数控机床故障诊断与维修基本概念

第一 数控机床故障诊断与维修基本概1－11、数控技术---2、计算机数控---3、加工中心---MC（1，输入/2、NC、CNC、SV、PLCSV---伺服驱动（ServoDrive）JIS标准规定的术语，它是“以物体位置、方向、状态等作为控制量，追踪目标值的任意变化的控制机构”。作用：一是使坐标轴按照数控装置给定的速度运行；二是使坐标轴按 1输入/输出装置、数控装置、伺服驱动和反馈装置、辅助控制装置以及机床本体。2轴分配的脉冲运动。由此可见：1只要数控机床的最小移动量（脉冲当量）足够小，所用的拟合折线就可以等效代替理论曲线；2只要改变坐标轴的脉冲分配方式，即可改变拟合折线的形状，从而达到改变加工轨迹的目的；3只要改变分配脉冲的频率，即可改变坐标轴（刀具）的运动速度。GSK980T4台、FANUC2台、SIEMENS111台、加工中1台、GSK980TD4套。1-2数控机床的故障类型与主要故障1☆三漏”现象发生可减少主机部分故障。2）电气控制系统故障---“弱电”、“强电”“弱电”指控制系统中以电子元器件、集成电路为主CNC、PLC、DICRT以及伺服驱动单元、输入/“强电”机、电磁铁、行程开关等电气元器件及其所组成的控制回路。发生几率要大于“弱电”23A、指示灯显示报警---指通过控制系统各单元上的状态指示灯（LED或小型指示灯组成显示报警；4险的情况下方可通电，通电后再观察系统有何异常，CRT显示的报警内容是什么等。CNC部分，而是要对机床强电、机械、液压、气动等方面都作详细的直观法。这是一种最基本、最简单的方法。维修人员通过对故障发生时产生的各种光、声、味等异常现象的观察、检查，可将故障缩小到某个模块，甚至一块印制电路板但是．它要求维修人员具有丰富的实践经验．以及综合判断能力。CNCCPU板时，通常还要对系统进行某些特定的操作，如存储器的初始化操作等通过测量比较法，有时还可以纠正他人在印制电路板上的调整、设定不当而造成的“故障”RCCNC伺服电动机的三相电枢线采用屏蔽线（SIEMENS驱动常用）20cm。四、CNC的故障自诊断1、开机自诊断---数控系统通电时，由系统内部诊断程序自动执行诊断，它类似于计算机的开机自诊断；对RAM、ROMLSI等进行诊断。9---CPU6---BAC（总线随机控制）芯片进行初始化；此时，若显示变为ACRT之间的传输出cJPLC或接口转换电路不良等等；5---MDI4---CRT3---CRTLPLC的控制软件存在问0，表示系统未能通过初始化，控制软件存在问题；2---1---EROMCNC控制软件有故障；2、在线控制---CNC内部程序监控与通过外部设备监控；数控系统内部程序监控包括：接口信号显示---CNCPLC、CNCA、造成循环指令（加工程序）CNC系统是否处于“到位检查”中；是否处于“螺纹切削时，是否处于等待“1转信号”0%，等等；C、TH报警状态显示；它可以显示出报警时的纸带错误孔的位置；3）故障信息显示---一般以“报警显示”CRT上进行显示；3、脱机测试---1234

第二 数控机床的维修与管56712、数控系统的操作、编程说明书（或使用手册3、PLC4567、PLC891电阻：200~200M欧，2000.1欧电容：2nF~20nF，2nF1PF10~100MHZ的双通道示波器；用于测量三相电源的相序；5）2电烙铁---30W吸锡铁---旋具类---钳类工具---扳手类---其它---32－2121）3MDI41系统的工件坐标系位置，“零点偏移量”2、机床运转情况检查（略第三 数控机床机械故障诊3－11/3；双推-双推-双推-三、静压蜗杆-

例1、FANUC 0M系统数控铣床，Y轴移动中的位置偏差量大于设定值而报警；2Z轴方向加工尺寸不稳定，尺寸超差无规则，不报警；分析：Z6只紧定螺钉都出现松动；3Y轴方向的实际尺寸与程序编制的理论数据存在不规则的偏差；YY轴方将一个千分表座吸在横梁上，表头找正主轴Y运动的负方向，并使表头压缩到μm左右，然后把表头复位到零； 将机床操作面板上的工作方式开关置于增量方式（INC）的“×10”档，轴选择开关置于Y轴档，按负方向进给键观察千分表读数的变化理论上应该每按一下千分表读数增加10经测量Y轴正负方向的增量运动都存在不规则的偏差； 找一粒滚珠置于滚珠丝杠的端部中心，用千分表的表头顶住滚珠，将机床操作面板上的工作方式开关置于手动方式按正负方向的进给键主轴箱沿Y轴正负方向连续运动，观察千分表读数无明显变化，故排除滚珠丝杠轴向窜动的可能； 检查与Y轴伺服电动机和滚动丝杠联接的同步齿形带轮发现与伺服电动机转子轴连接的带轮锥套有松动使得进给传动与伺服电动机驱动不同步由于在运动中松动是不规则的，从而造成位置偏差的不规则，最终使零件加工尺寸出现不规则的偏差例4、TH6380卧式加工中心，启动液压后，手动运行Y轴时，液压自动中断，CRT显示报警，驱动失效，其它轴正常；轴承---YY轴丝杠，发现丝杠上下窜动；拆开滚珠丝121、X0.03mm的塞尺不得塞入,然后锁紧防松螺钉.故障排除。X轴方向移动过3-212345678123、泵体与泵盖的两侧没有加纸垫；泵体与泵盖不垂直密封；旋转时吸入空气：泵体与泵盖间加入纸垫；泵0.005mm456320#20#10～50摄氏度45612350.02mm123411、Y231290%3416MPa以下。1234（2）1230.03/100mm或更换活塞4第三 数控机床的电气故障分4－1DZ5-204－24－34－4（a）RS1A系列瓷插式熔断器；（b）RL1系列螺旋式熔断器（c）2000C～3000C。当发生短路或严重过载时，熔体因温度4－5（a）外形及结构；（b）图4－6接触器的符 图4－7交流接触器的外形及结构示意4－8（a）JZ7型系列中间继电器外形和结构（b）4－9图4－10JS7－A系列时间继电 2触点接触不良——欠压脱扣器不能分断——欠压断路器温升过大（过热报警主触点不恢复弹簧铁心机械锈住或卡断线、线圈额定电压高于电铁心极面有油污、尘埃或气线圈断电而铁心不恢复弹簧脱落或位工作气隙减小导致使用超过主触头不回路电压触头弹簧熔焊、烧结、金属负载侧短频率过高或长期过电磁铁噪触头弹簧铁心机械锈住或卡接线点接铁心短路电磨损、线圈过热过高或过操作频率（RC太小延时时间变长（RC太大也考虑“轴不能启动”图4－11电磁制动控制线 图4－12电磁抱闸的结123423

机床电路的主要故障及成因（略4－416132980T+DA9826140928TC+DF33980T+DA98M、S、T分析：主板（T1，找到相应的引脚端口，刀架正转信号线+24V、TL+，用万用表测量此两脚，看M3，找到对应的引脚+24V，用万用表检测两个脚，看输出是否正常，+24V是一致的，只闸---过流过热就会跳闸）→变压器（输出电压是否正常---0V~110VS、M、T）分析：参数（09号参数高低电平引起的）→电源盒（4个电压：+5V、+12V、-12V、+24V，测量；DF3步进，无功放；换信号线看主板是否有问题→若有相线断开则无功放→电机插头，看是否短路，X轴向易进水（冷却液，工厂出现比较多，可能出现多种报6616i，980T+DA980.1mm1~2mm，或更高，是电气问题；；（拆下电机，作一个记号，编程，G06mX0，Z01000，最大10~20分钟，看是否有事故发生，一般事故都是失步）→主板（换好再试，要把参数先记下：1~20、34、3572、76、78、79、82~85）→驱动（更换。（1）轴不能正转；（3）开机后，M3、M4、M8均无动作。18故障（3）为系统输出+24V断路。

第五 数控伺服系统故障诊5－1所示。其工作过程如下：CNC12比较后产生转速误差信号，这一转速误差经比例3放大后，作为转矩给定指令电压输出。817输出的速度反馈脉冲进行运算。同时，预先存储在微处ROMDA10DA9。DADA励磁强化回路用于控制增加定子电流11处理后，形成定子电流的幅值给定。5－1U、Vsinθ和sin（θ－1200）UV12UVPWM14，变成固定频率的脉宽调制信号，其中，WIU、IV两信号合成产生。PWM15数控机床所采用的伺服进给系统按控制系统的结构可以分为开环控制、闭环控制、半闭环控制以及混合控4种。3CRT或操作面板上显示报警内容或报警信息；二是CRT上当进给运动的负载过大，频繁正、反向运动以及进给传动链润滑状态不良时，均会引起过载报警。一般会CRT上显示伺服电动机过载、过热或过流等报警信息，同时，在强电枢中的进给驱动单元上，用指示灯或数码管提示驱动单元过载、过电流等信息。DC＋24V继电器线圈电压。检查CRTI/OPLC15－22、PWM时仍能稳定工作；电动机损耗、发热小；PWM速度控制系统的系统响应快；动态性能好；127236109，取下编码器；（取编码器的专用工具V、W相（B、C脚）UC1、C2、C4、C8（编码器插头C、P、L、M脚）同时为“1”，使转子位置检测信号和电动机实际位置一致；DA98全数字式系统交流伺服系统1、优点：1）5—125SON（伺服常见报警参数分析（报警处理方法加/增大加减速时111U、V、W2121212、增加加/减速412341220mS121U、V、W212121212451U、V、W1212、增加加/减速412412、增加加/减速31、U、V、W2124位置检测装置故障诊断（略5－41、G-CNC6135GSK-980T/980TD车床，开机运行后，XZ轴，发现在较小范围内，ZZ轴，系统出现伺服报警且电动机发热。11Z轴可以少量移动运动，不久温度迅速上升，Z轴伺服电动机带有制动器，开机后测量制动器的输入电压正常，在系统、驱动器关机的情况下，Z轴，发现制动器已经松开，手动转电动机轴平稳、轻松，证明制ZX轴电动机在机床侧进X、YX轴驱动Z轴伺服电动机连接，ZXX轴，Z2ZX3）ZXZ轴伺服电动机的电缆线连接引起的。3L/M/N端子A/B/C连接端一一对应，相序存在错误；重新连接后，故障消失，Z轴可以正常工作。5个小时后，Z轴出现剧烈振荡，CNC报警，机床Z轴，在所有速度范围内，都发生剧烈振荡。但是，1X、ZFANUC5、10ACFANUC8SAC主轴驱动，机床带液Z轴伺服电动机和滚珠丝杠之Z轴无载荷的情况下，运行加工程序，以区分机械、电气故障。经试验发现：故障仍然存在，CNC、伺服驱动器、伺服电动机等三大部分，为了进一步分清原因，维CNCXZ轴的速度给定和位置反馈互换（CNCM6M8、M7M9互换），即：X轴（Z轴伺服及电动机）Z轴伺服驱动或伺服电动机上。X、ZACPCB板型号和规格相同，为了进一步缩小X轴工作仍然正常，Z轴故障现象不变。AC5－14所示。5－14NFB1为进线断路器，MCC为伺服主接触器，ZNR为进线过电压抑制器。VA～VF为直流整流电路，TA～TFPWM逆变主回路。C1、C2、C3、R1为滤波电路，V1、V2、R2、T1为直流母线电压控制回路。R3为直流母线电流检测电阻，R4、R5为伺服电动机相电流检测电路，R6～R8为伺服电动机能耗制动电阻。VA～VFU1200V时，A、BUAB=1.35×U1=际测量（CN35CN41脚间），VA～VF无故障。V1、V2、T1、R2、R3C、DA、B间的V相。U相的逆变晶体管（TA、TB）V相的逆变晶体管（TC、TD）作互换，但故23V相绝缘电阻在故障时变小，当放置较长时间后，又恢复正常。为此，维修时按以下步骤拆开了伺服电动机（6-15）。6109，取下编码器。注意：由于实际编码器和电动机轴之间是锥度啮合，联接较紧，875－151－电枢线插座2－连接线3－转子4－外壳5－绕组6－后盖联接螺钉7－安装座联接螺钉8－安装座联接螺钉9－编码器固定螺钉10－编码器联接螺钉11－后盖1213－编码器电缆14－编码器电缆线15－编码器插座6-15710，使编码V、W相（B、C脚）U相（A脚）和直流调压器的“+”端相联，V、W和直流调压器的“-”端相联（16a），编码器加入+5V电源（J、N脚间）流不可以太大，只要保证电动机能进行定位即可（3～5A）。C、P、L、M脚）同时为“1”，使转子位置检测信号和电动机实际位置一致。

5－163、GSK980M数控磨床，在自动加工中，CNCALM33报警（Z轴指令速度最大Z轴运动速度，报警仍然出现；进一步测量电动机三例4、某采用FANUC 0T数控系统的数控车床，开机时全部动作正常，伺服进给系统高速运动平稳、低速，Z床无法正常工作。这时，即使关机再起动，只要手动或自动移动Z轴，在所有速度范围内，都发生剧烈震荡。，CRT7FANUC11ME系统的加工中心，在长期使用后，X轴作正向运动时发生振动。例9、配套FANUC PM0系统的数控车床，在加工过程中，不定期的出现“伺服驱动器的准备好信号报警”10FANUC0I系统的立式数控铣床，在加工过程中忽然出现移动过程中位置偏差过大及数字伺11、某数控车床，X轴运动时出现伺服驱动器的“准备好”信号断开报警。例12、某配套FANUC0M二手数控铣床，采用FANUC S系列三轴一体伺服驱动器，