数控机床故障诊断与维修

数控机床故障诊断与维修

实验指导书

院(系)：机械工程学院

教研室：机电一体化教研室

课程名称：数控机床故障诊断与维修实验适用专业：机床数控技术（高职）

制订日期：2002.12

编写人：潘海丽

上海第二工业大学

一、实验性质和任务

《数控机床故障诊断与维修实验》是机床数控技术专业（高职）重要的实践性环节。本实验的任务是配合《数控机床故障诊断与维修》课程，通过对数控机床上的典型故障进行系统而全面的分析诊断、故障定位与排除故障，理论结合实践地掌握数控机床故障诊断与维修的基本思路、判断原则、基本方法与具体的实施步骤。

二、实训要求

本实验中要求学生：

1．养成安全、认真、踏实、严谨、一丝不苟的工作作风。

2.确立数控机床故障检测与诊断的基本思路与判断原则。

3．学会全面查阅数控机床的技术资料，掌握机床的电气控制系统的组成及其基本原理。学会在现象与背景的调查与分析基础上归纳总结出一些典型故障的故障特征、故障类型与故障大定位，制作出各种相关的系统框图与相关的动作流程图，以故障流程图来确定诊断与维修的具体步骤。

4.学会应用数控机床自诊断。初步掌握故障检测与诊断的手段与方法。初步能进行故障定位。学会建立

故障档案。

5．按实验环节递交报告，最后递交数控机床故障诊断与维修的总结报告。

三、实验内容与学时安排

总学时为8学时。选做3-4个实验项目

实验一修前技术准备2学时

实验二计算机模拟故障分析2学时

实验三机床电器故障诊断2学时

实验四自诊断——参数与诊断画面的调用2学时

实验五PLC程序法、接口信号法与信号追踪法4学时

实验六故障综合分析与与故障档案的建立4学时

四、本实验与其它课程关系

相关前修课程：数控机床、典型数控系统、可编程控制器、数控机床编程、数控机床伺服系统、数控机床电器、微机原理及其应用。

五、教材及参考书

教材：数控机床故障诊断与维修实验指导书

参考书：《数控机床故障诊断与维修》

《MNC863T数控系统规格、操作说明》《MNC863T数控系统连接与维修说明》《MNC863T数控系统电气使用说明书》《MNC863T电气原理图》《MNC863T数控车床使用说明书》

《SINUMERIK802S技术手册》、《用户手册》、《简明安装调试手册》

实验一修前技术准备

一、实验目的

本实验项目目的是培养学生阅读技术资料能力；概括总结能力；勾画系统框图的能力。为后续实验作技术准备。

二、实验要求

通过本实训项目，要求学生

1.了解数控设备维修与故障诊断前必须进行的技术准备的内容。学会全面查阅技术资料——

操作说明、维修手册、电气原理图与连接手册，了解数控机床的使用条件（工作环境条件、

电源与接地要求）。

2.通过构思与画出MNC863T及其RS系统数控机床电器与电气连接框图，熟悉数控机床的常用

电器的使用条件、功能、部位及其连接关系。

3.再通过实际MNC863T数控车床上的对照与认识，熟悉数控机床的基本结构与组成，勾画闭

环控制系统框图。

三、实验内容与步骤

1．认真全面地查阅MNC863T数控车床与RS系统数控机床技术资料，概括机床结构与控制系统特点，以及使用要求。

2．画出相应的电器与电气连接框图，熟悉数控机床的常用电器的使用条件、功能、部位及其连接关系。

3．对照两个数控车床上的电器与系统结构，画出该机床的半闭环控制系统框图。

四、注意事项

1．爱护并保管好借用的技术资料。不许在资料上涂写。

2．明确实验要求，按要求完成实验内容。

3．独立完成概括总结、两张框图以及实验报告。

五、实验报告要求

1．技术资料阅读的概括总结，包括机床使用要求、对电源与接地、防强电干扰的措施。

2．分别画两台机床的电器与电气连接框图，并对控制电器的功能与常见故障分析。

3．画出该机床的半闭环控制系统框图。并利用所学知识来总结：

4.哪些故障是属于位置环故障？哪些故障是速度环故障？

2）有哪些控制类型的故障现象？故障类型与可能的故障部位？常用的诊断方法？

3）哪些独立单元是开关量输入？哪些是模拟量输入？哪些环节传递数字脉冲信号？

4）哪些器件易发生故障？故障机理是什么？

5.体会。

实验二计算机模拟故障分析

一、实验目的：通过计算机模拟故障分析，熟悉数控机床常见故障诊断的正确思路、基本步骤步骤

与基本方法。

二、实验要求：在模拟故障分析中，必须积极思考每一步骤进行的基本原则与思路。弄清每一项目

所采用的方法。并且，归纳出总结项目的共性与个性。

三、实验内容与步骤：

实验内容：

模拟实验一MNC863T系统21#报警（伺服没准备好）

模拟实验二MNC863T系统一开机即出现22#报警（位置环报警）

模拟实验三MNC863T系统CRT无显示无任何报警。模拟实验四MNC863T系统X轴超程报警，机床中止运行模拟实验五MNC863T系统刀架弹起不转。换刀流程图，相关系统组成框图

(以后在“修前调查”中加上“Turrent报警”，资料p98)

实验步骤：按计算机上提示进行。

四、注意事项：用鼠标点击翻页！

五、实验报告要求

1．对每一个模拟故障分析，画出判别流程图。指出故障特征、故障类型与采用的基本方法。对实验中采用的每一种诊断方法进行简述。

2．归纳出总结模拟故障及其分析中的共性与个性。

实验项目三机床电器故障诊断

一、实验目的：了解机床常用电器的主要故障与主要分析方法

二、实验要求：根据机床常用电器的结构与工作原理，来分析可能出现的常见故障及其表现（故障现象）

三、实验内容与步骤：

1．要求了解对空气断路器、熔断器、继电器、接触器、电磁阀、电磁离合器与电磁抱闸、电动机等的结构与工作原理。

2．分类总结它们的主要故障及其相关可能表现的故障现象。

3．总结常用分析故障的方法。

四、注意事项：：注意安全；不要扩大故障；不要损坏实验装备。

五、实验报告要求

1.分类画出常用电器的结构与工作原理的简单示意图。

2.总结它们的主要故障、相关可能表现的故障现象及其常用分析故障的方法。

实验四自诊断——参数与诊断画面的调用

一、实验目的：认识并学会正确使用数控机床的自诊断与参数的各种画面。

二、实验要求：根据故障现象或报警内容，充分利用参数法与系统的自诊断功能来分析故障。

三、实验内容与步骤：

故障现象一：802S系统程序中断、X轴限位报警（p23软限位、诊断-调试）

故障现象二：802S系统跟随误差过大报警（诊断-维修信息）

故障现象三：MNC863T系统主轴不转，无报警显示。（主轴D/A输出设定与增益倍率选择）

故障现象四：MNC863T系统04#报警（限位报警）（即超程报警）

故障现象五：MNC863T系统23#报警（跟随误差过大报警）

故障现象六：MNC863T系统无论运行或静止状态，X轴电机都发生激烈的极高频振动。

故障现象七：MNC863T系统加工精度低。

故障现象八：MNC863T系统机床通电后，不能启动。无报警显示。

四、注意事项：只许阅读各画面的内容，不许自行修改系统的任何数据。

五、实验报告要求

1．画出故障分析判断的流程图。对故障现象七与八可画粗略的判别流程图。

2．针对每一故障现应该先查哪些参数？为什么？

3．在上述故障现象中分析中，你是如何充分利用自诊断的？查哪些参数的实时状态参数？

4．总结一下：

1）怎样的故障先查参数？

2）软件故障成因。

3）哪些故障现象应该选用PLC程序法？

实验五PLC程序法、接口信号法与信号追踪法

一、实验目的：熟悉PLC常见报警的自诊断。练习PLC程序法、接口信号法与信号追踪法

二、实验要求按PLC自诊断与维修说明书的提示，以分析的基本原则与正规步骤，建立诊断流程图。合

理选择方法，来分析故障，并提出故障的排除方法。

三、实验内容与步骤（选做2个）

实验内容：MNC863T数控车床：

故障现象一：频繁停机维修p13

故障现象二：09#急停报警停机。

故障现象三：一开机即出现X轴不能进给，面板显示“进给保持”。

故障现象四：程序运行中断，无报警显示。维修p14

故障现象五：X轴不能启动，20#报警（过载报警）。

RS数控机床：

指令脉冲信号断路故障

编码器报警

步进系统高速时丢步

步进电机缺相运行

驱动器故障

刀架失控旋转不停找不到刀

超程报警，机床中止运行。

X轴不转动，无报警显示。

X轴伺服暴走

步进系统的低频共振

1．认真观察与分析故障现象，查阅有关技术资料，充分掌握故障信息，找出故障特征。

2．根据系统工作原理与故障机理，判断故障类型，并进行故障大定位。

3．画出相关的系统框图（如有重复，可注明“见实验？故障现象？的系统框图”，不必重画），罗列所有可能的成因，按最有可能出现的成因——先一般后特殊的原则，以及其它原则，确定步骤——以诊断流程图来说明分析步骤。

4．为确定故障点，先选用合理的方法。必须指出方法的名称与相关的步骤。

5．说明必须调用的诊断画面名称以及信号状态或接口状态参数的名字地址与两种状态。如果是PLC程序法，需要画出相关的梯形图或动作流程图，以利于确定程序中止在哪一步。

6．列出状态对比表，判出故障点。

7．指明采用什么方法，合理地进行故障点测试。

8．故障定位。

9．建议如何可排除故障，恢复设备。

四、注意事项：

报警点 故障点。

一种报警，可以对应不同的多种故障成因（机理）。

故障点往往受上位器件状态控制，需结合独立单元法与信号追踪法进行分析。

五、实验报告要求

1．记录实验步骤中所做的工作内容。

2．在上述故障现象中分析中哪些故障现象需要重演故障？为什么？重演故障之前应该注意什么？

3．写出PLC程序法中的基本步骤。对应用该方法的故障分析时，需列出状态对比表。

4．总结并回答下列问题：

1）PLC装置处于停止状态时出现报警，该如何处理？（参见教材p141）

2）程序运行中断，无报警显示时，应该先做些什么观察与检查？

3）当出现的报警是操作信息时，该如何处理？（参见教材p141）

实验六典型故障综合诊断与与故障档案的建立

一、实验目的

1.认识数控机床本体电气功能器件的常见故障现象。学习应用常规检查法、试探交换法、短路

销法、测量比较法、信号强制法与接口信号法诊断，予以故障定位。

2.认识并诊断主轴各类故障。综合应用现象分析法、信号追踪法、以及试探交换法等分析有关

主轴各类故障。

学习主轴系统与驱动系统的异常振动与噪声的诊断方法，了解机械故障诊断的双特征法。

3.学习伺服超差的分析与排除的一般方法。

4.认识与掌握监测系统及反馈环节的构成、常见故障与成因。尤其是分析传感器部分的常见故

障的现象，检查并排除故障。

5.综合各诊断方法，并学习故障档案的建立方法。

二、实验要求

根据故障现象与报警提示，画出相关部分的系统框图。按数控机床故障检测与诊断的基本思路

与判断原则，画出故障判别流程图，采用合理的分析方法进行诊断，予以故障定位。

三、实验内容与步骤

实验内容：MNC863T数控车床

故障现象一：任何方式都无法启动X轴无报警显示。（失控现象）维修手册p12

故障现象二：MNC853T数控车床机床通电后不能动作，无报警显示。维修p10

故障现象三：X轴运动速度单向不稳、时而21#报警。维修p11

故障现象四：X轴伺服超差，无报警。

故障现象五：MNC853T加工精度低，工件加工表面上出现均匀条纹。（本体+刀工+伺服+位检）系统组成框图（先软后硬查参数…）维修p15——螺纹不准

故障现象六：主轴系统异常振动与噪声。p12、13

故障现象七：主轴不转，无任何报警。维修p14——G32指令不执行

故障现象八：机械手不动作

维修档案

实验步骤：

1．认真分析每一故障现象，找出故障特征，判出故障类型。

2．画出相关的系统框图，进行故障大定位。

3．罗列所有可能的故障成因。按故障诊断的基本思路与判断原则，画出故障判别流程图或动作流程图。

4.故障点的合理测试，进行故障定位。

四、实验报告要求

1．画出相应每个故障现象的有关部分的系统框图。

2．分析讨论上述故障现象、判断故障类型、故障大定位、罗列故障成因并画出判断流程图或相关的动作流程图。

3．设计一种合理的故障档案记录表格形式。

4．总结并回答下列问题：

1）为什么通电后一定要作回零操作？若此时出现超程报警如何处理？为什么？

2）何谓假超程？为什么在“复位”前必须进行检查与作些准备？“复位”无效后的更改补充法是怎样进行的？

3）数控机床有哪些失常现象？常见的成因与分析思路？

4）总结数控机床本体电气功能器件的常见故障现象、产生条件、分析方法与思路。

5）总结数控机床异常振动与噪声分析方法与思路。

6）总结监测系统及反馈环节器件的功能、常见故障以及分析思路。

5．完成全面总结报告。

数控机床故障诊断复习题有答案

1、数控机床按控制运动轨迹可分为点位控制、（直线控制）和（轮廓控制）等几种。 2、数控机床的核心是（数控装置）其作用是处理输入信号并输出（指令）。 3、机床自运行考验的时间，国家标准9061-88中规定，数控车床为（16）小时，加工中心为（32）小时。都要求（连续）运转。 4、数控机床内部干扰源主要来自（电控系统的设计），（结构布局）及生产工艺缺陷。 5、数控机床的进给伺服系统由（伺服电路）（伺服驱动）（机械传动机构）及执行部件组成。 6、干扰是指有用信号与噪声信号两者之比小到一定程度时，（噪声信号）影响到数控系统正常工作这一物理现象。 7、滚珠丝杆螺母副间隙调整方式：（垫片式）（螺纹式）（齿差式）。 8、步进电机的驱动电路一般有（环形分配器）和（功率放大器）两部分。 9、机械磨损曲线包含（磨合阶段）、（稳定磨损阶段）、（急剧磨损阶段）三个阶段组成。 10、数控机床的自动换刀装置中，实现（刀库）和机床（主轴）之间传递和装卸刀具的装置称为刀具交换装置。 11、滚珠丝杠螺母副，按滚珠返回的方式不同可以分为（内循环式）和（外循环式）两种。 12、数控机床常用的刀架运动装置有：（四方转塔刀架）（机械手链式刀架）（转塔式刀架）。 13、数控机床故障分为（突发性故障）和（渐发性故障）两大类。 14、数控机床电路包括（主电路）、（控制电路）和信号电路。 15、导轨按其摩擦性质可以分为(滑动导轨)、(滚动导轨)和(静压导轨)三大类。 16、选择合理规范的(拆卸)和(装配)方法，能避免被拆卸件的损坏，并有效地保持机床原有精度。 17、数控功能的检验，除了用手动操作或自动运行来检验数控功能的有无以外，更重要的是检验其（稳定性）和（可靠性）。 18、提高开环进给伺服系统精度的补偿措施有（传动间隙）补偿和（螺距误差）补偿。 19、提高进给运动低速平稳性的措施有：降低（执行部件质量）减少（动静摩擦之差）提高（传动刚度） 20、滚动导轨的预紧有两种方法，即采用（过盈配合）采用（调整元件） 21、数控机床的可靠性指标有（平均无故障时间）、（平均故障排除时间）和（有效度）。 22、故障诊断基本过程是：（先内后外）、（先机械后电气）、（先静后动）、（先公用后专用）、先简单后复杂、先一般后特殊。 23、数控机床自动换刀装置的形式有（回转刀架换刀）、（更换主轴头换刀）和（带刀库的自动换刀）。 24、各类信号接地要求包括：系统信号、直流信号、（数字信号）和（模似信号）。 25、机械手夹持刀具的方法有（柄式）夹持和（法兰盘）夹持两种。 26、数控系统软件类故障发生的原因可能有：误操作、（供电电池电压不足）、（干扰信号）、软件死循环、操作不规范和（用户程序出错）等等。 27、导轨副的维护一般包括（导轨副的润滑）、（滚动导轨副的预紧）和（导轨副的防护）。 28、在加工中心等机床上，由于自动换刀、精密镗孔加工等需要，往往需要主轴系统具有（定向准停）控制功能，此时，在机床上需安装（磁接近开关）或（脉冲编码器）等检测元件。 29、数控机床的精度检验内容包括（几何精度）、（定位精度）和（切削精度）。 30、故障自诊断技术是当今数控系统的一项十分重要的技术，数控系统的自诊断技术分为（启动自诊断）、（在线诊断）和（离线诊断）。

CAK系列数控车床维修实例

沈阳CAK系列数控车床维修实例 沈阳第一机床厂生产的CAK系列数控车床，主要用于轴类、盘类零件的精加工和半精加工，可以进行内、外圆柱表面、锥面、螺纹、镗孔、铰孔以及各种曲线回转体的加工，适合汽车、摩托车，电子、航天、军工等多种行业的机械加工，深得用户的一致好评。 但是，再好的产品，由于操作人员的使用不当，再加上机械零件的磨损、疲劳、失效，电器元件老化变质，以及恶劣的生产环境，又疏于保养，难免就会出现各种各样的故障。不过，在众多的机械和电气故障当中，百分之八十都是一般性的常见故障，这类故障却是生产设备出现频率最多的问题，但都能在很短时间内解决。再有百分之二十就是有一些难度的疑难故障了，需要假以时日才能解决故障。 要想设备少出故障，少停机，关键还得企业老板要重视设备的日常维护保养工作，不然故障停机时间太长，无法按时交货，只有哭晕在厕所了。 多年前在网络上写过一些维修的实例，全是实际工作中遇到的故障，主要就是那百分之八十的常见故障，纯属个人维修经验之杂谈，已好久都没有更新了，现抽空整理原来发布的维修实例，并更新了有记载的维修实例分享给大家，以解决实际生产中遇到的问题。 2020年8月18日

例1 、主轴无力（2007.6.26） CAK3675数车，系统：GSK980TD，变频器：沈阳北辰SC1000，主轴电机：5.5KW，主轴转速：200-3000（手动卡盘2000）。 用户反映才买的4台CAK3675机床，在低速50r/min，吃刀量1mm，F0.1mm出现闷车（即主轴停住），后在相同速度下，手逮住卡盘（注意，此法不可取，十分危险）也能使主轴停下。 此现象明显是转矩太低引起。 由于用户不了解变频调速原理，当变频器带普通电机长期运行时，由于散热效果变差，电机温度升高，所以不能长期低速运行，如果要低速恒转矩长期运行，必须使用专用变频电机。 再加上没有仔细看说明书，以为从0-2000转都能正常使用，按说明书要求最低转速是200转，低于此转速虽然也能转动，但转矩很低，将影响正常加工，应避免安排加工低于200转以下的工件。 北辰变频器是V/F控制方式，这种变频器本身就是在低速时输出转矩较低，要提高低速输出转矩，只能修改参数满足其要求。 主要有以下几个参数： 1、转矩提升（补偿）：根据现场情况适当增加设定值，加大后要十分注意电机的温度和电流，过大将会损坏电机； 2、中间输出频率电压； 3、最低输出频率电压。 参数1一般单独使用； 参数2、3在不使用1参数时使用，低速输出转矩不足时根据实际情况增大2、3参数设定值，如果出现启动时冲击较大，减小设定值。 本例适当增大设定值后问题解决。 其它变频器也可以参照本例。 强烈建议不要长期在机床规定最低主轴转速下运行。 以上方法，仅供参考。 例2 、Z轴运行不稳（2007.6） 机型：CAK50135nj ，系统：GSK980TD 故障现象： 快移倍率100％的情况下，在自动运行G00时，Z轴出现一冲一冲的现象，快移倍率50％的情况下，则无此现象； 快移倍率50％、100％的情况下，手动快移也无一冲一冲的现象。 排除方法： 初步分析是Z轴的快移加减速时间参数不合适造成，原Z轴加减速时间参数25＃＝80，由于不同机床有不同的机械性能，故根据现场情况试把参数减小为60，下电后再上电，故障排除。 注：加减速特性调整 加减速时间常数越大，加速、减速过程越慢，机床运动的冲击越小，加工时的效率越低；加减速时间常数越小，加速、减速过程越快，机床运动的冲击越大，加工时的效率越高。

数控机床故障诊断与维修考试模拟题及答案培训资料

模拟考试试卷A 2、数控机床机械故障诊断包括对机床运行状态的识别、预测和监视三个方面的内容。其实用诊断方法有看、问、听、嗅触等。 3、点检就是按有关文件的规定，对数控机床进行定点、定时 、的检查和维护。 1、数控机床最适用于复杂、高精、多种批量尤其是单件小批量的机械零件的加工。（） 2．在工件或刀具自动松夹机构中，刀杆通常采用7：24的大锥度锥柄。（） 3．凡是包含测量装置的数控机床都是闭环数控机床。（） 4．数控机床中内置PLC的CPU与数控系统的CPU是同一CPU。（） 5．数控机床电控系统包括交流主电路、机床辅助功能控制电路和电子控制电路，一般将前者称为“弱电”，后者称为“强电”。（） 6．对数控机床的各项几何精度检测工作应在精调后一气呵成，不允许检测一项调整一项，分别进行。（） 7．用户参数在调机或使用、维修时是不可以更改的，这些参数改好后，应将参数封锁住。（） 8．数控机床中，所有的控制信号都是从数控系统发出的。（） 9．数控机床是在普通机床的基础上将普通电气装置更换成CNC控制装置。（） 10．常用的间接测量元件有光电编码器和旋转变压器。（） 1.数控机床是在诞生的。 ( )。 A．日本 B. 美国 C. 英国 D. 中国 2．数控机床主轴驱动应满足： ( )。 A．高、低速恒转矩 B．高、低速恒功率 C．低速恒功率高速恒转矩 D．低速恒转矩高速恒功率 3．故障维修的一般原则是： ( )。 A．先动后静 B．先内部后外部 C．先机械后电气 D．先特殊后一般 4．数控机床工作时，当发生任何异常现象需要紧急处理时应启动：（）。 A．程序停止功能 B.暂停功能 C. 紧停功能 D.应急功能 5．数控机床如长期不用时最重要的日常维护工作是：（）。 A．清洁 B. 干燥 C. 通电 D. 维修模拟考试试卷B1、数控机床最适用于复杂、

数控机床的故障分析及消除措施

山东广播电视大学 毕业论文（设计）评审表题目___数控机床的故障分析及消除措施 姓名孙中波教育层次专科 学号省级电大山东广播电视大学专业市级电大泰安广播电视大学指导教师于婷教学点宁阳

目录 摘要与关键词 (3) 1、引言 (3) 2、数控机床故障诊断分析 (3) 2.1数控机床的故障规律 (3) 2.2数控机床故障诊断的一般步骤 (4) 2.3数控机床的常用检修方法 (5) 3、数控机床常见故障诊断与维修 (6) 3.1数控机床机械结构故障诊断与维修 (6) 3.2常见伺服系统故障及诊断 (11) 3.3数控机床P L C故障诊断方法 (13) 4、数控机床常见故障诊断及维修实例 (14) 结论 (16) 致谢 (16) 参考文献 (17)

题目：数控机床的故障分析及消除措施 【摘要】本文主要研究数控机床故障分析及消除措施的相关内容。从数控机床故障诊断的基础内容谈起，介绍数控机床故障规律，故障诊断的一般步骤及方法。接着讲述数控机床的常见故障，包括机械故障、伺服系统故障、PLC等电气故障。最后通过实例具体介绍数控机床故障产生后分析处理的过程。从而得知，数控机床维修是一门复杂的技术，要熟悉数控机床的各个部分，理论加实践，提高工作效率。 【关键词】数控机床、故障、诊断、维修 1 引言 数控技术是现代机械制造工业的重要技术装备，也是先进制造技术的基础技术装备。随着电子技术的不断发展，数控机床在我国的应用越来越广泛，但由于数控机床系统及其复杂，又因大部分具有技术专利，不提供关键的图样和资料，所以数控机床的维修成为了一个难题。论文将涉及数控机床简单介绍、故障现象描述或给出典型实例、故障的成因的分析和论证、故障诊断过程及消除故障的措施等内容。本论文将参考相关资料，根据自己的实际工作经验进行编写，力求为广大数控机床维修者提供可借鉴的经验。 2 数控机床故障诊断分析 数控机床是个复杂的系统，一台数控机床既有机械装置、液压系统，又有电气控制部分和软件程序等。组成数控机床的这些部分，由于种种原因，不可避免地会发生不同程度、不同类型的故障，导致数控机床不能正常工作。这些原因大致包括：机械锈蚀、磨损和失效；元器件老化、损坏和失效；电气元件、接插件接触不良；环境变化，如电流或电压波动、温度变化、液压压力和流量的波动以及油污等；随机干扰和噪声；软件程序丢失或被破坏等。此外，错误的操作也会引起数控机床不能正常工作。数控机床维修的关键是故障的诊断，即故障源的查找和故障定位。一般讲根据不同的故障类型，采用不同的故障诊断方法。 2.1数控机床的故障规律： 在整个使用寿命期，根据数控机床的故障频度大致分为 3 个阶段，即早期故障期、偶发故障期和耗损故障期。 1.早期故障期：早期故障期的特点是故障发生的频率高，但随着使用时间的增加

数控机床维修技术简述及维修实例

数控机床维修技术简述及维修实例 Revised on November 25, 2020

数控机床维修技术简述及维修实例 摘要本文主要介绍电子数控系统检修的一些知识，对一些常见的电子故障进行总结归类，并在每类故障后加以故障实例，以加深读者对数控机床维修技术理论的认识。 【关键词】电子数控故障诊断检修技术 1 常用电子数控的故障诊断和排除方法 首先确认故障现场，通过操作者或者自行调查故障现象，充分掌握故障信息。列出故障部位的全部疑点，分析故障原因，制定排除故障的方案。 按照电子数控系统故障排除普遍使用的方法，大致可以分为以下几种：（1）CNC故障自诊断及故障报警号；（2）初始化复位法；（3）功能参数封锁法；（4）动态梯形图诊断法；（5）原理分析法；（6）备件置换法；（7）同类对换法；（8）使能信号短接法；（9）参数检查法；（10）直观法；（11）远程诊断法 2 电子数控系统的常见故障分析 根据电子数控系统的构成、工作原理等特点，结合在维修中的经验，将常见的故障部位及故障现象分析如下。 位置环

就是电子数控系统发出位置控制指令，位置检测系统将反馈值与设定值相比较。它具有很高的工作频度，所处的位置条件一般比较恶劣，也最容易发生故障。 常见的故障有：（1）位控环报警：可能是测量回路开路，位置控制单元内部损坏；（2）不发指令就运动，可能是位置控制单元故障，测量元件损坏；（3）测量元件故障，一般表现为无反馈值，机床回不了基准点，可能的原因是光栅或读数头脏了，光栅坏了。 故障实例：一台青海第一机床厂生产的数控加工中心，在加工过程中所加工的位置与设定位置出现明显的偏差。首先分析故障原因，此程序在之前使用过，并未出现此现象。故可排除程序问题。经过查找轴参数发现伺服轴除了转台所在的C轴都是有两个测量系统即全闭环。观察设备运行时两个测量系统的数值发现当伺服轴运行到预定位置的时候Y轴的两个测量系统检测值相差很大，怀疑Y轴的光栅尺检测的位置反馈数值是不对的。为进一步确定故障是Y 轴光栅尺检测的问题，将Y轴改为半闭环，重新运行该程序，则本次运行的编码器测量值与正确位置相一致，确诊为光栅尺故障。

数控机床故障维修实例

数控机床故障维修实例集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）

数控机床故障维修实例 天津一汽夏利汽车股份有限公司内燃机制造分公司杨琦 摘要：文中简述了关于数控机床故障的几个维修实例，如无法及时购到同型器件时的替代维修方法及与伺服、PLC相关的几个故障维修实例。 一、部件的替代维修 1.1丝杠损坏后的替代修复 采用FANUC 0G系统控制的进口曲轴连杆轴颈磨床，在加工过程中出现了411报警，发现丝杠运行中有异响。拆下丝杠后发现丝杠母中的滚珠已经损坏，需要更换丝杠。但因无法马上购到同样参数的丝杠，为保证生产，决定用不同参数的丝杠进行临时替代。替代方案是：用螺距为10mm的丝杠替代导程为6mm丝杠，且丝杠的旋向由原来的左旋改为了现在的右旋。为保证替代可以进行，需要对参数进行修正。但由于机床的原参数 P8184=0、P8185=0，所以无法通过改变柔性进给齿轮的方法简便地使替代成功，需根据DMR,CMR,GRD的关系，对参数进行修正。 对于原来导程为6mm的丝杠，根据参数P100=2，可知其CMR为1，根据参数 P0004=01110101，可以知道机床原DMR为4，而且机床原来应用的编码器是 3000pulse/rev。而对于10mm的丝杠，根据DMR为4，只能选择2500线的编码器，且需将P4改变为01111001。 同时根据：计数单元=最小移动单位/CMR；计数单元=一转检测的移动量/(编码器的检测脉冲*DMR) 可以计算出原机床的计数单元=6000/（3000*4）=1/2，即最小移动单位为0.5。在选择10mm的丝杠后，根据最小移动单位为0.5，计数单元=10000/（2500*4） =0.5/CMR，所以CMR=0.5则参数 p100=1。然后将参数p8122=-111,转变为 111后，完成了将旋向由左旋改为了右旋的控制，再将P8123=12000变为10000后完后了替代维修。 1.2用α系列放大器对C系列伺服放大器的替代 机床滑台的进给用FANUC power mate D控制，伺服放大器原为C系列A06B-6090-H006，在其损坏后，用α系列放大器A06B-6859-H104进行了替代。替代时，首先是接线的不同，在C系列放大器上要接入主电源200V、急停控制100A、100B，地线G共6颗线；而对于α系列放大器，要接入主电源200V，没有接100A、100B，而是将CX4插头的2-3进行短接来完成急停控制，然后将拨码开关SA1的1、2、3端设定在ON，拨码4设定在OFF后完成了替代维修。 200V

数控机床机械故障诊断及处理

数控机床机械故障诊断及处理 梁毅陈功福孙继 （中国工程物理研究院机械制造工艺研究所，四川绵阳６２１９００） ＭｅｃｈａｎｉｃａｌＴｒｏｕｂｌｅｓＤｉａｇｎｏｓｉｓａｎｄＭａｉｎｔｅｎａｎｃｅＭｅｔｈｏｄｓｏｆＮＣＭａｃｈｉｎｅ ＬＩＡＮＧＹｉ，ＣＨＥＮＧｏｎｇｆｕ，ＳＵＮｊｉ （ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭａｃｈｉｎｅｒｙＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＣｈｉｎａＡｃａｄｅｍｙｏｆ ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＰｈｙｓｉｃｓ，Ｍｉａｎｙａｎｇ６２１９００，ＣＨＮ） 机床在运行过程中，机械零部件受到力、热、摩擦及磨损等多种因素的作用，使传动副之间的间隙加大，运动件间的联接松动，产生相互撞击、振动，直接影响机床的传动精度和工件的加工质量，严重时将会损坏零部件，或者产生机械结构变形，致使执行机构不能完成功能任务或达不到质量要求。其故障主要分为动作性故障、功能性故障、结构性故障和使用性故障。现结合在维修中遇到的实例分析前三类机械故障的表现形式及其故障诊断与处理方法。 １动作性故障 动作性故障主要指机床各执行部件动作故障，如刀具夹不紧或松不开，刀库刀盘不能定位或不能被松开，旋转工作台不转等，这类故障一般有报警提示。诊断这类故障，需要根据报警提示的内容和执行部件的动作原理及顺序进行相关的检查，找到故障点后对产生故障点的零部件进行修复或更换即可。 故障现象１：数控立车换刀，刀库选刀时出现机械撞击的声音，选刀未完成就停止了。 故障分析与处理：根据现场观察可能是选刀时刀杆的四方块在圆形的选刀槽中的位置偏差引起与选刀槽之间的摩擦撞击。如果ｘ轴回参考点时位置发生变化，就可能使拉刀杆的四方块在选刀槽中的位置发生偏移而与选刀槽的边沿发生撞击。修改ｘ轴参考点栅格偏移量，使刀杆的四方块在选刀槽中的位置居中。选刀时仍出现上述故障，并且有时选刀未完成就停止，手动旋转刀库都不能动弹。由于刀库罩的遮挡，不能观察选刀的动作，因此拆卸该罩，这时观察选刀动作发现选刀时液压拔销不到位，从而出现液压拔销与刀库盘发生摩擦撞击，有时被机械卡死。而液压拔销是通过液压缸的活塞推动连杆机构，液压缸的活塞与连杆之间是通过螺纹连接起来的，如图１所示。该螺纹由于长时间的运动及振动引起活塞上的销钉脱落而 ?１４６?发生移位，使得活塞与连杆之问的距离变长，而液压缸的移动距离是固定的，因此连杆的移动距离变短，这样销子不能完全从销钉孔中被拔出而出现上述故障。通过反复调整活塞与连杆机构的长度后选刀正常，并上好销钉，故障再也没出现。 刀盘拔镑螺母保持弹簧 图１刀盘液压拔镇示意图 叠 故障现象２：数控电子速焊机的旋转工作台旋转时出现３０号报警（Ｃ轴驱动错误）。 故障分析及处理：该旋转工作台是由直流伺服电动机驱动的，由松下的驱动器驱动，规格为ＲＴＳｔｒｉ１０Ａ／６０Ｖ。电动机速度经变速箱减速后带动旋转工作台，因此根据故障现象分析电气、机械故障均有可能。打开控制柜发现Ｃ轴的空开Ｑ３９跳闸，合上后再让Ｃ轴运转，瞬间测得电动机电流为１２Ａ，已超过驱动器的最大电流１０Ａ，致使Ｑ３９仍然跳闸。据此判断可能是驱动器故障，或电动机故障，或减速器故障。让电动机与减速器脱开空运转正常，测得电动机电流为０．７Ａ，因此故障有可能是机械故障，也可能是驱动器或电动机带负荷的能力不够所致。由于ｘ、ｙ、Ｃ三个轴的驱动器完全一致，因此把ｌ，轴的驱动器与ｃ轴的驱动器互换，结果ｙ轴运行正常，因此排除驱动器故障。该旋转工作台有高、低速两档，从减速器电动机侧手动盘两档对比发现高速档比低速档明显费劲。据此判断可能是高速档减速器故障。整体拆下该变速器，再次手动盘减速器很沉。由于没有该变速器的资料，不清楚内部结构，由ＣＴ机测出其内部结构知道该减速器 为行星齿轮的减速器。拆卸该减速器，没发现齿损，也 脚到２００童８茎翁Ｉ磐 ＼～／’十■‘Ｍ 万方数据

数控机床故障诊断与维修现状和发展趋势

数控机床故障诊断与维修现状和发展趋势 数控机床故障诊断数控机床是个复杂的系统，组成数控机床的这些部分，由于种种原因，不可避免地会发生不同程度、不同类型的故障，导致数控机床不能正常工作。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发生与扩大的作用。 一、数控机床故障诊断的基本方法 数控设备是一种自动化程度较高，结构较复杂的先进加工设备，是企业的重点、关键设备。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，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： (一)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。(二)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。(三)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。 (四)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

数控机床维修举例

数控机床维修举例 数控机床采用数字控制系统，能够实现多轴联动，实现三维形体的加工，加工出几何形状复杂的零件，从而备受人们的青睐。近年来随着数控机床的广泛应用，人们已经对数控技术有了相当的了解，对于一些常见的故障也能进行排除，从而提高了机床的使用率，但是对一些不常见的故障还是感到比较棘手。下面介绍笔者近年来在从事数控机床维修中遇到的几个例子，供大家参考。 大家知道，旋转编码器或光栅尺在数控机床上一般作为位置反馈元件使用，机床每次开机后都要寻找参考点，以确定机床的坐标点，即我们常说的“回零”。旋转编码器出现故障后，一般不能进行“回零”操作，会因找不到正确的参考点而报警。下面是遇到的几个特殊故障。 故障现象一一台湾产数控车床，采用FANUC-0系统，加工时刀具一接触工件即产生400#报警(即伺服报警)。 诊断与排除检查加工程序无误，检查各轴机械传动部分没有阻碍，运动灵活。诊断参数显示X轴过载，因此检查电动机各部分，但都正常，供电电压、抱闸线圈电压也正常。各部分电缆、接头也都正常。更换伺服单元、轴卡和电源单元还是无法排除故障。后来与厂家联系 更换电动机内编码器，故障排除。 故障现象二一台采用西门子SINUMERIKSYSTEM 840C的车削单元，开机后X轴回不到参考点，X轴在“回零”过程中能减速但不停，每次动作最大行程不超过40mm，直至压上硬限位，面板坐标值突变，显示值很大，同时显示“X AXIS SW LIMITSWITCH MINUS”报警。 诊断与排除检查机床内参数设置无误，电缆连线等外设没有发现故障，手动方式下机床能动作，并且能显示坐标值。机床能定位，说明光栅尺应该没坏，检查光栅尺为德国“HEIDENHAIN”产品，后经了解知道HEIDENHAIN光栅尺采用的回零方式和其他公司产品不同，为了避免在大范围内寻找参考点，将参考标记按距离编码，在光栅刻线旁增加了一个刻道，可通过两个相邻的参考标记找到基准位置，即可以在任意40mm内(或80mm内，根据光栅尺型号而有所不同)找到“零点”。将机床的护罩拆下来后，发现因使用时间过长，油雾进入光栅尺内，零点标志被遮挡，没有零点脉冲输出，致使机床找不到零点。因为该器件为免维护型，与厂家联系进行了更换，故障消除。 故障现象三一台机床不能回到正确的参考点。 诊断与排除此机床采用FANUC-0M系统，机床上没有减速撞块只有一个硬限位碰停装置，对于机床“回零”的工作原理大家都清楚，一般是轴向设定方向运动，当压下零点开关后减速，脱离零点开关后数控系统按收到的第一个零点脉冲，被定为机床参考点(具体的回零方式大致有三种)。与厂家联系后按以下方式解决了故障。开机后用手动方式将轴移到硬极限位置，消除“极限报警”后再将轴摇到离极限开关5mm 处，更改参数20、21后关机，再开机后，故障消除。 对于机床突然断电、有干扰或是误操作引起的机床故障，我们也不必按顺序进行繁琐的操作，有时只要掌握基本规律，就可以用很容易的 方式加以解决。 一般数控机床的换刀机构，都由4部分组成：刀盘推出，刀盘转动，刀盘推入，刀盘夹紧。当换刀机构发生乱刀或刀具未能定位夹紧时，可以用手动方式按上述步骤进行操作就可以恢复，但相当麻烦。事实上有时只要我们仔细观察就能发现其规律。 故障现象四刀盘转动后到位但未夹紧 诊断与排除根据机床电气原理图，查找对应的电磁阀接线，机床I/O显示表明机床的刀盘已处于到位，但未能夹紧的状态，打开电气柜找到刀盘推入的电磁阀接线，从继电器上可以看出目前处于未上电状态。找一临时线给该电磁阀迅速接一下电，解决故障。 所以对待数控机床出现的故障，我们既要考虑其通用性，又要考虑其特殊性。故障出现后两者都要考虑周全，才能准确快速地解决问题。

数控机床故障诊断及排除方法

数控机床故障诊断及排除方法 发表时间：2012-01-20T10:02:09.953Z 来源：《时代报告（学术版）》2011年10月供稿作者：高攀[导读] 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。 高攀 （重庆工贸职业技术学院邮编400800） 中图分类号：TP29 【摘要】数控机床是一种高效的自动化机床，涵盖了计算机技术、自动化技术、伺服驱动、精密测量和传感器技术等各个领域的新的技术成果，是一门新兴数字程序控制机床。 【关键词】数控机床；故障；排除方法； 不同的数控机床，其结构和性能有很大的区别，但在故障诊断上有它的共性。通过对这些共性的分析得出一些对数控机床故障诊断原则、方法及故障排除方法。以下逐一介绍： 一、数控机床故障诊断原则 1. 先外部后内部 数控机床是机械、液压、电气一体化的机床，所以故障的发生必然要从这三者之间综合反映出来。所以要求维修人员掌握先外部后内部的原则，即当数控机床发生故障后，维修人员应采用望、闻、听、问等方法，由外向里逐一进行检查。 例1：一数控车床刚投入使用的时候，在系统断电后重新启动时，必须要返回到参考点。即当用手动方式将各轴移到非干涉区外后，再使各轴返回参考点。否则，可能发生撞车事故。所以，每天加工完后，最好把机床的轴移到安全位置。此时再操作或断电后就不会出现问题。 外部硬件操作引起的故障是数控修理中的常见故障。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。这类故障有些可以通过报警信息查找故障原因。对一般的数控系统来讲都有故障诊断功能或信息报警。维修人员可利用这些信息手段缩小诊断范围。而有些故障虽有报警信息显示，但并不能反映故障的真实原因。这时需根据报警信息和故障现象来分析解决。 例如：台立式加工中心采用FANUC-OM控制系统。机床在自动方式下执行到X轴快速移动时就出现414＃和410＃报警。此报警是速度控制OFF和X轴伺服驱动异常。由于此故障出现后能通过重新启动消除，但每执行到X轴快速移动时就报警。经查该伺服电机电源线插头因电弧爬行而引起相间短路，经修整后此故障排除。 2. 先机械后电气 由于数控机床是一种自动化程度高，技术复杂的先进机械加工设备。机械故障较易发现，而系统故障诊断难度要大一些。 3. 先静后动 维修人员要做到先静后动，不可盲目动手，应先询问操作人员故障发生的过程及状态，查看说明书、资料后方可动手查找故障原因，继而排除故障， 4. 先公用后专用 公用性问题会影响到全局，而专用性问题只影响局部。 5. 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，后解决较大的问题。常常在解决简单的故障的过程中，难度大的问题也可能变的容易，理清思路，将难度较大的变得容易一些。 6. 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，然后再分析很少发生的特殊原因。 二、数控系统自诊断技术及故障排除方法 所谓系统诊断技术，就是利用数控装置中的计算机及相关运行诊断软件进行各种测试。 1. 自诊断技术 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，如检测发现问题，系统会显示报警信息或发出报警信号。开机自诊断通常会在开机一分钟之内完成。有时开机诊断会将故障原因定位到电路板或模块上，但也经常仅将故障原因定位在某一范围内，这时维修人员需查找相关维修手册根据提示找到真正故障原因并加以排除。 2) 运行自诊断：运行自诊断也称在线自诊断，是指数控系统正常工作时，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，并显示有关信息，这种诊断一般会在系统工作时反复进行。 3) 脱机诊断：当系统出现故障时，首先停机，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，从而判定故障部位，这种诊断在早期的数控系统中应用较多。 2. 人工诊断技术 数控系统的故障种类很多，而自诊断往往不能对系统的所有部件进行测试，也不能将故障原因定位到具体确定的元器件上，这时要迅速查明原因就需要采用人工诊断方法。人工诊断方法有很多种，最常用的有:功能程序测试法、参数检查法、备件置换法、直观法、原理分析法等，现简介如下: 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) 参数检查法：一般系统的参数是存放在RAM中的，一旦出现干扰或其它原因会造成参数丢失或混乱，从而使系统不能正常工作，这时应根据故障特征，检查和核对有关参数，在排除某些故障时，有时还需对某些参数进行调整。

数控机床故障诊断与维修基本概念(上)

数控机床故障诊断与维修第1章数控机床故障诊断与维修的基本概念 1．1 数控机床故障诊断与维修的意义 一、数控机床的组成 数控机床由数控装置、伺服驱动装置、检测反馈装置和机床本体四大部分组成，再加上程序的输入/输出设备、可编程控制器、电源等辅助部分。 1. 数控装置(数控系统的核心)由硬件和软件部分组成，接受输入代码经缓存、译码、运算插补）等转变成控制指令，实现直接或通过PLC对伺服驱动装置的控制。 2. 伺服驱动装置是数控装置和机床主机之间的联接环节，接受数控装置的生成的进给信号，经放大驱动主机的执行机构，实现机床运动。 3. 检测反馈装置是通过检测元件将执行元件（电机、刀架）或工作台的速度和位移检测出来，反馈给数控装置构成闭环或半闭环系统。 4. 机床本体是数控机床的机械结构件（床身箱体、立柱、导轨、工作台、主轴和进给机构等。 二、数控机床故障诊断 1.故障的基本概念 故障——数控机床全部或部分丧失原有的功能。 故障诊断——在数控机床运行中，根据设备的故障现象，在掌握数控系统各部分工作原理的前提下，对现行的状态进行分析，并辅以必要检测手段，查明故障的部位和原因。提出有效的维修对策。 2.故障的分类 1）从故障的起因分类 关联性故障——和系统的设计、结构或性能等缺陷有关而造成（分固有性和随机性）。 非关联性故障——和系统本身结构与制造无关的故障。 2）从故障发生的状态分类 突然故障——发生前无故障征兆，使用不当。 渐变故障——发生前有故障征兆，逐渐严重。 3）按故障发生的性质分类 软件故障——程序编制错误、参数设置不正确、机床操作失误等引起。 硬件故障——电子元器件、润滑系统、限位机构、换刀系统、机床本体等硬件损坏造成。 干扰故障——由于系统工艺、线路设计、电源地线配置不当等以及工作环境的恶劣变化而产生。 4）按故障的严重程度分类

数控机床维修案例及分析03

数控机床维修案例及分析 林天极、管明炎 摘要：随着我公司生产的发展， 数控设备日益增多；介于航天企业的生产特性，所配备 的数控设备种类多、 数控系统不统一，这就给公司数控设备的日常维护带来不便； 本人从事 数控设备维修工作近二十年，特选择具有代表性的数控维修案例进行分析，与大家共享。 一、数控设备的工作环境要求： 本章节：电源三相五线制、干扰的概念、抗干扰的方式、地线的布置等。通过 290P 慢 走丝线切割屏幕抖动问题的解决，阐述抗干扰在数控设备中的意义。 我国标准的工业用电源是 380V ,频率50HZ 这是数控机床普遍要使用的电源。 动力电源必须经过稳压，其变化范围在 380 ± 10%之内，稳压电源最好使用净化稳压电 源、车间一个区用一只， 容量合适，动力线按6A/MM 计算，在布线时必须考虑地线并按三相 五线制布线。充分考虑抗干扰。 为保证数控机床电气控制系统的可靠性， 避免故障的发生，除数控系统本身在电气设计 要对干扰源进行抑制外，在使用上也要考虑提高抗干扰能力和防干扰措施。 数控系统的控制过程是实时处理信息的过程， 内、外部的干扰都会破坏整个系统的稳定 性，因此干扰是影响数控机床系统可靠性的主要问题。 干扰是指有用信号与噪声信号两者之比小到一定程度， 噪声信号影响到系统政策工作这 一物理现象。 案例：一台S-188数控车削中心，开机后机床不能启动，无报警型号。 如图是S-188数控车削中心启动电气图， 二、数控设备电源故障： 不同国家所用的工业用电的电压是不同的， 欧洲国家一般用电为 AC400V ,由于欧洲国 家的电网相当稳定，因此在设计电源部分时就没有过多地关注电源的工作环境问题， 这样一 来从欧洲进口的数控设备，如果配搭的是西门子或海德汉数控系统，工作在我国 AC380V 工业电的情况下，其电源部分就容易出故障。 其故障主要有二大类：1、是功率模块损坏：2、 是继电器触点冷焊。 具体维修案例如下： 1、电源单元内部短路的故障诊断 故障现象：哈莫600U 五轴加工中心，配西门子数控 611U 电源、海德汉530数控系统 ,

数控机床机械结构的故障诊断及其维修(doc 11页)

数控机床机械结构的故障诊断及其维修(doc 11页)

第4章数控机床机械结构的故障诊断与维修4．1 数控机床机械结构概述 数控在GB中的定义是“用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制的一种方法”。现代数控机床是集高新技术于一体的典型机电一体化加工设备。数控加工设备主要分切削加工、压力加工和特种加工(如数控电火花加工机床等)3类。切削加工类数控机床的加工过程能按预定的程序自动进行，消除了人为的操作误差和实现了手工操作难以达到的控制精度，加工精度还可以用软件来校正和补偿。因此，可以获得比机床精度还要高的加工精度及重复定位精度；工件在一次装夹后，能先后进行粗、精加工，配置自动换刀装置后，还能缩短辅助加工时间、提高生产率；由于机床的运动轨迹受可编程的数字信号控制，因而可以加工单件和小批量且形式复杂的零件，生产准备周期大为缩短。综上所述，数控机床具有精度高、效率高、自动化程度高和柔性好的特点。 从数控机床的生产现状和发展趋势看，由于微电子技术、信息处理技术等新技术、新工艺在机床行业的渗透和应用，它与普通机床相比不仅在机械结构性能方面发生了“质”和“形”的变化，且其外观造型也形成了自身独特的风格和特点。 数控机床机械结构设计的特点 数控机床虽然也有普通机床所具有的床身和立柱、导轨、工作台、刀架等部件。但为了与控制系统的高精度、高速度控制相匹配，对机床主机部分的结构设计还提出了高精度、高刚度、低惯量、低摩擦、无间隙、高谐振频率、适当的阻尼比等要求。由于机械结构形式是体现其性能的具体手段，是实现性能的核心因素(当然结构也受材料和工艺的影响)，因此，数控机床的关键部件在结构设计中也有了重大变化。

数控机床常见故障诊断及维修

数控机床常见故障诊断及维修 摘要：数控机床是集机、电、液、气、光高度一体化的现代技术设备，数控机床维修技术不仅是保障数控机床正常运行的前提，对数控机床的发展和完善也起到了巨大的推动作用。数控机床出现的故障多种多样，机械磨损、机械锈蚀、机械失效、加工误差大、工件表面粗糙度大、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、滚珠丝杠副有噪声、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。 关键词：数控机床故障诊断维修机械电子 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技术产物。一旦系统的某些部分出现故障，就势必使机床停机，影响生产。所以，如何正确维护设备和出现故障时迅速诊断，确定故障部位，及时排除解决，保证正常使用，是保障生产正常进行的必不可少的工作。 1 数控机床故障诊断原则 1.1 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。 1.2 先静后动

先在机床断电的静止状态，通过了解、观察测试、分析确认为非破坏性故障后，方可给机床通电。在运行工况下，进行动态的观察、检验和测试，查找故障。而对破坏性故障，必须先排除危险后，方可通电。 1.3 先简单后复杂 当出现多种故障互相交织掩盖，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。往往简单问题解决后，难度大的问题也可能变得容易。 1.4 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。 2 数控机床常见故障分析 根据数控机床的构成，工作原理和特点，将常见的故障部位及故障现象分析如下。 2.1 数控系统故障 2.1.1 位置环这是数控系统发出控制指令，并与位置检测系统的反馈值相比较，进一步完成控制任务的关键环节。它具有很高的工作频度，并与外部设备相联接，容易发生故障。 常见的故障有： ①位控环报警：可能是测量回路开路；测量系统损坏，位控单元

数控机床故障诊断及排除方法

龙源期刊网 https://www.docsj.com/doc/2513988179.html, 数控机床故障诊断及排除方法 作者：郭茂滨 来源：《中国新技术新产品》2013年第05期 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 中图分类号：TG659 文献标识码：A 1 分析问题时要遵循的原则内容 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

数控机床机械结构的故障诊断与维修(上)

第4章数控机床机械结构的故障诊断与维修4．1 数控机床机械结构概述 数控在GB中的定义是“用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制的一种方法”。现代数控机床是集高新技术于一体的典型机电一体化加工设备。数控加工设备主要分切削加工、压力加工和特种加工(如数控电火花加工机床等)3类。切削加工类数控机床的加工过程能按预定的程序自动进行，消除了人为的操作误差和实现了手工操作难以达到的控制精度，加工精度还可以用软件来校正和补偿。因此，可以获得比机床精度还要高的加工精度及重复定位精度；工件在一次装夹后，能先后进行粗、精加工，配置自动换刀装置后，还能缩短辅助加工时间、提高生产率；由于机床的运动轨迹受可编程的数字信号控制，因而可以加工单件和小批量且形式复杂的零件，生产准备周期大为缩短。综上所述，数控机床具有精度高、效率高、自动化程度高和柔性好的特点。 从数控机床的生产现状和发展趋势看，由于微电子技术、信息处理技术等新技术、新工艺在机床行业的渗透和应用，它与普通机床相比不仅在机械结构性能方面发生了“质”和“形”的变化，且其外观造型也形成了自身独特的风格和特点。 数控机床机械结构设计的特点 数控机床虽然也有普通机床所具有的床身和立柱、导轨、工作台、刀架等部件。但为了与控制系统的高精度、高速度控制相匹配，对机床主机部分的结构设计还提出了高精度、高刚度、低惯量、低摩擦、无间隙、高谐振频率、适当的阻尼比等要求。由于机械结构形式是体现其性能的具体手段，是实现性能的核心因素(当然结构也受材料和工艺的影响)，因此，数控机床的关键部件在结构设计中也有了重大变化。 1．基础部件的结构特点 数控机床的基础件主要包括床身、立柱、工作台等支承件，它们的基本功能是支承承载和保持各执行器官的相对位置。数控机床集粗精加工于一体，既要能够承受粗加工时大吃刀、大走刀的最大切削力、又要能够保证精加工时的高精度。因此，对基础件的结构设计在强度、刚度、抗振性、热变形和内应力等都提出了很高的要求。现行生产的数控机床采用的主要措施有：铸件采用全封闭截面，合理布置内部隔板和肋条，含砂造型或填充混凝土等材料，导轨面加宽，车床采用倾斜的床身和导轨还利于排屑，床身、立柱采用钢质焊接结构，可以明显提高其刚度，根据热对称原则布局还能增加散热隔热效果。 2．主传动系统的结构特点 主传动系统实现各种刀具和工件所需的切削功率，且在尽可能大的转速范围内保证恒功率输出，同时为使数控机床能获得最佳的切削速度，主传动须在较宽的范围内实现无级变速。现行数控机床采用高性能的直流或交流无级调速主轴电机，较普通机床的机械分级变速传动链大为简化。对加工精度有直接影响的主轴组件的精度、刚度、抗振性和热变形性能要求，可以通过主轴组件的结构设计和合理的轴承组合及选用高精度专用轴承加以保证。为提高生产率和自动化程度，主轴应有刀具或工件的自动夹紧、放松、切屑清理及主轴准停机构。最近日本又开发研制了新型的陶瓷主轴，重量轻，热膨胀率低，用在加工中心上，具有高的刚性和精度。