数控机床故障诊断分析

数控机床故障诊断分析（精选12篇）

数控机床故障诊断分析 篇1

1 前言

进入21世纪, 随着数控技术的飞速发展, 数控设备已遍布全世界, 不仅工业发达国家已广泛采用, 就是发展中国家也大量使用。我国自改革开放以来也引进了不少先进的设备, 这些设备的特点是以大规模集成电路为主的数控设备, 这些设备功能强, 生产效率高, 但是复杂, 它涉及机械、电器、液压、气动、光学、与计算机技术等许多领域, 尤其在故障诊断、状态监测方面涉及数字测试技术与计算机网络技术。

因此, 它的维修在理论上、方法上、和手段上与普通的设备相比都有很大的区别, 给维修工作带来很大的困难。目前, 由于企业缺乏数控设备维修这方面的专业人才, 数控机床的维修工作很大程度只能依赖外部的力量。一旦数控设备出现故障, 哪怕是很小的问题都得停机等待维修, 给企业正常的生产带来很大的影响, 越来越多的企业用户希望能够依靠自身的力量来解决数控设备的故障问题, 因此, 提高设备维修技术人员的素质和能力, 就显得尤为重要。

2 合理地使用数控机床

2.1 数控机床的工作场地选择

避免阳光的直接照射和其它热辐射、避免太潮湿或粉尘过多的场所.尽量在空调环境中使用, 保持室温20℃左右。由于我国处于温带气候、受季风影响、温度差异大, 对于精度高、价格贵的数控机床, 应置于有空调的房间中使用;要避免有腐蚀气体的场所。因腐蚀气体易使电子元件变质, 或造成接触不良, 或造成元件短路, 影响机床的正常运行;要远离振动大的设备 (如冲床、锻压设备等) 。对于高精度的机床还应采用防振措施 (如防振沟等) ;要远离强电磁干扰源, 使机床工作稳定。

2.2 数控机床的电源

数控系统对电源要求较严, 一般要求工作电压为220V 10%。针对我国供电工况, 对于有条件的企业, 可为数控机床采取专线供电或增设稳压装置以减少供电品质差的影响, 为数控系统的正常运行提供有力保证。

2.3 数控机床配置合适的自动编程系统

手工编程对于外形不太复杂或编程量不大的零件程序, 简单易行。当工件比较复杂时f如凸轮或多维空间曲面等) , 手工编程周期长 (数天或数周) 、精度差、易出错。因此, 快速、准确地编制程序就成为提高数控机床使用率的重要环节:为此.有条件的用户最好配置必要的自动编程系统, 提高编程效率。

2.4 数控机床配置必要的附件和刀具

为了充分发挥数控机床的加工能力, 必须配备必要的附件和刀具。切忌花了几十万元钱买来一台数控机床, 因缺少一个几十元或几百元的附件或刀具而影响整机的正常运行。由于单独签订合同购买附件的单价大大高于随同主机一起供货的附件单价.因此有条件的企业尽量在购买主机时一并购置易损部件及其它附件。

2.5 加工前的准备

加工前要审查工件的数控加工工艺性, 应重视生产技术准备工作 (包括工件数控加工工艺分析、加工程序编制、工装与刀具配置、原材料准备及试切加工等以缩短生产准备时间, 充分提高数控机床的使用效率。

合理安排适合在数控机床加工的各种工件, 安排好数控机床加工运转所需的节拍。

2.6 为维修保养做好准备

建立一支高水平的维修队伍, 保存好设备的完整资料、手册、线路图、维修说明书 (包括CNC操作说明书) , 以及接口、调整与诊断、驱动说明书、PLC说明书 (包括PLC用户程序单) 、元器件表格等, 必要的维修工具、仪器、仪表、接线、微机。最好有小型编程系统或编程器, 用以支持设备调试。

3 数控机床故障诊断

3.1 原则

所谓数控机床系统发生故障 (或称失效) 是指数控机床系统丧失了规定的功能。故障可按表现形式、性质、起因等分为多种类型。但不论哪种故障类型, 在进行诊断时, 都可遵循以下原则:

3.1.1 充分调查故障现象

它包括两个方面的内容:一是对操作者的调查, 详细询问出现故障的全过程, 有些什么现象产生, 采取过什么措施等。调查过程中, 操作者坦诚的配合是极为重要的。另一方面, 要对现场做细致的勘测。无论是系统外观, CRT显示内容、各个印刷线路板上报警显示、有无烧伤等痕迹, 不管多细微都应查清, 不能放过。在确认系统通电无危险的情况下, 可以通电并按下系统复位键 (RESET键) , 观测系统有无异常, 报警是否消失;如能消失, 则故障多为随机发生的, 甚至是操作错误造成。

3.1.2 认真分析产生故障的原因

系统发生故障, 往往是同一现象、同一报警号却可以有多种起因, 甚至有的故障根源在床上, 但现象却反映在系统上。所以在查找故障的起因时, 思路要开阔, 无论是集成电器, 还是和机械、液压, 只要有可能引起该故障的原因, 都要尽可能全面地列出来。然后进行综合判断和优化选择, 确定最有可能产生故障的原因, 通过必要的试验, 达到确诊和排除故障的目的。

3.1.3 先机械后电气, 先静态后动态原则

一般来说, 机械故障较易发觉, 而数控系统及电气故障的诊断难度较大。在故障检修之前, 首先应注意排除机械性的故障。此外, 故障诊断应采取先静态后动态原则。首先在机床断电的静止状态, 通过了解、观察、测试、分析, 确认通电后不会造成故障扩大、发生事故后, 方可给机床通电。再在运行状态下, 进行动态的观察、检验和测试, 查找故障。而对通电后会发生破坏性故障的, 必须先排除危险后, 方可通电。

3.2 方法

3.2.1 直观诊断法

直观诊断法就是通过感观或借助简单的工具确定机床故障的方法。这种方法应先弄清楚故障的症状, 有何特征及伴随隋况, 将故障范围缩小到一个模块或一块印刷电路板。它可以简单地归纳为四个字:问、看、嗅、摸。

问就是调查情况, 在诊断故障前, 修理人员询问操作人员故障发生前的机床运转情况, 产生在哪道程序及时间, 操作方式是否得当等;看就是观察, 仔细检查有无保险丝烧断, 元器件有无烧焦或开裂等情况;嗅就是从机床散发出的某些特殊气味来判断, 如某些元件烧焦的气味;摸就是用手触试可能产生故障的温度、振动情况以及元器件有无松动等。

3.2.2 自诊断功能查找法

数控机床通常有较强的自诊断功能, 在系统内己设置有众多的报警指示装置。其故障诊断系统通常包括两个部分:硬件报警指示:这是指包括数控系统、伺服系统在内的各电子、电器装置上的各种状态和故障指示灯, 通过指示灯的明灭及数码管的显示状态, 为维修人员指示故障所在位置及类型。

软件报警指示:指的是系统软件、PLC程序与加工程序中的故障, 通常都设有报警显示, 依据显示的报警号对照相应的诊断说明手册便可获知可能的故障原因及故障排除方法。上述这两部分有诊断指示的故障加上各电气装置上的各类指示灯使得绝大多数电气故障的排除较为容易。只要维修人员熟悉并保管好详细的报警说明, 借助机床的自诊断功能, 可以较方便地查找故障。

3.2.3 功能程序测试诊断法

功能程序测试诊断法是将数控机床的常用功能和特殊功能用手工或自动编程的方法编成一个功能测试程序, 并存储在相应的介质上, 如纸带和磁带等。在故障诊断时运行这个程序, 可迅速地判明故障发生的可能起因。

4 结束语

当数控机床出现故障时, 如果有报警信号出现, 我们就可以根据报警信号的内容, 查找相应部件, 故障可以快速、顺利地排除;如果没有报警信号出现, 那么我们利用我们的知识和经验, 根据具体现象, 仔细地一路查下去, 故障也会得到解决。要做好数控机床的维修工作, 除了加强日常维护, 采取一定的保障措施外, 还要求我们维修人员具有丰富的理论知识和实践经验。

摘要：本文阐述了如何合理地使用数控机床, 提出了如何诊断数控机床常见故障, 供大家参考。

关键词：数控机床,故障诊断,排除

参考文献

[1]刘跃南.机床计算机数控及其应用[M].北京:机械工业出版社, 1999.

[2]王侃夫.数控机床故障诊断及维护[M].北京:机械工业出版社, 1999.

数控机床故障诊断分析 篇2

课程编码：08241057

课程名称：数控机床故障诊断

英文名称：FAULT DIAGNOSIS FOR CNC MACHINE TOOLS 开课学期：第7学期 学时/学分：18 / 1 课程类型：专业选修课

开课专业：机械工程及其自动化 选用教材： 主要参考书：

1.《数控机床故障诊断》，张魁林主编，机械工业出版社，2002年 2.《数控机床故障诊断与维修》，吴国经主编，电子工业出版社，2004年 执笔人：张雷

一、课程性质、目的与任务

本课程是机械制造及其自动化专业方向和其他机械类专业方向本科学生的一门选修课。通过对本课的学习，使学生理解和掌握数控机床故障诊断的基本理论和基本方法。

本课程属于专业课，在学生整个培养过程的后期讲授，由机械工程及自动化专业的学生选修。设置本课程的目的是为了拓宽学生的专业知识面，使学生学到与生产实际联系紧密的数控机床故障诊断方面的专业知识，提高学生的综合素质，使学生具备解决数控机床在使用过程中出现问题的初步能力，为学生毕业后从事专业技术工作打基础。

二、教学基本要求

1、加强学生专业知识，拓宽知识面。

2、较深入的理解和掌握数控机床故障诊断的数学基础。

3、系统学习数控机床故障模式与故障部位频次分析方法和故障树分析法。

4、能运用所学知识初步解决生产中的实际问题。

5、了解数控机床故障诊断研究的最新成就和发展趋势。

三、各章节内容及学时分配

1．机械可靠性及其特征量（4学时）

了解可靠性的定义和要点，掌握机械可靠性、维修性与有效性的特征指标。2．可靠性的数学基础（6学时）

掌握随机事件与概率的基本概念、基本定理与运算；掌握可靠性分析中常用的概率分布；掌握数理统计中分布参数估计、假设检验等相关知识。3．故障模式与故障部位频次分析（2学时）

了解数控机床在使用过程中经常出现故障的部位、故障模式与频次分析方法。4．数控系统可靠性（2学时）

了解系统可靠性功能逻辑框图，掌握典型系统及其可靠度计算方法。5．数控机床故障分析（3学时）

了解故障分析基本方法，掌握故障树分析法，并能够用该方法分析一些典型实例。6．数控机床故障诊断的最新研究进展（1学时）

了解数控机床故障诊断的最新研究进展。

四、考核方式：

1、讲授本课要求内容时，为了取得好的讲授效果，可采取多种教学方式和方法，如适当安排一些课堂讨论，安排学生查阅一些专业文献等。

2、为了使学生加深理解课堂讲授内容，安排2～3个作业，并对学生作业进行讲评。

3、可以采取多种形式相结合的考核方式，根据平时作业、出勤情况等，对成绩进行综合评定。

数控机床故障诊断分析 篇3

关键词 数控机床；数控系统；故障诊断技术

中图分类号 TG659 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)051-0129-02

1 数控系统的常见故障

1.1 常见故障分类

数控机床数控系统常见的故障一般具有一定规律，按照出现的阶段不同可分为：初期运行阶段、正常运行阶段和衰老阶段。初期运行阶段出现故障的频率相对较高，且故障频率曲线明显呈上升之势，多为设计制作和装配缺陷造成。正常运行阶段故障发生则趋于水平，频率较低，多为人员操作和维护不良所致。而衰老阶段出现的系统故障出现频率极大且曲线呈上升趋势，多为运行时间过长、机件磨损老化所致。数控机床出现故障问题可按照结构不同分为机械类与电气类两种，按照故障发生源不同分为机械故障与控制故障两种，而究其数控系统来说可分为软件故障、硬件故障和干扰故障三种。判定故障的发生原因在电气方面还是机械方面，则需先检查数控系统是否能够正常运行，“看门狗”预警系统是否出现报警现象。然后检查电机电路和原构件组成是否能够正常运行，关注是否出现间歇或抖动现象和定位不准等现象。在检查完毕后如没有出现以上问题则初步诊断可排除问题源不在电气方面，进而转向机械故障的检查环节。应在保证切断电机电源的前提下着重检查系统传动环节，配合手动打表检查系统工作状态。

1.2 故障分析

数控机床伺服驱动系统是与系统电源、电气及机械系统联系，系统运行过程中不断处于启动与关闭状态。容易出现故障一般会出现系统瘫坏、加工工件面表不达标和保险烧断等问题，系统瘫坏问题是因为电压不稳导致电压波动过大或电压冲击所致。而加工工件面表不达标的问题则是由于生产过程伺服驱动系统调整不合理导致走圆弧补轴换向出现凸台，电机爬行低速或振动情况所致。烧断保险是以机械系统超载负荷导致电机温度过高烧断保险；电源故障：电源失去效用造成的结果是整个系统瘫痪，根本原因在于系统设计方面的不足，而我国大部分地区的供电都存在电压不稳定、品质差等问题，再有人为操作的原因都是造成电源故障的重要原因；内部器件逻辑故障：数控系统主以系统内部器件的逻辑处理模式作为控制的核心，通常以PLC核心技术来实现。内部器件与外界采集的信息接触甚多，执行元构件出现故障的可能性就相对较大。

2 数控机床系统的诊断技术

2.1 数控系统故障诊断技术

数控系统的诊断与维修概念，不能仅仅局限于数控系统发生故障时，如何能够排除故障和及时修复，使数控系统尽早投入使用，还应包括正确使用和日常保养等。正确操作和使用数控系统的步骤是数控系统通电前的检查和数控系统通电后的检查两个阶段。数控系统通电前的检查内容包括：检查CNC装置内的各个印刷线路板是否紧固，各个插头有无松动；认真检查CNC装置与外界之间的全部连接电缆是否按随机提供的连接手册的规定，正确而可靠地连接；交流输入电源的连接是否符合CNC装置规定的要求；确认CNC装置内的各种硬件设定是否符合CNC装置的要求。只有经过上述检查，CNC装置才能投入通电运行。数控系统通电后的检查的内容则包括：首先要检查数控装置中各个风扇是否正常运转；确认各个印刷线路或模块上的直流电源是否正常，是否在允许的波动范围之内；进一步确认CNC装置的各种参数；当数控装置与机床联机通电时，应在接通电源的同时，作为按压紧急停止按钮的准备，以备出现紧急情况时随时切断电源；用手动以低速给移动各个轴，观察机床移动方向的显示是否正确；进行几次返回机床基准点的动作，用来检查数控机床是否有返回基准点功能，以及每次返回基准点的位置是否完全一致；CNC装置的功能测试等等。

2.2 诊断程序法维修技术

很多数控系统都具有程序单步执行功能，这个功能是在调试加工程序时使用的。当执行加工程序出现故障时，采用单步执行程序可快速确认故障点，从而排除故障。本文就以常用的诊断程序法进行分析讨论。

所谓诊断程序就是对数控机床各部分包括数控系统本身进行状态或故障检测的软件，当数控机床发生故障时，可利用该程序诊断出故障源所在范围或具体位置。诊断程序一般分为三套，即启动诊断、在线诊断或称后台诊断和离线诊断。启动诊断指从每次通电开始至进入正常的运行准备状态止，CNC内部诊断程序自动执行的诊断，一般情况下数秒之内即告完成，其目的是确认系统的主要硬件可否正常工作。主要检查的硬件包括：CPU、存储器、I/O单元等印刷板或模块；CRT/MDI单元、阅读机、软盘单元等装置或外设。若被检测内容正常，则CRT显示表明系统已进入正常运行的基本画面（一般是位置显示画面）。否则，将显示报警信息。在线诊断是指在系统通过启动诊断进入运行状态后由内部诊断程序对CNC及与之相连接的外设、各伺服单元和伺服电机等进行的自动检测和诊断。只要系统不断电，在线诊断也就不会停止，在线诊断的诊断范围大，显示信息的内容也很多。一台带有刀库和台板转换的加工中心报警内容有五六百条。离线诊断是利用专用的检测诊断程序进行的旨在最终查明故障原因，精确确定故障部位的高层次诊断，离线诊断的程序存储及使用方法一般不相同。离线诊断是数控机床故障诊断的一个非常重要的手段，它能够较准确地诊断出故障源的具体位置，而许多故障靠传统的方法是不易进行诊断的。需要注意的是，有些厂商不向用户提供离线诊断程序，有些则作为选择订货内容。在机床的考察、订货时要注意到这一点。

随着科学技术的发展及CNC技术的成熟与完善，更高层次的诊断技术已经出现。其中最引人注目的是“自修复”、“专家诊断系统”和通信诊断系统，这些新技术的发展与应用，无疑会给数控

维修特别是故障诊断提供更有效的方法与手段。

3 结束语

数控机床作为一种比较高效的自动化机床，其主要综合了现代计算机技术、自动化技术、伺服驱动和精密测量等各项新型的技术研究成果。作为一门具有经济性能好、生产效益高等特点的新兴工业控制技术，为保障数控机床能够安全平稳运行作业，应加强维护保养工作和注重研究对出现故障的排除办法，从而发挥数控机床更大的能用效益。

参考文献

[1]张筱琪.机电设备控制基础[M].北京:中国人大出版社,2000.

[2]陈子银.数控机床电气控制[M].北京:北京理工大学出版社,2006.

对数控机床故障的诊断与分析 篇4

数控机床是数字控制机床 (Computer numerical control machine tools) 的简称, 是一种装有程序控制系统的自动化机床。随着电子信息技术与自动化控制技术的飞速发展, 数控技术和数控机床在现代机械工业中得到了广泛的应用, 在一定程度上打破了传统机械制造工业的局限性, 给机械创造业的工业产业结构、产品种类、产品的档次以及产品的生产方式带来了巨大的变化, 因此数控机床已经成为现代加工车间必不可少的装备。数控技术的发展是电子信息技术与制造业技术的有效结合, 目前, 我国数控机床的拥有量和发达国家相比还具有一定的差距, 同时数控技术在实时控制工作中的要求较高, 任何一部分出现故障与失效, 都会影响整个机床的正常运行, 造成巨大的经济损失, 对数控机床在生产中遇到的故障进行诊断迫在眉睫。

二、数控机床的特点及故障的诊断意义

1. 数控机床与传统机床相比具有以下特点

(1) 数控机床的加工精度有所提高, 加工的质量更加稳定。

(2) 数控技术的加工对象适应性相对较强, 符合模具等产品单件的生产特点, 磨具的制造和加工方法更加多变。

(3) 加工零件改变时, 只需要更改数控程序, 大大减少了生产的时间。

(4) 数控技术更加有利于生产管理的现代化, 数控机床使用的是数字信息与标准代码处理, 计算方法采用计算机计算, 为计算机的辅助设计与制造待定了一定的基础。

(5) 数控技术对操作人员的专业素质要求较高, 对维修人员的技术要求也较高。

2. 数控机床故障的诊断意义

根据相关资料显示, 我国的数控机床在故障诊断技术方面起步较其他国家而言相对较晚, 要保持数控机床的完好率, 需要加强对数控机床的可维修性、可靠性与应用性。我国近几年的机床工业有了很大的进步, 每年的产量达到上千台以上, 但是机床大部分水平较低并且缺门, 数控机床发生故障时不能够及时的进行维修与判断, 很难解除故障, 再加上生产厂家的售后服务不到位, 使国内各行业的数控操作系统开动率较低。

三、数控机床故障的解决方法

由于现代数控技术的可靠性相对较高, 发生故障的几率较低, 大部分的故障都是非系统故障, 是由外部原因引起的, 数控机床的发生故障时具有一定的复杂性与特殊性, 引起数控机床故障有很多因素, 要找到引起故障的根本原因, 制定合理的解决措施与解决方法进行排除, 以下是数控机床故障的诊断方法:

1. 直接观察法

对机床故障进行诊断采用直接观察法, 是在数控机床在出现故障时, 由机械的维修人员通过自身的感官对故障发生时出现的声音、气味以及光等现象进行查看, 通过对故障板线路的观察, 确认数控机床系统的部件与模块是否出现烧毁、烧损、熔断、开裂的现象, 检查是否有无过流与短路的现象, 用手触摸机械器件是否有误松动, 进一步检查虚焊与断裂现象, 这种方法能及时的将损坏范围缩小, 也是最常用和最基本的方法。

2. 系统诊断法

数控技术具有一定的自诊断功能, 自诊断功能可以对数控机床的工作进行监视, 系统运行时, 一旦发生特殊情况。自诊断功能会立即在CRT上显示发生故障的原因以及发生损坏的模块, 这种方法是数控技术诊断中最行之有效的方法之一。

3. 系统功能测试法

系统功能测试法是将数控系统经常使用的功能与特殊功能通过维护人员的手工编程或者自动编程的方法, 编制完善的功能测试程序, 将这一测试程序运行到数控系统中, 使机床的检查与测试更加准确与可靠, 从而能够判断出数控机床发生故障的原因与发生故障的零件。

4. 功能模块交换法

功能模块交换法是在分析出数控机床发生故障的前提下, 将已经准备好的功能部件、路板、模板、电路芯片等与功能相同的模板进行交换, 及时的观察故障的转移情况是否成功, 进而能够正确的判断出数控机床故障的部位, 制定出解决故障部位的措施。

5. 分析法

通过对CNC组成原理的掌握, 分析数控系统的组成原理, 根据数据参数, 从系统各部件的原理入手, 确定故障部位的维修措施, 要求系统维修人员对整个系统和系统的零部件有深刻的了解, 清楚、正确的对故障的部件进行定位。

6. 检查系统参数法

数据机床发生故障时, 需要维修人员及时的进行系统参数核对, 系统参数是检测数控机床性能的影响因素之一, 它直接影响着整个数控系统性能的正常运行, 机床发生故障时, 由于电池的电压不足, 会导致系统参数发生故障甚至会出现较混乱的现象, 为了不影响机床的使用性能, 机床长时间的使用需要对参数进行相应的调整, 经过维修人员的核对, 将参数进行修正, 这样就能排除故障。

四、数控机床故障诊断分析

数控机床在工作的过程中仍存在很多的漏洞, 故障诊断方法相对较少, 因此数控机床故障诊断技术要不断进行改革, 加强信息融合策略的处理, 针对数控机床复杂化、自动化与集成化的特点, 进一步提高机床的诊断修复能力以及应用的持久性, 发展系统智能化、技术化、科技化的发展方向, 深入研究系统自诊断修复混合智能技术, 大力培养数控机床故障诊断维修人员, 提高自身专业素质和维修技能, 机床维护专家提出的有针对性的问题要进行深刻的研究与学习, 加强在线诊断技术以及多传感器技术的研究。

五、结语

数控机床发生故障时, 系统提供的报警信息不清楚, 因此维护人员要根据现场作业的实际情况进行分析, 检查机械的各个部件, 准确无误的确认出故障所在。近几年, 数控机床设备在智能化、自动化、科技化等方面取得了一定的进展, 这就意味着机床故障的诊断难度也随之加大, 要想解决工程机械中的故障非常困难, 工程部门针对以上情况要建立远程故障诊断系统, 及时的发现故障并进行诊断, 同时可以通过技术研究解决作业中出现的故障, 实现技术资源共享, 通过网络远程技术进行故障诊断系统是数控机床故障诊断中的一个重要的发展途径。

参考文献

[1]高白川.浅谈数控机床诊断与维修的方法[J].科技信息.2010年23期

数控机床故障诊断与维护实训报告 篇5

数控机床故障诊断和维修实训内容：

这是我们在校期间最后的一期数控机床故障诊断和维修实训课，实训时间长达18周，不仅是我们学习新的技术和技能，还是对过去所学知识的一次次检验。本期实训安排如下：

时间：1—18周 实训地点：A01106实训室

一、数控机床使用前的知识准备（华中数控）

1、了解数控机床的主要组成：数控机床由机床本体机械系统与电控系统组成。机床本体包括：主运动部件、进给运动执行部件（如工作台、拖板及其传动部件）以及床身立柱等支撑部件。此外还有冷却、润滑、转位、夹紧等辅助装置，液压与气压传动装置。电控系统包括：数控装置系统（CNC装置系统）、位置检测与伺服驱动系统、强电控制与辅助控制装置系统。

2、了解数控机床的故障类型与主要故障：

故障诊断的三个环节：故障类型判断、故障隔离与故障定位。故障类型判断是最重要的一个环节。

数控机床的故障类型：机械故障和电气故障。电气故障又包括：强电故障和弱电故障，弱电故障又分为：硬件故障和软件故障。数控机床的主要故障：

普通机床的主要故障是机械传动副的故障，而数控机床的主要故障则为电气故障。

3、数控机床的故障诊断与维修应遵守的原则： 主要有：先静后动、先外后内、先软后硬、先公后专、先一般后特殊、先机后电、先简后繁（先易后难）、先查输入后查负载等。

4、数控机床的使用条件：

数控机床必须工作在一定的条件下，也就是说，必须满足一定的使用要求。使用要求一般可以分成电源要求与工作地环境要求等两个方面。电源要求：电压相对稳定，在允许波动范围内；频率稳定与波形畸变小；电源相序，应按要求正规排序；电源线与保险丝应满足总供电容量与机床匹配；完好的电源电缆线与接头，良好的插座，可靠的接地保护等。工作地环境要求：包括温度、湿度要求与位置环境要求。温度与湿度要求：环境温度小于35度，相对湿度小于80%（不结露）。位置环境要求：具有防振沟或远离振源、远离高频电感设备；无直接日照与热辐射；洁净的空气——无导电粉尘、盐雾、油雾；无腐蚀性气体；无易爆气体；无尘埃，周围有足够的活动空间，坚实牢固的基础。

5、对数控维修人员的要求：

（1）强烈的责任心、良好的职业道德、严谨的科学工作作风与良好的工作习惯。（2）安全意思强

（3）知识面广、具有分析与解决问题的能力。

6、维修中应该特别关注的器件：

器件：易污染、易击穿、易老化与有寿命问题的、易氧化与腐蚀的、易磨损、易疲劳失效、易松动移位的元件、易造成卡死的元器件、易升温的、易泄漏的等等。

二、具体的实训过程及内容

1、熟悉和练习操作面板：

首先，我们实训运用的是华中数控机床，练习的面板也是华中系统的。熟悉和练习操作面板是接触和了解数控机床的门户，从它的表面能直观的看到数控机床的内部功能，也是我们程序输入的接口，及程序校正的可视窗口。操作面板看示简单，其实它是熟悉数控机床的关键，当你熟悉和掌握如何正确快捷的使用该操作面板，你就已经掌握了数控机床的基本操作。也就是说，你就拥有了一门了生存技术。通过两周操作面板的熟悉和练习，起初我犯了很多的错误，连机床的基本操作都不会，看着他们每一个都熟练地操作面板，让机床的各个传动部件在他们的操作下正常的工作着，我心里很是着急。在同学和老师的帮助我克服了困难，最后我学会了机床的界面的操作。现在可以自信的说，数控机床已没有那么害怕了。（操作面板如下图所示）

2、数控机床的传动部件拆装：

操作面板的熟悉过后，我们进行的是传动部件的拆装，主要有十字工作台、四方刀架、主轴电机等；这是对理论知识的一次实践，让我们亲自动手去对工件的拆装，使我们更加深刻的明白数控机床的结构。当我们在拆装十字工作台的时候，由于我们没有按照维修要求来，导致工作台面无法取下，取下后又不能正确的安装，在我们查阅和咨询老师后，才将构件还原。其次数控机床上面有很多相同大小不一的螺母，所以我们必须清楚拆下来的螺母该装在何处，这不仅是对实训要求的负责，更是对自己的负责，让我们以后出社会要具有强烈的责任心和安全感。其次我们还对电气控制装置进行了拆装，采用的是分组形势，一组拆另一组装；不仅锻炼了我们的判断能力和解决问题的能力，更让我们学会了团结互助，对于将来我们走向社会，能更好的适应当前局势。（十字工作台和四方刀架如下图所示）

十字工作台

四方刀架

三、实训的总结及感受：

转眼间18次的维修实训就这样顺利的画上了句号，我们迎来了新的开始。通过本次实训我们学到了很多课堂上学不到的东西，也让我们将理论与实际进行了完美结合。在动手中我发现自己是那么的不足，原以为学得还可以的我，一但遇到具体事件时却不能将问题解决。在实训中我学会了数控机床的基本操作，并能正确的编辑程序及程序的校验。通过对构件的拆装我进一步理解了数控机床的工作原理，及运动轨迹。与此同时，我学会了如何查询机床手册、机床相关资料，更重要的是我懂得如何团结所能团结的力量，如何求助身边的每一个人及如何关心和帮我身边需要帮助的每一个人。总之，通过这次实训对于我今后出社会，从事数控机床这个行业的时候打下了坚实的基础，有信心能更好融入这个行业。我深深地明白了如下几点：

1、维修中应该详细记录从故障的发生、分析判断到排除全过程中出现的各种问题，及采取的措施、方法、各种资料、电路图等，以便下次使用时查阅。

2、从排故过程中发现自己欠缺的知识，制定学习计划，力争尽快补课这样能提高我们的理论水平和维修能力。

数控机床故障诊断与维修 篇6

【关键词】数控机床；PLC；CNC系统；故障诊断；故障维修

数控机床的故障有软故障和硬故障之分，所谓软故障，就是故障并不是由硬件损坏引起的，而是由于操作、调整处理不当引起的。所谓硬故障，就是由外部硬件损坏引起的故障，包括检测开关、液压系统、气动系统、电气执行元件及机械装置等故障，这类故障是数控机床常见的故障。要发挥数控设备的高效益，就必须正确的操作和精心的维护，才能保证设备的利用率。正确的操作使用能够防止机床非正常磨损，避免突发故障；做好日常维护保养，可使设备保持良好的技术状态，延缓劣化进程，及时发现和消灭故障隐患，从而保证安全运行。

一、故障的调查与分析

这是检修的第一阶段，主要应作好下列工作：

1.询问调查。仔细询问操作者故障指示情况、故障表象及故障产生的背景情况，依此做出初步判断。

2.现场检查。然后要验证操作者提供的各种情况的准确性、完整性，从而核实初步判断的准确度。

3.故障分析。根据已知的故障状况分析故障类型，从而确定检修原则。由于大多数故障是有指示的，对照机床配套的数控系统诊断手册和使用说明书，可以列出产生该故障的多种可能的原因。

4.确定原因。对多种可能的原因进行排查，从中找出本次故障的真正原因。

5.检修准备。有的故障的排除方法可能很简单，有些故障则往往较复杂，需要做一系列的准备工作，例如工具仪表的准备、局部的拆卸、零部件的修理，元器件的采购甚至检修计划步骤的制定等等。

数控机床电气系统故障的调查、分析与诊断的过程也就是故障的排除过程，一旦查明了原因，故障也就几乎等于排除了。因此故障分析诊断的方法也就变得十分重要了。

二、电气故障的常用诊断方法

1.直观检查法

这是故障分析之初必用的方法，就是利用感官的检查。

（1）询问：向故障现场人员仔细询问故障产生的过程、故障表象及故障后果，并且在整个分析判断过程中可能要多次询问。

（2）目视：总体查看机床各部分工作状态是否处于正常状态，各电控装置有无报警指示，局部查看有无保险烧煅，元器件烧焦、开裂、电线电缆脱落，各操作元件位置正确与否等等。

（3）触摸：在整机断电条件下可以通过触摸各主要电路板的安装状况、各插头座的插接状况、各功率及信号导线（如伺服与电机接触器接线）的联接状况等来发现可能出现故障的原因。

（4）通电：这是指为了检查有无冒烟、打火、有无异常声音、气味以及触摸有无过热电动机和元件存在而通电，一旦发现立即断电分析。

2.仪器检查法

使用常规电工仪表，对各组交、直流电源电压，对相关直流及脉冲信号等进行测量，从中找寻可能的故障。

3.信号与报警指示分析法

（1）硬件报警指示：这是指包括数控系统、伺服系统在内的各电子、电器装置上的各种状态和故障指示灯，结合指示灯状态和相应的功能说明便可获知指示内容及故障原因与排除方法。

（2）软件报警指示：如前所述的系统软件、PLC程序与加工程序中的故障通常都设有报警显示，依据显示的报警号对照相应的诊断说明手册便可获知可能的故障原因及故障排除方法。

三、检修后的总结提高工作

对数控机床电气故障进行维修和分析排除后的总结与提高应引起足够重视。总结提高工作的主要内容包括：

1.详细记录从故障的发生、分析判断到排除全过程中出现的各种问题，采取的各种措施，涉及到的相关电路图、相关参数和相关软件，其间错误分析和检修方法都要一一详细记录。

2.有条件的维修人员应该从较典型的故障排除实践中找出常有普遍意义的内容作为研究课题进行理论性探讨，写出论文，从而达到提高的目的。

3.从检修过程中发现自己欠缺的知识，制定学习计划，力争尽快补课。

四、结束语

对于数控机床的检修，重要的是发现问题，特别是数控机床的外部故障。有时诊断过程比较复杂，但一旦发现问题所在，解决起来就比较简单。对于机床外部故障的诊断应遵从以下两条原则：首先要熟练掌握机床的工作原理和动作顺序；其次，要会利用PLC梯形图，CNC系统的状态显示功能或机外编程器监测PLC的运行状态。一般情况下只要遵从以上原则，小心谨慎，常见的故障都会及时排除。

参考文献

[1]丁景江主编.数控机床电气检修[M].北京：中国劳动社会保障出版社.

[2]夏庆观主编.数控机床故障诊断与维修[M].北京：高等教育出版社.

数控机床液压系统的故障诊断分析 篇7

数控机床的液压系统自身的结构极为复杂, 因此在产生故障时, 排除起来非常困难, 数控机床维修人员应不断地总结以往实践的经验与不足之处, 正确、快速的排除机床液压系统的故障, 进一步提高机床运行的效率。

1 数控机床液压系统常见的故障形式及原因分析

1.1 振动与噪声

振动与噪声是机械设备较为常见的故障, 对于数控机床液压系统来说, 振动与噪声对其正常运行产生了极大地影响, 噪声会干扰人们的正常休息, 危害人们的身体健康, 极大地降低人们的工作效率, 严重时会造成工伤事故的发生, 噪声还会影响数控数控机床液压系统的性能, 影响元件的使用寿命。振动与噪声所产生的原因较为复杂, 它们在数控机床液压系统中是伴随发生的, 是目前数控机床维修人员较为关注与棘手的问题之一。

可以通过采用低噪声的液压元件、正确的安装管路以及控制油液的质量等方面来降低噪声与振动。

1.2 油温过高

数控机床液压系统的油温过高会产生许多危害, 会使机械部件产生热变形从而导致系统泄漏或者是卡死, 会进一步加速油液的变质, 降低油液的粘度, 缩短液压油的使用寿命, 导致系统发生泄漏, 还会大大的影响机床的加工精度以及液压系统的工作压力。

改善散热条件、合理的设计液压回路结构、选用合理的液压元件以及提高液压回路的安装精度等都可以有效的预防和控制油温过高的状况。

1.3 油液污染

油液污染是数控机床液压系统常见的故障现象, 也是液压系统产生故障的主要原因之一, 油液污染会导致油液的变质, 使液压元件产生故障, 此外, 油液中混入硬质的颗粒物以及金属等各种杂质, 会磨损液压元件或者是堵塞过滤器, 对数控机床液压系统的正常工作产生极大地影响。

造成油液污染的原因包括密封件的泄露或者是接头松动漏入了空气, 油桶在存装时进入雨水, 或者是传动元件的磨损、加工残留的金属切屑等。保证盛油容器的清洁, 定期的清洗过滤器, 选用合格的润滑油等等, 这些都能够有效的预防油液污染。

1.4 系统压力异常

系统压力异常主要表现为系统压力不稳定或者是达不到要求, 系统压力如果达不到要求就会引起夹紧装置夹紧力变小, 影响机床的正常工作。如果数控机床液压系统的压力不稳定这将会直接影响系统的正常运行, 对机床的加工精度造成严重的影响。

造成系统压力异常的原因包括数控机床液压系统泄漏、缺油或者是油路互通, 以及液压冲击、电机功率不足、进油不畅等等。要有效的预防系统压力不稳的现象, 就要及时的更换损坏的液压元件, 保证油箱的油量充足, 还要选用合格的液压泵, 合理的设计液压回路等等。

2 数控机床液压系统故障诊断的步骤

数控机床液压系统所产生的故障涉及了众多的学科知识, 因此在排除故障时较为复杂困难。具体来说, 排除数控机床液压系统故障主要从以下五个方面入手:

(1) 维修人员接到故障通知之后, 首先要向现场的操作人员详细的了解故障的具体现象, 还要了解在产生故障时设备当时所处的状态。如果条件允许, 尽可能到达现场详细的了解并诊断系统的故障, 到达现场时需要向现场人员询问是否有偶然的现象发生, 如是否有电网波动等情况; (2) 维修人员了解完系统故障的具体情况之后, 要根据实际情况以及以往维修的档案, 制定一个详细的、具有针对性的维修方案, 要将维修所要使用的各种工具以及测量仪器提前准备好; (3) 制定过方案之后, 维修人员要根据具体的维修方案对设备系统进行详细的诊断, 具体来说, 对产生故障的部位进行定位以及测量, 进一步确定好故障产生的具体部位和元件; (4) 根据具体的故障排除措施决定对损坏的元件进行修复还是更换; (5) 排除完数控机床液压系统所产生的故障之后, 一方面要将排除故障以及维修的整个过程做一个记录, 以便加深自己对故障的认识, 而且能够为今后的工作做一个参考。另一方面要注意清理现场。

在诊断数控机床液压系统故障时, 作为一名维修人员除了要注意上述五个方面之外, 还要具备较高的专业水平, 熟悉数控机床液压系统中各个元件在系统中的作用, 还要掌握数控机床液压系统的结构特点以及工作原理, 这样才能够在维修时根据系统图找到原件的具体位置, 做到心中有数。维修人员在平时还要做好日常的检查和维护工作, 一旦产生一些异常现象要及时的采取应对措施, 预防重大故障的发生, 最大限度的减少损失。

3 应用实例

某个加工中心在开机后, 工作台回零没有旋转的动作, 而且05、06 号出现了报警现象。此时维修人员在排除故障时首先要仔细的检查工作台夹紧开关的状态, 如果手动能松开工作台, 说明工作台松开的功能是正常的, 回零时工作台松开, 导致工作台无旋转信号, 工作台在松开抬起时压力下降到了2.5MPa, 与正常的压力值4.0~4.5MPa不符, 维修人员怀疑有泄漏的现象。经过进一步的检查后发现活塞支撑环有磨损的现象而且液压缸内壁的精度不够, 在更换了液压缸套以及密封圈之后, 彻底的消除了故障。

4 结束语

近些年来, 机电液一体化的技术日趋发展, 在数控机床方面, 液压传动系统应用的越来越广泛, 但是在具体的数控机床液压系统运行与工作中, 系统故障的发生率较高, 而液压装置内部的情况难以观察, 在系统产生故障时较难发现。因此在具体的故障诊断中要综合不同的方法, 进行仔细、全面、快速且准确的排除, 相关人员要做好日常的排查及维护工作, 尽可能的减少故障的发生率。

摘要：液压传动装置由于自身动作平稳、机构出力大以及机械结构紧凑等优点, 在数控机床上得到了广泛的应用。本文阐述了数控机床液压系统常见的故障以及故障产生的原因, 并数指出了数控机床液压系统故障诊断的几个注意步骤, 旨在进一步提高数控机床液压系统运行的效率。

关键词：数控机床,液压系统,故障诊断

参考文献

[1]李雨.数控机床液压系统常见故障分析及诊断方法[J].黑龙江科学, 2014 (01) :148.

数控机床故障诊断分析 篇8

在数控机床中,PLC能够实现NC和机床之 间的连接,从而对NC的控制指令进行接收[1]。通过数控机床的维修实践可知,PLC故障有诸多表现形式,并且导致发生故障的因素也非常多,如机械因素、电气因素等,机械与电气两方面的因素同时引发故障的情况也存在。为了保证基于PLC的数控机床故障诊断更加快速、准确,本文对此进行了深入分析与探究。

1PLC数控机床概述

PLC属于数控机床中的一个控制装置,由多个构件组成,包括CPU、电源、I/O接口及存储器[2]。PLC根据数控 机床设计方式的不同可分为两种,一种是内装型,即由机床生产厂 家把数控装置与PLC充分融化后进行设计;另一种是独立型,即在数控机床中独立存在,有完善的硬软件功能,并具备单独 完成工作任务的能力。

数控系统在进行信息交换时以PLC为中心,在机床与数控装置之间完成信息传递工作。其中既包括从机床向PLC发送的信息,比如各类功能代码,还包括从PLC向机床发送的信息,比如S、T功能的应答信息等。

2基于 PLC的数控机床故障诊断及维修策略

2.1用 PLC的状态信息进行故障诊断

数控系统通常具备多方面的功能,比如PLC输入状态显示功能及输出 状态显示 功能等,包括SIEMENS810系统、FANUC-O系统[3]。通过对上述功能的应用,PLC在输入及输出过程中的瞬时状态能直接反映出来,进一步对这些状态进行有效监测,即为诊断及维修数控机床所存在的故障提供依据。

明确数控机床所存在的故障往往可以通过两种方法,一种是以故障情况为依据,另一种是结合机床电气原理图,对PLC有关输入/输出状态进 行仔细观 察。对于数 控机床故 障的诊断,大多是在检查PLC装置的基础上进行的。在故障诊断过程中,首先要明确PLC故障检测的机理,即:以机床厂家为特定机床制定的PLC程序(梯形图)为依据,进一步结合输入/输出状态,完成逻辑识别,在识别过程中若存在问题,则会报警,从而诊断出存在的故障。当然,有时就算存在故障也会出现不报警的情况,对此,可对PLC程序中的梯形图加以分析,并在线跟踪梯形图的运行,从而使故障诊断更加快速、精准。

某数控机床故障表现为脚踏开关会使系统发尾 座套筒顶尖顶紧工件报警[4]。现对该故障进行分析:将PMC输入信号调出,表明脚踏向前开关输入地址X04.2显示“1”,同时尾座套筒转换开关输入地 址X17.3也显示“1”,另外,X17.6也显示“1”。将PMC输出信号调出,在脚踏开关时尾座套筒运动状态表现为向前,输出Y49.0显示“1”,在此情况下,电磁阀YV4.1获电,由此表明,无论是系统PMC输入还是输出,都处于正常状态。

对尾座套筒液压系统(图1)进行分析。在 电磁阀YV4.1通电后,液压油通过多个阀门最终到了尾座套筒液压缸,并产生向前的动作,从而对工 件实现顶 紧。在将脚踏 开关放开 之后,电磁换向阀停留在中间部位,此时油路供油 终止。因受单向阀的影响,在尾座套筒向前运动的情况下,油压得到有 效维持。并且在此油压的作用下,压力继电器触头闭合连接。检查表明,系统PMC输入信号中X00.2显示“1”,据此可知,压力继电器存在故障。进而对压力继电器进行检查,发现其触点开关损坏。因此,该故障为压力继电器触点开关损坏,使油压信 号无法接通所致。如此,PMC输入信号 显示“0”,尾座套筒 便不能完成顶紧工作,最终发生报警。在更换压力继电器触点开关后,数控车床恢复正常运行,故障解除。

2.2以控制对象工作原理为依据进行故障诊断

数控机床中的PLC程序是以控制对象的工作原理为参考标准加以设计的,因此,在分析控制对象工作原理的基础上,对PLC的I/Q接口状态加以分析,便对故障进行诊断。

我们不妨以应用FANUCOTC系统的数控车床为实例进行分析:某数控机床脚踏开关踩下去之后工件卡不上。现对故障原因进行分析:以机床工作原理为依据,在首次踩下脚 踏开关时机床应卡紧工件,第二次踩下脚踏开关时应松开工件。将脚踏开关接入PMC,并输入X2.2,在按下DGNOSPARAM键后,PMC状态显示画面所呈现的情况为,踩下脚踏开关后,输入X2.2一直显示“0”,并且一直没有产生其他变化,因此诊断为脚踏开关存在故 障。对脚踏开 关进行检 查,发现其果 然损坏。在更换新的脚踏开关之后,数控车床能够正常运行。

3结语

通过本文的探究,我们可以认识到基于PLC的数控机床存在诸多故障,因此做好其故障诊断及维修工作, 才能够保证数控机床正常运行。本文提到的利用PLC的状态信息进行故障诊断、以控制对象工作原理为依据进行故障诊断便是2种有效的故障诊断方法,值得推广应用。

摘要：从PLC数控机床概述入手,重点对基于PLC的数控机床故障诊断及维修策略进行了探究,希望能为数控机床故障的诊断及排除提供一些依据。

数控机床故障诊断分析 篇9

1 诊断故障所遵循的六项基本原则

数控机床的故障复杂, 诊断排除比较困难, 在检测排除数控机床的故障时, 应遵循以下原则: (1) 先外部后内部的原则。数控机床一旦发生故障, 现场维修人员应先采用望闻听问看摸等方法由外向内逐一进行检查。 (2) 先公用后专用的原则。因为, 公用性问题影响全局, 专用性问题只影响局部。 (3) 先简单后复杂的原则, 面对错综复杂的设备故障, 尤其是各种故障叠合在一起的时候, 维修人员似乎无从下手解决, 此时, 应遵循先解决简单的, 后解决难度大的。 (4) 先机械后电气的原则。数控机床的故障大部分是机械动作失灵引起的, 因此, 维修人员应先检查机械零件工作是否正常, 行程开关是否灵活等。 (5) 先静后动的原则。面对故障, 维修人员不应该慌忙, 应该冷静思考, 对故障进行综合分析后在动手维修。 (6) 先一般后特殊的原则。根据故障的发生频率, 零件的损坏几率, 在日常维修过程中, 应该先考虑最容易发生的一些故障部位和零件。

2 数控机床电气故障的基本类型

按照不同的标准, 数控机床有不同的分类标准, 按故障发生的类型可分为机械故障和电气故障, 按故障发生时有无报警显示, 可分为有报警显示和无报警显示。

(1) 机械故障。它通常发生的部位是机床的主要零部件, 如:传动部件、液压系统、气动系统和润滑系统故障等; (2) 电气故障。电气故障是指电气控制系统出现的故障, 主要包括PLC控制器、数控装置、电源模块、伺服驱动、机床控制元件以及检测开关的故障等; (3) 有报警显示的故障有硬件报警显示和软件报警显示两种类型。主要指故障发生时各单元装置上的指示灯的报警指示, 数控系统显示器上显示出的报警号和报警信息; (4) 无报警显示的故障。这类故障发生时没有任何硬件及软件报警显示, 给维修人员对故障的诊断带来了很大的困难。此类故障的解决需要维修人员大量的经验和掌握丰富的知识, 如: (机床工作原理、数控系统工作原理、PLC梯形图等知识) 。

3 数控机床故障的诊断方法

数控设备诊断维修是加工企业里一项重要的基础工作, 它操作起来很复杂、技术含量高, 维修工作的好坏直接影响了企业是否能够正常的运转, 影响到企业的经济效益。数控设备由于其技术含量比较高, 一体化程度高, 它的维修工作与普通设备的维修大有不同。其诊断维修方法通常有以下几种情况:直观法、参数检查法、隔离法、功能程序测试法。

3.1 最简单直接的诊断方法

直观法即通过问、看、听、摸等直观简便的观察进行诊断。闻:主要闻电气元件焦糊味及其它异味摸-发热、振动、接触不良等;问:询问故障是经常发生还是偶尔发生, 是否有响声、冒烟、火花、异常振动等征兆等;看:看故障发生前有无切削力过大和频繁启动、停止、制动等情况, 有无经过保养检修或改动线路等;听:异常声响, 在线路还能运行和不损坏设备的前提下, 可通电试车, 细听电动机接触器和继电器等电器的声音是否正常;摸:将设备电源切断后, 操作人员要触摸检查变压器、电磁线圈及熔断器等, 看是否有过热现象。

3.2 利用PLC程序进行诊断

许多数控系统都带有PLC控制器, 并且大多为内置式PLC控制, 如西门子802D系统DIAGNOSl S菜单下的PLC STATUS功能、法那科0T系统DGNOS PARAM功能的PMC状态显示功能等, 利用这些功能可显示PLC的输入、输出、梯形图逻辑参数等即时状态。根据机床的工作原理和电气原理图, 通过监视相应的I/O状态, 就可快速查找一些故障。

3.3 沟通法

维修人员进入维修现场, 面对已经发生故障的设备, 不要轻易动手去诊断。首先应该和现场操作人员密切交谈, 弄清楚故障发生前和发生后的一些细节。根据现场操作人员的描述, 弄清楚故障发生时, 机床处在什么工作状态、有什么样的表现方式、故障的发展过程、最终产生了什么样的结果、故障能否再现等, 这样有助于维修人员快速剖析和判别故障缘由。

3.4 利用系统自身的故障诊断功能进行故障判断

数控产品内部都有完善的故障诊断功能, 无论是数控设备开机初始化的过程还是运行过程中, 系统均能够对数控设备自身及接口进行自行诊断。一旦设备发生了故障, 维修人员应该在熟练系统自诊断各种报警信息的基础上, 根据说明书及故障的现象确定故障的大致范围, 锁定可能发生故障的部位, 然后在利用工具和维修方法进行排除和维修。

摘要：随着科技的发展和社会的进步, 我国工业化进程逐渐加快, 数控机床在各企业应用的越来越广泛, 并且设备的更新换代速度在加快。数控机床由于采用了先进的机电一体化技术, 系统复杂, 较难控制, 并且易出现故障, 对操作人员的素质要求也越来越高。当机械一旦发生故障时, 如果操作人员不熟悉数控机床的工作原理, 不掌握故障诊断与维修的方法, 对故障就束手无策, 就会严重影响生产的进度。本文结合本人实际工作经验, 首先简要叙述数控机床故障诊断分析应遵循的基本原则, 其次重点阐述数控机床电气故障的基本类型及常用诊断维修方法。

关键词：数控设备,机床故障,故障诊断,机械维修

参考文献

[1]周晓宏.数控机床进给伺服系统的常见故障及诊断[J].机电一体化, 2003, 3.

[2]张路霞, 李大庆, 王晓伟.基于FANUC的数控机床故障自诊断[J].水利电力机械, 2007, (11) .

数控车床的故障分析及其诊断实例 篇10

1. 数控车床的构成与基本工作原理

详细地了解数控车床的基本构成及其工作原理, 是提高数控车床故障的分析诊断能力的必要条件。下图是数控车床加工工件的过程图。

在数控车床上加工工件时, 操作者首先根据零件图制定出加工方案, 编写出零件加工程序, 然后在控制装置编辑状态 (EDIT) 下, 输入加工程序, 存入数控装置的存储器中。数控装置对信息代码进行译码、寄存, 经处理和运算, 把结果以数字信号的形式分配给机床各坐标的伺服机构。由数控装置发出的信号, 通过伺服机构经传动装置驱动机床各运动部件, 使机床按规定的顺序、速度和位移量进行工作, 从而加工出符合图纸要求的零件。

2. 常见故障介绍

按照数控车床发生故障的部件分类, 我们一般把故障的类型分为以下两大类。

2.1 主机故障

数控车床的主机部分包括机械、冷却、润滑、液压等装置。常见的主机故障有以下几种。

2.1.1 功能性故障是指在工件加工精度方面所出现的故

障, 表现为加工精度不稳定, 加工误差大, 运动反向误差大, 工件表面粗糙度高。

2.1.2 动作型故障是指机床各种动作故障, 表现为主轴不转动, 工件夹不紧, 刀架转动失调, 等等。

2.1.3 结构型故障是指主轴发热, 主轴箱噪声大, 产生切削振动, 等等。

2.1.4 使用型故障是指使用及操作不当引起的故障, 如过载引起的机件损坏、撞车等。

2.2 电气故障

数控机床的电气故障可一般可分为弱电故障和强电故障。弱电故障主要指CNC装置、伺服单元、输入和输出装置、检测装置等电子电路发生故障;强电故障是指继电器、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电路发生故障。

3. 常见故障的诊断

3.1 常用的诊断方法

数控车床出现故障后, 我们要从主机和电气两方面进行分析, 先判断出到底是主机故障还是电气故障, 再深入分析、检查, 找出故障点, 最后予以排除。

3.1.1 对设备维修人员的要求

维修人员须具备一定的专业素质。对特定的维修对象, 维修人员首先要分解掌握系统每一部分的工作原理和车床的机械结构;其次要了解设备的操作方法, 动作顺序;最后就是对可能造成故障的各种因素进行全面分析并进行实际检查维修。每次维修后应建立详细的设备档案, 记录好故障发生的时间、现象, 以及故障分析、诊断方法、排除故障的方法, 如有遗留问题也应详尽记录, 这样不仅能使每次故障都有据可查, 而且可积累维修经验, 为以后的故障维修打好基础。

3.1.2 主机故障的诊断

对于常见的主机故障, 诊断的方法比较多, 如利用先进测试手段的“现代诊断技术”和传统的“实用诊断技术”等。

3.1.2. 1 实用诊断技术

此诊断是由维护人员通过自己的感觉器官和经验对数控机床的故障进行诊断。运用实用诊断技术的诊断过程因故障类型而异, 各种方法无先后之分, 可穿插或同时进行, 应综合分析, 方能取得更好的效果。

实用诊断技术不需要复杂昂贵的仪器, 可随时随地进行诊断, 且快速、便捷、准确性较高, 特别适合对机床进行初步诊断。

3.1.2. 2 现代诊断技术

此诊断是利用诊断仪器和数据处理对机床机械装置的某些特征参数, 如振动、噪声和温度等进行测量, 将测量值与规定的正常值进行比较, 以判断机械装置的工作状态是否正常, 从而对机械装置的运行状态进行预报和预测;并可进一步对机械装置的故障原因、部位和故障的严重程度进行定性和定量的分析。利用现代诊断技术可在机械装置发生故障的初期, 及时发现故障的部位, 并进行维护, 从而可避免机械零件的进一步损坏。现代诊断技术如今已得到了不断的推广和应用。

3.1.3 电气系统故障的诊断

对于数控车床的电气系统的故障, 其调查、分析与诊断故障的过程, 也就是故障的排除过程, 因此其故障诊断的方法就特别重要。下面简单介绍一些常用的诊断方法。

3.1.3. 1 直观法

主要采用目测、手摸、通电等方法。

3.1.3. 2 自诊断功能法

利用数控系统的自诊断功能, 给出报警信息, 指示故障的大致起因。

3.1.3. 3 交换法

将相同的模块和单元互相交换, 观察故障转移的情况, 从而快速确定故障的部位。

3.1.3. 4 仪器测量比较法

当系统发生故障后, 采用常规电工检测仪器, 对故障部分的电压、电源、脉冲信号等进行实测, 将正常值与故障时的值相比较, 可以分析出故障的原因与所在部位。

3.1.3. 5 敲击法

数控系统由各种电路板组成, 每块电路板上有很多焊点, 任何虚焊或接触不良都可能出现故障可用绝缘物轻轻敲打有虚焊或接触不良的疑点处, 若故障出现, 则故障很可能就在敲击的部位。

上述几种方法同时采用, 进行故障综合分析, 可快速诊断出故障的部位, 从而能快速排除故障。

3.2 故障诊断的原则

故障的诊断是排除数控车床故障非常重要的阶段。在进行故障的诊断时应遵循以下原则。

3.2.1 先外部后内部

现代数控机床本身的故障率已变得越来越低, 大部分故障的发生是非系统本身原因引起的。维修人员应由外向内逐一排查, 尽量避免随意启封、拆卸, 否则会扩大故障, 使机床精度丧失、性能降低。

3.2.2 先主机后电气

一般来说, 主机故障较易发觉, 而数控系统与电气故障的诊断难度较大。从实际经验来看, 数控机床的故障中有很大部分是由于主机部分的失灵而引起的。所以在故障检修之前, 首先应注意排除机械性的故障, 这样往往可以达到事半功倍的效果。

3.2.3 先静态后动态

在车床断电的静止状态下, 通过了解、观察、测试、分析, 确认通电后不会造成故障扩大或发生事故, 方可给车床通电。在运行状态下, 进行动态的观察、检验和测试, 查找故障。而对通电后可能会发生破坏性故障的, 必须先排除危险后, 方可通电。

3.2.4 先简单后复杂

当出现多种故障互相交织, 应先解决容易的问题, 后解决难度较大的问题。简单问题解决后, 难度大的问题也可能变得容易。

3.2.5 先一般后特殊

在排除某一故障时, 要先考虑最常见的可能原因, 然后分析很少发生的特殊原因。

4. 实例分析

故障一:程序运行结束刀具不回零点。

(1) 故障原因分析:上述故障可能是控制系统故障所致。刀具在进给或在加工时, 电机运转速度较低, 而程序回零点时, 则要求快速退回。电机高速运行, 需采用高压驱动电源, 使输出转矩增大。控制高压输出电源输出的有一个开关三极管, 当开关三极管损坏后, 高速回零点时高压电源打不开, 电机输出转矩不够, 致使刀具回不到零点。

(2) 故障处理:更换开关三极管。

故障二:数控机床加工的工件尺寸误差很大。

(1) 故障原因分析:发生上述故障可能的原因有:丝杠或者丝母与车床连接松动, 空走时没有吃刀阻力, 溜板运行正常, 加工时切削阻力增大, 若丝杠或丝母与车床连接松动, 会造成加工的工件尺寸漂移;X轴、Z轴丝杠反向间隙过大, 也会造成工件尺寸漂移;电动刀架故障也会造成工件尺寸漂移。

(2) 故障处理:先检查丝杠或者丝母与车床连接部位, 若松动, 紧固连接部分。再检查X轴、Z轴丝杠反向间隙, 重新调整并确定间隙。还要检查刀架锁紧装置及刀架控制箱, 最后根据情况予以排除。

5. 结语

数控车床是高度机电一体化的设备, 数控车床所产生的故障种类繁多, 其原因也往往比较复杂。因此, 我们必须对出现的故障进行广泛的研究, 探索故障发生的规律, 并采取有效的诊断方法。在今后的工作中, 我们必须不断研究、深入探讨, 只有这样才能不断提高数控车床的故障诊断技术。

参考文献

[1]王贵成主编.数控机床故障诊断技术[M].北京:化学工业出版社, 2005.

[2]徐进扬, 金玉.数控车床常见故障诊断与维修[J].设备管理与维修, 2009.1.

[3]吴兵清, 刘爱祥.经济型数控车床故障诊断与维修[J].江汉石油职工大学学报, 2006.11.

[4]《数控机床维修技师手册》编委会.数控机床维修技师手册[M].北京:机械出版社, 2006.

[5]韩鸿鸾主编.数控原理与维修技术[M].北京:机械出版社, 2004.

[6]王侃夫.数控机床故障诊断及维护[M].北京:机械出版社, 2002.

[7]孙汉卿.数控机床维修技术[M].北京:机械工业出版社, 2000:13-20.

[8]夏庆观.数控机床故障诊断与维修[M].北京.高等教育出版社, 2002.

数控机床系统故障诊断与维修 篇11

一、数控系统的故障诊断

１.报警处理

（１）系统报警。数控系统发生故障时，一般在操作面板上给出故障信号和相应的信息。通常系统相关手册中都有详细的报警号、报警内容和处理方法，维修人员可根据警报后面给出的信息与处理办法自行处理。

（２）机床报警和操作信息。根据机床的电气特点，应用PLC程序，将一些能反映机床接口电气控制方面的故障或操作信息以特定的标志，通过显示器给出，并可通过特定键，看到更详尽的报警说明。

2.故障诊断

（１）仪器测量法。系统发生故障后，采用常规电工检测仪器、工具，按系统电路图及机床电路图对故障部分的电压、电源、脉冲信号等进行实测判断故障所在，用可编程控制器进行PLC中断状态分析，或者检查接口信号。

（２）诊断备件替换法。电路的集成规模越来越大，技术越来越复杂。有时，很难把故障定位到一个很小的区域，可以根据模块的功能与故障现象，用诊断备件替换。

（３）利用系统的自诊断功能。现代数控系统，尤其是全功能数控，具有很强的自诊断能力，通过实施监控系统各部分的工作，及时判断故障，给出报警信息，做出相应的动作，避免事故发生。

3.用诊断程序进行故障诊断

所谓诊断程序，就是对数控机床各部分包括数控系统本身进行状态或故障检测的软件。当数控机床发生故障时，可利用该程序诊断出故障源所在范围或具体位置。

二、数控系统的常见故障分析

1.位置环

常见故障包括：位控环报警，可能是测量回路开路；测量系统损坏，位控单元内部损坏；不发指令就运动，可能是漂移过高，正反馈，位控单元故障；测量元件故障，一般表现为无反馈值；机床回不了基准点；高速时漏脉冲产生报警可能的原因是光栅或读头脏了；光栅坏了。

2.伺服驱动系统

主要故障是：系统损坏，一般由于网络电压波动太大，或电压冲击造成；无控制指令，而电机高速运转，这种故障的原因是速度环开环或正反馈；加工时工件表面达不到要求，走圆弧插补轴换向时出现凸台，或电机低速爬行或振动，这类故障一般是由于伺服系统调整不当，各轴增益系统不相等或与电机匹配不合适引起；保险烧断，或电机过热，以至烧坏，这类故障一般是机械负载过大或卡死。

3.电源部分

电源失效或故障的直接结果是造成系统的停机或毁坏整个系统。中国由于电源波动较大、质量差，还隐藏有如高频脉冲这一类的干扰，加上人为的因素（如突然拉闸断电等），这些原因可能造成电源故障监控或损坏。

4.可编程序控制器逻辑接口

数控系统的逻辑控制，主要由PLC来实现。要完成这些控制，就必须采集各控制点的状态信息。

三、故障排除方法

故障排除方法有以下几种：初始化复位法；参数更改，程序更正法；调节，最佳化调整法；备件替换法；改善电源质量法；维修信息跟踪法。

四、维修中应注意的事项

第一，取线路板时，应注意其相对应的位置，连接的电缆号，对于固定安装的线路板，还应按前后取下相应的压接部件及螺钉作记录，避免装配出现问题。第二，电烙铁应远离维修线路板，烙铁头应做适当修整，以适应集成电路的焊接，并避免焊接时碰伤别的元器件。第三，测量线路间的阻值时，应断电源。测阻值时应红黑表笔互换测量两次，以阻值大的为参考值。第四，线路板上大多刷有阻焊膜，因此，测量时应找到相应的焊点作为测试点，不要铲除焊膜，有的板子全部刷有绝缘层，则只有在焊点处用刀片刮开绝缘层。第五，不应随意切断印刷线路。数控设备上的线路板印刷线路细而密，一旦切断不易焊接，且切线时易切断相邻的线，有时在切断某一根线时，并不能使其和线路脱离，需要同时切断几根线。第六，不应随意拆换元器件。有的维修人员在没有确定故障元件的情况下，只是凭感觉元件坏了，就立即拆换。这样，误判率较高，拆下的元件人为损坏率也较高。第七，拆卸元件时，应使用吸锡器及吸锡绳，切忌硬取。第八，更换新的器件，其引脚应做适当的处理，焊接中不应使用酸性焊油。第九，查清线路板的电源配置及种类，根据检查的需要，可分别供电或全部供电，而应注意高压，需适当绝缘，操作时应特别注意。

数控机床故障诊断分析 篇12

随着机械制造技术的高速发展,机床数控技术也得到了长足的进步。目前数控机床正朝着高工序集中、高精度、高复合化和高可靠性方面发展。数控机床功能的不断提高,系统越趋复杂,一旦出现故障,排除时间增长,难度增大,费用也随之增加。由于数控机床涉及多个学科,对设备维修维护人员的技术要求越来越高,故障的及时诊断与维修越来越困难。如何在数控机床出现故障时,进行快速诊断及维修变得非常重要。近年来,由于计算机技术、现代测试技术及信号处理技术的高速发展,设备故障诊断技术也取得了很大的进步。随着人工智能技术的发展,特别是知识工程、专家系统和人工神经网络在诊断领域中的进一步应用,迫使人们对智能诊断问题进行更加深入与系统的研究。专家系统是人工智能的一个主要研究方向,它利用计算机程序解决那些只有人类领域专家才能解决的问题,它以知识为研究对象,包括知识的获取、表示和利用等。专家系统的解题能力主要取决于它所拥有知识的数量和质量。所以,知识库建立的质量直接影响到专家系统的性能。本文研究的主要问题就是在开发数控车床故障诊断专家系统过程中,如何利用故障树分析法建立专家系统的知识库。

1 故障树分析法的概念

对数控车床各部件、元件而言,产生故障的原因是多方面的,为此必须熟悉其原理,搞清车床各组成部分的功能,这是分析故障的基础。深入实际,了解设备的使用和维修状况,这是找出故障产生原因和排除故障的关键。故障产生后,列出可能产生故障的原因,然后逐个分析,排除次要原因,最后找出产生故障的主要原因。有时一种故障可能是某一元件的故障所在,也可能是几个问题的综合。

故障树分析把系统最不希望发生的故障状态作为逻辑分析的目标,在故障树中称为顶事件,继而找出导致这一故障状态发生的所有可能直接原因,在故障树中称为中间事件。再跟踪找出导致这些中间故障事件发生的所有可能直接原因。直追寻到引起中间事件发生的全部部件状态,在故障树中称为底事件。用相应的代表符号及逻辑们把顶事件、中间事件、底事件连接成树形逻辑图,则称此树形逻辑图为故障树。它是一种特殊的倒立树状逻辑因果关系图,它用事件符号、逻辑门符号和转移符号描述系统中各种事件之间的因果关系。应用故障树时应遵循如下步骤:

1)给系统以明确的定义,规定可能发生的不希望事件作为顶事件。

2)对系统的故障进行定义,分析其形成原因。

3)作出故障逻辑图。

4)对故障结构作定性分析,分析各事件结构重要度。

5)对故障树结构作定量分析,如掌握各元件、各部件的故障率数据,就可以根据故障树逻辑,对系统的故障作定量分析。

另外,故障树分析还规定了一系列的常用符号,本文中采用框图形式,故障树也能表达得比较清晰。

2 数控车床故障经验知识整理

专家知识是支撑一个专家系统正常运行的基础,如果没有正确和足够的知识,专家系统很难按照人们设想的那样运行,也就很难得出正确的结论。因此,应特别重视故障诊断经验知识的整理工作。把数控车床的组成部件、元件及其故障种类、原因及故障对策等都作了细致的分析。以主轴故障分析为例:

根据以上的分析,我们对主轴部件的常见故障现象有了总体的把握,然后再对每一具体的故障现象进行分析,找出所有引起这些故障的原因,提出相应地排地除方法。列表如下:

分析故障进行之后,针对出现的故障现象,来确定其排除方法。针对知识库中的故障对策,以主轴轴承出现的故障为例来说明:

滚动轴承对主轴工作性能影响甚大,很多故障的根源都来源于它。所以防止轴承出现故障是主轴使用与维护的重要内容。轴承出现故障的原因及排除方法主要如表6所示:

3 故障树分析法在数控车床故障诊断专家系统中的应用

依据上面针对主轴的常见故障、故障原因及排除对策的分析,对数控车床的故障诊断进行故障树分析。通过以上研究工作,建立了车床的故障现象分类,如图1所示。

先把整个系统划分为主轴箱、尾座部分、刀架部分、液压部分、气动部分、润滑部分、伺服部分、数控系统等8个子系统模块,并且以此为基础,根据各系统的组成元件,继续细化故障树。直到满足诊断要求为止。如以主轴箱故障为例说明故障树的建立方法。

主轴故障现象及排除方法在前面已经说明,这里不再重述。根据对主运动系统的传动原理及各部件的结构(特别是主轴结构)分析画出其故障树如图2所示,从故障树的第一层入手,层层分解,可以找出各因素之间的相互关系,分析出各树枝出现故障时的原因。

以同样的方法建立其他各子系统的故障树。

4 小结

应用故障树分析方法对数控车床的故障进行诊断排除,直观性强,能把车床的故障及其成因形象地表现出来,并具有很强的灵活性,在设备维修中能发挥较好的作用。在实践中应用该方法的主要困难是建立被诊断系统的“故障树”的工作量较大。对于设备维修者来说,建立故障树和获得分析诊断结果的过程,也是知识与经验的积累过程。故障树的不断完善为以后的维修工作奠定良好的基础,且对于知识的收集、整理、表示都非常有利。从而大大提高故障诊断专家系统的灵活性,提高了诊断效率。

摘要：本文分析描述了常见的系统故障诊断方法、数控车床主要部件常见故障及其对策。对数控车床运行的影响,采用了故障树分析方法。

关键词：数控车床,故障诊断,专家系统,故障树

参考文献

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