第二章數(shù)控系統(tǒng)常見故障與

1、數(shù)控系統(tǒng)故障分析與維修 目前數(shù)控系統(tǒng)種類繁多，形式各異，組成結(jié)構(gòu)上都有各自的特點。 這些結(jié)構(gòu)特點來源于系統(tǒng)初始設(shè)計的基本要求和工程設(shè)計的思路。 對于不同的生產(chǎn)廠家來說，在設(shè)計思想上也可能各有千秋。 有的系統(tǒng)采用小板結(jié)構(gòu)，便于板子更換和靈活結(jié)合，而有的系 統(tǒng)則趨向大板結(jié)構(gòu)，使之有利于系統(tǒng)工作的可靠性，促使系統(tǒng)的平均無故障率不斷提高。 無論哪種系統(tǒng)，它們的基本原理和構(gòu)成是十分相似的。 數(shù)控系統(tǒng)是由硬件控制系統(tǒng)和軟件控制系統(tǒng)兩大部分組成： 硬件控制系統(tǒng) 是以微處理器為核心，采用大規(guī)模集成電路芯片、可編程控制器、伺服驅(qū)動單元、伺服電機、各種輸入輸出設(shè)備（包括顯示器、控制面板、輸入輸出接口等）等可見部件

2、組成。 軟件控制系統(tǒng) 即數(shù)控軟件，包括數(shù)據(jù)輸入輸出、插補控制、刀具補償控制、加減速控制、位置控制、伺服控制、鍵盤控制、顯示控制、接口控制等控制軟件及各種參數(shù)、報警文本等組成。 數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，就要分別對軟硬件進行分析、判斷，定位故障并維修。 作為一個好的數(shù)控設(shè)備維修人員，就必須具備電子線路、元器件、計算機軟硬件、接口技術(shù)、測量技術(shù)等方面的知識。一 . 電源引起的故障1.系統(tǒng)上電后，系統(tǒng)沒有反應(yīng)，電源不系統(tǒng)上電后，系統(tǒng)沒有反應(yīng)，電源不能接通能接通：原因： 1） 外部電源沒有提供，缺相或外部形成了短路 2） 電源的保護裝置跳閘形成了電源開路 3） PLC的地址錯誤或者互鎖裝置使電源不能正常接通

3、 4） 系統(tǒng)上電按鈕接觸不良或脫落 5） 元氣件的損壞引起的故障 （熔斷器熔斷、浪涌吸收器的短路等）2.電源模塊故障分析：電源模塊故障分析：原因：1） 整流橋損壞引起電源短路2） 續(xù)流二極管損壞引起的短路3） 電源模塊外部電源短路4） 濾波電容損壞引起的故障5） 供電電源功率不足使電源模塊不能正 常工作3.強電部分接通后，馬上跳閘 原因1：機床設(shè)計時選擇的空氣開關(guān)容量過小，或空氣開關(guān)的電流選擇撥碼開關(guān)選擇了一個較小的電流 原因2：機床上使用了較大功率的變頻器或伺服驅(qū)動，并且在變頻器或伺服驅(qū)動的電源進線前沒有使用隔離變壓器或電感器，變頻器或伺服驅(qū)動在上強電時電流有較大的波動，超過了空氣開關(guān)的限定

4、電流，引起跳閘。 事例1： 故障現(xiàn)象： 一臺進口臥式加工中心，開機時屏幕一片黑，操作面板上的NC電源開關(guān)已按下，紅、綠燈都亮，查看電柜中開關(guān)和主要部分無異常，關(guān)機后重開，故障一樣。 故障分析： 經(jīng)查，確定其電源部分無故障，各處電壓都正常，仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)有多處損壞，在更換了顯示器，顯示控制板后屏幕出現(xiàn)了顯示，使機床能進入其它的故障維修。 事例事例2 2：故 障 現(xiàn) 象 ： 一 立 式加工中心，開機后屏 幕無顯示。故 障 現(xiàn) 象 ： 一 立 式加工中心，開機后屏 幕無顯示。 該加工中心使用進口數(shù)控系統(tǒng)，造成屏幕無顯示的原因有該加工中心使用進口數(shù)控系統(tǒng)，造成屏幕無顯示的原因有很多，經(jīng)對故障進行

5、了檢查，后確認(rèn)系統(tǒng)提供的外部電源是很多，經(jīng)對故障進行了檢查，后確認(rèn)系統(tǒng)提供的外部電源是正確的，但主板上的電壓不正常，時有時無，可以確認(rèn)是因正確的，但主板上的電壓不正常，時有時無，可以確認(rèn)是因主板故障造成，因此進行了更換，更換主板后系統(tǒng)有顯示，主板故障造成，因此進行了更換，更換主板后系統(tǒng)有顯示，由于主板更換后參數(shù)需要重新設(shè)置，按系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置步驟，由于主板更換后參數(shù)需要重新設(shè)置，按系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置步驟，對照機床附帶的參數(shù)表進行了設(shè)置調(diào)整后機床正常。對照機床附帶的參數(shù)表進行了設(shè)置調(diào)整后機床正常。屏幕上無顯示的故障原因很多，首先必須找出原因排除屏幕上無顯示的故障原因很多，首先必須找出原因排除, ,如如還有

6、其他故障，根據(jù)機床的報警和其他故障信息作出處還有其他故障，根據(jù)機床的報警和其他故障信息作出處 事例事例3 3： 一加工中心，開機后打開急停，系統(tǒng)在復(fù)位的過程中，一加工中心，開機后打開急停，系統(tǒng)在復(fù)位的過程中，伺 服 強 電 上 去 后 系 統(tǒng) 總 空 開 馬 上 跳 閘伺 服 強 電 上 去 后 系 統(tǒng) 總 空 開 馬 上 跳 閘 該加工中心使用國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，經(jīng)對故障進行了檢查分該加工中心使用國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，經(jīng)對故障進行了檢查分析，首先懷疑是否是空開電流選擇過小，經(jīng)過計算分析析，首先懷疑是否是空開電流選擇過小，經(jīng)過計算分析后確認(rèn)所選擇的空開有點偏小，但基本符合機床要求，后確認(rèn)所選擇的空開有點偏小

7、，但基本符合機床要求，然后用示波器觀察機床上電時的電流的變化波形，發(fā)現(xiàn)然后用示波器觀察機床上電時的電流的變化波形，發(fā)現(xiàn)伺服強電在上電時電流沖擊比較大，也就是電流波形變伺服強電在上電時電流沖擊比較大，也就是電流波形變化較大，進一步分析發(fā)現(xiàn)由于所選伺服功率較大，且伺化較大，進一步分析發(fā)現(xiàn)由于所選伺服功率較大，且伺服內(nèi)部未加阻抗等裝置，在使用時須外接一電抗與制動服內(nèi)部未加阻抗等裝置，在使用時須外接一電抗與制動電阻，電氣人員在設(shè)計時加了制動電阻，為了節(jié)省成本電阻，電氣人員在設(shè)計時加了制動電阻，為了節(jié)省成本沒有使用阻抗。按照要求加上阻抗后，系統(tǒng)上電恢復(fù)正沒有使用阻抗。按照要求加上阻抗后，系統(tǒng)上電恢復(fù)正常

8、。常。二二 系統(tǒng)顯示故障系統(tǒng)顯示故障 1.系統(tǒng)上電后無顯示或黑屏原因：1.1.顯示模塊損壞，1.2.顯示模塊電源不良或沒有接通1.3 顯示屏由于電壓過高被燒壞1.4 系統(tǒng)顯示屏亮度調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)過暗2.系統(tǒng)上電后花屏或亂碼：原因：2.1 系統(tǒng)文件被破壞2.2 系統(tǒng)內(nèi)存不足2.3 外部干擾3.3.系統(tǒng)上電后，系統(tǒng)上電后，NCNC電源指示燈亮但是屏幕無電源指示燈亮但是屏幕無顯示或黑屏顯示或黑屏3.1 3.1 顯示模塊損壞，顯示模塊損壞，3.2 3.2 顯示模塊電源不良或沒有接通顯示模塊電源不良或沒有接通3.3 3.3 顯示屏由于電壓過高被燒壞顯示屏由于電壓過高被燒壞3.4 3.4 系統(tǒng)顯示屏亮度調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)

9、過暗系統(tǒng)顯示屏亮度調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)過暗4. 運行或操作中出現(xiàn)死機或重新啟動運行或操作中出現(xiàn)死機或重新啟動 4.1 4.1 參數(shù)設(shè)置錯誤或參數(shù)設(shè)置不當(dāng)所引起參數(shù)設(shè)置錯誤或參數(shù)設(shè)置不當(dāng)所引起 4.2 4.2 同時運行了系統(tǒng)以外的其他內(nèi)存駐留程序；同時運行了系統(tǒng)以外的其他內(nèi)存駐留程序；4.3 4.3 系統(tǒng)文件受到破壞或者感染了病毒系統(tǒng)文件受到破壞或者感染了病毒4.4 4.4 電源功率不夠電源功率不夠4.5 4.5 系統(tǒng)元器件受到損害系統(tǒng)元器件受到損害 5 5系統(tǒng)上電后，屏幕顯示高亮但沒有內(nèi)容系統(tǒng)上電后，屏幕顯示高亮但沒有內(nèi)容 1 1） 系統(tǒng)顯示屏亮度調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)過亮系統(tǒng)顯示屏亮度調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)過亮 2 2）系統(tǒng)文件被

10、破壞或者感染了病毒）系統(tǒng)文件被破壞或者感染了病毒 3 3）顯示控制板出現(xiàn)故障）顯示控制板出現(xiàn)故障 6 6 系統(tǒng)上電后，屏幕顯示暗淡但是可以正常操系統(tǒng)上電后，屏幕顯示暗淡但是可以正常操作，系統(tǒng)運行正常作，系統(tǒng)運行正常 1 1）系統(tǒng)顯示屏亮度調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)過暗）系統(tǒng)顯示屏亮度調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)過暗 2 2）顯示器或顯示器的燈管損壞）顯示器或顯示器的燈管損壞 3 3）顯示控制板出現(xiàn)故障）顯示控制板出現(xiàn)故障 7 7 主軸有轉(zhuǎn)速但主軸有轉(zhuǎn)速但CRTCRT速度無顯示速度無顯示 1 1） 主軸編碼器損壞主軸編碼器損壞 2 2）主軸編碼器電纜脫落或斷線）主軸編碼器電纜脫落或斷線 3 3）系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置不對，編碼器反饋的接口不對

11、）系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置不對，編碼器反饋的接口不對 或者沒有選擇主軸控制的有關(guān)功能或者沒有選擇主軸控制的有關(guān)功能 8 8 主軸實際轉(zhuǎn)速與所發(fā)指令不符主軸實際轉(zhuǎn)速與所發(fā)指令不符 1）主軸編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)設(shè)置錯誤主軸編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)設(shè)置錯誤 確認(rèn)主軸編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)是否設(shè)置正確。 2）PLCPLC程序錯誤。程序錯誤。 檢查PLC程序中主軸速度和D/A輸出部分的程序； 3 3）速度控制信號電纜連接錯誤）速度控制信號電纜連接錯誤事例1： 故障現(xiàn)象： 一數(shù)控系統(tǒng)，機床送電，CRT無顯示，查NC 電源+24V、+15V、-15V、+5V均無輸出故障分析： 此現(xiàn)象可以確定是電源方面出了問題，所以可以根據(jù)電氣原理圖逐步

12、從電源的輸入端進行檢查，當(dāng)檢查到保險后的電噪聲濾波器時發(fā)現(xiàn)性能不良，后面的整流、振蕩電路均正常，拆開噪聲濾波器外殼發(fā)現(xiàn)里面燒焦，更換噪聲濾波器后，系統(tǒng)故障排除， 事例2： 故障現(xiàn)象：一臺數(shù)控車床配FANUC0-TD系統(tǒng)，在調(diào)試中時常出現(xiàn)CRT閃爍、發(fā)亮，沒有字符出現(xiàn)的現(xiàn)象，我們發(fā)現(xiàn)造成的原因主要有： CRT亮度與灰度旋鈕在運輸過程中出現(xiàn)震動。 系統(tǒng)在出廠時沒有經(jīng)過初始化調(diào)整。 系統(tǒng)的主板和存儲板有質(zhì)量問題。 解決辦法可按如下步驟進行：首先，調(diào)整CRT的亮度和灰度旋鈕，如果沒有反應(yīng)，請將系統(tǒng)進行初始化一次，同時按RST鍵和DEL鍵，進行系統(tǒng)啟動，如果CRT仍沒有正常顯示，則需要更換系統(tǒng)的主板或存

13、儲板。典型CNC軟件裝置的結(jié)構(gòu)： CNC系統(tǒng)軟件有管理軟件和控制軟件組成。管理軟件包括輸入、I/O處理、顯示、診斷等?？刂栖浖ㄗg碼、刀具補償、速度處理、插補計算、位置控制等。數(shù)控系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)和數(shù)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)兩者相互配合，共同完成數(shù)控系統(tǒng)的具體功能。早期的CNC裝置，數(shù)控功能全部由硬件實現(xiàn)，而現(xiàn)在的數(shù)控功能則由軟件和硬件共同完成。 目前數(shù)控系統(tǒng)的軟件一般有兩種結(jié)構(gòu)：前后臺結(jié)構(gòu)和中斷型結(jié)構(gòu)：所謂前后臺型是指在一個定時采樣周期中，前臺任務(wù)開銷一部分時間，后臺任務(wù)開銷剩余部分的時間，共同完成數(shù)控加工任務(wù)。前臺任務(wù)一般設(shè)計成中斷服務(wù)程序，三三 CNCCNC單元故障單元故障1.1.不能進入系統(tǒng)，

14、運行系統(tǒng)時，系統(tǒng)界面出不出不能進入系統(tǒng)，運行系統(tǒng)時，系統(tǒng)界面出不出來來原因：1 1）可能是系統(tǒng)文件被病毒破壞或丟失，可能是計算機被病毒破壞，）可能是系統(tǒng)文件被病毒破壞或丟失，可能是計算機被病毒破壞，也可能是系統(tǒng)軟件中文件損壞了或丟失了。也可能是系統(tǒng)軟件中文件損壞了或丟失了。 重新安裝數(shù)控系統(tǒng)，將計算機的CMOS設(shè)為A盤啟動；插入干凈的軟盤啟動系統(tǒng)后，重新安裝數(shù)控系統(tǒng)。2 2）. .電子盤或硬盤物理損壞電子盤或硬盤物理損壞 電子盤或硬盤在頻繁的讀寫中有可能損壞，這時應(yīng)該修復(fù)或更換電子盤或硬盤；3 3）. .系統(tǒng)系統(tǒng)CMOSCMOS設(shè)置不對設(shè)置不對CNCCNC常見故障分析常見故障分析2 運行或操作

15、中出現(xiàn)死機或重新啟動運行或操作中出現(xiàn)死機或重新啟動原因：原因：1 1）參數(shù)設(shè)置不當(dāng)；）參數(shù)設(shè)置不當(dāng)；2 2）同時運行了系統(tǒng)以外的其他內(nèi)存駐留程序；）同時運行了系統(tǒng)以外的其他內(nèi)存駐留程序；3 3）正從軟盤或網(wǎng)絡(luò)調(diào)用較大的程序；）正從軟盤或網(wǎng)絡(luò)調(diào)用較大的程序；4 4）從已損壞的軟盤上調(diào)用程序；）從已損壞的軟盤上調(diào)用程序；5 5） 系統(tǒng)系統(tǒng)文件被破壞。文件被破壞。系統(tǒng)在通訊時或用磁盤進行考貝文件時，有可能感染病毒，用殺毒軟件檢查軟件系統(tǒng)清除病毒或者重新安裝系統(tǒng)軟件進行修復(fù) 3 3 系統(tǒng)出現(xiàn)亂碼系統(tǒng)出現(xiàn)亂碼1）參數(shù)設(shè)置不合理2）系統(tǒng)內(nèi)存不足3）操作不當(dāng) 4 4）參數(shù)設(shè)置不當(dāng)）參數(shù)設(shè)置不當(dāng)5 5）系統(tǒng)發(fā)

16、生溢出）系統(tǒng)發(fā)生溢出 4. 操作鍵盤不能輸入或部分不能輸入操作鍵盤不能輸入或部分不能輸入 原因： 1） 控制鍵盤芯片出現(xiàn)問題 2）系統(tǒng)文件被破壞， 3）主板電路出現(xiàn)問題 4）CPU出現(xiàn)故障， 5. 輸入輸出不正常輸入輸出不正常 原因： 1）I/O單元出現(xiàn)故障 2） 外部干擾 3 3）I/OI/O控制板電源沒有接通或電壓不穩(wěn)控制板電源沒有接通或電壓不穩(wěn) 6. 6. 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接不正常系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接不正常1 1）系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置或文件配置不正確）系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置或文件配置不正確2 2）通訊電纜出現(xiàn)問題通訊電纜出現(xiàn)問題 通訊電纜不能夠過長，以免引起信號的衰減引起故障。3 3）硬件故障）硬件故障 通訊網(wǎng)口出現(xiàn)故

17、障或網(wǎng)卡出現(xiàn)故障，可以用置換法判斷出現(xiàn)問題的部位7.7.數(shù)據(jù)輸入輸出接口（數(shù)據(jù)輸入輸出接口（RS-232RS-232）不能夠正常工作不能夠正常工作原因： 1 1）系統(tǒng)的外部輸入輸出設(shè)備的設(shè)定錯誤或硬件出現(xiàn)了故）系統(tǒng)的外部輸入輸出設(shè)備的設(shè)定錯誤或硬件出現(xiàn)了故 障障 在進行通訊時，操作者首先確認(rèn)外部的通訊設(shè)備是否完好，電源是否正常， 2 2）參數(shù)設(shè)置的錯誤）參數(shù)設(shè)置的錯誤 通訊時需要將外部設(shè)備的參數(shù)與數(shù)控系統(tǒng)的參數(shù)相匹配，如波特率、停止位必須設(shè)成一致才能夠正常通訊。外部通訊端口必須于硬件相對應(yīng)。 3 3）通訊電纜出現(xiàn)問題）通訊電纜出現(xiàn)問題不同的數(shù)控系統(tǒng)，通訊電纜的管角定義可能不一致，如果管角焊接錯

18、誤或者是虛焊等，通訊將不能正常完成。另外通訊電纜不能夠過長，以免引起信號的衰減引起故障。8.8.系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定、調(diào)整錯誤引起的故障系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定、調(diào)整錯誤引起的故障 系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)定很重要，如果系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置錯誤，就會引發(fā)各種各樣的故障現(xiàn)象如： 系統(tǒng)不能正常啟動；不能正常運行；螺紋加工不能夠進行；系統(tǒng)顯示不正常；死機等。9.系統(tǒng)外部干擾引起的故障原因：3.1 數(shù)控系統(tǒng)、機床、車間等接地不良3.2 系統(tǒng)的連接電纜屏蔽層接地不良引起3.3 電纜的布置、安裝不合理3.4 系統(tǒng)各模塊的安裝、連接、固定的不可靠3.5 電纜過長，引起系統(tǒng)信號的衰減3.6 外部電源不穩(wěn)定，紋波過大 事例1： 故障現(xiàn)象： 一普通數(shù)控

19、教學(xué)車床，開機后系統(tǒng)顯示白屏，系統(tǒng)的菜單與字跡無法分辨。 故障分析：首先考慮是否將屏幕亮度調(diào)節(jié)按鈕調(diào)節(jié)的過于明亮，手動調(diào)節(jié)其按鈕，結(jié)果發(fā)現(xiàn)屏幕亮度雖然發(fā)生變化，但屏幕上的字跡還是無法分辨，排除不是亮度調(diào)節(jié)按鈕出現(xiàn)問題，進一步檢查，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)CMOS中的屏幕分辨率已被更改，造成系統(tǒng)顯示模糊，經(jīng)調(diào)整后，問題得到解決四四. .急停報警故障急停報警故障 數(shù)控裝置操作面板和手持單元上，均設(shè)有急停按鈕，用于當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)或數(shù)控機床出現(xiàn)緊急情況，需要使數(shù)控機床立即停止運動或切斷動力裝置（如伺服驅(qū)動器等）的主電源；當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)自動報警信息后，須按下急停按鈕。待查看報警信息并排除故障后，再松開急停按鈕，使系統(tǒng)復(fù)位并

20、恢復(fù)正常。該急停按鈕及相關(guān)電路所控制的中間繼電器（KA）的一個常開觸點應(yīng)該接入數(shù)控裝置的開關(guān)量輸入接口，以便為系統(tǒng)提供復(fù)位信號。1.機床一直處與急停狀態(tài)，不能復(fù)位原因：1）電氣方面的原因，下圖為一普通數(shù)控機床的整個電氣回路的接線圖，從圖上可以清晰的看出可以引起急?；芈凡婚]和的原因有：（1 1）急停回路斷路）急?；芈窋嗦罚? 2）限位開關(guān)損壞）限位開關(guān)損壞（3 3）急停按鈕損壞）急停按鈕損壞 4 17 E ES ST TO OP P3 3 E ES ST TO OP P2 2 數(shù)數(shù)控控系系統(tǒng)統(tǒng) 手持單元 XS8 4 17 急停按鈕 E ES ST TO OP P3 3 E ES ST TO OP

21、 P1 1 急停按鈕 3 16 O OT TB BS S2 2 O OT TB BS S1 1 超程解除按鈕 2 24 4V V 地地 + +2 24 4V V 軸1+超程限位開關(guān) 軸1-超程限位開關(guān) 軸2+超程限位開關(guān) 軸2-超程限位開關(guān) 軸3+超程限位開關(guān) 軸3-超程限位開關(guān) 軸4+超程限位開關(guān) 軸4-超程限位開關(guān) 圖中粗實線為急?；芈罚?xì)實線為超程解除回路； KA為中間繼電器，用于控制伺服、主軸等強電； 建議該繼電器的一個常開觸點進入PLC開關(guān)量輸入點，用于產(chǎn)生外部運行允許信號。 KA 2 2） 系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置錯誤，使系統(tǒng)信號不能正常輸入系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置錯誤，使系統(tǒng)信號不能正常輸入輸出或復(fù)位條

22、件不能滿足引起的急停故障；輸出或復(fù)位條件不能滿足引起的急停故障；PLC軟件未向系統(tǒng)發(fā)送復(fù)位信息。檢查KA中間繼電器；檢查PLC程序。 3 3） PLCPLC中規(guī)定的系統(tǒng)復(fù)位所需要完成的信息未滿中規(guī)定的系統(tǒng)復(fù)位所需要完成的信息未滿足要求。如伺服動力電源準(zhǔn)備好、主軸驅(qū)動準(zhǔn)備好等足要求。如伺服動力電源準(zhǔn)備好、主軸驅(qū)動準(zhǔn)備好等信息信息。 若使用伺服，伺服動力電源是否未準(zhǔn)備好：檢查電源模塊；檢查電源模塊接線；檢查伺服動力電源空氣開關(guān)。4 4） PLCPLC程序編寫錯誤程序編寫錯誤2.2.數(shù)控系統(tǒng)在自動運行的過程中，報跟蹤誤差過大引起數(shù)控系統(tǒng)在自動運行的過程中，報跟蹤誤差過大引起 的急停故障的急停故障 這

23、一類故障現(xiàn)象是屬于運動狀態(tài)問題，實際上是進給伺服系統(tǒng)位置環(huán)在運動中出現(xiàn)了問題。位置偏差過大是根據(jù)位置環(huán)中的位置偏差計數(shù)器輸出的，既由來自光電脈沖編碼器反饋的反應(yīng)工作臺實際運行距離的脈沖與來自數(shù)控系統(tǒng)所發(fā)的脈沖個數(shù)進行比較得出。這個偏差值的大小反映出數(shù)控系統(tǒng)要求某個軸運動的距離與軸實際移動的距離之間的差值，為使位置偏差不超出機床各軸要求的形狀為職公差，所以數(shù)控系統(tǒng)對這個偏差值的大小進行了設(shè)置規(guī)定，這個參數(shù)值的大小是可以更改的，如果參數(shù)丟失或者設(shè)置的數(shù)值過小，往往造成數(shù)控系統(tǒng)跟蹤誤差過大 其常見原因有如下幾點：其常見原因有如下幾點： 1.1.負(fù)載過大，如負(fù)載過大，或者夾具夾偏造成的摩擦力或阻負(fù)載過

24、大，如負(fù)載過大，或者夾具夾偏造成的摩擦力或阻力過大，從而造成加在伺服電動機的扭矩過大，使電動機造力過大，從而造成加在伺服電動機的扭矩過大，使電動機造成了丟步形成了跟蹤誤差過大。成了丟步形成了跟蹤誤差過大。 2.2.編碼器的反饋出現(xiàn)問題，如：編碼器的電纜是否出現(xiàn)了松編碼器的反饋出現(xiàn)問題，如：編碼器的電纜是否出現(xiàn)了松動，或者用示波器檢查編碼其所反饋回來的脈沖是否正常，動，或者用示波器檢查編碼其所反饋回來的脈沖是否正常， 3. 3.伺服驅(qū)動器報警或損壞，伺服驅(qū)動器報警或損壞， 4. 4.進給伺服驅(qū)動系統(tǒng)強電電壓不穩(wěn)或者是電源缺相引起，進給伺服驅(qū)動系統(tǒng)強電電壓不穩(wěn)或者是電源缺相引起， 3 3伺服單元報

25、警引起的急停伺服單元報警引起的急停 伺服單元如果報警或者出現(xiàn)故障，PLC檢測到后可以使整個系統(tǒng)處在急停狀態(tài)，直到將伺服部分的故障排除，系統(tǒng)才可以復(fù)位，如果是因為伺服驅(qū)動器報警而出現(xiàn)的急停，有些系統(tǒng)可以通過急停對整個系統(tǒng)進行復(fù)位，包括伺服驅(qū)動器，可以消除一般的報警。4 主軸單元報警引起的急停 主軸單元如果報警或者出現(xiàn)故障，PLC檢測到后可以使整個系統(tǒng)處在急停狀態(tài)，直到將主軸部分的故障排除，系統(tǒng)才可以復(fù)位，如果是因為主軸驅(qū)動器報警而出現(xiàn)的急停，有些系統(tǒng)可以通過急停對整個系統(tǒng)進行復(fù)位，包括伺服驅(qū)動器，可以消除一般的報警。常見原因：1）主軸空開跳閘2）主軸單元報警或主軸驅(qū)動器出錯， 五 手動操作類故障

26、分析與維修 1.手動運行機床，機床不動作 原因：1 1）機床鎖住按鈕損壞，使機床按鈕一直處在機床鎖住的狀態(tài)）機床鎖住按鈕損壞，使機床按鈕一直處在機床鎖住的狀態(tài) 數(shù)控機床機床如果機床鎖住按鈕被按下或者因為損壞而一直處于導(dǎo)通的狀態(tài)，機床各軸是不能夠運動的，在自動狀態(tài)下，系統(tǒng)可以向各個軸發(fā)運動指令，但軸不執(zhí)行，2 2）系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置錯誤錯誤）系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置錯誤錯誤 數(shù)控系統(tǒng)如果與軸相關(guān)的一些參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，可以造成軸運動不正常或不能夠運行， 3 3）系統(tǒng)）系統(tǒng)驅(qū)動程序沒有安裝或安裝不正確，驅(qū)動程序沒有安裝或安裝不正確， 某些數(shù)控系統(tǒng)在調(diào)試時必須按裝相應(yīng)的驅(qū)動程序才能夠運行，如果驅(qū)動程序沒有安裝或者安裝的不

27、正確，機床軸是不能夠正常運行的。4 4）軟極限超程或硬極限超程）軟極限超程或硬極限超程5 5）伺服驅(qū)動器報警或使能信號未到達）伺服驅(qū)動器報警或使能信號未到達6 6）倍率選者開關(guān)選者）倍率選者開關(guān)選者0 07 7）動按鈕損壞或接觸不良）動按鈕損壞或接觸不良2. 手搖無效原因：原因：1 1）機床鎖住按鈕損壞，使機床按鈕一直處在機床鎖住的）機床鎖住按鈕損壞，使機床按鈕一直處在機床鎖住的狀態(tài)狀態(tài)2 2）脈沖發(fā)生器壞）脈沖發(fā)生器壞3 3）伺服或主軸部分出現(xiàn)報警報警）伺服或主軸部分出現(xiàn)報警報警4 4）系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置不對）系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置不對5 5）手搖使能無效，或使能信號沒有接通）手搖使能無效，或使能信號沒有接

28、通 為了安全考慮，一些手搖設(shè)置了一個使能按鈕，當(dāng)使能按鈕被按下，系統(tǒng)檢測到這個信號以后，手搖所發(fā)的脈沖才能夠被系統(tǒng)接受，當(dāng)使能信號沒有接通或系統(tǒng)沒有檢測到，手搖既無效3.3.手動移動機床超程后無法解除手動移動機床超程后無法解除原因：原因：1 1） 機床超程信號接反或者是機床運動方向相反機床超程信號接反或者是機床運動方向相反 機床在運行時超程是經(jīng)常遇到的現(xiàn)象，在進行超程解除的時候有可能因為操作者的不熟練，將超程解除的方向弄反，某些數(shù)控系統(tǒng)廠家為了機床運行的安全性，在機床超程的時候設(shè)置了一些輸入信號，用來檢測數(shù)控機床的超程方向，如果檢測到數(shù)控機床超程后，機床只能夠向超程的相反方向運動，這樣能夠防止

29、機床繼續(xù)向超程的方向運動。但是如果機床的超程信號接反或者是機床的運動方向相反，機床超程就不能夠正常解除，解除方法： 將軸的運動方向更改，或者將超程信號進行互換，此故障現(xiàn)象即可排除2 2）PLCPLC的編寫錯誤的編寫錯誤3 3）參數(shù)設(shè)置錯誤）參數(shù)設(shè)置錯誤 4 4 系統(tǒng)控制亂套，系統(tǒng)控制亂套，M M、S S、T T指令有時執(zhí)行有時不能指令有時執(zhí)行有時不能夠執(zhí)行或者執(zhí)行的動作不正確。夠執(zhí)行或者執(zhí)行的動作不正確。 原因：原因： 1 1） 參數(shù)設(shè)置錯誤或者是丟失從而引起系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置錯誤或者是丟失從而引起系統(tǒng)的 控制紊亂?？刂莆蓙y。 2 2） 系統(tǒng)受到較強烈的干擾系統(tǒng)受到較強烈的干擾5 5 系統(tǒng)系統(tǒng)G0

30、0G00、G01G01、G02G02、G03G03指令均不能執(zhí)行指令均不能執(zhí)行原因：原因： 1 1）系統(tǒng)選擇了每轉(zhuǎn)進給，但是主軸未啟動）系統(tǒng)選擇了每轉(zhuǎn)進給，但是主軸未啟動 2 2）PLCPLC中已經(jīng)設(shè)定了主軸速度到達信號，但該中已經(jīng)設(shè)定了主軸速度到達信號，但該 信號沒有到達系統(tǒng)信號沒有到達系統(tǒng) 3 3） 軸的進給倍率選擇了零軸的進給倍率選擇了零6 6 機床油泵、冷卻泵沒有啟動或啟動后沒有機床油泵、冷卻泵沒有啟動或啟動后沒有油、冷卻液輸出油、冷卻液輸出原因： 1 1） 輸入輸入/ /輸出板或回路出現(xiàn)故障輸出板或回路出現(xiàn)故障 2 2） 電機電源相序不正確電機電源相序不正確 如果油泵、冷卻泵直接使用

31、的是普通三相交流電機，有可能是因為電機電源進線相序搞反，造成電機的反轉(zhuǎn)，致使油或冷卻液不能夠正常輸出。 按機床檢測元件檢測原點信號方式的不同，返回機床參考點的方法有兩種，即柵點法柵點法和磁開關(guān)法磁開關(guān)法。 在柵點法中，檢測器隨著電機一轉(zhuǎn)信號同時產(chǎn)生一個柵點或一個零位脈沖，在機械本體上安裝一個減速擋塊及一個減速開關(guān)，當(dāng)減速撞塊壓下減速開關(guān)時，伺服電機減速到接近原點速度運行。當(dāng)減速撞塊離開減速開關(guān)時，即釋放開關(guān)后，數(shù)控系統(tǒng)檢測到的第一個柵點或零位信號即為原點。 在磁開關(guān)法中，在機械本體上安裝磁鐵及磁感應(yīng)原點開關(guān)或者接近開關(guān)，當(dāng)磁感應(yīng)開關(guān)或接近開關(guān)檢測到原點信號后，伺服電機立即停止運行，該停止點被認(rèn)

32、作原點六 參考點編碼器類編碼器類類故障分析與維修常見故障：常見故障：1.1.系統(tǒng)開機回不了參考點、回參考點不到位、找不到系統(tǒng)開機回不了參考點、回參考點不到位、找不到零點或回參考點時超程零點或回參考點時超程原因：原因：原因：1 1）回參考點位置調(diào)整不當(dāng)引起的故障，減速擋塊距離限位開）回參考點位置調(diào)整不當(dāng)引起的故障，減速擋塊距離限位開關(guān)行程過短關(guān)行程過短2 2）零脈沖不良引起的故障，回零時找不到零脈沖）零脈沖不良引起的故障，回零時找不到零脈沖3 3）減速開關(guān)損壞或者短路）減速開關(guān)損壞或者短路4 4）數(shù)控系統(tǒng)控制檢測放大的線路板出錯）數(shù)控系統(tǒng)控制檢測放大的線路板出錯5 5）導(dǎo)軌平行）導(dǎo)軌平行/ /導(dǎo)

33、軌與壓板面平行導(dǎo)軌與壓板面平行/ /導(dǎo)軌與絲杠的平行度超差導(dǎo)軌與絲杠的平行度超差6 6）當(dāng)采用全閉環(huán)控制時光柵尺進了油污）當(dāng)采用全閉環(huán)控制時光柵尺進了油污2.2.機床回原點后原點漂移或參考點發(fā)生整螺距偏移的故障1） 參考點減速信號不良引起的故障2）減速擋塊固定不良引起尋找零脈沖的初始點 發(fā)生了漂移3）零脈沖不良引起4）減速擋塊安裝位置不合理，使減速信號與零 脈沖信號相隔距離過近5 5）機械安裝不到位）機械安裝不到位 3.3.攻絲時或車螺紋時出現(xiàn)亂扣攻絲時或車螺紋時出現(xiàn)亂扣 1） 零脈沖不良引起的故障，2） 時鐘不同步出現(xiàn)的故障，3） 主軸部分沒有調(diào)試好，如主軸轉(zhuǎn)速不 穩(wěn)，跳動過大或因為主軸過載

34、能力太 差，加工時因受力使主軸轉(zhuǎn)速發(fā)生太 大的變化4 4 回參考點的位置隨機性變化回參考點的位置隨機性變化 原因：原因：1 1）干擾）干擾2 2）編碼器的供電電壓過低）編碼器的供電電壓過低 3 3）電機與絲杠的聯(lián)軸節(jié)松動）電機與絲杠的聯(lián)軸節(jié)松動 4 4）電動機扭矩過低或由于伺服調(diào)節(jié)不良，）電動機扭矩過低或由于伺服調(diào)節(jié)不良， 引起跟蹤誤差過大引起跟蹤誤差過大 5 5） 零脈沖不良引起的故障零脈沖不良引起的故障5.5.主軸定向不能夠完成，不能夠進行主軸定向不能夠完成，不能夠進行鏜孔，換刀等動作鏜孔，換刀等動作原因：原因：1 1）脈沖編碼器出現(xiàn)問題）脈沖編碼器出現(xiàn)問題2 2）機械部分出現(xiàn)問題）機械部

35、分出現(xiàn)問題3 3）PLCPLC調(diào)試不良，定向過程沒有處理好調(diào)試不良，定向過程沒有處理好 事例1： 故障現(xiàn)象： 一臺數(shù)控車床，X、Z軸使用半閉環(huán)控制，在用戶中運行半年后發(fā)現(xiàn)Z軸每次回參考點，總有2、3mm的誤差，而且誤差沒有規(guī)律。 故障分析：調(diào)整控制系統(tǒng)參數(shù)后現(xiàn)象仍沒消失，更換伺服電機后現(xiàn)象依然存在，后來仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)是絲杠末端沒有備緊，經(jīng)過螺母備緊后現(xiàn)象消失 數(shù)控機床在出廠前，已將所用的系統(tǒng)參數(shù)進行了調(diào)試優(yōu)化，但有的數(shù)控系統(tǒng)還有一部分參數(shù)需要到用戶那里去調(diào)試，如果參數(shù)設(shè)置不對或者沒有調(diào)試好，就有可能引起各種各樣的故障現(xiàn)象，直接影響到機床的正常工作和性能的充分發(fā)揮。在數(shù)控維修的過程中，有時也利用參

36、數(shù)來調(diào)試機床的某些功能，而且有些參數(shù)需要根據(jù)機床的運動狀態(tài)來進行調(diào)整。七 參數(shù)設(shè)定錯誤引起的故障1.1.數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)丟失數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)丟失原因：原因：1 1）數(shù)控系統(tǒng)的后備電池失效）數(shù)控系統(tǒng)的后備電池失效 后備電池的失效將導(dǎo)致全部參數(shù)的丟失，機床長時間停用最容易出現(xiàn)后備電池失效的現(xiàn)象，機床長時間停用時應(yīng)定期為機床通電，使機床空運行一段時間，這樣不但有利于后備電池的使用時間延長和及時發(fā)現(xiàn)后備電池是否無效，更重要的是可以延長整個數(shù)控系統(tǒng)包括機械部分的使用壽命。2 2）操作者的誤操作使參數(shù)丟失或者受到破壞）操作者的誤操作使參數(shù)丟失或者受到破壞這種現(xiàn)象在初次接觸數(shù)控機床的操作者中經(jīng)常遇，由于誤操作，有的

37、將全部參數(shù)進行清除，有的將個別參數(shù)被更改，有的將系統(tǒng)中處理參數(shù)的一些文件不小心進行了刪除。從而造成了系統(tǒng)參數(shù)的丟失。3 3）機床在）機床在DNADNA方式下加工工件或者在進行數(shù)據(jù)傳輸方式下加工工件或者在進行數(shù)據(jù)傳輸時電網(wǎng)突然停電時電網(wǎng)突然停電常見故障：常見故障：1. 系統(tǒng)不能正常啟動；2. 不能正常運行；3. 機床運行時經(jīng)常報跟蹤誤差；4. 回零方向反5. 運行程序不正常6. 螺紋加工不能夠進行；7. 系統(tǒng)顯示不正常；8. 死機八八 刀架、刀庫及換刀常見故障刀架、刀庫及換刀常見故障普通車床刀架常見故障：普通車床刀架常見故障：1. 換刀時刀架不轉(zhuǎn)換刀時刀架不轉(zhuǎn) 原因： 1）電源相序接反（使電機正

38、反轉(zhuǎn)相反）或電源缺相 因為普通經(jīng)濟型車床所使用的刀架是通過刀架電機的正反轉(zhuǎn)來進行選刀,并進行鎖緊等動作,一般的工作順序是刀架首先正轉(zhuǎn)進行選澤刀具,刀具選者到位后,電機再進行反轉(zhuǎn),把所選擇的刀具進行瑣緊.整個換刀過程才結(jié)束,如果刀架電機電源的相序接反或者是所發(fā)出的正反轉(zhuǎn)信號相反,那么數(shù)控系統(tǒng)選擇刀具時所發(fā)出的刀架電機正轉(zhuǎn)信號,刀架電機此時的運動狀態(tài)恰好是反轉(zhuǎn)鎖緊,所以刀架電機就會靜止不動,一直處在鎖緊狀態(tài).此時將刀架電機的電源線任換兩相,或者是將PLC的刀架輸出信號相互調(diào)節(jié)一下,故障即可以消除. 2）PLC程序出錯，換刀信號沒有發(fā)出。2 換刀時刀架一直旋轉(zhuǎn)換刀時刀架一直旋轉(zhuǎn) 原因： 1）刀位信號

39、沒有到達 2）I/O輸入輸出板出錯3 刀架不能鎖緊刀架不能鎖緊 1）刀架反轉(zhuǎn)信號沒有輸出 2） 刀架鎖緊時間過短 3） 機械故障 4 加工中心刀庫換刀動作不能夠完成加工中心刀庫換刀動作不能夠完成 原因： 1) 松刀感應(yīng)感應(yīng)開關(guān)或電磁閥損壞或失靈 2）壓力不足 3）液壓系統(tǒng)出現(xiàn)問題，液壓缸因液壓系統(tǒng)壓 力不足或漏油而不動作，或行程不到位 4）PLC調(diào)試出錯，換刀條件不能滿足 5）主軸系統(tǒng)出錯 5 自動換刀時刀鏈運轉(zhuǎn)不到位：自動換刀時刀鏈運轉(zhuǎn)不到位： 原因： 1） 液壓系統(tǒng)出現(xiàn)問題，油路不暢通或液壓閥出現(xiàn)問題 2） 液壓馬達出現(xiàn)故障 3） 刀庫負(fù)載過重，或者有阻滯的現(xiàn)象 4） 潤滑不良 6.6.加

40、工中心刀庫換刀動作不能夠完成加工中心刀庫換刀動作不能夠完成原因：原因：1) 1) 松刀感應(yīng)感應(yīng)開關(guān)或電磁閥損壞或失靈松刀感應(yīng)感應(yīng)開關(guān)或電磁閥損壞或失靈2 2）壓力不足）壓力不足, ,液壓系統(tǒng)出現(xiàn)問題，液壓缸因液壓系統(tǒng)壓液壓系統(tǒng)出現(xiàn)問題，液壓缸因液壓系統(tǒng)壓 力不足或漏油而不動作，或行程不到位力不足或漏油而不動作，或行程不到位3 3）PLCPLC調(diào)試出錯，換刀條件不能滿足調(diào)試出錯，換刀條件不能滿足4 4）主軸系統(tǒng)出錯）主軸系統(tǒng)出錯7.7.主軸刀柄取不下刀主軸刀柄取不下刀原因：原因： 1） 松刀力不夠， 2） 氣液壓伐或松拉力氣缸損壞 3） 拉桿行程不夠或拉桿位置變動 4） 7：24錐為自鎖與非自鎖

41、的臨界點8. 8. 主軸不能拉上刀柄主軸不能拉上刀柄 1） 拉桿行程不夠 2） 松刀接近開關(guān)位置變動 3） 拉桿頭部損壞 4） 閥未動作、卡死或者未上電 5） 拉釘未擰緊或者型號選擇不正確 事例1： 一臺車削中心，工作時CRT顯示報警“未抓起工件報警”。但實際上抓工件的機械手已將工件抓起，卻顯示機械手未抓起工件報警。查閱PLC圖，此故障是測量感應(yīng)開關(guān)發(fā)出的。經(jīng)查機械手部位，機械手工作行程不到位，未完全壓下感應(yīng)開關(guān)引起的。隨后調(diào)整機械手的夾緊力，此故障排除。九九 數(shù)控加工類故障數(shù)控加工類故障 1.1.加工尺寸或精度誤差過大：加工尺寸或精度誤差過大：誤差故障的現(xiàn)象較多，在各種設(shè)備上出現(xiàn)時的表現(xiàn)不一

42、。如數(shù)控車床在直徑方向出現(xiàn)時大時小的現(xiàn)象較多。在加工中心上垂直軸出現(xiàn)誤差的情況較多，常見的是尺寸向下逐漸增大，但也有尺寸向上增大的現(xiàn)象，在水平軸上也經(jīng)常會有一些較小誤差的故障出現(xiàn)，有些經(jīng)常變化，時好時壞使零件的尺寸難以控制。造成數(shù)控機床中誤差故障但又無報警的情況，主要有幾種情況： 原因：原因：1 1） 機床幾何誤差太大，機床機械精度達不機床幾何誤差太大，機床機械精度達不到要求到要求。2 2） 機床的數(shù)控系統(tǒng)較簡單，在系統(tǒng)中對誤機床的數(shù)控系統(tǒng)較簡單，在系統(tǒng)中對誤差沒有設(shè)置檢測，因此在機床出現(xiàn)故障時差沒有設(shè)置檢測，因此在機床出現(xiàn)故障時不能有報警顯示。不能有報警顯示。3 3） 機床中出現(xiàn)的誤差情況不

43、在設(shè)計時預(yù)測機床中出現(xiàn)的誤差情況不在設(shè)計時預(yù)測的范圍內(nèi)，因此當(dāng)出現(xiàn)誤差時檢測不到，的范圍內(nèi)，因此當(dāng)出現(xiàn)誤差時檢測不到，由于大多數(shù)的數(shù)控機床使用的是半閉環(huán)系統(tǒng)，因此不能檢測到機床的實際位置。 4 4） 絲杠與電機的聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)對故障發(fā)生的頻率絲杠與電機的聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)對故障發(fā)生的頻率和可能性不同，出現(xiàn)故障后現(xiàn)象也不同，有些尺和可能性不同，出現(xiàn)故障后現(xiàn)象也不同，有些尺寸只會向負(fù)方向增加，但有些正負(fù)方向變化的可寸只會向負(fù)方向增加，但有些正負(fù)方向變化的可能彈性聯(lián)接的基本上是負(fù)向增加的多，而中間使能彈性聯(lián)接的基本上是負(fù)向增加的多，而中間使用鍵聯(lián)接的兩種故障均會發(fā)生。用鍵聯(lián)接的兩種故障均會發(fā)生。 5 5）機床的

44、電氣系統(tǒng)中回零不當(dāng)，回零點不能）機床的電氣系統(tǒng)中回零不當(dāng)，回零點不能保證一致，該種故障出現(xiàn)的誤差一般較小。除保證一致，該種故障出現(xiàn)的誤差一般較小。除了一般的因減速開關(guān)不良造成故障外，回零時了一般的因減速開關(guān)不良造成故障外，回零時的減速距離太短也會使零點偏離。在有些系統(tǒng)的減速距離太短也會使零點偏離。在有些系統(tǒng)中的監(jiān)控頁面中有中的監(jiān)控頁面中有“刪格量刪格量”一項，記錄并經(jīng)一項，記錄并經(jīng)常核對可及時發(fā)現(xiàn)問題。常核對可及時發(fā)現(xiàn)問題。 6 6）機床運動時由于超調(diào)引起加工精度和加工尺）機床運動時由于超調(diào)引起加工精度和加工尺寸誤差過大寸誤差過大, 如果加減速時間常數(shù)調(diào)節(jié)的過小,電機電流已經(jīng)形成飽和,引起伺服運動的超調(diào),可以引起系統(tǒng)的加工精度與加工尺寸,這時可以通過調(diào)節(jié)伺服驅(qū)動器的參數(shù)來改善軸的運動性