数控机床故障诊断方法

数控机床故障诊断方法（通用12篇）

数控机床故障诊断方法 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

数控机床故障诊断方法 篇2

摘要:数控机床促进我国机械制造业的发展，数控机床是机电一体化技术在机械加工领域中应用的典型产品，具有高精度、高效率和高适应性的特点，适于多种、中小批量复杂零件的加工。数控机床故障诊断与维修的基本目的是提高数控设备的可靠性。数控设备的外部故障可以分为软故障和外部硬件损坏引起的硬故障。软故障是指由于操作、调整处理不当引起的，这类故障多发生在设备使用前期或设备使用人员调整时期。关键字：数控故障

数控维修

一

数控机床的维护和保养

1.1数控机床的日常维护 1）严格遵守维护制度 数控系统的编程，操作人员和维修人员必须进行严格的专门培训，熟悉所用数控机床的功能和使用方法，正确的使用机床，避免因操作不当引起的故障。2）数控柜和强电柜的门应尽量少开少关 加工车间一般的空气中都有油雾，灰尘金属粉末等颗粒物，当它们落在数控系统内的电子器件或电路板上，容易引起元器件或电路板的损坏，因此数控柜和强电柜的门应尽量少开少关。如果数控系统超长时间负载工作时，要用正确的散热方法，想办法将对数控系统的外部温度。不得随意开关柜门。3）经常检查电网电压

一般数控系统允许的电网电压波动范围内进行，否则是数控系统不稳定，有可能造成重要元器件的损坏。要经常注意电压电网的波动，特别是电网质量比较差的地区，应及时配置数控系统用的交流稳压装置。

4）定时清扫数控柜的散热通风系统

应每天检查数控系统柜上各个冷却风扇工作是否正常，应视工作环境状况，每半年或每季度检查一次风道过滤器是否有堵塞现象。如果过滤网上灰尘积聚过多，需及时清理，否则将会引起数控系统柜内温度高（一般不允许超过55℃），造成过热报警或数控系统工作不可靠 1.2数控机床的3级保养

1）数控机床的1级保养主要内容有：班前、班中、班后检查并严格遵守每天检查对于数控机床来说，合理的日常维护措施，可以有效的预防和降低数控机床的故障发生几率。针对每一台机床的具体性能和加工对象制定操作规程建立工作、故障、维修档案是很重要的。包括保养内容以及功能器件和元件的保养周期。

2）数控机床的2级保养主要内容有：对主轴箱、各坐标进给传动系统、液压系统、中心润滑系统、冷却系统、气动系统、外观的清理并按照保养的要求去做。

3）数控机床的3级保养主要内容有:对主轴箱、刀塔、尾座要求清理、清洁。对整体外观和各个系统要求清洁，检查和校验。1.3 数控机床维修

1）数控机床故障的种类

数控机床诊断一般是机床提供的自诊断报警信息来排除，在故障排除的过程中也会采用一些典型的方法来辅助，主要有：启动自诊断，在线诊断和离线诊断。

二

数控机床典型故障与诊断

2.1数控机床主轴故障排除的方法 1）外界干扰。主轴在运转过程中出现无规律的震动或转动，出现这类情况时，令主轴转速指令为零，调整零速平衡电位或飘移补偿量参数值，观察是否因参数系统变化引起故障，若调整后仍不能消除该故障，则多为外界干扰引起的。把电源进线端加装电源净化装置，动力线和信号线分开，布线要合理，信号线和反馈线按要求屏蔽，接地线要可靠。

2）主轴过载，主轴电机过热、CNC装置和主轴驱动装置显示过流报警，主要是主轴电机通风系统不良造成、电力接线接触不良、电机切削用量过大，主轴频繁正、反等引起电流增加，采取保持主轴电动机通风系统良好，保持电动机通风系统良好，保持过滤网清洁，检查动力线端子接触情况，严格按照机床操作规程，正确操作机床。

3）主轴定位抖动。当主轴在正常加工时没有问题，仅在定位事产生抖动，主轴定位一般分机械、电气和编码器3中准停定位，当定位机械执行机构不到位，检测装置反馈信息有误差时产生的抖动，另外，主轴定位要有一个减速过程，如果减速或增益参数设置不当，也会引起故障。采取方法，根据主轴定位的方式，主要检查各定位、减速检测元件的工作状态和固定安装情况，如限位开关、接近开关、霍尔元件等。

4）不执行螺纹加工。（1）对于主轴编码器与系统之间的链接不良产生的故障，可通过检查链接电缆接口及电缆线找出故障并修复。（2）对于主轴编码器的位置信号PA、*PA、PB、*PB不良或连接电缆断开产生的故障，可通过系统显示装置上是否有主轴速度显示来判别，如果无主轴速度显示则为该类报警。（3）对于主轴编码器的一转信号PZ、*PZ不良或连接电缆断开产生的故障，可通过加工指令G99和G98切换来判别，如果G98进给切削正常而G99进给切削不执行，则为该类故障。如果以上故障都排除，则为系统本身故障，即系统存储板或系统主板故障。

5）主轴转速与进给不匹配。当主轴与进给同步配合加工时，要领先主轴上的脉冲编码器检测反馈信息，若脉冲编码器或连接电缆线有问题，会引起上述故障。

通过调用I/O状态数据，观察编码器信号线的通断状态；取消主轴与进给同步配合，用每分钟进给指令代替每转进给指令来执行程序，可判断故障是否与编码器有关。

更换维修编码器，检查电缆线接线情况，特别注意信号线的抗干扰措施。

6）转速偏离指令值。实际主轴转速值超过指令给定的转速范围。电动机负载过大，引起转速降低，或低速极限值设定太小，造成主轴电动机过载；测速反馈信号变化，引起速度控制单元输入变化；主轴驱动装置故障，导致速度控制单元错误输出；CNC系统输出的主轴转速模拟量没有达到与转速指令相对应的值。检查空载运转主轴，检测比较实际转速和指令值，判断故障是否由负载过大引起；检查测速装备及电缆线，调节速度反馈量大小，使实际主轴转速达到指令值；用备件判断驱动装置故障部位；检查信号电缆线连接情况，调整有关参数使CNC系统输出的模拟量与转速指令值相对应。

7）主轴异常噪声及振动。区别是由于机械部分链接松动或磨损还是电气驱动部分闭环振荡引起。用机电分离的方法判断开机械和电气部分的连接，分别加以测试

8）主轴电动机不转。如果CNC侧有报警，则按报警提示处理，如无报警，主轴不转，则可能是主轴伺服驱动或变频器缺少模拟量速度给定或使能控制信号。措施是如果CNC给定的电压在0~10伏的电压信号则可以在CNC侧输入指令后，通过万用表来测量伺服驱动输入信号来确认，对于使能信号可以通过PLC I/O状态观察PLC是否有输出控制信号或能用万能表检查使能端子闭合判断。也有可能是CNC或是伺服驱动、变频器参数设定引起的。

总之，数控机床故障产生的原因是多种多样的，有机械问题、数控系统的问题、传感元件的问题、驱动元件的问题、强电部分的问题、线路连接的问题等。在检修过程中，要分析故障产生的可能原因和范围，然后逐步排除，直到找出故障点，切勿盲目的乱动，否则，不但不能解决问题。还可能使故障范围进一步扩大。在面对数控机床故障和维修问题时，首先要防患于未燃，不能在数控机床出现问题后才去解决问题，要做好日常的维护工作和了解机床本身的结构和工作原理，这样才能做到减少机床的故障,让机床使用寿命更长。

三参考文献

数控机床的故障诊断技巧 篇3

【关键词】诊断 CPU 梯形图

一、起动诊断

起动诊断是指CNC系统每次从通电开始,系统内部诊断程序就自动执行诊断。诊断的内容为系统中最关键的硬件和系统控制软件,如 CPU、存储器、I/O 等单元模块,以及MDI/CRT单元、纸带阅读机、软盘单元等装置或外部设备。只有当全部项目都确认正确无误之后,整个系统才能进入正常运行的准备状态。否则,将在CRT画面或发光二极管用报警方式指示故障信息。此时起动诊断过程不能结束,系统无法投入运行。

二、在线诊断和离线诊断

在线诊断是指通过CNC系统的内装程序,在系统处于正常运行状态时对CNC系统本身及CNC装置相连的各个伺服单元、伺服电机、主轴伺服单元和主轴电动机以及外部设备等进行自动诊断、检查。只要系统不停电,在线诊断就不会停止。

在线诊断一般包括自诊断功能的状态显示有上千条,常以二进制的0、1来显示其状态。对正逻辑来说,0表示断开状态,1表示接通状态,借助状态显示可以判断出故障发生的部位。常用的有接口状态和内部状态显示,如利用I/O接口状态显示,再结合PLC梯形图和强电控制线路图,用推理法和排除法即可判断出故障点所在的真正位置。故障信息大都以报警号形式出现。一般可分为以下几大类:过热报警类;系统报警类;存储报警类;编程/设定类;伺服类;行程开关报警类;印刷线路板间的连接故障类。

离线诊断是指数控系统出现故障后,数控系统制造厂家或专业维修中心利用专用的诊断软件和测试装置进行停机(或脱机)检查。力求把故障定位到尽可能小的范围内,如缩小到某个功能模块、某部分电路,甚至某个芯片或元件,这种故障定位更为精确。

三、直观法(望闻问切)

直观检查法是维修人员根据对故障发生时的各种光、声、味等异常现象的观察,确定故障范围,可将故障范围缩小到一个模块或一块电路板上,然后再进行排除。一般包括:

(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等;

(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断,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、各功率及信号导线的联接状况以及用手摸并轻摇元器件,尤其是大体积的阻容、半导体器件有无松动之感,以此可检查出一些断脚、虚焊、接触不良等故障;

(4)通电: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。如果存在破坏性故障,必须排除后方可通电。

四、参数检查法

众所周知,数控参数能直接影响数控机床的功能。参数 通常是存放在磁泡存储器或存放在需由电池保持的CMOS RAM中,一旦电池不足或由于外界的某种干扰等因素,会使个别参数丢失或变化,发生混乱,使机床无法正常工作。此时,通过核对、修正参数,就能将故障排除。当机床长期闲置工作时无缘无故地出现不正常现象或有故障而无报警时,就应根据故障特征,检查和校对有关参数。

例:一台数控铣床上采用了测量循环系统,这一功能要求有一个背景存贮器,调试时发现这一功能无法实现。检查发现确定背景存贮器存在的数据位没有设定,经设定后该功能正常。

五、同类对调法

当发现故障板或者个能确定是否是故障板而又没有备件的情况下,可以将系统中相同或相兼容的两个板互换检查,

例:一台数控车床出现X向进给正常,Z向进给出现振动、噪音大、精度差,采用手动和手摇脉冲进给时也如此。观察各驱动板指示灯亮度及其变化基本正常,疑是Z轴步进电动机及其引线开路或Z轴机械故障。遂将Z轴电机引线换到X轴电机上,X轴电机运行正常,说明Z轴电动机引线正常;又将X轴电机引线换到Z轴电机上,故障依旧;可以断定是Z轴电动机故障或Z轴机械故障。测量电动机引线,发现一相开路。修复步进电动机,故障排除。

六、功能程序测试法

所谓功能程序测试法就是将数控系统的常用功能和特殊功能,如直线定位、圆弧插补、螺纹切削、固定循环、用户宏程序等用手工编程或自动编程方法,编制成一个功能程序测试纸带,通过纸带阅读机送入数控系统中,然后启动数控系统使之进行运行,藉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起因。本方法对于长期闲置的数控机床第一次开机时的检查以及机床加工造成废品但又无报警的情况下,一时难以确定是编程错误或是操作错误,还是机床故障时的判断是一较好的方法。

七、备件替换法

用好的备件替换诊断出坏的线路板,即在分析出故障大致起因的情况下,维修人员可以利用备用的印刷电路板、集成电路芯片或元器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。并做相应的初始化起动,使机床迅速投入正常运转。

对于现代数控的维修,越来越多的情况采用这种方法进行诊断,然后用备件替换损坏模块,使系统正常工作。尽最大可能缩短故障停机时间,使用这种方法在操作时注意一定要在停电状态下进行,还要仔细检查线路板的版本、型号、各种标记、跨接是否相同,若不一致则不能更换。拆线时应做好标志和记录。

一般不要轻易更换CPU板、存储器板及电地,否则有可能造成程序和机床参数的丢失,使故障扩大。

数控机床故障诊断及排除方法 篇4

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.

数控机床故障诊断方法 篇5

1.一门课程的教案应包括三个层面的设计:(1课程内容、教学基本要求、教学手段、教学方法设计等,主要解决本门课教什么、怎么教的问题

(2各章节内容、教学方法、要求设计等,主要解决各章节教什么,怎么教;(3一次课教学内容、教学方法、要求设计等,主要解决一次课教什么、怎么教。

2.一次课的教案内容原则上应包括本次课的教学目的、教材分析、教学过程、教学后记等方面。其中教学目的是课堂教学活动围绕的中心和力求达到的目标。教材分析则要找出本次课的重、难点及关键,并确立突出重点、克服难点、抓住关键的方案;教学过程是教案的主体,要按引入新课、讲授、总结与巩固三方面详细设计;教学后记是教案执行情况的经验总结,目的在于改进和调整教案,为下一轮课讲授设计更加良好的教学方案。

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到而进行的自我保护.四.负载对地短路的故障诊断(列举实例

当一个电源同时供几个负载使用时,若其中一个负载发生短路,就可能引起其他负载的失电故障.(二数控实训台电路板的电气连接 实训目的:弄懂机床电气原理图。

实训装置:万用表、“+”、“一”螺丝刀、实训台电路板等.安徽机电职业技术学院教案首页

浅析数控机床故障诊断与维修 篇6

【关键词】数控设备；维修基本原则；维修方法；故障分析

0.引言

数控机床是集机械、电子电器、液压、气动、光学、计算机技术于一体的高技术密集型机电设备，一旦发生故障，诊断难度大，甚至会造成停产停机。由于现代数控系统的可靠性越来越高，数控系统本身的故障率越来越低，而大部分故障主要是由系统参数的设置、驱动单元和伺服电机的质量、PMC程序、强电元件、机械装置、光电检测元件等出现问题而引起的。为了加强数控设备使用管理与维修，降低故障率，学会几种常见的数控机床故障诊断与排除方法，已是一个必须要解决的重要问题。

1.数控机床维修的基本原则

维修数控机床一般情况下首先要遵循一些基本原则，这样往往会思路清晰，有事半功倍的效果。

1.1先动脑后动手

对于有故障的数控机床，不应急于动手，应先查清产生故障的前后经过及故障现象。对于生疏的设备还应先熟悉电路原理和结构特点，遵守相应规则。拆卸前要充分熟悉每个部件的功能、位置、连接方式以及与周围其他器件的关系，在没有组装图的情况下，应一边拆卸，一边画草图，并做好标记。

1.2先外部后内部

应先检查设备有无明显裂痕、缺损，了解其维修史、使用年限等，然后再对机内进行检查。拆前应排除周边的故障因素，确定为机内故障后才能拆卸，否则会扩大故障，使机床丧失精度，降低性能。

1.3先机械后电气

在确定机械零件无故障后，再进行电气方面的检查。检查电路故障时，应利用检测仪器寻找故障部位，确认无接触不良故障后，再有针对性地查看线路与机械的运作关系，以免误判。

1.4先静态后动态

先在机床断电的静止状态下对处于调试阶段或刚维修后的数控机床检查是否按照接口说明书的设计来安装电缆插件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设备会因为电缆的疲劳破损、接线点的氧化与腐蚀而造成信号传递中断等不明显故障。

1.5先清洁后维修

对污染较重的数控设备，先对其按钮、接线点、接触点进行清洁，检查外部控制键是否失灵。许多故障都是由脏污及导电尘块引起的，一经清洁故障往往会排除。

1.6先电源后设备

电源部分的故障率在整个故障设备中占的比例很高，所以先检修电源往往可以事半功倍。

1.7先排患后更换

先不要急于更换损坏的电气部件，在确认外围设备电路正常时，再考虑更换损坏的电气部件。

1.8先简单后复杂

当出现多种故障相互交织掩盖，一时无从下手时，应先解决容易的问题，后解决难度较大的问题。往往简单的问题解决后，难度大的问题也可能变得容易了。

2.数控机床故障诊断的基本方法

故障诊断是进行数控机床维修的第一步，它不仅可以迅速查明故障原因，排除故障，也可以起到预防故障的发生与扩大的作用。一般来说，数控机床的故障诊断方法主要有以下几种：

2.1常规诊断法

对数控机床的机、电、液等部分进行的常规检查，通常包括：（1）检查电源的规格（包括电压、频率、相序、容量等）是否符合要求；（2）CNC、伺服驱动、主轴驱动、电机、输入/输出信号的连接是否正确、可靠；（3）CNC、伺服驱动等装置内的印制电路板是否安装牢固，接插部位是否有松动；（4）CNC、伺服驱动、主轴驱动等部分的设定端、电位器的设定、调整是否正确；（5）液压、气动、润滑部件的油压、气压等是否符合机床要求；（6）电器元件、机械部件是否有明显的损坏。

2.2状态诊断法

通过监测执行元件的工作状态判定故障原因。在现代数控系统中，伺服进给系统、主轴驱动系统、电源模块等部件主要参数的动、静态检测，及数控系统全部输入输出信号包括内部继电器、定时器等的状态，也可以通过数控系统的诊断参数予以检查。

2.3动作诊断法

通过观察、监视机床的实际动作，判断动作不良部位，并由此来追溯故障源。

2.4系统自诊断法

这是利用系统内部自诊断程序或专用的诊断软件，对系统内部的关键硬件以及系统的控制软件进行自我诊断、测试的诊断方法。主要包括开机自诊断、在线监控和脱机测试三个方面的内容。

3.常见的故障及解决方法

3.1换刀转位故障

数控车床换刀的一般过程是：系统发出换刀指令，换刀电机接到信号后通电旋转，通过蜗轮蜗杆减速带动刀架旋转，在旋转中与到位对应的霍尔元件发出到位信号，数控系统利用这个信号与目标值进行比较以判断刀具是否到位。刀换到位后，电机反转锁紧刀架。一台四刀位数控车床，找不到1号刀位，其他刀位能正常换刀。

分析处理：由于只有1号刀找不到刀位，可以排除机械传动方面的问题，电气方面可能是该刀位的霍尔元件及其周围线路出现问题，导致该刀位信号不能输送给PLC。利用万用表检查发现，1号刀位霍尔元件的+24V供电正常，GND线路为正常，T1信号线正常。因此可以断定是霍尔元件损坏导致该刀位信号不能发出。更换新的霍尔元件后故障排除。

3.2急停按钮故障

一台配有GSK-98OT系统的车床，在发生一次撞刀事故后，始终报急停警，急停按钮复位及超程释放不起作用，同时两个伺服驱动也报警。

分析处理：该报警号的内容为准备未绪，根据数控原理可知，这是因为驱动缺少使能信号导致。因此排除伺服驱动故障的可能性，应该是使能控制回路出现开路。怀疑是在按下急停按钮时用力过猛导致急停按钮损坏，而不能自动复位造成的，于是拆开操作面板检查急停按钮，发现急停按钮的接线柱中有一个信号为200的信号线因经常震动而脱落。把线头接好，重新上电，报警消失，机床正常运行。

4.结束语

以上的维修方法是我通过实践经验也借鉴了部分相关书籍总结出来的，数控设备的维修是一个复杂的过程，有些复杂的故障还需要更高深的维修方法才能解决，各种维修方法并不是孤立存在的，维修人员应该根据设备出现的故障综合应用上述方法，灵活运用，提高数控设备的维修效率。 [科]

【参考文献】

[1]刘永久.数控机床故障诊断与维修技术[M].北京：机械工业出版社，2009.

[2]刘波，周岩.数控机床故障诊断与调试几例[J].机械工人（冷加工），2007（11）：67.

机械数控机床故障诊断及排除方法 篇7

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

数控机床电气故障诊断及处理方法 篇8

数控机床故障通常来讲可分为机械故障和电气故障, 而电气故障通常又分为强电故障和弱电故障。强电部分电路故障是指继电器、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。弱电部分主要是指数控机床的数控装置、P L C控制器、伺服系统、CRT (或LCD) 显示器、控制元件等是数控机床的常见故障, 应该引起重视。本文介绍了数控机床常见电气故障现象和故障分析方法, 提出了掌握设备的“供电方式、信号流程”是维修设备的重要方法。

下面数控机床常见电气故障分析和故障诊断与排除方法。

2 数控机床常见电气故障分析

2.1 数控装置的故障分析

数控装置部分的故障有软件故障和硬件故障。 (1) 软件故障:加工程序编制出错、机床数据设置不当、系统后备电池失效、操作者操作失误、数据通讯过程中电网瞬间停电等, 都将会导致部分或全部数据丢失。这类故障软件故障可以执行数控装置中机床参数的清除或初始化后, 重新将正确备份数据输入故障就可排除。 (2) 硬件故障:控制系统某元器件接触不良或损坏、无供电电源等, 这种故障必须更换损坏的器件或者维修后才能排除故障。

2.2 PLC控制器的故障分析

PLC的故障可分为软件故障和硬件故障两部分。 (1) 软件故障:数控机床有PLC用户程序, 用户程序编制不好, 在数控机床运行时会发生一些无报警的机床故障, 因此P L C用户程序要编制好。 (2) 硬件故障:在PLC输入输出模块出现问题而引起的故障属于硬件故障。有时个别输入输出口出现故障, 可以通过修改PLC程序, 可使用备用接口替代出现故障的接口。

2.3 伺服系统的故障分析

数控机床伺服控制系统是数控机床故障率最高的部分。伺服控制系统可分为直流伺服控制单元、直流永磁电动机和交流伺服控制单元、交流伺服电动机有两个部分, 两者各有其优、缺点。伺服系统的故障一般都是由于伺服控制单元、伺服电动机、测速装置、编码器等出现问题引起的, 要分别对各单元进行分析。

2.4 CRT (或LCD) 显示器的故障分析

数控机床不能正常显示的原因很多, 如系统的软件出错, 在多数情况下会导致系统显示的混乱、不正常或无法显示, 当电源出现故障、系统主板出现故障是都有可能导致系统的不正常显示。显示系统本身的故障是造成系统显示不正常的主要原因, 所以, 系统在不能正常显示的时候, 必须要分清造成系统不能正常显示的主要原因, 不能简单的认为系统不能正常显示就是显示系统的故障。

数控系统显示的不正常, 可以分为完全无显示和显示不正常两种情况。当电源和系统的其他部分工作正常时, 系统无显示的原因, 一般情况下是由于硬件原因引起, 而显示混乱或显示不正常, 一般来说是由于系统软件引起的。另外, 系统不同, 所引起的原因也不同, 这要根据实际情况进行分析。

2.5 控制元件、检测开关的故障分析

机床常见的控制元件、检测开关有:检测开关、液压元件、气动元件、电气执行元件、机械装置等, 这些常见的机床控制元件、检测开关由于接触不良引起各种故障比较多, 这类故障一般稍有点维修知识就可以解决, 但是检修这类故障要用仪器仪表配合检查。

3 数控机床常见电气故障诊断与排除方法

不同的数控系统虽然在结构和性能上有所区别, 但在故障诊断上有它的共性。数控系统故障维修通常按照下面方法进行。

3.1 故障诊断方法

(1) 故障诊断原则有:先外部后内部、先机后电、先静后动、先简后复杂等。 (2) CNC系统的诊断有:起动诊断、在线诊断、离线诊断、通信诊断、自修复系统等。 (3) 常见检修方法有:直观检查法、初始化复位法、自诊断法、功能程序测试法、元件替代法、交叉换位法、参数检查法、测量比较法、敲击法、局部升温法、原理分析法、电压法、电阻法、跨接线法、电流法等。这些故障的诊断方法, 一般经验丰富的维修人员都会。

3.2 故障的处理方法

数控机床电气维修是一个系统工程, 即使干了多年数控机床维修的人, 很多问题还是难易解决, 尤其是弱电部分故障所涉及的知识很广, 对初学者就不言而语了。当然, 数控机床故障维修又不是没有规律和方法可循。尤其是强电故障比较容易判断, 对故障的处理方法, 笔者建议:

(1) 要熟练使用万用表和示波器。示波器和万用表是维修时经常要用到的仪器。信号测试使用示波器检查:示波器常用来观察开关电源的振荡波形;直流电源或测速发电机输出的纹波, 伺服系统的超调、振荡波形;放大器的输出波形, 显示器电路垂直、水平振荡和扫描波形、视放电路的视频信号等等。它是检测数控机床信号流程的有力武器。在使用示波器时, 要注意被测电路是否能与地相连, 否则应将示波器做浮地处理, 以免引起元器件不必要的损坏。凡是电路的供电方式都使用万用表检查:万用表是一种操作方便, 读数精确, 功能齐全, 体积小携带方便, 可测量交直流电压、交直流电流、电阻、晶体管放大陪数、电路的通断等功能。搞维修的人都必须熟练掌握万用表的使用, 它是检测数控机床强弱电供电情况及短路、断路等的有力武器。使用时要特别注意, 因为印制线路板上元件的密度是很高的, 元件间的间隙很小, 一不小心会将表笔与其他元件相碰, 可能引起短路, 甚至造成元件损坏。 (2) 要熟练掌握维修设备的供电方式、信号流程和电路框图。由于电路原理图一般都比较复杂, 但电路框图都比较简单, 所以最起码要能看得懂电路框图, 对维修设备的所以有接口的作用要有所了解。 (3) 要掌握关键点测试, 提高维修效率。 (4) 做好记录。把常用设备的供电方式、信号流程做好静态和动态的测试记录, 一旦设备出了故障, 原有的静动态的测试记录就是依据, 这样可提高维修效率。 (5) 充分利用厂家提供的技术资料和热线电话。请教厂家技术人员指导, 一般厂家向用户提供的资料有:数控机床电气使用说明书、电气原理图、电气互连图、结构简图、电气参数、PLC控制程序、操作手册、编程手册, 数控系统安装及维修手册, 伺服驱动系统使用说明书, 注意资料保存。

4 结语

数控机床是企业生产中的关键设备, 无论是设备的价格还是产品的价格都很昂贵, 机床的使用寿命对企业来说是非常重要的, 因此, 机床的维修、保养、故障分析和故障后的处理工作就显得很重要。虽然数控机床种类繁多, 故障千变万化, 但故障分析和维修方法是基本相同的。仅一篇短文也很难述清数控机床电气故障分析及排除方法, 但是, 如果能熟练掌握维修设备的“供电方式、信号流程、电路框图”, 和以上5点建议, 即使你是一个初学者, 那你已经成功了一半。本文对从事数控机床教学、故障诊断和维修工作的读者有着重要的参考价值。

摘要：数控机床故障通常可分为电气故障和机械故障, 而电气故障又是数控机床故障率最高的。本文较详细的介绍了数控机床常见弱电部分的故障诊断与维修方法。

关键词：数控机床,故障分析,故障排除方法

参考文献

[1]郭士义主编.《数控机床故障诊断与维修》.北京:机械工业出版社, 2005.

[2]王侃夫主编.《数控机床控制技术与系统》.北京:机械工业出版社, 2008.1.

数控机床故障诊断与维修 篇9

一、数控机床故障检修方法

1.动作检修。在数控机床运行时, 检查各部件的运动情况, 找出运行不稳定的部分, 然后找出故障点。

2.状态检修。在机床运行时, 观察电机系统的转动情况, 从而确定故障所在。

3.点检检修。不定期点检测气动元件、液压元件和强电柜等器件。

4.操作检修。通过不断的测试, 检查程序和操作上的错误, 寻找有无代码错误。

5.数控系统故障自我检修。随着微电子技术的不断进步, 对于不同的数控系统中存在的故障, 能通过相互间的共性查找故障。

二、数控机床故障诊断原则

1.由外向内。数控机床集机械、液压、电气为一体, 其故障通常也由这3个方面共同反映出来。在日常的检修过程中, 应按照由外向内的原则, 尽可能地避免随意启封、拆卸等操作, 以免影响机床的精度, 削弱机床的性能。

2.先机械后系统。机械故障是一些物理性故障, 通常比较容易检测;而系统故障诊断难度更大, 一般要通过多次的测试才能找出故障原因。因此, 首先应检修机械性的故障, 然后再检查数控系统故障, 以保证工作效率。

3.先静后动。机床故障可分为非破坏性和破坏性故障, 对于非破坏性故障, 应先在断电的情况下, 对机床进行监测、测试和分析, 当确认为非破坏性故障后, 才能给机床通电。然后在机床运行的条件下, 对运转过程进行观察、检验和测试, 找出问题所在。如果是破坏性的故障, 则必须在排除危险后, 才能给机床通电。

4.先易后难。数控系统出现的故障往往比较复杂性, 加之各类故障之间又是相互联系的。因此, 应先解决相对容易的问题, 再解决复杂的问题。

三、数控机床故障的诊断

1.功能程序测试法。这种方法是通过编制一个新的程序, 该程序中包含了数控系统的特殊功能和常用功能, 将该程序输入数控系统, 检测在系统运行该程序时, 机床运行这些功能的准确度和可靠性, 以此来检测系统出现的故障, 并判断故障出现的原因。

2.系统自诊断法。数控系统具有自诊断功能, 可以时刻监视数控系统的工作情况。当系统出现故障时, 会马上在CRT上出现警告信息, 操作人员可以通过发光二极管的相关指示找出故障原因, 这在维修中起到了非常重要的作用。

3.模块备件替换法。随着现代电路技术的发展, 电路技术向集成电路方向发展, 变得越来越复杂。当故障出现时, 往往不能将故障锁定在一个固定的、相对小的范围内, 当缺少诊断所需备件时, 可以用其他相同备件进行替换, 从而达到检测目的。对于现在的数控检修技术, 采用替换检修的方法, 将大大缩短故障停机时间, 让系统尽快恢复正常工作。

4.接口信号检查。利用可编程序控制器在线检测机床控制系统的接回信号, 并与接口手册的正确信号对比, 就可以查找出故障出现的部位。

四、故障诊断实例分析

数控机床的驱动部分是强弱电一体的, 是数控机床中最易出现故障的部分。如, 数控机床在运转过程中, 主轴有时不能回到原有的参考点;在数控操作面板上, 主轴转速显示时有时无, 但主轴运转正常。由于机床采用的是变频调速, 转速信号是由编码器决定的, 因此, 对于这些问题, 故障出现的可能原因应从以下两个方面考虑。

1.与数控系统连接的ECU连接是否出现故障。

2.主轴的机械在连接上是否出现问题。

具体来说, 应先检测主轴与ECU的连接是否正常, 如果连接是正常, 就把编码器拆下来, 检查主传动与编码器的连接键是否脱离键槽, 如果出现故障, 只需将故障元件修好并重新安装, 即可解决问题。

五、数控系统的维护

1.严格遵循操作规程。按机床和系统使用说明书的要求正确、合理地使用, 避免人为的原因使设备产生故障。

2.经常监视数控系统的电网电压。数控系统要求的电网电压范围为额定值的–15%～+10%, 如果超出这个范围, 轻则系统不稳定, 重则损坏重要电子元件。因此, 在电网稳定性较差的地区, 应及时配备数控系统专用的交流稳压电源装置, 以降低系统出现故障的概率。

数控机床常见故障诊断分析 篇10

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.

简论数控机床的故障诊断技术 篇11

【关键词】数控机床；故障诊断；技术分析

【中图分类号】TP271+.2 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2012）09-0258-01

1.故障诊断技术组成

数控机床的故障诊断技术大体由三部分组成：（1）对造成电气和机械部件失效的疲劳、磨损、断裂、腐蚀、蠕变、氧化等物化原因的研究；（2）对故障诊断的信息研究。即故障信号的采集、处理与分析的研究；（3）对数学原理与诊断逻辑方面的研究。通过模型方法、逻辑方法、推理和人工智能（AI）方法，判断故障发生的部位和发生故障的原因。

2.数控机床故障诊断概述

2.1 故障诊断主要内容现代故障诊断的主要内容应包括实时监测技术，故障分析（诊断）技术和故障修复方法三个部分。从信息获取到故障定位，再到故障的排除，作为单独的技术领域发展的同时，又作为故障诊断的技术共同协调发展。

2.2 数控机床故障诊断常用的方法

2.2.1 直观法由维修人员利用感觉器官，观察故障发生时的各种声、光、味等異常现象，查看CNC机床系统的各个模块和线路，有无烧毁和损伤痕迹，迅速将故障范围缩小到一个模块或一块印刷线路板。这是—种最基本和常用的方法。

2.2.2 CNC系统自诊断法数控系统的自诊断功能，已经成为衡量数控系统性能的重要指标，数控系统的自诊断功能实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，或通过发光二极管指示故障的原因、故障模块，这是CNC机床故障诊断维修中最有效和直接的一种方法。

2.2.3 功能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可能的部位和故障原因。

2.2.4 模块交换法所谓模块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，将功能相同的模板或单元相互交换，观察故障的转移情况，从而快速判断故障部位的方法。

2.2.5 原理分析法根据CNC组成原理，从系统各部件的工作原理着手进行分析和判断，从逻辑关系上分析电路故障疑点的逻辑电平和特征参数，从而确定故障部位的方法。这种方法对维修人员要求很高，必须熟悉整个系统或每个部件的工作原理，才能对故障部位进行定位。

3.数控机床故障诊断的关键技术分析

3.1 通信诊断通信诊断也称为远距离系统诊断或“海外诊断”。比如西门子公司在CNC系统诊断中采用了这种功能。用户把CNC系统中专用“通信接口”连接到普通电话线上，维修中心的专用通信诊断计算机中的“数据接口”也连接到网络上，然后由计算机向CNC系统发送诊断程序，并将测试数据输回到计算机进行分析并得出诊断结论，然后将诊断结论和处理方法通知用户。通信诊断系统除用于故障发生后的诊断外，还可为用户作定期的预防性诊断，维修人员不必到现场，只需按预定的时间对机床做一系列试运行检查，在维修中心分析数据，即可诊断出数控机床可能存在的故障隐患。但这类CNC系统必须具备远距离诊断接口及联网功能。

3.2 自修复系统在CNC系统的软件中装有自修复程序，该软件一旦发现某个模块有故障时，系统一方面将故障信息显示在CRT上，同时自动寻找是否有备用模块。如有则系统能自动使故障模块脱机而接通备用模块，从而使系统较陕地进ASE常工作状态。所谓自修复实际上是“冗余”概念的一种应用，非常适用于无人管理的自动化工厂或不允许长时间停止工作的重要场合。但自修复技术需要将备用板插到机笼的备用插槽上，从理论上讲，备用模块的品种越多越好，但这无疑会增加系统成本。所以，往往系统只配备一些极其重要的或易出故障的备用板。另外，要求备用板与系统其他部分通信联系应与替代的模板相同。因此，本方案只适用于总线结构的CNC系统。

3.3 人工智能与专家系统这种方法是通过调用知识库的相应知识，经推理机构的推理获得所需的结论。应用于数控系统诊断的人工智能技术有两方面的内容，即诊断专家系统和人工智能数据库。

3.3.1 诊断专家系统故障诊断专家系统与传统诊断技术相比具有如下特点：①通过对各种诊断经验性专门知识的形式化描述，不仅可突破专家个人的局限性而广为传播，而且也是对科学方法论的一个发展；②克服人类诊断专家供不应求的矛盾；③可以结合其他诊断方法，综合利用各类专家的知识、经验，实现在线监测故障、离线诊断与分离故障；④具有人一机联合诊断功能，可充分发挥人的主观能动性；⑤具有知识获取和自学习功能，能在使用过程中日趋完善。

3.3.2.人工智能数据库主要包括加工参数的自动设定和图形功能等。加工参数的自动设定功能实际是一个工艺参数库，能根据被加工工件的材料、加工余量等自动确定切削用量、选取加工刀具及设定加工条件，它不但需要积累大量工艺数据，还必须具有某种学习功能及推理能力。通常将其与故障诊断专家系统联系在一起，建立一个综合专家系统，以提高系统的可靠性及诊断维修性能。

3.4 神经网络诊断

3.4.1 神经网络诊断神经网络（ANN）具有联想、容错、自适应、自学习和处理复杂多模式等特点。将被诊断系统的症状作为网络输入，所得到的故障原因作为网络输出，且将经过学习所得到的知识以分布的方式隐式地存储在网络上，每个输出神经元对应一个故障原因。目前常用的算法有误差反向传播（BP）算法、双向联想记忆（BAM）模型和模糊认识映射（FCM）等。

3.4.2 多传感器信息融合技术多传感器信息融合就是充分合理地选取各种传感器，提取对象的有效信息，把空间或时间上的冗余信息或互补信息依据某种准则进行组合，以获得被测对象的一致性解释或描述，由此获得比各组成部分的子集所构成的系统更为优越的性能。利用多传感器对CNC进行诊断能大大降低误判率、漏判率，提高诊断准确度。先对同一层次的信息进行融合，获得更高层次的信息，再汇人相应的信息融合层次，这样从低层至顶层对多元信息进行整理合并，逐层抽象，从而取得比单一传感器更准确更具体的诊断结果。神经网络可用于多传感器信息融合。

4.常见电气故障维修和排除

电气故障的分析过程也就是故障的排除过程，因此电气故障的一些常用排除方法在上一节的分析方法中已综合介绍过了，本节则列举几个常见电气故障做一简要介绍，供维修者参考。

4.1 电源电源是维修系统乃至整个机床正常工作的能量来源，它的失效或者故障轻者会丢数据、造成停机。重者会毁坏系统局部甚至全部。西方国家由于电力充足，电网质量高，因此其电气系统的电源设计考虑较少，这对于我国有较大波动和高次谐波的电力供电网来说就显不足，再加上某些人为的因素，难免出现由电源而引起的故障。

4.2 数控系统位置环故障

4.2.1 位置环报警可能是位置测量回路开路；测量元件损坏；位置控制建立的接口信号不存在等。

4.2.2 坐标轴在没有指令的情况下产生运动。可能是漂移过大；位置环或速度环接成正反馈；反馈接线开路；测量元件损坏。

4.2.3 机床坐标找不到零点可能是零方向在远离零点；编码器损坏或接线开路；光栅零点标记移位；回零减速开关失灵。

5.结束语

数控机床故障诊断及维护在内容、手段和方法上与传统机床有很大的区别，具备数控机床故障诊断技术是正确使用数控机床的基础。维修好数控机床，充分发挥设备的使用功能具有极大的经济价值和社会意义。

参考文献

[1]丁乃建.近几年数控系统发展的特点[J].世界制造技术与装备市场，2000

数控机床故障诊断与维修 篇12

关键词：华中世纪星,HNC-21T,HNC-21M

我校实验中心购买了一批南京日上自动化有限公司生产的基于PC控制的教学型数控车床型号为CK0625, 数控铣床型号为XK7125。其数控系统分别为华中HNC-21T车削数控系统, 华中HNC-21M铣削数控系统, 数控机床作为机电一体化高度复杂设备, 在使用过程中难免出现故障, 如果不能及时地作出正确的判断和排除, 将制约机床的使用率, 并影响学校正常的实习和生产。针对华中世纪星HNC-21型系统机床的常见典型故障, 笔者学习与使用这些数控机床积累了一些经验和体会, 供从事本专业的同行参考交流。

数控系统的组成

数控系统一般由输入输出装置、数控装置、主轴单元、伺服单元、驱动装置、可编程控制器PLC及电气控制装置、辅助装置、测量装置组成。HNC-21数控装置操作面板设有超程解除按钮, 用于机床压下超程限位开关后手工操作解除超程状态, HNC-21数控装置为此设计了接口电路相关信号如图1所示。

手持控制盒安装在数控面板上, 所以机床开车前应将ESTOP2, ESTOP3 (急停回路端子) 用导线短路, 同时应将OTBS1, OTBS2 (超程解除端子) 用导线短路。除数控装置操作面板和手持单元处的急停按钮外, 系统还可根据实际需要设置更多急停按钮, 所有急停按钮的常闭触点以串联方式连接到系统的急停回路中。

在正常情况下急停按钮处于松开状态, 其触点处于常闭状态, 按下急停按钮后, 其触点断开使得系统的急停回路所控制的中间继电器KA断电, 而切断移动装置如进给主轴电机。

利用机床参数排除数控机床故障

数控机床的有些故障不是由于其机械系统或电气控制系统的故障所引起, 而是由于操作者不小心对已调试好的机床参数作了不正确的修改, 或调换了同类数控机床的计算机主机造成的, 即使是同样型号的不同机床其调试好后的机床参数也可能是不一样的, 例如型号同是XK7125的不同机床其轴参数中X轴的齿轮比分子值项可能是2, 也可能是4, 因此每台数控机床的PC主机最好专用, 每台数控机床调试完毕后一定要对其机床参数做备份, 当然了解每项机床参数的含义并进行正确设置才是有的放矢的排除故障的方法。下面列举几个利用机床参数排除故障的维修实例。

例1:机床软超程报警超程, 并且不能移动。

故障分析:此故障多半是因为编程出错, 软超程极限超出系统的最大行程, 系统默认的软超程极限是±8000而系统硬件行程只有200左右, 所以应将系统参数软超程极限修改的小于硬件最大行程, 以后系统超程时先出现软超程, 这时可以直接用手动移动轴退出软超程。

解决方法:查看轴参数中的轴的软超程极限, 将其修改成±180左右存盘后退出则故障除。

例2:数控机床启动后X轴无法执行系统默认的正向回零操作。按下回零按钮后作负向运动。

故障分析:通过观察运动状态, 判断其负向运动速度约为回参考点定位速度, 而且只能通过拍下急停按钮才能停止其运动。初步分析为系统参数中回参考点方式、方向设置错误。

解决方法:首先我们来了解下华中系统坐标轴的回零过程:如果机床不执行回零指令, 回参考点电路应始终为通路, 监测PLC状态显示, X回零输入信号X04应为高电平状态。只有在回零时, 坐标轴先以回参考点快移速度逼近参考点, 直到该常闭的行程开关被压下, 通路断开, 坐标轴会按照系统默认的方式以回参考点定位速度再向负向运动直到行程开关被释放, 再向正向移动至第二次压下开关, 最后找到Z脉冲的正确位置, 机床坐标系清零, 回零结束。在确认这一过程之后, 检查系统参数中回零方式、方向改为负方向后为正常。

例3:主轴无法转动。

故障分析:本试验台采用的是SIEMENS公司生产的V10变频器, 用变频器操作面板对变频器进行控制, 正转、反转、停止、改变电机转速等。因为学生误操作改动变频器参数, 使主轴无法运动。

解决方法:首先将变频器工作方式改为远程方式, 实验是否能正常工作, 如果不能, 可以调整变频器参数, 恢复为工厂的缺省设置值, 具体方法应按下列数据对参数进行设置:

a.设定P0010=30;b.设定P0970=1。

说明:大约需要10秒钟才能完成复位的全部过程, 将变频器的参数复位为工厂的缺省设置值。

以上结束后, 用不同方式控制主轴运行可以正常运行。说明在调试参数时, 应明白各参数的意义, 对主轴性能的影响。

结束语

总之, 通过上面的分析, 对数控机床常见故障有基本判断能力, 透过故障的现象, 找到针对可能导致故障的原因, 但还需不断积累经验, 才能够更加高效地找到故障所在并加以排除, 提高机床的无故障率。

参考文献

[1]毕承恩等.现代数控机床[M].北京:机械工业出版社, 1993.

[2]武汉华中“世纪星”数控车床编程说明书[M].2003, 6.