设备状态监测

设备状态监测 与故障诊断精品课程
典型案例
机械故障
1、机械元件损坏。 （1）导致机床不能够正常运行，时常会出现一些报警。 （2）会出现异响、异动。
2、机械整体配置、位置不当或者机械有一些磨耗。
（1）导致几何精度丢失 （2）导致位置精度丢失
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(二)数控机床的故障诊断技术
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除去以上的分类方法，还有以下的一种分类方法：
系统故障
数控机床故障 外围电路故障
机械故障
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1、基本参数设置不正确导致的故障 2、伺服参数不正确导致的故障
软件故障
3、主轴参数设置不正确导致的故障 4、轴参数设置不正确导致的故障
在数控机床中与系统有关的故障主要集中在驱动部分，当然 也包括一些板卡的故障。这些也是维修人员能够判断的故障。
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1、继电器、接触器、接线端子、熔断器
外围电路故障
2、线路短路、断路 冷却系统、润滑系统
3、外围设备
气路、油路 换刀系统
安全门、电器柜、电气互锁
在数控机床的故障中、外围电路故障所占的比例相当大。并且也是一线维护 人员，能够现场判读解决的故障。绝大多数停机事件此类故障引起，因此熟练 掌握此类故障的判断、排除方法和积累相关经验是一线维护人员所必须的。
➢ 开机自诊断
➢ 运行自诊断
➢ 在线诊断
➢ 离线诊断
➢ 远程诊断
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2、如何排除日常故障
（1）故障发生时机床的状态。
a 在什么时间发生的故障？
包括发生故障的具体时间；发生时机床运行的状态；发 生故障时外部条件如何，包括天气、供电情况等等；了解 故障发生的频次。
b 故障发生时，进行了几种操作？
5、PLC参数设置不正确导致的故障
6、用户参数设置不正确导致的故障
7、功能参数设置不正确导致的故障
在数控系统中与软件相关的故障，主要是由于参数设置不正 确、参数不匹配导致的。 参数按照大类区分可分为：系统参数、机械参数、用户参数。
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硬件故障
1、伺服放大器故障 2、伺服电机故障 3、检测元件故障 4、各种系统板卡的故障
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设备状态监测与故障诊断技术
（第 7 章 典型案例）
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本章教学目标
1、认识典型系统的工作； 2、了解典型系统故障原因； 3、熟悉典型系统的故障诊断与
排除方法。
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典型案例
一、齿轮箱故障诊断
1.诊断目的和对象 在机械设备中，齿轮箱的用量很大，一旦发生
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(3)原料磨1#齿轮箱在运转中存在着调制现象，图 15—4是撮动信号的例频谱，峰值出现在例频率 80ms处，调制频繁fM＝1000／80＝2.5Hz，恰等 于驱动电机旋转频率，也等于齿轮箱第一传动铀 的旋转频率。应检查第一传动轴的零部件的磨损、 松动、偏心等状况，也应检测电机的进行振动状 况。这些工作有待今后进一步测试分析，其它两 台齿轮箱振动中没有发现调制现象。
故障，损失严重。 齿轮运行中的振动现象可反映齿轮箱的运行状
态，故采用振动情号进行分析和诊断，将记录下 来的齿轮箱振动信号进行FFT(快速傅里叶变换)分 析处理。
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2.诊断方法及分析 方法：在现场用振动计和磁带记录仪测试记录了 齿轮箱每根传动轴轴承座上的振动信号，表1列出 三台齿轮箱振动速度均方根值，测试时1#齿轮箱 检修没有列入 。
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(2) 从综合评定的角度曾，原料磨2#齿轮箱振动值高 于2#和原料密1#的齿轮箱振动。用ISO大型机器 振动强度评价标准衡 量，巳超过允许值11. 2mm ／s。且原料磨2#齿轮箱箱体温度高于其它齿轮箱 l0℃左右，应及时进行检修。
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机床运行在什么模式；程序运行情况如何；各轴分别处 在什么位置；当前正在运行那一个轴；机床有没有执行辅 助功能；能不能够复位消除；如果能够复位消除，会不会 执行到相同情况下再出现；如果再次出现，改变加工参数 会不会出现等等。
数控系统故障分类，按照不同的方法有很多种分类形式。 （1）按照故障性质：系统性故障；随机性故障； （2）按照故障类型：机械故障；电气故障； （3）按照报警提示：有报警故障；无报警故障； （4）按照发生部：数控装置故障；PLC故障；
伺服系统故障；机床系统故障； （5）按照破坏程度：破坏性故障；非破坏性故障；
故障的诊断包括两方面的内容：诊和断。 诊：对是客观状态作检测或测试。 断：确定故障的性质、程度、类别、部位，并指 明故障产生的原因，提供相应的处理对策等。
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1.数控系统自诊断 所谓故障自诊断技术，就是在硬件模块、功能部件上各状
态测试点（在系统设计制造时设置的）和相应诊断软件的支 持下，利用数控系统中计算机的运算处理能力，实时监测系 统的运行状态，并在预知系统故障或系统性能、系统运行品 质劣化动向时，及时自动发出报警信息的技术。
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分析
(1) 在三级传动的齿轮装置中，输入与输出两级的啮 合作用力都要由中间级来承担，所以啮合振动最 为强烈。啮合振动的幅值远高于其它两级。第二 级是设计、制造中应加强的薄 弱环节。但由于没 有给予足够的重视，在长期运行中振动过大，使 齿圈产生疲劳断裂，这是近几年发生事故的原因 所在。从目前运行的情况看来，原料磨2#齿轮箱 的第二级齿轮传动状 况不佳，应加强监测，准备 必要的备件。
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诊断结论 ➢ 齿轮箱运行状态监测与故障诊断采用FFT谱分
析和倒频谱分析是有效的。 ➢ 三级传动的齿轮箱装置中，应提高第二级传动
件的设计和制造要求，以避免过大的二级传动啮 合频率振动。
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二、数控机床常见故障的处理
(一) 故障的分类