數控機床維修論文提綱

數控機床維修論文提綱

　　數控機床是數字控制機床，的簡稱，是一種裝有程序控制系統的自動化機床，是數控專業的同學所要學習的知識之一。

　　機械工程畢業論文提綱模板

　　摘要 5-7

　　Abstract 7-9

　　第1章 緒論 14-28

　　1.1 課題研究背景 14-15

　　1.2 突出軟煤巷道掘進裝備機器人化的核心問題 15-18

　　1.2.1 突出軟煤巷道掘進工藝過程難點 15-16

　　1.2.2 掘進裝備機器人化的核心問題 16-18

　　1.3 掘進裝備機器人化發展現狀 18-21

　　1.4 機器人機構分析及性能評價相關領域研究概況 21-25

　　1.4.1 串聯機器人位置逆解的數值方法 21-23

　　1.4.2 機器人機構的性能分析和評價 23-25

　　1.5 本文研究內容 25-28

　　第2章 掘進裝備機器人化機構設計研究 28-45

　　2.1 掘進裝備機器人化的機構設計思路 28-29

　　2.1.1 突出軟煤巷道高效掘進的設備要求 28

　　2.1.2 機器人化的總體思路 28-29

　　2.2 掘進裝備機器人化可行性分析 29-34

　　2.2.1 突出軟煤巷道掘進涉及的主要裝備 29-30

　　2.2.2 相關工藝過程及參數特點分析 30-33

　　2.2.3 相關裝備的運動學相似性 33-34

　　2.3 掘進機器人機構設計研究 34-44

　　2.3.1 掘進機器人基本構型 34-36

　　2.3.2 掘進機器人腕部結構設計 36-42

　　2.3.3 掘進機器人的完整執行機構 42-44

　　2.4 本章小結 44-45

　　第3章 掘進機器人關節驅動能力設計 45-64

　　3.1 掘進機器人關節驅動能力設計難點 45-47

　　3.1.1 基于穩態靜力學的分析方法 45-46

　　3.1.2 掘進機器人關節驅動能力設計難點 46-47

　　3.2 基于腕部運動鏈反向建模的驅動力分析原理 47-52

　　3.2.1 掘進機器人關節驅動特點分析 47-48

　　3.2.2 任意作業方式下截割頭的負載表達 48-50

　　3.2.3 腕部運動鏈反向建模 50-51

　　3.2.4 關節驅動力分析方法 51-52

　　3.3 掘進機器人的關節驅動力分析 52-59

　　3.3.1 截割載荷的計算 52-53

　　3.3.2 腕部整體受力分析 53-55

　　3.3.3 力平衡方程及求解 55-59

　　3.4 關節驅動力計算結果分析 59-63

　　3.4.1 關節驅動力(力矩)的變化情況 59-63

　　3.4.2 各關節最大驅動能力 63

　　3.5 本章小結 63-64

　　第4章 掘進機器人運動學分析 64-87

　　4.1 機器人連桿位置與姿態的描述 64-66

　　4.1.1 連桿坐標系的建立 64-65

　　4.1.2 四個基本的齊次變換矩陣 65

　　4.1.3 連桿坐標系的變換矩陣 65-66

　　4.2 掘進機器人正向運動學 66-69

　　4.2.1 建立掘進機器人的連桿坐標系 66-67

　　4.2.2 掘進機器人的正向運動學方程 67-69

　　4.3 基于偏置補償的腕部偏置機器人逆向運動學求解 69-77

　　4.3.1 掘進機器人的腕部特點 69-70

　　4.3.2 偏置補償原理 70-71

　　4.3.3 逆解過程 71-74

　　4.3.4 逆解算法流程總結 74-76

　　4.3.5 逆解算法數據試驗 76-77

　　4.4 手腕側端偏置和前端偏置機器人 77-79

　　4.4.1 手腕側端偏置 77-78

　　4.4.2 手腕前端偏置 78-79

　　4.5 掘進機器人的逆向運動學求解 79-85

　　4.5.1 掘進機器人的運動學模型轉換 79-81

　　4.5.2 鉆機和截割頭末端位姿的給定 81-82

　　4.5.3 對應手腕無偏置機器人的.運動學逆解 82-84

　　4.5.4 掘進機器人的運動學逆解 84-85

　　4.6 本章小結 85-87

　　第5章 掘進機器人工作空間研究 87-101

　　5.1 機器人工作空間求解主要方法 87

　　5.2 蒙特卡洛法研究與改進 87-92

　　5.2.1 蒙特卡洛法原理及現有算法 87-89

　　5.2.2 蒙特卡洛法存在的問題 89-90

　　5.2.3 蒙特卡洛法改進 90-92

　　5.3 掘進機器人工作空間求解 92-100

　　5.3.1 不同工具工作空間的統一化 92-93

　　5.3.2 工作空間的特點分析 93-94

　　5.3.3 工作空間的數值求解 94-96

　　5.3.4 求解結果對比分析 96-100

　　5.4 本章小結 100-101

　　第6章 掘進機器人運動靈活性分析 101-131

　　6.1 機器人的運動靈活性問題 101-104

　　6.1.1 機器人運動靈活性指標 101-103

　　6.1.2 雅可比矩陣量綱不統一問題分析 103-104

　　6.2 可變加權矩陣 104-111

　　6.2.1 關于雅可比矩陣規范化的考慮 104-106

　　6.2.2 基于可變加權矩陣的雅可比矩陣規范化 106-110

　　6.2.3 基于可變加權矩陣的雅可比矩陣范數 110-111

　　6.3 可變加權矩陣用于機器人運動性能評價 111-114

　　6.4 可變加權矩陣用于機器人設計及應用優化 114-117

　　6.4.1 平面三自由度機械手設計優化 114-115

　　6.4.2 Puma560機械手的各向同性位形 115-117

　　6.5 掘進機器人的運動性能評價 117-130

　　6.5.1 掘進機器人的雅可比矩陣 117-122

　　6.5.2 掘進機器人雅可比矩陣存在的問題 122-123

　　6.5.3 運動性能研究 123-130

　　6.6 本章小結 130-131

　　第7章 結論 131-133

　　參考文獻 133-142

　　致謝 142-143

　　攻讀博士學位期間參與的研究課題 143-144

　　攻讀博士學位期間發表的學術論文 144

　　數控機床維修實例分析論文

　　摘要：目前，數控機床是當今使用最普遍的機床之一，被廣泛地應用于各種零部件的加工工作中。現在的數控機床是綜合多學科、新技術的產物，設備造價高，一次性投入較大，相應的，機床的操作和維修要求也很高。文章主要對數控機床中出現的故障進行分析，并相應地提出了維修解決方案。

　　關鍵詞：840C數控系統;報警;FANUC;18i數控系統;840D數控系統;故障

　　中圖分類號：TG502 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374(2013)25-0034-02

　　1 西門子840C數控系統43號報警

　　我單位有一臺16m數控臥車，承擔了許多大型火電轉子的加工任務，前段時間經常出現43號報警(PLC-CPU not ready for operation)，這種報警一旦出現機床就會急停，這樣容易引起凹刀把轉子干廢，所以操作者都不敢精干活了。43號報警是西門子840C數控系統經常出現的一種故障現象，根據分析大概有以下四種情況容易引起該報警：(1)硬件或者軟件錯誤(包括電纜連接部分);(2)PLC機床數據錯誤;(3)PLC程序錯誤;(4)譯碼錯誤。

　　考慮到機床都正常干活好幾年了，應該可以排除PLC機床數據錯誤、PLC程序錯誤和譯碼錯誤等等，主要從硬件或者軟件部分(包括電纜連接部分)進行分析查找。

　　因為機床出現該報警現象的時候整個數控操作面板的按鍵都全部無效，但是有時候重新送電啟動后又好了，所以初步判斷是線路連接上可能有問題。因為這個報警出現的時候整個PLC都無法正常啟動，所以首先就檢查PLC部分的硬件和線路連接等，最后發現是數控操作面板背后與PLC通訊的電纜連接不可靠，進一步檢查發現是西門子模塊6FC5103-0AE01-0AA1上的插座有問題，更換掉帶該硬件模塊后，再送電啟動，一切正常，經過一段時間的觀察，該43號報警再也沒有出現過，故障被徹底解決。

　　2 本間專用數控機床在加工平面的時候分度不準確故障

　　該機床是從日本進口的專門用來加工發電機機座的數控機床，數控系統配的是FANUC 18i。因為該機床分度有兩個軸(B軸和C軸)可以實現，B軸主要是立柱的轉動，C軸是用在立柱不能動的時候在主軸前面進行分度。根據現象逐一進行排查，首先根據操作者反應B軸有間隙誤差，打表檢查發現立柱每轉動一圈差0.10mm左右，所以懷疑電機編碼器有問題，把電機編碼器拆出來檢查沒有發現問題，再裝回一試就報警(445、436、364等報警)，再反復檢查發現電纜線插頭有松動現象，從而引起電機過流報警(OVC-436)，重新插接電纜，B軸故障解決，但是沒有發現B軸分度的問題，從而轉向檢查C軸，打表C軸正常，但是干活就不正常，誤差仍然很大。因為空載都正常，所以不懷疑C軸電機編碼器有問題，轉而懷疑機械傳動鏈的問題。逐一打開C軸傳動鏈檢查，單憑肉眼觀察很難發現故障，最后用銅棒盤整個傳動鏈，發現電機軸到減速箱之間的連接有松動，緊固之后再試車，一切正常。

　　3 五坐標數控龍門銑床3000號急停報警

　　我單位一臺五坐標數控龍門銑床，是從德國進口的一臺大型數控龍門銑床，配西門子840D數控系統。有段時間該機床突然出現故障，一啟動數控系統就出現3000號急停報警，整過PLC電源全部掉電，操作面板上的指示燈全部閃爍。檢查急停回路都正常。用萬用表測量各控制線路也沒有發現接地現象，這就覺得很奇怪，讓人無法理解為什么PLC 24V電源電壓會突然被降低了?因為有備件，所以更換一個PLC電源模塊再試，故障依舊，說明電源模塊本身是沒有問題的。再進一步檢查，通過把PLC程序逐段放入，發現只要一啟動W軸靜壓油泵電機，PLC指示燈一閃就引起3000號急停報警。根據分析初步判斷是有關W軸的PLC輸入點或者輸出點有接地現象，從而拉掉了PLC 24V直流電壓，所以開始逐步檢查與W軸油泵電機有關的PLC控制回路和PLC硬件模塊。經過仔細的排查，最后發現在橫梁上面的W軸靜壓壓力檢測開關SP203、SP204上的接線有破損，絕緣不好，有漏電現象，處理之后再送電啟動機床，報警消除，一切正常。

　　4 FANUC 18i數控系統750報警和606報警

　　同樣是本間數控專用加工機床，在一次停電之后再送電時就報警750和606等。其報警內容是：750(SPINDLE SERIAL LINK START FAULT)和606(Y軸：CNV. RADIATOR FAN FAILURE)。

　　根據報警分析，750報警是主軸串行啟動不良引起的。原因是開機時串行主軸放大器沒有達到正常啟動狀態時發生該報警。可能引起的原因如下：(1)線路接觸不良或線路連接錯誤。這種情況需要關機重新插拔線路或更換線纜。(2)主軸放大器不良，更換相應的部件。

　　查看放大器上七段碼顯示，如顯示“A”，則電路板上ROM不良，更換之。(3)參數設定錯誤。這種情形可以初始化設定。(4)CNC電路板故障。則需要更換同型號的.電路板。(5)可進一步查看診斷參數分析故障原因。

　　根據機床的運行狀態分析，因為是停電后啟動發生的故障，所以初步懷疑線路接觸不良引起的，所以直接把相關的線路重新插接一番后再啟動，報警消除。

　　606報警內容是指Y軸驅動模塊的散熱風扇有故障，但是一檢查Y軸模塊上的風扇，都正常。所以再逐一檢查各個電源模塊和驅動模塊上的風扇，最后發現是電源模塊上的一個風扇不轉，遂更換之，再開機啟動數控系統，所有報警全部消除，機床正常。

　　5 西門子840C數控系統1122(Z axis zero-speed control)報警

　　2004年我單位從德國進口一臺舊的Φ225數控鏜銑床，并進行了改造，配840C數控系統，運行幾年后突然出現1122報警，該報警的內容就是Z軸零速控制報警。究其原因大概有以下六點：(1)跟隨誤差太大，超過了NC機床數據里設定的監控使能延時設定值。(2)夾緊時NC機床數據中關于輪廓限制的零速監控超過了參數設定值。(3)控制裝置發生故障，包括測速機、電機、CNC測量回路的硬件或者脈沖編碼器等故障。(4)機械傳動鏈故障(包括絲桿、絲母和齒輪箱里面的齒輪、軸承等零部件)。(5)設定的輸出值不正確。(6)啟動時位置控制方向錯誤。

　　因為參數沒有人修改過，系統也能正常上電而不報警，所以初步排除參數設置問題和數控系統硬件故障，經過仔細分析檢查，發現只要開動Z軸，倍率很小的時候能動一點點，倍率加大馬上就會報警，所以懷疑是機械傳動鏈上有故障，最后檢查絲桿傳動發現是絲桿的底座松動了，緊固后再開Z軸，報警消除，機床恢復正常。

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