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数控机床维修实例分析

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262020年第21期

1某数控车床CAK5085di此车床采用FANUC系统，长期偶发如下故障用换刀指令换刀时偶尔找不到刀位号，在所指定的刀位处刀架有停顿现象，然后刀架继续旋转。出现“刀位未检测”报警故障。针对这个故障进行如下分析处理：一般刀架上的刀位检测和刀塔夹紧信号都是通过霍尔元件或者接近开关开反馈的直流信号来确定的。刀架旋转到位，其相对应的检测原件输出信号，然后通过刀架电机反转，锁紧刀架，并给出刀架锁紧信号完成一个换刀动作。出现以上报警故障时，检测相应的开关元件对应的输出信号即可。本机床刀塔采用十芯电缆线，其中一芯为接地，三芯为电机供电，其余六芯为刀塔信号线（四芯刀塔到位信号线、一个刀塔锁紧信号线和一个电源线），刀塔的接线原理图如图1所示。

图1 刀塔接原理线图通过图1可以看出，刀塔的到位信号和锁紧信号全部通过PLC输入进行控制。开始在检测电源信号时，存在虚接的情况，予以补锡焊接，焊好脱线后，刀架仍然存在以上问题。排查PLC刀架到位的进线信号，四位信号有两位X3.0和X3.2故障时出现不稳定，电压从24V瞬间掉至7V，排查有问题信号线，发现有对地短路情况，且更换刀位后，其他的信号线也偶尔出现类似问题，单独给刀位PLC检测端短接24V以模拟到位信号，刀架运转正常。故可断定以上故障为刀塔到位旋转和刀位检测的模块内部霍尔元件故障引起，更换同型号模块后设备恢复正常运转。2某DM4800加工中心数控系统此加工中心系1998年采购沈阳机床厂设备，采用三菱M3系列。该设备前期出现系统软断线，在问题处理过程中相继出现系统黑屏，参数丢失以及换刀不执行等故障。故障分析处理：按以往经验，在出现软断线故障时，多采用清洁主板和控制板，重新拔插线缆的方法恢复。但此次出现该故障并对CNC系统主板MC161进行清洁后，主机出现黑屏无显示的状态，拔起紧停开关，系统READY灯不亮，同时CNC系统主板伴随有四个红灯（分别为D.WG、WDOG、LED1、D.AL）和两个绿灯（分别为LED2、LED3）全亮的状态，各轴不可动。检查线缆拔插完好，系统供电正常。因为前端显示的READY信号、RS232口以及监视器供电和场信号都由主板的显示模块板MC171输出，正常情况下，应该系统加载完成后，释放紧停就提示READY准备好，各轴可动。目前的状态说明系统并未加载，该机床系统是固化在CNC主板上的，系统和机床参数是用电池保存在该主板上。检查主板发现主板上的纽扣电池无电，且有部分电容和元件出现击穿和接触不良情况，做出相应维修后系统可显示并加载为机床标准界面。重新输入机床参数后各轴可自动或手动运转，但无法换刀。检查发现换刀程序丢失，重新建立换刀程序，并修改换刀程序的指令参数M14-1/2#1 为相应M代码和换刀宏程序,机床可执行换刀指令。机床的换刀宏程序如下；O9001；M66；G4 P1；IF【#1005 EQ 1】GO TO 9；#131=#4003；#130=#4006；N1 G91 G28 Z0；#1103=1；G4 P100；IF【#1008 EQ 0】GO TO 1；N5 G30 Z0 P2；G4 P100；IF【#1009 EQ 0】GO TO 5；G4 P200；N8 G91 G28 Z0；G4 P10；#1103=0；IF【#1007 EQ 0】GO TO 8；N9 M67；G#130；G#131；M99； 此处需注意的是，该系统的默认程序名共分三个等级；A级为8000以内的加工程序，默认打开，B和C分别为8000和9000以上的系统和厂商程序，所以对相应范围的程序进行修改需要打开相应的级别锁。比如对O9001这个换刀程序进行各种操作就需要先打开B锁再打开C锁才能拥有相关权限。B锁为用户参数的2-1/3#40，C锁则在M参数de2-1/3#7。细看该设备换刀程序，如下：宏程序中#130和#131在实际换刀过程后并没有将换刀前的相应坐标系进行恢复，也就是#4003和#4006寄存器并非设为该用途。因为没有相关具体的PLC数据表资料，所以无发确定原始状态参数保存的寄存器位置，这样就造成换刀结数控机床维修实例分析 姚佩玮（陕西航空电气有限责任公司 陕西 咸阳 713107）摘 要：数控机床的维修在现代的工业生产中起着至关重要的作用。本文通过对FANUC系统、三菱系统和西门子840D系统数控机床几个典型故障的诊断分析,给出排故思路, 参数的备份对数控机床而言至关重要,为同类型机床的故障诊断与分析提供借鉴。关键词：FANUC；三菱；宏程序；参数；西门子840D

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上接第26页有接油盘。绞车布局为偏置方式。绞车液压和气控阀件封闭布局，位置布局在中舱隔墙操作台下面或后舱中隔墙下面，封闭布局，且方便维修挡板方便拆卸。4.3吊机主要技术参数吊机采用QQS157D徐工3节直臂吊机，最大起重力矩15.7T·M，最大起重量6.3吨，最大工作幅度11米，最大起升高度13.5米，支腿形式H型，回转角度360度全回转。驱动吊机的齿轮泵满足吊机和液压支腿操作，吊钩采用吊带在驾驶室后部固定，吊臂前端加装固定支撑支架；吊机操作台设计安装在车尾部。方便视线操作，不影响和遮挡吊装作业视线。吊机安装方式为偏置式，吊机转盘两侧有防护盖板，与后舱门挡板齐平，车尾部有爬梯和安全扶手。5现场开展应用情况测吊一体化测试车主要在青海油田各区域进行了应用试验，青海油田海拔高度3000米以上，工作环境主要为沙漠、戈壁、气候干燥，风沙大，地理环境复杂、路况差。最大日温差25℃，环境温度为-30～＋50℃。通过在各个油区开展现场应用试验，施工最高压力30MPa，井深超过3000米以上，施工井次单台车月平均30井次以上，测吊一体化测试车目前已完成施工任务1235井次，车辆性能满足施工要求。每井次可节约费用1200元，单台车年可节约费用30万元以上。6目前主要存在的问题测吊一体化测试车在现场使用过程中对存在的问题进行了梳理，梳理出的问题与生产制造商进行技术交流并进行了整改，目前整车还存在一些不足在后续开发设计需要注意。6.1各液压系统管路设计应独立由于测吊一体化测试车集成了吊车，测试车的功能中主要有四套液压系统，分别为：绞车、发电机、吊机、溢流回注泵。在生产设计中主要考虑了液压油箱、液压管路、压力调节、液压油散热等问题，发电机与绞车公用了散热系统，导致液压油油温较高，绞车压力系统调节过程中系统压力上升等问题。在后期车辆设计时必须考虑车辆液压系统应当独立。6.2车辆空滤进气口离地面近容易吸入尘土测吊一体化车辆主要在油田各区域内行驶，车辆行驶路况较差，主要为砂土路面。行驶过程中尘土较大，目前在用的车辆虽进行了调整，但受到空间影响，未达到理想状态。后续设计车辆应考虑将空滤进气口调整至驾驶室上方。7结语通过对测吊一体化测试车的设计及应用，该车型施工成本明显降低，减少了施工作业对吊车的依赖，将测试车、吊车、工程车三合一大大降低了车辆管理难度及费用，在油田推广意义大。目前国内生产测试井设备的制造商已经在研究大吨位的一体化测井车，这说明了一体化测试车的广阔前景，也为测试井车新的发展方向奠定了基础。参考文献：[1]冯胜利.电缆试井车的开发与应用[J].中国设备工程,2019(7).[2]赵海伦.双滚筒测调联动试井车的研制[J].机械工程师,2018(8).[3]葛运春.液压试井车及其基本参数计算[J].石油机械,2019(11).[4]祁勇,付世杰.油田液压试井车的结构与性能[J].专用汽车,2017(3).作者简介：张虎（1987-），男，试油工程师，学士学位，研究方向：测试井工程。束后坐标系被换刀宏程序强制成为G28。所以日后机床使用时在加工程序中的换刀行后均需要添加一句加工坐标系的代码，比如G90G54或G90G55坐标已完成坐标系加载。3进口卧式镗床UNION TC130出现润滑压力报警分析处理：出现该报警时，设备依旧可以运转。查看电路图，并核对PLC润滑系统准备好信号A65.7，发现未输出，但油箱油液正常，调节压力开关故障变化不明显。该润滑系统分为两级输出，经检查发现一级电磁阀指示灯常亮，二级的电磁阀指示灯则不亮。手动强制按压润滑泵接触器给泵加电，泵可运转，并且持续手动工作15秒后报警，报警可消除，基本判定润滑泵油路不畅，但并未堵死。拆开润滑油箱，发现箱体内部油嘴前端有一过滤网，将油泵过滤网拿掉后，确认润滑油中无杂质情况下，让其自动打油，油位和压力检测开关可变橙色灯（经测试，单独只生效一个检测信号时，油位信号为红色，压力信号为绿色。即打油直到压力到达设定值，压力灯变为绿色；油位在最低和最高油位之间时油位信号为红色常亮），经以上单信号测试，可见压力开关和油位检测开关均可正常检测信号。随即对油泵滤网进行清洁，回装后将压力调节至加油无报警状态。机床润滑系统恢复正常工作。4结语由上面几例故障的处理，可见日常维修中常有许多意想不到的问题出现，有些看似复杂的问题，尤其是一些棘手的偶发问题，其实很可能都是一些小的故障点引起的，细心分析和剥茧抽丝的处理是必经之路，同时参数的备份对数控机床而言至关重要，完整的资料尤其是参数数据的备份是数控机床维修工作必不可少的一环。参考文献：[1]李强.数控机床故障维修中PMC的应用研究[J].科技风,2018(3).[2]吉翔.数控机床故障维修中PMC的应用分析[J].天工,2018(9).

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数控机床常见故障分析与维修举例

数控机床常见故障分析与维修举例

《一重技术》　

数控机床常见故障分析与维修举例　

吴卫平　．张富生　

（１．一重集团公司冶金研究所助理工程师，黑龙江富拉尔基　１６１０４２；２．一重集团公司设备维修分公　司助理工程师，黑龙江富拉尔基１６１０４２）　摘要：论述数控机床进给轴几种典型故障的原因，结合具体设备故障实例，探讨分析怎样利用简单手　段来确定故障部位。　关键词：精度检测；故障分析；设备维修　中圈分类号：ＴＧ５０２．７文献标识码：Ｂ文章编号：１６７３—３３５５（２００６）０６—００５０—０２　

数控机床进给轴速度不稳定、震动是常见故　障。常伴有伺服单元过流、失速报警及数控系统　的跟踪误差，轮廓监控或位置反馈失掉信号报　警，有时随着运行速度的改变而显示不同的报警　结果。有时故障轻可能不发生报警。处理起来比　较棘手，处理时首先要查明电气上是否有问题。　因为机械上的改造往往工作景较大，而且，数控　系统位置反馈元件是高精密器件，不可随便拆　卸。弄不好不但使机床精度下降。甚至损坏反馈　元件本身。判断故障不要急于下结论。要认真细　致地分析。避免反复拆卸。我们收集了数控设备　维修中比较常见的典型故障，把不同设备、不同　伺服驱动装置上、不同的数控系统中出现的原因　和故障处理结果及维修分析经验介绍如下。　Ｉ　数据系统位置反馈形式　带、齿轮或与电机直连构成驱动链。也有的是伺　服电机直接驱动齿条。随机械一起运动。闭环系　统中的位置反馈元件（光栅尺、光带、感应同步　尺１的滑动部件如光电头、滑尺等直接安装在拖　动机构上，一般不存在机械间隙。在半闭环及准　半闭环系统中有无法消除的机械间隙，在处理某　些故障时应当注意。某些由位置环不良引起的故　障。在半闭环和闭环系统中现象可能不一样。如　前者（半闭环或准闭环系统）具有一定的周期性，　和机械位置相关性不大。半闭环的位置反馈元件　检查、测试、拆装比较容易。闭环与半闭环系统　驱动链的机械结构没有什么区别。　例Ｉ：捷克ＳＫＯＤＡ四坐标２００镗床，１９８５年投　产。数控系统和伺服系统１９９８年改造为ＳＩＥＭＥＮＳ　８４０Ｃ和ＳＩＥＭＥＮＳ　６１１Ａ交流伺服驱动。位置反馈　采用光栅尺闭环控制。出现的故障是Ｙ轴速度较　：　粤　嘉嚣　衰　霎　譬董　囊薹　譬　羹　篓　篓　曩　璧篓　磊　嚣茹蕃ｌＩ　８干４０　Ｃ八　式　处理　很大。　＝＝＝　戛譬氅元　曩　篓譬　蓑　：薯囊　墨　’　鑫　伺　享　兰　至　与　琶　量　啮龛　善　：蒿　磊吴　臻篇　：　障　戡交　。．丝杠的另　精通菇馕季　兰董孽　点豫一．三二　，．　二　二：　：：三：　：＝：＝＝：．　＝　

数控机床“急停”故障实例分析

数控机床“急停”故障实例分析

数控机床“急停”故障实例分析

数控机床急停报警不能解除的故障比较常见。当故障发生时显示器下方显示“紧急停止”（EMERGENCY STOP），这时，机床操作面板方式开关不能切换，MCC不吸合伺服，主轴放大器不能工作，系统并不发出具体的报警号，根据机床厂PMC报警编辑不同，有时会出现1000号以后的PMC报警。出于安全考虑，机床厂将一些重要的安全信号与紧急停止信号串联，包括紧急停止开关。但是一般维修人员往往仅以为是紧急停止开关连接不良或超程开关连接不良，排除上述两种可能后，就再也无法进行下一步的诊断工作，这说明对紧急停止信号的处理不够了解。下面以FANUC 0i系统为例说明紧急停止的控制原理及其常见故障的处理。

一、紧急停止的控制原理

紧急停止控制的目的是在紧急情况下，使机床上的所有运动部件制动，使其在最短时间内停止运行。《FANUC 连接手册》推荐的急停电路接法如图1所示。

从图1可见，一般紧急停止回路是由“急停”开关和“各轴超程开关”串联的，在这些串联回路中还串联一个24V继电器线圈，继电器的一对触点接到CNC控制单元的急停输入上，继电器的另一对触点接到放大器PSM电源模块上（接CX4的2和3管脚）。若按下急停按钮或机床运行时超程（行程开关断开），则急停继电器线圈断电，其常开触点1、2断开，从而导致控制单元出现急停报警，主接触器线圈断电，主电路断开，进给电机和主轴电机停止运行。

急停回路接到CNC控制单元的急停输入信号X地址是固定的，即X8.4。数控系统直接读取该信号，当X8.4信号为“0”，系统出现紧急停止报警。

与急停报警紧密相关的信号还有G8.4信号，该信号是PMC送到CNC的紧急停止信号。若G8.4为“0”，系统则出现紧急停止报警。G8.4信号为PMC将X8.4和其他相关的信号进行综合处理的输出信号，如图2所示。

图2 中，梯形图在X8.4后面串接了一个Xn.m信号，比如刀库门开关等（进口机床经常这样处理）。若Xn.m为“0”，即使紧急停止回路一切正常（X8.4为“1”），紧急停止G8.4仍为“0”，系统仍然出现紧急停止报警。

数控机床维修经验之谈

数控机床维修经验之谈

数控机床维修服务（2011/08-2011/11）

维修的理论基础是能够读懂原理图，了解数控知识，熟悉电路；维修的现实基础是熟悉工艺，包括线束怎么走，器件怎么装，钣金怎么拆，以及什么样的机床有什么样的配臵。我维修的第一课就是学习原理图，了解器件，巩固电路知识。依我看，数控机床故障维修可以大致以下几大类：

第一类，上位机（计算机）与下位机连接不上，包括与变频器的连接、与伺服驱动器的连接、与刀库的连接、与温控模块的连接等。出现这样的问题时，首先应看一看软件设臵是否得当，比如没有刀库的机床却在机床中勾选了“允许刀库控制”。

第二类，控制柜无法加电（指在测试软件JDtest 中）。一方面需要检查上信号是否在传输的过程中由于线路的原因而中止，上电信号的行走路线是 “控制卡 –37芯线-I/O-急停开关-门开关-接触器”；另一方面由于电源的异常导致无法上电，比如当采用24VDC的某一线路有短路时，开关电源所有的输出关闭，从而导致所有机床信号灯亮红灯。

第三类，电磁阀类故障。公司使用的电磁阀都是常闭型电磁阀，即断电时气阀是关闭的。这类问题的处理比较简单，处理方法：在测试软件中给定该信号，看是否有24VDC，如果没有，将问题往上找（I/0、控制卡），如果有，问题往下找（线路、电磁阀）。同时，判断电磁阀时候好坏的方法也简单，可以直接给电磁阀加24VDC，正常情况下，有类似于继电器吸合的声音。

第四类，输入信号检测类故障。有些电磁阀信号的执行需要特定的输入检测信号作为前提，比如刀库的推出的前提是必须保证刀盘处于退回的状态，又比如松刀指令的执行需要检测主轴的转速是否为0。这类信号故障导致的现象一般是机床不能进行相应的操作（比如刀盘的推出），处理该现象一般需要将输入信号与输出信号综合考虑。

第五类，驱动器报警故障。判断报警故障出处最好的方法是对调法（在确保功率相等的情况下），解决驱动器报警问题首先得熟悉驱动器使用说明书，懂得如何操作驱动器前面板，包括写参数，查看参数。

数控机床回参考点的故障分析和排除

数控机床回参考点的故障分析和排除

数控机床回参考点的故障分析和排除

数控机床参考点又名原点或零点，是机床的机械原点和电气原点相重合的点，是原点复归后机械上固定的点。机床参考点确立后，各工件坐标系随之确立，即参考点为工件坐标系的原始参照系。文章通过对数控机床回参考点的确立，并结合回参考点的故障维修实例，从而归纳总结出回参考的故障排除方法。

标签：数控机床；参考点；测量反馈元件

1 参考点的确立

数控系统按检测反馈元件测量方式的不同分为绝对脉冲编码器方式和增量脉冲编码器方式两种。数控系统反馈元件采用绝对脉冲编码器，坐标值实际位置是靠位置检测装置的电池来维持，因此系统断电后，绝对脉冲编码器会记住当前位置。在数控机床正常使用过程中，只要保证绝对脉冲编码器的后备电池有效，机床开机就不需要再进行回参考点操作。而采用增量脉冲编码器的数控系统，系统断电后，工件坐标系的坐标值就会消失，因此机床每次开机后都必须先进行回参考点操作，通过参考点来确定机床的坐标原点，从而建立正确的机床坐标系。除此之外，机床在按下急停开关及机床出现故障并修复后都需要进行一次手动回参考点的操作。

数控机床各轴回参考点的运动中，各轴的运动速度是在机床参数中设定的，并且数控系统是通过PLC的程序编制和数控系统的参数设定决定的，因此，数控机床各轴回参考点是通过PLC和数控系统配合完成的。

2 数控机床回参考点的故障维修实例

下面介绍几个第一重型机械集团公司的数控机床回参考点的故障维修实例：

例1军工分厂一台型号为TK6516数控铣镗床，数控系统为SIEMENS840D，Y轴出现回参考点位置的准确性差的故障，从而影响加工精度的故障。

维修人员首先检查该机床Y轴测量编码器的+5V电压是正常的，并且该轴在手动方式下能正常工作，回参考点的动作过程也正常，再检查参考点减速速度参数MD34040、位置环增益参数MD32200设置也都正确。

分析可能是由于编码器“零脉冲”受到干扰而引起的此故障，再经过仔细检查该故障轴后，发现该轴编码器的连接电缆的屏蔽线脱落，重新连接脱落的屏蔽线后，该故障轴回参考点位置准确，机床加工精度恢复。