数控机床维修实例分析

1、第七章 数控机床维修实例分析由于现代数控系统的可靠性越来越高，数控系统本身的故障越来越低，数控设备的外部故障可以分为软件故障和外部硬件损坏引起的硬故障。 软件故障是指由于操作、 调整处理不当引起的， 这类故障多发生在设备使用前期或设备使用人员调整时期。数控机床的修理，重要的是发现问题。特别是数控机床的外部故障。有时诊断过程比较复杂， 但一旦发现问题所在， 解决起来比较简单。 对外部故障诊断应遵从以下两条原则。 首先要熟练掌握机床的工作原理和动作顺序。 其次， 要会利用 PLC 梯形图及 NC 系统的状态显示功能监测 PLC 的运行状态， 一般只要遵从以上原则，小心谨慎，一般的数控故障都会及时排

2、除。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。7.1 电源类故障电源是电路板的能源供应部分，电源不正常，电路板的工作必然异常。而且，电源部分故障率较高，修理时应足够重视，在外观法检查后，可先对电源部 分进行检查。电路板的工作电源，有的是由外部电源系统供给；有的由板上本身的稳压电路

3、产生，电源检查包括输出电压稳定性检查和输出纹波检查。输出纹波过大，会引起系统不稳定，用示波器交流输入档可检查纹波幅值， 纹波大一般是由集成 稳压器损坏或滤波电容不良引起。运算放大器、比较器，有些用单电源供电，有 些用双电源供电，用双电源的运放，要求正负供电对称，其差值一般不能大于0.2V （具有调零功能的运放除外）7.1.1 FANUC OC/0D 系统电源1、单元输入电路工作原理200R 200S GT14?CP2TA11VS1*交治输入II3CP1丰C4C2AL 机军疗IAU1OFFCOM ®辅助电源 NI一 XMA15 MS-I D1JICRl朋A0CP3二R力 +C12 匚1

4、3FBQ£FILMS+ + 214 5 50T2 MACAl 5图8-1电源单元的输入电路2、电源单元输出工作原理F14DSI30T2 <_ CH11OVP+ R14CT4CTS-+ 15V 涧节提-15VDS1调节器DS17 - F13+ 15史OVP例+之4E +24 土 C959 +24VC9415H由 +1SV覆-15V+5Jr 0T1nCHt2CR11SHDOTiaNGovp重一4 5 65S 5 cc C+50CL3、电源单元常见故障及诊断(1)电源单元无法接通的故障诊断故障现象是机床工作指示灯亮而系统显示装置不亮3456CN29寸单色显示器3S0V535图8-3

5、SSCK-20数控车床电源单元的连接图 8-3 为 SSCK-20 数控车床电源单元连接图。当按下 NC 准备 SB2 时， CRT 无任何显示且 CRT 的灯丝不亮。测量CRT 的 CP15 无 24V 输出，则说明电源单元没工作，即电源无法接通。当电源状态指示灯LED 绿色 PIL 不亮时，则故障原因可能是外部AC 输入电路 CP1输入端故障、熔断器F11、F12故障或辅助电路熔断器F1故障。当电源单元状态指示灯LED 亮时 此时 ALM 故障状态指示灯不亮 ， 故障原因可能是CP3 外部连接开关SB2、 SB3、 SQ21 及接线故障，也可能是内部电路 RY2、 RY3、 RY4 继电器

6、控制电路故障。当电源单元指示灯和故障状态指示灯都亮时，如果机床断电再送电故障解除，则为电源单元受到外界的干扰导致。如果不能解除，则可能是电源单元输出电压+5V、 +15V 、 -15、+24V 直流电压异常或内部电路故障。例 SSCK-20 数控车床（ 2）电源单元熔断器熔断故障的诊断1）熔断器 F11 、 F12 熔断故障诊断熔断器 F11 、 F12 用来实现电源单元输入侧电路短路保护的。当 F11 、 F12熔断时 ,CRT 不亮 , 电源单元状态指示灯PIL 和故障状态指示灯 ALM 不亮。产生故障原因可能是: 浪涌吸收器VS11 故障。 整流块 DS11 击穿短路或电容C12、 C1

7、3 严重漏电。 开关管 Q14、 Q15 击穿短路或保护二极管D33、 D34 开路。 辅助电路短路（如开关管 Q1 击穿短路 ） 。F11 、 F12 的规格为A60L-0001-0194（7.5A） 。2） 熔断器F13 熔断故障诊断熔断器 F13 用来实现电源单元+24V 的输出侧短路保护。 当 F13 熔断时 ,CRT不亮 （CRT 灯丝也不亮 ）, 电源单元状态指示灯 PIL 和故障状态指示灯 ALM 都亮。产生故障原因可能是: CRT 单元中可能发生短路或与之相连的 +24V 电源电缆线发生短路。从电源单元上拔下 CP15 的插头,系统重新上电，如果电源单元的报警灯（红色指示灯 A

8、LM ）不亮， 且 CP15 端子有 +24V 输出， 则故障在系统显示装置CRT 侧。 电源单元内部电路发生短路。 从电源单元上拔下CP15 的插头 ,系统重新上电，如果电源单元的报警灯（红色指示灯 ALM ）还亮，说明故障在电源单元的内部，如二极管DS17 击穿短路或电容 C74 、 C75 严重漏电等。F13 的规格为 A60L-0001-0075（3.2A） 。3） 熔断器 F14 熔断故障诊断熔断器 F14 用来实现系统内部（各印刷电路板单元）、 电源单元内部+24E 电路及机床侧信号控制输入电路短路保护的。当 F14 熔断时 ,CRT 上将显示系统“950 ”报警号, 电源单元状态

9、指示灯 PIL 亮（故障状态指示灯 ALM 不亮）,系统主板故障指示灯 L2 亮。产生故障原因可能是: 系统内部 +24E 电路短路（包括电源单元内部电路）。 机床侧 +24E 接线对地短路。可以通过拔开系统I/O 板的所有电缆接头后,测量系统+24E 对地电阻 , 当测量的电阻为0 时,则故障在系统内部+24E 短路 （需要更换相应的印刷电路板）。如果测量的电阻为100 Q左右时，则故障在机床侧接线短路（详细检查机床侧所有的 +24E 接线 ） 。F14 的规格为 A60L-0001-0046（5A） 。4） ） 熔断器 F1 熔断故障诊断熔断器 F1 是实现电源单元内部控制模块及辅助调整电

10、源电路短路保护的。当 F1 熔断时 ,CRT 不亮 ,电源单元状态指示灯PIL 和故障状态指示灯 ALM 均不亮。产生故障原因可能是: 电源单元调整电源电路短路，如 Q3 击穿、 ZD2 击穿、 C4 漏电或浪涌吸收器故障。 电源单元内部控制模块短路。F1 的规格为 A60L-0001-0172(0.3A) 。系统中对各电路板供电的系统电源大多数采用开关型稳压电源。这类电源种类繁多，故障率也较高，但大部分都是分立元件，用万用表、示波器即可进行检查， 机修开关电源时， 最好在电源输人端接一只 1:1 的隔离变压器， 以防触电。关于电源类常见的几种故障现象，现总结了几点见下表：故障现象故障原因 排

11、除方法系统上电后 电源 1外部电源没有提供、电源电压过低、 1.检查外部电源系统没有反指示 缺相或外部形成了短路2.合上开关、更换熔应，电源不灯不 2电源的保护装置跳闸或熔断形成了电 断器能接通： 亮 源开路4.更换按3.更改 PLC3 PLC 的地址错误或者互锁装置使电 的地址或接线源不能正常接通钮重新安装4系统上电按钮接触不良或脱落5.更换元器件或更换5电源模块不良、元气件的损坏引起的电源模块电源1.接通电源的条件未满足指示2.系统黑屏强电部分接通后，马上跳闸电源模块故1 .检查电源的接通条件是否满足2 .见“显示类故障”排 除方法3修复系统1 .更换空气开关，或 重新选择使用电流。2 .

12、在使用时须外接一 电抗。3 .逐步检查电源上强 电所需要的各种条 件，排除故障。更换更换调整线路更换故障（熔断器熔断、浪涌吸收器的短路等）灯亮3.系统文件被破坏，没有进入系统系统无反应1） .机床设计时选择的空气开关容量过小，或 空气开关的电流选择拨码开关选择了一个较小 的电流2） .机床上使用了较大功率的变频器或伺服驱 动，并且在变频器或伺服驱动的电源进线前没 有使用隔离变压器或电感器，变频器或伺服驱 动在上强电时电流有较大的波动，超过了空气 开关的限定电流，引起跳闸。3）系统强电电源接通条件未满足1）整流桥损坏引起电源短路2）续流二极管损坏引起的短路3）电源模块外部电源短路4）滤波电容损坏

13、引起的故障 5）供电电源功率不足使电源模块不能正常工作 增大供电电源的功率系统在工作1.切削力太大，使机床过载引起空开跳闸调整切削参数过程中，突2.机床设计时选择的空气开关容量过小，引起空更换空气开关然断电 开跳闸检查线路3.机床出现漏电事例1:故障现象：一普通数控车床，NC启动就断电，且CRT无显示故障分析：初步分析可能是某处接地不良，经过对各个接地点的检测处理，故障未排除。之后检查了一下CNC各个板的电压，用示波器测量发现数字接口板上集成 电路的工作电压有较强的纹波，经检查电源低频滤波电容正常。我们在电源两端 并接一小容量滤波电容，启动机床正常，本故障属于CNC系统电源抗干扰能力不强所致。

14、事例2:一进口数控系统，机床送电，CRT无显示，查NC电源+24V、+15V、-15V、 +5V无输出。故障分析：此现象可以确定是电源方面出了问题，所以可以根据电气原理图逐步从电源的输入端进行检查，当检查到保险后的电噪声滤波器时发现性能不良， 后面的 整流、振荡电路均正常，拆开噪声滤波器外壳发现里面烧焦，更换噪声滤波器后， 系统故障排除,注意当遇到无法修复的电源时，可采用市面上出售的开关电源，但是一定要保证电压等级、容量一定要符合要求的情况下才可以使用。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。事例 3 ：一台进口卧式加工中心，开机时屏

15、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。故障分析：经查，确定其电源部分无故障，各处电压都正常，仔细检查发现数控系统有多处损坏， 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。事例 4 ：一立式加工中心，开机后屏幕无显示。故障分析：该加工中心使用进口数控系统，造成屏幕无显示的原因有很多，经对故障进行了检查， 后确认系统提供的外部电源是正确的， 但主板上的电压不正常， 时有时无， 可以确认是因主板故障造成， 因此进行了更换， 更换主板后系统有显示，由于主板更换后参数需要重新设置， 按系统参数设置

16、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事例 5 ：一加工中心，开机后打开急停，系统在复位的过程中，伺服强电上去后系统总空开马上跳闸故障分析：该加工中心使用国产数控系统，经对故障进行了检查分析，首先怀疑是否是空开电流选择过小， 经过计算分析后确认所选择的空开有点偏小， 但基本符合机床要求， 然后用示波器观察机床上电时的电流的变化波形， 发现伺服强电在上电时电流冲击比较大， 也就是电流波形变化较大， 进一步分析发现由于所选伺服功率较大， 且伺服内部未加阻抗等装置， 在使用时须外接一

17、电抗与制动电阻， 电气人员在设计时加了制动电阻， 为了节省成本没有使用阻抗。 按照要求加上阻抗后，系统上电恢复正常。7.2 系统显示类故障数控系统不能正常显示的原因很多，当系统的软件出错，在多数情况下回导致系统显示的混乱、 不正常或无法显示， 当电源出现故障、 系统主板出现故障是都有可能导致系统的不正常显示。 显示系统本身的故障是造成系统显示不正常的主要原因， 因此， 系统在不能正常显示的时候， 首先要分清造成系统不能正常显示的主要原因，不能简单的认为系统不能正常显示就是显示系统的故障，数控系统显示的 不正常，可以分为完全无显示和显示不正常两种情况。当系统电源、 系统的其他部分工作正常时， 系

18、统无显示的原因， 在大多数的情况下是由于硬件原因引起， 而显示混乱或显示不正常，一般来说是由于系统软件引起的。当然，系统不同，引起的原因也不同，要根据实际情况进行分析研究。关于电系统显示类常见的几种故障现象，现总结了下面几点:故障现象M障原因排除方法自行或操作中i）参数设置错误或参数设置/、当所引起1设出现死机或重2）同时运行了系统以外的其他内存驻留2.停止部分正在运行或斫启动，序正从软盘或网络调用较大的程序或调用的程序，从已损坏的软盘上调用程序，都后可3.用杀毒软件检查软件小造成系统的死机。这时应该中断零件系统消除病毒或者重新X序的调用。安装系统软件进行修复3）系统文件受到破坏或者感染了病毒

19、4.确认电源的负载能力4）电源功率不够是否符合系统要求5）系统元器件受到损害：统上电后画屏1）系统义件被破坏1.修复系统文件或重装或乱码：2）系统内存/、足系统3）外部干扰2.对系统进行整理，删除一些不必要的垃圾3.增加一些防干扰的措施系统上电后，1）显示模块损坏，1.更换显示模块NC电源指示2）显示模块电源/、良或没有接通2.对电源进行修复灯凫但是屏幕3）显示屏由于电压过高被烧坏3.更换显示屏无显示或黑屏4）系统显示屏亮度调节调节过暗4.对亮度进行重新调整主轴有转速但CRT速度尤显示 主轴编码6万损坏 主轴编码器电缆脱落或断线 系统参数设置不对，编码器反馈，勺接口不对或者没有选择主轴控制的有

20、；功能1 .更换主轴编码器2 .重新焊接电缆3 .止确设置系统参数主轴实际转速与所发指令不符1）主轴编码器每转脉冲数设置错误1认主轴编码器每转脉冲数是否设置正2） PLC程序错误。检查PLC程序中主轴速度和D/A输出部"勺程序；3）速度控制信号电缆连接错误1 .正确设置主轴编码器的每转脉冲数2 .改写PLC的程序，重新调试3 .重新焊接电缆系统上电后，舁幕显小局凫但没有内容 系统显示屏亮度调节调节过亮 系统文件被破坏或者感染了病毒 显示控制板出现故障1 .对亮度进行重新调整2 .用杀毒软件检查软件 系统消除病毒或者重新 安装系统软件进行修复3 .更换显示控制板系统上电后，舁幕显小暗淡

21、但是可以正常;1）系统显示屏亮度调节调节过暗3）显示控制板出现故障1 .对亮度进行重新调整2 .更换显示器或显示器的灯管，作，系统运3.更换显示控制板亍正常1.主轴位置编码器与主轴连接的齿形皮1.更换皮带土铀转动时显j屏上没宿主"裂2.找出断线点，重新焊接，山转速显小或2.主轴位置编码器连接电缆断线或更换电缆，专进给是主轴3.主轴位置编码器的连接插头接触不良3.重新将连接插头插紧"动但进给轴4.主轴位置编码器损坏4.更换损坏的主轴位置人动编码器事例1:故障现象：一数控系统，工作后系统经常死机，停电后经常丢失机床参数和程序。故障分析：经分析和诊断，出现该故障的原因一般有如下几

22、点：电池不良；系统存储器出错；软件本身不稳定。根据如上分析，逐条进行检查：首先用万用表直接测量系统断电存储用电池，发现电池没有问题；测量主板上的电池电压，发现时有 时无，进一步检查发现当用手按着主板一侧测量时电压正确，松开手是电压不正确，因此初步诊断为接触不良所知； 拆下该主板，仔细检查发现该主板已经弯曲 变形，校正后重新试验，故障排除。事例2:FANUC0-TD 系统，在调试中时常出现CRT 闪烁、发亮，没有字符出现的现象，故障分析：我们发现造成的原因主要有： CRT 亮度与灰度旋钮在运输过程中出现震动。系统在出厂时没有经过初始化调整。系统的主板和存储板有质量问题。解决办法可按如下步骤进行：

23、首先，调整CRT 的亮度和灰度旋钮，如果没有反应，请将系统进行初始化一次，同时按RST 键和 DEL 键，进行系统启动，如果CRT 仍没有正常显示，则需要更换系统的主板或存储板。事例 3 ：一台日本 H500/50 卧式加工中心，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。故障分析：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。事例 4 ：XHK716 立式加工中心， 在安装调试时， CRT 显示器突然出现无显示故障，而机床还可继续运转。 停机后再开， 又一切正常

24、。 在设备运转过程中经常出现这种故障。 采用直观法进行检查， 发现每当车间上方的门式起重机经过时， 往往就会出现此故障， 由此初步判断是元件连接不良。 检查显示板， 用手触动板上元件，当触动某一集成块管脚时，CRT上显示就会消失。经观察发现该脚没有完全插 人插座中。另外，发现此集成块旁边的晶振有一个引脚没有焊锡。 将这两种原因排除后，故障消除7.3 CNC单元故障系统软件故障分析与维修典型CNC软件装置的结构：CNC系统软件有管理软件和控制软件组成。管理软件包括输入、I/O处理、显示、诊断等。控制软件包括译码、刀具补偿、速度处理、插补计算、位置控制等。数控系统的软件结构和数控系统的硬件结构两者

25、相互配合，共同完成数控系统的具体功能。早期的CNC装置，数控功能全部由硬件实现，而现在的数控功能则由软件和硬件共同完成。目前数控系统的软件一般有两种结构：前后台结构和中断型结构：所谓前后台型是指在一个定时采样周期中， 前台任务开销一部分时间，后台任务开销剩余部分的时间，共同完成数控加工任务。前台任务一般设计成中断服务程序，以西门子系统为例说明系统软件的配置。总的来说系统软件包括三部分：数控系统的生产厂家研制的启动芯片、基本系统程序、加工循环、测量循环等。由机床厂家编制的针对具体机床所用的 NC机床数据、PLC机床程序、PLC机床数据PLC报警文本。R参数等组成。等组成。由机床用户编制的加工主程

26、序、加工子程序、刀具补偿参数、零点偏置分类名称传输识别符说明制造者820/810850/880I启动芯片一一存储或固化到EPROM 中系统生产厂基本系统软件一一加工循环一一测量循环一一RNC机床数据%TEA1TEA1存储或固化到EPROM 或 RAM 中机床生产厂PLC机床数据%TEA2TEA2PLC用户程序%PCPPLC报警文本%PCA系统设数据%SEASEAm加工主程序%MPFMPF存储在RAM中机床用户加工子程序%SPFSPF刀具补偿参数%TOATOA零点偏置参数%ZOAZOAR参数%RPARPA软件故障发生的原因：软件故障一般由软件中文件的变化或丢失而形成的。机床软件一般存储与RAM中

27、软件故障可能形成的原因如下：1 .误操作引起:在调试用户程序或者修改参数时，操作者删除或更改了软件内容，从而造 成了软件故障2 .供电电池电压不足：为RAM供电的电池或电池电路短路或断路、 接触不良等都会造成RAM得 不到维持电压，从而使系统丢失软件及参数。3 .干扰信号引起：有时电源的波动或干扰脉冲会申入数控系统总线，引起时序错误或数控装 置停止运行。4 .软件死循环：运行比较复杂程序或进行大量计算时，有时会造成系统死循环引起系统中断，造成软件故障。5 .系统内存不足或软件的溢出引起：在系统进行大量计算时，或者是误操作，引起系统的内存不足，从而引起 系统的死机。6 .软件的溢出引起：调试程序

28、时，调试者修改参数不合理，或进行了大量错误的操作，引起了 软件的溢出。故障现象故障原因排除方法不能进入系1.可能是系统文件被9丙毒破坏或丢失，可1.重新安装数控系统，统，运行系统能是计算机被杭附破坏，也可能是系统软将计算机的CMOS设时，系统界面件中为A盘启动；插入干净X显示肩义件损坏了或丢失了。2 .电子盘或硬盘物理损坏3 .系统CMOS设置/、对的软盘启动系统后，重 新安装数控系统。2 .电子盘或硬盘在频繁的读写中后可能损坏，这时应该修复或更换电子盘或硬盘；3 .更改计算机的CMOSH行或操作中 “现死机或重 ，启动1 .参数设置/、当；2 .同时运行了系统以外的其他内存驻留程序；3 .正

29、从软盘或网络调用较大的程序；4 .从已损坏的软盘上调用程序；5 .系统义件被破坏。（系统在通讯时或用磁盘进行考贝文件时，有口能感染9币！，用杀毒软件检查软件系统消除病毒或者重新安装系统软件进行修复）1.止确设置系统参数2.3.4.停止止在运行或调用的程序5.用杀毒软件检查软件系统消除病困或者重新安装系统软件进行修复，统出现乱p:1 .参数设置不合理1.正确设置系统参数2 .系统内存不足或操作不当2.对系统文件进行整理，删除系统产生的垃圾操作键盘不能附入或部分不能输入1 .控制键盘芯片出现问题2 .系统义件被破坏，3 .主板电路或连接电缆出现问题4 .CPU出现故障，1 .更换控制芯片2 .重新

30、安装数控系统3 .修复或更换4 .更换CPU/O单元出现牧障，输入输出开关量工作不止常1.I/O控制板电源没有接逋或电压不稳2.电流电磁阀、抱闸连接续流二极管损坏 各个直流电磁阀、抱闸一定要连接续流二 极管，否则，在电磁阀断开时，因电流冲 击使得DC24V电源输出品质下降，而造 成数控装置或伺服驱动器随机故障报警。1 .检查线路，改善电源2 .更换续流二极管数据输入输出接口(RS-232)不能够正常工作1 .系统的外部输入输出设备的设定错误或硬件出现了故障在进行通讯时，操作者首先确认外部的通 讯设备是否完好，电源是否正常，2 .参数设置的错误通讯时需要将外部设备的参数与数控系统 的参数相匹配，

31、如波特率、停止位必须设 成一致才能够正常通讯。外部通讯端口必 须于硬件相对应。1 .对设备重新设定，对损坏的硬件进行更换2 .按照系统的要求止确的设置参数3 .对通讯电缆进行重新焊接或更换3.通讯电缆出现问题/、同的数控系统，通讯电缆的管角定义可 能不T,如果管角焊接错误或者是虚焊 等，通讯将不能正常完成。另外通讯电缆 不能够过长，以免引起信号的衰减引起故 障。工统网络连接 彳、止常1 .系统参数设置或文件配置不正确2 .通讯电缆出现问题通讯电缆不能够过长，以免引起信号的衰 减引起故障。3 .硬件故障 通讯网口出现故障或网卡出 现故障，可以用置换法判断出现问题的部 位1 .按照系统的要求止确的

32、设置参数2 .对通讯电缆进行重新焊接或更换3 .对损坏的硬件进行更换7.4急停报警类故障数控装置操作面板和手持单元上，均设有急停按钮，用于当数控系统或数控机床出现紧急情况，需要使数控机床立即停止运动或切断动力装置（如伺服驱 动器等）的主电源；当数控系统出现自动报警信息后，须按下急停按钮。待查看 报警信息并排除故障后，再松开急停按钮，使系统复位并恢复正常。该急停按钮 及相关电路所控制的中间继电器（KA）的一个常开触点应该接入数控装置的开 关量输入接口，以便为系统提供复位信号。1 .机床一直处与急停状态，不能复位系统急停不能复位是一个常见的故障现象，引起此故障的原因也较多，总的说来，引起此故障的原

33、因大致可以分为如下几种原因：1)电气方面的原因，下图为一普通数控机床的整个电气回路的接线图，从图上可以清晰的看出可以引起急停回路不闭和的原因有：手持单元数控系统24vl#f>Q310； "BS1J USTDPlESTDP2EST0P3 X17TOPSKA轴1瓒程限位开关 轴厂超程限位开关 轴2福程懒瞭 轴2-超程限位开关 轴3福程限位开关 轴3-超程限位开关 轴4理程限位开关 轴4-超程限位开关 图中租实线为急停回路,细实嬲为超程解除回路：*24取 KA为中间瞧电器，用于控带桐I服,壬轴等强电： 建议t磁电密的一个常开触点进入HJC开关量输入点.用于产生外部运行允许信号.(1)

34、急停回路断路(2)限位开关损坏(3)急停按钮损坏如果机床一直处于急停状态，首先检查急停回路中KA继电器是否吸合，继电器如果吸合而系统仍然处于急停状态，可以判断出故障不是出自电气回路方面，这时可以从别的原因查找，如果继电器没有吸合，可以判断出故障是因为急停回路断路引起，这时可以利用万用表对整个急停回路逐步进行检查，检查急停按钮的常闭触点， 并确认急停按钮或者行程开关是否损坏。 急停按钮是急停回路中的一部分， 急停按钮的损坏， 可以造成整个急停回路的断路， 检查超程限位开关的常闭触点， 若未装手持单元或手持单元上无急停按钮， XS8 接口中的 4 、 17脚应短接，逐步测量，最终确认故障的出处。2

35、）系统参数设置错误，使系统信号不能正常输入输出或复位条件不能满足引起的急停故障；PLC 软件未向系统发送复位信息。检查 KA 中间继电器；检查PLC 程序。3 ）松开急停按钮， PLC 中规定的系统复位所需要完成的信息未满足要求。如伺服动力电源准备好、主轴驱动准备好等信息。若使用伺服，伺服动力电源是否未准备好：检查电源模块；检查电源模块接线；检查伺服动力电源空气开关。4 ） PLC 程序编写错误。检查逻辑电路；另外：急停回路是为了保证机床的安全运行而设计的，所以整个系统的各 个部分出现故障均有可能引起急停，其常见故障现象如下表： 故障现象 故障原因 排除方法1. 电气方面的原因，1. 检查急停

36、回路，排除线路2. 按照系统的要求正确的设机床一直 2. 系统参数设置错误，使系统信方面的原因 处与急停 号不能正常输入输出或复位条件 状态， 不能 不能满足引起的急停故障； PLC 软 置参数复位件未向系统发送复位信息。检查KA3. 根据电气原理图，再根据系统的检测功能，判断什么PLC 程序。3 .PLC 中规定的系统复位所需要完成的条件未满足，并进行排除条件未满足要求。如伺服动力电源准备4.重新调试PLC好、主轴驱动准备好等信息未到达。5. 关紧防护门4 . PLC 程序编写错误。5 .防护门没有关紧。数控系统1.负载过大， 如负载过大， 或者夹具夹偏 1.减小负载，改变切削条件在自动运

37、造成的摩擦力或阻力过大， 从而造成加在或装夹条件行的过程 伺服电动机的扭矩过大， 使电动机造成了 2. 检查编码器的接线是否正确，接口是否松动或者用示波器检查编码其所反馈回来的脉冲是否正常，3. 对伺服驱动器进行更换报跟踪 丢步形成了跟踪误差过大。误差过大2.编码器的反馈出现问题，引起的急如：编码器的电缆出现了松动，停故障3.伺服驱动器报警或损坏，6 .进给伺服驱动系统强电电压不稳或者或维修是电源缺相引起4. 改善供电电压5.打开急停系统在复位的过程中， 带抱闸 5.适当延长抱闸电机打开抱的电机由于打开抱闸时间过早， 引起电机 闸的时间，当伺服电机完全的实际位置发生了变动， 产生了跟踪误差 准

38、备好以后再打开抱闸时过大的报警伺服单元 伺服单元如果报警或者出现故障， PLC 找出引起伺服驱动器报警的报警引起 检测到后可以使整个系统处在急停状态， 原因，将伺服部分的故障排如：（过载、过流、欠压、反馈断线等） 除，令系统重新复位如果是因为伺服驱动器报警而出现的急 停， 有些系统可以通过急停对整个系统进行复位， 包括伺服驱动器， 可以消除一般 的报警。主轴单元1.主轴空开跳闸报警引起2.负载过大1. 减小负载或增大空开的限定电流2. 改变切削参数减小负载的急停3.主轴过压、过流或干扰4.主轴单元报警或主轴驱动器出错，3、 4.清除主轴单元或驱动器的报警事例 1 ：一车削机床在工作时突然停机。

39、系统显示急停状态，并显示主轴温度报警。故障分析：经过实际测量检查，发现主轴温度并没有超出允许的范围之内，故判断故障出现在温度仪表上，调整外围线路后报警消失。随即更换新仪表后恢复正常。事例 2 ：一台加工中心，在调试中 C 轴精度有很大偏差，机械精度经过检查没有发现问题。故障分析：经过技术人员的调试发现直线轴与旋转轴的伺服参数的计算有很大区别，经过重新计算伺服参数后， C 轴回参考点，运行精度一切正常。对于数控机床的调试和维修，重要的是吃透控制系统的 PLC 梯形图和系统参数的设置，出现问题后，应首先判断是强电问题还是系统问题，是系统参数问题还是PLC 梯形图问题， 要善于利用系统自身的报警信息

40、和诊断画面， 一般只要遵从以上原则， 小 心谨慎，一般的数控故障都可以及时排除事例 3 ：一台立式加工中心采用国外进口控制系统。机床在自动方式下执行到 X 轴快速移动时就出现伺服单元报警。 此报警是速度控制 OFF 和 X 轴伺服驱动异常。故障分析：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。事例 4一数控龙门铣床，采用 TOSNUC600M 数控系统和DSR 一 83 型直流主轴调速单元。9- 2 PC4 典推鲁有挺林形图故障分析：PC4-00号报警为主轴单元故障。当主轴调速单元出故障后，

41、 将故障信号送至PLC,再由PLC将此信息送至NC装置，从而在CRT上显示 相应的报警号。在PLC到NC的信号中，地址为E3F6输出口发送主轴故障信 号，只要通过PLC梯型图监控画面，可方便地查出该信号的产生原因。调用如 图1.3-2所示的有关部分梯型图，当发生故障时有关触点和继电器的监控状态为： 51X、X085, T010、 E3F6等吸合，R010断开。从中不难分析出是由于主 轴调速单元送来的51X主电机过热信号触点闭合，导致 X085、T010吸合， R010断电，其常闭触点闭合，使 E3F6输出继电器通电，从而产主了 PC4-00 号报警。主电机的过热原因往往是由于机床主轴铳头切削深

42、度过大或切削速度过 快，导致主电机工作电流超过限定值。 但是检查主轴铳头切削正常，电机工作电 流也未超过。手摸电机外壳，温升异常。从而判断可能是主电机强迫风冷不良所 造成，检查风冷电机及风道，凤道内积满尘埃。故障排除：打开风道盖，清除内部尘埃后故障消除。我国早期应用的数控系统，尚未采用 PLC装置，而多数采用PLC,即继电器逻辑控制。这类系统使用大量的小型继电器， 可靠性较差。它们的运行自诊断只能检查数控装置的输入、 输出接口状态。 如下实例中， 通过输入口的自诊断来排除故障。事例 5 ：配西门子 820 数控系统的加工中心，产生7035 号报警，查阅报警信息为工作台分度盘不回落。故障分析：针

43、对故障的信息，调出 PLCI/O 状态与拷贝清单对照。 SQ28 检测分度盘旋转到位，对应 PLC I/10.6,SQ26 检测分度盘旋转到位，对应 PLC I/10.0, 工作台分度盘回落由 PLC/O Q4.7 通过 KA32 驱动电磁阀 YV06 动作来完成（在PLC状态中观察到 I10.0 Q4.7 均为 0， KA32 YV06 均不动作）手动YV06 再观察工作台分度盘是否回落，以确定故障部位。例：配备 SIN820 系统的加工中心，产生“工作台分度盘不回落”报警。在该数控系统中 7 字头的报警为操作信息或机床厂家设定的报警，指示CNC 系统外的机床侧状态不正常。处理方法是，针对故

44、障信息，调出 PLC 输入输出状态与拷贝清单对照。工作台分度盘的回落是由工作台下面的接近开关SQ25 、 SQ28 来检测的，其中 SQ28 检测工作台分度盘旋转到位，对应 PLC 输入接口 I10.6, SQ25检测工作台分度盘回落到位，对应 PLC输入点I10.0O工作台的回落是由输出接口 Q4.7 通过继电器KA32 驱动电磁阀 YV06 动作来完成。从 PLC STATUS 中观察， I10.6 为“ 1”，表明工作台分度盘旋转到位， I10.0 为“ 0”表明工作台分度盘未落下。再观察Q4.7 为“ 0”， KA32 继电器不得电， YV06 电磁阀不动作， 因而工作台分度盘不回落产

45、生报警。 处理方法： 手动 YV06 电磁阀，观察工作台分度盘是否回落，如果能够回落，再次自动执行该动作，通过PLC程序，检查是什么条件没满足事例 6 ：配备 SIN820 系统的加工中心，产生“工作台分度盘不回落”报警。故障分析：在该数控系统“工作台分度盘不回落”报警为操作信息或机床厂家设定的报警，指示 CNC 系统外的机床侧状态不正常。处理方法是，针对故障信息，调出PLC 输入输出状态与拷贝清单对照。工作台分度盘的回落是由工作台下面的接近开关 SQ25 、 SQ28 来检测的，其中 SQ28 检测工作台分度盘旋转到位，对应PLC 输入接口 I10.6 ，SQ25 检测工作台分度盘回落到位，

46、 对应 PLC 输入点 I10.0 。工作台的回落是由输出接口 Q4.7 通过继电器KA32 驱动电磁阀 YV06 动作来完成。从 PLC STATUS 中观察， I10.6 为“ 1”，表明工作台分度盘旋转到位， I10.0为“ 0”表明工作台分度盘未落下。再观察 Q4.7 为“ 0”，KA32 继电器不得电， YV06电磁阀不动作，因而工作台分度盘不回落产生报警。处理方法：手动 YV06 电磁阀，观察工作台分度盘是否回落，如果能够回落，再次自动执行该动作，通过PLC 程序，检查是什么条件没满足事例 7 ：一卧式加工中心，采用 SINUMERIK8 系统，带 EXE 光栅测量装置。运行中出现

47、“ 号电缆断线或与地短路”报警，同时伴有“信号丢失号”报警。故障分析：外观检查和测量；（信号漏读）检查信号源和传输系统（光源和光学系统）实际：灯泡表面呈毛玻璃状、指示光栅表面也有一层雾状物，经过清洗后，故障现象消失事例 8 ：配备 SIN810 数控系统的加工中心, 出现分度工作台不分度的故障且无报警，故障分析：根据工作原理，分度是首先将分度的齿条和齿轮啮合，这个动作是靠液压装置来完成的，由 PLC 输出 Q1.4 控制电磁阀 YV14 来执行， PLC 相关部分的梯形图如下图所示：通过数控系统的DIAGNOSIS中的“ STATUS PLC软键，实时查看 Q1.4 的状态，发现其状态为“0”

48、，由 PLC 梯形图查看F123.0 也为“0”，按梯形图逐个检查，发现F105.2 为“ 0”导致 F123.0 为“ 0”；根据梯形图查看STATUS PLC中的输入信号，发现I10.2为“0”从而导致 105.2为“0196、19.4、I10.2 、 I10.3 为四个接近开关的检测信号， 以检测齿条和齿轮是否啮合。 分度时，这四个接近开关都应有信号，即都应闭合，现发现I10.2 未闭合，处理方法：检查机械部分确认机械是否到位；检查接近开关是否损坏。事例 9 ：北京第一机床厂生产的 XK5040 数控立铣，数控系统为 FANUC-3MA ，驱动 Z 轴时就产生31 号报警。故障分析：查维

49、修手册， 31 号报警为误差寄存器的内容大于规定值。我们根据31 号警指示，将31 号机床参数的内容由 2000 改为 5000 ，与 X、 Y 轴的机床参数相同，然后用手轮驱动 Z 轴， 31 号报警消除，但又产生了 32 号报答。 查维修手册知， 32 号报警为： z 轴误差寄存器的内容超过了±3276或数模变换器的命令值7超出了一 8192+8191 的范围。我们将参数改为： 3333 后， 32 号报警消除， 31号报警又出现。反复修改机床参数，故障均不能排除。为了诊断Z 轴位置控制单元是否出了故障。 将 800 、 801 、 802 诊断号调出， 发现 800 在-1 与

50、-2 间变化，801 在+1 与-1 间变化， 802 却为0 ，没有任何变化，这说明Z 轴位置控制单元出现了故障。为了准确定位控制单元故障，将Z 轴与 Y 轴的位置信号进行变换，即用 Y 轴控制信号去控制 Z 轴，用 Z 轴控制信号去控制 Y 轴， Y 轴就发生 31号报警（实际是Z 轴报警），同时，诊断号801 也变为“0”， 802 有了变化。通过这样交换，再一次证明 Z 轴位置控制单元有问题。交换 Z 轴、 Y 轴伺服驱动系统，仍不能排除故障。交换伺服驱动控制信号及位置控制信号， z 信号能驱动 Y 轴， Y 信号不能驱动 Z 轴。这样就将故障定点在 Z 轴伺服电机上，打开Z 轴伺服电

51、机，发现位置编码器与电机之间的十字联结块脱落， （位置编码器上的螺丝断致使电机在工作中无反馈信号而产生上述故障报警。故障处理：将十字联结块与伺服电机、位置编码器重新联结好，故障排除。事例 10配 TOSNUC 600M 系统的 MPA 45120 型数控龙门铣床在运行中突然紧急停止， CRT 屏幕上出现NC8 018 报警号，指示伺服马达电流过大。故障分析：检查X、Y、Z、W伺服单元，发现X轴伺服驱动电路板上LED指® 1,3 - 4 GTR为群电珞图示故障信号。断电后对该驱动箱进行检查。通常，该主回路中功率驱动晶体管模块GTR击穿可能性较大。用静态电阻测量法逐一检查各 GTR模块，

52、发 现GTR2模块中的一个功率晶体管已被击穿。该模块型号为MG200H2CK1 ,内 部电路图如图1.5-4。当用MF64型万用表X 10瞅姆档测量时，B1 C1结正向 电阻1K,反向电阻8, B1 -E1结正反向都为0.4K,B2-C2结与B2-E2结正反向 电阻值皆为0,可见该晶体已击穿。调换 GTR2模块后，伺服驱动系统恢复正常。7.5操作类故障分析与维修，障见象故障原因排除方法1.机床锁住按钮损坏，使机床按钮一直处1.更换按钮在机床锁住的状态2.重新设置系统参数控机床机床如果机床锁住按钮被按下或数者因为损坏而一直处于导通的状态，机床3.手动将超程解除坐标 各轴是不能够运动的，在自动状态卜，系4.止确选择运动倍;动运行无变 统可以向各个轴发运动指令，但轴不执行，率机床，机床水动作化2.系统参数设置错误错误5.更换按钮数空系统如果与轴相关的一些参数设置不当，可以照成轴运动不正常或不能够运行。3 .硬极限超程4 .倍率选者开关选者05 .手动按钮损坏或接触不良坐标1.系统驱动程序没有安装或安装不正确，1.重新安装系统的后义某些数控系统在调试时必须按装相应的驱驱动程序化但动程序才方旨够运行，如