《机床常见故障诊断与维修》一、典型工作任务学习活动及课时分配
二、工作任务
工作任务四描述
三、课程考核标准与评价方案
（一）一体化课程考评办法
机床常见故障诊断与维修课程采用一体化培训模式，一体化课程考核与评价应突出能力考评原则，综合考虑国家职业标准、企业岗位胜任力和学生职业生涯发展等因素，将教学过程中的形成性评价和基于企业工作任务的真实性评价相结合，突出职业效度。
1、考核与评价内容
考核与评价应针对学生的综合职业能力，包括学生完成工作任务的专业能力、方法能力和社会能力，以及与专业相关的职业素养
2、考核与评价方式
可以采用多种方式，如现场操作、笔试、口试、作品展示、综合作业等。
3、考核与评价方法
根据不同培养层次的一体化课程特点，可将过程性考核和终极性考核相结合。课程中的学习任务以及每门课程结束时采用过程性考核和终极性考核记任务总评成绩，任务总评成绩合格，记学分。
1）学习任务过程性考核
每个学习任务可采用自评、组内互评、组间互评、教师评价和企业专家评价等综合评价方式进行考核。
2）学习任务终极性考核
完成学习任务后,任务终结考核:学生根据任务书,独立完成实施方案,并根据实施方案独立完成任务。活动过程考核和任务质量考核成绩作为任务终极性考核成绩。
3）任务总评成绩计算
任务总评成绩=学习任务成绩×60%+任务终极考核×40%。
4. 一个培训层次的总学分等于一个培训层次全部课程的学分总和；一门课程的学分等于这门课全部任务的学分总和。总学分合格给予鉴定毕业。
5.鉴定与毕业：一个培训层次的课程全部完成后，总学分合格，由职业技能鉴定部门、企业、学校共同完成终极性考核。
（三）机床常见故障诊断与维修一体化课程考评与评价表
活动过程评价表
活动过程评价自评表
活动过程评价互评表
等级评定：A：好B：较好C：一般D：有待提高
活动过程教师评价表
综合评价表
班级：______ 学生姓名：__________ 学号：__________
毕业论文（设计）题目华中数控车床常见故障诊断与维修 班级 110217 专业数控设备应用与维护 分院工程技术分院 指导教师王锐
2013年 11 月 30 日 目录 摘要 (1) 第1章数控车床维修基础 (2) 1.1 数控车床维修的基本要求 (2) 1.2 故障的分析方法 (4) 1.3 维修的基本步骤 (5) 第2章华中系统的诊断与维修 (8) 2.1 CNC系统的主要故障 (8) https://www.doczj.com/doc/7e1219125.html,C系统软件故障纤细及其成因 (9) https://www.doczj.com/doc/7e1219125.html,C硬件故障现象及其成因 (9) 2.4 CNC系统的自诊断 (10) 第3章华中数控机床常见故障诊断及维修实例 (11) 3.1 数控机床出现急停故障 (11) 3.1.1机床一直处于急停状态，不能复位 (12) 3.1.2在自动运行的过程中，报跟踪误差过大引起的急停故障 (12) 3.1.3伺服单元报警引起的急停 (12) 3.1.4主轴单元报警引起的急停 (13) 3.2 机床回参考点（回零）故障 (13) 3.2.1参考点编码器类故障分析与维修 (13) 3.2.2回零重复性差或参考位置偏差 (14) 3.2.3参考点位置偏差一个栅格（参考点发生整螺距偏移） (15)
3.2.4回参考点时，出现超程报警 (15) 3.2.5回参考点过程中出现“软超程”报警 (16) 3.3 刀架故障 (16) 3.3.1刀架抬起不转动故障 (17) 3.3.2刀架旋转不止故障 (18) 3.3.3刀架定位不准故障 (18) 3.3.4刀架转动不到位故障 (19) 3.4 数控机床PLC故障诊断的方法 (19) 第4章设计小结 (21) 参考文献 (22) 致谢 (23) 摘要 系统可靠性是指数控系统在规定的条件和规定的时间内完成规定功 能的能力，故障是指系统在规定的条件和规定的时间内失去了规定的功能。 数控机床是复杂的大系统，它涉及光、机、电、液等很多技术，发生故障 是难免的。机械锈蚀、机械磨损、机械失效，电子元器件老化、插件接触 不良、电流电压波动、温度变化、干扰、噪声，软件丢失或本身有隐患、 灰尘，操作失误等都可导致数控机床出故障。为了便于维修，现将各系统 的结构简介和维修如下。 关键词: 数控机床故障诊断，影响，分析故障，排除故障 第1章数控车床维修基础 1.1 数控车床维修的基本要求
数控机床故障诊断与维修试卷 一、填空（24分） 1、数控机床的自诊断包括_____________ 、______________ 、__________________ 三种类型。 2、数控机床的点检就是按_____________ 的规定，对数控机床进行 __________________ 的检查和维护。 3、故障的常规处理的三个步骤是_____________ 、________________ 、______________ 。 4、闭环控制的进给伺服系统包括三个环节是：_______________________________ 。 5、数控机床主轴性能检验时，应选择_______________ 三档转速连续___________________ 的启停，检验其动作的灵活性、可靠性。 6、主轴润滑的目的是为了减少___________________ ，带走_________________________ ，提高传动效率和回转进度。 7、导轨间隙调整时，常用压板来调整_________________ ，常用____________________ 来调整导轨的垂直工作面。 8、对于光电脉冲编码器，维护时主要的两个问题是：（1）__________________ ，（2 ）联接松动。 9、数控机床故障时，除非岀现___________________ 的紧急情况，不要___________________ ，要充分调查故障。 10、数控系统的故障诊断有______________ 、_________________ 和_________________ 三个阶段 11、干扰是影响数控机床正常运行的重要因数，常见的干扰有 ______________________________ 、____________ 和 ________________ 。 、选择题：（6分） 1、操作不当和电磁干扰引起的故障属于（） A）机械故障 B ）强电故障C）硬件故障 D ）软件故障 2、进行数控机床的几何精度调试时，对于关联项目精度要（） A）检测一气呵成B）检测一次完成C）检测一项，调整一项D）无所谓 3、用户对数控机床验收时，一般要求连续空运行（）不出故障，表明可靠性达到一定水平A）8小时B ）24小时C）96小时D ）一月 4、SINUMERIK810 数控系统最多可控制（）根轴 A) 4 B) 6 C) 8 D) 10 5、为提高数控机床的利用率，数控机床的开动率一般达到（） A) 100% B) 80 %~99% C) 30 %~50% D ) 60 %~70% 6、故障定位与检测应遵循以下原则，除了（） A）先一般后特殊B）先查输入后查输岀C）先专用后公用D）先机械后电气 三、简答题（30分） 1、进给伺服系统有哪些故障表现形式？哪些常见故障? 2、数控机床整个使用寿命可分为几个阶段，每个阶段设备的使用和故障发生各有什么特点? 3、数控机床的故障按故障发生的部件分类、按有无报警分类各有哪几种?
数控机床常见故障及其分类 1.按故障发生的部位分类 ⑴主机故障数控机床的主机通常指组成数控机床的机械、润滑、冷却、排屑、液压、气动与防护等部分。主机常见的故障主要有： 1）因机械部件安装、调试、操作使用不当等原因引起的机械传动故障 2）因导轨、主轴等运动部件的干涉、摩擦过大等原因引起的故障 3）因机械零件的损坏、联结不良等原因引起的故障，等等． 主机故障主要表现为传动噪声大、加工精度差、运行阻力大、机械部件动作不进行、机械部件损坏等等。润滑不良、液压、气动系统的管路堵塞和密封不良，是主机发生故障的常见原因。数控机床的定期维护、保养．控制和根除“三漏”现象发生是减少主机部分故障的重要措施． ⑵电气控制系统故障从所使用的元器件类型上．根据通常习惯，电气控制系统故障通常分为“弱电”故障和“强电”故障两大类， “弱电”部分是指控制系统中以电子元器件、集成电路为主的控制部分。数控机床的弱电部分包括CNC、PLC、MDI/C RT以及伺服驱动单元、输为输出单元等。 “弱电”故障又有硬件故障与软件故障之分．硬件故障是指上述各部分的集成电路芯片、分立电子元件、接插件以及外部连接组件等发生的故障。软件故障是指在硬件正常情况下所出现的动作出锗、数据丢失等故障，常见的有．加工程序出错，系统程序和参数的改变或丢失，计算机运算出错等。 “强电”部分是指控制系统中的主回路或高压、大功率回路中的继电器、接触器、开关、熔断器、电源变压器、电动机、电磁铁、行程开关等电气元器件及其所组成的控制电路。这部分的故障虽然维修、诊断较为方便，但由于它处于高压、大电流工作状态，发生故障的几率要高于“弱电”部分．必须引起维修人员的足够的重视。 2．按故障的性质分类 ⑴确定性故障确定性故障是指控制系统主机中的硬件损坏或只要满足一定的条件，数控机床必然会发生的故障。这一类故障现象在数控机床上最为常见，但由于它具有一定的规律，因此也给维修带来了方便 确定性故障具有不可恢复性，故障一旦发生，如不对其进行维修处理，机床不会自动恢复正常．但只要找出发生故障的根本原因，维修完成后机床立即可以恢复正常。正确的使用与精心维护是杜绝或避免故障发生的重要措施。 ⑵随机性故障随机性故障是指数控机床在工作过程中偶然发生的故障此类故障的发生原因较隐蔽，很难找出其规律性，故常称之为“软故障”，随机性故障的原因分析与故障诊断比较困难，一般而言，故障的发生往往与部件的安装质量、参数的设定、元器件的品质、软件设计不完善、工作环境的影响等诸多因素有关． 随机性故障有可恢复性，故障发生后，通过重新开机等措施，机床通常可恢复正常，但在运行过程中，又可能发生同样的故障。 加强数控系统的维护检查，确保电气箱的密封，可靠的安装、连接，正确的接地和屏蔽是减少、避免此类故障发生的重要措施。
文件编号：TP-AR-L1534 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本） 编制：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 数控机床常见故障的诊 断与排除正式样本
数控机床常见故障的诊断与排除正 式样本 使用注意：该解决方案资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 本文针对数控机床伺服系统在加工中心可能出现 的如五面体加工中心零点漂移等常见故障的现象进行 阐述，并对其产生原因以及解决方案等加以认真分析 研究。 随着科技的进步，机床由普通机床逐渐发展为数 控机床。数控机床的伺服系统在机床中起核心作用， 但在实际生产中，伺服系统较容易出现故障，占整个 数控机床系统的30%以上，其通常会使机床不能正常 工作或停机，造成严重后果。因此，在实际生产过程 中，应加强对设备的维护保养，规范操作，确保各项
安全。 通常，数控机床的故障主要包括两方面，一是当伺服系统出现故障时，系统会及时报警，在CRT显示屏上会出现诊断程序的报警信息，查阅相关手册得出，这些故障通常发生在电动机脉冲或编码器。另一方面是操作人员不经意间的人为操作事故，如主轴刀具号地址输送错误、刀具号呼叫信号错误、输入刀具长度错误、编译程序错误等。伺服系统在排除这两方面故障时，难度较大。因为有些事故是由伺服系统本身产生的，而有些事故则是受机械、液压、温度等外界因素影响，外界环境也会对伺服系统产生不同程度的影响。 目前，在我厂数控机床中，操作系统通常采用日本的FANUC系统，现对实际生产中，加工中心中出现的常见故障处理进行叙述。
数控机床常见故障的维修方法及防范措施 数控机床是一种专有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能逻辑地处理具有控制编码或者其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息输入数控装置，经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动的将零件加工出来。数控机床的费用是昂贵的，最低也是几十万，高者达上千万，数控机床的作用是很大的，在企业的生产中是最关键的一项技术和设备，若是它突然发生故障，将会出现巨大的损失。不过，现阶段人们只对一件设备的性能关注的比较多，仅仅使用，而很少关注对机器的维修等工作。本文将对近些年数控机床出现的问题进行分析并且做出维修的方法。 标签：数控机床；故障；维修；防范 1 维修方法介绍 数控设备和普通设备的维修是不同的。对数控设备进行维修是一项非常棘手的事情，基于数控设备本身的技术含量较高，所以对其进行维修就成了一项复杂的工作。 1.1 数控自身所具备的诊断功能 无论是什么系统的数控设备，在对此设备进行设计时都安装了诊断系统，即对自身设备有一个诊断，不过是限于一定范围小区域的进行检测。工作人员应当根据说明书上明示的内容对其进行操作检查，熟悉各种使用流程，但是，由于技术限制，维修人员对进口数控设备的诊断只能检测到板级结构，较为深层的片级维修只能通过数控系统的售后部门进行维修检测。 1.2 运用PLC程序查找故障 一般来说，数控系统中都带有内置式的PLC进行内部控制，有PLC控制器结构。进行维修的工作人员应该根据图形来控制机床的研究和分析，直观的在CRT发现系统的状态。通过数控系统中PLC控制器的运用可以很便捷的检查出问题所在。从梯图图纸的分析得知，可以确定故障的部位所在，明确故障出现在电气还是机械上，抑或是气动的故障。 1.3 与操作人员进行良好沟通 操作人员是设备维修的第一人，他是发现故障的最直接者。所以，当明确故障后，维修人员不要急于去查数控设备所出现的问题，应该先沟通操作人员，因为操作人员知道哪里出现了问题，即便不知道内部故障所在，也该知道故障后表现所在，进行良好的沟通后有助于维修人员更准确的判断系统的故障，分析原因，并加以解决。
1．2 数控机床的组成及基本工作原理 一、数控机床组成 数控机床由：程序、输人/输出装置、CNC单元、伺服系统、位置反馈系统、机床本体组成。 1、程序的存储介质，又称程序载体 1)穿孔纸带（过时、淘汰）； 2)盒式磁带（过时、淘汰）； 3)软盘、磁盘、U盘； 4)通信。 2、输人/输出装置 1)对于穿孔纸带，配用光电阅读机；（过时、淘汰）； 2)对于盒式磁带，配用录放机；（过时、淘汰）； 3)对于软磁盘，配用软盘驱动器和驱动卡； 4)现代数控机床，还可以通过手动方式(MDI方式)； 5)DNC网络通讯、RS232串口通讯。 3、CNC单元 CNC单元是数控机床的核心，CNC单元由信息的输入、处理和输出三个部分组成。 CNC单元接受数字化信息，经过数控装置的控制软件和逻辑电路进行译码、插补、逻辑处理后，将各种指令信息输出给伺服系统，伺服系统驱动执行部件作进给运动。其它的还有主运动部件的变速、换向和启停信号；选择和交换刀具的刀具指令信号，冷却、润滑的启停、工件和机床部件松开、夹紧、分度台转位等辅助指令信号等。 准备功能：G00,G01,G02,G03, 辅助功能：M03，M04 刀具、进给速度、主轴：T，F，S 4、伺服系统 由驱动器、驱动电机组成，并与机床上的执行部件和机械传动部件组成数控机床的进给系统。它的作用是把来自数控装置的脉冲信号转换成机床移动部件的运动。对于步进电机来说，每一个脉冲信号使电机转过一个角度，进而带动机床移动部件移动一个微小距离。每个进给运动的执行部件都有相应的伺服驱动系统，整个机床的性能主要取决于伺服系统。如三轴联动的机床就有三套驱动系统。 脉冲当量：每一个脉冲信号使机床移动部件移动的位移量。常用的脉冲当量为0.001mm/脉冲。 5、位置反馈系统（检测反馈系统） 伺服电动机的转角位移的反馈、数控机床执行机构(工作台)的位移反馈。包括光栅、旋转编码器、激光测距仪、磁栅等。（作业：让同学们网上查找反馈元件，下节课用5分钟自述所查内容） 反馈装置把检测结果转化为电信号反馈给数控装置，通过比较，计算实际位置与指令位置之间的偏差，并发出偏差指令控制执行部件的进给运动。 反馈系统包括半闭环、闭环两种系统。 6、机床的机械部件 1)主运动部件
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。 2.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。 3.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。 4.数控机床的优点有哪些 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。 16.机床性能主要包括主轴系统性能，进给系统性能，自动换刀系统、电气装置、安全 装置、润滑装置、气液装置及各附属装置等性能。 17.数控机床性能的检验与普通机床基本一样，主要是通过“耳闻目睹”和试运转来检 查。 18.数控功能检验的主要内容有哪些怎样检验 答案：数控功能检验的主要内容有： ⑴运动指令功能：检验快速移动指令和直线插补、圆弧插补指令的正确性； ⑵准备指令功能：检验坐标系选择、平面选择、暂停、刀具补偿等指令的准确性； ⑶操作功能：检验回原点、程序单段、主轴和进给倍率调整等功能的准确性； ⑷CRT显示功能：检验位置显示、程序显示及编辑修改等功能准确性。
目录 引言---------------------------------------------------------------------3 第一节设计要求------------------------------------5 1.1设计目的------------------------------------------5 1.2设计任务------------------------------------------6 1.3设计方案------------------------------------------6
第二节工艺分析------------------------------------------------------7 2.1零件图--------------------------------------------7 2.2图纸分析------------------------------------------8 2．3工艺卡-------------------------------------------9 第三节程序设计------------------------------------------------------10 第四节实训总结------------------------------------------------------13 引言 数控机床是人类进行生产劳动的重要工具，也是社会生产力发展水平的重要标志，数控车床和数控铣床是数字程序控制车铣床的简称，它集通用性好的万能型车床、加工精度高的精密型车床和加工效率高的专用型车床的特点于一身，是国内使用量最大，覆盖面最广的一种数控机床，也是是一种通过数字信息，控制机床按给定的运动轨迹，进行自动加工的机电一体化的加工装备，经过半个世纪的发展，数控机床已是现代制造业的重要标志之一，在我国制造业中，数控机床的应用也越来越广泛，是一个企业综合实力的体现。。 我国的数控磨床水平不错，每年都有大量出口，因为它简单，基本属于劳动密集型。
数控机床常见故障及处理方法 摘要：我公司从1995年后期开始在配件厂引进和使用数控机床，共有数控车床18台、立式加工中心两台。这些设备在公司的生产过程中发挥了极大的作用。随着时间的延续这些设备都相继进入了故障多发期，虽然在市场上有各类数控技术书籍，但一般是一些高深的理论著作，面向一般操作者、解决实际问题的不多。本文以配件厂的机床为例介绍数控机床维修中常见的故障及处理措施。 主题词：数控机床、常见故障、维修 由于现代数控系统的可靠性越来越高，数控系统本身的故障越来越低，而大部分故障的发生则是非系统本身原因引起的。系统外部的故障主要指由于检测开关、液压元件、气动元件、电气执行元件、机械装置等出现问题而引起的。数控设备的外部故障可以分为软故障和外部硬件损坏引起的硬故障。软故障是指由于操作、调整处理不当引起的，这类故障多发生在设备使用前期或设备使用人员调整时期。 一、机床撞车事故 处理此类事故首先要求操作者保护好现场，分清是首件加工还是加工过程中间，故障发生当时机床处于什么状态，操作者正在进行何种操作。一般首件加工前操作者忘记返参考点或是机床返参考点动作不正确而操作者没有及时发现是最主要的原因。再就是在修改程序时输入了错误的数据造成，例如曾有一操作者在编写加工外环槽程序时误将G01输成了G00，结果刀具以快速进给的速度冲向工件发生了撞车事故，还有一操作者在加工过程中修改程序，本来应该是G00 X200 Z200；却输成了G00 X-200 Z-200；从而发生严重的撞车事故。甚至有的操作者粗心大意，把工件装反导致发生撞车事故。 二、加工件尺寸超差 引起机床尺寸超差的因素是多种多样的，（如图1）机床、机床夹具、刀具和工件构成了一个完整的系统，称之为工艺系统。切削加工过程中，决定加工表面几何形状、尺寸和相互位置的工艺系统各环节间，任何一个或几个环节发生变化都会在工件上体现出来，这就造成了尺寸的波动。当刀具正常磨损时反映出来的是工件尺寸沿着一个方向漫漫增大或减小，其幅度通常不会太大。如果工件出现尺寸忽大忽小，而且幅度也不确定时就需要从多方面找原因。例如刀具的刀头没有锁紧或刀具在刀台上的安装不正确，数控刀台本身回位不正确等都是造成尺寸超差的原因，在这里详细向大家介绍的是数控机床X、Z方向两条驱动系统传动间隙故障引起的尺寸超差。按照先电器再机械的顺序，首先要测定X轴和Z轴的传动间隙。通常这要借助百分表及表座，按图2所示的的方法进行测试：将百分表至于X（Z）轴的运动方向的任意点（平行于各轴的运动方向），百分表调至零位，系统操作处于手脉或手动步进状态，先沿着一个方向移动X（Z）轴0.1mm，接着向相反的方向移动0.1mm，此时百分表的读数即为X（Z）轴的传动间隙。此值X 轴≤0.005mm，Z轴≤0.01mm，如果超出此值则说明X（Z）轴的传动间隙过大，引起工件尺寸超差。应该在系统中进行间隙补偿，大森Ⅱ型数控系统在N0000 N000中设置； FANUC系统在N 00N00中设定，然后必须先断电再上电设置才能生效。这样的补偿值通常不能太大不超过（0.5-0.8），否则会发生危险。如果两条轴的传动间隙过大的话，就要进行机械上的间隙调整，先调整伺服电机与滚珠丝杠间的传动间隙，由于传动方式的不同，不同的设备调整方式各不相同，可详细阅读随机的说明书。然后再调整滚珠丝杠的安装轴承间隙，调整的程度以手动盘轴灵活、全部行程上阻尼均匀为宜。在进行了这些工作后通常要重新进行间隙补偿的设定，其方法如前所述。 三、数控刀台故障 数控刀台是就数控机床上使用频率最高的部件，因其结构复杂、工作环境差，出故障的
第七章数控机床常见报警故障及维护 保养 第一节数控机床常见故障及处理 一故障与可靠性 故障： 故障是指设备或系统因自身的原因而丧失规定功能的现象。故障的形式是多种多样的，但是故障具有相同的规律即故障规律曲线。
由图可知，改曲线分为三个区域，即初期运行区Ⅰ，系统的故障呈负指数曲线函数，故障率较高，故障原因大多数是设计、制造和装配缺陷所造成的；Ⅱ区为系统的正常运行区，此时故障率趋近一条水平线，故障率低，故障原因一般是由操作和维护不良而造成的偶发故障；Ⅲ区为系统的衰老区，此时故障率最大，主要原因是年久失修及磨损过渡造成的。若加强维护，可以延长系统的正常运行区。 二可靠性 可靠性是指在规定的条件下，数控机床维持无故障工作的能力。衡量
可靠性的指标如下： 1.平均无故障时间（MTBF）是指一台数控机床在使用中两次故障间隔的 平均时间。一般用总工作时间除以总故障次数来计算。 2.平均修复时间（MTTR）是指数控机床从出现故障直至正常使用所用 修复时间的平均值。 3.有效度（A）是指一台可维修的数控机床，在某一段时间内，维持其性 能的概率。用平均无故障时间除以平均无故障时间与平均修复时间的和来计算。 对于普通的数控机床，要求MTBF≥1000h, A≥0.95 三故障分类 数控机床的常见故障按故障性质、产生原因分为一下几类。 1 系统性故障和随机性故障 以故障出现的必然性和偶然性，将故障分为系统性故障和随机性故障。系统性故障是指机床或数控系统部分在一定的条件下必然出现的故障。随机性故障是指偶然出现的故障。一般随机性故障往往是由于机械结构的局部松动、错位、控制系统中的元器件出现工作特性飘移，机床电气元件可靠性下降等原因造成。这类故障在同样的条件下只偶然出现一两次，需要反复实验和综合判断才能排除。 2 有诊断显示故障和无诊断显示故障 以故障出现时有无自诊断显示，将故障分为有诊断显示故障和无诊断
普通车床的常见故障与排除 普通车床属于机械行业中最为常见的装备，运行中涉及到很多技术，如电机技术、传感技术、自动化技术等，表现出综合性的特点。普通车床的工作能力强，其可提供高精度、高水平的机械制造服务。虽然普通车床的工作能力强，但是仍旧面临着故障的干扰。 一、普通车床分析 机械加工厂内，普通机床在车间内，占有大部分的影响比重，渗透到机械加工的行业中，行业提高了对普通车床故障的重视度，致力于采取故障排除的方法，保障普通车床的有效性。车床在机械行业中，用于加工各种各样的回转表层，如圆面、锥面等，同时也能够加工螺纹、沟槽等，利用床身、刀架等普通车床的部件，配合普通车床的工作原理，实现主运动、进给运动，在车床车刀、工件的运动过程中，促使毛坯可以加工成指定的几何尺寸。 普通车床使用中，故障是不可避免的问题，如果不能在第一时间排除车床内的故障，就会干扰车床的运行水平，进而影响到车床加工的精度、速度，不利于车床的高效性。普通机床的故障出现于日常的运行和使用中，为了提高普通车床的工作能力，应该将故障作为首要的监督对象，保护好普通机床的运行过程。普通车床故障中存在一些典型的征兆，有经验的操作人员会根据车床故障的征兆，大概地判断运行故障，及时把控车床运行中的故障信息，弥补车床运行时的缺陷，进而落实好故障排除的方法。 二、车床故障原因
普通车床的故障原因表现出多样化的特点，以下列举普通车床故障中最常见的故障原因： 第一，普通车床零部件的质量原因，车床本身的机械装置、元件设备等，其在车床运行的过程中发生了质量问题，导致自身出现失灵或失控的情况，就会影响到普通车床的整体情况，出现磨损、破坏等问题，直接影响到车床的加工精度，进而干扰普通车床的实际运行。零部件的质量原因是普通车床故障中最直接的原因，引起一系列的故障问题。 第二，普通车床的安装、装配工艺内，缺乏精度控制的措施。例如：普通车床主体安装中，如主轴箱、进给箱，其在安装中没有严格按照精度实行控制，只要有一处出现故障，就会干扰到普通车床的整体精度，不能保障普通车床的有效装配，导致安装与装配误差，在车床运行中引出故障干扰，逐渐降低了车床运行的精确度。 第三，普通车床使用时，存在不合理的操作，干扰了车床的技术参数，导致车床在自身加工的范围内，缺乏有效的工作能力。普通车床操作中，如果操作人员不能按照车床的工作规程执行，就会引起诸多故障问题，尤其是普通车床的精确度，直接增加了车床的运行负担，加重了车床的使用压力。 第四，普通车床在运行中，保养与维修措施不到位。保养与维修是降低故障发生率的一项措施，而且决定了车床的使用效率。车床缺乏保养、维修，导致车床处于带病作业的状态，不能维持良好的工作状态，就会缩短车床的运行寿命，不能提高普通车床的加工效率。
数控机床故障诊断与维修 实验指导书 院(系)：机械工程学院 教研室：机电一体化教研室 课程名称：数控机床故障诊断与维修实验适用专业：机床数控技术（高职） 制订日期：2002.12 编写人：潘海丽 上海第二工业大学
一、实验性质和任务 《数控机床故障诊断与维修实验》是机床数控技术专业（高职）重要的实践性环节。本实验的任务是配合《数控机床故障诊断与维修》课程，通过对数控机床上的典型故障进行系统而全面的分析诊断、故障定位与排除故障，理论结合实践地掌握数控机床故障诊断与维修的基本思路、判断原则、基本方法与具体的实施步骤。 二、实训要求 本实验中要求学生： 1．养成安全、认真、踏实、严谨、一丝不苟的工作作风。 2.确立数控机床故障检测与诊断的基本思路与判断原则。 3．学会全面查阅数控机床的技术资料，掌握机床的电气控制系统的组成及其基本原理。学会在现象与背景的调查与分析基础上归纳总结出一些典型故障的故障特征、故障类型与故障大定位，制作出各种相关的系统框图与相关的动作流程图，以故障流程图来确定诊断与维修的具体步骤。 4.学会应用数控机床自诊断。初步掌握故障检测与诊断的手段与方法。初步能进行故障定位。学会建立 故障档案。 5．按实验环节递交报告，最后递交数控机床故障诊断与维修的总结报告。 三、实验内容与学时安排 总学时为8学时。选做3-4个实验项目 实验一修前技术准备2学时 实验二计算机模拟故障分析2学时 实验三机床电器故障诊断2学时 实验四自诊断——参数与诊断画面的调用2学时 实验五PLC程序法、接口信号法与信号追踪法4学时 实验六故障综合分析与与故障档案的建立4学时 四、本实验与其它课程关系 相关前修课程：数控机床、典型数控系统、可编程控制器、数控机床编程、数控机床伺服系统、数控机床电器、微机原理及其应用。 五、教材及参考书 教材：数控机床故障诊断与维修实验指导书 参考书：《数控机床故障诊断与维修》 《MNC863T数控系统规格、操作说明》《MNC863T数控系统连接与维修说明》《MNC863T数控系统电气使用说明书》《MNC863T电气原理图》《MNC863T数控车床使用说明书》 《SINUMERIK802S技术手册》、《用户手册》、《简明安装调试手册》
数控原理及维修试题库 一、单项选择（80选20） 1. CNC数控机床中的可编程控制器得到控制指令后，可以去控制机床( )。 A、工作台的进给 B、刀具的进给 C、主轴变速与工作台进给 D、刀具库换刀，油泵升起 2. 在变频调速时，若保持Ｕ∕Ｆ=常数，可实现( )，并能保持过载能力不变。 A、恒功率调速 B、恒电流调速 C、恒效率调速 D、恒转矩调速 3. 我国现阶段所谓的经济型数控系统大多是指( )系统。 A、开环数控 B、闭环数控 C、可编程控制 D、继电—接触控制 4. 加工中心机床是一种在普通数控机床上加装一个刀库和( )而构成的数控机床。 A、液压系统 B、检测装置 C、自动换刀装置 D、控制面板 5.数控机床选购原则不包括（） A、经济性 B、稳定可靠性 C、灵活性 D、可操作性 6. 数控机床的正确安装步骤是( )。 A、拆箱—就位—找平—清洗—连接—确认 B、就位—拆箱—找平—清洗—确认—连接 C、就位—找平—拆箱—确认—清洗—连接 D、拆箱—找平—就位—清洗—连接—确认 7.数控机床精度检验有( )。 A、几何精度，定位精度，切削精度 B、几何精度，进给精度，切削精度 C、水平精度，垂直精度，切削精度 D、轴精度，几何精度，水平精度 8.数控机床常用的低压配电电器是（）。 A. 中间继电器 B. 电磁铁 C.电阻器 D.接触器 9. 数控机床常用的控制电器是（）。
A.按钮 B.断路器 C.接触器 D. 熔断器 10.数控机床中系统接地的目的是（）。 A.滤波 B.安全及工作接地 C.屏蔽 D.隔离 11.在抗干扰技术中的隔离不包括（）。 A.光电隔离 B.变压器隔离 C.继电器隔离 D.电阻隔离 12.数控机床电磁干扰的抑制方法不正确的是（）。 A.屏蔽和隔离 B.滤波和接地 C.提高绝缘等级 D.软件抗干扰 13.数控设备数据通信的传输媒体不正确的是（）。 A.双绞线 B.同轴电缆 C.软铜线 D.光缆 14.数控机床伺服系统的控制对象是（）。 A.移动部件的位置和速度 B.刀具的选择 C.主轴 D.X轴的精度 15.数控机床中较少采用的电动机是（）。 A.交流伺服电机 B.三相异步电动机 C.直流伺服电机 D.测速发电机 16.下列用于机床限位检测的元件是（）。 A.光栅尺 B.行程开关 C. 光电编码器 D.感应同步器 17.在数控设备维修中使用万用表不用来测量（）。 A.电阻 B.交流电压 C.直流电压 D.直流电流 18. 三相六拍通电方式步进电机转子齿数20，则每输入一个脉冲转子转过（）。 A.3° B.6° C.12° D.36° 19.在数控机床中进给轴采用步进电机属于（）。 A.开环控制系统 B.闭环控制系统 C.半闭环控制系统 D.双闭环控制系统 20.高档数控机床采用（）。 A. 开环控制系统 B. 闭环控制系统 C. 半闭环控制系统 D.步进电机控制系统 21.闭环控制系统的反馈装置装在（）。 A、电机轴上； B、位移传感器上， C、传动丝杠上； D、机床移动部件上。 22.外径千分尺的测量精度一般能达到（）。 A、0.02mm； B、O.05mm； C、O.0lmm D、0.1mm。 23.M代码的编译由（）完成。 A、CPU； B、PLC； C、CNC装置； D、伺服系统。
行业资料：________ 数控机床常见故障的诊断与排除 单位：______________________ 部门：______________________ 日期：______年_____月_____日 第1 页共10 页
数控机床常见故障的诊断与排除 本文针对数控机床伺服系统在加工中心可能出现的如五面体加工 中心零点漂移等常见故障的现象进行阐述，并对其产生原因以及解决方案等加以认真分析研究。 随着科技的进步，机床由普通机床逐渐发展为数控机床。数控机床的伺服系统在机床中起核心作用，但在实际生产中，伺服系统较容易出现故障，占整个数控机床系统的30%以上，其通常会使机床不能正常工作或停机，造成严重后果。因此，在实际生产过程中，应加强对设备的维护保养，规范操作，确保各项安全。 通常，数控机床的故障主要包括两方面，一是当伺服系统出现故障时，系统会及时报警，在CRT显示屏上会出现诊断程序的报警信息，查阅相关手册得出，这些故障通常发生在电动机脉冲或编码器。另一方面是操作人员不经意间的人为操作事故，如主轴刀具号地址输送错误、刀具号呼叫信号错误、输入刀具长度错误、编译程序错误等。伺服系统在排除这两方面故障时，难度较大。因为有些事故是由伺服系统本身产生的，而有些事故则是受机械、液压、温度等外界因素影响，外界环境也会对伺服系统产生不同程度的影响。 目前，在我厂数控机床中，操作系统通常采用日本的FANUC系统，现对实际生产中，加工中心中出现的常见故障处理进行叙述。 五面体加工中心零点漂移故障 故障现象：一台五面体加工中心，近期出现加工坐标系的零点漂移，大大降低了工件的加工精度。在工件加工时，工件的加工精度时好时坏，有些工件往往达不到其位置度公差要求。初步认为是机床的几何精度不 第 2 页共 10 页
关于数控机床常见故障的维修方法及防范措施 数控设备维修是一项很杂、技术含量很高的一项工作，数设备与普通设备有大的差别。 1.1利用数控系的自诊断功能 一般CNC系统都有较为完备的自诊系统，无论是发那科系统还是西子系统，数控系统上电初化时或运行中均能自身或接口做出一定围的自诊断。维修人应熟悉系统自诊断种报警信息。根据说明书进行分以确定故障范围，定位障元器件，对于进的数控系统一般只能位到板级，其片级维一般可依靠各数控统的厂家售后维修部门。 1.2利用PLC程序的逻辑找 现一般CNC控制系统均带有PLC控制器，大多为内置式PLC制。维修人员应根据梯形图对机床制电器进行分析，在CRT上直观地看出CNC系统I/O的状态。通过PLC程序的逻辑析，方便地检查出问存在部位，如FANUC-OT系中自诊断页面等。根据图PLC梯图进行分析，定机床与CNC系统接故障，以确定故障位是机械、电器、压还是气动故障。 1.3与当场的作人员充分沟通 现场作人员是数控机床最亲密的伴，操作人员也是各种故障的一发现人。因此，故障发生后，维修人员一般不要于动手，先与操作员进行充分的沟通，要仔细询问障发生时机床处在什么作状态、表现形式、产生后果、是否误操作，故障能否再等，这样有助于维修人员快分析和判断故障原因。
2数控机床的抗扰措施 机数控系统中既包含高压、大电流的强电设备，又含低电压、小电流的控制与信处理设备，即弱电设备。强电设产生的强烈电磁干对弱电设备的正常工作构成 极大的威胁。此，系统所处生产现场的电磁环境恶劣，系统外各种动力负载干扰、供电系统的干扰、气中电磁波的干扰等都会对系内的弱电设备产生严重影，由于弱电设备是控制强的设备，所以，一旦弱电设备到干扰，最终将导整个系统的瘫痪。 通常从以下几方面采取措施来提数控系统的扰干扰能力。 2.1减少供线路和信号线路的干扰可采取下措施 （1）数控床远离具有中、高频电源的设备。 （2）数控床不要和大功率且繁起停的设备用同一供电干供电。（3）对电网电压较长时间欠电压、过电压和压波动的场合安装交流稳器。 （4）采用电源波器。电源滤波器的作用双向的，它不仅可以阻止电网中的声进入设备，也可以抑制设备所生的噪声污染电网 （5采用带屏蔽层的隔离变压器隔离变压器是一种应用相当广泛的源抗干扰设备，它最基本的用是实现电路与电路之间的气隔离，解决设备与设之间产生的干扰。 （6）模拟信号传线的配线应尽可能短，并使用蔽线。 （7）电编码器、手摇脉冲发生器光栅尺等的输出信号在接收路端并联电容，抑制高频扰。光电编码器电缆的屏蔽层双端地。
数控机床常见故障诊断及维修 摘要：数控机床是集机、电、液、气、光高度一体化的现代技术设备，数控机床维修技术不仅是保障数控机床正常运行的前提，对数控机床的发展和完善也起到了巨大的推动作用。数控机床出现的故障多种多样，机械磨损、机械锈蚀、机械失效、加工误差大、工件表面粗糙度大、插件接触不良、电子元器件老化、电流电压波动、温度变化、干扰、滚珠丝杠副有噪声、软件丢失或本身有隐患、灰尘、操作失误等都可导致数控机床出故障。 关键词：数控机床故障诊断维修机械电子 数控机床是一种集自动控制、计算机、微电子、伺服驱动、精密机械等技术于一身的高技术产物。一旦系统的某些部分出现故障，就势必使机床停机，影响生产。所以，如何正确维护设备和出现故障时迅速诊断，确定故障部位，及时排除解决，保证正常使用，是保障生产正常进行的必不可少的工作。 1 数控机床故障诊断原则 1.1 先外部后内部 数控机床是集机械、液压、电气为一体的机床，故其故障的发生也会由这三者综合反映出来。维修人员应先由外向内逐一进行排查，尽量避免随意地启封、拆卸，否则会扩大故障，使机床大伤元气，丧失精度，降低性能。 1.2 先静后动
先在机床断电的静止状态，通过了解、观察测试、分析确认为非破坏性故障后，方可给机床通电。在运行工况下，进行动态的观察、检验和测试，查找故障。而对破坏性故障，必须先排除危险后，方可通电。 1.3 先简单后复杂 当出现多种故障互相交织掩盖，一时无从下手时，应先解决容易的问题，后解决难度较大的问题。往往简单问题解决后，难度大的问题也可能变得容易。 1.4 先机械后电气 一般来说，机械故障较易发觉，而数控系统故障的诊断则难度较大些。在故障检修之前，首先注意排除机械性的故障，往往可达到事半功倍的效果。 2 数控机床常见故障分析 根据数控机床的构成，工作原理和特点，将常见的故障部位及故障现象分析如下。 2.1 数控系统故障 2.1.1 位置环这是数控系统发出控制指令，并与位置检测系统的反馈值相比较，进一步完成控制任务的关键环节。它具有很高的工作频度，并与外部设备相联接，容易发生故障。 常见的故障有： ①位控环报警：可能是测量回路开路；测量系统损坏，位控单元
数控机床常见故障与维修 数控机床维修包含两个方面的含义：一是日常维护与保养（预防性维修），这可有效延长MTBF （平均无故障时间），二是故障维修，在出现故障后尽快修复，以缩短MTTR（排除故障的平均修理时间），提高数控机床的有效度A指标。 一、数控机床故障诊断的基本方法与步骤 数控机床是一个十分复杂的系统，进行数控机床维修的重点和难点是故障诊断，即查找故障原因，以确定故障类型和故障出现的部位。 故障诊断的基本方法有以下八种： （1）根据CRT上或LED灯或数码管的指示进行故障诊断当数控机床发生故障后，在CRT 上的故障显示有两处：一是数控系统上电屏幕最上方的状态信息行，会简单显示“出错”或“急停”信息；二是操作数控系统界面菜单。对于华中Ⅰ型数控系统，从基本功能菜单开始，按F10（扩展功能）→F4（故障诊断）→F6（报警显示）键，则在正文窗口中显示出当前错误报警信息。根据此报警信息，查看其报警信息类型，以进行故障诊断。 数控机床的操作面板上一般有“强电”和“联机”等指示灯，有“数控”和“超程”等报警灯，有“X轴”、“Y轴”和“Z轴”等回参考点指示灯，用来显示相关的信息。 利用在CRT或LED或数码管上指示的报警信息，可立即指示出故障的大致原因和大致部位，是故障诊断最有效的一种方法。 （2）根据PLC状态或梯形图进行故障诊断从数控系统界面菜单的基本功能菜单开始，按F10（扩展功能）→F1（PLC）→F2（T图显示）或F4（状态显示）键，查看某一反馈元件及PLC 控制器的某个输出的状态是否正常。 （3）用诊断程序进行故障诊断。 （4）采用“自修复系统”、“专家诊断系统、“通信诊断系统”等新方法。 （5）根据机床参数进行故障诊断机床参数也称为机床常数，是数控系统与具体的机床相匹配时所确定的一组数据，存于RAM中，由机床厂家根据所配机床的具体情况或通过调试，在交付用户前就完全确定了。由于某种原因，如误操作、系统干扰等，使机床参数可能发生改变甚至丢失，从而导致机床故障。 修改华中Ⅰ型数控系统的机床参数，从基本功能菜单开始，按F3（参数）→F1（参数索引）键，在输入正确的参数修改口令后，即可修改机床有关参数。 （6）经验法。 （7）换板法。 （8）测量比较法数控系统电气控制柜中各模块或单元上设有检测端子，利用万用表、示波器等仪器仪表，通过这些端子检测到的电平或波形，与正常值比较，可进行故障诊断。 利用上述方法，对数控机床进行故障诊断的一般步骤为： （1）通过查看故障记录单和对现场作细致的勘查，充分调查故障现场； （2）根据故障情况进行分析，缩小范围，确定故障源查找的方向和手段； （3）采取从易到难、从外部到内部，由表及里进行故障源查找。 二、常见故障与维修 1．简易数控机床“掉步”问题的处理 由于简易数控机床属于开环数控机床，伺服驱动装置采用步进电机，故简易数控车、铣床在某些情况下存在着“掉步”。解决此问题，一般可从如下方面进行故障诊断与处理：（1）查看是属于哪个方向（X、Y、Z向）出现“掉步”。 （2）若某个方向出现“掉步”，再查看这个方向是正方向还是反方向出现“掉步”。 （3）查看出现“掉步”方向的步进电机或驱动板（电源）是否正常。若正常，且某个方向