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1、数控系统故障分析与维修目前数控系统种类繁多，形式各异，组成结构上都有各自的特点。这些结构特点来源于系统初始设计的基本要求和工程设计的思路。对于不同的生产厂家来说，在设计思想上也可能各有千秋。有的系统采用小板结构，便于板子更换和灵活结合，而有的系 统则趋向大板结构，使之有利于系统工作的可靠性，促使系统的平均无故障率不断提高。无论哪种系统，它们的基本原理和构成是十分相似的。数控系统是由硬件控制系统和软件控制系统两大部分组成：硬件控制系统 是以微处理器为核心，采用大规模集成电路芯片、可编程控制器、伺服驱动单元、伺服电机、各种输入输出设备（包括显示器、控制面板、输入输出接口等）等可见部件组成。软件控制
2、系统 即数控软件，包括数据输入输出、插补控制、刀具补偿控制、加减速控制、位置控制、伺服控制、键盘控制、显示控制、接口控制等控制软件及各种参数、报警文本等组成。数控系统出现故障后，就要分别对软硬件进行分析、判断，定位故障并维修。作为一个好的数控设备维修人员，就必须具备电子线路、元器件、计算机软硬件、接口技术、测量技术等方面的知识。一.电源引起的故障1.系统上电后，系统没有反应，电源不系统上电后，系统没有反应，电源不能接通能接通：原因：1）外部电源没有提供，缺相或外部形成了短路2）电源的保护装置跳闸形成了电源开路3）PLC的地址错误或者互锁装置使电源不能正常接通4）系统上电按钮接触不良或脱落5）元
3、气件的损坏引起的故障（熔断器熔断、浪涌吸收器的短路等）2.电源模块故障分析：电源模块故障分析：原因：1）整流桥损坏引起电源短路2）续流二极管损坏引起的短路3）电源模块外部电源短路4）滤波电容损坏引起的故障5）供电电源功率不足使电源模块不能正常工作3.强电部分接通后，马上跳闸原因1：机床设计时选择的空气开关容量过小，或空气开关的电流选择拨码开关选择了一个较小的电流原因2：机床上使用了较大功率的变频器或伺服驱动，并且在变频器或伺服驱动的电源进线前没有使用隔离变压器或电感器，变频器或伺服驱动在上强电时电流有较大的波动，超过了空气开关的限定电流，引起跳闸。事例1：故障现象：一台进口卧式加工中心，开机时
4、屏幕一片黑，操作面板上的NC电源开关已按下，红、绿灯都亮，查看电柜中开关和主要部分无异常，关机后重开，故障一样。故障分析：经查，确定其电源部分无故障，各处电压都正常，仔细检查发现数控系统有多处损坏，在更换了显示器，显示控制板后屏幕出现了显示，使机床能进入其它的故障维修。事例事例2 2：故故 障障 现现 象象：一一 立立 式式 加加 工工 中中 心心，开开 机机 后后 屏屏 幕幕 无无 显显 示示。该加工中心使用进口数控系统，造成屏幕无显示的原因有该加工中心使用进口数控系统，造成屏幕无显示的原因有很多，经对故障进行了检查，后确认系统提供的外部电源是很多，经对故障进行了检查，后确认系统提供的外部电
5、源是正确的，但主板上的电压不正常，时有时无，可以确认是因正确的，但主板上的电压不正常，时有时无，可以确认是因主板故障造成，因此进行了更换，更换主板后系统有显示，主板故障造成，因此进行了更换，更换主板后系统有显示，由于主板更换后参数需要重新设置，按系统参数设置步骤，由于主板更换后参数需要重新设置，按系统参数设置步骤，对照机床附带的参数表进行了设置调整后机床正常。对照机床附带的参数表进行了设置调整后机床正常。屏幕上无显示的故障原因很多，首先必须找出原因排除屏幕上无显示的故障原因很多，首先必须找出原因排除,如如还有其他故障，根据机床的报警和其他故障信息作出处还有其他故障，根据机床的报警和其他故障信息
6、作出处事例事例3 3：一一加加工工中中心心，开开机机后后打打开开急急停停，系系统统在在复复位位的的过过程程中中，伺伺 服服 强强 电电 上上 去去 后后 系系 统统 总总 空空 开开 马马 上上 跳跳 闸闸 该该加加工工中中心心使使用用国国产产数数控控系系统统，经经对对故故障障进进行行了了检检查查分分析析，首首先先怀怀疑疑是是否否是是空空开开电电流流选选择择过过小小，经经过过计计算算分分析析后后确确认认所所选选择择的的空空开开有有点点偏偏小小，但但基基本本符符合合机机床床要要求求，然然后后用用示示波波器器观观察察机机床床上上电电时时的的电电流流的的变变化化波波形形，发发现现伺伺服服强强电电在在
7、上上电电时时电电流流冲冲击击比比较较大大，也也就就是是电电流流波波形形变变化化较较大大，进进一一步步分分析析发发现现由由于于所所选选伺伺服服功功率率较较大大，且且伺伺服服内内部部未未加加阻阻抗抗等等装装置置，在在使使用用时时须须外外接接一一电电抗抗与与制制动动电电阻阻，电电气气人人员员在在设设计计时时加加了了制制动动电电阻阻，为为了了节节省省成成本本没没有有使使用用阻阻抗抗。按按照照要要求求加加上上阻阻抗抗后后，系系统统上上电电恢恢复复正正常。常。二二系统显示故障系统显示故障1.系统上电后无显示或黑屏原因：1.1.显示模块损坏，1.2.显示模块电源不良或没有接通1.3显示屏由于电压过高被烧坏1
8、.4系统显示屏亮度调节调节过暗2.系统上电后花屏或乱码：原因：2.1系统文件被破坏2.2系统内存不足2.3外部干扰3.3.系统上电后，系统上电后，NCNC电源指示灯亮但是屏幕无电源指示灯亮但是屏幕无显示或黑屏显示或黑屏3.1 3.1 显示模块损坏，显示模块损坏，3.2 3.2 显示模块电源不良或没有接通显示模块电源不良或没有接通3.3 3.3 显示屏由于电压过高被烧坏显示屏由于电压过高被烧坏3.4 3.4 系统显示屏亮度调节调节过暗系统显示屏亮度调节调节过暗4.运行或操作中出运行或操作中出现现死机或重新启死机或重新启动动 4.1 4.1 参数参数设设置置错误错误或参数或参数设设置不当所引起置不
9、当所引起 4.2 4.2 同同时时运行了系运行了系统统以外的其他内存以外的其他内存驻驻留程序；留程序；4.3 4.3 系系统统文件受到破坏或者感染了病毒文件受到破坏或者感染了病毒4.4 4.4 电电源功率不源功率不够够4.5 4.5 系系统统元器件受到元器件受到损损害害 5 5系统上电后，屏幕显示高亮但没有内容系统上电后，屏幕显示高亮但没有内容 1 1）系统显示屏亮度调节调节过亮系统显示屏亮度调节调节过亮 2 2）系统文件被破坏或者感染了病毒）系统文件被破坏或者感染了病毒 3 3）显示控制板出现故障）显示控制板出现故障6 6 系系统统上上电电后后，屏屏幕幕显显示示暗暗淡淡但但是是可可以以正正常
10、常操操作，系统运行正常作，系统运行正常1 1）系统显示屏亮度调节调节过暗）系统显示屏亮度调节调节过暗2 2）显示器或显示器的灯管损坏）显示器或显示器的灯管损坏3 3）显示控制板出现故障）显示控制板出现故障 7 7 主轴有转速但主轴有转速但CRTCRT速度无显示速度无显示 1 1）主轴编码器损坏主轴编码器损坏 2 2）主轴编码器电缆脱落或断线）主轴编码器电缆脱落或断线 3 3）系统参数设置不对，编码器反馈的接口不对）系统参数设置不对，编码器反馈的接口不对 或者没有选择主轴控制的有关功能或者没有选择主轴控制的有关功能 8 8 主主轴实际转轴实际转速与所速与所发发指令不符指令不符1）主主轴编码轴编码
11、器每器每转转脉冲数脉冲数设设置置错误错误 确认主轴编码器每转脉冲数是否设置正确。2）PLCPLC程序程序错误错误。检查PLC程序中主轴速度和D/A输出部分的程序；3 3）速度控制信号）速度控制信号电缆连电缆连接接错误错误事例1：故障现象：一数控系统，机床送电，CRT无显示，查NC 电源+24V、+15V、-15V、+5V均无输出故障分析：此现象可以确定是电源方面出了问题，所以可以根据电气原理图逐步从电源的输入端进行检查，当检查到保险后的电噪声滤波器时发现性能不良，后面的整流、振荡电路均正常，拆开噪声滤波器外壳发现里面烧焦，更换噪声滤波器后，系统故障排除，事例2：故障现象：一台数控车床配FANU
12、C0-TD系统，在调试中时常出现CRT闪烁、发亮，没有字符出现的现象，我们发现造成的原因主要有：CRT亮度与灰度旋钮在运输过程中出现震动。系统在出厂时没有经过初始化调整。系统的主板和存储板有质量问题。解决办法可按如下步骤进行：首先，调整CRT的亮度和灰度旋钮，如果没有反应，请将系统进行初始化一次，同时按RST键和DEL键，进行系统启动，如果CRT仍没有正常显示，则需要更换系统的主板或存储板。典型CNC软件装置的结构：CNC系统软件有管理软件和控制软件组成。管理软件包括输入、I/O处理、显示、诊断等。控制软件包括译码、刀具补偿、速度处理、插补计算、位置控制等。数控系统的软件结构和数控系统的硬件结
13、构两者相互配合，共同完成数控系统的具体功能。早期的CNC装置，数控功能全部由硬件实现，而现在的数控功能则由软件和硬件共同完成。目前数控系统的软件一般有两种结构：前后台结构和中断型结构：所谓前后台型是指在一个定时采样周期中，前台任务开销一部分时间，后台任务开销剩余部分的时间，共同完成数控加工任务。前台任务一般设计成中断服务程序，三三 CNCCNC单元故障单元故障1.1.不不能能进进入入系系统统，运运行行系系统统时时，系系统统界界面面出出不不出出来来原因：1 1）可可能能是是系系统统文文件件被被病病毒毒破破坏坏或或丢丢失失，可可能能是是计计算算机机被被病病毒毒破破坏坏，也可能是系统软件中文件损坏了
14、或丢失了。也可能是系统软件中文件损坏了或丢失了。重新安装数控系统，将计算机的CMOS设为A盘启动；插入干净的软盘启动系统后，重新安装数控系统。2 2）.电子盘或硬盘物理损坏电子盘或硬盘物理损坏 电子盘或硬盘在频繁的读写中有可能损坏，这时应该修复或更换电子盘或硬盘；3 3）.系统系统CMOSCMOS设置不对设置不对CNCCNC常见故障分析常见故障分析2运行或操作中出运行或操作中出现现死机或重新启死机或重新启动动原因：原因：1 1）参数）参数设设置不当；置不当；2 2）同）同时时运行了系运行了系统统以外的其他内存以外的其他内存驻驻留程序；留程序；3 3）正从）正从软盘软盘或网或网络调络调用用较较大
15、的程序；大的程序；4 4）从已）从已损损坏的坏的软盘软盘上上调调用程序；用程序；5 5）系系统统文件被破坏。文件被破坏。系统在通讯时或用磁盘进行考贝文件时，有可能感染病毒，用杀毒软件检查软件系统清除病毒或者重新安装系统软件进行修复3 3 系统出现乱码系统出现乱码1）参数设置不合理2）系统内存不足3）操作不当 4 4）参数）参数设设置不当置不当5 5）系统发生溢出）系统发生溢出4.操作键盘不能输入或部分不能输入操作键盘不能输入或部分不能输入原因：1）控制键盘芯片出现问题2）系统文件被破坏，3）主板电路出现问题4）CPU出现故障，5.输入输出不正常输入输出不正常原因：1）I/O单元出现故障2）外部
16、干扰3 3）I/OI/O控制板电源没有接通或电压不稳控制板电源没有接通或电压不稳6.6.系系统统网网络连络连接不正常接不正常1 1）系）系统统参数参数设设置或文件配置不正确置或文件配置不正确2 2）通讯电缆出现问题通讯电缆出现问题 通讯电缆不能够过长，以免引起信号的衰减引起故障。3 3）硬件故障）硬件故障 通讯网口出现故障或网卡出现故障，可以用置换法判断出现问题的部位7.7.数据输入输出接口（数据输入输出接口（RS-232RS-232）不能够正常工作不能够正常工作原因：1 1）系统的外部输入输出设备的设定错误或硬件出现了故）系统的外部输入输出设备的设定错误或硬件出现了故 障障 在进行通讯时，操
17、作者首先确认外部的通讯设备是否完好，电源是否正常，2 2）参数设置的错误）参数设置的错误 通讯时需要将外部设备的参数与数控系统的参数相匹配，如波特率、停止位必须设成一致才能够正常通讯。外部通讯端口必须于硬件相对应。3 3）通讯电缆出现问题）通讯电缆出现问题不同的数控系统，通讯电缆的管角定义可能不一致，如果管角焊接错误或者是虚焊等，通讯将不能正常完成。另外通讯电缆不能够过长，以免引起信号的衰减引起故障。8.8.系统参数设定、调整错误引起的故障系统参数设定、调整错误引起的故障 系统参数的设定很重要，如果系统参数设置错误，就会引发各种各样的故障现象如：系统不能正常启动；不能正常运行；螺纹加工不能够进
18、行；系统显示不正常；死机等。9.系统外部干扰引起的故障原因：3.1数控系统、机床、车间等接地不良3.2系统的连接电缆屏蔽层接地不良引起3.3电缆的布置、安装不合理3.4系统各模块的安装、连接、固定的不可靠3.5电缆过长，引起系统信号的衰减3.6外部电源不稳定，纹波过大事例1：故障现象：一普通数控教学车床，开机后系统显示白屏，系统的菜单与字迹无法分辨。故障分析：首先考虑是否将屏幕亮度调节按钮调节的过于明亮，手动调节其按钮，结果发现屏幕亮度虽然发生变化，但屏幕上的字迹还是无法分辨，排除不是亮度调节按钮出现问题，进一步检查，发现系统CMOS中的屏幕分辨率已被更改，造成系统显示模糊，经调整后，问题得到
19、解决四四.急停报警故障急停报警故障数控装置操作面板和手持单元上，均设有急停按钮，用于当数控系统或数控机床出现紧急情况，需要使数控机床立即停止运动或切断动力装置（如伺服驱动器等）的主电源；当数控系统出现自动报警信息后，须按下急停按钮。待查看报警信息并排除故障后，再松开急停按钮，使系统复位并恢复正常。该急停按钮及相关电路所控制的中间继电器（KA）的一个常开触点应该接入数控装置的开关量输入接口，以便为系统提供复位信号。1.机床一直处与急停状态，不能复位原因：1）电气方面的原因，下图为一普通数控机床的整个电气回路的接线图，从图上可以清晰的看出可以引起急停回路不闭和的原因有：（1 1）急停回路断路）急停
20、回路断路（2 2）限位开关损坏）限位开关损坏（3 3）急停按钮损坏）急停按钮损坏 2 2）系统参数设置错误，使系统信号不能正常输入系统参数设置错误，使系统信号不能正常输入输出或复位条件不能满足引起的急停故障；输出或复位条件不能满足引起的急停故障；PLC软件未向系统发送复位信息。检查KA中间继电器；检查PLC程序。3 3）PLCPLC中中规规定定的的系系统统复复位位所所需需要要完完成成的的信信息息未未满满足足要要求求。如如伺伺服服动动力力电电源源准准备备好好、主主轴轴驱驱动动准准备备好好等等信信息息。若使用伺服，伺服动力电源是否未准备好：检查电源模块；检查电源模块接线；检查伺服动力电源空气开关。
21、4 4）PLCPLC程序程序编编写写错误错误2.2.数控系数控系统统在自在自动动运行的运行的过过程中，程中，报报跟踪跟踪误误差差过过大引起大引起 的急停故障的急停故障 这一类故障现象是属于运动状态问题，实际上是进给伺服系统位置环在运动中出现了问题。位置偏差过大是根据位置环中的位置偏差计数器输出的，既由来自光电脉冲编码器反馈的反应工作台实际运行距离的脉冲与来自数控系统所发的脉冲个数进行比较得出。这个偏差值的大小反映出数控系统要求某个轴运动的距离与轴实际移动的距离之间的差值，为使位置偏差不超出机床各轴要求的形状为职公差，所以数控系统对这个偏差值的大小进行了设置规定，这个参数值的大小是可以更改的，如
22、果参数丢失或者设置的数值过小，往往造成数控系统跟踪误差过大其常其常见见原因有如下几点：原因有如下几点：1.1.负负载载过过大大，如如负负载载过过大大，或或者者夹夹具具夹夹偏偏造造成成的的摩摩擦擦力力或或阻阻力力过过大大，从从而而造造成成加加在在伺伺服服电电动动机机的的扭扭矩矩过过大大，使使电电动动机机造造成了成了丢丢步形成了跟踪步形成了跟踪误误差差过过大。大。2.2.编编码码器器的的反反馈馈出出现现问问题题，如如：编编码码器器的的电电缆缆是是否否出出现现了了松松动动，或者用示波器，或者用示波器检查编码检查编码其所反其所反馈馈回来的脉冲是否正常，回来的脉冲是否正常，3.3.伺服伺服驱动驱动器器报
23、报警或警或损损坏，坏，4.4.进给伺服驱动系统强电电压不稳或者是电源缺相引起，进给伺服驱动系统强电电压不稳或者是电源缺相引起，3 3伺服单元报警引起的急停伺服单元报警引起的急停伺服单元如果报警或者出现故障，PLC检测到后可以使整个系统处在急停状态，直到将伺服部分的故障排除，系统才可以复位，如果是因为伺服驱动器报警而出现的急停，有些系统可以通过急停对整个系统进行复位，包括伺服驱动器，可以消除一般的报警。4主轴单元报警引起的急停 主轴单元如果报警或者出现故障，PLC检测到后可以使整个系统处在急停状态，直到将主轴部分的故障排除，系统才可以复位，如果是因为主轴驱动器报警而出现的急停，有些系统可以通过急
24、停对整个系统进行复位，包括伺服驱动器，可以消除一般的报警。常见原因：1）主轴空开跳闸2）主轴单元报警或主轴驱动器出错，五 手动操作类故障分析与维修1.手动运行机床，机床不动作原因：1 1）机床锁住按钮损坏，使机床按钮一直处在机床锁住的状态）机床锁住按钮损坏，使机床按钮一直处在机床锁住的状态 数控机床机床如果机床锁住按钮被按下或者因为损坏而一直处于导通的状态，机床各轴是不能够运动的，在自动状态下，系统可以向各个轴发运动指令，但轴不执行，2 2）系统参数设置错误错误）系统参数设置错误错误 数控系统如果与轴相关的一些参数设置不当，可以造成轴运动不正常或不能够运行，3 3）系统）系统驱动驱动程序没有安
25、装或安装不正确，程序没有安装或安装不正确，某些数控系统在调试时必须按装相应的驱动程序才能够运行，如果驱动程序没有安装或者安装的不正确，机床轴是不能够正常运行的。4 4）软极限超程或硬极限超程）软极限超程或硬极限超程5 5）伺服驱动器报警或使能信号未到达）伺服驱动器报警或使能信号未到达6 6）倍率选者开关选者）倍率选者开关选者0 07 7）动按钮损坏或接触不良）动按钮损坏或接触不良2.手摇无效原因：原因：1 1）机机床床锁锁住住按按钮钮损损坏坏，使使机机床床按按钮钮一一直直处处在在机机床床锁锁住住的的状态状态2 2）脉冲发生器坏）脉冲发生器坏3 3）伺服或主轴部分出现报警报警）伺服或主轴部分出现
26、报警报警4 4）系统参数设置不对）系统参数设置不对5 5）手摇使能无效，或使能信号没有接通）手摇使能无效，或使能信号没有接通 为了安全考虑，一些手摇设置了一个使能按钮，当使能按钮被按下，系统检测到这个信号以后，手摇所发的脉冲才能够被系统接受，当使能信号没有接通或系统没有检测到，手摇既无效3.3.手动移动机床超程后无法解除手动移动机床超程后无法解除原因：原因：1 1）机床超程信号接反或者是机床运动方向相反机床超程信号接反或者是机床运动方向相反 机床在运行时超程是经常遇到的现象，在进行超程解除的时候有可能因为操作者的不熟练，将超程解除的方向弄反，某些数控系统厂家为了机床运行的安全性，在机床超程的时
27、候设置了一些输入信号，用来检测数控机床的超程方向，如果检测到数控机床超程后，机床只能够向超程的相反方向运动，这样能够防止机床继续向超程的方向运动。但是如果机床的超程信号接反或者是机床的运动方向相反，机床超程就不能够正常解除，解除方法：将轴的运动方向更改，或者将超程信号进行互换，此故障现象即可排除2 2）PLCPLC的编写错误的编写错误3 3）参数设置错误）参数设置错误 4 4 系系统统控控制制乱乱套套，M M、S S、T T指指令令有有时时执执行行有有时时不不能能够执行或者执行的动作不正确。够执行或者执行的动作不正确。原因：原因：1 1）参数设置错误或者是丢失从而引起系统的参数设置错误或者是丢
28、失从而引起系统的 控制紊乱。控制紊乱。2 2）系统受到较强烈的干扰系统受到较强烈的干扰5 5 系统系统G00G00、G01G01、G02G02、G03G03指令均不能执行指令均不能执行原因：原因：1 1）系统选择了每转进给，但是主轴未启动）系统选择了每转进给，但是主轴未启动 2 2）PLCPLC中已经设定了主轴速度到达信号，但该中已经设定了主轴速度到达信号，但该 信号没有到达系统信号没有到达系统3 3）轴的进给倍率选择了零轴的进给倍率选择了零6 6 机机床床油油泵泵、冷冷却却泵泵没没有有启启动动或或启启动动后后没没有有油、冷却液输出油、冷却液输出原因：1 1）输入输入/输出板或回路出现故障输出
29、板或回路出现故障 2 2）电机电源相序不正确电机电源相序不正确 如果油泵、冷却泵直接使用的是普通三相交流电机，有可能是因为电机电源进线相序搞反，造成电机的反转，致使油或冷却液不能够正常输出。按机床检测元件检测原点信号方式的不同，返回机床参考点的方法有两种，即栅点法栅点法和磁开关法磁开关法。在栅点法中，检测器随着电机一转信号同时产生一个栅点或一个零位脉冲，在机械本体上安装一个减速挡块及一个减速开关，当减速撞块压下减速开关时，伺服电机减速到接近原点速度运行。当减速撞块离开减速开关时，即释放开关后，数控系统检测到的第一个栅点或零位信号即为原点。在磁开关法中，在机械本体上安装磁铁及磁感应原点开关或者接
30、近开关，当磁感应开关或接近开关检测到原点信号后，伺服电机立即停止运行，该停止点被认作原点六 参考点编码器类编码器类类故障分析与维修常见故障：常见故障：1.1.系系统统开开机机回回不不了了参参考考点点、回回参参考考点点不不到到位位、找找不不到到零点或回参考点零点或回参考点时时超程超程原因：原因：原因：1 1）回回参参考考点点位位置置调调整整不不当当引引起起的的故故障障，减减速速挡挡块块距距离离限限位位开开关行程过短关行程过短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
31、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/导轨与丝杠的平行度超差导轨与丝杠的平行度超差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1）参考点减速信号不良引起的故障2）减速挡块固定不良引起寻找零脉冲的初始点 发生了漂移3）零脉冲不良引起4）减速挡块安装位置不合理，使减速信号与零 脉冲信号相隔距离过近5 5）机械安装不到位）机械安装不到位3.3.攻丝时或车螺纹时出现乱扣攻丝时或车螺纹时出现乱扣 1）零脉冲不良引起的故障，2）时钟不同步出现的故障，3）主轴
32、部分没有调试好，如主轴转速不 稳，跳动过大或因为主轴过载能力太 差，加工时因受力使主轴转速发生太 大的变化4 4 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，）电动机扭矩过低或由于伺服调节不良，引起跟踪误差过大引起跟踪误差过大 5 5）零脉冲不良引起的故障零脉冲不良引起的故障5.5.主主轴轴定定向向不不能能够够完完成成，不不能能够够进进行行镗孔，换刀等动作镗孔，换刀等动作原因：原因：1 1）脉冲编码器出现问题）脉
33、冲编码器出现问题2 2）机械部分出现问题）机械部分出现问题3 3）PLCPLC调试不良，定向过程没有处理好调试不良，定向过程没有处理好事例1：故障现象：一台数控车床，X、Z轴使用半闭环控制，在用户中运行半年后发现Z轴每次回参考点，总有2、3mm的误差，而且误差没有规律。故障分析：调整控制系统参数后现象仍没消失，更换伺服电机后现象依然存在，后来仔细检查发现是丝杠末端没有备紧，经过螺母备紧后现象消失数控机床在出厂前，已将所用的系统参数进行了调试优化，但有的数控系统还有一部分参数需要到用户那里去调试，如果参数设置不对或者没有调试好，就有可能引起各种各样的故障现象，直接影响到机床的正常工作和性能的充分
34、发挥。在数控维修的过程中，有时也利用参数来调试机床的某些功能，而且有些参数需要根据机床的运动状态来进行调整。七 参数设定错误引起的故障1.1.数控系统参数丢失数控系统参数丢失原因：原因：1 1）数控系统的后备电池失效）数控系统的后备电池失效 后备电池的失效将导致全部参数的丢失，机床长时间停用最容易出现后备电池失效的现象，机床长时间停用时应定期为机床通电，使机床空运行一段时间，这样不但有利于后备电池的使用时间延长和及时发现后备电池是否无效，更重要的是可以延长整个数控系统包括机械部分的使用寿命。2 2）操作者的误操作使参数丢失或者受到破坏）操作者的误操作使参数丢失或者受到破坏这种现象在初次接触数控
35、机床的操作者中经常遇，由于误操作，有的将全部参数进行清除，有的将个别参数被更改，有的将系统中处理参数的一些文件不小心进行了删除。从而造成了系统参数的丢失。3 3）机机床床在在DNADNA方方式式下下加加工工工工件件或或者者在在进进行行数数据据传传输输时时电网突然停电电网突然停电常见故障：常见故障：1.系统不能正常启动；2.不能正常运行；3.机床运行时经常报跟踪误差；4.回零方向反5.运行程序不正常6.螺纹加工不能够进行；7.系统显示不正常；8.死机八八 刀架、刀库及换刀常见故障刀架、刀库及换刀常见故障普通普通车车床刀架常床刀架常见见故障：故障：1.换刀时刀架不转换刀时刀架不转原因：1）电源相序
36、接反（使电机正反转相反）或电源缺相 因为普通经济型车床所使用的刀架是通过刀架电机的正反转来进行选刀,并进行锁紧等动作,一般的工作顺序是刀架首先正转进行选泽刀具,刀具选者到位后,电机再进行反转,把所选择的刀具进行琐紧.整个换刀过程才结束,如果刀架电机电源的相序接反或者是所发出的正反转信号相反,那么数控系统选择刀具时所发出的刀架电机正转信号,刀架电机此时的运动状态恰好是反转锁紧,所以刀架电机就会静止不动,一直处在锁紧状态.此时将刀架电机的电源线任换两相,或者是将PLC的刀架输出信号相互调节一下,故障即可以消除.2）PLC程序出错，换刀信号没有发出。2换刀时刀架一直旋转换刀时刀架一直旋转原因：1）刀
37、位信号没有到达2）I/O输入输出板出错3刀架不能锁紧刀架不能锁紧1）刀架反转信号没有输出2）刀架锁紧时间过短3）机械故障4加工中心刀库换刀动作不能够完成加工中心刀库换刀动作不能够完成原因：1)松刀感应感应开关或电磁阀损坏或失灵2）压力不足3）液压系统出现问题，液压缸因液压系统压力不足或漏油而不动作，或行程不到位4）PLC调试出错，换刀条件不能满足5）主轴系统出错5自动换刀时刀链运转不到位：自动换刀时刀链运转不到位：原因：1）液压系统出现问题，油路不畅通或液压阀出现问题2）液压马达出现故障3）刀库负载过重，或者有阻滞的现象4）润滑不良6.6.加工中心刀库换刀动作不能够完成加工中心刀库换刀动作不能
38、够完成原因：原因：1)1)松刀感应感应开关或电磁阀损坏或失灵松刀感应感应开关或电磁阀损坏或失灵2 2）压力不足）压力不足,液压系统出现问题，液压缸因液压系统压液压系统出现问题，液压缸因液压系统压 力不足或漏油而不动作，或行程不到位力不足或漏油而不动作，或行程不到位3 3）PLCPLC调试出错，换刀条件不能满足调试出错，换刀条件不能满足4 4）主轴系统出错）主轴系统出错7.7.主轴刀柄取不下刀主轴刀柄取不下刀原因：原因：1）松刀力不够，2）气液压伐或松拉力气缸损坏3）拉杆行程不够或拉杆位置变动4）7：24锥为自锁与非自锁的临界点8.8.主轴不能拉上刀柄主轴不能拉上刀柄1）拉杆行程不够2）松刀接近
39、开关位置变动3）拉杆头部损坏4）阀未动作、卡死或者未上电5）拉钉未拧紧或者型号选择不正确事例1：一台车削中心，工作时CRT显示报警“未抓起工件报警”。但实际上抓工件的机械手已将工件抓起，却显示机械手未抓起工件报警。查阅PLC图，此故障是测量感应开关发出的。经查机械手部位，机械手工作行程不到位，未完全压下感应开关引起的。随后调整机械手的夹紧力，此故障排除。九九 数控加工类故障数控加工类故障1.1.加工尺寸或精度误差过大：加工尺寸或精度误差过大：误差故障的现象较多，在各种设备上出现时的表现不一。如数控车床在直径方向出现时大时小的现象较多。在加工中心上垂直轴出现误差的情况较多，常见的是尺寸向下逐渐增
40、大，但也有尺寸向上增大的现象，在水平轴上也经常会有一些较小误差的故障出现，有些经常变化，时好时坏使零件的尺寸难以控制。造成数控机床中误差故障但又无报警的情况，主要有几种情况：原因：原因：1 1）机床几何误差太大，机床机械精度达不机床几何误差太大，机床机械精度达不到要求到要求。2 2）机床的数控系统较简单，在系统中对误机床的数控系统较简单，在系统中对误差没有设置检测，因此在机床出现故障时差没有设置检测，因此在机床出现故障时不能有报警显示。不能有报警显示。3 3）机床中出现的误差情况不在设计时预测机床中出现的误差情况不在设计时预测的范围内，因此当出现误差时检测不到，的范围内，因此当出现误差时检测不
41、到，由于大多数的数控机床使用的是半闭环系统，因此不能检测到机床的实际位置。4 4）丝杠与电机的联轴器结构对故障发生的频率丝杠与电机的联轴器结构对故障发生的频率和可能性不同，出现故障后现象也不同，有些尺和可能性不同，出现故障后现象也不同，有些尺寸只会向负方向增加，但有些正负方向变化的可寸只会向负方向增加，但有些正负方向变化的可能弹性联接的基本上是负向增加的多，而中间使能弹性联接的基本上是负向增加的多，而中间使用键联接的两种故障均会发生。用键联接的两种故障均会发生。5 5）机床的电气系统中回零不当，回零点不能）机床的电气系统中回零不当，回零点不能保证一致，该种故障出现的误差一般较小。除保证一致，该
42、种故障出现的误差一般较小。除了一般的因减速开关不良造成故障外，回零时了一般的因减速开关不良造成故障外，回零时的减速距离太短也会使零点偏离。在有些系统的减速距离太短也会使零点偏离。在有些系统中的监控页面中有中的监控页面中有“删格量删格量”一项，记录并经一项，记录并经常核对可及时发现问题。常核对可及时发现问题。6 6）机床运动时由于超调引起加工精度和加工尺）机床运动时由于超调引起加工精度和加工尺寸误差过大寸误差过大,如果加减速时间常数调节的过小,电机电流已经形成饱和,引起伺服运动的超调,可以引起系统的加工精度与加工尺寸,这时可以通过调节伺服驱动器的参数来改善轴的运动性能,来消除加工误差.7 7）在
43、利用刀尖半径补偿时，）在利用刀尖半径补偿时，G41G41、G42G42使用不正使用不正确或者在走刀换向时没有相应修改确或者在走刀换向时没有相应修改G41G41、G42G428 8）刀具与工件的相对位置方位号设定错误。刀具与工件的相对位置方位号设定错误。9 9）对刀不正确，或者加工时没有考虑刀尖半径）对刀不正确，或者加工时没有考虑刀尖半径尺寸。尺寸。事例1:故障现象:某加工中心运行九个月后,发生Z轴方向加工尺寸不稳定,尺寸超差且无任何规律,显示屏及伺服驱动器没有任何报警或异.故障分析:该加工中心是采用的国外进口数控系统,丝杠采用的是直联的方式,根据故障分析,原因可能是因为联轴器联结螺钉松动,导致
44、联轴器与滚轴丝杠或伺服电机间滑动,经过对Z轴仔细检查发现联轴器6只紧固螺钉都出现了松动,紧固螺钉后,故障排除.2.2.两轴联动铣削圆周时圆度超差两轴联动铣削圆周时圆度超差 圆度超差一般出现两种情况：一种是圆的轴向变形；另一种情况是出现斜椭圆，即在45度方向上的椭圆。1 1）圆的轴向变形，其原因是由于机床的机械未调整好而）圆的轴向变形，其原因是由于机床的机械未调整好而造成轴的定位精度不好，或者是机床的丝杠间隙补偿不当，造成轴的定位精度不好，或者是机床的丝杠间隙补偿不当，从而导致每当机床在过向限时，就产生圆度误差。从而导致每当机床在过向限时，就产生圆度误差。2 2）产产生斜生斜椭圆误椭圆误差差时时
45、,一般是由各一般是由各轴轴的位置偏差的位置偏差过过大造成大造成,可以通可以通过调过调整各整各轴轴的增益来改善各的增益来改善各轴轴的运的运动动性能性能.使每个使每个轴轴的运的运动动特性比特性比较较接近接近,另外另外,如果机械如果机械传动传动副之副之间间的的间间隙隙如果如果过过大或者大或者间间隙隙补偿补偿不合适的不合适的话话,也可能引起也可能引起该该故障故障.3.3.两轴联动铣削圆周时圆弧上有突起现两轴联动铣削圆周时圆弧上有突起现象 圆弧切削在特定的角度（0、90、180、270度）过象限时，由于电机需要反转，由于机械的摩擦力、反向间隙等原因造成速度无法连续，造成圆弧上有突起现象。4.4.车车床床
46、加加工工时时，G02G02、G03G03加加工工轨轨迹迹不不是是圆圆或或报圆弧数据错误报圆弧数据错误 原因：原因：1 1）参数设置错误，如加工平面选者不对）参数设置错误，如加工平面选者不对 2 2）X X轴编程时半径编程输入的是直径值，直径轴编程时半径编程输入的是直径值，直径 编程时输入的是半径值编程时输入的是半径值5.5.自动运行时报程序指令错自动运行时报程序指令错原因：原因：1 1）程序中有非法地址字程序中有非法地址字 2 2）固定循环参数设置错误固定循环参数设置错误事例1:故障现象:某加工中心在加工整圆时,发生X轴方向加工尺寸不对,尺寸超差,显示屏及伺服驱动器没有任何报警或异常.故障分析:该加工中心是采用的国内数控系统,丝杠采用的是直联的方式,根据故障分析,原因可能是因为是由于机床的机械未调整好而造成轴的定位精度不好，或者是机床的丝杠间隙补偿不当，从而导致每当机床在过向限时，就产生圆度误差。对该机床进行重新校平调整,检查该机床的参数,发现该机床的轴的间隙补偿为零,用百分表测量X轴的反向间隙,实际测量值超过0.003MM,对该机床的X轴进行了调整,并利用了系统的软件补偿功能,消除了X轴的间隙,再次加工整圆进行检验,故障消除.