数控机床诊断与维修实例

改装与维修Ｒ咖＿ｎｇ　ａｎｄ　ｎｆｅｎａｎｃｅ　

数控机床接口状态诊断维修实例　

梁毅　陈功福　

（中国工程物理研究院机械制造工艺研究所，四川绵阳６２１９００）　

Ｄｉａｇｎｏｓｉｓ　ａｎｄ　Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ　Ｅｘａｍｐｌｅｓ　ｏｆ　Ｉ　ｎｔｅｒｆａｃｅ　

Ｓｉｔｕａｔｉｏｎ　ｉｎ　ＣＮＣ　Ｍａｃｈｉｎｅ　ＴｏｏＩ　

ＬＩＡＮＧ　Ｙｉ，ＣＨＥＮ　Ｇｏｎｇｆｕ　（Ｃｈｉｎａ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　Ｍｅｃｈａｎｉｃ　Ｍａｋｉｎｇ　ａｎｄ　Ｃｒａｆｔ　Ａｃａｄｅｍｙ，Ｍｉａｎｙａｎｇ　６２　１　９００，ＣＨＮ）　

接口是连接ＣＮＣ系统一ＰＬｃ一机床本体ＭＴ的节　

点，节点是信息传递和控制的主要通道。通过接口的　

状态信息（通“１”、断“０”）能够快速准确地确定故障　

范围，然后在小范围内查找故障点，从而避免维修的盲　

目性和故障扩大化。　

故障现象１：数控系统为ＳＩＭＥＮＳ８２０的激光切割　

机不能选择激光功率。　

故障分析与处理：该激光切割机的激光功率选择　

是通过激光功率选择指令Ｍ５８　Ｍ４２　ＰＸ输入到ＮＣ，ＮＣ　接受到该指令后输出相应的激光组选信号Ｑ７．２～７．７　

到接口板１，接口板１通过信号转换后输出到激光源　的ＰＬＣ输入模块，并有指示灯显示，通过８４２１码来完　

成激光功率选择。根据输入到激光源的ＰＬＣ的信号　

线可知该激光有６４组功率选择。通过诊断信号Ｑ７．２　

～７．７可知ＮＣ有信号输出，但ＰＬＣ模块无信号输入，　

据此判断可能是信号电缆断线或接口板有故障。对信　

号电缆进行通断测试没发现断线，ＮＣ输入到接口板的　

信号是有的，而接口板无输出信号，因此判断是接口板　

故障。通过对接口板仔细观察发现一集成块　

ＵＤＮ２９８２Ａ（８通道信号源）崩裂，集成块的静态参数　

完全发生改变，而该集成块恰好是完成激光功率选组　

信号的转换的。由于该集成块的购买周期较长，为了　

不延误生产，选用Ｑｏ．０～０．５来替换Ｑ７．２～７．７，改变　

常见故障的诊断与维修案例—数控车床

例1:

【故障现象】

CKA6150机床在使用中，出现转动中的整个刀架转动突然停止，并出现报警，再次开

启转动刀位，刀架断路器跳闸。

【分析与诊断】

从上述故障现象分析，应该属于刀架的电气故障。而刀架电气故障一般发生在刀架的

霍尔元件、电动机和相关的线路上。经检测4个霍尔元件都正常，电动机转动也正常，判

断故障可能在PLC到刀架的传输导线上。检查发现电气柜到通往刀架的电缆线外皮磨破，

电动机线与地短路，断路器跳闸的原因找到，故障点也找到。

【故障排除及维修】

相应的电缆线接好，绝缘包好，刀架恢复正常。

例2:

【故障现象】

机床Z轴方向加工尺寸不稳定。

【分析与诊断】

该机床使用了两年多，近几个月发现Z轴方向定位精度不好，尤其是停止后再开机，

往往就出现误差。这类故障大多与机床传动链有关，有可能伺服电机到丝杠的齿形带磨

损，也有可能刀丝杠两端轴承磨损导致丝杠窜动，还有可能机床压板松动，或者架重复定

位不好。镜检查，这些原因都不成立，进一步分析，停机后重新启动，需要回零操作。出

现误差应该和回零开关有一定的关系，检查回零开关发现有个紧固螺钉松动。

【故障排除及维修】

拧紧开关上的紧固螺钉，故障就排除了。

例3:

【故障现象】

机床出现414报警，整机不能动。

【分析与诊断】

机床配置的系统是FAUNC O-TD 系统，α系列的伺服电机及电动机。首先从查询414

报警含义开始。CNC机床开机会进行自检，哪个单元出现故障，就会出现对应的报警号，

414报警的含义是X轴伺服驱动器有异常。

【故障排除及维修】

根据这条信息，我们检查了驱动器 伺服电机和与链接的电缆线。先从连接开始，打开

电缆与伺服电机插头，发现插座有烧焦的痕迹，说明是插座短路所致，立即更换此插座，

所有线按原样接好试车，机床恢复正常了。

例4:

【故障现象】

机床切削半径为300mm的圆弧时，圆弧表面粗糙度很高，有明显的刀痕。

数控机床维修技术及维修实例分析

信息化背景下，数控技术不断发展，数控机床得到了越发广泛的应用，凭借本身高速性、复合化以及高精度的特征，在制造加工领域扮演着越发重要的角色。但是，相比較传统机床，数控机床的结构更加复杂，技术更加先进，一旦出现故障，对于维修技术和维修方法有着相当严格的要求。本文数控机床维修技术进行了分析，并结合相应的故障实例对维修技术应用进行了讨论。

标签：数控机床;维修技术;维修实例

0 前言

工业化进程的不断加快，使得作为其基础的制造业备受瞩目，以计算机技术、自动化控制以及智能化技术等为支撑，数控机床得以出现，并且迅速得到普及，在保证产品质量的同时，也能够促进生产效率的提高。数控机床本身具备技术先进性、结构复杂性和高智能化的特点，在对其故障进行维修时，无论是维修理论、维修技术还是维修方法，都与传统机床存在很大区别，要求维修人员必须掌握先进的维修技术，确保数控机床的稳定可靠运行。

1 数控机床常见故障

一是位置环故障，包括位置报警、控制单元故障、测量元件故障等，因为其本身工作频度高，再加上工作环境恶劣，发生故障的可能性较高;二是电源故障，作为维持系统正常运转的核心，一旦电源出现故障，系统将会直接停机，而且数控系统运行中的许多数据信息都存储在RAM存储器中，一旦系统断电，将会产生不可估量的影响;三是伺服系统故障，因为伺服系统在数控机床运作中需要频繁启动和停止，很容易发生故障，常见故障包括系统损坏、速度环开环等，可能导致电机在无控制指令的情况下高速运转;四是可编程逻辑缺口，数控机床系统采用的是PLC逻辑控制，需要对控制点状态信息进行采集，频繁的变化可能会导致其出现故障。

2 数控机床维修技术

数控机床本身的精密性决定了其一旦出现故障，可能引发相当严重的后果，在这种情况下，就需要做好相应的故障维修工作。具体来讲，数控机床维修技术主要体现在两个方面：

2.1 故障诊断技术

想要对数控机床故障进行维修，首先要做的就是故障诊断，确定故障产生的部位以及影响范围，在这个过程中，需要维修人员做好系统及外围线路的检测工作，确定其是否存在故障，通过逐步排查确定故障的具体位置[1]。在故障诊断过程中，一是应该做好初步诊断。如果故障现场资料比较齐全，能够通过资料实

数控机床故障诊断与维修

时间：2007-09-07 来源：网络招生部 作者：佚名

系统可靠性的基本概念系统

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。

数控机床故障诊断

一．故障诊断内容

1）动作诊断：监视机床各动作部分，判定动作不良的部位。诊断部位是ATC、APC和机床主轴。

2）状态诊断：当机床电机带动负载时，观察运行状态。

3）点检诊断：定期点检液压元件、气动元件和强电柜。

4）操作诊断：监视操作错误和程序错误。

5）数控系统故障自诊断：

二．CNC系统诊断技术

当前使用的各种CNC系统的诊断方法归纳起来大致可分为三大类。

（1）启动诊断（Star up Diagnostics）

把CNC系统每次从通电开始到进入正常的运行准备状态为止，系统内部诊断程序自动执行的诊断。诊断的内容为系统中最关键的硬件和系统控制软件，如CPU、存储器、I/O单元等模块以及CRT/MDI单元、纸带阅读机、软盘单元等装置或外部设备。

（2）在线诊断（On— Line Diagnostics）

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，主轴伺服单元和主轴电机以及外部设备等进行自动诊断、检查。一般来说，包括自诊断功能的状态显示和故障信息显示两部分。

．接口显示：为了区分出故障发生在数控内部，还是发生在PLC或机床侧，有必要了解CNC和PLC或CNC和机床之间的接状态以及CNC内部状态。

．内部状态显示：

（a）由于外因造成不执行指令的状态显示。