数控机床维修

数控机床维修（精选12篇）

数控机床维修 篇1

数控机床越来越普及, 对于维修人员必须掌握数控机床故障排除方法和维修方法, 保证数控机床的正常运行, 减少停台率, 在最短的时间内排除故障显得尤为重要。

1.常规检查法

通过望、闻、触及仪器检测等方式来发现异常现象, 由外向内观察设备的外貌与外部连接以及内部器件特征, 判断故障可能发生的部位。

例如, 一台CAK6150D数控车床, FANUC 0TD系统, 接通CNC电源开关, 显示屏出现“准备不足”报警。测量外围行程开关无短路现象, 测量直流24V降至-4V, 经查发现一直流电磁阀线圈插座有短路痕迹, 并有轻微的焦糊味, 经测量发光二极管短路, 更换后恢复正常。

2.利用数控系统报警功能进行诊断

数控机床中有众多的报警指示装置, 此装置有利于提高数控系统的可维护性。

例如, 一台加工中心FANUC 0i-M出现1380#报警, 查阅说明书, 该报警为换刀臂不到位, 根据梯形图发现主轴松刀信号及刀套向下信号均正常, 而刀库的两个接近开关都亮, 不正常, 正常时是一个接近开关灯亮。经查感应块位置与接近开关发生了变化造成该故障, 调整凸轮感应块位置后, 应注意感应块与凸轮之间间隙为2mm, 故障排除。

3.同类元件对调法

为诊断出某块线路板、模块、集成电炉和其他零部件损坏时, 可用型号完全相同的器件进行互换, 观察故障转移情况, 以快速确定部位。

例如, 一台CK7815D数控车, 系统为FANUC 0i MATE-TC, 故障时显示器不能正常显示, 而且出现电池电量低报警。该系统是将显示器和主板进行了集成, 先将I/O接口板进行交换后故障依旧, 又将同型号两块主板交换后, 故障消失, 可以判断为主板问题。利用交换法排除是最直接的办法, 但交换原则是将坏的板放在正常的工作环境中进行试验, 确保故障不能扩大, 否则会损坏正常的线路板。

4.利用修改参数进行排除故障

了解和掌握系统参数, 能更好地使用和发挥机床的性能。许多软件问题, 可通过修改参数排除。

例1一台卧式加工中心HMC 630系统为FANUC 0iMC, 其主轴换刀时卡死, 经查, 由于机械手在插刀时主轴定位不准造成 (刀柄键槽与主轴上的键没有对正) 。调出主轴电机定向角度4077#参数由-100改为-120后, 重新执行M19主轴定向后, 再分段执行换刀, 动作正常, 故障排除。

例2某加工中心X轴运行时416#断线报警。此加工中心应用0i系统, 全闭环控制, 采用分离型的光栅尺做位置反馈, 首先交换x、y坐标位置反馈线, 交换后故障没有消除, 说明伺服模块及主板正常。检查光栅尺的插线没发现异常, 怀疑光栅尺有问题。由于不能更换新光栅, 通过修改参数1815#及SV伺服等参数 (柔性齿轮比、位置脉冲数和编码器一转脉冲数) 重新调整栅格偏移量回参考点, 利用内装编码器代替位置反馈, 将光栅尺屏蔽掉故障解决, 机床运转正常。光栅屏蔽方法: (1) 将参数1815#1中OPT修改为“0”。 (2) 修改柔性传动比N/M为3/200。 (3) 将伺服电机位置脉冲数修改为12500。 (4) 将伺服电机参考计数器容量修改为12000。 (5) 修改完后再执行回零, 如果有偏差, 修改参数1850 (栅格偏移量) , 这样就可把全闭环改为半闭环, 屏蔽掉光栅队。

5.采用隔离法判定故障

有些故障, 一时难以判断故障部位时, 通常采用隔离的方法来检查。

例如, 一台斗山数控车PUMA245, FANUC 0i系统, 加工过程中Z轴运行时出现424#报警, 显示Z轴伺服电路过电流指示。经查200.4诊断信号由“0”变为“1”。造成过电流的因素很多, 为尽快查出问题, 弄清是电气故障还是机械故障, 把电机和丝杠分开, 上电移动Z轴电机运转正常, 拆下丝杠的钣金, 移动丝杠, 发现滚珠丝杆丝母中的滚珠脱落造成事故卡死。拆下丝杠修复后重新安装试车, 运行一切正常。

6.根据CNC原理分析解决问题

根据CNC的组成原理, 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进行分析和判断, 确定故障点及维修方法。

例如, 某数控车CJK6140, 系统FANUC 0i, 在加工中螺纹时出现乱牙现象。根据数控系统插补的基本原理, 可以判断故障出现在旋转编码器上, 没有反馈信号。数控装置给出进给量的指令位置, 反馈的实际位置不正确, 位置误差不能消除, 导致螺纹插补出现问题。经测量编码器的5V电压正常, 而脉冲编码器的输出信号不正常, 更换新的编码器后故障排除。

参考文献

[1]孙汉卿.数控机床维修技术.机械工业出版社, 2000年

[2]夏庆观.数控机床故障诊断与维修.北京高等教育出版社, 2002年

数控机床维修 篇2

数控机床刀库形式有哪几种？各应用于什么场合？ 

答：单盘式刀库、圆盘刀库、鼓轮弹仓式刀库、链式刀库、多盘式刀库、格子式刀库。



主轴分段无极调速的作用是什么？具体如何实现？ 

答：分段无级变速可以减小主轴电动机的功率，从而使主轴电动机与驱动装置的体积、重量以及成本大大减小；采用1~4档齿轮变速与无极调速相结合的方式，采用齿轮减速低速的输出转矩增大，但降低了最高主轴转速，因此通常采用齿轮自动换挡，达到同时满足低速转矩和最高主轴转速的要求。

 说明系统PMC在数控机床中的控制功能有哪些。

答：编辑状态、存储运行、远程运行、手轮进给、手动连续进给，返回参考点（仅供参考）



数控机床为什么要回参考点？简述会参考点的过程。

答：为了快速寻找粗定位开关方向与速度，低速寻找栅格零点C的速度。

FANUC 0i数控系统参数设置上电子齿轮比的作用是什么？如何设定？ 

答：根据机床的机械传动系统设计与使用的编码器脉冲数设定。

 主轴准停的作用是什么？有几种实现方式？



答：当主轴停止时，控制其停于固定位置，这是自动换刀所必需的功能。在加工中心换刀时，主轴必须停在固定的径向位置，在固定切削循环中，要求刀具必须停在某一径向位置才能退出，这就要求主轴能准确停在固定位置上，这就是主轴定向准停功能。实现方式：1）采用定位盘和定位液压缸2）采用磁性开关3）采用编码器。

 FANUC 0i数控系统的工作状态，以及作用是什么？ 

答：1）编辑状态：编辑存储到CNC内存中的加工程序文件2）存储运行状态：系统运行的加工程序为系统存储器内的程序3）手动数据输入状态:通过MDI面板可以编制最多10行的程序并被执行4）手轮进给状态：刀具可以通过旋转机床操作面板上的手摇脉冲发生器微量移动5）手动连续进给状态：持续按下操作

面板上的进给轴及其方向选择开关，会使刀具沿着轴的所选方向连续移动6）机床返回参考点：可以实现手动返回机床参考点的操作7）DNC运行状态：可以通过阅读机或RS-232通信口与计算机进行通信，实现数控机床的在线加工。



数控机床主轴轴承根据不同规格的机床，轴承类型有何不同，如何配置？ 

答：轴承有角接触轴承、圆柱滚子轴承、60度角接触推力调心球轴承、圆锥滚子轴承四种，

配置形式通常有三种：双支点各单向固定，一支点双向固定，另一端支点游动，两端游动



数控机床轴锥孔为何采用7:24锥度？刀柄拉紧为什么采用碟形弹簧拉紧？



为了定位和装卸刀柄；碟形弹簧结构较简单、造价比较低，并且使得机构得到了简化。



滚珠丝杠螺母副传动有什么特点？轴向间隙的调整方法有几种？各自有何特点？



答：特点：1）摩擦损失小，传动效率高2）可以很好消除间隙，提高刚度3）摩损小、寿命长、精度保持好4）不能自锁，有可逆性5）运动速度受一定的限制；调整方法+特点：1）双螺母垫片调隙式：结构简单、刚性好、调整精度高2）双螺母螺纹调隙式：结构紧凑、工作可靠、调整方便3）双螺母齿差调隙式：结构复杂、尺寸大、调整方便、预紧可靠



滚珠丝杠螺母副为什么要预紧？为什么要规定预紧力大小？ 

答：轴向间隙通常是指丝杠和螺母无相对转动时，丝杠和螺母之间的最大轴向窜动量，为了保证反向传动精度和轴向刚度，必须消除轴向间隙；虽然预加载荷能够有效地减少弹性变形所带来的轴向位移，但预紧力不宜过大，过大的预紧载荷将增加摩擦力，使传动效率降低，缩短丝杠的使用寿命。

 数控锥柄刀具为什么有定位键槽？



答：键槽用于传递切削扭矩，在换刀过程中，由于机械手抓住刀柄要作快速回转，作拔、插刀具的动作，还要保证刀柄键槽的角度位置对准主轴上的驱动建。

 某加工中心刀库经常不能转动的原因是什么？ 

答：1）连接电动机轴与蜗杆轴的联轴器松动2）变频器故障3）PLC无控制输出，可能是接口板中的继电器失效4）机械连接过紧5）电网电压过低 

可变定时器TMR与固定计时器TMRB的区别与各自的使用场合。



答：TMR指令的定时时间是通过PMC参数进行修改，指令格式包括控制条件、定时信号、定时继电器三部分，可以利用此定时器实现机床报警灯闪烁。



TMRB的设定时间通常是在梯形图中设定，在指令与定时器的后面加上一项设定的时间参数，与程序一起写入FROM中，常使用在机床固定时间的延时，不需要用户修改时间。

 数控刀架PMC程序控制过程。



数控机床故障诊断与维修 篇3

[关键词]数控机床 诊断 维修

数控机床包括了机电液三部分，是一门需要技术和知识的技术，掌握数控机床的日常故障的诊断和维修技术有利于提高机床的使用寿命，降低日常的维护费用，简短部件的更换周期，避免严重机械事故和人身伤害，使机床尽可能最长时间保持在最佳状态。文章主要介绍了数控机床的主要日常故障的诊断方法和维修排除操作。

一、 数控机床机械结构的组成

数控机床主要有以下几部分机械结构组成：床身、立柱、工作台等机床基础部件；用于实现主动运的主运动传动系统；用于实现进给运动的进给运动传动系统；用于实现某些辅助运动和功能的构建系统，如液压、润滑剂、加热、冷却剂，以及刀架、防护装置、排屑系统以及自动换刀系统；用于实现构件的轮回和工件的定位系统，如数控回转操作界面；其他特殊功能系统，如操作监控系统、刀具破损检测系统、图形转换系统、精度检测等；各项反馈装置和构件等[1]。

数控机床有别于普通机床的地方在于，他不需要人工手动操作，而是根据数控给出的指令自动地进行加工的，省去了人工调试、修改的过程。因此，这需要数控的机械结构满足自动化控制的条件，具有较强的刚度和抗振性；灵敏度较高；热变形不能过大；精度稳定性好；安全可靠；适应复杂工艺和集成功能。

二、日常故障诊断法

文章主要介绍的是普通诊断法无法判别的常见故障，需要通过精密的仪器或是专业技术人员，通过先进检测手段来利用先进测试手段进行高精度的定性或定量测定或检验，通过对故障的位置、仪器所得的数据的分析，得出故障的原因，之后确定所要采取的最佳维修方法。通常先采取简易诊断法确定数控机床目前的工作状态，再经过精密诊断确定故障的原因和最适维修方法。

1. 温度检测

温度检测主要可分为接触型和非接触型两类。前者采用的工具是温度计、热电偶、测量贴片、热敏涂料直接接触轴承、电动机、齿轮箱等，对表面温度进行测量；后者所使用的测量仪器更加先进，主要有红外测温仪、红外热像仪、红外扫描仪等，不用贴近物体表面就可获得其温度，操作简便，精密度高[2]。经常用于机床运行中发热异常的检测。

2. 振动磨损检测

通过振动计巡回检测器，对机床上安装的某些特征点传感器进行检测，获得机床上特定测量处的特征性数据，如总振级大小、位移速度、加速度和振幅频率等，进而对故障进行判断和监测。

3. 噪声监测

使用的工具主要有噪声测量计、声波计，测量对象为机床齿轮、轴承等，获得其在运行过程中检测信号的变化，并获得其变化规律，结合振动和噪声进行分析、识别和判断齿轮、轴承的故障程度和维修方法。第一步进行强度测定，当确认强度有异常时，再做定量分析。

4. 油液分析

油液分析主要用于测量零件磨损。针对润滑油或液压油中，各种金属微粒和外来杂质等残余物，可利用原子吸收光谱仪分析其形状、大小、成分、深度，从而判断其对管道部件的磨损程度、原因机理，从而有效掌握零件磨损情况。

5. 裂纹监测

裂纹监测主要可分为磁性探伤法、超声波法、电阻法、声发射法等几种方法，以观察零件内部机体的裂纹情况和状态，细小的裂缝若没有及时发现，则容易导致可重大事故，由于材料性质的不同，测量裂纹的方法也不同。

三、数控机床故障排除手段及方法

1. 复位、初始化法

由于编程或瞬间故障，机械故障报警系统往往会使数控机床停止工作，这时可以强行断开硬件电源，再按复位按钮或复位键，通过复位来清除故障。但如果是由于系统存储器压力过小，连接线路接触不良、掉电等引起的故障报警，则必须对故障报警系统进行复位。在对系统进行复位之前，必须确保数据已经备份，若进行初始化操作之后故障仍然没有排除，则需要进行硬件诊断。

2. 参数设置法

系统参数的正确设定能够保障机床的正常运作，如若系统的参数设定出现些许差错，就可能导致数控机床的某些功能丧失。由于用户在编制程序中存在错误也会引发故障报警而造成机器停止工作，这时启动系统的快搜索功能，就能在最短时间内找到问题所在，并及时改正，保障数控机床能够运行正常。如果在启动时出现主轴实际转速与设定转速不同的情况，仍能够使用主轴转速模拟电压控制功能，则有两种主轴转速输入方式：一种是S代码设定主轴的固定转速（转/分），若不改变S码的值，则主轴转速恒定不变，这时可称为恒转速控制状态；另一种是S代码设定刀具相对工件外圆的切线速度（米/分），这时的状态称为恒线速控制模式[3]。

3. 微调法

若保证系统参数已经正确设定，但数控机床仍无法正常使用，则需要进一步调节某些参数，通过这样的微调，能够实现系统与其他电气系统的最佳化控制。在主轴转速模拟电压控制功能有效时，通过主轴倍率对主轴的实际转速进行微调，使其达到当前档位最佳转速。在系统设置从50%到120%共有8级主轴倍率，每级变化10%，根据机床生产厂家说明来确定实际操作主轴倍率，同时通过主轴倍率修调键在可调试范围内可对实际主轴倍率进行微调[4]。

4. 模块替换法

模块替换法是当下应用最为广泛的故障维修方法，具有节约时间，成功率高等特点。诊断出问题系统模块，并将正常的模块替换之，经过初始化重启，设置好相应的参数，使机床迅速投入正常运作。

5.提高改善抗干扰能力

数控机床大多采用的是专用稳压电源，通过提高抗干扰能力，能够提高电源负载能力。若是遭遇强干扰，通常采用接地方式，利用电容滤波法减低高频干扰，这样能够有效并避免供电开关电源发生故障。

数控设备价值不菲，内部构造复杂，一旦出现故障，维修费用庞大。因此必须掌握必要的数控机床故障诊断和维修方法，并在平时工作中不断积累故障诊断技巧，从而有效提高数控设备的使用寿命，降低维修费用。

参考文献

[1] 郝建军. 浅谈数控机床故障的排除[J]. 科技创新导报. 2011（14）

[2] 徐云飞. 数控机床故障检修过程探讨[J]. 金属加工（冷加工）. 2011（02）

[3] 张欢. 数控机床故障分析与排除[J]. 黑龙江科技信息. 2008（05）

数控机床的电气维修 篇4

1 数控机床常见电气故障的分类

数控机床的电气故障可按很多种类进行划分, 如故障性质、表象、原因、后果、部位和元件类型等。

(1) 按故障发生的部位, 分为硬件与软件故障两种。硬件故障即指电器元件、电子、电线电缆、印制电路板、各接插件等与电气有关的实物发生不正常状态甚至损坏, 这些故障需要修理甚至更换才能排除, 其中老化或超过使用频率寿命居多。

软件故障一般指PLC逻辑控制程序或者是驱动器控制参数产生的故障。零件加工程序故障也属于软件故障, 但此多为操作人员编程错误导致。驱动器控制参数的故障可以通过恢复驱动器的出厂设置, 并按照相应的参数进行重新输入修改来解决。最严重的软件故障则是数控系统软件的缺损甚至丢失, 出现这种故障只能与设备的生产厂家或系统相关的售后服务机构取得联系来解决。

(2) 按故障发生的元件类型, 亦称电气控制系统, 通常分为“强电”和“弱电”故障两大类。“强电”一般指控制系统中的主回路或高压、大功率回路中的断路器、熔断器、电源变压器、继电器、接触器、电动机、行程开关等电气元件及其所组成的控制电路部分。这部分的故障相对直观, 虽然在维修、诊断方面较为方便, 但由于它处在高压、大电流的工作状态, 而且故障概率相对于“弱电”部分较高, 因此必须引起维修人员的足够重视。

数控机床的“弱电”一般指控制系统中以电子元件、集成电路为主的控制部分, 包括CNC、PLC、MDI/CRT以及伺服驱动器和输出输入单元等。“弱电”故障同样有软件与硬件之分。“弱电”的软件故障指在硬件正常情况下所出现的动作错误、数据丢失、参数紊乱等故障, 常见的有:加工程序出错, 系统程序和参数的改变或丢失, 计算机运算出错等。硬件故障方面是指上述“弱电”各部分的集成电路芯片、分立电子元件、接插件以及外部连接组件等发生的故障。

(3) 其他一些分类有:按照是否有故障报警指示, 包括报警灯、数控系统报警信息、驱动器报警信息等, 可对照查询相应的说明书或手册来判断。无报警信息的故障, 其分析诊断难度通常较大, 而且此类故障也不少, 需要具体情况具体分析。

按照出现的或然性, 分为系统性故障和随机性故障。系统性的故障指系统主机中的硬件损坏或只要满足一定条件, 数控机床必然会发生的故障, 此类故障较为常见, 只要找出根本原因, 维修后即可恢复正常。随机性故障指在相同条件下偶尔发生, 此类故障分析比较困难, 通常机床机械结构的松动、部分电气元件的特性漂移或可靠性降低、电气装置内部温度过高导致失灵等有关。此类故障的分析需反复试验、综合判断并加之多年的经验积累进行分析排除。

还有按照故障产生的原因, 是数控机床自身的故障还是外部导致的, 外部故障包括供电情况、使用环境的自然因素以及人为操作因素造成的故障。

事先清楚了解故障产生的原因, 对数控机床故障的分类, 分析, 排除有很重要的影响。熟练掌握各种数控机床故障的分类方法特点和症状, 有利于在故障发生时快速准确的找到导致故障的根本原因, 并迅速有效的排除故障, 从而降低工业生产等工作的时间成本。

2 数控机床电气故障的分析与排除方法和技巧

(1) 首先一个维修人员在故障发生后要尽可能的保持现场情况, 并且仔细询问故障现象和状态, 同时确认机床的型号、控制系统、报警信息及故障部位及现象, 为之后的维修做好充足的准备。

(2) 多数情况下, 现场人员反馈的信息都比较笼统, 多为“停机”、“不动了”、“某一个动作走不了了”等简单描述。所以维修人员到现场后, 不必马上开机试验或动手维修。

(1) 首先需要观察, 是否有异常声音、烟、味等, 并且细致的询问现场人员故障的产生过程、现象和后果, 此询问在整个分析判断过程中将多次进行。根据详细咨询故障信息, 可按照之前的归类方法进行逐步判断, 而后进行排查。 (2) 然后检查各电控系统, 如数控系统、驱动器、变频器、其他仪器仪表是否有报警指示。很多外围电气元件报警也都将导致数控机床停机等故障。一般情况下, 各电控系统若未烧坏都会显示出相对准确的报警信息, 可参照相应的说明书和手册来查询进行故障的排除。若烧坏, 则不要马上拆下更换, 必须先测量此元件进出线回路及电源是否存在短路或者虚联问题, 在其相联元件回路稳定的情况下, 很多问题均是由连接点虚联, 导致局部电流打火产生高温烧坏电气元件的, 若是外部连接的元件烧坏短路导致的则需要先更换损坏元件。 (3) 如果设备断电, 则在送电前必须检查电源的电压情况以及数控机床的各强电连接点是否存在短路虚连等情况。作为整台机床正常工作及维修系统的能量来源, 电源的失效或故障轻者会丢失数据、导致停机。重者会毁坏系统及工件。我国很多地方的电力供电网都有较大波动和高次谐波, 再加上一些人为的因素, 难免会出现电源引起的故障, 所以要对供电电源情况进行测量检查。 (4) 如果硬件故障排除了, 则通电对程序软件进行检查。可以对故障点的相关步骤进行逐步动作运行检查, 或相关参数进行重新校对, 目前随着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, PLC及参数突然紊乱的情况并不多见。

同时需要注意的是数控机床周围使用的环境也需要考虑, 包括现场及自然环境, 如污染、气候、电磁干扰及机械振动等, 都是数控机床故障的诱因。

(3) 数控系统的维修可按照多种技巧来排除。有如下几种: (1) 先外部后内部, 即先检查外围硬件故障而后检查内部程序参数故障。 (2) 先机械后电气, 机械部件较为直观, 容易排查。 (3) 先静后动, 即先断电检查, 必须排除危险后方可通电。 (4) 先简单后复杂, 很多复杂问题可能是有简单的所牵连导致。

最后要对故障维修进行有效的记录, 快速准确的维修是建立在经验的积累和总结上的。

摘要：各种类别的数控机床在工业制造、加工、生产等领域的应用也更加广泛, 同时, 由于工业生产对数控机床的依赖日益增多, 数控机床产生的故障数量也相对增加, 因此在对进行维修的要求也变得更加快速准确。数控机床的电气故障相对机械故障更缺少实物性质的直观, 本文即对各类电气故障进行概述以便及时判断问题点, 从而更快捷的修复设备。

数控机床维修 篇5

作者： 发布时间：2009-10-28 17:45:46 阅读次数：

电子工业的飞速发展，使各种集成度高、性能先进的调速驱动层出不穷，给数控机床的更新换代提供了有利条件，但对于目前大中型企业还无法将旧数控机床全部改造的现实，修理旧的驱动系统，仍是维修战线上的一项艰巨任务。以下是工程师在实践经验中，所遇到的部分故障现象以及处理方法，仅供客户参考。

故障一

故障现象：1.8m数控卧车在停车时发出巨大响声，同时车间总电源跳闸。

检查：(1)车间电工对供电系统进行检查，跳闸的自动空气断路器所在处，因环境潮湿开关盒内自动跳闸的连杆机构已腐蚀，另外三相触点中有一相触点只有一小部分能接触。(2)车间供电变压器容量小，超负荷运行。其正常的相电压只有340V。(3)一只晶闸管已被烧坏，查看驱动电路，B相触发脉冲短小，只有正常触发脉冲幅值的四分之一，进一步查实为B相触发电路中的放大管T3性能不好所致。

分析：晶闸管在整流状态下缺相和在逆变状态下缺相结果是不同的。在整流状态下总是触发电位较高的晶闸管如SCR1，同时使前一相晶闸管SCR3承受反相电压而关断。在SCR3的关断期间以反相阻断状态为主。即使后一个晶闸管不触发，而SCR3到一定时刻也会因过零而自动关断。但如果是在停车降速时，即在逆变的情况下(同样也是触发电位较高的晶闸管导通，并使前一个晶闸管承受反压而关断)，这时的晶闸管在关断时有很长一段时间处于正向阻断状态。这样，若后一个晶闸管不导通，由于电感L的放电作用，使该晶闸管再延续导通一个周期而进入正半周，晶闸管将继续导通下去，同时阻碍后面的晶闸管导通。于是，晶闸管输出的正向电压与电动机电势迭加产生很大的电流，这时即产生逆变颠覆，轻则烧坏保险丝，重则烧坏晶闸管。如果车间的电压供电系统正常，没有大的波动，也许不会烧坏晶闸管。交流电网电压波动大，车间变压器容量小，超负荷运行，再加之B相正组触发脉冲幅值小，及车间供电系统的总开关盒的损坏等综合原因造成了这次故障的发生。

处理：(1)更换自动空气断路器。(2)更换新的晶闸管。

故障二

故障现象：1.8m卧车在点动时，花盘来回摆动。检查：测量驱动控制系统中的±20V直流稳压电源的纹波为4V峰峰值，大大超过了规定的范围。

分析：在控制系统的放大电路中，高、低通滤波器可以滤掉，如：测速机反馈，电流反馈，电压反馈中的各次谐波干扰信号，但无法滤除系统本身直流电源电路中的谐波分量，因它存在于整个系统中，这些谐波进入放大器就会使放大器阻塞，使系统产生各种不正常的现象。在点动状态下，因电机的转速较低，这些谐波已超过了点动时的电压值，造成了系统的振荡，使主轴花盘来回摆动，而且一旦去除谐波信号，故障马上消失。

处理：将电压板中的100MF和1000MF滤波电容换下焊上新电容，并测量纹波只有几个毫伏后将电源板安装好，开机试运行，故障消除。

故障三

故障现象：5m立车在运行加工中发出哐哐声后，烧保险。

检查：发现5FC5FG、5RG5RQ正反组全无脉冲输出(线路见图2)，测量结果，IC7反相器损坏，又发现1FG1FC输出波形较其他波形幅值低得多。

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.

浅析数控机床电气维修 篇7

1.1 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。

1.1.1 询问向故障现场人员仔细询问故障产生的过程、故障现象及故障后果。

1.1.2 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。

1.1.3 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。

1.1.4 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。

1.2 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。

1.3 信号与报警指示分析法

1.3.1 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。

1.3.2 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。

1.4 接口状态检查法

现代数控系统多将PLC集成于其中, 而CNC与PLC之间则以一系列接口信号形式相互通讯联接。有些故障是与接口信号错误或丢失相关的, 这些接口信号有的可以在相应的接口板和输入/输出板上有指示灯显示, 有的可以通过简单操作在CRT屏幕上显示, 而所有的接口信号都可以用PLC编程器调出。

1.5 参数调整法

数控系统、PLC及伺服驱动系统都设置许多可修改的参数以适应不同机床、不同工作状态的要求。这些参数不仅能使各电气系统与具体机床相匹配, 而且更是使机床各项功能达到最佳化所必需的。因此, 任何参数的变化 (尤其是模拟量参数) 甚至丢失都是不允许的;而随机床的长期运行所引起的机械或电气性能的变化会打破最初的匹配状态和最佳化状态。

1.6 备件置换法

当故障分析结果集中于某一印制电路板上时, 由于电路集成度的不断扩大而要把故障落实于其上某一区域乃至某一元件是十分困难的, 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。

2 故障排除方法

2.1 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。清除前应注意作好数据拷贝。若初始化后故障仍无法排除, 则进行硬件诊断。

2.2 参数更改, 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, 此类问题可根据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, 对此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。

2.3 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, 其方法是用一台多线记录仪或具有存储功能的双踪示波器, 分别观察指令和速度反馈或电流反馈的响应关系, 通过调节速度调节器的比例系数和积分时间, 来使伺服系统达到既有较高的动态响应特性, 而又不振荡的最佳工作状态。

2.4 备件替换法

用好的备件替换诊断出来的坏线路板, 并做相应的初始化启动, 使机床迅速投入正常运转, 然后将坏板进行再检测和修理。

2.5 改善电源质量法

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。

2.6 维修信息跟踪法

一些大的制造公司根据实际工作中, 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。这些修改以维修信息的形式不断提供给维修人员。这些信息可以做为故障排除的依据, 可彻底排除故障。

3 维修中的注意事项

3.1 从整机上取出某块线路板时, 应注意记录其相对应的位置,

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。

3.2 电烙铁应放在顺手的前方, 远离维修线路板。烙铁头应作适当的修整, 以适应集成电路的焊接, 并避免焊接时碰伤其它元器件。

3.3 测量线路间的阻值时, 应断电源。

3.4 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。

3.5 不应随意切断印刷线路。数控设备上的线路板大多是双面金属孔板或多层孔化板, 印刷线路细而密, 一旦切断不易焊接。

3.6 不应随意拆换元器件。

没有确定故障元件的情况下只是凭感觉那一个元件坏了, 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。

3.7 拆卸元件时应使用吸锡器, 切忌硬取。同一焊盘不应长时间加热及重复拆卸, 以免损坏焊盘。

3.8 记录线路上的开关, 跳线位置, 不应随意改变。

进行两极以上的对照检查时, 或互换元器件时注意标记各板上的元件, 以免错乱, 致使好板亦不能工作。

3.9 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。

应注意高压, 有的线路板直接接入高压, 或板内有高压发生器, 需适当绝缘, 操作时应特别注意。

参考文献

[1]王忠锋.数控机床故障诊断及维修实例[M].北京:国防工业出版社.

数控机床控制技术与机床维修 篇8

1 数控机床控制技术

数控机床电气控制系统综述一台典型的数控机床其全部的电气控制系统。

(1) 数据输入装置将指令信息和各种应用数据输入数控系统的必要装置。它可以是穿孔带阅读机 (已很少使用) , 3.5in软盘驱动器, CNC键盘 (一般输入操作) , 数控系统配备的硬盘及驱动装置 (用于大量数据的存储保护) 、磁带机 (较少使用) 、PC计算机等等。

(2) 数控系统数控机床的中枢, 它将接到的全部功能指令进行解码、运算, 然后有序地发出各种需要的运动指令和各种机床功能的控制指令, 直至运动和功能结束。

(3) 可编程逻辑控制器是机床各项功能的逻辑控制中心。它将来自CNC的各种运动及功能指令进行逻辑排序, 使它们能够准确地、协调有序地安全运行;同时将来自机床的各种信息及工作状态传送给CNC, 使CNC能及时准确地发出进一步的控制指令, 如此实现对整个机床的控制。

(4) 主轴驱动系统接受来自CNC的驱动指令, 经速度与转矩 (功率) 调节输出驱动信号驱动主电动机转动, 同时接受速度反馈实施速度闭环控制。它还通过PLC将主轴的各种现实工作状态通告CNC用以完成对主轴的各项功能控制。通常CNC中也设有主轴相关的机床数据, 并且与主轴驱动系统的参数作用相同, 因此要注意二者取一, 切勿冲突。

(5) 进给伺服系统接受来自CNC对每个运动坐标轴分别提供的速度指令, 经速度与电流 (转矩) 调节输出驱动信号驱动伺服电机转动, 实现机床坐标轴运动, 同时接受速度反馈信号实施速度闭环控制。它也通过PLC与CNC通信, 通报现时工作状态并接受CNC的控制。

(6) 电器硬件电路随着PLC功能的不断强大, 电器硬件电路主要任务是电源的生成与控制电路、隔离继电器部分及各类执行电器 (继电器、接触器) , 很少还有继电器逻辑电路的存在。但是一些进口机床柜中还有使用自含一定逻辑控制的专用组合型继电器的情况, 一旦这类元件出现故障, 除了更换之外, 还可以将其去除而由PLC逻辑取而代之, 但是这不仅需要对该专用电器的工作原理有清楚的了解, 还要对机床的PLC语言与程序深入掌握才行。

(7) 机床 (电器部分) 包括所有的电动机、电磁阀、制动器、各种开关等。它们是实现机床各种动作的执行者和机床各种现实状态的报告员。这里可能的主要故障多数属于电器件自身的损坏和连接电线、电缆的脱开或断裂。

(8) 速度测量通常由集装于主轴和进给电动机中的测速机来完成。它将电动机实际转速匹配成电压值送回伺服驱动系统作为速度反馈信号, 与指令速度电压值相比较, 从而实现速度的精确控制。这里应注意测速反馈电压的匹配联接, 并且不要拆卸测速机。由此引起的速度失控多是由于测速反馈线接反或者断线所致。

(9) 位置测量较早期的机床使用直线或圆形同步感应器或者旋转变压器, 而现代机床多采用光栅尺和数字脉冲编码器作为位置测量元件。它们对机床坐标轴在运行中的实际位置进行直接或间接的测量, 将测量值反馈到CNC并与指令位移相比较直至坐标轴到达指令位置, 从而实现对位置的精确控制。位置环可能出现的故障多为硬件故障, 例如位置测量元件受到污染, 导线连接故障等。

(10) 外部设备一般指PC计算机、打印机等输出设备, 多数不属于机床的基本配置。使用中的主要问题与输入装置一样, 是匹配问题。

2 数控机床运动坐标的电气控制数控组成

数控机床运动坐标的电气控制数控机床一个运动坐标的电气控制由电流 (转矩) 控制环、速度控制环和位置控制环串联组成。

(1) 电流环是为伺服电机提供转矩的电路。一般情况下它与电动机的匹配调节已由制造者作好了或者指定了相应的匹配参数, 其反馈信号也在伺服系统内联接完成, 因此不需接线与调整。

(2) 速度环是控制电动机转速亦即坐标轴运行速度的电路。速度调节器是比例积分 (PI) 调节器, 其P、I调整值完全取决于所驱动坐标轴的负载大小和机械传动系统 (导轨、传动机构) 的传动刚度与传动间隙等机械特性, 一旦这些特性发生明显变化时, 首先需要对机械传动系统进行修复工作, 然后重新调整速度环PI调节器。

(3) 位置环是控制各坐标轴按指令位置精确定位的控制环节。位置环将最终影响坐标轴的位置精度及工作精度。这其中有两方面的工作:

一是位置测量元件的精度与CNC系统脉冲当量的匹配问题。测量元件单位移动距离发出的脉冲数目经过外部倍频电路和/或CNC内部倍频系数的倍频后要与数控系统规定的分辨率相符。例如位置测量元件10脉冲/mm, 数控系统分辨率即脉冲当量为0.001 mm, 则测量元件送出的脉冲必须经过100倍频方可匹配。

二是位置环增益系数Kv值的正确设定与调节。通常Kv值是作为机床数据设置的, 数控系统中对各个坐标轴分别指定了Kv值的设置地址和数值单位。在速度环最佳化调节后Kv值的设定则成为反映机床性能好坏、影响最终精度的重要因素。Kv值是机床运动坐标自身性能优劣的直接表现而并非可以任意放大。关于Kv值的设置要注意两个问题, 首先要满足下列公式:

式中v———坐标运行速度, (m/min) ;

Δ———跟踪误差, (mm) 。

注意, 不同的数控系统采用的单位可能不同, 设置时要注意数控系统规定的单位。

其次要满足各联动坐标轴的Kv值必须相同, 以保证合成运动时的精度。通常是以Kv值最低的坐标轴为准。

位置反馈有3种情况:

(1) 没有位置测量元件, 为位置开环控制即无位置反馈, 步进电机驱动一般即为开环;

(2) 是半闭环控制, 即位置测量元件不在坐标轴最终运动部件上, 也就是说还有部分传动环节在位置闭环控制之外, 这种情况要求环外传动部分应有相当的传动刚度和传动精度, 加入反向间隙补偿和螺距误差补偿之后, 可以得到很高的位置控制精度;

(3) 全闭环控制, 即位置测量元件安装在坐标轴的最终运动部件上, 理论上这种控制的位置精度情况最好, 但是它对整个机械传动系统的要求更高而不是低, 如若不然, 则会严重影响两坐标的动态精度, 而使得机床只能在降低速度环和位置精度的情况下工作。影响全闭环控制精度的另一个重要问题是测量元件的精确安装问题, 千万不可轻视。

3 结语

电子技术、信息技术、网络技术、模糊控制技术的发展使新一代数控系统技术水平大大提高, 促进了数控机床产业的蓬勃发展, 也促进了现代制造技术的快速发展。现代制造业正在迎来一场新的技术革命。

参考文献

[1]至骏.机床数控技术[M].北京, 机械工业出版社, 1983

[2]董龚洪浪.提高数控车床加工质量的措施[J].机械工人 (冷加工) , 2006 (1)

[3]武友德.数控原理与系统[M].北京:机械工业出版社, 2004

[4]王侃夫.数控机床控制技术与系统.北京:机械工业出版社, 2008 (2)

数控机床故障维修4例 篇9

查看主轴伺服驱动单元显示“AL-09”报警, 表明主轴模块晶体管回路过载, 这与负载、主轴伺服驱动单元及电机有关。该故障只在钻孔和使用切刀时出现, 当钻孔和使用切刀加工时, 主轴只抖动而不转动, 随后出现报警。调出伺服诊断画面, 发现主轴在钻孔和使用切刀时负载表显示负载达到200%。怀疑负载过重, 但从卡盘处用手旋转卡盘, 很轻巧。屏幕显示转速正常, 排除编码器故障。使用万用表和摇表检查电机三相平衡和绝缘, 均正常。互换故障机床和其他机床的主轴伺服驱动单元, 故障转移, 最终确认是主轴伺服驱动单元损坏。

例2美国哈挺COBRA 42型数控机床, 采用FANUC 21T系统, 机床出现446#报警 (硬件检测到X轴的内置编码器断线) 。

根据提示判断是X轴编码器问题, 更换编码器、电缆及X轴伺服驱动单元, 故障依旧。该报警只在转速变换和刀台换刀时出现。检查程序发现报警出现时光标都是停留在M03 S1600;M06 TXX处 (转速为1600r/min, 然后换刀TXX) 。判断故障和转速有关, 该机床主轴为变频器控制, 检查变频器主回路模块, 发现其中1个模块的参数已经变化, 更换变频器模块, 故障消失。由于变频器模块损坏, 带负载能力变低, 当转速由某个低转速向高转速变换时 (程序M03 S1600处) , 负载加大, 引起故障, 而此时刀台正开始换刀 (程序M06 TXX处) , 这时变频器故障出现的时间滞后就引起刀台通信错误, 出现446#报警。

例3台湾侨福HMC-500型卧式加工中心, 采用FANUC0M系统, 加工中心换刀时经常出现换刀臂与主轴卡住。

故障原因是主轴定向不准, 主轴定向与编码器、主轴伺服驱动单元有关。该主轴的定向方式采用编码器型主轴准停装置。定向的动作过程为当执行定向指令M19时, 主轴即以参数设定的方向与速度旋转。当旋转到主轴编码器内的一转信号即参考点时, 主轴即减速运行到参数设定的偏移值处停止, 到达定向点。修改主轴定向偏移参数, 定向位置仍不准, 将主轴伺服驱动单元与其他机床交换, 故障依旧。拆下编码器解体, 发现编码器轴晃动。由于编码器里轴承磨损, 轴与编码器在旋转时不能做到同步, 导致编码器信号不稳定, 引起定向不准。更换编码器里轴承, 重新组装好编码器, 安装、试车, 一切正常。

例4宝鸡SK50P型数控车床, 采用FANUC 0i T系统, 车床工作时经常出现急停报警, 隔一会儿急停又自动解除。

数控机床的维修与维护 篇10

1.1数控机床的工作原理

数控机床的工作原理即为,将控制要求和信息以及反馈信息等转化为数字信号,送入数控装置处理后输出控制机械加工过程。

1.2数控机床的发展趋势

1.2.1高速度、高精度

当前先进制造技术的主体是效率和质量。因此高速度、高精度技术的发展可最大限度地提高生产的效率和产品的质量,缩短生产周期提高市场竞争力。目前HyperMach进给速度最大达60m/min,快速为100m/min,加速度达2g,主轴转速达60000r/min。

1.2.2多轴联动加工和复合加工

多轴联动加工可充分利用刀具几何形状进行切削,从而大大提高了零件的表面光洁度和加工效率。如一般一台5轴机床的加工效率相当于2台3轴联动机床的加工效率。目前采用复合主轴头的机床更为方便的实现了多面和多轴在同一台机床上的并行使用。

1.2.3智能化、开放式、网络化是当前数控系统的共同发展方向

智能化的数控系统涵盖的方面很多,如加工方面的智能化,即加工过程的自适应控制,工艺参数的自生成;故障诊断方面的智能化,即智能监控机床各个部分运行情况,发送故障报告等。开放式既是数控系统的开发可以统一的在一个平台上进行。这样既可以解决数控系统软件不能产业化的问题,又大大加快了数控功能系列化的进程。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求,也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。

1.3维修维护工作的意义

数控加工在当前制造行业中占据着主导地位,它的发展将带动制造业的飞速发展,同时也将影响社会的发展进程。因此,使数控机床能够实时高效的工作也是一项重要工作。

2维护与维修的一般方法

数控机床是各种高精技术结合的生产工具,因此在日常的使用中维修维护工作对其使用寿命和精度起着很重要的作用,那么数控机床的维修维护工作一般应如何进行呢?

2.1数控机床的维护,对数控机床进行日常合理的维护工作,可以大大降低数控机床的故障发生几率。概括为以下几个方面需要注意:

2.1.1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。

2.1.2应尽量少开数控柜和强电柜的门。因为在机加工车间的空气中一般都含有油雾、灰尘甚至金属粉末。一旦它们落在数控系统内的印制线路或电器件上,容易引起元器件间绝缘电阻下降,甚至导致元器件及印制线路的损坏。有的用户在夏天为了使数控系统超负荷长期工作,打开数控柜的门来散热,这是种绝不可取的方法,最终会导致数控系统的加速损坏。正确的方法是降低数控系统的外部环境温度。因此,应该有一种严格的规定,除非进行必要的调整和维修,不允许随便开启柜门,更不允许在使用时敞开柜门。

2.1.3定期清扫数控柜通风系统。应每天检查数控系统柜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,否则会引起数控系统柜内温度高(一般不能超过55℃),造成过热报警或数控系统工作不可靠。

2.1.4对数控系统的电网电压进行定期或定时监测。当电网电压超出数控系统所能承受的额定范围时,数控系统的正常工作会受到影响,严重的可能导致数控系统内部电子器件损坏。

2.1.5定期更换存储器和伺服驱动器电池(不需保持电池的存储器除外)。为使数控系统数据和伺服驱动器内部的参数数据在不通电的情况下不丢失,为两者配备了保持电池。一般情况下每年应更换一次,并且应在数控系统通电的状态下更换电池。

2.1.6数控系统长期不使用的情况下,其维护工作应注意以下两方面:首先,要定期给数控系统通电,并空运行,这样可以利用数控系统本身电子和电器元件的热量驱散数控柜内的潮气。达到保持电器元件稳定可靠性的目的。其次,如果数控机床是采用直流伺服电动机作为机械驱动首端部件的,应在长期停用前将内部的电刷取出,以此避免由于化学腐蚀作用,使换向器表面腐蚀,造成换向性能变坏,甚至使整台电动机损坏的结果。

2.2由于数控机床是多种尖端技术的结合体,因此数控机床的维修工作不能随意而为之,因为那样可能导致机床的故障范围扩大。数控机床维修工作可大致分为以下几个步骤:

2.2.1问

这里的问包括:①问机床操作者,在机床出现故障后,维修工作进行之前应及时准确的询问故障是在何种情况下出现的,出现时伴随着怎样的现象。由于操作者是故障出现时的第一目击人又熟知机床特性,所以他的描述会有助于维修人员缩小故障范围,减少时间,提高效率。②问机床,机床的自诊断系统对维修人员是最好的参考,它可以准确的提供所出现的故障的代码以便于维修人员能够准确定位故障的出处。近年来兴起了新的接口诊断技术,JTAG边界扫描,提供了有效地检测引线间隔致密的电路板上零件的能力,完善了系统的自诊断能力。

2.2.2察

察主要是根据机床操作人员所提供的相关信息对可能出现故障的部件或元件外观进行观察。如检查有无由于电流过大造成的保险丝熔断,元器件的烧焦烟熏,有无杂物断路现象,造成板子的过流、过压、短路。观察阻容、半导体器件的管脚有无断脚、虚焊等,可发现一些较为明显的故障,缩小检修范围判断故障产生的原因。

2.2.3切

犹如中医切脉一样,当维修人员完成了上述两个步骤还不能准确定位故障的出处时,应该对机床故障进行进一步的检测来确定故障的出处究竟在何处。对数控机床故障的切可大致分为:①强电检测,其中包括配电、电动机动力线、电器元件完好性等的检测。②弱点检测,其中包括反馈信号、数控系统输出信号等的检测。

以上诊断方法并无严格界定,应以实际情况为准进行实地分析得出数控机床的故障所在,下面以实例分析来验证以上故障处理方法的实用性。

3主轴高速飞车故障排除:

故障设备:国产CK6140数控车床,采用FANUC OTE数控系统。故障现象:当接通电源时,主轴就高速飞车。

故障分析:造成主轴高速飞车的原因有:(1)装在主轴电动机尾部的测速发电机故障;(2)激磁回路故障,弱磁电流太小;(3)速度设定错误。根据以上分析,在停电状态下,用手旋转测速发电机,测速发电机反馈电压正常,在开机瞬间,测量激磁电压也正常。而主轴给定电压测得为14.8V(正常时最高给定电压为±10V),故初步诊断故障为NC主板硬件故障。

故障处理:改主板上给定电压有关的电路较多,除电阻、电容、二极管等常规元件外,还有很多集成电路,不可能把所有有关的线路一一分割,进行试验。但由于给定输出为14.8V,因此怀疑是15V电源通过元件加到了输出上。由于无该系统主板的原理图等资料,采用最基本的测电阻的方法,从外到里逐个元件测量对15V电源的电阻值,最终发现一块运放损坏,其输出与15V短接。更换后运行正常。

4结束语

数控机床故障的产生是多种多样的。所以,在维修时需要根据现象有理有据的分析、排除,最后达到维修的目的。切勿盲目的乱动。否则可能会导致故障更加的严重。总之,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,这样才能做到有的放矢。

摘要：数控机床是一种集自动控制、计算机、微电子、伺服驱动、精密机械等技术于一身的高、精、尖生产工具。它是机床技术发展的主流体现,并在先进制造业中起着主导的地位。因此,如何使数控机床发挥其在生产中的最佳效能是一个很重要的问题。因为数控机床是各种技术的结合体,所以在日常使用中难免出现故障导致停机。因此,其维护、维修工作是一项必不可少的工作。

关键词：数控机床,精密机械,结合体

参考文献

[1]陈蕾、谈峰浅析数控机床维护维修的一般方法[J].,机修用造,2004(10).

[2]王刚.数控机床维修几例[J],机械工人冷加工,2005(03).

数控机床的故障诊断与维修探究 篇11

【关键词】數控机床；故障；诊断；维修

数控机床在现代加工制造业中发挥着重要的作用，已经成为现代零部件生产加工的主要设备。但是无论是哪种数控机床，也无论其又多高的可靠性，在长期执行生产加工任务时都难免会产生各种各样或大或小的故障。当数控机床发生故障时，机床运行受阻甚至停止，为顺利生产造成阻碍，直接影响生产进度，即使机床保持运行状态，在加工精度和加工效率方面也会受到影响。数控机床一旦发生故障，在诊断和维修方面是存在一定难度的。因此，对于机床维修人员来说，熟练掌握机床维修技能，具有快速进行故障诊断的能力是十分必要的。

1、数控机床的常见故障类型

1.1系统故障。系统性故障是数控机床最为常见的故障，当超过某种设定的限度或者满足一定的条件的情况下必然发生的故障。比如机床冷却系统，当油标下降到最低刻度线以下，就必然会发生超温警报，系统必然发生停机故障。或者当某一轴沿着某一方向出现了超限移动，机床就会发出超程报警。对于此类故障，只需要加强日常维护，按要求正确操作和使用就会有效的避免故障发生。

1.2随机故障。随机故障是机床在正常的生产运行过程中，在相同的工况条件下偶尔发生的故障。相对于其它故障困难，这种故障因为具有偶然性，诊断起来就难度较大。导致此类故障发生的原因很多，比如零部件装配不当、组件排列不当、参数设定不合、人工操作失误、日常维护不到位、运行环境等因素的影响。

1.3报警故障和无报警故障。报警显示故障，当有故障发生时，机床报警装置会有报警通知，当硬件系统发生故障时，系统上的LED指示会亮起发出报警指示。数控机床的硬件数控中，每一个单元都装置有报警指示灯，包括控制面板、线路板、伺服单元等，包括一些外设装置上。当这些硬件单元有故障发生时，灯光亮起提醒工作人员有故障发生，以及时诊断并排除故障。数控系统的系统程序或者加工程序出现错误或者数据丢失、计算机等软件系统发生故障，就会在显示器上有报警信息显示出来，同时可能还会伴有报警信号。现代数控机床的数控系统通常都具有自我故障诊断的工，当有故障发生时，系统会自行检测并判断出故障类型，并发生故障出来指示。对于软件故障报警，维修人员可通过技术资料中相关的报警故障处理方法来排除故障。有些故障发生起来比较突然，没有硬件报警显示，也没有软件报警显示，对于这种无报警故障，诊断起来难度相对要大得多。这就需要根据实际的情况结合专业技术和经验来对故障进行诊断。

2、数控机床常见故障的诊断与维修

2.1主轴刀与刀库故障。数控机床的主轴刀与刀库故障，常见的类型主要有：（1）交换刀具的过程中掉刀。当主轴刀与刀库中的刀具在进行交换的过程中，发生掉刀故障。故障的原因主要在于在换刀的过程中，主轴箱没有返回到换刀点，也可能是换刀点出现了飘移，机械手还没有达到指定位置就开始抓到，以致于发生掉刀故障。对于此类故障的可以对主轴箱的运动轨迹进行重新的操作，使其达到预定的换刀点，如果是换刀点故障就需要对换刀点重新进行设置。（2）刀库转动故障。这里所说的刀库转动故障主要是指刀库转动没有达到预定位置点。导致此种故障发生的原因在于：第一，电机转动出现问题，传动机构出现位置误差。对电机进行更新，重新对传动机构进行调整。第二，液压系统出现故障，油路堵塞。对液压系统进行全面检查，疏通油路，更换液压阀。第三，刀库阻滞。对刀库进行检查，查看装刀是否恰当合理。（3）换刀时主轴刀松刀不畅。数控机床加工中心在自动换刀的过程中，主轴刀松刀不畅通，动作迟缓。对于此类故障主要对主轴系统进行故障检查和诊断，通常原因在于：第一，气动系统存在压力不足；第二，拉力系统运行出现故障；第三，松刀气缸发生故障。对于此类故障，首先对主轴系统的气动系统压力进行检查，如果压力在0.6MPa以下，则说明压力不足，此时打开压力机进行调压，使压力上升到标准范围内。（4）主轴定位出现偏差。主轴在没能达到预定的理想位置，定位出现偏差，通常会首先考虑到主轴的电气系统发生故障。对主轴系统进行全面检查，发现驱动系统正常，没有故障报警，定位编码准确，动作也正确，则排除电气系统发生故障。在此种情况下，故障原因很可能出现在编码器的连接上。对连接处进行检查，连接处用于紧固的螺钉发生了松动，连接处存在较大的间隙，这是导致主轴定位偏移的主要原因，只需对连接紧固螺钉重新加以固定即可排除故障。

2.2主轴串行通信故障。SPM与CNC的通讯发生了故障，通信出现错误。对此故障进行诊断，故障原因可能包括以下几点：第一，电缆连接问题。对SPM和CNC的连接电缆进行检查，是否接触完好，是否存在连接不良。电缆与插头之间是否完好连接，是否存在折断或者破损。电缆确定是否是双绞线电缆，连接是否与说明书的标示有出入。第二，在CNC电路板母板上设置有用于控制主轴的电路回路，如果问题出现在母板上，则需要对其进行更换。

2.3电池电压异常。机床数控系统长时间的持续运行，电池能量损耗，电压降低，显示器上会对此有报警显示。当出现电池电压异常的报警显示时，就需要尽快对电池进行更换，以使电池保持足够的电压维护系统运行，防止电压故障造成存储器中数据丢失。

3、结语

本文对数控机床的常见故障类型进行分析，有些故障的发生是完全可以预先避免的，必然润滑油、冷却液等，在日常机床维护中，定期对此类系统标线进行检查，使其保持在标准允许范围之内，就可以有效的防止此类故障的发展。对于机床故障的诊断和排除与机床维修工人本文的技术水平和经验积累也有直接的关系。因此，机床故障维修人员应该不断学习，了解每一种机床的性能和详细资料，当机床发生故障时，能够快速准确的找到故障原因并排除故障。

参考文献

[1]蓝晓威.数控机床电气故障的排除方法浅析[J].黑龙江科技出版社，2012.

[2]刘豫喜.数控机床故障诊断与维修[M].南京：南京大学出版社，2013.

作者简介

数控机床故障分析及维修 篇12

这是排故的第一阶段, 是非常关键的阶段, 主要应作好下列工作

1.1 询问调查在接到机床现场出现故障要

求排除的信息时, 首先应要求操作者尽量保持现场故障状态, 不做任何处理, 这样有利于迅速精确地分析故障原因。

1.2 现场检查到达现场后, 首先要验证操作

者提供的各种情况的准确性、完整性, 从而核实初步判定的准确度。由于操作者的水平, 对故障状况描述不清甚至完全不准确的情况不乏其例, 因此到现场后仍然不要急于动手处理, 重新仔细调查各种情况, 以免破坏了现场, 使排故增加难度。

1.3 故障分析根据已知的故障状况按上节

所述故障分类办法分析故障类型, 从而确定排故原则。由于大多数故障是有指示的, 所以一般情况下, 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。

1.4 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, 这时对维修人员是一种对该机床熟悉程度、知识水平、实践经验和分析判定能力的综合考验。

1.5 排故预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, 需要做一系列的预备工作, 例如工具仪表的预备、局部的拆卸、零部件的修理, 元器件的采购甚至排故计划步骤的制定等等。

2 电气故障的常用诊断方法

2.1 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。

2.1.1 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, 并且在整个分析判定过程中可能要多次询问。

2.1.2 目视总体查看机床各部分工作状态

是否处于正常状态 (例如各坐标轴位置、主轴状态、刀库、机械手位置等) , 各电控装置 (如数控系统、温控装置、润滑装置等) 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和否等等。

2.2 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。例如用万用表检查各电源情况, 及对某些电路板上设置的相关信号状态测量点的测量, 用示波器观察相关的脉动信号的幅值、相位甚至有无, 用PLC编程器查找PLC程序中的故障部位及原因等。

2.3 信号和报警指示分析法

2.3.1 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和排除方法。

2.3.2 软件报警指示如前所述的系统软件、

PLC程序和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。

2.4 接口状态检查法现代数控系统多将PLC

集成于其中, 而CNC和PLC之间则以一系列接口信号形式相互通讯联接。有些故障是和接口信号错误或丢失相关的, 这些接口信号有的可以在相应的接口板和输入/输出板上有指示灯显示, 有的可以通过简单操作在CRT屏幕上显示, 而所有的接口信号都可以用PLC编程器调出。

2.5 参数调整法数控系统、PLC及伺服驱动

系统都设置许多可修改的参数以适应不同机床、不同工作状态的要求。这些参数不仅能使各电气系统和具体机床相匹配, 而且更是使机床各项功能达到最佳化所必需的。因此, 任何参数的变化 (尤其是模拟量参数) 甚至丢失都是不答应的;而随机床的长期运行所引起的机械或电气性能的变化会打破最初的匹配状态和最佳化状态。此类故障多指故障分类一节中后一类故障, 需要重新调整相关的一个或多个参数方可排除。

2.6 备件置换法当故障分析结果集中于某

一印制电路板上时, 由于电路集成度的不断扩大而要把故障落实于其上某一区域乃至某一元件是十分困难的, 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。

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。

2.7 交叉换位法当发现故障板或者不能确

定是否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, 例如两个坐标的指令板或伺服板的交换从中判定故障板或故障部位。这种交叉换位法应非凡注重, 不仅硬件接线的正确交换, 还要将一系列相应的参数交换, 否则不仅达不到目的, 反而会产生新的故障造成思维的混乱, 一定要事先考虑周全, 设计好软、硬件交换方案, 准确无误再行交换检查。

2.8 非凡处理法当今的数控系统已进入PC

基、开放化的发展阶段, 其中软件含量越来越丰富, 有系统软件、机床制造者软件、甚至还有使用者自己的软件, 由于软件逻辑的设计中不可避免的一些新问题, 会使得有些故障状态无从分析, 例如死机现象。对于这种故障现象则可以采取非凡手段来处理, 比如整机断电, 稍作停顿后再开机, 有时则可能将故障消除。维修人员可以在自己的长期实践中摸索其规律或者其他有效的方法。

3 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。

3.1 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失数据、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略显不足, 再加上某些人为的因素, 难免出现由电源而引起的故障。

3.2 数控系统位置环故障

3.2.1 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。

3.2.2 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。

3.3 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。

3.4 机床动态特性变差, 工件加工质量下

降, 甚至在一定速度下机床发生振动。这其中有很大一种可能是机械传动系统间隙过大甚至磨损严重或者导轨润滑不充分甚至磨损造成的;对于电气控制系统来说则可能是速度环、位置环和相关参数已不在最佳匹配状态, 应在机械故障基本排除后重新进行最佳化调整。

3.5 偶发性停机故障。这里有两种可能的情

况摘要:一种情况是如前所述的相关软件设计中的新问题造成在某些特定的操作和功能运行组合下的停机故障, 一般情况下机床断电后重新通电便会消失;另一种情况是由环境条件引起的, 如强力干扰 (电网或周边设备) 、温度过高、湿度过大等。这种环境因素往往被人们所忽视, 例如南方地区将机床置于普通厂房甚至靠近敞开的大门四周, 电柜长时间开门运行, 四周有大量产生粉尘、金属屑或水雾的设备等等。这些因素不仅会造成故障, 严重的还会损坏系统和机床, 务必注重改善。

摘要：本文针对数控机床电气故障原因进行分析, 并提出维修及排除方法。