数控机床常见故障的分析与排除

工业技术　ＱＱ　Ｑ：　２ｆ王）　Ｃｈｉｎａ　Ｎｅｗ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　ａｎｄ　Ｐｒｏｄｕｃｔｓ　数控机床常见故障诊断分析　王刚　（南京依维柯汽车有限公司车身厂，江苏南京２１００００）　摘要：本文阐述了如何合理地使用数控机床，提出了如何诊断数控机床常见故障，供大家参考。　关键词：数控机床；故障诊断；排除　Ｉ前言　件。　进人２１世纪，随着数控技术的飞速发展，　数控设备已遍布全世界，不仅工业发达国家已　广泛采用，就是发展中国家也大量使用。我国自　改革开放以来也引进了不少先进的设备，这些　设备的特点是以大规模集成电路为主的数控设　备，这些设备功能强，生产效率高，但是复杂，它　涉及机械、电器、液压、气动、光学、与计算机技　术等许多领域，尤其在故障诊断、状态监测方面　涉及数字测试技术与计算机网络技术。　因此，它的维修在理论上、方法上、和手段　上与普通的设备相比都有很大的区别，给维修　工作带来很大的困难。目前，由于企业缺乏数控　设备维修这方面的专业人才。数控机床的维修　工作很大程度只能依赖外部的力量。一旦数控　设备出现故障，哪怕是很小的问题都得停机等　待维修，给企业正常的生产带来很大的影响，越　来越多的企业用户希望能够依靠自身的力量来　解决数控设备的故障问题，因此，提高设备维修　技术人员的素质和能力，就显得尤为重要。　２合理地使用数控机床　２．１数控机床的工作场地选择　避免阳光的直接照射和其它热辐射、避免　太潮湿或粉尘过多的场所．尽量在空调环境中使　用，保持室温２０℃左右。由于我国处于温带气　候、受季风影响、温度差异大，对于精度高、价格　贵的数控机床，应置于有空调的房间中使用；要　避免有腐蚀气体的场所。因腐蚀气体易使电子　元件变质，或造成接触不良，或造成元件短路，　影响机床的正常运行；要远离振动大的设备（如　冲床、锻压设备等）。对于高精度的机床还应采用　防振措施（如防振沟等）；要远离强电磁干扰源，　使机床工作稳定。　２．２数控机床的电源　数控系统对电源要求较严，一般要求工作　电压为２２０Ｖ　１０％。针对我国供电工况，对于有　条件的企业，可为数控机床采取专线供电或增　设稳压装置以减少供电品质差的影响，为数控　系统的正常运行提供有力保证。　２．３数控机床配置合适的自动编程系统　手工编程对于外形不太复杂或编程量不大　的零件程序，简单易行。当工件比较复杂时ｆ如　凸轮或多维空间曲面等），手工编程周期长（数天　或数周）、精度差、易出错。因此，快速、准确地编　制程序就成为提高数控机床使用率的重要环　节：为此．有条件的用户最好配置必要的自动编　程系统，提高编程效率。　２．４数控机床配置必要的附件和刀具　为了充分发挥数控机床的加工能力，必须　配备必要的附件和刀具。切忌花了几十万元钱　买来一台数控机床，因缺少一个几十元或几百　元的附件或刀具而影响整机的正常运行。由于　单独签订合同购买附件的单价大大高于随同主　机一起供货的附件单价．因此有条件的企业尽　量在购买主机时一并购置易损部件及其它附　２．５加工前的准备　加工前要审查工件的数控加工工艺性，应　重视生产技术准备工作（包括工件数控加工工艺　分析、加工程序编制、工装与刀具配置、原材料　准备及试切加工等以缩短生产准备时间，充分　提高数控机床的使用效率。　合理安排适合在数控机床加工的各种工　件，安排好数控机床加工运转所需的节拍。　２．６为维修保养做好准备　建立一支高水平的维修队伍，保存好设备　的完整资料、手册、线路图、维修说明书（包括　ＣＮＣ操作说明书），以及接口、调整与诊断、驱动　说明书、ＰＬＣ说明书（包括ＰＬＣ用户程序单）、元　器件表格等，必要的维修工具、仪器、仪表、接　线、微机。最好有小型编程系统或编程器，用以　支持设备调试。　３数控机床故障诊断　３．１原则　所谓数控机床系统发生故障（或称失效）是　指数控机床系统丧失了规定的功能。故障可按　表现形式、性质、起因等分为多种类型。但不论　哪种故障类型，在进行诊断时，都可遵循以下原　则：　３．１．１充分调查故障现象　它包括两个方面的内容：一是对操作者的　调查，详细询问出现故障的全过程，有些什么现　象产生，采取过什么措施等。调查过程中，操作　者坦诚的配合是极为重要的。另一方面，要对现　场做细致的勘测。无论是系统外观，ＣＲＴ显示内　容、各个印刷线路板上报警显示、有无烧伤等痕　迹，不管多细微都应查清，不能放过。在确认系　统通电无危险的情况下，可以通电并按下系统　复位键（ＲＥＳＥＴ键），观测系统有无异常，报警是　否消失；如能消失，则故障多为随机发生的，甚　至是操作错误造成。　３．１．２认真分析产生故障的原因　系统发生故障，往往是同一现象、同一报警　号却可以有多种起因，甚至有的故障根源在床　上，但现象却反映在系统上。所以在查找故障的　起因时，思路要开阔，无论是集成电器，还是和　机械、液压，只要有可能引起该故障的原因，都　要尽可能全面地列出来。然后进行综合判断和　优化选择，确定最有可能产生故障的原因，通过　必要的试验，达到确诊和排除故障的目的。　３．１＿３先机械后电气，先静态后动态原则　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，　首先应注意排除机械性的故障。此外，故障诊断　应采取先静态后动态原则。首先在机床断电的　静止状态，通过了解、观察、测试、分析，确认通　电后不会造成故障扩大、发生事故后，方可给机　床通电。再在运行状态下，进行动态的观察、检　验和测试，查找故障。而对通电后会发生破坏性　故障的，必须先排除危险后，方可通电。　３．２方法　３．２．１直观诊断法　直观诊断法就是通过感观或借助简单的工　具确定机床故障的方法。这种方法应先弄清楚　故障的症状，有何特征及伴随隋况．将故障范围　缩小到一个模块或一块印刷电路板。它可以简　单地归纳为四个字：问、看、嗅、摸。　问就是调查情况。在诊断故障前，修理人员　询问操作人员故障发生前的机床运转情况，产　生在哪道程序及时间，操作方式是否得当等；看　就是观察，仔细检查有无保险丝烧断，元器件有　无烧焦或开裂等情况；嗅就是从机床散发出的　某些特殊气味来判断，如某些元件烧焦的气味；　摸就是用手触试可能产生故障的温度、振动情　况以及元器件有无松动等。　３．２．２自诊断功能查找法　数控机床通常有较强的自诊断功能，在系　统内己设置有众多的报警指示装置。其故障诊　断系统通常包括两个部分：硬件报警指示：这是　指包括数控系统、伺服系统在内的各电子、电器　装置上的各种状态和故障指示灯，通过指示灯　的明灭及数码管的显示状态，为维修人员指示　故障所在位置及类型。　软件报警指示：指的是系统软件、ＰＬＣ程序　与加工程序中的故障，通常都设有报警显示，依　据显示的报警号对照相应的诊断说明手册便可　获知可能的故障原因及故障排除方法。上述这　两部分有诊断指示的故障加上各电气装置上的　各类指示灯使得绝大多数电气故障的排除较为　容易。只要维修人员熟悉并保管好详细的报警　说明，借助机床的自诊断功能，可以较方便地查　找故障。　３．２＿３功能程序测试诊断法　功能程序测试诊断法是将数控机床的常用　功能和特殊功能用手工或自动编程的方法编成　一个功能测试程序，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　迅速地判明故障发生的可能起因。　４结束语　当数控机床出现故障时，如果有报警信号　出现，我们就可以根据报警信号的内容。查找相　应部件，故障可以快速、顺利地排除；如果没有　报警信号出现，那么我们利用我们的知识和经　验，根据具体现象，仔细地一路查下去，故障也　会得到解决。要做好数控机床的维修工作，除了　加强日常维护，采取一定的保障措施外，还要求　我们维修人员具有丰富的理论知识和实践经　验。　参考文献　［１】刘跃南．机床计算杌数控及其应用［Ｍ】．北京：机　械工业出版社，１９９９．　【２】王侃夫．数控机床故障诊断及维护ｆＭ１．北京：机　械工业出版社，１９９９．　

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。

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数控机床常见故障诊断与排除

施银来〔余姚市职业技术学校浙江宁波315400)

摘要针对数控机床的一些常见故障，进行分类总结生产中常用的故障诊断及排除方法，维修故障的措施，并通过生产实例说明数控机床故障诊断维修的方法。关键词数控机床常见故障分类诊断方法排除维修

中图分类号:TG51文献标识码:A文布编号:1672-3791(2007)09(c)-0011-02

不同种类的数控机床虽然在结构和控制

上有所区别，但在机床故障诊断与处理等方面

有它们的共性。数控机床故障主要分软、硬两

种。软故障是由于操作、调整处理不当引起

的这在使用初期发生的较多，硬故障指硬件

损坏引起的，也是一种常见故障.软，硬故障

均分为电器、机械两种故障。电器类故障指系

统，机床电路故障等，机械故障包括移动轴

主轴、刀库、气路、油路等。笔者通过多年的

数控机床应用和操作实训教学.将有关数控机

床常见故障诊断和处理方法的心得进行总结。.谁备未绪’相关的信号。

d.淮备信号的条件均满足，机床依然报

警‘①检查系统参教是否被改过或已丢失，如

已丢失应重输入参数。②空气开关跳离。解决

方法是重新按下黑色按钮。③手动主轴不转。

故障很有可能是保险丝断或中间继电器接触

不良、电容损坏，解决方法是更换。

1操作编程报普󰀀

该类故障时系统会提出错情况。例如使用了无效的G代码、程序号重复、刀补值大

产生过切、通讯电缆或接口故障，写参数状

态、系统内存乱需清除内存等。按提示或维

修手册改正就能排除。4主轴、伺服报警

该报兽发生是系统显示报警号和提示内

容，伺服单元显示相关报等信息，结合查看相

应的诊断号，一般有过载、断线.电压异常，电

洗异常等报苦。

a过载导轨缺油，切削量过大、机械卡死、带

刹车的伺服电机因其刹车电源损坏或刹车失

控，松不开等均会引起过载报著，查找原因井

排除。

b.断线伺服电机或定向位子编码器线接触不

良、屏弊不好，断开引起。查看擂头是否

第３８卷第１期・学术　ＶＯ１．３８　ＮＯ．１　湖南农机　ＨＵＮＡＮ　ＡＧＲＩＣＵＬＴＵＲＡＬ　ＭＡＣＨＩＮＥＲＹ　２０１　１年１月　Ｊａｒ１．２０１１　

数控机床常见故障诊断及排除方法　

杨晓苗　

（辽宁鞍山市台安县职业教育中心，辽宁鞍ＬＪ１　１１４１００）　

摘要：数控机床具有机、电、液集于一身的、技术密集和知识密集的特点，是一种自动化程度高、结构复杂　

且又昂贵的先进设备。在生产中，数控机床不可避免地会发生不同程度、不同类型的故障，导致不能正常工作。文　

章介绍了数控系统常见故障的诊断技术，数控系统的常见故障分析及排除方法，并列举了部分故障排除实例。　●　关键词：诊断原则；故障分析；排除方法　中图分类号：ＴＧ６５９　文献标识码：Ａ　文章编号：１００７—８３２０（２０１１）０１—００２５—０２　

Ｆａｕｌｔ　Ｄｉａｇｎｏｓｉｓ　ａｎｄ　Ｔｒｏｕｂｌｅｓｈ０Ｏｔｉｎｇ　ｏｆ　ＣＮＣ　Ｍａｃｈｉｎｅ　Ｔｏｏｌｓ　

ｙＡⅣＧ　Ｘｉａｏ－ｍｉａｏ　

（Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ　Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ　Ｃｅｎｔｅｒ　ｏｆ　Ｔａｉａｎ　Ｃｏｕｎｔｙ，Ａｎｓｈａｎ，ｌｉａｏｎｉｎｇ　１１４１００，Ｃｈｉａｎ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＣＮＣ　ｍａｃｈｉｎｅ　ｔｏｏｌｓ　ｗｉｔｈ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ，ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ，ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｒｏｌｌｅｄ　ｉｎｔｏ　ｏｎｅ，ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ—ｉｎｔｅｎｓｉｖｅ　ａｎｄ　ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ—ｉｎｔｅｎｓｉｖｅ　ｆｅａｔｕｒｅｓ，ｉｓ　ａ　ｈｉｇｈ　ｄｅｇｒｅｅ　ｏｆ　ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ｃｏｍｐｌｅｘ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｂｅｃａｕｓｅ　ｏｆ　ｅｘｐｅｎｓｉｖｅ　ａｄｖａｎｃｅｄ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ．Ｉｎ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ＣＮＣ　ｍａｃｈｉｎｅ　ｔｏｏｌｓ　ｗｉｌｌ　ｉｎｅｖｉｔａｂｌｙ　ｏｃｃｕｒ　ｉｎ　ｖａｒｙｉｎｇ　ｄｅｇｒｅｅｓ，ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｔｙｐｅｓ　ｏｆ　ｆａｕｌｔｓ，ｌｅａｄｉｎｇ　ｔｏ　ｎｏｔ　ｗｏｒｋ　ｐｒｏｐｅｒｌｙ．Ｔｈｉｓ　ａｒｔｉｃｌｅ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ　ｔｈｅ　ｃｏｍｍｏｎ　ｆａｕｌｔ　ｄｉａｇｎｏｓｉｓ　ｏｆ　ＣＮＣ　ｓｙｓｔｅｍ，ＣＮＣ　ｓｙｓｔｅｍ，ｆａｕｌｔ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　ｔｒｏｕｂｌｅｓｈｏｏｔｉｎｇ，ａｎｄ　ｌｉｓｔｓ　ｓｏｍｅ　ｔｒｏｕｂｌｅｓｈｏｏｔｉｎｇ　ｅｘａｍｐｌｅｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ；ｆａｉｌｕｒｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ；ｒｅｍｅｄｙ