數(shù)控機(jī)床常見故障分析

1、數(shù)控機(jī)床常見故障分析摘要： 本文針對(duì)數(shù)控車床在生產(chǎn)使用中產(chǎn)生的常見故障， 分別從 機(jī)械系統(tǒng)、電器系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)方面進(jìn)行科學(xué)、合理的分析、判斷故 障產(chǎn)生的原因及其處理措施并進(jìn)行綜合總結(jié)。關(guān)鍵詞：機(jī)床、故障、分析 隨著數(shù)控加工技術(shù)在機(jī)械制造中的廣泛應(yīng)用， 給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來 革命性的變化、不論它在加工效率上還是加工范圍上都是普通機(jī)床的 數(shù)十倍。 由于數(shù)控機(jī)床是機(jī)電一體化的設(shè)備， 因此作為一名維修技術(shù) 人員應(yīng)具備機(jī)械方面知識(shí)、電工、計(jì)算機(jī)知識(shí)和數(shù)控等方面的知識(shí)， 才能勝任數(shù)控機(jī)床的維修。 在此本人經(jīng)過多年實(shí)踐針對(duì)數(shù)控車床的常 見故障產(chǎn)生原因進(jìn)行分析。數(shù)控車床常見故障產(chǎn)生原因及其分析FANUC oi 數(shù)

2、控車床為半閉環(huán)伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，具有屏幕顯示，信 號(hào)反饋及自診斷程序。 其常見的故障按其發(fā)生部位分為機(jī)械部分、 電 器控制部分。 數(shù)控機(jī)床的報(bào)警現(xiàn)象有三種： 第一是利用軟件診斷程序 在屏幕上的顯示報(bào)警信息； 第二是利用伺服系統(tǒng)硬件， 顯示報(bào)警：（如 發(fā)光二極管、保險(xiǎn)絲熔斷等） ；第三是沒有任何報(bào)警顯示（但可通過 加工零件及機(jī)床的運(yùn)行現(xiàn)象了解） 。針對(duì)機(jī)床故障的檢查方法多種多 樣，但是最好是從數(shù)控機(jī)床的軟件查起， 因?yàn)槎鄶?shù)故障是由軟件出錯(cuò) 引起的，在確定軟件無故障后才可以在不拆機(jī)床機(jī)械部分的條件下省 去很多麻煩，提高維修效率。（一）機(jī)械系統(tǒng)故障：1. 切削加工時(shí)，加工表面有波紋。 說明是主軸松動(dòng)潤滑

3、不良造成 軸承磨損。調(diào)整主軸前、后螺母、并對(duì)主軸徑向跳動(dòng)和軸向竄動(dòng)值調(diào) 整在范圍內(nèi)。2. 機(jī)床不按程序工作，尺寸存在脈沖丟步現(xiàn)象，引起復(fù)位、定位 不準(zhǔn)、加工件不合格。原因?yàn)椋旱都芘c中滑板連接松動(dòng)，導(dǎo)軌與中滑 板連接松動(dòng)， 導(dǎo)軌與中滑板連接松動(dòng)； 導(dǎo)軌與溜板配合處磨損間隙增 大，絲桿與減速齒輪箱內(nèi)從動(dòng)齒輪連接鍵配合間隙大。 必須對(duì)導(dǎo)軌進(jìn) 行刮研、并對(duì)從動(dòng)齒輪連接鍵進(jìn)行更換。 （若間隙不太大、可通過調(diào) 整主機(jī)控制間隙補(bǔ)償數(shù)據(jù)解決）3. 機(jī)床長期運(yùn)行， 絲桿磨損不均勻，有的部位過松、有的部位過 緊，造成卡滯或振動(dòng)。更換以磨損的絲桿或更換成滾珠絲桿螺母副， 有利于機(jī)床定位精度的提高和延長步進(jìn)電機(jī)的使用

4、壽命。4. 加工時(shí)， 重復(fù)定位精度差。 首先檢查步進(jìn)電機(jī)后蓋內(nèi)阻尼器是 否過松， 再查找與步進(jìn)電機(jī)與絲桿連接是否松動(dòng)、 或絲桿是否存在軸 向竄動(dòng)。5. 機(jī)床進(jìn)給出現(xiàn)運(yùn)行不平穩(wěn)，尺寸偏差過大及換向后有丟步現(xiàn) 象。檢查步進(jìn)電機(jī)與主動(dòng)齒輪的接合處的錐銷是否有松動(dòng)或扭斷。6. 刀架裝置故障： 數(shù)控機(jī)床的機(jī)械故障百分之五十與其有關(guān)， 針對(duì)普通數(shù)控車床而 言主要是定位誤差過大， 換刀過程有卡滯現(xiàn)象或不動(dòng)作現(xiàn)象， 使整機(jī) 停止工作。 首先檢查刀架定位機(jī)構(gòu)及其鎖緊機(jī)構(gòu)， 確認(rèn)其傳動(dòng)是否靈 活。7. 進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)故障： 由于進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用的是滾珠絲桿螺母副結(jié)構(gòu)， 主要表現(xiàn)在運(yùn) 動(dòng)精度下降。如定位精度差、反向間

5、隙過大、 機(jī)械溜板產(chǎn)生爬行現(xiàn)象、 伺服電機(jī)與絲桿連接松動(dòng)。8. 主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)故障： 主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是由主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)并進(jìn)行調(diào)速， 故障多為運(yùn)動(dòng)精度 及軸承的損壞造成徑向跳動(dòng)和軸向竄動(dòng)。（二）電器系統(tǒng)的故障 :1. 刀架不能準(zhǔn)確換刀， 換位過沖或旋轉(zhuǎn)不停。 拆卸刀架測(cè)量霍爾 元件是否燒壞及間距是否合適。2. 刀架換刀發(fā)生故障的檢查方法： 先用手動(dòng)換刀操作， 如果正常， 但不能自動(dòng)換刀，說明數(shù)控系統(tǒng)受外界干擾。如供電線路的干擾，主 要是由超壓、欠壓、頻率和相位漂移、諧波失真、共模噪聲等原因。 如果手動(dòng)換刀不正常，則說明換刀控制部分已損壞。3. 程序有換刀指令、 但刀架沒有換位動(dòng)作。 先查看電動(dòng)刀架的電

6、 機(jī)是否通電。 如果通電再測(cè)量三相電壓是否正常。 如正常而且電機(jī)發(fā) 燙，說明故障由機(jī)械卡住所致。若刀架電機(jī)沒通電，再進(jìn)一步查找電 器箱內(nèi)控制刀架的正轉(zhuǎn)繼電器和反轉(zhuǎn)繼電器是否正常，有無控制信 號(hào)。如果沒有可更換相同功能型號(hào)，的新控制板，來判斷控制板是否 有問題。4. 程序中不顯示換刀指令。 說明控制板出現(xiàn)故障， 也可采用更換 控制板進(jìn)行故障的排查。5. 屏幕顯示急停信號(hào)。 應(yīng)查看電器箱內(nèi)繼電器是否正常， 有無缺 相以及因過載導(dǎo)致熱繼電器動(dòng)作停機(jī)。6. 主軸停轉(zhuǎn)。 在排除機(jī)械故障前提下， 根據(jù)電路圖查看控制電路 中繼電器接觸是否正常。7. 不規(guī)則顫抖、 高速運(yùn)行時(shí)，聲音不清脆、刀架重復(fù)定位不準(zhǔn)以

7、致尺寸不合格。在排除機(jī)械故障的同時(shí)， 先看電路板是否有燒焦電阻， 用萬用表測(cè)量驅(qū)動(dòng)板處電壓是否正常。 如查不出原因，可取下功放板， 檢查功率管和其他元件。 如果大功率管集電極與發(fā)射極、 基極之間反 向電阻減少，漏電嚴(yán)重、停電后，用于觸摸發(fā)燙，外觀發(fā)黑。表明故 障點(diǎn)原于此處，經(jīng)更換后重新啟動(dòng)正常。8. 機(jī)床停轉(zhuǎn)后， 重新啟動(dòng)、程序丟失。先用萬用表測(cè)量程序保護(hù) 電池電壓是否正常， 如果正常再根據(jù)電路原理測(cè)量元器件性能及工作 狀態(tài)中的電位， 再測(cè)量 RAM6264處的二極管及電阻有無燒壞， 若上述 方法無法查明原因， 可將同型號(hào)的車床電源板互換， 查看故障是否發(fā) 生在電源板上。9. 數(shù)控機(jī)床的各進(jìn)給

8、超程報(bào)警故障。 首先檢查進(jìn)給方向的 X軸， Z軸的行程限位開關(guān)，了解行程限位開關(guān)是否人為因素造成的如：限 位開關(guān)接線端是否短路； 限位開關(guān)是否被鐵屑?jí)鹤。?是否由于切削液 進(jìn)入造成限位開關(guān)損壞?？傊?，有些故障也會(huì)出現(xiàn)在極其簡(jiǎn)單的部分發(fā)生。如可能在信號(hào) 輸入和輸出之間的插接件接口處松動(dòng)或接觸不良，不能盲目的維修， 應(yīng)在確認(rèn)出故障發(fā)生的具體原因后再行修理。（三）伺服系統(tǒng)常見故障分析：伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)也就是執(zhí)行系統(tǒng)， 它能準(zhǔn)確的執(zhí)行由 CNC系統(tǒng)發(fā)來 的運(yùn)動(dòng)命令， 是連接數(shù)控系統(tǒng)與機(jī)床的樞紐， 其性能直接影響數(shù)控機(jī) 床的精度、穩(wěn)定性、可靠性、加工效率等方面的重要因素。具體的常見故障有以下幾點(diǎn)：1. 伺服

9、系統(tǒng)過電流故障：顯示 SV003 EXCESS CURRENT TNSE表RV示O伺 服單元過電流，引 起該報(bào)警主要原因有：可參見圖框進(jìn)行分析： 晶體管模塊不好。 用萬用表檢查集電極和發(fā)射極之間阻值。 如 果只有數(shù)歐姆，則表示該模塊已被擊穿短路。 電動(dòng)機(jī)線圈內(nèi)部短路。 電動(dòng)機(jī)動(dòng)力線連接錯(cuò)誤。 印刷電路板有故障。2、伺服系統(tǒng)過電壓故障：顯示 SV004 EXCESS VOLAGE INSERV。O表 示伺服系統(tǒng)過壓。 其原因是： 交流輸入電源電壓過高。 伺服電機(jī)線圈有故障。 印刷線路板有故障。3. 顯示 SV001 MOTOR OVERLO。AD表 示電機(jī)過載。其原因?yàn)椋?機(jī)床負(fù)荷導(dǎo)至， 引起電

10、機(jī)電流超過額定值。 這可以用檢查電機(jī) 電流來判斷?？尚薷那邢鳁l件，減輕機(jī)床負(fù)荷。 印刷線路板不良。 對(duì)于交流伺服系統(tǒng)來說， 沒有脈沖編碼器反饋信號(hào)也會(huì)引起電 機(jī)過載報(bào)警。 永磁電動(dòng)機(jī)上磁體脫落引起過載報(bào)警。4. 顯示 SV006 VELOCTTY UNTTPOWE TOO。LO表W示 速度單元的電 源電壓太低。主要原因是：輸入的交流電壓過低。 伺服變壓器和印刷電路板連接不良。如果電路中有 +5V電源的熔絲熔斷也引起報(bào)警。5. 機(jī)床振動(dòng)故障原因：有關(guān)位置檢測(cè)參數(shù)設(shè)定錯(cuò)誤。 機(jī)床、電動(dòng)機(jī)、檢測(cè)不良或系統(tǒng)插補(bǔ)精度差、檢測(cè)增益太高。速度控制單元印刷線路不好。 裝在交流主軸電動(dòng)機(jī)尾部的脈沖發(fā)生器是否不良

11、。數(shù)控機(jī)床的常見故障分析推理判斷總結(jié) 數(shù)控機(jī)床是一種自動(dòng)化程度較高、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的先進(jìn)加工設(shè)備。其故障分析判斷是一項(xiàng)綜合性很強(qiáng)的課題，除了要掌握各門專業(yè)知 識(shí)、技術(shù)外還必須了解數(shù)控機(jī)床的工作原理及使用操作方法。 在分析、 判斷故障時(shí)要擴(kuò)大思維， 從多方面考慮。 通過工作實(shí)踐本人總結(jié)出下 列的魚刺圖，并依照順序，有助于分析、判斷的科學(xué)性和合理性。分 析時(shí)應(yīng)依據(jù)機(jī)床報(bào)警顯示， 從中了解故障的范圍。 分出是屬于機(jī)構(gòu)部 分的故障，還是伺服系統(tǒng)的故障。如果無報(bào)警顯示，工件出現(xiàn)一些問刀合障架傳動(dòng)機(jī)構(gòu)械 部 限位份機(jī)構(gòu) 輔助裝置 機(jī) 械 控分析軟件機(jī)系統(tǒng)題則可從軟數(shù)件控系機(jī)硬統(tǒng)床件的 樣有利于故故綜障 綜合綜分合析系 份統(tǒng)控制數(shù)控系裝置統(tǒng)系設(shè)統(tǒng)數(shù)置控及裝機(jī)伺置械服系部驅(qū)障硬分件析系。統(tǒng) 伺服系統(tǒng)反驅(qū)饋系統(tǒng)控制元件反饋系統(tǒng)液壓 傳動(dòng) 系統(tǒng) 驅(qū)動(dòng)元液件壓 傳執(zhí)動(dòng)行元系件統(tǒng) 輔助元件 進(jìn)動(dòng)行元查件控找制其執(zhí)元問行件題元產(chǎn)件生輔的