第一篇：數控機床故障診斷與維修報告實習文檔

控機床故障診斷與維修--

文字 系統可靠性的基本概念

系統可靠性是指數控系統在規定的條件和規定的時間內完成規定功能的能力，故障是指系統在規定的條件和規定的時間內失去了規

定的功能。

數控機床是復雜的大系統，它涉及光、機、電、液等很多技術，發生故障是難免的。機械銹蝕、機械磨損、機械失效，電子元器件老化、插件接觸不良、電流電壓波動、溫度變化、干擾、噪聲，軟件丟失或本身有隱患、灰塵，操作失誤等都可導致數控機床出故障。

數控機床故障診斷

一．故障診斷內容

1）動作診斷：監視機床各動作部分，判定動作不良的部位。診斷部位是ATC、APC和機床主軸。

2）狀態診斷：當機床電機帶動負載時，觀察運行狀態。

3）點檢診斷：定期點檢液壓元件、氣動元件和強電柜。

4）操作診斷：監視操作錯誤和程序錯誤。

5）數控系統故障自診斷：

二．CNC系統診斷技術

當前使用的各種CNC系統的診斷方法歸納起來大致可分為三大類。

（1）啟動診斷（Star up Diagnostics）

把CNC系統每次從通電開始到進入正常的運行準備狀態為止，系統內部診斷程序自動執行的診斷。診斷的內容為系統中最關鍵的硬件和系統控制軟件，如CPU、存儲器、I/O單元等模塊以及CRT/MDI單元、紙帶閱讀機、軟盤單元等裝置或外部設備。

（2）在線診斷（On— Line Diagnostics）

指通過CNC系統的內裝程序，在系統處于正常運行狀態時，對CNC系統本身以及與CNC裝置相連的各個伺服單元，伺服電機，主軸伺服單元和主軸電機以及外部設備等進行自動診斷、檢查。一般來說，包括自診斷功能的狀態顯示和故障信息顯示兩部分。

．接口顯示：為了區分出故障發生在數控內部，還是發生在PLC或機床側，有必要了解CNC和PLC或CNC和機床之間的接狀態以

及CNC內部狀態。

．內部狀態顯示：

（a）由于外因造成不執行指令的狀態顯示。

（b）復位狀態顯示。

（c）TH報警狀態顯示，即紙帶水平和垂直校驗，顯示出報警時的紙帶錯誤孔的位置。

（d）磁泡存儲器異常狀態顯示。

（e）位置偏差量的顯示。

（f）旋轉變壓器或感應同步器的頻率檢測結果顯示。

（g）伺服控制信息顯示。（h）存儲器內容顯示等。

故障信息顯示的內容一般有上百條，最多可達600條。這許多信息大都以報警號和適當注釋的形式出現。一般可分成下述幾大類：

（a）過熱報警類；（b）系統報警類；（c）存儲器報警類；

（d）編程/設定類，這類故障均為操作、編程錯誤引起的軟故障；

（e）伺服類：即與伺服單元和伺服電機有關的故障報警；

（f）行程開關報警類；

（g）印刷線路板間的連接故障類。

（3）離線診斷（Off—Line Diagnostics）

離線診斷的主要目的是故障導通知故障定位，力求把故障定位在盡可能小的范圍內。現代CNC系統的離線診斷用軟件，一般多已與CNC系統控制軟件一起存在CNC系統中，這樣維修診斷時更為方便。

（a）通訊診斷：用戶只需反CNC系統中專用“通信接口”連接到普通電話線上，而在西門子公司維修中心的專用通信診斷計算機的“數據電話”也連接到電話線路上，然后由計算機向CNC系統發送診斷程序，并將測試數據輸回到計算機進行分析關得出結論。（b）自修復系統：備用模塊則系統能自動使故障模塊脫機而接通備用模塊，從而使系統較快地進入正常工作狀態。

（c）具有AI（人工智能）功能的專家故障診斷系統：

①在處理實際問題時，通過具有某個領域的專門知識的專家分析和解釋數據并作出決定。

②專家系統利用專家推理方法的計算機模型來解決問題，并且得到的結論和專家相同。

三．伺服系統的診斷方法

采用發光二級管來批示故障可能產生的原因，例如過熱報警，過流報警，過壓報警，欠壓報警，I2t值監控（用于電源電路）等。

數控機床維修

一．概述

數控機床的維修概念，不能單純局限于數控系統發生故障時，如何排除故障和及時修復，使數控系統盡早投入使用，還應包括正確

使用和日常保養等。

二．正確操作和使用數控系統的步驟

（1）數控系統通電前的檢查

1）檢查CNC裝置內的各個印刷線路板是否緊固，各個插頭有無松動。

2）認真檢查CNC裝置與外界之間的全部連接電纜是否按隨機提供的連接手冊的規定，正確而可靠地連接。

3）交流輸入電源的連接是否符合CNC裝置規定的要求。

文字

文字4）確認CNC裝置內的各種硬件設定是否符合CNC裝置的要求。

只有經過上述檢查，CNC裝置才能投入通電運行。

（2）數控系統通電后的檢查

1）首先要檢查數控裝置中各個風扇是否正常運轉。

2）確認各個印刷線路或模塊上的直流電源是否正常，是否在允許的波動范圍之內。

3）進一步確認CNC裝置的各種參數。

4）當數控裝置與機床聯機通電時，應在接通電源的同時，作為按壓緊急停止按鈕的準備，以備出現緊急情況時隨時切斷電源。

5）用手動以低速給移動各個軸，觀察機床移動方向的顯示是否正確。

6）進行幾次返回機床基準點的動作，用來檢查數控機床是否有返回基準點功能，以及每次返回基準點的位置是否完全一致。

7）CNC裝置的功能測試。

三．CNC系統的日常維護

1）制訂CNC系統的日常維護的規章制度。2）應盡量少開數控柜和強電柜的門。3）定時清理數控裝置的散熱通風系統。4）CNC系統的輸入/輸出裝置的定期維護。

5）定期檢查和更換直流電機電刷。6）經常監視CNC裝置用的電網電壓。

7）存儲器用電池的定期更換。8）CNC系統長期不用時的維護。

9）備用印刷線路板的維護。對于已購置的備用印刷線路板應定期裝到CNC裝置上通電運行一段時間，以防損壞。

10）做好維修前期的準備工作：

①技術準備：維修人員應在平時充分了解系統的性能。

②工具準備：作為最終用戶，維修工具只需準備一些常規的儀器設備，如交流電壓表，直流電壓表，可能用指針式的也可以是數字式的，測量誤差在±2%范圍內即可。萬用表也是一種常用的儀表。

③備件準備：一旦由于CNC系統的部件或元器件損壞，使系統發生故障。為能及時排除故障，用戶應準備一些常用的備件。

四．故障處置

一旦CNC系統發生故障，系統操作人員應采取急停措施，停止系統運行，保護好現場。

（1）故障的表現 ①系統發生故障的工作方式

工作方式有：Tape（紙帶方式）、MDI（手動數據輸入方式）、MEMORY（存儲器方式）、EDIT（編輯）、HANDLE（手輪）、JOG（點

動）方式。

②MDI/DPL（手動數據輸入/顯示）。

③系統狀態顯示有時系統發生故障時卻沒有報警，此時需要通過診斷畫面觀察系統所處的狀態。

④定位誤差超差情況。⑤在CRT上的報警及報警號。⑥刀具軌跡出現誤差時的速度。

（2）故障的頻繁程度 ①故障發生的時間及頻率。②加工同類工件時，發生故障的概率。

③故障發生的方式，判別是否與進給速度、換刀方式或是與螺紋切削有關。

④出現故障的程序段。

（3）故障的重復性

①將引起故障的程序段重復執行多次進行觀察，來考察故障的重復性。②將該程序段的編程值與系統內的實際數值進行比較，確認兩者是否有差異。

③本系統以前是否發生過同樣故障？

（4）外界狀況 ①環境溫度。②周圍的振動源。

③系統的安裝位置檢查，出故障時是否受到陽光的直射等。

④切削液、潤滑油是否飛濺到了系統柜、系統柜里是否進水，受到水的浸漬（如暖氣漏水）等。

⑤輸入電壓調查，輸入電源是否有波動、電壓值等。

⑥工廠內是否有使用大電流的裝置。

⑦近處是否存在干擾源。

⑧附近是否正在修理或調試機床、安裝了新機床等。

⑨重復出現的故障是否與外界因素有關？

（5）有關操作情況

①經過什么操作之后才發生的故障？

②機床的操作方式對嗎？ ③程序內是否包含有增量指令？

（6）機床情況 ①機床調整狀況。

②機床在運輸過程中是否發生振動？

③所用刀具的刀尖是否正常？ ④換刀時是否設置了偏移量？ ⑤間隙補償給的是否恰當？ ⑥機械另件是否隨溫度變化而變形？

⑦工件測量是否正確？

（7）運轉情況

①在運轉過程中是否改變過或調整過運轉方式？ ②機床側是否處于報警狀態？是否已作好運轉準備？ ③機床操作面板上的售率開關是否設定為“0”？

④機床是否處于鎖住狀態？ ⑤系統是否處于急停狀態？ ⑥系統的保險絲是否燒斷？

⑦機床操作面板上的方式選擇開關設定是否正確？

（8）機床和系統之間接線情況

①電纜是否完整無損？

②交流電源線和系統內部電線是否分開安裝？

③電源線和信號線是否分開走線？ ④信號屏蔽線接地是否正確？

⑤繼電器、電磁鐵以及電動機等電磁部件是否裝有噪聲抑制器？

（9）CNC裝置的外觀檢查

①機柜。檢查破損情況和是否是在打開柜門的狀態下操作。②機柜內部。風扇電機工作是否正常？控制部分污染程序。

③紙帶閱讀機。紙帶閱讀機是否有污物？

④電源單元。保險絲是否正常？

⑤電纜。電纜連接器插頭是否完全插入、擰緊？ ⑥印刷線路板。印刷線路板數量有無缺損？

⑦MDI/CRT單元。

（10）有關穿孔紙帶的檢查 ①紙帶閱讀機天關是否正常？ ②有關紙帶操作的設定是否正確？ ③紙帶是否折、皺和存有污物？

④紙帶的連接處正常否？ ⑤紙帶上的孔有無破損？ ⑥這條紙帶是否用過？

⑦使用的是黑色紙帶還是其它顏色的紙帶？

五．故障檢查方法

１．直觀法

這是一種最基本的方法。維修人員通過對故障發生時的各種光、聲、味等異常現象的觀察以及認真察看系統的每一處，往往可將故障范圍縮小到一個模塊或一塊印刷線路板。這要求維修人員具有豐富的實際經驗，要有多學科的較寬的知識和綜合判斷的能力。

２．自診斷功能法

現代的數控系統雖然尚未達到智能化很高的程度，但已經具備了較強的自診斷功能。能隨時監視數控系統的硬件和軟件的工作狀況。一旦發現異常，立即在CRT上報警信息或用發光二極管批示出故障的大致起因。利用自診斷功能，也能顯示出系統與主機之間接口信號的狀態，從而判斷出故障發生在機械部分還是數控系統部分，并批示出故障的大致部位。這個方法是當前維修時最有效的一種方法。

３．功能程序測試法

所謂功能程序測試法就是將數控系統的常用功能和特殊功能，如直線定位、圓弧插補、螺紋切削、固定循環、用戶宏程序等用手工編程或自動編程方法，編制成一個功能程序測試紙帶，通過紙帶閱讀機送入數控系統中，然后啟動數控系統使之進行運行，藉以檢查機床執行這些功能的準確性和可靠性，進而判斷出故障發生的可能起因。本方法對于長期閑置的數控機床第一次開機時的檢查以及機床加工造成廢品但又無報警的情況下，一時難以確定是編程錯誤或是操作錯誤，還是機床故障時的判斷是一較好的方法。

４．交換法

這是一種簡單易行的方法，也是現場判斷時最常用的方法之一。所謂交換法就是在分析出故障大致起因的情況下，維修人員可以利用備用的印刷線路板、模板，集成電路芯片或元器件替換有疑點的部分，從而把故障范圍縮小到印刷線路板或芯片一級。它實際上也是

在驗證分析的正確性。

在備板交換之前，應仔細檢查備板是否完好，并應檢查備板的狀態應與原板狀態完全一致。這包括檢查板上的選擇開關，短路棒的設定位置以及電位器的位置。在置換CNC裝置的存儲器板時，往往還需要對系統作存儲器的初始化操作（如日本FANUC公司的FS—6系統用的磁泡存儲器就需要進行這項工作），重新設定各種數控數據，否則系統仍將不能正常地工作。又如更換FANUC公司的7系統的存儲器板之后，需重新輸入參數，并對存儲器區進行分配操作。缺少了后一步，一旦零件程序輸入，將產生60號報警（存儲器容量不夠）。有的CNC系統在更換了主板之后，帶需進行一些特定的操作。如FNUC公司在FS—10系統，必須按一定的操作步驟，先輸入9000～9031號選擇參數，然后才能輸入0000號至8010號的系統參數和PC參數。總之，一定要嚴格地按照有關系統的操作、維修說明書的要求進行

操作。

５．轉移法

所謂轉移法就是將CNC系統中具有相同功能的二塊印刷線路板、模塊、集成電路芯片或元器件互相交換，觀察故障現象是否隨之轉移。藉此，可迅速確定系統的故障部位。這個方法實際上就是交換法的一種。因此，有關注意事項同交換法所述。

６．參數檢查法

眾所周知，數控參數能直接影響數控機床的功能。參數 通常是存放在磁泡存儲器或存放在需由電池保持的CMOS RAM中，一旦電池不足或由于外界的某種干擾等因素，會使個別參數丟失或變化，發生混亂，使機床無法正常工作。此時，通過核對、修正參數，就能將故障排除。當機床長期閑置工作時無緣無故地出現不正常現象或有故障而無報警時，就應根據故障特征，檢查和校對有關參數。

另外，經過長期運行的數控機床，由于其機械傳動部件磨損，電氣無件性能變化等原因，也需對其有關參數進行調整。有些機床的故障往往就是由于未及時修改某些不適應的參數所致。當然這些故障都是屬于故障的范疇。

７．測量比較法

CNC系統生產廠在設計印刷線路板時，為了調整、維修的便利，在印刷線路板上設計了多個檢測用端子。用戶也可利用這些端子比較測量正常的印刷線路板和有故障的印刷線路板之間的差異。可以檢測這些測量端子的電壓或波形，分析故障的起因及故障的所在位置。甚至，有時還可對正常的印刷線路人為地制造“故障”，如斷開連線或短路，撥去組件等，以判斷真實故障的起因。為此，維修人員應在平時積累印刷線路板上關鍵部位或易出故障部位在正常時的正確波形和電壓值。因為CNC系統生產廠往往不提供有關這方面的資料。

８．敲擊法

當系統出現的故障表現為若有若無時，往往可用敲擊法檢查出故障的部位所在。這是由于CNC系統是由多塊印刷線路板組成，每塊板上又有許多焊點，板間或模塊間又通過插接件及電纜相連。因此，任何虛焊或接觸不良，都可能引起故障。當用絕緣物輕輕敲打有虛

焊及接觸不良的疑點處，故障肯定會重復再現。

９．局部升溫

CNC系統經過長期運行后元器件均要老化，性能會變壞。當它們尚未完全損壞時，出現的故障變得時有時無。這時可用熱吹風機或電烙鐵等來局部升溫被懷疑的元器件，加速其老化，以便徹底暴露故障部件。當然，采用此法時，一定要注意元器件的溫度參數等，不

要將原來是好的器件烤壞。

１０．原理分析法

根據CNC系統的組成原理，可從邏輯上分析各點的邏輯電平和特征參數（如電壓值或波形），然后用萬用表、邏輯筆、示波器或邏輯分析儀進行測量、分析和比較，從而對故障定位。運用這種方法，要求維修人員必須對整個系統或每個電路的原理有清楚的、較深的了解。

除了以上常用的故障檢查測試方法外，還有拔板法，電壓拉偏法，開環檢測法以及在上章中曾提出的診斷方法等多種。這些檢查方法各有特點，按照不同的故障現象，可以同時選擇幾種方法靈活應用，對故障進行綜合分析，才能逐步縮小故障范圍，較快地排除故障。

六．故障排除的一般方法

當數控系統出現報警發生故障時，維修人員不要急于動手處理，而應多進行觀察和試驗。

１．充分調查故障現場

這是維修人員取得第一手材料的一個重要手段。一方面要向操作者調查，詳細詢問出現故障的全過程，查看故障記錄單，了解發生過什么現象，曾采取過什么措施等；另一方面，要對現場要做細致的勘查。從系統的外觀到系統內部各印刷線路板都應細心地察看是否有異常之處。在確認系統通電無危險有情況下，方可通電，觀察系統有何異常，CRT顯示的內容等。

２．認真分析產生故障的起因

當前的CNC系統智能化程度都比較低，系統尚不能自動診斷出發生故障的確切原因。往往是同一報警號可以有多種起因，不可能將故障縮小到具體的某一部件。因此，在分析故障的起因時，一定要思路開闊。往往有這種情況，自診斷出系統的某一部分有故障，但究其起源，卻不在數控系統，而是在機械部分。所以，無論是CNC系統，機床強電，還是機械、液壓、氣路等，只要有可能引起該故障的原因，都要盡可能全面地列出來，進行綜合判斷和篩選，然后通過必要的試驗，達到確診和最終排除故障的目的。

造成數控系統故障而又不易發現的另一個重要原因是干擾。根據經驗，大致有下面幾種原因。

（１）機床生產廠的裝配工藝問題

裝配工藝不好反映在干擾方面的表現大致有如下幾點。①沒有采用一點接地法。有些機床生產為了圖省事，到處就近接地，結果造成多點接地，形成地環流。②由于接地點選擇不當或接觸不良，甚至虛焊造成接地電阻變大而引起噪聲干擾。③CNC系統與主機的信號通訊，有許多是采用屏蔽線連接的，若對屏蔽地處理不當，沒有按照規定連接（如有的屏蔽地按規定只許接在系統側，而不能接在機床側，如圖4.3—1所示）也是造成干擾的一種因素。

（２）強電干擾

數控機床的強電柜中的接觸器、繼電器等電磁部件均是CNC系統的干擾源。交流接觸器，交流電機的頻繁起動、停止時，其電磁感應現象會使CNC系統控制電路中產生尖峰或波涌等噪聲，干擾系統的正常工作。因此，一定要對這些電磁干擾采取措施，予以消除。

通常是采用在交流接觸器線圈的兩端或交流電機的三相輸入端并聯RC網絡，而在直流接觸器或在直流電磁閥的線圈兩端反相并入一個續流二極管等的辦法來抑制這些電器產生的干擾噪聲（如圖4.3—2所示）。但要注意一點，這些并入的吸收網絡的連線不應大于20cm，否則，其效果就不理想。

同時，查CNC系統的控制電路的輸入電源部分，也要采取措施。一般多用浪涌吸收器并聯在電源線間，如圖4.3—3所示，從而可有

效地吸收電網中的尖峰電壓，起到一定的保護作用。

（３）供電線路的干擾

由于我國局部地區電力不足和供電頻率不穩和用戶廠電網分配不合理等因素造成供電線路的干擾。現象可歸納為超壓、欠壓、頻率和相位漂移、諧波失真、共模噪聲及常模噪聲等原因。為養活供電電線路干擾可采取下列措施。

①在電網電壓變化較大的地區，應在CNC系統的輸入電源前增加電子穩壓器，以養活電網電壓波動。如果能加入電源調節器，則效果更

好，但切不可串入自耦變壓器。

②用戶廠的供電線路的容量應能滿足數控機床電器容量的要求。

③數控機床避免與電火花設備以及大功率的起、停頻繁的設備共用一干線，以免這些設備的干擾通過供電線串入到CNC系統中。

④數控機床設備安置時應遠離中頻爐、高頻感應爐等變頻設備。

３．動手修復

一旦故障部位已找到，但手頭卻無可更換的備件時，可用移植借用辦法，作為應急措施來解決。例如某一組件壞了（如與非門或觸發器等），但損壞的往往只是組件中的某一路，其它幾部分還是好的。而在印刷線路板的設計中，又往往只是用了組件中的一部分，沒有全部用滿。此時，可將沒有使用的富余部分取來作為應急用。具體的作法是，切斷已損壞部分的插腳（包括輸入和輸出腳），然后由區線

將信號輸入、輸出線引至富余的組件插腳 上即可。

典型數控機床維修方法

一．西門子3系統的維修

1）電源接通后無基本畫面顯示

（a）電路板03840號板上無監控燈顯示

（b）03840號電路板上監控燈亮

①監控燈閃爍。如果監控燈閃爍頻率為1Hz，則EPROM有故障；如果閃爍頻率為2Hz，則PLC有故障；如以4Hz頻率閃爍，則保持電

池報警，表示電壓已不足。

②監控燈左滅右亮。表示操作面板的接口板03731板有故障或CRT有故障。

③監控燈常亮。這種故障，通常的原因有：CPU有故障；EPROM有故障；系統總線（即背板）有故障、電路板上設定有誤、機床數據錯誤、以及電路板（如存儲器板、耦合板、測量板）的硬件有故障。

2）CRT上顯示混亂

（a）保持電池（鋰電池）電壓太低，這時一般能顯示出711號報警。

（b）由于電源板或存儲曾被拔出，從而造成存儲區混亂。這是一種軟故障，只要將CNC內部程序清除并重新輸入即可排除故障。

（c）電源板或存儲器板上的硬件故障造成程序顯示混亂。（d）如CRT上顯示513號報警，表示存儲器的容量不夠。

3）在自動方式下程序不能啟動

（a）如此時產生351號報警，表示CNC系統啟動之后，未進行機床回基準點的操作。

（b）系統處于自動保持狀態。

（c）禁止循環啟動。檢查PLC與NC間的接口信號Q64.3。

4）進給軸運動故障

（a）進給軸不能運動。造成此故障的原因有：

①操作方式不對；

②從PLC傳至NC的信號不正常；

③位控板有故障（如03350，03325，03315板有故障）。

④發生22號報警，它表示位置環未準備好。

⑤測量系統有故障。如產生108，118，128，138號報警，這是測量傳感器太臟引起的。如產生104，114，124，134報警，則位置環有硬

件故障。

⑥運動軸處于軟件限位狀態。只要將機床軸往相反方向運動即可解除。⑦當發生101，111，121，131號報警時，表示機床處于機械夾緊狀態。

（b）進給軸運動不連續。

（c）進給軸顫動。

①進給驅動單元的速度環和電流環參數沒有進行最佳化或交流電機缺相或測速元件損壞，均可引起進給軸顫動。

②CNC系統的位控板有故障。

③機構磨擦力太大。

④數控機床數據有誤，有關機床數據的正確設定如下。

（d）進給軸失控。

①如有101，111，121，131號報警請對夾緊進行檢查。②如有102，112，122，132號報警，則說明指令值太高。

③進給驅動單元有故障。

④數控機床數據設定錯誤，造成位置控制環路為正反饋。

⑤CNC裝置輸至驅動單元的指令線極性錯誤。

（e）103～133號報警。這是輪廓監控報警。速度環參數沒有最佳化或者KV系數太大。

（f）105～135號報警。位置漂移太大引起的。移量超過500mv，檢查漂移補償參數N230～N233。

5）主軸故障

如果實際主軸轉速超過所選齒輪的最高轉速，則產生225號報警；如主軸位置環監控發生故障，則發生224號報警。

6）V·24串行接口報警

（a）20秒內仍未發送或接收到數據時：

①外部設備故障； ②電纜有誤； ③03840板有故障。

（b）穿孔紙帶信息不能輸入，其原因有：

①操作面板上鑰匙開關在關的位置，從而造成紙帶程序不能輸入； ②如果0384號板上的數據保護開關不在釋放位置時，不能輸入數據紙帶；

③如果不能輸入L80～L99和L900～L999號子程序，則多是由于PLC與NC接口信號Q64·3為“1”（循環禁止）引起的。

（c）停止位錯誤。①波特率設定錯誤； ②閱讀機有故障； ③機床數據錯誤。

二．FANUC公司的Ⅲ系統維修

可參考《數控機床使用與維修》一書 [s:18]

第二篇：數控機床故障診斷與維修學習心得

數控機床故障診斷與維修

摘要:數控機床促進我國機械制造業的發展，數控機床是機電一體化技術在機械加工領域中應用的典型產品，具有高精度、高效率和高適應性的特點，適于多種、中小批量復雜零件的加工。數控機床故障診斷與維修的基本目的是提高數控設備的可靠性。數控設備的外部故障可以分為軟故障和外部硬件損壞引起的硬故障。軟故障是指由于操作、調整處理不當引起的，這類故障多發生在設備使用前期或設備使用人員調整時期。關鍵字：數控故障

數控維修

一

數控機床的維護和保養

1.1數控機床的日常維護 1）嚴格遵守維護制度 數控系統的編程，操作人員和維修人員必須進行嚴格的專門培訓，熟悉所用數控機床的功能和使用方法，正確的使用機床，避免因操作不當引起的故障。2）數控柜和強電柜的門應盡量少開少關 加工車間一般的空氣中都有油霧，灰塵金屬粉末等顆粒物，當它們落在數控系統內的電子器件或電路板上，容易引起元器件或電路板的損壞，因此數控柜和強電柜的門應盡量少開少關。如果數控系統超長時間負載工作時，要用正確的散熱方法，想辦法將對數控系統的外部溫度。不得隨意開關柜門。3）經常檢查電網電壓

一般數控系統允許的電網電壓波動范圍內進行，否則是數控系統不穩定，有可能造成重要元器件的損壞。要經常注意電壓電網的波動，特別是電網質量比較差的地區，應及時配置數控系統用的交流穩壓裝置。

4）定時清掃數控柜的散熱通風系統

應每天檢查數控系統柜上各個冷卻風扇工作是否正常，應視工作環境狀況，每半年或每季度檢查一次風道過濾器是否有堵塞現象。如果過濾網上灰塵積聚過多，需及時清理，否則將會引起數控系統柜內溫度高（一般不允許超過55℃），造成過熱報警或數控系統工作不可靠 1.2數控機床的3級保養

1）數控機床的1級保養主要內容有：班前、班中、班后檢查并嚴格遵守每天檢查對于數控機床來說，合理的日常維護措施，可以有效的預防和降低數控機床的故障發生幾率。針對每一臺機床的具體性能和加工對象制定操作規程建立工作、故障、維修檔案是很重要的。包括保養內容以及功能器件和元件的保養周期。

2）數控機床的2級保養主要內容有：對主軸箱、各坐標進給傳動系統、液壓系統、中心潤滑系統、冷卻系統、氣動系統、外觀的清理并按照保養的要求去做。

3）數控機床的3級保養主要內容有:對主軸箱、刀塔、尾座要求清理、清潔。對整體外觀和各個系統要求清潔，檢查和校驗。1.3 數控機床維修

1）數控機床故障的種類

數控機床診斷一般是機床提供的自診斷報警信息來排除，在故障排除的過程中也會采用一些典型的方法來輔助，主要有：啟動自診斷，在線診斷和離線診斷。

二

數控機床典型故障與診斷

2.1數控機床主軸故障排除的方法 1）外界干擾。主軸在運轉過程中出現無規律的震動或轉動，出現這類情況時，令主軸轉速指令為零，調整零速平衡電位或飄移補償量參數值，觀察是否因參數系統變化引起故障，若調整后仍不能消除該故障，則多為外界干擾引起的。把電源進線端加裝電源凈化裝置，動力線和信號線分開，布線要合理，信號線和反饋線按要求屏蔽，接地線要可靠。

2）主軸過載，主軸電機過熱、CNC裝置和主軸驅動裝置顯示過流報警，主要是主軸電機通風系統不良造成、電力接線接觸不良、電機切削用量過大，主軸頻繁正、反等引起電流增加，采取保持主軸電動機通風系統良好，保持電動機通風系統良好，保持過濾網清潔，檢查動力線端子接觸情況，嚴格按照機床操作規程，正確操作機床。

3）主軸定位抖動。當主軸在正常加工時沒有問題，僅在定位事產生抖動，主軸定位一般分機械、電氣和編碼器3中準停定位，當定位機械執行機構不到位，檢測裝置反饋信息有誤差時產生的抖動，另外，主軸定位要有一個減速過程，如果減速或增益參數設置不當，也會引起故障。采取方法，根據主軸定位的方式，主要檢查各定位、減速檢測元件的工作狀態和固定安裝情況，如限位開關、接近開關、霍爾元件等。

4）不執行螺紋加工。（1）對于主軸編碼器與系統之間的鏈接不良產生的故障，可通過檢查鏈接電纜接口及電纜線找出故障并修復。（2）對于主軸編碼器的位置信號PA、*PA、PB、*PB不良或連接電纜斷開產生的故障，可通過系統顯示裝置上是否有主軸速度顯示來判別，如果無主軸速度顯示則為該類報警。（3）對于主軸編碼器的一轉信號PZ、*PZ不良或連接電纜斷開產生的故障，可通過加工指令G99和G98切換來判別，如果G98進給切削正常而G99進給切削不執行，則為該類故障。如果以上故障都排除，則為系統本身故障，即系統存儲板或系統主板故障。

5）主軸轉速與進給不匹配。當主軸與進給同步配合加工時，要領先主軸上的脈沖編碼器檢測反饋信息，若脈沖編碼器或連接電纜線有問題，會引起上述故障。

通過調用I/O狀態數據，觀察編碼器信號線的通斷狀態；取消主軸與進給同步配合，用每分鐘進給指令代替每轉進給指令來執行程序，可判斷故障是否與編碼器有關。

更換維修編碼器，檢查電纜線接線情況，特別注意信號線的抗干擾措施。

6）轉速偏離指令值。實際主軸轉速值超過指令給定的轉速范圍。電動機負載過大，引起轉速降低，或低速極限值設定太小，造成主軸電動機過載；測速反饋信號變化，引起速度控制單元輸入變化；主軸驅動裝置故障，導致速度控制單元錯誤輸出；CNC系統輸出的主軸轉速模擬量沒有達到與轉速指令相對應的值。檢查空載運轉主軸，檢測比較實際轉速和指令值，判斷故障是否由負載過大引起；檢查測速裝備及電纜線，調節速度反饋量大小，使實際主軸轉速達到指令值；用備件判斷驅動裝置故障部位；檢查信號電纜線連接情況，調整有關參數使CNC系統輸出的模擬量與轉速指令值相對應。

7）主軸異常噪聲及振動。區別是由于機械部分鏈接松動或磨損還是電氣驅動部分閉環振蕩引起。用機電分離的方法判斷開機械和電氣部分的連接，分別加以測試

8）主軸電動機不轉。如果CNC側有報警，則按報警提示處理，如無報警，主軸不轉，則可能是主軸伺服驅動或變頻器缺少模擬量速度給定或使能控制信號。措施是如果CNC給定的電壓在0~10伏的電壓信號則可以在CNC側輸入指令后，通過萬用表來測量伺服驅動輸入信號來確認，對于使能信號可以通過PLC I/O狀態觀察PLC是否有輸出控制信號或能用萬能表檢查使能端子閉合判斷。也有可能是CNC或是伺服驅動、變頻器參數設定引起的。

總之，數控機床故障產生的原因是多種多樣的，有機械問題、數控系統的問題、傳感元件的問題、驅動元件的問題、強電部分的問題、線路連接的問題等。在檢修過程中，要分析故障產生的可能原因和范圍，然后逐步排除，直到找出故障點，切勿盲目的亂動，否則，不但不能解決問題。還可能使故障范圍進一步擴大。在面對數控機床故障和維修問題時，首先要防患于未燃，不能在數控機床出現問題后才去解決問題，要做好日常的維護工作和了解機床本身的結構和工作原理，這樣才能做到減少機床的故障,讓機床使用壽命更長。

三參考文獻

[1] 劉江.數控機床故障診斷與維修 [M].北京：高等教育出版社，2009.[2] 姜洪平.數控機床故障診斷與維修 [M].北京：北京理工大學出版社，2006.[3] 孫慧平.數控機床調試安裝技術 [M].北京：電子工業出版社，2008.[4] 劉樹表.數控機床故障診斷與維修 [M].北京：人民郵電出版社，2009.[5] 李繼忠.數控機床螺距誤差補償與分析 [J].組合機床與自動化加工技術，2010.

第三篇：數控機床的故障診斷與維修總結

學號：

中 州 大 學

《機電設備故障診斷與維修技術》

數控機床的故障診斷與維

修總結

專 業： 機械制造與自動化 姓 名：

班 級： 機 制 一 班 指導教師：

評定成績：

完成日期：2012 年 12 月 10 日

目 錄

前言……………………………………………………3

一、數控機床…………………………………………4

1、數控機床的特點及加工………………………………4

2、數控機床使用中應注意的事項…………………………4

二、數控機床故障的特點與類型……………………5

1、數控機床故障特點……………………………………5

2、數控機床故障類型……………………………………5

三、數控機床故障診斷方法……………………………5

四、數控機床故障維修步驟與方法……………………6

1、數控機床故障維修步驟…………………………………62、數控機床故障維修方法…………………………………7

五、心得體會……………………………………………7

六、參考文獻……………………………………………8

前言

隨著科學技術的發展，對機械產品提出了高精度、高復雜性的要求，而且產品的更新換代也在加快，這對機床設備不僅提出了精度和效率的要求，而且也對其提出了通用性和靈活性的要求。數控機床就是針對這種要求而產生的一種新型自動化機床。數控機床集微電子技術、計算機技術、自動控制技術及伺服驅動技術、精密機械技術于一體，是高度機電一體化的典型產品。它本身又是機電一體化的重要組成部分，是現代機床技術水平的重要標志。數控機床體現了當前世界機床技術進步的主流，是衡量機械制造工藝水平的重要指標，在柔性生產和計算機集成制造等先進制造技術中起著重要的基礎核心作用。因此，如何更好的使用數控機床是一個很重要的問題。但由于數控機床是一種價格昂貴的精密設備，因此，其維護更是不容忽視。通過洛拖的實習，見到了各種先進的數控設備,仔細觀察了工人師傅的操作及其維護修理過程,參考一些資料，了解到一些數控機床的故障診斷和維修方法，做一點總結，為以后的工作奠定一定的基礎，讓自己在機械行業能更快更好的發展。

一、數控機床

1、數控機床的特點及加工

數控機床的工作原理就是將加工過程所需的各種操作（如主軸變速、工件的松開與夾緊、進刀與退刀、開車與停車、自動關停冷卻液）和步驟以及工件的形狀尺寸用數字化的代碼表示，通過控制介質（如穿孔紙帶或磁盤等）將數字信息送入數控裝置，數控裝置對輸入的信息進行處理與運算，發出各種控制信號，控制機床的伺服系統或其他驅動元件，使機床自動加工出所需要的工件。所以，數控加工的關鍵是加工數據和工藝參數的獲取，即數控編程。

數控機床具有高度柔性，高的加工精度，加工質量的穩定與可靠，高的生產效率，并且為機電一體化設備，節省大量的人力與物力，便于自動化管理等特點。隨著數控設備不斷在生產生活中的深入使用，其維護與維修也成了重中之中，因此這就要求維修人員具有深厚的實踐經驗與熟練的技術，能準確對機床進行故障定位，并且及時解決，防止出現機器停機，造成經濟損失等。

數控加工一般包括以下幾個內容：

1)對圖紙進行分析，確定需要數控加工的部分； 2)利用圖形軟件（如UG）對需要數控加工的部分造型；

3)根據加工條件，選擇合適的加工參數，生成加工軌跡（包括粗加工、半精加工、精加工軌跡）；

4)軌跡的仿真檢驗； 5)生成G代碼； 6)傳給機床加工。

2、數控機床使用中應注意的事項

使用數控機床之前，應仔細閱讀機床使用說明書以及其他有關資料，以便正確操作使用機床，并注意以下幾點：

1)機床操作、維修人員必須是掌握相應機床專業知識的專業人員或經過技術培訓的人員，且必須按安全操作規程及安全操作規定操作機床；非專業人員不得打開電柜門，打開電柜門前必須確認已經關掉了機床總電源開關。只有專業維修人員才允許打開電柜門，進行通電檢修；

2)除一些供用戶使用并可以改動的參數外，其它系統參數、主軸參數、伺服參數等，用 4

戶不能私自修改，否則將給操作者帶來設備、工件、人身等傷害；修改參數后，進行第一次加工時，機床在不裝刀具和工件的情況下用機床鎖住、單程序段等方式進行試運行，確認機床正常后再使用機床；

3)機床的PLC程序是機床制造商按機床需要設計的，不需要修改。不正確的修改，操作機床可能造成機床的損壞，甚至傷害操作者；建議機床連續運行最多24小時，如果連續運行時間太長會影響電氣系統和部分機械器件的壽命，從而會影響機床的精度；機床全部連接器、接頭等，不允許帶電拔、插操作，否則將引起嚴重的后果。

二、數控機床故障的特點與類型

1、數控機床故障特點

數控機床故障的特點：數控機床一般由數控系統，包含伺服電動機和檢測反饋裝置的伺服系統，強電控制柜，機床本體和各類輔助裝置組成。數控機床的復雜性使其故障具有復雜性和特殊性，引起數控機床故障的因素又很多，不能只看故障的表像，要透過現象去檢查引起故障的綜合因素，找到引起故障的根源，采取合理的方法給予排除。

2、數控機床故障類型

1）、NC系統故障

NC系統故障會引起硬件故障和軟故障。2）、伺服系統的故障

由于數控系統的控制核心是對機床的進給部分盡心數字控制，而進給是由伺服單元控制伺服電機，帶動滾珠絲杠來實現的，由旋轉編碼器做位置反饋元件，形成位置控制系統。伺服系統故障一般是由伺服控制單元、伺服電機、測速電機、編碼器等問題引起的。3）、外部故障

由于現代的數控系統可靠性越來越高，故障率越來越低，很少發生故障。大部分故障都是非系統故障，是由外部原因引起的。

三、數控機床故障的診斷方法

1、系統自診斷

一般CNC系統都有較為完備的自診斷系統，無論是華中系統還是西門子系統，上電初始化時或運行中均能對自身或接口做出有限的自診斷。維修人員應熟悉系統自診斷各種報 5

警信息。根據說明書進行分析以確定故障范圍。定位故障元器件，對于進口的數控系統一般只能定位到板級。

2、數控系統的軟故障診斷

數控系統的軟故障是指控制系統的系統軟件和PLC程序。有的系統把它們寫在EPROM中插在主機板上，有的駐留在硬盤上。一旦這些軟件出現問題，系統將造成全部或局部混亂，當分析到確定是軟件故障時，應當使用備用軟 件或備用EPROM換上，嚴格按操作步驟經初始化后試運行。這類故障只要有備份文件一般不難恢復。其難度在于備份軟件不完備或專用傳送設備不具備或生產廠家操作手段中設置口令保密等因素造成無法恢復。

3、利用PLC程序定位機床與CNC系統接口診斷

現在一般CNC控制系統均帶有PLC控制器，大多為內置式 PLC控制。維修人員應根據梯形圖對機床控制電器進行分析，在CRT上直觀地看出 CNC系統I／O的狀態。通過PLC程序的邏輯分析，方便地檢查出問題存在部位。如 FANUC一OT系統中自診斷頁面，FANUC一7M系統中的T指令等。

4、利用數控系統的PLC狀態顯示功能診斷

許多數控系統都有PLC狀態顯示功能，如西門子3系統PC菜單下的PC STATUS，西門子810系統DIAGNOSIS菜單下的PLC STATUS功能等，利用這些功能可顯示PLC的輸入、輸出、定時器、計數器等的即時狀態和內容。根據機床的工作原理和機床廠家提供的電氣原理圖，通過監視相應的狀態，就可確診一些故障。

四、數控機床故障的維修步驟與方法

1、故障排除步驟

①詢問操作者故障發生的原因

當故障發生后，維修人員一般不要急于動手，要仔細詢問故障發生時機床處在什么工作狀態、表現形式、產生的后果、是否是誤操作。故障能否再現等。②表面與基本供電檢查

主要觀察設備有無異常情況，如機械卡住、電機燒壞、保險熔斷等。首先檢查AC＼DC電源是否正常，盡可能地縮小故障范圍。③分析圖紙，確定故障部位

根據圖紙PLC梯圖進行分析，以確定故障部位是機械、電器、液壓還是氣動故障。

④根據經驗分析，擴大思路

根據經驗分析，一定要擴大思路，不局限于維修說明書上的范疇，維修資料只提供一個思路，有時局限性很大。

2、故障維修方法

當數控設備出現故障時，首先要搞清故障現象，向操作人員了解第一次出現故障時的情況，在可能的情況下觀察故障發生的過程，觀察故障是在什么情況下發生的，怎么發生的，引起怎樣的后果。只有了解到第一手情況，才有利于故障的排除，把故障過程搞清了，問題就解決一半了。搞清了故障現象，然后根據機床和數控系統的工作原理，就可以很快地確診問題所在并將故障排除，使設備恢復正常使用。下面是一些具體數控機床故障的解決方法：

1）當伺服驅動器出現母線欠電壓警報時，是由主回路斷路器跳閘引起，需重新推好電閘。

2）當主軸驅動器出現電動機的速度不能跟從指令速度，電動機負載轉矩過大。參數4082中的加速度時間不足時，需確認切削條件后減少負載并且修改參數4082。3）當主軸切換輸出切換時的切換順序異常。切換用的MC的接點狀態確認信號和指令不一致時，需確認、修改梯形圖順序，更換用于切換的MC。

4）當電源系統出現主回路直流母線電容不能在規定的時間內充電時，可能是由于電源模塊容量不足或直流母線存在短路，充電限流電阻不良引起的。

五、維修總結

數控機床是技術含金量很高的設備，在使用過程中要嚴格遵照使用要求，必須執行設備操作規程，因為數控故障大多都是由認為造成的，作為操作人員，為減少設備故障、延長使用壽命，需做設備的日常維護，盡可能讓機床發揮它的最大效益，不能還沒有使用就要壞掉，在維修。公司也應加大為操作人員素質培養，讓他們盡快掌握機床性能，保證設備運行 在合理的工作狀態之中；另外，維修人員應做經常性的巡回檢查，如CNC系統的排風扇運行情況，機柜、電機是否發熱，是否有異常聲音或有異味，壓力表指示是否正常，各管路及接頭有無泄漏、潤滑狀況是否良好等，積極做好故障和事故預防，若發現異常應及時解決，這樣做才有可能把故障消滅在萌牙 狀態之中，從而可以減少一切可避免的損失。當設備出 7

現問題后，要及時冷靜地進行故障診斷，尋找合適的方法解決問題。機床修理人員要注重實踐，在實踐中不斷提高自己的水平，要多問、多閱讀、多觀察、多思考、多實踐、多討論交流、多總結。只有當自身的水平提高了，數控機床的修理過程才能更迅速，才能更好地提高工作效率，多創效益。

六、參考文獻

1、《機電設備故障診斷與維修技術》

2、《維修電工》

3、《數控機床故障診斷與維修》

4、《數控機床常見故障快速處理》

陳則鈞

龔雯 主編

王建

主編

楊克沖

主編

嚴峻

主編

高等教育出版社

機械工業出版社

華中科技大學出版社

機械工業出版社

第四篇：數控機床故障診斷與維修的必要性

數控機床故障診斷與維修的必要性

今天機床維修講解一下數控機床故障診斷與維修的必要性，數控維修技術不僅是保證數控機床正常運行的前提，對數控技術的發展和完善也起到了巨大的推動作用。因此，目前他已經成為了一門專門的學科。另外，任何一臺數控機床都是一臺過程控制設備，這就要求它在實時控制每一時刻都準確無誤地工作。任何部位的故障與失效，都會使機床停機，從而造成生產停頓。因而對數控系統這樣原理復雜、結構精密的裝置進行維修就顯得十分必要了。在許多行業中，花費幾十萬到上千萬美元引進數控機床，這些機床均處于關鍵的工作崗位若在出現故障后不及時維修排除，就會造成較大的經濟損失

數控機床維修的技術指標

要發揮數控機床的效率，就要求機床開動率高，這對數控機床提出了可靠性的要求。衡量可靠性的主要指標是平均我故障時間MTBF。平均無故障時間是指這杯在一個使用比較長的過程中，兩次故障間隔的平均時間，即總工作時間MTBF=———————總故障次數

當數控機床發生了故障，需要及時進行排除，從開始排除故障知道數控機床能正常使用所需要的時間為平均修復時間MTTR，反應了數控機床可維修性。衡量數控機床的可靠性和可維修性的指標是平均有效度A：

MTBF

A=————————MTBF+MTTR

平均有效度是指可維修的設備再摸一段時間內維持其性能的概率，這是一個小于1的正數。數控機床故障的平均修復時間越短，則A就越接近1，那么數控機床的使用性能就越好

數控機床的故障診斷與維修是數控機床使用構成中重要組成部分，也是目前制約數控機床發揮作用的因素之一，因此學習數控機床故障診斷與維修的技術和方法有重要的意義

第五篇：數控機床故障診斷與維修課程教案_圖文.

安徽機電職業技術學院數控機床故障診斷與維修課程 教 案 課程編號: 教師姓名: 專業班級: 開課時間: 教案填寫要求

1.一門課程的教案應包括三個層面的設計:(1課程內容、教學基本要求、教學手段、教學方法設計等,主要解決本門課教什么、怎么教的問題

(2各章節內容、教學方法、要求設計等,主要解決各章節教什么,怎么教;(3一次課教學內容、教學方法、要求設計等,主要解決一次課教什么、怎么教。

2.一次課的教案內容原則上應包括本次課的教學目的、教材分析、教學過程、教學后記等方面。其中教學目的是課堂教學活動圍繞的中心和力求達到的目標。教材分析則要找出本次課的重、難點及關鍵,并確立突出重點、克服難點、抓住關鍵的方案;教學過程是教案的主體,要按引入新課、講授、總結與鞏固三方面詳細設計;教學后記是教案執行情況的經驗總結,目的在于改進和調整教案,為下一輪課講授設計更加良好的教學方案。

安徽機電職業技術學院教案首頁

安徽機電職業技術學院教案首頁

安徽機電職業技術學院教案首頁

到而進行的自我保護.四.負載對地短路的故障診斷(列舉實例

當一個電源同時供幾個負載使用時,若其中一個負載發生短路,就可能引起其他負載的失電故障.(二數控實訓臺電路板的電氣連接 實訓目的:弄懂機床電氣原理圖。

實訓裝置:萬用表、“+”、“一”螺絲刀、實訓臺電路板等.安徽機電職業技術學院教案首頁

安徽機電職業技術學院教案續頁