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1、数控机床故障诊断与维修,第三讲 常见故障分类及排除思路,2,第三讲 常见故障分类及排除思路,目的： 通过本次学习掌握常见的故障分类方法及排除故障的基本思路。 学习内容： 按故障部件、故障性质及故障原因对常见故障分类。 数控机床故障的排除思路和原则。,3,重点及难点： 按三种方式的故障分类。 排除故障的思路及原则。,第三课 常见故障分类及排除思路,4,1.3 常见故障分类,第三课 常见故障分类及排除思路,本节按故障部件、故障性质及故障原因等对常见故障作了如下分类。,5,1.3 常见故障分类,第三课 常见故障分类及排除思路,数控机床是一种技术复杂的机电一体化设备，其故障发生的原因一般都比较复杂，这
2、给故障诊断和排除带来不少困难。为了便于故障分析和处理，本节按故障部件、故障性质及故障原因等对常见故障作了如下分类。,6,1.3.1 按数控机床发生故障的部件分类,主机故障。,数控机床的主机部分，主要包括机械、润滑、冷却、排屑、液压, 气动与防护等装置。 常见的主机故障有：因机械安装、调试及操作使用不当等原因引起的。,7,a.机械传动故障,b.导轨运动摩擦过大故障。故障表现为传动噪声大，加工精度差， 运行阻力大. 例如：轴向传动链的挠性联轴器松动，齿轮、丝杠与轴承缺油，导轨塞铁调整不当，导轨润滑不良以及系统参数设置不当等原因均可造成以上故障。尤其应引起重视的是，机床各部位标明的注油点（注油孔）须
3、定时、定量加注润滑油（剂），这是机床各传动链正常运行的保证。 c.液压、润滑与气动系统的故障现象主要是管路阻塞和密封不良。,1.3.1 按数控机床发生故障的部件分类,主机故障。,8,电气故障分弱电故障与强电故障。,a. 弱电部分主要指CNC装置、 PLC控制器、 CRT显示器以及伺服单元、输入、输出装置等等电子电路，这部分又有硬件故障与软件故障之分。 硬件故障主要是指上述各装置的印刷电路板上的集成电路芯片、分立元件、接插件以及外部连接组件等等发生的故障。 常见的软件故障有：加工程序出错，系统程序和参数的改变或丢失、计算机的运算出错等。 b. 强电部分,这部分的故障十分常见，必须引起足够的重视。
4、,1.3.1 按数控机床发生故障的部件分类,电气故障。,9,1.3.2 按数控机床发生的故障性质分类,系统性故障。,系统性故障，通常是指只要满足一定的条件或超过某一设定的限度，工作中的数控机床必然会发生的故障。,10,这一类故障现象极为常见。例如： a. 液压系统的压力值随着液压回路过滤器的阻塞而降到某一设定参数时，必然会发生液压报警使系统断电停机； b. 润滑、冷却或液压等系统由于管路泄漏引起油标下降到使用限值必然会发生液位报警使机床停机；,1.3.2 按数控机床发生的故障性质分类,系统性故障。,11,随机性故障，通常是指数控机床在同样的条件下工作时只偶然发生一次或两次的故障。有的文献上称此
5、为“软故障”。,1.3.2 按数控机床发生的故障性质分类,随机性故障。,12,这类故障又可分为硬件报警显示与软件报警显示两种。a. 硬件报警显示的故障硬件报警显示通常是指各单元装置上的警示灯（一般由LED发光管或小型指示灯组成）的指示。b. 软件报警显示故障软件报警显示通常是指CRT显示器上显示出来的报警号和报警信息。这类报警显示常见的有：存储器警示、过热警示、伺服系统警示、轴超程警示、等等， 上述软件报警有来自NC的报警和来自PLC的报警。,1.3.3 按故障发生后有无报警显示分类,(1)有报警显示的故障,13,这类故障发生时无任何硬件或软件的报警显示，因此分析诊断难度较大,例如：a. 机床
6、通电后，在手动方式或自动方式运行X轴时出现爬行现象，无任何报警示。b. 又如机床在自动方式运行时突然停止，而CRT显示器上无任何报警显示。C. 还有在运行机床某轴时发生异常声响，一般也无故障报警显示等等。 对于无报警显示故障，通常要具体情况具体分析，要根据故障发生的前后变化状态进行分析判断。,1.3.3 按故障发生后有无报警显示分类,(2) 无报警显示的故障,14,这类故障的发生是由于数控机床自身的原因引起的，与外部使用环境条件无关。,1.3.4 按故障发生的原因分类,(1) 数控机床自身故障,15,这类故障是由于外部原因造成的。例如：a.数控机床的供电电压过低，波动过大，相序不对或三相电压不
7、平衡；b.周围的环境温度过高;c.有害气体、潮气、粉尘侵入；d.外来振动和干扰。,1.3.4 按故障发生的原因分类,(2) 数控机床外部故障,16,除上述常见故障分类外，还可按故障发生时有无破坏性来分，可分为破坏性故障和非破坏性故障；按故障发生的部位分，可分为数控装置故障，进给伺服系统故障、主轴系统故障、刀架、刀库、工作台故障等等。,17,1.确认故障现象，调查故障现场，充分掌握故障信息。 当数控机床发生故障时，维护维修人员进行故障的确认是很有必要的，特别是操作使用人员不熟悉机床的情况下，尤其重要。不该也不能让非专业人士随意开动机床，特别是出现故障后的机床，以免故障的进一步扩大。,1.4 数控
8、机床故障的排除思路和原则,1.4.1 数控机床故障的排除思路,18,专业维护维修人员对于数控系统出现故障后，也不要急于动手盲目处理，首先要查看故障记录，向操作人员询问故障出现的全过程。在确认通电对系统无危险的情况下，再通电亲自观察，特别要注意确定一下主要故障信息： 1）故障发生时报警号和报警提示是什么？有哪些指示灯和发光管指示了什么报警？ 2） 如无报警，系统处于何种工作状态？系统的工作方式和诊断结果？ 3） 故障发生在哪个程序段？执行何种指令？故障发生前进行了何种操作？,1.4 数控机床故障的排除思路和原则,1.4.1 数控机床故障的排除思路,19,4) 故障发生在何种速度下？机床轴处于什么
9、位置？与指令值的误差量有多大？ 5) 以前是否发生过类似故障？现场有无异常现象？故障是否重复发生？ 6）观察系统的外观、内部各部分是否有异常之处； 在确认数控系统通电无危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。,1.4 数控机床故障的排除思路和原则,1.4.1 数控机床故障的排除思路,20,2.根据所掌握故障信息，明确故障的复杂程度并列出故障部位的全部疑点。 在充分调查现场掌握第一手材料的基础上，把故障问题正确地列出来。俗话说，能够把问题说清楚，就已经解决了问题的一半。 3.分析故障原因，制定排除故障的方案。 分析故障时，维修人员不应局限于CNC部分，而是要
10、 对机床强电、机械、液压、气动等方面都作详细的检查，并进行综合判断，制定出故障排除的方案，达到快速确诊和高效率排除故障的目的。,1.4 数控机床故障的排除思路和原则,1.4.1 数控机床故障的排除思路,21,分析故障原因时应注意： 1）思路一定要开阔，无论是数控系统、强电部分、还是机、液、气等，只要将有可能引起故障的原因以及每一种可能解决的方法全部列出来，进行综合、判断和筛选； 2）在对故障进行深入分析的基础上，预测故障原因并拟定检查的内容、步骤和方法，制定故障排除方案。,1.4 数控机床故障的排除思路和原则,1.4.1 数控机床故障的排除思路,22,4.检测故障，逐级定位故障部位。 根据预测
11、的故障原因和预先确定的排除方案，用试验的方法验证，逐级定位故障部位。最终找出故障的真正发生源。 5.故障的排除 根据故障部位及准确的原因，采用合理的故障排除方法，高效高质量的恢复故障现场，尽快让机床投入生产。 6. 解决故障后的资料的整理 故障排除后，应迅速恢复机场现场，并做好相关资料的整理，以便提高自己的业务水平和机床的后续维护和维修。,1.4 数控机床故障的排除思路和原则,1.4.1 数控机床故障的排除思路,23,在检测故障过程中，应充分利用数控系统的自诊断功能，如系统的开机诊断、运行诊断、PLC的监控功能。根据需要随时检测有关部分的工作状态和接口信息。同时还应灵活应用数控系统故障检查的一
12、些行之有效的方法，如交换法、隔离法等。,1.4 数控机床故障的排除思路和原则,1.4.2 故障的排除应遵循的原则,24,1. 先方案后操作（或先静后动） 维护维修人员碰到机床故障后,先静下心来,考虑出分析方案再动手。维修人员本身要做到先静后动，不可盲目动手，应先询问机床操作人员故障发生的过程及状态，阅读机床说明书、图样资料后，方可动手查找和处理故障。如果上来就碰这敲那连此断彼，徒劳的结果也许尚可容忍，但造成现场破坏导致误判或者引入新的故障导致更大的后果则后患无穷。 2.先安检后通电 确定方案后，对有故障的机床仍要秉着先静后动的原则，先在机床断电的静止状态，通过观察测试、分析，确认为非恶性循环性
13、故障，或非破坏性故障后，方可给机床通电，在运行正常下，进行动态的观察、检验和测试，查找故障。对恶性的破坏性故障，必须先排除危险后，方可通电，在运行正常下进行动态诊断。,1.4 数控机床故障的排除思路和原则,1.4.2 故障的排除应遵循的原则,25,3.先软件后硬件 当发生故障的机床通电后，应先检查软件的工作是否仍正常。有些可能是软件的参数丢失或者是操作人员使用方式、操作方法不对而造成的报警或故障。切忌一上来就大拆大卸，以免造成更大的后果。 4.先外部后内部 数控机床是机械、液压、电气一体化的机床，故其故障的发生必然要从机械、液压、电气这三者综合反映出来。数控机床的检修要求维修人员掌握先外部后内
14、部的原则。即当数控机床发生故障后，维修人员应先采用望、闻、听、问等方法，由外向内逐一进行检查。,1.4 数控机床故障的排除思路和原则,1.4.2 故障的排除应遵循的原则,26,比如：数控机床中，外部的行程开关、按钮开关、液压气动元件以及印制电路板插头座、边缘接插件与外部或相互之间的连接部位、电控柜插座或端子排这些机电设备之间的连接部位，因其接触不良造成信号传递失灵，是产生数控机床故障的重要因素。此外，由于工业环境中，温度、湿度变化较大，油污或粉尘对元件及线路板的污染，机械的振动等，对于信号传送通道的接插件都将产生严重影响。在检修中重视这些因素，首先检查这些部位就可以迅速排除较多的故障。另外，尽
15、量避免随意地启封、拆卸，不适当的大拆大卸，往往会扩大故障，使机床大伤元气，丧失精度，降低性能。,1.4 数控机床故障的排除思路和原则,1.4.2 故障的排除应遵循的原则,27,5.先机械后电气 由于数控机床是一种自动化程度高、技术较复杂的先进机械加工设备。一般来讲，机械故障较易察觉，而数控系统故障的诊断则难度要大些。先机械后电气就是在数控机床的检修中，首先检查机械部分是否正常，行程开关是否灵活，气动、液压部分是否正常等。从经验看来，数控机床的故障中有很大部分是由机械动作失灵引起的。所以，在故障检修之前，首先逐一排除机械性的故障，往往可以达到事半功倍的效果。,1.4 数控机床故障的排除思路和原则
16、,1.4.2 故障的排除应遵循的原则,28,6.先公用后专用 公用性的问题往往影响全局，而专用性的问题只影响局部。如机床的几个进给轴都不能运动，这时应先检查和排除各轴公用的CNC、PLC、电源、液压等公用部分的故障，然后再设法排除某轴的局部问题。又如电网或主电源故障是全局性的，因此一般应首先检查电源部分，看看保险丝是否正常，直流电压输出是否正常。总之，只有先解决影响一大片的主要矛盾，局部的，次要的矛盾才有可能迎刃而解。,1.4 数控机床故障的排除思路和原则,1.4.2 故障的排除应遵循的原则,29,7.先简单后复杂 当出现多种故障相互交织掩盖、一时无从下手时，应先解决容易的问题，后解决难度较大的问题。常常在解决简单故障的过程中，难度大的问题也可能变得容易，或者在排除简易故障时受到启发，对复杂故障的认识更为清晰，从而也有了解决办法。 8.先一般后特殊 在排除某一故障时，要先考虑最常见的可能原因，然后再分析很少发生的特殊原因。例如：当数控车床Z轴回零不准时，常常是由于降速挡块位置走动所造成。一旦出现这一故障，应先检查该挡块位置，在排除这一常见的可能性。,
