第1章 机床故障诊断与维修基础

1.1数控机床故障诊断与维护基本概念
1.1.2故障与故障发生规律
1.故障定义 数控机床故障 (Fault) 是指数控机床丧失了达到自身应有功能的 某种状态，它包含两层含义：一是数控机床功能降低，但是没有 完全丧失功能，产生故障的原因可能是自然寿命、工作环境的影 响、性能参数的变化、误操作等因素；二是故障加剧，数控机床 已不能保证其基本功能，这称为失效(Failure)。在数控机床中， 个别零件失效不至于影响整机的功能，关键零件失效会导致整机 丧失功能。
返回
1.1数控机床故障诊断与维护基本概念
⑵ 电气控制系统故障： 从所使用的元器件类型上．根据通常习 惯，电气控制系统故障通常分为“弱电”故障和“强电”故障两 大类”:
“弱电”部分是指控制系统中以电子元器件、集成电路为主的控 制部分。数控机床的弱电部分包括CNC、PLC、MDI/CRT以及 伺服驱动单元、输为输出单元等。“弱电”故障又有硬件故障与 软件故障之分．硬件故障是指上述各部分的集成电路芯片、分立 电子元件、接插件以及外部连接组件等发生的故障。软件故障是 指在硬件正常情况下所出现的动作错误、数据丢失等故障，常见 的有加工程序出错，系统程序和参数的改变或丢失，计算机运算 出错等。 “强电”部分是指控制系统中的主回路或高压、大功率回路中的 继电器、接触器、开关、熔断器、电源、变压器、电动机、电磁 铁、行程开关等电气元器件及其所组成的控制电路。这部分的故 障虽然维修、诊断较为方便，但由于它处于高压、大电流工作状 态，发生故障的几率要高于“弱电”部分．必须引起维修人员的 足够的重视。
1.1数控机床故障诊断与维护基本概念
按故障发生的部位分类 按故障的性质分类
故障分类
按故障的指示形式分类
按故障产生的原因分类
1.1数控机床故障诊断与维护基本概念
一．按故障发生的部位分类:
⑴ 主机故障： 数控机床的主机通常指组成数控机床的机械、润 滑、冷却、排屑、液压、气动与防护等部分。主机常见的故障主 要有： 1） 因机械部件安装、调试、操作使用不当等原因引起的机械传 动故障 2） 因导轨、主轴等运动部件的干涉、摩擦过大等原因引起的故 障 3） 因机械零件的损坏、联结不良等原因引起的故障，等等．
产生原因 机械零件存在磨合期，电气 元件和装置经受交变负荷及 外界干扰存在不适应期； 操作者对数控编程与操作不 熟练引起； 运输过程振动引起元件、插 接件松动； 现场安装不良引起。 一些易损件失效引起。
初始使用期 (T1)
约1年
相对运行稳 定期(T2)
7-10年
寿命终了期 (T3)
8-11年以 后
2.
1.1数控机床故障诊断与维护基本概念
2.故障发生规律：
数控机床在其使用寿 命周期内故障频率遵 循一定的规律，整个 寿命周期大致可分为 三个阶段，即初始使 用阶段，相对稳定阶 段、寿命终了阶段。 如图所示。三个阶 段的故障特点见下表
1.1数控机床故障诊断与维护基本概念
阶段
时间
故障特点 1. 故障率较高，无规律，随着 1. 时间推移，故障率很快下降； 2. 一般为非品质故障，多为安 装不良或元器件、插接件松 2. 动、或设备对环境的不适应 引起 3. 3、 多为电气、液压、冷却、 3. 润滑方面的小故障 元器件器质性故障仍较少， 故障率低且运行平稳。 1. 故障率较高，有规律，随着 时间推移，故障率上升很快； 渐发性和器质性故障见多。
由于元器件的磨损、老化、 腐蚀引起器件品质下降或到 了使用寿命引起。
1.1数控机床故障诊断与维护基本概念
1.1.2故障与故障发生规律
3.故障发生规律对维修指导意义：
(1)设备初始使用期由于很少有器质性故障，出现故障也多为设备不适性小 故障，一般好解决。如数控系统出现硬件引起的报警提示，一般不要去 怀疑元器品质问题，而应查接线，接口是否有松动或其它不良情况。 (2)正常运行时，故障率很低且几近相等，一般不需很多备件库存，只需存 储一些易损件，即可满足生产需求； (3)在设备进入磨损期前安排大(项)修，并开始考虑备件库存，当费用太高， 可考虑报废更新设备 (4)为确定设备“三包期”一年和设备折旧年限提供理论依据。
目录
1 2 3
1.1数控机床故障诊断与维护基本概念
源自文库
1.2数控机床故障分析与处理
1.3数控机床故障诊断与维护技术的发展
1.1数控机床故障诊断与维护基本概念
1.1.1数控机床故障诊断及维护的目的
数控机床综合应用了计算机、自动控制、精密测量、现代 机械制造和数据通信等多种技术，是机械加工领域中典型 的机电一体化设备，适于多品种、中小批量的复杂零件的 加工。数控机床作为实现柔性制造系统(FMS)、计算机集 成制造系统(CIMS)和未来工厂自动化(FA)的基础已成为现 代制造技术中不可缺少的设备，因此得到了巨大的发展。
1.1数控机床故障诊断与维护基本概念
1.1.3数控机床常见故障及其分类:
数控系统是高度自动化、高度集成的系统。其 加工条件、类型及工件等因素复杂多变，所以 故障种类多、随意性大。数控机床和数控加工 设备故障有多种分类，分类的目的是从数控机 床故障不同的侧面对故障进行分析和研究。数 控机床故障大致可以分为以下几大类：
1.1数控机床故障诊断与维护基本概念
数控机床的故障诊断与维修是数控机床使用过程中重要的组成 部分，也是目前制约数控机床发挥作用的因素之一，因此学习数 控机床故障诊断与维修的技术和方法有重要的意义。数控机床的 生产厂商加强数控机床的故障诊断与维修的力量，可以提高数控 机床的质量，有利于数控机床的推广和使用。数控机床的使用单 位培养掌握数控机床的故障诊断与维修的技术人员，有利于提高 数控机床的使用率。随着数控机床的推广和使用，培养更多的掌 握数控机床故障诊断与维修的高素质人才的任务也越来越迫切。
1.1数控机床故障诊断与维护基本概念
要发挥数控机床的效率，就要求机床开动率高，这对数控 机床提出了可靠性的要求。可靠性是体现产品耐用和可靠程度的 一种性能。他是在设计时赋予产品的。
●可靠性的定义是：产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功 能的能力。 ●衡量可靠性的主要指标是平均无故障工作时间(Mean Time Between Failures，MTBF)： MTBF=总工作时间/总故障次数