学习情境九-数控机床的故障诊断09..

1、数控系统运行与维修数控系统运行与维修学习情境九数控机床故障诊断和故障排除任务实施9.1设计PLC主程序，编制手持单元程序 数控系统运行与维修v学习目的：学习目的：1.1.能在西门子能在西门子802C802C系统子程序库的基础上，根据数系统子程序库的基础上，根据数控机床的实际情况和机床电气图纸来编制控机床的实际情况和机床电气图纸来编制PLCPLC主程主程序，到达编制和调用所需子程序的能力。序，到达编制和调用所需子程序的能力。2.2.在操作机床和运行测试程序的过程中，逐步调试在操作机床和运行测试程序的过程中，逐步调试编制的编制的PLCPLC程序，使机床能正常运行，掌握调试主程序，使机床能正常运行，

2、掌握调试主程序的能力。程序的能力。3.3.根据电气原理图，编制手持单元程序子程序，掌根据电气原理图，编制手持单元程序子程序，掌握西门子握西门子802C802C系统手持单元系统手持单元PLCPLC接口信号以及和其接口信号以及和其他相关信号的处理。他相关信号的处理。4.4.掌握子程序带参数的编制和调试过程掌握子程序带参数的编制和调试过程 设计PLC主程序，编制手持单元程序数控系统运行与维修v任务任务1 1： 在西门子样例子程序库的基础上编制在西门子样例子程序库的基础上编制MIANMIAN程序。程序。要求：输入输出地址使用直接地址。要求：输入输出地址使用直接地址。 输入输出信号使用实训数控机床的图纸

3、。输入输出信号使用实训数控机床的图纸。任务任务2 2： 编制手持单元子编制手持单元子PLCPLC程序。程序。要求：根据实训数控机床的图纸。要求：根据实训数控机床的图纸。设计PLC主程序，编制手持单元程序数控系统运行与维修注意事项：注意事项：1 1：使用直接地址编程，如果调用：使用直接地址编程，如果调用“FILTERFILTER（SBR62)SBR62)将会产生奇怪的错误，同学们课后将会产生奇怪的错误，同学们课后可进行讨论。可进行讨论。2 2：开机调试时，首先要检测急停按钮的有效：开机调试时，首先要检测急停按钮的有效性。性。3 3：检测极限开关的有效性。：检测极限开关的有效性。4 4：由于：由于

4、PLCPLC程序的错误，可能产生不能控制的程序的错误，可能产生不能控制的动作，同学们可以按关闭系统按钮。动作，同学们可以按关闭系统按钮。5 5：不要站在有危险的地方：不要站在有危险的地方设计PLC主程序，编制手持单元程序数控系统运行与维修vNC系统接口信号关系设计PLC主程序，编制手持单元程序数控系统运行与维修v子程序33EMG_STOP（急停处理） 设计PLC主程序，编制手持单元程序数控系统运行与维修v子程序34X_CROSS（点动键布剧） 设计PLC主程序，编制手持单元程序数控系统运行与维修v子程序40-AXES_CTL（进给轴主轴使能控制） 设计PLC主程序，编制手持单元程序数控系统运行

5、与维修v手轮接口信号：设计PLC主程序，编制手持单元程序数控系统运行与维修机械故障诊断方法v数控机床机械故障诊断数控机床机械故障诊断包括：机床运行状态的监视、识别和预测包括：机床运行状态的监视、识别和预测v诊断技术：设备状态监测与故障诊断技术诊断技术：设备状态监测与故障诊断技术诊断技术具体内容包括三个基本环节和四项基本诊断技术具体内容包括三个基本环节和四项基本技术技术数控系统运行与维修三个基本环节：三个基本环节：v检查异常检查异常v诊断故障状态和部位诊断故障状态和部位v分析故障类型分析故障类型四项基本技术：四项基本技术：v检查测量技术检查测量技术v信号处理技术信号处理技术v识别技术识别技术v预

6、测技术预测技术机械故障诊断方法数控系统运行与维修v数控机床机械故障的诊断技术，分为简易诊数控机床机械故障的诊断技术，分为简易诊断技术和精密诊断技术断技术和精密诊断技术v简易诊断技术：也称为机械检测技术。对机简易诊断技术：也称为机械检测技术。对机床进行问、看、听、摸、嗅等。床进行问、看、听、摸、嗅等。v精密诊断技术：根据简易诊断中提出的疑难精密诊断技术：根据简易诊断中提出的疑难故障，由专职故障精密诊断人员利用先进测故障，由专职故障精密诊断人员利用先进测试手段进行精确的定量检测与分析，找出故试手段进行精确的定量检测与分析，找出故障位置、原因、数据，确定修理方法和时间。障位置、原因、数据，确定修理方

7、法和时间。机械故障诊断方法数控系统运行与维修v诊断方法诊断方法简易诊断技术：问、看、听、摸、嗅简易诊断技术：问、看、听、摸、嗅精密诊断技术：精密诊断技术：v温度监测温度监测v振动监测振动监测v噪声监测噪声监测v油液分析油液分析v裂纹监测裂纹监测机械故障诊断方法数控系统运行与维修主要机械部件故障诊断v主轴部件：主轴部件：是影响机床加工精度的主要部件是影响机床加工精度的主要部件v回转精度影响工件的加工精度回转精度影响工件的加工精度v自动变速、准停和换刀等影响机床的自动变速、准停和换刀等影响机床的自动化程序自动化程序v功率与回转速度影响加工效率功率与回转速度影响加工效率常见故障常见故障v加工精度达不

8、到要求加工精度达不到要求机床在运输过程中受到冲击机床在运输过程中受到冲击安装不牢固、安装精度低或有变化安装不牢固、安装精度低或有变化数控系统运行与维修v切削振动大切削振动大主轴箱和床身连接螺丝钉松动主轴箱和床身连接螺丝钉松动轴承预紧力不够、游隙过大轴承预紧力不够、游隙过大轴承预紧螺母松动，使主轴窜动轴承预紧螺母松动，使主轴窜动轴承拉毛或损坏轴承拉毛或损坏主轴与箱体超差主轴与箱体超差其他因素其他因素如果是车床则可能是转塔刀架运动部件松如果是车床则可能是转塔刀架运动部件松动或压力不够而未卡紧动或压力不够而未卡紧主要机械部件故障诊断数控系统运行与维修主轴部件常见故障常见故障常见故障v主轴箱噪声大主轴

9、箱噪声大主轴部件动平衡不好主轴部件动平衡不好齿轮啮合间隙不均匀或严重损伤齿轮啮合间隙不均匀或严重损伤轴承损坏或传动轴弯曲轴承损坏或传动轴弯曲传动带长度不一或过松传动带长度不一或过松齿轮精度差齿轮精度差润滑不良润滑不良v齿轮和轴承损坏齿轮和轴承损坏变挡压力过大，齿轮受冲击产生破损变挡压力过大，齿轮受冲击产生破损变档机构损坏或固定销脱落变档机构损坏或固定销脱落轴承预紧力过大或无润滑轴承预紧力过大或无润滑数控系统运行与维修主轴部件常见故障常见故障常见故障v主轴无变速主轴无变速电气变档信号是否输出电气变档信号是否输出压力是否足够压力是否足够变档液压缸研损或卡死变档液压缸研损或卡死变档电磁阀卡死变档电磁

10、阀卡死变档液压缸拨叉脱落变档液压缸拨叉脱落变档液压缸窜油或内泄变档液压缸窜油或内泄变档复合开关失灵变档复合开关失灵v主轴不转动主轴不转动主轴转动指令是否输出主轴转动指令是否输出保护开关没有压合或失灵保护开关没有压合或失灵卡盘未夹紧工件卡盘未夹紧工件变挡复合开关损坏变挡复合开关损坏变档电磁阀体内泄漏变档电磁阀体内泄漏数控系统运行与维修常见故障常见故障v主轴发热主轴发热主轴轴承预紧力过大主轴轴承预紧力过大轴承研伤或损坏轴承研伤或损坏润滑油脏或有杂质润滑油脏或有杂质v液压变速时齿轮推不到位液压变速时齿轮推不到位主轴箱内拨叉磨损主轴箱内拨叉磨损主轴部件常见故障数控系统运行与维修滚珠丝杠副常见故障v加工

11、件粗糙度值高导轨的润滑油不足，致使溜板爬行滚珠丝杠有局部拉毛或研损丝杠轴承损坏，运动不平稳伺服电动机未调整好，增益过大数控系统运行与维修v反向误差大，加工精度不稳定反向误差大，加工精度不稳定丝杠轴联轴器锥套松动丝杠轴联轴器锥套松动丝杠轴滑板配合压板过紧或过松丝杠轴滑板配合压板过紧或过松丝杠轴滑板配合楔铁过紧或过松丝杠轴滑板配合楔铁过紧或过松滚珠丝杠预紧力过紧或过松滚珠丝杠预紧力过紧或过松滚珠丝杠螺母端面与结合面不垂直，结合滚珠丝杠螺母端面与结合面不垂直，结合过松过松滚珠丝杠支座轴承预紧力过紧或过松滚珠丝杠支座轴承预紧力过紧或过松滚珠丝杠制造误差大或轴向窜动滚珠丝杠制造误差大或轴向窜动润滑油不足

12、或没有润滑油不足或没有其他机械干涉其他机械干涉数控系统运行与维修滚珠丝杠副常见故障v滚珠丝杠在运转中转矩过大滚珠丝杠在运转中转矩过大二滑板配合压板过紧或研损二滑板配合压板过紧或研损滚珠丝杠螺母反向器坏，滚珠丝滚珠丝杠螺母反向器坏，滚珠丝杠卡死或轴端螺母预紧力过大杠卡死或轴端螺母预紧力过大丝杠研损丝杠研损伺服电动机与滚珠丝杠联接不同伺服电动机与滚珠丝杠联接不同轴轴无润滑油无润滑油超程开关失灵造成机械故障超程开关失灵造成机械故障伺服电动机过热报警伺服电动机过热报警数控系统运行与维修v丝杠螺母润滑不良丝杠螺母润滑不良分油器是否分油分油器是否分油油管是否堵塞油管是否堵塞v滚珠丝杠副噪声滚珠丝杠副噪声滚

13、珠丝杠轴承压盖压合不良滚珠丝杠轴承压盖压合不良滚珠丝杠润滑不良滚珠丝杠润滑不良滚珠破损滚珠破损电动机与滚珠丝杠联轴器松动电动机与滚珠丝杠联轴器松动滚珠丝杠副常见故障数控系统运行与维修刀架、刀库及换刀装置故障诊断v转塔刀架没有抬起动作转塔刀架没有抬起动作控制系统是否有控制系统是否有T T指令输出信号指令输出信号抬起电磁铁断线或抬起阀杆卡死抬起电磁铁断线或抬起阀杆卡死压力不够压力不够抬起液压缸研损或密封损坏抬起液压缸研损或密封损坏与转塔抬起联接的机械部分研损与转塔抬起联接的机械部分研损数控系统运行与维修v转塔转位速度缓慢或不转位转塔转位速度缓慢或不转位是否有转位信号输出是否有转位信号输出转位电磁阀

14、断线或阀杆卡死转位电磁阀断线或阀杆卡死压力不够压力不够转位速度节流阀是否卡死转位速度节流阀是否卡死凸轮轴压盖过紧凸轮轴压盖过紧抬起液压缸体与转塔平面产生摩擦、研损抬起液压缸体与转塔平面产生摩擦、研损安装附具不配套安装附具不配套数控系统运行与维修刀架、刀库及换刀装置故障诊断v转塔转位时碰牙转塔转位时碰牙抬起速度或抬起延时时间短抬起速度或抬起延时时间短v转塔不正位转塔不正位转位盘上的撞块与选位开关松动，使转塔转位盘上的撞块与选位开关松动，使转塔到位时传输信号超期或滞后到位时传输信号超期或滞后上下联接盘与中心轴花键间隙过大产生位上下联接盘与中心轴花键间隙过大产生位移偏差大，落下时易碰牙顶，引起不到位

15、移偏差大，落下时易碰牙顶，引起不到位数控系统运行与维修转位凸轮与转位盘间隙过大转位凸轮与转位盘间隙过大凸轮在轴上窜动凸轮在轴上窜动转位凸轮轴的轴向预紧力过大或有机械干涉转位凸轮轴的轴向预紧力过大或有机械干涉v转塔转位不停转塔转位不停两计数开关不同时计数或复置开关损坏两计数开关不同时计数或复置开关损坏转塔上的转塔上的24V24V电源断线电源断线刀架、刀库及换刀装置故障诊断数控系统运行与维修刀架、刀库及换刀装置故障诊断v转塔刀重复定位精度差转塔刀重复定位精度差液压夹紧力不足液压夹紧力不足上下牙盘受冲击，定位松动上下牙盘受冲击，定位松动上下牙盘间有污物或滚针脱落在牙盘中间上下牙盘间有污物或滚针脱落在

16、牙盘中间转塔落下夹紧时有机械干涉（如夹铁屑）转塔落下夹紧时有机械干涉（如夹铁屑）夹紧液压缸拉毛或研损夹紧液压缸拉毛或研损转塔座落在二层滑板之上，由于压板和楔铁配转塔座落在二层滑板之上，由于压板和楔铁配合不牢产生运动偏大合不牢产生运动偏大数控系统运行与维修v刀具不能夹紧刀具不能夹紧风泵气压不足风泵气压不足增压漏气增压漏气刀具卡紧液压缸漏油刀具卡紧液压缸漏油刀具松卡弹簧上的螺丝母松动刀具松卡弹簧上的螺丝母松动v刀具夹紧后不能松开刀具夹紧后不能松开松锁刀的弹簧压力过紧松锁刀的弹簧压力过紧v刀套不能夹紧刀具刀套不能夹紧刀具检查刀套上的调节螺母检查刀套上的调节螺母数控系统运行与维修刀架、刀库及换刀装置故

17、障诊断v机械手换刀速度过快机械手换刀速度过快气压太高或节流阀开口过大气压太高或节流阀开口过大v换刀时找不到刀换刀时找不到刀刀位编码用组合行程开关、接近开关等刀位编码用组合行程开关、接近开关等元件损坏、接触不好或灵敏度降低元件损坏、接触不好或灵敏度降低数控系统运行与维修液压传动系统故障诊断v液压泵不供油或油量不足液压泵不供油或油量不足压力调节弹簧过松压力调节弹簧过松流量调节螺钉调节不当，定子偏心方向相反流量调节螺钉调节不当，定子偏心方向相反液压泵转向相反液压泵转向相反油的粘度过高，使叶片运动不灵活油的粘度过高，使叶片运动不灵活液压泵转速太低，叶片不能甩出液压泵转速太低，叶片不能甩出油量不足，吸油

18、管露出油面吸入空气油量不足，吸油管露出油面吸入空气吸油管堵塞吸油管堵塞进油口漏气进油口漏气叶片在转子槽内卡死叶片在转子槽内卡死数控系统运行与维修v液压泵有异常噪声或压力下降液压泵有异常噪声或压力下降油量不足，滤油器露出油面油量不足，滤油器露出油面吸油管吸入空气吸油管吸入空气回油管高出油面，空气进入油池回油管高出油面，空气进入油池进油口滤油器容量不足进油口滤油器容量不足滤油器局部堵塞滤油器局部堵塞液压泵转速过高或液压泵装反液压泵转速过高或液压泵装反液压泵与电动机联接同轴度差液压泵与电动机联接同轴度差定子和叶片磨损，轴承和轴损坏定子和叶片磨损，轴承和轴损坏泵与其他机械共振泵与其他机械共振数控系统运

19、行与维修液压传动系统故障诊断v液压泵发热、油温过高液压泵发热、油温过高液压泵工作压力超载液压泵工作压力超载吸油管和系统回油管距吸油管和系统回油管距离太近离太近油箱油量不足油箱油量不足摩擦引起机械损失，泄摩擦引起机械损失，泄漏引起容积损失漏引起容积损失压力过高压力过高v系统及工作压力低，运系统及工作压力低，运动部件爬行动部件爬行泄漏泄漏v尾座顶不紧或不运动尾座顶不紧或不运动压力不足压力不足液压缸活塞拉毛或研损液压缸活塞拉毛或研损密封圈损坏密封圈损坏液压阀断线或卡死液压阀断线或卡死套筒研损套筒研损数控系统运行与维修v导轨润滑不良导轨润滑不良分油器堵塞分油器堵塞油管破裂或渗漏油管破裂或渗漏没有气体动

20、力源没有气体动力源油路堵塞油路堵塞v滚珠丝杠润滑不良滚珠丝杠润滑不良分油管是否分油分油管是否分油油管是否堵塞油管是否堵塞作业：作业：P101.P101.4.4.试分析滚珠丝杠副反向误差大故障产生的原试分析滚珠丝杠副反向误差大故障产生的原因及排除方法。因及排除方法。数控系统运行与维修n数控系统故障诊断v故障分类故障分类有报警显示的故障有报警显示的故障v硬件报警显示的故障硬件报警显示的故障: :各单元装置上的报警灯各单元装置上的报警灯v软件报警显示故障软件报警显示故障:CRT:CRT显示器上显示出来的显示器上显示出来的报警号报警信息来自报警号报警信息来自NCNC的报警和来自的报警和来自PLCPLC

21、的报的报警警存储器报警存储器报警过热报警过热报警伺服系统报警伺服系统报警轴超程报警轴超程报警数控系统运行与维修程序出错报警程序出错报警主轴报警主轴报警过载报警过载报警断线报警断线报警无报警显示的故障无报警显示的故障v无任何硬件或软件的报警显示无任何硬件或软件的报警显示, ,分析难分析难度较大度较大数控系统运行与维修故障诊断原则v先外部后内部先外部后内部外部的行程开关、按钮开关、液压气动元件、外部的行程开关、按钮开关、液压气动元件、印刷电路板间的连接部位，接触不良，是产生印刷电路板间的连接部位，接触不良，是产生数控机床故障的重要因素数控机床故障的重要因素尽量避免随意地启封、拆卸，以避免扩大故障，

22、尽量避免随意地启封、拆卸，以避免扩大故障，降低机床性能降低机床性能v先机械后电气先机械后电气机械故障容易察觉机械故障容易察觉大部分故障是机械部件失灵造成的大部分故障是机械部件失灵造成的数控系统运行与维修v先静后动先静后动不盲目动手不盲目动手v了解故障发生的过程及状态了解故障发生的过程及状态v查阅说明书、系统资料查阅说明书、系统资料v先在机床断电的静止状态，观察、分析先在机床断电的静止状态，观察、分析v确认无恶性故障或破坏性故障，方可给机床通电，确认无恶性故障或破坏性故障，方可给机床通电，进行动态观察、检验和测试进行动态观察、检验和测试v恶性故障或破坏性故障先排除故障才通电诊断恶性故障或破坏性故

23、障先排除故障才通电诊断v先公用后专用先公用后专用如如CNCCNC、PLCPLC、电源、液压等公用部分、电源、液压等公用部分v先简单后复杂先简单后复杂v先一般后特殊先一般后特殊故障诊断原则数控系统运行与维修故障诊断步骤v详细了解故障情况v分析故障原因v由表及里进行故障源查找数控系统运行与维修故障诊断技术v故障自诊断技术是数控系统一项十分重要的技术，它的强弱是评价系统性能的一项重要指标，应熟悉和运用系统的自诊断功能。数控系统运行与维修vCNCCNC系统的诊断方法：系统的诊断方法：启动诊断：启动诊断：v从通电开始至进入正常的运行准备状态为止从通电开始至进入正常的运行准备状态为止v诊断的内容：诊断的内

24、容：系统中最关键的硬件和系统控制软件系统中最关键的硬件和系统控制软件系统的配置如：外设接口、系统的配置如：外设接口、RAMRAM、ROMROMv启动诊断过程不结束，系统不能投入运行启动诊断过程不结束，系统不能投入运行在线诊断在线诊断v通过通过CNCCNC系统的内装程序，在系统处于正常运行状态时，系统的内装程序，在系统处于正常运行状态时，对对CNCCNC系统本身及与系统本身及与CNCCNC装置相连的各个进给伺服单元、装置相连的各个进给伺服单元、伺服电动机、主轴伺服单元和主轴电动机、外围设备等伺服电动机、主轴伺服单元和主轴电动机、外围设备等进行自动诊断、检查进行自动诊断、检查v只要系统不停电，在线

25、诊断就不会停止只要系统不停电，在线诊断就不会停止故障诊断技术数控系统运行与维修v在线诊断在线诊断内容：内容：v接口显示，接口显示，CNCCNC和和PLCPLC，CNCCNC与机床、与机床、PLCPLC与机床、与机床、CNCCNC内部和状态内部和状态v报警类型：报警类型：过热报警过热报警系统报警系统报警存储器报警存储器报警编程编程/ /设定报警，操作、编程错误引起的软故障设定报警，操作、编程错误引起的软故障伺服报警伺服报警行程开关报警行程开关报警印刷电路板间的连接故障报警印刷电路板间的连接故障报警数控系统运行与维修v离线诊断：离线诊断：用离线诊断软件，一般与用离线诊断软件，一般与CNCCNC系统

26、控制软件系统控制软件装在装在CNCCNC系统中，可调用，在系统中，可调用，在CRTCRT上观察诊断上观察诊断结果。结果。v现代诊断技术：现代诊断技术：通信诊断通信诊断自修复系统自修复系统人工智能专家故障诊断系统人工智能专家故障诊断系统vFANUC 15FANUC 15知识库（知识库（Knowledge Base)Knowledge Base)推理机推理机(Inference Engine)(Inference Engine)人机控制器人机控制器(MMC-Man Machine Control)(MMC-Man Machine Control)数控系统运行与维修故障诊断方法v观察检查法观察检查法

27、直观检查法直观检查法预检查预检查电源检查电源检查v熔丝熔断熔丝熔断v熔丝不断，输出无电压熔丝不断，输出无电压v电源输出电压不准电源输出电压不准v开关电源发出重复的开关电源发出重复的“滴嗒滴嗒”响声响声接地检查与插头、连接电缆检查接地检查与插头、连接电缆检查机床数据检查机床数据检查数控系统运行与维修v功能程序测试法vPLC程序法v修改状态识别法v接口信号法v试探交换法故障诊断方法数控系统运行与维修伺服系统故障诊断v常见伺服系统故障及诊断常见伺服系统故障及诊断伺服超差伺服超差: :机床的实际进给值与指令值之机床的实际进给值与指令值之差超过限定的允许值差超过限定的允许值. .v检查检查CNCCNC控

28、制系统与驱动放大模块之间控制系统与驱动放大模块之间,CNC,CNC控制系统与位置检测器之间控制系统与位置检测器之间, ,驱动放大器与驱动放大器与伺服电机之间的边线是否正确、可靠伺服电机之间的边线是否正确、可靠数控系统运行与维修v检查位置检测器的信号及相关的D/A转换电路是否有问题v检查驱动放大器电压是否有问题v检查电动机轴与传动机械间是否配合良好，是否有松动或间隙存在v检查位置环增益是否符合要求，若不符合要求对有关的电位器应予以调整数控系统运行与维修常见伺服系统故障及诊断v机床停止时，有关进给轴振动机床停止时，有关进给轴振动v检查高频脉动信号并观察其波形及振幅，若检查高频脉动信号并观察其波形及

29、振幅，若不符合应调节有关电位器不符合应调节有关电位器v检查伺服放大器速度环的补偿功能，若不符检查伺服放大器速度环的补偿功能，若不符合应调节补偿用电位器合应调节补偿用电位器v检查位置检测用编码盘的轴、联轴节、齿轮检查位置检测用编码盘的轴、联轴节、齿轮系是否啮合良好系是否啮合良好数控系统运行与维修v机床运行时声音不好，有摆动现象机床运行时声音不好，有摆动现象v首先检查测速发电机换向器表面是否光滑、首先检查测速发电机换向器表面是否光滑、清洁，电刷与换向器间是否接触良好清洁，电刷与换向器间是否接触良好v检查伺服放大器速度环的补偿功能，若不符检查伺服放大器速度环的补偿功能，若不符合应调节补偿用电位器合应

30、调节补偿用电位器v检查伺服放大器位置环增益是否符合要求，检查伺服放大器位置环增益是否符合要求，若不符合要求对有关的电位器应予以调整若不符合要求对有关的电位器应予以调整v检查位置检测器与联轴节间的装配是否有松检查位置检测器与联轴节间的装配是否有松动动v检查由位置检测器来的反馈信号的波形及检查由位置检测器来的反馈信号的波形及D/AD/A转换后的波形幅度转换后的波形幅度数控系统运行与维修常见伺服系统故障及诊断v飞车现象飞车现象v位置传感器或速度传感器的信号反相，或者位置传感器或速度传感器的信号反相，或者是电枢线接反了，即整个系统不是负反馈而是电枢线接反了，即整个系统不是负反馈而变成正反馈了变成正反馈

31、了v速度指令给的不正确速度指令给的不正确v位置传感器或速度传感器的反馈信号没有接位置传感器或速度传感器的反馈信号没有接或者是有接线断开或者是有接线断开vCNCCNC控制系统或伺服控制板有故障电源板有控制系统或伺服控制板有故障电源板有故障而引起的逻辑混乱故障而引起的逻辑混乱数控系统运行与维修v所有的轴均不运动所有的轴均不运动v用户保护性锁紧如急停用户保护性锁紧如急停 制动制动, ,或有关运或有关运动的相应开关位置不正确动的相应开关位置不正确v主电源熔丝断主电源熔丝断v由于过载保护用断路器动作或监控用继由于过载保护用断路器动作或监控用继电器的触点未接触好电器的触点未接触好数控系统运行与维修常见伺服

32、系统故障及诊断v电动机过热电动机过热v滑板运行时摩擦力或阻力太大滑板运行时摩擦力或阻力太大v热保护继电器脱扣热保护继电器脱扣, ,电流设定错误电流设定错误v励磁电流太低或永磁式电动机失磁时励磁电流太低或永磁式电动机失磁时, ,为获得所为获得所需力矩也可引起电枢电流增高而使电动机发热需力矩也可引起电枢电流增高而使电动机发热v切削条件恶劣切削条件恶劣v运动夹紧运动夹紧 制动装置没充分释放制动装置没充分释放v齿轮传动系损坏或传感器有问题齿轮传动系损坏或传感器有问题数控系统运行与维修v电机本身内部匝间短路而引起的过热v带风扇冷却的电动机,风扇坏v机床定位精度不准v滑板运行时阻力太大v位置环的增益或速度

33、环的低频增益太低v机械传动部分有反向间隙v位置环或速度环的零点平衡调整不合理v接地屏蔽不好或电缆布线不合理数控系统运行与维修常见伺服系统故障及诊断v零件加工表面粗糙v检查测速发电机换向器的表面光滑状况及电刷的磨合状况v检查高频脉冲波形的振幅、频率、及滤波形状v检查切削条件是否合理，刀尖是否损坏v检查机械传动的反向间隙v检查位置检测信号的振幅v检查机床的振动状况如机床水平状态、地基、主轴旋转时有否振动等数控系统运行与维修华中铣系统框图华中铣系统框图数控系统运行与维修故障：故障：不能联机不能联机数控系统运行与维修故障：故障：急停、超程故障急停、超程故障数控系统运行与维修故障：故障：联机正常，但三个

34、进给联机正常，但三个进给轴不能执行进给运动轴不能执行进给运动数控系统运行与维修故障：故障：只出现一个轴或二个轴不只出现一个轴或二个轴不执行进给运动执行进给运动数控系统运行与维修故障：故障：主轴正、反转都不执行主轴正、反转都不执行数控系统运行与维修故障：故障：主轴某方向不转主轴某方向不转数控系统运行与维修XS8 以太网口PC键 盘口远程 I/O 板RS232XS40 XS9XS20XS10,XS11 主轴编码器手持单元主轴变频器输出开关量 (伺服、继电器控制)输入开关量 (操作按钮、 机床检测输入)图 5.2.1 典型铣床数控系统设计总体框图主轴电机XS41XS42XS43 软驱软驱单元XS3X

35、S2XS6XS5XS4HNC-21HNC-21 伺服电机 X 11 型伺服 XX 轴编码器 伺服电机 Y 11 型伺服 Y 伺服电机 Z 11 型伺服 Z 伺服电机 A 11 型伺服 AA 轴编码器Z 轴编码器Y 轴编码器数控系统运行与维修QF050ARC1QF350AKM350ARC2QF450AKM450ARC3KM4RC7KM3RC6KM2RC5KM1RC4KA8KA1YV3V3KA10YV2V2KA9YV1V1KA6主轴换档阀刀具松阀主轴润滑阀QF150AQF250AKM150AKM250A伺服变压器AC380/2007KW伺服电源模块HSV-11P主轴变频器5.5KW液压电机冷却电机

36、QF53AAC110V250W控制变压器AC380V 3 相数控装置HNC-21MC热交换器电柜风扇照明灯指示灯吊挂风扇伺服强电主轴强电液压电机冷却电机自动润滑站开关电源100W开关电源50WAC220V/DC24VAC220V/DC24V低通滤波器AC250V6ARSTU11V11W11YVZVZKA6Z 轴抱闸24V110110024V220B220A1012100到 Z 轴伺服到：继电器数控装置伺服驱动器主轴变频器到：伺服电源模块伺服驱动器图 5.2.2 典型铣床数控系统电气原理图-电源图QF66AQF76AQF83AQF93AQF116AQF103AAC24V100WAC24V100W

37、AC220V300WAC380V750W数控系统运行与维修 100 SQX-1 SQX-3 SQY-1 SQY-3 SQZ-1 SQZ-3 OTBS1 3 OTBS2 16 ESTOP1 4 ESTOP3 17 HNC-21 XS20 KA2 KA1 KA3 KA4 KA5 KA6 KA7 KA8 KA9 KA10 24V 图 5.2.3 典型铣床数控系统电气原理图-继电器部分 KA2 KA3 KA4 KA5 Y0.0 440 Y1.0 Y1.1 Y1.4 Y0.4 Y0.6 Y0.5 Y0.7 KA2 外部 运行允许 运行允许 伺服 OK 主轴 正转 主轴 反转 主轴换档 Z 轴 抱闸 冷却

38、启动 刀具 松 主轴 润滑 数控系统运行与维修 图 5.2.4 典型铣床数控系统电气原理图-输入输出开关量 1 13 I0 25 I1 12 I2 24 I3 11 I4 23 I5 10 I6 22 I7 9 I8 21 I9 8 I10 20 I11 7 I12 19 I13 6 I14 18 I15 5 I16 17 I17 4 I18 16 I19 3 空 15 24VG 2 24VG 14 24VG 1 24VG 13 I20 25 I21 12 I22 24 I23 11 I24 23 I25 10 I26 22 I27 9 I28 21 I29 8 I30 20 I31 7 I3

39、2 19 I33 6 I34 18 I35 5 I36 17 I37 4 I38 16 I39 3 空 15 24VG 2 24VG 14 24VG 1 24VG X 轴正限位开关 SQX-1 SQX-3 SQY-1 SQY-3 SQZ-1 SQZ-3 SQX-2 SQY-2 SQZ-2 SQ3 SQ4 SQ1 SQ2 X0.0 X0.1 X0.2 X0.3 X0.4 X0.5 X1.4 X1.5 X2.0 X2.1 X1.0 X1.1 X1.2 100 （继电器 DC24V 地） X 轴负限位开关 Y 轴正限位开关 Y 轴负限位开关 Z 轴正限位开关 Z 轴负限位开关 X 轴参考点开关 Y

40、轴参考点开关 润滑液位报警 欠压报警 主轴高档到位 主轴低档到位 Z 轴参考点开关 外部运行允许 KA2 QF3 QF4 X2.4 X2.5 X2.6 X2.7 X3.0 X3.1 X4.3 X4.4 X4.5 X4.6 X4.0 X4.1 X4.2 100 （继电器 DC24V 地） 伺服电源准备好 电柜空开 OK 主轴报警 主轴速度到达 主轴零速 见 XS8 （手持接口） X3.2 X4.7 主轴变频器19 26 25 20 27 XS11 XS10 KA3 伺服驱动器 OK 伺服电源模块 数控系统运行与维修 图 5.2.5 典型铣床数控系统电气原理图-输入输出开关量 2 13 5VG 2

41、5 +5V 12 HB 24 HA 11 O28 23 O29 10 O30 22 O31 9 I32 21 I33 8 I34 20 I35 7 I36 19 I37 6 I38 18 I39 5 空 17 ESTOP3 4 ESTOP2 16 +24V 3 +24V 15 24VG 2 24VG 14 24VG 1 24VG 13 O0 25 O1 12 O2 24 O3 11 O4 23 O5 10 O6 22 O7 9 O8 21 O9 8 O10 20 O11 7 O12 19 O13 6 O14 18 O15 5 空 17 ESTOP3 4 ESTOP1 16 OTBS2 3 OT

42、BS1 15 24VG 2 24VG 14 24VG 1 24VG Y3.6 X4.5 X4.6 X4.0 X4.1 X4.2 运行允许继电器 Y0.0 Y0.1 Y0.2 Y0.3 Y0.4 Y0.5 Y1.4 100 （继电器 DC24V 地） 系统复位 SV-CML Z 轴抱闸继电器 冷却开继电器 刀具松继电器 Y0.6 XS20 XS8 X4.3 X4.4 急停 +5V 5VG B A X Y Z A X1 X10 X100 指示灯 手脉 坐标选择 倍率选择 使能 手持单元 伺服允许 Y1.0 主轴正转继电器 主轴反转继电器 Y1.1 主轴换档继电器 100 限位急停链 外部运行允许继

43、电器 （继电器 DC24V 地） 注释： Y0.1Y0.3 为输出到伺服及主轴单元 各继电器的连接见图 5.2.3 数控系统运行与维修主轴电机主轴编码器UVW0V5VU11V11W11主轴报警主轴零速主轴速度到达19252620，27X30X32X311000V 2+5V 3A+ 4A- 5B+ 6B- 7TA2(E)B1B2制动电阻600 100WTA1位置卡A+A-B+B-R(L1)S(L2)T(L3)U(T1)V(T2)W(T3)主轴变频器CIMR-G5A45P51A5.5KW主轴风扇4KW主轴正转主轴反转100来自 KM2见图 5.2.2图 5.2.6 典型铣床数控系统电气原理图-主轴

44、单元1415主轴复位XS9KA5KA4KA4KA5Y01124111213177,8,15AOUT2GNDGNDHNC-21数控系统运行与维修 O12 X 轴码盘 屏蔽层 X X 轴伺服轴伺服 HSV-11D25 X2 12 10 220A 220B 9 8 7 6 5 4 故障连锁 24V 使能 24V 地 减电流 X 轴伺服电机 O12 U V W 9 10 U V W OH1 OH2 PE 热保护 J2 P N 屏蔽层 Y Y 轴伺服轴伺服 HSV-11D25 X2 12 10 220A 220B 9 8 7 6 5 4 故障连锁 24V 使能 24V 地 减电流 Y 轴伺服电机 U V

45、 W 9 10 U V W OH1 OH2 PE 热保护 J2 Y 轴编码器 P N Z 轴码盘 屏蔽层 A A 轴伺服轴伺服 HSV-11D16 X2 12 10 220A 220B 9 8 7 6 5 4 故障连锁 24V 使能 24V 地 减电流 A 轴伺服电机 U V W OH1 OH2 PE XS1 J2 A 轴编码器 P N 数控装置数控装置 HNC-21MC XS40 XS41 XS42 XS43 101 24V1 屏蔽层 Z Z 轴伺服轴伺服 HSV-11D25 X2 12 10 220A 220B 9 8 7 6 5 4 故障连锁 24V 使能 24V 地 减电流 Z 轴伺服

46、电机 O12 U V W 9 10 U V W OH1 OH2 PE 热保护 J2 P N BR BR2 抱闸 电源模块电源模块 HSV-11P 12 10 9 8 7 6 43 220A 220B 故障连锁 24V 就绪 24V 地 使能 220A 220B 24V 100 I12 2 1 复位 360 公共端 R S T PE R S T P N X 轴编码器 Z 轴编码器 400 410 420 420 430 440 440 Y03 KA1 2100 KA7 XS XS XS XS2 A B C T1 T2 2 3 7 5 6 XS1-1 热保护 图 5.2.7 典型铣床数控系统电气原

47、理图-伺服驱动电路 数控系统运行与维修 RXD TXD GND XS40,1,2,3 2 3 5 X2 2 3 5 TXD RXD GND DB9 头孔 DB9 头孔 坐标轴控制电缆 RVVP3X0.2 A 轴编码器电缆 +5V 11,12 +5V 13 0V 1,8 0V 9,10 A 2 B 3 Z 4 U 5 V 6 W 7 A- 15 B- 16 Z- 17 U- 18 V- 19 W- 20 屏蔽 14 J2 1 VCC 2 GND 3 A 4 B 5 Z 9 U 10 V 11 W 6 A- 7 B- 8 Z- 12 U- 13 V- 14 W- 19 屏蔽 XS2 X、Y、Z 轴

48、编码器电缆 +5V 11,12 +5V 13 0V 1,8 0V 9,10 A 2 B 3 Z 4 U 5 V 6 W 7 A- 15 B- 16 Z- 17 U- 18 V- 19 W- 20 屏蔽 14 J2 J +5V K +5V N 0V T 0V A A B B F Z C U L V R W D A- E B- G Z- P U- M V- S W- H 屏蔽 XS 电机编码器电缆： RVVP19X0.2 热保护电缆： Z 抱闸电缆： RVVP2X0.2 电机强电电缆： RVV4X2.5 图 5.2.8 典型铣床数控系统电气原理图-伺服驱动电缆连接 数控系统运行与维修s 以太网口

49、PC 键盘口 远程 I/O 板 RS232 XS40 四串 口板 XS20 XS10,XS11 输出开关量 (伺服、继电器控制) 输入开关量 (操作按钮、 机床检测输入) 图 5.3.1 典型车床数控系统配置框图 XS41 四串 口板 软驱 软驱单元 XS3 XS2 XS6 XS5 XS4 HNCHNC- -2121 伺服电机 X 11 型伺服 X X 轴编码器 伺服电机 Z 11 型伺服 Z Z 轴编码器 数控系统运行与维修数控装置 HNC-21TC 照明灯 指示灯 吊挂风扇 QF6 6A QF7 6A 低通滤波器 AC250V 6A 220B 220A 到：伺服电源模块 伺服驱动器 QF9

50、 3A 开关电源 100W AC220V/ DC24V 100 24V 到：继电器 数控装置 伺服驱动器 QF10 6A KM6 RC10 KM5 RC9 KM4 RC8 KM3 RC7 KA8 KA1 电柜风扇 主轴反转 刀架电机正转 刀架电机反转 冷却电机 QF8 3A QF0 40A RC1 QF3 0.4A KM5 QF4 0.3A KM6 RC4 RC3 QF1 6A QF2 10A KM1 伺服变压器 AC380/200 7KW 伺服电源模块 HSV-11P 主轴电机 5.5KW 刀架电机 冷却电机 QF5 3A AC110V 250W 控制变压器 R S T AC24V 100W

51、 AC24V 100W AC220V 300W AC380V 750W KM2 RC6 KM1 RC5 伺服强电 主轴正转 KA7 KM4 KA6 KM5 KA5 KM2 KA4 KM3 RC2 KM4 KM3 KM2 数控系统运行与维修 100 SQX-1 SQX-3 SQZ-1 SQZ-3 OTBS1 3 OTBS2 16 ESTOP1 4 ESTOP3 17 HNC-21 XS20 KA2 KA1 KA3 KA4 KA5 KA6 KA7 KA8 24V 图 5.3.3 典型车床数控系统电气原理图-继电器部分 KA2 KA3 Y0.0 420 Y1.0 Y1.1 Y0.6 Y0.7 Y0.

52、5 外部 运行允许 运行允许 伺服 OK 主轴 正转 主轴 反转 刀架正转 刀架反转 冷却启动 KA6 KA7 KA4 KA5 数控系统运行与维修 图 5.3.4 典型车床数控系统电气原理图-输入输出开关量 1 13 I0 25 I1 12 I2 24 I3 11 I4 23 I5 10 I6 22 I7 9 I8 21 I9 8 I10 20 I11 7 I12 19 I13 6 I14 18 I15 5 I16 17 I17 4 I18 16 I19 3 空 15 24VG 2 24VG 14 24VG 1 24VG 13 I20 25 I21 12 I22 24 I23 11 I24 2

53、3 I25 10 I26 22 I27 9 I28 21 I29 8 I30 20 I31 7 I32 19 I33 6 I34 18 I35 5 I36 17 I37 4 I38 16 I39 3 空 15 24VG 2 24VG 14 24VG 1 24VG X 轴正限位开关 SQX-1 SQX-3 SQZ-1 SQZ-3 SQX-2 SQZ-2 X0.0 X0.1 X0.2 X0.3 X1.0 X1.1 100 （继电器 DC24V 地） X 轴负限位开关 Z 轴正限位开关 Z 轴负限位开关 X 轴参考点开关 Z 轴参考点开关 外部运行允许 KA2 QF3 QF4 X2.4 X2.5 X

54、2.6 X2.7 X3.0 100 DC24V 开关电源输出地 电柜空开 OK 主轴报警 XS11 XS10 伺服电源准备KA3 伺服驱动器 OK 伺服电源模块 QF2 X3.2 1 号刀到位 SQ1 X3.3 2 号刀到位 SQ2 X3.4 3 号刀到位 SQ3 X3.5 4 号刀到位 SQ4 24V 霍尔开关 数控系统运行与维修图 5.3.5 典型车床数控系统设计电气原理图-输入输出开关量 213 5VG25 +5V12 HB24 HA11 O2823 O2910 O3022 O319 I3221 I338 I3420 I357 I3619 I376 I3818 I395 空17 ESTO

55、P34 ESTOP216 +24V3 +24V15 24VG2 24VG14 24VG1 24VGXS813 O025 O112 O224 O311 O423 O510 O622 O79 O821 O98 O1020 O117 O1219 O136 O1418 O155 空17 ESTOP34 ESTOP116 OTBS23 OTBS115 24VG2 24VG14 24VG1 24VG运行允许继电器Y0.0Y0.1Y0.2Y0.5100（继电器 DC24V 地）系统复位冷却开继电器刀架电机正转继电器Y0.6XS20伺服允许Y1.0主轴正转继电器主轴反转继电器Y1.1100限位急停回路外部运行

56、允许继电器（继电器 DC24V 地）注释：Y0.1、Y0.2 输出到伺服各继电器的连接见图 5.3.3刀架电机反转继电器Y0.7数控系统运行与维修 图 5.3.6 典型车床数控系统电气原理图-伺服驱动器的连接 RXD TXD GND XS40,1 2 3 5 X2 2 3 5 TXD RXD GND X 轴码盘 屏蔽层 X X 轴伺服轴伺服 HSV-11D25 X2 12 10 220A 220B 9 8 7 6 5 4 故障连锁 24V 使能 24V 地 减电流 U V W 9 10 U V W OH1 OH2 PE 热保护 J2 P N 屏蔽层 Z Z 轴伺服轴伺服 HSV-11D25 X2 12 10 220A 220B 9 8 7 6 5 4 故障连锁 24V 使能 24V 地 减电流 U V W 9 10 U V W OH1 OH2 PE 热保护 J2 Z 轴编码器 P N 数控装置数控装置 HNC-21MC XS40 XS41 X 轴码盘 420 Y0.1 Y0.2 电源模块电源模块 HSV-11P 12 10 9 8 7 6 43 220A 220B 故障连锁 24V 就绪 24V 地 使能 X2.5