数控机床故障诊断复习

数控机床故障诊断与维修期中复习资料一、填空1．CNC系统状态显示有时系统发生故障时却没有报警，此时需要通过系统的诊断画面观察系统所处的状态。

2．一般数控系统要求电源电压波动在+10%～-15% 以内。

3．检测工具的精度等级必须比所检测的几何精度高出一级。

4．机床通电试车通常是在各部件分别通电试验，然后再进行全面通电试验。

5．自诊断功能一般分为开机自检、实时诊断及人工智能专家诊断等。

6．数控机床各电动机的绝缘电阻应在1MΩ以上，机床接地电阻要≤4Ω。

7．更换存储器用电池时一般要在数控系统通电状态下进行，这样才不会造成存储参数的丢失。

8．数控机床的主轴传动广泛采用交流伺服电动机电动机，同时采用电动机调速和机械齿轮变速这两种方法。

其中，通过齿轮减速来扩大传动比，利用齿轮换档来进一步扩大调速范围。

9．伺服系统按调节理论分类，有开环伺服系统、闭环伺服系统和半闭环伺服系统等三种。

10．PLC给机床的信息主要是辅助功能控制信息以及状态指示及故障报警信息。

11．机床给PLC的信息主要是操作面板的控制信号和机床外部开关输入信号。

12．MTTR意指平均修复时间，浴盆曲线即故障发生规律曲线。

13．当机床出现电源故障时，首先要查看熔断器、断路器等保护装置是否因短路、过载引起熔断或跳闸。

14．数控机床常见进给驱动系统有直流进给伺服、交流进给伺服、步进驱动系统。

15．数控系统一般由I/O装置、数控装置、驱动控制装置、机床电气逻辑控制装置等四部分构成。

16．数控机床的精度检验内容包括几何精度、定位精度和加工（切削）精度。

17．数控机床为了保证精度，一般采用了反馈装置，包括速度检测装置和位置检测装置。

18．常用的直线位移检测装置有直线光栅、直线感应同步器和磁尺。

二、判断题1．（×）数控机床的日常保养就是给运动部件添加润滑油。

2．（√）不要在起重机吊臂下行走。

3．（√）数控机床试运转噪声，不得超过80分贝。

4．（√）数控机床几何精度检验之前必须预热。

数控机床故障是指数控机床丧失了达到自身应有功能的某种状态，它有两层含义，一是数控机床功能降低，但是没有完全丧失功能，二是故障加剧，数控机床已不能保证其基本功能简答题答题要点：1. 滚珠丝杠螺母副的维护一般指轴向间隙的调整，轴承的定期检查，滚珠丝杠螺母副的润滑，滚珠丝杠螺母副的防护。

2. 根据监测和诊断信息故障诊断分为声振诊断、无损诊断、污染诊断、电气诊断、交叉诊断、压力强度诊断和温度诊断。

3. 数控机床主要由控制系统、机械系统和辅助系统组成。

根据诊断对象故障诊断分为控制系统诊断、机械系统诊断和辅助系统诊断。

4. 空气压缩机常见故障有安全阀不能适时开启；进、排气阀工作不正常；排气量不足；排气温度过高；排出的空气中油、水成份含量高；油温过高等。

5. 启动自诊断是系统自诊断软件对数控装置中关键的硬件和控制软件，如CPU、RAM、ROM等芯片，MDI、CRT、输入输出等模块、系统软件、监控软件等逐一进行检测，并将检测结果在显示器上显示出来。

6. 离线诊断是指早期的一些数控机床出现故障时，停机使用随机的专用诊断纸带对系统进行离线诊断。

将纸带上的诊断程序读入数控装置的RAM中，由数控系统运行诊断程序，对故障部位进行检测。

7. 时间序列分析法在故障诊断中的应用是多方面的，可用于系统稳定性的判别，分析系统的频率响应和信号的频率构成的信息、预测设备的未来发展趋势等。

8. 目前专家系统的技术存在以下缺陷：1）专家系统的知识获取比较困难，系统层次少。

2）专家系统一般还不具备自学习能力和联想记忆的功能，因此不能通过联想记忆、识别和类比方式进行推理。

9. 故障诊断的基本环节：确定状态监测的内容；选取适合的传感器和测试装置，构建多传感器和多参数监测系统，收集故障诊断所需的信息；对获取的信号进行加工、处理和分析；进行状态监测、判断和预报，构造或选定判据。

10. 傅立叶变换本质是信号的时域和频域的一种变换，或者说是映射，是信号频率结构分析的重要工具。

数控机床常见故障的诊断与排除数控机床在加工过程中常常会遇到各种故障，这些故障会影响加工质量和生产效率。

因此，及时准确地诊断和排除故障是数控机床的关键。

下面将结合常见的数控机床故障，介绍诊断与排除的方法。

一、机床无法开机或无法正常运行故障1.检查电源输入：检查电源线是否插好，电源是否正常供电。

2.检查断路器和保险丝：检查机床的断路器和保险丝，确保其正常工作。

3.检查电源板：检查电源板上的指示灯是否正常亮起，如发现异常则可能是电源板故障。

4.检查控制器：检查控制器连接线是否插好，如有需要则重新插拔控制器连接线。

5.检查电气元件：检查机床内部的电气元件，如接触器、继电器等是否正常工作。

二、机床加工精度降低故障1.检查刀具：检查刀具的磨损情况，如需要则更换或修复刀具。

2.检查导轨：检查导轨是否清洁，如有需要则清洗或润滑导轨。

3.检查轴承：检查轴承是否正常工作，如发现异常则可能是轴承损坏。

4.检查螺杆：检查螺杆是否正常工作，如发现异常则可能是螺杆松动或严重磨损。

5.检查编码器：检查编码器是否工作正常，如发现异常则可能是编码器损坏。

三、机床运行过程中发生振动故障1.检查紧固件：检查机床的各个紧固件是否松动，如需要则重新紧固。

2.检查传动装置：检查传动装置（如皮带、链条等）是否松动或磨损，如发现异常则需要更换或修复。

3.检查电机：检查电机是否正常工作，如发现异常则可能是电机轴承磨损或电机不平衡。

4.检查工件夹持装置：检查工件夹持装置是否正确安装，如发现异常则重新安装。

四、机床液压系统故障1.检查液压油：检查液压系统的液压油是否充足，如不足则需要添加。

2.检查滤芯：检查滤芯是否清洁，如发现污垢则需要更换滤芯。

3.检查液压泵：检查液压泵是否正常工作，如发现异常则可能是泵的密封件损坏。

4.检查液压阀：检查液压阀是否正常工作，如发现异常则可能是阀门堵塞或密封件损坏。

以上仅是数控机床常见故障的诊断与排除的方法的简要介绍，实际上每种故障都需要具体分析具体情况。

第一章概述故障：数控系统完全或部分丧失了系统规定的功能。

系统故障诊断技术：在系统运行中或基本不拆卸的情况下，即可掌握系统先行状态的信息，查明产生故障部位和原因，或预知系统的异常和故障的动向，采取必要的措施和对策的技术。

衡量可靠性常用的标准：1、平均无故障时间（Mean Time Between Failure,MTBF），指可修复产品的相邻两次故障间，系统能正常工作时间的平均值。

MTBF=总工作时间/总故障次数2、平均修复时间（Mean Time To repair,MTTR），指数控系统在寿命范围内，从出现故障开始维修到能正常工作所用的平均修复时间。

MTTR=累计修复时间/维修次数3、有效度A，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。

A=MTBF/(MTBF+MTTR) A<1且越接近1越好数控机床故障的分类1、从故障起因分类：关联性故障（固有性和随机性）和非关联性故障。

2、从故障时间分类：随机故障和有规则故障。

3、从故障发生状态分类：突然故障和渐变故障。

4、从故障影响程度分类：完全失效故障和部分失效故障。

5、从故障的严重程度分类：危险性故障和安全性故障。

6、从故障性质分类：软件故障、硬件故障和干扰性故障。

机床的精度检验机床的几何精度检测：X、Y、Z轴的相互垂直度，主轴回转轴线对工作台面的平行度，主轴在Z轴方向移动的直线度，主轴轴向及径向圆跳动X、Y、Z轴的相互垂直度，主轴回转轴线对工作台面的平行度，主轴在Z轴方向移动的直线度，主轴轴向及径向圆跳动机床的定位精度检测：各进给轴直线运动精度，直线重复定位精度，直线运动轴机械回零点的返回精度，刀架回转精度机床的切削精度检测：单项切削精度检验，综合试件检验检测故障过程中应掌握的原则：1、先外部后内部2、先机械后电气3、先静后动4、先公用后专用5、先简单后复杂6、先一般后特殊第二章数控机床机械结构的故障诊断与维修主轴变速方式：1、无级变速2、分段无级变速3、液压拨叉变速机构4、电磁离合器变速滚珠丝杠螺母副循环方式：外循环、内循环预紧目的：为了消除丝杠与螺母之间的间隙和施加预紧力，以保证滚珠丝杠反向传动精度和轴向刚度。

1、电流测量法是通过测量晶体管、集成电路的工作电流、各单元电路电流和电源板负载电流来检查电子印制电路扳的常规方法。

2、数控机床的驱动系统主要有两种：进给驱动系统用于控制机床各坐标的进给运动。

主轴驱动系统用于控制机床主轴旋转运动。

3、在线诊断指通过CNC系统的内装程序，在系统处于正常运行状态时，对CNC系统本身以及与CNC装置相连的各个伺服单元、伺服电机、主轴伺服单元、主轴电机以及外部设备等进行自动诊断、检查。

4、进给伺服系统常见的故障有：①超程；②过载；③窜动；④爬行；⑤振动；⑥伺服电机不转；⑦位置误差；⑧漂移；⑨回参考点故障。

5、数控机床现场维修有以下基本原则：（1）先外部后内部；（2）先机械后电气；（3）先静后动；（4）先公用后专用；（5）先简单后复杂；（6）先一般后特殊。

6、刀具夹紧装置长时间使用后，会使活塞杆和拉杆间的间隙加大，造成拉杆位移量减少，使碟形弹簧张闭伸缩量不够，影响刀具的夹紧。

7、数控机床实现某些部件动作和辅助功能的系统和装置有液压、气动，润滑、冷却等系统，排屑、防护装置，刀架和自动换刀装置，自动托盘交换装置等。

8、信号注入及波形观察法是利用信号发生器或直流电源在待查回路中的输入信号，用示波器观察输出波形的方法。

9、当前使用的CNC系统的软件自诊断方法可分为三大类：启动诊断；在线诊断；离线诊断。

10、电压测量法即是对可疑电路的各点电压进行普遍测量，根据测量值与已知值或经验值进行比较，再应用逻辑推理方法判断出故障所在。

11、经常检查压缩空气气压，并调整到标准要求值。

足够的气压才能使主轴锥孔中的切屑和灰尘清理彻底。

12、进给伺服系统出现故障的三种表现方式为：1）在CRT或操作面板上显示报警内容或报警信息；2）在进给伺服驱动单元上用报警灯或数码管显示驱动单元的故障;3）进给运动不正常，但无任何报警信息。

13、引起数控机床故障的因素有（1）机械方面的现象与故障；（2）电气方面现象与故障; （3）电气方面的故障现象，但引起故障的原因却是机械方面的；（4）电气和机械方面共同作用引起的故障。

第一章1.数控机床操作面板的布局:2.面板的功能和操作:3.模式切换和其他基本操作:按键切换和多层转换旋转开关。

①手动参考点返回。

②主轴正反转手动操作。

③手动运行操作。

（JOG工作模式和手脉/步进）④自动运行（AUTO/MDI/DNC）4.MDI键盘及系统显示内容:①位置显示画面——［POS］键。

②程序画面——在AUTO或MDI模式下用［PRGRM］键切换画面。

③偏移画面——用［MENU/OFSET］键切换画面。

④诊断/参数画面——用［DGNOS/PARAM］键切换。

⑤报警画面——用［OPR/ALARM］键切换。

5.MDI功能及其对应的显示:6.各显示画面的操作:①NC加工文件定位：选择EDIT编辑工作模式，按MDI面板上的PRGRM功能键切换至程序清单显示画面，键入地址N，键入文件号。

②显示NC加工文件目录:选择EDIT编辑工作模式，按MDI面板上的PRGRM功能键切换至程序显示画面，按CRT显示器上的软键FLOPPY，按翻页键PAGE↑或PAGE↓，切换显示目录页面。

③删除NC加工文件:在显示文件目录后，按软键［DELETE］，键入需删除的文件号，然后按INPUT键，按显示器软键［EXEC］执行删除，若按显示器软件CAN则返回至文件目录画面。

④NC文件名更改:在显示文件目录后，按显示器软键软件［RENAME］重新命名，将光标置于FILE NO.=文件号处，然后输入要改变其名称的文件号，按［INPUT］键，将光标置于［NAME］命名处，键入一个新文件名，按［INPUT］键，按显示器软键［EXEC］，执行改名，若按显示器软键［CAN］则返回至前一个画面。

⑤PMC LAD（梯形图）显示画面:按MDI面板上的［DGNOS/PARAM］键切换至梯形图显示画面。

显示内容:绿（低亮度显示）——触点断开，白（低亮度显示）——触点闭合。

7.数据传输类型和相应参数的设置:加工程序的上传与下载。

8.传输参数的含义:9.系统参数、加工程序等的备份和恢复；DNC加工。

数控机床典型故障诊断与维修一、数控机床典型故障1. 伺服电机故障：伺服电机是数控机床的主要驱动元件，如伺服电机出现故障，会导致机床无法正常工作。

常见的伺服电机故障包括：电机运行异常、电机发热、电机无法正常启动等。

2. 数控系统故障：数控系统是数控机床的核心，一旦出现故障，会导致整个数控机床无法正常工作。

常见的数控系统故障包括：程序执行错误、操作界面死机、通讯故障等。

3. 传感器故障：传感器在数控机床中起着重要的作用，它能够感知机床状态并将信息反馈到数控系统。

常见的传感器故障包括：传感器信号异常、传感器损坏等。

4. 润滑系统故障：数控机床在工作过程中需要进行润滑，以减少摩擦、降低磨损。

润滑系统故障会导致机床零部件磨损加剧，影响加工精度和机床寿命。

5. 电气元件故障：数控机床中包含大量的电气元件，如断路器、接触器、继电器等。

这些元件一旦出现故障，会直接影响机床的正常运行。

1. 故障现象分析：当数控机床出现故障时，首先要对故障现象进行分析。

包括故障出现的时间、频率、程度等方面，有助于确定故障的性质和范围。

2. 信息收集：通过观察、询问、检测等方式，收集与故障相关的信息，包括数控系统显示的报警信息、机床运行时的异常声音、异味等。

3. 故障检测：根据故障现象和信息收集的结果，对机床进行检测，包括物理检测和电气检测。

物理检测可以发现机床结构的故障，电气检测可以发现电气元件的故障。

4. 故障定位：通过检测结果，确定故障发生的位置和原因，例如伺服电机故障、数控系统故障、传感器故障等。

5. 分析解决方案：根据故障定位结果，分析可能的解决方案，并进行相应的维修或调整。

1. 伺服电机维修：伺服电机故障通常需要专业的维修人员进行处理，首先要对电机进行检测和分析，确定故障原因，然后进行修复或更换。

2. 数控系统维修：数控系统故障可能是软件问题或硬件问题，软件问题可以通过重新设置参数、升级或更换软件来解决，硬件问题则需要更换故障部件。

《数控机床故障分析与维修》课程复习题1.数控机床故障诊断的方法有哪些?1、追综法（1）故障发生的时间（2）机床的运行状态3）故障类型2、自诊断功能（1）启动诊断是指数控系统从通电开始到进入正常运行准备为止，系统内部诊断程序自动执行的诊断；（2）在线诊断是指数控系统在工作状态下，通过系统内部的诊断程序和相应的硬件环境，对数控机床运行的正确性进行的诊断；（3）离线诊断是数控机床出现故障时，数控系统停止运行程序的停机诊断；3、参数检查数控机床的参数设置是否合理直接关系到机床能否正常工作。

4、替换法利用备用模块或电路板5、测量法利用万用表、钳形电流表、相序表、示波器、频谱分析仪、振动检测仪器，对故障疑点进行电流、电压和波形测量，将测量值与正常值进行比较，分析故障所在位置1. 直观检查法它是维修人员最先使用的方法，即在故障诊断时，由外向内逐一进行观察检查。

特别要注意观察电路板的元器件及线路是否有烧伤、裂痕等现象、电路板上是否有短路、断路，芯片接触不良等现象，对于已维修过的电路板，更要注意有无缺件、错件及断线等情况。

2. 功能程序测试法功能程序测试法是将数控系统的G、M、S、T、F功能用编程法编成一个功能试验程序，并存储在相应的介质上，如纸带和磁带等。

在故障诊断时运行这个程序，可快速判定故障发生的可能起因。

功能程序测试法常应用于以下场合1）机床加工造成废品而一时无法确定是编程操作不当、还是数控系统故障引起2）数控系统出现随机性故障。

一时难以区别是外来干扰，还是系统稳定性不好3）闲置时间较长的数控机床在投入使用前或对数控机床进行定期检修时3. 试探交换法即在分析出故障大致起因的情况下，维修人员可以利用备用的印刷电路板、集成电路芯片或元器件替换有疑点的部分，从而把故障范围缩小到印刷线路板或芯片一级。

采用此法之前要注意备用板的设定状态与原板的状态是否完全一致，这包括检查板上的选择开关、短路棒的设定位置以及电位器的位置。

《数控机床故障诊断与维修》期末试题及答案一、填空题1、数控系统中以基本控制单元、为核心，由决定位置的机构(伺服机构)、人机对话装置按钮、键盘、显示装置等。

2、电源系统分为电源和电源。

3、伺服模块由机械系统工作台、滚珠丝杠等、驱动用的电机电机，电机和检测器回转角检测器等构成4、开环伺服系统。

是没有的控制系统。

以为驱动元件的伺服系统是最典型的开环控制系统。

5、闭环伺服系统。

具有的伺服系统。

6、数控系统常用诊断方法中的隔离法是指将控制回路，从而达到查找故障区域的目的7、圆度超差有两种情况：一是，二是。

8、自修复系统就是在系统内安装了、并在CNC系统的软件中装有。

9、为了使丝杠与螺母在最大轴向载荷时不致产生过大的间隙，应对丝杠和螺母施加一定的，其大小应等于或稍小于最大载荷的。

10、数控系统软件包括软件和软件两大类。

11、现在市面上广泛使用的数控系统很多，其中尤其以日本和德国市场占有率最高。

12、SINUMERIK 840D系统的部分使用的是西门子SIMATIC S7-300的软件及模块。

13、变频调速器的主电路“交-直-交”变换器，即先将交流电源，而后进行。

14、光栅尺的维护要点是和。

15、FANUC数控系统所需电源为，所以需要采用将AC变压至200V AC。

16、数控机床导轨副的作用是。

17、回转刀架的换刀动作依次为、、。

18．主轴准停主要有三种实现方式即：准停、准停和准停。

19、数控机床机械故障诊断的主要内容，包括对机床运行状态的、和三个方面的内容。

20、数控机床常见的干扰有干扰、干扰和干扰等。

21、数控机床PLC常用的输入元件有：开关、开关、开关、压力开关和开关。

22、数控机床的几何精度是，常用的检测工具有：、、、和高精度检验棒等。

23、数控系统与机床及机床电器设备之间的接口有四个部分：它们分别是：位置反馈电路、电路、电路和电路。

24、数控机床导轨副的间隙调整的方法有：间隙、间隙和间隙。

25、某步进电动机尖叫后不转，其可能的故障原因有：、输入脉冲的升速曲线不够理想引起堵转和。