数控机床维修案例

1、伺服电机突然不动案例伺服电机突然不动案例p108故障现象故障现象运行中，图形回转台交运行中，图形回转台交流伺服电机突然不起动流伺服电机突然不起动 修前准备技术准备备好常用维修工具：信号发生器、示波器、万用电表等画出画出相关的系统框图相关的系统框图与电机动作有关的与电机动作有关的查阅WY203 自动换箱数控组合机床的技术资料与维修手册。获得信息图形回转台为半闭环交图形回转台为半闭环交流伺服控制系统。流伺服控制系统。PLC程序控制位置调节器程序控制位置调节器速度设定为模拟量速度设定为模拟量位置反馈为数字量位置反馈为数字量修前故障报警显示故障报警显示无无故障现象故障现象运行中，突然交流电机不起动运行

2、中，突然交流电机不起动外观检查与环境：外观检查与环境：电源正常。电源正常。环境无干扰源环境无干扰源 、外观正常。、外观正常。 观察检查法观察检查法：外观检查，：外观检查，电机与线缆表观正常无异味。电机与线缆表观正常无异味。滑动面润滑正常、电缆外观良好。滑动面润滑正常、电缆外观良好。机床处于机床处于正常阶段。正常维修。正常阶段。正常维修。与交流电机动作有关的系统框图与交流电机动作有关的系统框图液压系统液压系统电磁阀电磁阀制动装置制动装置修前准备保护保护装置装置电源电源交流交流电机电机传动装置传动装置回回转转台台伺服伺服驱动驱动速速度度调调节节器器位位置置控控制制器器PLC测速发电机测速发电机速度

3、反馈装置速度反馈装置脉冲编码器脉冲编码器位置反馈装置位置反馈装置据理析象报 警 灯报 警 灯过热过热过载过载过流过流过压过压电 机 无电 机 无电流电流过热保护过热保护过载保护过载保护过流保护过流保护过 压 保 护过 压 保 护失控保护失控保护再次进入后请再次进入后请击鼠标击鼠标无无报报警指警指示示正常维修正常维修先不查先不查排他法据据 理理 析析 象象故障特征：故障特征：突发性、无报警。突发性、无报警。 判出故障类型：判出故障类型：故障大定位：故障大定位：速度环速度环。 不是位置环故障（不是位置环故障（如果是位置环故障，如果是位置环故障，PLC可以报警）可以报警）。 PLCPLC报警不包括速

4、度环的故障。所以，不能利用调用报警不包括速度环的故障。所以，不能利用调用PLCPLC状态参数信息表。状态参数信息表。 大定位：大定位：速度环速度环。 罗列成 因 驱动电缆断线。 过载保护装置的误动作。 机械负荷太大制动未释放、传动故障或卡死 速度调节器故障：功率驱动中大功率管击穿 电机故障永磁体脱落或退磁。 想一想：为什么不把其它的可能成因也列出来？ 确定步骤查驱动电缆断线外观检查法查过载保护装置查制动与传动阻尼 查速度环 查电机排他法排他法外观检查无异常。故外观检查无异常。故先不查先不查故障发生后处于制动状态。因故障发生后处于制动状态。因为正常维修的机床，为正常维修的机床，先不查先不查过载保

5、护装置？无无报警指示，因为维修记录表报警指示，因为维修记录表明机床正常维护状态，明机床正常维护状态，先不查先不查。制动与传动阻尼？一般故障应该可硬件报警。无报警。外观检查无异常。先不查！驱动电缆？系统框图再分析速度环中剩余部分速度环中剩余部分是值得怀疑的！是值得怀疑的！确定速度环中故障部位采用采用信号强制输入法信号强制输入法 排除故障排除故障更换之，故障排除。更换之，故障排除。 排他法排他法分析后，剩下五个单元及其连接电缆都可分析后，剩下五个单元及其连接电缆都可能是故障的发生部位。采用能是故障的发生部位。采用信号追踪法信号追踪法。断电。断电。先查电缆与接点完好。先查电缆与接点完好。 断开速度调

6、节器两端断开速度调节器两端 标准标准24V24V模拟速度信号强制模拟速度信号强制输入，测试其输出是否正常？输入，测试其输出是否正常？测试结果测试结果无输出无输出判定判定故障点故障点为速度调节器为速度调节器诊断结果速度调节器的突发故障是速度调节器的突发故障是回转台电机突然不能起动回转台电机突然不能起动的的原因原因更换速度调节器排除故障机床本体上电气故机床本体上电气故障障数控机床中主要为电气故障。数控机床中主要为电气故障。其中其中发生发生于于机床侧机床侧的电器器件及其组成电路中的电器器件及其组成电路中的故障的故障是是较为较为多见多见。从毕业生反馈的信息可知，掌握从毕业生反馈的信息可知，掌握这些电器

7、的故障诊断，对提高维这些电器的故障诊断，对提高维修效率是极其重要的。修效率是极其重要的。5 5 机床本体电气故障分析机床本体电气故障分析 重点重点主要故障主要故障主要分析方法主要分析方法遵循基本原则遵循基本原则基础知识电气图、常用低压电器工作原理、功能、与基本结构。5.1 5.1 机床本体上电气故机床本体上电气故障障数控机床本体上（机床侧）的电气故障（强电故障）其中极大多数是低压电器故障低压电器故障与需日常维护保养的器件与需日常维护保养的器件即前面维护中应该特别关注的器件主要诊断方法即硬件故障诊断方法硬件故障诊断方法。（可参考十种故障现象（p117127）5.2 5.2 机床电器机床电器低压电

8、器交流电压交流电压 1200V、直流、直流电压电压 1500V的的在电路中起在电路中起通断通断、保护、控制或调保护、控制或调节作用的电器。节作用的电器。电磁离合器电磁离合器机床侧电器配电电器控制电器执行电器电磁阀电磁阀在液压系统中用来控制液流方向的。它们在控制电路中是执行元件，必须通过接触器或继电器的触头来通断电源。熔断器熔断器各类开关电器各类开关电器继电器继电器接触器接触器断路器断路器电动机电动机电磁抱闸制动电磁抱闸制动开关电器开关电器(主令电器)在控制电路中用作发布命令或控制程序的电器。控制器控制器 电气传动控制中的开关电器启动器启动器 主要用作电动机启动、停止、正反转，并作过载保护的开关

9、电器5.35.3 低压电器低压电器共同的共同的主要故障特征主要故障特征接触问题接触问题因为它们都具有动因为它们都具有动断作用，并且都具断作用，并且都具有动断触头。有动断触头。共同的共同的故障现象故障现象失效失效 （不按规定进行动作）不按规定进行动作）分成分成两大类两大类： 不动作不动作或或误动作误动作（不闭合、不释放）（不闭合、不释放）伴随性的故障现象伴随性的故障现象：噪声噪声共同的共同的分析方法分析方法：独立单元分析法、独立单元分析法、内外因分析法内外因分析法、原理分析法。原理分析法。影响寿命的因素：环境条件 电压条件 安装与工作条件 操作方法/操作频率 维护保养不当接触问题接触问题触点污垢

10、、氧化触点污垢、氧化熔焊熔焊联接不良联接不良不能到位接触不能到位接触定位机构移位定位机构移位、松动、损坏、弹、松动、损坏、弹性失效、磨损、润性失效、磨损、润滑不良、阻尼过大滑不良、阻尼过大（生锈或污染）等（生锈或污染）等机机械械结结构构失失灵灵卡死卡死延时或无法复位延时或无法复位常开型变成常闭常开型变成常闭型、常闭型变成常型、常闭型变成常开型开型 造成造成接触不良接触不良久未使用久未使用/长期失修长期失修表面拉表面拉/烧毛或烧毛或有凸起金属颗粒有凸起金属颗粒触点不能断开触点不能断开 负载短路负载短路/大电流大电流造成而且又失修造成而且又失修。5.3.1 5.3.1 熔断器的常见故障与成因熔断器

11、的常见故障与成因1. 电动机启动瞬间熔体即熔断成因：负载侧短路或对地短路；熔体安装时受损伤；熔体规格太小。2. 熔丝未断但电路不通成因：一般是熔体两端或接线端接触不良FU过载保护 单相断路器保护中，必须在前面先装有熔断器 以克服断路器可能的不动作，保证使用安全。熔断器的熔断现象熔断器的熔断现象例如：开关电源的熔断器保险管发黑且有亮斑严重短路必定对应有高压滤波电容击穿或整流管击穿故障。保险管不黑是慢慢地熔断，一般不易检查，可能是半桥中的一个开关管不良或击穿。当过载电流不太大，熔断时间增长，会使金属蒸汽增多。当瞬间过载电流极大时，熔断点必呈光亮的烧结点。据此可判断过流电流的大小。5.3.2 5.3

12、.2 开关故障开关故障Q或S刀开关 负载开关QF组合开关转换开关SC SB起动 停止 复合动合 动断 按钮按钮 位置开关行程开关限位开关 SQ动合 动断 复合静插座易静插座易烧损或氧烧损或氧化，造成化，造成接触不良接触不良。需要定期维修外壳应该外壳应该可靠接地可靠接地 久用失修的机床中易发故障久用失修的机床中易发故障移位、机构移位、机构失灵失灵/损坏损坏 开关故障开关故障现象与可能成现象与可能成因因例1 ：故障现象：按下停止按钮，再按起动按钮，被控电器不动作故障。 可能成因分析 停止按钮复位弹簧损坏、 按钮接触不良、 被控电器故障。例2：故障现象：撞车。 硬件成因 挡块碰撞位置开关后触头不动作

13、安装位置不对，离挡块太远； 触头接触不良 联线松脱。开关失效成因 接触不良、连接不良 机构不良、损坏或安装欠妥、移位或松动 接地、绝缘不良会造成漏电与短路总结5.3.35.3.3空气断路器的常见故障成因空气断路器的常见故障成因低压断路器的工作原理 主主触触头头锁锁扣扣过流脱扣过流脱扣 欠压脱扣欠压脱扣 分励脱扣分励脱扣 双金属热脱扣双金属热脱扣分断弹簧分断弹簧QF或QM空气断路器的常见故障成因总结空气断路器的常见故障成因总结内因部件： 触点熔焊，以及氧化问题 弹簧断裂、生锈卡住或失效 线圈损坏 热元件的老化/弹性失效/尚未冷却复原 传动机构锈死或润滑不良阻力过大锁键和搭钩因长期使用而磨损。 铁

14、心工作面有油污或短路环断裂。 电流脱扣器瞬时整定值太小。外因：电源电压的欠压/无压/干扰/过流/过载/短路/漏电等。5.3.4 5.3.4 继电器继电器 任何一种继电器，都具有某种能任何一种继电器，都具有某种能反应一定的外界反应一定的外界输入物理量输入物理量的的感应感应/知机构知机构与进行通断的与进行通断的执行机构执行机构从功能分类：控制继电器从功能分类：控制继电器中间继电器、时间继电器、速度继电器中间继电器、时间继电器、速度继电器 保护性继电器保护性继电器热继电器、欠压继电器、过流继电器热继电器、欠压继电器、过流继电器 继电器的主要故障现象不动作与误动作。继电器的失效现象继电器的失效现象触点

15、断开时腐蚀或粘结现象，触点断开时腐蚀或粘结现象，触点闭合时传动压降超过规定水平，触点闭合时传动压降超过规定水平，均为失效均为失效日常维护很重要日常维护很重要。修前技术准备必须了解所用继电器的种类所以，必须熟悉所以，必须熟悉常用常用继电器的工作原理、继电器的工作原理、激励（输入）信号、引线方式、通断动激励（输入）信号、引线方式、通断动作时间范围的设定、对环境条件与使用作时间范围的设定、对环境条件与使用频率的要求等。频率的要求等。电磁电磁继电器继电器静触点动触点极帽衔铁簧片铁心軛铁反力弹簧工作气隙线圈结构常用的电磁式继电器显然失控现象发生后，对相关继电器检查应该包括电网、相应的控制电器的励磁线圈、

16、触点、弹簧以及机械机构的失效。电压继电器电压继电器电流继电器电流继电器线圈与电压源并联 ，输入量为电压信号 线圈与电压源串联 输入量为电流信号欠压/失压保护 ；制动和反转控制。 过载及短路保护；直流电动机磁场控制或失磁/弱磁保护。 如果发生在电网瞬间下降后恢复时电动机自行运转失控成因：继电器“自锁”（有reset）或按钮与联动的接触器熔焊状态。 如果磁场太弱时，起动电流会很大会发生过流而无报警过流而无报警。正在运行的直流电机转速迅速升高飞车飞车中间继电器与速度中间继电器与速度继电器继电器中间继电器（符号“KA”）实质上是一种电磁式电压继电器速度继电器速度继电器符号符号“KS（P）”按照被控电动

17、机转速大小来对控制电路通断的电器。按照被控电动机转速大小来对控制电路通断的电器。其转轴与电动机同轴联接。与接触器配合使用作用：主要对电动机反接制动。常见故障常见故障：反接制动时，：反接制动时，不能制动不能制动内胶木摆杆断裂、动合触头（氧化）接触不良、弹内胶木摆杆断裂、动合触头（氧化）接触不良、弹性动触头断裂或失去弹性。性动触头断裂或失去弹性。不正常不正常弹性动触片调整不当。可调整螺钉向上，弹性减小。弹性动触片调整不当。可调整螺钉向上，弹性减小。 线圈 动合触头 动断触头 KA KA KA常见故障与接触器类似过电流过电流继电器继电器过电流继电器符号“KOC”用于重载或频繁起动场合对主电路或电动机

18、（直流电机或绕线转子的异步电动机）过载和短路保护。过电流现象的成因过电流现象的成因：1. 不正确的起动不正确的起动操作方法不当操作方法不当；频繁短时正反转起动或制动；频繁短时正反转起动或制动2. 过大负载转矩过大负载转矩由于由于机械阻力过大机械阻力过大。3. 另外，另外，交流电动机交流电动机定子绕组串联的定子绕组串联的限流电阻损坏限流电阻损坏而不起作用。而不起作用。过电流的特点：过电流的特点：1 过电流过电流 短路电流短路电流 2 过电流动作时的强度值过电流动作时的强度值=起动电流的起动电流的1.2倍倍3 过电流报警几率高于短路报警。过电流报警几率高于短路报警。热热继电器继电器热继电器热继电器

19、（符号符号“FR”）一般用作交流电动机的过载保护。）一般用作交流电动机的过载保护。当电动机操作频率过高或起动时间过长，当电动机操作频率过高或起动时间过长，热继电器会烧毁会误动作，必须与接触器或断路器同时使用。热继电器会烧毁会误动作，必须与接触器或断路器同时使用。可见可见热继电器的安装、维修与调整、环境的温度热继电器的安装、维修与调整、环境的温度与稳定性、操作（例它动作后的复位、操作与稳定性、操作（例它动作后的复位、操作频率的高低）以及负载效应（负载的短路、频率的高低）以及负载效应（负载的短路、过流、阻抗过大使起动时间过长等。）都成过流、阻抗过大使起动时间过长等。）都成为影响因素。为影响因素。

20、热元件 动断触头 FR FR或TR应该说应该说热继电器只是具有过热继电器只是具有过热保护作用。热保护作用。由于热惯性由于热惯性过载电流大时，它短时间内可过载电流大时，它短时间内可动作，如过载电流小，它需较长动作，如过载电流小，它需较长时间才可动作时间才可动作就不可靠。而就不可靠。而对于过流、过载、短路等保护作对于过流、过载、短路等保护作用，用，必须与其它的短路保护器一必须与其它的短路保护器一起使用：熔断器、接触器、断路起使用：熔断器、接触器、断路器与漏电保护装置一起应用。器与漏电保护装置一起应用。常见故障分析：（常见故障分析：（常见主要故障为常见主要故障为1 1与与2 2）1. 电动机严重电动

21、机严重过载过载而热继电器不动作而热继电器不动作动作机构卡死、导板脱出、额定值选得太大、整动作机构卡死、导板脱出、额定值选得太大、整 定电流调节太大、热元件烧毁或脱焊定电流调节太大、热元件烧毁或脱焊热继电器损坏。也可能是控制电路不通。热继电器损坏。也可能是控制电路不通。2. 误动作误动作电动机起动时间过长、整定电流调节太小、电动机操作频率过高、受强烈的电动机起动时间过长、整定电流调节太小、电动机操作频率过高、受强烈的冲击振动、环境温度过高、冲击振动、环境温度过高、维修后维修后的联接导线过细，导热性差，热继电器可能提前动作的联接导线过细，导热性差，热继电器可能提前动作。联接导线过粗，可能滞后动作。

22、联接导线过粗，可能滞后动作。3. 热元件烧毁热元件烧毁/性能故障性能故障负载侧负载侧短路或过流短路或过流、电动机操作频率过高或起动时间过长。、电动机操作频率过高或起动时间过长。4. 控制电路不通控制电路不通动断开关接触不良（例：触头表面污垢）或弹性失效、手动复位的热动断开关接触不良（例：触头表面污垢）或弹性失效、手动复位的热继电器在动作后未复位、自动复位的热继电器中调节螺钉未调试到自动复位的位置上。继电器在动作后未复位、自动复位的热继电器中调节螺钉未调试到自动复位的位置上。时间时间继电器继电器常见故障常见故障不动作不动作与与输入不满足、无法输出以及独立单元根本不传递信息等有关输入不满足、无法输

23、出以及独立单元根本不传递信息等有关 误动作误动作与输入与输出无关，独立单元内部与输入与输出无关，独立单元内部“阻抗阻抗”过大与过小。过大与过小。 （这里是延时特性的失控（这里是延时特性的失控过长或过短。）过长或过短。）1. 延时触头不动作延时触头不动作电源电压低于线圈额定电压电源电压低于线圈额定电压（输入输入电压问题）电压问题） 电磁铁线圈断线电磁铁线圈断线（内部线路问题内部线路问题） 棘爪无弹性不能刹住棘轮棘爪无弹性不能刹住棘轮 游丝断裂游丝断裂（传动机构传动机构问题）；问题）；如是如是电动机时间继电器电动机时间继电器 也可能是同步电动机线圈断线也可能是同步电动机线圈断线（负载（负载输出输出

24、回路开路）回路开路） 触头接触不良或熔焊触头接触不良或熔焊。2. 延时时间缩短或没有延时作用延时时间缩短或没有延时作用（相当于（相当于RC太小）太小）若是若是空气阻尼式空气阻尼式的，一般是气室漏气的，一般是气室漏气若是若是电磁式电磁式的，一般为非磁性垫片磨损。的，一般为非磁性垫片磨损。3. 延时时间变长延时时间变长（相当于（相当于RC太大）太大）若是若是空气阻尼式空气阻尼式的，气室内有灰尘使气道堵塞的，气室内有灰尘使气道堵塞若是若是电动式电动式的，是传动机构润滑不良。的，是传动机构润滑不良。时间继电器时间继电器符号符号“KT”是按时间控制的继电器。是按时间控制的继电器。有刻度有刻度可调整延时时

25、间的时间继电器。可调整延时时间的时间继电器。无刻度无刻度不可调整延时值的时间继电器。不可调整延时值的时间继电器。 必须分清：不同继电器要求在接通或分断必须分清：不同继电器要求在接通或分断离合器电磁铁线圈离合器电磁铁线圈电源时才可调节延时电源时才可调节延时5.3.5 5.3.5 接触器接触器频繁通断频繁通断工作工作主要控制对象是主要控制对象是电动机电动机。 线圈 动合触头 动断触头（非控制电路 、控制电路） KM KM KM KM接触器主要常见故障：接触器主要常见故障：不闭合不闭合不释放不释放噪声噪声交流接触器：线圈易烧毁、断电后由于剩磁而不释放、辅助触交流接触器：线圈易烧毁、断电后由于剩磁而不

26、释放、辅助触头不可靠头不可靠 电磁铁的分磁环易断裂。电磁铁的分磁环易断裂。 直流接触器：触头电磨损直流接触器：触头电磨损 接触器主触头熔焊接触器主触头熔焊：回路电压过低、触头：回路电压过低、触头弹簧压力过小、铁心表面有凸起的金属颗粒、弹簧压力过小、铁心表面有凸起的金属颗粒、负载侧短路、使用频率过高或负载侧短路、使用频率过高或电源电压过低（输入问题）电源电压过低（输入问题）铁心机械卡住铁心机械卡住线圈匝间短路、操作频率或电源电压过高过线圈匝间短路、操作频率或电源电压过高过高高/过低使线圈过热或烧毁、断线、线圈额定过低使线圈过热或烧毁、断线、线圈额定电压低于电源电压电压低于电源电压 反力弹簧损坏、

27、铁心极面有油污反力弹簧损坏、铁心极面有油污/尘埃黏着尘埃黏着 、去磁气隙消失使剩磁增大去磁气隙消失使剩磁增大 、主触头熔焊、主触头熔焊 电源电压过低电源电压过低、铁心极面有油污铁心极面有油污/尘埃黏着尘埃黏着 、触、触头弹簧压力过大、铁心短路环断裂头弹簧压力过大、铁心短路环断裂 5.4 5.4 执行电器执行电器 包括：电动机电磁抱闸制动电磁离合器电磁阀等5.4.1 5.4.1 电磁抱闸制动电磁抱闸制动 电磁抱闸制动电磁抱闸制动按下按下SB2后，接触器后，接触器KM1线圈先得线圈先得电闭合，电磁抱闸电闭合，电磁抱闸YB得电，衔铁得电，衔铁被铁心吸合，通过弹簧杠杆使闸瓦被铁心吸合，通过弹簧杠杆使闸

28、瓦松开闸轮，然后接触器松开闸轮，然后接触器KM2线圈线圈得电，电动机得电，电动机M M得电起动。得电起动。 电磁铁 衔铁 抱闸 电动机 制动轮 弹簧 电磁抱闸的结构 L1 L2 L3 Q FU1 FU2 FR KM2 FU3 SB1 KM1 FR SB2 KM2YB KM1 M KM1 3 KM2 电磁制动控制线路电磁抱闸制动动作流程图电磁抱闸制动动作流程图 按按下下SB2接触接触器器KM1线圈线圈闭合闭合电电磁磁抱抱闸闸线线圈圈YB得得电电KM1触点触点闭合闭合铁铁心心磁磁化化、吸吸合合衔衔铁铁闸闸瓦瓦松松开开闸闸轮轮接触接触器器KM2线圈线圈得电得电电电动动机机得得电电起起动动磁力克服：磁

29、力克服：弹力弹力机械摩擦力机械摩擦力与磁阻力与磁阻力间隙过大、或铁心极面铁心极面太脏KM2触点触点闭合闭合用来分析各环节的可能故障而导致制动的失效或误动作主令电器故障？延时设定延时设定接触器故障线圈？闸瓦脱落？5.4.2 5.4.2 电磁阀电磁阀 可见可见由阀体（阀芯）滑动良好与否、由阀体（阀芯）滑动良好与否、电磁铁的励磁线圈工作电压正常与否、电磁铁的励磁线圈工作电压正常与否、衔铁与铁心间距是否有额定的气隙、衔铁与铁心间距是否有额定的气隙、弹簧的弹性是否正常等等，弹簧的弹性是否正常等等，将是电磁阀失效的成因。将是电磁阀失效的成因。刀架移动性或不动故障主轴不能换刀故障工作台不转等故障首先应该检查

30、电磁阀系统：它的励磁线圈及其与之相连的保护装置、机构及其相配的控制电器（接触器或继电器）。电磁阀由阀体和电磁铁组成，在液压系统中用来控制液流方向与通断。必须通过接触器或继电器的触头来通断电源。原理：阀门的开关由电磁铁的励磁线圈得电与失电是吸合与放开衔铁（之间间隙太大不行），从而使弹簧的压缩与张驰推动滑阀往返移动。使用场合：刀架移动系统、主轴换刀系统、工作台系统。5.4.3 5.4.3 电磁离合器电磁离合器电磁离合器电磁离合器电磁联轴器电磁联轴器有爪式与摩擦片式。有爪式与摩擦片式。摩擦片式离合器摩擦片式离合器是用表面摩擦方式来传递或隔离两根轴的转矩。是用表面摩擦方式来传递或隔离两根轴的转矩。 工

31、作原理：工作原理：主动轴侧装有的电磁铁线圈经主动轴侧装有的电磁铁线圈经电刷电刷通直流后，吸引从通直流后，吸引从动轴侧的盘形衔铁克服动轴侧的盘形衔铁克服弹簧弹簧阻力向主动轴的磁轭靠拢，并压紧主动轴阻力向主动轴的磁轭靠拢，并压紧主动轴端面的端面的摩擦片摩擦片环上环上。（直流电源供电）。（直流电源供电）制动力或传递力矩大小，是通过控制电磁铁的励磁电流的大制动力或传递力矩大小，是通过控制电磁铁的励磁电流的大小小（可变电阻可变电阻）实现的。）实现的。而且与可变电阻并联的电容而且与可变电阻并联的电容（加速电容）（加速电容）可可起到加速作用。起到加速作用。使用场合：用于主轴制动中使用场合：用于主轴制动中 使

32、主轴与电机脱落，并压紧在床身上，使主轴迅速制动。使主轴与电机脱落，并压紧在床身上，使主轴迅速制动。分度盘过载报警故障案例故障现象故障现象FANUC OMCFANUC OMC系统亚威系统亚威 PC3060PC3060加工中心加工中心第四轴（分度盘）过载报警第四轴（分度盘）过载报警修前准备技术准备：查阅FANUC OMCFANUC OMC系统亚威系统亚威 PC3060PC3060加工中心加工中心技术资料与维修手册。画出相关的系统框图与开机过载有关备好常用维修工具 带上资料故障报警显示第四轴（分度盘）过载报警第四轴（分度盘）过载报警故障现象开机后，即出现过载报警。开机后，即出现过载报警。 外观检查与

33、环境：观察检查法：驱动电缆浸泡在油液中驱动电缆浸泡在油液中表面已龟裂。表面已龟裂。机床处于正常阶段。与开机过载有关的系统框图修前准备罗立成因伺服伺服电机电机传动装置传动装置工作工作台台/轴轴伺服伺服单元单元保护保护装置装置电源电源液压系统液压系统电磁阀电磁阀制动装置制动装置PLCI O报警报警硬件报警或CRT报警显示开关量 工作指令加工中心过载报警可以是CRT显示未起动与未起动与机械阻力机械阻力无关无关 开机后，尚未运开机后，尚未运行程序，故与行程序，故与PLC指令无关指令无关 检测检测 Ready?Ready?过载？过载？过流？过流？过热？过热？失控、失控、飞车？飞车？位置检测位置检测开机过

34、载与位开机过载与位置环无关置环无关如果是总保护装置，则不如果是总保护装置，则不会只有第四轴报警会只有第四轴报警据理析象单击鼠标向下据 理 析 象故障特征：开机后过载报警开机后过载报警判出故障类型：故障大定位：第四轴（分度盘）速度环第四轴（分度盘）速度环在在系统框图上系统框图上分析故障现象：分析故障现象：启动诊断过载报警只与速度环有关启动诊断过载报警只与速度环有关过载成因过载成因分析：只可能在速度环中的器件击穿或线缆短路分析：只可能在速度环中的器件击穿或线缆短路单击单击鼠标鼠标向下向下过载的可能成因p150(4)p150(4)l接线错误接线错误维修后或新机床：速度反馈线接反后成正反馈，造成飞车或

35、振荡维修后或新机床：速度反馈线接反后成正反馈，造成飞车或振荡状态。状态。l机械负荷太大机械负荷太大制动未释放（机床锁定状态）、传动故障或卡死、滑动面润制动未释放（机床锁定状态）、传动故障或卡死、滑动面润滑不良造成摩擦系数过大、工件碰撞。滑不良造成摩擦系数过大、工件碰撞。l电机故障电机故障永磁体脱落或退磁、相间短路造成大电流。永磁体脱落或退磁、相间短路造成大电流。制动释放时，空制动释放时，空载手转不动。载手转不动。l速度环加速度环加/ /减速频率太高而扼流圈电流延时减速频率太高而扼流圈电流延时，瞬间大电流造成电机相间短路。，瞬间大电流造成电机相间短路。l速度环中功率驱动中大功率管击穿，或速控单元

36、电机电流上限值设定过小。速度环中功率驱动中大功率管击穿，或速控单元电机电流上限值设定过小。l驱动或反馈电缆断线造成的短路、数据传导故障及其接口故障。驱动或反馈电缆断线造成的短路、数据传导故障及其接口故障。l反馈信号与驱动信号失匹反馈信号与驱动信号失匹反馈回路故障。反馈回路故障。l程序进行中程序进行中，位控板故障或其上有关电位器失调。，位控板故障或其上有关电位器失调。l切削量过大，或连续重切削。切削量过大，或连续重切削。单击单击鼠标鼠标向下向下罗列成 因驱动或反馈电缆断线造成的短路、数据传导故驱动或反馈电缆断线造成的短路、数据传导故障及其接口障及其接口/ /头故障。头故障。反馈信号与驱动信号失匹

37、反馈信号与驱动信号失匹反馈回路故障。反馈回路故障。 第四轴伺服单元上过载保护装置的误动作。速度环中功率驱动中大功率管击穿，或速控单速度环中功率驱动中大功率管击穿，或速控单元电机电流上限值设定过小。元电机电流上限值设定过小。电机缺相缺相或相间短路相间短路 想一想：为什么不把其它的可能成因也列出来？ 最可能的成因最可能的成因确定步骤用观察检查法：先外后内外观检查，先简后繁查第四轴驱动电缆（先一般后特殊） 查伺服单元过载保护装置 查速度环外外 观观 检检 查查用万用表先检用万用表先检查它的线间电阻查它的线间电阻短路。短路。故障定位故障定位! 排除故障排除故障更换驱动电缆，故障排除更换驱动电缆，故障排

38、除驱动电缆是移动电缆：驱动电缆是移动电缆：长期长期浸泡在油污中已老化，且来浸泡在油污中已老化，且来回移动弯折。回移动弯折。怀疑的怀疑的故障点故障点 外观检查时注意哪些：易老化、易出故障的部位。诊断结果第四轴驱动电缆短路是造第四轴驱动电缆短路是造成该轴过载报警的原因成该轴过载报警的原因更换电缆更换电缆排除故障希望整希望整理思路理思路工作台抬起不转故障案例 p121 例1故障现象故障现象工作台抬起不转修前准备技术准备：查阅A/B 8400系统 XH754 卧式加工中心技术资料与维修手册。相关的系统框图与动作流程图与V轴转动有关的备好常用维修工具 带上资料故障报警显示无无故障现象输入M85时， I/

39、OI/O固态继电器固态继电器R021R021地地址灯点亮，电磁阀址灯点亮，电磁阀XT05XT05动作，动作，工作台抬起（ V轴）不转而程序中断。外观检查与环境：观察检查法：电源正常，但V轴保护装置保险丝熔断。新机床处于正常阶段。与V轴有关的系统框图液压系统液压系统电磁阀电磁阀制动装置制动装置修前准备罗立成因保护保护装置装置电源电源伺服伺服电机电机传动装置传动装置工作工作台台/轴轴伺服伺服单元单元控制电器控制电器确定步骤故障大定位故障大定位再次进入后再次进入后请击鼠标请击鼠标工作台动作流程图NC发出工作台转动指令电磁阀继电器得电闭合触头电磁阀动作工作台制动释放工作台抬起工作台伺服驱动工作台电机得

40、电转动工作台转动延时延时液压故障大定位故障大定位修前准备确定步骤电源电源保护装置保护装置再次进入后再次进入后请击鼠标请击鼠标据据 理理 析析 象象故障特征：工作台抬起不转工作台抬起不转，程序中断判出故障类型：故障大定位：V轴伺服驱动系统及其相关电源系统。 能下达工作台指令能下达工作台指令CNC没问题。没问题。工作台可抬起工作台可抬起制动装置没问题。制动装置没问题。工作台不转工作台不转工作台电机不转工作台电机不转没输出没输出查其输入。查其输入。工作台电机输入工作台电机输入电源输入电源输入（包括：电源、保护装置及其相关接触器或（包括：电源、保护装置及其相关接触器或继电器）继电器）、来自伺服驱动单元

41、的控制输入。、来自伺服驱动单元的控制输入。罗列成 因 机械传动负荷太大传动故障或卡死 过载保护装置的误动作。 驱动电缆断线。 速度环中大功率器件击穿和短路 电机故障 想一想：为什么不把其它的可能成因也列出来？ 确定步骤查电机根据修根据修前调查前调查新机床新机床机械传动问题可能很小，先不查。V轴无动作，查它的输入。 （独立单元分析法）电机的输入是电机的输入是电压输入电压输入，见见系统框图系统框图。查数码管上相关的指示灯（充分利用自诊断功能）查过载保护装置（先公后专）查速度环中大功率器件用什么方法来判出故障点？程序中断PLC程序法。按程序化特点，画出工作台动作流程图查机床的上位动作。查驱动电缆断线

42、现场诊断工作伺服继电器伺服继电器R082R082无输出，无输出，查其输入查其输入电机无输出，查输入电机无输出，查输入原则，查见原则，查见伺服继电伺服继电器器R082R082无输出显示。无输出显示。1. 对照技术手册，查数码管上有关伺服输入信号的显示3.3.追查追查保险丝熔断的原因保险丝熔断的原因断路器中断路器中保险保险丝熔断丝熔断！熔断器熔断成因分析熔断器熔断成因分析一般成因一般成因负载短路负载短路伺服驱动中的大功率器件伺服驱动中的大功率器件电磁阀电磁阀功率管功率管电机电机分析可能出现短路的负载分析可能出现短路的负载 由于电机尚未动作，又是正常阶由于电机尚未动作，又是正常阶段，可能性较小。段，

43、可能性较小。 新机床功率管烧毁可能也较小。新机床功率管烧毁可能也较小。 电磁阀是刚动作过，故障可能性电磁阀是刚动作过，故障可能性较大。较大。先查电磁阀先查电磁阀。电磁阀的工作电磁阀的工作机理与常见故机理与常见故障分析障分析：励磁线圈励磁线圈机械结构机械结构润滑润滑刚动作过卡死是刚动作过卡死是不可能的，不必不可能的，不必查其机械结构，查其机械结构，而是而是查其线圈查其线圈更换保险丝，更换保险丝，更换电磁阀，更换电磁阀，故障排除。故障排除。 排除故障排除故障停机，万用表测试结果：停机，万用表测试结果：励磁线圈短路励磁线圈短路。诊断结果工作台抬起不转动原因是工作台抬起不转动原因是电磁阀励磁线圈短路造

44、成电磁阀励磁线圈短路造成断路器保险丝熔断。断路器保险丝熔断。更换保险丝与电磁阀更换保险丝与电磁阀排除故障过载报警案例故障现象故障现象 加工程序中断 W轴轴伺服过载报警伺服过载报警p107 例1修前准备技术准备：查阅GPM90DB-2数控曲轴铣床技术资料与维修手册。相关的系统框图与过载有关的备好常用维修工具 带上资料故障报警显示W轴伺服单元轴伺服单元过载报警过载报警故障现象加工程序中断外观检查与环境：电源正常。环境、外观正常。 观察检查法：外观检查，电机与线缆表观正常无异味。滑动面润滑正常、电缆外观良好。机床处于正常阶段。与过载有关的系统框图保护保护装置装置电源电源液压系统液压系统电磁阀电磁阀制

45、动装置制动装置动力动力系统系统不可不可忘记忘记伺服伺服电机电机传动装置传动装置工作工作台台/轴轴伺服伺服单元单元据 理 析 象故障特征：程序中断，W轴过载报警。轴过载报警。判出故障类型：故障大定位：W轴伺服驱动系统。 罗列成 因 机械负荷太大制动未释放、传动故障或卡死。 过载保护装置的误动作。 驱动电缆断线。 速度环中功率驱动中大功率管击穿 电机故障永磁体脱落或退磁。 位控板故障或其上有关电位器失调。 想一想：为什么不把其它的可能成因也列出来？ 先机后电、先一先机后电、先一般后特殊原则，般后特殊原则，按可能性大小先按可能性大小先后来分析后来分析确定步骤PLC程序法：按PLC程序化化特点，查程序

46、中断、W轴动作之前机床的动作。画出与报警相关的动作流程图查W轴制动与传动阻尼 查过载保护装置 查驱动电缆断线 查速度环 查电机 查位控板与报警相关的动作流程图P PL LC C指指令令1 1报警发生在W轴电机该转动时。报警点报警点报警点是受上位逻辑状态控制的先查输入后查负载原则电机无输出（不动作），先查输入。先一般后特殊，先查易出故障的电磁阀。这里，电源与指令是正输入，阻尼与制动是负输入。电磁阀动作滑板制动释放P PL LC C指指令令2 2W轴伺服驱动电机转动W轴移动延时电源阻尼信号传递机械机构查滑板制动装置 信号强制输入法信号强制输入法：断开电磁阀原接线，按其：断开电磁阀原接线，按其电源要

47、求，正常的外接电源输入后，观其输出动电源要求，正常的外接电源输入后，观其输出动作作不动作。判定不动作。判定故障点故障点为电磁阀卡死！为电磁阀卡死！ 排除故障排除故障更换电磁阀，故障排除。更换电磁阀，故障排除。 处于制动状态处于制动状态诊断结果滑板释放用电磁阀卡死导滑板释放用电磁阀卡死导致制动不能释放是致制动不能释放是W轴电轴电机过载程序中断的原因机过载程序中断的原因更换电磁阀排除故障注意注 意 某些某些程序中的下一个动作指令是在上一个动作指程序中的下一个动作指令是在上一个动作指令下达经确定的时间间隔后令下达经确定的时间间隔后延时后发出的。延时后发出的。容易出现：信号传递受阻，延时过长致使下一个

48、动作不容易出现：信号传递受阻，延时过长致使下一个动作不能进行而程序中断现象。能进行而程序中断现象。或者，如本例情况，延时间隔到底下一个动作已或者，如本例情况，延时间隔到底下一个动作已跟上而出现动作阻塞或过载现象。跟上而出现动作阻塞或过载现象。机械手不能自动换刀故障案例 p122 例4故障现象故障现象机械手不能自动换刀修前准备技术准备：查阅SIMENS 880系统的德国系统的德国UFZ6加工中心加工中心技术资料与维修手册。相关的动作流程图与机械手换刀有关备好常用维修工具 带上资料故障报警显示CRT显示显示“读禁止读禁止” 故障现象机械手进入刀座后自动中断，不能自机械手进入刀座后自动中断，不能自动

49、换刀。动换刀。程序中断。外观检查与环境：各接近开关指示灯都正常新机床处于正常阶段。相关动作流程图 修前准备据理析象机械手机械手移动接移动接近刀库近刀库接近开关接近开关动作动作发讯发讯PLC夹刀指令夹刀夹刀继电继电器器动动作作机械手机械手进入刀进入刀座座到位到位位位置开关置开关发讯发讯机机械械手手拔拔刀刀再次进入请单击鼠标故障大定位故障大定位确定步骤据 理 析 象故障特征：机械手进入刀座后机械手进入刀座后 程序中断判出故障类型：故障大定位：机械手反馈电路“读禁止读禁止”PLC未能未能“读读”反馈来的信息。反馈来的信息。两种可能：两种可能：PLC相关的相关的I口故障，没有反馈信号。口故障，没有反馈

50、信号。由于新机床不可能由于新机床不可能是前者。是前者。无反馈信号的成因：无反馈信号的成因：相关发阠装置损坏或移位，不能发阠。相关发阠装置损坏或移位，不能发阠。反馈线缆或接头故障，未能传递反馈信号。反馈线缆或接头故障，未能传递反馈信号。PLC输入接口不导通输入接口不导通罗列成 因 接近开关或位置开关的损坏或移位，不能接近开关或位置开关的损坏或移位，不能发阠。发阠。 反馈线缆或接头故障，未能传递反馈信号。反馈线缆或接头故障，未能传递反馈信号。 PLC输入接口不导通输入接口不导通 夹刀继电器故障（夹刀继电器故障（可能最小，因为可能最小，因为“读禁止读禁止”） 想一想：为什么不把其它的可能成因也列出来

51、？ 最可能的成因最可能的成因确定步骤因为是硬件故障，又是程序中断，故采用PLC程序法。机械手无换刀动作，究其上位机床的动作查它的输入。PLC程序法程序法 先查出器件及其相关信号的名称与地址位先查出器件及其相关信号的名称与地址位 位置开关位置开关S07 接近开关接近开关S17 PLC Input E24.6 E25.5 查出信号标准邏辑状态：查出信号标准邏辑状态： 1 1调用接口信息表，信号实时状态：调用接口信息表，信号实时状态： 1 0状态对比状态对比判出故障点判出故障点：S17故障点测试S17S17松动移位，与感应铁块距离过大，松动移位，与感应铁块距离过大，无法感应信号而无信号发出。无法感应

52、信号而无信号发出。 排除故障调整开关调整开关S17位置，位置，故障排除。故障排除。 诊断结果机械手不能换刀的原因是机械手不能换刀的原因是接近开关接近开关S17移位移位调整调整S17位置位置排除故障注注 意意注注 意意 机械手上不同部位安装多个接近开关与位置开关或机械手上不同部位安装多个接近开关与位置开关或光电传感器。光电传感器。 拖架的频繁移动与振动，易使传感器松动或移位和拖架的频繁移动与振动，易使传感器松动或移位和污染、电缆的疲劳弯折出现短路和断路、电缆接头污染、电缆的疲劳弯折出现短路和断路、电缆接头的松动或污染而接触不良。的松动或污染而接触不良。 凡在机械手该动作而无动作、程序中断故障时，

53、首凡在机械手该动作而无动作、程序中断故障时，首先应该检查传感器。先应该检查传感器。机械手机械手 常见故障常见故障 不动作不动作 （ 不能抓刀、不能自动换刀等）不能抓刀、不能自动换刀等） 动作不到位动作不到位 动作过位撞机动作过位撞机 动作不稳（振动）（松动及动作不稳（振动）（松动及电机振动！电机振动！）分度盘过载报警案例故障现象故障现象德国CWK500加工中心无报警手动托盘不能转动修前准备技术准备：查阅德国CWK500加工中心技术资料与维修手册画出画出相关动作流程图相关动作流程图与与手动托盘转动有关的有关的备好常用维修工具：示波器、万用电表等修前调查故障报警显示故障报警显示无无故障现象故障现象

54、手动托盘不能转动手动托盘不能转动外观检查与环境：外观检查与环境：电源正常。外观正常。电源正常。外观正常。 观察检查法观察检查法：电机运行时没有异常温升：电机运行时没有异常温升机床处于机床处于正常阶段正常阶段。 有一段时间因为下水道问题，车间积水而有一段时间因为下水道问题，车间积水而未使用机床。未使用机床。 操作程序无误。操作程序无误。 无发生失误所导致的电路故障。无发生失误所导致的电路故障。相关动作流程图按按下下手手动动托托盘盘松松开开按按钮钮E81084 PLC电电磁磁抱抱闸闸接接触触器器闭闭合合电电磁磁抱抱闸闸线线圈圈得得电电闸闸松松开开托托盘盘处处自自由由状状托托盘盘电电磁磁阀阀接接触触器器闭闭合合托托盘盘电电磁磁阀阀动动作作托托盘盘锁锁销销松松开开托托盘盘手手动动转转动动延时据据 理理 析析 象象故障特征：过载报警过载报警硬件报警硬件报警 判出故障类型：故障大定位：第四轴系。第四轴系。 启动自诊断无报警：可能启动自诊断无报警：可能RAM电池失电而不可电池失电而不可报警；或是不属于报警范疇。报警；或是不属于报警范疇。 手动与手动与PLC程序及软件无关。程序及软件无关。罗列成 因 过载成因过载成因 电机缺相或相间短路电机缺相或相间短路 移动电缆与接头短路移动电缆与接