数控机床常见故障分析

关键词： 常见故障 维修 故障 数控机床

数控机床常见故障分析（精选十篇）

数控机床常见故障分析 篇1

关键词：数控机床,故障诊断,维修,排除

数控机床技术集机械制造技术、控制技术、伺服驱动、精密测量、数据通信等各项技术于一体，是机加工领域中典型的机电一体化技术。由于数控机床能按程序自动加工零件，无须使用复杂和专用的工模夹具，能比较好地解决中小批量、多品种和复杂零件的自动化加工，生产率高，加工零件一致性好，质量稳定，便于产品的更新换代，同时具有柔性、高精、高速的特点。因而在机械制造业中的应用越来越广泛。但是，数控机床在使用过程中，不可避免地会出现一些故障而影响生产，因此，数控机床的故障诊断与维修是数控机床在使用过程中的重要组成部分，是数控机床长期可靠运行的重要保障。

一、数控机床故障的分类

数控机床是机、电、液一体化的技术密集和知识密集的自动化设备，其故障发生的原因比较复杂，根据数控机床的故障起因、故障性质、发生部位以及有无报警等可对数控机床常见故障作如下分类：

(1) 按故障起因的相关性可分为非关联性故障和关联性故障。非关联性故障与系统本身无关，是由于运输、安装等原因造成的;而关联性故障又可分为系统故障和随机故障，系统故障是指机床或数控系统部分在一定条件下必然出现的故障，是一种可重演的故障;随机故障是指偶然出现的故障，是由于机械结构和局部松动、系统控制软件不完善、硬件工作特性曲线下降、电气元器件品质因数降低等原因造成的，这类故障在同样条件下只偶然出现一两次。

(2) 按故障有无诊断显示可分为有诊断显示故障和无诊断显示故障。有诊断显示的故障一般都与控制部分有关，较易排除;无诊断显示的故障，维修人员只能根据出现故障前后的情况来分析判断，所以排除故障的难度较大。

(3) 按故障发生的性质可分为破坏性故障和非破坏性故障。破坏性故障是指由于伺服系统失控造成“飞车”、短路烧保险等故障，只能根据操作者提供的情况进行维修，难度较大且有一定的风险，在维修和排除这种故障时不允许故障重复出现;非破坏性故障可以经过多次试验、重演故障来分析故障的原因，排除较易。

(4) 按故障发生部位可分为电气故障和机械故障。电气故障一般发生在系统装置、伺服驱动单元和机床电气等控制部位，一般是由于电气元器件品质因数下降、元器件焊接松动、接插件接触不良或损坏等因素引起;机械故障一般发生在机械运动部位，是指机械部分在安装、调试、润滑、冷却、排屑、液压、气动、使用和维护操作不当而引起的机械传动故障及导轨运动摩擦过大等故障，主要表现为主轴停转、噪声大、产生切削振动、刀架不转、加工精度不稳定等特征。

二、数控机床故障诊断的一般方法

在数控机床出现故障时，操作人员应及时采取措施，停止系统运行，保护好现场，先进行故障检测，随之对故障判定及隔离，分离出故障的部位或模块，最后对故障进行定位。具体方法有：

(1) 直观法。直观法是利用人的手、眼、耳、鼻等感觉器官查找故障的原因，缩小故障的检查范围，往往将故障范围缩小到一个模块或一块印制电路板，从而对故障进行定位，这是最简单、最基本的故障诊断方法。

(2) 自诊断功能。现代的数控系统已经具备了较强的自诊断功能，能随时监视数控系统硬件和软件的工作情况，根据报警号或数码管、指示灯，确定故障原因和部位，这个方法是当前维修时最有效的方法。

(3) 参数检查。数控机床的参数设置是否合理直接关系到机床能否正常工作，在有些情况下，通过对参数的检查或修改，可以判断故障所在。

(4) 替换法。利用备用模块或电路板替换有故障疑点的模块或电路板，观察故障转移的情况，这是一种简单易行的方法，也是现场判断时常用的方法之一。

(5) 测量法。利用各种检测仪器，对故障疑点进行电流、电压和波形测量，将测量值与正常值进行比较，分析故障所在的位置。

(6) 原理分析法。根据CNC系统的组成原理，可从逻辑上分析各点的逻辑电平和特征参数，然后用万用表、逻辑笔、示波器或逻辑分析仪进行测量、分析和比较，从而对故障定位。

三、故障诊断与排除的实例

数控机床是机、电、液一体化的技术密集和知识密集的自动化设备，并且各类数控机床所配的数控系统硬软件越来越复杂，再则制造厂商不完全向用户提供硬软件资料，因此，数控系统的故障维修是很困难的。作为用户级的维修人员，不仅应具有电子技术、计算机技术、自动化技术、检测技术、机械理论和机械加工工艺、液压传动等技术知识，还应具有综合分析和解决问题的能力，能尽快查明故障原因，及时排除故障，提高数控机床的开动率。

如我们的GSK980T数控车床投入使用时，由于操作人员都是新手，对数控机床的结构性能、按钮功能及操作方法不熟练，在回零前就直接调入程序，循环启动加工工件，差点造成车刀与工件的碰撞，操作人员手忙脚乱中按下了急停按钮。随后接着回零，CRT显示屏上显示“准备未绪”报警字样，由于是新设备，操作人员对设备没有足够的了解，只好向厂方维修人员咨询，原来是没有旋开急停按钮，于是操作人员旋开急停按钮，按下复位键再回零后，故障就被排除了。

在设备使用前期，由于操作、调整处理不当还引起参数修改的故障。例如，在配备FANUCO—MD系统的XK5025数控铣床上，开机后程序显示混乱，机床不能正常工作，经向初学操作的人员了解，在向系统传输程序时，出现101号报警，存储器溢出，在解除该报警时系统要求将参数设置为改写状态，在上电同时按Delet键，有可能是操作者不熟练，在上电时错按了RESET键，造成参数变化，经重新传入备份参数，机床工作正常了。

数控机床的机械部件有时也会出现故障。例如，在配置FAGOR8055系统在TH5660加工中心上时，出现了不换刀现象。当加工中心执行到换刀指令后，主轴能够移动到换刀点并准确定位，但没有换刀动作，经对I/O口的追踪检查，发现系统未收到主轴定位应答信号，排查到接线端子处发现应答信号线松动，拧紧后工作正常。

伺服驱动系统是整个数控机床的主要故障源之一。由于各轴的运动是靠伺服单元控制伺服电机带动滚珠丝杠来实现的，并用旋转编码器作速度反馈，用光栅尺作位置反馈，一般易出故障的地方为旋转编码器与伺服单元的驱动模块。例如，FANUCO—MD系统的XK5025数控铣床，在钻孔加工中出现434号报警，经排查知数控系统的722号诊断参数的第7位为1，说明Z轴发生伺服过载，进一步排查得知是主轴的转向错误，改变主轴转向故障即被排除。

数控机床的造价较高，维修费用也相应很高，如果机床出现故障，操作者应该正确记录、描述故障发生时的状况，以便维修人员能够做出及时正确的处理，当故障情况不清楚时操作者不允许随意处置。

参考文献

[1]陈志雄.数控机床与数控编程技术[M].北京:电子工业出版社, 2005:35.

数控机床常见故障分析 篇2

当前大多数数控机床均采用通过减速档块的方式回零，但谊方式在日常使用中故障率却艰高，有时甚至出现机械原点的丢失。本文以FANUC系统的台中精机VCENTER-70加工中心为例浅析了数控机床机械原点的设置方法，并对该类数控机床常见回零故障的各种形式式进行了分析与总结。

机械原点是机床生产厂家在生产机床时任机床上设置的一个物理位置，可以使控制系统和机床能够同步，从而建立起一个用于测量机床运动坐标的起始位置点，通常也是程序坐标的参考点。大多数数控机床在开机后都需要回零即回机械原点的操作。本文以FANUC系统的台中精机VCENTER-70加工中心为例浅析了数控机床机械原点的设置方法，并对此类数控机床常见回零故障的各种形武进行了分析与总结。1 机械原点设置

1.1 机械原点丢失的原因

台中精机生产的VCENTER-70加工中心采用增量编码器作为机床位置的检测装置。系统断电后，工件坐标系的坐标值就会失去记忆，尽管靠电池能够维持坐标值的记忆，但只是记忆机床断电前的坐标值而不是机床的实际位置，所以机床首次开机后要进行返回参考点操作。而当系统断电遇到电池没电或特殊情况失电时，就会造成机械原点的丢失．从而使机床回参考点失败而无法正常工作。此时机床会产生。#306 n轴电池电压0#的报警信息，并且还会产生机械坐标丢失报警。#300第n轴原点复位要求”(n代指X、Y、Z)。

1.2 机械原点的设置

在通常情况下，设置数控机床机械原点的方法主要有以下两种：1)手动使X、Y、Z三轴超程印利用三轴的极限位置选择机械原点。2)利用各坐标轴的伺服检溯反馈系统提供相应基准脉冲来选择机床参考点即机械原点。由于第一种方法是机床厂家通常建议的也是较为简便和实用的方法．因此本文在此详细介绍第1种做法。以X轴为例，设置步骤如下：

(1)将机床操作面板上的方式选择开关设定为MDI方式。

(2)按下机床MDI面板上的功能键[OFS/SET]数次，进入设定画面。

(3)将写参数中的0改为1，由此，系统进入了参数可写状态。此时机床出现。SWO 100参数写入开关处于打开”的报警信息。忽略这条报警信息，设置完参数后改回为0即可。

(4)按下功能键lsYSTEM】，进入系统参数键面。通过参数搜索找到参数1815(如表l所示)通常情况下，X轴的#4APZ或#5 APC会显示为0，若不为0就将其设定为0。

(5)找到参数1320，此参数为存储各轴正向行程的坐标值。将其X轴的正向行程设定为最大值999999。目的是让X轴的正向软限位位置值大于其正向硬限位的位置值。

(6)将方式选择开关打到手轮方式，然后摇动手轮使工作台碰及X轴的正向限位档块，此时机床会出现“#500+X过行程”报警。

(7)按下MDI面板上的[POS]功能键．进入机床坐标显示键面。打开相对坐标显示键面，按下X+[起源]使X轴的相对坐标值变为0。

(8)按下机床操作面板上的【超程释放】并摇动手轮至X-6．5的位置。

(9)再次找到参数1815，将X轴的#4APZ或#5 APC都设定为1。

最后重启数控系统，完成X轴的机械原点设置。

Y轴和Z轴的机械原点设置方法与X轴相同，三轴的机械原点都设定好后重新打开写参数设定键面，将其设定为0。此时机床的报警信息全部消失，完成了加工中心的机械原点设置。

利用基准脉冲设定机床零点。

在通常情况下，闭环系统直线的光栅尺每隔50mm就会产生一个基准脉冲，但也会有一些特殊的直线光栅尺，它会每隔20mm就产生一个基准脉冲。对于闭环系统中的旋转编码器来说，产生的基准脉冲距离要比直线光栅尺小很多，比如只有6mm。由于这个基准脉冲在机床上经常会被选定为致控系统计数的基准．因此通过修改机床里的参数就可以将这个基准点的值设定为0，从而使这个点成为机床的参考点也就是机床的机械原点。

1.3 设置机械原点时的注意事项

(1)设置前要检查各坐标轴上要否安装有机床回零的微动开关，且各微动开关的位置是否适合。

(2)在第一个基准脉冲验出之前，必顺保证该坐标轴到了需要降速的距离上了。而这个降速距离就是所选速度的滞后误差值。

(3)由于使用的是编码器．故两个基准脉冲之间的距离会很小，所以在回机床零点时，速度要低一些，从而使滞后误差不会高于这个值的500。

(4)由于各坐标轴回机床机械原点时的速度是由机床的相应参效决定的．因此在设置这些参数时要注意．确保机床回零速度合适。

(5)倘若机床在回零点时压住了微动开关，那么就必须通过手轮或是手动的方式操作数控机床坐标轴，强制其退出微动开关并退到离微动开关较远的位置，然后再次执行各坐标轴回参考点的操作。2 机床回零常见故障分析及处理

2.1 机床开机后不能回零故障分析及处理

(1)可能系统参数设置有误。解决方法是仔细检查各个相关参数，必要时重设参数。

(2)零脉冲不良导致的故障。零脉冲不良就会使回零时找不到零脉冲，引起的原因可能是系统轴板故障或是编码器及接线出现故障。解决方法是对编码器进行更换或清洗，检查线路及系统轴板是否有问题。

(3)有可能减速开关短路或是已经损坏。这种故障会导致减速信号不能产生。解决方法是检查减速开关的线路，对减速开关进行维修，必要时更换减速开关。

(4)可能检测元件已被污染。在全闭环控制的系统中，若光栅尺沾有油污，就不能采集到信号。解决方法是清洗光栅尺。

2.2 机床回零时找不到零点位置故障分析及处理

(1)减速开关有可能已经损坏或受污，也可能是线路短路或断路。解决方法就是及时对减速开关进行清理维修，必要时更换减速开关。检查线路连接情况．及时发现问题并解决。

(2)可能是减速档块所处位置不准确。解决方法是调整减速档块到限位开关的距离，避免两者行程过小引发此故障。

2.3 机床回零后的位置与零点位置发生螺距偏移故障分析及处理

引起这一故障可能的原因是产生栅格信号的时刻与减速信号从断开到接通的时刻太接近了，再加上存在的传动误差，就使得机床回零过程中工作台碰到减速开关时，刚好错过了栅格信号，所以只能等到脉冲编码器再转过一周以后才能找到下一个栅格信号。故而出现了此类故障。具体分析如下：

在减速开关的信号从断开恢复到接通状态时，随即便出现了栅格信号，也就是晚栅格信号处在门临界点上(如图1a所永)。这样一来，机械部分的热变形，减速开关出现“通”、“断”信号的重复精度误差都会导致零点发生位置偏离的故障(如图1b所示)。解决方法足可适当的阔整减速档块所处的位置，从而使零点位置与工作台停止的位置重合(如图1c所示)。也可以采用修改栅格偏移量的方法，使产生栅格信号的时划离减速信号从断开到接通时刻的距离是栅格信号产生周期的一半，就可消除此故障(如图1d所示)。

图1故障分析及鳞决方法示意囤

2.4 机床幽零位置随机性变化故障分析及处理

(1)脉冲编码器的供电电压太低。解决方法是调整从主板上输出的电压值，同时查看编码器线路板上的电源电压是否已到了合适的范围。

(2)伺服调节不良．从而引起跟踪误差偏大。解决方法足修改伺服参数。

(3)滚珠丝杠间隙偏大或丝杠与电动机的联轴器出现了松动。解决的方法是对演珠丝杠螺母剐的间隙进行调整及优化，对联轴器进行紧周或更换。

(4)零咏冲受到干扰。解决的方法是检查脉冲编码器的电缆布置是否合理，反馈电缆萍蔽是否连接无误。3 结语

机床电气系统常见故障分析 篇3

摘要：本文分析了机床电气系统常见故障类型，并分析了引起故障的常见原因。并通过实例讲解了故障分析要从整个系统出发，全面系统的进行分析。关键词：故障分析断路电流0.前言机床进行机械加工设备的统称，按加工方式分车床、铣床、磨床、镗床等，按自动化控制程度分普通机床和数控机床两大类。1.普通机床组成普通机床是应用最广泛，而且是现在仍然在应用的设备。普通机床有三部分组成机床主体、电气控制系统、液压控制系统。机床主体不仅是机床的电气控制系统和液压控制系统的安装基础，同时也是对机械零件进行加工的部位。液压控制系统是为了提高加工能量，更好地进行零件加工，利用液压控制系统将液压能转化为机械能，提高了机床的输出力量。电气控制系统是机床的核心，通过它控制着机床的整个工作过程。它由压电器和相关线路组成。低压电器包括：接触器、继电器、按钮、行程开关、熔断器、热继电器、低压断路器、隔离器、磁铁、电磁离合器、电动机等。2.普通机床常见故障分析机床电气系统常见故障有线路和元器件的断路、短路、接地、虚接等故障，致这些故障的原因也各不相同。1）断路故障断路故障是机床中最常见的故障。由于电气控制系统控制的是电流流动的方向、大小，而电流的产生与电压和电阻有直接关系。常见机床控制系统的电压是380V的动力电，是通过电网提供给机床的，而电网电压是有一定波动的，不是恒定不变的，因此有些机床设计有稳压系统，尽量使机床获得的电压稳定，如果稳压系统故障导致电压过高，就会使机床电气控制系统电流过大，烧毁元器件，导致机床电气系统断路故障。一些没有设计稳压系统的机床在内部元件性能下降或人为操作不当的时候更容易使机床出现断路故障。如：一台CM6132型机床，最近总出现烧毁熔断器的故障，每次检查都是熔断器断路，更换新的熔断器，故障排除。如此反复几次，维修人员很郁闷，经过商讨后，为了不耽误工作任务，维修人员决定在下班后对机床进行检修，查找导致故障的原因。维修人员对机床的电动机、继电器、开关、线路、液压系统、机床主体等进行了的全面检测，机床的零部件没有问题，维修人员还进行了试车，机床工作状况良好，工作性能正常。一切正常，维修工作陷入困境，维修人员也一筹莫展，只能建议操作人员先继续使用机床，使用过程中注意观察一下，当出现故障时机床出现的故障现象，及时通知维修人员来检测。机床正常运行了一天的时间，第二天上午故障又出现了。操作人员立即通知了维修人员，维修人员到达现场对机床进行了全面的检测，发现只是熔断器断路了，其他零部件正常，这次检测进行的时间比较长，也进行的比较全面彻底。更换熔断器后，机床运转正常，几个维修人员又无计可施了。中午休息了，几个维修人员仍然围在机床前，这时有一名维修人员发现，这个操作台生产的废品件明显比其他机床产生的废品要多，于是就询问了一下操作人员，操作人员说，他是最近才来单位的，以前使用的车床和现在单位使用的车床型号不同对吃刀量的控制还不太灵活，因此生产的废品才要多一些。于是维修人员考虑是否是由于操作人员操作的不太熟练，导致操作不当引起的机床断路故障。下午上班后维修人员有意的在操作人员附近停留，观察操作人员的操作步骤、方式、方法、调整量等。经过一下午的观察，维修人员普遍感觉到这名维修人员，为了加快工作进度，对吃刀量的调整偏大，严重的时候会有瞬间停转的现象，好在操作人员工作经验丰富、反应迅速，一旦发现停转立刻退刀，机床又恢复运转。了解到这些情况，维修人员终于找到了故障的根本原因。维修人员跟操作人员说明了他在操作上的不正确做法，并告诉他适中的吃刀量不但不会降低生产效率，还会提高产品质量、成品率。为什么吃刀量过大会导致机床断路故障呢？其实原因很简单，机床吃刀量调整的过大，在机床运转过程中车车削的阻力就大，当机床车削阻力大于电机提供的动力时，电机就停转，电机停转时间过长，电路中的电流就会超过熔断器的额定电流，熔断器烧断。电机瞬间停转，时间较短的时候，机床电路中的电流还没有达到机床电路熔断器的额定电流，因此熔断器没有烧毁，机床继续运转。通过这个例子说明正常的机械磨损导致的故障是人们经常思考的，但我们更深入的思考，发现机床始终是由人来控制的，操作人员的素质，直接决定了机床的使用寿命和故障率，同时人为因素导致的故障，也是我们在故障诊排除时必须要考虑的重要影响因素，要从机床的整个系统出发分析故障原因。2）短路故障短路故障的出现，往往是伴随在断路故障中，当电路中有元件短路时，电路电流增大，超过熔断器额定电流，熔断器烧毁，导致机床断路故障；如果是电气系统中带有线圈的元器件局部短路，电路中的电流虽然增大，但是没有超过熔断器的额定电流，熔断器不会烧断，但是机床输出的动力下降，切削的量会下降，影响工作效率。如果遇到熔断器断路故障，更换熔断器后，机床运转熔断器再次烧断的故障，就要考虑是否机床内部有短路的地方，因为机床短路故障引起的机床断路故障现象。3）接地故障接地故障一个严重威胁操作人员生命安全的故障。机床接地线作用是为保护操作者的人身安全，避免因为机床漏电造成对操作者的伤害；消除电磁干扰，降低对弱电设备和导线的干扰影响；避免因为电焊机或者打雷而形成的浪涌或尖峰对用电设备造成损坏。如果操作人员在操作过程中，感觉机床电人，因该立即停机，让维修人员查找漏电部件、检查接地线。4）虚接故障虚接故障是机床中比较隐蔽的故障，查找的难度较大。引起机床电气系统虚接故障的原因有安装螺栓松动，导致接触不良；电气系统电路电压过大或内部元器件局部短路，导致电气系统电路电流长时间偏大，导致接触点烧蚀（如继电器触点，线路连接点等）。虚接故障虽然难查，但是仔细观察故障症状还是会明顯的；在电器元件难于拆卸的位置可以通过使用电流流钳测量电路电流的方法，进行分析、查找。3.小结机床电气系统故障主要包括：断路、短路、接地、虚接四种，通过对四种故障原因的分析，使我们对引起故障的根本原因及电路中电流的变化，有了较为清晰的认识，为我们今后查找机床故障，提供了有力的保障。参考文献： [1]王炳实.机床电气控制[M].北京：机械工业出版社，2009（7）

常见数控机床伺服系统故障分析 篇4

伺服系统是CNC系统和机床本体之间的电传动联系环节, 由进给伺服系统和主轴伺服系统两部分组成。进给伺服系统负责完成CNC输出的各坐标轴位置控制, 达到进给驱动的要求;主轴伺服系统用来实现机床的主运动, 它将主电动机的原动力变成可供主轴上刀具切削加工的切削力矩和切削速度。

1 进给伺服系统

进给伺服系统的作用是根据数控系统传来的指令信息, 进给放大以后控制执行部件的运动, 不仅需要控制进给运动的速度, 同时还要精确控制刀具相对于工件的移动位置和轨迹。按照进给伺服系统的控制方式, 可将数控机床分为开环、闭环、半闭环3种类型, 其中开环进给伺服系统无位置检测装置, 闭环、半闭环伺服系统含有位置测量装置或角位移测量装置。典型的数控机床闭环控制进给伺服系统通常由位置比较、放大元件、驱动元件、机械传动装置和检测反馈元件等部分组成, 任一环节不稳定都可能导致系统故障, 诊断定位故障部位就成为故障排除的关键。

1.1 常见进给伺服系统故障类型

1) 在CRT显示器或操作面板上显示报警内容或报警信息的故障:控制单元故障, 如位置控制单元、速度控制单元发生故障;检测单元故障, 如测速发电机、旋转变压器、脉冲编码器、光栅尺故障;过热报警, 如伺服电机过热报警等;

2) 在进给伺服单元上用报警灯或数码管显示的故障:如进给驱动单元过载、过电流报警;电网电压过高报警、电压过低报警;感应开关动作有误报警等;

3) 无报警显示的故障:机床噪音过大、机床振动、进给运动不稳定、位置误差超过允许值等。

1.2 常见进给伺服系统故障现象

1) 超程

当进给运动超过提前设定的限位时, 就会发生超程报警。这种故障一般会在CRT上显示报警内容, 操作人员可根据机床说明书进行操作, 即可排除故障, 解除报警。

2) 振动

伺服系统产生振动的原因可能有:机械安装、调整不良;伺服电机速度、位置检测不准确;驱动单元参数设定和调整不当 (如系统增益设定、积分时间常数设定不合理) 外部干扰过大等, 操作人员可先行确定是电气还是机械故障, 进一步确定故障部位。

3) 无法回参考点

机床无法回参考点通常由于回参考点减速开关产生的信号或零标志脉冲信号失效所致。排除故障时应结合机床回参考点的方式, 对照故障现象进行分析, 常用的诊断方法有原理分析法和追踪法。

4) 位置误差超过允许值

进给伺服系统的位置误差包括跟随误差、轮廓误差和定位误差等。常见的原因有:系统设定的误差参数不合理、伺服系统增益设置不当、位置检测装置污损、主轴箱平衡装置不稳等。

2 主轴伺服系统

数控机床的主轴伺服系统是指产生主切削力的传动系统, 一般包括伺服驱动装置和伺服电动机两部分。主轴伺服系统一般只是一个速度控制系统, 要求具备正反转, 停车及调速功能, 并要求有较大的调速范围, 它可由CNC装置直接控制, 也可由CNC装置通过可编程控制器控制。常见的主轴伺服控制系统有直流主轴控制系统和交流主轴控制系统, 不同类别的控制系统产生故障的类型也不尽相同。

2.1 常见主轴伺服控制系统故障类型

1) 直流主轴控制系统常见故障:主轴停转、主轴速度异常、主电动机产生振动或噪声过大、主电路过电流报警等;

2) 交流主轴控制系统常见故障:电动机过热故障, 如电机超负载运行、冷却装置损坏、控制单元与电机元件接触不良等;交流输入电路及再生回路熔丝熔断, 原因如阻抗过高、浪涌吸收器损坏等;主电机振动、噪声过大、电机速度异常等。

2.2 常见主轴伺服系统故障现象

1) 主轴电机不转

当发生伺服电动机不转的故障时, 可以从以下几个方面检查原因:检查数控系统是否有速度控制信号输出;通过CRT观察I/O状态, 分析机床PLC梯形图, 确定主轴的启动条件 (如冷却、润滑) 是否满足;对带有电磁制动的伺服电动机, 应检查电磁制动是否释放;伺服驱动单元及伺服电动机故障。

2) 主轴达不到指令转速

发生此类故障应先行考虑机械传动机构是否正常, 维修时可在MDI方式下进行各种高、中、低转速转换, 如发现机床动作正常, 则可排除机械传动系统变速机构故障原因, 随后可检查主轴驱动器的电缆连接以及主轴驱动器的状态指示灯是否处于正常工作状态, 用以判断主轴驱动器是否故障原因。除此之外, 机床控制柜中的位置控制板输出信号不稳定, 也可使主轴电机转速异常, 操作人员同样不可忽视。

3) 主轴高速旋转时振动

电机在高于某转速旋转时产生振动, 可以基本排除机械共振的故障原因, 发生此类故障多数由主轴驱动系统的电气部分产生, 应对照机床电气原理图仔细检查机床的主轴驱动系统电气连接, 以进一步确定故障部位, 排除故障。

伺服系统是数控机床的重要部分, 出现故障的机会比较多, 且通常后果比较严重, 为了能在实际应用中能快速排除伺服系统故障, 维修人员应从检测开始, 查找并分析故障部位和故障类型, 进一步采取措施排除故障。

参考文献

[1]蔡厚道, 吴暐.数控机床构造[M].北京:北京理工大学出版社, 2007.

[2]邓利红, 周建华.数控机床伺服系统故障分析[J].西安文理学院学报, 2006 (4) .

[3]侯再强.数控机床的故障与维修[J].煤炭技术, 2005 (7) .

数控机床常见故障分析 篇5

一、数控机床常见电器故障分析

（一）电源故障

在数控机床运行的过程中，电源设备发挥着突出的作用，是为数控机床运行操作提供电能供应的主体设备之一。在实际生产过程中，数控机床的电子系统很容易受到电流或者电压的影响产生故障问题。同时，在电源没有故障的情况下，一旦电能供应不足也会对数控机床的运行效率造成影响。在以往的数控机床电源故障问题中可以发现，电源故障问题不仅会对数控机床的安全生产造成影响，严重的还可能引发电器系统死机的问题，使系统内部的数据信息遗失，对整个机床系统的安全性带来极大威胁。为了避免上述问题的发生，在进行数据机床安装作业时，还需要根据数据机床的运行特点以及供电需求，在特定的区域内配置单独的配电箱，使整体控制系统与各个电器设备的电源设备分别设立。

（二）短路故障

数控机床系统在运行的过程中，由于接通电阻小于导体的情况所引发的线路短路故障较为常见，这种短路故障如果不能得到有效控制，必定会对数控机床系统的.程序作用造成影响。而数控机床程序失控的现象会导致大量生产材料浪费。针对此类问题，在发现数控机床运行失控情况时，需要采取关停的方式，降低短路故障对数控机床相应设备的影响率。同时，相应人员还需要对数控机床的相应设备进行及时检修，找出短路故障问题的诱因，从而采取有效的措施修复故障问题。对于电源短路现象来说，在此过程中形成的电流会直接经由导线进入电源设备内部，对电源设备的安全运行带来极大威胁。而电器短路问题会引发电器设备的大范围故障，严重的还可能导致电器烧毁，对于数控机床的安全生产带来较大影响。针对此类问题，可以采取分段检查的方式对短路故障进行排除。

（三）控制器故障

此类故障发生的原因主要是触电烧灼，影响线路接触效果。统所用开关要保证其负荷量满足运行需求，减少继电器使用数量。数控机床系统中继电器应用数量越多，则其诱发故障的概率越高，并且存在很多不易察觉的故障隐患。因此，在系统设计安装时，必须要做好继电器的管理，确保其设计的合理性，并且在后期使用过程中需要安排专业技术人员进行全面检修养护，为机床营造一个良好的运行环境，消除存在的各类故障隐患。

二、数控机床电器故障检修的要点内容

（一）完善检修方案

为了保证对数据机床故障问题的准确查找，在发生故障问题时，应该及时上报给专业的维修人员，并且对故障发生的整个过程进行详细描述。故障维修人员会根据机床故障的发生过程，对各类机床数据信息进行全面分析，结合以往的故障检修经验对本次故障原因进行确认，之后采取专业的维修手段，处理故障问题，在短时间内排除故障问题，保证数控机床的运行效率。

（二）确定故障检修顺序

先检查后通电。在进行故障检修的过程中，为了避免对检修人员人身安全造成影响，需要在断电的情况下对机床设备进行全面检查。检修人员在初步确认故障问题之后，需要对故障的性质进行有效判断。先软件后硬件。对于数控机床系统软件出现的故障问题，需要考虑保护系统软件数据的内容。在对具体故障进行修复之前，需要先测试系统软件的性能，确保其为正常运行的状态且内部参数完整，再依据机床故障问题对相应的硬件设施进行检修。

参考文献：

[1]朱东旭,李笑宇.数控机床电气系统的故障诊断与维修策略研究[J].山东工业技术,(20):15.

数控机床常见故障检修及发展趋势 篇6

数控机床的身价从几十万元到上千万元，一般都是企业中关键产品关键工序的关键设备，一旦出现故障导致停机，其影响和损失往往是很大的。为了保证机床长期安全平稳地运行，降低维修费用，应及时发现和消除隐患，从而提高企业的经济效益。

随着科学技术的高速发展，机电一体化技术迅猛发展，数控机床在企业普遍应用，对生产线操作人员的知识和能力要求越来越高。

一、数控机床的优点与缺点

数控机床对零件的适应性强，可加工复杂形状的零件表面。在同一台数控机床上，只需更换加工程序，就可适应不同品种及尺寸工件的自动加工，这就为复杂结构的单件、小批量生产以及试制新产品提供了极大的便利，特别是对那些普通机床很难加工或无法加工的精密复杂表面（如螺旋表面），数控机床也能实现自动加工。

数控机床的制造精度高，其自动加工方式避免了生产者的人为操作误差，因此，同一批工件的尺寸一致性好，产品合格率高，加工质量稳定。

同时，由于数控机床结构刚性好，允许进行大切削用量的强力切削，从主轴转速和进给量的变化范围比普通机床大，因此在加工时可选用最佳切削用量，提高了数控机床的切削效率，节省了机动时间。与普通机床相比，数控机床的生产效率可提高2—3倍。

总之，数控机床加工精度高，质量稳定，减少了废品率，使生产成本进一步下降，还可实现一机多用，大大减轻工人的劳动强度，减少操作人员的人数，同时有利于现代化管理，可向更高级的制造系统发展。

当然，数控机床也具有价格较高，设备首次投资大；对操作、维修人员的技术要求较高；加工复杂形状的零件时手工编程工作量大等缺点。

二、数控机床常见故障检修

数控机床的故障主要集中在主轴部分和进给伺服系统方面，一些辅助控制器件的故障以及控制回路断路等问题也是常见的，下面就具体介绍一下数控机床中常见故障的检修。

数控机床主轴驱动系统主要用于机床的主轴旋转运动。一般主轴驱动系统应具有较宽的恒功率范围，较短的加速和减速时间，调速范围要宽，过载能力强，电机温度低及噪声小等。主轴一般常见的故障主要集中在主轴驱动系统的故障和主轴液压、主轴流量检测方面的故障。

此外，普通交流三相异步电动机缺相或接地导致电机损坏是数控机床最常见的故障。电机接地会导致电流瞬间增大使断路器断开。辅助回路输入输出点的断路也很常见。

数控机床的维修过程主要分为三个阶段。首先，到达现场后进行现场的调查和故障信息的采集。仔细询问机床操作者故障表面的指示情况以及产生故障的背景情况，对故障现象做出初步的判断。其次，根据现场的调查结果和故障现象进行具体的维修。从易到难、由外向内，逐渐缩小查找范围，确定故障存在的位置从而采取正确的维修措施。最后，机床的故障排除后及时向操作者交代清楚本次故障的起因以及发生故障的信息和环节，告其今后操作的注意事项，避免今后再次发生同类故障。同时做好维修记录，为以后维修做好储备。

由于数控机床是由工作人员（操作者）来操作的，出现问题也是有工作人员（维修人员）来修理，所以要创造良好的维修条件，首先要保证工作人员的素质条件。这就要求工作人员首先要具有高度的责任心和良好的职业道德，能全身心地投入工作。其次作为维修人员知识面要广，不仅要掌握基本数控知识，而且要学习并基本掌握有关数控机床电气控制的各学科知识，如计算机技术、模拟与数字电路技术、自动控制与拖动理论、控制技术、加工工艺以及机械传动技术，同时要掌握一门外语，特别是英语，起码应做到能看懂技术资料。第三，维修人员应经过良好的技术培训。不仅要培训数控技术基础理论知识，而且要参加相关的培训班和机床安装现场的实际培训，然后向有经验的维修人员学习，更重要且更长时间的是自学，在培训过程中还要勇于实践。

三、数控机床控制技术的发展趋势

从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，数控系统正在向电气化、电子化、高速化、精密化等方面高速发展。

机械设备最早的控制装置是手动控制器。20世纪60年代出现了一种能够根据需要方便地改变控制程序，结构简单、价格低廉的自动化装置——顺序控制器。随着大规模集成电路和微处理器技术的发展及应用，在20世纪70年代出现了一种以微处理器为核心的新型工业控制器——可编程序控制器。这种器件完全能够适应恶劣的工业环境，由于它具备了计算机控制和继电器控制系统两方面的优点，故目前已作为一种标准化通用设备普通应用于工业控制。

随着计算机技术的迅速发展，数控机床的应用日益广泛，井进一步推动了数控系统的發展，产生了自动编程系统、计算机数控系统、计算机群控系统和天性制造系统。计算机集成制造系统及计算机辅助设计、制造一体化是机械制造一体化的高级阶段，可实现产品从设计到制造的全部自动化。

综上所述，机械设备控制技术的产生，并不是孤立的，而是各种技术相互渗透的结果。它代表了正在形成中的新一代的生产技术，已显示出并将越来越显示出强大的威力。

数控机床主传动系统常见故障分析 篇7

主传动系统作为机床中最重要的部分也是最常出现故障的部分，它是用来实现机床主运动的，它将主电机的原动力变成可供主轴上刀具切削加工的力矩和切削速度。目前数控机床的主传动系统大致可分为4类：无变速的电机与主轴直联;用V形带连接的一级变速;带有变速齿轮的主传动和电主轴传动。

主传动系统常见故障有：主轴切削时突然停止转动，主轴发热，主轴箱噪声过大，刀具不能夹紧，刀具夹紧后不能松开及主轴无变速。

二、故障实例

1. 主轴切削时停止转动

(1)加工中心在工作过程中主轴停转。机床本身是带有变速齿轮的主传动，摩擦离合器调整过松，离合器磨损都会产生此现象。

检查离合器没有磨损，离合器过松。调整离合器后，机床正常工作。注意，如果离合器磨损较重需更换摩擦片。同时，按照检修周期对设备进行小修，定期调整离合器并更换摩擦片，即可避免此类故障的发生。

(2)某数控立式加工中心在强力切削时突然停转。机床工作时，电机与主轴由皮带连接。皮带过松、失效，都会产生这一现象。发现皮带松动或失效，更新皮带后便可解决此问题。注意，更换新皮带时，要用汽油清洗皮带表面的油。

2. 主轴发热

(1)数控机床经过长时间工作，发生主轴过热现象。此机床使用的是电主轴。主轴过热一般是主轴轴承预紧力过大，轴承研伤或损坏，轴承润滑油脂耗尽，润滑油脏或有杂质。

检查后发现轴承润滑油脂耗尽且轻微有研伤。更换新轴承，涂上润滑油脂后即解决。此故障属于保养问题，如果每隔一段时间进行保养维护，即可避免此类故障的发生。

(2)新购数控快速轻型加工中心，主轴高速旋转时发热严重。数控快速轻型电主轴高速旋转导致的过热的原因，一是主轴轴承，另一个是内藏式主电机。经检查，主轴轴承无问题，是主电机散热问题所致。解决方法是，采用水或油对主电机循环冷却。

更换新型号润滑油，此问题即解决。注意，对于新购设备严格按照使用说明书进行设备润滑，尽可能少使用替代产品，即使更换润滑油或冷却液，也要使用品质有保证的润滑油或冷却液，方可避免产生不必要的故障。

3. 主轴箱噪声过大

(1)某加工中心，主轴箱经过数次变挡后，主轴箱噪声变大。设备是带有变速齿轮的主传动。当机床接到变挡指令后，液压缸通过拨叉带动滑移齿轮移动。此时，相啮合的齿轮相互间必然发生冲击和摩擦。齿轮齿面硬度不够，齿端倒角、倒圆不好，变速过快造成齿面破坏或轴承损坏，都会产生这一现象。

发现齿面凹凸不平，更换齿轮即解决。注意，操作者减少变挡次数或有规律的进行变挡，可减少此类故障的发生。

(2)某大型数控设备，主轴噪声较大，在无负载的情况下，负载表指示超过50%。检查主轴参数的设定，包括对电机、放大器及伺服增益等进行检查，确认无误。转而分析机械主传动系统故障，包括主轴部件动平衡不良、齿轮磨损、轴承损坏及润滑不良。

分析检查后，发现主轴轴承损坏，更换轴承后，在脱开机械侧的情况下检查主轴电机运转情况，发现负载表指示正常但仍有较大噪声。注意，出现此现象，即属于机械和电气复合故障，说明速度检测器件PLG有问题。检查后发现PLG安装不正，调整位置后再运行设备，噪声消失。

4. 刀具不能夹紧

(1)某附带多种刀库的加工中心，换刀过程中出现刀具不能夹紧现象。常见原因有碟形弹簧位移量过小、弹簧夹头损坏或碟形弹簧失效。经检查试验，发现只在换其中一把刀时出现此情况，所以排除上述情况。检查故障刀具，因这把刀为后配刀具，刀柄拉钉过长导致不能夹紧。更换新型刀具后，问题即解决。

(2)某加工中心主轴定位不良，引发换刀过程中断。开始时出现的次数不多，重新开机后又能工作，但故障反复出现。故障再一次出现后，对机床进行仔细观察，才发现故障的真正原因是主轴在定向后发生位置偏移且主轴定位后如果进行触碰，主轴则会产生相反方向的漂移。检查电气单元无任何报警，该机床的定位采用的是编码器，而编码器最易产生的问题是连接问题，所以决定检查连接部分。

检查编码器连接时发现，编码器上连接套的紧定螺钉松动使连接套后退，与主轴连接部分间隙过大使旋转不同步。将紧定螺钉按要求固定好后故障消除。注意，发生主轴定位方面的故障时，应根据机床的具体结构进行分析处理，先检查连接部分。

5. 刀具夹紧后不能松开

某常用的配套FANUC数控机床，换刀时，手爪未将主轴中刀具拔出，报警。手爪不能将主轴刀具拔出的原因有刀库不能伸出，主轴松刀液压缸未动作，松刀机构卡死和碟形弹簧压合过紧。

首先复位，消除报警;如不能消除，则停电后再送电开机。用手动方式将主轴摇下，手动更换主轴刀具，仍不能拔出刀具，故怀疑松刀液压缸有问题。在主轴后部观察，松刀缸未动作而气液转换缸显示无油，发现其供油管脱落。重新安装好供油管后，打开液压缸放气塞放气两次，松刀恢复正常。

6. 主轴无变速

数控机床常见故障分析 篇8

数控机床的数控系统是数控机床的核心, 由于数控系统的复杂性使其故障具有复杂性和特殊性, 引起数控系统故障的因素又很多, 不能只看故障的表像, 要透过现象去检查引起故障的综合因素, 找到引起故障的根源, 采取合理的方法给予排除。

1 数控系统的常见故障分析

根据数控系统的构成、工作原理和特点[1], 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。

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, 并与外设相联接, 所以容易发生故障。

常见的故障及引起故障的原因: (1) 位控环报警的起因可能是测量回路开路, 测量系统损坏或位控单元内部损坏。 (2) 不发指令就运动, 可能是漂移过高, 正反馈、位控单元故障。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;高速时漏脉冲产生报警可能的原因是光栅或读头脏了;光栅坏了。

1.2 伺服驱动系统

伺服驱动系统与电源电网、机械系统等相关联, 而且在工作中一直处于频繁的启动和运行状态, 因而这也是故障较多的部分。

其主要故障原因: (1) 系统损坏。一般由于网络电压波动太大, 或电压冲击造成。我国大部分地区电网质量不好, 会给机床带来电压超限, 尤其是瞬间超限, 如无专门的电压监控仪, 则很难测到, 在查找故障原因时, 要加以注意, 还有一些是由于特殊原因造成的损坏。 (2) 无控制指令, 而电机高速运转。这种故障的原因是速度环开环或正反馈。 (3) 加工时工件表面达不到要求, 走圆弧插补轴换向时出现凸台, 或电机低速爬行或振动, 这类故障一般是由于伺服系统调整不当, 各轴增益系统不相等或与电机匹配不合适引起, 解决办法是进行最佳化调节。 (4) 保险烧断, 或电机过热, 以至烧坏, 这类故障一般是机械负载过大或卡死。

1.3 电源部分

电源是维持系统正常工作的能源支持部分, 它失效或故障的直接结果是造成系统的停机或毁坏整个系统。由于电源波动较大, 质量差, 还隐藏有如高频脉冲这一类的干扰, 加上人为的因素 (如突然拉闸断电等) 。这些原因可造成电源故障监控或损坏。另外, 数控系统部分运行数据, 设定数据以及加工程序等一般存贮在RAM存贮器内, 系统断电后, 靠电源的后备蓄电池或锂电池来保持。因而, 停机时间比较长, 拔插电源或存贮器都可能造成数据丢失, 使系统不能运行。

1.4 可编程序控制器逻辑接口

数控系统的逻辑控制, 如刀库管理、液压启动等, 主要由PLC来实现, 要完成这些控制就必须采集各控制点的状态信息, 如断电器、伺服阀、指示灯等。因而它与外界种类繁多的各种信号源和执行元件相连接, 变化频繁, 所以发生故障的可能性就比较多, 而且故障类型亦千变万化。

1.5 其他

由于环境条件, 如干扰, 温度, 湿度超过允许范围, 操作不当, 参数设定不当, 亦可能造成停机或故障。在操作者使用设备时, 不按操作规程拔插线路板, 或无静电防护措施等, 都可能造成停机故障甚至毁坏系统。

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, 若系统工作存贮区由于掉电, 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, 清除前应注意作好数据拷贝记录, 若初始化后故障仍无法排除, 则进行硬件诊断。

2.2 自诊断法

数控机床的数控系统都具备较强的自诊断功能, 并能随时监视数控系统的硬件和软件的工作状态。利用自诊断功能, 能显示出系统与主机之间的接口信息的状态, 从而判断出故障发生在机械部分还是数控部分, 并显示出故障的大体部位 (故障代码) 。

1) 硬件报警指示:是指包括数控系统、伺服系统在内的各电气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。

2) 软件报警指示: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排除方法[2]。

2.3 参数更改[3]

系统参数是确定系统功能的依据, 参数设定错误就可能造成系统的故障或某功能无效。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。

2.4 备件替换法

用好的备件替换诊断出坏的线路板, 并做相应的初始化启动, 使机床迅速投入正常运转, 然后将坏板修理或返修, 这是目前最常用的排故办法。

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

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

2.5 交叉换位法

当发现故障板或者个能确定是否是故障板而又没有备件的情况下, 可以将系统中相同或相兼容的两个板互换检查, 例如两个坐标的指令板或伺服板的交换, 从中判断故障板或故障部位。这种交叉换位法应特别注意, 不仅要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。

2.6 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。

3 结语

数控系统种类繁多, 故障千变万化, 维修方法也不尽相同, 这里只是把一些基本方法与思路写出来, 希望能在维修中对故障的分析起到抛砖引玉的作用。

参考文献

[1]邓三鹏.数控机床故障诊断与维修[M].北京:机械工业出版社, 2009.

[2]李攀峰.数控机床维修工必备手册[M].北京:机械工业出版社, 2011.

数控机床常见故障分析 篇9

1机床不能动作

从数控系统来说, 引起这类故障的原因大致可以分为两类:⑴系统处于不正常状态。如系统处于报警状态、紧急停止状态, 或是数控系统的复位按钮处于被接通状态。如果处于报警状态, 只要按“RESET”按钮即可;如果处于急停状态, 首先旋开急停按钮, 然后再按“RESET”按钮即可。⑵设定错误。例如进给速度设定为零值或者机床处于锁定状态。我们只要赋予一定的速度值或者解除机床锁定即可。

2数控系统出现“NOT READY”的显示

如果刚接通电源就出现“NOT READY”的显示, 我们可以通过按机床复位按钮来解除;如果在程序运行过程中突然在显示屏上出现“NOT READY”的显示, 随后电源自动切断, 造成这类故障的一个原因是PLC有故障, 所以我们只要检查PLC的参数和梯形图来解决问题。

3平时教学中常见的超程报警

(1) 返回参考点时机床位置距参考点太近, 机床回参考点速度较快, 由于惯性的作用就会出现超程现象。此时只要向负方向运动一个距离, 然后再回参考点即可。 (2) 返回参考点过程中, 数控系统突然变成“NOT READY”状态, 但CRT画面并无报警发生。这种情况多为返回参考点用的减速开关失灵, 开关触头压下后复位导致的, 只要换减速开关即可。

该故障对于教学来讲有一定的代表性, 在教育学生时和学生解释一下, 只要学生了解惯性作用就能理解。

4无报警类故障

⑴维护不及时而造成的故障。如:用户设备数控机床出现急停、伺服准备未就绪报警。现场观察为该用户对主轴箱润滑油泵缺少维护, 造成润滑油泵电流增大, 过流保护开关跳闸, 出现上述问题, 对该设备的润滑油泵、过滤网清理后问题消失。因此, 平时我们使用机床时应注意对机床的日常维护和保养。

⑵加工中心主轴定向不准或错位。加工中心主轴的定向通常采用三种方式, 磁传感器, 编码器和机械定向。使用磁传感器和编码器时, 除了通过调整元件的位置外, 还可通过对机床参数调整。发生定向错误时大都无报警, 只能在换刀过程中发生中断时才会被发现。有一次在一台改装过的加工中心上出现了定向不准的故障, 开始时机床在工作中经常出现中断, 但出现的次数不很多, 重新开机又能工作, 故障反复出现。经在故障出现后对机床进行了仔细观察, 才发现故障的真正原因是主轴在定向后发生位置偏移, 奇怪的是主轴在定向后如用手碰一下主轴会产生向相反方向漂移, 检查电气部分无任何报警, 机械部分又很简单。该机床的定向使用编码器, 所以从故障的现象和可能发生的部位来看, 电气部分的可能性比较小, 机械上最主要的是联接。所以决定检查机械联接部分, 在检查到编码器的联接时发现编码器上联接套的紧定螺钉松动, 使联接套后退造成与主轴的联接部分间隙过大使旋转不同步。将紧定螺钉按要求固定好后故障消除。发生主轴定向方面的故障应根据机床的具体结构进行分析处理, 先检查电气部分, 如确认正常后再考虑机械部分。

⑶开机后CRT无显示。对这种故障的排除首先是使屏幕正常工作。有时也会仅仅是显示部分的原因。但在许多时候可能并存着多种故障。一台西门子系统的加工中心, 开机时屏幕一片黑, 操作面板上的NC电源开关已按下, 红、绿灯都亮, 查看电柜中开关和主要部分无异常, 关机后重开, 故障一样。经查, 故障是由多处损坏造成的, 在更换了显示器, 显示控制板后屏幕出现了显示, 使机床能进入其它的故障维修。南通VMC600立式加工中心, 开机后屏幕无显示。该加工中心使用FANUC系统, 经对故障进行了检查后确认是因主板故障造成, 因此进行了更换, 由于主板更换后参数需要重新设置, 按系统参数设置步骤, 对照机床附带的参数表进行了设置调整后机床正常。屏幕上无显示的故障原因很多, 首先必须找出原因排除, 如还有其他故障, 根据机床的报警和其他故障信息作出处理。

数控机床属于技术密集和知识密集的设备, 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。并且数控机床中的故障大都是一些较难处理的故障。在这些故障中, 以机械原因引起的较多, 其次是一些综合因素引起的故障, 在处理故障时首先要正确判断故障产生的部位, 其次要找出正确的解决方法, 当然解决方法除了查阅资料外, 还要通过自己不断的摸索和总结, 来积累经验, 节省维修的时间, 提高生产效率。

参考文献

[1]王侃夫, 主编.数控机床故障诊断及维护.机械工业出版社, 2001.

数控铣床实训常见故障分析 篇10

在进行数控机床实训时,学生由于是初次接触数控机床,操作时经常会出现异常情况。这些异常情况有些会引起机床的报警提示,有些却会损坏刀具、报废工件,严重地影响机床精度及使用寿命,甚至伤及操作人员人身安全。因此希望通过常见故障的分析使学生在使用美国HAAS公司数控铣床时,掌握预防和解决容易发生故障的方法,帮助老师和学生在实训中避免或减少相关故障,保证实训的顺利进行。

1 程序输入前的准备工作

a) 机床正常开启后,手摇机床没有反应,输入的程序无法模拟。机床报警提示“NO ZERO Z”:故障分析及解决方法:一般大多数的数控机床在第一次通电后,需要进行回零操作,即建立机床坐标系。机床坐标系是在机床出厂前就已设定好的,每一台机床均拥有各自的机床坐标系。所以,刀具返回机床原点的回零操作就是建立机床坐标系。机床的三坐标轴必须全部回零,回零时,Z轴必须最先回零,确定主轴不会碰撞机床或工件时,其余两轴才回零。

b) 按下机床绿色开机键后,报警红灯就亮,按复位键也无法消除报警:1)故障分析及解决方法:在机床的操作面板上设有红色急停按钮,用于在铣削加工过程中出现故障时的紧急停止。关闭机床时,也要先按下急停按钮,再按下红色关机键,这样才是安全关机。2)机床开机时,需要释放急停按钮:当按下绿色开机键后,将急停按钮压下右旋松开,再按几下复位键,即可消除报警。这样,机床就可安全开机。

c) 铣床正常开机后,回零操作无法进行,手摇机床也没反应。机床报警提示“SAFTY SWTCH”:1)故障分析及解决方法:为了保证铣床的操作安全性,生产厂家在铣床上配备了安全门开关,在机床自动加工前要关闭门开关,机床才可运行,安全门开关由参数51来控制,当门开启的时候,参数状态为“OFF”将不允许程序开始,打开门将使运行的程序停止,回零也无法执行;2)机床正常开启后,按SETNG参数设置键进入参数设置介面,输入“51”,用向下的方向键查找到“51”参数[1]。再用向右的方向键将状态“OFF”改为“ON”。

d) 按下TOOL RELEASE键无法装卸刀具:故障分析及解决方法:机床只有在JOG手动功能才可装卸刀具。当程序输入完毕或零件加工好后,不可直接装卸刀具。

2 程序输入

输入程序时,有时建立一个新的程序名后,无法进入该程序进行编辑。

故障分析及解决方法:1)程序名O后的数字范围为00000～99999,超过此范围,机床无法识别,故无法打开进行编辑。所以,每次输入的程序名不应超过机床认可的范围。2)每一台数控机床都有其一定的存储量,当机床内程序太多,内存不足时,再输入机床程序时,无法输入。所以,应该定期删除一些不用的程序,为后面的加工编程提供空间。

3 程序模拟

a) 程序模拟出现报警,可能引起的原因较多:1)无进给功能字F;2)X、Y、Z、F等含长度尺寸的地址符后的整数数值没有加小数点;3)建立了半径补偿后没有取消;4)坐标值计算错误;5)程序模拟前,光标没有置于程序开始的地方。

b) 故障分析及解决方法:1)进给功能F表示刀具运动时的进给速度,由地址符F和后面若干位数字构成。当编写程序时,第一次遇到直线(G01)或圆弧(G02/G03)插补指令时,必须指定进给率F。2)在HAAS机床FANUC系统中,X、Y、Z、F、R等含长度尺寸的地址,其后数值哪怕是整数,也必须加上小数点。否则,在遇到无小数点时机床会默认长度单位为μm。如:进给量F为100mm/min,那么,当输入F100后无小数点时,机床在加工时默认的进给量值为100μm/min[1]。3)当程序中有G41/G42刀具补偿指令时,在程序块结束加工时,必须要用G40来撤消刀具补偿,使用该指令后,G41, G42指令无效。当没有G40指令撤消时,在程序模拟加工时,系统就会报警提示。所以,G41/G42一定要与G40指令成对使用。4)编程时,为了确保加工的准确性,坐标点的计算一定要仔细。5)程序模拟时机床默认从光标处开始。模拟前一定要把光标放到程序开头,否则,模拟时会发生报警或无法模拟。

4 对刀及自动加工

a) 撞刀:故障分析及解决方法:1)当Z向已下刀,刀具处于工件或夹具表面下方,用手动或JOG方式移动X、Y方向时,必须相当谨慎,否则特别容易造成断刀[2];2)刚接通电源回参考点时,建议先回Z方向,再回X、Y方向,这样比较安全[3];3)程序中一定要使用刀具长度补偿指令G43/G44[4]。每一把刀具在使用前一定要进行对刀,并将刀具的长度值输入到刀具的长度偏置参数中,以避免撞刀事故。

b) 加工出的零件轮廓尺寸小于/大于实际需要的尺寸:1)故障分析及解决办法:一般数控系统都有刀具半径补偿(或称偏置)功能,执行刀具半径补偿后,刀具自动偏离工件轮廓一个刀具半径值,从而加工出所要求的工件轮廓。操作时还可以用同一个加工程序,通过改变刀具半径的偏置量,对零件轮廓进行粗、精加工[3]。如零件轮廓尺寸小于/大于实际需要的尺寸,则可能是输入的半径补偿值偏大或偏小。2)编程时应注意:半径补偿指令G41/G42必须和G40成对使用,即程序在前面有了G41或G42指令之后,必须先用G40取消补偿后,再使用G41或G42,否则补偿就不正常了。

参考文献

[1]HAAS加工中心操作手册[Z].

[2]华丽娟,杨卫平.数控加工实训中的故障分析[J].实验室研究与探索,2005(8).

[3]秦启书.数控机床回参考点故障分析[M].北京:清华大学出版社,2003.