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1、第一章 概述故障：数控系统完全或部分丧失了系统规定的功能。系统故障诊断技术：在系统运行中或基本不拆卸的情况下，即可掌握系统先行状态的信 息， 查明产生故障部位和原因，或预知系统的异常和故障的动向，采取必要的措施和对 策的技术。衡量可靠性常用的标准：1、平均无故障时间（Mean Time Between Failure,MTBF），指可修复产品的相邻两 次故障间，系统能正常工作时间的平均值。MTBF=总工作时间/总故障次数2、平均修复时间（Mean Time To repair,MTTR），指数控系统在寿命范围内，从出 现故障开始维修到能正常工作所用的平均修复时间。MTTR=累计修复时间/维修次
2、数3、有效度 A，指一台可维修的数控机床在某一段时间内，维持其性能的概率。A=MTBF/(MTBF+MTTR) A1 且越接近 1 越好数控机床故障的分类1、从故障起因分类：关联性故障（固有性和随机性）和非关联性故障。2、从故障时间分类：随机故障和有规则故障。3、从故障发生状态分类：突然故障和渐变故障。4、从故障影响程度分类：完全失效故障和部分失效故障。5、从故障的严重程度分类：危险性故障和安全性故障。6、从故障性质分类：软件故障、硬件故障和干扰性故障。机床的精度检验机床的几何精度检测：X、Y、Z 轴的相互垂直度，主轴回转轴线对工作台面的平行度，主轴在 Z 轴方向移动的直线度，主轴轴向及径向圆
3、跳动 X、Y、Z 轴的相互垂直度，主轴回转轴线对工作台面的平行度，主轴在 Z 轴方向移动的直线度，主轴轴向及径向圆跳动机床的定位精度检测：各进给轴直线运动精度，直线重复定位精度，直线运动轴机 械回零点的返回精度，刀架回转精度机床的切削精度检测：单项切削精度检验，综合试件检验检测故障过程中应掌握的原则：1、先外部后内部 2、先机械后电气 3、先静后动 4、先公用后专用 5、先简单后复杂 6、先一般后特殊第二章 数控机床机械结构的故障诊断与维修主轴变速方式：1、无级变速 2、分段无级变速 3、液压拨叉变速机构 4、电磁离合器变 速滚珠丝杠螺母副循环方式：外循环、内循环预紧目的：为了消除丝杠与螺母之
4、间的间隙和施加预紧力，以保证滚珠丝杠反向传 动精度和轴向刚度。预紧方法：1、修配垫片消隙式 2、双螺母消隙式 3、齿差消隙式 4、弹簧自动式支承方式：1、固定-自由：适用于低转速、中精度、短轴向丝杠2、支承-支承：适应于中等转速、中精度3、固定-支承：适用于中等转速、高精度4、固定-固定：适用于高转速、高精度主传动链故障诊断 书 P31 表 2-1故障现象故障原因排除方法机床在运输工程中收到冲击检查对机床精度有影响的各部分，特别是导轨副，并按出厂精度要求重新调整或修复 1加工精度达不到要求安装不牢固、安装精度低或有变化重新安装调平、紧固主轴箱和床身连接螺钉松动恢复精度后紧固连接螺钉轴承预紧力不
5、够、游隙过大重新调整轴承游隙，但预紧力不宜过大轴承预紧螺母松动，使主轴窜动紧固螺母，确保主轴精度合体轴承拉毛或损坏更换轴承主轴与箱体超差修理主轴或箱体，使配合、位置精度达到要求其他因素检查刀具或切削工艺问题2切削振动大如果是车床，则可能是转塔刀架运动部位松动或压力不够而未卡紧调整修理滚动导轨的安装预紧安装固定方式：主要有螺栓固定、压板固定、定位销固定和斜楔块固定预紧是为了提高滚动导轨的刚度，可提高接触刚度和消隙；在立式导轨上，预紧可 防止滚动体脱落和歪斜。常见预紧方式有过盈配合和调整法滚珠丝杠常见故障、故障原因及维修方法 P42 表 2-3故障现象故障原因维修方法丝杠支承轴承的压盖压合情况不好
6、调整轴承压盖，使其压紧轴承端面丝杠支承轴承可能破裂如轴承破损，更换新轴承电动机与丝杠联轴器松动拧紧联轴器，锁紧螺钉丝杠润滑不良改善润滑条件，使润滑油量充足滚珠丝杠副噪声滚珠丝杠副滚珠有破损更换新滚珠数控机床机械结构组成部分主要有：除了机床基础部件外，还有主传动系统，进给传动系 统，实现工件回转，定位的装置和附件，实现某些部件动作和辅助功能的系统和装置，如 液压，气压，冷却等系统和排屑，防护等装置。刀架或自动换刀，自动托盘交换装置，特 殊功能装置如刀具破损监控，精度检测和监控装置。为完全自动化控制功能的各种反馈信 号及元器件。机床基础件（机床大件通常指床身，底座，立柱，横梁，滑座。工作台。第三章
7、 数控系统故障诊断与维修FANUC 0i 常见报警及处理方法 1、P/S00#报警故障原因：设定了重要参数，如：伺服参数，系统进入保护状态，需要系统重新启动，装载新参数恢复方法：在确认修改内容后，切断电源，再重新启动 2、PS/100#报警故障原因：修改系统参数时，将写保护设置 PWE=1 后，系统发出该警报恢复方法：发出该警报后，可照常调用参数页面修改参数；修改参数进行确认后，将写保护设置 PWE=0；按 RESET 复位，如果修改了重要参数，需重新启动系统 3、P/S101#报警故障原因：存储器内程序存储错误，在程序编辑过程中，对存储器进行存储操作时电源断开，系统无法调用存储内容恢复方法：
8、在 MDI 方式，将写保护设置为 PWE=1；系统断电，按着 DELETE 键，给系统通电；将写保护设置为 PWE=0，按 RESET 将 101#报警消除 4、P/S90#报警故障原因：返回参考点中，开始点距参考点过近，或是速度过慢故障恢复：正确执行回零动作，手动将机床向回零的反方向移动一定距离，这个位置要求在减速区以外，再执行回零动作；如果以上操作后仍有报警，检查回零减速信号，检查回零挡块、回零开关及相关联的信号电路是否正常；机床的回零参数在机床厂已经设置完成，可检查回零时位置偏差 （DOG800-803）是否大于 128，大于 128 进行（4）项；如果低于 128，可根 据参数清单检查
9、以下参数是否有变化：PRM518-521(快速移动)，PRM559-562（手动快移速度）。作适当调整使回零时的位置偏差大于或等于 128如果位置偏差大于 128，检查脉冲编码器的电压是否大于 4.75V，如果 电压过低，更换电源；电压正常时仍有警报需检查脉冲编码器和轴卡 5、手动及自动均不能运行原因及处理：位置显示（相对、绝对、机械坐标）全都不动时，检查 CNC 的状态显示，检查急停信号、复位信号、操作状态、到位检测、互锁状态信号数控系统故障诊断及维修方法（至少记五种）1、装置自诊断法：启动自诊断、在线诊断、离线诊断 2、常规检查法 3、机.液、电 综 合分析法 4、备件替换法 5、电路板参
10、数测试对比法 6、更新建立法 7、升温、降温法8、拉篇电源法 9、分段优选法 10、功能程序测试法 11、参数检查法 12、隔离法 13、接口状态显示诊断法 14、测量比较法 15、利用系统的自我诊断功能判断法 16、逻辑电路追踪法 17、用可编程程序控制器进行 PLC 中断状态分析法第四章 数控机床主传动系统的故障诊断与维修主轴驱动装置的特点：1、输出功率大 2、速度稳定，恒功率范围宽 3、转速波动小，过 载能力强 4、加速时间短 5、电动机温升低 6、振动、噪声小 7、电动机可靠性高，寿 命长，易维护 8、体积小、质量轻直流主轴驱动装置：有晶闸管和脉宽调制 PWM 调速两种形式交流主轴驱动
11、装置中的交流异步伺服系统通常有模拟式、数字式两种方式高速电主轴的冷却润滑技术：1、油气润滑方式 2、喷注润滑方式 3、突入滚道式润滑方 式4、电动机内装式主轴主轴准停：主轴准停功能又称主轴定位功能，即当主轴停止时，控制其停与固定的位置，这是自动换刀所必须的功能。包括机械准停、电气准停 机械准停在主轴上固定一个定位滚子，主轴上空套有一个双向端面凸轮，该凸轮和液压缸 中活塞杆相连接，当活塞带动凸轮向下移动时，通过拨动定位滚子并带动主轴转动，当定 位销落入端面凸轮的 V 形槽内，便完成了主轴准停，因为是双向端面凸轮，所以能从两个 方向拨动主轴转动以实现准停。这种双向端面凸轮准停机构，动作迅速可靠，但
12、凸轮制造 较麻烦。 电气准停可分为：1 磁传感器主轴准停 2 编码器型主轴准停 3 数控系统控制准停 电气准停控制：1、简化机械结构 2、缩短准停时间 3、可靠性增加 4、性能价格比高安川变频器报警代码及维修技术-电压故障报警1、主回路低电压故障（产生故障的原因：变频器的三相交流输入电压过 低，变频器内熔 断器熔断，变频器的整流块损坏，变频器的电压监控电路不良2、控制回路低电压故障（产生故障的原因：电路本身故障，变频器电压 监控电路不良3、浪涌电压保护回路动作故障（产生故障的原因：变频器交流输入出现 浪涌电压，变频器的浪涌吸收器损坏4、过电压故障（产生原因：变频器交流输入电压过高，电动机减速时
13、间 设定过短，变频器制动单元故障，变频器内部电压监控电路不良5、瞬时停电检查中：变频器运行过程中检测出电源瞬间断电再通电而报 警。将机床断电再重新上电操作可以解除该故障。如果此操作不能解除该报警，则需更换 变频器。 第五章 数控进给伺服系统故障诊断与维修 数控机床进给伺服系统 主要是由伺服驱动控制系统与数控机床进给机械传动机构两 部分组成。机床进给机械传动机构通常是由减速齿轮，滚珠丝杠，机床导轨和工作台托板 等组成。伺服驱动控制系统，按其反馈信号的有无，分为开环，半闭环，和全闭环三种控 制方式。按照系统的构造特点，可分为：开环位置伺服系统，半闭环位置伺服系统，全闭 环位置伺服系统，混合闭环位置
14、伺服系统。 开环位置伺服系统 是一种没有位置反馈的位置控制系统，它的伺服机构按照指令装 置发出来的位置移动指令，驱动机械作相应的运动，但并不对机械的实际位移量或转角进行检测，从而也无法将其与指令值进行比较。它的位置控制精度只能靠伺服机构本身的传 动精度来保持。 半闭环位置伺服系统 与开环位置伺服系统不同，半闭环位置伺服系统是具有位置检 测和反馈的闭环控制系统。它的位置检测器与伺服电动机同轴相连，可通过它直接测出电 动机轴旋转的角位移，进而推知当前执行机械的实际位置。由于位置检测器不是直接装在 执行机械上，位置闭环只能控制到电动机轴为止，所以称为半闭环。它只能间接的检测当 前的位置信息，且也难以
15、随时修正，消除因电动机轴后传动链误差引起的位置误差。与普 通电动机相比，它具有调速范围宽和短时输出转矩大的特点。这样设计就不必再保证低速 性能和扩大转矩而添置减速齿轮，而可将电动机轴与丝杠直接连接，使传动链误差和非线 性误差大大减小。 全闭环位置伺服系统 它将位置检测器件直接安装在机床工作台上，从而可以获取工 作台实际位置的精确信息，通过反馈闭环实现高精度的位置控制。从理论上说，这是一种 最理想的位置伺服控制方案，但实际上用的比较少，因为当采用闭环时，机床本身的机械 传动链也会包含在位置闭环中，伺服的电气自动控制部分和执行机械不再相对独立，传动 的间隙，摩擦特性的非线性，传动链的刚度等，都将影
16、响控制系统的稳定，使系统容易产 生机电共振和低速爬行。同时工作台上的负荷变化也会对系统的摩擦特性，机械惯量等产 生影响，给系统的整定造成困难。因此全闭环位置伺服系统的通用性设计带来了困难，也 不利于降低成本。 混合闭环位置伺服系统 对有的执行机械，位置伺服系统采用半闭环结构容易整定， 但很难补偿其机械传动部分引起的位置误差，使位置控制精度不能达到要求的指标；采用 全闭环结构系统又很难整定，系统闭环后因环内多种非线性因素诱发的振荡很难消除。于 是，人们提出了同时存在半闭环和全闭环。 混合闭环位置伺服系统的特点：由于半闭环中电气自动控制部分与执行机械相对独立， 可以采用较高的位置增益，使系统易整定，响应快，跟踪误差小，而全闭环只用于稳态误 差补偿，位置增益可选的较低以保证系统的稳定性。两者结合可最后获得较高的位置控制 精度和跟踪速度。但由于系统中同时存在两个闭环，使系统的控制复杂程度大大增加，它 们之间的配合，增益调整等都必须仔细整定，位置伺服系统也因此不再具有通用性。FANUC 进给伺服系统的常见故障分析 1、SV400，SV402（过载报警）故障原
