數(shù)控機床維修論文提綱

　　數(shù)控機床是數(shù)字控制機床，的簡稱，是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機床，是數(shù)控專業(yè)的同學(xué)所要學(xué)習(xí)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(fā)展現(xiàn)狀 18-21

　　1.4 機器人機構(gòu)分析及性能評價相關(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(shù)值方法 21-23

　　1.4.2 機器人機構(gòu)的性能分析和評價 23-25

　　1.5 本文研究內(nèi)容 25-28

　　第2章 掘進裝備機器人化機構(gòu)設(shè)計研究 28-45

　　2.1 掘進裝備機器人化的機構(gòu)設(shè)計思路 28-29

　　2.1.1 突出軟煤巷道高效掘進的設(shè)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(guān)工藝過程及參數(shù)特點分析 30-33

　　2.2.3 相關(guān)裝備的運動學(xué)相似性 33-34

　　2.3 掘進機器人機構(gòu)設(shè)計研究 34-44

　　2.3.1 掘進機器人基本構(gòu)型 34-36

　　2.3.2 掘進機器人腕部結(jié)構(gòu)設(shè)計 36-42

　　2.3.3 掘進機器人的完整執(zhí)行機構(gòu) 42-44

　　2.4 本章小結(jié) 44-45

　　第3章 掘進機器人關(guān)節(jié)驅(qū)動能力設(shè)計 45-64

　　3.1 掘進機器人關(guān)節(jié)驅(qū)動能力設(shè)計難點 45-47

　　3.1.1 基于穩(wěn)態(tài)靜力學(xué)的分析方法 45-46

　　3.1.2 掘進機器人關(guān)節(jié)驅(qū)動能力設(shè)計難點 46-47

　　3.2 基于腕部運動鏈反向建模的驅(qū)動力分析原理 47-52

　　3.2.1 掘進機器人關(guān)節(jié)驅(qū)動特點分析 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 腕部運動鏈反向建模 50-51

　　3.2.4 關(guān)節(jié)驅(qū)動力分析方法 51-52

　　3.3 掘進機器人的關(guān)節(jié)驅(qū)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(guān)節(jié)驅(qū)動力計算結(jié)果分析 59-63

　　3.4.1 關(guān)節(jié)驅(qū)動力(力矩)的變化情況 59-63

　　3.4.2 各關(guān)節(jié)最大驅(qū)動能力 63

　　3.5 本章小結(jié) 63-64

　　第4章 掘進機器人運動學(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(xué) 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(xué)方程 67-69

　　4.3 基于偏置補償?shù)耐蟛科�置機器人逆向運動學(xué)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(jié) 74-76

　　4.3.5 逆解算法數(shù)據(jù)試驗 76-77

　　4.4 手腕側(cè)端偏置和前端偏置機器人 77-79

　　4.4.1 手腕側(cè)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(xué)求解 79-85

　　4.5.1 掘進機器人的運動學(xué)模型轉(zhuǎn)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(yīng)手腕無偏置機器人的.運動學(xué)逆解 82-84

　　4.5.4 掘進機器人的運動學(xué)逆解 84-85

　　4.6 本章小結(jié) 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(xiàn)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(tǒng)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(shù)值求解 94-96

　　5.3.4 求解結(jié)果對比分析 96-100

　　5.4 本章小結(jié) 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(tǒng)一問題分析 103-104

　　6.2 可變加權(quán)矩陣 104-111

　　6.2.1 關(guān)于雅可比矩陣規(guī)范化的考慮 104-106

　　6.2.2 基于可變加權(quán)矩陣的雅可比矩陣規(guī)范化 106-110

　　6.2.3 基于可變加權(quán)矩陣的雅可比矩陣范數(shù) 110-111

　　6.3 可變加權(quán)矩陣用于機器人運動性能評價 111-114

　　6.4 可變加權(quán)矩陣用于機器人設(shè)計及應(yīng)用優(yōu)化 114-117

　　6.4.1 平面三自由度機械手設(shè)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(jié) 130-131

　　第7章 結(jié)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(shù)控機床維修實例分析論文

　　摘要：目前，數(shù)控機床是當今使用最普遍的機床之一，被廣泛地應(yīng)用于各種零部件的加工工作中。現(xiàn)在的數(shù)控機床是綜合多學(xué)科、新技術(shù)的產(chǎn)物，設(shè)備造價高，一次性投入較大，相應(yīng)的，機床的操作和維修要求也很高。文章主要對數(shù)控機床中出現(xiàn)的故障進行分析，并相應(yīng)地提出了維修解決方案。

　　關(guān)鍵詞：840C數(shù)控系統(tǒng);報警;FANUC;18i數(shù)控系統(tǒng);840D數(shù)控系統(tǒng);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(shù)控系統(tǒng)43號報警

　　我單位有一臺16m數(shù)控臥車，承擔(dān)了許多大型火電轉(zhuǎn)子的加工任務(wù)，前段時間經(jīng)常出現(xiàn)43號報警(PLC-CPU not ready for operation)，這種報警一旦出現(xiàn)機床就會急停，這樣容易引起凹刀把轉(zhuǎn)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(shù)控系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)的一種故障現(xiàn)象，根據(jù)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(shù)據(jù)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(yīng)該可以排除PLC機床數(shù)據(jù)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(xiàn)該報警現(xiàn)象的時候整個數(shù)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(xiàn)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(fā)現(xiàn)是數(shù)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(fā)現(xiàn)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(jīng)過一段時間的觀察，該43號報警再也沒有出現(xiàn)過，故障被徹底解決。

　　2 本間專用數(shù)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(fā)電機機座的數(shù)控機床，數(shù)控系統(tǒng)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(xiàn)，B軸主要是立柱的轉(zhuǎn)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(jù)現(xiàn)象逐一進行排查，首先根據(jù)操作者反應(yīng)B軸有間隙誤差，打表檢查發(fā)現(xiàn)立柱每轉(zhuǎn)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(fā)現(xiàn)問題，再裝回一試就報警(445、436、364等報警)，再反復(fù)檢查發(fā)現(xiàn)電纜線插頭有松動現(xiàn)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(fā)現(xiàn)B軸分度的問題，從而轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(fā)現(xiàn)故障，最后用銅棒盤整個傳動鏈，發(fā)現(xiàn)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(shù)控龍門銑床3000號急停報警

　　我單位一臺五坐標數(shù)控龍門銑床，是從德國進口的一臺大型數(shù)控龍門銑床，配西門子840D數(shù)控系統(tǒng)。有段時間該機床突然出現(xiàn)故障，一啟動數(shù)控系統(tǒng)就出現(xiàn)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�；芈范颊�常。用萬用表測量各控制線路也沒有發(fā)現(xiàn)接地現(xiàn)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(fā)現(xiàn)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(jù)分析初步判斷是有關(guān)W軸的PLC輸入點或者輸出點有接地現(xiàn)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(guān)的PLC控制回路和PLC硬件模塊。經(jīng)過仔細的排查，最后發(fā)現(xiàn)在橫梁上面的W軸靜壓壓力檢測開關(guān)SP203、SP204上的接線有破損，絕緣不好，有漏電現(xiàn)象，處理之后再送電啟動機床，報警消除，一切正常。

　　4 FANUC 18i數(shù)控系統(tǒng)750報警和606報警

　　同樣是本間數(shù)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(nèi)容是：750(SPINDLE SERIAL LINK START FAULT)和606(Y軸：CNV. RADIATOR FAN FAILURE)。

　　根據(jù)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(tài)時發(fā)生該報警�？赡芤�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(guān)機重新插拔線路或更換線纜。(2)主軸放大器不良，更換相應(yīng)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(shù)設(shè)定錯誤。這種情形可以初始化設(shè)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(shù)分析故障原因。

　　根據(jù)機床的運行狀態(tài)分析，因為是停電后啟動發(fā)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(guān)的線路重新插接一番后再啟動，報警消除。

　　606報警內(nèi)容是指Y軸驅(qū)動模塊的散熱風(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電源模塊和驅(qū)動模塊上的風(fēng)扇，最后發(fā)現(xiàn)是電源模塊上的一個風(fēng)扇不轉(zhuǎn)，遂更換之，再開機啟動數(shù)控系統(tǒng)，所有報警全部消除，機床正常。

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

　　2004年我單位從德國進口一臺舊的Φ225數(shù)控鏜銑床，并進行了改造，配840C數(shù)控系統(tǒng)，運行幾年后突然出現(xiàn)1122報警，該報警的內(nèi)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(shù)據(jù)里設(shè)定的監(jiān)控使能延時設(shè)定值。(2)夾緊時NC機床數(shù)據(jù)中關(guān)于輪廓限制的零速監(jiān)控超過了參數(shù)設(shè)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(shè)定的輸出值不正確。(6)啟動時位置控制方向錯誤。

　　因為參數(shù)沒有人修改過，系統(tǒng)也能正常上電而不報警，所以初步排除參數(shù)設(shè)置問題和數(shù)控系統(tǒng)硬件故障，經(jīng)過仔細分析檢查，發(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)是絲桿的底座松動了，緊固后再開Z軸，報警消除，機床恢復(fù)正常。

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