数控机床伺服系统常见故障的诊断与处理

数控机床技术中的进给系统故障分析与排除在数控机床技术中，进给系统是关键的部件之一，它负责驱动工件在加工过程中的运动。

然而，由于各种原因，进给系统可能会出现故障，导致机床无法正常工作。

本文将对数控机床技术中的进给系统故障进行分析与排除。

首先，让我们来了解一下数控机床的进给系统。

进给系统通常由伺服电机、螺母、球螺杆等组成，通过控制机构实现工件的直线或旋转运动。

其中，伺服电机是进给系统的核心部件，负责提供动力和控制精度。

在实际运行中，进给系统可能出现以下几类常见故障：1. 运动不稳定：当机床在运行过程中出现抖动、颤动或停滞等现象时，可能是由于进给系统的控制参数设置不合理导致的。

此时，可以通过检查和调整控制参数，如速度、加减速度、加减速曲线等，来解决问题。

另外，也需要检查伺服电机和传动部件是否正常工作，如有必要，进行维护和更换。

2. 运动误差过大：进给系统的精度是评判机床性能的重要指标之一，如果机床在加工过程中出现运动误差过大的情况，可能是由于进给系统的传动部件磨损严重、传动链条松弛或传感器故障等原因引起的。

此时，应检查并更换磨损的传动部件，加紧传动链条，并修复或更换故障的传感器。

3. 运动方向错误：当机床在加工过程中出现运动方向错误的情况，可能是由于进给系统的输入指令与实际运动方向不一致导致的。

首先，需要检查数控系统中的参数设置是否正确，如坐标系方向、加工坐标系、工件坐标系、刀具半径补偿等。

如果参数设置无误，则需要检查数控系统的输入输出端口是否连接正确，并检查电子设备是否正常工作。

4. 运动速度异常：当机床在加工过程中出现运动速度过快或过慢的情况，可能是由于进给系统的伺服电机控制信号异常或传动部件损坏等原因引起的。

此时，可以通过检查伺服电机的调节电路和控制信号线路，以及检查和更换损坏的传动部件来解决问题。

总结起来，数控机床技术中的进给系统故障可能与运动不稳定、运动误差过大、运动方向错误和运动速度异常等有关。

华中数控系统常见故障及诊断办法目录一.系统类故障判断维修1．故障现象一：系统不能正常启动z屏幕没有显示；z屏幕没有显示但工程面板能正常控制z DOS 系统不能启动z不能进入数控主菜单z进入数控主菜单后黑屏z运行或操作中出现死机或重新启动z开机后系统报坐标轴机床位置丢失2.故障现象二：急停和复位3.故障现象三：系统跟踪误差过大或定位误差过大4.故障现象四：回零(回参考点)故障5.故障现象五: 伺服电机抱闸失效6.故障现象六: 手摇故障二．伺服电机类故障判断维修三．变频或伺服主轴运转故障判断维修z主轴超速或不可控四．机床运行故障判断维修z刀架运转故障五．附表：系统内部报警信息一．系统类故障判断维修1．故障现象一：系统不能正常启动z屏幕没有显示故障原因 措施 参考系统电源不正确 1．检查电源插座（XS1）2．检查输入电源是否正常，应该为AC24V 或DC24V接线极性是否正确参见《世纪星连结说明书》2.3 节亮度调整太低或太高调整亮度调节开关 仅限HNC-18i/19i硬件板卡损坏 需更换系统或送厂维修z屏幕没有显示但工程面板能正常控制故障原因 措施 参考 亮度调整太低或太高调整亮度调节开关 仅限HNC-18i/19i 主板分辨率设置太高 调整主板COMS分辨率参数为640X480液晶屏损坏 需更换系统或送厂维修z DOS 系统不能启动故障原因 措施 参考文件被破坏1．软盘运行系统2．用杀毒软件检查软件系统3．重新安装系统软件CF卡、电子盘物理损坏 更换CF卡、电子盘z不能进入数控主菜单故障原因 措施 参考 系统文件被破坏1．用杀毒软件检查系统2．重新安装系统软件CF卡、电子盘物理损坏 更换CF卡、电子盘z进入数控主菜单后黑屏故障原因 措施 参考接线电源不正确1．检查电源插座2．检查电源电压3．确认电源的负载能力应该不低于100W 参见《世纪星连结说明书》2.3 节系统文件被破坏1．用杀毒软件检查系统2．重新安装系统软件z运行或操作中出现死机或重新启动故障原因 措施 参考参数设置不当重新启动后在急停状态下检查参数,检查坐标轴参数、PMC 用户参数作为分母的参数不应该为0参见《世纪星连结说明书》3.7.3、3.7.7 节1．操作同时运行了系统以外的其 他内存驻留程序2．调用较大的程序3．调用已损坏程序 1．等待2．中断零件程序的调用系统文件被破坏1．用杀毒软件检查系统2．重新安装系统软件 DOS 系统配置文件CONFIG.SYS 中,同时打开的文件数量过少设置为50 或更多FILES=50电源功率不够 1．检查电源插座2．检查电源电压3．确认电源的负载能力应该不低于100W参见《世纪星连结说明书》2.3 节硬件板卡损坏 需更换系统或送厂维修z开机后系统报坐标轴机床位置丢失故障原因 措施 参考18i\19i系统没有专门位置存储芯片任意移动一个坐标轴 仅限HNC-18i/19i坐标轴正在移动中突然关闭系统(非必然性)任意移动一个坐标轴2.故障现象二：急停和复位z系统始终保持急停状态不能产生复位信号故障原因 措施 参考急停回路没有闭合1.检查超程限位开关的常闭触点2.检查急停按钮的常闭触点,若未装手持单元或手持单元上无急停按钮,XS8 接口中的4 和17 脚应短接参见《世纪星连结说明书》2.10 节未向系统发送复位信息 1.检查’’外部运行允许’’的输入端口2.检查PMC 用户参数P[50]是否对应’’外部运行允许’’的输入点PLC软件 检查PLC 程序硬件板卡损坏 需更换系统或送厂维修z系统始终保持复位状态故障原因 措施 参考系统复位需要完成的信号未满足要求1．检查输入端口2．检查电路3．检查电源模块4．检查驱动模块5．检查主轴模块6．检查伺服动力电源空气开关参数设置不当 检查PMC 用户参数P[51]-P[63]是否对应输入点PLC软件 检查PLC 程序硬件板卡损坏 需更换系统或送厂维修z系统可以手动运行但无法切换到自动或单段状态故障原因 措施 参考坐标轴超程检查超程限位开关 参见《世纪星连结说明书》2.10 节系统信号未满足要求 1．检查输入端口2．检查电路3．检查电源模块4．检查驱动模块5．检查主轴模块6．检查刀具夹紧/松开信号7．检查伺服动力电源空气开关参数设置不当 检查PMC 用户参数P[51]-P[63]，P[77]是否对应输入点PLC软件 检查PLC 程序硬件板卡损坏 需更换系统或送厂维修3.故障现象三：系统跟踪误差过大或定位误差过大故障原因 措施 参考伺服驱动器未上强电 1．检查电路2．检查电源模块3．检查驱动模块4．检查伺服动力电源空气开关电机编码器反馈电缆与电机强电电缆不一一对应检查电机接线数控装置与伺服驱动器之间的坐标轴控制电缆未接好 检查坐标轴控制电缆 （XS30 XS31 XS32 XS33）坐标轴控制电缆受干扰 1．坐标轴控制电缆应采用双绞屏蔽电缆2．坐标轴控制电缆屏蔽可靠接地3．坐标轴控制电缆尽量不要缠绕4．坐标轴控制电缆与其他强电电缆尽量远离且不要平行布置伺服驱动器特性参数调得太硬或太软 检查伺服驱动器有关增益调节的参数，仔细调整参数参见《伺服驱动器使用手册》伺服驱动器参数错 1．检查伺服驱动器控制方式2．检查伺服驱动器脉冲形式3．检查伺服驱动器电机极对数4．检查伺服驱动器电机编码器反馈线数参见《伺服驱动器使用手册》伺服驱动器未上使能 1．检查输出端口 2．检查电路 3．检查驱动模块系统特性参数不当 2．检查坐标轴的加减速时间常数3．检查坐标轴的反馈电子分子/分母3．检查坐标轴参数中的最高快移速度是否超出了电机额定转速伺服驱动器/电机选型错误 需更换伺服驱动器/电机伺服驱动器/电机损坏 需更换伺服驱动器/电机硬件板卡损坏 需更换系统或送厂维修机械卡死 调整机械4.故障现象四：回零(回参考点)故障z回零(回参考点)时报硬件故障故障原因 措施 参考 伺服电机编码器损坏需更换伺服电机电机编码器反馈电缆未接好或断路 1.检查电机编码器反馈电缆2.需更换电机编码器反馈电缆数控装置与伺服驱动器之间的坐标轴控制电缆未接好或断路 1.检查坐标轴控制电缆2.需更换坐标轴控制电缆硬件板卡损坏 需更换系统或送厂维修z回零(回参考点)时坐标轴无反应故障原因 措施 参考系统参数错1.检查坐标轴参数中的回参考点方式,通常对伺服电机应设为2(+-+)2.检查坐标轴参数中的回参考点快移和定位速度伺服驱动器未上使能 1.检查输出端口2.检查电路3.检查驱动模块伺服驱动器未上强电 1.检查电路2.检查电源模块3.检查驱动模块4.检查伺服动力电源空气开关数控装置与伺服驱动器之间的坐标轴控制电缆未接好或断路 1.检查坐标轴控制电缆2.需更换坐标轴控制电缆PLC软件 检查PLC 程序z回零(回参考点)时坐标轴反向低速移动直到压到超程限位开关 故障原因 措施 参考坐标轴回零(回参考点)开关始终保持闭合 1.检查坐标轴回零(回参考点)开关2. 需更换坐标轴回零(回参考点)开关系统开关量输入电缆接错或短路 1.检查开关量输入电缆2. 需更换开关量输入电缆PLC软件 检查PLC 程序硬件板卡损坏 需更换系统或送厂维修z回零(回参考点)精度差故障原因 措施 参考坐标轴控制电缆受干扰 1．坐标轴控制电缆应采用双绞屏蔽电缆2．坐标轴控制电缆屏蔽可靠接地4．标轴控制电缆尽量不要缠绕5．坐标轴控制电缆与其他强电电缆尽量远离且不要平行布置电机没有可靠接地 检查电机强电电缆电机编码器反馈电缆不可靠 1.需更换电机编码器反馈电缆,应采用双绞屏蔽电缆2.加粗位置反馈电缆中的电源线线径,如采用多根线并用3.电缆屏蔽层可靠接地4.电缆两端加磁环伺服电机编码器损坏需更换伺服电机硬件板卡损坏 需更换系统或送厂维修机械机械连接不可靠 调整机械连接z两次回参考点机床位置相差一个整螺距故障原因 措施 参考坐标轴回零(回参考点)开关信号与进给电机编码器Z 脉冲位置太近调整坐标轴回零(回参考点)开关位置5.故障现象五: 伺服电机抱闸失效z打开急停开关后升降轴自动下滑故障原因 措施 参考参数设置不当 检查PMC 用户参数P[68],增大数值机械配重或平衡装置失效或工作不可靠检查配重或平衡装置伺服电机抱闸机构损坏 需更换伺服电机z伺服电机抱闸无法打开或不稳定故障原因 措施 参考抱闸机构电源不正确 1．检查抱闸机构电源是否正常，应该为DC24V.必须采用 稳定的开关电源供电形式, 严禁采用简易桥式电路供电 2. 接线极性是否正确无开抱闸输出 1.检查输出端口2.检查开关量输出电缆3.检查电路伺服电机抱闸机构损坏 需更换伺服电机PLC软件 检查PLC 程序硬件板卡损坏 需更换系统或送厂维修6.故障现象六: 手摇故障z系统无手摇工作方式故障原因 措施 参考 手持单元未连结到XS8 接口检查XS8 接口手持单元电缆未接好或断路 检查手持单元电缆硬件板卡损坏 需更换系统或送厂维修PLC软件 检查PLC 程序z系统有手摇工作方式但手摇无反应故障原因 措施 参考手持单元电缆未接好或断路1．检查XS8 接口2．检查手持单元电缆 6．检查手摇脉冲发生器5V 电源手摇脉冲发生器损坏 需更换手摇脉冲发生器 手持单元的轴选择开关或倍率开关损坏需更换手持单元 硬件板卡损坏 需更换系统或送厂维修 PLC软件 检查PLC 程序参数设置错 1．检查硬件配置参数：部件型号：5301标识：31配置[0]：72．检查PMC系统参数中手摇0部件号是否与硬件配置参数对应。

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FA N U C伺服系统故障诊断与排除方法刁一峰1唐进1刘红武2(1．湖南生物机电职业技术学院，长沙410126；2．郴州市第一人民医院总务科，湖南郴州423000)产品与应用摘要本文主要结合一些实际案例和经验，专门针对数控机床FA N U C伺服系统中具有代表性和常见性的疑难故障的诊断与排除方法进行了较为系统的综合叙述。

关键词：数控机床；FA N U C；伺服系统；故障诊断T he A nal ysi s of D i agnosi s and E l i m i na t i onM e t hods t o C N CF A NU C Ser vo Sys t emD i ao"f eng T ang di n Li u H on gw u(1．H unan B i ol ogi c al A nd El ect r om echani cal Pol yt echni c，C hangs ha410126：2．T he Fi r st Pe opl e’S H os pt i al of C H e nZ ho u C i t y，C henzhou，H unan423000)A bs t r act M ai l y com bi ne d w i t h s om e ac t ua l c as es and exper i ence，t hi s ar t i ca l e m a ke scom p ar at i v el y s ys t em a t i ca l l y i nt egr a t e d na rr at i on spec i a l l y i n vi e w of s om e di a gnos i s and e l i m i nat i onm et h ods t o z he com m on and r epre se nt a t i ve di f f i c ul t y and br eakdow n i n z he C N C FA N U C s er v o sy st em．K ey w or ds s C N C；FA N U C；s er vo sys t em；br e akdo w n di a gnos i sl引言数控机床故障诊断与维修技术足制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的重要基础，是制造业提高产品质量和生产效牢的有力保障，同时埘数控技术的发展和完善也起到了巨大的推动作用。

数控车床伺服刀塔故障诊断与维修摘要：刀塔是数控车床的主要构件，是加工安全性和精度的关键保障，但是刀塔加工的原理和结构都比较复杂，在运转中面临潜在故障，比如刀塔锁不紧或者是运转不到位。

引发刀塔故障的因素是多方面的，本文详细论述伺服刀塔的相关问题，主要是刀塔的常见问题和故障判定方式，以及面临不同的故障如何进行高效修复。

关键词：数控车床；伺服刀塔；故障诊断；维修引言：为了强化数控车床的加工效果，就需要重视伺服刀塔的运行品质，尤其要关注刀塔运转的故障现象，判定刀塔无法锁紧和转半位的原因，然后开展针对性的修复过程，强化刀塔的运转的可靠性，提升刀塔中各个组件的性能，强化整个车床的加工性能和效率。

一、工作原理伺服刀塔是非常关键的机床组件，结构形式十分复杂，但是作业的可靠性和速度都非常高，主要构成为传感器和电机等设备，通过活塞控制分度盘的运行，并且借助于编码器的功能来实现转刀的环节价格，即将转刀的指令输入控制设备中，刀塔就能够依照程序设定实现操作，当刀位正确时，能够保障稳定的加工过程。

二、故障诊断和维修（一）刀塔锁不紧这是伺服刀塔的主要故障，当刀塔不能锁紧的时候，会影响到刀塔的操作安全，总体而言，刀塔锁不紧的情况和维修策略如下所述：1.在换刀结束后，发现刀塔存在晃动问题，再搬动之后无法有效弹回，这是刀塔锁不紧的明显症状。

由此可以判定三联齿盘的问题，可能是其啮合不到位才引发了刀塔的晃动现象。

在实际的情况中，紧缩面之间的关系决定了该装置的啮合情况，也就是相关的紧缩面必须处于合理的齿轮位置，在运行状态中，如果齿轮无法趋于紧缩面的顶部，就会存在啮合不到位的隐患。

该问题一是源于齿轮元件的品质，二是源于设备的轴向距离不合理，倘若装置中存在异物，设备的轴向间距就无法保障，干扰到齿盘的啮合，导致刀塔无法锁紧的问题。

有效的维修策略：一是查验齿轮的状况，如果检查到齿轮磨损，就将齿轮尽快更换掉，二是查看轴向间距，及时调节距离，并且将装置内的异物清理掉。

数控机床的故障诊断与排除方法摘要：随着数控技术的发展，数控机床在机械生产得到了广泛的应用，由于数控机床技术复杂，一旦出现故障，维修难的问题就会严重影响数控机床的有效利用。

关键词：数控机床故障诊断排除方法一、数控机床的常见故障分析1.故障故障是指数控机床全部或部分丧失原有的功能。

数控机床发生故障一般有一定的规律。

初期运行，系统的故障率较高，发生的故障大多数是由于设计制造和装配缺陷造成的；正常运行，故障率低，发生的故障一般是由操作和维护不良造成的；衰老期，故障率最大，主要是由运行过久、机件老化和损耗过度造成的。

2.故障诊断的基本原则（1）先外部后内部现代数控系统的可靠性越来越高，数控系统本身的故障率越来越低，而大部分故障的发生则是由非系统本身原因引起的。

由于数控机床是集机械、液压、电气为一体的机床，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。

例如，遇到故障先检查外部的供电电源，包括交流电源和直流电源，再检查内部控制线路。

在没有确定故障类型时，不要随意地拆卸部件，否则可能会引起故障扩大，使机床丧失精度、降低性能。

系统外部的故障主要是由检测开关、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。

（2）先机械后电气一般来说，机械故障较易发觉，而数控系统及电气故障的诊断难度较大。

在故障检修之前，首先注意排除机械性的故障。

（3）先简单后复杂当出现多种故障互相交织，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。

3.数控机床的常见故障分析（1）伺服驱动系统伺服系统在数控机床上起的作用相当重要。

由于处于频繁的启动和运行状态，又与电源、机械系统相连，易发生故障。

伺服系统的故障一般都是由伺服控制单元、伺服电机、测速电机、编码器等问题引起的。

一台采用sinumerik 810/t的数控车床，一次刀塔出现故障，转动不到位，出现6016号报警“slide power pack no operation”，根据工作原理进行分析，刀塔转动是由伺服电机驱动的。

伺服（反馈部分）故障目录案例1（例308）B轴转动不能停止1案例2（例309）高速进给时出现振荡2案例3（例310）X轴出现“栽刀”现象3案例4(例311)位置偏差大于设定值4案例5（例312）加工尺寸无规律变化6案例6（例313）加工的工件全部报废7案例7（例314）移动尺寸偏离设置值8案例8（例315）工件表面出现周期性振纹9案例1（例308）B轴转动不能停止机床型号: BX-110P—Ⅱ型卧式加工中心。

数控系统: FANUC 11M。

故障现象:在自动加工过程中，B轴完成加工的尺寸后，仍然转动不停。

提示:这台加工中心共有X、Y、Z、W、B五个伺服轴，其中B轴为工作台的转轴。

分析原因是B轴的位置反愤元件有问题。

检查分析1)B轴的位置反馈元件是感应同步器，其定尺上有两组线圈—正弦绕组和余弦绕组。

用万用表进行测量，发现正弦绕组与机床外壳的阻值为零。

2)感应同步器是与旋转工作台装配在一起的，这个工作台的机械结构比较复杂，拆卸相当麻烦。

将保护感应同步器的铁质圆盘打开时，便有大量的机油流出。

用棉纱擦拭干净后，发现正弦绕组被紧密地包裹在铝箔内部，难以打开。

3)为了查找短路点，小心翼翼地揭开铝箔，发现正弦绕组是由直径细小的漆包线所绕成的。

为了保护线圈，绕组外部又浸了一层绝缘漆。

此时再测量，正弦绕组与机床外壳的阻值恢复到无穷大状态。

说明短路点是在正弦绕组中，原因是机油透过铝箔流进绕组，长期浸润后造成绝缘漆破坏，绕组与铝箔相碰，铝箔又与保护圆盘直接相连，形成电气短路。

故障处理:铝箔损坏后难以修复。

只能去掉铝箔，更换油封，采取措施防止机油滲入绕组线图中。

如此处理后，故障得以排除。

另有一台HC-800型卧式数控加工中心，出现B轴不旋转(有时旋转不到位)的故障，检查B轴的各个限位开关，发现其中一只因螺钉松动而发生位移，撞块未能将开关压上，有关信号无法传递。

调整开关位置，紧固螺钉后，机床恢复正常工作。

案例2（例309）高速进给时出现振荡机床型号: CINCINNATI型四坐标轴数控铣床。