数控机床维护与维修实训

数控机床维护与维修实训第一页，共68页。6.1数控机床拆装与实训

6.2数控机床典型故障的诊断与排除实训

第二页，共68页。6.1数控机床拆装与实训

6.1.1数控机床拆装注意事项6.1.1.1CNC装置模块部分拆装注意事项

CNC装置模块相当于数控机床的“大脑”，它接受的是输入装置送来的脉冲信号，信号经过数控装置的系统软件或逻辑电路进行编译、运算和逻辑处理后，输出各种信号和指令，控制机床的各个部分，使其进行规定有序的动作，完成各类加工。CNC装置主要包括微处理器（CPU）、存储器、局部总线、外围逻辑电路以及与CNC系统其它部分联系的接口。第三页，共68页。1.在拆除数控装置与外围连接部分的接线时，要轻拔轻插，同时要先松开锁紧部分，以防损坏插芯或插口。这些接线包括伺服轴（X、Y、Z）控制线和主轴控制线。2.在拆除时应清楚各连接线接口的作用，以防安装时连接错误。一般数控装置在接口处都标有接口名称，这样拆除时应对连接线作标记，使之一一对应。3.打开数控装置后盖后，拆装内部接线时应注意作好记录，先标记后拆除，不要盲目一齐拔下，等到安装时再一一寻找对应，那样装配就很困难。因为其内部连接线都是带状线，外观都一样，只是接头线数目不同，很难区别。第四页，共68页。4.注意在拆除内部接线时要先看数控装置的电气原理图（如果有实际接线图更好），熟悉每个接口的作用后再动手。5.注意拆除时由外到内，安装时由内到外的顺序。6.注意拆卸时拆下的各个元气件要在安装时全部用上。7.注意安装时，每连接完成一部分，都要进行性能测试，以防止出现安装错误时，能及时查找原因并修改系统。第五页，共68页。6.1.1.2伺服系统模块拆装注意事项

1.由于大部分检测元件为光电元件，在拆装时注意用力，轻取轻放，防止损坏。2.由于反馈测量装置的连线接头多，在拆装时应注意标记输入输出信号线及电源线、接地线等，以防止在安装时接错。3.拆装伺服驱动装置应注意区别驱动装置的类型。对步进电机应注意反向间隙的调整，对直流伺服电机应注意其换向电刷的磨损情况等。4.重新安装后要进行精度测试。因为伺服系统决定着数控机床的精度。5.注意一般不要擅自拆开驱动装置的内部，以免影响元气件本身的精度。第六页，共68页。6.1.1.3主传动系统模块拆装注意事项

1.带有主轴箱的齿轮副变速方式应用于经济型数控机床。拆装时应注意各元件的拆装顺序及拆装的步骤，特别应注意保护支持主轴的前后两轴承的精度，要使用专用工具拆装，不要用机械力强行拆卸。2.在拆卸前应注意认真学习主轴的变速原理图，分清是哪种方式的变速方式。3.拆卸变频调速的传动方式，应注意变频电机的各接线柱的作用及连接线的颜色，要在拆卸前作好标记，以防在安装时接错。4.在重新安装后要对主轴的回转精度进行测试，使其达到拆卸前的精度。5.在安装后要对主轴与工作台的平行度及垂直度进行测试，使其达到拆卸前的精度，不能超差。第七页，共68页。6.1.1.4进给系统模块拆装注意事项进给系统模块主要是指数控机床的执行部件—数控工作台。它包括底座、导轨、滚珠丝杠螺母副、电机座、丝杠支承机构、拖板、行程开关、防护罩等部件。在拆装时应注意如下几个方面：1.导轨、滚珠丝杠、丝杠支承等都是高精度部件，在拆装时应注意不要损伤，以防降低部件本身的精度。2.因滚珠丝杠是高精度传动元件，在拆卸安装前应垂直吊放，以防平放因其本身重力作用发生弯曲变形，影响其传动精度。第八页，共68页。3.拆卸拖板时应测量拖板移动的直线度、平行度误差及拖板平面与底座平面的平行度误差。作为装配时的精度依据。4.拆装时应注意测量滚珠丝杠与导轨的平行度，如果支承轴承没有损坏可以不取下。5.拆装时应注意检查行程开关的好坏，特别注意弹簧是否损坏。6.拆装时应注意各个部件之间的拆卸和安装顺序，如果不熟悉最好在拆卸时作好记录，以防安装错误而出现重装。7.重新装配完成后，要对工作台的各项精度指标进行一一测试，使其保持拆卸前的精度水平。第九页，共68页。6.1.1.5自动换刀装置模块拆装注意事项在拆装时应注意如下问题：1.拆装回转刀架时，要注意分析它的各个部件的作用及功能是怎样实现的。2.在拆装时应注意拆装顺序及拆装工具的正确使用。3.现代数控机床所用的回转刀架都是标准可通用的部件，拆装时最好能找到它的装配说明书。第十页，共68页。4.在拆装时应注意检查刀架的分度元件和位置元件的精度，它们是刀具转位可靠性的主要保证。5.重新安装后应检测其动作过程，出现损坏及动作不到位或过位都是不允许的，如有这种情况，应查明原因排除故障。6.拆装自动换刀系统时，应注意换刀系统机械手完成的抓刀、拔刀、交换装刀、复位等动作，着重分析它的锁紧机构的工作原理和定位行程开关的安装位置。7.在拆装时应注意分析系统就近选刀的工作原理和刀库机械原点设置的作用。第十一页，共68页。6.1.1.6辅助控制装置模块拆装注意事项在拆装时应注意如下方面：1.拆装液压、气动系统时应注意各连接处的密封性及一些过滤元件的清洗和清洁。2.拆装时应注意液压泵与电动机之间的同轴度误差。3.拆装各阀体时，应注意拆装顺序及各弹簧的具体安装位置，以防安装时找不着位置。4.拆装气动系统时应注意检查汽缸活塞杆与端面之间是否漏气，活塞、管接头、配管等是否有损伤。第十二页，共68页。5.在装配气动系统后，应进行打压力实验，检查压力表读数是否在规定的范围内，检查安全阀在调定压力下是否起作用，压力继电器是否动作可靠。6.拆装润滑系统装置时应注意分清是哪种形式的润滑系统（按润滑元件分为阻尼式润滑系统、递进式润滑系统、容积式润滑系统），因不同的润滑系统的润滑元件不能互换。7.拆卸时应注意各润滑元件的位置，以防装配时出现错误。8.拆装自动排屑装置时应注意排屑器的位置及排屑器的类型，并注意各元件的拆装顺序及位置，各个元件在排屑器中所起的作用。第十三页，共68页。6.1.2数控车床拆装实训数控车床是能自动加工完成以回转类零件（轴类、盘类）为主的一类数控机床，是数控机床中通用性最强、数量最多的机床。从它的总体结构看，没有脱离普通卧式车床的结构形式（立式数控车床与立式车床相似）。主要由主轴箱、刀架进给系统、床身及液压、冷却、润滑系统组成。只是数控车床的进给系统由普通车床的进给运动路线：电机—皮带—交换齿轮—进给箱—光杠或丝杠—溜板箱—刀架，实现纵向或横向进给运动，变为由伺服电动机带动滚珠丝杠螺母副直接拖动滑板和刀架，实现纵向（Z向）和横向（X向）的进给运动。另外，刀架也由原来的普通手动转位刀架变为自动转位刀架，由刀架回转电动机带动。所有的这些在普通车床上由人工实现的操作变为由数控系统的零件指令控制，如图6-1所示。第十四页，共68页。图6-1数控车床结构示意图

第十五页，共68页。

由以上的对比知道，数控车床在机械结构上与相应的普通车床相似，并且结构相对更简单，传动路线更短，所用元件少。除去外加数控系统一部分外在拆装数控车床时，拆装步骤与要求和拆装普通车床相似。所谓拆装，包括拆卸和安装两部分；先拆卸后安装，然后进行功能调试，恢复数控车床的使用功能。具体步骤如下：第十六页，共68页。6.1.2.1按功能模块分离部件

1.拆卸前的准备工作。在进行数控车床拆卸前首先要准备好相应的拆卸工具（包括一些常用工具和专用工具）和测量仪表。然后关掉动力电源电闸，拆除进入电源的三相交流电。2.按数控车床各部件的作用把它分成几大部分（数控装置部分、主传动部分、进给系统部分、支承部分、电气控制部分、液压系统部分）。①顺序是先用相应的工具把数控装置从数控车床上拆下，主要是与各部分的连线拆卸，要找到数控装置与各部分的接点，用螺丝刀拧松锁紧螺钉，轻轻拔出，不要强行拆卸，以免造成插头部分的损坏，安装后不能正常工作。第十七页，共68页。②主传动部分的分离。对于常用的经济型数控车床来说，这与普通车床结构一样，就是为了切削螺纹，增加了一个主轴脉冲发生器（光电编码器）。拆下编码器接线后（包括3根进线，3根出线和1公共零线，要进行标记进线和出线标号），把皮带拆下，拆下前端主轴附件三爪卡盘，打开主轴箱盖，放掉润滑油，拆开油管接头，然后把整个主轴箱与支承部分的连接螺栓拧开，使其与数控车床整个床身部分分离（需要吊离或多人合作）。③进给部分的分离。拆除纵向（Z轴）进给与床身的连接，卸下Z轴电机与滚珠丝扛，拆卸下电动回转刀架，卸下小拖板与横向（X向）进给电机和滚珠丝杠螺母副。第十八页，共68页。④电气控制部分的分离。接线排从与数控车床所有动力部分和检测部分的连线拆除。如果没有连接原理图，这时需要标记各接线位置，而且一定要准确。如果有连接原理图，需要把各连线进行编号，然后松开电路板与床身连接的螺栓，把整个电路接线板与床身分离。有的数控车床外加电气控制柜，只要把各连线拆开后就使电气部分与机床分离了。⑤液压部分的分离。拆除各部分的液压管接头，把液压泵与液压泵电机从车床床身中取出。液压泵与液压泵电机一般为一体的，有的机床分为冷却部分、润滑部分、控制部分几个方面，要按照步骤一一拆除。⑥支承部分的分离。其它部分全部分离后，剩下的就是数控车床的支承部分，主要有床身与导轨。第十九页，共68页。6.1.2.2数控车床具体部件的拆卸1.数控装置的拆卸打开数控装置的后盖，对照接线原理图把CPU与各接口的连线拔下，因内部各部分连接线全是插接式的，拆卸时一定要对照原理图，熟悉各连线的作用。另外一般不要拆除和碰坏电路板上的元件，防止系统内部出现故障。

2.主传动部分的拆卸把卸下的主轴箱放到光线好的地方用专用工具（拉马）卸下皮带轮和离合器轴，拆除其它传动齿轮，最后卸下机床主轴。拆除的各零件要有规律的放置在一干静的地方。另外各部件包含的小零件再一一拆除（如离合器有内外摩擦片、调整螺母、锁紧拉杆、羊角形摆块等，要一一按顺序拆除标记和离合器放在一起）。第二十页，共68页。

3.进给系统部件的拆卸进给系统是数控车床最容易出问题的地方，也是维修中拆卸最多的部分，因为数控机床的精度主要取决于进给系统。拆开Z轴方向滚珠丝杠与伺服电机的联轴器，打开电机的反向消隙装置，使滚珠丝杠螺母副的丝杠、螺母、滚珠分离，放入有机油的容器中。滚珠丝杠垂直吊起，不要平放。把回转刀架电动机与刀架蜗杆的联轴器松开。拆下回转电机，把刀架的转位、定位和夹紧部分分离，放在一起方便安装。再卸下拖板和X轴电动机与滚珠丝杠螺母副，放在一起。第二十一页，共68页。

4.电气控制部分部件的拆卸主要是根据电气原理图对一些变压器、继电器等的接线拆除，以便熟悉数控车床的电气工作原理，各接触器、继电器的作用。为以后的电气维修打下良好的基础。

5.其它部件的拆装

如液压系统、机床附件（三爪卡盘）等，以相应的系统和部件装配图为指导，按顺序把各零件分离出来。如把液压泵电机与液压泵的连接部分分开，分离出液压泵电机。拔下液压管，分离出液压泵，打开紧固螺母，内部为两齿轮，一接主动轴，一接从动轴，按顺序放置在干净的地方。如三爪卡盘拧开内六角螺钉后，里面为锥齿轮传动，形成同时向内或向外运动，有自动定心功能。第二十二页，共68页。6.1.2.3数控车床的装配把分离的部件分组后，各小组在各自的工作岗位上对部件按拆卸的相反顺序进行装配。在装配过程中，如果需要清洗的零件要首先进行清洗，有功能要求的零件要首先进行测试，满足要求后再装配，避免重复工作。有精度要求的零件如果有损伤或精度不能满足要求时，要首先进行精度修复（导轨的刮研、滚珠丝杠的修磨、滚珠的更换等），再进行装配。具体过程为：第二十三页，共68页。1.把拆下的各部件进行检测后，把准备连接的零件准备好，同时把连接工具和连接的螺栓螺母准备好。动手把零件组装成部件，即前面所说的各个部分，然后再把各部件组装成整机。如把主传动系统装到床身上，电气柜连接到机床上，刀架、拖板、滚珠丝杠、电机等装到车床的相应的部位。组装时要注意连接面的清洁光整，特别对于有相对运动的零件表面。并使原来的定位元件（如定位销、定位块等）对号入座，避免漏装定位元件，以免影响车床部件的定位精度。使各部件的安装位置恢复到机床拆卸前的状态，以利于精度的调试。第二十四页，共68页。2.部件组装完成后，进行电缆、油管和气管的连接。按照机床的电气原理图、液压管路图、气动管路图及在拆卸前所做的标记，把有关的电缆和管路一一接好。在连接过程中，要特别注意管道的清洁、可靠性接触及密封。对电缆接头一定要紧固锁紧螺钉，油管气管连接中要特别注意防止异物从接头中进入管路。每个接头都要拧紧，防止从接头处渗漏。电缆和油管连接好后，做好各管线的位置固定，避免形成混乱，然后把防护罩安装到相应部位，保证数控车床的外观质量，最后安装各附件（如冷却水箱、排屑器、卡盘等）。至此，数控车床的整个装配完成。第二十五页，共68页。6.1.2.4数控车床的性能检测1.数控车床的通电试车将重新装配好的数控车床按照说明书的要求，给车床的润滑油箱、润滑点灌注规定的润滑油，擦净各相互运动面的赃物，涂上干净的润滑油。清洗液压油管、油池及过滤器。准备工作都做好后按以下步骤进行：①接通输入电源，用相序表检查相序是否合乎要求，不合乎要求及时倒换相序。如果没有相序表，可先给冷却泵电机单独通电检查电机方向是否合乎要求，不合乎要求及时倒换相序（方法是把三相电源线的任意两根交换）。第二十六页，共68页。

②然后对各部件逐一通电试验，再进行总供电试验。这样虽然耗费时间长，但比较安全可靠。各环节输入输出信号是否正常，各电路板指示灯是否正常，同时做好按压急停按扭的准备，防止伺服电机的反馈信号线接反而产生飞车。③向数控车床其它各部分供电，检查电机的旋转方向、液压系统是否正常工作，各管接头是否有渗漏，压力是否正常，有无异常噪声等，如发现异常及时查明原因采取措施。第二十七页，共68页。

2.数控车床装配后的精度检测精度是数控车床的最重要性能指标，在拆装后能否达到原来的使用要求，是机床装配后要进行检测的主要内容。包括：①数控车床几何精度的检测。主要检测机床各关键零部件经拆装后的几何形状误差，如工作台的平面度、导轨的直线度、平行度、Z轴X轴移动时对工作台面的平行度、主轴回转轴线与导轨的平行度等，这些精度指标要达到数控车床说明书上的精度要求。第二十八页，共68页。②数控车床的定位精度检测。数控车床的定位精度是指机床运动部件在数控装置的控制下，所能达到的位置精度。主要包括：Z轴、X轴直线运动精度，直线运动重复定位精度，直线运动轴机械原点的返回精度，直线运动失动量的测定等，要达到数控车床的加工精度指标。③数控车床切削精度的检测。是对数控车床的几何精度和定位精度在切削条件下的综合检测。主要是关于车床的主轴回转精度和X轴、Z轴低速走刀平稳性的检测，要求无振动，不爬行。至此，一台数控车床拆装检测完成，可以正常工作了。第二十九页，共68页。6.1.3数控铣床拆装实训数控铣床在结构上与数控车床有所不同，数控车床工件安装在主轴上回转，刀具安装在刀架拖板上作X向、Z向移动，与工件的回转运动形成相对运动，进行工件的形状切削。而数控铣床工件安装在工作台上作X向、Y向移动，刀具安装在主轴上作回转运动和上下移动，形成对工件的相对运动来对工件进行加工。它是一类三坐标联动机床，能加工具有复杂面的工件。所以在结构上较数控车床复杂。对数控铣床进行拆装实训时，也比数控车床麻烦。但拆装的原理与步骤是一样的，都是进行功能模块化分离，然后再把各个部件分解拆卸、组装，再组成整机，进行检测调试，进行零件试加工，完成整个的拆装过程。只是在各功能模块上结构复杂一些。下面就数控铣床与数控车床不同的地方重点介绍一下拆装的步骤：第三十页，共68页。6.1.3.1数控铣床主传动系统的拆装数控铣床主传动系统的作用是带动刀具（铣刀）回转和上下移动，由主轴伺服电机和进给伺服电机及垂直放置的滚珠丝杠螺母副带动。为使刀具有准确稳定的定位，防止因自重而下滑，还有滚珠丝杠螺母副的制动装置。拆装时首先把上下进给运动的伺服电机及滚珠丝杠螺母副卸下。然后再把主轴传动装置及主轴电机一起卸下，再进行内部拆装。与数控车床的主轴箱拆装一样，只是齿轮副少，有的没有齿轮传动，电动机通过联轴器直接带动主轴。现在的高速铣床用电主轴（电动机装在主轴里面）部件，拆装更容易，如图6-2所示。第三十一页，共68页。图6-2电主轴结构示意图

第三十二页，共68页。

把拆卸后的部件再组装在一起后，按照拆卸的相反顺序先把进给电机与滚珠丝杠螺母副装到铣床床身的相应部位，然后把组装好的主轴部件与滚珠丝杠和导轨连在一起，与制动装置配合好。进行动作和性能的检测，与检测数控车床的方法相同。第三十三页，共68页。6.1.3.2数控铣床工作台的拆装数控铣床工作台是数控铣床的一个重要进给运动部件，它执行数控铣床X轴和Y轴两方向的进给运动，其结构如图6-3所示。拆装时应遵循如下步骤：1.拆下工作台与导轨滑块、螺母、支座的定位销和连接螺钉，取下工作台。2.检查工作台上导轨滑块的接触面、螺母支座的接触面与工作台面的平行度，并记录下数据。3.检查导轨与滚珠丝杠的平行度，并记录下数据。第三十四页，共68页。图6-3数控工作台电主轴结构示意图1—滑座2—十字滑台3—工作台4—底座5—滚珠螺母6—丝杠7—电机座8—主动轮9—从动轮10—同步齿形带11—左托架12—联轴器13—轴承14—右托架第三十五页，共68页。4.卸下滚珠丝杠支架与底座连接的定位销和螺钉，取下滚珠丝杠螺母副，松开联轴器，卸下驱动电动机。5.检查底座上滚珠丝杠支架的接触面与导轨的平行度。6.卸下滚动导轨与底座连接的定位销和螺钉，取下滚动导轨，检查底座上滚动导轨的安装面的平行度和导向面的直线度。并记录数据。7.清洗所有拆卸下的零部件，按拆卸的相反顺序进行组装。8.在底座上安装滚动导轨并检查安装精度，应使其达到拆卸前的精度要求。第三十六页，共68页。9.将滚珠丝杠螺母副安装在底座上并检查丝杠与导轨的平行度，应使其达到拆卸前的精度要求，然后把驱动电动机安装到丝杠上，紧固联轴器。10.将工作台安装到导轨滑块上，再将丝杠螺母座连接到工作台上，紧固联轴器。11.全部安装完毕后，进行性能检测。包括几何精度、运动精度、定位精度等方面的检测。另外，有的数控铣床工作台在下面还有分度回转装置，对工件进行分度。拆装时应注意分度装置的结构和工作原理。第三十七页，共68页。6.2数控机床典型故障的诊断与排除实训

6.2.1数控车床典型故障的诊断与排除实训

6.2.1.1数控车床CNC装置典型故障的诊断与排除

1.电源模块通/断控制故障一配有FANUC0T系统的数控车床，开机工作时系统电源无法接通。分析检查故障现象：经检查发现车床电源单元的发光二极管PIL不亮，检查电源单元的熔断器F1，发现已熔断。对照车床电源模块原理图，如6-4图所示。第三十八页，共68页。图6-4AI电源模块主回路原理图第三十九页，共68页。

用万用电表逐一测量电源模块内部线路与PIL相关的元气件C2、D1、Q1等，未发现异常。通电测量输入单元的辅助控制电源A24端子上的DC24V电压正常，只有F的输出端与A01间不通，初步判定电源单元无故障，故障原因为F1熔断器熔断故障。排除方法：更换系统要求的备件F1,故障排除，电源正常接通。第四十页，共68页。

2.急停报警故障

一配有FANUCOT系统的数控车床，开机后出现“NOTREADY”显示，在按下“液压起动”的按钮后液压电动机无法工作。“NOTREADY”报警信号不消除。分析检查故障现象：如果机床正常工作，应该在按下“液压起动按钮后，CNC的“NOTREADY”报警信号自动消失，CNC进入正常工作状态。故障现象为急停报警信号不消除，即急停输入无信号。对照机床电气原理图发现，机床的“急停”输入（X21.4）为急停开关、X/Z轴“超程保护”开关、液压电动机过载保护自动开关、伺服电源过载保护自动开关等这几个开关的常闭触点的串联。一一用万用电表检查这些开关，发现只有液压电动机过载保护的自动开关不通，又测试液压电动机、液压系统均无故障。第四十一页，共68页。故障原因与排除：卸下空气开关检查，发现已损坏，更换相应型号的新的自动开关，合闸后，机床正常工作，未发生跳闸现象。对于维修人员来说，在发生“急停”故障（或“NOTYEADY”）时，应该首先从以下几个地方进行检查。①

操作面板上的“急停”按钮生效。②

工作台的超程极限保护生效。③

伺服驱动主轴驱动器、液压电动机等主要工作电动机及主回路的过载保护。④

24V控制电源等主要部分的故障。查出故障原因，确保故障排除后再起动机床。第四十二页，共68页。

3.手动操作类故障一配有FANUCOT系统的数控车床，在手动（JOG）操作时，出现按下“+Z”键机床不动作，而其它方向手动动作均正常。分析检查故障现象：因为“-Z”方向及“+X”、“-X”方向坐标轴均能正常运动，可以确定数控系统、驱动器均正常。则+Z方向不运动的可能原因有：①+Z到达软件或硬件极限。②在伺服驱动器上加入了正向运动限制信号。

③+Z方向键开关损坏。④与Z有关的参数设定错误。第四十三页，共68页。一一分析可能性，如果+Z方向到达软件或硬件极限，则系统应有报警显示；若在伺服驱动器上加入了正向运动限制信号，则其它方式下+Z方向亦不能运动，用手轮摇动时+Z方向机床运动正常；如Z有关的参数设定错误，则-Z方向亦不能运动；则初定故障为+Z方向键开关处。故障原因与排除：对+Z方向键检查发现，无论按下还是松开，都无信号输出，确定故障为+Z方向键损坏，更换一新的方向键后，机床恢复正常。第四十四页，共68页。6.2.1.2数控车床驱动系统典型故障的诊断与排除1.加工过程中出现过热报警故障一配有FANUCOTMATE系统的数控车床，加工过程中，经常出现X轴伺服电动机过热报警。分析检查故障现象：用手触摸X轴伺服电动机外壳很热，存在温度过高过热现象，用万用表测量伺服电动机空载工作电流，发现超出其额定值很多，测量各电枢绕组的电阻，发现A相对地局部短路。第四十五页，共68页。故障原因与排除：初步判断为电动机的原因。当用工具拆开电动机检查发现，由于电机密封不好，致使在加工时冷却液进入电动机造成A相绕组对地局部短路，把内部冷却液清理干净，装上开机试验，机床工作正常，故障排除。机床过热报警是比较常见的一种现象，特别是在炎热的夏季，通风不畅、排气扇阻塞等。要根据具体情况具体分析，尽快找到原因，排除故障。第四十六页，共68页。

2.加工工件尺寸出现无规律变化的故障诊断与排除某一配有FANUCOT系统的数控车床，在加工过程中，被加工零件的Z轴尺寸逐渐变小，而且变化量与机床的切削力有关，当切削力增加时，变化量也随之增大。分析检查故障现象：由故障现象分析产生故障原因，应该在伺服电动机与滚珠丝杠之间的机械连接上。由于本机床采用的是联轴器直接联结的结构形式，当伺服电动机与滚珠丝杠之间的弹性联轴器未能锁紧时，丝杠与电动机之间产生相对位移，造成Z轴进给尺寸逐渐变小。第四十七页，共68页。

故障排除措施：解决的方法是压紧联轴器间的锥形套，增加摩擦力。如果联轴器与丝杠电动机之间配合不良，依靠联轴器本身的锁紧螺钉不能保证锁紧时，常用的办法是把每组锥形套中的一个开一条小缝，以增加锥形弹性套的收缩量。这样可以解决联轴器与丝杠电动机之间配合不良引起的松动。如果还不能解决问题，则需要更换新的锥形弹性套。第四十八页，共68页。6.2.1.3数控车床主轴驱动系统典型故障的诊断与排除1.驱动器出现报警“A”的故障维修某一

配有FANUCOT系统的数控车床，开机后，系统处在“急停”状态，显示“NOTREADY”，操作面板上的主轴报警指示灯亮。分析检查故障现象：根据故障提示，检查机床交流主轴驱动器，发现驱动器显示为“A”，查报警表可知，驱动器报警的含义是“驱动器软件出错”。故障原因与排除措施：对于“驱动器软件出错”的故障，在驱动器受到外部偶然干扰时较容易出现。解决的方法是对驱动器进行重新初始化处理。初始化操作如下：第四十九页，共68页。①切断驱动器电源，将设定端S1置TEST。②接通驱动器电源。③同时按住“MODE”、“UP”、“DOWN”、“DATASET”4个键，并保持1s以上。④当显示器由全暗变为“FFFFF”后松开全部键。⑤同时按住“MODE”、“UP”键，使参数显示Fc-22。⑥按住“DATASET”键并保持1s以上，显示器显示“GOOD”标准参数写入完成。⑦切断驱动器电源，将设定端S1重新置“

DRIVE”。通过以上操作，驱动器恢复正常，报警消失，机床恢复正常工作。第五十页，共68页。

2.主轴高速出现异常振动的故障维修有一台配有FANUCOTA2系统的数控车床，当主轴高速（3000r/min）以上旋转时，机床出现异常振动。分析检查故障现象：数控机床的振动与机械系统的设计、安装、调整以及机械系统的固有频率、主轴驱动系统的固有频率有关，其原因比较复杂。由于此故障出现前交流主轴驱动系统工作正常，可以在高速下旋转，且主轴在超过3000r/min时，在任意转速下振动均存在，可以判定与机械共振无关。检查机床机械传动系统的安装与连接，未发现异常，且在脱开主轴电动机与机床主轴的连接后，从控制面板上观察主轴转速转矩，发现其值有较大变化。第五十一页，共68页。

故障原因与排除措施：由以上现象和检查情况，可初步判定故障出在主轴驱动系统的电气部分。经仔细检查机床的主轴驱动系统连接，最终发现该机床的主轴驱动器的接地线连接不良，将接地线重新连接后，机床恢复正常工作。由以上两例可知，有时数控机床的故障并不是很大，只要能尽快诊断出故障的原因和部位，维修是比较简单的。第五十二页，共68页。6.2.1.4数控车床机械部件的故障诊断与排除1.行程终端产生明显的机械振动故障的诊断与排除某一数控车床工作台X轴方向位移接近行程终端过程中，产生明显的机械振动故障，但系统没有报警显示。分析检查故障现象：因故障发生时系统不报警，但故障很明显，通过交换法检查，确定故障部位在X轴伺服电动机与丝杠传动链一侧。为检查是否为电动机故障，把X轴与Z轴伺服电动机交换连接，发现还是有以上故障，排除伺服电动机的原因，初步判定故障部位在机械传动部分。脱开弹性联轴器，用扳手转动滚珠丝杠进行检查，通过手感检查发现，工作台X轴方向接近行程终端时，感到阻力明显增加。故障原因与排除措施：拆下工作台检查，发现滚珠丝杠与导轨不平行，所以摩擦阻力增大。经认真修整，重新安装，使滚珠丝杠与导轨平行，开机试验，上述故障消失。第五十三页，共68页。

2.加工中不能换刀的故障诊断与排除有一SIEMENS802S数控系统的CJK6136数控车床，在加工过程中出现不能换刀的故障。分析检查故障现象：通过故障分析，可能是①用来控制刀架电动机的正反转信号的输出端接口X2005、接口Q0.4和Q0.5出现问题。②刀架的发信盘是否发出相应的刀位信号，并传送到802S数控系统的X2003口的相应端。③刀架的机械传动部分有问题。检查机床发现，进行换刀时，刀架电动机转，发信盘信号正常，但刀架不转。故障原因与排除措施：由以上检查初步判断是刀架的机械传动部分存在问题。拆开数控机床的刀架进行检查，发现蜗轮上的连接键脱落，经修复后换刀正常，故障排除。第五十四页，共68页。6.2.1.5数控车床辅助装置的故障诊断与排除数控车床排屑器出现故障的诊断与排除。有一台数控车床排屑器不转。此机床的排屑器正向不运动，反向运动正常。分析检查故障现象：根据故障现象说明，排屑器电动机没有问题。排屑器电气控制原理图如图6-5所示。第五十五页，共68页。图6—5排屑器电气控制原理图

第五十六页，共68页。检查控制排屑器电动机正转的K5在正转按钮按下时，发现没有吸合，根据机床的工作原理，排屑器正转是通过PLC输出Q2.1控制正转的，通过机床的DIAGNOSIS功能检查Q2.1的状态，当正转按钮按下，其状态由“0”变为“1”，系统没有问题。K1、K2继电器闭合，但K5线圈无电压；进一步发现K1的触点上没有电压，初步判定为PLC输出端子有问题。故障原因与排除措施：检查PLC输出端子板发现，PLC接口板到端子板的电缆插头有些松动，测量端子板上Q2.1的电压为“0”，把电缆接头重新插接好后，开机测试，排屑器正常工作，故障排除。第五十七页，共68页。6.2.2数控铣床典型故障的诊断与排除实训6.2.2.1数控铣床CNC装置故障的诊断与排除1.一国产XK5032数控立铣床，通电后出现CRT无显示故障分析检查故障现象：该机床装有FANUC—0MD数控系统，从数控系统结构分析，CRT显示电路除视放外，均安装于机床按钮的吊柜中，检查时，首先检查CRT高压电路、行输出电路、场输出电路及I/O接口，均未发现异常。并且整个数控机床除CRT不显示外，各种加工程序和动作均正常。从以上检查分析，该故障可能发生在数控系统内部。故障原因与排除措施：用万用电表检查发现PC—Ⅱ模块上CRT视放电路无输出电压，判定为PC—Ⅱ模块内部故障。用相同型号的PC—Ⅱ模块替换后，故障排除，CRT恢复显示。第五十八页，共68页。

2.参考点发生整螺距偏移的故障维修有一台装有FANUC0M数控系统的数控铣床，在批量加工零件时，有时加工的零件出现批量报废。分析检查故障现象：对报废工件进行测量，发现零件的全部尺寸相对位置都正确，但X轴的全部坐标值都整整相差了8mm，即X轴尺寸发生整螺距偏移（该轴丝杠螺距为8mm）。第五十九页，共68页。

故障原因与排除措施：发生此类故障的原因可能是由于参考点位置偏移引起的，对于大部分系统，参考点一般设定于参考点减速挡铁放开后的第一个编程器的“零脉冲”上，若参考点减速挡铁放开时刻，编码器恰巧在零脉冲附近，由于减速开关动作的随机性误差，可以使参考点位置发生1个整螺距的偏移。此故障在使用小螺距滚珠丝杠的场合特别容易发生，对此故障，只要重新调整参考点减速挡铁位置，使得挡块放开点与“零脉冲”位置相差在半个螺距左右，机床即可恢复正常工作。对本机床采用以上调整，开机试验，机床恢复正常，全部零件加工正确。第六十页，共68页。6.2.2.2数控铣床伺服驱动系统故障的诊断与排除

1.伺服驱动器（611u）偶尔出现B507、B508报警的故障诊断与排除某一配有SIEMENS802D系统的数控铣床，开机时不定期出现伺服驱动器（611u）报警信号B507、B508。机床停机后重新起动，通常可以恢复正常工作。第六十一页，共68页。分析检查故障现象：611u伺服驱动器报警信号B507、B508的含义是：B507是电动机转子位置检测错误，B508是脉冲编码器“零位”信号出错。两个报警都与编码器检测信号有关，一般情况下是属于编码器不好，应更换编码器。但是又分析发现，此机床在重新起动系统后，伺服故障能自动清除，而且只要起动完成，机床可长时间正常工作。故认为真正原因非编码器存在故障，又观察发现，该机床的伺服驱动器在开机通电后，状态可以自动进入RUN状态，证明编码器无故障。检查故障发生过程发现，故障都是在驱动器“驱动使能”信号加入的瞬间发生，若无此故障，机床可以正常起动并工作。第六十二页，共68页。故障原因与排除措施：初步断定可能是伺服系统电动机励磁加入的瞬间干扰引起的，进一步检查发现，该机床的第四轴（数控回转工作台）电动