数控机床故障排除方法

数控机床故障排除方法（精选10篇）

数控机床故障排除方法 篇1

摘要：介绍数控机床常见故障的六种诊断与排除方法, 并列举了一些实例。

关键词：数控机床,故障,诊断

1. 常规检查法

通过故障发生时的各种光、声、味等异常现象的观察，察看系统的各个部分，通过目测、手摸、通电、仪器检查等手段，将故障范围缩小到一个模块或一块印刷线路板[1]。

例如，一台线切割机床在切割工件一段时间后，总出现断丝故障，经观察发现，在储丝筒换向时，钼丝仍然在放电加工，由此异常现象进行检查，最终确定为电路板上的电阻R21和R22烧坏，更换后，设备运转正常。

2. 功能测试法

将所修系统的G、M、S、T、F功能的全部使用指令编程一个试验程序。在故障诊断时运行这个程序，可快速判断哪个功能不良或丧失。

例如，XHA-784加工中心加工中，出现零件尺寸相差甚大，系统又无报警。用功能测试法将编好的功能测试程序调出来，并在图形模拟状态下进行空运行，当运行到含有G01、G02、G03、G18、G19、G41、G42等指令的四角带圆弧的长方形典型图形时，发现机床运行轨迹与所要求的图形尺寸不符，从而确认机床刀补功能不良。调换存放刀补软件的集成电路后，机床加工恢复正常。

3. 参数检查法

参数通常是存放在由电池供电保持的RAM中，一旦电池电压不足或系统长期不通电或外部干扰会使参数丢失或混乱。认真了解掌握每个参数的具体含义，这对数控机床的故障诊断有及其重要的意义。

例如，一台立式加工中心，采用FANUC18i数控系统，在换刀过程中，当刀库移向主轴时与主轴上的刀柄发生碰撞，然后停住，不能完成换刀过程。该机床刀库为鼓轮式刀库，无机械手换刀。正常时，当机床接到换刀指令后，主轴上升至换刀位置并准停，然后刀库由气缸驱动水平向前平移，靠向主轴，刀库鼓轮上一空缺刀位插人主轴上刀柄凹槽处，鼓轮上的夹刀弹簧将刀柄夹紧，主轴刀具自动夹紧松开机构工作，刀具松开，主轴向上运动，完成拔刀过程。刀具拔出后，刀库回转，选定刀位后，主轴向下移动，将选中的刀具装人主轴锥孔，主轴刀具自动夹紧松开机构工作，完成刀具装夹。最后，刀库水平后移返回原位，换刀完成。观察该机床刀库与刀柄碰撞部位，发现主轴上刀柄的键槽与刀库刀座上的键的方位不一致，存在一个角度偏差，导致碰撞发生。刀座上的键已有多处明显擦痕，说明刀柄键槽与刀库刀座上的键存在干涉已有一段时间。刀座上的键是对准主轴中心的，可推断，刀座上的键与刀柄键槽不能正常配合是由于主轴定向停止位置偏离了正常位置所致。主轴未拆卸过，估计是主轴传动皮带磨损松动导致了主轴定位位置发生变化。需要对主轴定位位置进行修调，以恢复到正常位置。由FANUC参数手册知，可通过调整参数NO.4031和NO.407中的任何一个(No.4031：位置编码器方式定向停止位置，No.407：定向停止位置偏离量)，使定向位置恢复到原来的正常位置，从而使该机床的换刀故障得以排除。

4. 同类对调法

对型号完全相同的电路板、模块、集成电路和其他零部件进行互相交换，观察故障转移情况，以快速确定故障部位。

例如，XHA-784大隈系统加工中心，出现开机后CRT无显示，采用图1所示故障检查步骤，先检查外围接线，测量关键点信号，将疑点缩小到某几块电路板后逐一调换板子，最后可确定哪块板有故障。当置换CRT接口控制板后，CRT显示正常，这表明接口板已坏。

5. 隔离法

有些故障，一时难以区分是数控部分，还是伺服系统或机械部分造成的，常可采用隔离法。

例如，中星数控6125+980T+DA98，在加工过程中X轴驱动器出现4号报警。关机重新上电移动X轴就出现报警。查驱动器说明书为位置超差报警。原因有： (1) 电路板故障; (2) 电机U、V、W引线接错; (3) 编码器电缆引线接错; (4) 编码器故障; (5) 设定位置超差检测范围太小; (6) 转矩不足等。由于是在加工过程出现报警，可先排除 (2) 、 (3) 和 (5) 的可能，余下的 (1) 、 (4) 是电气故障，而 (6) 可能是由于机械卡死而使转矩不足，为了弄清故障所在，可以把电机和丝杠分开，上电移动X轴观察电机可以转动，拆下丝杠的钣金，发现丝杠的螺母座有许多铁屑，用扳手也转不动丝杠，说明是机械卡死。用汽油清洗螺母座，重新装好后上电一切正常。

6. 原理分析法

根据CNC组成原理，从逻辑上分析各点的逻辑电平和特征参数，从系统各部件的工作原理着手进行分析和判断，确定故障部位。

例如，CAK6150P大森系统数控车床，在加工螺纹时出现乱牙的现象。根据数控系统位置控制的基本原理，可以确定故障出在旋转编码器上，而且很有可能是反馈信号丢失，这样，一旦数控装置给出进给量的指令位置，反馈的实际位置始终不正确，位置误差始终不能消除，导致螺纹插补出现问题，拆下脉冲编码器进行检查，发现编码器里灯丝已断，导致无反馈输入信号，更换编码器后，故障排除。

数控机床的故障诊断除了上面介绍的几种外，还有故障自诊断方法、敲击诊断法、升降温法、对比法等方法。应根据实际情况现场分析，用最有效、最省事的方法把故障排除。

参考文献

[1]韩鸿蛮, 荣维芝.数控机床的结构与维修[M].北京:机械工业出版社, 2001

[2]于仲裕.数控机床维修技术[M].北京:机械工业出版社, 2002

数控机床故障诊断与排除研究 篇2

关键词：数控机床；故障诊断；故障排除

中图分类号：TG519 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2012） 14-0206-02

数控机床技术起源于美国的机电一体化设备，它集计算机、精密测量、自动控制、数据通信和现代机械制造等技术于一体，最初是用于解决航空航天复杂零件的制造问题，运作高效，能按程序自动加工零件，而无需使用复杂和特殊的工装夹具，质量稳定，生产效率高，可以以一个更好的方式来自动化批量加工品种多样的复杂的零件，保持加工零件的一致性，便于产品的升级换代，同时具有机动灵活、精度高、速度快的特点，必须有强大的可靠性和可用性。然而随着数控机床因而在机械制造业中的比例越来越大，数控机床在使用过程中发生故障的可能性大大增强，诊断故障并维修排除才能保障数控机床长期可靠运行。

一、常见的数控机床故障分类

数控机床发生故障的原因比较多且复杂，涉及的知识面广，技术难度大，诊断与排除故障往往存在很大的困难，根据数控机床的故障性质、起因、有无诊断显示、装备情况和是否具有破坏性及部件故障等分为以下几种分类：

（一）电源故障。电源发生故障，既无法启动，对于其维修，需对照原理图进行。

（二）有无诊断显示故障。根据故障有无诊断显示可以分为有、无诊断显示故障。无诊断显示的故障只能根据出现故障前后的情况来分析判断， 较难排除。有诊断显示的故障相对来说比较容易排除，此种故障的经常是软件报警显示的故障与硬件报警显示两种类型。其中硬件报警显示故障可以通过各单元装置上的指示灯找到，一般以报警号的形式出现软件报警显示故障往往可以在数控系统显示器上显示。系统无报警显示故障，比较复杂和困难的诊断，通常是由硬件故障造成。

（三）数控装置故障。由装置设备问题引起的故障，分为硬件故障与软件故障两种。

（四）有无破坏性故障。有无破坏性故障又称为非破坏性故障和破坏性故障两类，是按故障发生的性质是否具有破坏性来分类的。非破坏性故障容易辨别，也危害较小，可以经过重演故障、多次试验检验来分析故障的原因，较易排除；破坏性故障危害较大，维修难度大且有一定风险，比如由于伺服系统失控造成飞车、短路烧保险等故障引起的破坏性故障对整个体统都将是致命的破坏。

（五）PLC部分出现故障。不报警的机床故障由于PLC编程有问题、编程不好等问题的出现而产生。

（六）机械故障和电气故障。根据机械运动部件发生故障的不同来分，分为机械故障和电气故障。由于机械部分的安装、润滑、调试、液压系统、冷却、气动、排屑、使用和维护操作不当造成的机械变速箱故障和导轨运动摩擦产生的故障称为机械故障，主要集中在主轴停止、噪音大，导致切削振动炮塔不转，加工精度不稳定。电气故障是往往是由于松动的部件焊接，电器元件的品质因数的下降，连接器接触不良或由其他因素造成的发生在系统设备、伺服驱动装置和机床电器控制等部分的故障，具有一定的损害。

（七）检测元件故障。整个数控机床和检测元件是一个闭环的系统，检测元件是其中的数控机床的重要组成部分，经常会在机械暴走、机械振荡等方面体现出故障。

二、数控机床故障诊断方法

（一）直观诊断法。是最常用也是最简单的一种方法，是指利用人的感觉器官如手、眼、鼻、耳等缩小故障的检查范围，找出故障具体原因。

（二）状态诊断法。该种方法主要是动、静态的监测伺服进给系统、电源模块等部件的主要参数，或监测数控系统输入输出信号的状态，检测各元件的工作状态，从而来找出故障原因的方法。

（三）仪器诊断法。仪器诊断法是指运用一些常用仪器测量数控机床系统的相关直流与脉冲信号，进而查找可能的故障，比如运用常规的电工仪表、直流电源电压等来查找故障。

（四）系统的自我诊断功能。这种方法主要是使用数控机床系统内的自我诊断方法找到故障原因。这些软件或程序的测试离线和在线监测、开机自诊断等等。异常报警指示灯将通过硬件或软件报警指示报警。此外，数控机床系统的自诊断功能经常被用来作为衡量数控机床的性能的一个重要的指标。

（五）参数调整法。维修人员通晓数控机床的工作状态和作用主要是通过具体系统的主要参数来判断，主要考虑到不同的数控机床、不同的工作状态对数控系统、PLC及其伺服驱动系统的参数要求不尽相同，通过调整一个或多个相关参数来对其故障进行排除。

三、数控机床的维护与排除

合理的日常维护措施可以减少正常磨损、延缓劣化、预防和降低数控机床发生故障的概率，保证其安全运行，因此，做好数控机床的日常维护、保养是做好数控机床的维护重中之重和关键所在，一方面要讲究具体的方式方法，另一方面要遵循具体的措施原则和立场，主要有以下几个方面。

（一）具体的数控机床故障维修与排除手段及方法

1.复位、初始化法

由于编程或者瞬时故障引起的CNC系统报警使数控机床停止运行的情况出现时，往往按复位按钮或复位键进行复位来清除故障，也可用强行关闭硬件电源；若系统存储器欠压、连接线路接触不良、掉电造成系统出现故障，则先做好系统初始化前应注意作好数据备份，再对CNC系统进行复位。

2.模块替换法

模块替换法是目前最常用解决故障的方法，主要方法是诊断出坏的系统模块（电器元件），然后再选择好的模块将其替换，设定好相应的参数，并做相应的初始化启动，使机床迅速投入正常运行。

3.设置参数

有正确的数控系统参数设置是确保系统功能正常的前提，许多数控机床不能工作或功能是无效的主要原因是由于数控系统的参数设置存在问题，也可以块搜索功能数控系统检查用户编程错误引起的故障报警或停机，纠错参数设置，以确保数控机床的正常运行。

例如，实际速度与设定速度主轴启动是不一致，因为主轴转速模拟电压控制功能处于激活状态，主轴转速S码输入设置一个固定的主轴转速（转/分）S代码时的值不会改变，称为恒线速控制（G97模式）2种方式，工具相对于圆柱形工件的切向速度（米/分）S代码来设置恒线速控制（G96模式），恒线速控制方式下，切削进给时的主轴转速随着编程轨迹X轴绝对CNC输出给主轴变频器0-10V控制电压受驱动装置的控制。

4.修调法

数控机床数控系统参数设置正确，在过程中发现进一步调整某些参数，如数控系统的LCD显示屏幕亮度，低维护，调整屏幕电源12V电压正常。

最好地实现数控系统及其他电子系统的控制，微调是非常关键的。主轴转速模拟电压控制模式，与主轴倍率微调至实际速度主轴倍率修剪主轴的最大速度在当前档位的限制，由恒定表面速度控制模式的最小主轴转速限制值和最高主轴主轴的实际速度限速值限制。数控系统提供了8主轴倍率（50%？120%，每级变化10%），实际的定义系列的主轴倍率阶梯，应使用机床制造商的指示为准功能低于标准梯形说明的，例如，标准定义的PLC梯形图GSK980TDa主轴，共有8级，实际主轴转速主轴倍率的速度范围为50%到120%的实时修整主轴倍率断电记忆中的指令覆盖的关键。

（二）遵循具体的措施原则和立场

强化管理是数控机床的维护的关键所在。做好日常维护工作，需遵循具体的措施原则和立场，严格执行操作规程、充分利用数控机床、加强人员培训，掌握日常使用与维护的知识，做好有效、及时的总结，这些必要的流程措施是数控机床有效运行的重要保证。

四、故障诊断与排除的系列案例

上述分析发现，作为一个用户级的维修人员，不仅要有电子技术、自动化技术，还要有计算机技术、机械原理、检测技术及机械加工、液压传动等知识，同时在其中应该有一个分析问题和解决问题的能力，文中例举了几个案例，形象说明如何及时排除故障提高数控机床的开动率。

案例一：在高校教学实践和企业生产实际中，数控机床已多次出现故障后，维修人员掌握一定的知识后，逐一进行排查，故障很快得到解决。例如，购买、投入使用GSK980T数控车床，操作人员经验不丰富，数控机床、按钮的功能和操作的结构性不熟练，就可以直接转移到的程序，周期起动工件，几乎引起了车刀和工件碰撞运营商急于紧急停止按钮的作用。随后回零，CRT显示准备不是线程报警字样。出现操作人员对新设备缺乏足够了解的情况下旋开急停按钮，按下复位键再回零后，反而轻而易举把故障排除了。

案例二：数控机床机械零件有时会产生故障。例如，配置FAGOR8055系统TH5660加工中心的有不换刀现象。加工中心执行换刀指令时，主轴能够移动到换刀和准确的定位，但没有换刀动作，检查I / O端口跟踪，发现该系统没有收到主轴定位应答信号，在调查到终端，终端响应信号线松动，紧固之后工作处于正常。

案例三：伺服驱动系统是数控机床的主要故障源之一。由于各轴的运动是靠伺服单元控制伺服电机驱动滚珠丝杠和旋转编码器速度反馈反馈光栅的位置，一般故障的驱动器旋转编码器与伺服单元模块。例如FANUCO-MD系统XK5025数控铣床，发生434报警，问题出在数控系统722的诊断参数的第7 位为1，说明Z-轴伺服过载，作进一步调查了解到是主轴转向发生错误，改变主轴转向就可以排除故障。数控机床的造价较高，维护成本也高。

案例四：设备的操作使用前的调整过程不当也是引起故障参数修改。例如，XK5025数控铣床FANUCO-MD系统引导程序显示混乱，机器不能正常工作，出现系统的传输过程中的101报警、内存溢出，在解除报警系统DELET按键上出现参数设置为重写的状态，有可能是操作不熟练，错按电源上的RESET按钮，产生的参数发生变化，如果重新输入备份参数，机床就处于工作状态了。如果机器出现故障，操作人员应正确地记录、描述的情况，在发生故障时，并方便维护人员及时和正确的调整。

参考文献：

[1]王兹宜.现代数控维修[M].北京：中央广播电视大学出版社，2004.

[2]邓三鹏.数控机床结构及维修[M].北京：国防工业出版社，2008.

[3]龚中华.数控机床维修技术与典型实例[M].北京：人民邮电出版社，2003.

[4]李大庆.PLC的数控机床故障诊断[J].煤矿机械，2007.

[5]李雪梅.数控机床[M].北京：电子工业出版社，2005.

数控机床故障诊断及排除方法 篇3

1.1 首先是外在然后是里面

数控机床是机械、液压、电气一体化的机床, 因此问题的出现肯定是上述的三项内容的全面体现。因此规定维修者要按照先外在然后里面的规定来开展分析活动, 也就是说如果机床出现不利现象的话, 工作者要从外面开始逐渐的进行到里面。

外在的硬件活动导致的问题是所有的问题中出现几率较高的。一般都是由于检测开关、液压系统、气动系统、电气执行元件、机械装置出现问题引起的。该种问题中的一些能够经由报警体系分析。针对常见的数控体系来说, 都具备问题诊断以及预警之类的特征。工作者能够结合此类措施减少诊断的领域。虽说个别问题有报警装置, 不过不能够体现出全面的的要素。此时就要结合报警内容以及问题状态来研究。

1.2 先分析机械然后分析电气

因为其是一项具有高度的自动化水平的装置。机械的问题比较的易于察觉, 但是体系中的问题就相对来讲要困难多了。

1.3 首先是分析静止的然后动态的

工作者应该先进行静止的, 进而分析动态的, 不能没有目标的胡乱进行, 要询问有关人员问题出现的详细情况, 查阅相关材料, 才能够分析问题的所在, 继而研究应对方法。

1.4 先分析共同用途的然后分析专项的

主要是由于前者是关系到整个体系的, 而后者只是一个单独的部分的。

1.5 首先分析简单的然后是繁琐的

如果发生了多个问题, 一时间无法应对的话, 就要先处理简单的, 然后是相对较为繁琐的。这主要是由于在分析简单的问题的时候, 一些繁琐的也会变得更加的简单, 条理比较的清晰。

2 自诊工艺以及问题排除措施

2.1 自诊断技术

2.1.1 开机自诊断

数控系统通电后, 设备内部诊断软件会自动对系统中各种元件如CPU、RAM及各应用软件进行逐一检测并将检测结果显示出来, 假如察觉到不利现象的话, 体系会进行报警。该项活动一般是在开机之后的六十秒的时间中进行完。个别时候它会把问题的产生要素归咎于电路板等, 不过有时候只是把问题的产生要素归为单一的领域之中, 此时工作者要结合有关的维修信息的指示来明确问题的产生要素, 并且认真的处理。

2.1.2 运行自诊断

运行自诊断也称在线自诊断, 具体的是说体系运作合理的时候, 运行内部诊断程序, 对系统本身、PLC、位置伺服单元以及与数控装置相连的其它外部装置进行自动测试、检查, 而且体现相关的内容, 它通常会在体系运行的时候多次出现。

2.1.3 脱机诊断

如果体系发生了不利现象, 第一要做的就是停止运行, 然后使用随机的专用诊断纸带对系统进行脱机诊断。诊断时先要将纸带上的程序读入RAM系统中, 计算机运行程序进行诊断, 进而明确问题发生的位置, 此类方法在最初的体系中的应用比较的频繁。

2.2 人工诊断技术

通过分析, 我们发现数控体系的问题类型非常多, 但是上述方法并不可以对体系的全部零件检测, 也无法将问题的产生要素明确到具体的部件中, 此时就要及时的分析产生的要素, 需要采用人工诊断方法。一般来讲, 人工措施的种类非常多, 接下来具体讲解。

2.2.1 功能程序测试法

这种方法将数控系统中的G、M、S、T、功能的全部指令编成一个测试程序, 穿成纸带或存储到软盘上在进行诊断时运行这个程序, 可快速判定哪个功能出现问题, 这种方法一般在机床出现随机性故障时使用, 也可用于设备闲置时间较长重新投入使用时测试用。

2.2.2 参数检查法

一般系统的参数是存放在RAM中的, 如果发生干扰或者是由于别的一些要素的影响使得信息不合理, 而导致体系无法有效的开展活动的话, 此时要结合问题特点, 分析相关的信息, 在排解一些问题的时候, 还应该相关的数值调节。

2.2.3 备件置换法

是将系统中型号完全相同的电路板、模块、集成电路或其它零部件进行互相交换比较, 或利用备用的元器件替换有疑点的部件, 进而及时的明确发生问题的区域。

2.3 高级诊断技术

2.3.1 一般来讲, 该项诊断活动中, 经常使用的措施有如下的一些:

2.3.2 自修复诊断

自修复诊断一般是指在系统内设置不参与运行的备用模块。该程序在体系运行的时候, 如果察觉一个模块有不利现象的话, 体系会将问题信息展示出来, 而且能够自行的查找备用的模块, 工作者能够结合信息进行替换。这种措施规定要有非常多的备用的模块, 它会导致体系的面积变大, 而且费用也会增多。

2.3.3 诊断指导专家系统

近年来, 随着图像识别、声音识别、自动翻译和智能工业机器人等技术的发展, 这些技术越来越多地被应用到数控机床上。诊断专家系统以专家知识、经验为基础, 自动模仿专家利用知识解决复杂问题的思维活动, 这就使普通工作人员同样能对故障做出具有专家级水平的诊断结论。

例如:日本的FANUC系统的诊断指导专家系统是由知识库、推理计算机和人工控制器组成。知识库内存储了专家分析、故障判断和如何消除故障的经验知识。这些知识用于读出数控系统的状态信息, 通过人工控制器, 编程员可用简捷的记述把专家的知识编成程序, 并把程序变成知识库目标形式, 再存储到知识库中。推理机通过运行程序进行推理, 操作者也可通过显示单位, 用简单的人机对话的方式选择故障状态, 必要时回答系统的提问, 以补充为得出结论所需的其它信息。

2.3.4 通讯诊断系统

它又被叫做海外诊断措施, 是由中央维修站通过电话线路, 甚至国际电话系统向用户设备发送诊断程序所进行的一种遥控诊断。它不但能够用到问题出现以后的分析中, 还能够用到发生之前的活动中, 生产单位的工作者不需要亲自到场地中, 只要在规定的时间中对设备进行综合化的检测, 在维修站中获取信息, 就能发现存在的不利现象。

摘要：作为当今效率非常优秀的自动化机床设备, 数控机床包括了多项优秀的技术要素, 文章简要的论述了其问题分析以及处理相关的内容。

关键词：数控机床,故障,排除方法

参考文献

[1]周兰, 陈少艾.数控机床故障诊断与维修[M].北京:人民邮电出版社, 2007.

[2]杨中力.数控机床故障诊断与维修[M].大连:大连理工出版社, 2006.

数控加工中心故障排除的探讨 篇4

【关键词】 加工中心 数控系统 自诊断功能

【中图分类号】 G718.3 【文献标识码】 A 【文章编号】 1674-4772（2013）04-020-01

JCS-018立式加工中心，其系统采用日本FANUC-BESK7M系统全功能数控机床，7M系统采用16位微处理器控制，伺服驱动单元为大惯量直流伺服电机，主电机由三相全波可控硅无环流电路驱动，旋转变压器作为位置检测元件，测速发电机构成速度反馈，该机床在运行中曾发生多次异常报警和异常现象，我们根据CRT显示的报警答号将故障迅速排除，保证了机床的正常运行。

例1. 故障现象，CRT显示05#07#报警

故障检查与分析：查FANUC- BESK7M系统维修手册，05#为紧急停车信号接通，07#系速度控制单元报警，从维修手册中看，05#报警是由紧急停车造成的，排除故障较容易，如急停开关是否压上，X、Y、Z各轴超程限位是否压合，检查均正常，按清除键，05#消失，07#报警仍存在，抬起手05#又现。经过分析，认为07#报警是关键，由它异常后，而采用紧急停车来加以保护，从而同时出现05#、07#报警。对于07#报警，维修手册中指出：任意一轴的速度控制单位处于报警条件，或电机电源线的接触器断路。产生该报警，可考虑以下原因：①电机过载。②速度控制的电源变压器过热。③速度控制电源变压器的电源保险丝断。④速度控制单元的保险丝断。⑤在控制部分电源输入支架上，接线座的ZMGIN和2点间的触点开路。⑥在控制部分电源输入支架上，交流100V保险丝（F5）断。⑦连接速度控制单元与控制部分之间的信号电缆断开，或者从插头中脱落。⑧由于某种其它伺服机构报警，电机电源线上的接触器（MCC）断开。

分析：逐一检查，先易后难。A项：用表查热元件是否异常，并且是在开NC后，X轴、Y轴、Z轴，刀库各轴未移动而产生05#、07#报警，故A项否。B项：用手摸变压器，不过热，用万用表查OH1、OH2正常，检查C、D、F中的保险，未断。E项：用万用表查接线调的ZMGIN和2之间的触点，结果通，正常。故矛盾集中在G、H上，用万用表电阻挡检查，发现Y轴速度控制单元板有异常。因为电机有一过热保护，在此电气接线中是各轴相互串在一起的，并且应有24V电压。其过程为24V→X轴过热保护常闭→速度控制单元→Y轴过热保护常闭→速度控制单元→Z轴过热保护常闭→Z轴速度控制控制单元→刀架过热保护常闭→刀库速度控制单元→NC为正常，当检查到Y轴过热保护常闭→Y轴速度控制单元→Z轴过热保护常闭时不通，断路，故检查Y轴速度控制板，由线查找，发现一短路棒断路，油腻太脏造成，清洗后插上，开机正常。

例2. 故障现象，主轴不能定向，负载表达红区08#报警

故障检查与分析：查机床维修手册，08#报警为主轴定位故障，根据手册要求，我们打开机床电源柜，在交流主轴控制线路板上，找到7个发光二极管（6绿1红），这7个指示灯（从左到右）分别表示①定向指令②低速档③磁道峰值检测④减速指令⑤精定位③定位完成⑤试验方式（①一③为绿，①红）在机床定向时，观察这7个指令灯的情况如下，1#灯亮，3#、5#灯烁，这表明定位指令已经发出，磁道峰值已检测到，定位信号检测到，但是系统不能完成定位，主轴仍在低速运行，故3#、5#灯不断闪烁，从以上情况分析，我们怀疑是主轴箱上的放大器问题，打开主轴防护罩，检查放大器同时，发现主轴上的刀具夹紧油缸软管绕成绞形，缠绕在主轴上，分析这个不正常现象，我们判断就是该软管盘绕，致使主轴定位偏移而不能准确定位，造成D8#报警，将该较管卸下回直后装好，又将主轴控制器中的调节电位器RV11（定位点偏移）进行了重新调节，故障排除，报警消失，机就恢复正常运行。

例3. 故障现象：开电源，开NC电源各轴回零后，当轴主执行M03起动时，产生01#报警

故障检查与分析：查维修手册。01#报警为主轴系统内的故障，可由主轴伺服装置内的指示灯指示内容。检查交流主轴伺服装置内的指示灯为8421中的4号灯亮，4号灯亮指示内容为交流耦合电路的F1、F2、F3熔断，而4号故障又分为以下四种情况①交流电源阻抗过高；②功率晶体管烧毁；③二极管或可控硅组件烧坏；④浪涌吸收器和电容损坏。

据此分析依次检查各项，只有保险断两相，其它无问题，故更换保险，开机床电源开关，测交流电压正常，开NC电源，正常操作，当程序执行到M03时，主轴刚一起动，又产生01#报警，检F1、F2、F3又断原先两相，故综合分析，抛开维修手册提示的内容，检测外围，当检测到母线排分线盒时，发现其中一相线断，因此故障现象为断其它两相，修复分线盒，开机就要电源，执行M03时正常，故障解决。

例4. 故障现象：正常加工执行程序，当执行换刀动作M06时，刀套下，主轴不定向，不换刀，主轴又按下把刀的程序继续加工，无报警

故障检查与分析：执行换刀指令M06动作顺序为，主轴定向，刀套下，75度转出，手臂下，180度回转换刀，手臂上，75度转回，刀套上，180度油缸复位，而后发出FIN指令，再执行下段程序。结合故障分析，检查PC输出板，执行换刀动作的元器件，当检查到G3时，发现异常。正常时，G3在换刀时，其管角2为高电平，3为高电平，24V送不出，而执行换刀动作，当换刀完毕后，管角2变为低电平，而使24V电压送出，发出FIN，即MT信号执行完毕，管角2现在无论为高电平或低电平，FN信号发出，均有24V输出，MT信号执行完毕送出，从而NC执行下段程序。其刀具尚未交换，易发生撞件的可能。据此，我们拆下G3芯片，其为干簧电器，去市场买此芯片，没有买到。我们根据其性能而采用松下DSZY-S-DC5C代替，故障解决，从换至今一年多没在发生类似故障。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 关雄飞.数控加工技术综合实训.北京.机械工业出版社，2006.

[2] 林宋，田建君.现代数控机床.北京.化工出版社，2003.

[3] 新编数控机床加工工艺与编程操作及故障诊断维修技术实

机械数控机床故障诊断及排除方法 篇5

关键词：数控机床,机械自动化技术,数控系统故障处理,维修技术

系统可靠性是指数控系统在规定的条件和规定的时间内完成规定功能的能力。故障是指系统在规定的条件和规定的时间内失去了规定的功能。数控机床是个很复杂的大系统, 它涉及光、机、电、液、气等很多技术, 发生故障是难免的。机械磨损、机械锈蚀、机械失效、插件接触不良、电子元器件老化、电流电压波动、温度变化、干扰、噪声、软件丢失或本身有隐患、灰尘、操作失误等都可导致数控机床出故障。

一、数控机床故障诊断内容

故障诊断的内容:

1. 动作诊断:

监视机床各动作部分, 判定动作不良的部位。诊断部位是ATC、APC和机床主轴。2.状态诊断:当机床电机带动负载时, 观察运行状态。3.点检诊断:定期点检液压元件、气动元件和强电柜。4.操作诊断:监视操作错误和程序错误。5.数控系统故障自诊断:不同的数控系统虽然在结构和性能上有所区别, 但随着微电子技术的发展, 在故障诊断上有它的共性。在故障诊断时应掌握以下原则:先外部后内部数控机床是集机械、液压、电气为一体的机床, 故其故障的发生也会由这三者综合反映出来。维修人员应先由外向内逐一进行排查, 尽量避免随意地启封、拆卸, 否则会扩大故障, 使机床大伤元气, 丧失精度, 降低性能。先机械后电气一般来说, 机械故障较易发觉, 而数控系统故障的诊断则难度较大些。在故障检修之前, 首先注意排除机械性的故障, 往往可达到事半功倍的效果。

二、数控机床的维修几种常见办法

维修人员通过故障发生时的各种光、声、味等异常现象的观察, 认真察看系统的各个部分, 将故障范围缩小到一个模块或一块印刷线路板。 (1) 数控机床加工过程中, 突然出现停机。打开数控柜检查发现Y轴电机主电路保险管烧坏, 经仔细观察, 检查与Y轴有关的部件, 最后发现Y轴电机动力线外皮被硬物划伤, 损伤处碰到机床外壳上, 造成短路烧断保险, 更换Y轴电机动力线后, 故障消除, 机床恢复正常。 (2) 数控系统的自诊断功能, 已经成为衡量数控系统性能特性的重要指标, 数控系统的自诊断功能随时监视数控系统的工作状态。一旦发生异常情况, 立即在CRT上显示报警信息或用发光二极管指示故障的大致起因, 这是维修中最有效的一种方法。例, AX15Z数控车床, 配置FANUC1 0TE—F系统, 故障显示:

CRT的显示表明ROM测试通过, RAM测试未能通过。RAM测试未能通过, 不一定是RAM故障, 可能是RAM中参数丢失或电池接触不良一起的参数丢失, 经检查故障原因是由于更换电池后电池接触不良, 所以一开机就出现上述故障现象。 (3) 功能程序测试法就是将数控系统的常用功能和特殊功能用手工编程或自动编程的方法, 编制成一个功能测试程序, 送入数控系统, 然后让数控系统运行这个测试程序, 借以检查机床执行这些功能的准确性和可靠性, 进而判断出故障发生的可能原因。采用FANUC 6M系统的一台数控铣床, 在对工件进行曲线加工时出现爬行现象, 用自编的功能测试程序, 机床能顺利运行完成各种预定动作, 说明机床数控系统工作正常, 于是对所用曲线加工程序进行检查, 发现在编程时采用了G61指令, 即每加工一段就要进行1次到未停止检查, 从而使机床出现爬行现象, 将G61指令改用G64 (连续切削方式) 指令代替之后, 爬行现象就消除了。 (4) 交换法就是在分析出故障大致起因的情况下, 利用备用的印刷线路板、模板、集成电路芯片或元件替换有疑点的部分, 从而把故障范围缩小到印刷线路板或芯片一级。 (5) 原理分析法根据CNC组成原理, 从逻辑上分析各点的逻辑电平和特征参数, 从系统各部件的工作原理着手进行分析和判断, 确定故障部位的维修方法。这种方法的运用, 要求维修人员对整个系统或每个部件的工作原理都有清楚的、较深的了解, 才可能对故障部位进行定位。例:PNE71 0数控车床出现Y轴进给失控, 无论是点动或是程序进给, 导轨一旦移动起来就不能停下来, 直到按下紧急停止为止。根据数控系统位置控制的基本原理, 可以确定故障出在X轴的位置环上, 并很可能是位置反馈信号丢失, 这样, 一旦数控装置给出进给量的指令位置, 反馈的实际位置始终为零, 位置误差始终不能消除, 导致机床进给的失控, 拆下位置测量装置脉冲编码器进行检查, 发现编码器里灯丝已断, 导致无反馈输入信号, 更换Y轴编码器后, 故障排除。

三、数控机床中的高级诊断技术

1. 诊断指导专家系统

近年来, 随着图像识别、声音识别、自动翻译和智能工业机器人等技术的发展, 这些技术越来越多地被应用到数控机床上。诊断专家系统以专家知识、经验为基础, 自动模仿专家利用知识解决复杂问题的思维活动, 这就使普通工作人员同样能对故障做出具有专家级水平的诊断结论。例如:日本的FANUC系统的诊断指导专家系统是由知识库、推理计算机和人工控制器组成。知识库内存储了专家分析、故障判断和如何消除故障的经验知识。这些知识用于读出数控系统的状态信息, 通过人工控制器, 编程员可用简捷的记述把专家的知识编成程序, 并把程序变成知识库目标形式, 再存储到知识库中。推理机通过运行程序进行推理, 操作者也可通过显示单位, 用简单的人机对话的方式选择故障状态, 必要时回答系统的提问, 以补充为得出结论所需的其它信息。

2. 通讯诊断系统

该诊断方法又称海外诊断, 是由中央维修站通过电话线路, 甚至国际电话系统向用户设备发送诊断程序所进行的一种遥控诊断。通讯诊断系统除可用于故障发生后的诊断外, 还可以为用户作定期的预防性诊断, 设备生产厂家的维修工不必亲临现场, 只需按预定的时间对机床进行系列试运行检查, 在中央维修站分析诊断数据, 即可发现可能存在的故障隐患。

参考文献

[1]韩鸿鸾主编.数控机床维修实例[M].中国电力出版社, 2006

[2]杨中力.数控机床故障诊断与维修[M].大连:大连理工出版社, 2006

数控机床电气故障的排除方法浅析 篇6

关键词：机床,数控机床,数控机床技术,发展趋势

从我国基本国情的角度出发, 以国家的战略需求和国民经济的市场需求为导向, 以提高我国制造装备业综合竞争能力和产业化水平为目标, 用系统的方法, 选择能够主导21世纪初期我国制造装备业发展升级的关键技术以及支持产业化发展的支撑技术、配套技术作为研究开发的内容, 实现制造装备业的跨跃式发展。

1 常见电气故障分类

数控机床的电气故障可按故障的性质、故障的表象、产生故障的原因或后果等进行分类。

1.1 以故障发生的部位可分为硬件故障和软件故障。

硬件故障是指电子、电器件、印刷电路板、电线电缆、接插件等产生不正常状态甚至损坏的故障, 硬件故障是需要修理甚至更换才可排除的。而软件故障一般是指PLC逻辑控制程序中产生的故障, 需要输入或修改某些数据甚至修改PLC程序方可排除的故障。零件加工程序故障也属于软件故障。最严重的软件故障则是数控系统软件的缺损甚至丢失, 一旦发生这种故障就只有与生产厂商或其服务机构联系解决了。

1.2 以故障出现时有无指示和报警, 可分为有诊断指示故障和无诊断指示故障。

现代数控系统都设计有完美的自诊断程序, 时实监控整个系统的软、硬件性能, 一旦发现故障则会立即报警或者还有简要文字说明在屏幕上显示出来, 结合系统配备的诊断手册不仅可以找到故障发生的原因、部位, 而且还有排除的方法提示。有诊断指示的电气故障较为容易排除。无诊断指示的故障通常是由于上述诊断程序的不完整性所致 (如开关不闭合、接插松动等) 。这类故障则要依靠对产生故障前的工作过程和故障现象及后果, 并依靠维修人员对机床的熟悉程度和技术水平加以分析和排除。

1.3 以故障出现时对工件或对机床有无破坏, 分为破坏性故障和非破坏性故障。

对于破坏性故障, 损坏工件甚至机床的故障, 维修时不允许重演, 这时只能根据产生故障时的现象进行相应的检查、分析来排除之, 技术难度较高且有一定风险。对于非破坏性故障, 则可卸下工件, 试着重现故障过程, 但应十分小心。

1.4 以故障出现的或然性, 分为系统性故障和随机性故障。

系统性故障是指只要满足一定的条件则一定会产生的确定的故障;而随机性故障是指在相同的条件下偶尔发生的故障, 这类故障的分析较为困难, 通常多与机床机械结构的局部松动错位、部分电气工件特性漂移或可靠性降低、电气装置内部温度过高有关。此类故障的分析需经反复试验、综合判断才可能排除。

1.5 以机床的运动品质特性来衡量, 则属于机床运动特性下降的故障。

在这种情况下, 机床虽能正常运转却加工不出合格的工件。例如机床定位精度超差、反向死区过大、坐标运行不平稳等。这类故障必须使用检测仪器确诊产生误差的机、电环节, 然后通过对机械传动系统、数控系统和伺服系统的最佳化调整来排除。

故障的分类方式很多, 而一种故障的产生往往是多种类型的混合, 这就要求维修人员根据故障的性质、故障的表象、产生故障的原因或后果等具体情况, 参照上述分类采取相应的分析、排除法。

2 数控机床电气故障检查方法

2.1 PLC程序检查法。

一般数控系统内部都嵌有PLC程序, 有的能在屏幕上显示出来。它一方面接收来自系统的信号, 经过程序处理后给机床发出信号;一方面把机床的各种信号经过程序处理后反馈给系统。它是系统与机床的“桥梁”, 是整个数控机床的动作控制核心, 熟悉了它就熟悉了整个数控机床的动作过程。所以通过对它的分析, 可以快速、准确的判断和排除故障。

2.2 电源电压检查法。

电源电压检查法是非常重要的环节, 电路异常首先要考虑电源电压是否正常, 这是数控机床正常工作的最重要的条件, 只要电压不正常, 就必然造成各种故障, 甚至造成系统工作状态紊乱, 这种例子遇到过的非常多。有很多在国外试过车的机床, 拉到国内就不行了, 这首先要考虑电源问题。所以检查电源电压是维修电路的第一步。检查时, 一定不要让事故扩大, 保证局部可靠的进行电源检查。譬如断开负载, 单独测量供电电压, 各种控制电路电压值, 然后一点一点扩大测量范围。电源组件功耗大, 容易出问题, 而大多数情况电源故障是由负载引起的。检查电源时, 一方面检查电源的供电线路, 另一方面也要检查由它供电的无电源部分是否得到了正确的电压, 这最好用数字万用表测量。同时, 还要检查那些不该得到电压的部分是否也有了电, 特别还要注意到是否真的得到了该电压。这在实际工作中也常见。

2.3 系统分析法。

这是一种通过各种检测仪器, 逐级检测, 缩小故障范围的方法。这种方法的要点就是弄清楚整个系统的方框图。不管某一个单元内部是什么工作原理, 先把整个框图弄清楚。特别是每一个单元的输入与输出是什么?是电压信号还是电流信号?信号波形如何?然后测试这个单元的输入与输出, 判断这个单元是否正常。有时, 可以分割开来, 另外输入一个相应的信号来判断这个单元是否正常。如果输出不正常, 则可以肯定问题是在这个单元。单独供给输入信号时, 要特别注意原来的信号的性质、大小, 不同运行状态下它的信号状态, 以及它的作用。确定某一单元之后, 进行检测时就要对这个单元内部状况及工作原理分析清楚, 必要时, 可以测绘出这个局部的电气原理图。有一台数控铣床出现过类似的情况, 每个单元每个单元的分析, 分析它的输入与输出关系, 检测它的波形, 最后找出为什么交直流同时加入时, 会出现晶闸管的错误触发。在这里, 值得强调的是输出是由输入引起的。检测, 观察, 分析输入信号是非常重要的, 一定要仔细分析造成输入错误的原因, 绝不要把解决问题的重点放在输出。

2.4 信号追踪法。

通过各种仪器追踪故障信号相关联的信号可以找到故障单元。按照控制系统方框图从前往后或从后向前检查有关的信号有无, 性质, 大小及不同运行方式的状态, 与正常情况比较, 看有什么差异或者是否符合逻辑。对数控机床来说, 交换一个单元一定要保证所处的大环节的完整性, 否则可能闭环受到破坏, 保护环节失效, 调节器输入得不到平衡。

2.5 初始化复位法。

一般情况下, 由于瞬时故障引起的系统报警, 可用硬件复位或开关系统电源依次来清除故障。若系统工作存储区由于掉电、拔插线路板或电池欠压造成混乱, 则必须对系统进行初始化清除, 清除前应注意作好数据拷贝记录, 若初始化后故障仍无法排除, 则进行硬件诊断。

2.6 自诊断法。

现代数控系统已具备了较强的自诊断功能, 并能随时监视数控系统的硬件和软件的工作状态。利用自诊断功能, 能显示出系统与主机之间的接口信息的状态, 从而判断出故障发生在机械部分还是数控部分, 并显示出故障的大体部位 (故障代码) 。

2.7 参数检查法。

数控机床故障排除方法 篇7

1 观察检查法

观察检查法也称为“现象分析法”或“常规检查法”。维修人员通过故障发生时的各种光、声、味等异常现象的观察, 认真察看系统的各个部分, 根据望、闻、问、触来分析、判断故障的产生及部位, 将故障范围缩小到一个模块或一块印刷线路板。

a) 外观检查:维修人员通过望、闻、问、触等来发现故障发生时的异常现象, 由外向内观察设备的外貌与外部连接以及内部器件的形貌, 判断故障可能发生的部位。有些故障采用这种方法往往可以迅速找到故障成因。

例1:数控机床加工过程中, 突然出现停机。打开数控柜检查发现Y轴电动机主电路保险管烧坏, 经仔细观察, 检查与Y轴有关的部件, 最后发现Y轴电动机动力线外皮被硬物划伤, 损伤处碰到机床外壳上, 造成短路烧断保险, 更换Y轴电动机动力线后, 故障消除, 机床恢复正常。

b) 预查软故障:外观检查时, 要深入调查。查阅操作记录与维修档案, 与操作人员详细交谈, 了解故障发生的背景情况, 以充分掌握机床的信息。这些调查无疑对迅速排除故障是有利的。例如:是否有人动过机床, 更改过机床的参数、程序、电位器设定及软件开关等。在现场应对这些可能被修改的内容逐一检查。这些内容, 显然是属于“软件故障”。所以, 这部分工作也称为“预查软故障”。

c) 接地与屏蔽检查:NC上所有接地导线是否按照说明书规定的足够截面与限定的长度, 以保证接地电阻足够的小;接地导线不能构成回路;屏蔽是否良好接地等。

d) 接线、电缆与接插件检查:对于调试阶段与刚维修后的机床需要检查是否按照接口说明书的设计来安装电缆插件以及电缆与模块接插件是否牢固;线路板连接是否正确;是否所有集成电路上器件正常而无变形等。长期闲置或缺少维护的老机床, 电缆的疲劳破损、接线点的氧化与腐蚀等会造成信号传递中的各种故障。

e) 机床数据的检查:根据故障现象分析, 如果怀疑是软件故障, 可以分别检查机床的数据或参数是否正常、有无被修改、设置有无错误。必要情况下, 由外接计算机利用专有的系统软件, 可以执行数控装置中机床数据的清除或初始化, 之后, 再重新将正确备份数据传输, 最后检查是否可以消除故障。

2 程序测试法

功能程序测试法就是将数控系统的常用功能和特殊功能用手工编程或自动编程的方法, 编制成一个功能测试程序, 送入数控系统, 然后让数控系统运行这个测试程序, 借以检查机床执行这些功能的准确性和可靠性, 进而判断出故障发生的可能原因。它可以实现对机床报警与用户报警的全面处理来保证故障定位的准确性与高效性, 所以具有广泛的适用性。

程序测试法的步骤如下:

1) 按报警信号或程序停止的环节, 找出报警点的输入与输出点及其对应的标志位、计数器或计时器。

2) 查找与报警点有关的所有的程序段/块、梯形图或动作控制流程图, 获得相关信号的标准逻辑状态。

3) 调用诊断画面或编辑器, 读取相关的实时状态。

4) 将两种信号状态对比, 判断出异常信号位置即为故障点。

5) 查出故障点对应的元器件, 进行故障点测试。

6) 排除故障。

例2:采用FANUC 6M系统的一台数控铣床, 在对工件进行曲线加工时出现爬行现象, 用自编的功能测试程序, 机床能顺利运行完成各种预定动作, 说明机床数控系统工作正常, 于是对所用曲线加工程序进行检查, 发现在编程时采用了G61指令、即每加工一段就要进行1次到未停止检查, 从而使机床出现爬行现象, 将G61指令改用G64 (连续切削方式) 指令代替之后, 爬行现象就消除了。

正在正常使用期的机床, 往往在断电后、电磁干扰及其电池的失效时才出现参数与加工程序混乱或丢失的软故障。在正常使用期的机床, 软件故障一般容易检查出来, 而硬件的性能与功能性故障往往不容易检查。这时, 当断定故障类型为硬件故障后, 程序测试法不失为一种有效的硬件故障分析法。

3 参数检查法

了解与掌握机床参数, 可以提高机床的使用水平, 提高维修效率。数控系统发现故障时应及时核对系统参数, 系统参数的变化会直接影响到机床的性能, 甚至使机床不能正常工作, 出现故障, 外界干扰或电池电压不足等, 会使系统参数丢失或发生变化而引起混乱现象, 通过核对, 修正参数, 就能排除故障。

FANUC0系统诊断窗口和系统参数的显示及修改方法如下:

1) 按CRT上的DGNOS/PARAM键, 使CRT屏幕上出现“PARAM”页面 (如仅作显示, 执行第5步) ;

2) 按CRT上的MDI键, 进入MDI工作方式;

3) 按F/No键、0键、INPUT键, CRT屏幕上出现0号参数所在界面;

4) 按PAGE键, 直到CRT屏幕上出现PWE=0界面, 并设置PWE=1 (此时CRT屏幕出现P/S100号报警) ;

5) 按数字键…… (要求的参数号) 、INPUT键、CRT屏幕上出现……号参数所在界面;

6) 按数字键×××× (要求的参数值) 、INPUT键、CRT屏幕上出现****号参数的内容变为×××× (要求的参数值) ;

7) 按F/No键、0键、INPUT键、CRT屏幕上出现0号参数所在界面;

8) 按PAGE键, 直到CRT屏幕上出现PWE=1界面, 并设置PWE=0;

9) 按RESET键, P/S100号报警消失;

10) 如对关键参数作了修改, 则会出现P/S100号报警, 此时应断开NC电源, 再接通NC电源时P/S100号报警消失, 修改的参数生效。

除了上述几种方法外, 还有更改状态识别法、测量比较法等。以上各种方法并不是孤立存在和运用的, 维修人员应根据故障机床出现的现象, 灵活运用上述方法, 提高机床的维修效率。

摘要：结合教学实际, 阐述了数控机床FANUC系统中常见故障的检测与维修方法。

关键词：数控机床,FANUC系统,故障,检测与维修

参考文献

[1]龚仲华.数控机床故障诊断与维修500例[M].北京:机械工业出版社, 2004.

[2]黄卫.数控机床及故障诊断技术[M].北京:机械工业出版社, 2005.

浅谈数控机床电气故障的排除方法 篇8

一、初始化复位法

一般情况下, 由于瞬时故障引起的系统报警, 可用硬件复位或开关系统电源依此来清除故障。若系统工作存储区由于掉电、拔插线路或电池欠压造成混乱, 则必须对系统进行初始化清除。清除前, 应注意做好数据拷贝记录。如配备FANUC-0TD系统的数控车床, 在强电线路维修完成、更换电池后, 开机显示器显示乱码。估计维修时电池已失效, 系统数据失效, 对系统进行初始化处理后恢复正常。

二、实用诊断法

利用人的感官对机床进行问、看、听、触、嗅等的诊断。注意发生故障时的现象并判断故障的可能部位。如有故障时是否有响声、火花、亮光发生, 它们来自何方, 何处出现焦糊味, 何处发热异常, 然后进一步观察可能发生故障的每块印制线路板的表面状况, 例如, 是否有烧焦、烟熏黑处或元器件断裂处, 以进一步缩小检查范围。在现场维修中应首先对工作在恶劣环境下的元器件和易损件进行检测, 并逐步缩小检查范围, 找到故障点进行故障排除。例如, 一台FANUC-7CM系统卧式加工中心Z轴在运行中偶尔出现报警, 经仔细观察发现Z轴运动实际位置与指令值不一致。直观发现Z轴编码器外壳被撞变形, 换上一个新编码器后, 故障排除。这是一种最基本、最简单的方法, 但却要求维修人员要有一定的经验。

三、充分利用数控系统的自诊断功能

现代数控系统都设计有完美的自诊断程序, 实时监控整个系统的软、硬件性能, 一旦发现故障则会立即将故障以报警方式显示在CRT上或点亮各种报警指示灯, 或者还有简要文字说明在屏幕上显示出来, 结合系统配备的诊断手册不仅可以找到故障发生的原因、部位, 而且还有排除的方法提示。

例如, 一台FANUC-0T系统数控车床, 开机后CRT无画面, 电源模块报警指示灯亮。检查发现CRT和I/O接口公用的24V DC电源正端与直流地之间的电阻值仅有1~2Ω, 而正常值应为155Ω, 顺线查出插头有短路现象。排除后, 机床恢复正常。又如, 配置SIEMENS 802D系统的数控铣床, 开机时出现报警“ALM380500”, 驱动器显示报警号ALM504。报警含义为编码器电压太低, 编码器反馈监控失效。检查发现是由于伺服电动机加入电枢电压的瞬间干扰引起的。重新连接伺服驱动的电动机编码线, 进行正确的接地连接后, 机床恢复正常。

四、备件置换法

当故障分析结果集中于某一块印刷电路板上时, 由于电路集成度的不断扩大而要把故障落实在某一区域或某一元件上是十分困难的。为了缩短停机时间, 在有相同备件的条件下可以先将备件换上, 然后再去检查修复故障板。备件板的更换要注意以下问题:

(1) 更换任何备件都必须在断电情况下进行。

(2) 许多印刷电路板上都有一些开关或短路棒的设定以匹配实际需要, 因此在更换备件板上一定要记录下原有的开关位置和设定状态, 并将新板作好同样的设定, 否则会产生报警而不能工作。

(3) 某些印刷电路板还需在更换后进行某些特定操作, 以完成其中软件与参数的建立。这一点需要仔细阅读相应电路板的使用说明。

(4) 有些印刷电路板是不能轻易拔出的, 例如, 含有工作存储器的板, 或者备用电池板, 它们会丢失有用的参数或者程序。必须更换时, 一定要遵照有关说明进行操作。

鉴于以上条件, 在拔出旧板更换新板之前一定要先仔细阅读相关资料, 弄懂要求和操作步骤之后再动手, 以免造成更大的故障。

五、参数更正, 程序更正法

系统参数是确定系统功能的依据。参数设定错误可能造成系统的故障或某功能无效, 这类问题可根据使用手册输入正确的参数即可, 有时由于用户程序错误, 亦可造成故障停机, 可以采用系统的块搜索功能进行检查, 改正所有错误, 以确保其正常运行。在外界干扰或不慎引起存储器个别参数发生变化时, 会引起系统故障。例如, 一台采用SINUMERIK SYSTEM 3系统的数控镂铣机, 在批量加工中系统显示Y轴行程超出软件设定的极限值, 经检查设置并无不当, 仔细研究发现是补偿值参数输入过大引起的, 适当调整限位设置后故障被排除。

六、敲击法

当数控系统出现的故障表现为若有若无时, 往往可用敲击法检查出故障的部位所在。这是由于数控系统是由多块印刷线路板组成, 每块板上又有许多焊点, 当用绝缘物轻轻敲打有虚焊或接处不良的疑点处, 故障肯定会重复出现。例如, 一台配备FANUC-0M系统卧式加工中心在安装调试时, CRT显示器突然出现无显示故障, 而机床还可继续运转。停机后再开, 又一切正常。检查显示板, 用手触动板上元件, 当触动某一集成块管脚时, CRT显示就会消失。怀疑此管脚虚焊, 重新焊接该引脚后, 故障消除。

七、测量比较法

在印制线路板上多有供测量电路电压和波形用的检测端子, 以便在调试和维修时确定该部分电路工作是否正常。但在利用这些检测端子进行测量之前, 应熟悉有关部分的电路或逻辑关系。为此, 维修人员应在平时积累印刷线路板上关键部位或易出故障部位在正常时的正确波形和电压值。熟悉各印刷线路板检测端子及有关电路作用, 弄清相互之间的逻辑关系, 通过各检测端子测量各电路电压及波形, 检查其工作状态是否正常。在有关逻辑关系不熟悉的情况下, 也可利用相同的两块板互相进行比较测量, 来分析故障的原因及故障的所在位置。例如, 一台西门子平台的数控机床, 其PLC采用S5-130W/B, 故障为通过数控系统PC功能输入的R值在加工中不起作用, 不能更改程序中R参数的数值, 经过对检测端子波形的分析, 判定是PLC主板问题, 在调换了PLC主板后, 故障被排除。

八、调节、最佳化调整法

调节是一种最简单易行的办法。通过对电位计的调节, 修正系统故障、最佳化调整是系统地对伺服驱动系统与被拖动的机械系统实现最佳匹配的综合调节方法。办法是用一台多线记录仪或具有存贮功能的双踪示波器, 分别观察指令和速度反馈或电流反馈的响应关系, 通过调节调节器的比例系统和积分时间, 来使伺服系统达到具有较高的动态响应, 而又不振荡的最佳工作状态。

九、维修信息跟踪法

对于一些大的制造公司, 可根据在实际工作中由于设计缺陷而造成的偶然故障, 不断修改和完善系统软件或硬件, 这些信息可以作为故障排除的依据, 以正确彻底排除故障。

十、改善电源质量法

我国的电源质量较差, 为解决这一问题, 目前一般采用稳压电源来改善电源波动, 对于高频干扰, 可以采用电容滤波法, 通过这些预防性措施来减少电源板的故障。

十一、升降温法

人为地将元器件温度升高 (注意元器件的参数) 或降低, 加速一些温度特性较差的元器件老化, 以便彻底暴露故障部件。例如, 一数控机床工作半小时后CRT逐渐变暗, 无显示。关机数小时再开, 工作半小时后又“旧病复发”。人为使CRT箱内接口板冷却风扇停转, 发现开机几分钟出现上述故障, 可见该电路板热稳定差。调换此板后故障消除。

十二、原理分析法

根据数控系统的组成原理, 可从逻辑上分析各点逻辑电平和特征参数, 然后用万用表、逻辑笔、示波器或逻辑分析仪进行测量分析和比较。这要求维修人员必须对整个系统或每个电路的原理都非常清楚。

十三、特殊处理法

现在数控系统所用的软件越来越丰富, 有系统软件、机床制造者软件、软件逻辑设计中难免有一些问题, 导致机床死机现象, 有的故障状态无从分析, 就可以采取特殊方法, 比如整机断电, 稍做停顿再开机, 有时可能排除故障, 此方法维修人员可以在自己的长期实践中探索。

维修人员在设备出现故障后, 要能迅速找出故障并排除, 其难度是相当大的。“冰冻三尺, 非一日之寒”, 要实现高效维修, 此能力并非一日之功, 需要作长期的技术储备。最起码要能达到对于经常接触的设备, 当说出机床型号, 就要知道所用的是何系统、驱动器的类型等。要想迅速准确地判断故障并排除故障, 还需要加强对数控机床知识的学习, 及时了解前沿知识动态, 不断地总结、积累经验。因此, 维修人员要刻苦学习, 富有热情, 勇于探索, 勤于实践, 不断归纳和总结经验, 以提高自己的维修技术水平。

摘要：本文结合工作实例, 介绍了一些诊断及维修数控机床电气故障的常用方法。实践证明只有在维修过程中不断总结经验, 才能快速排除故障。

关键词：数控机床,电气故障,方法,排除

参考文献

[1]陈琳.数控机床常用电气故障诊断及维修方法[J].机械管理开发, 2008.

[2]晏初宏.数控机床[M].长沙:中南大学出版社, 2006.

试论变电运行故障及排除方法 篇9

[关键词]变电运行；故障；分析；排除

由于变电运行涉及的方面较多，所以需要加强安全管理工作的规范和标准，建立健全的安全管理体系，确保各项安全管理机制都能得到具体的落实，从而确保变电运行安全生产的进行。变电运行的安全性，需要在安全规程制度下，在现场实施安全管理和落实安全责任制，努力提高运行人员的综合素质水平，发挥其主动能动性，从而确保各项工作的安全运行。电网要想确保运行的可靠性，则不仅需要提高运行的水平，同时还要确保各运行元件的可靠性来保证。

一、变电运行一般故障分析与排除

1. 变电运行一般故障分析。目前在变电运行过程中，较易发生的故障大致有接地故障、保险熔断故障、谐振故障及断线故障等，这些故障如果发生在小电流接地系统中，由于其接地系统母线的PT辅助线路开口三角处与电压继电器相连，所以会自动发出光字牌或是报文，更便于对故障进行有效处理。

（1）一般故障类型判定方法。对于接地故障的判断，并不能单纯的依靠光字牌来作为判断的依据，在实际运行过程中还需要针对运行中的一些特点来进行判断，以三相平衡运行及开口三角处电压接近于零为其正常的运行状态，然后再根据现场的具体情况来对故障进行判断。

（2）一般故障判定标准。变电运行时保险熔断、谐振及断线故障的发生都有其各自的特点，如三相电压中如果有一相或是二机为相电压时，则多为保险熔断故障，而当另外二相电压超过相电压而小于断电压时，而且另一相相电压为零划是下降时，则此故障则为系统接地故障。而当三相电压都超过相电压而用存在摆动现象时，则多为谐振故障，而发生断线故障时，则会有一相电压升高，而其他两相电压呈下降趋势。

2.变电运行一般故障排除。由于变电运行的故障较为多样，所以在进行故障处理时，首先需要根据故障的性质来对故障正确判断，确定故障后再根据具体的问题进行分析，针对不同故障的特点选择适宜的方法来进行排除。当线路发生断线时，则需要及时向调报进行汇报，然后再安排具体的维修人员通过巡线来对故障进行及时处理。而对于谐振故障，则需要对电力设备运行方式进行瞬间改变的方法来确保故障得到根除。不同的故障有不同的处理方法，所以在实际故障排除过程中还需要灵活应用。

二、变电运行的跳闸故障

1. 变电运行跳闸故障分析。总体上来说，变电运行跳闸故障包括主变开关跳闸与线路跳闸两种情况。主变开关跳闸故障又可以分为主变低压侧开关跳闸故障及主变三侧开关跳闸故障。主变三侧开关跳闸的原因主要有主变差动区故障及主变内部故障、主变低压侧母线故障由于低压侧过流保护拒动或故障侧主开关拒动引起的越级。具体故障原因需要通过一次设备及保护掉牌检查来分析判断。在确定电力运行故障为线路跳闸时，应当及时进行检查和保护动作。

2. 变电运行跳闸故障排除。2.1 主变三侧开关跳闸故障排除。主变三侧开关跳闸故障排除应通过检查保护掉牌和一次设备来判断。如果出现的是瓦斯保护动作，则可断定为二次回路或变压器内部故障，这时通过检查压力释放阀、呼吸器是否喷油，检查二次回路是否接地、短路，重点检查变压器本身是否变形、着火等进行排除故障。假如出现的是差动保护动作，检查一次设备的主变压三侧差动区，包括主变压器在内。以上检查都没出现异常情况，则可断定是保护误动。

（1）主变低压侧开关跳闸故障排除。当主变低压侧出现过流保护动作时，则需进行设备检查和保护动作检查进行初级判断。这时，既要检查主变保护又要检查线路保护。

假如只出现主变低压侧的过流保护动作，首先可以排除线路故障开关拒动和开关误动障碍。其次通过二次设备检查，检查线路开关在操作直流保险时是否出现熔断现象。最后，通过检查一次设备，重点检查主变低压侧的过流保护区进行故障排除。

假如出现主变低压侧过流保护并伴有线路保护动作时，因线路既没有开关又没有跳闸，则可断定为线路故障。处理这种故障方法较为简单：隔离故障点，拉开开关两侧的刀闸，复归其他设备进行送电。

假如出现主变低压开关跳闸，但没有发现保护掉牌的情况，一定要及时检查设备故障所产生的原因。

假如是由于出现保护动作但没有发出信号但主变保护有掉牌信号时可判断为线路保护拒动。

假如主变低压过流保护，应离开主变低压母线所有的出线开关，试图送出主变低压开关，然后依次拉合线路开关，当主变低压保护动作跳闸后，找出拒动的线路保护即可。如果是出现因直流发生两点接地而导致开关跳闸或开关自行脱扣的情况，要依据具体情况按规程处理。

（2）线路跳闸故障排除。线路跳闸是极易发生的故障之一，一旦有跳闸故障发生时，则需要在第一时间内进行检查和采取必要的保护措施，如果只是简单的跳闸故障，则只需要针对消弧线圈和跳闸开关情况来进行检查，对于弹性结构的开关，则需要查看弹簧运行的情况是否正常。这就需要在运行人员在具体工作中要针对现场的不同情况来灵活应用，从而使故障得以较好的处理。

变电站内的设备较多，所以需要对设备进行定期检修，对设备运行的情况进行及时的了解，确保设备和设备都处于安全生产要求下运行。首先需要各项指示牌都能严格按照安全生产的要求进行设置。如在爬梯上应设置“禁止攀登，高压危险”的标牌，停电时用来遮档的网及标示牌要与现场的安全规程相一致，同时还要在变电站道路内设置交通标示牌。变电站一次设备和二次设备都要做好各项标志，而对于其他设备及元件则需要进行逐一的进行编号，而对于需要进行标志标注的地方要进行有效的标志，确保做到规范和标准性。

三、 结语

变电运行作为电网运行的基础，所以需要确保其运行的安全性和稳定性，如果无法保证这一点，那么电力企业的发展将会受到较大的影响，同时也会使社会和经济的发展都受不到不同程度的影响。所以在日常变电运行工作中，需要加强运行管理工作，有效的杜绝变电运行故障的发生，从而确保电网运行的稳定，使人们的生产和生活得以正常的进行。

参考文献：

[1]李坚，郭建文.变电运行及设备管理技术问答[M].北京：中国电力出版社，2006，6.

[2]钟志东.加强城市电网供电可靠性管理的探讨[J].广西电业，2008，（5）.

数控机床故障排除方法 篇10

关键词：机械加工,CNC,基本原理,故障排除

前言

由于数控机床在加工使用中,经常出现一些故障,若不及时处理这些故障,除了影响到加工件的精度外,还能影响到CNC的工作效率,缩短车床的使用寿命。因此,我们要特别重视数控机床故障的发生,及时有效地对发生故障进行分析、排除,并做好记录以便下次出现同样故障时,可以很快排除故障,以此提高工作效率。

1 CNC故障诊断的基本原则及排除方法

我们必须在遵循数控车床故障诊断的基本原则下,采取有效合理的方法排除故障。

1.1 准确的诊断出CNC机床故障点,是排除故障的基础

1.1.1 CNC的一般故障常是主机问题,这个很容易诊断,但电气故障和数控系统的故障就不是那么容易诊断了。

1.1.2 CNC的加工技术越来越完善,因此车床出现故障的频率也逐渐降低,绝大多数车床故障多是外部原因造成的。维修人员应先排查外部原因后排查内部原因,不应随意启封或拆卸,这样有可能扩大故障范围,造成CNC加工精度或性能降低。

1.1.3 CNC出现故障时,维修人员应先从断电到通电开始排查,先对车床断电,然后对车床观察、测试、分析,排除非通电可能对可以预测性的通电后引起故障,然后通电。

1.1.4 如果同意机床同时发生多种故障时,必须要遵循优先考虑常见引起故障的因素,并由简单到繁琐的进行维修。这样既能提高效率还能保证操作人员的正常生产。

1.2 排查CNC故障诊断的方法

排除CNC发生的故障方法,先诊断(查出故障源);后分析(故障产生的原因);最后排除(排除故障)。

1.2.1 利用CNC的自诊断功能。

1.2.2 目测、手摸、通电等直观诊断方式。我们首先对车床出现的故障进行眼看、手摸、通电等方式,对其故障有个初步了解。

1.2.3 采用模块互换法。将改故障机床操作面板的任意功能模块与另一模块互换,以此确定故障点。

1.2.4 采用仪器测量法。在CNC发生故障后,及时使用常规的检测仪器对发生故障部位的电压、脉冲信号等进行监测,并利用正常值进行比较分析。

1.2.5 采用敲击法。由于机床上各个控制系统都是有电路板组成的,上面有着很多个焊接点,若焊接点处于虚焊或接触不良都会引起故障的发生。方法是使用绝缘物体轻轻敲打疑点部位。若故障越发严重,就可以确定故障源。

2 CNC故障分析和排除方法

2.1 电机故障排除

当前,大多数级加工企业选用的CNC机床都是以变频调速的电动机。这种电动机具有连接简单方便、性价比高、稳定性高、无转差损耗等优点。能进行高效率平滑调速,而且电机速度变换迅速、功率大、转速高、性能稳定,还能进行无级变速。但是这种电动机也极易发生震动、电动机发烫、噪声大等故障。

(1)变频调速电动机噪声引起的故障

电机轴承缺少润滑油脂或是轴承的损坏都能引起变频调速电动机发出噪声。更换电动机轴承或者加些润滑油即可。

(2)变频调速电动机振动引起的故障

引起震动的原因一般是由于电动机的传动皮带太松,或是轴间隙过大、转轴轴承的损坏等等。对于这些故障,我们同样可以采取更滑电机轴承或轴承润滑油脂,对后者可以对电机和床身的连接螺栓进行加固,然后看看皮带轮动是不是能平衡,电机主轴与皮带轮内孔尺寸配合间隙误差是不是太大等。

(3)变频调速电动机发热故障

这种故障大部分原因是由于电动机轴承损坏、皮带太松、轴承间隙过大等。对这些原因引起的发热故障,我们同样可以采取更换电机轴承或给轴承加适量润滑油脂,然后查看风扇能否正常转动,还有就是查看排风扇上有无污染物并对其清理等方法进行。

2.2 工作台故障排除

数控机床工作台常发生故障。在CNC进行加工零部件时,常常会出现工作台突然间就停止工作,步进电机一直抖动不转的现象。造成这一故障的原因多数是机械故障。这时,要重启加工程序,如果工作台运行到此位置时还发生同样的故障,就基本可以确定是由于传动系统的损坏、变形或者卡住异物等原因造成的。产生这种故障时,首先要关闭控制系统电源,然后用手旋转丝杠,在旋转到某一位置时,如果发现阻力特别大或者压根转不动,就可以确定此处存在故障。发生这种情况应先检查一下机床的丝杆和镶条是否间隙过大或是太紧而造成的。亦或是丝杆变形、丝杆槽类有铁屑杂物阻塞等。

2.3 CNC刀具位置故障排除

2.3.1 在进行换刀操作时,电动刀架出现旋转不止,不能定位。

产生这一现象的原因主要是:当电动刀架旋转位置到达程序正在调用的某一号刀具时,无法获取应答信息,从而引起刀架不能停止旋转,无法定位。发生这种情况时,应先检查刀台或刀库的霍尔元件是否损坏。如果检测元件时没有信号输出,说明是元件损坏,及时跟换即可。

2.3.2 空走刀时,刀具运转正常,但加工零部件时就会产生很大的误差

可能是由于丝杆的链接部位松动所导致的。刀具在空走时因为没有阻力产生,所以溜板正常运行,可是加上零部件之后,原有的吃刀阻力增加,容易引起丝杠或丝母与车床连接处产生松动,从而引起在加工零部件的尺寸产生误差。另一原因也可能是由电动刀架引起的。如果换刀号刀架不能自动锁紧,从而引起吃刀时刀具偏离加工点,也可能发生上述故障。此时,需要对刀台或刀库以进行逐一检查。

3 结束语

CNC是适用于精加工的精密机电设备,所以发生故障的原因也多种多样并且相对于一般机床更为复杂。机械和电器这两部分组成了数控机床,对这两部分发生的故障进行分析,就是对整个CNC的分析,找出故障发生的部位,在最短时间内准确并迅速排除故障,以提高维修车床的效率。与此同时,我们也要寻找故障产生的规律,不断积累故障检查方法,只有这样车床技术才能不断地提高。

参考文献

[1]陈诗良,李桂华.数控机床设计中若干问题的分析[J].机械设计与制造,1983.

[2]牛小铁.数控加工中的对刀方法[J].北京工业职业技术学院学报,2003.

[3]李勇.影响数控凸轮轴磨削加工精度若干因素的研究[D].华中科技大学,2004.

[4]陈铭.浅谈数控车床故障分析及排除[J].科协论坛,2011.