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1、数控机床故障诊断与维修方法故障分类一般来说，数控机床的故障分类两类：机械故障和电气故障。所以我们在排出故障时，首先就应分清楚是机械故障还是电气故障。机械故障这类故障主要发生在机床主机部分，还可以分为机械部件故障、液压系统故障、气动系统故障和润滑系统故障等。这些故障一般都比较明显，如有故障时，机床系统也会有相应的提示。 电气故障电气故障是指电气控制系统出现的故障，主要包括数控装置、PLC控制器、伺服单元、CRT显示器、电源模块、机床控制元件以及检测开关的故障等。这部分的故障是数控机床的常见故障，应该引起足够的重视。我们重点来讲解电气故障。 电气故障的排出方法为了更好地排出电气故障，我们最好能够理
2、解数控机床是如何进行电气线路安装的，能够分析其电气原理图，这样对故障排出很有帮助。以广数980TD为主，来分析下数控机床电气线路安装。主电路控制部分信号部分故障排出了解电气原理图之后，当机床发生电气故障时，我们就可以有针对性的入手了。比如说刀架不转动。那么就重点分析刀架部分的线路。分析故障时，可以采取逐步排出法。从主电路或控制电路或信号电路中三个方向入手。逐步排出。故障排出可通过强压交流接触器的衔铁，观察刀架是否转动。如果转动，则主电路没有问题。如果不转动，则要去检查主电路，可以通过用万用表的电压法去测量。也可以通过观察直流继电器，在接受信号时，指示灯是否会亮，如果不亮，则直流继电器无法接受到
3、系统的信号。此时可去测量该信号线的通断或是否松焊。电气故障排出方法一般来说，正常使用的数控机床，不会出现很大的电气故障。当出现故障时，系统或变频器、伺服驱动器都会有对应的提示，此时我们可以参考系统说明书，变频器的说明和伺服驱动的说明书，找到对应的报警信息，做到有针对性的排出故障。以下为数控机床的常用的故障诊断方法以下为数控机床的常用的故障诊断方法第一节第一节 故障诊断的常用方法故障诊断的常用方法1）数控机床故障诊断与维护概述）数控机床故障诊断与维护概述概述概述数控机床故障诊断与维护特点和必要性2）故障诊断的常用方法）故障诊断的常用方法A.故障诊断的常规步骤故障诊断的常规步骤2.1 调查故障现场
4、，充分掌握故障信息调查故障现场，充分掌握故障信息故障出现后，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。在确认通电对机床无危险的情况下，通电亲自观察 分析故障原因时应注意以下几点： 2.21）要在充分调查现场，掌握第一手材料的基础上，把故障问题正确地列出来。 2.22）要思路开阔，无论是数控系统，强电部分，还是机，液，气等，都要将有可能的引起故障的原因以及每一种可能解决的方法全部列出来。进行综合定断和筛选； 2.23）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和方法2.3 故障的检测和排除在检查测排除故障应掌握以下若干原则：2.31 先外部后内部2
5、.32先机械后电气2.33先静后动2.34先公用后专用2.35先简单后复杂2.36先一般后特殊B.数控系统的故障诊断有故障检测，故障判断及隔离和故障定位。为了及时发现系统出现故障，快速确定故障所在部位并能常用常用方法方法及时排除，要求：1）故障检测应简便，不需要复杂的操作和指示。2）故障诊断所需要的仪器应尽可能少，为些可以采用以下的诊断方法 1 问问由于机床发生故障的 前后机床操作人员都在现场, 他们对故障发生的前因,过程和结果都是非常清楚的 ,所以从他们的回答可以了解到机床故障的一些重要信息. 问题一般有如下要点:1)故障发生的经过(何时发生,怎样发生)2)故障后造成的结果和现象3)故障是渐
6、发的,还是突发的4)以前是否出现过该现象5)维修纪录 例1 LK32+928TC,在切削螺纹时,螺距不准.分析 在一系列的提问中得知,该故障已经发生了十多天了,厂家也一直派维修人员维修过XZ 轴的机械传动部件,并更换了系统主板,但故障一直不能排除.既然不是机械,也不是主板问题,本来怀疑是加工工艺问题,但故障发生前他们也是这样加工步骤,所以排除,后经问得知在此故障前也出现过失步,但换主板之后失步消失,但切削螺纹功能就不了,因此怀疑维修人员在更换主板时并没有恢复原来机机床的参数,由于928TC中的11号参数的LINE是选择编码器线性的,假如该位参数设置不对,是是可能出现上述故障的.LINE为1时表
7、示该机床应该是配1024的编码器,为0表示该机床应该是配1200的编码器,但由于本机床的编码器的标注已经消失,所以只能把该位的参数改为以原来相反的数,修改后试车,螺纹功能正常.例2 兰溪数控铣床,在回零时,X轴一直快速移动,直到撞机床.从而系统有X轴报警.分析 经询问该故障是昨天的一次撞机后出现.此可知有可能是在撞机时把回零接近开关撞坏或撞开了,使接近开关感应到减速档板,使CNC一直没有接收到减速信号,从而出现上述故障,拆下钣金发现回零接近开关已经撞裂,更换调整后回零正常.2 看看在维修过程中,有些故障点是可以观察到的.如下:1)烧焦和打火现象.2)机械卡死和机械部件变形.3)接线松动,断路,
8、虚焊等.4)故障现象表现特征.例3，广机6136+DA98+980，当运行切削螺纹指令时，有时机床停止不动，有时又正常工作。分析分析：运行切削螺纹时，也即是当系统遇到G92指令时，系先检查主轴光电编码器反馈回来的一转信号和转速信号，当接收到这些数据后，系统才根据这些数据和G92里的数据进行运算，然后发出指令使机床开始切削。 排除步骤：排除步骤： 我们根据故障现象和切削螺纹的工作原理可知，引起故障可能是编码器回路某地方接触不好，使电路时断时通，系统接收到的信号时有时没，从而出现上述的故障，首先观察编码器线两头的插座是否虚焊，再检查系数接收电路和编码器内部电路，当拆开编码器插头发现有引脚焊点已经生
9、锈，更换插头后，一切正常。例4 荆州6136+980+DA98，Z轴运动时，偶尔系统显示Z轴驱动器报警，而DA98显示9号报警。工作原理工作原理 在980T中，驱动器报警报警信号从驱动器发送过来，一般有高电平和低电平有效两种选择， 当9号参数为11时表示高电平有效，为0时表示低电平有效，在980T+DA98一般是设高电平有效，也即是当驱动有高电平输入到系统，系统就显示报警。由于驱动也报警，所示可以排除是系统故障，驱动器9号报警是编码器出错报警，只要检查电机反馈端到驱动接收这一环就可以，拆下钣金发现电机编码器已破裂，更换后报警消除。例5 南通铣配990M，手动移动Z轴时，套筒不能上下移动。分析
10、套筒不能移动，有可能是机械卡死，也有可能是皮带松动打滑，拆下保护电机钣金和Z轴箱盖发现皮带已裂开，更换皮带后工作正常。3 听听听是根据声音来判断故障原因，在维修过程可以听的声音有：1）主轴噪音2）进给轴移动声。3）各电 机转动声4）继电器，接触器动作声等例6 德州6140机床，MST功能不正常，有时行，有时不行。分析 MST功能不正常，我们可以分三层来分析，首先是系统的MST输出电路，假如+24V和芯片2803不正常。其次，控制电路 控制电压110V不正常。最后是主电路中的380V电压不正常。上述三种都可以引MST功能不正常。我们首先检查强电柜，当打开电柜箱时，听到控制变压器“吱吱”响，而正常
11、是不会发出这种声音的，假如真的是电压器不正常，就符合第二种推断。更换同型号变压器后MST功能正常。例7 武义6132在手动移动X轴拖板时，拖板来回振荡。分析 X轴拖板来回振荡有可能是机械卡死引起皮带打滑，也有可能是电机内部卡死或缺相供电。为了区别是机械卡死还是电气故障。把电机拆下，用钣手手动移动拖板，拖板可以来回自由移动。排除机械故障。给拆下的电机上电使其转动，电机在来回振荡，怀疑电机损坏，更换电机现象如旧。最后拆开电机插头发现一相接线已脱落，重新焊上工作正常。4 嗅和触摸嗅和触摸有时机床出故障时，通过嗅和触摸也可以定位出故障点，一般有芯片和电线烧焦的糊味，而手摸电器表面感觉温度，机械部件的振
12、动和反向间隙等。例8 广机改装6132+980T，上电开机时出现X，Z轴驱动器报警，而驱动器并没报警。分析 系统出现报警而驱动器无报警，有可能是系统参数设错，也有可能是主板出现 故障，经检查参数并没有设错，但更换主板故障并没排除，但在更换主板调试过程中嗅到一股糊味，后来关电检查，发现这种糊味是从电源盒传出，怀疑电源盒已烧坏，为了安全把电源盒输出全断开，上电用万用表测得+12V输出异常，为0V，从报警接收电路可知（如图2），如果没有+12V电压，报警信号一直为低电平而引起报警。更换电源盒重新上电开机报警消失。例9 云南机床厂6140+980T在上电加工一个小时，换刀时无动作，但停机半小时再上电时
13、换刀正常。分析 由于故障出现后手动换刀时，强电柜的交流触接器一直有动作，说明系统输出的刀架正转信号是正常的，出现上述故障有可能是刀架的绝缘性不好，当工作一段时间发热引起短路跳闸。查强电柜的空气断路器肯确已跳闸保护，后用触摸刀架电机明显发热，更换刀架电机上电工作两小时正常，说明推测正确。5 互换法互换法在数控系统中常有型号完全相同的电路板，模块，集成电路和其它零部件。我们可将相同部分互相交换，观察故障转移情况，以快速确定故障部位。当数控系统某个轴运动不正常，如爬行，抖动，时动时不动，一个方向另一个方向不动等故障时。常采互换法来确定故障部位。例10 配980T+DA98系统的LK-32型数控车床出
14、现X轴进给正常，反向不正常。时动时不动。采用手轮进给也如此。分析 980T系统是以位置，方向脉冲两路信号差分式输出 到DA98进行运算放大，以三相正弦波驱动伺服电机动转。由上述故障说明系统输出的位置脉冲正常，但由于反向失常，有如下的可能：1） 系数方向脉冲不正常。2）也有可能是方向脉冲传输线路时断时好。3）驱动方向接收电路失常。4）电机故障。 先把X轴和Z轴信号线系统端的插头对调。也即是把XS30和XS31的插头对调。上电在手动方式下+Z和-Z来回按住，观察X轴的拖板会不会来回走动，若来回走动说明是第一种可能。若还是不正常，即X轴和Z轴的信号线整根对换，若正常，说明是信号线的问题，若不正常，对
15、换X轴和Z轴驱动器输出到电机的三相电线和电机反馈回来的信号线插头。若X轴正常就明是驱动器故障，若不正常即说明是电机故障。通过上面的更换法为驱动器故障，更换后工作正常。例11 配980T+变频器的CK6132I 数控切削螺纹时，重复切削几次时，把牙全部扫平。分析 出现上述现象可由多方面原因引起，我们只能一个个排除。1）机床的机械故障。2）设置参数不当。3）主板故障。4） 编码器故障。 5）编码器反馈线接触不好。首先通过更换法来排除，更换编码器，假如正常，说明编器故障，否则更换编码器反馈线，若正常，说明编码器反馈线接触不好，否则更换主板，正常可能设置参数不当和主板故障。否则为机械故障。5 隔离法隔
16、离法在维修过程中，有些故障是关系到一个很长的链，如果一个个部件排除，既费时，又烦琐。以某一部件为界隔离一部分后再进行排除，有时起到事半功倍的效果。例12 荆州荷花6125+980T+DF3A，在换刀时出现跳闸。分析 由于跳闸是在换刀时出现的，我们可以得知是刀架控制回路某处漏电引起跳闸保护。但由于不知某个部件，假如一个个排除不必要，我们可以把强电柜的接线排的刀架三相电断开，使刀架电机断开，然后上电换刀观察是否跳闸，假如有，即是三相输入到接线排的线路有漏电现象，否则是接线排到刀架电机线路有漏电现象。经观察断开上电换刀并没跳闸，说明是接线排到刀架电机线路有漏电现象。由于机床的刀架电机是采用内接法，而
17、接线排到刀架电机的连线点在刀架底下一个槽内。由于加工加冷却液时，有冷却液渗透到槽内引起短路。拆下刀架把线取出吹干，用热缩重新包好，装进槽再用玻璃胶封好。装好上电换刀正常。例13 中星数控6125+980T+DA98，在加工过程中X轴驱动器出现4号报警。关机重新上机移动X轴就出现报警。分析 查驱动器说明书4号报警为位置超差报警。原因有：1）电路板故障。2）电机U，V，W引线接错。3）编码器电缆引线接错。4）编码器故障。4）设定位置超差检测范围太小。5） 位置比例增益太小。6）转矩不足。由于是在加工过程出现报警，所以2，3，4和5的可能性先排除，余下的1 ，4和6。1和4的可能是电气故障，而6的可
18、能是由于机械卡死而使转矩不足，为了弄清是电气故障和机械故障，可以把电机和丝杠分开，上电移动X轴观察电机是否转动，若转动则说明是机械卡死，否则电气故障。拆下上电观察电机是可以转动，后来拆下丝杠的钣金，发现丝杠的螺母座有很多铁屑。用钣手也转不动丝杠，说明是机械卡死。后来把螺母座用汽油清洗一次重新装好上电一切正常。6 自诊断自诊断自诊断技术是当今数控系统的一项十分重要技术，它是评价系统性能一项重要技术的主要指标。数控系统自诊断越来越强，从原来的简单的诊断朝着多功能化的方向发展，其报警种类也越来越多。 当数控系统一旦出现故障，借助系统的诊断功能可以迅速，准确地查明原因并确定故障部位。因此，对维修人员来
19、说，熟悉系统的自诊断功能是十分重要。1）开机自诊断数控系统通电后，系统自诊断软件会对系统最关键的硬件和控制软件检查，如CPU ，RAM，ROM等芯片，I/O口及监控软件，如果正常，将进入正常操作界面。如检测不通过，即在液晶上显示报警信息或报警号。指出哪个部分发生了故障，将故障原因定位在一定的范围内，然后通过维修手册找出造成故障的真正原因，根据书上的说明进行排除。例14 配980T的数控机床每次开机会显示“未能保持有效型数据”。分析 在查维修手册该报警为RAM对新设置的参数和程序存储不了，为RAM损坏，更换主板两片RAM芯片上电开机一切正常。例15 南通铣配990M开机时出现“科能报警”。分析
20、在查维修手册该报警为CPU 处理出错。一般由于工作电压偏低或偏高；或是芯片的引脚接触不良。先用万用表测电源盒的+5V是否正常。如不正常可以用小螺丝刀调节电源盒的电位器使输出为+5V。如正常，可把系统的主板拆下，把CPU，CLPD等芯片拨出，然后把IC座的触头重新调整再把芯片插回。2） 运行自诊断运行自诊断是数控系统正常时，运行内部诊断程序对系统本身，位置伺服单元以及数控装置相连的其它外部装置进行自动测试并显示有关信息和故障信号。只要系统不断电，这种诊断将会反复进行下去，不会停止。诊断信息有：CNC与机床之间的I/O接口；CNC内部各存储器的信息；伺服系统的状态信息；MDI面板操作面板的状态信息
21、等。例16 数铣980M，出现“准备未绪报警”。分析 系数出现“准备未绪报警”一般是由下面的电路异常引起的。在正常状态下ESP是和+24V是导通的，而在诊断也有对ESP的状态进行诊断，正常该诊断位是为1的，当限位或按下急停开关是才为0，并出现“准备未绪报警”。取消报警假如由限位引起的，一直按住取消限位开关把限位档板移开限位开关即可。如是急停开关已搂下引起的即弹开急停开关即可。经检查发现X轴的限位开关卡死，使ESP一直为低电平。例17 数控系统为980TA，伺服为DA98，开机运行时系统显示X轴驱动器报警，而驱动器显示11号报警。分析 驱动器11号报警可从驱动器使用说明书可了解其故障原因和排除故
22、障方法。原因：1）电路板故障。 2）驱动U、V、W之间短路。 3）电机绝缘损坏 。4）供电电压偏低等。 按上面的互换法把X轴和Z轴的驱动对换，驱动报警并没清除。故可排除X轴驱动器。后来把电机的插头扭下进发现插头的绝缘体已经烧焦使驱动U、V、W之间短路。 后来更换电机插头上电一切正常。分析 在查维修手册该报警为RAM对新设置的参数和程序存储不了，为RAM损坏，更换主板两片RAM芯片上电开机一切正常。例15 南通铣配990M开机时出现“科能报警”。分析 在查维修手册该报警为CPU 处理出错。一般由于工作电压偏低或偏高；或是芯片的引脚接触不良。先用万用表测电源盒的+5V是否正常。如不正常可以用小螺丝刀调节电源盒的电位器使输出为+5V。如正常，可把系统的主板拆下，把CPU，CLPD等芯片拨出，然后把IC座的触头重新调整再把芯片插回。演讲完毕，谢谢观看！
