數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修基本概念

第一 數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修基本概1－11、數(shù)控技術(shù)---2、計(jì)算機(jī)數(shù)控---3、加工中心---MC（1，輸入/2、NC、CNC、SV、PLCSV---伺服驅(qū)動(dòng)（ServoDrive）JIS標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的術(shù)語，它是“以物體位置、方向、狀態(tài)等作為控制量，追蹤目標(biāo)值的任意變化的控制機(jī)構(gòu)”。作用：一是使坐標(biāo)軸按照數(shù)控裝置給定的速度運(yùn)行；二是使坐標(biāo)軸按 1輸入/輸出裝置、數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動(dòng)和反饋裝置、輔助控制裝置以及機(jī)床本體。2軸分配的脈沖運(yùn)動(dòng)。由此可見：1只要數(shù)控機(jī)床的最小移動(dòng)量（脈沖當(dāng)量）足夠小，所用的擬合折線就可以等效代替理論曲線；2只要改變坐標(biāo)軸的脈沖分配方式，即可改變擬合折線的形狀，從而達(dá)到改變加工軌跡的目的；3只要改變分配脈沖的頻率，即可改變坐標(biāo)軸（刀具）的運(yùn)動(dòng)速度。GSK980T4臺(tái)、FANUC2臺(tái)、SIEMENS111臺(tái)、加工中1臺(tái)、GSK980TD4套。1-2數(shù)控機(jī)床的故障類型與主要故障1☆三漏”現(xiàn)象發(fā)生可減少主機(jī)部分故障。2）電氣控制系統(tǒng)故障---“弱電”、“強(qiáng)電”“弱電”指控制系統(tǒng)中以電子元器件、集成電路為主CNC、PLC、DICRT以及伺服驅(qū)動(dòng)單元、輸入/“強(qiáng)電”機(jī)、電磁鐵、行程開關(guān)等電氣元器件及其所組成的控制回路。發(fā)生幾率要大于“弱電”23A、指示燈顯示報(bào)警---指通過控制系統(tǒng)各單元上的狀態(tài)指示燈（LED或小型指示燈組成顯示報(bào)警；4險(xiǎn)的情況下方可通電，通電后再觀察系統(tǒng)有何異常，CRT顯示的報(bào)警內(nèi)容是什么等。CNC部分，而是要對(duì)機(jī)床強(qiáng)電、機(jī)械、液壓、氣動(dòng)等方面都作詳細(xì)的直觀法。這是一種最基本、最簡(jiǎn)單的方法。維修人員通過對(duì)故障發(fā)生時(shí)產(chǎn)生的各種光、聲、味等異?，F(xiàn)象的觀察、檢查，可將故障縮小到某個(gè)模塊，甚至一塊印制電路板但是．它要求維修人員具有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)．以及綜合判斷能力。CNCCPU板時(shí)，通常還要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行某些特定的操作，如存儲(chǔ)器的初始化操作等通過測(cè)量比較法，有時(shí)還可以糾正他人在印制電路板上的調(diào)整、設(shè)定不當(dāng)而造成的“故障”RCCNC伺服電動(dòng)機(jī)的三相電樞線采用屏蔽線（SIEMENS驅(qū)動(dòng)常用）20cm。四、CNC的故障自診斷1、開機(jī)自診斷---數(shù)控系統(tǒng)通電時(shí)，由系統(tǒng)內(nèi)部診斷程序自動(dòng)執(zhí)行診斷，它類似于計(jì)算機(jī)的開機(jī)自診斷；對(duì)RAM、ROMLSI等進(jìn)行診斷。9---CPU6---BAC（總線隨機(jī)控制）芯片進(jìn)行初始化；此時(shí)，若顯示變?yōu)锳CRT之間的傳輸出cJPLC或接口轉(zhuǎn)換電路不良等等；5---MDI4---CRT3---CRTLPLC的控制軟件存在問0，表示系統(tǒng)未能通過初始化，控制軟件存在問題；2---1---EROMCNC控制軟件有故障；2、在線控制---CNC內(nèi)部程序監(jiān)控與通過外部設(shè)備監(jiān)控；數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部程序監(jiān)控包括：接口信號(hào)顯示---CNCPLC、CNCA、造成循環(huán)指令（加工程序）CNC系統(tǒng)是否處于“到位檢查”中；是否處于“螺紋切削時(shí)，是否處于等待“1轉(zhuǎn)信號(hào)”0%，等等；C、TH報(bào)警狀態(tài)顯示；它可以顯示出報(bào)警時(shí)的紙帶錯(cuò)誤孔的位置；3）故障信息顯示---一般以“報(bào)警顯示”CRT上進(jìn)行顯示；3、脫機(jī)測(cè)試---1234

第二 數(shù)控機(jī)床的維修與管56712、數(shù)控系統(tǒng)的操作、編程說明書（或使用手冊(cè)3、PLC4567、PLC891電阻：200~200M歐，2000.1歐電容：2nF~20nF，2nF1PF10~100MHZ的雙通道示波器；用于測(cè)量三相電源的相序；5）2電烙鐵---30W吸錫鐵---旋具類---鉗類工具---扳手類---其它---32－2121）3MDI41系統(tǒng)的工件坐標(biāo)系位置，“零點(diǎn)偏移量”2、機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)情況檢查（略第三 數(shù)控機(jī)床機(jī)械故障診3－11/3；雙推-雙推-雙推-三、靜壓蝸桿-

例1、FANUC 0M系統(tǒng)數(shù)控銑床，Y軸移動(dòng)中的位置偏差量大于設(shè)定值而報(bào)警；2Z軸方向加工尺寸不穩(wěn)定，尺寸超差無規(guī)則，不報(bào)警；分析：Z6只緊定螺釘都出現(xiàn)松動(dòng)；3Y軸方向的實(shí)際尺寸與程序編制的理論數(shù)據(jù)存在不規(guī)則的偏差；YY軸方將一個(gè)千分表座吸在橫梁上，表頭找正主軸Y運(yùn)動(dòng)的負(fù)方向，并使表頭壓縮到μm左右，然后把表頭復(fù)位到零； 將機(jī)床操作面板上的工作方式開關(guān)置于增量方式（INC）的“×10”檔，軸選擇開關(guān)置于Y軸檔，按負(fù)方向進(jìn)給鍵觀察千分表讀數(shù)的變化理論上應(yīng)該每按一下千分表讀數(shù)增加10經(jīng)測(cè)量Y軸正負(fù)方向的增量運(yùn)動(dòng)都存在不規(guī)則的偏差； 找一粒滾珠置于滾珠絲杠的端部中心，用千分表的表頭頂住滾珠，將機(jī)床操作面板上的工作方式開關(guān)置于手動(dòng)方式按正負(fù)方向的進(jìn)給鍵主軸箱沿Y軸正負(fù)方向連續(xù)運(yùn)動(dòng)，觀察千分表讀數(shù)無明顯變化，故排除滾珠絲杠軸向竄動(dòng)的可能； 檢查與Y軸伺服電動(dòng)機(jī)和滾動(dòng)絲杠聯(lián)接的同步齒形帶輪發(fā)現(xiàn)與伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸連接的帶輪錐套有松動(dòng)使得進(jìn)給傳動(dòng)與伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)不同步由于在運(yùn)動(dòng)中松動(dòng)是不規(guī)則的，從而造成位置偏差的不規(guī)則，最終使零件加工尺寸出現(xiàn)不規(guī)則的偏差例4、TH6380臥式加工中心，啟動(dòng)液壓后，手動(dòng)運(yùn)行Y軸時(shí)，液壓自動(dòng)中斷，CRT顯示報(bào)警，驅(qū)動(dòng)失效，其它軸正常；軸承---YY軸絲杠，發(fā)現(xiàn)絲杠上下竄動(dòng)；拆開滾珠絲121、X0.03mm的塞尺不得塞入,然后鎖緊防松螺釘.故障排除。X軸方向移動(dòng)過3-212345678123、泵體與泵蓋的兩側(cè)沒有加紙墊；泵體與泵蓋不垂直密封；旋轉(zhuǎn)時(shí)吸入空氣：泵體與泵蓋間加入紙墊；泵0.005mm456320#20#10～50攝氏度45612350.02mm123411、Y231290%3416MPa以下。1234（2）1230.03/100mm或更換活塞4第三 數(shù)控機(jī)床的電氣故障分4－1DZ5-204－24－34－4（a）RS1A系列瓷插式熔斷器；（b）RL1系列螺旋式熔斷器（c）2000C～3000C。當(dāng)發(fā)生短路或嚴(yán)重過載時(shí)，熔體因溫度4－5（a）外形及結(jié)構(gòu)；（b）圖4－6接觸器的符 圖4－7交流接觸器的外形及結(jié)構(gòu)示意4－8（a）JZ7型系列中間繼電器外形和結(jié)構(gòu)（b）4－9圖4－10JS7－A系列時(shí)間繼電 2觸點(diǎn)接觸不良——欠壓脫扣器不能分?jǐn)唷穳簲嗦菲鳒厣^大（過熱報(bào)警主觸點(diǎn)不恢復(fù)彈簧鐵心機(jī)械銹住或卡斷線、線圈額定電壓高于電鐵心極面有油污、塵?；驓饩€圈斷電而鐵心不恢復(fù)彈簧脫落或位工作氣隙減小導(dǎo)致使用超過主觸頭不回路電壓觸頭彈簧熔焊、燒結(jié)、金屬負(fù)載側(cè)短頻率過高或長(zhǎng)期過電磁鐵噪觸頭彈簧鐵心機(jī)械銹住或卡接線點(diǎn)接鐵心短路電磨損、線圈過熱過高或過操作頻率（RC太小延時(shí)時(shí)間變長(zhǎng)（RC太大也考慮“軸不能啟動(dòng)”圖4－11電磁制動(dòng)控制線 圖4－12電磁抱閘的結(jié)123423

機(jī)床電路的主要故障及成因（略4－416132980T+DA9826140928TC+DF33980T+DA98M、S、T分析：主板（T1，找到相應(yīng)的引腳端口，刀架正轉(zhuǎn)信號(hào)線+24V、TL+，用萬用表測(cè)量此兩腳，看M3，找到對(duì)應(yīng)的引腳+24V，用萬用表檢測(cè)兩個(gè)腳，看輸出是否正常，+24V是一致的，只閘---過流過熱就會(huì)跳閘）→變壓器（輸出電壓是否正常---0V~110VS、M、T）分析：參數(shù)（09號(hào)參數(shù)高低電平引起的）→電源盒（4個(gè)電壓：+5V、+12V、-12V、+24V，測(cè)量；DF3步進(jìn)，無功放；換信號(hào)線看主板是否有問題→若有相線斷開則無功放→電機(jī)插頭，看是否短路，X軸向易進(jìn)水（冷卻液，工廠出現(xiàn)比較多，可能出現(xiàn)多種報(bào)6616i，980T+DA980.1mm1~2mm，或更高，是電氣問題；；（拆下電機(jī)，作一個(gè)記號(hào)，編程，G06mX0，Z01000，最大10~20分鐘，看是否有事故發(fā)生，一般事故都是失步）→主板（換好再試，要把參數(shù)先記下：1~20、34、3572、76、78、79、82~85）→驅(qū)動(dòng)（更換。（1）軸不能正轉(zhuǎn)；（3）開機(jī)后，M3、M4、M8均無動(dòng)作。18故障（3）為系統(tǒng)輸出+24V斷路。

第五 數(shù)控伺服系統(tǒng)故障診5－1所示。其工作過程如下：CNC12比較后產(chǎn)生轉(zhuǎn)速誤差信號(hào)，這一轉(zhuǎn)速誤差經(jīng)比例3放大后，作為轉(zhuǎn)矩給定指令電壓輸出。817輸出的速度反饋脈沖進(jìn)行運(yùn)算。同時(shí)，預(yù)先存儲(chǔ)在微處ROMDA10DA9。DADA勵(lì)磁強(qiáng)化回路用于控制增加定子電流11處理后，形成定子電流的幅值給定。5－1U、Vsinθ和sin（θ－1200）UV12UVPWM14，變成固定頻率的脈寬調(diào)制信號(hào)，其中，WIU、IV兩信號(hào)合成產(chǎn)生。PWM15數(shù)控機(jī)床所采用的伺服進(jìn)給系統(tǒng)按控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可以分為開環(huán)控制、閉環(huán)控制、半閉環(huán)控制以及混合控4種。3CRT或操作面板上顯示報(bào)警內(nèi)容或報(bào)警信息；二是CRT上當(dāng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的負(fù)載過大，頻繁正、反向運(yùn)動(dòng)以及進(jìn)給傳動(dòng)鏈潤(rùn)滑狀態(tài)不良時(shí)，均會(huì)引起過載報(bào)警。一般會(huì)CRT上顯示伺服電動(dòng)機(jī)過載、過熱或過流等報(bào)警信息，同時(shí)，在強(qiáng)電樞中的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元上，用指示燈或數(shù)碼管提示驅(qū)動(dòng)單元過載、過電流等信息。DC＋24V繼電器線圈電壓。檢查CRTI/OPLC15－22、PWM時(shí)仍能穩(wěn)定工作；電動(dòng)機(jī)損耗、發(fā)熱??；PWM速度控制系統(tǒng)的系統(tǒng)響應(yīng)快；動(dòng)態(tài)性能好；127236109，取下編碼器；（取編碼器的專用工具V、W相（B、C腳）UC1、C2、C4、C8（編碼器插頭C、P、L、M腳）同時(shí)為“1”，使轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)信號(hào)和電動(dòng)機(jī)實(shí)際位置一致；DA98全數(shù)字式系統(tǒng)交流伺服系統(tǒng)1、優(yōu)點(diǎn)：1）5—125SON（伺服常見報(bào)警參數(shù)分析（報(bào)警處理方法加/增大加減速時(shí)111U、V、W2121212、增加加/減速412341220mS121U、V、W212121212451U、V、W1212、增加加/減速412412、增加加/減速31、U、V、W2124位置檢測(cè)裝置故障診斷（略5－41、G-CNC6135GSK-980T/980TD車床，開機(jī)運(yùn)行后，XZ軸，發(fā)現(xiàn)在較小范圍內(nèi)，ZZ軸，系統(tǒng)出現(xiàn)伺服報(bào)警且電動(dòng)機(jī)發(fā)熱。11Z軸可以少量移動(dòng)運(yùn)動(dòng)，不久溫度迅速上升，Z軸伺服電動(dòng)機(jī)帶有制動(dòng)器，開機(jī)后測(cè)量制動(dòng)器的輸入電壓正常，在系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)器關(guān)機(jī)的情況下，Z軸，發(fā)現(xiàn)制動(dòng)器已經(jīng)松開，手動(dòng)轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)軸平穩(wěn)、輕松，證明制ZX軸電動(dòng)機(jī)在機(jī)床側(cè)進(jìn)X、YX軸驅(qū)動(dòng)Z軸伺服電動(dòng)機(jī)連接，ZXX軸，Z2ZX3）ZXZ軸伺服電動(dòng)機(jī)的電纜線連接引起的。3L/M/N端子A/B/C連接端一一對(duì)應(yīng)，相序存在錯(cuò)誤；重新連接后，故障消失，Z軸可以正常工作。5個(gè)小時(shí)后，Z軸出現(xiàn)劇烈振蕩，CNC報(bào)警，機(jī)床Z軸，在所有速度范圍內(nèi)，都發(fā)生劇烈振蕩。但是，1X、ZFANUC5、10ACFANUC8SAC主軸驅(qū)動(dòng)，機(jī)床帶液Z軸伺服電動(dòng)機(jī)和滾珠絲杠之Z軸無載荷的情況下，運(yùn)行加工程序，以區(qū)分機(jī)械、電氣故障。經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：故障仍然存在，CNC、伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電動(dòng)機(jī)等三大部分，為了進(jìn)一步分清原因，維CNCXZ軸的速度給定和位置反饋互換（CNCM6M8、M7M9互換），即：X軸（Z軸伺服及電動(dòng)機(jī)）Z軸伺服驅(qū)動(dòng)或伺服電動(dòng)機(jī)上。X、ZACPCB板型號(hào)和規(guī)格相同，為了進(jìn)一步縮小X軸工作仍然正常，Z軸故障現(xiàn)象不變。AC5－14所示。5－14NFB1為進(jìn)線斷路器，MCC為伺服主接觸器，ZNR為進(jìn)線過電壓抑制器。VA～VF為直流整流電路，TA～TFPWM逆變主回路。C1、C2、C3、R1為濾波電路，V1、V2、R2、T1為直流母線電壓控制回路。R3為直流母線電流檢測(cè)電阻，R4、R5為伺服電動(dòng)機(jī)相電流檢測(cè)電路，R6～R8為伺服電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)電阻。VA～VFU1200V時(shí)，A、BUAB=1.35×U1=際測(cè)量（CN35CN41腳間），VA～VF無故障。V1、V2、T1、R2、R3C、DA、B間的V相。U相的逆變晶體管（TA、TB）V相的逆變晶體管（TC、TD）作互換，但故23V相絕緣電阻在故障時(shí)變小，當(dāng)放置較長(zhǎng)時(shí)間后，又恢復(fù)正常。為此，維修時(shí)按以下步驟拆開了伺服電動(dòng)機(jī)（6-15）。6109，取下編碼器。注意：由于實(shí)際編碼器和電動(dòng)機(jī)軸之間是錐度嚙合，聯(lián)接較緊，875－151－電樞線插座2－連接線3－轉(zhuǎn)子4－外殼5－繞組6－后蓋聯(lián)接螺釘7－安裝座聯(lián)接螺釘8－安裝座聯(lián)接螺釘9－編碼器固定螺釘10－編碼器聯(lián)接螺釘11－后蓋1213－編碼器電纜14－編碼器電纜線15－編碼器插座6-15710，使編碼V、W相（B、C腳）U相（A腳）和直流調(diào)壓器的“+”端相聯(lián)，V、W和直流調(diào)壓器的“-”端相聯(lián)（16a），編碼器加入+5V電源（J、N腳間）流不可以太大，只要保證電動(dòng)機(jī)能進(jìn)行定位即可（3～5A）。C、P、L、M腳）同時(shí)為“1”，使轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)信號(hào)和電動(dòng)機(jī)實(shí)際位置一致。

5－163、GSK980M數(shù)控磨床，在自動(dòng)加工中，CNCALM33報(bào)警（Z軸指令速度最大Z軸運(yùn)動(dòng)速度，報(bào)警仍然出現(xiàn)；進(jìn)一步測(cè)量電動(dòng)機(jī)三例4、某采用FANUC 0T數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控車床，開機(jī)時(shí)全部動(dòng)作正常，伺服進(jìn)給系統(tǒng)高速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、低速，Z床無法正常工作。這時(shí)，即使關(guān)機(jī)再起動(dòng)，只要手動(dòng)或自動(dòng)移動(dòng)Z軸，在所有速度范圍內(nèi)，都發(fā)生劇烈震蕩。，CRT7FANUC11ME系統(tǒng)的加工中心，在長(zhǎng)期使用后，X軸作正向運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)生振動(dòng)。例9、配套FANUC PM0系統(tǒng)的數(shù)控車床，在加工過程中，不定期的出現(xiàn)“伺服驅(qū)動(dòng)器的準(zhǔn)備好信號(hào)報(bào)警”10FANUC0I系統(tǒng)的立式數(shù)控銑床，在加工過程中忽然出現(xiàn)移動(dòng)過程中位置偏差過大及數(shù)字伺11、某數(shù)控車床，X軸運(yùn)動(dòng)時(shí)出現(xiàn)伺服驅(qū)動(dòng)器的“準(zhǔn)備好”信號(hào)斷開報(bào)警。例12、某配套FANUC0M二手?jǐn)?shù)控銑床，采用FANUC S系列三軸一體伺服驅(qū)動(dòng)器，