数控机床典型故障分析与维修毕业论文.docx

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1、数控机床典型故障分析与维修毕业论文目录前言1第一章、数控机床简介21.1 、数控机床的概念21.2 、数控机床的组成21.3 、数控机床的特点31.4 、数控机床使用中应注意的事项4第二章、 机床故障诊断与排除的基本要求42.1 、故障的基本概念42.2 、故障的分类52.3 、故障检查方法52.4 、数控系统的可靠性8第三章、数控机床维修的基本要求和基本步骤93.1 、维修的基本要求93.2 、数控机床维修的基本步骤13第四章、数控机床典型故障分析与维修174.1 、数控机床常见故障诊断及维修实例174.2 、数控机床无法回参考点故障诊断分析及维修19结论25谢辞26WORD 版本 .参 考

2、 文 献27摘要数控机床是一种价格昂贵的精密设备，在日常工作中经常出现故障，这影响到我们加工出来的工件的精度和工件是否合格！所以，对于机床的维修与维护是很重要的！ 科学技术的发展，对机械产品提出了高精度、高复杂性的要求，这对机床设备不仅提出了精度和效率的要求，而且也对其提出了通用性和灵活性的要求。数控机床集微电子技术、计算机技术、自动控制技术及伺服驱动技术、精密机械技术于一体，是高度机电一体化的典型产品。数控机床在柔性生产和计算机集成制造等先进制造技术中起着重要的基础核心作用。因此，作为数控专业的一份子了解数控机床典型故障并对其分析显得越发重要，还得具备对数控设备的日常维护和对简单故障维修的素

3、质.关键词：数控故障、检测、维护、解决方法AbstractIn this article, we will mainly discuss how to analysis and elimination the fault of CNC machine tools.We start to talk about the fault diagnosis of CNC machine tool, and introduce its regularity, troubleshoot steps and methods in general. Then we tell the common fault o

4、f CNC machine tools, including the failures of mechanical , server systems, PLC and so on .Finally, we take an example in order to introduce the analysis process of the failure of CNC ,which we can know that maintenance of CNC is a complex technical .Theman should be familiar with all parts of CNC m

5、achine tools, raise efficiency of work by involving with theory and practice.Keywords: CNC fault, inspection, maintenance, solution前言随着科学技术的高速发展制造业发生了根本性的变化。由于数控技术的广泛应用，普通机械逐渐被高效率、高精度的数控机械所代替，形成了巨大的生产力。专家们预言：二十一世纪机械制造业的竞争，其实质是数控技术的竞争 数控技术是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础，现代的 CADCAM，FMS 和 CIMS、敏捷制造和智能制造等，都是建立在数

6、控技术之上；数控技术是提高产品质量、提高劳动生产率、提高企业的市场适应能力和竞争能力必不可少的物质手段；数控技术是国防现代化的重要战略物质，是国际技术和商业贸易的重要构成。因而可以毫不夸地说：数控技术是关系到国家战略地位和体现国家综合国力水平的重要基础性产业，其水平高低和拥有量是衡量一个国家工业现代化的重要标志。进入 21 世纪，随着数控技术的飞速发展，数控设备已遍布全世界，不仅工业发达国家已广泛采用，就是发展中国家也大量使用。我国自改革开放以来也引进了不少先进的设备，这些设备的特点是以大规模集成电路为主的数控设 备，这些设备功能强，生产效率高，但是复杂，它涉及机械、电器、液压、气动、光学、与

7、计算机技术等许多领域，尤其在故障论断、状态检测方面涉及数字测试技术与计算机网络技术。 在数控机床维修中推广应用新技术、新工艺、新材料， 做好数控的技术改造和局部改装设计管理工作，搞好数控机床维修用工、检、量具的管理，搞好数控设备维修的质量管理等工作。只有这样，才能做好数控机床的维修工作，保障数控机床的正常运行，从而保障企业生产的顺利运行。所以， 无论是 CNC 系统，机床强电，还是机械、液压、气路等，只要有可能引起该故障的原因，都要尽可能全面地列出来，进行综合判断和筛选，然后通过必要的实验达到确诊和最终排除故障的目的。第一章、数控机床简介1.1 、数控机床的概念数控（NC）机床是一种通过数字编

8、码指令编制零件加工程序，使刀具沿着程序编制的轨迹对零件进行自动加工。它是以数控系统为代表的新技术对传统机械制造业渗透而形成的机电一体化产品；数控机床的核心是数控系统。1.2 、数控机床的组成数控机床由控制介质、数控装置、 伺服驱动装置、 检测反馈装置和机床本体五大部分组成， 再加上辅助装置。1.2.1 控制介质就是人们控制数控机床的中间媒介。1.2.2 数控装置(数控系统的核心)由硬件和软件部分组成，接受输入代码经缓存、 译码、运算插补）等转变成控制指令，实现直接或通过 PLC 对伺服驱动装置的控制。1.2.3 伺服驱动装置是数控装置和机床主机之间的联接环节，接受数控装置的生成的进给信号，经放

9、大驱动主机的执行机构，实现机床运动。1.2.4 检测反馈装置是通过检测元件将执行元件（电机、刀架）或工作台的速度和位移检测出来，反馈给数控装置构成闭环或半闭环系统。1.2.5 机床本体是数控机床的机械结构件（床身箱体、立柱、导轨、工作台、主轴 和进给机构等）。1.3 、数控机床的特点1.3.1 具有高度柔性 在数控机床上加工零件，主要取决于加工程序，它与普通机床不同，不必制造、更换许多工具、夹具，不需要经常调整机床。因此， 数控机床适用于零件频繁更换的场合。也就是适合单件、小批生产及新产品的开发，缩短了生产准备周期，节省了大量工艺设备的费用。1.3.2 加工精度高 数控机床的加工精度，一般可达

10、到 0.0050.1mm，数控机床是按数字信号形式控制的，数控装置每输出一个脉冲信号，则机床移动部件移动一个脉冲当量（一般为 0.001mm），而且机床进给传动链的反向间隙与丝杠螺距平均误差可由数控装置进行补偿，因此，数控机床定位精度比较高。1.3.3 加工质量稳定、可靠 加工同一批零件，在同一机床，在相同加工条件下，使用相同刀具和加工程序，刀具的走刀轨迹完全相同，零件的一致性好， 质量稳定。1.3.4 生产率高 数控机床可有效地减少零件的加工时间和辅助时间，数控机床的主轴转速和进给量的围大，允许机床进行大切削量的强力切削，数控机床目前正进入高速加工时代，数控机床移动部件的快速移动和定位及高速

11、切削加工，减少了半成品的工序间周转时间，提高了生产效率。1.3.5 改善劳动条件 数控机床加工前经调整好后，输入程序并启动，机床就能自动连续的进行加工，直至加工结束。操作者主要是程序的输入、编辑、装卸零件、刀具准备、加工状态的观测，零件的检验等工作，劳动强度极大降低， 机床操作者的劳动趋于智力型工作。另外，机床一般是封闭式加工，即清洁，又安全。1.3.6 利于生产管理现代化 数控机床的加工，可预先精确估计加工时间， 所使用的刀具、夹具可进行规化、现代化管理。数控机床使用数字信号与标准代码为控制信息，易于实现加工信息的标准化，目前已与计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）有机地结合起来，是现代集

12、成制造技术的基础。1.4 、数控机床使用中应注意的事项使用数控机床之前，应仔细阅读机床使用说明书以及其他有关资料，以便正确操作使用机床，并注意以下几点：1.4.1 机床操作、维修人员必须是掌握相应机床专业知识的专业人员或经过技术培训的人员，且必须按安全操作规程及安全操作规定操作机床；1.4.2 非专业人员不得打开电柜门，打开电柜门前必须确认已经关掉了机床总电源开关。有专业维修人员才允许打开电柜门，进行通电检修；1.4.3 除一些供用户使用并可以改动的参数外，其它系统参数、主轴参数、伺服参数等，用户不能私自修改，否则将给操作者带来设备、工件、人身等伤害；1.4.4 修改参数后，进行第一次加工时，

13、机床在不装刀具和工件的情况下用机床锁住、单程序段等方式进行试运行，确认机床正常后再使用机床；1.4.5 机床的 PLC 程序是机床制造商按机床需要设计的，不需要修改。不正确的修改，操作机床可能造成机床的损坏，甚至伤害操作者；1.4.6 建议机床连续运行最多 24 小时，如果连续运行时间太长会影响电气系统和部分机械器件的寿命，从而会影响机床的精度；1.4.7 机床全部连接器、接头等，不允许带电拔、插操作，否则将引起严重的后果。第二章、 机床故障诊断与排除的基本要求2.1 、故障的基本概念故障数控机床全部或部分丧失原有的功能。 故障诊断在数控机床运行中，根据设备的故障现象，在掌握数控系统各部分工作

14、原理的前提下，对现行的状态进行分析，并辅以必要检测手段，查明故障的部位和原因，提出有效的维修对策。2.2 、故障的分类2.2.1 数控机床的非关联性和关联性故障2.2.2 数控机床的有诊断故障和无诊断故障2.2.3 数控机床的破坏性故障和非破坏性故障2.2.4 数控机床的电气故障和机械故障2.2.5 按故障发生的性质分类 软件故障程序编制错误、参数设置不正确、机床操作失误等引起。 硬件故障电子元器件、润滑系统、限位机构、换刀系统、机床本体等硬件损 坏造成。 干扰故障由于系统工艺、线路设计、电源地线配置不当等以及工作环境的恶劣变化而产生。2.2.6 按故障的严重程度分类危险性故障数控系统发生故障

15、时，机床安全保护系统在需要动作时，因故障失去保护动作，造成人身或设备事故。安全性故障机床安全保护系统在不需要动作时发生动作，引起机床不能起动。2.3 、故障检查方法诊断方法 简易诊断技术：问、看、听、摸、嗅 精密诊断技术：温度监测、振动监测、噪声监测、油液分析、裂纹监测2.3.1 直观法这是一种最基本的方法。维修人员通过对故障发生时的各种光、声、味等异常现象的观察以及认真察看系统的每一处，往往可将故障围缩小到一个模块或一块印刷线路板。这要求维修人员具有丰富的实际经验，要有多学科的较宽的知识和综合判断的能力。2.3.2 自诊断功能法现代的数控系统虽然尚未达到智能化很高的程度，但已经具备了较强的自

16、诊断功能。能随时监视数控系统的硬件和软件的工作状况。一旦发现异常，立即在CRT 上报警信息或用发光二极管批示出故障的大致起因。利用自诊断功能，也能显示出系统与主机之间接口信号的状态，从而判断出故障发生在机械部分还是数控系统部分，并批示出故障的大致部位。这个方法是当前维修时最有效的一种方法。2.3.3 功能程序测试法所谓功能程序测试法就是将数控系统的常用功能和特殊功能，如直线定位、圆弧插补、螺纹切削、固定循环、用户宏程序等用手工编程或自动编程方法，编制成一个功能程序测试纸带，通过纸带阅读机送入数控系统中，然后启动数控系统使之进行运行，藉以检查机床执行这些功能的准确性和可靠性，进而判断出故障发生的

17、可能起因。本方法对于长期闲置的数控机床第一次开机时的检查以及机床加工造成废品但又无报警的情况下，一时难以确定是编程错误或是操作错误， 还是机床故障时的判断是一较好的方法。2.3.4 交换法这是一种简单易行的方法，也是现场判断时最常用的方法之一。所谓交换法就是在分析出故障大致起因的情况下，维修人员可以利用备用的印刷线路板、模板，集成电路芯片或元器件替换有疑点的部分，从而把故障围缩小到印刷线路 板或芯片一级。它实际上也是在验证分析的正确性。 在备板交换之前，应仔细检查备板是否完好，并应检查备板的状态应与原板 状态完全一致。这包括检查板上的选择开关，短路棒的设定位置以及电位器的位置。 在置换 CNC

18、 装置的存储器板时，往往还需要对系统作存储器的初始化操作（如 日本 FANUC 公司的 FS6 系统用的磁泡存储器就需要进行这项工作） ，重新设定各种数控数据，否则系统仍将不能正常地工作。又如更换 FANUC 公司的 7 系统的 存储器板之后， 需重新输入参数，并对存储器区进行分配操作。缺少了后一步,一旦零件程序输入，将产生 60 号报警（存储器容量不够） 。有的 CNC 系统在更换 了主板之后，带需进行一些特定的操作。如 FNUC 公司在 FS10 系统，必须按一 定的操作步骤，先输入 90009031 号选择参数，然后才能输入 0000 号至 8010 号的系统参数和 PC 参数。总之，一

19、定要严格地按照有关系统的操作、维修说明书的 要求进行操作。2.3.5 转移法所谓转移法就是将 CNC 系统中具有相同功能的二块印刷线路板、模块、集成电路芯片或元器件互相交换，观察故障现象是否随之转移。藉此，可迅速确定系统的故障部位。这个方法实际上就是交换法的一种。因此，有关注意事项同交换法所述。2.3.6 参数检查法众所周知，数控参数能直接影响数控机床的功能。参数 通常是存放在磁泡存储器或存放在需由电池保持的 CMOSRAM 中， 一旦电池不足或由于外界的某种干扰等因素，会使个别参数丢失或变化，发生混乱，使机床无法正常工作。此时， 通过核对、修正参数，就能将故障排除。当机床长期闲置工作时无缘无

20、故地出现不正常现象或有故障而无报警时，就应根据故障特征，检查和校对有关参数。 另外，经过长期运行的数控机床，由于其机械传动部件磨损，电气无件性能 变化等原因，也需对其有关参数进行调整。有些机床的故障往往就是由于未及时 修改某些不适应的参数所致。当然这些故障都是属于故障的畴。2.3.7 测量比较法CNC 系统生产厂在设计印刷线路板时，为了调整、维修的便利，在印刷线路板上设计了多个检测用端子。用户也可利用这些端子比较测量正常的印刷线路板和有故障的印刷线路板之间的差异。可以检测这些测量端子的电压或波形，分析故障的起因及故障的所在位置。甚至，有时还可对正常的印刷线路人为地制造“故障” ，如断开连线或短

21、路，拨去组件等，以判断真实故障的起因。为此，维修人员应在平时积累印刷线路板上关键部位或易出故障部位在正常时的正确波形和电压值。因为 CNC 系统生产厂往往不提供有关这方面的资料。2.3.8 敲击法当系统出现的故障表现为若有若无时，往往可用敲击法检查出故障的部位所在。这是由于 CNC 系统是由多块印刷线路板组成，每块板上又有许多焊点，板间 或模块间又通过插接件及电缆相连。因此，任何虚焊或接触不良，都可能引起故障。当用绝缘物轻轻敲打有虚焊及接触不良的疑点处，故障肯定会重复再现。2.3.9 局部升温CNC 系统经过长期运行后元器件均要老化，性能会变坏。当它们尚未完全损坏时，出现的故障变得时有时无。这

22、时可用热吹风机或电烙铁等来局部升温被怀疑的元器件，加速其老化，以便彻底暴露故障部件。当然，采用此法时，一定要注意元器件的温度参数等，不要将原来是好的器件烤坏。2.3.10 原理分析法根据 CNC 系统的组成原理，可从逻辑上分析各点的逻辑电平和特征参数（如电压值或波形），然后用万用表、逻辑笔、示波器或逻辑分析仪进行测量、分析和比较，从而对故障定位。运用这种方法，要求维修人员必须对整个系统或每个电路的原理有清楚的、较深的了解。除了以上常用的故障检查测试方法外， 还有拔板法，电压拉偏法，开环检测法以及在上章中曾提出的诊断方法等多种。这些检查方法各有特点，按照不同的故障现象，可以同时选择几种方法灵活应

23、用， 对故障进行综合分析，才能逐步缩小故障围，较快地排除故障。2.4 、数控系统的可靠性数控机床除了具有高精度、高效率和高技术的要求外，还应该具有高可靠性。衡量的指标有:MTBF平均无故障时间MTTR排除故障的修理时间平 均 有 效 度 A： A=MTBF/（MTBF+MTTR）数控机床的三个时期：图 2.4-1 故障发生规律曲线T1 为：初始使用期（机械零件之间的磨合以及电器元件的试用）T2 为：相对稳定期（经过机械部件磨合以及电器元件的使用机床运行稳定） T3 为：衰老期（机械部件之间的磨损之间精度降低以及电器元件的老化）WORD 版本 .第三章、数控机床维修的基本要求和基本步骤3.1 、

24、维修的基本要求数控机床是一种综合应用了计算机技术、自动控制技术、精密侧量技术和机床设计等先进技术的典型机电一体化产品，其控制系统复杂、价格昂贵，因此它对维修人员素质、维修资料的准备、维修仪器的使用等方面提出了比普通机床更高的要求这些要求主要包括以下几个方面。3.1.1 、维修人员的素质直接决定了维修效率和效果为了迅速、准确判断故障原因，并进行及时、有效的处理，恢复机床的动作、功能和精度作为数控机床的维修人员应具备以下方面的基本条件。有较广的知识面 由于数控机床通常是集机械、电气、液压、气动等干一体的加工设备，组成机床的各部分之间具有密切的联系，其中任何一部分发生故障均会影响其他部分的正常工作。

25、善于思考数控机床的结构复杂，各部分之间的联系紧密。故障涉及面广。而且在有些场合。故障所反映出的现象不一定是产生故障的根本原因。于学习 作为数控机床维修人员不仅要注重分析与积累，还应当勤于学习， 善于学习。备外语基础与专业外语基础 虽然目前国生产数控机床的厂家已经日益增多，但数控机床的关键部分数控系统还主要依靠进口，其配套的说明书、资料往往使用原文资料数控系统的报警文本显示亦以外文居多。熟练操作机床和使用维修仪器数控机床的维修离不开实际操作，特别是在WORD 版本 .维修过程中。维修人员通常要进入一般操作者无法进行的特殊操作方式。如：进行机床参数的设定与调整通过计算机以及软件联机调试利用 PLC

26、 编程器监控等。有较强的动手能力动手是维修人员必须具备的素质。但是，对于维修数控机床这样约精密、关键设备，动手必须有明确的目的、完整的思路、细致的操作。3.1.2、技术资料是维修的指南，它在维修工作中起着至关重要的作用。借助于技术资料可以大大提高维修工作的效率与维修的准确胜。一般来说，对于重大的数控机床故障维修。在理想状态下，应具备以下技术资料：3.1.2.1 数控机床使用说明书 它是由机床生产厂家编制井随机床提供的随机资料。机床使用说明书通常包括以 F 与维修有关的容。机床的操作过程和步骤机床主要机械传动系统及主要部件的结构原理示意图。机床的液压、气动、润滑系统图机床安装和调整的方法与步骤机

27、床电气控制原理图机床使用的特殊功能及其说明等。3.1.2.2 数控系统的操作、编程说明书（或使用手册），它是由数控系统生产厂家编制的数控系统使用手册，通常包括以 F 容：数控系统的面板说明数控系统的具体操作步骤（包括手动，自动、试运行等方式的操作步骤以及程序、参数等的输入、编辑、设置和显示方法）。-加工程序以及输入格式，程序的编制方法，各指令的基本格式以及所代表的意义等。3.1.3 在部分系统中它还可能包括系统调试、维修用的大量信息，如：“机床参数“的说明、报警的显不及处理方法、以及系统的连接图等。它是维修数控系统与操作机床中必须参考的技术资料之一。PLC 程序清单 它是机床厂根据机床的具体控

28、制要求设计、编制的机床控制软件，PLC 程序中包含了机床动作的执行过程，以及执行动作所需的条件，它表明了指令信号、检测元件与执行元件之间的全部逻辑关系。借助 PLC 程序， 维修人员可以迅速找到故障原因，它是数控机床维修过程中使用最多、最重要的资料。在某些系统（如FANUC 系统、SIEMENS802D 等）中，利用数控系统的显示器可以直接对 PLC 程序进行动态检测和观察，它为维修提供了极大的便利，因此， 在维修中定要熟练掌握这方面的操作和使用技能机床参数清单它是由机床生产厂根据机床的实际情况，对数控系统进行的设置与调整。机床参数是系统与机床之间的“桥梁”，它不仅直接决定了系统的配置和功能，

29、而且也关系到机床的动、静态性能和精度因此也是维修机床的重要依据与参考。在维修时，应随时参考系统“机床参数”的设置清况来调整、维修机床；特别是在更换数控系统模块时一定要记录机床的原始设置参数，以便机床功能的恢复。数控系统的连接说明、功能说明 该资料由数控系统生产厂家编制通常只提供给机床生产厂家作为设针资料。维修人员可以从机床生产厂家或系统生产、销售部门获得。系统的连接说明、功能说明书不仅包含了比电气原理图更为详细的系统各部分之间连接要求与说明，而且还包括了原理圈中未反映的信号功能描述，是维修数控系统，尤其是检查电气接线的重要参考资料。伺服驱动系统、主轴驱动系统的使用说明书 它是伺服系统及主轴驱动

30、系统的原理与连接说明书，主要包括伺服、主轴的状态显示与报警显示、驱动器的调试、设定要点，信号、电压、电流的测试点，驱动器设置的参数及意义等方面的容，可供伺服驱动系统、主轴驱动系统维修参考。PLC 使用与编程说明它是机床中所使用的外置或置式 PLC 的使用、编程说明书。通过PLC 的说明书，维修人员可以通过PLC 的功能与指令说明。分析、理解 PLC 程序并由此详细了解、分析机床的动作过程、动作条件、动作顺岸以及各信号之间的逻辑关系，必要时还可以对 PLC 程序进行部分修改。机床主要配套功能部件的说明书与资料 在数控机床上往往会使用较多功能部件如数控转台、自动换刀装置、润滑与冷却系纽排屑器等。这

31、些功能部件， 其生产厂家一般都提供了较完整的使用说明书，机床生产厂家应将其提供给用 户，以硬功能部件发生故障时进行参考。3.1.4 、合格的维修工具是进行数控机床维修的必备条件，不同的故障，所需要的维修工具亦不尽相同。常用的工具主要有以下几类:3.1.4.1 常用仪表类：数字万用表 数字万用表可用于大部分电气参数的准确测量，判别电气元件的胜能好坏数控机床维修对数宇万用表的基本侧量围以及精度要求一般如下电压：200mV700V，200mV 档的分辨率应不低于 100?V。电阻：200200M，200档的分辨率应不低于 0.1 电容：2nF20?F，2nF 档的分辨率一股应不低于 1PF。晶体管：

32、hfe：01000。数字转速表 转速表用于测量与调整主轴的转速，通过测量主轴实际转速， 以及调整系统及驭动器的参数可以使编程的主轴转速理论值与实际主轴转速值 相符它是主轴维修与调整的测量工具之一。示波器 示波器用十检测信号的动态波形如脉冲编码器、测速机、光栅的输出波形，伺服驱动、主轴驱动单元的各级输入、输出波形等，其次还可以用十检测开关电源显示器的垂直、水平振荡与扫描电路的波形等。数控机床维修用的示波器通常选用频带宽为 10100MHz 的双通道示波器。相序表 相序表主要用于测量三相电源的相序，它是直流伺服驭动、主轴驱动维修的必要测量工具之一。常用的长度测量工具 长度测量工具（如：千分表、百分

33、表等）用于测量机床移动距离、反向间隙值等。通过测量，可以大致判断机床的定位精度、重复定位精度、加工精度等根据测量值可以调整数控系统的电子齿轮比、反向间隙等主要参数，以恢复机床精度。占是机械部件维修测量的主要检测工具之一。3.1.4.2 常用工具类烙铁 它是最常用的焊接工其一般应采用 30W 左右的尖头、带接地保护线的铁式电烙铁，最好使用恒温式电烙铁。锡器 常用的是便携式手动吸锡器，也可采用电动吸锡器。钳类工具 各种规格的斜口钳、尖嘴钳、剥线钳、镊子、压线钳等。扳手类 各种规格的米制、英制、外六角扳手各一套等其他 剪刀、吹尘器、卷尺、焊锡丝、松香、酒精、刷子等。3.1.4.3 常用的元器件数控机

34、床的维修所涉及的元器件、零件众多，备用的元器件不可能全部准备充分、齐全，但是，若维修人员能准备一些最为常见的易损元器件，可以给维修带来很大的方便，有助于迅速处理解决问题，这些元器件包括：常用的二极管类，如：IN4007、IN1004、IN4148、IS953各种规格的电阻（规格应齐全）：常用的电位器（1K、2K、10K、47K 等）常用的晶体三极管类，如：2S719、2SC1983、2SA6395、2SC1152、BCY59 等。3.2 、数控机床维修的基本步骤3.2.1 、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

35、可为维修人员排除故障提供第一手材料，应尽可能详细。记录容最好包括下述几个方面（1） 故障发生时的情况记录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。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。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在发生故障时，若

36、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%？等等记录发生故障时，各坐标轴的位置跟随误差的值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 故障发生的频繁程度记录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

37、的概率情况。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(3) 故障的规律性记录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检查故障是否与机床的外界因素有关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(4) 故障时的外界条件记录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故障发生时，周围是否有强烈的振动源存在故障发生时，系统是否受到阳光的直

38、射检查故障发生时电气柜是否有切削液、润滑油、水的进入故障发生时，输入电压是否超过了系统允许的波动围故障发生时，车间或线路上是否有使用大电流的装置正在进行起、制动故障发生时，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3.2.2 、维修前的检查（1）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：机床的工作状况检查机床的调整状况如柯，机沐工作条件是否符合要求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、正确自动换刀时，坐

39、标轴是否到达了换刀位置，程序中是否设置了刀具偏移量系统的刀具补偿量等参数设定是否正确系统的坐标轴的间隙补偿量是否正确系统的设定参数（包括坐标旋转、比例缩放因子、镜像轴、编程尺寸单位选择等）是否正确安装是否合理，侧量手段、方法是否正确、合理零件是否存在因温度、加工而产生变形的现象等等(2) 机床运转清况检查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”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电气柜的熔断器是否有

40、熔断，自动开关、断路器是否有跳闸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(3) 机床和系统之间连接清况的检查检查电缆是否有破损，电缆拐弯处是否有破裂、损伤现象电源线与信号线布置是否合理，电缆连接是否正确、可靠机床电源进线是否可靠接地，接地线的规格是否符合要求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(4) CNC 装置的外观检查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，空气过器清洁状况是否良好电气柜部的风扇、热交换器等部件的工作是否正常电气柜部系统、驱动器

41、的模块、印制电路板是否有灰尘、金属粉末等污染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电源单元的熔断器是否熔断电缆连接器插头是否完全插入、拧紧系统模块、线路板的数量是否齐全，模块、线路板安装是否牢固、可靠机床操作画板 MDI/CRT 单元上的按钮有无破损，位置是否正确系统的总线设置，模块的设定端的位置是否正确第四章、数控机床典型故障分析与维修4.1 、数控机床常见故障诊断及维修实例（1） 主轴出现噪声的故障维修故障现象：主轴噪声较大，主轴无载荷情况下，负载表指示超过 40%。分析诊断：首先检查主轴参数设定，包括放大器型号、电动机型号及伺服增益等，在确认无

42、误后，则将检查重点放在机械侧。发现主轴轴承损坏，经更换轴承后，在脱开机械侧的情况下检查主轴电动机旋转情况，发现负载表指示已正常但仍有噪声。随后，讲主轴参数 00 号设定为 1，即让主轴驱动系统开环运行， 结果噪声消失，说明速度检测元件有问题。经检查发现安装不正，调整位置之后再运行主轴电动机，噪声消失，机床能正常工作。（2） 丝杠窜动引起的故障维修故障现象：TH6380 卧式加工中心，启动液压后，手动运行 Y 轴时，液压自动中断，CRT 显示报警，驱动失效，其他各轴正常。分析诊断：该故障涉及电气、机械、液压等部分。任一环节有问题均可导致驱动失效，因此检查的顺序大致如下：伺服驱动装置电动机及测量器

43、件电动机与丝杠连接部分液压平衡装置开口螺母和滚珠丝杠轴承其他机械部分。检查驱动装置外部接线及部元器件的状态良好，电动机与测量系统正常。拆下 Y 轴液压抱闸后情况同前，将电动机与丝杠的同步传动带脱离，手摇Y 轴丝杠，发现丝杠上下窜动。拆开滚珠丝杠上轴承座正常。拆开滚珠丝杠下轴承座后发现轴向推力轴承的紧固螺母松动，导致滚珠丝杠上下窜动。由于滚珠丝杠上下窜动，造成伺服电动机转动带动丝杠空转约一圈。在数控系统中，当 NC 指令发出后，测量系统应有反馈信号，若间隙的距离超过了数控系统所规定的围，即电动机空走若干个脉冲后光栅尺无任何反馈信号，则数控系统必报警，导致驱动失效，机床不能运行。拧好紧固螺母，滚珠

44、丝杠不再窜动， 则故障排除。（3） 刀架、刀库、换刀装置的故障维修故障现象：某加工中心采用凸轮机械手换刀。换刀过程中，动作中断，发出 2035 号报警，显示机械手伸出故障。分析诊断：根据报警容，机床是因为无法执行下一步“从主轴和刀库中拔出刀具”，而使换刀过程中断并报警。 机械手未能伸出完成从主轴和刀库中拔刀动作，产生故障的原因可能有：“松刀”感应开关失灵。在换刀过程中，各动作的完成信号均由感应开关发出，只有上一动作完成后才能进行下一动作。第三步为“主轴松刀”，如果感应开关未发信号，则机械手“拔刀”就不会动作。检查两感应开关，信号正常。“松刀”电磁阀失灵。主轴的“松刀”，是由电磁阀接通液压缸来完

45、成的。如电磁阀失灵，则液压缸未进油，刀具就“松”不了。检查主轴的“松刀”电磁阀，动作均正常。“松刀”液压缸因液压系统压力不够或漏油而不动作，或行程不到位。检查刀库松刀液压缸，动作正常。行程到位；打开主轴箱后罩，检查主轴松刀液压缸，发现已到达松刀位置，油压也正常，液压缸无漏油现象。机械手系统有问题，建立不起“拔刀”条件。其原因可能是电动机控制电路有问题。检查电动机控制电路系统正常。刀具是靠碟形弹簧通过拉杆和弹簧卡头将刀具柄尾端的拉钉拉紧的。松刀时，液压缸的活塞杆顶压顶杆，顶杆通过空心螺钉推动拉杆，一方面使弹簧卡头松开刀具的拉钉，另一方面又顶动拉钉，使刀具右移而在主轴锥孔中变“松”。主轴系统不松刀的原因可能有以下几点：刀具尾部拉钉的长度不够，致使液压缸虽已运动到位，而仍未将刀具顶松拉杆尾部空心螺钉位置起了变化，使液压缸行程满足不了“松刀”的要求顶杆出了问题，已变形或磨损弹簧卡头出故障，不能开主轴装配调整时，刀具移动量调的太小，致使在使用过程中一些综合因素导致不能满足“松刀”条件处理方法：拆下“松刀”液压缸，检查发现这一故