数控机床各种常见故障及分析排除方法

数控冲床维修手册由送料机网（）收集和整理数控机床各种常见故障及分析排除方法数控机床各种故障由于现代数控系统的可靠性越来越高，数控系统本身的故障越来越低，而大部分故障的发生则是非系统本身原因引起的。系统外部的故障主要指由于检测开关、液压元件、气动元件、电气执行元件、机械装置等出现问题而引起的。数控设备的外部故障可以分为软故障和外部硬件损坏引起的硬故障。软故障是指由于操作、调整处理不当引起的，这类故障多发生在设备使用前期或设备使用人员调整时期。对于数控系统来说，另一个易出故障的地方为伺服单元。由于各轴的运动是靠伺服单元控制伺服电机带动滚珠丝杠来实现的。用旋转编码器作速度反馈，用光栅尺作位置反馈。一般易出故障的地方为旋转编码器与伺服单元的驱动模块。也有个别的是由于电源原因而引起的系统混乱。特别是对那些带计算机硬盘保存数据的系统。例如，德国西门子系统840C。例1：一数控车床刚投入使用的时候，在系统断电后重新启动时，必须要返回到参考点。即当用手动方式将各轴移到非干涉区外后，再使各轴返回参考点。否则，可能发生撞车事故。所以，每天加工完后，最好把机床的轴移到安全位置。此时再操作或断电后就不会出现问题。外部硬件操作引起的故障是数控修理中的常见故障。一般都是由于检测开关、液压系统、气动系统、电气执行元件、机械装置出现问题引起的。这类故障有些可以通过报警信息查找故障原因。对一般的数控系统来讲都有故障诊断功能或信息报警。维修人员可利用这些信息手段缩小诊断范围。而有些故障虽有报警信息显示，但并不能反映故障的真实原因。这时需根据报警信息和故障现象来分析解决。例2：我厂一车削单元采用的是SINUMERIK840C系统。机床在工作时突然停机。显示主轴温度报警。经过对比检查，故障出现在温度仪表上，调整外围线路后报警消失。随即更换新仪表后恢复正常。例3：同样是这台车削中心，工作时CRT显示9160报警“9160NOPARTWITHGRIPPER1CLOSEDVERIFYV14-5”。这是指未抓起工件报警。但实际上抓工件的机械手已将工件抓起，却显示机械手未抓起工件报警。查阅PLC图，此故障是测量感应开关发出的。经查机械手部位，机械手工作行程不到位，未完全压下感应开关引起的。随后调整机械手的夹紧力，此故障排除。例4：一台立式加工中心采用FANUC-OM控制系统。机床在自动方式下执行到X轴快速移动时就出现414＃和410＃报警。此报警是速度控制OFF和X轴伺服驱动异常。由于此故障出现后能通过重新启动消除，但每执行到X轴快速移动时就报警。经查该伺服电机电源线插头因电弧爬行而引起相间短路，经修整后此故障排除。例5：操作者操作不当也是引起故障的重要原因。如我厂另一台采用840C系统的数控车床，第一天工作时完全正常，而第二天上班时却无论如何也开不了机，工作方式一转到自动方式下就报警“EMPTYINGSELECTEDMOOESELECTOR”。加工完工件后，主轴不停，机械手就去抓取工件，后来仔细检查各部位都无毛病，而是自动工作条件下的一个模式开关位置错了。所以，当有些故障原因不明的报警出现的话，一定要检查各工作方式下的开关位数控冲床维修手册由送料机网（）收集和整理置。还有些故障不产生故障报警信息，只是动作不能完成，这时就要根据维修经验、机床的工作原理和PLC运行状况来分析判断了。对于数控机床的修理，重要的是发现问题。特别是数控机床的外部故障。有时诊断过程比较复杂，但一旦发现问题所在，解决起来比较简单。对外部故障诊断应遵从以下两条原则。首先要熟练掌握机床的工作原理和动作顺序。其次，要会利用PLC梯形图。NC系统的状态显示。维修的基本步骤一、故障记录数控机床发生故障时，操作人员应首先停止机床，保护现场，然后对故障进行尽可能详细的记录，并及时通知维修人员。故障的记录可为维修人员排除故障提供第一手材料，应尽可能详细。记录内容最好包括下述几个方白：⑴故障发生时的情况记录1）发生故障的机床型号，采用的控制系统型号，系统的软件版本号2）故障的现象，发生故障的部位，以及发生故障时机床与控制系统的现象，如：是否有异常声音、烟、味等。3）发生故障时系统所处的操作方式，如：AUTO（自动方式）、MDI（手动数据输入方式）、EDIT（编辑）、HANDLE（手轮方式）、JOG（手动方式）等4）若故障在自动方式下发生，则应记录发生故障时的加工程序号，出现故障的程序段号，加工时采用的刀其号等。5）若发生加工精度超差或轮廓误差过大等故障，应记录被加工工件号，并保留不合格工件工件6）在发生故障时，若系统有报警显示，则记录系统的报警显示情况与报警号。通过诊断画面，记录机床故障时所处的工作状态。如：系统是否在执行M、S、T等。功能？系统是否进入暂停状态或是急停状态？系统坐标轴是否处于“互锁”状态？进给倍率是否为0%？等等7）记录发生故障时，各坐标轴的位置跟随误差的值8）记录发生故障时．各坐标轴的移动速度、移动方向，主轴转速、转向．等等⑵故障发生的频繁程度记录1）故障发生的时例与周期，如：机床是否一直存在故障？若为随机故障．则一天发生几次？是否频繁发生？2）故障发生时的环境情况，如：是否总是在用电高峰期发生？故障发生时数控机未旁边的其他机械设备下作是否正常？3）若为加工零件时发生的故障，则应记录加工同类工件时发生故障的概率情况。4）检查故障是否与“进给速度”、“换刀方式”或是“螺纹切削”等特殊动作有关⑶故障的规律性记录1）在不危及人身安全和设备安全的情况下，是否可以重演故障现象？2）检查故障是否与机床的外界因素有关？3）如果故障是在执行某固定程序段时出现，可利用MDI方式单独执行该程序段，检查是否还存在同样故障？4）若机床故障与机床动作有关，在可能的情况下，应检查在手动情况下执行该动作．是否也有同样的故障？5）机床是否发生过同样的故障？周围的数控机床是否也发生同一故障？等等数控冲床维修手册由送料机网（）收集和整理⑷故障时的外界条件记录1）发生故障时的周围环境温度是否超过允许温度？是否有局部的高温存在？2）故障发生时，周围是否有强烈的振动源存在？3）故障发生时，系统是否受到阳光的直射？4）检查故障发生时电气柜内是否有切削液、润滑油、水的进入？5）故障发生时，输入电压是否超过了系统允许的波动范围？6）故障发生时，车间内或线路上是否有使用大电流的装置正在进行起、制动？7）故障发生时，机床附近是否存在吊车、高频机械、焊接机或电加工机床等强电磁干扰源？8）故障发生时，附近是否正在安装成修理、调试机床？是否正在修理、调试电气和数控装置？二、维修前的检查维修人员故障维修前，应根据故障现象与故障记录，认真对照系统、机床使用说明书进行各顶检查以便确认故障的原因。这些检查包括：⑴机沫的工作状况检查1）机床的调整状况如柯？机沐工作条件是否符合要求？2）加工时所使用的刀具是否符合要求？切削参数选择是否合理、正确？3）自动换刀时，坐标轴是否到达了换刀位置？程序中是否设置了刀具偏移量4）系统的刀具补偿量等参数设定是否正确？5）系统的坐标轴的间隙补偿量是否正确？6）系统的设定参数（包括坐标旋转、比例缩放因子、镜像轴、编程尺寸单位选择等）是否正确？7）的工件坐标系位置，“零点偏置值”的设置是否正确？8）安装是否合理？侧量手段、方法是否正确、合理？9）零件是否存在因温度、加工而产生变形的现象？等等⑵机床运转清况检查1）在机床自动运转过程中是否改变或调整过操作方式？是否插入了手动操作？2）机床侧是否处于正常加工状态？工作台、夹具等装置是否处于正常工作位置？3）机床操作面板上的按扭、开关位置是否正确？机床是否处于钱住状态？倍率开关是否设定为“O”?4）机床各操作面板上、数控系统上的“急停”按扭是否处十急停状态？5）电气柜内的熔断器是否有熔断？自动开关、断路器是否有跳闸？6）机床操作面板上的方式选择开关位置是否正确？进给保持按钮是否被按下？⑵机床和系统之间连接清况的检查1）检查电缆是否有破损，电缆拐弯处是否有破裂、损伤现象？2）电源线与信号线布置是否合理？电缆连接是否正确、可靠？3）机床电源进线是否可靠接地？接地线的规格是否符合要求？4）信号屏蔽线的接地是否正确？端子板上接线是否牢固、可靠？系统接地线是否连接可靠？5）继电器、电磁铁以及电动机等电磁部件是否装有噪声抑制器？等等⑷CNC装置的外观检查1）是否在电气柜门打开的状态下运行数控系统？有无切削液或切削粉末进入柜内？空气过数控冲床维修手册由送料机网（）收集和整理沈器清洁状况是否良好？2）电气柜内部的风扇、热交换器等部件的工作是否正常？3）电气柜内部系统、驱动器的模块、印制电路板是否有灰尘、金属粉末等污染？4）在使用纸带阅读机的场合，检查纸带阅读机是否有污物？阅读机上的制动电磁铁动作是否正常？5）电源单元的熔断器是否熔断？6）电缆连接器插头是否完全插入、拧紧？7）系统模块、线路板的数量是否齐全？模块、线路板安装是否牢固、可靠？8）机床操作画板MDl/CRT单元上的按钮有无破损，位置是否正确？9）系统的总线设置，模块的设定端的位置是否正确？⑸有关穿孔纸带的检查旱期的系统，加工程序一般是用纸带读入的。如果发现是由于穿孔纸带读入的信息不对而引起故障时，需要检查并记录下述内容1）纸带阅读机开关是否止常？2）有关纸带操作的设定是否正确，操作是否有误？3）纸带是否有折、皱现象？4）纸带上的孔是否有破损？5）纸带上的接头处连接是否平整？6）纸带以前是否用过？7）使用的是黑色纸带还是其他颜色的纸带？总之．维修时应记录、检查的原始数据、状态较多，记录越详细，维修就越方便，用户最好根据本厂的实际清况，编制一份故障维修记录表，在系统出现故障时，操作者可以根据表的要求及时填入各种原始材料，供维修时参考。三、故障诊断的基本方法数控机床发生故障时，为了进行故障诊断，找出产生故障的根本原因，维修人员应遵循以下两条原则1）充分调查故障现场这是维修人员取得维修第一千材料的一个重要手段。调查故障现场，首先要查看故障记录单；同时应向操作者调查、询问出现故障的全过程，充分了解发生的故障现象，以及采取过的措施等。此外，维修人员还应对现场作细致的检查，观察系统的外观内部各部分是否有异常之处：在确认数控系统通电无危险的清况卜方可通电，通电后再观察系统有何异常，CRT显示的报警内容是什么等。2）认真分析故障的原因。数控系统虽有各种报警指示灯或自诊断程序，但不可能诊断出发生故障的确切部位。而且同一故障、同一报警可以有多种起因，在分析故障的起因时，一定要开阔思路，尽可能考虑各种因素．分析故漳时，维修人员也不应局限于CNC部分，而是要对机床强电、机械、液压、气动等方面都作详细的检查，并进行综合判断，达到确珍和最终排除故障的日的对于数控机床发生的大多数故障，总体上说可采用卜述几种方法来进行故障诊断⑴直观法这是一种最基本、最简单的方法。维修人员通过对故障发生时产生的各种光、声、味等异常现象的观察、检查，可将故障缩小到某个模块，甚至一块印制电路板但是．它要求维修人员具有丰富的实践经验．以及综合判断能力。⑵系统自诊断法充分利用数控系统的自诊断功能，根据CRT上显示的报警信息及各模块上的发光二极管等器件的指示，可判断出故瘴的大致起因。进一步利用系统的自诊断功能．还能显示系统与各部分之间的接口信号状态，找出故障的大致部位．它是故障诊断过程巾最常用、有效的方法之一。数控冲床维修手册由送料机网（）收集和整理⑶参数检查法数控系统的机床参数是保证机沐正常运行的前提条件，它们直接影响着数控机未的性能。参数通常存放在系统存储器中，一旦电池不足或受到外界的干扰，可能导致部分参数的丢夫或变化，使机床无法正常工作。通过核对、调整参数，有时可以迅速排除故障：特别是对于机床长期不用的清况，参数丢失的现象经常发生，因此，检查和恢复机床参数是维修中