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数控机床电气故障维修关键技术分析一、数控机床电气系统概述数控机床的电气系统是数控机床的重要组成部分，它主要由电源系统、配电系统、机床电气控制系统、手动操作系统等部分组成。
电源系统提供数控机床所需的电能，配电系统用于对电源进行分配和保护，机床电气控制系统负责对机床进行各种动作和加工过程的控制，手动操作系统则是为了应对机床电气控制系统出现故障时的备用操作手段。
在数控机床的电气系统中，较为常见的故障有电源故障、配电系统故障、控制系统故障等。
二、数控机床电气故障的分类数控机床的电气故障可以根据其出现的位置和原因进行分类。
按照出现的位置可以分为主轴电机故障、进给电机故障、液压电路故障等；按照原因可以分为电气元件故障、连线故障和操作错误等。
电气元件故障包括断路、短路、绝缘击穿等故障，连线故障包括接线不良、接触不良等故障，操作错误则是人为因素导致的故障。
三、数控机床电气故障的维修关键技术1. 故障诊断技术故障诊断是数控机床电气故障维修的第一步，也是最关键的一步。
在故障诊断过程中，需要使用测试仪器对数控机床的各个电气元件进行测试，以确定故障的具体位置和原因。
常用的测试仪器包括多用表、绝缘电阻测试仪、电流表等。
在使用测试仪器进行测试时，需要注意安全操作，以免因误操作造成二次故障。
还需对数控机床的相关技术文件进行查阅，了解机床的工作原理和电气系统的结构，有利于更快地确定故障原因。
2. 故障处理技术一旦确定了故障的位置和原因，就需要采取相应的处理措施。
对于电气元件故障，需要对故障元件进行更换或修复；对于连线故障，需要对接线进行检查和重新接线。
在进行故障处理时，需要注意安全操作，避免造成二次伤害。
在更换故障元件时，需要注意选择合适的元件规格和型号，以确保更换后的元件能够正常工作。
3. 故障预防技术为了降低数控机床电气故障的发生率，需要采取一些预防措施。
首先是加强数控机床的日常维护保养工作，定期对机床的电气系统进行检查和清洁，及时发现并排除潜在的故障隐患。
55一、前言A K 31 系列刀架是引进于世界著名的数控转塔刀架生产企业—意大利 Baruffaldi 公司的先进技术，由烟台环球机床附件集团有限公司获得生产许可证而生产制造的。
该系列转塔刀架是普及型及高级系数控车床的核心配套附件，可保证零件通过一次装夹自动完成车削外圆、断面、螺纹和镗孔、切槽、切断等加工工序。
我公司有数十台数控车床配备了该系列数控刀架，数控车床刀架的维修量在数控车床故障维修中占 50%以上，成为数控车床维修中的重要工作。
二、产品结构及传动原理图一 AK31 系列数控转塔刀架结构图1-电机 2-电机齿轮 3-齿轮 4-行星齿轮 5-驱动齿轮 6-滚轮架端齿7-沟槽 8-滚轮架 9-滚轮 10-双联齿盘 11-主轴 12-弹簧 13-插销14-动齿盘 15-定齿盘 16-箱体 17-电磁铁 18-预分度接近开关19-锁紧接近开关 20-蝶形弹簧 21-角度编码器 22-后盖 23-空套齿轮本刀架采用三联齿盘作为分度定位元件。
由电机驱动后，通过一对齿轮和一套行星齿轮系进行分度运动。
工作程序为：主机控制系统发出转位信号后，刀架上的电机制动器松开，电源接通，电机开始工作，通过齿轮 2、3 带动行星齿轮系 4 旋转，这时销齿轮 5 为定齿轮，由于与行星轮 4 啮合的齿轮 5、23 齿数不同，行星轮 4 带动空套齿轮 23旋转，空套齿轮带动滚轮架 8 转过预置角度，使端齿盘后面的断面凸轮松开，端齿盘向后移动脱开端齿啮合，滚轮架 8 受到端齿盘后端面键槽的限制停止转动，这时空套齿轮23 成为定齿轮，行星齿轮 4 通过齿轮 5 带动主轴 11 旋转，实现转位分度，当主轴转到预置位置时，角度编码器 21 发出信号，电磁铁 17 向下将插销 13 压入主轴 11 的凹槽中，主轴 11 停止转动，预分度接近开关 18 给电机发出信号，电机开始发现旋转。
通过齿轮2 与 3，行星齿轮 4 和空套齿轮 23，带动滚轮架 8 反转，滚轮压紧凸轮，使端齿盘向前移动，端齿盘重新啮合，这时锁紧接近开关 19 发出信号，切断电机电源，电机制动器通电刹紧电机，电磁铁断电，插销 13 被弹簧弹回，转位工作结束，主机可以开始工作。
数控机床维修技术及维修实例
数控机床维修技术及维修实例
数控机床维修技术是一种需要经验和技能的特殊维修工作，对
于数控机床的维护和保养至关重要。
本文将介绍一些数控机床的常
见维修技术以及维修实例。
1.故障检测
故障检测是数控机床维修的重要工作之一，它可以帮助技术人
员更好地理解数控机床的问题，并采取正确的措施解决问题。
例如，如果数控机床出现了轴向移动问题，首先应确定故障原因，检查导轨、轴承和电机。
有时，可能需要重新校准轴线和轴向，以确保机床的精度和稳定性。
2.维修和更换部件
数控机床的机械部件和电子部件都需要进行维护和更换。
例如，机床的液压系统可能出现泄漏，需要更换密封件和管道。
同时，数
控系统的各种电子元件也需要进行检查和更换，例如显示器、计算
机和控制器。
3.维护保养
数控机床的维护保养工作是确保机床正常运行的关键。
这包括
清洁、润滑和紧固各种部件。
清洁机床的过滤器和冷却系统等部件，并定期更换润滑油和液压油，以防机床损坏。
维护保养还包括定期检查和校准机床的各种参数和设置，以确
保机床的精度和性能。
维修实例：
例如，某机床在加工中心铣削的过程中没有仔细检查工件的坐标，并且没有保持适当的刀具配置，导致工件精度下降。
针对这个问题，技术人员应将刀具重新装置并更换较好的切削刃，然后进行重复的数字控制程序，并使用新的工件坐标位置。
此外，还应该检查机床加工中心铣削的各个参数，确保它们是正确的，从而保证机床的精度和稳定性。
以上是数控机床维修技术及维修实例的介绍，希望这篇文章能
够为您提供帮助。
数控机床参考点的回归及其常见故障诊断数控机床启动后通常需要进行返回参考点的操作，在这个过程中常会遇到各种问题，问题处理的正确与否在很大程度上会直接影响机床的使用及工件的加工精度。
一、为什么要返回参考点在数控机床上，各坐标轴的正方向是定义好的，因此只要机床原点一旦确定，机床坐标系也就确定了。
机床原点往往是由机床厂家在设计机床时就确定了，但这仅仅是机械意义上的，计算机数控系统还是不能识别，即数控系统并不知道以哪一点作为基准对机床工作台的位置进行跟踪、显示等。
为了让系统识别机床原点，以建立机床坐标系，就需要执行回参考点的操作。
如在CK0630型数控车床上，机床原点位于卡盘端面后20mm处，为让数控系统识别该点，需回零操作。
在CK0630型数控车床的操作面板上有一个回零按钮“ZERO”，当按下这个按钮时将会出现一个回零窗口菜单，显示操作步骤。
按照这个步骤，依此按下“X”按钮、“Z”按钮，则机床工作台将沿着X轴和Z轴的正方向快速运动，当工作台到达参考点的接近开关时，工作台减速停止。
回参考点的工作完成后，显示器即显示机床参考点在机床坐标系中的坐标值（X400，Z400），此时机床坐标系已经建立（如图1所示）。
目前，大多数数控机床均采用增量式位置检测装置来做位置环反馈元件，当机床在断电状态时NC系统会失去对机床坐标系值的记忆，因此每次机床重新通电之初，必须手动操作返回机床参考点一次，恢复记忆，以便进行自动加工。
对使用日本FUNAC系统的机床，除通电之初外，在机床工作过程中如出现断电、紧急停止或压下了机床行程限位开关时，也必须返回参考点。
机床返回参考点的方向、速度、参考点的坐标等均可由系统参数设定。
二、返回参考点的原理目前数控机床回参考点的方式有两种：使用脉冲编码器或光栅尺的栅格法和使用磁感应开关的磁开关法。
磁开关法由于存在定位漂移现象，因此较少使用。
大多数数控机床均采用栅格法回参考点。
栅格法根据检测元件计量方法的不同又可分为绝对栅格法和增量栅格法。
-------------精选文档----------------- 可编辑 第七章 数控机床维修实例分析 由于现代数控系统的可靠性越来越高，数控系统本身的故障越来越低，数控设备的外部故障可以分为软件故障和外部硬件损坏引起的硬故障。软件故障是指由于操作、调整处理不当引起的，这类故障多发生在设备使用前期或设备使用人员调整时期。 数控机床的修理，重要的是发现问题。特别是数控机床的外部故障。有时诊断过程比较复杂，但一旦发现问题所在，解决起来比较简单。对外部故障诊断应遵从以下两条原则。首先要熟练掌握机床的工作原理和动作顺序。其次，要会利用PLC梯形图及NC系统的状态显示功能监测PLC的运行状态，一般只要遵从以上原则，小心谨慎，一般的数控故障都会及时排除。 外部硬件操作引起的故障是数控修理中的常见故障。一般都是由于检测开关、液压系统、气动系统、电气执行元件、机械装置出现问题引起的。这类故障有些可以通过报警信息查找故障原因。对一般的数控系统来讲都有故障诊断功能或信息报警。维修人员可利用这些信息手段缩小诊断范围。而有些故障虽有报警信息显示，但并不能反映故障的真实原因。这时需根据报警信息和故障现象来分析解决。 7.1 电源类故障 电源是电路板的能源供应部分，电源不正常，电路板的工作必然异常。而且，电源部分故障率较高，修理时应足够重视，在外观法检查后，可先对电源部分进行检查。 电路板的工作电源，有的是由外部电源系统供给；有的由板上本身的稳压电路产生，电源检查包括输出电压稳定性检查和输出纹波检查。输出纹波过大，-------------精选文档----------------- 可编辑 会引起系统不稳定，用示波器交流输入档可检查纹波幅值，纹波大一般是由集成稳压器损坏或滤波电容不良引起。运算放大器、比较器，有些用单电源供电，有些用双电源供电，用双电源的运放，要求正负供电对称，其差值一般不能大于0.2V（具有调零功能的运放除外）。 7.1.1FANUC OC/0D 系统电源 1、单元输入电路工作原理
图8-1 电源单元的输入电路 2、电源单元输出工作原理 -------------精选文档----------------- 可编辑 3、电源单元常见故障及诊断 （1）电源单元无法接通的故障诊断 故障现象是机床工作指示灯亮而系统显示装置不亮。
图8-3 SSCK-20数控车床电源单元的连接 -------------精选文档-----------------
可编辑 图8-3 为SSCK-20 数控车床电源单元连接图。当按下NC准备SB2时，CRT无任何显示且CRT的灯丝不亮。测量CRT的CP15无24V输出，则说明电源单元没工作，即电源无法接通。 当电源状态指示灯LED{绿色PIL}不亮时，则故障原因可能是外部AC输入电路{CP1输入端}故障、熔断器F11、F12故障或辅助电路熔断器F1故障。 当电源单元状态指示灯LED亮时{此时ALM故障状态指示灯不亮}，故障原因可能是CP3外部连接开关SB2、SB3、SQ21及接线故障，也可能是内部电路RY2、RY3、RY4继电器控制电路故障。 当电源单元指示灯和故障状态指示灯都亮时，如果机床断电再送电故障解除，则为电源单元受到外界的干扰导致。如果不能解除，则可能是电源单元输出电压+5V、+15V、-15、+24V直流电压异常或内部电路故障。 例 SSCK-20 数控车床 （2）电源单元熔断器熔断故障的诊断 1）熔断器F11、F12熔断故障诊断 熔断器F11、F12用来实现电源单元输入侧电路短路保护的。当F11、F12熔断时,CRT不亮,电源单元状态指示灯PIL和故障状态指示灯ALM不亮。产生故障原因可能是: ① 浪涌吸收器VS11故障。 ② 整流块DS11击穿短路或电容C12、C13严重漏电。 ③ 开关管Q14、Q15击穿短路或保护二极管D33、D34开路。 ④ 辅助电路短路(如开关管Q1击穿短路)。 F11、F12的规格为A60L-0001-0194(7.5A)。 -------------精选文档----------------- 可编辑 2) 熔断器F13熔断故障诊断 熔断器F13用来实现电源单元+24V的输出侧短路保护。当F13熔断时,CRT不亮(CRT灯丝也不亮),电源单元状态指示灯PIL和故障状态指示灯ALM都亮。产生故障原因可能是: ① CRT单元中可能发生短路或与之相连的+24V电源电缆线发生短路。从电源单元上拔下CP15的插头,系统重新上电，如果电源单元的报警灯（红色指示灯ALM）不亮，且CP15端子有+24V输出，则故障在系统显示装置CRT侧。 ② 电源单元内部电路发生短路。从电源单元上拔下CP15的插头,系统重新上电，如果电源单元的报警灯（红色指示灯ALM）还亮，说明故障在电源单元的内部，如二极管DS17击穿短路或电容C74、C75严重漏电等。 F13的规格为A60L-0001-0075(3.2A)。 3) 熔断器F14熔断故障诊断 熔断器F14用来实现系统内部(各印刷电路板单元)、电源单元内部+24E电路及机床侧信号控制输入电路短路保护的。当F14熔断时,CRT上将显示系统“950”报警号,电源单元状态指示灯PIL亮（故障状态指示灯ALM不亮）,系统主板故障指示灯L2亮。产生故障原因可能是: ① 系统内部+24E电路短路（包括电源单元内部电路）。 ② 机床侧+24E接线对地短路。 可以通过拔开系统I/O板的所有电缆接头后,测量系统+24E对地电阻,当测量的电阻为0时,则故障在系统内部+24E短路(需要更换相应的印刷电路板)。如果测量的电阻为100Ω左右时,则故障在机床侧接线短路(详细检查机床侧所有的+24E接线)。 -------------精选文档----------------- 可编辑 F14的规格为A60L-0001-0046(5A)。 4 ) 熔断器F1熔断故障诊断 熔断器F1是实现电源单元内部控制模块及辅助调整电源电路短路保护的。当F1熔断时,CRT不亮,电源单元状态指示灯PIL和故障状态指示灯ALM均不亮。产生故障原因可能是: ① 电源单元调整电源电路短路，如Q3击穿、ZD2击穿、C4漏电或浪涌吸收器故障。 ② 电源单元内部控制模块短路。 F1的规格为A60L-0001-0172(0.3A)。
系统中对各电路板供电的系统电源大多数采用开关型稳压电源。这类电源种类繁多，故障率也较高，但大部分都是分立元件，用万用表、示波器即可进行检查，机修开关电源时，最好在电源输人端接一只1:1的隔离变压器，以防触电。关于电源类常见的几种故障现象，现总结了几点见下表： 故障现象 故障原因 排除方法 系统上电后系统没有反应，电源不能接通： 电源指示灯不 亮 1．外部电源没有提供、电源电压过低、 缺相或外部形成了短路 2．电源的保护装置跳闸或熔断形成了电 源开路 3．PLC的地址错误或者互锁装置使电 源不能正常接通 1.检查外部电源 2.合上开关、更换熔断器 4.更换按3.更改PLC的地址或接线 钮重新安装 -------------精选文档----------------- 可编辑 4．系统上电按钮接触不良或脱落 5．电源模块不良、元气件的损坏引起的故障（熔断器熔断、浪涌吸收器的短路等） 5.更换元器件或更换电源模块
电源指示灯亮 系统 无反 应 1. 接通电源的条件未满足 2. 系统黑屏 3. 系统文件被破坏，没有进入系统 1.检查电源的接通条件是否满足 2.见“显示类故障”排除方法 3修复系统 强电部分接通后，马 上跳闸 1）. 机床设计时选择的空气开关容量过小，或空气开关的电流选择拨码开关选择了一个较小的电流 2）. 机床上使用了较大功率的变频器或伺服驱动，并且在变频器或伺服驱动的电源进线前没有使用隔离变压器或电感器，变频器或伺服驱动在上强电时电流有较大的波动，超过了空气开关的限定电流，引起跳闸。 3）系统强电电源接通条件未满足 1.更换空气开关，或重新选择使用电流。 2.在使用时须外接一电抗。 3.逐步检查电源上强电所需要的各种条件，排除故障。
电源模块故障 1）整流桥损坏引起电源短路 2）续流二极管损坏引起的短路 3）电源模块外部电源短路
• 更换 • 更换 • 调整线路 -------------精选文档----------------- 可编辑 4）滤波电容损坏引起的故障 5）供电电源功率不足使电源模块不能正常工作 • 更换
• 增大供电电源的功率 系统在工作过程中，突然断电 1.切削力太大，使机床过载引起空开跳闸 2.机床设计时选择的空气开关容量过小，引起空开跳闸 3.机床出现漏电
• 调整切削参数 • 更换空气开关 • 检查线路
事例1： 故障现象：一普通数控车床，NC启动就断电，且CRT无显示 故障分析： 初步分析可能是某处接地不良，经过对各个接地点的检测处理，故障未排除。之后检查了一下CNC各个板的电压，用示波器测量发现数字接口板上集成电路的工作电压有较强的纹波，经检查电源低频滤波电容正常。我们在电源两端并接一小容量滤波电容，启动机床正常，本故障属于CNC系统电源抗干扰能力不强所致。 事例2： 一进口数控系统，机床送电，CRT无显示，查NC 电源+24V、+15V、-15V、+5V无输出。 故障分析： 此现象可以确定是电源方面出了问题，所以可以根据电气原理图逐步从电源的输入端进行检查，当检查到保险后的电噪声滤波器时发现性能不良，后面的
