数控机床故障诊断与维修

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1、数控机床数控机床故障诊断与维修故障诊断与维修第一章第一章 绪论绪论一、数控机床的组成一、数控机床的组成一、数控机床的组成一、数控机床的组成 数控机床由数控装置、伺服驱动装置、数控机床由数控装置、伺服驱动装置、数控机床由数控装置、伺服驱动装置、数控机床由数控装置、伺服驱动装置、检测反馈装置和机床本体四大部分组成，检测反馈装置和机床本体四大部分组成，检测反馈装置和机床本体四大部分组成，检测反馈装置和机床本体四大部分组成，再加上程序的输入再加上程序的输入再加上程序的输入再加上程序的输入/ /输出设备、可编程控制输出设备、可编程控制输出设备、可编程控制输出设备、可编程控制器、电源等辅助部分。器、电源等

2、辅助部分。器、电源等辅助部分。器、电源等辅助部分。 1. 1. 数控装置数控装置数控装置数控装置( (数控系统的核心数控系统的核心数控系统的核心数控系统的核心) )由硬件由硬件由硬件由硬件和软件部分组成，接受输入代码经缓存、和软件部分组成，接受输入代码经缓存、和软件部分组成，接受输入代码经缓存、和软件部分组成，接受输入代码经缓存、译码、运算插补）等转变成控制指令，实译码、运算插补）等转变成控制指令，实译码、运算插补）等转变成控制指令，实译码、运算插补）等转变成控制指令，实现直接或通过现直接或通过现直接或通过现直接或通过PLCPLC对伺服驱动装置的控制。对伺服驱动装置的控制。对伺服驱动装置的控制

3、。对伺服驱动装置的控制。 一、数控机床的组成一、数控机床的组成 2. 2. 伺服驱动装置是数控装置和机床主机之伺服驱动装置是数控装置和机床主机之伺服驱动装置是数控装置和机床主机之伺服驱动装置是数控装置和机床主机之间的联接环节，接受数控装置的生成的进给信号，间的联接环节，接受数控装置的生成的进给信号，间的联接环节，接受数控装置的生成的进给信号，间的联接环节，接受数控装置的生成的进给信号，经放大驱动主机的执行机构，实现机床运动。经放大驱动主机的执行机构，实现机床运动。经放大驱动主机的执行机构，实现机床运动。经放大驱动主机的执行机构，实现机床运动。 3. 3. 检测反馈装置是通过检测元件将执行元检测

4、反馈装置是通过检测元件将执行元检测反馈装置是通过检测元件将执行元检测反馈装置是通过检测元件将执行元件（电机、刀架）或工作台的速度和位移检测出件（电机、刀架）或工作台的速度和位移检测出件（电机、刀架）或工作台的速度和位移检测出件（电机、刀架）或工作台的速度和位移检测出来，反馈给数控装置构成闭环或半闭环系统。来，反馈给数控装置构成闭环或半闭环系统。来，反馈给数控装置构成闭环或半闭环系统。来，反馈给数控装置构成闭环或半闭环系统。 4. 4. 机床本体是数控机床的机械结构件（床身机床本体是数控机床的机械结构件（床身机床本体是数控机床的机械结构件（床身机床本体是数控机床的机械结构件（床身箱体、立柱、导轨

5、、工作台、主轴和进给机构等。箱体、立柱、导轨、工作台、主轴和进给机构等。箱体、立柱、导轨、工作台、主轴和进给机构等。箱体、立柱、导轨、工作台、主轴和进给机构等。二、数控机床故障诊断二、数控机床故障诊断 故障故障故障故障数控机床全部或部分丧失原有的功能。数控机床全部或部分丧失原有的功能。数控机床全部或部分丧失原有的功能。数控机床全部或部分丧失原有的功能。 故障诊断故障诊断故障诊断故障诊断在数控机床运行中，根据设备的在数控机床运行中，根据设备的在数控机床运行中，根据设备的在数控机床运行中，根据设备的故障现象，在掌握数控系统各部分工作原理的前故障现象，在掌握数控系统各部分工作原理的前故障现象，在掌握

6、数控系统各部分工作原理的前故障现象，在掌握数控系统各部分工作原理的前提下，对现行的状态进行分析，并辅以必要检测提下，对现行的状态进行分析，并辅以必要检测提下，对现行的状态进行分析，并辅以必要检测提下，对现行的状态进行分析，并辅以必要检测手段，查明故障的部位和原因。提出有效的维修手段，查明故障的部位和原因。提出有效的维修手段，查明故障的部位和原因。提出有效的维修手段，查明故障的部位和原因。提出有效的维修对策。对策。对策。对策。二、数控机床故障诊断二、数控机床故障诊断 1 1）从故障的起因分类）从故障的起因分类）从故障的起因分类）从故障的起因分类 关联性故障关联性故障关联性故障关联性故障和系统的设

7、计、结构或性能和系统的设计、结构或性能和系统的设计、结构或性能和系统的设计、结构或性能等等等等缺陷有关而造成（分固有性和随机性）。缺陷有关而造成（分固有性和随机性）。缺陷有关而造成（分固有性和随机性）。缺陷有关而造成（分固有性和随机性）。 非关联性故障非关联性故障非关联性故障非关联性故障和系统本身结构与制造无和系统本身结构与制造无和系统本身结构与制造无和系统本身结构与制造无关关关关的故障。的故障。的故障。的故障。 2 2）从故障发生的状态分类）从故障发生的状态分类）从故障发生的状态分类）从故障发生的状态分类 突然故障突然故障突然故障突然故障发生前无故障征兆，使用不当。发生前无故障征兆，使用不当

8、。发生前无故障征兆，使用不当。发生前无故障征兆，使用不当。 渐变故障渐变故障渐变故障渐变故障发生前有故障征兆，逐渐严重。发生前有故障征兆，逐渐严重。发生前有故障征兆，逐渐严重。发生前有故障征兆，逐渐严重。 3）按故障发生的性质分类）按故障发生的性质分类 软件故障软件故障程序编制错误、参数设置程序编制错误、参数设置不正确、机床操作失误等引起。不正确、机床操作失误等引起。 硬件故障硬件故障电子元器件、润滑系统、电子元器件、润滑系统、限位机构、换刀系统、机床本体等硬件损限位机构、换刀系统、机床本体等硬件损坏造成。坏造成。 干扰故障干扰故障由于系统工艺、线路设计、由于系统工艺、线路设计、电源地线配置不

9、当等以及工作环境的恶劣电源地线配置不当等以及工作环境的恶劣变化而产生。变化而产生。 4）按故障的严重程度分类）按故障的严重程度分类 危险性故障危险性故障数控系统发生故障数控系统发生故障时，机床安全保护系统在需要动作时，时，机床安全保护系统在需要动作时，因故障失去保护动作，造成人身或设因故障失去保护动作，造成人身或设备事故。备事故。 安全性故障安全性故障机床安全保护系统机床安全保护系统在不需要动作时发生动作，引起机床在不需要动作时发生动作，引起机床不能起动。不能起动。 3. 数控系统的可靠性数控系统的可靠性 数控机床除了具有高精度、高效率和数控机床除了具有高精度、高效率和高技术的要求外，还应该具

10、有高可靠性。高技术的要求外，还应该具有高可靠性。衡量的指标有：衡量的指标有： MTBF平均无故障时间平均无故障时间 MTTR排除故障的修理时间排除故障的修理时间 平均有效度平均有效度A： A=MTBF/（MTBF+MTTR）数控设备使用寿命数控设备使用寿命故障频率曲线故障频率曲线 4. 4. 数控机床维修的特点数控机床维修的特点数控机床维修的特点数控机床维修的特点 1 1）数控机床是高投入、高精度、高效）数控机床是高投入、高精度、高效）数控机床是高投入、高精度、高效）数控机床是高投入、高精度、高效率的自动化设备；率的自动化设备；率的自动化设备；率的自动化设备； 2 2）一些重要设备处于关键的岗

11、位和工）一些重要设备处于关键的岗位和工）一些重要设备处于关键的岗位和工）一些重要设备处于关键的岗位和工序，因故障停机时，影响产量和质量；序，因故障停机时，影响产量和质量；序，因故障停机时，影响产量和质量；序，因故障停机时，影响产量和质量； 3 3）数控机床在电气控制系统和机械结）数控机床在电气控制系统和机械结）数控机床在电气控制系统和机械结）数控机床在电气控制系统和机械结构比普通机床复杂，故障检测和诊断有一构比普通机床复杂，故障检测和诊断有一构比普通机床复杂，故障检测和诊断有一构比普通机床复杂，故障检测和诊断有一定的难度。定的难度。定的难度。定的难度。四、数控诊断技术的发展四、数控诊断技术的发

12、展 1.通讯诊断通讯诊断(远程、海外诊断）远程、海外诊断） 用户机床的通讯口通过电话线和维修用户机床的通讯口通过电话线和维修中心的专用通讯诊断计算机相连。中心的专用通讯诊断计算机相连。 计算机发诊断程序计算机发诊断程序 用户测试数用户测试数据据 计算机诊断结果和处理方法计算机诊断结果和处理方法 用用户户 特点：实用简便；特点：实用简便； 有一定的局限性有一定的局限性四、数控诊断技术的发展四、数控诊断技术的发展 2. 自修复系统自修复系统 当诊断软件发现数控机床在运行中某当诊断软件发现数控机床在运行中某一模块有故障时，系统在一模块有故障时，系统在CRT上显示的同上显示的同时，自动寻找备用模块并接

13、上。时，自动寻找备用模块并接上。 特点：实用但成本比较高，而且只适特点：实用但成本比较高，而且只适合总线结构的合总线结构的CNC系统。系统。四、数控诊断技术的发展四、数控诊断技术的发展 3. 人工智能专家故障诊断系统人工智能专家故障诊断系统 4. 人工神经元网络人工神经元网络(ANN)诊断诊断 ANN具有联想、容错、记忆、自适应、具有联想、容错、记忆、自适应、自学习和处理复杂多模式故障等特点。这自学习和处理复杂多模式故障等特点。这种方法将被诊断的系统的症状作为网络的种方法将被诊断的系统的症状作为网络的输入，将按一定数学模型所求得的故障原输入，将按一定数学模型所求得的故障原因作为网络的输出，并且

14、神经网络将经过因作为网络的输出，并且神经网络将经过学习所得到的知识以分布的方式隐存在网学习所得到的知识以分布的方式隐存在网络上，每个输出神经元对应着一个故障原络上，每个输出神经元对应着一个故障原因。因。五、课程的基本要求与特点五、课程的基本要求与特点熟悉数控机床各组成部分的工作原理与结熟悉数控机床各组成部分的工作原理与结构构确立数控机床故障诊断的基本思路与实施确立数控机床故障诊断的基本思路与实施诊断的步骤及注意事项诊断的步骤及注意事项掌握常用测试仪器的使用方法掌握常用测试仪器的使用方法通过理论和实训环节的教学，能实施对数通过理论和实训环节的教学，能实施对数控机床的故障分析和诊断。控机床的故障分

15、析和诊断。课程涉及内容广，故障检测、分析难度高课程涉及内容广，故障检测、分析难度高第二章第二章 数控机床维护及故障诊断数控机床维护及故障诊断第一节第一节 数控机床的验收与精度检测数控机床的验收与精度检测第二节第二节 数控机床的维护数控机床的维护第三节第三节 数控机床的故障处理数控机床的故障处理第四节第四节 数控系统故障诊断的方法数控系统故障诊断的方法第五节第五节 数控机床的抗干扰数控机床的抗干扰第一节第一节 数控机床的验收与精度检测数控机床的验收与精度检测一、数控机床的验收一、数控机床的验收主轴性能主轴性能手动操作手动操作高、中、低三挡转速连续进高、中、低三挡转速连续进行五次正、反转的起动、停

16、止，检验其行五次正、反转的起动、停止，检验其动作的灵活性和可靠性。观察功率、转动作的灵活性和可靠性。观察功率、转速、主轴的准停及机床的振动情况。速、主轴的准停及机床的振动情况。一、数控机床的验收一、数控机床的验收一）、机床性能一）、机床性能进给性能进给性能 通过回原点、手动操作和手动数据输入通过回原点、手动操作和手动数据输入方式操作，检验正、反向的低、中、高方式操作，检验正、反向的低、中、高 速的进给运动的起动、停止、点动等动速的进给运动的起动、停止、点动等动作的平稳性和可靠性。并检查回原点的作的平稳性和可靠性。并检查回原点的准确性和可靠性，软、硬限位是否确实准确性和可靠性，软、硬限位是否确实

17、 可靠。可靠。一、数控机床的验收一、数控机床的验收一）、机床性能一）、机床性能自动换刀性能自动换刀性能 通过手动和通过手动和M06指令自动运行，检验换指令自动运行，检验换刀的可靠性、灵活性和平稳性并测定换刀的可靠性、灵活性和平稳性并测定换刀时间是否符合要求。刀时间是否符合要求。机床噪声机床噪声 主轴箱、冷却风扇、液压油泵等噪声小主轴箱、冷却风扇、液压油泵等噪声小于于85分贝。分贝。一、数控机床的验收二）、数控功能二）、数控功能指令功能指令功能指令的功能实现及准确性指令的功能实现及准确性操作功能操作功能检验回原点、执行程序、进检验回原点、执行程序、进给倍率、急停等功能的准确性给倍率、急停等功能的

18、准确性CRT显示功能显示功能检验位置、程序、各种检验位置、程序、各种菜单显示功能菜单显示功能三）、连续空载运行三）、连续空载运行 进行进行816小时的空载自动连续运行小时的空载自动连续运行一、数控机床的验收一、数控机床的验收四）、验收检查项目四）、验收检查项目数控系统外观检查（各部分破损、碰伤）数控系统外观检查（各部分破损、碰伤）控制柜元器件的紧固检查（接插件、接控制柜元器件的紧固检查（接插件、接线端子、元器件的固定）线端子、元器件的固定）输入电源电压、相序的确认输入电源电压、相序的确认检查直流输出电压（检查直流输出电压（24V 、5V）确认数控系统与机床侧的接口确认数控系统与机床侧的接口确认

19、数控系统各参数的设定（最佳性能）确认数控系统各参数的设定（最佳性能）二、精度检验二、精度检验1.1.几何精度检验（静态精度检验）几何精度检验（静态精度检验）是综合反映机床关键零部件经组装后的综是综合反映机床关键零部件经组装后的综合几何形状误差。有各坐标轴的相互垂直合几何形状误差。有各坐标轴的相互垂直度、台面的平行度、主轴的轴向和径向跳度、台面的平行度、主轴的轴向和径向跳动等检验项目。动等检验项目。是测量机床各坐标轴在数控系统控制下所是测量机床各坐标轴在数控系统控制下所能达到的位置精度。能达到的位置精度。有直线运动定位精度、直线运动重复定位有直线运动定位精度、直线运动重复定位精度、直线运动的原点

20、复归精度、直线运精度、直线运动的原点复归精度、直线运动失动量、回转工作台的定位精度、回转动失动量、回转工作台的定位精度、回转工作台的重复分度精度、数控回转工作台工作台的重复分度精度、数控回转工作台的失动量、回转工作台的原点复归精度等。的失动量、回转工作台的原点复归精度等。3.3.切削精度检验（对数控车床）切削精度检验（对数控车床）外圆车削（直径、圆度）外圆车削（直径、圆度）端面车削（平面度）端面车削（平面度）螺纹车削（螺距积累误差）螺纹车削（螺距积累误差）等等第二节第二节 数控机床的维护数控机床的维护一、点检一、点检点检点检按有关维护文件的规定，对数控按有关维护文件的规定，对数控机床进行定点、

21、定时的检查和维护机床进行定点、定时的检查和维护点检要求和内容点检要求和内容 专职点检专职点检重点设备、部位（设备部门）重点设备、部位（设备部门） 日常点检日常点检一般设备的检查及维护（车间）一般设备的检查及维护（车间） 生产点检生产点检开机前检查、润滑、日常清洁、开机前检查、润滑、日常清洁、 紧固等工作（操作者）紧固等工作（操作者）二、数控系统的日常维护二、数控系统的日常维护机床电气柜的散热通风机床电气柜的散热通风门上热交换器或轴流风扇对控制柜的内外门上热交换器或轴流风扇对控制柜的内外进行空气循环。（少开柜门）进行空气循环。（少开柜门）纸带阅读机的定期维护纸带阅读机的定期维护对光电头、纸带压板

22、定期进行防污处理对光电头、纸带压板定期进行防污处理支持电池的定期更换支持电池的定期更换在机床断电期间，有电池供电保持存储在在机床断电期间，有电池供电保持存储在COMS器件内的机床数据器件内的机床数据二、数控系统的日常维护二、数控系统的日常维护检测反馈元件的维护检测反馈元件的维护光电编码器、接近开关、行程开关与撞块、光电编码器、接近开关、行程开关与撞块、光栅等元件的检查和维护光栅等元件的检查和维护备用电路板的定期通电备用电路板的定期通电备用电路板应定期装到备用电路板应定期装到CNC系统上通电运系统上通电运行，长期停用的数控机床也要经常通电，行，长期停用的数控机床也要经常通电，利用电器元件本身的发

23、热来驱散电气柜内利用电器元件本身的发热来驱散电气柜内的潮气。保证电器元件性能的稳定可靠。的潮气。保证电器元件性能的稳定可靠。三、诊断常用的仪器仪表及工具三、诊断常用的仪器仪表及工具 万用表万用表可测电阻、交、直流电压、电流可测电阻、交、直流电压、电流 指针式：有测量过程指针式：有测量过程 数字式：直接读数数字式：直接读数相序表相序表可检查直流驱动装置输入电流的可检查直流驱动装置输入电流的 相序相序双踪示波器双踪示波器检查信号波形检查信号波形钳形电流表钳形电流表不断线检测电流不断线检测电流三、诊断常用的仪器仪表及工具三、诊断常用的仪器仪表及工具脉冲发生笔与逻辑测试笔脉冲发生笔与逻辑测试笔 对芯片

24、或功能电路板的输入注入逻辑对芯片或功能电路板的输入注入逻辑电平脉冲，用逻辑测试笔检测输出电平，电平脉冲，用逻辑测试笔检测输出电平，以判别其功能正常与否。以判别其功能正常与否。机械故障诊断仪机械故障诊断仪 对机械故障进行检测、分析与诊断。对机械故障进行检测、分析与诊断。 2. 工具工具 “+”、“一一一一”螺丝刀、钳子、镊子、烙螺丝刀、钳子、镊子、烙铁等铁等 四、诊断用技术资料四、诊断用技术资料数控机床生产厂家必须向用户提供安装、数控机床生产厂家必须向用户提供安装、使用与维修有关的技术资料，主要有：使用与维修有关的技术资料，主要有：数控机床电气使用说明书数控机床电气使用说明书数控机床电气原理图数

25、控机床电气原理图数控机床电气连接图数控机床电气连接图数控机床结构简图数控机床结构简图数控机床参数表数控机床参数表数控机床数控机床PLC控制程序控制程序四、诊断用技术资料四、诊断用技术资料数控系统操作手册数控系统操作手册数控系统编程手册数控系统编程手册数控系统安装与维修手册数控系统安装与维修手册伺服驱动系统使用说明书伺服驱动系统使用说明书 数控机车的技术资料对故障分析与诊断数控机车的技术资料对故障分析与诊断 非常重要，必须认真仔细地阅读，并对非常重要，必须认真仔细地阅读，并对照机床实物，做到心中有数。一旦机床照机床实物，做到心中有数。一旦机床 发生故障，再进行分析的同时查阅资料。发生故障，再进行

26、分析的同时查阅资料。第三节第三节 故障处理故障处理 一、故障故障软故障软故障由调整、参数设置或操作不当引由调整、参数设置或操作不当引起（在使用初期发生较多，不熟悉）起（在使用初期发生较多，不熟悉）硬故障硬故障由数控机床（控制、检测、驱动、由数控机床（控制、检测、驱动、液气、机械装置）的硬件失效引起液气、机械装置）的硬件失效引起 二、故障处理对策二、故障处理对策 除非出现影响设备或人身安全的紧急情况，除非出现影响设备或人身安全的紧急情况，不要立即切断机床的电源。应保持故障现不要立即切断机床的电源。应保持故障现场。场。 从机床外观、从机床外观、CRT显示的内容、主板显示的内容、主板或驱动装置报警灯

27、等方面进行检查。可按或驱动装置报警灯等方面进行检查。可按系统复位键，观察系统的变化，报警是否系统复位键，观察系统的变化，报警是否消失。如消失，说明是随机性故障或是由消失。如消失，说明是随机性故障或是由操作错误引起的。操作错误引起的。 如不能消失，把可能引起该故障的原如不能消失，把可能引起该故障的原因罗列出来，进行综合分析、判断，必要因罗列出来，进行综合分析、判断，必要时进行一些检测或试验，达到确诊故障的时进行一些检测或试验，达到确诊故障的目的。目的。复位后，故障不能消失，可从以下几方面复位后，故障不能消失，可从以下几方面进行调查：进行调查：机床故障时的运行方式机床故障时的运行方式CRT显示的内

28、容（报警信号和报警号）显示的内容（报警信号和报警号）驱动装置、变频器等显示的报警指示驱动装置、变频器等显示的报警指示故障时轴的定位误差故障时轴的定位误差刀具轨迹是否正常刀具轨迹是否正常辅助机能的运行状态辅助机能的运行状态是否为新编制的加工程序是否为新编制的加工程序刀具补偿指令及补偿量是否正确刀具补偿指令及补偿量是否正确故障是否与换刀有关故障是否与换刀有关故障是否与进给速度有关故障是否与进给速度有关操作者的情况（新手）操作者的情况（新手）输入电压的波动，电压值是否在正常范围输入电压的波动，电压值是否在正常范围附近有否使用大电流的装置附近有否使用大电流的装置CNC周围的温度状况周围的温度状况控制柜

29、热交换器、轴流风扇工作情况控制柜热交换器、轴流风扇工作情况系统周围的振动情况系统周围的振动情况附近有否高频干扰源附近有否高频干扰源熔丝是否已熔断熔丝是否已熔断故障前是否修理过机床或设置过参数故障前是否修理过机床或设置过参数机床是否已调整好机床是否已调整好在运行过程中是否改变过工作方式在运行过程中是否改变过工作方式机床是否正处于急停、锁住状态机床是否正处于急停、锁住状态速度倍率开关是否设为零速度倍率开关是否设为零进给保持按钮是否被按下进给保持按钮是否被按下间隙补偿量是否合适间隙补偿量是否合适机床各信号电缆有否破损机床各信号电缆有否破损信号线和电源线是否分开走线信号线和电源线是否分开走线屏蔽线接地

30、是否正确屏蔽线接地是否正确第三节第三节 数控系统故障诊断方法数控系统故障诊断方法一、诊断步骤和要求一、诊断步骤和要求 故障检测（确定有否故障）故障检测（确定有否故障）1.故障诊断故障诊断 故障判断（确定故障性质）故障判断（确定故障性质） 故障定位（确定故障部位）故障定位（确定故障部位）2.故障诊断要求：故障诊断要求：故障检测方法简便有效故障检测方法简便有效使用的诊断仪器少而实用使用的诊断仪器少而实用故障诊断的所需的时间尽可能短故障诊断的所需的时间尽可能短二、常用故障诊断方法二、常用故障诊断方法1.直观法（望闻问切）直观法（望闻问切）问问机床的故障现象、加工状况等机床的故障现象、加工状况等看看C

31、RT报警信息、报警指示灯、熔丝报警信息、报警指示灯、熔丝断否、元器件烟熏烧焦、电容器膨胀变断否、元器件烟熏烧焦、电容器膨胀变形、开裂、保护器脱扣、触点火花等形、开裂、保护器脱扣、触点火花等听听异常声响（铁芯、欠压、振动等）异常声响（铁芯、欠压、振动等）闻闻电气元件焦糊味及其它异味电气元件焦糊味及其它异味摸摸发热、振动、接触不良等发热、振动、接触不良等二、常用故障诊断方法二、常用故障诊断方法2.CNC系统的自诊断功能系统的自诊断功能开机自诊断开机自诊断系统内部自诊断程序通电后系统内部自诊断程序通电后动执行对动执行对CPU、存储器、总线和存储器、总线和I/O等模等模块及功能板、块及功能板、CRT、

32、软盘等外围设备进行软盘等外围设备进行功能测试，确定主要硬件能正常工作。功能测试，确定主要硬件能正常工作。例例运行中的故障信息提示运行中的故障信息提示发生故障在发生故障在CRT上报警信息，查阅维修手册确定故障原因上报警信息，查阅维修手册确定故障原因及排除方法。（不唯一，信息丰富则准确）及排除方法。（不唯一，信息丰富则准确）FANUC 10TE系统的数控机床，开机系统的数控机床，开机后后CRT显示：显示：FS107E 1399BROM TEST：ENDRAM TEST 未通过测试未通过测试故障可能：参数丢失、支持电池失效故障可能：参数丢失、支持电池失效或接触不良等或接触不良等二、常用故障诊断方法二

33、、常用故障诊断方法CNC系统的自诊断不但能在系统的自诊断不但能在CRT上显示故上显示故障报警信息，而且还能以多页障报警信息，而且还能以多页“诊断地址诊断地址”和和“诊断数据诊断数据”的形式提供机床参数和状的形式提供机床参数和状态态信息信息接口检查接口检查参数检查参数检查接口检查接口检查系统与机床、系统与系统与机床、系统与PLC、机床与机床与PLC的输入的输入/输出信号，接口诊断输出信号，接口诊断功能可将所有开关量信号的状态显示在功能可将所有开关量信号的状态显示在 CRT上，上，“1”表示通，表示通，“0”表示断。表示断。 利用状态显示可以检查数控系统是否将利用状态显示可以检查数控系统是否将信号

34、输出到机床侧，机床侧的开关信号信号输出到机床侧，机床侧的开关信号是否已输入到系统，从而确定故障是在是否已输入到系统，从而确定故障是在机床测还是在系统侧。机床测还是在系统侧。 例：例：NCP400L数控车床接口状态数控车床接口状态接口检查接口检查38C0H 0 0 1 1 0 0 1 0二、常用故障诊断方法二、常用故障诊断方法参数检查参数检查数控机床的机床参数是经一系列的试验和数控机床的机床参数是经一系列的试验和调整而获得的重要参数，是机床正常运行调整而获得的重要参数，是机床正常运行的保证。包括有增益、加速度、轮廓监控的保证。包括有增益、加速度、轮廓监控及各种补偿值等。当机床长期闲置不用或及各种

35、补偿值等。当机床长期闲置不用或受到外部干扰会使数据丢失或发生数据混受到外部干扰会使数据丢失或发生数据混乱，机床将不能正常工作。乱，机床将不能正常工作。可调出机床参数进行检查、修改或传送。可调出机床参数进行检查、修改或传送。二、常用故障诊断方法二、常用故障诊断方法除除CRT软报警外，还有许多软报警外，还有许多“硬件硬件”报警报警指指示灯，分布在电源、主轴驱动、伺服驱动示灯，分布在电源、主轴驱动、伺服驱动I/O装置上，由此可判断故障的原因。装置上，由此可判断故障的原因。5.备板置换法（替代法）备板置换法（替代法）用同功能的备用板替换被怀疑有故障的模用同功能的备用板替换被怀疑有故障的模板。（故障被排

36、除或范围缩小）板。（故障被排除或范围缩小）注意：断电状态下注意：断电状态下/选择开关选择开关/跨线一致跨线一致二、常用故障诊断方法二、常用故障诊断方法六、将功能相同的模板或单元相互交换，六、将功能相同的模板或单元相互交换，观察故障的转移情况，就能快速判断故障观察故障的转移情况，就能快速判断故障的部位。的部位。系统X驱动Y驱动X电机Y电机二、常用故障诊断方法二、常用故障诊断方法七、敲击法七、敲击法数控系统是由各种电路板组成，电路板上、数控系统是由各种电路板组成，电路板上、接插件等处有虚焊或接口槽接触不良都会接插件等处有虚焊或接口槽接触不良都会引起故障。可用绝缘物轻轻敲打疑点处，引起故障。可用绝缘

37、物轻轻敲打疑点处，若出现，则敲击处很可能就是故障部位。若出现，则敲击处很可能就是故障部位。八、升温法八、升温法设备运行较长时间或环境温度较高时，机设备运行较长时间或环境温度较高时，机床就会出现故障，可用电吹风、红外灯照床就会出现故障，可用电吹风、红外灯照射可疑的元件或组件。确定故障点。射可疑的元件或组件。确定故障点。二、常用故障诊断方法二、常用故障诊断方法当数控机床加工造成废品而无法确定是编当数控机床加工造成废品而无法确定是编程、操作不当还是数控系统故障时，或是程、操作不当还是数控系统故障时，或是闲置时间较长的数控机床重新投入使用时。闲置时间较长的数控机床重新投入使用时。将将G G、M M、S

38、 S、T T、F F功能的全部指令编写一个功能的全部指令编写一个试验程序并运行在这台机床，可快速判断试验程序并运行在这台机床，可快速判断哪个功能不良或丧失。哪个功能不良或丧失。二、常用故障诊断方法二、常用故障诊断方法十、隔离法十、隔离法十、隔离法十、隔离法隔离法是将某些控制回路断开，从而达到隔离法是将某些控制回路断开，从而达到隔离法是将某些控制回路断开，从而达到隔离法是将某些控制回路断开，从而达到缩小查找故障区域的目的。缩小查找故障区域的目的。缩小查找故障区域的目的。缩小查找故障区域的目的。例：某加工中心，在例：某加工中心，在例：某加工中心，在例：某加工中心，在JOGJOG方式下，进给平方式下

39、，进给平方式下，进给平方式下，进给平稳，但自动则不正常。首先要确定是稳，但自动则不正常。首先要确定是稳，但自动则不正常。首先要确定是稳，但自动则不正常。首先要确定是NCNC故故故故障还是伺服系统故障，先断开伺服速度给障还是伺服系统故障，先断开伺服速度给障还是伺服系统故障，先断开伺服速度给障还是伺服系统故障，先断开伺服速度给定信号，用电池电压作信号，故障依旧。定信号，用电池电压作信号，故障依旧。定信号，用电池电压作信号，故障依旧。定信号，用电池电压作信号，故障依旧。说明说明说明说明NCNC系统没有问题。进一步检查是系统没有问题。进一步检查是系统没有问题。进一步检查是系统没有问题。进一步检查是Y

40、Y轴轴轴轴夹紧装置出故障。夹紧装置出故障。夹紧装置出故障。夹紧装置出故障。二、常用故障诊断方法二、常用故障诊断方法十一、测量比较法十一、测量比较法为了检测方便，在模板或单元上设有检测为了检测方便，在模板或单元上设有检测端子，用万用表、示波器等仪器对这些端端子，用万用表、示波器等仪器对这些端子的电平或波形进行测试，将测试值与正子的电平或波形进行测试，将测试值与正常值进行比较，可以分析和判断故障的原常值进行比较，可以分析和判断故障的原因和及故障的部位。因和及故障的部位。各种故障诊断方法各有特点，要根据故障各种故障诊断方法各有特点，要根据故障现象的特点灵活的组合应用。现象的特点灵活的组合应用。第四节

41、第四节 电源的维护与保养电源的维护与保养1.电源的组成：电源的组成：三相输入线路、熔断器、电源开关、电源三相输入线路、熔断器、电源开关、电源变压器、控制变压器、断路器、各种继电变压器、控制变压器、断路器、各种继电器、接触器等。器、接触器等。各种电源，以满足不同负载的要求。各种电源，以满足不同负载的要求。一般有：一般有：380V、220V、200V、24V以以及及5V等。等。 第四节第四节 电源的维护与保养电源的维护与保养三相电源的电压值是否正常，有否偏相三相电源的电压值是否正常，有否偏相所有电气连接是否良好所有电气连接是否良好各类开关是否有效各类开关是否有效各继电器、接触器是否正常工作各继电器

42、、接触器是否正常工作检验热继电器、电弧抑制器等保护器件是检验热继电器、电弧抑制器等保护器件是否有效否有效检查电气柜防尘滤网、冷却风扇是否正常检查电气柜防尘滤网、冷却风扇是否正常第五节第五节 数控机床的抗干扰数控机床的抗干扰一、电磁波干扰一、电磁波干扰电火花、中、高频电加热设备的电源都会产电火花、中、高频电加热设备的电源都会产生强烈的电磁波，通过空间传播被附近的数生强烈的电磁波，通过空间传播被附近的数控系统所接受，如果能量足够就会干扰数控控系统所接受，如果能量足够就会干扰数控机床的正常工作。（远离这些设备）机床的正常工作。（远离这些设备）二、供电线路干扰二、供电线路干扰输入电压过压或欠压引起电源

43、报警而停机输入电压过压或欠压引起电源报警而停机电源波形畸变电源波形畸变*引起错误信息会导致引起错误信息会导致CPU停停止运行止运行第五节第五节 数控机床的抗干扰数控机床的抗干扰三、信号传输干扰三、信号传输干扰数控信号在传递过程中受到外界的干扰数控信号在传递过程中受到外界的干扰串模干扰串模干扰干扰电压叠加在有用信号上，干扰电压叠加在有用信号上， 由绝缘不良、漏电阻及供电线路等引入。由绝缘不良、漏电阻及供电线路等引入。共模干扰共模干扰干扰电压对二根或以上信号干扰电压对二根或以上信号线的干扰大小相等、相位相同。装置的线的干扰大小相等、相位相同。装置的 共模抑制比较高，影响不大。当不平衡共模抑制比较高

44、，影响不大。当不平衡 时，一部分转为串模。时，一部分转为串模。四、抗干扰措施四、抗干扰措施数控机床远离具有中、高频电源的设备数控机床远离具有中、高频电源的设备数控机床不要和大功率且频繁起、停的设数控机床不要和大功率且频繁起、停的设备在同一供电干线上备在同一供电干线上在电源电压波动较大的地区，加稳压电源在电源电压波动较大的地区，加稳压电源动力线和信号线分开走线动力线和信号线分开走线信号线采用屏蔽线或双绞线信号线采用屏蔽线或双绞线控制线和电源线相交时，要采用直角相交控制线和电源线相交时，要采用直角相交四、抗干扰措施四、抗干扰措施压敏电阻保护（浪涌吸收器）压敏电阻保护（浪涌吸收器）可对线可对线路中的

45、瞬变、尖蜂等噪声进行保护路中的瞬变、尖蜂等噪声进行保护阻容保护阻容保护交流接触器和电机频繁起停交流接触器和电机频繁起停时，因电磁感应会在机床电路中产生浪时，因电磁感应会在机床电路中产生浪涌或尖蜂，可抑制、吸收干扰噪声涌或尖蜂，可抑制、吸收干扰噪声续流二极管保护续流二极管保护直流电感元件在断电直流电感元件在断电时，在线圈着将产生较大的感应电动势时，在线圈着将产生较大的感应电动势并联的二极管可减少对控制电路的干扰并联的二极管可减少对控制电路的干扰四、抗干扰措施四、抗干扰措施3.屏蔽技术（电磁、静电屏蔽）屏蔽技术（电磁、静电屏蔽）信号线采用屏蔽线（铜质网状）、穿在信号线采用屏蔽线（铜质网状）、穿在铁

46、质蛇皮管或铁管中铁质蛇皮管或铁管中关键元件或组件采用金属容器屏蔽关键元件或组件采用金属容器屏蔽4.保证保证“接地接地”良好良好“接地接地”是数控机床安装中一项关键的抗是数控机床安装中一项关键的抗干干扰技术措施。电网的许多干扰都市通过扰技术措施。电网的许多干扰都市通过“接接地地”对机床起作用的。对机床起作用的。信号地信号地用来提供电信号的基准电压用来提供电信号的基准电压（0V）框架地框架地是以安全性及防止外来噪声和内是以安全性及防止外来噪声和内部噪声为目的的地线系统。它是装置的面部噪声为目的的地线系统。它是装置的面板、单元的外壳、操作板及各装置间接口板、单元的外壳、操作板及各装置间接口的屏蔽线的

47、屏蔽线系统地系统地是将框架地和大地相连接是将框架地和大地相连接 接地要可靠（接地电阻应小于接地要可靠（接地电阻应小于10欧姆）欧姆） 接地线要粗（应大于电源线的截面积）接地线要粗（应大于电源线的截面积） 数控机床的地线系统数控机床的地线系统第三章第三章 数控机床机械结构故障诊断数控机床机械结构故障诊断第一节第一节 数控机床机械故障诊断方法数控机床机械故障诊断方法第二节第二节 主轴部件主轴部件第三节第三节 滚珠丝杠螺母副滚珠丝杠螺母副第四节第四节 导轨副导轨副第五节第五节 刀库及换刀装置刀库及换刀装置第六节第六节 液压与气压传动系统液压与气压传动系统第三章第三章 数控机床机械结构故障诊断数控机床

48、机械结构故障诊断 一、故障与故障诊断一、故障与故障诊断 数控机床在机械结构上和普通机床不数控机床在机械结构上和普通机床不同点在于传动链缩短，传动部件的精度高，同点在于传动链缩短，传动部件的精度高，机械维护的面更广。主轴、进给轴、导轨机械维护的面更广。主轴、进给轴、导轨和丝杠、刀库和换刀装置、液压和气动等。和丝杠、刀库和换刀装置、液压和气动等。 熟悉机械故障的特征，掌握数控机床熟悉机械故障的特征，掌握数控机床机械故障的诊断的方法和手段。还要注意机械故障的诊断的方法和手段。还要注意数控机床机电之间的内在联系。数控机床机电之间的内在联系。第一节第一节 数控机床机械故障诊断方法数控机床机械故障诊断方法

49、1. 1. 机械故障的原因机械故障的原因 机床在运行过程中，机械零部件受到力、机床在运行过程中，机械零部件受到力、 热、摩擦以及磨损等诸多因素的作用，热、摩擦以及磨损等诸多因素的作用，使其领部件偏离或丧失原有的功能。使其领部件偏离或丧失原有的功能。2. 2. 机械故障诊断机械故障诊断 机床运行状态的识别、运行状态的信号机床运行状态的识别、运行状态的信号获取、特征参数的分析，故障性质的判获取、特征参数的分析，故障性质的判断和故障部位的确定。断和故障部位的确定。第一节第一节 数控机床机械故障诊断方法数控机床机械故障诊断方法二、二、 机械故障诊断的方法机械故障诊断的方法实用诊断技术（问、听、看、闻、

50、摸、查）实用诊断技术（问、听、看、闻、摸、查）振动、噪声测试振动、噪声测试(幅值大小、频率结构）幅值大小、频率结构）油液分析（磨粒成分、型貌、数量）油液分析（磨粒成分、型貌、数量）温度测试（表面温度及变化规律）温度测试（表面温度及变化规律）超声、超声、X射线探伤（机件内部缺陷）射线探伤（机件内部缺陷）专家诊断系统（专家的经验、数据）专家诊断系统（专家的经验、数据）第一节第一节 数控机床机械故障诊断方法数控机床机械故障诊断方法问问操作者（渐操作者（渐/突发、故障现象、加工突发、故障现象、加工件的情况、传动系统的运动和动力、润件的情况、传动系统的运动和动力、润滑、保养和检修情况）滑、保养和检修情况

51、）看看机床的转速变化、工件的表面粗糙机床的转速变化、工件的表面粗糙度和振纹、颜色伤痕等明显症状度和振纹、颜色伤痕等明显症状听听机床运转声（强弱、频率高低等）机床运转声（强弱、频率高低等）闻闻润滑油脂氧化蒸发油烟气焦糊气润滑油脂氧化蒸发油烟气焦糊气第一节第一节 数控机床机械故障诊断方法数控机床机械故障诊断方法触触用手感来判别机床的故障（温升、用手感来判别机床的故障（温升、 振动、伤痕和波纹、爬行、松紧）振动、伤痕和波纹、爬行、松紧） 实用诊断技术在机械故障的诊断中具有实用诊断技术在机械故障的诊断中具有实用简便、快速有效的特点，但诊断效实用简便、快速有效的特点，但诊断效果的好坏在很大程度上要凭借维

52、修技术果的好坏在很大程度上要凭借维修技术人员的经验，而且有一定的局限性，对人员的经验，而且有一定的局限性，对一些疑难故障难以奏效。一些疑难故障难以奏效。二、机械故障诊断的方法二、机械故障诊断的方法 2. 2. 机械振动检测诊断法机械振动检测诊断法 以以机机床床振振动动作作为为信信息息源源，在在机机床床运运行行过过程程中中获获取取信信号号，对对信信号号作作各各种种处处理理和和分分析析，通通过过某某些些特特征征量量的的变变化化来来判判别别有有无无故故障障、根根据据由由以以往往诊诊断断经经验验形形成成的的一一些些判判据据来来确确定定故故障障的的性性质质并并综综合合一一些些其其他他依据来进一步确定故障

53、的部位。依据来进一步确定故障的部位。 具有实用可靠、判断准确的特点具有实用可靠、判断准确的特点2. 机械振动检测诊断法机械振动检测诊断法诊断过程诊断过程1 1）阅阅被被诊诊断断设设备备的的技技术术资资料料，分分析析传传动动关关系系、计算传动件的特征值；计算传动件的特征值；2 2）获取信号、信号调理与处理；）获取信号、信号调理与处理；3 3）信号分析、故障判断（部位、性质）。）信号分析、故障判断（部位、性质）。 故障振动信号分类故障振动信号分类 1 1）平稳性故障信号）平稳性故障信号 2 2）冲击性故障信号）冲击性故障信号 2. 机械振动检测诊断法机械振动检测诊断法 1 1）平稳性故障信号）平稳

54、性故障信号机械结构在正弦机械结构在正弦周期性力信号、复杂周期性力信号和准周周期性力信号、复杂周期性力信号和准周期性力信号（轴弯曲、偏心、滚子失圆等期性力信号（轴弯曲、偏心、滚子失圆等渐变性故障）作用下产生的响应信号。渐变性故障）作用下产生的响应信号。 特点：响应信号的频率成分与激励信号特点：响应信号的频率成分与激励信号的频率成分相同。频谱为有限根谱线，而的频率成分相同。频谱为有限根谱线，而且能量集中在故障的特征频率及其倍频上。且能量集中在故障的特征频率及其倍频上。 2. 机械振动检测诊断法机械振动检测诊断法2 2）冲击性故障信号）冲击性故障信号 机械结构在周期性冲击力作用下的脉冲响机械结构在周

55、期性冲击力作用下的脉冲响 应，他与冲击信号本身有很大的不同。应，他与冲击信号本身有很大的不同。 特点：信号能量短时间释放，其频谱为无特点：信号能量短时间释放，其频谱为无 穷根谱线，间隔等于脉冲发生的频率。能穷根谱线，间隔等于脉冲发生的频率。能 量集中于基频。量集中于基频。 2. 机械振动检测诊断法机械振动检测诊断法信号分析方法信号分析方法 1) 1)时域分析法（直观）时域分析法（直观） 了了解解信信号号的的幅幅值值和和时时间间的的关关系系，确确定定振振动动的的程程度度，设设备备是是否否有有故故障障及及严严重重程程度度。不不能能确确定定故故障障部部位位（特特征征量量的的统统计计分分析析、相相关关

56、分分析析等等、均均值值、有有效效值值、均均方方根根值值、方方差等）。差等）。 2. 机械振动检测诊断法机械振动检测诊断法信号分析方法信号分析方法 2) 2)频域分析法频域分析法( (了解了解信号的频率结构，寻信号的频率结构，寻找故障源找故障源) ) 幅值谱分析幅值谱分析-应用傅里叶变换、傅里叶应用傅里叶变换、傅里叶傅里叶积分将时域信号变为频域信号。傅里叶积分将时域信号变为频域信号。 功功率率谱谱分分析析-在在频频域域中中对对信信号号能能量量或或功功率分布情况的描述。率分布情况的描述。 滤波谱滤波谱-分析平稳性故障信号分析平稳性故障信号 解调谱解调谱-分析冲击性故障信号分析冲击性故障信号2. 机

57、械振动检测诊断法机械振动检测诊断法测试仪器系统测试仪器系统2. 机械振动检测诊断法机械振动检测诊断法诊断实例诊断实例 1 1）了了解解设设备备的的运运行行状状态态：设设备备在在运运行行中中有有什么异常情况，不同速度档位有什么区别。什么异常情况，不同速度档位有什么区别。 2 2）得得到到设设备备的的有有关关资资料料：设设备备的的传传动动系系统统图图、轴轴承承分分布布图图等等技技术术资资料料，并并对对其其进进行行分分析。析。 3 3）计计算算传传动动链链和和传传动动件件的的特特征征频频率率：计计算算传动链，计算各传动件的特征频率系数传动链，计算各传动件的特征频率系数。 对对对对设备进行诊断测试设备

58、进行诊断测试1 1）放置测振、测速传感器（位置、信号要）放置测振、测速传感器（位置、信号要 求）（一般选振动或噪声较大的部位）；求）（一般选振动或噪声较大的部位）；2 2）连接仪器系统；）连接仪器系统；3 3）开动被测设备；）开动被测设备；4 4）调节测速电平、显示主轴转速并记录；）调节测速电平、显示主轴转速并记录；5 5）从较高频段开始测试，逐渐到较低频段，）从较高频段开始测试，逐渐到较低频段， 并调节放大器的增益，使信号处于最佳状并调节放大器的增益，使信号处于最佳状 态；态；6 6）记录、打印测试结果。）记录、打印测试结果。传动链传动链传动链传动链 30/60 27/30 27/57 30

59、/60 27/30 27/57 30/60 27/30 27/57 30/60 27/30 27/57 特征系数特征系数特征系数特征系数 特征频率特征频率特征频率特征频率 故障诊断分析故障诊断分析1 1）由主轴转频计算各传动件的特征频率；）由主轴转频计算各传动件的特征频率；2 2）对照计算值和测试结果，由前述机械故）对照计算值和测试结果，由前述机械故障诊断知识进行分析，判断故障的部位和障诊断知识进行分析，判断故障的部位和故障性质。得出诊断结果。故障性质。得出诊断结果。第二节第二节 主轴部件主轴部件主轴部件的性能要求主轴部件的性能要求 高回转精度、足够的功率输出、刚度、高回转精度、足够的功率输出

60、、刚度、抗振性、温升以及自动变速、准停和自动抗振性、温升以及自动变速、准停和自动换刀等要求。换刀等要求。主轴部件的结构主轴部件的结构 成组高精度轴承（滚动成组高精度轴承（滚动/静压静压/磁力磁力/陶瓷）陶瓷）及其配置、轴承间隙调整和润滑密封以及及其配置、轴承间隙调整和润滑密封以及满足工件的自动装夹要求满足工件的自动装夹要求 第二节第二节 主轴部件主轴部件主轴的维护特点主轴的维护特点 减少摩擦、带走热量，（磨损和热变形）减少摩擦、带走热量，（磨损和热变形）- -循环润滑方式：液压泵供油强力润滑和循环润滑方式：液压泵供油强力润滑和 油脂润滑油脂润滑-油气润滑方式：定时定量把油雾送进轴油气润滑方式：

61、定时定量把油雾送进轴 承空隙中承空隙中-喷注润滑方式：较大流量的恒温油喷注喷注润滑方式：较大流量的恒温油喷注 到主轴轴承（大容量恒温油箱）到主轴轴承（大容量恒温油箱）第二节第二节 主轴部件主轴部件 主轴故障诊断主轴故障诊断故障现象故障原因故障现象故障原因1.1.主轴发热轴承损伤或不清洁、轴承油主轴发热轴承损伤或不清洁、轴承油 脂耗尽或油脂过多、轴承间脂耗尽或油脂过多、轴承间 隙过小隙过小2.2.主轴强力电机与主轴传动的皮带过松、主轴强力电机与主轴传动的皮带过松、切削停转皮带表面有油、离合器松切削停转皮带表面有油、离合器松3.3.润滑油泄漏润滑油过量、密封件损伤或润滑油泄漏润滑油过量、密封件损伤

62、或失效、管件损坏失效、管件损坏 主轴故障诊断主轴故障诊断故障现象故障原因故障现象故障原因4. 主轴噪声缺少润滑、皮带轮动平衡主轴噪声缺少润滑、皮带轮动平衡 （振动）（振动） 不佳、带轮过紧、齿轮磨不佳、带轮过紧、齿轮磨 损或啮合间隙过大、轴损或啮合间隙过大、轴承承 损坏损坏5.主轴没有或主轴没有或 油泵转向不正确、油管或油泵转向不正确、油管或 润滑不足润滑不足 滤油器堵塞、油压不足滤油器堵塞、油压不足第二节第二节 主轴部件主轴部件主轴故障诊断主轴故障诊断故障现象故障原因故障现象故障原因6. 刀具不能刀具不能 蝶形弹簧位移量太小、刀蝶形弹簧位移量太小、刀 夹紧夹紧 具松夹弹簧上螺母松动具松夹弹簧

63、上螺母松动7.刀具夹紧后刀具夹紧后 刀具松夹弹簧压合过紧、刀具松夹弹簧压合过紧、 不能松开不能松开 液压缸压力和行程不够液压缸压力和行程不够第三节第三节 滚珠丝杠螺母副滚珠丝杠螺母副滚珠丝杠螺母副的维护滚珠丝杠螺母副的维护 保证反向传动精度和轴向刚度（垫片调保证反向传动精度和轴向刚度（垫片调隙式、螺纹调隙式、齿差调隙式）隙式、螺纹调隙式、齿差调隙式） 定期检查丝杠支承与床身的连接是否有定期检查丝杠支承与床身的连接是否有松动以及轴承是否损坏松动以及轴承是否损坏第三节第三节 滚珠丝杠螺母副滚珠丝杠螺母副滚珠丝杠螺母副的维护滚珠丝杠螺母副的维护 3.滚珠丝杠副的润滑滚珠丝杠副的润滑 润滑剂（油润滑剂

64、（油/脂）可提高耐磨性和传动效脂）可提高耐磨性和传动效 率（工作前率（工作前/半年）半年） 防止硬质灰尘或切屑污物的进入，可采防止硬质灰尘或切屑污物的进入，可采用防护罩或防护套管等用防护罩或防护套管等 滚珠丝杠螺母副的故障诊断滚珠丝杠螺母副的故障诊断 故障现象故障原因故障现象故障原因1.1.噪声大噪声大 丝杠丝杠支承轴承损坏或压盖压合支承轴承损坏或压盖压合 不好、联轴器松动、润滑不不好、联轴器松动、润滑不良良 或丝杠副滚珠有破损或丝杠副滚珠有破损2. 丝杠运动丝杠运动 轴向预紧太大、丝杠或螺母轴向预紧太大、丝杠或螺母轴不灵活轴不灵活 线与导轨不平行、丝杠弯线与导轨不平行、丝杠弯曲曲第四节第四节

65、 导轨副导轨副导轨副的维护导轨副的维护1.间隙调整间隙调整保证导轨面之间合理的间隙，保证导轨面之间合理的间隙，小摩擦力大、磨损，大运动失去准确性和平小摩擦力大、磨损，大运动失去准确性和平稳性、失去导向精度）稳性、失去导向精度）2.滚动导轨的预紧滚动导轨的预紧提高刚度、消除间隙提高刚度、消除间隙3.导轨的润滑导轨的润滑降低摩擦系数、减少磨损、降低摩擦系数、减少磨损、防止导轨面锈蚀。防止导轨面锈蚀。润滑方式：人工加油油杯供油、压力油润滑润滑方式：人工加油油杯供油、压力油润滑润滑油：粘度变化小、润滑性好、油膜刚度润滑油：粘度变化小、润滑性好、油膜刚度第四节第四节 导轨副导轨副防止切屑、磨粒或冷却液散

66、落在导轨上而防止切屑、磨粒或冷却液散落在导轨上而引起磨损、擦伤、和锈蚀，导轨面上应有引起磨损、擦伤、和锈蚀，导轨面上应有可靠的防护装置。常用的有刮板式、卷帘可靠的防护装置。常用的有刮板式、卷帘式和叠层式防护罩。需要经常进行清理和式和叠层式防护罩。需要经常进行清理和保养。保养。导轨故障诊断导轨故障诊断 故障现象故障原因故障现象故障原因故障现象故障原因故障现象故障原因1.1.导轨研伤导轨研伤导轨研伤导轨研伤 地基与床身水平有变化使局部地基与床身水平有变化使局部地基与床身水平有变化使局部地基与床身水平有变化使局部 载荷过大、长期短工件加工局载荷过大、长期短工件加工局载荷过大、长期短工件加工局载荷过大

67、、长期短工件加工局 部磨损严重、导轨润滑不良、部磨损严重、导轨润滑不良、部磨损严重、导轨润滑不良、部磨损严重、导轨润滑不良、 导轨材质不佳、刮研不符和要导轨材质不佳、刮研不符和要导轨材质不佳、刮研不符和要导轨材质不佳、刮研不符和要 求、导轨维护不良落入赃物求、导轨维护不良落入赃物求、导轨维护不良落入赃物求、导轨维护不良落入赃物 故障现象故障原因故障现象故障原因2.移动部件移动部件 导轨面研伤、导轨压板研伤、导轨面研伤、导轨压板研伤、 镶条与导轨间隙太小镶条与导轨间隙太小3.加工面在加工面在 导轨直线度超差、工作台塞导轨直线度超差、工作台塞接刀处不平接刀处不平 铁松动或塞铁弯度过大、机铁松动或塞

68、铁弯度过大、机 床水平度差使导轨发生弯曲床水平度差使导轨发生弯曲第五节第五节 刀库及换刀装置刀库及换刀装置刀库与换刀机械手的维护要点刀库与换刀机械手的维护要点1.严禁把超重、超长的刀具装入刀库，防止严禁把超重、超长的刀具装入刀库，防止 机械手换刀时掉刀或发生碰撞机械手换刀时掉刀或发生碰撞2.不管什么方式选刀时，刀具号要和刀库上不管什么方式选刀时，刀具号要和刀库上 所需刀具一致所需刀具一致3.手动方式放往刀库上装刀时，要确保装到手动方式放往刀库上装刀时，要确保装到 位、装牢靠。刀座上的锁紧也要可靠位、装牢靠。刀座上的锁紧也要可靠第五节第五节 刀库及换刀装置刀库及换刀装置刀库与换刀机械手的维护要点

69、刀库与换刀机械手的维护要点4.经常检查刀库的回零位置是否正确，主经常检查刀库的回零位置是否正确，主轴轴 回换刀点位置到位，及时调整回换刀点位置到位，及时调整6.开机时，应先使刀库和机械手空运行，开机时，应先使刀库和机械手空运行，检检 查各部分工作是否正常（行程开关、电查各部分工作是否正常（行程开关、电磁磁 阀、液压系统的压力等）阀、液压系统的压力等）第五节第五节 刀库及换刀装置刀库及换刀装置刀库与换刀机械手的故障诊断刀库与换刀机械手的故障诊断 故障主要表现在：刀库运动故障、定位误故障主要表现在：刀库运动故障、定位误差过大、机械手夹持刀柄不稳定和机械手差过大、机械手夹持刀柄不稳定和机械手运动误差

70、过大等运动误差过大等 故障现象故障现象 故障原因故障原因1.刀库刀套不刀库刀套不 刀套上的调整螺母位置不对刀套上的调整螺母位置不对 能卡紧刀具能卡紧刀具2.刀库不能旋转刀库不能旋转 电机和蜗杆轴联轴器松动电机和蜗杆轴联轴器松动第五节第五节 刀库及换刀装置刀库及换刀装置刀库与换刀机械手的故障诊断刀库与换刀机械手的故障诊断 故障现象故障现象 故障原因故障原因3.刀具从机械刀具从机械 刀具超重、机械手卡紧销刀具超重、机械手卡紧销损损 手中脱落手中脱落 坏或没有弹出来坏或没有弹出来4.刀具交换时刀具交换时 换刀时主轴没有回到换刀换刀时主轴没有回到换刀点点 掉刀掉刀5.换刀速度过换刀速度过 气压太高或太

71、低和节流阀气压太高或太低和节流阀开开 快或过慢快或过慢 口太大或太小口太大或太小第六节第六节 液压与气压传动系统液压与气压传动系统 一、液压传动系统一、液压传动系统液压卡盘液压卡盘静压导轨静压导轨液压拨叉变速液压液压缸液压拨叉变速液压液压缸主轴箱的液压平衡主轴箱的液压平衡液压驱动机械手和主轴上松刀液压缸等液压驱动机械手和主轴上松刀液压缸等第六节第六节 液压与气压传动系统液压与气压传动系统 一、液压传动系统一、液压传动系统控制油液污染，保持油液清洁（控制油液污染，保持油液清洁（80%故障）故障）控制液压系统中油液的温升（效率、压力、控制液压系统中油液的温升（效率、压力、 速度、动作可靠、泄漏、氧

72、化）速度、动作可靠、泄漏、氧化）控制液压系统的泄漏（提高液压元件零部控制液压系统的泄漏（提高液压元件零部件的加工精度、元件和管道的安装质量以件的加工精度、元件和管道的安装质量以及提高密封件的质量和定期更换。及提高密封件的质量和定期更换。第六节第六节 液压与气压传动系统液压与气压传动系统 防止液压系统振动和噪声（螺钉松动、管防止液压系统振动和噪声（螺钉松动、管接头松脱而引起泄漏）接头松脱而引起泄漏）严格执行日常点检制度（液压故障有隐蔽严格执行日常点检制度（液压故障有隐蔽性、可变性和难于判断性的特点）性、可变性和难于判断性的特点）严格执行定期紧固、清洗、过滤和更换制严格执行定期紧固、清洗、过滤和更

73、换制度（防止松动、污染、堵塞、磨损等情况度（防止松动、污染、堵塞、磨损等情况的发生）的发生）第六节第六节 液压与气压传动系统液压与气压传动系统元件和管接头是否有泄漏元件和管接头是否有泄漏液压泵和液压马达运转时有否异常噪声液压泵和液压马达运转时有否异常噪声液压缸移动时是否正常平稳液压缸移动时是否正常平稳液压系统的各点压力是否正常和稳定液压系统的各点压力是否正常和稳定油液的温度是否在允许范围内油液的温度是否在允许范围内电气控制及换向阀工作是否灵敏可靠电气控制及换向阀工作是否灵敏可靠油箱内油量是否在标线范围内油箱内油量是否在标线范围内第六节第六节 液压与气压传动系统液压与气压传动系统定期对油箱内的油

74、液进行检验、过滤、定期对油箱内的油液进行检验、过滤、更换。更换。定期检查和紧固重要部位的螺钉和接头定期检查和紧固重要部位的螺钉和接头定期检查、更换密封件定期检查、更换密封件定期检查、清洗或更换滤芯和液压元件定期检查、清洗或更换滤芯和液压元件定期检查清洗油箱和管道定期检查清洗油箱和管道第六节第六节 液压与气压传动系统液压与气压传动系统 二、气动系统二、气动系统数控机床主轴锥孔的吹气和开关防护门数控机床主轴锥孔的吹气和开关防护门主轴的松刀主轴的松刀实现机械手的动实现机械手的动 例：某加工中心气动原理图例：某加工中心气动原理图第六节第六节 液压与气压传动系统液压与气压传动系统 二、气动系统二、气动系

75、统保证供给洁净的压缩空气（水分、油分、保证供给洁净的压缩空气（水分、油分、 粉尘）粉尘）保证空气中含有适量的润滑油（使气动保证空气中含有适量的润滑油（使气动控制和执行元件适度的润滑）控制和执行元件适度的润滑） 采用压缩空气调理装置采用压缩空气调理装置第六节第六节 液压与气压传动系统液压与气压传动系统保持气动系统的密封性保持气动系统的密封性漏气将增加能漏气将增加能量的消耗、导致供气压力下降甚至气动量的消耗、导致供气压力下降甚至气动元件工作失常，使用仪表或肥皂水捡漏元件工作失常，使用仪表或肥皂水捡漏保证气动元件中运动零件的灵敏度保证气动元件中运动零件的灵敏度使使用油雾分离器分离油雾用油雾分离器分离

76、油雾保证气动装置具有合适的工作压力和运保证气动装置具有合适的工作压力和运动速度动速度第六节第六节 液压与气压传动系统液压与气压传动系统 管路系统点检管路系统点检主要内容是对冷凝水和主要内容是对冷凝水和润滑油的管理，还要检查供气压力是否润滑油的管理，还要检查供气压力是否正常、有无漏气等正常、有无漏气等气动元件的定检气动元件的定检主要内容是彻底处理主要内容是彻底处理系统的漏气现象（更换密封元件、处理系统的漏气现象（更换密封元件、处理管接头或联接螺钉松动，定期检查测量管接头或联接螺钉松动，定期检查测量仪表、安全阀和压力继电器等）仪表、安全阀和压力继电器等）第四章第四章 伺服系统故障诊断伺服系统故障诊

77、断第一节第一节 主轴驱动系统主轴驱动系统 主轴驱动系统、故障形式、故障诊断主轴驱动系统、故障形式、故障诊断主轴驱动系统、故障形式、故障诊断主轴驱动系统、故障形式、故障诊断第二节第二节 进给伺服系统进给伺服系统 进给驱动系统、伺服系统结构形式、故障诊断进给驱动系统、伺服系统结构形式、故障诊断进给驱动系统、伺服系统结构形式、故障诊断进给驱动系统、伺服系统结构形式、故障诊断第三节第三节 位置检测装置位置检测装置 检测装置的维护、检测装置的维护、检测装置的维护、检测装置的维护、位置检测的故障诊断位置检测的故障诊断第四章第四章 伺服系统故障诊断伺服系统故障诊断伺服：工作台（电机）的运动速度和距伺服：工作

78、台（电机）的运动速度和距离完全按离完全按CNC的指令行动，准确无误的指令行动，准确无误 摩擦力（切削力、润滑、温度和设备）摩擦力（切削力、润滑、温度和设备）控制办法：三环结构控制办法：三环结构位置环（外环）：输入信号为位置环（外环）：输入信号为CNC的指的指令和位置检测器反馈的位置信号令和位置检测器反馈的位置信号速度环（中环）：输入信号为位置环的速度环（中环）：输入信号为位置环的输出和测速发电机经反馈网络处理信号输出和测速发电机经反馈网络处理信号第四章第四章 伺服系统故障诊断伺服系统故障诊断电流环（内环）：输入信号为速度环的电流环（内环）：输入信号为速度环的输出信号和经电流互感器得到的电流信输

79、出信号和经电流互感器得到的电流信号号在三环系统中，位置环的输出是速度环在三环系统中，位置环的输出是速度环的输入；速度环的输出是电流环的输入；的输入；速度环的输出是电流环的输入；电流环的输出直接控制功率变换单元，电流环的输出直接控制功率变换单元，这三个环的反馈信号都是负反馈这三个环的反馈信号都是负反馈第四章第四章 伺服系统故障诊断伺服系统故障诊断第一节第一节 主轴驱动系统主轴驱动系统一般主轴要求：速度大范围连续可调、一般主轴要求：速度大范围连续可调、恒功率范围宽恒功率范围宽伺服主轴要求：有进给控制和位置控制伺服主轴要求：有进给控制和位置控制主轴变速形式：电动机带齿轮换档（降主轴变速形式：电动机带

80、齿轮换档（降速、增大传动比、增大主轴转矩）；电速、增大传动比、增大主轴转矩）；电动机通过同步齿带或皮带驱动主轴（恒动机通过同步齿带或皮带驱动主轴（恒功率、机械传动简单）功率、机械传动简单）第四章第四章 伺服系统故障诊断伺服系统故障诊断一、常用主轴驱动系统介绍一、常用主轴驱动系统介绍FANUC公司主轴驱动系统公司主轴驱动系统 主要采用交流主轴驱动系统，有主要采用交流主轴驱动系统，有S、 H 、P三个系列（三个系列（1.537 1.522 3.737 kW） 主要特点：主要特点： 1）采用微处理控制技术）采用微处理控制技术 2）主回路采用晶体管）主回路采用晶体管PWM逆变器逆变器 3）具有主轴定向

81、控制、数字和模拟输入）具有主轴定向控制、数字和模拟输入 第四章第四章 伺服系统故障诊断伺服系统故障诊断一、常用主轴驱动系统介绍一、常用主轴驱动系统介绍SIEMENS公司主轴驱动系统公司主轴驱动系统 直流主轴电动机：有直流主轴电动机：有1GG5、1GF5、1GL5和和1GH5四个系列及配套的四个系列及配套的6RA24、6RA27系列驱动装置（晶闸管）系列驱动装置（晶闸管） 交流主轴电动机：有交流主轴电动机：有1PH5和和1PH6两个系两个系列（列（3100kW）及配套的及配套的6SC650、6SC611A系列的主轴驱动模块系列的主轴驱动模块第四章第四章 伺服系统故障诊断伺服系统故障诊断二、主轴伺

82、服系统的故障形式及诊断方法二、主轴伺服系统的故障形式及诊断方法 主轴伺服系统发生故障时，有三种表现主轴伺服系统发生故障时，有三种表现 形式：形式：在在CRT或操作面板上显示报警内容或报或操作面板上显示报警内容或报警信息警信息在主轴驱动装置上用报警灯或数码管显在主轴驱动装置上用报警灯或数码管显示故障示故障无任何故障报警信息无任何故障报警信息第四章第四章 伺服系统故障诊断伺服系统故障诊断 主轴伺服系统常见故障有：主轴伺服系统常见故障有：外界干扰：屏蔽和接地措施不良时，主外界干扰：屏蔽和接地措施不良时，主轴转速或反馈信号受电磁干扰，使主轴轴转速或反馈信号受电磁干扰，使主轴驱动出现随机和无规律的波动。

83、判别方驱动出现随机和无规律的波动。判别方法，使主轴转速指令为零再看主轴状态法，使主轴转速指令为零再看主轴状态过载：切削用量过大，频繁正、反转等过载：切削用量过大，频繁正、反转等均可引起过载报警。具体表现为电动机均可引起过载报警。具体表现为电动机过热、主轴驱动装置显示过电流报警等过热、主轴驱动装置显示过电流报警等 主轴伺服系统常见故障有：主轴伺服系统常见故障有：主轴定位抖动主轴定位抖动 主轴准停用于刀具交换、精镗退刀及齿轮换主轴准停用于刀具交换、精镗退刀及齿轮换档等场合，有三种实现形式：档等场合，有三种实现形式： 1）机械准停控制（）机械准停控制（V形槽和定位液压缸）形槽和定位液压缸） 2）磁性

84、传感器的电气准停控制）磁性传感器的电气准停控制 （图）（图） 3）编码器型的准停控制（准停角度可任意）编码器型的准停控制（准停角度可任意） 上述准停均要经减速，减速或增益等参数设上述准停均要经减速，减速或增益等参数设置不当；限位开关失灵；磁性传感器间隙变置不当；限位开关失灵；磁性传感器间隙变化或失灵都会引起定位抖动化或失灵都会引起定位抖动磁性传感器主轴准停装置磁性传感器主轴准停装置 主轴伺服系统常见故障有：主轴伺服系统常见故障有：主轴伺服系统常见故障有：主轴伺服系统常见故障有：主轴转速与进给不匹配主轴转速与进给不匹配主轴转速与进给不匹配主轴转速与进给不匹配: :当进行螺纹切削或用每当进行螺纹切

85、削或用每当进行螺纹切削或用每当进行螺纹切削或用每转进给指令切削时，会出现停止进给、主轴仍然转进给指令切削时，会出现停止进给、主轴仍然转进给指令切削时，会出现停止进给、主轴仍然转进给指令切削时，会出现停止进给、主轴仍然运转的故障。主轴有一个每转一个脉冲的反馈信运转的故障。主轴有一个每转一个脉冲的反馈信运转的故障。主轴有一个每转一个脉冲的反馈信运转的故障。主轴有一个每转一个脉冲的反馈信号，一般为主轴编码器有问题。可查号，一般为主轴编码器有问题。可查号，一般为主轴编码器有问题。可查号，一般为主轴编码器有问题。可查CRTCRT报警、报警、报警、报警、I/OI/O编码器状态或用每分钟进给指令代替编码器状

86、态或用每分钟进给指令代替编码器状态或用每分钟进给指令代替编码器状态或用每分钟进给指令代替转速偏离指令值：主轴实际转速超过所规定的范转速偏离指令值：主轴实际转速超过所规定的范转速偏离指令值：主轴实际转速超过所规定的范转速偏离指令值：主轴实际转速超过所规定的范围时要考虑，电机过载、围时要考虑，电机过载、围时要考虑，电机过载、围时要考虑，电机过载、CNCCNC输出没有达到与输出没有达到与输出没有达到与输出没有达到与转速指令对应值、测速装置有故障、主轴驱动装转速指令对应值、测速装置有故障、主轴驱动装转速指令对应值、测速装置有故障、主轴驱动装转速指令对应值、测速装置有故障、主轴驱动装置故障置故障置故障置

87、故障 主轴伺服系统常见故障有：主轴伺服系统常见故障有：主轴异常噪声及振动：电气驱动（在减主轴异常噪声及振动：电气驱动（在减速过程中发生、振动周期与转速无关）；速过程中发生、振动周期与转速无关）；主轴机械（恒转速自由停车、振动周期主轴机械（恒转速自由停车、振动周期与转速有关）与转速有关）主轴电动机不转：主轴电动机不转：CNC是否有速度信号是否有速度信号输出；使能信号是否接通、输出；使能信号是否接通、CTR观察观察I/O状态、分析状态、分析PLC梯形图以确定主轴的梯形图以确定主轴的启动条件（润滑、冷却）；主轴驱动故启动条件（润滑、冷却）；主轴驱动故障；主轴电机故障障；主轴电机故障第四章第四章 伺服

88、系统故障诊断伺服系统故障诊断三、主轴直流驱动的故障诊断三、主轴直流驱动的故障诊断三、主轴直流驱动的故障诊断三、主轴直流驱动的故障诊断 控制回路采用电流反馈和速度反馈的双闭环调控制回路采用电流反馈和速度反馈的双闭环调控制回路采用电流反馈和速度反馈的双闭环调控制回路采用电流反馈和速度反馈的双闭环调速系统，内环是电流环，外环是速度环。速系统，内环是电流环，外环是速度环。速系统，内环是电流环，外环是速度环。速系统，内环是电流环，外环是速度环。 调速特点是速度环的输出是电流环的输入，可调速特点是速度环的输出是电流环的输入，可调速特点是速度环的输出是电流环的输入，可调速特点是速度环的输出是电流环的输入，可

89、以根据速度指令电压和转速反馈电压的差值及以根据速度指令电压和转速反馈电压的差值及以根据速度指令电压和转速反馈电压的差值及以根据速度指令电压和转速反馈电压的差值及时控制电动机的转矩。在速度差值大时，转矩时控制电动机的转矩。在速度差值大时，转矩时控制电动机的转矩。在速度差值大时，转矩时控制电动机的转矩。在速度差值大时，转矩大，速度变化快，转速尽快达到给定值，当转大，速度变化快，转速尽快达到给定值，当转大，速度变化快，转速尽快达到给定值，当转大，速度变化快，转速尽快达到给定值，当转速接近给定值时，转矩自动减小，避免超调速接近给定值时，转矩自动减小，避免超调速接近给定值时，转矩自动减小，避免超调速接近

90、给定值时，转矩自动减小，避免超调第四章第四章 伺服系统故障诊断伺服系统故障诊断三、主轴直流驱动的故障诊断三、主轴直流驱动的故障诊断 数控机床直流主轴电动机由于功率较大，切数控机床直流主轴电动机由于功率较大，切要求正、反转及停止迅速，驱动装置采用三要求正、反转及停止迅速，驱动装置采用三相桥式反并联逻辑无环流可逆变调速系统，相桥式反并联逻辑无环流可逆变调速系统，在制动时，除了缩短制动时间，还能将主轴在制动时，除了缩短制动时间，还能将主轴旋转的机械能转变成电能送回电网。还利用旋转的机械能转变成电能送回电网。还利用逻辑电路，使一组晶闸管工作时，另一组的逻辑电路，使一组晶闸管工作时，另一组的触发脉冲被封

91、锁，切断两组之间流通的电流触发脉冲被封锁，切断两组之间流通的电流 例：某加工中心采用直流主轴电动机、逻辑无例：某加工中心采用直流主轴电动机、逻辑无例：某加工中心采用直流主轴电动机、逻辑无例：某加工中心采用直流主轴电动机、逻辑无环可逆调速系统。当用环可逆调速系统。当用环可逆调速系统。当用环可逆调速系统。当用M03M03指令起动时有指令起动时有指令起动时有指令起动时有“ “咔、咔、咔、咔、咔咔咔咔” ”的冲击声，电动机换向片上有轻微的火花，起动的冲击声，电动机换向片上有轻微的火花，起动的冲击声，电动机换向片上有轻微的火花，起动的冲击声，电动机换向片上有轻微的火花，起动后无明显的异常现象；用后无明显

92、的异常现象；用后无明显的异常现象；用后无明显的异常现象；用M05M05指令使主轴停止时，指令使主轴停止时，指令使主轴停止时，指令使主轴停止时，换向片上出现强烈的火花，同时伴有换向片上出现强烈的火花，同时伴有换向片上出现强烈的火花，同时伴有换向片上出现强烈的火花，同时伴有“ “叭、叭叭、叭叭、叭叭、叭” ”的的的的放电声，随即交流回路的保险丝熔断。火花的强放电声，随即交流回路的保险丝熔断。火花的强放电声，随即交流回路的保险丝熔断。火花的强放电声，随即交流回路的保险丝熔断。火花的强烈程度和电动机的转速成正比。但若用急停方式烈程度和电动机的转速成正比。但若用急停方式烈程度和电动机的转速成正比。但若用

93、急停方式烈程度和电动机的转速成正比。但若用急停方式停止主轴，换向片上没有任何火花。停止主轴，换向片上没有任何火花。停止主轴，换向片上没有任何火花。停止主轴，换向片上没有任何火花。 分析诊断：急停（电阻能耗制动）；正常停机分析诊断：急停（电阻能耗制动）；正常停机分析诊断：急停（电阻能耗制动）；正常停机分析诊断：急停（电阻能耗制动）；正常停机（回馈制动）。在任何时候不允许正、反两组同（回馈制动）。在任何时候不允许正、反两组同（回馈制动）。在任何时候不允许正、反两组同（回馈制动）。在任何时候不允许正、反两组同时工作，有火花说明逆变电路有故障。时工作，有火花说明逆变电路有故障。时工作，有火花说明逆变电

94、路有故障。时工作，有火花说明逆变电路有故障。 例：某加工中心主轴在运转时抖动，主轴箱噪声例：某加工中心主轴在运转时抖动，主轴箱噪声例：某加工中心主轴在运转时抖动，主轴箱噪声例：某加工中心主轴在运转时抖动，主轴箱噪声增大，影响加工质量。经检查主轴箱和直流主轴电增大，影响加工质量。经检查主轴箱和直流主轴电增大，影响加工质量。经检查主轴箱和直流主轴电增大，影响加工质量。经检查主轴箱和直流主轴电动机正常，把检查转到主轴电机的控制系统。动机正常，把检查转到主轴电机的控制系统。动机正常，把检查转到主轴电机的控制系统。动机正常，把检查转到主轴电机的控制系统。 测得的速度指令信号正常，而速度反馈信号出现测得的

95、速度指令信号正常，而速度反馈信号出现测得的速度指令信号正常，而速度反馈信号出现测得的速度指令信号正常，而速度反馈信号出现不应有的脉冲信号，问题出在速度检测元件上，经不应有的脉冲信号，问题出在速度检测元件上，经不应有的脉冲信号，问题出在速度检测元件上，经不应有的脉冲信号，问题出在速度检测元件上，经检查，测速发电机碳刷完好，但换向器因碳粉堵塞，检查，测速发电机碳刷完好，但换向器因碳粉堵塞，检查，测速发电机碳刷完好，但换向器因碳粉堵塞，检查，测速发电机碳刷完好，但换向器因碳粉堵塞，而造成一绕组断路，使测得的反馈信号出现规律性而造成一绕组断路，使测得的反馈信号出现规律性而造成一绕组断路，使测得的反馈信

96、号出现规律性而造成一绕组断路，使测得的反馈信号出现规律性的脉冲，导致速度调节系统调节不平稳，使驱动系的脉冲，导致速度调节系统调节不平稳，使驱动系的脉冲，导致速度调节系统调节不平稳，使驱动系的脉冲，导致速度调节系统调节不平稳，使驱动系统输出的电流忽大忽小，从而造成电动机轴的抖动。统输出的电流忽大忽小，从而造成电动机轴的抖动。统输出的电流忽大忽小，从而造成电动机轴的抖动。统输出的电流忽大忽小，从而造成电动机轴的抖动。用酒精清洗换向器，彻底消除碳粉，即可排除故障用酒精清洗换向器，彻底消除碳粉，即可排除故障用酒精清洗换向器，彻底消除碳粉，即可排除故障用酒精清洗换向器，彻底消除碳粉，即可排除故障第四章第

97、四章 伺服系统故障诊断伺服系统故障诊断四、主轴交流驱动的故障诊断四、主轴交流驱动的故障诊断（一）（一）6SC650系列主轴交流驱动系统系列主轴交流驱动系统1.驱动装置的组成（原理图）驱动装置的组成（原理图）1.驱动装置的组成（主轴驱动系统）驱动装置的组成（主轴驱动系统）第四章第四章 伺服系统故障诊断伺服系统故障诊断故障代码故障代码 当交流主轴驱动变频器在运行当交流主轴驱动变频器在运行中发生故障，中发生故障，变频器面板变频器面板上的数码管会以上的数码管会以代码的形式提示故障的类型。代码的形式提示故障的类型。辅助诊断辅助诊断 除故障代码外，在控制和除故障代码外，在控制和I/O模块模块还有测试插座，

98、作为辅助诊断的手段还有测试插座，作为辅助诊断的手段通过测试，可进一步判断变频器是否缺相通过测试，可进一步判断变频器是否缺相以及过电流等故障以及过电流等故障 变频器的操作和显示面板变频器的操作和显示面板I/O 模块上的测试插座模块上的测试插座 1 接线端子接线端子2 I/O模块模块3 电流测试插孔电流测试插孔测电机相电流测电机相电流测直流回路电流测直流回路电流测电机总电流测电机总电流6SC650 系列变频器部分代码表系列变频器部分代码表故障代码故障代码故障代码故障代码 故障名称故障名称故障名称故障名称 故障原因故障原因故障原因故障原因 F11 F11 转速控制开环转速控制开环转速控制开环转速控制

99、开环 1 1 编码器电缆未接好；编码器电缆未接好；编码器电缆未接好；编码器电缆未接好； 无实际转速值无实际转速值无实际转速值无实际转速值 ; ; 4 4 电机缺相工作；电机缺相工作；电机缺相工作；电机缺相工作；等等等等 F12 F12 过电流过电流过电流过电流 1 1 变频器有短路故变频器有短路故变频器有短路故变频器有短路故障障障障 ; ; 5 5 转矩设定值过高；转矩设定值过高；转矩设定值过高；转矩设定值过高；等等等等 F14 F14 电动机过热电动机过热电动机过热电动机过热 1 1 电动机过载电动机过载电动机过载电动机过载 2 2 电动机电流过大；电动机电流过大；电动机电流过大；电动机电流

100、过大；等等等等（二）主轴（二）主轴（二）主轴（二）主轴通用变频器通用变频器通用变频器通用变频器第二节第二节 进给伺服系统进给伺服系统任务任务 完成完成CNC对各坐标轴的位置控制对各坐标轴的位置控制组成组成 进给驱动、位置检测及机械传动装置进给驱动、位置检测及机械传动装置工作过程工作过程 程序指令经插补运算得位置指令程序指令经插补运算得位置指令 同时将检测到的实际位置信号反馈数控系同时将检测到的实际位置信号反馈数控系统构成半或闭环控制系统，是外环为位置统构成半或闭环控制系统，是外环为位置环内环为速度环的控制系统环内环为速度环的控制系统位置检测位置检测 光栅、光电编码器、感应同步器、光栅、光电编码

101、器、感应同步器、 旋转变压器和磁栅等旋转变压器和磁栅等速度监测速度监测 测速发电机和光电编码器等测速发电机和光电编码器等第二节第二节 进给伺服系统进给伺服系统一、常见进给驱动系统一、常见进给驱动系统FANUC公司直流进给驱动系统公司直流进给驱动系统 小惯量小惯量L、中惯量中惯量M系列直流伺服电动机系列直流伺服电动机 采用采用PWM速度控制单元速度控制单元 大惯量大惯量H系列直流伺服电动机，采用晶闸系列直流伺服电动机，采用晶闸 管速度控制单元管速度控制单元 均有过速、过流、过载等多种保护功能均有过速、过流、过载等多种保护功能第二节第二节 进给伺服系统进给伺服系统一、常见进给驱动系统一、常见进给驱

102、动系统SIEMENS公司直流进给驱动系统公司直流进给驱动系统 1HU系列多种规格的永磁式直流伺服电系列多种规格的永磁式直流伺服电动机，与电机配套的速度控制单元有动机，与电机配套的速度控制单元有6RA20（晶体管晶体管PWM控制）和控制）和6RA26（晶闸管控制）两个系列。也均晶闸管控制）两个系列。也均有过速、过流、过载等多种保护功能有过速、过流、过载等多种保护功能第二节第二节 进给伺服系统进给伺服系统一、常见进给驱动系统一、常见进给驱动系统FANUC公司交流进给驱动系统公司交流进给驱动系统 驱动装置：晶体管驱动装置：晶体管PWM控制的控制的 系列交系列交流驱动单元流驱动单元 电动机：电动机：S

103、、L、SP和和T系列永磁式三相系列永磁式三相交流同步电动机交流同步电动机第二节第二节 进给伺服系统进给伺服系统SIEMENSSIEMENS公司交流进给驱动系统公司交流进给驱动系统公司交流进给驱动系统公司交流进给驱动系统 驱动装置：晶体管驱动装置：晶体管驱动装置：晶体管驱动装置：晶体管PWMPWM控制的控制的控制的控制的6 6SC610SC610和和和和6 6SC611ASC611A系列交流进给驱动模块，还有用于系列交流进给驱动模块，还有用于系列交流进给驱动模块，还有用于系列交流进给驱动模块，还有用于数字伺服驱动的数字伺服驱动的数字伺服驱动的数字伺服驱动的611611D D系列系列系列系列 电动

104、机：电动机：电动机：电动机：1 1FT5FT5和和和和1 1FT6FT6系列永磁式三相交流同系列永磁式三相交流同系列永磁式三相交流同系列永磁式三相交流同步电动机步电动机步电动机步电动机 802 802S S数控系统配数控系统配数控系统配数控系统配STEPDRIVESTEPDRIVE步进驱动装步进驱动装步进驱动装步进驱动装 置及置及置及置及IMP5IMP5五相步进电动机五相步进电动机五相步进电动机五相步进电动机第二节第二节 进给伺服系统进给伺服系统二、伺服系统结构形式二、伺服系统结构形式 伺服系统不同的结构形式，主要体现在检伺服系统不同的结构形式，主要体现在检测信号的反馈形式上，以带编码器的伺服

105、测信号的反馈形式上，以带编码器的伺服电动机为例：电动机为例：方式方式1转速反馈与位置反馈信号处理分离转速反馈与位置反馈信号处理分离方式方式2编码器同时作为转速和位置检测，编码器同时作为转速和位置检测，处理均在数控系统中完成处理均在数控系统中完成方式方式3编码器方式同上，处理方式不同编码器方式同上，处理方式不同方式方式4数字式伺服系统数字式伺服系统方式一方式一方式二方式二方式三方式三方式四方式四第二节第二节 进给伺服系统进给伺服系统三、进给伺服系统的故障形式及诊断方法三、进给伺服系统的故障形式及诊断方法故障出现后的表现方式：故障出现后的表现方式：CRT、驱动单元、无驱动单元、无1. 常见故障常见

106、故障超程超程进给运动超过软限位或硬限位，进给运动超过软限位或硬限位，CRT过载过载进给运动的负载过大、频繁正反转以进给运动的负载过大、频繁正反转以及传动链润滑不良等引起，及传动链润滑不良等引起，CRT及伺服驱动及伺服驱动单元都会有报警信息单元都会有报警信息窜动窜动测速信号或速度控制信号不稳定、接测速信号或速度控制信号不稳定、接线接触不良等引起线接触不良等引起三、进给伺服系统的故障形式及诊断方法三、进给伺服系统的故障形式及诊断方法常见故障：常见故障：爬行爬行发生在起动加速段或低速进给时，发生在起动加速段或低速进给时，一般是由于进给传动链的润滑不良、伺一般是由于进给传动链的润滑不良、伺服系统增益过

107、低及负载过大、联轴器松服系统增益过低及负载过大、联轴器松动等引起动等引起振动振动与进给速度有关，速度环增益太与进给速度有关，速度环增益太高或速度反馈有故障；与速度无关，位高或速度反馈有故障；与速度无关，位置环增益太高或位置反馈有故障；在加置环增益太高或位置反馈有故障；在加速过程中产生，减速时间设定过小速过程中产生，减速时间设定过小三、进给伺服系统的故障形式及诊断方法三、进给伺服系统的故障形式及诊断方法常见故障：常见故障：伺服电动机不转伺服电动机不转数控系统速度信号是数控系统速度信号是否输出；使能信号是否接通；冷却润滑否输出；使能信号是否接通；冷却润滑条件是否满足；电磁制动是否释放；驱条件是否满

108、足；电磁制动是否释放；驱动单元故障；伺服电动机故障动单元故障；伺服电动机故障位置误差位置误差系统设置的允差过小；伺服系统设置的允差过小；伺服增益设置不当；位置检测装置有污染；增益设置不当；位置检测装置有污染；进给传动链累积误差过大；主轴箱垂直进给传动链累积误差过大；主轴箱垂直运动时平衡装置不稳运动时平衡装置不稳三、进给伺服系统的故障形式及诊断方法三、进给伺服系统的故障形式及诊断方法漂移漂移当指令值为零时，坐标轴仍移动当指令值为零时，坐标轴仍移动从而造成位置误差。通过漂移补偿和驱从而造成位置误差。通过漂移补偿和驱动单元上的零速调整来消除动单元上的零速调整来消除回参考点故障回参考点故障有找不到和找

109、不准参考有找不到和找不准参考点两种故障，前者主要是回参考点减速点两种故障，前者主要是回参考点减速开关产生的信号或零标志脉冲信号失效开关产生的信号或零标志脉冲信号失效所致，可用示波器检测信号；后者是参所致，可用示波器检测信号；后者是参考点开关挡快位置设置不当引起，只要考点开关挡快位置设置不当引起，只要重新调整即可重新调整即可三、进给伺服系统的故障形式及诊断方法三、进给伺服系统的故障形式及诊断方法2. 故障定位故障定位模块交换法模块交换法 X和和Y的驱动单的驱动单 元一样，当一轴元一样，当一轴 发生故障时，用发生故障时，用 另一轴代替看故另一轴代替看故 障的转移情况障的转移情况三、进给伺服系统的故

110、障形式及诊断方法三、进给伺服系统的故障形式及诊断方法为确定是否伺为确定是否伺为确定是否伺为确定是否伺服单元和伺服服单元和伺服服单元和伺服服单元和伺服电动机故障，电动机故障，电动机故障，电动机故障，可以脱开位置可以脱开位置可以脱开位置可以脱开位置环，检查速度环，检查速度环，检查速度环，检查速度环环环环 。有干电池。有干电池。有干电池。有干电池和变阻器组成和变阻器组成和变阻器组成和变阻器组成直流回路直流回路直流回路直流回路 四、进给驱动的故障诊断四、进给驱动的故障诊断驱动结构驱动结构模块式模块式四、进给驱动的故障诊断四、进给驱动的故障诊断驱动结构驱动结构单元式单元式四、进给驱动的故障诊断四、进给驱

111、动的故障诊断驱动方式驱动方式直流直流PWM和晶闸管驱动方式、和晶闸管驱动方式、 交流变频控制方式、步进电机驱动方式交流变频控制方式、步进电机驱动方式1. 直流进给驱动直流进给驱动 PWM调速是利用脉宽调制器对大功率晶体调速是利用脉宽调制器对大功率晶体管的开关时间进行控制。将速度控制信号转管的开关时间进行控制。将速度控制信号转换成一定频率的电压，加到直流伺服电机电换成一定频率的电压，加到直流伺服电机电枢的两端，通过对方波宽度的控制改变电枢枢的两端，通过对方波宽度的控制改变电枢两端的平均电压，从而达到控制电枢电流，两端的平均电压，从而达到控制电枢电流，进而控制伺服电动机转速的目进而控制伺服电动机转

112、速的目四、进给驱动的故障诊断四、进给驱动的故障诊断1.直流进给驱动直流进给驱动晶闸管调速是利用速度调晶闸管调速是利用速度调 节器对晶闸管的导通角进行控制，通过改节器对晶闸管的导通角进行控制，通过改 变导通角的大小来改变电枢两端的电压，变导通角的大小来改变电枢两端的电压， 从而达到调速的目的从而达到调速的目的2.交流进给驱动交流进给驱动因采用交流同步电动机，因采用交流同步电动机， 驱动装置实质上是一个电子换向的直流电驱动装置实质上是一个电子换向的直流电 动机驱动装置动机驱动装置PWM驱动控制线路简图FANUC系统进给驱动故障表示方式：系统进给驱动故障表示方式：1.CRT有报警显示的故障有报警显示

113、的故障报警号报警号400457伺服系统错误报警伺服系统错误报警报警号报警号702704过热报警过热报警机床切削条件差及机床摩擦力矩增大，机床切削条件差及机床摩擦力矩增大，引起主回路中的过载继电器动作引起主回路中的过载继电器动作切削时伺服电机电流太大或变压器本身切削时伺服电机电流太大或变压器本身故障，引起变压器热控开关动作故障，引起变压器热控开关动作伺服电机电枢内部短路或绝缘不良等，伺服电机电枢内部短路或绝缘不良等，引起变压器热控开关动作引起变压器热控开关动作FANUC系统进给驱动故障表示方式：系统进给驱动故障表示方式：2.报警指示灯指示的报警（报警指示灯指示的报警（7个灯）个灯）BRK无熔丝断

114、路器切断报警无熔丝断路器切断报警HVAL过电压报警过电压报警HCAL过电流报警（伴有过电流报警（伴有401号报警）号报警）OVC过载报警（过载报警（401或或702报警）报警）LVAL欠压报警欠压报警TGLS速度反馈信号断线报警速度反馈信号断线报警DCAL放电报警放电报警FANUC系统进给驱动故障表示方式：系统进给驱动故障表示方式：机床失控机床失控 速度反馈信号为正反馈信号速度反馈信号为正反馈信号机床振动机床振动 与位置有关的系统参数设定错误与位置有关的系统参数设定错误 检测装置有故障（随进给速度）检测装置有故障（随进给速度）定位精度低定位精度低 传动链误差大；伺服增益太低传动链误差大；伺服增

115、益太低电动机运行噪声过大电动机运行噪声过大 换向器的表面粗糙度换向器的表面粗糙度过低、油液灰尘等侵入电刷或换向器、电动过低、油液灰尘等侵入电刷或换向器、电动机轴向窜动等机轴向窜动等6SC610交流进给驱动系统交流进给驱动系统第三节第三节 位置检测装置位置检测装置位置环是外环，其指令脉冲来自位置环是外环，其指令脉冲来自NC经插经插补运算（包含对伺服系统位置和速度的补运算（包含对伺服系统位置和速度的要求）要求）位置环是伺服系统中重要的一环，检测位置环是伺服系统中重要的一环，检测元件的精度直接影响机床的位置精度元件的精度直接影响机床的位置精度（闭环常用光栅，半闭环常用编码器）（闭环常用光栅，半闭环常

116、用编码器）故障形式是在故障形式是在CRT上显示报警号和信息上显示报警号和信息 轮廓误差、静态误差监视报警和测量装轮廓误差、静态误差监视报警和测量装置监控报警置监控报警第三节第三节 位置检测装置位置检测装置一、位置检测装置的维护一、位置检测装置的维护1.光栅光栅 透射光栅与反射光栅透射光栅与反射光栅光栅输出信号：二个相位和一个零标志光栅输出信号：二个相位和一个零标志维护注意点维护注意点 防污（冷却液轻微结晶、水雾、通入低防污（冷却液轻微结晶、水雾、通入低压压缩空气、无水酒精轻檫）压压缩空气、无水酒精轻檫） 防振（不能敲击避免光学元件损坏）防振（不能敲击避免光学元件损坏）第三节第三节 位置检测装置

117、位置检测装置一、位置检测装置的维护一、位置检测装置的维护输出信号：二个相位和一个零标志输出信号：二个相位和一个零标志维护注意点维护注意点 防振和防污（内部松动和信号丢失）防振和防污（内部松动和信号丢失） 联结松动（影响位置精度、进给运动的联结松动（影响位置精度、进给运动的不稳定、伺服电机的换向而引起振动）不稳定、伺服电机的换向而引起振动）第三节第三节 位置检测装置位置检测装置一、位置检测装置的维护一、位置检测装置的维护组成：定尺和滑尺上面具有矩形绕组组成：定尺和滑尺上面具有矩形绕组维护注意点维护注意点 在安装时必须保持定尺和滑尺的相对平在安装时必须保持定尺和滑尺的相对平行、不要损坏尺上耐切削液

118、涂层和带绝行、不要损坏尺上耐切削液涂层和带绝缘层的铝箔、滑尺接线要分清缘层的铝箔、滑尺接线要分清SIN和和COS 绕组绕组第三节第三节 位置检测装置位置检测装置一、位置检测装置的维护一、位置检测装置的维护输出电压与转子的角位移有固定的函数关输出电压与转子的角位移有固定的函数关 系系维护注意点维护注意点 定子和转子阻值不同不要接错、碳刷磨损定子和转子阻值不同不要接错、碳刷磨损要及时更换要及时更换第三节第三节 位置检测装置位置检测装置一、位置检测装置的维护一、位置检测装置的维护组成：磁性标尺、磁头和检测电路组成：磁性标尺、磁头和检测电路维护注意点维护注意点 不能不能 将磁性膜刮坏、不能用力和撞击磁

119、将磁性膜刮坏、不能用力和撞击磁性标尺和磁头避免磁性减弱或磁场紊乱、性标尺和磁头避免磁性减弱或磁场紊乱、 在接线时要分清磁头上激磁绕组和输出在接线时要分清磁头上激磁绕组和输出绕组绕组第三节第三节 位置检测装置位置检测装置二、位置检测的故障诊断二、位置检测的故障诊断SIEMENS数控位控模块与检测装置的数控位控模块与检测装置的连接连接1.输出信号输出信号(有两种形式）有两种形式）电压或电流正弦信号电压或电流正弦信号/TTL电平信号电平信号 机床在运动过程中，从扫描单元输出三机床在运动过程中，从扫描单元输出三组信号，两组增量信号和一组基准信号组信号，两组增量信号和一组基准信号第三节第三节 位置检测装

120、置位置检测装置二、位置检测的故障诊断二、位置检测的故障诊断2.EXE信号处理信号处理通道放大器通道放大器整形电路整形电路报警电路报警电路细分电路细分电路第三节第三节 位置检测装置位置检测装置 二、位置检测的故障诊断二、位置检测的故障诊断 当出现位置环开环报警时，将当出现位置环开环报警时，将J2连接器脱连接器脱开，在开，在CNC系统的一侧，把系统的一侧，把J2连接器上的连接器上的5V线同报警线线同报警线ALM连在一起，合上数控电源，连在一起，合上数控电源，根据报警是否再现，可迅速判断出故障的部根据报警是否再现，可迅速判断出故障的部位是在测量装置还是在位是在测量装置还是在CNC系统的接口板上。系统

121、的接口板上。在测量装置的话，可再测在测量装置的话，可再测J1连接器上有无信连接器上有无信号输入，可将故障定位在光栅或号输入，可将故障定位在光栅或EXE电路电路 例例 一卧式加工中心，采用一卧式加工中心，采用SINUMERIK8系统，带系统，带EXE光栅测量装置。运行中出现光栅测量装置。运行中出现114号报警，同时伴有号报警，同时伴有113号报警。号报警。 分析：分析：114号电缆断线或与地短路；信号电缆断线或与地短路；信号丢失号丢失 检查：外观检查和测量；（信号漏读）检查：外观检查和测量；（信号漏读）检查信号源和传输系统（光源和光学系检查信号源和传输系统（光源和光学系统）统） 实际：灯泡表面呈

122、毛玻璃状、指示光栅实际：灯泡表面呈毛玻璃状、指示光栅表面也有一层雾状物表面也有一层雾状物第五章第五章 数控机床数控机床I/O控制的故障控制的故障第一节第一节 数控机床数控机床PLC的功能的功能第二节第二节 PLC输入输入/输出元件输出元件第三节第三节 数控机床数控机床PLC控制的控制的 故障诊断故障诊断第五章第五章 数控机床数控机床I/O控制的故障控制的故障第一节第一节 数控机床数控机床PLC的功能的功能一、一、PLC与外部信息的交换与外部信息的交换PLC机床侧的开关量信号通过机床侧的开关量信号通过I/O单元至单元至PLC至机床至机床PLC控制机床的信号通过控制机床的信号通过PLC的的开关量输

123、出接口送到机床侧开关量输出接口送到机床侧3.CNC至至PLC由由CNC直接送入到直接送入到PLC的的寄存器寄存器4. PLC至至 CNC第五章第五章 数控机床数控机床I/O控制的故障控制的故障二、数控机床二、数控机床PLC的功能的功能4.伺服控制（伺服控制（主轴和伺服驱动装置的使能控制）主轴和伺服驱动装置的使能控制）主轴和伺服驱动装置的使能控制）主轴和伺服驱动装置的使能控制）第二节第二节 PLC输入输入/输出元件输出元件一、输入元件一、输入元件1.控制开关（按钮、可锁开关、急停开关控制开关（按钮、可锁开关、急停开关 和转换开关等）和转换开关等）2.行程开关（直动、滚动、微动式）行程开关（直动、

124、滚动、微动式）3.接近开关（电感、电容、磁感应、光电、接近开关（电感、电容、磁感应、光电、霍尔式等）霍尔式等）4.压力开关（液压油在波纹管或橡皮膜的压压力开关（液压油在波纹管或橡皮膜的压力）力）5.温控开关（利用热敏元件）温控开关（利用热敏元件）第五章第五章 数控机床数控机床I/O控制的故障控制的故障第二节第二节 PLC输入输入/输出元件输出元件失效形式：不能闭和或断开、接触不良、撞块失效形式：不能闭和或断开、接触不良、撞块失效形式：不能闭和或断开、接触不良、撞块失效形式：不能闭和或断开、接触不良、撞块诊断检查：弹簧有否卡死、测量接触电阻、调整诊断检查：弹簧有否卡死、测量接触电阻、调整诊断检查

125、：弹簧有否卡死、测量接触电阻、调整诊断检查：弹簧有否卡死、测量接触电阻、调整检查方式：金属片接近开关，看开关输出检查方式：金属片接近开关，看开关输出检查方式：金属片接近开关，看开关输出检查方式：金属片接近开关，看开关输出故障原因：开关坏、电源故障故障原因：开关坏、电源故障故障原因：开关坏、电源故障故障原因：开关坏、电源故障第二节第二节 PLC输入输入/输出元件输出元件二、输出元件二、输出元件1.接触器接触器控制各种电动机控制各种电动机常见故障：线圈过热、噪声大、不能吸或断常见故障：线圈过热、噪声大、不能吸或断维护要求：定期检查，可动部位灵活，固定维护要求：定期检查，可动部位灵活，固定件无松动；

126、保持触点清洁件无松动；保持触点清洁2.继电器继电器工作原理相同，触头多，在电路工作原理相同，触头多，在电路中起信号传递和转换作用，可实现多路控中起信号传递和转换作用，可实现多路控制制第二节第二节 PLC输入输入/输出元件输出元件二、输出元件二、输出元件3.电磁阀电磁阀用于液压和气动系统中的电磁用于液压和气动系统中的电磁控制，加接续流二极管，减少对系统的控制，加接续流二极管，减少对系统的干扰干扰4.PLC的开关的开关 量输出量输出第三节第三节 数控机床数控机床PLC控制的故障诊断控制的故障诊断一、一、PLC故障的表现形式故障的表现形式CNC报警直接找到故障的原因报警直接找到故障的原因有有CNC故

127、障显示，但不反映故障的真正原故障显示，但不反映故障的真正原因因故障没有任何提示故障没有任何提示 对后两种情况，可利用系统的自诊断功能，对后两种情况，可利用系统的自诊断功能，根据根据PLC的梯形图和的梯形图和I/O状态信息来分析状态信息来分析和判断故障的原因和判断故障的原因例例 配配SIEMENS系统的机床显示某报警号，系统的机床显示某报警号，其内容是进给禁止。引起报警的各种因数其内容是进给禁止。引起报警的各种因数以输入信号以输入信号I和标志信号和标志信号F出现在出现在PLC程序程序中。中。（报警号标志（报警号标志（报警号标志（报警号标志 F130.1F130.1、伺服准备好伺服准备好伺服准备好

128、伺服准备好F122.7F122.7、进给起动进给起动进给起动进给起动I5.2I5.2、润滑准备好标志润滑准备好标志润滑准备好标志润滑准备好标志F122.0,F122.0,逻辑关系逻辑关系逻辑关系逻辑关系为：为：为：为：通过操作面板通过操作面板通过操作面板通过操作面板DIAGNOSISDIAGNOSIS软键，在软键，在软键，在软键，在CRTCRT上上上上PLCPLC状态菜状态菜状态菜状态菜单中观察单中观察单中观察单中观察IBIB、FBFB输入及标志输入及标志输入及标志输入及标志字状态位字状态位字状态位字状态位不为不为不为不为1 1润滑没有准备润滑没有准备润滑没有准备润滑没有准备好导致进给停好导致

129、进给停好导致进给停好导致进给停止止止止二、数控机床二、数控机床PLC故障诊断的方法故障诊断的方法PLC的的I/O状态诊断故障状态诊断故障PLC梯形图诊断故障梯形图诊断故障例：配西门子例：配西门子例：配西门子例：配西门子820820数控系统的加工中心，产生数控系统的加工中心，产生数控系统的加工中心，产生数控系统的加工中心，产生70357035号号号号报警，查阅报警信息为工作台分度盘不回落。报警，查阅报警信息为工作台分度盘不回落。报警，查阅报警信息为工作台分度盘不回落。报警，查阅报警信息为工作台分度盘不回落。 处理方法：针对故障的信息，调出处理方法：针对故障的信息，调出处理方法：针对故障的信息，调

130、出处理方法：针对故障的信息，调出PLCI/OPLCI/O状状状状态态态态与拷贝清单对照。与拷贝清单对照。与拷贝清单对照。与拷贝清单对照。 SQ28SQ28检测分度盘旋转到位，对应检测分度盘旋转到位，对应检测分度盘旋转到位，对应检测分度盘旋转到位，对应PLC PLC I/10.6,I/10.6,SQ26SQ26检测分度盘旋转到位，对应检测分度盘旋转到位，对应检测分度盘旋转到位，对应检测分度盘旋转到位，对应PLC I/10.0,PLC I/10.0,工作工作工作工作台台台台分度盘回落由通过分度盘回落由通过分度盘回落由通过分度盘回落由通过KA32KA32驱动电磁阀驱动电磁阀驱动电磁阀驱动电磁阀YV0

131、6YV06动作来完成（在动作来完成（在动作来完成（在动作来完成（在PLCPLC状态中观察到状态中观察到状态中观察到状态中观察到均为均为均为均为0 0，KA32 YV06KA32 YV06均不动作）手动均不动作）手动均不动作）手动均不动作）手动YV06YV06再观察再观察再观察再观察工工工工作台分度盘是否回落，以确定故障部位。作台分度盘是否回落，以确定故障部位。作台分度盘是否回落，以确定故障部位。作台分度盘是否回落，以确定故障部位。 例：某立式加工中心自动例：某立式加工中心自动例：某立式加工中心自动例：某立式加工中心自动换刀控制示意图。故障现换刀控制示意图。故障现换刀控制示意图。故障现换刀控制示

132、意图。故障现象为换刀臂平移至象为换刀臂平移至象为换刀臂平移至象为换刀臂平移至C C时，时，时，时，无拔刀动作。无拔刀动作。无拔刀动作。无拔刀动作。11刀库刀库刀库刀库 2 2刀具刀具刀具刀具33换刀臂升降油缸换刀臂升降油缸换刀臂升降油缸换刀臂升降油缸44换刀臂换刀臂换刀臂换刀臂 5 5主轴主轴主轴主轴66主轴油缸主轴油缸主轴油缸主轴油缸 7 7拉杆拉杆拉杆拉杆例例例例1 1：FANUC 0TFANUC 0T系统数控车床的尾座套筒的系统数控车床的尾座套筒的系统数控车床的尾座套筒的系统数控车床的尾座套筒的PLCPLC输输输输入开关如图，踏开关使套筒顶紧工件时，系统报警入开关如图，踏开关使套筒顶紧工

133、件时，系统报警入开关如图，踏开关使套筒顶紧工件时，系统报警入开关如图，踏开关使套筒顶紧工件时，系统报警例例例例2 2：配备：配备：配备：配备FANUC 0TFANUC 0T系统系统系统系统的数控车床，产生刀架奇的数控车床，产生刀架奇的数控车床，产生刀架奇的数控车床，产生刀架奇偶报警，奇数位刀能定位，偶报警，奇数位刀能定位，偶报警，奇数位刀能定位，偶报警，奇数位刀能定位，而偶数位刀不能定位而偶数位刀不能定位而偶数位刀不能定位而偶数位刀不能定位刀架位置编码器有五根信刀架位置编码器有五根信刀架位置编码器有五根信刀架位置编码器有五根信号线输入至号线输入至号线输入至号线输入至PLCPLC，在刀架在刀架在

134、刀架在刀架的转换过程中，五根线根的转换过程中，五根线根的转换过程中，五根线根的转换过程中，五根线根据刀架的不同位置的变化据刀架的不同位置的变化据刀架的不同位置的变化据刀架的不同位置的变化而进行不同的组合，当而进行不同的组合，当而进行不同的组合，当而进行不同的组合，当#634#634恒为恒为恒为恒为1 1时，则刀架信号时，则刀架信号时，则刀架信号时，则刀架信号将恒为奇熟。将恒为奇熟。将恒为奇熟。将恒为奇熟。PLC的的I/O状态诊断故障状态诊断故障例：某数控机床出现防护门关不上，自动例：某数控机床出现防护门关不上，自动加工不能进行的故障，而且无故障显示。加工不能进行的故障，而且无故障显示。该防护门

135、是由气缸来完成开关的，关闭防该防护门是由气缸来完成开关的，关闭防护门是由护门是由PLC输出控制电磁阀输出控制电磁阀来实现。检查的状态为来实现。检查的状态为“1”，但电磁阀，但电磁阀却没有得电，由于却没有得电，由于PLC输出是输出是通过中间继电器来控制的，检通过中间继电器来控制的，检查发现，中间继电器损坏引起故障。查发现，中间继电器损坏引起故障。第六章第六章 MNC863T数控系统故障诊断数控系统故障诊断概述概述系统构成系统构成总线结构形式总线结构形式组成组成连接关系连接关系数控系统故障诊断数控系统故障诊断第六章第六章 MNC863T数控系统故障诊断数控系统故障诊断概述概述 MNC863T是由航

136、天数控集团设计开发是由航天数控集团设计开发的数控系统，主要用于实现对高精度数的数控系统，主要用于实现对高精度数控车床的闭环、半闭环控制，并具有主控车床的闭环、半闭环控制，并具有主轴伺服控制功能。可配轴伺服控制功能。可配SCS-02型直流伺型直流伺服单元，也配服单元，也配ASCU-02型交流伺服单元型交流伺服单元为驱动部件，并以脉冲编码器作为位置为驱动部件，并以脉冲编码器作为位置检测元件。检测元件。系统构成系统构成系统结构及系统结构及连接关系连接关系总线结构形式总线结构形式组成（主机箱、组成（主机箱、机床、操作面板、机床、操作面板、CRT键盘、单元、键盘、单元、CNC电源）电源）连接关系连接关系

137、（右图）（右图） 第六章第六章 MNC863T数控系统故障诊断数控系统故障诊断 故障现象故障现象故障现象故障现象1 1：系统电源不能启动：系统电源不能启动：系统电源不能启动：系统电源不能启动 故障原因故障原因故障原因故障原因 诊断检查方法诊断检查方法诊断检查方法诊断检查方法1.1.AC220VAC220V未加未加未加未加 电源进线是否有电源进线是否有电源进线是否有电源进线是否有220220V V输入；配输入；配输入；配输入；配电电电电 到到到到NCNC直流电直流电直流电直流电 盘上、变压器上盘上、变压器上盘上、变压器上盘上、变压器上220220V V输入输出输入输出输入输出输入输出是源上是源上

138、是源上是源上 否正常否正常否正常否正常2.2.电柜开门断电电柜开门断电电柜开门断电电柜开门断电 电柜开门断电接线是否正确或接电柜开门断电接线是否正确或接电柜开门断电接线是否正确或接电柜开门断电接线是否正确或接控制失灵控制失灵控制失灵控制失灵 触不良触不良触不良触不良3.3.机床电源接通机床电源接通机床电源接通机床电源接通 检查电源接通按钮检查电源接通按钮检查电源接通按钮检查电源接通按钮 按钮损坏按钮损坏按钮损坏按钮损坏第六章第六章 MNC863T数控系统故障诊断数控系统故障诊断故障现象故障现象故障现象故障现象1 1：系统电源不能启动：系统电源不能启动：系统电源不能启动：系统电源不能启动故障原因

139、故障原因故障原因故障原因 诊断检查方法诊断检查方法诊断检查方法诊断检查方法4.4.系统电源无直系统电源无直系统电源无直系统电源无直 检查直流电源输出，插座接触检查直流电源输出，插座接触检查直流电源输出，插座接触检查直流电源输出，插座接触 流输出流输出流输出流输出 是否良好是否良好是否良好是否良好V V对地对地对地对地 用万用表用万用表用万用表用万用表挡测量挡测量挡测量挡测量+5+5V V对地电阻对地电阻对地电阻对地电阻 短路或漏电短路或漏电短路或漏电短路或漏电 应为应为应为应为30 30 以上，如有短路，分以上，如有短路，分以上，如有短路，分以上，如有短路，分 别拔下别拔下别拔下别拔下X10X

140、10板，板，板，板，X20X20板，板，板，板，X30X30板，板，板，板， 确定是那块板有问题确定是那块板有问题确定是那块板有问题确定是那块板有问题第六章第六章 MNC863T数控系统故障诊断数控系统故障诊断 故障现象故障现象故障现象故障现象2 2：启动后，系统运行不正常，：启动后，系统运行不正常，：启动后，系统运行不正常，：启动后，系统运行不正常，CRTCRT无显无显无显无显 示，伺服电磁接触器不吸合示，伺服电磁接触器不吸合示，伺服电磁接触器不吸合示，伺服电磁接触器不吸合 故障原因故障原因故障原因故障原因 诊断检查方法诊断检查方法诊断检查方法诊断检查方法1.1.系统电源输系统电源输系统电源

141、输系统电源输 检查电源检查电源检查电源检查电源+5+5V V、+12V+12V有无，若有，有无，若有，有无，若有，有无，若有， 出不正常出不正常出不正常出不正常 其输出幅度是否在正负其输出幅度是否在正负其输出幅度是否在正负其输出幅度是否在正负5%5%以内以内以内以内2.2.系统系统系统系统+5+5V V对对对对 用万用表用万用表用万用表用万用表挡测量挡测量挡测量挡测量+5+5V V对地电阻对地电阻对地电阻对地电阻 短路或漏电短路或漏电短路或漏电短路或漏电 应为应为应为应为30 30 以上，安装螺钉。以上，安装螺钉。以上，安装螺钉。以上，安装螺钉。3.3.系统电缆连系统电缆连系统电缆连系统电缆连

142、 参照系统连接说明书，分别检查参照系统连接说明书，分别检查参照系统连接说明书，分别检查参照系统连接说明书，分别检查X10X10 接不正确接不正确接不正确接不正确 板至板至板至板至CRTCRT、X20X20的的的的X21X21、X30X30的的的的X31X31、 及主板及主板及主板及主板X1X1、X2X2、X3X3、X4X4、X5X5是是是是否否否否 插错插错插错插错第六章第六章 MNC863T数控系统故障诊断数控系统故障诊断故障现象故障现象故障现象故障现象2 2：启动后，系统运行不正常，：启动后，系统运行不正常，：启动后，系统运行不正常，：启动后，系统运行不正常，CRTCRT无无无无 显示，伺

143、服电磁接触器不吸合显示，伺服电磁接触器不吸合显示，伺服电磁接触器不吸合显示，伺服电磁接触器不吸合 故障原因故障原因故障原因故障原因 诊断检查方法诊断检查方法诊断检查方法诊断检查方法4.4.系统主板的系统主板的系统主板的系统主板的 系统报警灯处于系统报警灯处于系统报警灯处于系统报警灯处于“ “常亮常亮常亮常亮” ”状态时，状态时，状态时，状态时， 系统报警灯系统报警灯系统报警灯系统报警灯 检查检查检查检查AC220VAC220V是否过低，地线是是否过低，地线是是否过低，地线是是否过低，地线是 “ “常亮常亮常亮常亮” ” 否接触不良，否则可能是系统否接触不良，否则可能是系统否接触不良，否则可能是

144、系统否接触不良，否则可能是系统电电电电 路故障报警，如总线时钟、路故障报警，如总线时钟、路故障报警，如总线时钟、路故障报警，如总线时钟、 EPROMEPROM、CPUCPU等等等等第六章第六章 MNC863T数控系统故障诊断数控系统故障诊断 故障现象故障现象故障现象故障现象3 3：启动后，系统运行不正常，：启动后，系统运行不正常，：启动后，系统运行不正常，：启动后，系统运行不正常，CRTCRT 无显示，伺服电磁接触器吸合无显示，伺服电磁接触器吸合无显示，伺服电磁接触器吸合无显示，伺服电磁接触器吸合 故障原因故障原因故障原因故障原因 诊断检查方法诊断检查方法诊断检查方法诊断检查方法1.1.CRT

145、CRT信号接触不良信号接触不良信号接触不良信号接触不良 检查检查检查检查CRTCRT信号线连接状态；信号线连接状态；信号线连接状态；信号线连接状态；2.+122.+12V V电源故障电源故障电源故障电源故障 检查检查检查检查+12+12V V线连接状态；线连接状态；线连接状态；线连接状态；3.3.X10X10板故障板故障板故障板故障 X10X10板视频信号输出是否板视频信号输出是否板视频信号输出是否板视频信号输出是否正常正常正常正常4.4.CRTCRT故障故障故障故障 若若若若3 3正常，但正常，但正常，但正常，但CRTCRT无显示，无显示，无显示，无显示，则则则则 CRTCRT有故障有故障有

146、故障有故障第六章第六章 MNC863T数控系统故障诊断数控系统故障诊断故障现象故障现象故障现象故障现象4 4：启动后，系统运行不正常，：启动后，系统运行不正常，：启动后，系统运行不正常，：启动后，系统运行不正常，CRTCRT有显有显有显有显 示，伺服电磁接触器吸合，系统不报警示，伺服电磁接触器吸合，系统不报警示，伺服电磁接触器吸合，系统不报警示，伺服电磁接触器吸合，系统不报警 故障原因故障原因故障原因故障原因 诊断检查方法诊断检查方法诊断检查方法诊断检查方法1.1.三块小板同三块小板同三块小板同三块小板同 检查三块小板接插情况；检查三块小板接插情况；检查三块小板接插情况；检查三块小板接插情况；

147、 主板接触不良主板接触不良主板接触不良主板接触不良2.2.主板有地址、主板有地址、主板有地址、主板有地址、 检查检查检查检查82598259芯片有无中断输入、芯片有无中断输入、芯片有无中断输入、芯片有无中断输入、输输输输 数据线故障或数据线故障或数据线故障或数据线故障或 出和出和出和出和CPUCPU有无中断回答有无中断回答有无中断回答有无中断回答 CPUCPU的中断逻的中断逻的中断逻的中断逻 辑部分有故障辑部分有故障辑部分有故障辑部分有故障第六章第六章 MNC863T数控系统故障诊断数控系统故障诊断故障现象故障现象故障现象故障现象5 5：启动后，系统运行不正常，：启动后，系统运行不正常，：启动

148、后，系统运行不正常，：启动后，系统运行不正常，CRTCRT有显示，有显示，有显示，有显示， 伺服电磁接触器吸合，机床暴走并切断伺服后报警伺服电磁接触器吸合，机床暴走并切断伺服后报警伺服电磁接触器吸合，机床暴走并切断伺服后报警伺服电磁接触器吸合，机床暴走并切断伺服后报警 故障原因故障原因故障原因故障原因 诊断检查方法诊断检查方法诊断检查方法诊断检查方法1.1.系统地线与系统地线与系统地线与系统地线与 万用表电阻档检查系统与主机箱万用表电阻档检查系统与主机箱万用表电阻档检查系统与主机箱万用表电阻档检查系统与主机箱伺服地线不通伺服地线不通伺服地线不通伺服地线不通 外壳、主机柜的接地端子通否外壳、主机

149、柜的接地端子通否外壳、主机柜的接地端子通否外壳、主机柜的接地端子通否2.2.伺服正反馈伺服正反馈伺服正反馈伺服正反馈 伺服单元的红色报警灯是否亮伺服单元的红色报警灯是否亮伺服单元的红色报警灯是否亮伺服单元的红色报警灯是否亮X X或或或或Z Z轴轴轴轴 根据连接说明书逐点检查反馈电缆根据连接说明书逐点检查反馈电缆根据连接说明书逐点检查反馈电缆根据连接说明书逐点检查反馈电缆反馈线出现短反馈线出现短反馈线出现短反馈线出现短 的焊接情况及对应关系是否正确的焊接情况及对应关系是否正确的焊接情况及对应关系是否正确的焊接情况及对应关系是否正确路或错接路或错接路或错接路或错接 故障原因故障原因故障原因故障原因

150、 诊断检查方法诊断检查方法诊断检查方法诊断检查方法X X或或或或Z Z轴轴轴轴 根据连接说明书逐点检查给定电缆根据连接说明书逐点检查给定电缆根据连接说明书逐点检查给定电缆根据连接说明书逐点检查给定电缆给定电缆线中给定电缆线中给定电缆线中给定电缆线中 的焊接情况及对应关系是否正确的焊接情况及对应关系是否正确的焊接情况及对应关系是否正确的焊接情况及对应关系是否正确VCMDVCMD断线断线断线断线5.5.系统驱动通系统驱动通系统驱动通系统驱动通 用数字直流电压用数字直流电压用数字直流电压用数字直流电压mvmv挡测量伺服驱挡测量伺服驱挡测量伺服驱挡测量伺服驱道有故障道有故障道有故障道有故障 动装置上动

151、装置上动装置上动装置上VCMDVCMD与伺服地间的模拟与伺服地间的模拟与伺服地间的模拟与伺服地间的模拟 电压，以手摇方式观察电压，以手摇方式观察电压，以手摇方式观察电压，以手摇方式观察VCMDVCMD电压电压电压电压 值的变化情况值的变化情况值的变化情况值的变化情况6.6.系统反馈通系统反馈通系统反馈通系统反馈通 用手动丝杠，观察用手动丝杠，观察用手动丝杠，观察用手动丝杠，观察CRTCRT上显示的位上显示的位上显示的位上显示的位置道有故障置道有故障置道有故障置道有故障 坐标值有无相应变化坐标值有无相应变化坐标值有无相应变化坐标值有无相应变化第六章第六章 MNC863T数控系统故障诊断数控系统故

152、障诊断故障现象故障现象故障现象故障现象6 6：启动后，系统运行不正常，：启动后，系统运行不正常，：启动后，系统运行不正常，：启动后，系统运行不正常，CRTCRT有显示，有显示，有显示，有显示， 伺服电磁接触器吸合，机床运动速度单向不稳定，伺服电磁接触器吸合，机床运动速度单向不稳定，伺服电磁接触器吸合，机床运动速度单向不稳定，伺服电磁接触器吸合，机床运动速度单向不稳定， 有时出有时出有时出有时出21#21#报警，即伺服单元未准备好报警，即伺服单元未准备好报警，即伺服单元未准备好报警，即伺服单元未准备好 故障原因故障原因故障原因故障原因 诊断检查方法诊断检查方法诊断检查方法诊断检查方法RV4 RV

153、4 在加电状态下调整在加电状态下调整在加电状态下调整在加电状态下调整RV4RV4，直到机床直到机床直到机床直到机床电位器调整不当电位器调整不当电位器调整不当电位器调整不当 运动速度稳定为止运动速度稳定为止运动速度稳定为止运动速度稳定为止2.2.伺服单元电流伺服单元电流伺服单元电流伺服单元电流 用交换法将用交换法将用交换法将用交换法将X X和和和和Z Z轴进行交换，观轴进行交换，观轴进行交换，观轴进行交换，观环电路故障环电路故障环电路故障环电路故障 察故障转移情况察故障转移情况察故障转移情况察故障转移情况3.3.电机编码器电机编码器电机编码器电机编码器 慢转电动机，看反馈脉冲是否均慢转电动机，看

154、反馈脉冲是否均慢转电动机，看反馈脉冲是否均慢转电动机，看反馈脉冲是否均匀匀匀匀有故障有故障有故障有故障第六章第六章 MNC863T数控系统故障诊断数控系统故障诊断故障现象故障现象7：机床急停报警，报警号：机床急停报警，报警号09# 故障原因故障原因 诊断检查方法诊断检查方法1.急停按钮未释放急停按钮未释放 检查急停按钮状态检查急停按钮状态2.系统与操作面板系统与操作面板 按连线表逐点检查连线的按连线表逐点检查连线的 连接故障连接故障 正确性正确性3.强电电缆线路故强电电缆线路故 同上同上 故障故障4.系统系统30板故障板故障 急停输入点应为急停输入点应为+24V5.系统系统20板故障板故障 更

155、换更换20板板第六章第六章 MNC863T数控系统故障诊断数控系统故障诊断故障现象故障现象8：程序错误报警，报警号：程序错误报警，报警号10# 故障原因故障原因 诊断检查方法诊断检查方法 程序格式错误程序格式错误 检查报警时所显示的出错检查报警时所显示的出错 程序段程序段故障现象故障现象9：除法错误报警，报警号：除法错误报警，报警号08# 程序编辑错误程序编辑错误 检查程序检查程序（锥螺纹切削编程的锥度角（锥螺纹切削编程的锥度角90度度 或半角或半角 45 度）度）第六章第六章 MNC863T数控系统故障诊断数控系统故障诊断 故障现象故障现象10：限位报警，报警号：限位报警，报警号04号号 故

156、障原因故障原因 诊断检查方法诊断检查方法1.报警出现在报警出现在 检查配电盘上检查配电盘上+24V输出、输出、检检系统刚上电时系统刚上电时 查查20板、板、30板的板的+24V及及地地2.报警出现在报警出现在 检查加工程序中坐标移动检查加工程序中坐标移动指指正在执行程序正在执行程序 令的最大行程范围令的最大行程范围第六章第六章 MNC863T数控系统故障诊断数控系统故障诊断 故障现象故障现象故障现象故障现象1111：伺服单元过载报警，报警号：伺服单元过载报警，报警号：伺服单元过载报警，报警号：伺服单元过载报警，报警号20#20# 故障原因故障原因故障原因故障原因 诊断检查方法诊断检查方法诊断检

157、查方法诊断检查方法 1. 1.伺服电机安装伺服电机安装伺服电机安装伺服电机安装 用手转动丝杆用手转动丝杆用手转动丝杆用手转动丝杆过紧过紧过紧过紧 2. 2.电机过载电机过载电机过载电机过载 检查电机电枢电流是否过大检查电机电枢电流是否过大检查电机电枢电流是否过大检查电机电枢电流是否过大 3. 3.系统相应轴控系统相应轴控系统相应轴控系统相应轴控 将系统主板将系统主板将系统主板将系统主板U171U171的的的的7 7、8 8及及及及9 9、1010制或伺服电路故障制或伺服电路故障制或伺服电路故障制或伺服电路故障 短接后再试仍报警则主板坏短接后再试仍报警则主板坏短接后再试仍报警则主板坏短接后再试仍

158、报警则主板坏 4. 4.伺服单元热保护伺服单元热保护伺服单元热保护伺服单元热保护 系统是否刚一加电就报此警系统是否刚一加电就报此警系统是否刚一加电就报此警系统是否刚一加电就报此警开关跳开开关跳开开关跳开开关跳开第六章第六章 MNC863T数控系统故障诊断数控系统故障诊断 故障现象故障现象故障现象故障现象1212：伺服单元未准备报警，报警号：伺服单元未准备报警，报警号：伺服单元未准备报警，报警号：伺服单元未准备报警，报警号21#21# 故障原因故障原因故障原因故障原因 诊断检查方法诊断检查方法诊断检查方法诊断检查方法 1. 1.伺服保护或伺服保护或伺服保护或伺服保护或 将系统主板将系统主板将系统

159、主板将系统主板U171U171的的的的1 1、2 2及及及及3 3、4 4短短短短伺服功率部分坏伺服功率部分坏伺服功率部分坏伺服功率部分坏 接后加电再试（消除则伺服坏）接后加电再试（消除则伺服坏）接后加电再试（消除则伺服坏）接后加电再试（消除则伺服坏）X X或或或或Z Z轴给轴给轴给轴给 检查检查检查检查X X或或或或Z Z轴给定电缆的正确性轴给定电缆的正确性轴给定电缆的正确性轴给定电缆的正确性定电缆有断线定电缆有断线定电缆有断线定电缆有断线 3. 3.系统相应轴控系统相应轴控系统相应轴控系统相应轴控 将系统主板将系统主板将系统主板将系统主板U171U171的的的的1 1、2 2及及及及3 3

160、、4 4制故障制故障制故障制故障 短接后再试（仍报警主板坏）短接后再试（仍报警主板坏）短接后再试（仍报警主板坏）短接后再试（仍报警主板坏） 4. 4.伺服轴之一发伺服轴之一发伺服轴之一发伺服轴之一发 将系统主板将系统主板将系统主板将系统主板U171U171的的的的3 3、4 4短接，短接，短接，短接，报报报报生故障生故障生故障生故障 警消失故障在警消失故障在警消失故障在警消失故障在Z Z轴伺服上，否则轴伺服上，否则轴伺服上，否则轴伺服上，否则数控系统故障诊断小结数控系统故障诊断小结一、故障诊断原则一、故障诊断原则先外部后内部先外部后内部 发生故障后，采用望、听、嗅、问、摸发生故障后，采用望、听

161、、嗅、问、摸等方法由外向内逐一进行检查（各类开等方法由外向内逐一进行检查（各类开关、连接件、传感器接触不良、温度、关、连接件、传感器接触不良、温度、湿度、油雾和粉尘对元件及电路板的污湿度、油雾和粉尘对元件及电路板的污染和侵蚀等）染和侵蚀等） 重视和检查这些部位可迅速排除较多故重视和检查这些部位可迅速排除较多故障障数控系统故障诊断小结数控系统故障诊断小结一、故障诊断原则一、故障诊断原则先机械后电气先机械后电气 机械故障易察觉，而数控系统故障诊断机械故障易察觉，而数控系统故障诊断难度相对较大，有些电气故障也是由机难度相对较大，有些电气故障也是由机械动作失灵而引起械动作失灵而引起先静后动先静后动 不

162、要盲目动手，问清故障发生的过程和不要盲目动手，问清故障发生的过程和状态、观察机床现状、查明有关资料、状态、观察机床现状、查明有关资料、分析故障原因后再动手分析故障原因后再动手数控系统故障诊断小结数控系统故障诊断小结一、故障诊断原则一、故障诊断原则先公用后专用先公用后专用 公用性的问题往往影响全局，若几个进公用性的问题往往影响全局，若几个进给轴都不动，先检查电源、给轴都不动，先检查电源、CNC、PLC及液压等公用部位及液压等公用部位先简单后复杂先简单后复杂 当多种故障互相交织，一时无从下手时，当多种故障互相交织，一时无从下手时，先解决容易的问题，可能会得到一些启先解决容易的问题，可能会得到一些启

163、发发数控系统故障诊断小结数控系统故障诊断小结一、故障诊断原则一、故障诊断原则先一般后特殊先一般后特殊 在排除某一故障时，要先考虑最常见的在排除某一故障时，要先考虑最常见的可能原因，然后再分析很少发生的特殊可能原因，然后再分析很少发生的特殊原因原因 例：一台例：一台FANUC 0T数控车床数控车床Z轴回零不轴回零不准，常常是由于降速挡块位置走动所造准，常常是由于降速挡块位置走动所造成。一旦出现这一故障，应先检查挡块，成。一旦出现这一故障，应先检查挡块，再检查编码器、位置控制等环节再检查编码器、位置控制等环节数控系统故障诊断小结数控系统故障诊断小结二、故障诊断步骤二、故障诊断步骤 当数控机床发生故

164、障时，一般不要关断当数控机床发生故障时，一般不要关断电源，对出现的信号和现象作好记录电源，对出现的信号和现象作好记录. 1.尤其注意以下的故障信息：尤其注意以下的故障信息：CRT显示的报警号和报警提示及报警灯显示的报警号和报警提示及报警灯如无报警，了解系统处于何种工作状态如无报警，了解系统处于何种工作状态？系统的工作方式诊断结果？系统的工作方式诊断结果当前程序段、执行何种指令和何种操作当前程序段、执行何种指令和何种操作数控系统故障诊断小结数控系统故障诊断小结一、故障诊断步骤一、故障诊断步骤故障发生在何种速度下？轴处于什么位故障发生在何种速度下？轴处于什么位置、与指令值的误差量有多大？置、与指令

165、值的误差量有多大？以前是否发生过类似故障？现场有否现以前是否发生过类似故障？现场有否现象？故障是否重复发生？象？故障是否重复发生？有无其它偶然因数，突然停电、电源电有无其它偶然因数，突然停电、电源电压波动较大、打雷、某部位进水和外部压波动较大、打雷、某部位进水和外部干扰等干扰等数控系统故障诊断小结数控系统故障诊断小结一、故障诊断步骤一、故障诊断步骤详细了解故障情况详细了解故障情况 了解、观察、检测了解、观察、检测分析故障原因分析故障原因 根据故障现象罗列故障原因、分析、确根据故障现象罗列故障原因、分析、确定查找方向和手段、缩小范围定查找方向和手段、缩小范围由表及里进行故障源查找由表及里进行故障

166、源查找 从易到难、从外围到内部从易到难、从外围到内部数控机床回参考点的故障诊断数控机床回参考点的故障诊断数控机床接通电源首先要做回零操作数控机床接通电源首先要做回零操作能否正确回参考点影响零件的加工质量能否正确回参考点影响零件的加工质量各种补偿的基准各种补偿的基准回参考点方式回参考点方式方式方式1数控机床回参考点的故障诊断数控机床回参考点的故障诊断回参考点方式回参考点方式方式方式2数控机床回参考点的故障诊断数控机床回参考点的故障诊断回参考点方式回参考点方式方式方式3数控机床回参考点的故障诊断数控机床回参考点的故障诊断回参考点方式回参考点方式方式方式4数控机床回参考点的故障诊断数控机床回参考点的

167、故障诊断回参考点的故障诊断回参考点的故障诊断 故障类型故障类型1：找不到参考点：找不到参考点 主要是回参考点减速开关产生的信主要是回参考点减速开关产生的信号或零标志信号失效。诊断时，先搞清号或零标志信号失效。诊断时，先搞清方式，再对照故障现象，先内后外和信方式，再对照故障现象，先内后外和信号追踪法查找故障部位。号追踪法查找故障部位。 外外机床外部的挡块和开关，查机床外部的挡块和开关，查PLC或或接口状态接口状态 内内零标志，示波器查信号零标志，示波器查信号数控机床回参考点的故障诊断数控机床回参考点的故障诊断回参考点的故障诊断回参考点的故障诊断 故障类型故障类型2：找不准参考点：找不准参考点 主

168、要是参考点开关挡块位置设置不主要是参考点开关挡块位置设置不当引起，需重新调整即可。当引起，需重新调整即可。例例1：某数控铣床采用方式一回参考点，：某数控铣床采用方式一回参考点，Y轴回完后比参考点位置超前约一个螺距轴回完后比参考点位置超前约一个螺距分析：动作正常，参考点开关挡块位置不分析：动作正常，参考点开关挡块位置不对对数控机床回参考点的故障诊断数控机床回参考点的故障诊断例例2：某数控铣床采用方式二回参考点，：某数控铣床采用方式二回参考点，X轴能进行回参考点操作，并以回参考点轴能进行回参考点操作，并以回参考点速度向参考点接近，但找不到参考点，速度向参考点接近，但找不到参考点，而是一直以这一速度

169、向前移动，直到碰而是一直以这一速度向前移动，直到碰到限位开关而急停。到限位开关而急停。分析：回动作正常，分析：回动作正常，CNC、伺服正常，一伺服正常，一个速度不变，参考点开关有问题，个速度不变，参考点开关有问题，I/O口口状态观察，开关失效。状态观察，开关失效。数控机床回参考点的故障诊断数控机床回参考点的故障诊断例例3：某数控铣床采用方式三回参考点，：某数控铣床采用方式三回参考点，X轴先正方向快速运动，碰到参考点开关轴先正方向快速运动，碰到参考点开关后能以慢速反向运动，但找不到参考点，后能以慢速反向运动，但找不到参考点，而是一直反向运动，直到碰到限位开关而是一直反向运动，直到碰到限位开关而急

170、停。而急停。分析：减速正常，位置测量装置的零标志分析：减速正常，位置测量装置的零标志脉冲信号不正常，脉冲信号不正常，I/O状态观察参考点开状态观察参考点开关有否问题，正常则观察零标志脉冲信关有否问题，正常则观察零标志脉冲信号。正常则号。正常则CNC测量足见组件通道（用测量足见组件通道（用交换法）交换法）数控机床回参考点的故障诊断数控机床回参考点的故障诊断例例4：某数控铣床采用方式四回参考点，：某数控铣床采用方式四回参考点，Y轴先正方向快速运动，再反向微动，然轴先正方向快速运动，再反向微动，然后再反向慢速移动，碰到限位开关而停。后再反向慢速移动，碰到限位开关而停。分析：分析：Y轴反向和减速均正常

171、，说明轴反向和减速均正常，说明CNC系统及参考点开关正常。示波器观察零系统及参考点开关正常。示波器观察零标志脉冲信号。若无，则零标志脉冲信标志脉冲信号。若无，则零标志脉冲信号丢失所致，正常则号丢失所致，正常则CNC测量足见组件测量足见组件通道（用交换法）通道（用交换法）数控机床故障诊断流程图数控机床故障诊断流程图FANUC系统进给驱动故障表示方式：系统进给驱动故障表示方式：2.报警指示灯指示的报警（报警指示灯指示的报警（7个灯）个灯）BRK无熔丝断路器切断报警无熔丝断路器切断报警HVAL过电压报警过电压报警HCAL过电流报警（伴有过电流报警（伴有401号报警）号报警）OVC过载报警（过载报警（401或或702报警）报警）LVAL欠压报警欠压报警TGLS速度反馈信号断线报警速度反馈信号断线报警DCAL放电报警放电报警