數控機床維修論文提綱

　　數控機床是數字控制機床，的簡(jiǎn)稱(chēng)，是一種裝有程序控制系統的自動(dòng)化機床，是數控專(zhuān)業(yè)的同學(xué)所要學(xué)習的知識之一。

　　機械工程畢業(yè)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(jìn)裝備機器人化的核心問(wèn)題 15-18

　　1.2.1 突出軟煤巷道掘進(jìn)工藝過(guò)程難點(diǎn) 15-16

　　1.2.2 掘進(jìn)裝備機器人化的核心問(wèn)題 16-18

　　1.3 掘進(jìn)裝備機器人化發(fā)展現狀 18-21

　　1.4 機器人機構分析及性能評價(jià)相關(guān)領(lǐng)域研究概況 21-25

　　1.4.1 串聯(lián)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(jià) 23-25

　　1.5 本文研究?jì)热?25-28

　　第2章 掘進(jìn)裝備機器人化機構設計研究 28-45

　　2.1 掘進(jìn)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(jìn)的設備要求 28

　　2.1.2 機器人化的總體思路 28-29

　　2.2 掘進(jìn)裝備機器人化可行性分析 29-34

　　2.2.1 突出軟煤巷道掘進(jìn)涉及的主要裝備 29-30

　　2.2.2 相關(guān)工藝過(guò)程及參數特點(diǎn)分析 30-33

　　2.2.3 相關(guān)裝備的運動(dòng)學(xué)相似性 33-34

　　2.3 掘進(jìn)機器人機構設計研究 34-44

　　2.3.1 掘進(jìn)機器人基本構型 34-36

　　2.3.2 掘進(jìn)機器人腕部結構設計 36-42

　　2.3.3 掘進(jìn)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(jìn)機器人關(guān)節驅動(dòng)能力設計 45-64

　　3.1 掘進(jìn)機器人關(guān)節驅動(dòng)能力設計難點(diǎn) 45-47

　　3.1.1 基于穩態(tài)靜力學(xué)的分析方法 45-46

　　3.1.2 掘進(jìn)機器人關(guān)節驅動(dòng)能力設計難點(diǎn) 46-47

　　3.2 基于腕部運動(dòng)鏈反向建模的驅動(dòng)力分析原理 47-52

　　3.2.1 掘進(jìn)機器人關(guān)節驅動(dòng)特點(diǎn)分析 47-48

　　3.2.2 任意作業(yè)方式下截割頭的負載表達 48-50

　　3.2.3 腕部運動(dòng)鏈反向建模 50-51

　　3.2.4 關(guān)節驅動(dòng)力分析方法 51-52

　　3.3 掘進(jìn)機器人的關(guān)節驅動(dòng)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(guān)節驅動(dòng)力計算結果分析 59-63

　　3.4.1 關(guān)節驅動(dòng)力(力矩)的變化情況 59-63

　　3.4.2 各關(guān)節最大驅動(dòng)能力 63

　　3.5 本章小結 63-64

　　第4章 掘進(jìn)機器人運動(dòng)學(xué)分析 64-87

　　4.1 機器人連桿位置與姿態(tài)的描述 64-66

　　4.1.1 連桿坐標系的建立 64-65

　　4.1.2 四個(gè)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(jìn)機器人正向運動(dòng)學(xué) 66-69

　　4.2.1 建立掘進(jìn)機器人的連桿坐標系 66-67

　　4.2.2 掘進(jìn)機器人的正向運動(dòng)學(xué)方程 67-69

　　4.3 基于偏置補償的腕部偏置機器人逆向運動(dòng)學(xué)求解 69-77

　　4.3.1 掘進(jìn)機器人的腕部特點(diǎn) 69-70

　　4.3.2 偏置補償原理 70-71

　　4.3.3 逆解過(guò)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(jìn)機器人的逆向運動(dòng)學(xué)求解 79-85

　　4.5.1 掘進(jìn)機器人的運動(dòng)學(xué)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(wú)偏置機器人的.運動(dòng)學(xué)逆解 82-84

　　4.5.4 掘進(jìn)機器人的運動(dòng)學(xué)逆解 84-85

　　4.6 本章小結 85-87

　　第5章 掘進(jìn)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(jìn) 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(wèn)題 89-90

　　5.2.3 蒙特卡洛法改進(jìn) 90-92

　　5.3 掘進(jìn)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(diǎn)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(jìn)機器人運動(dòng)靈活性分析 101-131

　　6.1 機器人的運動(dòng)靈活性問(wèn)題 101-104

　　6.1.1 機器人運動(dòng)靈活性指標 101-103

　　6.1.2 雅可比矩陣量綱不統一問(wèn)題分析 103-104

　　6.2 可變加權矩陣 104-111

　　6.2.1 關(guān)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(dòng)性能評價(jià) 111-114

　　6.4 可變加權矩陣用于機器人設計及應用優(yōu)化 114-117

　　6.4.1 平面三自由度機械手設計優(yōu)化 114-115

　　6.4.2 Puma560機械手的各向同性位形 115-117

　　6.5 掘進(jìn)機器人的運動(dòng)性能評價(jià) 117-130

　　6.5.1 掘進(jìn)機器人的雅可比矩陣 117-122

　　6.5.2 掘進(jìn)機器人雅可比矩陣存在的問(wèn)題 122-123

　　6.5.3 運動(dòng)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(xué)位期間參與的研究課題 143-144

　　攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文 144

　　數控機床維修實(shí)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�，F在的數控機床是綜合多學(xué)科、新技術(shù)的產(chǎn)物，設備造價(jià)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(jìn)行分析，并相應地提出了維修解決方案。

　　關(guān)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(lèi)號：TG502 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374(2013)25-0034-02

　　1 西門(mén)子840C數控系統43號報警

　　我單位有一臺16m數控臥車(chē)，承擔了許多大型火電轉子的加工任務(wù)，前段時(shí)間經(jīng)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(huì )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(mén)子840C數控系統經(jīng)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(jìn)行分析查找。

　　因為機床出現該報警現象的時(shí)候整個(gè)數控操作面板的按鍵都全部無(wú)效，但是有時(shí)候重新送電啟動(dòng)后又好了，所以初步判斷是線(xiàn)路連接上可能有問(wèn)題。因為這個(gè)報警出現的時(shí)候整個(gè)PLC都無(wú)法正常啟動(dòng)，所以首先就檢查PLC部分的硬件和線(xiàn)路連接等，最后發(fā)現是數控操作面板背后與PLC通訊的電纜連接不可靠，進(jìn)一步檢查發(fā)現是西門(mén)子模塊6FC5103-0AE01-0AA1上的插座有問(wèn)題，更換掉帶該硬件模塊后，再送電啟動(dòng)，一切正常，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的觀(guān)察，該43號報警再也沒(méi)有出現過(guò)，故障被徹底解決。

　　2 本間專(zhuān)用數控機床在加工平面的時(shí)候分度不準確故障

　　該機床是從日本進(jìn)口的專(zhuān)門(mén)用來(lái)加工發(fā)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(gè)軸(B軸和C軸)可以實(shí)現，B軸主要是立柱的轉動(dòng)，C軸是用在立柱不能動(dòng)的時(shí)候在主軸前面進(jìn)行分度。根據現象逐一進(jìn)行排查，首先根據操作者反應B軸有間隙誤差，打表檢查發(fā)現立柱每轉動(dòng)一圈差0.10mm左右，所以懷疑電機編碼器有問(wèn)題，把電機編碼器拆出來(lái)檢查沒(méi)有發(fā)現問(wèn)題，再裝回一試就報警(445、436、364等報警)，再反復檢查發(fā)現電纜線(xiàn)插頭有松動(dòng)現象，從而引起電機過(guò)流報警(OVC-436)，重新插接電纜，B軸故障解決，但是沒(méi)有發(fā)現B軸分度的問(wèn)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(wèn)題，轉而懷疑機械傳動(dòng)鏈的問(wèn)題。逐一打開(kāi)C軸傳動(dòng)鏈檢查，單憑肉眼觀(guān)察很難發(fā)現故障，最后用銅棒盤(pán)整個(gè)傳動(dòng)鏈，發(fā)現電機軸到減速箱之間的連接有松動(dòng)，緊固之后再試車(chē)，一切正常。

　　3 五坐標數控龍門(mén)銑床3000號急停報警

　　我單位一臺五坐標數控龍門(mén)銑床，是從德國進(jìn)口的一臺大型數控龍門(mén)銑床，配西門(mén)子840D數控系統。有段時(shí)間該機床突然出現故障，一啟動(dòng)數控系統就出現3000號急停報警，整過(guò)PLC電源全部掉電，操作面板上的指示燈全部閃爍。檢查急�；芈范颊�常。用萬(wàn)用表測量各控制線(xiàn)路也沒(méi)有發(fā)現接地現象，這就覺(jué)得很奇怪，讓人無(wú)法理解為什么PLC 24V電源電壓會(huì )突然被降低了?因為有備件，所以更換一個(gè)PLC電源模塊再試，故障依舊，說(shuō)明電源模塊本身是沒(méi)有問(wèn)題的。再進(jìn)一步檢查，通過(guò)把PLC程序逐段放入，發(fā)現只要一啟動(dòng)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(guān)W軸的PLC輸入點(diǎn)或者輸出點(diǎn)有接地現象，從而拉掉了PLC 24V直流電壓，所以開(kāi)始逐步檢查與W軸油泵電機有關(guān)的PLC控制回路和PLC硬件模塊。經(jīng)過(guò)仔細的排查，最后發(fā)現在橫梁上面的W軸靜壓壓力檢測開(kāi)關(guān)SP203、SP204上的接線(xiàn)有破損，絕緣不好，有漏電現象，處理之后再送電啟動(dòng)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(zhuān)用加工機床，在一次停電之后再送電時(shí)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(dòng)不良引起的。原因是開(kāi)機時(shí)串行主軸放大器沒(méi)有達到正常啟動(dòng)狀態(tài)時(shí)發(fā)生該報警�？赡芤�起的原因如下：(1)線(xiàn)路接觸不良或線(xiàn)路連接錯誤。這種情況需要關(guān)機重新插拔線(xiàn)路或更換線(xiàn)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(jìn)一步查看診斷參數分析故障原因。

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

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

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

　　2004年我單位從德國進(jìn)口一臺舊的Φ225數控鏜銑床，并進(jìn)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(diǎn)：(1)跟隨誤差太大，超過(guò)了NC機床數據里設定的監控使能延時(shí)設定值。(2)夾緊時(shí)NC機床數據中關(guān)于輪廓限制的零速監控超過(guò)了參數設定值。(3)控制裝置發(fā)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(dòng)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(dòng)時(shí)位置控制方向錯誤。

　　因為參數沒(méi)有人修改過(guò)，系統也能正常上電而不報警，所以初步排除參數設置問(wèn)題和數控系統硬件故障，經(jīng)過(guò)仔細分析檢查，發(fā)現只要開(kāi)動(dòng)Z軸，倍率很小的時(shí)候能動(dòng)一點(diǎn)點(diǎn)，倍率加大馬上就會(huì )報警，所以懷疑是機械傳動(dòng)鏈上有故障，最后檢查絲桿傳動(dòng)發(fā)現是絲桿的底座松動(dòng)了，緊固后再開(kāi)Z軸，報警消除，機床恢復正常。

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