检测元件的故障及维修.ppt

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1、检测元件的故障及维修1 1检测元件的故障及维修 检测元件是一种极其精密和容易受损的器件，一定要从下面检测元件是一种极其精密和容易受损的器件，一定要从下面几个方面注意，进行正确的使用和维护保养。几个方面注意，进行正确的使用和维护保养。1 1不能受到强烈振动和摩擦以免损伤代码板，不能受到不能受到强烈振动和摩擦以免损伤代码板，不能受到灰尘油污的污染，以免影响正常信号的输出。灰尘油污的污染，以免影响正常信号的输出。2 2工作环境周围温度不能超标，额定电源电压一定要满工作环境周围温度不能超标，额定电源电压一定要满足，以便于集成电路片子的正常工作。足，以便于集成电路片子的正常工作。3 3要保证反馈线电阻，

2、电容的正常，保证正常信号的传要保证反馈线电阻，电容的正常，保证正常信号的传输。输。4 4防止外部电源、噪声干扰，要保证屏蔽良好，以免影防止外部电源、噪声干扰，要保证屏蔽良好，以免影响反馈信号。响反馈信号。5 5安装方式要正确，如编码器联接轴要同心对正，防止安装方式要正确，如编码器联接轴要同心对正，防止轴超出允许的载重量，以保证其性能的正常。轴超出允许的载重量，以保证其性能的正常。2 2检测元件的故障及维修当机床出现如下故障现象时，应考虑是否当机床出现如下故障现象时，应考虑是否是由检测元件的故障引起的：是由检测元件的故障引起的：1 1机械振荡（加减速时）：机械振荡（加减速时）：（1 1）脉冲编码

3、器出现故障，此时检查速度单元上的）脉冲编码器出现故障，此时检查速度单元上的反馈线端子电压是否在某几点电压下降，如有下降表明脉反馈线端子电压是否在某几点电压下降，如有下降表明脉冲编码器不良，更换编码器。冲编码器不良，更换编码器。（2 2）脉冲编码器十字联轴节可能损坏，导致轴转速）脉冲编码器十字联轴节可能损坏，导致轴转速与检测到的速度不同步，更换联轴节。与检测到的速度不同步，更换联轴节。（3 3）测速发电机出现故障，修复，更换测速机。）测速发电机出现故障，修复，更换测速机。3 3检测元件的故障及维修当机床出现如下故障现象时，应考虑是否当机床出现如下故障现象时，应考虑是否是由检测元件的故障引起的：是

4、由检测元件的故障引起的：2 2机械暴走（飞车）：机械暴走（飞车）：在检查位置控制单元和速度控制单元的情况下，应在检查位置控制单元和速度控制单元的情况下，应检查：检查：（1 1）脉冲编码器接线是否错误，检查编码器接线是）脉冲编码器接线是否错误，检查编码器接线是否为正反馈，否为正反馈，A A相和相和B B相是否接反。相是否接反。（2 2）脉冲编码器联轴节是否损坏，更换联轴节。）脉冲编码器联轴节是否损坏，更换联轴节。（3 3）检查测速发电机端子是否接反和励磁信号线是）检查测速发电机端子是否接反和励磁信号线是否接错。否接错。4 4检测元件的故障及维修当机床出现如下故障现象时，应考虑是否当机床出现如下故

5、障现象时，应考虑是否是由检测元件的故障引起的：是由检测元件的故障引起的：3 3主轴不能定向或定向不到位：主轴不能定向或定向不到位：在检查定向控制电路设置和调整，检查定向板，主轴在检查定向控制电路设置和调整，检查定向板，主轴控制印刷电路板调整的同时，应检查位置检测器（编码器）控制印刷电路板调整的同时，应检查位置检测器（编码器）是否不良，检测编码器输出波形。是否不良，检测编码器输出波形。5 5检测元件的故障及维修当机床出现如下故障现象时，应考虑是否当机床出现如下故障现象时，应考虑是否是由检测元件的故障引起的：是由检测元件的故障引起的：4 4坐标轴振动进给：坐标轴振动进给：在检查电动机线圈是否短路，

6、机械进给丝杠同电机在检查电动机线圈是否短路，机械进给丝杠同电机的连接是否良好，检查整个伺服系统是否稳定的情况下，的连接是否良好，检查整个伺服系统是否稳定的情况下，检查脉冲编码是否良好、联轴节联接是否平稳可靠、测速检查脉冲编码是否良好、联轴节联接是否平稳可靠、测速机是否可靠。机是否可靠。6 6检测元件的故障及维修当机床出现如下故障现象时，应考虑是否当机床出现如下故障现象时，应考虑是否是由检测元件的故障引起的：是由检测元件的故障引起的：5 5NCNC报警中因程序错误，操作错误引起的报警。如报警中因程序错误，操作错误引起的报警。如FAUNUC 6MEFAUNUC 6ME系统的系统的NCNC报警报警0

7、90.091090.091。出现。出现NCNC报警，有可能是主电路故障和进给速度太报警，有可能是主电路故障和进给速度太低引起。同时，还有可能是：低引起。同时，还有可能是：（1 1）脉冲编码器不良。脉冲编码器不良。（2 2）脉冲编码器电源电压太低，（此时调整电源电压的脉冲编码器电源电压太低，（此时调整电源电压的15V15V，使，使主电路板的主电路板的5V5V端子上的电压值在端子上的电压值在4.954.955.10V5.10V内）。内）。（3 3）没有输入脉冲编码器的一转信号而不能正常执行参考点返回。）没有输入脉冲编码器的一转信号而不能正常执行参考点返回。7 7检测元件的故障及维修当机床出现如下故

8、障现象时，应考虑是否当机床出现如下故障现象时，应考虑是否是由检测元件的故障引起的：是由检测元件的故障引起的：6 6伺服系统的报警号：如伺服系统的报警号：如FAUNUC 6MEFAUNUC 6ME系统的伺服报警：系统的伺服报警：416416、426426、436436、446446、456456。SIEMENS 880SIEMENS 880系统的伺服报警：系统的伺服报警：1364 SIEMENS 81364 SIEMENS 8系统的伺服报警：系统的伺服报警：114114、104104等。等。当出现如上当出现如上报警号时，有可能是：报警号时，有可能是：（1 1）轴脉冲编码器反馈信号断线，短路和信号

9、丢失，）轴脉冲编码器反馈信号断线，短路和信号丢失，用示波器测用示波器测A A相、相、B B相一转信号。相一转信号。（2 2）编码器内部受到污染、太脏、信号无法正确接收。）编码器内部受到污染、太脏、信号无法正确接收。8 8检测元件的故障及维修实例一：脉冲编码器实例一：脉冲编码器A A相信号错误导致轴运动产生振动相信号错误导致轴运动产生振动 故障现象：故障现象：FAUNUC FAUNUC 某系统双面加工中心某系统双面加工中心X X向在运动的向在运动的过程中产生振动，并且在过程中产生振动，并且在CRTCRT上出现上出现NC 713NC 713报警。报警。故障分析：故障分析：根据故障现象，我们分析引起

10、故障的原因可根据故障现象，我们分析引起故障的原因可能有以下几种。（能有以下几种。（1 1）速度控制单元出现故障；（）速度控制单元出现故障；（2 2）位置检测）位置检测电路不良；（电路不良；（3 3）脉冲编码器反馈电缆的连线和连接不良；）脉冲编码器反馈电缆的连线和连接不良；（4 4）脉冲编码器不良；（）脉冲编码器不良；（5 5）机床数据是否正确；（）机床数据是否正确；（6 6）伺服）伺服电机及测速机故障。电机及测速机故障。9 9检测元件的故障及维修实例一：脉冲编码器实例一：脉冲编码器A A相信号错误导致轴运动产生振动相信号错误导致轴运动产生振动 故障解决：故障解决：针对上述分析出的原因，对速度控

11、制单元、主电路板、针对上述分析出的原因，对速度控制单元、主电路板、脉冲编码器反馈电缆的连接和连线进行检查，发现一切正常，机床数据正脉冲编码器反馈电缆的连接和连线进行检查，发现一切正常，机床数据正常，然后将电动机与机械部分脱开，用手转动电动机，观察常，然后将电动机与机械部分脱开，用手转动电动机，观察713713号诊断状态，号诊断状态，713713诊断内容为：诊断内容为：713.3713.3为为X X轴脉冲编码器反馈信号，如果断线，此位为轴脉冲编码器反馈信号，如果断线，此位为1 1。713.2713.2为为X X轴编码器反馈一转信号。轴编码器反馈一转信号。713.1713.1为为X X轴脉冲编码器

12、轴脉冲编码器B B相反馈信号。相反馈信号。713.0713.0为为X X轴脉冲编码器轴脉冲编码器A A相反馈信号。相反馈信号。713.2713.2、713.1713.1、713.0713.0正常时电动机正常时电动机转动应为转动应为“0 0”、“1 1”不断变化，在转动电动机时，发现不断变化，在转动电动机时，发现713.0713.0信号只为信号只为“0 0”不变不变“1 1”，我们又用示波器检测脉冲编码器的，我们又用示波器检测脉冲编码器的A A相、相、B B相和一转信号，相和一转信号，发现发现A A相信号不正常，因此通过上述检查可判定调轴脉冲编码器不良，经更相信号不正常，因此通过上述检查可判定调

13、轴脉冲编码器不良，经更换新编码器，故障解决。换新编码器，故障解决。1010检测元件的故障及维修实例二：脉冲编码器受油污染，导致轴定位故障实例二：脉冲编码器受油污染，导致轴定位故障 故障现象：故障现象：SIEMENS SIEMENS 某卧式加工中心工作台在旋转定某卧式加工中心工作台在旋转定位过程中出现故障，运行中断，位过程中出现故障，运行中断，CRTCRT出现报警号：出现报警号：13641364报警内报警内容为容为1364 ORD 4B2 1364 ORD 4B2 measuingmeasuing System Dirty System Dirty即测量系统受污染。即测量系统受污染。1111检测

14、元件的故障及维修实例二：脉冲编码器受油污染，导致轴定位故障实例二：脉冲编码器受油污染，导致轴定位故障 故障解决：故障解决：根据故障报警内容，我们先拆下检测线路根据故障报警内容，我们先拆下检测线路板和反馈电缆接头，用酒精清洗其灰尘和油污，起动工作台，板和反馈电缆接头，用酒精清洗其灰尘和油污，起动工作台，故障没消除，随后我们又拆下检测工作台位置的脉冲编码器，故障没消除，随后我们又拆下检测工作台位置的脉冲编码器，发现里面充满了大量机械油，原来有一通入编码器的压缩空气发现里面充满了大量机械油，原来有一通入编码器的压缩空气气路，压缩空气能把进入编码器的灰尘吹出，起到清洁编码器气路，压缩空气能把进入编码器

15、的灰尘吹出，起到清洁编码器的作用，这些机械油是由气路通气时，因压缩空气不洁净，由的作用，这些机械油是由气路通气时，因压缩空气不洁净，由压缩空气带进来的，我们用汽油把这些油污洗干净，并提高压压缩空气带进来的，我们用汽油把这些油污洗干净，并提高压缩空气质量，重新安装好编码器后，起动工作台，故障消除。缩空气质量，重新安装好编码器后，起动工作台，故障消除。1212检测元件的故障及维修实例三：闭环电路检测信号线折断，导致控制轴运行故障实例三：闭环电路检测信号线折断，导致控制轴运行故障 故障现象：故障现象：SIEMENS 8SIEMENS 8系统卧式加工中心有一次正在系统卧式加工中心有一次正在工作过程中，

16、机床突然停止运行，工作过程中，机床突然停止运行，CRTCRT出现出现NCNC报警报警104104，关断电，关断电源重新起动，报警消除，机床恢复正常，然而工作不久，又出源重新起动，报警消除，机床恢复正常，然而工作不久，又出现上述故障，如此反复。现上述故障，如此反复。故障分析及解决：故障分析及解决：查询查询NC 1O4NC 1O4报警，内容为：报警，内容为：X X轴测量轴测量闭环电缆折断短路，信号丢失，不正确的门槛信号不正确的频闭环电缆折断短路，信号丢失，不正确的门槛信号不正确的频率信号，本机床的率信号，本机床的X X、Y Y、Z Z三轴采用光栅尺对机床位移进行位三轴采用光栅尺对机床位移进行位置检

17、测，进行反馈控制形成一个闭环系统。置检测，进行反馈控制形成一个闭环系统。1313检测元件的故障及维修实例三：闭环电路检测信号线折断，导致控制轴运行故障实例三：闭环电路检测信号线折断，导致控制轴运行故障 故障分析及解决：故障分析及解决：根据故障现象和报警，我们先检查根据故障现象和报警，我们先检查读数头和光栅尺，光栅尺密封良好，里面洁净，读数头和光栅读数头和光栅尺，光栅尺密封良好，里面洁净，读数头和光栅尺没有受到油污和灰尘污染，并且读数头和光栅尺正常，随后尺没有受到油污和灰尘污染，并且读数头和光栅尺正常，随后我们又检查差动放大器和测量线路板，经检查未发现不良现象，我们又检查差动放大器和测量线路板，

18、经检查未发现不良现象，经过这些工作后，我们把重点放在反馈电缆上，测量反馈端子，经过这些工作后，我们把重点放在反馈电缆上，测量反馈端子，发现发现1313号线电压不稳，停电后测量号线电压不稳，停电后测量1313号线，发现有较大电阻，号线，发现有较大电阻，经仔细检查，发现此线在经仔细检查，发现此线在X X向随导轨运动的一段有一处将要折向随导轨运动的一段有一处将要折断，似接非接，造成反馈值不稳，偏离其实际值，导致电机失断，似接非接，造成反馈值不稳，偏离其实际值，导致电机失步，经对断线重新接线，起动机床，故障消除。步，经对断线重新接线，起动机床，故障消除。1414检测元件的故障及维修实例四：编码器感应光

19、电盘损伤导致加工件加工尺寸误差实例四：编码器感应光电盘损伤导致加工件加工尺寸误差 故障现象：故障现象：CNC 862CNC 862数控数控2020车床车床X X向切削零件时尺寸出向切削零件时尺寸出现误差，达到现误差，达到0.30mm0.30mm250mm250mm，CRTCRT无报警显示。无报警显示。故障分析及解决：故障分析及解决：本机床的本机床的X X、Z Z轴为伺服单元控制直流伺轴为伺服单元控制直流伺服电机驱动，用光电脉冲编码器作为位置检测，据分析造成加服电机驱动，用光电脉冲编码器作为位置检测，据分析造成加工尺寸误差的原因一般为：（工尺寸误差的原因一般为：（1 1）X X向滚珠丝杠与丝母副

20、存在比向滚珠丝杠与丝母副存在比较大的间隙或电机与丝杠相连接的轴承受损，导致实行行程与较大的间隙或电机与丝杠相连接的轴承受损，导致实行行程与检测到的尺寸出现误差；（检测到的尺寸出现误差；（2 2）测量电路不良。）测量电路不良。1515检测元件的故障及维修实例四：编码器感应光电盘损伤导致加工件加工尺寸误差实例四：编码器感应光电盘损伤导致加工件加工尺寸误差 故障分析及解决：故障分析及解决：根据上述分析，经检查发现丝杠与根据上述分析，经检查发现丝杠与丝母间隙正常，轴承也无不良现象，测量电路的电缆连线和接丝母间隙正常，轴承也无不良现象，测量电路的电缆连线和接头良好，最后我们用示波器检查编码器的检测信号，

21、波形不正头良好，最后我们用示波器检查编码器的检测信号，波形不正常。于是我们拆下编码器，打开其外壳，发现光电盘不透光部常。于是我们拆下编码器，打开其外壳，发现光电盘不透光部分不知什么原因出现三个透明点致使检测信号出现误差，更换分不知什么原因出现三个透明点致使检测信号出现误差，更换编码器，问题解决，因为编码器，问题解决，因为CNC 862CNC 862系统的自诊断功能不是特别系统的自诊断功能不是特别强，因此在出现这样的故障时，机床不停机，也无强，因此在出现这样的故障时，机床不停机，也无NCNC报警显示。报警显示。1616进给伺服系统的常见故障及维修1717进给伺服系统的常见故障及维修1 1超程超程

22、 当进给运动超过由软件设定的软限位或由限位开关设定的当进给运动超过由软件设定的软限位或由限位开关设定的硬限位时，就会发生超程报警，一般会在硬限位时，就会发生超程报警，一般会在CRTCRT上显示报警内容，上显示报警内容，根据数控系统说明书，即可排除故障，解除报警。根据数控系统说明书，即可排除故障，解除报警。2 2过载过载 当进给运动的负载过大，频繁正、反向运动以及传动链润当进给运动的负载过大，频繁正、反向运动以及传动链润滑状态不良时，均会引起过载报警。一般会在滑状态不良时，均会引起过载报警。一般会在CRTCRT上显示伺服上显示伺服电动机过载、过热或过流等报警信息。同时，在强电柜中的进电动机过载、

23、过热或过流等报警信息。同时，在强电柜中的进给驱动单元上、指示灯或数码管会提示驱动单元过载、过电流给驱动单元上、指示灯或数码管会提示驱动单元过载、过电流等信息。等信息。1818进给伺服系统的常见故障及维修3 3窜动窜动 在进给时出现窜动现象：在进给时出现窜动现象：测速信号不稳定，如测速装置测速信号不稳定，如测速装置故障、测速反馈信号干扰等；故障、测速反馈信号干扰等；速度控制信号不稳定或受到干速度控制信号不稳定或受到干扰；扰；接线端子接触不良，如螺钉松动等。当窜动发生在由正接线端子接触不良，如螺钉松动等。当窜动发生在由正方向运动与反向运动的换向瞬间时，一般是由于进给传动链的方向运动与反向运动的换向

24、瞬间时，一般是由于进给传动链的反向间隙或伺服系统增益过大所致。反向间隙或伺服系统增益过大所致。4 4爬行爬行 发生在起动加速段或低速进给时，一般是由于进给传动链发生在起动加速段或低速进给时，一般是由于进给传动链的润滑状态不良、伺服系统增益低及外加负载过大等因素所致。的润滑状态不良、伺服系统增益低及外加负载过大等因素所致。尤其要注意的是：伺服电动机和滚珠丝杠联接用的联轴器，由尤其要注意的是：伺服电动机和滚珠丝杠联接用的联轴器，由于联接松动或联轴器本身的缺陷，如裂纹等，造成滚珠丝杠转于联接松动或联轴器本身的缺陷，如裂纹等，造成滚珠丝杠转动与伺服电动机的转动不同步，从而使进给运动忽快忽慢，产动与伺服

25、电动机的转动不同步，从而使进给运动忽快忽慢，产生爬行现象。生爬行现象。1919进给伺服系统的常见故障及维修5 5机床出现振动机床出现振动 机床以高速运行时，可能产生振动，这时就会出现过流报机床以高速运行时，可能产生振动，这时就会出现过流报警。机床振动问题一般属于速度问题，所以就应去查找速度环；警。机床振动问题一般属于速度问题，所以就应去查找速度环；而机床速度的整个调节过程是由速度调节器来完成的，即凡是而机床速度的整个调节过程是由速度调节器来完成的，即凡是与速度有关的问题，应该去查找速度调节器，因此振动问题应与速度有关的问题，应该去查找速度调节器，因此振动问题应查找速度调节器。主要从给定信号、反

26、馈信号及速度调节器本查找速度调节器。主要从给定信号、反馈信号及速度调节器本身这三方面去查找故障。身这三方面去查找故障。2020进给伺服系统的常见故障及维修6 6伺服电动机不转伺服电动机不转 数控系统至进给驱动单元除了速度控制信号外，还有使能数控系统至进给驱动单元除了速度控制信号外，还有使能控制信号，一般为控制信号，一般为DC+24VDC+24V继电器线圈电压。伺服电动机不转，继电器线圈电压。伺服电动机不转，常用诊断方法有：常用诊断方法有：检查数控系统是否有速度控制信号输出；检查数控系统是否有速度控制信号输出；检查使能信号是否接通。通过检查使能信号是否接通。通过CRTCRT观察观察I/OI/O状

27、态，分析机床状态，分析机床PLCPLC梯形图梯形图(或流程图或流程图)，以确定进给轴的起动条件，如润滑、，以确定进给轴的起动条件，如润滑、冷却等是否满足；冷却等是否满足；对带电磁制动的伺服电动机，应检查电磁对带电磁制动的伺服电动机，应检查电磁制动是否释放；制动是否释放；进给驱动单元故障；进给驱动单元故障；伺服电动机故障。伺服电动机故障。2121进给伺服系统的常见故障及维修7 7位置误差位置误差 当伺服轴运动超过位置允差范围时，数控系统就会产生位当伺服轴运动超过位置允差范围时，数控系统就会产生位置误差过大的报警，包括跟随误差、轮廓误差和定位误差等。置误差过大的报警，包括跟随误差、轮廓误差和定位误

28、差等。主要原因有：主要原因有：系统设定的允差范围小；系统设定的允差范围小；伺服系统增益设置伺服系统增益设置不当；不当；位置检测装置有污染；位置检测装置有污染；进给传动链累积误差过大；进给传动链累积误差过大；主轴箱垂直运动时平衡装置主轴箱垂直运动时平衡装置(如平衡液压缸等如平衡液压缸等)不稳。不稳。8 8漂移漂移 当指令值为零时，坐标轴仍移动，从而造成位置误差。通当指令值为零时，坐标轴仍移动，从而造成位置误差。通过误差补偿和驱动单元的零速调整来消除。过误差补偿和驱动单元的零速调整来消除。2222进给伺服系统的常见故障及维修9 9机械传动部件的间隙与松动机械传动部件的间隙与松动 在数控机床的进给传

29、动链中，常常由于传动元件的键槽与在数控机床的进给传动链中，常常由于传动元件的键槽与键之间的间隙使传动受到破坏，因此，除了在设计时慎重选择键之间的间隙使传动受到破坏，因此，除了在设计时慎重选择键联结机构之外，对加工和装配必须进行严查。在装配滚珠丝键联结机构之外，对加工和装配必须进行严查。在装配滚珠丝杠时应当检查轴承的预紧情况，以防止滚珠丝杠的轴向窜动，杠时应当检查轴承的预紧情况，以防止滚珠丝杠的轴向窜动，因为游隙也是产生明显传动间隙的另一个原因。因为游隙也是产生明显传动间隙的另一个原因。2323 1.1.系统开机回不了参考点、回参考点不到位、找不到零点或回系统开机回不了参考点、回参考点不到位、找

30、不到零点或回参考点时超程参考点时超程原因：原因：1 1）回参考点位置调整不当引起的故障，减速挡块）回参考点位置调整不当引起的故障，减速挡块距离限位开关行程过短距离限位开关行程过短2 2）零脉冲不良引起的故障，回零时找不到零脉冲）零脉冲不良引起的故障，回零时找不到零脉冲3 3）减速开关损坏或者短路）减速开关损坏或者短路4 4）数控系统控制检测放大的线路板出错）数控系统控制检测放大的线路板出错5 5）导轨平行）导轨平行/导轨与压板面平行导轨与压板面平行/导轨与丝杠的平导轨与丝杠的平 行度超差行度超差6 6）当采用全闭环控制时光栅尺进了油污）当采用全闭环控制时光栅尺进了油污检测元件的故障及维修242

31、4 2.2.机床回原点后原点漂移或参考点发生整螺距偏移的故障机床回原点后原点漂移或参考点发生整螺距偏移的故障1 1）参考点减速信号不良引起的故障）参考点减速信号不良引起的故障2 2）减速挡块固定不良引起寻找零脉冲的初始）减速挡块固定不良引起寻找零脉冲的初始点发生点发生了漂移了漂移3 3）零脉冲不良引起）零脉冲不良引起4 4）减速挡块安装位置不合理，使减速信号与）减速挡块安装位置不合理，使减速信号与零脉冲零脉冲信号相隔距离过近信号相隔距离过近5 5）机械安装不到位）机械安装不到位检测元件的故障及维修2525 3 3 回参考点的位置随机性变化回参考点的位置随机性变化原因：原因：1 1）干扰）干扰2 2）编码器的供电电压过低）编码器的供电电压过低3 3）电机与丝杠的联轴节松动）电机与丝杠的联轴节松动4 4）电动机扭矩过低或由于伺服调节不良，引起跟踪误差）电动机扭矩过低或由于伺服调节不良，引起跟踪误差过大过大5 5）零脉冲不良引起的故障）零脉冲不良引起的故障检测元件的故障及维修2626