五个关于数控机床故障解决方法
引导语： 随着数控机床的越来越普及,数控机床的故障维修也日益受到重视。数控机床本身的特点决定了数控机床的故障维修相当比较复杂,对维修人员的要求也比较高。当数控机床发生故障后,如何在第一时间将其修复,是各个企业所面临的一个难题。在本文中,介绍了5个数控机床的典型故障维修实例,以供读者借鉴。快来跟着我学习起来吧!
轴窜动故障
故障分析与检查:轴窜动可能是由速度环或者位置环异常引起的.。首先检查速度环路、测速机、电动机、驱动器及连接电缆正常。该机床X轴采用感应同步器作为测量尺,检查励磁正弦和余弦信号、放大器、定尺和滑尺也都正常,但见随工作台移动的信号电缆有明显磨损痕迹,测量该电缆线有时断时续现象,导致机床X轴出现窜动。
故障处理:更换电缆故障排除。
进给轴轴机械爬行故障
故障分析与检查:因故障发生时系统不报警,同时观察CRT显示出来的Y轴位移脉冲数字量的速率均匀(通过观察X轴与Z轴位移脉冲数字量的变化速率比较后得出),故可排除系统软件参数与硬件控制电路的故障影响。由于故障发生在Y轴方向,故可以采用交换法判断故障部位。通过交换伺服控制单元,故障没有转移,故故障部位应在Y轴伺服电动机与丝杠传动链一侧。为区别电动机故障,可折卸电动机与滚珠丝杠之间的弹性联轴器,单独通电检查电动机。检查结果表明,电动机运转时无振动现象,显然故障部位在机械传动部分。脱开弹性联轴器,用扳手转动滚珠丝杠进行手感检查。通过手感检查,感觉到这种抖动故障的存在,且丝杠的全行程范围均有这种异常现象。折下滚珠丝杠检查,发现滚珠丝杠轴承损坏。
故障处理:换上新的同型号规格的轴承后,故障排除。
机床过载报警的故障
故障分析与检查:经检查电气伺服系统无故障,估计是负载过重带不动造成。为了区分是电气故障还是机械故障,将Z轴电动机拆下与机械脱开,再运行时该故障不再出现。由此确认为机械丝杠或运动部位过紧造成。
故障处理:调整Z轴丝杠防松螺母后,效果不明显,后来又调整Z轴导轨镶条,机床负载明显减轻,该故障消除。
振动的故障
故障分析与检查:经仔细观察、检查,发现该机床的Z轴在小范围(约2.5mm以内)移动时,工作正常,运动平稳无振动:但一旦超过以上范围,机床即发生激烈振动。
根据这一现象分析,系统的位置控制部分以及伺服驱动器本身应无故障,初步判定故障在位置检测器件,即脉冲编码器上。
考虑到机床为半闭环结构,维修时通过更换电动机进行了确认,判定故障原因是由于脉冲编码器的不良引起的。
驱动器故障
故障分析与检查:根据故障的含义以及机床上伺服进给系统的实际配置情况,维修时按下列顺序进行了检查与确认。
(1)检查L/M/N轴的伺服驱动器,发现驱动器的状态指示灯PRDY、VRDY均不亮。
(2)检查伺服驱动器电源ACl00V、ACl8V均正常。
(3)测量驱动器控制板上的辅助控制电压,发现?24V,?15V异常。
根据以上检查,可以初步确定故障与驱动器的控制电源有关。
仔细检查输入电源,发现X轴伺服驱动器上的输入电源熔断器电阻大于2M?,远远超出规定值。
故障处理:经更换熔断器后,再次测量直流辅助电压,?24V,?15V恢复正常,状态指示灯PRDY、VRDY均恢复正常,重新运行机床,401号报警消失。
;数控机床故障诊断八大办法
1.以故障发生的部位，分为硬件故障和软件故障。
硬件故障是指电子、电器件、印制电路板、电线电缆、接插件等的不正常状态甚至损坏，这是需要修理甚至更换才可排除的故障。而软件故障一般是指PLC逻辑控制程序中产生的故障，需要输入或修改某些数据甚至修改PLC程序方可排除的故障。零件加工程序故障也属于软件故障。
2.以故障出现时有无指示，分为有诊断指示故障和无诊断指示故障。
数控系统都设计有完美的自诊断程序，时实监控整个系统的软、硬件性能，一旦发现故障则会立即报警或者还有简要文字说明在屏幕上显示出来，结合系统配备的诊断手册不仅可以找到故障发生的原因、部位，而且还有排除的方法提示。机床制造者也会针对具体机床设计有相关的故障指示及诊断说明书。上述这两部分有诊断指示的故障加上各电气装置上的各类指示灯使得绝大多数电气故障的排除较为容易。无诊断指示的故障一部分是上述两种诊断程序的不完整性所致(如开关不闭合、接插松动等)。这类故障则要依靠对产生故障前的工作过程和故障现象及后果，并依靠维修人员对机床的熟悉程度和技术水平加以分析、排除。
3.以故障出现时有无破坏性，分为破坏性故障和非破坏性故障。
对于破坏性故障，损坏工件甚至机床的故障，维修时不允许重演，这时只能根据产生故障时的现象进行相应的检查、分析来排除之，技术难度较高且有一定风险。如果可能会损坏工件，则可卸下工件，试着重现故障过程，但应十分小心。
4.以故障出现的或然性，分为系统性故障和随机性故障。
系统性故障是指只要满足一定的
条件则一定会产生的确定的故障;而随机性故障是指在相同的条件下偶尔发生的故障，这类故障的分析较为困难，通常多与机床机械结构的局部松动错位、部分电气工件特性漂移或可靠性降低、电气装置内部温度过高有关。此类故障的分析需经反复试验、综合判断才可能排除。
5.以机床的运动品质特性来衡量，则是机床运动特性下降的故障。
在这种情况下，机床虽能正常运转却加工不出合格的工件。例如机床定位精度超差、反向死区过大、坐标运行不平稳等。这类故障必须使用检测仪器确诊产生误差的机、电环节，然后通过对机械传动系统、数控系统和伺服系统的最佳化调整来排除。
一种故障的产生往往是多种类型的混合，这就要具体问题具体去分析。
数控机床故障诊断八大办法
数控机床故障诊断方法
数控机床电气故障诊断有故障检测、故障判断及隔离和故障定位三个阶段。
第一阶段的故障检测就是对数控机床进行测试，判断是否存在故障;
第二阶段是判定故障性质，并分离出故障的部件或模块;
第三阶段是将故障定位到可以更换的模块或印制线路板，以缩短修理时间。为了立即发现系统出现的故障，快速确定故障所在部位并能立即排除，要求故障诊断应尽可能少且简便，故障诊断所需的时间应尽可能短。为此，可以采用以下的诊断方法：
一、直观法
利用感觉器官，注意发生故障时的各种现象，如故障时有无火花、亮光产生，有无异常响声、何处异常发热及有无焦 煳 味等。仔细观察可能发生故障的每块印制线路板的表面状况，有无烧毁和损伤痕迹，以进一步缩小检查范围，这是一种最基本、最常用的方法。
二、CNC系统的自诊断功能
依靠CNC 系统快速处理数据的能力，对出错部位进行多路、快速的信号采集和处理，然后由诊断程序进行逻辑分析判断，以确定系统是否存在故障，立即对故障进行定位。现代CNC系统自诊断功能可以分为以下两类：
(1) 开机自诊断开机自诊断是指从每次通电开始至进入正常的运行准备状态为止，系统内部的诊断程序自动执行对CPU、存储器、总线、I/O 单元等模块、印制线路板、CRT 单元、光电阅读机及软盘驱动器等设备运行前的功能测试，确认系统的主要硬件是否可以正常工作。
(2) 故障信息提示当机床运行中发生故障时，在CRT 显示器上会显示编号和内容。根据提示，查阅有关维修手册，确认引起故障的原因及排除方法。一般来说，数控机床诊断功能提示的故障信息越丰富，越能给故障诊断带来方便。但要注意的是，有些故障根据故障内容提示和查阅手册可直接确认故障原因;而有些故障的真正原因与故障内容提示不相符，或一个故障显示有多个故障原因，这就要求维修人员必须找出它们之间的内在联系，间接地确认故障原因。
三、数据和状态检查
CNC系统的自诊断不但能在CRT 显示器上显示故障报警信息，而且能以多页的?诊断地址?和?诊断数据?的形式提供机床参数和状态信息，常见的数据和状态检查有参数检查和接口检查两种。
(1) 参数检查数控机床的机床数据是经过一系列试验和调整而获得的重要参数，是机床正常运行的保证。这些数据包括增益、加速度、轮廓监控允差、反向间隙补偿值和丝杠螺距补偿值等。当受到外部干扰时，会使数据丢失或发生混乱，机床不能正常工作。
(2) 接口检查CNC系统与机床之间的输入/输出接口信号包括CNC 系统与PLC、PLC 与机床之间接口输入/输出信号。数控系统的输入/输出接口诊断能将所有开关量信号的状态显示在CRT 显示器上，用?1?或?0?表示信号的有无，利用状态显示可以检查CNC系统是否已将信号输出到机床侧，机床侧的开关量等信号是否已输入到CNC 系统，从而可将故障定位在机床侧或是在CNC 系统。
四、报警指示灯显示故障
现代数控机床的CNC 系统内部，除了上述的自诊断功能和状态显示等?软件?报警外，还有许多?硬件?报警指示灯，它们分布在电源、伺服驱动和输入/输出等装置上，根据这些报警灯的指示可判断故障的原因。
五、备板置换法
利用备用的电路板来替换有故障疑点的模板，是一种快速而简便的判断故障原因的方法，常用于CNC 系统的功能模块，如CRT 模块、存储器模块等。需要注意的是，备板置换前，应检查有关电路，以免由于短路而造成好板损坏，同时，还应检查试验板上的选择开关和跨接线是否与原模板一致，有些模板还要注意模板上电位器的调整。置换存储器板后，应根据系统的要求，对存储器进行初始化操作，否则系统仍不能正常工作。
六、交换法
在数控机床中，常有功能相同的模块或单元，将相同模块或单元互相交换，观察故障转移的情况，就能快速确定故障的部位。这种方法常用于伺服进给驱动装置的故障检查，也可用于CNC 系统内相同模块的'互换。
七、敲击法
CNC 系统由各种电路板组成，每块电路板上会有很多焊点，任何虚焊或接触不良都可能出现故障。用绝缘物轻轻敲打有故障疑点的电路板、接插件或电器元件时，若故障出现，则故障很可能就在敲击的部位。
八、测量比较法
为检测方便，模块或单元上设有检测端子，利用万用表、示波器等仪器仪表，通过这些端子检测到的电平或波形，将正常值与故障时的值相比较，可以分析出故障的原因及故障的所在位置。由于数控机床具有综合性和复杂性的特点，引起故障的因素是多方面的。上述故障诊断方法有时要几种同时应用，对故障进行综合分析，快速诊断出故障的部位，从而排除故障。同时，有些故障现象是电气方面的，但引起的原因是机械方面的;反之，也可能故障现象是机械方面的，但引起的原因是电气方面的;或者二者兼而有之。因此，对它的故障诊断往往不能单纯地归因于电气方面或机械方面，而必须加以综合，全方位地进行考虑。
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