数控车床主轴的维修与维护
【摘要】
【前言】
一、数控系统与数控机床技术发展趋势
二、数控机床主轴结构
1、高速加工对机床主轴的要求
2、主轴结构设计
三、数控车床主轴的故障分析与维修
1、开机后短时间加工零件尺寸有偏差
2、加工过程中主轴过热
3、主轴刀具未到位
4、主轴定位精度不准
5、主轴夹紧装置不动作
6、主轴出现异常躁动或振动
7、主轴的转速达不到预定值
四、主轴的维护的内容
1、主轴的传动
2、主轴的维护
五、结论
随着社会发展，数控机床也随着这科学技术的提高在发展，目前数控机床种类繁多，为保证他的正常运行，出现问题后能及时处理已成为至关重要的问题。能够正确、快速的发现异常现象，查明原因并及
时处理问题，这样才能提高数控车床的开机可靠性和开动率。
数控机床主轴故障维修 数控机床的主轴驱动系统也就是主传动系统，它的性能直接决定了加工工件的表面质量，它结构复杂，机、电、气联动，故障率较高，它的可靠性将直接影响数控机床的安全和生产率。因此，在数控机床的维修和维护中，主轴驱动系统显得很重要。 维修人员根据维修单，到现场进行故障询问调查，确定维修方案、拟定维修工作计划、计划工时和费用；通过查阅数控机床PLC的相关显示界面和电路原理图、数控系统和就变频器说明书等维修资料，分析故障原因；使用通用工具及万用表，检测判断故障部位，在机床现场快速排除故障，填写维修记录并交接验收。 主轴相关知识 数控机床主轴驱动系统是数控机床的大功率执行机构，其功能是接受数控系统(CNC)的S码速度指令及M码辅助功能指令，驱动主轴进行切削加工。它包括主轴驱动装置、主轴电动机、主轴位置检测装置、传动机构及主轴。通常主轴驱动被加工工件旋转的是车削加工，所对应的机床是车床类；主轴驱动切削刀具旋转的是铣削加工，所对应的机床是铣床类。 主轴系统分类及特点 全功能数控机床的主传动系统大多采用无级变速。目前，无级变速系统根据控制方式的不同主要有变频主轴系统和伺服主轴系统两种，一般采用直流或交流主轴电机，通过带传动带动主轴旋转，或通过带传动和主轴箱内的减速齿轮(以获得更大的转矩)带动主轴旋转。另外根据主轴速度控制信号的不同可分为模拟量控制的主轴驱动装置和串行数字控制的主轴驱动装置两类。模拟量控制的的主轴驱动装置采用变频器实现主轴电动机控制，有通用变频器控制通用电机和专用变频器控制专用电机两种形式。目前大部分的经济型机床均采用数控系统模拟量输出+变频器+感应（异步）电机的形式，性价比很高，这时也可以将模拟主轴称为变频主轴。串行主轴驱动装置一般由各数控公司自行研制并生产，如西门子公司的611系列，日本发那克公司的α系列等。 1、普通笼型异步电动机配齿轮变速箱 这是最经济的一种方法主轴配置方式，但只能实现有级调速，由于电动机始终工作在额定转速下，经齿轮减速后，在主轴低速下输出力矩大，重切削能力强，非常适合粗加工和半精加工的要求。如果加工产品比较单一，对主轴转速没有太高的要求，配置在数控机床上也能起到很好的效果；它的缺点是噪音比较大，由于电机工作在工频下，主轴转速范围不大，不适合有色金属和需要频繁变换主轴速度的加工场合。 2、普通笼型异步电动机配简易型变频器 可以实现主轴的无级调速，主轴电动机只有工作在约500转/分钟以上才能有比较满意的力矩输出，否则，特别是车床很容易出现堵转的情况，一般会采用两挡齿轮或皮带变速，但主轴仍然只能工作在中高速范围，另外因为受到普通电动机最高转速的限制，主轴的转速范围
数控机床的日常维护保养 数控机床的日常维护保养应严格按机床使用说明书进行，若说明书中未写入此内容，应立即向制造厂索取，并签订补充协议，在保修期内，用户不按制造厂的保养规定使用机床，要求免费维修时会造成纠纷。下面推荐一些做法供参考： 1．日常点检 (1)数控车床的日常点检要点 1)接通电前 ·检查切削液、液压油、润滑油的油量是否充足。 ·检查工具、检测仪器等是否已准备好。 ·切屑槽内的切屑是否已处理干净。 2)接通电源后 ·检查操作盘上的各指示灯是否正常，各按钮、开关是否处于正确位置。 ·CRT显示屏上是否有任何报警显示。若有问题应及时予以处理。 ·液压装置的压力表是否指示在所要求的范围内。 ·各控制箱的冷却风扇是否正常运转。 ·刀具是否正确夹紧在刀夹上，刀夹与回转刀台是否可靠夹紧，刀具是否有磨损。 ·若机床带有导套、夹簧，应确认其调整是否合适。 3)机床运转后 ·运转中，主轴、滑板处是否有异常噪声。 ·有无与平常不同的异常现象，如声音、温度、裂纹、气味等。 (2)加工中心的日常点检要点 1)从工作台、基座等处清除污物和灰尘，擦去机床表面上的润滑油、切削液和切屑。清除没有罩盖的滑动表面上的一切东西，擦净丝杠的暴露部位。 2)清理、检查所有限位开关、接近开关及其周围表面。 3)检查各润滑油箱及主轴润滑油箱的油面，使其保持在合理的油面上。 4)确认各刀具在其应有的位置上更换。 5)确保空气滤杯内的水完全排出。 6)检查液压泵的压力是否符合要求。 7)检查机床主液压系统是否漏油。 8)检查切削液软管及液面，清理管内及切削液槽内的切屑等脏物。 9)确保操作面板上所有指示灯为正常显示。 10)检查各坐标轴是否处在原点上。 11)检查主轴端面、刀夹及其他配件是否有毛刺、破裂或损坏现象。 2．月检查要点 (1)数控车床的月检查要点 1)检查主轴的运转情况。主轴以最高转速一半左右的转速旋转30min，用手触摸壳体部分，若感觉温和即为正常。以此了解主轴轴承的工作情况。
数控机床使用维护保养 规程 公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
数控机床使用维护保养规程 一、一般要求 1、操作人员必须通过安全和专业技术配训，合格后才能操作机床。 2、操作者必须遵守数控机床安全操作规程。 3、不同的设备选择不同的操作方法、维护和保养方法。 4、根据不同的机床,选择不同牌号的润滑油。 5、机床附近留有足够的空间，并保持地面清洁。 6、操作者必须仔细阅读使用说明书及其它资料，确保操作、生产过程中的正确性。 7、操作者应熟记急停扭位置，以便随时迅速地按下该按扭。 8、不要随便改变机床参数或其它已设定好的电气数据。 9、机床应该可靠接地，可靠地接地能有效防止电击危险。 10、机床上的保险和安全防护装置不得随便更改和拆除。 二、开机前检查 1、开机前必须完成上班前的各项准备工作。 2、电源电压应符合机床规定的要求。电源电压变动范围380(±10%)V。 3、检查润滑油、液压油和冷却液在规定油位线上，不足时及时补充。 4、压缩空气气源的压力不小于，气源处理装置工作压力。 5、检查机床各部位应无杂物，主轴锥孔应清结，检查管线等应无松动，脱落现象，否则应及时排除。待清理完毕以及全面检查机床各部位待命状态并确信安全后方可通电。 6、开机上电过程必须按机床说明书规定顺序进行操作。 7、检查各滑动部件的润滑情况。 8、检查防护罩和安全装置是否处于良好的状态。 9、检查皮带的松紧度. 若皮带太松应用新的相匹配的皮带换上。 10、检查各轴驱动装置上的指标灯状态是否正确；确认电器柜门及系统箱后盖已关闭。 11、检查显示器上是否有各种类型的报警指示。 12、由于机床各部位的温度差异会导致加工零件的精度不稳定，每天工作前要预热机床,预热时间从5分钟至20分钟不等，主轴转速从低至高取4～5种转速，各轴全程移动，在预热过程中注意检查各部位有无异常。 三、操作过程中 1、使用刀具的尺寸、类型应满足加工要求并符合机床规格。避免使用受损刀具，以防止意外事故的发生。
数控机床维修改造技术 数控机床维修改造技术 凯普机电一体化工程有限公司（北京100011）刘荫庭没有理论指导的实践是盲目的实践，没有实践的理论是空洞的理论。我国从事数控机床电气设计、应用与维修技术工作的工程技术人员数以万计，然而由于此项技术的复杂性、多样性和多变性以及一些客观环境因素的制约，在数控机床电气维修技术方面还没有形成一套成熟的、完整的理论体系。当今控制理论与自动化技术的高速发展，尤其是微电子技术和计算机技术的日新月异，使得数控技术也在同步飞速发展，数控系统结构形式上的PC基、开放化和性能上的多样化、复杂化、高智能化不仅给其应用从观念到实践带来了巨大变化，也在其维修理论、技术和手段上带来了很大的变化。因此，一篇讲座形式的文章不可能把已经形成了一门专门学科的数控机床电气维修技术理论完整地表述出来，本文仅是将多年的实践探索及业内众同仁的经验总结加以适当的归纳整理，以求对该学科理论的发展及工程技术人员的实践有所裨益。一、数控技术谈到维修，首先必须从总体上了解我们的维修对象。 1.数控机床电气控制系统综述一台典型的数控机床其全部的电气控制系统如图1所示。（1）数据输入装置将指令信息和各种应用数据输入数控系统的必要装置。它可以是穿孔带阅读机（已很少使用），3.5in软盘驱动器，CNC键盘（一般输入操作），数控系统配备的硬盘及驱动装置（用于大量数据的存储保护）、磁带机（较少使用）、PC计算机等等。（2）数控系统数控机床的中枢，它将接到的全部功能指令进行解码、运算，然后有序地发出各种需要的运动指令和各种机床功能的控制指令，直至运动和功能结束。数控系统都有很完善的自诊断能力，日常使用中更多地是要注意严格按规定操作，而日常的维护则主要是对硬件使用环境的保护和防止系统软件的破坏。（3）可编程逻辑控制器是机床各项功能的逻辑控制中心。它将来自CNC的各种运动及功能指令进行逻辑排序，使它们能够准确地、协调有序地安全运行；同时将来自机床的各种信息及工作状态传送给CNC,使CNC能及时准确地发出进一步的控制指令，如此实现对整个机床的控制。当代PLC多集成于数控系统中，这主要是指控制软件的集成化，而PLC硬件则在规模较大的系统中往往采取分布式结构。PLC与CNC的集
（数控加工）数控机床主轴驱动系统故障维修例
数控机床主轴驱动系统故障维修50例 第七章第四课主轴驱动系统故障维修50例[1] 2009-05-1505:55 例301．机床剧烈抖动、驱动器显示AL-04报警 故障现象：壹台配套FANUC6系统的立式加工中心,在加工过程中，机床出现剧烈抖动、交流主轴驱动器显示AL-04报警。 分析和处理过程：FANUC交流主轴驱动系统AL-04报警的含义为“交流输入电路中的P1、F2、F3熔断器熔断”，故障可能的原因有： 1)交流电源输出阻抗过高。 2)逆变晶体管模块不良。 3)整流二极管(或晶闸管)模块不良。 4)浪涌吸收器或电容器不良。 针对上述故障原因，逐壹进行检查。检查交流输入电源，在交流主轴驱动器的输入电源，测得R、S相输入电压为220V，但T相的交流输入电压仅为120V，表明驱动器的三相输入电源存在问题。 进壹步检查主轴变压器的三相输出，发现变压器输入、输出，机床电源输入均同样存在不平衡，从而说明故障原因不在机床本身。 检查车间开关柜上的三相熔断器，发现有壹相阻抗为数百欧姆。将其拆开检查，发现该熔断器接线螺钉松动，从而造成三相输入电源不平衡；重新连接后，机床恢复正常。 例302．驱动器出现报警“A”的故障维修 故障现象：壹台配套FANUC0T的数控车床，开机后，系统处在“急停”状态，显示“NOTREADY”，操作面板上的主轴报警指示灯亮。 分析和处理过程：根据故障现象，检查机床交流主轴驱动器，发现驱动器显示为“A”。 根据驱动器的报警显示，由本章前述可知，驱动器报警的含义是“驱动器软件出错”，这壹报警在驱动器受到外部偶然干扰时较容易出现，解决的方法通常是对驱动器进行初始化处理。在本机床按如下步骤进行了参数的初始化操作： 1)切断驱动器电源，将设定端S1置TEST。 2)接通驱动器电源。 3)同时按住MODE、UP、DOWN、DATASET4个键 4)当显示器由全暗变为“FFFFF”后，松开全部键,且保持1s之上。 5)同时按住MODE、UP键，使参数显示FC-22。 6)按住DATASET键1s之上，显示器显示“GOOD”，标准参数写入完成。 7)切断驱动器电源，将S1(SH)重新置“DRIVE”。 通过之上操作，驱动器恢复正常，报警消失，机床恢复正常工作。
数控机床主轴驱动系统故障维修50 例 第七章第四课主轴驱动系统故障维修50 例[1] 2009-05-15 05:55 例301．机床剧烈抖动、驱动器显示AL-04报警 故障现象：一台配套FANUC 6系统的立式加工中心, 在加工过程中，机床出现剧烈抖动、交流主轴驱动器显示AL-04报警。 分析与处理过程：FANUC交流主轴驱动系统AL-04报警的含义为“交流输入电路中的P1、F2、F3熔断器熔断”，故障可能的原因有： 1)交流电源输出阻抗过高。 2)逆变晶体管模块不良。 3)整流二极管(或晶闸管)模块不良。 4)浪涌吸收器或电容器不良。 针对上述故障原因，逐一进行检查。检查交流输入电源，在交流主轴驱动器的输入电源，测得R、S相输入电压为220V，但T相的交流输入电压仅为120V，表明驱动器的三相输入电源存在问题。 进一步检查主轴变压器的三相输出，发现变压器输入、输出，机床电源输入均同样存在不平衡，从而说明故障原因不在机床本身。 检查车间开关柜上的三相熔断器，发现有一相阻抗为数百欧姆。将其拆开检查，发现该熔断器接线螺钉松动，从而造
成三相输入电源不平衡；重新连接后，机床恢复正常。 例302．驱动器出现报警“A”的故障维修 故障现象：一台配套FANUC 0T的数控车床，开机后，系统处在“急停”状态，显示“NOTREADY”，操作面板上的主轴报警指示灯亮。 分析与处理过程：根据故障现象，检查机床交流主轴驱动器，发现驱动器显示为“A”。 根据驱动器的报警显示，由本章前述可知，驱动器报警的含义是“驱动器软件出错”，这一报警在驱动器受到外部偶然干扰时较容易出现，解决的方法通常是对驱动器进行初始化处理。在本机床按如下步骤进行了参数的初始化操作： 1)切断驱动器电源，将设定端S1置TEST。 2)接通驱动器电源。 3)同时按住MODE、UP、DOWN、DATASET4个键 4)当显示器由全暗变为“FFFFF”后，松开全部键, 并保持1s以上。 5)同时按住MODE、UP键，使参数显示FC-22。 6)按住DATASET键1s以上，显示器显示“GOOD”，标准参数写入完成。 7)切断驱动器电源，将S1(SH)重新置“DRIVE” 。 通过以上操作，驱动器恢复正常，报警消失，机床恢复正常工作。 例303．驱动器出现过电流报警的故障维修 故障现象：一台配套FANUC 11M系统的卧式加工中心，在加工时主轴运行突然停止，驱动器显示过电流报警。 分析与处理过程：经查交流主轴驱动器主回路，发现再生制动回路、主回路的熔断器均熔断，经更换后机床恢复正常。但机床正常运行数天后，再次出现同样故障。 由于故障重复出现，证明该机床主轴系统存在问题，根据报警现象，分析可能存在的主要原因有： 1)主轴驱动器控制板不良。 2)电动机连续过载。 3)电动机绕组存在局部短路。 在以上几点中，根据现场实际加工情况，电动机过载的原因可以排除。考虑到换上元器件后，驱动器可以正常工作数天，故主轴驱动器控制板不良的可能性亦较小。因此，故障原因可能性最大的是电动机绕组存在局部短路。 维修时仔细测量电动机绕组的各相电阻，发现U相对地绝缘电阻较小，证明该相存在局部对地短路。 拆开电动机检查发现，电动机内部绕组与引出线的连接处绝缘套已经老化；经重新连接后，对地电阻恢复正常。 再次更换元器件后，机床恢复正常，故障不再出现。 例304．主轴驱动器AL-12报警的维修 故障现象：一台配套FANUC 11M系统的卧式加工中心, 在加工过程中，主轴运行突然停止，驱动器显示12号报警。 分析与处理过程：交流主轴驱动器出现12号报警的含义是“直流母线过电流”，由本章前述可知，故障可能的原因如下：
数控机床维修试题库及答案 1.数控机床：即NC机床，是装备有数控系统，采用数控技术控制的机床。 数控系统：采用数控技术实现数字控制的一整套装置和设备。 2. 数控技术：用数字化的信号对机床运动及其加工过程进行自动控制的一种方法。3. 数控机床的优点有哪些？ 4. 答案：⑴能完成很多普通机床难以加工，或者根本不能加工的复杂型面零件的加工；⑵采用数控机床，可以提高零件的加工精度，稳定产品的质量； ⑶可以提高生产效率； ⑷具有柔性，只需更换程序，就可以适应不同品种及尺寸规格的零件的加工；⑸大大减轻了工人的劳动强度。 5.我国数控系统开发研制经历了哪三个阶段？ 答案：我国在数控机床的主要装置系统的开发研制上，经过1981~1985年的技术引进、1986~1990年的消化吸收、1991~1996年开发自主版权的数控系统三个阶段。 6.我国已建立起的具有自主版权的两个数控平台：以PC机为基础的总线式、模块化、开放型单处理器平台和多处理器平台。 7.我国开发出的四个具有自主版权的基本系统：中华Ⅰ型、航天Ⅰ型、蓝天Ⅰ型、华中Ⅰ型。（广东数控系统、南京数控系统、航天数控系统、华中数控系统）8.1952年，Parsons公司与美国麻省理工学院（MIT）伺服机构研究所合作，研制出世界上第一台数控机床——三坐标立式数控铣床，标志着数控技术的诞生。 9.数控系统外部电缆的连接中一项十分重要的内容是接地线，其连接方式为辐射式。画出示意图。 10.我国供电制式是交流380V，三相；220V，单相，频率为50Hz。 11.数控机床安装、调试过程有那些工作内容？ 答案：机床的初就位和组装、数控系统的连接和调整、通电试车、机床精度和功能的调试、机床试运行。 12.数控机床安装调试时进行参数设定的目的是什么？ 答案：设定系统参数，包括设定PC（PLC）参数的目的，是当数控装置与机床连接时，能使机床具有最佳的工作性能。 13.机床通电操作的两种方式是什么？在通电试车时为以防万一，应做好什么的准备？ 答案：机床通电操作可以是一次同时接通个部分电源全面供电，或各个部分分别供电，然后再作总供电试验。在数控系统与机床联机通电试车时，为了以防万一，应在接通电源的同时，作好按压急停按钮的准备，一边随时切断电源。 14.机床自运行考验的时间，国家标准GB9061-88中规定，数控车床为16小时，加工中心为32小时。都要求连续运转。 15.数控功能的检验，除了用手动操作或自动运行来检验数控功能的有无以外，更重要的是检验其稳定性和可靠性。
数控机床维护与保养的目的和意义 我们知道，数控机床是一种综合应用了计算机技术、自动控制技术、自动检测技术和精密机械设计和制造等先进技术的高新技术的产物，是技术密集度及自动化程度都很高的、典型的机电一体化产品；。与普通机床相比较，数控机床不仅具有零件加工精度高、生产效率高、产品质量稳定自动化程度极高的特点，而且它还可以完成普通机床难以完成或根本不能加工的复杂曲面的零件加工 ,因而数控机床在机械制造业中的地位显得愈来愈为重要。我们甚至可以这样说：在机械制造业中，数控机床的档次和拥有量，是反映一个企业制造能力的重要标志。 但是，我们应当清醒地认识到：在企业生产中，数控机床能否达到加工精度高、产品质量稳定、提高生产效率的目标 ,这不仅取决于机床本身的精度和性能，很大程度上也与操作者在生产中能否正确地对数控机床进行维护保养和使用密切相关。 与此同时，我们还应当注意到：数控机床维修的概念，不能单纯地理解是数控系统或者是数控机床的机械部分和其它部分在发生故障时，仅仅是依靠维修人员如何排除故障和及时修复，使数控机床能够尽早地投入使用就可以了，这还应包括正确使用和日常保养等工作。 综上两方面所述，只有坚持做好对机床的日常维护保养工作，才可以延长元器件的使用寿命，延长机械部件的磨损周期，防止意外恶性事故的发生，争取机床长时间稳定工作；也才能充分发挥数控机床的加工优势，达到数控机床的技术性能，确保数控机床能够正常工作，因此，这无论是对数控机床的操作者，还是对数控机床的维修人员来说，数控机床的维护与保养就显得非常重要，我们必须高度重视。 数控机床维护与保养的常识我们懂得了数控机床的维护与保养的目的和意义后，还必须明确其基本要求。主要包括： 1、在思想上要高度重视数控机床的维护与保养工作，尤其是对数控机床的操作者更应如此，我们不能只管操作，而忽视对数控机床的日常维护与保养。 2、提高操作人员的综合素质数控机床的使用比使用普通机床的难度要大，因为数控机床是典型的机电一体化产品，它牵涉的知识面较宽，即操作者应具有机、电、液、气等更宽广的专业知识；再有，由于其电气控制系统中的 CNC 系统升级、更新换代比较快，如果不定期参加的专业理论培训学习，则不能熟练掌握新的 CNC 系统应用。因此对操作人员提出的素质要求是很高的。为此，必须对数控操作人员进行培训，使其对机床原理、性能、润滑部位及其方式，进行较系统的学习，为更好的使用机床奠定基础。同时在数控机床的使用与管理方面，制定一系列切合实际、行之有效的措施。 3、要为数控机床创造一个良好的使用环境由于数控机床中含有大量的电子元件，它们最怕阳光直接照射，也怕潮湿和粉尘、振动等，这些均可使电子元件受到腐蚀变坏或造成元件间的短路，引起机床运行不正常。为此，对数控机床的使用环境应做到保持清洁、干燥、恒温和无振动；对于电源应保持稳压，一般只允许±10% 波动。 4、严格遵循正确的操作规程无论是什么类型的数控机床，它都有一套自己的操作规程，这既是保证操作人员人身安全的重要措施之一，也是保证设备安全、使用产品质量等的重要措施。因此，使用者必须按照操作规程正确操作，如果机床在第一次使用或长期没有时，应先使其空转几分钟；并要特别注意使用中注意开机、关机的顺序和注意事项。各类数控机床的操作规程具体见后面 6.5 。 5、在使用中，尽可能提高数控机床的开动率在使用中，要尽可能提高数控机床的开动率。对于新购置
数控机床故障诊断与维修 实训报告 系别： 班级： 姓名： 学号： 实训时间：
实训内容项目一主轴传动系统的故障维修与保养任务一变频主轴常见故障维修与保养 任务二伺服主轴常见故障与保养 项目二进给传动系统的故障维修与保养任务一超程故障维修 任务二进给系统电气故障维修 项目三数控系统的故障维修与保养 任务一数据传输与备份 任务二机床无法回参考点故障维修 任务三参数设置 项目四数控机床电气控制故障维修与保养任务一数控车床电气故障排除与保养项目五数控机床的安装与调试 任务一滚珠丝杆的安装与调试 任务二编码器的安装 任务三数控机床性能调试
项目一主轴传动系统的故障维修与保养 一实训目的 1 了解变频主轴的组成 2 熟悉主轴的机械机构及变频器的接线，主要参数意义及设置方法 3 能够进行变频主轴常见故障维修 二实训设备 THWLBF-1 型数控车床维修技能实训考核装置 图1-1THWLBF-1 型数控车床维修技能实训考核装置 本装置由数控车床系统交流伺服模块、变频调速模块、冷却控制模块、刀架控制模块、变压器、网孔板、其它辅助功能模块和十字滑台等组成，通过此设备进行项目训练，能检验学生的团队协作能力，计划组织能力、交流沟通能力、职业素养和安全意识等。
三变频主轴常见故障维修与保养 1．变频器的功能、连接与调试 1）变频器操作面板说明 图1-2 变频器操作面板2）端子接线操作说明 图1-3 变频器接线端子图3）参数设置方法
（ （ （
12 P125 50 可调端子2频率设定增益频率 13 P160 9999 0 扩展功能显示选择 14 P161 0 1 频率设定、键盘锁定操作选择 15 P178 60 60 STF端子功能选择 16 P179 61 61 STR端子功能选择 17 P180 0 0 RL端子功能选择 18 P181 1 1 RM端子功能选择 19 P182 2 2 RH端子功能选择 四伺服主轴常见故障维修与保养 1伺服驱动系统 1)本装置采用FANUC公司的伺服驱动系统，具有如下特点： （1）供电方式为三相200V-240V供电。 （2）智能电源管理模块，碰到故障或紧急情况时，急停链生效，断开伺服电源，确保系统安全可靠。 （3）控制信号及位置、速度等信号通过FSSB光缆总线传输，不易被干扰。 （4）电机编码器为串行编码信号输出。 图1-4 驱动连接图
广州华立科技职业学院数控车床维修及维护 专业：数控技术 学生姓名：
目录 摘要 (1) 第一章数控车床的维修 (4) 一、数控车床维修工作的基本条件 (4) 二、数控车床故障诊断 (6) 第二章数控车床故障的处置与分析排除的方法 (15) 一、车床故障处置 (15) 二、车床故障分析 (18) 三、数控车床故障排除的方法 (20) 第三章车床的保养 (23) 一、数控车床的保养知识 (23) 二．数控车床系统的维护 (24) 结论 (26) 参考文献 (27)
内容摘要 毕业设计（论文）作为大学所学知识的最后一次总结，其作用是很重要的。它不但对我们所学的知识做了一次全面的检查与巩固，而且是我们综合利用所学的全部理论与实践相结合的重要环节。 本次设计（论文）的内容为数控车床维修的条件、机床故障检查与排除分析的方法以及车床的保养和典型车床的诊断与维修等。在李翠坤老师的耐心指导下。为我们介绍了数控车床的原理与应用，并且讲解了数控车床的维修方法与注意的事项，以及实践工作的方法和理论及解决实际问题的方法。为我们整个毕业设计（论文）取得了第一手资料。在毕业设计过程中李翠坤老师提出了宝贵的意见和纠正我们的错误，从而使我们的毕业设计（论文）得以圆满成功。这次毕业设计（论文）使我受益匪浅。 首先，培养我们分析实际问题的能力和运用所学知识动手解决问题的能力，从而达到巩固，扩大和深化所学的理论知识，为即将走向的工作岗位打下坚实的基础。 其次，培养了我们深入实际，调整研究的工作方法。再次，培养我们熟悉有关技术政策，运用国家标准规范规定的能力，独立进行查找资料的能力。 数控车床自身所具有的明显优势使得它在工业中的应用前景极为乐观，随着数控技术进一步的开发和利用，我们深信，它必将在机械工程领域发挥巨大的作用。 关键词：数控车床的保养硬件故障软件故障
数控机床主轴常见的故障以及解决方法 机床主轴指的是机床上带动工件或刀具旋转的轴。机床主轴通常由主轴、轴承和传动件（齿轮或带轮）等组成。 实际应用中主要有两类高速主轴： 一类是具有零传动的高速电主轴，这类主轴因采用电机和机床主轴一体化的结构，并经过精确的动平衡校正，因此具有良好的回转精度和稳定性，但对输出的扭矩和功率有所限制。 另一类是以变频主轴电机与机械变速机构相结合的主轴。这类主轴输出的扭矩和功率要大得多，但相对来说回转精度和平稳性要差一点，因此对于这类主轴来说，如何正确地设计机床主轴及其组件对机床加工精度的影响是至关重要的，也是一般情况下最需要检查的设备。 一、不带变频的主轴不转 故障原因以及处理方法： ①机械传动故障引起：检查皮带传动有无断裂或机床是否挂了空挡。 ②供给主轴的三相电源缺相或反相：检查电源，调换任两条电源线。 ③电路连接错误：认真参阅电路连接手册，确保连线正确。 ④系统无相应的主轴控制信号输出：用万用表测量系统信号输出端，若无主轴控制信号输出，则需更换相关IC元器件或送厂维修。
⑤系统有相应的主轴控制信号输出，但电源供给线路及控制信号输出线路存在断路或是元器件损坏： 用万用表检查系统与主轴电机之间的电源供给回路，信号控制回路是否存在断路；是否存在断路；各连线间的触点是否接触不良；交流接触器，直流继电器是否有损坏；检查热继电器是否过流；检查保险管是否烧毁等。 二、带变频器的主轴不转 故障原因以及处理方法： ①机械传动故障引起：检查皮带传动有无断裂或机床是否挂了空挡。 ②供给主轴的三相电源缺相：检查电源，调换任两条电源线。 ③数控系统的变频器控制参数未打开：查阅系统说明书，了解变频参数并更改。 ④系统与变频器的线路连接错误：查阅系统与变频器的连线说明书，确保连线正确。 ⑤模拟电压输出不正常：用万用表检查系统输出的模拟电压是否正常；检查模拟电压信号线连接是否正确或接触不良，变频器接收的模拟电压是否匹配。 ⑥强电控制部分断路或元器件损坏：检查主轴供电这一线路各触点连接是否可靠，线路有否断路，直流继电器是否损坏，保险管是否烧坏。 ⑦变频器参数未调好：变频器内含有控制方式选择，分为变频器面板控制主轴方式，NC系统控制主轴方式等，若不选择NC系统控制方式，则无法用系统控制主轴，修改这一参数；检查相关参数设置是否合理。 三、换挡主轴转速不受控 故障原因处理方法： ①系统无S01- S04的控制信号输出：检查系统有无换档控制信号输出。若无，则为系统故障，更换IC或送厂维修。 ②连接线路故障：若系统有换档控制信号输出，则检查各连接线路是否存在断路或接触不良，检查直流继电器或交流接触器是否损坏。 ③主轴电机损坏或短路：检查主轴电机。 ④机械未挂档：挂好档位。
众所周知，预防性维护的关键是加强日常保养，主要的保养工作有下列内容，希望可以帮到大家。 1.日检其主要项目包括液压系统、主轴润滑系统、导轨润滑系统、冷却系 统、气压系统。日检就是根据各系统的正常情况来加以检测。例如，当进行主轴润滑系统的过程检测时，电源灯应亮，油压泵应正常运转，若电源灯不亮，则应保持主轴停止状态，与机械工程师联系。进行维修。 2.周检其主要项目包括机床零件、主轴润滑系统，应该每周对其进行正 确的检查，特别是对机床零件要清除铁屑，进行外部杂物清扫。 3.月检主要是对电源和空气于燥器进行检查。电源电压在正常情况下额定 电180V-220V，频率50Hz，如有异常，要对其进行测量、调整。空气于燥器应该每月拆一次，然后进行清洗、装配。 4.季检季检应该主要从机床床身、液压系统、主轴润滑系统三方面进行检 查。例如，对机床床身进行检查时，主要看机床精度、机床水平是否符合手册中的要求，如有问题，应马上和机械工程师联系。对液压系统和主轴润滑系统进行检查时，如有问题，应分别更换新油6oL和20L，并对其进行清洗。 5.半年检半年后，应该对机床的液压系统、主轴润滑系统以及X轴进行 检查，如出现毛病，应该更换新油，然后进行清洗工作。全面地熟悉及掌握了预防性维护的知识后，还必须对油压系统异常现象的原因与处理有更
深的了解及必要的掌握。如当油泵不喷油、压力不正常、有噪声等现象出现时，应知道主要原因有哪些，有什么相应的解决方法。 6.对油压系统异常现象的原因与处理，主要应从三方面加以了解： (1)油泵不喷油主要原因可能有油箱内液面低、油泵反转、转速过低、油 粘度过高、油温低、过滤器堵塞、吸油管配管容积过大、进油口处吸人空气、轴和转子有破损处等，对主要原因有相应的解决方法，如注满油、确认标牌，当油泵反转时变更过来等。 (2)压力不正常即压力过高或过低。其主要原因也是多方面的，如压力设 定不适当、压力调节阀线圈动作不良、压力表不正常、油压系统有漏等。 相应的解决方法有按规定压力设置拆开清洗、换一个正常压力表、按各系统依次检查等。 (3)有噪声噪声主要是由油泵和阀产生的。当阀有噪声时，其原因是流量 超过了额定标准，应该适当调整流量;当油泵有噪声时，原因及其相应的解决办法也是多方面的，如油的粘度高、油温低，解决方法为升油温;油中有气泡时，应放出系统中的空气等等。 以上是小编的简单介绍，如果您还想要了解更多相关信息，可以拨打深圳市宏锝森科技有限公司官方电话进行咨询，或者登录官方网站进行留言，小编看到消息会尽快给您回复。 深圳市宏锝森科技有限公司是一家集高端智能数控装备的研发、生产、销售、服务于一体的高新技术企业。公司本着诚信、进取的精神，坚持“以人为本，客户至上”的信念，为客户提供铸.钻.铣.镗.磨.攻.削等加工工艺的全方位解决方
数控机床主轴驱动系统故障维修 50 例 第七章第四课主轴驱动系统故障维修 50 例[1] 2009-05-15 05:55 例301．机床剧烈抖动、驱动器显示AL-04报警 故障现象：一台配套FANUC 6系统的立式加工中心, 在加工过程中，机床出现剧烈抖动、交流主轴驱动器显示AL-04
报警。 分析与处理过程：FANUC交流主轴驱动系统AL-04报警的含义为“交流输入电路中的P1、F2、F3熔断器熔断”，故障可能的缘故有： 1)交流电源输出阻抗过高。 2)逆变晶体管模块不良。 3)整流二极管(或晶闸管)模块不良。 4)浪涌汲取器或电容器不良。 针对上述故障缘故，逐一进行检查。检查交流输入电源，在交流主轴驱动器的输入电源，测得R、S相输入电压为220V，但T相的交流输入电压仅为120V，表明驱动器的三相输入电源存在问题。 进一步检查主轴变压器的三相输出，发觉变压器输入、输出，机床电源输入均同样存在不平衡，从而讲明故障缘故不在机床本身。 检查车间开关柜上的三相熔断器，发觉有一相阻抗为数百欧姆。将其拆开检查，发觉该熔断器接线螺钉松动，从而造成三相输入电源不平衡；重新连接后，机床恢复正常。 例302．驱动器出现报警“A”的故障维修 故障现象：一台配套FANUC 0T的数控车床，开机后，系统处在“急停”状态，显示“NOTREADY”，操作面板上的主轴报警指示灯亮。 分析与处理过程：依照故障现象，检查机床交流主轴驱动器，发觉驱动器显示为“A”。 依照驱动器的报警显示，由本章前述可知，驱动器报警的含义是“驱动器软件出错”，这一报警在驱动器受到外部偶然干扰时较容易出现，解决的方法通常是对驱动器进行初始化处理。在本机床按如下步骤进行了参数的初始化操作： 1)切断驱动器电源，将设定端S1置TEST。 2)接通驱动器电源。 3)同时按住MODE、UP、DOWN、DATASET4个键 4)当显示器由全暗变为“FFFFF”后，松开全部键, 并保持1s以上。 5)同时按住MODE、UP键，使参数显示FC-22。 6)按住DATASET键1s以上，显示器显示“GOOD”，标准参数写入完成。 7)切断驱动器电源，将S1(SH)重新置“DRIVE” 。 通过以上操作，驱动器恢复正常，报警消逝，机床恢复正常工作。 例303．驱动器出现过电流报警的故障维修 故障现象：一台配套FANUC 11M系统的卧式加工中心，在加工时主轴运行突然停止，驱动器显示过电流报警。 分析与处理过程：经查交流主轴驱动器主回路，发觉再生制动回路、主回路的熔断器均熔断，经更换后机床恢复正常。但机床正常运行数天后，再次出现同样故障。 由于故障重复出现，证明该机床主轴系统存在问题，依照报警现象，分析可能存在的要紧缘故有：
数控机床的维修步骤及方法 数控机床维修的正确操作步骤： 一、概述： 数控机床的维修概念，不能单纯局限于数控系统发生故障时，如何排除故障和及时修复，使数控系统尽早投入使用，还应包括正确使用和日常保养等。 二、正确操作和使用数控系统的步骤： 1、数控系统通电前的检查： 1）检查CNC装置内的各个印刷线路板是否紧固，各个插头有无松动。 2）认真检查CNC装置与外界之间的全部连接电缆是否按随机提供的连接手册的规定，正确而可靠地连接。 3）交流输入电源的连接是否符合CNC装置规定的要求。 4）确认CNC装置内的各种硬件设定是否符合CNC装置的要求。只有经过上述检查，CNC装置才能投入通电运行。 2、数控系统通电后的检查： 1）首先要检查数控装置中各个风扇是否正常运转。 2）确认各个印刷线路或模块上的直流电源是否正常，是否在允许的波动范围之内。 3）进一步确认CNC装置的各种参数。 4）当数控装置与机床联机通电时，进口泵应在接通电源的同时，作为按压紧急停止按钮的准备，以备出现紧急情况时随时切断电源。 5）用手动以低速给移动各个轴，观察机床移动方向的显示是否正确。 6）进行几次返回机床基准点的动作，用来检查数控机床是否有返回基准点功能，以及每次返回基准点的位置是否完全一致。 7）CNC装置的功能测试。 三、常用的数控机床维修方法：
数控设备维修是一项很复杂、技术含量很高的一项工作，数控设备与普通设备有较大的差别。 1、利用数控系统的自诊断功能 一般CNC系统都有较为完备的自诊断系统，无论是发那科系统还是西门子系统，数控系统上电初始化时或运行中均能对自身或接口做出一定范围的自诊断。维修人员应熟悉系统自诊断各种报警信息。根据说明书进行分析以确定故障范围，定位故障元器件，对于进口的数控系统一般只能定位到板级，其片级维修一般可依靠各数控系统的厂家售后维修部门。 2、利用PLC程序的逻辑查找 现在一般CNC控制系统均带有PLC控制器，大多为内置式PLC控制。维修人员应根据梯形图对机床控制电器进行分析，在CRT上直观地看出CNC系统I/O 的状态。通过PLC程序的逻辑分析，进口泵方便地检查出问题存在部位，如FANUC-OT系统中自诊断页面等。根据图纸PLC梯图进行分析，定位机床与CNC 系统接口故障，以确定故障部位是机械、电器、液压还是气动故障。 3、与当场的操作人员充分沟通 现场操作人员是数控机床最亲密的伙伴，操作人员也是各种故障的第一发现人。因此，当故障发生后，维修人员一般不要急于动手，先与操作人员进行充分的沟通，要仔细询问故障发生时机床处在什么工作状态、表现形式、产生的后果、是否是误操作，故障能否再现等，这样有助于维修人员快速分析和判断故障原因。
数控机床主轴润滑的种类 主轴部件是数控机床机械部分中的重要组成部件，主要由主轴、轴承、主轴准停装置、自动夹紧和切屑清除装置组成。数控机床主轴部件的润滑、冷却与密封是机床使用和维护过程中值得重视的几个问题。 第二，主轴部件的冷却主要是以减少轴承发热，有效控制热源为主。 第三，主轴部件的密封则不仅要防止灰尘、屑末和切削液进入主轴部件，还要防止润滑油的泄漏。主轴部件的密封有接触式和非接触式密封。对于采用油毡圈和耐油橡胶密封圈的接触式密封，要注意检查其老化和破损；对于非接触式密封，为了防止泄漏，重要的是保证回油能够尽快排掉，要保证回油孔的通畅。 首先，良好的润滑效果，可以降低轴承的工作温度和延长使用寿命；为此，在操作使用中要注意到：低速时，采用油脂、油液循环润滑；高速时采用油雾、油气润滑方式。但是，在采用油脂润滑时，主轴轴承的封入量通常为轴承空间容积的10％，切忌随意填满，因为油脂过多，会加剧主轴发热。对于油液循环润滑，在操作使用中要做到每天检查主轴润滑恒温油箱，看油量是否充足，如果油量不够，则应及
时添加润滑油；同时要注意检查润滑油温度范围是否合适。 常见主轴润滑方式有两种，油气润滑方式近似于油雾润滑方式，但油雾润滑方式是连续供给油雾，而油气润滑则是定时定量地把油雾送进轴承空隙中，这样既实现了油雾润滑，又避免了油雾太多而污染周围空气。喷注润滑方式是用较大流量的恒温油(每个轴承3～4L/min)喷注到主轴轴承，以达到润滑、冷却的目的。这里较大流量喷注的油必须靠排油泵强制排油，而不是自然回流。同时，还要采用专用的大容量高精度恒温油箱，油温变动控制在±0.5℃。 为了保证主轴有良好的润滑，减少摩擦发热，同时又能把主轴组件的热量带走，通常采用循环式润滑系统，用液压泵强力供油润滑，使用油温控制器控制油箱油液温度。高档数控机床主轴轴承采用了高级油脂封存方式润滑，每加一次油脂可以使用7～10年。新型的润滑冷却方式不单要减少轴承温升，还要减少轴承内外圈的温差，以保证主轴热变形小。 综上所述，在数控机床的使用和维护过程中必须高度重视主轴部件的润滑、冷却与密封问题，并且仔细做好这方面的工作。
项目一：数控机床维修基础训练 ——工具、量表使用、系统接线 实训时间及地点：第八周第九周，第一实验楼101 实训目的：了解数控机床维修工具、量表使用，系统接线 实训内容：工具、量表使用、系统接线 实训步骤： 一、常用的数控机床维修工具 1．拆卸及装配工具 (1)单头钩形扳手：分为固定式和调节式，可用于扳动在圆周方向上开有直槽或孔的圆螺母。 (2)端面带槽或孔的圆螺母扳手：可分为套筒式扳手和双销叉形扳手。 (3)弹性挡圈装拆用钳子：分为轴用弹性挡圈装拆用钳子和孔用弹性挡圈装拆用钳子。 (4)弹性手锤：可分为木锤和铜锤。 (5)拉带锥度平键工具：可分为冲击式拉锥度平键工具和抵拉式拉锥度平键工具。 (6)拉带内螺纹的小轴、圆锥销工具。 (7)拉卸工具：拆装在轴上的滚动轴承、皮带轮式联轴器等零件时，常用拉卸工具，拉卸工具常分为螺杆式及液压式两类，螺杆式拉卸工具分两爪、三爪和铰链式。 (8)拉开口销扳手和销子冲头。 2．常用的机械维修工具 (1)尺：分为平尺、刀口尺和90°角尺。 (2)垫铁：面为90°的垫铁、角度面为55°的垫铁和水平仪垫铁。 (3)检验棒：有带标准锥柄检验棒、圆柱检验棒和专用检验棒。 (4)杠杆千分尺：当零件的几何形状精度要求较高时，使用杠杆千分尺可满足其测量要求，其测量精度可达0．001mm。 (5)万能角度尺：用来测量工件内外角度的量具，按其游标读数值可分为2′和5′两种，按其尺身的形状可分为圆形和扇形两种。 二、常用的数控机床维修仪表 1．百分表：百分表用于测量零件相互之间的平行度、轴线与导轨的平行度、导轨的直线度、工作台台面平面度以及主轴的端面圆跳动、径向圆跳动和轴向窜动。 2．杠杆百分表：杠杆百分表用于受空间限制的工件，如内孔跳动、键槽等。使用时应注意使测量运动方向与测头中心成垂直，以免产生测量误差。 3．千分表及杠杆千分表：千分表及杠杆千分表的工作原理与百分表和杠杆百分表一样，只是分度值不同，常用于精密机床的修理。 4．比较仪：比较仪可分为扭簧比较仪与杠杆齿轮比较仪。扭簧比较仪特别适用于精度要求较高的跳动量的测量。
各种数控机床主轴常见的故障以及解决方法 机床主轴指的是机床上带动工件或刀具旋转的轴。机床主轴通常由主轴、轴承和传动件（齿轮或带轮）等组成。实际应用中主要有两类高速主轴： 一类是具有零传动的高速电主轴，这类主轴因采用电机和机床主轴一体化的结构，并经过精确的动平衡校正，因此具有良好的回转精度和稳定性，但对输出的扭矩和功率有所限制。另一类是以变频主轴电机与机械变速机构相结合的主轴。这类主轴输出的扭矩和功率要大得多，但相对来说回转精度和平稳性要差一点，因此对于这类主轴来说，如何正确地设计机床主轴及其组件对机床加工精度的影响是至关重要的。 数控机床主轴常见的故障以及解决方法 一、不带变频的主轴不转故障原因以及处理方法： ①机械传动故障引起：检查皮带传动有无断裂或机床是否挂了空挡。 ②供给主轴的三相电源缺相或反相：检查电源，调换任两条电源线。 ③电路连接错误：认真参阅电路连接手册，确保连线正确。 ④系统无相应的主轴控制信号输出：用万用表测量系统信号输出端，若无主轴控制信号输出，则需更换相关IC元器件或送厂维修。 ⑤系统有相应的主轴控制信号输出，但电源供给线路及控制信号输出线路存在断路或是元器件损坏：用万用表检查系统与主轴电机之间的电源供给回路，信号控制回路是否存在断路；是否存在断路；各连线间的触点是否接触不良；交流接触器，直流继电器是否有损坏；检查热继电器是否过流；检查保险管是否烧毁等。 二、带变频器的主轴不转故障原因以及处理方法： ①机械传动故障引起：检查皮带传动有无断裂或机床是否挂了空挡。 ②供给主轴的三相电源缺相：检查电源，调换任两条电源线。 ③数控系统的变频器控制参数未打开：查阅系统说明书，了解变频参数并更改。 ④系统与变频器的线路连接错误：查阅系统与变频器的连线说明书，确保连线正确。 ⑤模拟电压输出不正常：用万用表检查系统输出的模拟电压是否正常；检查模拟电压信号
数控机床的日常维护保养 数控机床的正确操作和维护保养是正确使用数控机床的关键因素之一。正确的操作使用能够防止机床非正常磨损，避免突发故障；做好日常维护保养，可使机床保持良好的技术状态，延缓劣化进程，及时发现和消灭故障隐患，从而保证安全运行。 1. 数控机床使用中应注意的问题 (1) 数控机床的使用环境 为提高数控机床的使用寿命，一般要求要避免阳光的直接照射和其他热辐射，要避免太潮湿、粉尘过多或有腐蚀气体的场所。精密数控机床要远离振动大的机床，如冲床、锻压机床等。 (2) 良好的电源保证 为了避免电源波动幅度大（大于±10%）和可能的瞬间干扰信号等影响，数控机床一般采用专线供电（如从低压配电室分一路单独供数控机床使用）或增设稳压装置等，都可减少供电质量的影响和电气干扰。 (3) 制定有效操作规程 在数控机床的使用与管理方面，应制定一系列切合实际、行之有效的操作规程。例如润滑、保养、合理使用及规范的交接班制度等，是数控机床使用及管理的主要内容。制定和遵守操作规程是保证数控机床安全运行的重要措施之一。实践证明，众多故障都可由遵守操作规程而减少。 (4) 数控机床不宜长期封存 购买数控机床以后要充分利用，尤其是投入使用的第一年，使其容易出故障的薄弱环节尽早暴露，得以在保修期内得以排除。加工中，尽量减少数控机床主轴的启闭，以降低对离合器、齿轮等器件的磨损。没有加工任务时，数控机床也要定期通电，最好是每周通电1～2次，每次空运行1小时左右，以利用机床本身的发热量来降低机内的湿度，使电子元件不致受潮，同时也能及时发现有无电池电量不足报警，以防止系统设定参数的丢失。 2. 数控机床的维护保养 数控机床种类多，各类数控机床因其功能，结构及系统的不同，各具不同的特性。其维护保养的内容和规则也各有其特色，具体应根据其机床种类、型号及实际使用情况，并参照机床使用说明书要求，制订和建立必要的定期、定级保养制度。下面是一些常见、通用的日常维护保养要点。