数控设备维修

数控系统故障

分析与维修

目前数控系统种类繁多，形式各异，组成结构上都有各自的特点。

这些结构特点来源于系统初始设计的基本要求和工程设计的思路。对于不同的生产厂家来说，在设计思想上也可能各有千秋。

有的系统采用小板结构，便于板子更换和灵活结合，而有的系统则趋向大板结构，使之有利于系统工作的可靠性，促使系统的平均无故障率不断提高。无论哪种系统，它们的基本原理和构成是十分相似的。数控系统是由硬件控制系统和软件控制系统两大部分组成：硬件控制系统是以微处理器为核心，采用大规模集成电路芯片、可编程控制器、伺服驱动单元、伺服电机、各种输入输出设备（包括显示器、控制面板、输入输出接口等）等可见部件组成。软件控制系统即数控软件，包括数据输入输出、插补控制、刀具补偿控制、加减速控制、位置控制、伺服控制、键盘控制、显示控制、接口控制等控制软件及各种参数、报警文本等组成。数控系统出现故障后，就要分别对软硬件进行分析、判断，定位故障并维修。作为一个好的数控设备维修人员，就必须具备电子线路、元器件、计算机软硬件、接口技术、测量技术等方面的知识。常用数控系统简介

（一）FANUC数控系统简介

FANUC公司创建于1956年，1959年首先推出电液步进电机。70年代，一方面从Gettes公司引进直流伺服电机制造技术，一方面与西门子合作，学习其先进的硬件技术，1976年成功开发出5系统，后与西门子联合开发出7系统。从这时，FANUC成为世界上最大的专业数控生产厂家。 FANUC公司目前生产的CNC装置有：F0、F10／F11／F12、F15、F16、F18。F00／F100／110／120／150系列是在F0／10／11／12／15的基础上加了MMC功能，即CNC、PMC、MMC三位一体的CNC。

产品特点：结构上长期采用大板结构，但在新的产品中已采用模块化结构采用专用LSI，以提高集成度、可靠性，减少体积和降低成本产品应用范围广。每一CNC装置上可配多种控制软件，适用于多种机床不断采用新工艺、新技术。如表面安装技术SMT、多层印刷电路板、光导纤维电缆等CNC装置体积减少，采用面板装配式，内装式PMC（可编程机床控制器）FANUC6系统（1979年）FS6是FANUC早期代表性产品之一。在70年代末与80年代初期的数控机床得到了广泛应用。①FS6与西门子6系统结构基本相同（合作产品），除伺服电动机、PLC采用西门子公司产品外，其余部分完全相同②硬件采用大板结构，上面插有电源模块、存储器板等小板，CPU采用8086，该CNC系列为多微处理器控制系统，其主CPU、PMC及图形显示的CPU均为8086③伺服驱动系统采用FANUC直流驱动系统，通过脉冲编码器进行位置检测，构成半闭环位置控制系统④系统一般带有独立安装的电气柜，电气柜内安装了系统的主要部件（如CNC装置、伺服驱动、输入单元、电源单元）⑤主轴驱动系统采用FANUC交流主轴驱动装置，该单元为分开安装式，一般安装在强电柜内⑥系统软件为固定式专用软件我国80年代进口的数控机床，均大量配套采用FS6系统，直到目前仍然有较多配套FS6的机床在使用中，这些设备大多进入故障多发期，因此，它是数控机床维修中的常见系统之一。 F3简化版（经济型）另注：Fs6→ F9强化版（1980年）

F11系列（1984年）F11系列是FANUC公司20世纪80年代初期开发并得到广泛应用的FANUC代表性产品之一，在80年代进口的高档数控机床上广为采用，因此，它亦是维修中的常见系统之一。同系列的产品有F10／11／12三种基本规格，其基本结构相似，性能与使用场合有所区别。①F11的硬件仍然采用大板结构（主板），主CPU为68000，它也是一种多微处理器控制系统②硬件尽量采用专用大规模集成电路及厚膜电路（22块），元件减少30％③CNC系统和操作面板、I/O单元之间采用光缆连接，减少了信号线，抗干扰能力提高④F11系统既可以带独立安装的电柜，也可进行分离式安装⑤伺服驱动与主轴驱动一般采用FANUC模拟式交流伺服驱动系统⑥系统软件可固定式专用软件，最大可以控制5轴，并实现全部控制轴的联动F0系统（1985年）F0系列是FANUC公司20世纪80年代中后期开发的产品，是FANUC代表性产品之一。是中国市场上销售量最大的一种系统（F0C系列，F0D系列），产品目标是体积小、价格低，其中F0－MC/TC是其代表性产品，F0－MD和F0－TD为F0－MA和F0－TA的简化版（经济型）。①硬件结构采用了传统的结构方式，即在主板上插有存储器板、I/O板、轴控制模块以及电源单元。其主板较其他系列主板要小得多，因此，在结构上显得较紧凑，体积小②F0系列为多微处理器CNC系统，F0A系列主CPU为80186，F0B系列的主CPU为80286，F0C系列的主CPU为80386.内置可编程控制器（PLC）的CPU为8086③F0可以配套套使用FANUCS系列、α系列、αC系列、β系列等数数字式交交流伺服服驱动系系统，无无漂移影影响，可可以实现现高速、、高精控控制④采用了高高性能的的固定软软件与菜菜单操作作的软功功能面板板，可以以进行简简单的人人机对话话式编程程⑤具有多种种自诊断断功能，，以便于于维修⑥F0i系统采用用总线技技术，增增加了网网络功能能，并采采用了““闪存””（FLASHROM）。系统统可以通通过Remotebuffer接口与PC相连，由由PC机控制加加工，实实现信息息传递，，系统间间也可以以通过I/OLink总线进行行相连⑦F0Mate是F0系列的派派生产品品，与F0相比是结结构更为为紧凑的的经济型型CNC装置FANUC15／16／18系统F15／16／18／16i／18i系列系统统有F－15／16／18、F－15i／16i／18i及FS－150／160／180、F160i／180i等型号，，该系列列系统是是专门为为工厂自自动化设设计的数数控系统统，是目目前国际际上工艺艺与性能能最先进进的数控控系统之之一，在在美国、、日本、、欧洲的的制造业业中已普普遍使用用。①系统的硬硬件与微微电子技技术发展展同步，，采用了了超大规规模集成成芯片，，CPU可以是80486或PENTIUM系列处理理器，带带64位RISC芯片等②系统元器器件采用用了立体体化、高高密度的的安装方方式（FANUC公司的专专利技术术），除除主板外外，印刷刷电路板板均按物物理功能能分成小小模块，，根据用用户的要要求和系系统的规规模，分分别插在在主板上上，系统统扩展容容易，维维修方便便，体积积小③F15采用了模模块式多多主总线线（FANUCBUS）结构，，多CPU控制系统统，、主主CPU采用了68020，还采用用了一个个子CPU，在PMC、轴控制制、图形形控制、、通信及及自动编编程中也也都有各各自的CPU④系统采用用8.4in或9.5inTFT（ThinFileTransistor薄膜晶体体管）彩彩色液晶晶显示器器⑤系统可配配套α／αi系列数字字式交流流伺服系系统，主主轴控制制可采用用α／αi系列主轴轴驱动系系统⑥F15／16／18系列系统统既可单单机运行行，也可可通过Remotebuffer接口与个个人计算算机相连连，由计计算机控控制加工工，实现现信息传传递。通通过I/Olink（串行口口）接口口还可以以连接多多种外围围设备。。另外经经DNC1或DNC2接口，可可与CellController或以太网网连接，，由上位位机进行行控制，，实现车车间的自自动化F16／18系统的总总体结构构图CNCI/O单元强电回路传感器/线圈电源变压器电源主计算机伺服驱动主轴驱动主轴电动机伺服电动机操作面板接口机床操作面板MDI/CRT单元I/O接口I/O设备手轮FANUC30i---MODELA日本FANUC最新的高高档控制制器，是是当前配配置最高高的数控控系统。。特点：1.最大控制制系统为为10个系统（（通道））；2.最多轴数数和最最大主轴轴配置为为40轴，其中中进给轴轴32轴，主轴轴为8轴；最大大同时控控制轴数数为24轴/系统；3.最大PMC系统数为为3个系统；；最大I/O点数为4096点/4096点，PMC基本指令令速度为为25ns。4.最大可预预读程序序段为1000段。（二）SIEMENS数控系统统简介SIEMENS公司是生生产数控控系统的的著名厂厂家，SINUMERIK的CNC数控装置置主要有有：SINUMERIK3／8／810／820／850／805／840系列等。。SIEMENS810／820系统SIEMENS810／820是西门子子公司20世纪80年代中期期开发的的CNC、PLC一体型控控制系统统，它适适合于普普通车、、铣、磨磨床的控控制，系系统结构构简单、、体积小小、可靠靠性高，，在80年代末、、90年代初的的数控机机床厂上上使用较较广。①810与820的区别仅仅在于显显示器，，810为9in单色显示示，系统统电源为为24V；820为12in单色或彩彩色显示示，系统统电源为为交流220V，其余硬硬件、软软件部分分完全一一致②810／820最大可控控制6轴（其中中允许有有2个作为主主轴控制制），3轴联动③系统由电电源、显显示器、、CPU板、存储储器（MEM／EPROM／RAM）板、I/O板、接口口板、显显示控制制板、位位控板、、机箱等等硬件组组成。硬硬件采用用了较多多LSI和专用集集成电路路④主CPU采用80186⑤PLC最大128点输入／／64点输出，，用户程程序容量量12KB，PLC采用STEP5语言编程程SIEMENS3系统SIEMENS3系统是西西门子公公司80年代初期期开发出出来的中中档全功功能数控控系统，，是西门门子公司司销售量量最大的的系统，，是20世纪80年代欧洲洲的典型型系统。。①采用模块块化结构构，由CPU模块，NC存储器模模块，操操作面板板接口，，NC－PC连接模块块，伺服服测量回回路Ⅰ、Ⅱ，PLC编程接口口，逻辑辑模块，，扩展设设备接口口，PLC存储器及及各种I/O等17个模块组组成②3系统的机机柜因配配置、类类别、型型号的不不同，可可以分为为单框架架、单PLC双框架、、双PLC双框架结结构③采用INTEL8086CPU的轮廓轨轨迹控制制CNC系统，系系统可控控制4轴，任意意3轴联动④PLC采用SIMATICS5的PLC130－B，输入输输出点各各512点⑤采用12in彩色显示示器或9in单色显示示器SIEMENS850／880850／880是西门子子80年代末期期开发的的机床及及柔性制制造系统统，具有有机器人人功能。。适合高高功能复复杂机床床FMS、CIM的需要。。是一种种多CPU轮廓控制制的CNC系统。①1986年西门子子公司采采用数控控3系统电路路板标准准（230mm高），NC－PLC双口RAM耦合方式式，INTEL80186CPU芯片，生生产出850系统，它它的PLC还是沿用用130WB或150U②1988年针对850系统的缺缺陷，又又推出全全80186的数控880GA1型系统，，后推出出主CPU采用80386的880GA2型系统③850／880系统的基基本结构构一般都都由操作作面板、、主机箱箱、机床床控制面面板3大部分组组成，采采用两个个机架支支撑两列列中央控控制器，，中央控控制器包包括NC－CPU、SV－CPU（伺服CPU）、COM－CPU（通信CPU）、PLC－CPU及插入式式扩展模模块。插插入式扩扩展模块块有：测测量回路路模块、、存储器器模块、、NC－CPU2～4、SV－CPU2～4、PLC输入／输输出板及及扩展单单元和接接口单元元④面板带有有12英寸彩色色显示器器、全功功能键盘盘及两个个串口⑤用户程序序存储器器RAM容量为128KB，EPROM容量为128KB，用户数数据存储储器RANM容量为48KB，I/O点最大为为1024，计时器器256，计数器器128个⑥采用SINNECHI总成连接接方式的的计算机机联网SIEMENS802系列系统统SIEMENS802系列系统统包括802S／Se／Sbaseline、802C／Ce／Cbaseline、802D等型号，，它是西西门子公公司20世纪90年代末开开发的集集CNC、PLC于一体的的经济型型控制系系统。近近年来在在国产经经济型、、普及型型数控机机床上有有较大量量的使用用。802系列数控控系统的的共同特特点是结结构简单单、体积积小、可可靠性较较高。SINUMERIK802DSolutionLine(sl)全球首展展（2005国际机机床展）），其其CNC，，PLC和HMI都集成在在同一控控制单元元中。与与SINAMICSS120新一代技技术相结结合①802S、802C系列是西西门子公公司为简简易数控控机床开开发的经经济型系系统，两两种系统统的区别别是：802S系列采用用步进电电动机驱驱动；802C、802D系列通常常采用SIEMENS611数字式交交流伺服服驱动系系统②802S、802C系列系统统的CNC结构完全全相同，，可以进进行3轴控制／／3轴联动；；系统带带有±10V的主轴模模拟量输输出接口口，可以以配具有有模拟量量输入功功能的主主轴驱动动系统（（如变频频器）③802S、802C系列系统统可以配配OP020独立操作作面板与与MCP机床操作作面板，，显示器器为7in或5.7in单色液晶晶显示器器（802S，802C）；802D采用了10.4in彩色液晶晶显示器器④集成内置置式PLC最大可以以控制64点输入与与64点输出，，PLC的I/O模块与ECU间通过总总线连接接⑤802D与802S、80C有较大的的不同，，在功能能上比802S／C系统有了了改进与与提高，，系统采采用SIEMENSPCU210模块，控控制轴数数为4轴／4轴联动，，可以通通过611U伺服驱动动器携带带10V主轴模拟拟量输出出，以驱驱动带模模拟量输输入的主主轴驱动动系统⑥802D除保留了了SIEMENS传统的编编程功能能外，一一是增加加了PLC程序“梯梯形图””显示功功能，方方便维修修；二是是可以使使用非SIEMENS代码指令令进行编编程，系系统的开开放性更更强SIEMENS810D／840D系统图：840D硬件结构构图IM361S7扩展接口MMC100/MMC102人机对话操作面板编程器电机电机E/R电源模块NCUCPU模块进给主轴SIEMENS810D／840D的系统结结构相似似，但在在性能上上有较大大的差别别。①810D采用SIEMENSCCU（CompactControlUnit）模块块，最大大控制轴轴数为6轴②840D采用SIEMENSNCU（NumericalControlUnit）模块，，处理器器为PENTIUM（NCU573）或AMDK6－2（NCU572）或486（NCU571）系列，，当采用用NCU572或573时，CNC的存储容容量为1GB，最大控控制轴数数可达31轴，10通道同时时工作；；采用NCU571时，控制制轴数为为6轴，2通道同时时工作。。840D的NCK与PLC都集成在在这个模模块上，，它是840D的核心③数控与驱驱动的接接口信号号是数字字量的④系统由操操作面板板、机床床控制面面板、NCU（CCU）、MMC、611伺服驱动动、I/O模块等单单元构成成（如图图所示））⑤人机界面面MMC，操作面面板OP（包括10.4inTFT显示器与与NC键盘）、、机床操操作面板板MCP，一般安安装在操操纵台上上，它们们与CCU（NCU）间通过过PROFIBUS总线连接接⑥MMC事实上是是一台独独立的计计算机，，它有独独立的PENTIUMCPU、硬盘、、软驱、、TFT显示器、、NC键盘，可可以在WINDOWS环境下运运行⑦E/R电源模块块，它向向NCU提供24V工作电源源，也向向611D提供600V直流母线线电压⑧611D主轴与进进给模块块，它由由E/R电源模块块供电，，受控于于NCU，并带动动主轴或或进给轴轴电动机机运转⑨IM361是PLC输入／输输出接口口模块，，与S7－300兼容的PLC使用与S7－300相同的软软件与硬硬件，PLC的电源模模块、接接口模块块、I/O模块单单独安安装，，它们们与系系统间间通过过S7总线与与CCU或NCU连接⑩通过CNC与611D、S7可编程程序控控制器器的组组合合，，可以以构成成满足足不同同要求求的全全数字字控制制系统统除以上上典型型系统统外，，SIEMENS公司还还有早早期生生产的的SIEMENS6系统（（与FANUC公司合合作生生产）），SIEMENS8、SIEMENS840C等。以以上系系统多多见于于进口口机床床，840C与840D功能相相同。。一.电电源引引起的的故障障1.系统上上电后后，系系统没没有反反应，，电源源不能能接通通：原因：：1）外外部部电源源没有有提供供，缺缺相或或外部部形成成了短短路2）电电源源的保保护装装置跳跳闸形形成了了电源源开路路3）PLC的地址址错误误或者者互锁锁装置置使电电源不不能正正常接接通通4）系系统统上电电按钮钮接触触不良良或脱脱落5）元元气气件的的损坏坏引起起的故故障（熔断断器熔熔断、、浪涌涌吸收收器的的短路路等））2.电电源模模块故故障分分析：：原因：：1）整整流流桥损损坏引引起电电源短短路2）续续流流二极极管损损坏引引起的的短路路3）电电源源模块块外部部电源源短路路4）滤滤波波电容容损坏坏引起起的故故障5）供供电电电源源功率率不足足使电电源模模块不不能正正常工作作3.强电部部分接接通后后，马马上跳跳闸原因1：机床设设计时时选择择的空空气开开关容容量过过小，，或空空气开开关的的电流流选择择拨码码开关关选择择了一一个较较小的的电流流原因2：机床上上使用用了较较大功功率的的变频频器或或伺服服驱动动，并并且在在变频频器或或伺服服驱动动的电电源进进线前前没有有使用用隔离离变压压器或或电感感器，，变频频器或或伺服服驱动动在上上强电电时电电流有有较大大的波波动，，超过过了空空气开开关的的限定定电流流，引引起跳跳闸。。事例1：故障现现象：：一台进进口卧卧式加加工中中心，，开机机时屏屏幕一一片黑黑，操操作面面板上上的NC电源开开关已已按下下，红红、绿绿灯都都亮，，查看看电柜柜中开开关和和主要要部分分无异异常，，关机机后重重开，，故障障一样样。故障分分析：：经查，，确定定其电电源部部分无无故障障，各各处电电压都都正常常，仔仔细检检查发发现数数控系系统有有多处处损坏坏，在在更换换了显显示器器，显显示控控制板板后屏屏幕出出现了了显示示，使使机床能进进入其其它的的故障障维修修。事例2：故障现现象：：一立立式加加工中中心，，开机机后屏屏幕无无显示示。该加工工中心心使用用进口口数控控系统统，造造成屏屏幕无无显示示的原原因有有很多多，经经对故故障进进行了了检查查，后后确认认系统统提供供的外外部电电源是是正确确的，，但主主板上上的电电压不不正常常，时时有时时无，，可以以确认认是因因主板板故障障造成成，因因此进进行了了更换换，更更换主主板后后系统统有显显示，，由于于主板板更换换后参参数需需要重重新设设置，，按系系统参参数设设置步步骤，，对照照机床床附带带的参参数表表进行行了设设置调调整后后机床床正常常。屏屏幕上上无显显示的的故障障原因因很多多，首首先必必须找找出原原因排排除,如还还有其其他故故障，，根据据机床床的报报警和和其他他故障障信息息作出出处理理。事例例3：：一加加工工中中心心，，开开机机后后打打开开急急停停，，系系统统在在复复位位的的过过程程中中，，伺伺服服强强电电上上去去后后系系统统总总空空开开马马上上跳跳闸闸该加加工工中中心心使使用用国国产产数数控控系系统统，，经经对对故故障障进进行行了了检检查查分分析析，，首首先先怀怀疑疑是是否否是是空空开开电电流流选选择择过过小小，，经经过过计计算算分分析析后后确确认认所所选选择择的的空空开开有有点点偏偏小小，，但但基基本本符符合合机机床床要要求求，，然然后后用用示示波波器器观观察察机机床床上上电电时时的的电电流流的的变变化化波波形形，，发发现现伺伺服服强强电电在在上上电电时时电电流流冲冲击击比比较较大大，，也也就就是是电电流流波波形形变变化化较较大大，，进进一一步步分分析析发发现现由由于于所所选选伺伺服服功功率率较较大大，，且且伺伺服服内内部部未未加加阻阻抗抗等等装装置置，，在在使使用用时时须须外外接接一一电电抗抗与与制制动动电电阻阻，，电电气气人人员员在在设设计计时时加加了了制制动动电电阻阻，，为为了了节节省省成成本本没没有有使使用用阻阻抗抗。。按按照照要要求求加加上上阻阻抗抗后后，，系系统统上上电电恢恢复复正正常常。。二系统统显显示示故故障障1.系系统统上上电电后后无无显显示示或或黑黑屏屏原因因：：1））显显示示模模块块损损坏坏，，2））显显示示模模块块电电源源不不良良或或没没有有接接通通3））显显示示屏屏由由于于电电压压过过高高被被烧烧坏坏4））系系统统显显示示屏屏亮亮度度调调节节调调节节过过暗暗2.系系统统上上电电后后花花屏屏或或乱乱码码：：原因因：：1））系系统统文文件件被被破破坏坏2））系系统统内内存存不不足足3））外外部部干干扰扰3.系统统上上电电后后，，NC电源源指指示示灯灯亮亮但但是是屏屏幕幕无无显显示示或或黑黑屏屏1））显示示模模块块损损坏坏，，2））显示示模模块块电电源源不不良良或或没没有有接接通通3））显示示屏屏由由于于电电压压过过高高被被烧烧坏坏4））系统统显显示示屏屏亮亮度度调调节节调调节节过过暗暗4.运行行或或操操作作中中出出现现死死机机或或重重新新启启动动1））参参数数设设置置错错误误或或参参数数设设置置不不当当所所引引起起2））同同时时运运行行了了系系统统以以外外的的其其他他内内存存驻驻留留程程序序；；3））系系统统文文件件受受到到破破坏坏或或者者感感染染了了病病毒毒4））电电源源功功率率不不够够5））系系统统元元器器件件受受到到损损害害5系系统统上上电电后后，，屏屏幕幕显显示示高高亮亮但但没没有有内内容容1））系统统显显示示屏屏亮亮度度调调节节调调节节过过亮亮2））系系统统文文件件被被破破坏坏或或者者感感染染了了病病毒毒3））显显示示控控制制板板出出现现故故障障6系统统上上电电后后，，屏屏幕幕显显示示暗暗淡淡但但是是可可以以正正常常操操作作，，系系统统运运行行正正常常1）系系统统显显示示屏屏亮亮度度调调节节调调节节过过暗暗2）显显示示器器或或显显示示器器的的灯灯管管损损坏坏3）显显示示控控制制板板出出现现故故障障7主轴轴有有转转速速但但CRT速度度无无显显示示1））主轴轴编编码码器器损损坏坏2））主主轴轴编编码码器器电电缆缆脱脱落落或或断断线线3））系系统统参参数数设设置置不不对对，，编编码码器器反反馈馈的的接接口口不不对对或或者者没没有有选选择择主主轴轴控控制制的的有有关关功功能能8主主轴轴实实际际转转速速与与所所发发指指令令不不符符1））主主轴轴编编码码器器每每转转脉脉冲冲数数设设置置错错误误确认认主主轴轴编编码码器器每每转转脉脉冲冲数数是是否否设设置置正正确确。。2））PLC程序序错错误误。。检查查PLC程序序中中主主轴轴速速度度和和D/A输出出部部分分的的程程序序；；3））速速度度控控制制信信号号电电缆缆连连接接错错误误事例例1：：故障障现现象象：：一数数控控系系统统，，机机床床送送电电，，CRT无显显示示，，查查NC电源源+24V、、+15V、、-15V、、+5V均无无输输出出故障障分分析析：：此现现象象可可以以确确定定是是电电源源方方面面出出了了问问题题，，所所以以可可以以根根据据电电气气原原理理图图逐逐步步从从电电源源的的输输入入端端进进行行检检查查，，当当检检查查到到保保险险后后的的电电噪噪声声滤滤波波器器时时发发现现性性能能不不良良，，后后面面的的整整流流、、振振荡荡电电路路均均正正常常，，拆拆开开噪噪声声滤滤波波器器外外壳壳发发现现里里面面烧烧焦焦，，更更换换噪噪声声滤滤波波器器后后，，系系统统故故障障排排除除。。事例例2：：故障障现现象象：：一台台数数控控车车床床配配FANUC0-TD系统统，，在在调调试试中中时时常常出出现现CRT闪烁烁、、发发亮亮，，没没有有字字符符出出现现的的现现象象，，我我们们发发现现造造成成的的原原因因主主要要有有：：①CRT亮度度与与灰灰度度旋旋钮钮在在运运输输过过程程中中出出现现震震动动。。②系统在出出厂时没没有经过过初始化化调整。。③系统的主主板和存存储板有有质量问问题。解决办法法可按如如下步骤骤进行：：首先，调调整CRT的亮度和和灰度旋旋钮，如如果没有有反应，，请将系系统进行行初始化化一次，，同时按按RST键和DEL键，进行行系统启启动，如如果CRT仍没有正正常显示示，则需需要更换换系统的的主板或或存储板板。典型CNC软件装置置的结构构：CNC系统软件件有管理软件件和控制软件件组成。管管理软件件包括输输入、I/O处理、显显示、诊诊断等。。控制软软件包括括译码、、刀具补补偿、速速度处理理、插补补计算、、位置控控制等。。数控系系统的软软件结构构和数控控系统的的硬件结结构两者者相互配配合，共共同完成成数控系系统的具具体功能能。早期期的CNC装置，数数控功能能全部由由硬件实实现，而而现在的的数控功功能则由由软件和和硬件共共同完成成。目前数控控系统的的软件一一般有两两种结构构：前后台结结构和中中断型结结构：所谓前后后台型是是指在一一个定时时采样周周期中，，前台任任务开销销一部分分时间，，后台任任务开销销剩余部部分的时时间，共共同完成成数控加加工任务务。前台台任务一一般设计计成中断断服务程程序。三CNC单元故障障1.不能能进入系系统，运运行系统统时，系系统界面面出不出出来原因：1）可能是是系统文文件被病病毒破坏坏或丢失失，可能能是计算算机被病病毒破坏坏，也可可能是系系统软件件中文件件损坏了了或丢失失了。重新安装装数控系系统，将将计算机机的CMOS设为A盘启动；；插入干干净的软软盘启动动系统后后，重新新安装数数控系统统。2）电子子盘或硬硬盘物理理损坏电子盘或或硬盘在在频繁的的读写中中有可能能损坏，，这时应应该修复复或更换电子盘或或硬盘；3）系统统CMOS设置不对对CNC常见故障障分析2运行或操操作中出出现死机机或重新新启动原因：1）参数数设置不不当；2）同时时运行了了系统以以外的其其他内存存驻留程程序；3）正从从软盘或或网络调调用较大大的程序序；4）从已已损坏的的软盘上上调用程程序；5）系统统文件被破破坏。系统在通通讯时或或用磁盘盘进行考考贝文件件时，有有可能感感染病毒毒，用杀杀毒软件件检查软软件系统统清除病病毒或者者重新安安装系统统软件进进行修复复。3系统出现现乱码1）参数设置置不合理2）系统统内存不不足3）操作作不当4）参数数设置不不当5）系统统发生溢溢出4.操操作键键盘不能能输入或或部分不不能输入入原因：1）控控制键盘盘芯片出出现问题题2）系统统文件被被破坏，，3）主板板电路出出现问题题4）CPU出现故障障，5.输输入输出出不正常常原因：1）I/O单元出现现故障2）外部部干扰3）I/O控制板电电源没有有接通或或电压不不稳6.系系统网络络连接不不正常1）系统统参数设设置或文文件配置置不正确确2）通讯电缆缆出现问问题通讯电缆缆不能够够过长，，以免引引起信号号的衰减减 引起起故障。。3）硬件件故障通讯网口口出现故故障或网网卡出现现故障，，可以用用 置换换法判断断出现问问题的部部位7.数据据输入输输出接口口（RS-232）不能够正正常工作作原因：1）系统的的外部输输入输出出设备的的设定错错误或硬硬件出现现了故障障在在进行通通讯时，，操作者者首先确确认外部部的通讯讯设备是是否完好好，电源源是否正正常，2）参数设设置的错错误通讯时需需要将外外部设备备的参数数与数控控系统的的参数相相匹配，，如波特特率、停停止位必必须设成成一致才才能够正正常通讯讯。外部部通讯端端口必须须于硬件件相对应应。3）通讯电电缆出现现问题不同的数数控系统统，通讯讯电缆的的管角定定义可能能不一致致，如果果管角焊焊接错误误或者是是虚焊等等，通讯讯将不能能正常完完成。另另外通讯讯电缆不不能够过过长，以以免引起起信号的的衰减引引起故障障。8.系统参数数设定、、调整错错误引起起的故障障系统参数数的设定定很重要要，如果果系统参参数设置置错误，，就会引引发各种种各样的的故障现现象如：：系统统不能正正常启动动；不能能正常运运行；螺螺纹加工工不能够够进行；；系统显显示不正正常；死死机等。。9.系统外部部干扰引引起的故故障原因：1）数数控系系统、机机床、车车间等接接地不良良2）系系统的连连接电缆缆屏蔽层层接地不不良引起起3）电电缆的布布置、安安装不合合理4）系系统各模模块的安安装、连连接、固固定的不不可靠5）电电缆过长长，引起起系统信信号的衰衰减6）外外部电源源不稳定定，纹波波过大事例1：：故障现象象：一普通数数控教学学车床，，开机后后系统显显示白屏屏，系统统的菜单单与字迹迹无法分分辨。故障分析析：首先考虑虑是否将将屏幕亮亮度调节节按钮调调节的过过于明亮亮，手动动调节其其按钮，，结果发发现屏幕幕亮度虽虽然发生生变化，，但屏幕幕上的字字迹还是是无法分分辨，排排除不是是亮度调调节按钮钮出现问问题，进进一步检检查，发发现系统统CMOS中的屏幕幕分辨率率已被更更改，造造成系统统显示模模糊，经经调整后后，问题题得到解解决。四.急停停报警故故障数控装置置操作面面板和手手持单元元上，均均设有急急停按钮钮，用于于当数控控系统或或数控机机床出现现紧急情情况，需要使数数控机床床立即停停止运动动或切断断动力装装置（如如伺服驱驱动器等等）的主主电源；；当数控系系统出现现自动报报警信息息后，须须按下急急停按钮钮。待查查看报警警信息并并排除故故障后，，再松开开急停按按钮，使使系统复复位并恢恢复正常常。该急急停按钮钮及相关关电路所所控制的的中间继继电器（（KA）的一个常常开触点点应该接接入数控控装置的的开关量量输入接接口，以以便为系系统提供供复位信信号。1.机床床一直处处与急停停状态，，不能复复位原因：1）电气方方面的原原因，下下图为一一普通数数控机床床的整个个电气回回路的接接线图，，从图上上可以清清晰的看看出可以以引起急急停回路路不闭和和的原因因有：（1）急停回回路断路路（2）限位开开关损坏坏（3）急停按按钮损坏坏2）系统统参数设设置错误误，使系系统信号号不能正正常输入入输出或或复位条条件不能能满足引引起的急急停故障障；PLC软件未向向系统发发送复位位信息。。检查KA中间继电电器；检检查PLC程序。3）PLC中规定的的系统复复位所需需要完成成的信息息未满足足要求。。如伺服服动力电电源准备备好、主主轴驱动动准备好好等信息息。若使用伺伺服，伺伺服动力力电源是是否未准准备好：：检查电电源模块块；检查查电源模模块接线线；检查查伺服动动力电源源空气开开关。4）PLC程序编写写错误2.数控控系统在在自动运运行的过过程中，，报跟踪踪误差过过大引起起的急停停故障这一类故故障现象象是属于于运动状状态问题题，实际际上是进进给伺服服系统位位置环在在运动中中出现了了问题。。位置偏偏差过大大是根据据位置环环中的位位置偏差差计数器器输出的的，既由由来自光光电脉冲冲编码器器反馈的的反应工工作台实实际运行行距离的的脉冲与与来自数数控系统统所发的的脉冲个个数进行行比较得得出。这这个偏差差值的大大小反映映出数控控系统要要求某个个轴运动动的距离离与轴实实际移动动的距离离之间的的差值，，为使位位置偏差差不超出出机床各各轴要求求的形状状为职公公差，所所以数控控系统对对这个偏偏差值的的大小进进行了设设置规定定，这个个参数值值的大小小是可以以更改的的，如果果参数丢丢失或者者设置的的数值过过小，往往往造成成数控系系统跟踪踪误差过过大其常见原原因有如如下几点点：1.负载载过大，，如负载载过大，，或者夹夹具夹偏偏造成的的摩擦力力或阻力力过大，，从而造造成加在在伺服电电动机的的扭矩过过大，使使电动机机造成了了丢步形形成了跟跟踪误差差过大。。2.编码码器的反反馈出现现问题，，如：编编码器的的电缆是是否出现现了松动动，或者者用示波波器检查查编码其其所反馈馈回来的的脉冲是是否正常常，3.伺服服驱动器器报警或或损坏，，4.进给给伺服驱驱动系统统强电电电压不稳稳或者是是电源缺缺相引起起，3伺服服单元报报警引起起的急停停伺服单元元如果报报警或者者出现故故障，PLC检测到后后可以使使整个系系统处在在急停状状态，直直到将伺伺服部分分的故障障排除，，系统才才可以复复位，如如果是因因为伺服服驱动器器报警而而出现的的急停，，有些系系统可以以通过急急停对整整个系统统进行复复位，包包括伺服服驱动器器，可以以消除一一般的报报警。4主轴单元元报警引引起的急急停主轴单元元如果报报警或者者出现故故障，PLC检测到后后可以使使整个系系统处在在急停状状态，直直到将主主轴部分分故障排排除，系系统才可可以复位位，如果果是因为为主轴驱驱动器报报警而出出现的急急停，有有些系统统可以通通过急停停对整个个系统进进行复位位，包括括伺服驱驱动器，，可以消消除一般般的报警警。常见原因因：1）主轴轴空开跳跳闸2）主轴轴单元报报警或主主轴驱动动器出错错，五手动动操作类类故障分分析与维维修手动运行行机床，，机床不不动作原因：1）机床锁锁住按钮钮损坏，，使机床床按钮一一直处在在机床锁锁住的状状态数控机床床机床如如果机床床锁住按按钮被按按下或者者因为损损坏而一一直处于于导通的的状态，，机床各各轴是不不能够运运动的，，在自动动状态下下，系统统可以向向各个轴轴发运动动指令，，但轴不不执行。。2）系统参参数设置置错误错错误数控系统统如果与与轴相关关的一些些参数设设置不当当，可以以造成轴轴运动不不正常或或不能够够运行。。3）系统统驱动程序序没有安安装或安安装不正正确，某些数控控系统在在调试时时必须按按装相应应的驱动动程序才才能够运运行，如如果驱动动程序没没有安装装或者安安装的不不正确，，机床轴轴是不能能够正常常运行的的。4）软极限超超程或硬极极限超程5）伺服驱动动器报警或或使能信号号未到达6）倍率选者者开关选者者07）动按钮损损坏或接触触不良2.手摇摇无效原因：1）机床锁住住按钮损坏坏，使机床床按钮一直直处在机床床锁住的状状态2）脉冲发生生器坏3）伺服或主主轴部分出出现报警报报警4）系统参数数设置不对对5）手摇使能能无效，或或使能信号号没有接通通为了安全考考虑，一些些手摇设置置了一个使使能按钮，，当使能按按钮被按下下，系统检检测到这个个信号以后后，手摇所所发的脉冲冲才能够被被系统接受受，当使能能信号没有有接通或系系统没有检检测到，手手摇既无效效。3.手动移移动机床超超程后无法法解除原因：1）机床超程程信号接反反或者是机机床运动方方向相反机床在运行行时超程是是经常遇到到的现象，，在进行超超程解除的的时候有可可能因为操操作者的不不熟练，将将超程解除除的方向弄弄反，某些些数控系统统厂家为了了机床运行行的安全性性，在机床床超程的时时候设置了了一些输入入信号，用用来检测数数控机床的的超程方向向，如果检检测到数控控机床超程程后，机床床只能够向向超程的相相反方向运运动，这样样能够防止止机床继续续向超程的的方向运动动。但是如如果机床的的超程信号号接反或者者是机床的的运动方向向相反，机机床超程就就不能够正正常解除。。解除方法：：将轴的运动动方向更改改，或者将将超程信号号进行互换换，此故障障现象即可可排除。2）PLC的编写错误误3）参数设置置错误4系统控制乱乱套，M、S、T指令有时执执行有时不不能够执行行或者执行行的动作不不正确。原因：1）参数设置错错误或者是是丢失从而而引起系统统的控制紊乱。。2）系统受到较较强烈的干干扰5系统G00、G01、G02、G03指令均不能能执行原因：1）系统选择择了每转进进给，但是是主轴未启启动2）PLC中已经设定定了主轴速速度到达信信号，但该该信号没有到到达系统3）轴的进给倍倍率选择了了零6机床油泵、、冷却泵没没有启动或或启动后没没有油、冷冷却液输出出原因：1）输入/输出板或或回路出现现故障2）电机电电源相序不不正确如果油泵、、冷却泵直直接使用的的是普通三三相交流电电机，有可可能是因为为电机电源源进线相序序搞反，造造成电机的的反转，致致使油或冷冷却液不能能够正常输输出。按机床床检测测元件件检测测原点点信号号方式式的不不同，，返回回机床床参考考点的的方法法有两两种，即栅点法法和磁开关关法。在栅点点法中中，检测测器随随着电电机一一转信信号同同时产产生一一个栅栅点或或一个个零位位脉冲冲，在在机械械本体体上安安装一一个减减速挡挡块及及一个个减速速开关关，当当减速速撞块块压下下减速速开关关时，，伺服服电机机减速速到接接近原原点速速度运运行。。当减减速撞撞块离离开减减速开开关时时，即即释放放开关关后，，数控控系统统检测测到的的第一一个栅栅点或或零位位信号号即为为原点点。在磁开开关法法中，在机机械本本体上上安装装磁铁铁及磁磁感应应原点点开关关或者者接近近开关关，当当磁感感应开开关或或接近近开关关检测测到原原点信信号后后，伺伺服电电机立立即停停止运运行，，该停停止点点被认认作原原点六参参考点点编码器器类类故障障分析析与维维修常见故故障：：1.系系统开开机回回不了了参考考点、、回参参考点点不到到位、、找不不到零零点或或回参参考点点时超超程原因：：1）回参参考点点位置置调整整不当当引起起的故故障，，减速速挡块块距距离限限位开开关行行程过过短2）零脉脉冲不不良引引起的的故障障，回回零时时找不不到零零脉冲冲3）减速速开关关损坏坏或者者短路路4）数控控系统统控制制检测测放大大的线线路板板出错错5）导轨轨平行行/导轨与与压板板面平平行/导轨与与丝杠杠的平平行行度度超差差6）当采采用全全闭环环控制制时光光栅尺尺进了了油污污2.机机床回回原点点后原原点漂漂移或或参考考点发发生整整螺距距偏移移的故故障1）参参考点点减速速信号号不良良引起起的故故障2）减减速挡挡块固固定不不良引引起寻寻找零零脉冲冲的初初始点点发发生了了漂移移3）零零脉冲冲不良良引起起4）减减速挡挡块安安装位位置不不合理理，使使减速速信号号与零零脉脉冲信信号相相隔距距离过过近5）机机械安安装不不到位位3.攻攻丝时时或车车螺纹纹时出出现乱乱扣1）零零脉脉冲不不良引引起的的故障障，2）时时钟钟不同同步出出现的的故障障，3）主主轴轴部分分没有有调试试好，，如主主轴转转速不不稳，，跳动动过大大或因因为主主轴过过载能能力太太差，，加工工时因因受力力使主主轴转转速发发生太太大的的变化化4回回参考考点的的位置置随机机性变变化原因：：1）干干扰2）编编码器器的供供电电电压过过低3）电电机与与丝杠杠的联联轴节节松动动4）电电动机机扭矩矩过低低或由由于伺伺服调调节不不良，，引起起跟踪踪误差差过大大5）零零脉冲冲不良良引起起的故故障5.主主轴定定向不不能够够完成成，不不能够够进行行镗孔孔，换换刀等等动作作原因：：1）脉冲冲编码码器出出现问问题2）机械械部分分出现现问题题3）PLC调试不不良，，定向向过程程没有有处理理好事例1：故障现现象：：一台数数控车车床，，X、Z轴使用用半闭闭环控控制，，在用用户中中运行行半年年后发发现Z轴每次次回参参考点点，总总有2、3mm的误差差，而而且误误差没没有规规律。。故障分分析：：调整控控制系系统参参数后后现象象仍没没消失失，更更换伺伺服电电机后后现象象依然然存在在，后后来仔仔细检检查发发现是是丝杠杠末端端没有有备紧紧，经经过螺螺母备备紧后后现象象消失失数控机机床在在出厂厂前，，已将将所用用的系系统参参数进进行了了调试试优化化，但但有的的数控控系统统还有有一部部分参参数需需要到到用户户那里里去调调试，，如果果参数数设置置不对对或者者没有有调试试好，，就有有可能能引起起各种种各样样的故故障现现象，，直接接影响响到机机床的的正常常工作作和性性能的的充分分发挥挥。在在数控控维修修的过过程中中，有有时也也利用用参数数来调调试机机床的的某些些功能能，而而且有有些参参数需需要根根据机机床的的运动动状态态来进进行调调整。。七参参数设设定错错误引引起的的故障障1.数控系系统参参数丢丢失原因：：1）数控控系统统的后后备电电池失失效后备电电池的的失效效将导导致全全部参参数的的丢失失，机机床长长时间间停用用最容容易出出现后后备电电池失失效的的现象象，机机床长长时间间停用用时应应定期期为机机床通通电，，使机机床空空运行行一段段时间间，这这样不不但有有利于于后备备电池池的使使用时时间延延长和和及时时发现现后备备电池池是否否无效效，更更重要要的是是可以以延长长整个个数控控系统统包括括机械械部分分的使使用寿寿命。。2）操作作者的的误操操作使使参数数丢失失或者者受到到破坏坏这种现现象在在初次次接触触数控控机床床的操操作者者中经经常遇遇，由由于误误操作作，有有的将将全部部参数数进行行清除除，有有的将将个别别参数数被更更改，，有的的将系系统中中处理理参数数的一一些文文件不不小心心进行行了删删除。。从而而造成成了系系统参参数的的丢失失。3）机床床在DNA方式下下加工工工件件或者者在进进行数数据传传输时时电网网突然然停电电常见故故障：：1.系系统统不能能正常常启动动；2.不不能能正常常运行行；3.机机床床运行行时经经常报报跟踪踪误差差；4.回回零零方向向反5.运运行行程序序不正正常6.螺螺纹纹加工工不能能够进进行；；7.系系统统显示示不正正常；；8.死死机机八刀架、、刀库库及换换刀常常见故故障普通车车床刀刀架常常见故故障：：1.换换刀时时刀架架不转转原因：：1）电电源相相序接接反（（使电电机正正反转转相反反）或或电源源缺相相因为普普通经经济型型车床床所使使用的的刀架架是通通过刀刀架电电机的的正反反转来来进行行选刀刀,并进行行锁紧紧等动动作,一般的的工作作顺序序是刀刀架首首先正正转进进行选选泽刀刀具,刀具选选者到到位后后,电机再再进行行反转转,把所选选择的的刀具具进行行琐紧紧.整个换换刀过过程才才结束束,如果刀刀架电电机电电源的的相序序接反反或者者是所所发出出的正正反转转信号号相反反,那么数数控系系统选选择刀刀具时时所发发出的的刀架架电机机正转转信号号,刀架电机此时时的运动状态态恰好是反转转锁紧,所以刀架电机机就会静止不不动,一直处在锁紧紧状态.此时将刀架电电机的电源线线任换两相,或者是将PLC的刀架输出信信号相互调节节一下,故障即可以消消除.2）PLC程序出错，换换刀信号没有有发出。2换刀时时刀架一直旋旋转原因：1）刀位信号号没有到达2）I/O输入输出板出出错3刀架不能能锁紧1）