第5章数控机床的安装调试及保养维修

第7章数控机床维护与常见故障诊断

主编：于万成副主编：王桂莲教学目的:掌握机床安装调试的主要内容和方法；掌握数控机床检测验收的方法；掌握数控车床日常维护和保养的方法；掌握数控机床常见故障诊断与维修的方法。技能要求:能够参入设备的安装调试；能够比较熟练地检测几何精度检验机床是否达到规定精度要求；能够正确对数控机床进行日常维护和保养；能够正确对数控机床常见的故障进行诊断与维修。7.1数控机床的安装调试与验收7.1.1数控机床的安装数控机床的正确安装和调试是保证数控机床正常使用，充分发挥其效益的首要条件。数控机床是高精度的机床，安装和调试的失误，往往会造成数控机床精度的丧失，数控机床故障率的增加。数控机床的安装就是按照安装的技术要求将机床固定在基础上，以具有确定的坐标位置和稳定的运行性能。1.数控机床对工作环境的要求良好的工作环境是提高数控机床可靠性的必要条件，精密数控机床要求工作在恒温条件下，以保证机床的可靠运行。保持机床的精度与加工精度。普通数控机床虽不要求工作在恒温条件下，但是环境温度过高会导致机床故障率的增加，这是由于数控系统的电子元器件有工作温度的限制。（1）数控机床对工作车间的洁净度亦有一定的要求。必须保持车间空气流通与干净。油雾和金属粉末会使电子元器件之间的绝缘电阻下降，甚至短路，造成系统故障、元器件损坏。（2）潮湿的环境会使数控机床的印刷电路板、元器件、接插件、电气柜、机械零部件等锈蚀，造成接触不良、控制失灵、机床的机械精度降低。（3）电网供电要满足数控机床正常运行所需总容量的要求，电压波动按我国标准不能超过＋10%～－15%，否则会造成电子元器件的损坏。为了安全和减少电磁干扰，数控机床要求良好的接地，接地电阻要小于4～7。数控机床要远离焊机、大型吊车和产生强电磁干扰的设备。2.数控机床的基础处理和落位机床到货后应及时开箱检查，按照装箱单清点技术资料、零部件、备用件和工具等是否齐全、是否有缺损，核对实物与装箱单及订货合同是否一致。仔细阅读机床资料中相关机床安装说明书，按照说明书要求做好安装准备工作。在基础养护期满后，将调整机床水平用的垫铁、垫板等摆放到位，按机床吊装要求，将机床及部件吊装到位，同时将地脚螺栓放进预留孔内，并完成找平工作。应当按机床说明书要求做好相应的液、气准备工作，如液压油、润滑油、冷却液、空气站等的准备工作。3.数控机床部件组装机床落位后，应当由机床生产厂家人员进行机床部件的组装和数控系统的连接。机床部件的组装是指将分解运输的机床重新组装成整机的过程。组装前应将所有连接面、导轨、定位和运动面上的防锈油清洁干净，并准确可靠地将各部件连接组装成整机。在完成机床部件的组装后，按照相应部分说明书和电缆、管道接头的标记连接电缆、油管、气管和水管并将其可靠地插接和密封连接到位，不可出现漏油、漏气和漏水的问题，特别注意要避免污染物进入管路，否则将会带来意想不到的问题。4.数控系统的连接（1）连接是针对数控装置及其配套的进给和主轴伺服驱动单元进行的，主要包括外部电缆的连接和数控系统电源的连接。在连接前要认真检查数控装置与MDI/CRT单元、位置显示单元、电源单元、各印刷电路板和伺服单元等。注意是否有损伤和污染，电缆和屏蔽层有无破损或伤痕，脉冲编码器的码盘是否有磕碰痕迹。如有问题应及时进行补救或更换。（2）数控系统的外部电缆的连接，包括数控装置与MDI/CRT单元、强电柜、操作面板、进给伺服电动机和主轴电动机动力线、反馈信号线的连接等。连接中的插件是否到位，紧固螺钉是否可靠，都应当引起重视。（3）数控机床要有良好的地线连接，保证设备、人身安全并减少电气干扰。数控柜与强电柜的接地线电缆截面积要求在5.5mm2以上。伺服单元、伺服变压器和强电柜都要连接保护接地线。（4）数控系统电源线的连接，是指数控柜电源变压器输入电缆的连接。机床生产厂家为了适应各国不同的供电制式，一般都使数控系统的电源变压器有多个插头，要注意根据本地区供电的具体情况正确连接。7.1.2数控机床的调试1.通电试车前的检查数控机床通电试车调整主要包括粗调数控机床的主要几何精度与通电试运转，其目的是考核数控机床的基础及其安装的可靠性；考核数控机床的各机械传动、电气控制、数控机床的润滑、液压和气动系统是否正常可靠。通电试车前应擦除各导轨及滑动面上的防锈油，并涂上一层干净的润滑油。数控机床通电试车前应检查以下内容：（1）检查数控机床与电柜的外观，数控机床与电柜外部是否有明显碰撞痕迹；显示器是否固定如初，有无碰撞；数控机床操作面板是否碰伤；电柜内部各插头是否松脱；紧固螺钉是否松脱；有无悬空未接的线。（2）粗调数控机床的主要几何精度。（3）进行安装前期工作后，再安装数控机床及机械部分。厂家与用户商定确认电柜、吊挂放置位置以及现场布线方式后，确定数控机床外部线(即电柜至数控机床各部分电器连线；电柜至伺服电动机的电源线、编码器线等)的长度，然后开始进行布线、焊线、接线等安装前期工作。与此同时，可同步进行机械部分的安装(如伺服电动机的安装连接，各个坐标轴的限位开关的安装等)。2.通电调试（1）检查380V主电源进线电压是否符合要求(我国标准为418～323V)后接入电柜。（2）通电检查系统是否正常启动，显示器是否显示正常，将各个轴的伺服电动机不联机械运行，检查其是否运行正常，有无跳动、飞车等异常现象。若无异常，电动机可与机械连接。（3）检查床身各部分电器开关(包括限位开关、参考点开关、行程开关、无触点开关、油压开关、气压开关、液位开关等)的动作有效性，有无输入信号，输入点是否和原理图一致。（4）根据丝杠螺距及机械齿轮传动比，设置好相应的轴参数。松开急停，点动各坐标轴，检查机械运动的方向是否正确，若不正确，应修改轴参数。①以低速点动各坐标轴，使之去压其正、负限位开关，仔细观察是否能压到限位开关，若到位后压不到限位开关，应立即停止点动；若压到，则应观察轴是否立即自动停止移动，屏幕上是否显示正确的报警号，报警号不对应时调换正、负限位的线。②将工作方式选列“手摇”挡，正向旋转手摇脉冲发生器，观察轴移动方向是否为正向；若不对应，调换A、B两相的线。③将工作方式选列“回零”挡，令所选坐标轴执行回零操作，仔细观察轴是否能压到参考点开关；若到位后压不到开关，立即按下“急停”按钮；若压到，则应观察回零过程是否正确，参考点是否已找到。④找到参考点后再回到手动方式，点动坐标轴去压正、负限位开关，屏幕上显示的正负数值即为此坐标轴的正负行程，以此为基准减微小的裕量，即可作为正负软极限写入轴参数。按上述步骤依次凋整各坐标轴。回参考点后用手动检查正负软限位是否工作正常。⑤用万用表的欧姆挡检查机床的辅助电动机，如冷却、液压、排屑等电动机的三相是否平衡，是否有缺相或短路，若正常可逐一控制各辅助电动机运行，确认电动机转向是否正确；若不正确，应调换电动机任意两相的接线。⑥用万用表的欧姆挡检查电磁阀等执行器件的控制线圈是否有断路或短路以及控制线是否对地短路，然后依次控制各电磁阀动作，观察电磁阀是否动作正确；若不正确，应检查相应的线或修改PLC程序。启动液压装置，调整压力至正常，依次控制各阀动作，观察数控机床各部分动作是否正确到位，回答信号(通常为开关信号)是否反馈回PLC。⑦用万用表的欧姆挡检查主轴电动机的三相是否平衡，是否有缺相或短路；若正常可控制主轴旋转，检查其转向是否正确。检查速度是否调整有效，各挡速度是否正确。⑧涉及换刀等组合控制的数控机床应进行联凋，观察整个控制过程是否正确。（5）检查有无异常情况。检查数控机床运转时是否有异常声音，主轴是否有跳动，各电动机是否有过热。3.水平调整一般数控机床的绝对水平调整在0.04/1000mm的范围之内。对于车床，除了水平和不扭曲达到要求外，还应进行导轨直线度的调整，以确保导轨的直线度为凸的合格水平。对于铣床和加工中心应确保运动水平也在合格之内，水平调整合格后，才可以进行数控机床的试运行。

7.1.3数控机床的验收

1.噪声、温升及外观的检测与验收方法外观的检测主要检测数控机床油漆的表面质量，包括油漆有无损伤、油漆色差、流挂及油漆的光泽度等，一般要求反光率不小于72%。启动数控机床，检查其运行的噪声情况，一般不允许超过83dB。数控机床不得有渗油、渗水、渗气现象。检查主轴运行温度稳定后的温升情况，一般其温度最高不超过70°C，温升不超过32°C。2.精度检测数控机床精度分为几何精度、定位精度和切削精度三类。（1）几何精度检验数控机床的几何精度检验，又称静态精度检验，几何精度是综合反映机床的各关键零部件及其组装后的几何形状误差。目前，国内检测机床几何精度的常用检测工具有精密水平仪、精密方箱、直角尺、平尺、平行光管、千分表、测微仪、高精度检验棒及一些刚性较好的千分表杆等。每项几何精度的具体检测办法见各机床的检测条件及标准，但检测工具的精度等级必须比所测的几何精度高一个等级，否则测量的结果将是不可信的。每一个生产厂家都有一套标准。由于数控机床种类繁多，因此，几何精度的检测与验收，对每一类数控机床都有其精度标准，应按照其精度标准检测验收。1）数控车床几何精度的检测要求根据数控车床的加工特点及使用范围，要求其加工的零件外圆圆度和圆柱度、加工平面的平面度在要求的公差范围内；对位置精度也要达到一定的精度等级，以保证被加工零件的尺寸精度和形状公差。2）数控铣床几何精度的检测要求数控铣床的三个基本直线运动轴构成了空间直角坐标系的三个坐标轴，因此三个坐标轴应该互相垂直。铣床几何精度均围绕着“垂直”和“平行”展开。通常立式铣床几何精度检验的主要内容有以下几项：①工作台面的平面度；②沿各坐标方向移动的相互垂直度；③沿X、Y坐标轴方向移动时工作台面的平行度；④沿X坐标轴方向移动时工作台面T形槽侧面的平行度；⑤主轴的轴向窜动；⑥主轴孔的径向跳动；⑦主轴箱沿Z坐标轴方向移动时主轴轴心线的平行度；⑧主轴回转轴心线对工作台面的垂直度；⑨主轴箱沿Z坐标轴方向移动的直线度。几何精度检测对机床地基有严格要求，必须在地基及地脚螺栓的固定混凝土完全固化以后才能进行。精调时先要把机床的主床身调到较精密的水平面，然后再调其他几何精度。考虑到水泥基础不够稳定，一般要求在使用数个月到半年后再精调一次机床水平。有些几何精度项目是互相联系的，如立式加工中心中Y轴和Z轴方向的相互垂直度误差，因此，对数控机床的各项几何精度检测工作应在精调后一气呵成，不允许检测一项调整一项分别进行，否则会造成由于调整后一项几何精度而把已检测合格的前一项精度调成不合格。机床的几何精度在机床处于冷态和热态时是不同的，应按国家标准的规定即在机床稍有预热的状态下进行检测，所以通电以后机床各移动坐标往复运动几次，主轴按中等的转速回转几分钟之后才能进行检测。（2）定位精度检验数控机床定位精度，是指机床各坐标轴在数控系统控制下运动所能达到的位置精度。数控机床的精度又可以理解为机床的运动精度。机床各运动部件的运动是在数控装置的控制下完成的，各运动部件在程序指令控制下所能达到的精度直接反映加工零件所能达到的精度，故定位精度是一项很重要的检测内容。定位精度检测的主要内容为:直线运动定位精度、直线运动重复定位精度、直线运动轴机械原点的复归精度、直线运动失动量的检测、回转运动的定位精度、回转运动的重复运动定位精度、回转运动失动量的检测、回转轴原点的复归精度。测量直线运动的检测工具有:测微仪、成组块规、标准刻度尺、光学读数显微镜和双频激光干涉仪等。标准长度测量以双频激光干涉仪为准。回转运动检测工具有:360°齿精确分度的标准转台或角度多面体、高精度圆光栅及平行光管等。1）直线运动定位精度检测直线运动定位精度一般都在机床和工作台空载条件下进行。按国家标准和国际标准化组织的规定(IS0标准)，对数控机床的检测，应以激光测量为准，如图7.1(a)所示。在没有激光测距仪的情况下，可以用标准刻度尺，配以光学读数显微镜进行比较测量，如图7.1(b)所示。但是，测量仪器精度必须比被测的精度高1～2个精度等级。

图7.1直线运动定位精度的检测方法1-激光干涉仪2-工作台3-光学读数显微镜4-标准刻度尺

(a)(b)2)直线运动重复定位精度检测检测用的仪器与检测定位精度所用的相同。一般检测方法是在靠近各坐标行程中点及两端的任意3个位置进行测量，每个位置用快速移动定位，在相同条件下重复做7次定位，测出停止位置数值并求出读数最大差值，以3个位置中最大一个差值的1/2，附上正负号，作为该坐标的重复定位精度。它是反映轴运动精度稳定性的最基本的指标。3)直线运动的原点返回精度原点返回精度，实质上是该坐标轴上一个特殊点的重复定位精度，因此它的测定方法完全与重复定位精度相同。4)直线运动失动量的测定直线运动的失动量，也叫直线运动反向误差，它包括该坐标轴进给传动链上驱动部件(如伺服电动机、伺服液压马达和步进电动机等)的反向死区，各机械运动副的反向间隙和弹性变形等误差的综合反映。误差越大，则定位精度和重复定位精度也越差。失动量的测定方法是在所测量坐标轴的行程内，预先向正向或反向移动一个距离并以此停止位置为基准，再在同一方向给予一定的移动指令值，使之移动一段距离，然后再往相反方向移动相同的距离，测量停止位置与基准位置之差。在靠近行程的中点及两端的3个位置分别进行多次测定(一般为7次)，求出各个位置上的平均值，以所得平均值中最大值为失动测量值。5)回转工作台运动精度的测定回转运动各项精度的测定方法同上述各项直线运动精度的测定方法，但用于检测回转精度的仪器是标准转台、平行光管(准直仪)等。考虑到实际使用要求，一般对0°、90°、180°、270°等几个直角等分点作重点测量，要求这些点的精度较其他角度位置的精度要提高一个等级。（3）工作精度的验收机床的质量好与坏其最终的考核标准还是看该机床加工零件的质量如何，一般来讲，对于机床一般项精度与标准存在一定范围的偏差时，以该机床的加工精度为准。车床、铣床一般是对一个综合试件的加工质量进行评价（切削精度）。机床的切削精度是一项综合精度，它不仅反映了机床的几何精度和定位精度，同时还包括了试件的材料、环境温度、刀具性能以及切削条件等各种因素造成的误差和计量误差。为了反映机床的真实情况，要尽量排除其他因素的影响。切削试件时可参照验收标准中的有关要求进行，或按机床厂规定的条件，如试件材料、刀具技术要求、主轴转速、切削深度、进给速度、环境温度以及切削前的机床空运转时间等进行。切削精度检验可分单项加工精度检验和加工一个标准的综合试件精度检验两种。国内多以单项加工为主。3.机床性能的检验机床性能主要包括主轴系统、进给系统、自动换刀系统、电气装置、安全装置、润滑装置、气液装置及各附属装置等的性能。机床性能的检验内容一般有十多项，不同类型机床的检验项目有所不同。有的机床有气压、液压装置，有的机床没有这些装置；有的还有自动排屑装置、自动上料装置、主轴润滑恒温装置、接触式测头装置等。对于加工中心，还有刀库及自动换刀装置、工作台自动交换装置以及其他的附属装置，这些装置工作是否正常可靠都要进行全面、细致的检验。（1）主轴系统①用手动方式选择高、中、低3个主轴转速，连续进行5次正转和反转的启动和停止动作，检验主轴动作的灵活性和可靠性。同时，观察负载表上的功率显示是否符合要求。②用数据输入方式，主轴从最低一级转速开始运转，逐级提到允许的最高转速，实测各级转速，允差为设定值的±10%，同时观察机床的振动。主轴在长时间高速运转后(一般为2小时)允许温升为15℃。③连续操作主轴准停装置5次，检查动作的可靠性和灵活性。（2）进给系统①分别沿各坐标轴进行手动操作，检验正反方向的低、中、高速进给和快速移动后的启动、停止、点动等动作的平衡性和可靠性。②用手动数据输入方式(MDI)测定G00和G01下的各种进给速度，允差±5%。（3）自动换刀(ATC)系统①检查自动换刀系统的可靠性和灵活性，包括在手动操作和自动运行时刀库满负荷条件下(装满各种刀柄)的运动平稳性，以及刀库内刀号选择的准确性等。②根据技术指标，测定自动交换刀具的时间。（4）机床噪声机床运转时的总噪声不得超过标准(8OdB)。数控机床由于大量采用电调速装置，主轴箱的齿轮往往不是最大噪声源，而主轴电动机的冷却风扇和液压系统的液压泵的噪声等可能成为最大噪声源。（5）电气装置在运转试验前后分别做一次绝缘检查，检查接地线质量，确认绝缘的可靠性。

（6）数控装置检查数控柜的各种指示灯，检查纸带阅读机、操作面板、电气柜冷却风扇等的动作及功能是否正常可靠。（7）安全装置检查对操作者的安全性和机床保护功能的可靠性。如各种安全防护罩，机床运动坐标行程极限保护自动停止功能，各种电流电压过载保护和主轴电动机过热过负荷时紧急停止功能等。（8）润滑装置检查定时定量润滑装置的可靠性，检查润滑油路有无渗漏，到各润滑点的油量分配等功能的可靠性。（9）气、液装置检查压缩空气和液压油路的密封、调压功能，液压油箱的正常工作情况。(10)附属装置检查机床各附属装置的工作可靠性。如冷却装置能否正常工作，排屑器的工作质量，冷却防护罩有无泄漏，APC交换工作台工作是否正常，带重负载的工作台面自动交换是否正常，配置接触式测头的测量装置能否正常工作及有无相应测量程序等。

4.数控功能的检验数控功能检验的主要内容有:(1)运动指令功能检验快速移动指令和直线插补、圆弧插补指令的正确性。(2)准备功能指令检验坐标系选择、平面选择、暂停、刀具长度补偿、刀具半径补偿、螺距误差补偿、反向间隙补偿、镜像功能、极坐标功能、自动加减速、固守循环及用户宏程序等指令的准确性。(3)操作功能检验回原点、单程序段、程序段跳读入主轴和进给倍率调整、进给保持、紧急停止、主轴和冷却液的启动和停止等功能的准确性。(4)CRT显示功能检验位置显示、程序显示、各菜单显示以及编辑修改等功能的准确性。数控功能检验的最好办法是编一个考机程序，让机床在空载下自动运行16h或32h。这个考机程序应包括:1)主轴传动要包括标称的最低、中间和最高转速在内五种以上速度的正转、反转及停止等运行。2)沿各坐标轴的运动要包括标称的最低、中间和最高进给速度及快速移动，进给移动范围应接近全行程，快速移动距离应在各坐标轴全行程的1/2以上。3)一般自动加工所用的一些功能和代码要尽量用到。4)自动换刀应至少交换刀库中2/3以上的刀号，而且都要装上重量在中等以上的刀柄进行实际交换。5)必须使用的特殊功能，如测量功能、APC交换和用户宏程序等。用以上这样的程序连续运行，检查机床各项运动、动作的平稳性和可靠性，并且在规定时间内不允许出故障，否则要在修理后重新开始规定时间考核，不允许分段进行累积到规定运行时间。7.2数控机床维护机床使用一段时间之后都是要损坏的，但延长元器件的使用寿命和机械零、部件的磨损周期，防止故障，尤其是恶性事故的发生，从而延长数控机床的使用寿命，是对数控机床进行维护保养的宗旨。7.2.1机械部件的维护数控机床的机械结构较传统机床的机械结构简单，但机械部件的精度提高了，对维护提出了更高要求。同时，由于数控机床还有刀库及换刀机械手，液压和气动系统等，使得机械部件维护的面更广，工作量更大。数控机床机械部件维护与传统机床不同的内容有:1.主传动链的维护（1）熟悉数控机床主传动链的结构、性能和主轴调整方法，严禁超性能使用。出现不正常现象时，应立即停机排除故障。（2）使用带传动的主轴系统，需定期调整主轴驱动带的松紧程度，防止因带打滑造成的丢转现象。（3）注意观察主轴箱温度，检查主轴润滑恒温油箱，调节温度范围，防止各种杂质进入油箱，及时补充油量。每年更换一次润滑油，并清洗过滤器。（4）经常检查压缩空气气压。调整到标准要求值，足够的气压才能使主轴锥孔中的切屑和灰尘清理干净，保持主轴与刀柄连接部位的清洁。（5）对采用液压系统平衡主轴箱重量的结构，需定期观察液压系统的压力，油压低于要求值时，要及时调整。（6）使用液压拨叉变速的主传动系统，必须在主轴停机后变速。（7）每年清理润滑油池底一次，并更换液压泵过滤器。（8）每天检查主轴润滑恒温油箱，使其油量充足，工作正常。（9）防止各种杂质进入润滑油箱，保持油液清洁。（10）经常检查轴端及各处密封，防止润滑油液的泄漏。2.滚珠丝杠螺母副的维护（1）定期检查、调整丝杠螺母副的轴向间隙，保证反向传动精度和轴向刚度。（2）定期检查丝杠支承与床身的连接是否有松动以及支承轴承是否损坏。如有问题，要及时紧固松动部位，更换支承轴承。（3）采用润滑脂润滑的滚珠丝杠，每半年一次清洗丝杠上的旧润滑脂，换上新的润滑脂。用润滑油润滑的滚珠丝杠，每次机床工作前加油一次。（4）注意避免硬质灰尘或切屑进入丝杠防护罩和工作中碰击防护罩，防护装置一有损坏要及时更换。3.刀库及换刀机械手的维护（1）用手动方式往刀库上装刀时，要确保装到位，装牢靠，检查刀座上的锁紧是否可靠。（2）严禁把超重、超长的刀具装入刀库，防止在机械手换刀时掉刀或刀具与工件、夹具等发生碰撞。（3）采用顺序选刀方式须注意刀具放置在刀库上的顺序是否正确。（4）注意保持刀具刀柄和刀套的清洁。（5）经常检查刀库的回零位置是否正确，检查机床主轴回换刀点位置是否到位，并及时调整。否则不能完成换刀动作。（6）开机时，应先使刀库和机械手空运行，检查各部分工作是否正常，特别是各行程开关和电磁阀能否正常动作。4.液压系统维护（1）定期对油箱内的油液进行取样化验。检查油液质量，定期过滤或更换油液。（2）定期检查冷却器和加热器的工作性能，控制液压系统中油液的温度在标准要求内。（3）定期检查更换密封件，防止液压系统泄漏。（4）防止液压系统振动与噪声。（5）定期检查清洗或更换液压件、滤芯，定期检查清洗油箱和管路。（6）严格执行日常点检制度，检查系统的泄漏、噪声、振动、压力、温度等是否正常，将故障排除在萌芽状态。5.导轨副的维护（1）定期调整压板的间隙。（2）定期调整镶条间隙。（3）定期对导轨进行预紧。（4）定期对导轨润滑。（5）定期检查导轨的防护。定期清洗密封件。6.气动系统维护（1）选用合适的过滤器，清除压缩空气中的杂质和水分。（2）注意检查系统中油雾器的供油量，保证空气中含有适量的润滑油来润滑气动元件，防止生锈、磨损造成空气泄露和元件动作失灵。（3）定期检查更换密封件，保持系统的密封性。（4）注意调节工作压力，保证气动装置具有合适的工作压力和运动速度。（5）定期检查、清洗或更换气动元件、滤芯。7.2.2直流伺服电动机的维护

直流伺服电动机带有数对电刷，电动机旋转时，电刷与换向器摩擦而逐渐磨损。电刷异常或过度磨损，会影响电动机工作性能，数控车床、铣床和加工中心中的直流伺服电动机应每年检查一次，检查步骤如下:（1）在数控系统处于断电状态且电动机已经完全冷却的情况下进行检查。（2）取下橡胶刷帽，用螺钉旋具拧下刷盖取出电刷。（3）测量电刷长度，如FANUC直流伺服电动机的电刷由10mm磨损到小于5mm时，必须更换同型号的新电刷。（4）仔细检查电刷的弧形接触面是否有深沟或裂痕，以及电刷弹簧上有无打火痕迹。如有上述现象，则要考虑电动机的工作条件是否过分恶劣或电动机本身是否有问题。（5）用不含金属粉末及水分的压缩空气导入装电刷的刷握孔，吹净粘在刷孔壁上的电粉末。（6）重新装上电刷，拧紧刷盖。如果更换了新电刷，应使电动机空运行跑合一段时间，以使电刷表面和换向器表面相吻合。7.2.3位置检测元件的维护

1.光栅（1）防污慎重选用切削液；加工过程中，切削液的压力不要太大，流量不要过大，以免形成大量的水雾进入光栅；光栅最好通入低压压缩空气（105Pa左右），以免扫描头运动时形成的负压把污物吸入光栅；光栅上的污物可以用脱脂棉蘸无水酒精轻轻擦除。（2）防振光栅拆装时要用静力，不能用硬物敲击，以免引起光学元件的损坏。2.光电脉冲编码器（1）防污污染容易造成信号丢失。（2）防振振动容易使编码器内的紧固件松动脱落，造成内部电源短路。（3）防止联接松动联接松动，会影响位置控制精度；联接松动还会引起进给运动的不稳定，影响交流伺服电动机的换向控制，从而引起机床的振动。3.感应同步器保持定尺和滑尺相对平行；定尺固定螺栓不得超过尺面，调整间隙在0.09～0.15mm为宜；不要损坏定尺表面耐切削液涂层和滑尺表面一层带绝缘层的铝箔；接线时要分清滑尺的Sin绕组和Cos绕组。4.旋转变压器接线时应分清定子绕组和转子绕组；碳刷磨损到一定程度后要更换。5.磁栅尺不能将磁性膜刮坏；防止切屑和油污落在磁性标尺和磁头上；要用脱脂棉蘸酒精轻轻地擦其表面；不能用力拆装和撞击磁性标尺和磁头，否则会使磁性减弱或使磁场紊乱；接线时要分清磁头上激磁绕组和输出绕组，前者绕在磁路截面尺寸较小的横臂上，后者绕在磁路截面尺寸较大的竖杆上。7.2.4数控系统日常维护1.机床电气柜的散热通风定期检查控制柜上的热交换器或轴流风扇的工作状况，定期清洗防尘装置，以免风道堵塞。否则会引起柜内温度过高而使系统不能可靠运行，甚至引起过热报警2.尽量少开电气控制柜门除了定期维护和维修外，平时应尽量少开电气控制柜门3.每天检查数控柜和电器柜检查各电器柜的冷却风扇工作是否正常，风道过滤网有否堵塞，一般来说，每半年或每3个月应检查清理一次，具体应视车间环境状况而定。4.控制介质输入/输出装置的定期维护

CNC系统参数、零件程序等数据都可通过它输入到CNC系统的寄存器中，如果有污物，将会使读入的信息出现错误。因此，要定期对关键部件进行清洁5.定期检查和清扫直流伺服电动机电刷的过度磨损会影响电动机的工作性能，甚至损坏。因此，要定期检查电刷，CNC车床、NC铣床和加工中心等机床，可每年检查一次6.电池要定期更换在一般情况下，即使电池尚未消耗完，也应每年更换一次，以确保系统能正常工作。电池的更换应在CNC系统通电状态下进行。7.2.5日常点检

1.数控车床的日常点检要点(1)接通电前1)检查切削液、液压油、润滑油的油量是否充足。2)检查工具、检测仪器等是否已准备好。3）对切屑槽内的切屑是否已处理干净。(2)接通电源后1)检查操作盘上的各指示灯是否正常，各按钮、开关是否处于正确位置。2）CRT显示屏上是否有任何报警显示。若有问题应及时予以处理。3)液压装置的压力表是否指示在所要求的范围内。4)各控制箱的冷却风扇是否正常运转。5)刀具是否正确夹紧在刀夹上，刀夹与回转刀台是否可靠夹紧，刀具有无损坏。6)若机床带有导套、夹簧，应确认其调整是否合适。(3)机床运转后1)运转中，主轴、滑板处是否有异常噪声。2）有无与平常不同的异常现象，如声音、温度、裂纹、气味等。2.加工中心的日常点检要点1)从工作台、基座等处清除污物和灰尘；擦去机床表面上的润滑油、切削液和切屑。清除没有罩盖的滑动表面上的一切东西，擦净丝杠的暴露部位。2）清理、检查所有限位开关、接近开关及其周围表面。3）检查各润滑油箱及主轴润滑油箱的油面，使其保持在合理的油面上。4）确认各刀具在其应有的位置上更换。5）确保空气滤杯内的水完全排出。6）检查液压泵的压力是否符合要求。7）检查机床主液压系统是否漏油。8）检查切削液软管及液面，清理管内及切削液槽内的切屑等脏物。9）确保操作面板上所有指示灯为正常显示。10）检查各坐标轴是否处在原点上。11）检查主轴端面、刀夹及其他配件是否有毛刺、破裂或损坏现象。

7.2.6月检查要点

1.数控车床的月检查要点（1）检查主轴的运转情况主轴以最高转速一半左右的转速旋转30min，用手触摸壳体部分，若感觉温和即为正常。以此了解主轴轴承的工作情况。（2）检查X、Z轴的滚珠丝杠，若有污垢，应清理干净。若表面干燥，应涂润滑脂。（3）检查X、Z轴超程限位开关、各急停开关是否动作正常。可用手按压行程开关的滑动轮，若CRT上有超程报警显示，说明限位开关正常。顺便将各接近开关擦试干净。（4）检查刀台的回转头、中心锥齿轮的润滑状态是否良好，齿面是否有伤痕等。（5）检查导套内孔状况，看是否有裂纹、毛刺，导套前面盖帽内是否积存切屑。（6）检查切削液槽内是否积压切屑。（7）检查液压装置，如压力表状态、液压管路是否有损坏，各管接头是否有松动或漏油现象等。（8）检查润滑油装置，如润滑泵的排油量是否合乎要求、润滑油管路是否损坏、管接头是否松动、漏油等。2.加工中心的月检查要点（1）清理电气控制箱内部，使其保持干净。（2）校准工作台及床身基准的水平，必要时调整垫铁，拧紧螺母。（3）清洗空气滤网，必要时予以更换。（4）检查液压装置、管路及接头，确保元松动、无磨损。（5）清理导轨滑动面上的刮垢板。(6）检查各电磁阀、行程开关、接近开关，确保它们能正确工作。（7）检查液压箱内的过滤器，必要时予以清洗。（8）检查各电缆及接线端子是否接触良好。（9）确保各联锁装置、时间继电器、继电器能正确工作。必要时予以修理或更换。（10）确保数控装置能正确工作。7.2.7半年检查要点1.数控车床的半年检查要点（1）主轴检查项目1)主轴孔的跳动将千分表探头嵌入卡盘套筒的内壁，然后轻轻地将主轴旋转一周，指针的摆动量小于出厂时精度检查表的允许值即可。2）主轴传动用V带的张力及磨损情况。3）编码盘用同步带的张力及磨损情况。（2）检查刀台主要看换刀时其换位动作的平顺性。以刀台夹紧、松开时无冲击为好。（3）检查导套装置主轴以最高转速的一半运转30min，用手触摸壳体部分无异常发热、噪声。此外用手沿轴向拉导套，检查其间隙是否过大。

（4）加工装置检查内容有1）检查主轴分度用齿轮系的间隙。以规定的分度位置沿回转方向摇动主轴，以检查其间隙。若间隙过大应进行调整。2）检查刀具主轴驱动电动机侧的齿轮润滑状态。若表面干燥应涂敷润滑脂。（5）润滑泵的检查检查润滑泵装置浮子开关的动作状况。可从润滑泵装置中抽出润滑油，看浮子落至警戒线以下时，是否有报警指示以判断浮子开关的好坏。（6）伺服电动机的检查检查直流伺服系统的直流电动机。若换向器表面脏，应用白布沾酒精予以清洗；若表面粗糙，用细金相砂纸予以修整；若电刷长度为lOmm以下时，予以更换。（7）接插件的检查检查各插头、插座、电缆、各继电器的触点是否接触良好。检查各印制电路板是否干净。检查主电源变压器、各电动机的绝缘电阻应在1M以上。（8）断电检查检查断电后保存机床参数、工作程序用的后备电池的电压值，看情况予以更换。2.加工中心的半年检查要点（1）清理电气控制箱内部，使其保持干净。（2）更换液压装置内的液压油及润滑装置内的润滑油。（3）检查各电动机轴承是否有噪声，必要时予以更换。（4）检查机床的各有关精度。（5）外观检查所有各电气部件及继电器等是否可靠工作。（6）测量各进给轴的反向间隙，必要时予以调整或进行补偿。（7）检查各伺服电动机的电刷及换向器的表面。必要时予以修整或更换。（8）检查一个试验程序的完整运转情况。7.3数控机床故障诊断方法7.3.1目测目测故障电路板，仔细检查有无保险丝烧断和元器件烧焦、烟熏、开裂及有无异物断路现象，由此可判断电路板内有无过流、过压和短路等问题。7.3.2手摸用手摸并轻摇元器件，尤其是阻容、半导体器件有无松动之感，由此可检查出一些断脚、虚焊等问题。7.3.3通电首先用万用表检查各种电源之间有无断路，如无即可接入相应的电源，目测有无冒烟、打火等现象，手摸元器件有无异常发热，由此可发现一些较为明显的故障而缩小检修范围。另外，根据用户提供的故障现象，结合自己的现场观察，运用系统工作原理亦可迅速做出正确的判断。7.3.4仪器测量法当系统发生故障后，采用常规电工检测仪器和工具，按系统电路图及机床电路图对故障部分的电压、电源和脉冲信号等进行实测，判断故障所在。如电源的输入电压超限，可用电压表测网络电压，或用电压测试仪实时监控以排除故障。如发生位置控制环故障可用示波器检查测量回路的信号状态，或用示波器观察其信号输出是否缺相，有无干扰。7.3.5用可编程序控制器进行PLC中断状态分析可编程序控制器发生故障时，其中断原因以中断堆栈的方式记忆。使用编程器可以在系统停止状态下，调出中断堆栈和块堆栈，按其所指示的原因，查明故障所在-在可编程序控制器的维修中这是最常用且有效和快速的办法。7.3.6接口信号检查通过用可编程序控制器检查机床控制系统的接口信号，并与接口手册的正确信号相对比，亦可查出相应的故障点。7.3.7诊断备件替换法现代数控系统大都采用模块化设计，按功能不同来划分不同的模块，随着现代技术的发展，电路的集成规模越来越大，技术也越来越复杂，用常规方法很难把故障定位到一个很小的区域，而一旦系统发生故障，为了缩短停机时间，可以根据模块的功能与故障现象，初步判断出可能的故障模块，用诊断备件将其替换，这样做可以迅速判断出有故障的模块。在没有诊断备件的情况下可以采用现场相同或相容的模块进行替换检查，对于现代数控的维修，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，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、各种标记和跨接是否相同，对于有关的机床数据和电位计的位置应做好记录，拆线时应做好标志。7.3.8利用系统的自诊断功能判断现代数控系统尤其是全功能数控系统具有很强的自诊断能力，通过实时监控系统各部分的工作，及时判断故障，给出报警信息，并做出相应的动作，避免事故发生。然而有时当硬件发生故障时，就无法报警，有的数控系统可通过发光管不同的闪烁频率或不同的组合做出相应的指示，这些指示配合使用就可帮助我们准确地诊断出故障模板的位置。7.3.9数控机床故障诊断与维修的其他方法1.通信诊断通信诊断是CNC生产单位维修部门采用的一种诊断方法，其借助网络通信手段将用户的CNC装置的专用接口与维修部门的故障诊断计算机连接，维修技术人员通过故障诊断计算机向用户发送诊断程序，并指导用户配合诊断程序进行有关的测试工作，同时接收测试数据。在故障诊断计算机上建立被诊断数控机床的模型，对测试数据进行分析以确定故障发生的原因，再将故障诊断的结论和处理方法通知用户。2.自修复系统自修复系统是在CNC装置中配备备用功能模块和自修复功能程序，在正常情况下备用模块不参与工作。当某一模块发生故障时，显示器显示出它的故障信息，CNC装置断开故障模块，接通备用模块。3.专家诊断系统专家诊断系统又称智能诊断系统。它将专业技术人员、专家的知识和维修技术人员的经验整理出来，运用推理的方法编制成计算机故障诊断程序库。专家诊断系统主要包括知识库和推理机两部分。知识库中以各种规则形式存放着分析和判断故障的实际经验和知识，推理机对知识库中的规则进行解释，运行推理程序，寻求故障原因和排除故障的方法，操作人员通过CRT/MDI用人机对话的方式使用专家诊断系统，操作人员输入数据或选择故障状态，从专家诊断系统处获得故障诊断的结论。4.神经网络诊断神经网络理论是在现代神经科学研究成果的基础上发展起来的，神经网络由许多并行的功能单元组成，这些单元类似于生物神经系统的单元，神经网络反映了人脑功能的若干特性，

是一种抽象的数学模型，出自不同的研究目的和角度，它可以作为大脑结构模型、认识模型、计算机信息处理方式和算法结构，神经网络的特点是信息的分布式存储和并行协同处理，它有很强的容错性和适应性，善于联想、综合和推广。将神经网络用于数控机床故障诊断，使它作为某些难以用传统方法处理的故障诊断的手段和方法，这是数控机床故障诊断与维修技术的发展方向。在实际应用时，各种方法并无严格的界限，可能用一种方法就能排除故障，亦可能需要多种方法同时进行。7.4数控机床机械故障诊断与排除7.4.1主传动系统的故障诊断1.加工精度达不到要求检查对机床精度有影响的各部位，特别是导轨副，并按出厂精度要求重新调整或修复。2.切削振动大紧固联接螺钉；重新调整轴承游隙，但预紧力不宜过大，以免损坏轴承；紧固螺母，确保主轴精度合格；更换轴承；修理主轴或箱体，使其配合精度、位置精度达到要求；检查刀具或切削工艺是否合理。3.主轴箱噪声大修复或更换轴承，校直传动轴；调整或更换传动带，不能新旧混用更换齿轮；调整润滑油量，保持主轴箱的清洁度4.齿轮和轴承损坏按液压原理图，调整到适当的压力和流量；修复或更换零件；修复或更换检测元件；重新调整轴承预紧力，并使之润滑充足。5.主轴变速失灵检测并调整工作压力；修去毛刺和研伤，清洗后重装检修并清洗电磁阀；修复或更换液压缸拨叉；更换密封圈；更换新开关。6.主轴不转动检修压合保护开关或更换；调整或修理卡盘；更换复合开关；更换电磁阀。7.主轴发热调整预紧力；更换轴承；清洗主轴箱，更换新油。8.液压变速时齿轮推不到位选用球墨铸铁做拨叉材料，充分润滑；在每个垂直滑移齿轮下方安装塔簧作为辅助平衡装置，减轻对拨叉的压力；活塞的行程要与滑移齿轮定位协调；若拨叉磨损，应予以更换。

9.主轴在强力切削时停转移动电动机座，张紧传动带，然后将电动机座重新锁紧；用汽油清洗传动带表面的油污后，擦干净再装上；更换新传动带；调整摩擦离合器，修磨或更换摩擦片。10.主轴没有润滑油循环或润滑不足改变油泵转向或修理油泵；将吸油管插入油面以下2/3处；清除堵塞物；调整供油压力。11.润滑油泄漏调整供油量；更换密封件；更新管件。12.刀具不能夹紧调整碟形弹簧行程长度；顺时针旋转松夹刀弹簧上的螺母，使其最大工作载荷为l3kN。13.刀具夹紧后不能松开逆时针旋转松夹刀弹簧上的螺母使其最大工作载荷不得超过l3kN；调整液压力和活塞行程开关位置。7.4.2进给系统的故障诊断1.滚珠丝杠副故障诊断的方法（1）加工件表面粗糙度值高加润滑油导轨，排除润滑故障；更换或修理丝杠；更换损坏轴承；调整伺服电动机控制系统。（2）反向误差大，加工精度不稳定重新紧固丝杠轴联轴器锥套；重新调整或研修丝杠轴滑板配合压板、丝杠轴滑板配合楔铁；调整滚珠丝杠预紧力、丝杠支座轴承预紧力；调整滚珠丝杠螺母端面与结合面；保证各导轨面润滑油充足；排除其他机械干涉。（3）滚珠丝杠在运转中转矩过大重新调整或修研压板，使0.04mm塞尺塞不入为合格；修复或更换丝杠并精心调整；调整伺服电动机与滚珠丝杠联接的同轴度；检查超程开关失灵造成的机械故障；检查伺服电动机过热报警。（4）丝杠螺母润滑不良清除污物使油管畅通；检查分油器和油路，使润滑油充足更换滚珠。（5）滚珠丝杠副噪声调整压盖使滚珠丝杠轴承压盖压合良好；检查分油器和油路，使滚珠丝杠润滑油充足；滚珠破损应及时更换；拧紧电动机与丝杠联轴器螺钉。（6）滚珠丝杠不灵活调整轴向间隙和预加载荷；调整丝杠支座位置，使丝杠与导轨平行；调整螺母座的位置；校直丝杠。2.导轨故障诊断的方法（1）导轨研伤定期进行床身导轨的水平调整，或修复导轨精度；合理分布短工件的安装位置，避免负荷过分集中；调整导轨润滑油量，保证润滑油压力；采用电镀加热自冷淬火对导轨进行处理，导轨上增加锌铝铜合金板，以改善摩擦情况；提高刮研修复的质量；加强机床保养，保护好导轨防护装置。（2）导轨上移动部件运动不良或不能移动用180＃砂布修磨机床导轨面上的研伤；卸下压板调整压板与导轨间隙；松开镶条止推螺钉，调整镶条螺栓，使运动部件运动灵活，保证0.03mm塞尺不得塞入，然后锁紧止推螺钉。（3）加工面在接刀处不平调整或修刮导轨，直线度允差0.015/500mm，调整镶条间隙，镶条弯度在自然状态下小于0.05mm/全长；调整机床安装水平，保证平行度、垂直度在0.02/1000mm之内。3.刀架、刀库及换刀装置故障诊断的方法（1）转塔刀架没有抬起动作检查控制系统是否有T指令输出信号；检查抬起电磁铁断线或抬起阀杆卡死，必要时进行更换；检查油箱并重新调整压力；修复抬起液压缸研损部分或更换密封圈；修复研损部分或更换零件。（2）转塔转位速度缓慢或不转位检查转位继电器是否吸合；检查转位电磁阀是否断线或阀杆卡死；检查是否液压故障，调整到额定压力；清洗节流阀或更换；检修或更换液压泵；调整凸轮轴压盖调节螺钉；松开联接盘进行转位试验，取下联接盘配磨平面轴承下的调整垫并使相对间隙保持在0.04mm；重新调整附具安装，减少转位冲击。（3）转塔转位时碰牙调整抬起延时参数增加延时时间（4）转塔不到位拆下护罩，使转塔处于正位状态，重新调整撞块与选位开关的位置并紧固；重新调整联接盘与中心轴的位置，间隙过大可更换零件；用塞尺测试滚轮与凸轮，将凸轮调至中间位置，转塔左右窜量保持在二齿中间，确保落下时顺利咬合；转塔抬起时用手摆，摆动量不超过二齿的1/3；调整并紧固固定转位凸轮的螺母；重新调整转位凸轮轴的轴向预紧力，排除干涉。（5）转塔转位不停调整两个撞块位置及两个计数开关的计数延时，修复复位开关；接好转塔上24V的电源线。（6）转塔重复定位精度差检查液压夹紧力；清除污物保持转塔清洁，检修更换滚针；检查排除转塔机械干涉；检修转塔液压缸拉毛研损部分，更换密封圈；修理调整压板和镶条，保证0.04mm塞尺塞不进。（7）刀具不能夹紧检查气压是否在额定范围；关紧增压；更换密封装置，卡紧液压缸不漏；旋紧刀具夹螺母。（8）刀具夹紧后不能松开调节松锁刀弹簧上的螺钉，使其最大载荷不超过额定数值。（9）刀套不能夹紧刀具顺时针旋转刀套两端的调节螺母，压紧弹簧，顶紧卡紧销。（10）机械手换刀速度过快保证气压和流量，旋转节流阀至换刀速度合适。（11）换刀时找不到刀更换刀位编码用组合行程开关、接近开关等元件。（12）刀库中的刀套不能夹紧刀具顺时针转刀套两边的调整螺母压紧弹簧，顶紧卡紧锁。（13）刀库不能旋转紧固联轴器上的螺钉（14）刀具交换时掉刀检查刀具重量，刀具重量不得超过规定值；检查机械手卡紧锁是否损坏或没有弹出来。项目训练1

1.故障现象

XK713铣床加工过程中X轴出现跟踪误差过大报警。2.故障分析和处理机床采用闭环控制系统，伺服电动机与丝杠采用直联的连接方式。（1）检查系统控制参数是否正确；（2）拆开电动机防护罩，在电动机伺服带电的情况下，用手拧动丝杠，检查丝杠与电动机是否有相对位移，如果有则认为是由电动机与丝杠连接的胀紧套松动所致；（3）紧定紧固螺钉后，消除故障。项目训练21.故障现象

CKC6136车床在Z向移动时有明显的机械抖动。2.故障分析该机床在Z向移动时，明显感受到机械抖动。3.故障处理（1）检查系统参数是否正确；（2）将Z轴电动机卸下，单独转动电动机，检查电动机运行是否平稳；用扳手转动丝杠，振动手感是否明显。（3）拆下Z轴丝杠防护罩，检查丝杠上是否有很多小铁屑及脏物，若有则初步判断为丝杠故障引起的机械抖动。（4）拆下滚珠丝杠副，打开丝杠螺母，若发现螺母反向器内也有很多小铁屑及脏物，造成钢球运转流动不畅，时有阻滞现象，应用汽油认真清洗，清除杂物，重新安装，调整好间隙，则故障排除。

项目训练31.故障现象某系统的数控车床在运行过程中，被加工零件的Z轴尺寸逐渐变小，而且每次的变化量与机床的切削力有关；当切削力增加时，变化量也会随之变大。2.故障分析和处理根据故障现象分析，产生故障的原因应在伺服电动机与滚珠丝杠之间的机械连接上。当伺服电动机与滚珠丝杠之间的弹性联轴器未能锁紧时，丝杠与伺服电动机之间将产生相对滑移，造成Z轴进给尺寸逐渐变小。3.故障处理（1）压紧锥形套，增加摩擦力；（2）如果联轴器与丝杠之间配合不良。依靠联轴器本身的锁紧螺钉无法保证锁紧时，则将每组锥形弹性套中的其中一个开一条0.5mm左右的缝，以增加锥形弹性套的收缩量，这样可以解决联轴器与丝杠之间配合不良引起的松动问题。7.5数控系统故障诊断与排除7.5.1电源类故障诊断与排除1.系统上电后系统没有反应，电源不能接通（1）检查外部电源电压是否过低；（2）更换熔断器，合上开关；（3）检查PLC的地址是否错误或者互锁装置；（4）检查元器件是否损坏或电源模块不良；（5）检查电源的接通条件是否满足；（6）检查系统文件是否被破坏，修复系统。2.强电部分接通后马上跳闸（1）更换空气开关，或重新选择使用电流；（2）在使用时需外接一电抗；（3）逐步检查电源上强电所需要的各种条件，排除故障。3.电源模块故障（1）检查整流桥是否损坏而引起电源短路；（2）检查续流二极管是否损坏而引起的短路；（3）检查电源模块外部电源是否短路；（4）检查滤波电容是否损坏引起的故障；（5）供电电源功率不足使电源模块不能正常工作。4.系统在工作过程中突然断电（1）检查切削力是否太大，使机床过载引起空气开关跳闸；（2）检查机床设计时选择的空气开关容量是否过小，引起空气开关跳闸；（3）检查机床是否漏电。7.5.2数控系统软件故障诊断与排除1.不能进入系统，运行系统时，系统界面无显示重新安装数控系统，将计算机的CMOS设为A盘启动，插入干净的软盘启动系统后，重新安装数控系统。2.运行或操作中出现死机或重新启动（1）正确设置系统参数；（2）停止正在运行或调用的程序；（3）用杀毒软件检查软件系统清除病毒，或者重新安装系统软件进行修复。3.系统出现乱码（1）正确设置系统参数；（2）对系统文件进行整理，删除系统产生的垃圾。4.操作键盘不能输入或部分不能输入（1）更换控制芯片；（2）重新安装数控系统；（3）修复或更换主板电路或连接电缆；（4）更换CPU。5.I/0单元出现故障，输入输出开关量工作不正常（1）检查线路，改善电源；（2）更换续流二极管。6.数据输入/输出接口不能够正常工作（1）对设备重新设定，更换损坏的硬件；（2）按照系统的要求正确地设置参数；（3）对通讯电缆进行重新焊接或更换。7.系统网络连接不正常（1）按照系统的要求正确地设置参数；（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。7.6数控机床进给驱动系统的故障诊断与排除7.6.1进给伺服系统常见报警及排除1.检测元件或检测信号方面的故障（1）检查电动机动力线是否断线，如果伺服驱动电源刚接通尚未接到任何指令就发生这种报警，则由断线而造成此故障的可能性最大。（2）检查伺服单元印制线路板上设定是否错误，如将检测元件脉冲编码器设定成了测速发电机等。（3）若没有速度反馈电压或时有时无，检查连接是否不良。2.参数被破坏（1）参数破坏进行用户参数初始化后重新输入参数；更换伺服驱动器。（2）参数设定异常执行用户参数初始化处理。3.主电路检测部分异常（1）若控制电源不稳定，则将电源恢复正常；（2）更换伺服驱动器。4.超速（1）电路板故障更换伺服驱动器；（2）电动机编码器故障更换编码器；（3）速度设定不合理重新进行速度设定；（4）速度指令多大使速度指令减到规定范围内；（5）电动机编码器或信号线故障更换或重新布线；（6）超调过大重新设伺服调整，使启动特性曲线变缓；（7）负载惯量伺服惯量减到规定范围内。5.限位动作（1）限位开关有动作参照机床使用说明书进行超程解除；（2）限位开关电路开路依次检查限位电路，处理电路开路故障。6.伺服单元过热（1）过热的继电器动作重新考虑切削参数，改善切削条件；改善机床润滑条件。（2）热控开关动作加绝缘层或更换伺服电动机；更换制动器；更换电动机。（3）电动机过热重新设置相应参数；重新考虑配合条件；更换轴承；更换驱动器。

7.6.2进给伺服系统常见故障诊断与排除

1.机床振动（1）检查位置控制系统参数设定是否错误，若存在错误应正确设定参数；（2）检查速度控制单元设定是否错误，若存在错误应正确设定速度控制单元；（3）检查反馈装置出错是否错误，若存在错误应更换反馈装置，检查反馈线连接是否正确；（4）检查电动机本身是否有故障，若存在故障应更换电动机；（5）检查机床、检测器是否不良、插补精度差或检测增益是否设定太高，不良或太高应更换或维修不良部分，调整或检测增益。2.运动失控（即飞车）检查步骤（1）检查位置检测、速度检测信号是否不良，检查连线，检查位置、速度环是否为正反馈，否则改正连线；（2）检查位置编码器是否存在故障，重新进行正确的连接；（3）检查主板、速度控制单元是否存在故障，若存在故障应更换印制电路板。3.超程（1）系统出错，提示某轴超程检查零件是否太大，重新考虑加工此零件的条件；（2）系统报警，提示某轴软超程检查程序是否错误、刀具起点位置是否有误，若有误重新编制程序和对刀4.伺服电机不转（1）检查速度、位置控制信号是否输出测量数控装置的指令输出端子的信号是否正常，确保控制信号已正常输出；（2）使能信号是否接通确定进给轴的启动条件如润滑、冷却等是否满足，确保便能的条件都能具备，并且便能正常；（3）制动电磁阀是否释放检查控制信号是否到位或是电磁阀有故障，确保制动电磁阀能正常工作（4）进给驱动单元故障用交换法判断相应单元是否有故障，必要时更换伺服驱动单元（5）伺服电动机故障用交换法判断相应单元是否有故障，必要时更换伺服电动机。5.回参考点故障（1）回参考点减速开关产生的信号或零位脉冲信号失效可以通过PLC观察相应点数是否有输入,确保信号正常；（2）脉冲编码器或光栅尺硬件有故障检验其是否有输出信号，更换反馈装置；（3）参考点开关挡块位置设置不当合理设置调整挡块。

7.6.3进给伺服电动机故障诊断与排除1.直流伺服电动机故障诊断及维修（1）电动机不转（2）过热（3）旋转时有大的冲击（4）电动机运行噪声大（5）在运转、停车或变速时振动2.交流伺服电动机的故障诊断及维修（1）接线故障虚焊、连接不牢固，要确保连接正常且稳定。（2）位置检测装置故障检验其是否有输出信号，更换反馈装置。（3）得电不松开、失电不吸合制动电磁制动故障，更换电磁阀。（4）失控、振动检测转子位置的霍尔开关是否损坏，若损坏更换霍尔开关或编码器7.6.4项目训练

1.故障现象某数控车床，用户在加工过程中发现X、Z轴的实际移动尺寸与理论值不符。2.故障分析由于本机床X、Z轴工作正常，故障仅是移动的实际值与理论值不符。因此可以判定机床系统、驱动器等部件均无故障，引起问题的原因在于机械传动系统参数与控制系统的参数匹配不当。3.故障处理检查系统设定参数，X、Z轴伺服的编码器脉冲数与系统设定是否不一致，例如机床上，X、Z轴的型号相同，但内装式编码器分别为2000脉冲/转与2500脉冲/转，如果系统的设定值与此相反，则应对X、Z轴进行交换，机床就可以恢复正常工作。有时用户在进行机床大修时，拆下X轴、Z轴伺服进行清理，往往安装时未注意到编码器的区别。7.7主轴驱动系统的故障诊断与排除数控机床的主轴驱动系统就是主传动系统，它的性能直接决定了加工工件的表面质量，它的维护维修也相当重要。主轴驱动系统通过传动机构转变成主轴上安装的刀具或工件的切削力矩和切削速度，配合进给运动加工出理想的零件。主轴的运动是零件加工的成形运动之一，其精度对零件的加工精度有较大的影响。7.7.1数控机床对主轴驱动系统的要求数控机床主轴的工运动通常是旋转运动，数控机床通过主轴的回转与进给轴的进给实现刀具与工件的快速相对切削运动。随着刀具技术、生产技术、加工工艺及生产率的不断发展，现代数控机床对主轴提出以下的要求:1.调速范围宽并实现无级调速2.恒功率范围宽；3.具有4象限驱动能力；4.具有位置控制能力；5．具有较高的精度与刚度，传动平稳，噪音低；6.良好的抗震性和热稳定性7.7.2不同类型的主轴系统的特点和使用范围1.

普通鼠笼式异步电动机配齿轮变速箱这是一种最经济的主轴配置方式，但只能实现有级调速。2.普通鼠笼式异步电动机配简易型变频器可以实现主轴的无级调速，主轴电动机只有在500r/min以上时才能有比较满意的力矩输出，否则，特别是车床很容易堵转。一般采用两档齿轮或皮带变速，但主轴只能工作在高速范围。这种方案是适应于需要无级调速但对低速和高速都不要求的场合。3.普通鼠笼式异步电动机配通用变频器这是目前经济型数控机床比较常用的主轴驱动系统。4.专用变频电动机配通用变频器一般采用有反馈矢量控制，低速甚至零速时都可以有较大的力矩输出，有的还具有定向甚至分度进给的功能。中档数控机床主要采取这种方案。5.伺服主轴驱动系统它具有响应快、速度高、过载能力强的特点，还可以实现定向和进给功能，当然价格也是最高的。6.电主轴电主轴是主轴电动机的一种结构形式，驱动器可以是变频器或主轴伺服，也可以不要驱动器。其特点是结构紧凑，主轴精度高，功率一般在10kw以下，电主轴一般向高速方向发展，一般在10000r/min以上。7.7.3主轴驱动系统的故障诊断与排除当主轴伺服系统发生故障时，通常有3种表现形式：一是在操作面板上用指示灯或CRT显示报警信息；二是在主轴驱动装置上用指示灯或数码管显示故障状态；三是主轴工作不正常，但无任何报警信息。1.外界干扰（1）故障现象主轴在运转过程中出现无规律性的振动或转动。（2）故障诊断与排除1）故障诊断主轴伺服系统由于受电磁、供电线路或信号传输干扰的影响，主轴速度指令信号或反馈信号受到干扰，主轴伺服系统误动作。当主轴伺服系统发生故障时，通常有3种表现形式：一是在操作面板上用指示灯或CRT显示报警信息；二是在主轴驱动装置上用指示灯或数码管显示故障状态；三是主轴工作不正常，但无任何报警信息。1.外界干扰（1）故障现象主轴在运转过程中出现无规律性的振动或转动。（2）故障诊断与排除1）故障诊断主轴伺服系统由于受电磁、供电线路或信号传输干扰的影响，主轴速度指令信号或反馈信号受到干扰，主轴伺服系统误动作。①设置主轴转速指令信号为零，调整零速平衡电位计或漂移补偿量参数值，观察是否因系统参数变化引起的故障。（2）故障诊断与排除1）故障诊断主轴电动机通风系统不良，动力连线接触不良，机床切削用量过大，主轴频繁正反转等引起电流增加，电能以热能的形式散发出来，主轴驱动系统和CNC装置通过检测，显示过载报警。根据CNC和主轴驱动装置提示报警信息，检查可能引起故障的各种因素。2）排除方法保持主轴电动机通风系统良好，保持过滤网清洁；检查动力接线端子接触情况；正确使用和操作机床，避免超载。3.主轴定位抖动（1）故障现象主轴在正常加工时没有问题，仅在定位时产生抖动。（2）故障诊断与排除1）故障诊断主轴定位一般分机械、电气和编码器三种准停定位，当定位机械执行机构不到位，检测装置信息有误时会产生抖动。另外主轴定位要有一个减速过程，如果减速或增益等参数设置不当，也会引起故障。根据主轴定位的方式，主要检查各定位、减速检测元件的工作状况和安装固定情况，如限位开关、接近开关、霍尔元件等。2）排除方法保证定位执行元件运转灵活，检测元件稳定可靠。4.主轴转速与进给不匹配（1）故障现象当进行螺纹切削、刚性攻牙或要求主轴与进给同步配合的加工时，出现进给停止、主轴仍继续运转，或加工螺纹零件出现乱牙现象。（2）故障诊断与排除1）故障诊断当主轴与进给同步配合加工时，要依靠主轴上的脉冲编码器检测反馈信息，若脉冲编码器或连接电缆有问题，会引起上述故障。通过调用I/O状态数据，观察编码器信号线的通断状态；取消主轴与进给同步配合，用每分钟进给指令代替每转进给指令来执行程序，可判断故障是否与编码器有关。2）排除方法更换、维修编码器，检查电缆接线情况，特别注意信号线的抗干扰措施。5.转速偏离指令值（1）故障现象实际主轴转速值超过技术要求规定指令值的范围。（2）故障诊断与排除1）故障诊断①电动机负载过大，引起转速降低，或低速极限值设定太小，造成主轴电动机过载；②测速反馈信号变化，引起速度控制单元输入变化；③主轴驱动装置故障，导致速度控制单元错误输出；④CNC系统输出的主轴转速模拟量(±lOV)没有达到与转速指令相对应的值。2）排除方法①空载运转主轴，检测比较实际主轴转速值与指令值，判断故障是否由负载过大引起；