第一篇：數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修報(bào)告實(shí)習(xí)文檔

控機(jī)床故障診斷與維修--

文字 系統(tǒng)可靠性的基本概念

系統(tǒng)可靠性是指數(shù)控系統(tǒng)在規(guī)定的條件和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力，故障是指系統(tǒng)在規(guī)定的條件和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)失去了規(guī)

定的功能。

數(shù)控機(jī)床是復(fù)雜的大系統(tǒng)，它涉及光、機(jī)、電、液等很多技術(shù)，發(fā)生故障是難免的。機(jī)械銹蝕、機(jī)械磨損、機(jī)械失效，電子元器件老化、插件接觸不良、電流電壓波動(dòng)、溫度變化、干擾、噪聲，軟件丟失或本身有隱患、灰塵，操作失誤等都可導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床出故障。

數(shù)控機(jī)床故障診斷

一．故障診斷內(nèi)容

1）動(dòng)作診斷：監(jiān)視機(jī)床各動(dòng)作部分，判定動(dòng)作不良的部位。診斷部位是ATC、APC和機(jī)床主軸。

2）狀態(tài)診斷：當(dāng)機(jī)床電機(jī)帶動(dòng)負(fù)載時(shí)，觀察運(yùn)行狀態(tài)。

3）點(diǎn)檢診斷：定期點(diǎn)檢液壓元件、氣動(dòng)元件和強(qiáng)電柜。

4）操作診斷：監(jiān)視操作錯(cuò)誤和程序錯(cuò)誤。

5）數(shù)控系統(tǒng)故障自診斷：

二．CNC系統(tǒng)診斷技術(shù)

當(dāng)前使用的各種CNC系統(tǒng)的診斷方法歸納起來大致可分為三大類。

（1）啟動(dòng)診斷（Star up Diagnostics）

把CNC系統(tǒng)每次從通電開始到進(jìn)入正常的運(yùn)行準(zhǔn)備狀態(tài)為止，系統(tǒng)內(nèi)部診斷程序自動(dòng)執(zhí)行的診斷。診斷的內(nèi)容為系統(tǒng)中最關(guān)鍵的硬件和系統(tǒng)控制軟件，如CPU、存儲(chǔ)器、I/O單元等模塊以及CRT/MDI單元、紙帶閱讀機(jī)、軟盤單元等裝置或外部設(shè)備。

（2）在線診斷（On— Line Diagnostics）

指通過CNC系統(tǒng)的內(nèi)裝程序，在系統(tǒng)處于正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，對(duì)CNC系統(tǒng)本身以及與CNC裝置相連的各個(gè)伺服單元，伺服電機(jī)，主軸伺服單元和主軸電機(jī)以及外部設(shè)備等進(jìn)行自動(dòng)診斷、檢查。一般來說，包括自診斷功能的狀態(tài)顯示和故障信息顯示兩部分。

．接口顯示：為了區(qū)分出故障發(fā)生在數(shù)控內(nèi)部，還是發(fā)生在PLC或機(jī)床側(cè)，有必要了解CNC和PLC或CNC和機(jī)床之間的接狀態(tài)以

及CNC內(nèi)部狀態(tài)。

．內(nèi)部狀態(tài)顯示：

（a）由于外因造成不執(zhí)行指令的狀態(tài)顯示。

（b）復(fù)位狀態(tài)顯示。

（c）TH報(bào)警狀態(tài)顯示，即紙帶水平和垂直校驗(yàn)，顯示出報(bào)警時(shí)的紙帶錯(cuò)誤孔的位置。

（d）磁泡存儲(chǔ)器異常狀態(tài)顯示。

（e）位置偏差量的顯示。

（f）旋轉(zhuǎn)變壓器或感應(yīng)同步器的頻率檢測(cè)結(jié)果顯示。

（g）伺服控制信息顯示。（h）存儲(chǔ)器內(nèi)容顯示等。

故障信息顯示的內(nèi)容一般有上百條，最多可達(dá)600條。這許多信息大都以報(bào)警號(hào)和適當(dāng)注釋的形式出現(xiàn)。一般可分成下述幾大類：

（a）過熱報(bào)警類；（b）系統(tǒng)報(bào)警類；（c）存儲(chǔ)器報(bào)警類；

（d）編程/設(shè)定類，這類故障均為操作、編程錯(cuò)誤引起的軟故障；

（e）伺服類：即與伺服單元和伺服電機(jī)有關(guān)的故障報(bào)警；

（f）行程開關(guān)報(bào)警類；

（g）印刷線路板間的連接故障類。

（3）離線診斷（Off—Line Diagnostics）

離線診斷的主要目的是故障導(dǎo)通知故障定位，力求把故障定位在盡可能小的范圍內(nèi)?，F(xiàn)代CNC系統(tǒng)的離線診斷用軟件，一般多已與CNC系統(tǒng)控制軟件一起存在CNC系統(tǒng)中，這樣維修診斷時(shí)更為方便。

（a）通訊診斷：用戶只需反CNC系統(tǒng)中專用“通信接口”連接到普通電話線上，而在西門子公司維修中心的專用通信診斷計(jì)算機(jī)的“數(shù)據(jù)電話”也連接到電話線路上，然后由計(jì)算機(jī)向CNC系統(tǒng)發(fā)送診斷程序，并將測(cè)試數(shù)據(jù)輸回到計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析關(guān)得出結(jié)論。（b）自修復(fù)系統(tǒng)：備用模塊則系統(tǒng)能自動(dòng)使故障模塊脫機(jī)而接通備用模塊，從而使系統(tǒng)較快地進(jìn)入正常工作狀態(tài)。

（c）具有AI（人工智能）功能的專家故障診斷系統(tǒng)：

①在處理實(shí)際問題時(shí)，通過具有某個(gè)領(lǐng)域的專門知識(shí)的專家分析和解釋數(shù)據(jù)并作出決定。

②專家系統(tǒng)利用專家推理方法的計(jì)算機(jī)模型來解決問題，并且得到的結(jié)論和專家相同。

三．伺服系統(tǒng)的診斷方法

采用發(fā)光二級(jí)管來批示故障可能產(chǎn)生的原因，例如過熱報(bào)警，過流報(bào)警，過壓報(bào)警，欠壓報(bào)警，I2t值監(jiān)控（用于電源電路）等。

數(shù)控機(jī)床維修

一．概述

數(shù)控機(jī)床的維修概念，不能單純局限于數(shù)控系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，如何排除故障和及時(shí)修復(fù)，使數(shù)控系統(tǒng)盡早投入使用，還應(yīng)包括正確

使用和日常保養(yǎng)等。

二．正確操作和使用數(shù)控系統(tǒng)的步驟

（1）數(shù)控系統(tǒng)通電前的檢查

1）檢查CNC裝置內(nèi)的各個(gè)印刷線路板是否緊固，各個(gè)插頭有無松動(dòng)。

2）認(rèn)真檢查CNC裝置與外界之間的全部連接電纜是否按隨機(jī)提供的連接手冊(cè)的規(guī)定，正確而可靠地連接。

3）交流輸入電源的連接是否符合CNC裝置規(guī)定的要求。

文字

文字4）確認(rèn)CNC裝置內(nèi)的各種硬件設(shè)定是否符合CNC裝置的要求。

只有經(jīng)過上述檢查，CNC裝置才能投入通電運(yùn)行。

（2）數(shù)控系統(tǒng)通電后的檢查

1）首先要檢查數(shù)控裝置中各個(gè)風(fēng)扇是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

2）確認(rèn)各個(gè)印刷線路或模塊上的直流電源是否正常，是否在允許的波動(dòng)范圍之內(nèi)。

3）進(jìn)一步確認(rèn)CNC裝置的各種參數(shù)。

4）當(dāng)數(shù)控裝置與機(jī)床聯(lián)機(jī)通電時(shí)，應(yīng)在接通電源的同時(shí)，作為按壓緊急停止按鈕的準(zhǔn)備，以備出現(xiàn)緊急情況時(shí)隨時(shí)切斷電源。

5）用手動(dòng)以低速給移動(dòng)各個(gè)軸，觀察機(jī)床移動(dòng)方向的顯示是否正確。

6）進(jìn)行幾次返回機(jī)床基準(zhǔn)點(diǎn)的動(dòng)作，用來檢查數(shù)控機(jī)床是否有返回基準(zhǔn)點(diǎn)功能，以及每次返回基準(zhǔn)點(diǎn)的位置是否完全一致。

7）CNC裝置的功能測(cè)試。

三．CNC系統(tǒng)的日常維護(hù)

1）制訂CNC系統(tǒng)的日常維護(hù)的規(guī)章制度。2）應(yīng)盡量少開數(shù)控柜和強(qiáng)電柜的門。3）定時(shí)清理數(shù)控裝置的散熱通風(fēng)系統(tǒng)。4）CNC系統(tǒng)的輸入/輸出裝置的定期維護(hù)。

5）定期檢查和更換直流電機(jī)電刷。6）經(jīng)常監(jiān)視CNC裝置用的電網(wǎng)電壓。

7）存儲(chǔ)器用電池的定期更換。8）CNC系統(tǒng)長(zhǎng)期不用時(shí)的維護(hù)。

9）備用印刷線路板的維護(hù)。對(duì)于已購(gòu)置的備用印刷線路板應(yīng)定期裝到CNC裝置上通電運(yùn)行一段時(shí)間，以防損壞。

10）做好維修前期的準(zhǔn)備工作：

①技術(shù)準(zhǔn)備：維修人員應(yīng)在平時(shí)充分了解系統(tǒng)的性能。

②工具準(zhǔn)備：作為最終用戶，維修工具只需準(zhǔn)備一些常規(guī)的儀器設(shè)備，如交流電壓表，直流電壓表，可能用指針式的也可以是數(shù)字式的，測(cè)量誤差在±2%范圍內(nèi)即可。萬用表也是一種常用的儀表。

③備件準(zhǔn)備：一旦由于CNC系統(tǒng)的部件或元器件損壞，使系統(tǒng)發(fā)生故障。為能及時(shí)排除故障，用戶應(yīng)準(zhǔn)備一些常用的備件。

四．故障處置

一旦CNC系統(tǒng)發(fā)生故障，系統(tǒng)操作人員應(yīng)采取急停措施，停止系統(tǒng)運(yùn)行，保護(hù)好現(xiàn)場(chǎng)。

（1）故障的表現(xiàn) ①系統(tǒng)發(fā)生故障的工作方式

工作方式有：Tape（紙帶方式）、MDI（手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入方式）、MEMORY（存儲(chǔ)器方式）、EDIT（編輯）、HANDLE（手輪）、JOG（點(diǎn)

動(dòng)）方式。

②MDI/DPL（手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入/顯示）。

③系統(tǒng)狀態(tài)顯示有時(shí)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)卻沒有報(bào)警，此時(shí)需要通過診斷畫面觀察系統(tǒng)所處的狀態(tài)。

④定位誤差超差情況。⑤在CRT上的報(bào)警及報(bào)警號(hào)。⑥刀具軌跡出現(xiàn)誤差時(shí)的速度。

（2）故障的頻繁程度 ①故障發(fā)生的時(shí)間及頻率。②加工同類工件時(shí)，發(fā)生故障的概率。

③故障發(fā)生的方式，判別是否與進(jìn)給速度、換刀方式或是與螺紋切削有關(guān)。

④出現(xiàn)故障的程序段。

（3）故障的重復(fù)性

①將引起故障的程序段重復(fù)執(zhí)行多次進(jìn)行觀察，來考察故障的重復(fù)性。②將該程序段的編程值與系統(tǒng)內(nèi)的實(shí)際數(shù)值進(jìn)行比較，確認(rèn)兩者是否有差異。

③本系統(tǒng)以前是否發(fā)生過同樣故障？

（4）外界狀況 ①環(huán)境溫度。②周圍的振動(dòng)源。

③系統(tǒng)的安裝位置檢查，出故障時(shí)是否受到陽(yáng)光的直射等。

④切削液、潤(rùn)滑油是否飛濺到了系統(tǒng)柜、系統(tǒng)柜里是否進(jìn)水，受到水的浸漬（如暖氣漏水）等。

⑤輸入電壓調(diào)查，輸入電源是否有波動(dòng)、電壓值等。

⑥工廠內(nèi)是否有使用大電流的裝置。

⑦近處是否存在干擾源。

⑧附近是否正在修理或調(diào)試機(jī)床、安裝了新機(jī)床等。

⑨重復(fù)出現(xiàn)的故障是否與外界因素有關(guān)？

（5）有關(guān)操作情況

①經(jīng)過什么操作之后才發(fā)生的故障？

②機(jī)床的操作方式對(duì)嗎？ ③程序內(nèi)是否包含有增量指令？

（6）機(jī)床情況 ①機(jī)床調(diào)整狀況。

②機(jī)床在運(yùn)輸過程中是否發(fā)生振動(dòng)？

③所用刀具的刀尖是否正常？ ④換刀時(shí)是否設(shè)置了偏移量？ ⑤間隙補(bǔ)償給的是否恰當(dāng)？ ⑥機(jī)械另件是否隨溫度變化而變形？

⑦工件測(cè)量是否正確？

（7）運(yùn)轉(zhuǎn)情況

①在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中是否改變過或調(diào)整過運(yùn)轉(zhuǎn)方式？ ②機(jī)床側(cè)是否處于報(bào)警狀態(tài)？是否已作好運(yùn)轉(zhuǎn)準(zhǔn)備？ ③機(jī)床操作面板上的售率開關(guān)是否設(shè)定為“0”？

④機(jī)床是否處于鎖住狀態(tài)？ ⑤系統(tǒng)是否處于急停狀態(tài)？ ⑥系統(tǒng)的保險(xiǎn)絲是否燒斷？

⑦機(jī)床操作面板上的方式選擇開關(guān)設(shè)定是否正確？

（8）機(jī)床和系統(tǒng)之間接線情況

①電纜是否完整無損？

②交流電源線和系統(tǒng)內(nèi)部電線是否分開安裝？

③電源線和信號(hào)線是否分開走線？ ④信號(hào)屏蔽線接地是否正確？

⑤繼電器、電磁鐵以及電動(dòng)機(jī)等電磁部件是否裝有噪聲抑制器？

（9）CNC裝置的外觀檢查

①機(jī)柜。檢查破損情況和是否是在打開柜門的狀態(tài)下操作。②機(jī)柜內(nèi)部。風(fēng)扇電機(jī)工作是否正常？控制部分污染程序。

③紙帶閱讀機(jī)。紙帶閱讀機(jī)是否有污物？

④電源單元。保險(xiǎn)絲是否正常？

⑤電纜。電纜連接器插頭是否完全插入、擰緊？ ⑥印刷線路板。印刷線路板數(shù)量有無缺損？

⑦M(jìn)DI/CRT單元。

（10）有關(guān)穿孔紙帶的檢查 ①紙帶閱讀機(jī)天關(guān)是否正常？ ②有關(guān)紙帶操作的設(shè)定是否正確？ ③紙帶是否折、皺和存有污物？

④紙帶的連接處正常否？ ⑤紙帶上的孔有無破損？ ⑥這條紙帶是否用過？

⑦使用的是黑色紙帶還是其它顏色的紙帶？

五．故障檢查方法

１．直觀法

這是一種最基本的方法。維修人員通過對(duì)故障發(fā)生時(shí)的各種光、聲、味等異?，F(xiàn)象的觀察以及認(rèn)真察看系統(tǒng)的每一處，往往可將故障范圍縮小到一個(gè)模塊或一塊印刷線路板。這要求維修人員具有豐富的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，要有多學(xué)科的較寬的知識(shí)和綜合判斷的能力。

２．自診斷功能法

現(xiàn)代的數(shù)控系統(tǒng)雖然尚未達(dá)到智能化很高的程度，但已經(jīng)具備了較強(qiáng)的自診斷功能。能隨時(shí)監(jiān)視數(shù)控系統(tǒng)的硬件和軟件的工作狀況。一旦發(fā)現(xiàn)異常，立即在CRT上報(bào)警信息或用發(fā)光二極管批示出故障的大致起因。利用自診斷功能，也能顯示出系統(tǒng)與主機(jī)之間接口信號(hào)的狀態(tài)，從而判斷出故障發(fā)生在機(jī)械部分還是數(shù)控系統(tǒng)部分，并批示出故障的大致部位。這個(gè)方法是當(dāng)前維修時(shí)最有效的一種方法。

３．功能程序測(cè)試法

所謂功能程序測(cè)試法就是將數(shù)控系統(tǒng)的常用功能和特殊功能，如直線定位、圓弧插補(bǔ)、螺紋切削、固定循環(huán)、用戶宏程序等用手工編程或自動(dòng)編程方法，編制成一個(gè)功能程序測(cè)試紙帶，通過紙帶閱讀機(jī)送入數(shù)控系統(tǒng)中，然后啟動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)使之進(jìn)行運(yùn)行，藉以檢查機(jī)床執(zhí)行這些功能的準(zhǔn)確性和可靠性，進(jìn)而判斷出故障發(fā)生的可能起因。本方法對(duì)于長(zhǎng)期閑置的數(shù)控機(jī)床第一次開機(jī)時(shí)的檢查以及機(jī)床加工造成廢品但又無報(bào)警的情況下，一時(shí)難以確定是編程錯(cuò)誤或是操作錯(cuò)誤，還是機(jī)床故障時(shí)的判斷是一較好的方法。

４．交換法

這是一種簡(jiǎn)單易行的方法，也是現(xiàn)場(chǎng)判斷時(shí)最常用的方法之一。所謂交換法就是在分析出故障大致起因的情況下，維修人員可以利用備用的印刷線路板、模板，集成電路芯片或元器件替換有疑點(diǎn)的部分，從而把故障范圍縮小到印刷線路板或芯片一級(jí)。它實(shí)際上也是

在驗(yàn)證分析的正確性。

在備板交換之前，應(yīng)仔細(xì)檢查備板是否完好，并應(yīng)檢查備板的狀態(tài)應(yīng)與原板狀態(tài)完全一致。這包括檢查板上的選擇開關(guān)，短路棒的設(shè)定位置以及電位器的位置。在置換CNC裝置的存儲(chǔ)器板時(shí)，往往還需要對(duì)系統(tǒng)作存儲(chǔ)器的初始化操作（如日本FANUC公司的FS—6系統(tǒng)用的磁泡存儲(chǔ)器就需要進(jìn)行這項(xiàng)工作），重新設(shè)定各種數(shù)控?cái)?shù)據(jù)，否則系統(tǒng)仍將不能正常地工作。又如更換FANUC公司的7系統(tǒng)的存儲(chǔ)器板之后，需重新輸入?yún)?shù)，并對(duì)存儲(chǔ)器區(qū)進(jìn)行分配操作。缺少了后一步，一旦零件程序輸入，將產(chǎn)生60號(hào)報(bào)警（存儲(chǔ)器容量不夠）。有的CNC系統(tǒng)在更換了主板之后，帶需進(jìn)行一些特定的操作。如FNUC公司在FS—10系統(tǒng)，必須按一定的操作步驟，先輸入9000～9031號(hào)選擇參數(shù)，然后才能輸入0000號(hào)至8010號(hào)的系統(tǒng)參數(shù)和PC參數(shù)?？傊?，一定要嚴(yán)格地按照有關(guān)系統(tǒng)的操作、維修說明書的要求進(jìn)行

操作。

５．轉(zhuǎn)移法

所謂轉(zhuǎn)移法就是將CNC系統(tǒng)中具有相同功能的二塊印刷線路板、模塊、集成電路芯片或元器件互相交換，觀察故障現(xiàn)象是否隨之轉(zhuǎn)移。藉此，可迅速確定系統(tǒng)的故障部位。這個(gè)方法實(shí)際上就是交換法的一種。因此，有關(guān)注意事項(xiàng)同交換法所述。

６．參數(shù)檢查法

眾所周知，數(shù)控參數(shù)能直接影響數(shù)控機(jī)床的功能。參數(shù) 通常是存放在磁泡存儲(chǔ)器或存放在需由電池保持的CMOS RAM中，一旦電池不足或由于外界的某種干擾等因素，會(huì)使個(gè)別參數(shù)丟失或變化，發(fā)生混亂，使機(jī)床無法正常工作。此時(shí)，通過核對(duì)、修正參數(shù)，就能將故障排除。當(dāng)機(jī)床長(zhǎng)期閑置工作時(shí)無緣無故地出現(xiàn)不正?，F(xiàn)象或有故障而無報(bào)警時(shí)，就應(yīng)根據(jù)故障特征，檢查和校對(duì)有關(guān)參數(shù)。

另外，經(jīng)過長(zhǎng)期運(yùn)行的數(shù)控機(jī)床，由于其機(jī)械傳動(dòng)部件磨損，電氣無件性能變化等原因，也需對(duì)其有關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。有些機(jī)床的故障往往就是由于未及時(shí)修改某些不適應(yīng)的參數(shù)所致。當(dāng)然這些故障都是屬于故障的范疇。

７．測(cè)量比較法

CNC系統(tǒng)生產(chǎn)廠在設(shè)計(jì)印刷線路板時(shí)，為了調(diào)整、維修的便利，在印刷線路板上設(shè)計(jì)了多個(gè)檢測(cè)用端子。用戶也可利用這些端子比較測(cè)量正常的印刷線路板和有故障的印刷線路板之間的差異。可以檢測(cè)這些測(cè)量端子的電壓或波形，分析故障的起因及故障的所在位置。甚至，有時(shí)還可對(duì)正常的印刷線路人為地制造“故障”，如斷開連線或短路，撥去組件等，以判斷真實(shí)故障的起因。為此，維修人員應(yīng)在平時(shí)積累印刷線路板上關(guān)鍵部位或易出故障部位在正常時(shí)的正確波形和電壓值。因?yàn)镃NC系統(tǒng)生產(chǎn)廠往往不提供有關(guān)這方面的資料。

８．敲擊法

當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)的故障表現(xiàn)為若有若無時(shí)，往往可用敲擊法檢查出故障的部位所在。這是由于CNC系統(tǒng)是由多塊印刷線路板組成，每塊板上又有許多焊點(diǎn)，板間或模塊間又通過插接件及電纜相連。因此，任何虛焊或接觸不良，都可能引起故障。當(dāng)用絕緣物輕輕敲打有虛

焊及接觸不良的疑點(diǎn)處，故障肯定會(huì)重復(fù)再現(xiàn)。

９．局部升溫

CNC系統(tǒng)經(jīng)過長(zhǎng)期運(yùn)行后元器件均要老化，性能會(huì)變壞。當(dāng)它們尚未完全損壞時(shí)，出現(xiàn)的故障變得時(shí)有時(shí)無。這時(shí)可用熱吹風(fēng)機(jī)或電烙鐵等來局部升溫被懷疑的元器件，加速其老化，以便徹底暴露故障部件。當(dāng)然，采用此法時(shí)，一定要注意元器件的溫度參數(shù)等，不

要將原來是好的器件烤壞。

１０．原理分析法

根據(jù)CNC系統(tǒng)的組成原理，可從邏輯上分析各點(diǎn)的邏輯電平和特征參數(shù)（如電壓值或波形），然后用萬用表、邏輯筆、示波器或邏輯分析儀進(jìn)行測(cè)量、分析和比較，從而對(duì)故障定位。運(yùn)用這種方法，要求維修人員必須對(duì)整個(gè)系統(tǒng)或每個(gè)電路的原理有清楚的、較深的了解。

除了以上常用的故障檢查測(cè)試方法外，還有拔板法，電壓拉偏法，開環(huán)檢測(cè)法以及在上章中曾提出的診斷方法等多種。這些檢查方法各有特點(diǎn)，按照不同的故障現(xiàn)象，可以同時(shí)選擇幾種方法靈活應(yīng)用，對(duì)故障進(jìn)行綜合分析，才能逐步縮小故障范圍，較快地排除故障。

六．故障排除的一般方法

當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)報(bào)警發(fā)生故障時(shí)，維修人員不要急于動(dòng)手處理，而應(yīng)多進(jìn)行觀察和試驗(yàn)。

１．充分調(diào)查故障現(xiàn)場(chǎng)

這是維修人員取得第一手材料的一個(gè)重要手段。一方面要向操作者調(diào)查，詳細(xì)詢問出現(xiàn)故障的全過程，查看故障記錄單，了解發(fā)生過什么現(xiàn)象，曾采取過什么措施等；另一方面，要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)要做細(xì)致的勘查。從系統(tǒng)的外觀到系統(tǒng)內(nèi)部各印刷線路板都應(yīng)細(xì)心地察看是否有異常之處。在確認(rèn)系統(tǒng)通電無危險(xiǎn)有情況下，方可通電，觀察系統(tǒng)有何異常，CRT顯示的內(nèi)容等。

２．認(rèn)真分析產(chǎn)生故障的起因

當(dāng)前的CNC系統(tǒng)智能化程度都比較低，系統(tǒng)尚不能自動(dòng)診斷出發(fā)生故障的確切原因。往往是同一報(bào)警號(hào)可以有多種起因，不可能將故障縮小到具體的某一部件。因此，在分析故障的起因時(shí)，一定要思路開闊。往往有這種情況，自診斷出系統(tǒng)的某一部分有故障，但究其起源，卻不在數(shù)控系統(tǒng)，而是在機(jī)械部分。所以，無論是CNC系統(tǒng)，機(jī)床強(qiáng)電，還是機(jī)械、液壓、氣路等，只要有可能引起該故障的原因，都要盡可能全面地列出來，進(jìn)行綜合判斷和篩選，然后通過必要的試驗(yàn)，達(dá)到確診和最終排除故障的目的。

造成數(shù)控系統(tǒng)故障而又不易發(fā)現(xiàn)的另一個(gè)重要原因是干擾。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，大致有下面幾種原因。

（１）機(jī)床生產(chǎn)廠的裝配工藝問題

裝配工藝不好反映在干擾方面的表現(xiàn)大致有如下幾點(diǎn)。①?zèng)]有采用一點(diǎn)接地法。有些機(jī)床生產(chǎn)為了圖省事，到處就近接地，結(jié)果造成多點(diǎn)接地，形成地環(huán)流。②由于接地點(diǎn)選擇不當(dāng)或接觸不良，甚至虛焊造成接地電阻變大而引起噪聲干擾。③CNC系統(tǒng)與主機(jī)的信號(hào)通訊，有許多是采用屏蔽線連接的，若對(duì)屏蔽地處理不當(dāng)，沒有按照規(guī)定連接（如有的屏蔽地按規(guī)定只許接在系統(tǒng)側(cè)，而不能接在機(jī)床側(cè)，如圖4.3—1所示）也是造成干擾的一種因素。

（２）強(qiáng)電干擾

數(shù)控機(jī)床的強(qiáng)電柜中的接觸器、繼電器等電磁部件均是CNC系統(tǒng)的干擾源。交流接觸器，交流電機(jī)的頻繁起動(dòng)、停止時(shí)，其電磁感應(yīng)現(xiàn)象會(huì)使CNC系統(tǒng)控制電路中產(chǎn)生尖峰或波涌等噪聲，干擾系統(tǒng)的正常工作。因此，一定要對(duì)這些電磁干擾采取措施，予以消除。

通常是采用在交流接觸器線圈的兩端或交流電機(jī)的三相輸入端并聯(lián)RC網(wǎng)絡(luò)，而在直流接觸器或在直流電磁閥的線圈兩端反相并入一個(gè)續(xù)流二極管等的辦法來抑制這些電器產(chǎn)生的干擾噪聲（如圖4.3—2所示）。但要注意一點(diǎn)，這些并入的吸收網(wǎng)絡(luò)的連線不應(yīng)大于20cm，否則，其效果就不理想。

同時(shí)，查CNC系統(tǒng)的控制電路的輸入電源部分，也要采取措施。一般多用浪涌吸收器并聯(lián)在電源線間，如圖4.3—3所示，從而可有

效地吸收電網(wǎng)中的尖峰電壓，起到一定的保護(hù)作用。

（３）供電線路的干擾

由于我國(guó)局部地區(qū)電力不足和供電頻率不穩(wěn)和用戶廠電網(wǎng)分配不合理等因素造成供電線路的干擾?，F(xiàn)象可歸納為超壓、欠壓、頻率和相位漂移、諧波失真、共模噪聲及常模噪聲等原因。為養(yǎng)活供電電線路干擾可采取下列措施。

①在電網(wǎng)電壓變化較大的地區(qū)，應(yīng)在CNC系統(tǒng)的輸入電源前增加電子穩(wěn)壓器，以養(yǎng)活電網(wǎng)電壓波動(dòng)。如果能加入電源調(diào)節(jié)器，則效果更

好，但切不可串入自耦變壓器。

②用戶廠的供電線路的容量應(yīng)能滿足數(shù)控機(jī)床電器容量的要求。

③數(shù)控機(jī)床避免與電火花設(shè)備以及大功率的起、停頻繁的設(shè)備共用一干線，以免這些設(shè)備的干擾通過供電線串入到CNC系統(tǒng)中。

④數(shù)控機(jī)床設(shè)備安置時(shí)應(yīng)遠(yuǎn)離中頻爐、高頻感應(yīng)爐等變頻設(shè)備。

３．動(dòng)手修復(fù)

一旦故障部位已找到，但手頭卻無可更換的備件時(shí)，可用移植借用辦法，作為應(yīng)急措施來解決。例如某一組件壞了（如與非門或觸發(fā)器等），但損壞的往往只是組件中的某一路，其它幾部分還是好的。而在印刷線路板的設(shè)計(jì)中，又往往只是用了組件中的一部分，沒有全部用滿。此時(shí)，可將沒有使用的富余部分取來作為應(yīng)急用。具體的作法是，切斷已損壞部分的插腳（包括輸入和輸出腳），然后由區(qū)線

將信號(hào)輸入、輸出線引至富余的組件插腳 上即可。

典型數(shù)控機(jī)床維修方法

一．西門子3系統(tǒng)的維修

1）電源接通后無基本畫面顯示

（a）電路板03840號(hào)板上無監(jiān)控?zé)麸@示

（b）03840號(hào)電路板上監(jiān)控?zé)袅?/p>

①監(jiān)控?zé)糸W爍。如果監(jiān)控?zé)糸W爍頻率為1Hz，則EPROM有故障；如果閃爍頻率為2Hz，則PLC有故障；如以4Hz頻率閃爍，則保持電

池報(bào)警，表示電壓已不足。

②監(jiān)控?zé)糇鬁缬伊?。表示操作面板的接口?3731板有故障或CRT有故障。

③監(jiān)控?zé)舫Ａ?。這種故障，通常的原因有：CPU有故障；EPROM有故障；系統(tǒng)總線（即背板）有故障、電路板上設(shè)定有誤、機(jī)床數(shù)據(jù)錯(cuò)誤、以及電路板（如存儲(chǔ)器板、耦合板、測(cè)量板）的硬件有故障。

2）CRT上顯示混亂

（a）保持電池（鋰電池）電壓太低，這時(shí)一般能顯示出711號(hào)報(bào)警。

（b）由于電源板或存儲(chǔ)曾被拔出，從而造成存儲(chǔ)區(qū)混亂。這是一種軟故障，只要將CNC內(nèi)部程序清除并重新輸入即可排除故障。

（c）電源板或存儲(chǔ)器板上的硬件故障造成程序顯示混亂。（d）如CRT上顯示513號(hào)報(bào)警，表示存儲(chǔ)器的容量不夠。

3）在自動(dòng)方式下程序不能啟動(dòng)

（a）如此時(shí)產(chǎn)生351號(hào)報(bào)警，表示CNC系統(tǒng)啟動(dòng)之后，未進(jìn)行機(jī)床回基準(zhǔn)點(diǎn)的操作。

（b）系統(tǒng)處于自動(dòng)保持狀態(tài)。

（c）禁止循環(huán)啟動(dòng)。檢查PLC與NC間的接口信號(hào)Q64.3。

4）進(jìn)給軸運(yùn)動(dòng)故障

（a）進(jìn)給軸不能運(yùn)動(dòng)。造成此故障的原因有：

①操作方式不對(duì)；

②從PLC傳至NC的信號(hào)不正常；

③位控板有故障（如03350，03325，03315板有故障）。

④發(fā)生22號(hào)報(bào)警，它表示位置環(huán)未準(zhǔn)備好。

⑤測(cè)量系統(tǒng)有故障。如產(chǎn)生108，118，128，138號(hào)報(bào)警，這是測(cè)量傳感器太臟引起的。如產(chǎn)生104，114，124，134報(bào)警，則位置環(huán)有硬

件故障。

⑥運(yùn)動(dòng)軸處于軟件限位狀態(tài)。只要將機(jī)床軸往相反方向運(yùn)動(dòng)即可解除。⑦當(dāng)發(fā)生101，111，121，131號(hào)報(bào)警時(shí)，表示機(jī)床處于機(jī)械夾緊狀態(tài)。

（b）進(jìn)給軸運(yùn)動(dòng)不連續(xù)。

（c）進(jìn)給軸顫動(dòng)。

①進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元的速度環(huán)和電流環(huán)參數(shù)沒有進(jìn)行最佳化或交流電機(jī)缺相或測(cè)速元件損壞，均可引起進(jìn)給軸顫動(dòng)。

②CNC系統(tǒng)的位控板有故障。

③機(jī)構(gòu)磨擦力太大。

④數(shù)控機(jī)床數(shù)據(jù)有誤，有關(guān)機(jī)床數(shù)據(jù)的正確設(shè)定如下。

（d）進(jìn)給軸失控。

①如有101，111，121，131號(hào)報(bào)警請(qǐng)對(duì)夾緊進(jìn)行檢查。②如有102，112，122，132號(hào)報(bào)警，則說明指令值太高。

③進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元有故障。

④數(shù)控機(jī)床數(shù)據(jù)設(shè)定錯(cuò)誤，造成位置控制環(huán)路為正反饋。

⑤CNC裝置輸至驅(qū)動(dòng)單元的指令線極性錯(cuò)誤。

（e）103～133號(hào)報(bào)警。這是輪廓監(jiān)控報(bào)警。速度環(huán)參數(shù)沒有最佳化或者KV系數(shù)太大。

（f）105～135號(hào)報(bào)警。位置漂移太大引起的。移量超過500mv，檢查漂移補(bǔ)償參數(shù)N230～N233。

5）主軸故障

如果實(shí)際主軸轉(zhuǎn)速超過所選齒輪的最高轉(zhuǎn)速，則產(chǎn)生225號(hào)報(bào)警；如主軸位置環(huán)監(jiān)控發(fā)生故障，則發(fā)生224號(hào)報(bào)警。

6）V·24串行接口報(bào)警

（a）20秒內(nèi)仍未發(fā)送或接收到數(shù)據(jù)時(shí)：

①外部設(shè)備故障； ②電纜有誤； ③03840板有故障。

（b）穿孔紙帶信息不能輸入，其原因有：

①操作面板上鑰匙開關(guān)在關(guān)的位置，從而造成紙帶程序不能輸入； ②如果0384號(hào)板上的數(shù)據(jù)保護(hù)開關(guān)不在釋放位置時(shí)，不能輸入數(shù)據(jù)紙帶；

③如果不能輸入L80～L99和L900～L999號(hào)子程序，則多是由于PLC與NC接口信號(hào)Q64·3為“1”（循環(huán)禁止）引起的。

（c）停止位錯(cuò)誤。①波特率設(shè)定錯(cuò)誤； ②閱讀機(jī)有故障； ③機(jī)床數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。

二．FANUC公司的Ⅲ系統(tǒng)維修

可參考《數(shù)控機(jī)床使用與維修》一書 [s:18]

第二篇：數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修學(xué)習(xí)心得

數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修

摘要:數(shù)控機(jī)床促進(jìn)我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床是機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械加工領(lǐng)域中應(yīng)用的典型產(chǎn)品，具有高精度、高效率和高適應(yīng)性的特點(diǎn)，適于多種、中小批量復(fù)雜零件的加工。數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修的基本目的是提高數(shù)控設(shè)備的可靠性。數(shù)控設(shè)備的外部故障可以分為軟故障和外部硬件損壞引起的硬故障。軟故障是指由于操作、調(diào)整處理不當(dāng)引起的，這類故障多發(fā)生在設(shè)備使用前期或設(shè)備使用人員調(diào)整時(shí)期。關(guān)鍵字：數(shù)控故障

數(shù)控維修

一

數(shù)控機(jī)床的維護(hù)和保養(yǎng)

1.1數(shù)控機(jī)床的日常維護(hù) 1）嚴(yán)格遵守維護(hù)制度 數(shù)控系統(tǒng)的編程，操作人員和維修人員必須進(jìn)行嚴(yán)格的專門培訓(xùn)，熟悉所用數(shù)控機(jī)床的功能和使用方法，正確的使用機(jī)床，避免因操作不當(dāng)引起的故障。2）數(shù)控柜和強(qiáng)電柜的門應(yīng)盡量少開少關(guān) 加工車間一般的空氣中都有油霧，灰塵金屬粉末等顆粒物，當(dāng)它們落在數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)的電子器件或電路板上，容易引起元器件或電路板的損壞，因此數(shù)控柜和強(qiáng)電柜的門應(yīng)盡量少開少關(guān)。如果數(shù)控系統(tǒng)超長(zhǎng)時(shí)間負(fù)載工作時(shí)，要用正確的散熱方法，想辦法將對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的外部溫度。不得隨意開關(guān)柜門。3）經(jīng)常檢查電網(wǎng)電壓

一般數(shù)控系統(tǒng)允許的電網(wǎng)電壓波動(dòng)范圍內(nèi)進(jìn)行，否則是數(shù)控系統(tǒng)不穩(wěn)定，有可能造成重要元器件的損壞。要經(jīng)常注意電壓電網(wǎng)的波動(dòng)，特別是電網(wǎng)質(zhì)量比較差的地區(qū)，應(yīng)及時(shí)配置數(shù)控系統(tǒng)用的交流穩(wěn)壓裝置。

4）定時(shí)清掃數(shù)控柜的散熱通風(fēng)系統(tǒng)

應(yīng)每天檢查數(shù)控系統(tǒng)柜上各個(gè)冷卻風(fēng)扇工作是否正常，應(yīng)視工作環(huán)境狀況，每半年或每季度檢查一次風(fēng)道過濾器是否有堵塞現(xiàn)象。如果過濾網(wǎng)上灰塵積聚過多，需及時(shí)清理，否則將會(huì)引起數(shù)控系統(tǒng)柜內(nèi)溫度高（一般不允許超過55℃），造成過熱報(bào)警或數(shù)控系統(tǒng)工作不可靠 1.2數(shù)控機(jī)床的3級(jí)保養(yǎng)

1）數(shù)控機(jī)床的1級(jí)保養(yǎng)主要內(nèi)容有：班前、班中、班后檢查并嚴(yán)格遵守每天檢查對(duì)于數(shù)控機(jī)床來說，合理的日常維護(hù)措施，可以有效的預(yù)防和降低數(shù)控機(jī)床的故障發(fā)生幾率。針對(duì)每一臺(tái)機(jī)床的具體性能和加工對(duì)象制定操作規(guī)程建立工作、故障、維修檔案是很重要的。包括保養(yǎng)內(nèi)容以及功能器件和元件的保養(yǎng)周期。

2）數(shù)控機(jī)床的2級(jí)保養(yǎng)主要內(nèi)容有：對(duì)主軸箱、各坐標(biāo)進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、中心潤(rùn)滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)、外觀的清理并按照保養(yǎng)的要求去做。

3）數(shù)控機(jī)床的3級(jí)保養(yǎng)主要內(nèi)容有:對(duì)主軸箱、刀塔、尾座要求清理、清潔。對(duì)整體外觀和各個(gè)系統(tǒng)要求清潔，檢查和校驗(yàn)。1.3 數(shù)控機(jī)床維修

1）數(shù)控機(jī)床故障的種類

數(shù)控機(jī)床診斷一般是機(jī)床提供的自診斷報(bào)警信息來排除，在故障排除的過程中也會(huì)采用一些典型的方法來輔助，主要有：?jiǎn)?dòng)自診斷，在線診斷和離線診斷。

二

數(shù)控機(jī)床典型故障與診斷

2.1數(shù)控機(jī)床主軸故障排除的方法 1）外界干擾。主軸在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)無規(guī)律的震動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，出現(xiàn)這類情況時(shí)，令主軸轉(zhuǎn)速指令為零，調(diào)整零速平衡電位或飄移補(bǔ)償量參數(shù)值，觀察是否因參數(shù)系統(tǒng)變化引起故障，若調(diào)整后仍不能消除該故障，則多為外界干擾引起的。把電源進(jìn)線端加裝電源凈化裝置，動(dòng)力線和信號(hào)線分開，布線要合理，信號(hào)線和反饋線按要求屏蔽，接地線要可靠。

2）主軸過載，主軸電機(jī)過熱、CNC裝置和主軸驅(qū)動(dòng)裝置顯示過流報(bào)警，主要是主軸電機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)不良造成、電力接線接觸不良、電機(jī)切削用量過大，主軸頻繁正、反等引起電流增加，采取保持主軸電動(dòng)機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)良好，保持電動(dòng)機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)良好，保持過濾網(wǎng)清潔，檢查動(dòng)力線端子接觸情況，嚴(yán)格按照機(jī)床操作規(guī)程，正確操作機(jī)床。

3）主軸定位抖動(dòng)。當(dāng)主軸在正常加工時(shí)沒有問題，僅在定位事產(chǎn)生抖動(dòng)，主軸定位一般分機(jī)械、電氣和編碼器3中準(zhǔn)停定位，當(dāng)定位機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)不到位，檢測(cè)裝置反饋信息有誤差時(shí)產(chǎn)生的抖動(dòng)，另外，主軸定位要有一個(gè)減速過程，如果減速或增益參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，也會(huì)引起故障。采取方法，根據(jù)主軸定位的方式，主要檢查各定位、減速檢測(cè)元件的工作狀態(tài)和固定安裝情況，如限位開關(guān)、接近開關(guān)、霍爾元件等。

4）不執(zhí)行螺紋加工。（1）對(duì)于主軸編碼器與系統(tǒng)之間的鏈接不良產(chǎn)生的故障，可通過檢查鏈接電纜接口及電纜線找出故障并修復(fù)。（2）對(duì)于主軸編碼器的位置信號(hào)PA、*PA、PB、*PB不良或連接電纜斷開產(chǎn)生的故障，可通過系統(tǒng)顯示裝置上是否有主軸速度顯示來判別，如果無主軸速度顯示則為該類報(bào)警。（3）對(duì)于主軸編碼器的一轉(zhuǎn)信號(hào)PZ、*PZ不良或連接電纜斷開產(chǎn)生的故障，可通過加工指令G99和G98切換來判別，如果G98進(jìn)給切削正常而G99進(jìn)給切削不執(zhí)行，則為該類故障。如果以上故障都排除，則為系統(tǒng)本身故障，即系統(tǒng)存儲(chǔ)板或系統(tǒng)主板故障。

5）主軸轉(zhuǎn)速與進(jìn)給不匹配。當(dāng)主軸與進(jìn)給同步配合加工時(shí)，要領(lǐng)先主軸上的脈沖編碼器檢測(cè)反饋信息，若脈沖編碼器或連接電纜線有問題，會(huì)引起上述故障。

通過調(diào)用I/O狀態(tài)數(shù)據(jù)，觀察編碼器信號(hào)線的通斷狀態(tài)；取消主軸與進(jìn)給同步配合，用每分鐘進(jìn)給指令代替每轉(zhuǎn)進(jìn)給指令來執(zhí)行程序，可判斷故障是否與編碼器有關(guān)。

更換維修編碼器，檢查電纜線接線情況，特別注意信號(hào)線的抗干擾措施。

6）轉(zhuǎn)速偏離指令值。實(shí)際主軸轉(zhuǎn)速值超過指令給定的轉(zhuǎn)速范圍。電動(dòng)機(jī)負(fù)載過大，引起轉(zhuǎn)速降低，或低速極限值設(shè)定太小，造成主軸電動(dòng)機(jī)過載；測(cè)速反饋信號(hào)變化，引起速度控制單元輸入變化；主軸驅(qū)動(dòng)裝置故障，導(dǎo)致速度控制單元錯(cuò)誤輸出；CNC系統(tǒng)輸出的主軸轉(zhuǎn)速模擬量沒有達(dá)到與轉(zhuǎn)速指令相對(duì)應(yīng)的值。檢查空載運(yùn)轉(zhuǎn)主軸，檢測(cè)比較實(shí)際轉(zhuǎn)速和指令值，判斷故障是否由負(fù)載過大引起；檢查測(cè)速裝備及電纜線，調(diào)節(jié)速度反饋量大小，使實(shí)際主軸轉(zhuǎn)速達(dá)到指令值；用備件判斷驅(qū)動(dòng)裝置故障部位；檢查信號(hào)電纜線連接情況，調(diào)整有關(guān)參數(shù)使CNC系統(tǒng)輸出的模擬量與轉(zhuǎn)速指令值相對(duì)應(yīng)。

7）主軸異常噪聲及振動(dòng)。區(qū)別是由于機(jī)械部分鏈接松動(dòng)或磨損還是電氣驅(qū)動(dòng)部分閉環(huán)振蕩引起。用機(jī)電分離的方法判斷開機(jī)械和電氣部分的連接，分別加以測(cè)試

8）主軸電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)。如果CNC側(cè)有報(bào)警，則按報(bào)警提示處理，如無報(bào)警，主軸不轉(zhuǎn)，則可能是主軸伺服驅(qū)動(dòng)或變頻器缺少模擬量速度給定或使能控制信號(hào)。措施是如果CNC給定的電壓在0~10伏的電壓信號(hào)則可以在CNC側(cè)輸入指令后，通過萬用表來測(cè)量伺服驅(qū)動(dòng)輸入信號(hào)來確認(rèn)，對(duì)于使能信號(hào)可以通過PLC I/O狀態(tài)觀察PLC是否有輸出控制信號(hào)或能用萬能表檢查使能端子閉合判斷。也有可能是CNC或是伺服驅(qū)動(dòng)、變頻器參數(shù)設(shè)定引起的。

總之，數(shù)控機(jī)床故障產(chǎn)生的原因是多種多樣的，有機(jī)械問題、數(shù)控系統(tǒng)的問題、傳感元件的問題、驅(qū)動(dòng)元件的問題、強(qiáng)電部分的問題、線路連接的問題等。在檢修過程中，要分析故障產(chǎn)生的可能原因和范圍，然后逐步排除，直到找出故障點(diǎn)，切勿盲目的亂動(dòng)，否則，不但不能解決問題。還可能使故障范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。在面對(duì)數(shù)控機(jī)床故障和維修問題時(shí)，首先要防患于未燃，不能在數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)問題后才去解決問題，要做好日常的維護(hù)工作和了解機(jī)床本身的結(jié)構(gòu)和工作原理，這樣才能做到減少機(jī)床的故障,讓機(jī)床使用壽命更長(zhǎng)。

三參考文獻(xiàn)

[1] 劉江.數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修 [M].北京：高等教育出版社，2009.[2] 姜洪平.數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修 [M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2006.[3] 孫慧平.數(shù)控機(jī)床調(diào)試安裝技術(shù) [M].北京：電子工業(yè)出版社，2008.[4] 劉樹表.數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修 [M].北京：人民郵電出版社，2009.[5] 李繼忠.數(shù)控機(jī)床螺距誤差補(bǔ)償與分析 [J].組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)，2010.

第三篇：數(shù)控機(jī)床的故障診斷與維修總結(jié)

學(xué)號(hào)：

中 州 大 學(xué)

《機(jī)電設(shè)備故障診斷與維修技術(shù)》

數(shù)控機(jī)床的故障診斷與維

修總結(jié)

專 業(yè)： 機(jī)械制造與自動(dòng)化 姓 名：

班 級(jí)： 機(jī) 制 一 班 指導(dǎo)教師：

評(píng)定成績(jī)：

完成日期：2012 年 12 月 10 日

目 錄

前言……………………………………………………3

一、數(shù)控機(jī)床…………………………………………4

1、數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及加工………………………………4

2、數(shù)控機(jī)床使用中應(yīng)注意的事項(xiàng)…………………………4

二、數(shù)控機(jī)床故障的特點(diǎn)與類型……………………5

1、數(shù)控機(jī)床故障特點(diǎn)……………………………………5

2、數(shù)控機(jī)床故障類型……………………………………5

三、數(shù)控機(jī)床故障診斷方法……………………………5

四、數(shù)控機(jī)床故障維修步驟與方法……………………6

1、數(shù)控機(jī)床故障維修步驟…………………………………62、數(shù)控機(jī)床故障維修方法…………………………………7

五、心得體會(huì)……………………………………………7

六、參考文獻(xiàn)……………………………………………8

前言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品提出了高精度、高復(fù)雜性的要求，而且產(chǎn)品的更新?lián)Q代也在加快，這對(duì)機(jī)床設(shè)備不僅提出了精度和效率的要求，而且也對(duì)其提出了通用性和靈活性的要求。數(shù)控機(jī)床就是針對(duì)這種要求而產(chǎn)生的一種新型自動(dòng)化機(jī)床。數(shù)控機(jī)床集微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)及伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)、精密機(jī)械技術(shù)于一體，是高度機(jī)電一體化的典型產(chǎn)品。它本身又是機(jī)電一體化的重要組成部分，是現(xiàn)代機(jī)床技術(shù)水平的重要標(biāo)志。數(shù)控機(jī)床體現(xiàn)了當(dāng)前世界機(jī)床技術(shù)進(jìn)步的主流，是衡量機(jī)械制造工藝水平的重要指標(biāo)，在柔性生產(chǎn)和計(jì)算機(jī)集成制造等先進(jìn)制造技術(shù)中起著重要的基礎(chǔ)核心作用。因此，如何更好的使用數(shù)控機(jī)床是一個(gè)很重要的問題。但由于數(shù)控機(jī)床是一種價(jià)格昂貴的精密設(shè)備，因此，其維護(hù)更是不容忽視。通過洛拖的實(shí)習(xí)，見到了各種先進(jìn)的數(shù)控設(shè)備,仔細(xì)觀察了工人師傅的操作及其維護(hù)修理過程,參考一些資料，了解到一些數(shù)控機(jī)床的故障診斷和維修方法，做一點(diǎn)總結(jié)，為以后的工作奠定一定的基礎(chǔ)，讓自己在機(jī)械行業(yè)能更快更好的發(fā)展。

一、數(shù)控機(jī)床

1、數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及加工

數(shù)控機(jī)床的工作原理就是將加工過程所需的各種操作（如主軸變速、工件的松開與夾緊、進(jìn)刀與退刀、開車與停車、自動(dòng)關(guān)停冷卻液）和步驟以及工件的形狀尺寸用數(shù)字化的代碼表示，通過控制介質(zhì)（如穿孔紙帶或磁盤等）將數(shù)字信息送入數(shù)控裝置，數(shù)控裝置對(duì)輸入的信息進(jìn)行處理與運(yùn)算，發(fā)出各種控制信號(hào)，控制機(jī)床的伺服系統(tǒng)或其他驅(qū)動(dòng)元件，使機(jī)床自動(dòng)加工出所需要的工件。所以，數(shù)控加工的關(guān)鍵是加工數(shù)據(jù)和工藝參數(shù)的獲取，即數(shù)控編程。

數(shù)控機(jī)床具有高度柔性，高的加工精度，加工質(zhì)量的穩(wěn)定與可靠，高的生產(chǎn)效率，并且為機(jī)電一體化設(shè)備，節(jié)省大量的人力與物力，便于自動(dòng)化管理等特點(diǎn)。隨著數(shù)控設(shè)備不斷在生產(chǎn)生活中的深入使用，其維護(hù)與維修也成了重中之中，因此這就要求維修人員具有深厚的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與熟練的技術(shù)，能準(zhǔn)確對(duì)機(jī)床進(jìn)行故障定位，并且及時(shí)解決，防止出現(xiàn)機(jī)器停機(jī)，造成經(jīng)濟(jì)損失等。

數(shù)控加工一般包括以下幾個(gè)內(nèi)容：

1)對(duì)圖紙進(jìn)行分析，確定需要數(shù)控加工的部分； 2)利用圖形軟件（如UG）對(duì)需要數(shù)控加工的部分造型；

3)根據(jù)加工條件，選擇合適的加工參數(shù)，生成加工軌跡（包括粗加工、半精加工、精加工軌跡）；

4)軌跡的仿真檢驗(yàn)； 5)生成G代碼； 6)傳給機(jī)床加工。

2、數(shù)控機(jī)床使用中應(yīng)注意的事項(xiàng)

使用數(shù)控機(jī)床之前，應(yīng)仔細(xì)閱讀機(jī)床使用說明書以及其他有關(guān)資料，以便正確操作使用機(jī)床，并注意以下幾點(diǎn)：

1)機(jī)床操作、維修人員必須是掌握相應(yīng)機(jī)床專業(yè)知識(shí)的專業(yè)人員或經(jīng)過技術(shù)培訓(xùn)的人員，且必須按安全操作規(guī)程及安全操作規(guī)定操作機(jī)床；非專業(yè)人員不得打開電柜門，打開電柜門前必須確認(rèn)已經(jīng)關(guān)掉了機(jī)床總電源開關(guān)。只有專業(yè)維修人員才允許打開電柜門，進(jìn)行通電檢修；

2)除一些供用戶使用并可以改動(dòng)的參數(shù)外，其它系統(tǒng)參數(shù)、主軸參數(shù)、伺服參數(shù)等，用 4

戶不能私自修改，否則將給操作者帶來設(shè)備、工件、人身等傷害；修改參數(shù)后，進(jìn)行第一次加工時(shí)，機(jī)床在不裝刀具和工件的情況下用機(jī)床鎖住、單程序段等方式進(jìn)行試運(yùn)行，確認(rèn)機(jī)床正常后再使用機(jī)床；

3)機(jī)床的PLC程序是機(jī)床制造商按機(jī)床需要設(shè)計(jì)的，不需要修改。不正確的修改，操作機(jī)床可能造成機(jī)床的損壞，甚至傷害操作者；建議機(jī)床連續(xù)運(yùn)行最多24小時(shí)，如果連續(xù)運(yùn)行時(shí)間太長(zhǎng)會(huì)影響電氣系統(tǒng)和部分機(jī)械器件的壽命，從而會(huì)影響機(jī)床的精度；機(jī)床全部連接器、接頭等，不允許帶電拔、插操作，否則將引起嚴(yán)重的后果。

二、數(shù)控機(jī)床故障的特點(diǎn)與類型

1、數(shù)控機(jī)床故障特點(diǎn)

數(shù)控機(jī)床故障的特點(diǎn)：數(shù)控機(jī)床一般由數(shù)控系統(tǒng)，包含伺服電動(dòng)機(jī)和檢測(cè)反饋裝置的伺服系統(tǒng)，強(qiáng)電控制柜，機(jī)床本體和各類輔助裝置組成。數(shù)控機(jī)床的復(fù)雜性使其故障具有復(fù)雜性和特殊性，引起數(shù)控機(jī)床故障的因素又很多，不能只看故障的表像，要透過現(xiàn)象去檢查引起故障的綜合因素，找到引起故障的根源，采取合理的方法給予排除。

2、數(shù)控機(jī)床故障類型

1）、NC系統(tǒng)故障

NC系統(tǒng)故障會(huì)引起硬件故障和軟故障。2）、伺服系統(tǒng)的故障

由于數(shù)控系統(tǒng)的控制核心是對(duì)機(jī)床的進(jìn)給部分盡心數(shù)字控制，而進(jìn)給是由伺服單元控制伺服電機(jī)，帶動(dòng)滾珠絲杠來實(shí)現(xiàn)的，由旋轉(zhuǎn)編碼器做位置反饋元件，形成位置控制系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)故障一般是由伺服控制單元、伺服電機(jī)、測(cè)速電機(jī)、編碼器等問題引起的。3）、外部故障

由于現(xiàn)代的數(shù)控系統(tǒng)可靠性越來越高，故障率越來越低，很少發(fā)生故障。大部分故障都是非系統(tǒng)故障，是由外部原因引起的。

三、數(shù)控機(jī)床故障的診斷方法

1、系統(tǒng)自診斷

一般CNC系統(tǒng)都有較為完備的自診斷系統(tǒng)，無論是華中系統(tǒng)還是西門子系統(tǒng)，上電初始化時(shí)或運(yùn)行中均能對(duì)自身或接口做出有限的自診斷。維修人員應(yīng)熟悉系統(tǒng)自診斷各種報(bào) 5

警信息。根據(jù)說明書進(jìn)行分析以確定故障范圍。定位故障元器件，對(duì)于進(jìn)口的數(shù)控系統(tǒng)一般只能定位到板級(jí)。

2、數(shù)控系統(tǒng)的軟故障診斷

數(shù)控系統(tǒng)的軟故障是指控制系統(tǒng)的系統(tǒng)軟件和PLC程序。有的系統(tǒng)把它們寫在EPROM中插在主機(jī)板上，有的駐留在硬盤上。一旦這些軟件出現(xiàn)問題，系統(tǒng)將造成全部或局部混亂，當(dāng)分析到確定是軟件故障時(shí)，應(yīng)當(dāng)使用備用軟 件或備用EPROM換上，嚴(yán)格按操作步驟經(jīng)初始化后試運(yùn)行。這類故障只要有備份文件一般不難恢復(fù)。其難度在于備份軟件不完備或?qū)Ｓ脗魉驮O(shè)備不具備或生產(chǎn)廠家操作手段中設(shè)置口令保密等因素造成無法恢復(fù)。

3、利用PLC程序定位機(jī)床與CNC系統(tǒng)接口診斷

現(xiàn)在一般CNC控制系統(tǒng)均帶有PLC控制器，大多為內(nèi)置式 PLC控制。維修人員應(yīng)根據(jù)梯形圖對(duì)機(jī)床控制電器進(jìn)行分析，在CRT上直觀地看出 CNC系統(tǒng)I／O的狀態(tài)。通過PLC程序的邏輯分析，方便地檢查出問題存在部位。如 FANUC一OT系統(tǒng)中自診斷頁(yè)面，F(xiàn)ANUC一7M系統(tǒng)中的T指令等。

4、利用數(shù)控系統(tǒng)的PLC狀態(tài)顯示功能診斷

許多數(shù)控系統(tǒng)都有PLC狀態(tài)顯示功能，如西門子3系統(tǒng)PC菜單下的PC STATUS，西門子810系統(tǒng)DIAGNOSIS菜單下的PLC STATUS功能等，利用這些功能可顯示PLC的輸入、輸出、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等的即時(shí)狀態(tài)和內(nèi)容。根據(jù)機(jī)床的工作原理和機(jī)床廠家提供的電氣原理圖，通過監(jiān)視相應(yīng)的狀態(tài)，就可確診一些故障。

四、數(shù)控機(jī)床故障的維修步驟與方法

1、故障排除步驟

①詢問操作者故障發(fā)生的原因

當(dāng)故障發(fā)生后，維修人員一般不要急于動(dòng)手，要仔細(xì)詢問故障發(fā)生時(shí)機(jī)床處在什么工作狀態(tài)、表現(xiàn)形式、產(chǎn)生的后果、是否是誤操作。故障能否再現(xiàn)等。②表面與基本供電檢查

主要觀察設(shè)備有無異常情況，如機(jī)械卡住、電機(jī)燒壞、保險(xiǎn)熔斷等。首先檢查AC＼DC電源是否正常，盡可能地縮小故障范圍。③分析圖紙，確定故障部位

根據(jù)圖紙PLC梯圖進(jìn)行分析，以確定故障部位是機(jī)械、電器、液壓還是氣動(dòng)故障。

④根據(jù)經(jīng)驗(yàn)分析，擴(kuò)大思路

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)分析，一定要擴(kuò)大思路，不局限于維修說明書上的范疇，維修資料只提供一個(gè)思路，有時(shí)局限性很大。

2、故障維修方法

當(dāng)數(shù)控設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，首先要搞清故障現(xiàn)象，向操作人員了解第一次出現(xiàn)故障時(shí)的情況，在可能的情況下觀察故障發(fā)生的過程，觀察故障是在什么情況下發(fā)生的，怎么發(fā)生的，引起怎樣的后果。只有了解到第一手情況，才有利于故障的排除，把故障過程搞清了，問題就解決一半了。搞清了故障現(xiàn)象，然后根據(jù)機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)的工作原理，就可以很快地確診問題所在并將故障排除，使設(shè)備恢復(fù)正常使用。下面是一些具體數(shù)控機(jī)床故障的解決方法：

1）當(dāng)伺服驅(qū)動(dòng)器出現(xiàn)母線欠電壓警報(bào)時(shí)，是由主回路斷路器跳閘引起，需重新推好電閘。

2）當(dāng)主軸驅(qū)動(dòng)器出現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的速度不能跟從指令速度，電動(dòng)機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩過大。參數(shù)4082中的加速度時(shí)間不足時(shí)，需確認(rèn)切削條件后減少負(fù)載并且修改參數(shù)4082。3）當(dāng)主軸切換輸出切換時(shí)的切換順序異常。切換用的MC的接點(diǎn)狀態(tài)確認(rèn)信號(hào)和指令不一致時(shí)，需確認(rèn)、修改梯形圖順序，更換用于切換的MC。

4）當(dāng)電源系統(tǒng)出現(xiàn)主回路直流母線電容不能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)充電時(shí)，可能是由于電源模塊容量不足或直流母線存在短路，充電限流電阻不良引起的。

五、維修總結(jié)

數(shù)控機(jī)床是技術(shù)含金量很高的設(shè)備，在使用過程中要嚴(yán)格遵照使用要求，必須執(zhí)行設(shè)備操作規(guī)程，因?yàn)閿?shù)控故障大多都是由認(rèn)為造成的，作為操作人員，為減少設(shè)備故障、延長(zhǎng)使用壽命，需做設(shè)備的日常維護(hù)，盡可能讓機(jī)床發(fā)揮它的最大效益，不能還沒有使用就要壞掉，在維修。公司也應(yīng)加大為操作人員素質(zhì)培養(yǎng)，讓他們盡快掌握機(jī)床性能，保證設(shè)備運(yùn)行 在合理的工作狀態(tài)之中；另外，維修人員應(yīng)做經(jīng)常性的巡回檢查，如CNC系統(tǒng)的排風(fēng)扇運(yùn)行情況，機(jī)柜、電機(jī)是否發(fā)熱，是否有異常聲音或有異味，壓力表指示是否正常，各管路及接頭有無泄漏、潤(rùn)滑狀況是否良好等，積極做好故障和事故預(yù)防，若發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時(shí)解決，這樣做才有可能把故障消滅在萌牙 狀態(tài)之中，從而可以減少一切可避免的損失。當(dāng)設(shè)備出 7

現(xiàn)問題后，要及時(shí)冷靜地進(jìn)行故障診斷，尋找合適的方法解決問題。機(jī)床修理人員要注重實(shí)踐，在實(shí)踐中不斷提高自己的水平，要多問、多閱讀、多觀察、多思考、多實(shí)踐、多討論交流、多總結(jié)。只有當(dāng)自身的水平提高了，數(shù)控機(jī)床的修理過程才能更迅速，才能更好地提高工作效率，多創(chuàng)效益。

六、參考文獻(xiàn)

1、《機(jī)電設(shè)備故障診斷與維修技術(shù)》

2、《維修電工》

3、《數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修》

4、《數(shù)控機(jī)床常見故障快速處理》

陳則鈞

龔雯 主編

王建

主編

楊克沖

主編

嚴(yán)峻

主編

高等教育出版社

機(jī)械工業(yè)出版社

華中科技大學(xué)出版社

機(jī)械工業(yè)出版社

第四篇：數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修的必要性

數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修的必要性

今天機(jī)床維修講解一下數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修的必要性，數(shù)控維修技術(shù)不僅是保證數(shù)控機(jī)床正常運(yùn)行的前提，對(duì)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展和完善也起到了巨大的推動(dòng)作用。因此，目前他已經(jīng)成為了一門專門的學(xué)科。另外，任何一臺(tái)數(shù)控機(jī)床都是一臺(tái)過程控制設(shè)備，這就要求它在實(shí)時(shí)控制每一時(shí)刻都準(zhǔn)確無誤地工作。任何部位的故障與失效，都會(huì)使機(jī)床停機(jī)，從而造成生產(chǎn)停頓。因而對(duì)數(shù)控系統(tǒng)這樣原理復(fù)雜、結(jié)構(gòu)精密的裝置進(jìn)行維修就顯得十分必要了。在許多行業(yè)中，花費(fèi)幾十萬到上千萬美元引進(jìn)數(shù)控機(jī)床，這些機(jī)床均處于關(guān)鍵的工作崗位若在出現(xiàn)故障后不及時(shí)維修排除，就會(huì)造成較大的經(jīng)濟(jì)損失

數(shù)控機(jī)床維修的技術(shù)指標(biāo)

要發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效率，就要求機(jī)床開動(dòng)率高，這對(duì)數(shù)控機(jī)床提出了可靠性的要求。衡量可靠性的主要指標(biāo)是平均我故障時(shí)間MTBF。平均無故障時(shí)間是指這杯在一個(gè)使用比較長(zhǎng)的過程中，兩次故障間隔的平均時(shí)間，即總工作時(shí)間MTBF=———————總故障次數(shù)

當(dāng)數(shù)控機(jī)床發(fā)生了故障，需要及時(shí)進(jìn)行排除，從開始排除故障知道數(shù)控機(jī)床能正常使用所需要的時(shí)間為平均修復(fù)時(shí)間MTTR，反應(yīng)了數(shù)控機(jī)床可維修性。衡量數(shù)控機(jī)床的可靠性和可維修性的指標(biāo)是平均有效度A：

MTBF

A=————————MTBF+MTTR

平均有效度是指可維修的設(shè)備再摸一段時(shí)間內(nèi)維持其性能的概率，這是一個(gè)小于1的正數(shù)。數(shù)控機(jī)床故障的平均修復(fù)時(shí)間越短，則A就越接近1，那么數(shù)控機(jī)床的使用性能就越好

數(shù)控機(jī)床的故障診斷與維修是數(shù)控機(jī)床使用構(gòu)成中重要組成部分，也是目前制約數(shù)控機(jī)床發(fā)揮作用的因素之一，因此學(xué)習(xí)數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修的技術(shù)和方法有重要的意義

第五篇：數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修課程教案_圖文.

安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修課程 教 案 課程編號(hào): 教師姓名: 專業(yè)班級(jí): 開課時(shí)間: 教案填寫要求

1.一門課程的教案應(yīng)包括三個(gè)層面的設(shè)計(jì):(1課程內(nèi)容、教學(xué)基本要求、教學(xué)手段、教學(xué)方法設(shè)計(jì)等,主要解決本門課教什么、怎么教的問題

(2各章節(jié)內(nèi)容、教學(xué)方法、要求設(shè)計(jì)等,主要解決各章節(jié)教什么,怎么教;(3一次課教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、要求設(shè)計(jì)等,主要解決一次課教什么、怎么教。

2.一次課的教案內(nèi)容原則上應(yīng)包括本次課的教學(xué)目的、教材分析、教學(xué)過程、教學(xué)后記等方面。其中教學(xué)目的是課堂教學(xué)活動(dòng)圍繞的中心和力求達(dá)到的目標(biāo)。教材分析則要找出本次課的重、難點(diǎn)及關(guān)鍵,并確立突出重點(diǎn)、克服難點(diǎn)、抓住關(guān)鍵的方案;教學(xué)過程是教案的主體,要按引入新課、講授、總結(jié)與鞏固三方面詳細(xì)設(shè)計(jì);教學(xué)后記是教案執(zhí)行情況的經(jīng)驗(yàn)總結(jié),目的在于改進(jìn)和調(diào)整教案,為下一輪課講授設(shè)計(jì)更加良好的教學(xué)方案。

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到而進(jìn)行的自我保護(hù).四.負(fù)載對(duì)地短路的故障診斷(列舉實(shí)例

當(dāng)一個(gè)電源同時(shí)供幾個(gè)負(fù)載使用時(shí),若其中一個(gè)負(fù)載發(fā)生短路,就可能引起其他負(fù)載的失電故障.(二數(shù)控實(shí)訓(xùn)臺(tái)電路板的電氣連接 實(shí)訓(xùn)目的:弄懂機(jī)床電氣原理圖。

實(shí)訓(xùn)裝置:萬用表、“+”、“一”螺絲刀、實(shí)訓(xùn)臺(tái)電路板等.安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案首頁(yè)

安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案續(xù)頁(yè)