《数控机床故障诊断与维修》第三章进给伺服系统故障诊断与维修

数控机床进给伺服系统类故障诊断与处理数控机床进给伺服系统是指通过伺服电机驱动进给机构实现工件在加工过程中的移动。

由于其复杂的电气、机械和控制系统，常常会发生故障。

本文将就数控机床进给伺服系统类常见的故障进行诊断与处理。

一、电气故障1. 电源故障：包括电源线断开、电源接触不良、电源开关故障等。

解决方法是检查电源线是否正常连接，检查电源开关是否损坏，并使用万用表检测电源的输出电压是否正常。

2. 伺服电机故障：伺服电机可能会出现断线、短路、转子定位不良等故障。

解决方法是检查电机连接线是否正常，使用万用表测量电机的绝缘电阻，重新定位转子。

3. 伺服驱动器故障：伺服驱动器可能会出现过载、过热、过电流等故障，导致伺服电机无法正常工作。

解决方法是检查伺服驱动器的散热情况，检测伺服驱动器的电流输出是否正常，必要时更换伺服驱动器。

二、机械故障1. 进给轴传动件故障：进给轴传动件包括传动皮带、传动齿轮等。

这些传动件可能会出现磨损、断裂等故障，影响机床进给的精度和稳定性。

解决方法是检查传动件的磨损程度，并进行及时更换。

2. 进给轴导轨故障：进给轴导轨可能会因为使用时间长久、润滑不当等原因而出现磨损、松动等故障。

解决方法是定期检查导轨的状态，必要时进行润滑和更换导轨。

3. 进给轴轴承故障：进给轴轴承可能会因为使用时间长久、负载过重等原因而出现磨损、断裂等故障。

解决方法是检查轴承的状态，必要时进行及时更换。

三、控制系统故障1. 数控系统故障：数控系统可能会出现软件崩溃、通信故障等问题，导致机床无法正常工作。

解决方法是重新启动数控系统，检查通信线路是否正常连接，并及时联系厂家进行故障排查。

2. 编码器故障：编码器是用来反馈机床位置和运动状态的重要设备，当编码器出现故障时，会导致机床的加工精度下降。

解决方法是检查编码器的安装情况，检测编码器的信号输出是否正常，必要时更换编码器。

3. 控制器故障：控制器是机床控制系统中的核心部件，当控制器出现故障时，会导致机床无法正常工作。

数控机床进给伺服系统类故障诊断与处理数控机床进给伺服系统是数控机床中非常关键的一个组成部分，它直接影响机床加工的精度和效率。

然而，在使用过程中，由于各种原因，进给伺服系统可能会出现故障。

本文将介绍数控机床进给伺服系统的常见故障及其诊断与处理方法。

一、数控机床进给伺服系统常见故障1. 运动不平稳：机床在加工工件时，出现运动不平稳的情况，可能是由于进给伺服系统的故障引起的。

这种情况表现为运动过程中有明显的抖动或者不稳定的现象。

2. 运动失效：机床无法正常运动，不响应操作指令。

这种情况可能是由于进给伺服系统的电源故障、控制器故障或者连接线路故障引起的。

3. 位置误差过大：机床在加工过程中，位置误差超过了允许范围，导致加工工件的尺寸不准确。

这种情况可能是由于进给伺服系统的位置反馈元件（如编码器）故障引起的。

4. 加工速度过慢：机床在加工时，进给速度远低于预设值，导致加工效率低下。

这种情况可能是由于进给伺服系统的电机故障或者速度控制回路故障引起的。

二、故障诊断与处理方法1. 运动不平稳的诊断与处理：首先，检查机床的润滑系统，确保润滑油是否充足，并且清洁。

其次，检查机床的传动系统，确保螺杆和导轨的润滑良好。

如果问题还未解决，可以通过检查进给伺服系统的控制器参数是否正确、电机驱动器是否正常工作等方式进一步诊断。

2. 运动失效的诊断与处理：首先，检查进给伺服系统的电源供应情况，确保电源正常。

其次，检查进给伺服系统的连接线路，包括电源线、编码器连接线等，确保线路没有松动或者断裂。

如果问题还未解决，可以通过检查进给伺服系统的控制器和电机驱动器是否正常工作等方式进一步诊断。

3. 位置误差过大的诊断与处理：首先，检查进给伺服系统的位置反馈元件，如编码器是否损坏或者松动。

如果问题还未解决，可以通过检查进给伺服系统的控制器参数是否正确、电机驱动器是否正常工作等方式进一步诊断。

4. 加工速度过慢的诊断与处理：首先，检查进给伺服系统的电机是否正常工作，包括电机是否有异常声音或者发热等。

数控机床故障诊断与维修完整版教案第一章：数控机床概述1.1 数控机床的定义与发展历程1.2 数控机床的组成及工作原理1.3 数控机床的分类及应用领域1.4 数控机床的优缺点分析第二章：数控机床故障诊断与维修基本原理2.1 故障诊断与维修的概念2.2 故障诊断与维修的方法2.3 故障诊断与维修的一般流程2.4 故障诊断与维修的注意事项第三章：数控机床故障诊断与维修常用工具与设备3.1 测量工具与设备3.2 维修工具与设备3.3 故障诊断与维修软件及其应用3.4 安全防护设备及措施第四章：数控机床常见故障类型与诊断方法4.1 硬件故障与软件故障4.2 机械故障与电气故障4.3 故障诊断方法：直观诊断法、参数诊断法、信号诊断法、故障树分析法4.4 故障诊断实例分析第五章：数控机床主要部件的维护与维修5.1 数控装置的维护与维修5.2 伺服系统的维护与维修5.3 刀库与刀具系统的维护与维修5.4 数控机床导轨与丝杠的维护与维修第六章：数控机床的电气控制系统6.1 数控机床电气控制系统概述6.2 CNC装置的结构与功能6.3 伺服驱动系统的工作原理与维护6.4 数控机床电气故障诊断与维修第七章：PLC编程与故障诊断7.1 PLC概述及其在数控机床中的应用7.2 PLC编程基础与实例7.3 PLC故障诊断与维修方法7.4 PLC与数控机床故障案例分析第八章：数控机床的液压与气动系统8.1 数控机床液压系统的基本原理与结构8.2 数控机床气动系统的基本原理与结构8.3 液压与气动系统的维护与维修8.4 液压与气动系统的故障诊断与案例分析第九章：数控机床的冷却与润滑系统9.1 数控机床冷却系统的作用与结构9.2 冷却系统的维护与维修9.3 数控机床润滑系统的作用与结构9.4 润滑系统的维护与维修第十章：数控机床故障诊断与维修的综合实践10.1 故障诊断与维修的实践流程10.2 常见数控机床故障案例分析与维修方法10.3 故障诊断与维修的实训项目10.4 故障诊断与维修的技能考核与评价第十一章：数控机床维修案例分析11.1 数控机床维修案例的收集与整理11.2 故障现象的描述与原因分析11.3 维修方案的设计与实施11.4 维修效果的评估与总结第十二章：数控机床维修技术发展趋势12.1 数控机床技术发展的现状与趋势12.2 数控机床维修技术的发展方向12.3 先进维修理念与技术的应用12.4 维修技术培训与人才培育第十三章：数控机床的安全操作与维护13.1 数控机床安全操作规程13.2 数控机床的日常维护与保养13.3 安全防护设备的正确使用与维护13.4 事故预防与应急处理第十四章：数控机床维修成本控制与效益分析14.1 维修成本的构成与控制策略14.2 维修成本效益分析的方法与指标14.3 维修成本控制实例分析14.4 提高维修效益的途径与措施第十五章：数控机床故障诊断与维修的实训与考核15.1 实训项目的设计与实施15.2 实训过程中的指导与评价15.3 故障诊断与维修技能的考核方法至此，整个教案“数控机床故障诊断与维修完整版教案”已完成。

《数控机床故障诊断与维护》课程标准课程代码：学时：64 学分：4一、课程的地位与任务《数控机床故障诊断与维护》是一门专业课程，先修课程有机械制造、气动液压、电控及PLC 技术应用等。

本课程是机电技术的综合应用，对学习机、电技术综合能力的培养有明显的促进作用。

同时也是数控的一门专业主干核心课程，具有实践性强、应用面广的特点。

通过《数控机床故障诊断与维护》的教学，使学生能够获得数控机床的基本理论和基本知识，初步掌握数控机床故障诊断与维护的基本思路、基本方法和基本原则，具有分析并排除数控机床常见故障的能力。

为今后学习后续课程和从事相关工作打下扎实的基础。

二、课程的主要内容和学时分配1.课程的主要内容第一章数控机床维修与维护基础第一节数控机床概述(1)数控机床的产生背景(2)数控机床的基本概念(3)数控机床的组成(4)数控机床的工作过程(5)数控机床的种类(6)数控机床的常用数控系统简介第二节数控机床的故障维修基础(1)数控机床的故障定义(2)数控机床常见故障的特点与规律(3)数控机床常见故障的种类(4)数控机床发生故障时的诊断方法第三节数控机床的日常维修维护与保养(1)数控机床日常维修维护工作的内容(2)数控机床机体的维护与保养(3)数控机床电气控制系统的日常维护(4)数控机床维修人员应具备的基本要求(5)数控机床的维修维护的技术资料(6)数控机床故障诊断与维护常用仪器仪表及工具第四节FANUCOi系统数控机床基本操作(1)数控机床面板介绍(2)数控机床的基本操作(3)手动进给操作第二章数控系统硬件故障诊断与维护第一节数控系统硬件概述第二节数控系统硬件的更换方法第三节数控系统硬件故障的诊断方法第四节数控机床的抗干扰措施第三章数控系统软件故障诊断与维护第一节数控系统软件的组成第二节数控系统的参数设置第三节数控系统的参数备份与恢复第四节数控系统软件故障的诊断与处理方法第四章数控机床PLC故障诊断与维护第一节数控机床PLC基础(1)数控机床中PMC的用途(2)数控机床用PLC种类(3)数控机床PLC梯形图程序(4)数控机床PLC梯形图符号第二节数控机床用PLC的操作(1)FANUCOi数控系统的PMC调试功能(2)PMC的基本操作(3)PMC编程实例第三节数控系统PMC故障诊断(1)数控系统PMC的故障类型及原因(2)通过PMC进行故障诊断的方法(3)数控机床PMC控制功能程序分析(4)典型PLC故障的分析与诊断流程第五章数控机床进给伺服系统故障诊断与维护第一节进给伺服系统的概述(1)进给伺服系统的组成(2)数控机床对进给伺服驱动系统的要求(3)进给伺服驱动系统的分类第二节步进电动机伺服系统及工作原理(1)步进进给伺服驱动系统(2)步进电动机进给伺服驱动系统的工作原理(3)步进电动机驱动系统的常见故障与维修第三节交流伺服进给驱动装置的组成及工作原理(1)交流进给伺服系统的特点(2)模拟式交流伺服控制原理(3)数字交流伺服系统控制原理(4)交流伺服系统的维护与调整第四节位置检测装置的组成及工作原理(1)位置检测装置的要求(2)位置检测方式分类(3)位置检测元件及其维护(4)位置检测故障的诊断第六章主轴驱动系统故障诊断与维护第一节数控机床主轴驱动系统基本知识(1)数控机床对主轴传动的要求(2)主轴系统分类及特点(3)主轴伺服系统故障的形式及诊断第二节交流主轴伺服系统概述(1)交流主轴伺服系统的特点(2)交流主轴调速原理(3)交流数字式主轴伺服系统（4）交流模拟式主轴伺服系统第三节交流主轴驱动系统故障诊断与维修（1）交流数字式主轴伺服系统故障的诊断与排除（2）交流模拟式主轴伺服系统故障的诊断与排除（3）主轴伺服系统故障实例及分析第七章数控机床机械结构故障诊断与维护第一节数控机床精度的检验第二节主传动机械结构的维护与维修第三节进给系统机械传动结构的维修第四节换刀装置的维护与故障诊断第五节其它辅助故障诊断与维护2.学时分配本课程在教学过程中，强调基础理论和基本概念的掌握，同时注重学生的实际动手操作，要求能把基础理论应用于实践中，让学生具备处理和排除数控机床基本故障的能力。

SCIENCE &TECHNOLOGY VISION科技视界2011年8月第23期科技视界Science &Technology Vision1伺服系统简介1.1伺服系统的概念数控机床伺服系统是指以机床移动部件的位置和速度作为控制量的自动控制系统,又称随动系统。

在数控机床中,伺服系统是连接数控系统和数控机床本体的中间环节,是数控机床的“四肢”。

因为伺服系统的性能决定了数控机床的性能,所以要求伺服系统具有高精度、快速度和良好的稳定性。

1.2伺服系统的工作原理伺服系统是一种反馈控制系统,它以指令脉冲为输入给定值与输出被调量进行比较,利用比较后产生的偏差值对系统进行自动调节,以消除偏差,使被调量跟踪给定值。

所以伺服系统的运动来源于偏差信号,必须具有负反馈回路,并且始终处于过渡过程状态。

在运动过程中实现了力的放大。

伺服系统必须有一个不断输入能量的能源,外加负载可视为系统的扰动输入。

2直流主轴伺服系统从原理上说,直流主轴驱动系统与通常的直流调速系统无本质的区别,但因为数控机床高速、高效、高精度的要求,决定了直流主轴驱动系统具有以下特点:2.1调速范围宽。

2.2直流主轴电动机通常采用全封闭的结构形式,可以在有尘埃和切削液飞溅的工业环境中使用。

2.3主轴电控机通常采用特殊的热管冷却系统,能将转子产生的热量迅速向外界发散。

2.4直流主轴驱动器主回路一般采用晶闸管三相全波整流,以实现四象限的运行。

2.5主轴控制性能好。

2.6纯电气主轴定向准停控制功能。

3交流主轴伺服系统主轴驱动交流伺服化是数控机床主轴驱动控制的发展趋势,交流主轴伺服系统的特点如下:3.1振动和噪声小3.2采用了再生制动控制功能3.3交流数字式伺服系统控制精度高3.4交流数字式伺服系统用参数设定(不是改变电位器阻值)调整电路状态4主轴伺服系统的常见故障形式4.1当主轴伺服系统发生故障时,通常有三种表现形式4.1.1是在操作面板上用指示灯或CRT 显示报警信息;4.1.2是在主轴驱动装置上用指示灯或数码管显示故障状态;4.1.3是主轴工作不正常,但无任何报警信息。

数控机床进给伺服系统的故障诊断与维修数控机床的进给伺服系统是一种位置随动与定位系统，它的作用是快速、准确地执行由数控系统发出的运动命令，精确地控制机床进给传动链的坐标运动。

它的性能决定了数控机床的许多性能，如最高移动速度、轮廓跟随精度、定位精度等。

分析伺服进给系统中的故障模式和开展维修、防治方案的研究是数控机床加工必不可少的部分，需引起重视。

1.数控机床进给伺服系统数控机床的伺服系统一般由驱动控制单元，驱动单元，机械传动部件，执行机构和检测反馈环节等组成。

驱动控制单元和驱动单元组成伺服驱动系统。

机械传动部件和执行机构组成机械传动系统。

检测元件和反馈电路组成检测装置，也称检测系统。

2.进给伺服系统常见故障（1）窜动：信号不稳、接线端子接触不良、速度控制信号不稳或受干扰，均可引起窜动现象。

（2）过载：频繁正反转、润滑不良、负载过大时，均会引起过载报警。

（3）机床振动：机床高速运动，导致振动，振动问题源于速度问题，可查询速度环。

3.进给伺服系统常见故障分析与排除3.1窜动在进给时出现窜动现象，其可能原因及排除方法如下：（1）位置反馈信号不稳定。

测量反馈信号是否均匀与稳定，确保反馈信号正常、稳定(2)位置控制信号不稳定。

在驱动电动机端测量位置控制信号是否稳定，确保位置控制信号正常稳定。

（3）位置控制信号受到干扰。

测试位置控制信号是否有噪声，如有噪声需做好屏蔽处理。

（4）接线端子接触不良。

检查紧固的螺钉是否松动等，紧固好螺钉，同时检查其接线是否正常。

3.2过载当进给运动的负载过大、频繁正、反向运动以及进给传动链润滑状态不良时，均会引起过载的故障。

一般会在CRT上显示伺服电动机过载、过热或过流等报警信息。

同时，在强电柜中的进给驱动单元上，用指示灯或数码管提示驱动单元过载、过电流等信息。

具体故障原因及排除方法如下。

（1）机床负荷异常（2）参数设定错误（3）起动扭矩超过最大扭矩（4）频繁正、反向运动（5）进给传动链润滑状态不良（6）电动机或编码器等反馈装置配线异常（7）编码器有故障故障排除方法如下：（1）变更切削条件，减轻机床负荷。

数控机床进给伺服系统类故障诊断与处理模版数控机床进给伺服系统是数控机床的核心部件之一，负责实现机床的进给运动，保证加工的精度和稳定性。

然而，在使用过程中，由于各种原因，进给伺服系统可能会出现故障。

本文将针对数控机床进给伺服系统的常见故障进行诊断与处理，为解决相关问题提供参考。

一、通电检查1. 确保进给伺服系统的电源插座正常供电，并检查主控箱内的电源是否正常接通。

2. 检查电源线路是否破损或接触不良，特别是接地线是否良好连接。

3. 检查伺服驱动器面板上的电源指示灯是否亮起，以判断驱动器是否接通电源。

二、机械传动部分检查1. 检查进给轴的联轴器是否松动或破损，如有问题及时更换或固定。

2. 检查进给轴的传动皮带或齿轮是否损坏或脱落，如有问题及时更换或修复。

3. 检查进给轴的导轨和导轨滑块是否磨损或变形，如有问题及时更换或调整。

三、编码器检查1. 确保编码器的连接线路是否完好，没有破损或接触不良。

2. 检查编码器的供电电压是否正常，一般应在规定范围内。

3. 检查编码器的信号线是否良好连接，如有问题及时更换或重新连接。

四、伺服驱动器检查1. 确保伺服驱动器的连接线路是否完好，没有破损或接触不良。

2. 检查伺服驱动器的报警指示灯，判断是否存在故障报警，如有报警应根据具体情况查阅驱动器的故障代码进行处理。

3. 检查伺服驱动器的参数设置是否正确，特别是伺服增益、速度环参数等，如有问题应及时调整。

五、伺服电机检查1. 检查伺服电机的连接线路是否完好，没有破损或接触不良。

2. 检查伺服电机的绝缘性能，特别是对地绝缘是否合格，如有问题应及时更换或修复。

3. 检查伺服电机的温度是否过高，一般应在规定范围内，如过高应检查散热风扇是否正常工作。

六、参数设置检查1. 确保数控系统的参数设置与实际使用需求一致，特别是进给轴的相关参数，如脉冲当量、快速倍率等。

2. 检查数控系统是否存在进给轴停止禁止、机床保护等相关设置，如有问题应及时调整。

《数控机床故障诊断与维修》授课教案第一章：数控机床概述1.1 数控机床的定义与发展历程1.2 数控机床的组成与工作原理1.3 数控机床的分类与应用领域1.4 数控机床的优缺点及发展趋势第二章：数控机床故障诊断与维修基本原理2.1 故障诊断与维修的概念2.2 故障诊断与维修的方法与步骤2.3 故障诊断与维修的技术指标2.4 故障诊断与维修的注意事项第三章：数控机床常见故障类型及原因3.1 机械故障3.2 电气故障3.3 软件故障3.4 人为故障3.5 故障排查与分析方法第四章：数控机床故障诊断与维修常用工具与设备4.1 常用工具的使用方法与注意事项4.2 常用设备的功能与使用方法4.3 维修设备的选择与配置第五章：数控机床故障诊断与维修实践操作5.1 故障案例分析与解析5.2 故障诊断与维修的操作步骤与技巧5.3 故障诊断与维修的实践训练5.4 故障诊断与维修的注意事项与安全规范第六章：数控系统的故障诊断与维修6.1 数控系统的基本构成与功能6.2 数控系统的故障类型与诊断方法6.3 数控系统的故障维修技术与流程6.4 数控系统维修案例分析第七章：伺服系统的故障诊断与维修7.1 伺服系统的基本原理与结构7.2 伺服系统的故障类型与原因7.3 伺服系统的故障诊断与维修方法7.4 伺服系统维修案例分析第八章：数控机床机械结构的故障诊断与维修8.1 数控机床机械结构的基本组成8.2 机械结构故障的类型与原因8.3 机械结构故障的诊断与维修方法8.4 机械结构维修案例分析第九章：数控机床电气系统的故障诊断与维修9.1 数控机床电气系统的基本构成9.2 电气系统故障的类型与原因9.3 电气系统故障的诊断与维修方法9.4 电气系统维修案例分析第十章：数控机床故障诊断与维修的综合训练10.1 故障诊断与维修的综合流程10.2 综合训练案例及解决方案10.3 故障诊断与维修的实践技能提升10.4 故障诊断与维修的未来发展趋势第十一章：数控机床故障诊断与维修的现代技术11.1 在故障诊断与维修中的应用11.2 数据分析和大数据在故障诊断与维修中的应用11.3 云计算和物联网在数控机床故障诊断与维修中的应用11.4 增材制造技术在维修过程中的应用第十二章：数控机床故障诊断与维修的先进工具与设备12.1 先进故障诊断工具的使用方法12.2 精密测量设备在故障诊断与维修中的应用12.3 高效维修工具与设备的选择与使用12.4 虚拟现实和增强现实技术在培训中的应用第十三章：数控机床故障诊断与维修的安全与环保13.1 故障诊断与维修过程中的安全规范13.2 故障诊断与维修中的个人防护装备13.3 数控机床故障诊断与维修的环境保护13.4 事故应急预案的制定与实施第十四章：数控机床故障诊断与维修的案例分析14.1 典型故障案例的诊断与维修过程14.2 故障案例分析与经验总结14.3 故障诊断与维修的案例讨论与交流14.4 故障诊断与维修案例库的建立与管理第十五章：数控机床故障诊断与维修的未来展望15.1 数控机床技术发展的趋势15.2 故障诊断与维修技术的发展方向15.3 行业标准和规范的发展15.4 教育与培训的重要性及发展重点和难点解析本文主要介绍了《数控机床故障诊断与维修》的授课教案，内容涵盖了数控机床的基本概念、故障诊断与维修的原理、常见故障类型及原因、故障诊断与维修的工具与设备、实践操作以及现代技术和先进工具在故障诊断与维修中的应用等多个方面。

数控机床进给伺服系统类故障诊断与处数控机床在工作时常出现由于进给伺服系统原因造成的机床故障，此类故障出现的常见形式有爬行、抖动、伺服电动机不转、过载、工件尺寸无规律偏差等。

针对这些典型故障，采用一定的机床维修技术，可以实现快速排除此类故障。

数控机床的进给伺服系统是以数控机床的各坐标为控制对象，以机床移动部件的位置和速度为控制量的自动控制系统，又称位置随动系统、进给伺服机构或进给伺服单元。

在数控机床中，进给伺服系统是数控装置和机床本体的联系环节，它接收数控系统发出的位移、速度指令，经变换、放大后，由电动机经机械传动机构驱动机床的工作台或溜板沿某一坐标轴运动，通过轴的联动使刀具相对工件产生各种复杂的机械运动，从而加工出用户所要求的复杂形状的工件。

伺服进给系统常见故障形式1.1爬行一般是由于进给传动链的润滑状态不良、伺服系统增益过低及外加负载过大等因素所致。

尤其要注意的是，伺服和滚珠丝杠连接用的联轴器，由于连接松动或联轴器本身的缺陷，如裂纹、磨损、断裂等，造成滚珠丝杠转动或伺服电动机的转动不同步，从而使进给忽快忽慢，产生爬行现象。

1.2抖动在进给时出现抖动现象，其可能原因有：1、接线端子接触不良，如紧固的螺钉松动；2、位置控制信号受到干扰，如屏蔽不好等；3、测速信号不稳定，如测速装置故障、测速反馈信号干扰等。

如果窜动发生在正、反向运动的瞬间，则一般是由于进给传动链的反向间隙或者伺服系统增益过大引起。

1.3过载当进给运动的负载过大、参数设定错误、频繁正、反向运动以及进给传动链润滑状态不良时，均会引起过载的故障。

此故障一般机床可以自行诊断出来，并在CRT显示屏上显示过载、过热或过电流报警。

同时，在进给伺服模块上用指示灯或者数码管显示驱动单元过载、过电流等报警信息。

1.4伺服电动机不转当速度、位置控制信号未输出、或者使能信号（即伺服允许信号，一般为DC+24V继电器线圈电压）未接通以及进给驱动单元故障都会造成此故障。