第一篇：數控機床主軸故障診斷信息化教學設計

數控機床主軸故障診斷信息化教學設計

摘 要：本文就數控機床主軸故障診斷的教學難題，以“教師引導，學生主導”為指導思想，作出信息化教學設計，旨在探索數控機床故障診斷與維修更好的教學方法與模式。

關鍵詞：主軸系統；故障診斷；信息化教學

數控機床主軸是數控機床的主傳動系統，包括機、電、氣聯動，結構復雜，故障率較高，但其復雜的結構使得教好該部分內容較為困難。本文針對該部分內容教學中出現的問題，結合現今全國推廣的高校信息化教學模式及我校現有設備，進行信息化教學設計。

1教學分析

1.1課程內容分析

《數控機床故障診斷與維修》是高職機電及數控類專業的一門專業必修課，課程內容涉及面廣而復雜。課程在介紹數控機床的結構及工作原理的基礎上，講解數控機床主軸系統的故障診斷及維修。本文選自十二五規劃教材《數控機床故障診斷與維修》中項目七任務四，通過解決主軸故障實際任務，使學生將理論與實際結合，達到理實一體化的目的。

1.2學情分析

本課程開設在大二下學期，學生完成相關前置課程和本課程的前部分內容的學習，讓學生對數控機床的工作原理有了簡單了解。學生會利用多媒體網絡平臺學習，但獲取資源不夠完整和系統；思維較活躍，但不擅長抽象思考；厭倦了純理論學習，更愛動手操作，但又缺乏安全規范的操作能力。

1.3重難點分析

主軸系統故障診斷和維修的教學重難點在于：學生對主軸系統的結構和工作原理一知半解，對故障診斷的思路和方法不夠清晰。

1.4目標分析

通過項目式教學和任務實施，使學生掌握故障診斷的基本步驟，學會故障檢測的方法；能夠分析、解決問題，培養動手、團隊協作的能力；形成務實創新、精益求精的工匠精神，增強奉獻意識。

2教學設計

2.1教學策略

本課題以教師引導、逐漸淡出、學生主導為指導思想，通過“引-探-升”的教學模式，將任務過程融合進教學過程中，將任務的信息、策略、計劃、實施、總結、拓展及評價環節融入到教學過程的課前、中、后。

2.2教學載體

課前利用學習的平臺發布預習任?占跋喙匱?習近平臺、資源庫網址鏈接，課中通過軟件仿真，數控實訓平臺操作演練，課后通過APP平臺發布課后拓展任務，學生在線作答提交，教師在線批閱生成成績分析。在整個教學過程中充分利用以上信息化手段解決課前資料難找，課中任務難實現，課后評價難準確的問題。

3教學過程

3.1課前自學

課前，教師將學習資源上傳到學習的平臺，通過該平臺發布預習任務書，任務書里羅列主軸故障診斷與維修PPT、教學視頻、學習網站鏈接和《數控機床維修工工作手冊》。要求學生對照任務書開展預習，完成相關故障的診斷任務（仿真軟件文件），并提交預習作業。

3.2課中互動學

（1）任務引導（引）。教師根據學生預習提交的作業情況，找出學生知識掌握的薄弱點，將任務的重難點以引導性問題提出，通過仿真軟件展示主軸系統的組成，讓學生動手操作軟件組裝主軸結構，共同探討攻克任務難點。

（2）任務實施（探）。在學生掌握了主軸系統的結構和工作原理后，引導其理清故障診斷思路，探索出主軸故障診流程，流程圖如圖1所示。教師演示任務――主軸不轉，學生分組，要求明確任務要求。各組內完成工作分配，進行仿真軟件排故，編寫規范排故過程，包括工具的規范使用。完成仿真排故后，在數控實訓平臺上進行實物排故，完成所有排故后，通電測試。整個環節中，教師要保持與各小組的互動溝通及安全監督。

（3）任務創新（升）。教師在課堂任務完成的基礎上發布創新任務，提出主軸其他類型故障：主軸定位抖動、主軸不能變速、主軸轉速偏差過大等，學生現場討論創新任務的解決思路，提高學生創新思維和素養。最后，教師針對主軸不轉故障診斷情況給出評價標準，引導各小組進行組內自評和組間互評，讓學生在自評和互評中總結任務，從而提升學習效果。教師點評并記錄各小組最后得分。

3.3課后交流學

課后，教師通過平臺發布作業，學生在線答題提交，教師改題，公布正確答案，并完成成績匯總分析。與學生在線交流學習心得，了解學生對知識的把握，同時也聽取學生對教學效果的反饋。

3.4綜合評價

多元化的考核方式進行教學評價，課前以任務完成度為評價標準；課中以各小組任務完成情況為評分標準；課后以創新任務完成情況為評分標準。綜合課前、課中、課后三重標準，對學生作出正確評價。

4教學反思

4.1教學特色

本教學設計根據大二年級學生的認知規律，采用多種信息化手段，實現復雜問題簡單化，抽象問題形象化，幫助學生理解任務原理。利用多種網絡平臺，拓展學生學習的時間和空間，實現個性化、差異化學習，提高了學生學習的主動性和積極性。運用仿真軟件、數控實訓平臺，實現理實一體化，在做中學，學中做。多元化評價標準，完善課程評價體系。

4.2教學效果

將本次教學設計實施后，與傳統課堂對比，學生對主軸系統的工作原理理解更為深刻，學習興趣大幅提高，任務完成率呈上升趨勢，同時學生對教師的教學滿意度也有所提高，達到了預期的教學效果。

5總結

通過在主軸故障診斷的教學過程中引入信息化模式教學取得較好效果，可知，信息化教學在數控機床故障診斷與維修具有一定的可行性，將在該課程的教學改革中，逐步向信息化教學轉變，從而達到良好的教學目的。

參考文獻

[1]周琦.《數控機床故障診斷與維修》課程信息化教學設計探討.電大理工，2017（1）：36-37.[2]蔣培軍，雷楠南.數控機床主軸系統故障診斷與維修.三門峽職業技術學院學報，2016，15（3）：144-148.[3]楊中力，溫丹麗.數控機床故障診斷與維修.大連： 大連理工出版社，2015.[4]劉樹青，吳金嬌，王坤，賈茜.數控機床故障診斷與維修課程現場教學設計.實驗室研究與探索，2016，35（7）：194-197，220.

第二篇：《數控機床故障診斷》教學大綱

《數控機床故障診斷》教學大綱

課程編碼：08241057

課程名稱：數控機床故障診斷

英文名稱：FAULT DIAGNOSIS FOR CNC MACHINE TOOLS 開課學期：第7學期 學時/學分：18 / 1 課程類型：專業選修課

開課專業：機械工程及其自動化 選用教材： 主要參考書：

1.《數控機床故障診斷》，張魁林主編，機械工業出版社，2002年 2.《數控機床故障診斷與維修》，吳國經主編，電子工業出版社，2004年 執筆人：張雷

一、課程性質、目的與任務

本課程是機械制造及其自動化專業方向和其他機械類專業方向本科學生的一門選修課。通過對本課的學習，使學生理解和掌握數控機床故障診斷的基本理論和基本方法。

本課程屬于專業課，在學生整個培養過程的后期講授，由機械工程及自動化專業的學生選修。設置本課程的目的是為了拓寬學生的專業知識面，使學生學到與生產實際聯系緊密的數控機床故障診斷方面的專業知識，提高學生的綜合素質，使學生具備解決數控機床在使用過程中出現問題的初步能力，為學生畢業后從事專業技術工作打基礎。

二、教學基本要求

1、加強學生專業知識，拓寬知識面。

2、較深入的理解和掌握數控機床故障診斷的數學基礎。

3、系統學習數控機床故障模式與故障部位頻次分析方法和故障樹分析法。

4、能運用所學知識初步解決生產中的實際問題。

5、了解數控機床故障診斷研究的最新成就和發展趨勢。

三、各章節內容及學時分配

1．機械可靠性及其特征量（4學時）

了解可靠性的定義和要點，掌握機械可靠性、維修性與有效性的特征指標。2．可靠性的數學基礎（6學時）

掌握隨機事件與概率的基本概念、基本定理與運算；掌握可靠性分析中常用的概率分布；掌握數理統計中分布參數估計、假設檢驗等相關知識。3．故障模式與故障部位頻次分析（2學時）

了解數控機床在使用過程中經常出現故障的部位、故障模式與頻次分析方法。4．數控系統可靠性（2學時）

了解系統可靠性功能邏輯框圖，掌握典型系統及其可靠度計算方法。5．數控機床故障分析（3學時）

了解故障分析基本方法，掌握故障樹分析法，并能夠用該方法分析一些典型實例。6．數控機床故障診斷的最新研究進展（1學時）

了解數控機床故障診斷的最新研究進展。

四、考核方式：

1、講授本課要求內容時，為了取得好的講授效果，可采取多種教學方式和方法，如適當安排一些課堂討論，安排學生查閱一些專業文獻等。

2、為了使學生加深理解課堂講授內容，安排2～3個作業，并對學生作業進行講評。

3、可以采取多種形式相結合的考核方式，根據平時作業、出勤情況等，對成績進行綜合評定。

五、備注：

第三篇：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.

第四篇：數控機床主軸軸承相關技術調研（范文）

數控機床主軸軸承相關技術調研數控機床主軸軸承及軸承知識相關技術研究背景及意義

大量的研究表明，熱誤差是影響數控機床加工精度的主要因素之一，約占機床總誤差的 40%~70%，作為精密機床和儀器的重要組成部分，主軸是提供精確回轉基準的核心部件。由于軸承和主軸電機在運轉過程中會發熱，因此主軸在徑向和軸向都會產生一定的熱應變，且轉速越高，發熱越嚴重，熱變形也越大。高速高精度數控車床，由于轉速高、精度高、切削速度快等特點。一般都要求其主軸頭部的徑跳和端跳均不超過 2μm。當發熱量過大或溫升超過一定值時，主軸將無法正常工作，由主軸熱變形引起的誤差嚴重影響機床的加工精度或儀器的測量精度，造價員考試。因此，對主軸軸承的熱特性分析展開研究，降低由此造成的熱誤差，具有重要的軸承知識及相關性理論及實踐意義的。2 數控機床主軸軸承建模方法國內外研究現狀

對主軸系統熱特性的研究，近年來主要集中在主軸軸承的熱特性研究上，如日本的 Ohishi 等人用試驗方法研究空氣靜壓軸承主軸單元的溫度分布，測量出主軸和軸承座孔的變形量，韓國的 Kim 等人分析了軸承發熱對主軸系統剛度的影響，對主軸系統的冷卻區和控制方法進行優化設計，國內廣東工業大學的張伯霖等人也對高速電主軸的熱特性進行試驗與分析，并對影響高速主軸單元熱態特性的主要因素及其變化規律進行了有益的探索，清華大學的高賽、曾理江等人分析總結了前人幾種測量主軸熱誤差方法的優缺點，提出了使用單光束干涉儀對立式加工中心主軸熱誤差進行非接觸式的實時測量，測得延 Z 軸最大熱誤差達到 50μm；浙江大學的曹永杰和傅建中通過采用高精度 CCD 激光位移位移傳感器和渦電流位移傳感器對主軸熱誤差實時測量，測得立式銑床主軸延 Y 軸的軸向熱變形為 41μm，東北大學的張耀滿對沈陽機床廠生產的 CHH6125 高速數控車削中心主軸軸承附近的熱變形區進行了有限元分析，并分析得到第一主軸最大熱變形達到 33μ m，第二主軸最大熱變形為 21μm。清華大學相偉宏、鄭力、劉大成等人通過實驗的方法測得 TH6350 臥式鏜銑加工中心主軸系統前軸承附近主軸溫度最高，東南大學的郭策，孫慶鴻等人建立了高速高精度數控車床主軸部件溫度場的有限元模型，通過模型模擬及實際測量試驗，發現主軸系統最高溫度出現在前支撐軸承處，合肥工業大學的朱珍等人建立了主軸工作狀態下的穩態溫度場和熱變形的三維熱分析有限元模型，通過模擬分析可知前軸承支撐處的熱應力最大，以上研究結果表明，數控機床中，影響主軸系統的主要熱源為主軸軸承摩擦產生的熱量。

第五篇：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