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
危险性故障——数控系统发生故障时，机床安全保护系统在需要动作时，因故障失去保护动作，造成人身或设备事故。
安全性故障——机床安全保护系统在不需要动作时发生动作，引起机床不能起动。
3. 数控系统的可靠性
数控机床除了具有高精度、高效率和高技术的要求外，还应该具有高可靠性。
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。
数控机床是复杂的大系统，它涉及光、机、电、液等很多技术，发生故障是难免的。机械锈蚀、机械磨损、机械失效，电子元器件老化、插件接触不良、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。
衡量的指标有：
MTBF——平均无故障时间
MTTR——排除故障的修理时间
平均有效度A——
A=MTBF/（MTBF+MTTR）
4. 数控机床维修的特点
1）数控机床是高投入、高精度、高效率的自动化设备；
2）一些重要设备处于关键的岗位和工序，因故障停机时，影响产量和质量；
3）数控机床在电气控制系统和机械结构比普通机床复杂，故障检测和诊断有一定的难度。
三、课程的基本要求与特点
熟悉数控机床各组成部分的工作原理与结构
确立数控机床故障诊断的基本思路与实施诊断的步骤及注意事项
掌握常用测试仪器的使用方法
通过理论和实训环节的教学，能实施对数控机床的故障分析和诊断。
课程涉及内容广，故障检测、分析难度高
1．2 数控机床故障诊断与维修的基本要求
1．2．1 工作环境
1．2．2 日常保养和维护
一、点检
点检——按有关维护文件的规定，对数控机床进行定点、定时的检查和维护点检要求和内容
专职点检——重点设备、部位（设备部门）
日常点检——一般设备的检查及维护（车间）
生产点检——开机前检查、润滑、日常清洁、紧固等工作（操作者）
二、数控系统的日常维护
机床电气柜的散热通风门上热交换器或轴流风扇对控制柜的内外进行空气循环。（少开柜门）
纸带阅读机的定期维护：
对光电头、纸带压板定期进行防污处理
支持电池的定期更换：
在机床断电期间，有电池供电保持存储在COMS器件内的机床数据
检测反馈元件的维护：
光电编码器、接近开关、行程开关与撞块、光栅等元件的检查和维护
备用电路板的定期通电：
备用电路板应定期装到CNC系统上通电运行，长期停用的数控机床也要经常通电，利用电器元件本身的发热来驱散电气柜内的潮气。保证电器元件性能的稳定可靠。
1．2．3 操作员和维修人员
数控机床有自诊断功能，为数控机床的故障诊断提供了有力的手段。但是数控机床的大部分故障表现为综合性故障。
操作员要熟悉数控机床的功能与操作，做好数控机床的日常保养与维护工作。
维修人员必须认真仔细地阅读诊断用技术资料，并对照机床实物，做到心中有数。一旦机床发生故障，再进行分析的同时查阅资料，它们主要有：数控机床电气使用说明书
数控机床电气原理图
数控机床电气连接图
数控机床结构简图
数控机床参数表
数控机床PLC控制程序
数控系统操作手册
数控系统编程手册
数控系统安装与维修手册
伺服驱动系统使用说明书
1．3 数控机床故障的类型与特点
1．3．1 数控机床故障的类型
数控设备使用寿命——故障频率曲线
故障诊断内容
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
1．3．2数控机床故障的特点
一、故障
软故障——由调整、参数设置或操作不当引起（在使用初期发生较多，不熟悉）
硬故障——由数控机床（控制、检测、驱动、液气、机械装置）的硬件失效
引起
二、故障处理对策
除非出现影响设备或人身安全的紧急情况，不要立即切断机床的电源。应保持故障现场。
从机床外观、CRT显示的内容、主板或驱动装置报警灯等方面进行检查。可按系统复位键，观察系统的变化，报警是否消失。如消失，说明是随机性故障或是由操作错误引起的。
如不能消失，把可能引起该故障的原因罗列出来，进行综合分析、判断，必要时进行一些检测或试验，达到确诊故障的目的。
复位后，故障不能消失，可从以下几方面进行调查：
1. 检查机床的运行状态
机床故障时的运行方式
CRT显示的内容（报警信号和报警号）
驱动装置、变频器等显示的报警指示
故障时轴的定位误差
刀具轨迹是否正常
辅助机能的运行状态
2. 检查加工程序及操作情况
是否为新编制的加工程序
刀具补偿指令及补偿量是否正确
故障是否与换刀有关
故障是否与进给速度有关
操作者的情况（新手）
3. 检查系统的输入电压
输入电压的波动，电压值是否在正常范围
附近有否使用大电流的装置
4. 检查环境状态
CNC周围的温度状况
控制柜热交换器、轴流风扇工作情况
系统周围的振动情况
附近有否高频干扰源
5. 检查机床状况
熔丝是否已熔断
故障前是否修理过机床或设置过参数
机床是否已调整好
在运行过程中是否改变过工作方式
机床是否正处于急停、锁住状态
速度倍率开关是否设为零
进给保持按钮是否被按下
间隙补偿量是否合适
机床各信号电缆有否破损
信号线和电源线是否分开走线
屏蔽线接地是否正确
1．4 数控机床故障诊断与维修的一般方法
1．4．1 数控机床故障诊断与维修的一般方法
一、故障与故障诊断
数控机床在机械结构上和普通机床不同点在于传动链缩短，传动部件的精度高，机械维护的面更广。主轴、进给轴、导轨和丝杠、刀库和换刀装置、液压和气动等。
熟悉机械故障的特征，掌握数控机床机械故障的诊断的方法和手段。还要注意数控机床机电之间的内在联系。
1. 机械故障的原因
机床在运行过程中，机械零部件受到力、热、摩擦以及磨损等诸多因素的作用，使其领部件偏离或丧失原有的功能。
2. 机械故障诊断
机床运行状态的识别、运行状态的信号获取、特征参数的分析，故障性质的判断和故障部位的确定。
二、机械故障诊断的方法
实用诊断技术（问、听、看、闻、摸、查）
振动、噪声测试(幅值大小、频率结构）
油液分析（磨粒成分、型貌、数量）
温度测试（表面温度及变化规律）
超声、X射线探伤（机件内部缺陷）
专家诊断系统（专家的经验、数据）
1.实用诊断技术
问——操作者（渐/突发、故障现象、加工件的情况、传动系统的运动和动力、润滑、保养和检修情况）
看——机床的转速变化、工件的表面粗糙度和振纹、颜色伤痕等明显症状听—机床运转声（强弱、频率高低等）
闻——润滑油脂氧化蒸发油烟气焦糊气
触——用手感来判别机床的故障（温升、振动、伤痕和波纹、爬行、松紧）实用诊断技术在机械故障的诊断中具有实用简便、快速有效的特点，但诊断效果的好坏在很大程度上要凭借维修技术人员的经验，而且有一定的局限性，对一些疑难故障难以奏效。
2. 机械振动检测诊断法
以机床振动作为信息源，在机床运行过程中获取信号，对信号作各种处理和分析，通过某些特征量的变化来判别有无故障、根据由以往诊断经验形成的一些判据来确定故障的性质并综合一些其他依据来进一步确定故障的部位。具有实用可靠、判断准确的特点
诊断过程
1）阅被诊断设备的技术资料，分析传动关系、计算传动件的特征值；
2）获取信号、信号调理与处理；
3）信号分析、故障判断（部位、性质）。
故障振动信号分类
1）平稳性故障信号——机械结构在正弦周期性力信号、复杂周期性力信号和准周期性力信号（轴弯曲、偏心、滚子失圆等渐变性故障）作用下产生的响应信号。
特点：响应信号的频率成分与激励信号的频率成分相同。频谱为有限根谱线，而且能量集中在故障的特征频率及其倍频上。
2）冲击性故障信号——机械结构在周期性冲击力作用下的脉冲响应，他与冲击信号本身有很大的不同。
特点：信号能量短时间释放，其频谱为无穷根谱线，间隔等于脉冲发生的频率。能量集中于基频。
信号分析方法
1) 时域分析法（直观）
了解信号的幅值和时间的关系，确定振动的程度，设备是否有故障及严重程度。不能确定故障部位（特征量的统计分析、相关分析等、均值、有效值、均方根值、方差等）。
2) 频域分析法(了解信号的频率结构，寻找故障源)
幅值谱分析——应用傅里叶变换、傅里叶傅里叶积分将时域信号变为频域信号。
功率谱分析——在频域中对信号能量或功率分布情况的描述。
滤波谱——分析平稳性故障信号
解调谱——分析冲击性故障信号
测试仪器系统
诊断实例
1）了解设备的运行状态：设备在运行中有什么异常情况，不同速度档位有什么区别。
2）得到设备的有关资料：设备的传动系统图、轴承分布图等技术资料，并对其进行分析。
3）计算传动链和传动件的特征频率：计算传动链，计算各传动件的特征频率系数。
对设备进行诊断测试
1）放置测振、测速传感器（位置、信号要求）（一般选振动或噪声较大的部位）；
2）连接仪器系统；
3）开动被测设备；
4）调节测速电平、显示主轴转速并记录；
5）从较高频段开始测试，逐渐到较低频段，并调节放大器的增益，使信号处于最佳状态；
6）记录、打印测试结果。
传动链Ⅰ30/60 Ⅱ27/30 Ⅲ27/57 Ⅳ
特征系数 4.69 140. 2.35 63.33 2.1 57． 1.0
特征频率 3.58 107.4 1.79 48.32 1.61 43.5 0.763
故障诊断分析
1）由主轴转频计算各传动件的特征频率；
2）对照计算值和测试结果，由前述机械故障诊断知识进行分析，判断故障的部位和故障性质。得出诊断结果。
1．4．2 数控机床故障诊断与维修的技术
数控诊断技术的发展
1. 通讯诊断(远程、海外诊断）
用户机床的通讯口通过电话线和维修中心的专用通讯诊断计算机相连。
计算机发诊断程序→用户测试数据→计算机诊断结果和处理方法→用户
特点：实用简便；有一定的局限性
2. 自修复系统
当诊断软件发现数控机床在运行中某一模块有故障时，系统在CRT上显示的同时，自动寻找备用模块并接上。
特点：实用但成本比较高，而且只适合总线结构的CNC系统。
3. 人工智能专家故障诊断系统
4. 计算机仿真与检测
（1）MATLAB仿真
（2）虚拟仪器检测
5. 人工神经元网络(ANN)诊断
ANN具有联想、容错、记忆、自适应、自学习和处理复杂多模式故障等特点。这种方法将被诊断的系统的症状作为网络的输入，将按一定数学模型所求得的故障原因作为网络的输出，并且神经网络将经过学习所得到的知识以分布的方式隐存在网络上，每个输出神经元对应着一个故障原因。
6. 用最新现代调试仪器诊断机床的故障与缺陷
Renishaw 激光干涉仪、球杆仪是用于数控机床的最新的现代调试、验收仪器，当然同样可用于诊断机床的故障与缺陷。
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/5017719308.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。