數控機床故障范文
時間：2023-03-21 20:59:16
導語：如何才能寫好一篇數控機床故障，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。
篇1
引言
數控機床對于當前時代的發展具有重要的意義，特別是在時展速度不斷提升的今天，對于我國經濟發展的重要性也是在不斷的提升。數控機床是一種典型的機電一體化的系統，并在實際的制造行業發展中發揮了重要的作用。但是，數控機床控制系統在當前的情況下還存在較多的問題，尤其是故障診斷的不及時，以及發生頻率較高的故障問題，都是會對制造業的進一步發展產生較大的影響。因此，數控機床的控制系統設計，故障診斷系統的有效實施，對于數控機床運行效率的顯著提升，對于當前經濟的進一步發展都是具有重要的意義，需要在數控機床應用的過程中，不斷進行故障診斷系統的設計與完善，才能保證數控機床控制系統實現原有的功能。
1數控機床發展的現狀
（1）數控機床的內涵。所謂數控機床，主要是指在使用數控技術基礎上的機床，更為簡單的來說，就是在機床中安裝了數控系統。根據國際信息處理聯盟技術委員會對于其定義，主要是指機床中安裝有程序控制系統，借助于這些系統的存在能夠實現機床的絕大多數的功能。（2）數控機床的發展歷程。數控機床的發展是在二十世紀四十年代中開始，當時的機械工程師已經是提出了在機械加工中應用數字控制技術的思想。具體應用的時間實在1970年左右，當時英特爾公司開發出了相應的微處理器，正式實現了在機械加工中應用數字控制的目的。不僅如此，在近半個世紀的發展中，數字化處理技術的不斷完善，計算機的普及，以及機械加工行業的有序發展，都是促進了數字化控制在機械加工行業中的應用，不僅是提高了生產效率，還在一定程度上促進了社會經濟的有效增長。當前，數控機床發展出現了兩個趨勢，一方面，是數控系統逐漸向著網絡化的方向發展。隨著計算機技術的普遍應用，對于各行各業都是產生了巨大的影響，特別是在數控系統開放程度不斷提升的過程中，實現了數控系統的通用性和適應性的提升。同時，利用PC機還能夠豐富數控系統的硬件資源，對于數控系統的柔性和擴展性的提升也是具有重要的意義。另一方面，是數控系統出現了智能化的發展趨勢。當前的時代，是一個智能的時代，人工智能的出現，并且伴隨著在計算機領域的滲透不斷提升，對于數控系統的影響也是在不斷地提升。在這樣的背景下，數控系統已經是逐步引入了神經網絡控制機理、自適應控制機理以及模糊系統的控制機理，實現了數控系統的自動編程，前饋控制以及自適應控制等，在工藝上也是實現工藝參數的自動生成以及三維刀具補償等，這些技術的有效利用提升了機械加工的質量，還能夠改善人機之間的關系，使之朝著人機互動更加友好的方向發展。值得注意的是，在智能化發展的過程中，私服系統智能化的主軸交流驅動和智能化進給伺服裝置，還能夠實現自動識別負載并進行參數優化的目的。（3）數控機床發展的現狀。數控機床具有較高的生產能力，在制造業中發揮了巨大的功能，因此，數控機床一經面世，就是收到了較高的關注，獲得了較大的市場。但是，在數控機床應用的過程中，還是存在著一些問題，這些數控機床中存在的故障，不僅是難以保證其生產進度和生產效率，還會在一定程度上造成社會經濟的損失。對于數控機床中存在的故障，具體可以歸納為以下幾類：首先，數控機床的驅動部件存在的問題。數控機床中的驅動部件主要是指伺服電動機，主要發生故障的驅動部件就是異步型交流伺服電動機。在這種伺服電動機中由于軸承、轉子以及定子等各個部位的不同，發生故障的嚴重程度和影響程度也是會有所不同。在軸承中經常發生的故障是軸承的脫落或者是磨損，并且由于轉子和定子之間的氣隙存在的不均衡問題，不僅是會造成機床的振動超速，還會造成倒條和端環承受力分布的渙散。其次，數控機床支承部件存在的問題。在數控機床中的支承部件主要是指其軸承。軸承對于數控機床的正常運轉具有重要的作用，在多數情況下是有內外圈、保護架以及滾動體等部分組成的。在數控機床支承部件中最為重要的軸承是滾動軸承，該軸承有著彈簧性和非彈簧性兩種性質，并且在使用的過程中能夠實現各個部件之間的振動。由于非線性彈簧性質的存在，極為容易造成滾動軸承的磨損，一旦出現磨損甚至會威脅到整個設備的正常使用。最后，數控機床傳動設備存在的問題。數控機床的傳動設備只要是指機床導軌、工作臺以及溜板和滑座，在這些部件中機床導軌的對于整個產生的意義最為重大，幾乎是影響到了數控機床加工的精密程度以及機床的使用壽命。因此，機床導軌與數控機床之間的關系最為緊密。在傳動設備中最常見的問題就是在于導軌表面出現變形的問題，這種變形會使得整個導軌表面的摩擦阻力發生變化，會在機床運行的過程中影響到問題，以及受力面積不均衡問題。
2對數控機床故障診斷系統的設計
在數控機床中可能出現的問題不僅是會影響到數控機床的實際生產，還會對企業以及社會的產生不利的影響。因此，針對于在數控機床中存在的問題，應該設計出相應的數控機床故障診斷系統，盡可能保證在最高效的時間內解決問題。（1）設計出數控機床自我診斷功能。目前，數控機床對于我國的制造業的發展具有重要的意義，因此，在實際的應用中的范圍較大，應用數量也是相對較多，需要在數控機床研發的過程中，借助于先進的檢測設備，尤其是精密水平儀、精密方箱以及測微儀等，實現直接對于故障源的測量，并且結合人工智能檢測的方法，對在電氣系統中存在的問題進行診斷和解決。不僅是如此，一旦發生多臺機床同時運作的過程中出現問題，就需要進行信號處理和邏輯推斷的方式，才能實現故障的診斷和解決。在對多臺數控機床進行問題診斷的過程中可以采用信號分析的方法，這種方法能夠更為精確的判斷機床的振動以及溫度變化的情況，精確的找到故障源。信號分析方法主要是有兩種，一種是時域分析法，另外一種是頻域分析法，前者主要是在分析的過程中使用原有確定的數學模型，并針對數控機床在實際操作中的信號的波形在時間變化中的規律，應用典型數據抽樣的方式進行相關的分析和計算。其實質是借助于數學函數計算信號的峰值與標準偏差。相對于前者來說，頻域分析法是一種以非正弦周轉性電路為基礎，并且能夠實現子啊動態數據分析的基礎上，對信號進行更為深層次的分析和處理。（2）數控機床控制診斷系統的設計。在診斷數控機床診斷的基礎上，應該設計出相應的數控機床解決系統，才能保證盡可能降低問題產生的后續影響。一方面，應該建立起相應的硬件控制系統。建立這樣一個系統的主要目的是，能夠在這個系統平臺中實現為用戶搭建電路的目的不僅是如此，還能夠實現各個相關的硬件儀器之間的有效連接。當收集到一定得數控機床操作數據之后，還需要將相應的圖像輸送到數據庫中，在傳遞的過程中要保證傳遞的信息具有較高的真實性和準確性。為了達到這個目的，需要選擇一些精度較高，分辨率高的數據采集卡，并且配置高質量的數據電線電纜，只有只有這樣才能保證傳輸信號的質量較高。另一方面，制定出數控機床控制的網絡化結構。在現在社會中，由于計算機的普遍使用，各行各業之間的聯系愈加緊密，已經是形成了網絡化的社會結構。這種結構的形成在數控機床控制中也是具有重要的作用，需要在診斷數控機床問題的過程中，實現與網絡技術，通信技術等進行聯系，保證在前端診斷出相應問題的基礎上，在后臺控制中能夠盡可能實時的解決問題。這就需要將互聯網設備與數控機床有機的連接起來，在系統分析問題的基礎上，有維修工程師實時的對問題進行計算，制定出最佳的或者是最優的解決方案，實現數控機床問題的快速解決。
3結論
數控機床是一種典型的機電一體化的系統，數控機床故障診斷系統的設計與實現，對于提升數控機床生產的效率具有重要的意義。不僅如此，數控機床故障的及時診斷，不僅是可以降低問題帶來的損失，還可以借助于前饋診斷技術，消滅一些尚未出現的問題，進一步提升其生產效率。在當前時展的過程中，由于市場以及消費者對于機械加工提出了更多新的要求，對于機械加工產品的質量要求也是在不斷地提升，在這樣的情況下，需要對于數控機床的控制系統和診斷系統進行深入的研究，并且借助于現代化的技術手段，實現有效提升數控機床的運行效率，改善數控機床中存在的問題。
參考文獻：
[1]杜娟,閻獻國,韓建華,蘭國生.基于混合神經網絡的數控機床故障診斷技術研究[J].組合機床與自動化加工技術,2011(12).
[2]韋清等.數控加工過程質量控制的關鍵環節研究[J].現代制造工程,2014(06):58-63.
[3]杜國臣,王士軍.機床數控技術[M].背景：北京大學出版社,2006.
篇2
關鍵詞：數控機床構成特點故障類別維修措施
隨著電子技術和自動化技術的發展，數控技術的應用越來越廣泛。以微處理器為基礎，以大規模集成電路為標志的數控設備，已在我國批量生產、大量引進和推廣應用，它們給機械制造業的發展創造了條件，并帶來很大的效益。但同時，由于它們的先進性、復雜性和智能化高的特點，在維修理論、技術和手段上都發生了飛躍的變化。
一、數控系統的構成與特點
目前世界上的數控系統種類繁多，形式各異，組成結構上都有各自的特點。對于不同的生產廠家來說，基于歷史發展因素以及各自因地而異的復雜因素的影響，在設計思想上也可能各有千秋。然而無論哪種系統，它們的基本原理和構成是十分相似的。一般整個數控系統由三大部分組成，即控制系統，伺服系統和位置測量系統。控制系統按加工工件程序進行插補運算，發出控制指令到伺服驅動系統；伺服驅動系統將控制指令放大，由伺服電機驅動機械按要求運動；測量系統檢測機械的運動位置或速度，并反饋到控制系統，來修正控制指令。這三部分有機結合，組成完整的閉環控制的數控系統。
控制系統主要由總線、CPU、電源、存貯器、操作面板和顯示屏、位控單元、可編程序控制器邏輯控制單元以及數據輸N輸出接口等組成。最新一代的數控系統還包括一個通訊單元，它可完成CNC，PLC的內部數據通訊和外部高次網絡的連接。伺服驅動系統主要包括伺服驅動裝置和電機。位置測量系統主要是采用長光柵或圓光柵的增量式位移編碼器。
數控系統的主要特點是：可靠性要求高，因為一旦數控系統發生故障，即造成巨大經濟損失；有較高的環境適應能力，因為數控系統一般為工業控制機，其工作環境為車間環境，要求它具有在震動，高溫，潮濕以及各種工業千擾源的環境條件下工作的能力；接口電路復雜，數控系統要與各種數控設備及外部設備相配套，要隨時處理生產過程中的各種情況，適應設備的各種工藝要求，因而接口電路復雜，而且工作頻繁。
二、故障分類
數控機床的常見故障按性質產生原因分為以下幾類：
（1）系統性故障和隨機性故障
所謂故障的系統性故障和隨機性故障是說故障有其必然性和偶然性，也就是說有些故障是可以避免的，有些是不可避免的。系統性故障是指機床或數控系統部分在一定的條件下必然出現的故障；隨機性故障指偶然性出現的故障，一般隨機性故障往往是由于機械結構的局部松動和錯位，控制系統中的元件出現工作特性漂移，機床電器元件可靠性下降等原因造成的，這類故障在同樣的條件下只偶然出現一兩次，需反復試驗和綜合判斷才能排除。
（2）有診斷顯示故障和無故障顯示故障
顧名思義，就是當數控系統發生故障時，系統有無診斷顯示。目前，數控機床配置的數控系統都有較豐富的自診斷功能，日本FANUC公司和德國SIEMENS公司的數控系統，以及國產的KND數控系統都具有幾百條報警信號，有診斷顯示故障一般都與控制部分有關，根據報警內容，較容易找到故障原因。無診斷顯示的故障，往往機床停在某一位置不能動，甚至手柄操作也失靈，維修人員只能根據出現故障前后的現象來分析判斷，排除故障。
（3）破壞性故障和非破環性故障
以故障有無破環性將故障分為破環性故障和非破壞性故障。對于破環性故障，如伺服系統失控造成撞車短路等，維修難度大，有一定的危險，修后不允許再次出現這類現象。非破壞性故障可經多次反復試驗直至排除，不會對機床造成損壞。
（4）機床運動特性故障
這類故障發生后，機床照常運行，也沒有任何報警顯示，但加工出的工件不合格，這些故障，必須在檢測儀器配合下，對電氣控制系統、伺服系統、機械連接、液壓系統等進行綜合分析，采取綜合措施。
（5）硬件故障和軟件故障
以發生故障的部位將故障分為硬件故障和軟件故障。硬件故障只要通過更換某些元器件即可排除，而軟件故障一般是因程序編制錯誤或參數設置錯誤造成的，只要通過修改程序內容或修訂機械參數就可排除。
三、數控機床的維修管理
（1）選擇合理的維修方式
設備維修方式可以分為事后維修、預防維修、改善維修、預知維修或狀態檢測維修、維修預防等，選擇最佳的維修方式，是要用最少的費用取得最好的修理效果。如果從修理費用、停產損失、維修組織工作和修理效果等方面去衡量，每一種維修方式都有它的優點和缺點。現代數控機床具有自動檢測、自動診斷功能。對數控機床的維修，可以選擇預知維修或狀態檢測維修的方式。這是一種以設備狀態為基礎的預防維修，在設計上廣泛采用檢測系統，在維修上采用高級診斷技術，根據狀態監視和診斷技術提供的信息，判斷機床的異常，預知機床的故障，在故障發生前進行適當維修。這種維修方式由于維修時機掌握的及時，機床零件的壽命可以得到充分利用，避免過修和欠修，是一種最合理的維修方式，適用于數控機床這樣的重點、關鍵設備。
（2）組建一支高素質的維修隊伍
數控機床的故障診斷及維修在內容、手段和方法上，與傳統機床的故障診斷及維修有很大的區別。并且數控機床的數控系統型號多，更新快。這就要求維修人員應具有高的專業素質：
專業知識面廣。掌握或了解機械加工工藝、電機拖動和自動控制、電工原理、電子技術、計算機技術、傳感器與檢測技術、液壓技術和氣動技術等方面的知識。
要經過良好的技術培訓，掌握數字控制、伺服驅動及PLC的工作原理，懂得NC和PLC編程。并具有一定的專業英語閱讀能力。
篇3
數控機床故障是指設備或系統因自身原因而喪失規定功能的現象。機床按照其結構以及特性的故障源可分為機械故障和電氣故障兩類，其中電氣故障又可細分為系統硬件故障，系統軟件故障，干擾性故障，低壓電氣設備故障，功能組件功能性故障。發生故障具有相同的規律,一般分為三個階段:初期運行階段,這個階段屬于機床的磨合階段，是故障頻發期,故障曲線呈上升趨勢,此區故障多數屬于設計制造和裝配缺陷造成的。正常運行階段,此時故障曲線趨近水平,故障率低,此區故障一般是由操作和維護不良造成的偶發事故。設備衰老階段,此階段故障率大,故障曲線上升快,主要原因是運行過久、機件老化和磨損過度造成的。要判斷是機械方面故障還是控制系統故障,其分析方法是:先檢查控制系統,看程序能否正常運行,顯示和其它功能鍵是否正常,有無報警現象等;再檢查故能部件以及電機和檢測元件,是否能正常運轉,有無間歇或抖動現象,有無定位不準等問題。如果沒有上述問題,則可初步判斷故障原因在機械方面,著重檢查傳動環節。檢查傳動環節時應使電機斷電,用手動并配合打表檢查機器。下面針對電氣數控單元故障做詳細分析。
2、數控單元故障分析
數控單元故障為常見的機床電氣故障，它可分為人機交互單元故障，供電單元故障，伺服系統故障，PLC可編程控制器單元故障，位置檢測環故障，其他故障。人機交互單元故障多為按鈕損壞或者功能失靈，指示燈損壞，導致輸入指令無法傳輸從而機床功能無法實現。通過更換按鈕或者更換操作面板即可實現快速維修。供電單元由于供電形式不同，或者由于電源波動較大，質量不穩定，或者隱藏高頻脈沖。因此要更改接地保護方式添加穩壓電源或者電抗器以及濾波器，用以減少由于電源問題=直接導致系統停機或者損壞。伺服系統故障多由于頻繁啟動或者長期運行造成的元件老化，或者由于低壓直流短路造成，也會由于瞬間超壓等原因造成。在機床運行中由于電機增益不匹配，負載過大瞬時超壓或者電機過熱卡死，也會造成系統損壞，當系統損壞時可以用替換模塊或者插板來進行故障排除。數控系統以及的低壓電器設備包括各功能部件的邏輯控制(如刀庫管理,液壓啟動等),主要由PLC實現,必須采集各控制點的狀態信息(如斷電器,伺服閥,指示燈等),它與外界繁多的各種信號源和執行元件相連接,變化頻繁,發生故障的可能性較多,故障類型較多。位置環控制多由光柵尺進行全閉環控制。這是由數控系統發出控制指令,并與位置檢測系統的反饋值相比較,進一步完成控制任務。但是光柵尺由于測量元件損壞或者進入雜質鐵屑會影響其測量，或者由于進水吹風等光柵尺或者讀數頭故障影響測量。
3、數控機床的故障診斷技術
機床診斷技術包括：數控系統自診斷，對系統中關鍵的硬件和控制軟件進行檢測。狀態診斷：在機床啟動后檢測驅動，各個電機的溫升，功率以及運行狀態。
動作診斷，在機床運動過程中檢測各個功能部件的運動狀態，判斷動作不良的部位。操作診斷，見識由于操作失誤或者程序錯誤造成的故障。點檢診斷，定期點檢液壓氣動元件以及配電柜，電主軸等功能區。
數控系統故障診斷方法包括直觀法（望聞問切）包括：問－機床的故障現象、加工狀況等看－CRT報警信息、報警指示燈、電容器等元件變形煙熏燒焦、保護器脫扣等聽－異常聲響聞－電氣元件焦糊味及其它異味摸－發熱、振動、接觸不良等。參數檢查法：參數通常是存放在RAM中，有時電池電壓不足、系統長期不通電或外部干擾都會使參數丟失或混亂，應根據故障特征，檢查和校對有關參數。隔離法：一些故障，難以區分是數控部分，還是伺服系統或機械部分造成的，常采用隔離法。同類對調法用同功能的備用板替換被懷疑有故障的模板，或將功能相同的模板或單元相互交換。功能程序測試法：將G、M、S、T、功能的全部指令編寫一些小程序，在診斷故障時運行這些程序，即可判斷功能的缺失。
數控機床故障診斷應遵循的原則包括：先外部后內部數控機床的檢修要求維修人員掌握先外部后內部的原則，由外向內逐一進行檢查排除。先機械后電氣首先檢查機械是否正常，行程開關是否靈活，氣動液壓部分是否正常等，在故障檢修之前，首先注意排除機械的故障。先靜后動維修人員本身要做到先靜后動。首先詢問機床操作人員故障發生的過程及狀態，查閱機床說明書、圖紙資料，進行分析后，才可動手查找和處理故障。
診斷常用的儀器包括儀表及工具：萬用表可測電阻、交、直流電壓，電流相序表可檢測直流驅動裝置輸入電流的相序。轉速表可測量伺服電動機的轉速，是檢查伺服調速系統的重要依據。鉗形電流表可不斷線檢測電流。測振儀是振動檢測中最常用、最基本的儀器。短路追蹤儀可檢測電氣維修中經常碰到的短路故障現象。邏輯測試筆－可測量數字電路的脈沖、電平。IC測試儀－用于數控系統集成電路元件的檢測和篩選。工具－彈頭鉤形扳手、拉錐度平鍵工具、彈性手錘、拉卸工具等。
診斷用技術資料主要包括：數控機床電氣說明書，電氣控制原理圖，電氣連接圖，參數表，PLC程序，編程手冊，數控系統安裝與維修手冊，伺服驅動系統使用說明書等。數控機床的技術資料非常重要，必須參照機床實物認真仔細地閱讀。一旦機床發生故障，在進行分析的同時查閱相關資料。
4、結語
由于機床的先進性與復雜性涉及多個技術領域，因此故障種類繁多，診斷較為困難，為了解決機床設備的故障，需要注重研究數控機床的診斷與檢測技術，保證機床長期安全平穩運行，發揮更大效益。
參考文獻
[1]吳國經主編.《數控機床床故障診斷與維修》[M].電子工業出版社出版,2005.
篇4
關鍵詞 數控機床 維修技術
中圖分類號：TG659 文獻標識碼：A
1數控機床維修技術分析
1.1故障記錄具體
數控機床發生故障時，對于操作人員應首先停止機床，保護現場，并對故障進行盡可能詳細的記錄，并及時通知維修人員。
1.1.1故障發生時的情況記錄
（1）發生故障的機床型號，采用的控制系統型號，系統的軟件版本號。
（2）故障的現象，發生故障的部位，以及發生故障時機床與控制系統的現象。
（3）發生故障時系統所處的操作方式。
（4）若故障在自動方式下發生，則應記錄發生故障時的加工程序號，出現故障的程序段號，加工時采用的刀具號等。
（5）若發生加工精度超差或輪廓誤差過大等故障，應記錄被加工工件號，并保留不合格工件。
（6）在發生故障時，若系統有報警顯示，則記錄系統的報警顯示情況與報警號。
（7）記錄發生故障時，各坐標軸的位置跟隨誤差的值。
（8）記錄發生故障時，各坐標軸的移動速度、移動方向，主軸轉速、轉向等。
1.1.2故障發生的頻繁程度記錄
（1）故障發生的時例與周期。
（2）故障發生時的環境情況。
（3）若為加工零件時發生的故障，則應記錄加工同類工件時發生故障的概率情況。
（4）檢查故障是否與“進給速度”、“換刀方式”或是“螺紋切削”等特殊動作有關。
1.1.3故障的規律性記錄。
1.1.4故障時的外界條件記錄。
1.2故障檢查方法
維修人員故障維修前，應根據故障現象與故障記錄，認真對照系統、機床使用說明書進行各項檢查以便確認故障的原因。當數控設備出現故障時，首先要搞清故障現象，向操作人員了解第一次出現故障時的情況，在可能的情況下觀察故障發生的過程，觀察故障是在什么情況下發生的，怎么發生的，引起怎樣的后果。搞清了故障現象，然后根據機床和數控系統的工作原理，就可以很快地確診并將故障排除，使設備恢復正常使用。故障檢查包括：
（1）機床的工作狀況檢查。
（2）機床運轉情況檢查。
（3）機床和系統之間連接情況檢查。
（4）CNC裝置的外觀檢查。
維修時應記錄檢查的原始數據、狀態，記錄越詳細，維修就越方便，用戶最好編制一份故障維修記錄表，在系統出現故障時，操作者可以根據表的要求及時填入各種原始材料，供維修時參考。
1.3故障診斷
故障診斷是進行數控機床維修的第二步，故障診斷是否到位，直接影響著排除故障的快慢，同時也起到預防故障的發生與擴大的作用。首先維修人員應遵循以下兩條原則：
（1）充分調查故障現場。這是維修人員取得維修第一手材料的一個重要手段。
（2）認真分析故障的原因。分析故障時，維修人員不應局限于 CNC部分，而是要對機床強電、機械、液壓、氣動等方面都作詳細的檢查，并進行綜合判斷，達到確珍和最終排除故障的目的。
直觀法；系統自診斷法；參數檢查法；功能程序測試法；部件交換法；測量比較法；原理分析法；敲擊法；局部升溫法；轉移法。
1.4維修方法
在數控機床維修中，維修方法的選擇到位不到位直接影響著機床維修的質量，在維修過程中經常使用的維修方法有以下幾種：
（1）初始化復位法。由于瞬時故障引起的系統報警，可用硬件復位或開關系統電源依次來清除故障，若系統工作存貯區由于掉電、拔插線路板或電池欠壓造成混亂，則必須對系統進行初始化清除，清除前應注意作好數據拷貝記錄，若初始化后故障仍無法排除，則進行硬件診斷。
（2）參數更改，程序更正法。系統參數是確定系統功能的依據，參數設定錯誤就可能造成系統的故障或某功能無效。有時由于用戶程序錯誤亦可造成故障停機，對此可以采用系統搜索功能進行檢查，改正所有錯誤，以確保其正常運行。
（3）調節、最佳化調整法。調節是一種最簡單易行的辦法。通過對電位計的調節，修正系統故障。
（4）備件替換法。用好的備件替換診斷出壞的線路板，并做相應的初始化啟動，使機床迅速投入正常運轉，然后將壞板修理或返修，這是目前最常用的排故辦法。
（5）改善電源質量法。目前一般采用穩壓電源，來改善電源波動。對于高頻干擾可以采用電容濾波法，通過這些預防性措施來減少電源板的故障。
（6）維修信息跟蹤法。一些大的制造公司根據實際工作中由于設計缺陷造成的偶然故障，不斷修改和完善系統軟件或硬件。這些修改以維修信息的形式不斷提供給維修人員
（7）修復法。對數控機床的故障進行恢復性修復、調整、復位行程開關、修復脫焊、斷線、修復機械故障等。
1.5維修記錄到位
維修時應記錄、檢查的原始數據、狀態較多，記錄越詳細，維修就越方便，用戶最好根據本廠的實際清況，編制一份故障維修記錄表，在系統出現故障時，操作者可以根據表的要求及時填入各種原始材料，供再維修時參考。
通常維修記錄包括以下幾方面的內容：現場記錄；故障原因；解決方法；遺留的問題；日期和停工的時間；維修人員情況；資料記錄。
2結語
數控機床維修技術的實施，提高重復性故障的維修速度，提高維修者的理論水平和維修能力，有利于分析設備的故障率及可維修性，改進操作規程，提高機床壽命和利用率，并能充分實現資源共享。使其具有可利用性、可持續發展性，為規范數控維修行業奠定堅實的基礎。
參考文獻
篇5
摘要：數控機床是機電一體化緊密結合的典范，是一個龐大的系統，涉及機、電、液、氣、電子、光等各項技術，在運行使用中不可避免地要產生各種故障，關鍵的問題是如何迅速診斷，確定故障部位，并及時排除解決，保證正常使用，提高生產效率。
關鍵詞：數控機床；故障診斷；檢測
1數控機床的故障診斷技術
①數控系統自診斷。開機自診斷數控系統在通電開機后，都要運行開機自診斷程序，對系統中關鍵的硬件和控制軟件進行檢測，并將檢測結果在CRT上顯示出來。運行自診斷運行自診斷是數控系統正常工作時，運行內部診斷程序，對系統本身、PLC、位置伺服單元以及與數控裝置相連的其他外部裝置進行自動測試、檢查，并顯示有關狀態信息和故障信息。
②在線診斷和離線診斷。在線診斷是指通過數控系統的控制程序，在系統處于正常運行狀態下，實時自動地對數控裝置、PLC控制器、伺服系統、PLC的輸入輸出和其他外部裝置進行自檢，并顯示狀態信息、故障信息。脫機診斷當數控系統出現故障時，需要停機進行檢查，這就是脫機診斷。脫機診斷的目的是修復系統的錯誤和定位故障，將故障定位在最小的范圍。
遠程診斷實現遠程診斷的數控系統，必須具備計算機網絡功能。因此，遠程診斷是近幾年發展起來的一種新型的診斷技術。數控機床利用數控系統的網絡功能通過互聯網連接到機床制造廠家，數控機床出現故障后，通過機床廠家的專業人員遠程診斷，快速確診故障。
2數控機床故障的實用診斷方法
①診斷常用的儀器、儀表及工具萬用表－可測電阻、交、直流電壓、電流。
相序表－可檢測直流驅動裝置輸入電流的相序。轉速表－可測量伺服電動機的轉速，是檢查伺服調速系統的重要依據。鉗形電流表－可不斷線檢測電流。測振儀－是振動檢測中最常用、最基本的儀器。短路追蹤儀－可檢測電氣維修中經常碰到的短路故障現象。邏輯測試筆－可測量數字電路的脈沖、電平。IC測試儀－用于數控系統集成電路元件的檢測和篩選。工具－彈頭鉤形扳手、拉錐度平鍵工具、彈性手錘、拉卸工具等。
②診斷用技術資料主要有：數控機床電氣說明書，電氣控制原理圖，電氣連接圖，參數表，PLC程序，編程手冊，數控系統安裝與維修手冊，伺服驅動系統使用說明書等。數控機床的技術資料非常重要，必須參照機床實物認真仔細地閱讀。一旦機床發生故障，在進行分析的同時查閱相關資料。
③故障處理。故障軟故障－由調整、參數設置或操作不當引起硬故障－由數控機床（控制、檢測、驅動、液氣、機械裝置）的硬件失效引起。
故障處理對策除非出現影響設備或人身安全的緊急情況，不要立即切斷機床的電源，應保持故障現場。從機床外觀、CRT顯示的內容、主板或驅動裝置報警燈等方面進行檢查?？砂聪到y復位鍵，觀察系統的變化，報警是否消失。如消失，說明是隨機性故障或是由操作錯誤引起的。如不能消失，把可能引起該故障的原因羅列出來，進行綜合分析、判斷，必要時進行一些檢測或試驗，達到確診故障的目的。
④數控系統故障診斷方法。直觀法（望聞問切）：問－機床的故障現象、加工狀況等看－CRT報警信息、報警指示燈、電容器等元件變形煙熏燒焦、保護器脫扣等聽－異常聲響聞－電氣元件焦糊味及其它異味摸－發熱、振動、接觸不良等。參數檢查法：參數通常是存放在RAM中，有時電池電壓不足、系統長期不通電或外部干擾都會使參數丟失或混亂，應根據故障特征，檢查和校對有關參數。隔離法：一些故障，難以區分是數控部分，還是伺服系統或機械部分造成的，常采用隔離法。同類對調法用同功能的備用板替換被懷疑有故障的模板，或將功能相同的模板或單元相互交換。功能程序測試法：將G、M、S、T、功能的全部指令編寫一些小程序，在診斷故障時運行這些程序，即可判斷功能的缺失。
篇6
關鍵詞：數控機床；故障診斷；故障排除
中圖分類號：TG519 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2012） 14-0206-02
數控機床技術起源于美國的機電一體化設備，它集計算機、精密測量、自動控制、數據通信和現代機械制造等技術于一體，最初是用于解決航空航天復雜零件的制造問題，運作高效，能按程序自動加工零件，而無需使用復雜和特殊的工裝夾具，質量穩定，生產效率高，可以以一個更好的方式來自動化批量加工品種多樣的復雜的零件，保持加工零件的一致性，便于產品的升級換代，同時具有機動靈活、精度高、速度快的特點，必須有強大的可靠性和可用性。然而隨著數控機床因而在機械制造業中的比例越來越大，數控機床在使用過程中發生故障的可能性大大增強，診斷故障并維修排除才能保障數控機床長期可靠運行。
一、常見的數控機床故障分類
數控機床發生故障的原因比較多且復雜，涉及的知識面廣，技術難度大，診斷與排除故障往往存在很大的困難，根據數控機床的故障性質、起因、有無診斷顯示、裝備情況和是否具有破壞性及部件故障等分為以下幾種分類：
（一）電源故障。電源發生故障，既無法啟動，對于其維修，需對照原理圖進行。
（二）有無診斷顯示故障。根據故障有無診斷顯示可以分為有、無診斷顯示故障。無診斷顯示的故障只能根據出現故障前后的情況來分析判斷， 較難排除。有診斷顯示的故障相對來說比較容易排除，此種故障的經常是軟件報警顯示的故障與硬件報警顯示兩種類型。其中硬件報警顯示故障可以通過各單元裝置上的指示燈找到，一般以報警號的形式出現軟件報警顯示故障往往可以在數控系統顯示器上顯示。系統無報警顯示故障，比較復雜和困難的診斷，通常是由硬件故障造成。
（三）數控裝置故障。由裝置設備問題引起的故障，分為硬件故障與軟件故障兩種。
（四）有無破壞性故障。有無破壞性故障又稱為非破壞性故障和破壞性故障兩類，是按故障發生的性質是否具有破壞性來分類的。非破壞性故障容易辨別，也危害較小，可以經過重演故障、多次試驗檢驗來分析故障的原因，較易排除；破壞性故障危害較大，維修難度大且有一定風險，比如由于伺服系統失控造成飛車、短路燒保險等故障引起的破壞性故障對整個體統都將是致命的破壞。
（五）PLC部分出現故障。不報警的機床故障由于PLC編程有問題、編程不好等問題的出現而產生。
（六）機械故障和電氣故障。根據機械運動部件發生故障的不同來分，分為機械故障和電氣故障。由于機械部分的安裝、、調試、液壓系統、冷卻、氣動、排屑、使用和維護操作不當造成的機械變速箱故障和導軌運動摩擦產生的故障稱為機械故障，主要集中在主軸停止、噪音大，導致切削振動炮塔不轉，加工精度不穩定。電氣故障是往往是由于松動的部件焊接，電器元件的品質因數的下降，連接器接觸不良或由其他因素造成的發生在系統設備、伺服驅動裝置和機床電器控制等部分的故障，具有一定的損害。
（七）檢測元件故障。整個數控機床和檢測元件是一個閉環的系統，檢測元件是其中的數控機床的重要組成部分，經常會在機械暴走、機械振蕩等方面體現出故障。
二、數控機床故障診斷方法
（一）直觀診斷法。是最常用也是最簡單的一種方法，是指利用人的感覺器官如手、眼、鼻、耳等縮小故障的檢查范圍，找出故障具體原因。
（二）狀態診斷法。該種方法主要是動、靜態的監測伺服進給系統、電源模塊等部件的主要參數，或監測數控系統輸入輸出信號的狀態，檢測各元件的工作狀態，從而來找出故障原因的方法。
（三）儀器診斷法。儀器診斷法是指運用一些常用儀器測量數控機床系統的相關直流與脈沖信號，進而查找可能的故障，比如運用常規的電工儀表、直流電源電壓等來查找故障。
（四）系統的自我診斷功能。這種方法主要是使用數控機床系統內的自我診斷方法找到故障原因。這些軟件或程序的測試離線和在線監測、開機自診斷等等。異常報警指示燈將通過硬件或軟件報警指示報警。此外，數控機床系統的自診斷功能經常被用來作為衡量數控機床的性能的一個重要的指標。
（五）參數調整法。維修人員通曉數控機床的工作狀態和作用主要是通過具體系統的主要參數來判斷，主要考慮到不同的數控機床、不同的工作狀態對數控系統、PLC及其伺服驅動系統的參數要求不盡相同，通過調整一個或多個相關參數來對其故障進行排除。
三、數控機床的維護與排除
合理的日常維護措施可以減少正常磨損、延緩劣化、預防和降低數控機床發生故障的概率，保證其安全運行，因此，做好數控機床的日常維護、保養是做好數控機床的維護重中之重和關鍵所在，一方面要講究具體的方式方法，另一方面要遵循具體的措施原則和立場，主要有以下幾個方面。
（一）具體的數控機床故障維修與排除手段及方法
1.復位、初始化法
由于編程或者瞬時故障引起的CNC系統報警使數控機床停止運行的情況出現時，往往按復位按鈕或復位鍵進行復位來清除故障，也可用強行關閉硬件電源；若系統存儲器欠壓、連接線路接觸不良、掉電造成系統出現故障，則先做好系統初始化前應注意作好數據備份，再對CNC系統進行復位。
2.模塊替換法
模塊替換法是目前最常用解決故障的方法，主要方法是診斷出壞的系統模塊（電器元件），然后再選擇好的模塊將其替換，設定好相應的參數，并做相應的初始化啟動，使機床迅速投入正常運行。
3.設置參數
有正確的數控系統參數設置是確保系統功能正常的前提，許多數控機床不能工作或功能是無效的主要原因是由于數控系統的參數設置存在問題，也可以塊搜索功能數控系統檢查用戶編程錯誤引起的故障報警或停機，糾錯參數設置，以確保數控機床的正常運行。
例如，實際速度與設定速度主軸啟動是不一致，因為主軸轉速模擬電壓控制功能處于激活狀態，主軸轉速S碼輸入設置一個固定的主軸轉速（轉/分）S代碼時的值不會改變，稱為恒線速控制（G97模式）2種方式，工具相對于圓柱形工件的切向速度（米/分）S代碼來設置恒線速控制（G96模式），恒線速控制方式下，切削進給時的主軸轉速隨著編程軌跡X軸絕對CNC輸出給主軸變頻器0-10V控制電壓受驅動裝置的控制。
4.修調法
數控機床數控系統參數設置正確，在過程中發現進一步調整某些參數，如數控系統的LCD顯示屏幕亮度，低維護，調整屏幕電源12V電壓正常。
最好地實現數控系統及其他電子系統的控制，微調是非常關鍵的。主軸轉速模擬電壓控制模式，與主軸倍率微調至實際速度主軸倍率修剪主軸的最大速度在當前檔位的限制，由恒定表面速度控制模式的最小主軸轉速限制值和最高主軸主軸的實際速度限速值限制。數控系統提供了8主軸倍率（50%？120%，每級變化10%），實際的定義系列的主軸倍率階梯，應使用機床制造商的指示為準功能低于標準梯形說明的，例如，標準定義的PLC梯形圖GSK980TDa主軸，共有8級，實際主軸轉速主軸倍率的速度范圍為50%到120%的實時修整主軸倍率斷電記憶中的指令覆蓋的關鍵。
（二）遵循具體的措施原則和立場
強化管理是數控機床的維護的關鍵所在。做好日常維護工作，需遵循具體的措施原則和立場，嚴格執行操作規程、充分利用數控機床、加強人員培訓，掌握日常使用與維護的知識，做好有效、及時的總結，這些必要的流程措施是數控機床有效運行的重要保證。
四、故障診斷與排除的系列案例
上述分析發現，作為一個用戶級的維修人員，不僅要有電子技術、自動化技術，還要有計算機技術、機械原理、檢測技術及機械加工、液壓傳動等知識，同時在其中應該有一個分析問題和解決問題的能力，文中例舉了幾個案例，形象說明如何及時排除故障提高數控機床的開動率。
案例一：在高校教學實踐和企業生產實際中，數控機床已多次出現故障后，維修人員掌握一定的知識后，逐一進行排查，故障很快得到解決。例如，購買、投入使用GSK980T數控車床，操作人員經驗不豐富，數控機床、按鈕的功能和操作的結構性不熟練，就可以直接轉移到的程序，周期起動工件，幾乎引起了車刀和工件碰撞運營商急于緊急停止按鈕的作用。隨后回零，CRT顯示準備不是線程報警字樣。出現操作人員對新設備缺乏足夠了解的情況下旋開急停按鈕，按下復位鍵再回零后，反而輕而易舉把故障排除了。
案例二：數控機床機械零件有時會產生故障。例如，配置FAGOR8055系統TH5660加工中心的有不換刀現象。加工中心執行換刀指令時，主軸能夠移動到換刀和準確的定位，但沒有換刀動作，檢查I / O端口跟蹤，發現該系統沒有收到主軸定位應答信號，在調查到終端，終端響應信號線松動，緊固之后工作處于正常。
案例三：伺服驅動系統是數控機床的主要故障源之一。由于各軸的運動是靠伺服單元控制伺服電機驅動滾珠絲杠和旋轉編碼器速度反饋反饋光柵的位置，一般故障的驅動器旋轉編碼器與伺服單元模塊。例如FANUCO-MD系統XK5025數控銑床，發生434報警，問題出在數控系統722的診斷參數的第7 位為1，說明Z-軸伺服過載，作進一步調查了解到是主軸轉向發生錯誤，改變主軸轉向就可以排除故障。數控機床的造價較高，維護成本也高。
案例四：設備的操作使用前的調整過程不當也是引起故障參數修改。例如，XK5025數控銑床FANUCO-MD系統引導程序顯示混亂，機器不能正常工作，出現系統的傳輸過程中的101報警、內存溢出，在解除報警系統DELET按鍵上出現參數設置為重寫的狀態，有可能是操作不熟練，錯按電源上的RESET按鈕，產生的參數發生變化，如果重新輸入備份參數，機床就處于工作狀態了。如果機器出現故障，操作人員應正確地記錄、描述的情況，在發生故障時，并方便維護人員及時和正確的調整。
參考文獻：
[1]王茲宜.現代數控維修[M].北京：中央廣播電視大學出版社，2004.
[2]鄧三鵬.數控機床結構及維修[M].北京：國防工業出版社，2008.
[3]龔中華.數控機床維修技術與典型實例[M].北京：人民郵電出版社，2003.
[4]李大慶.PLC的數控機床故障診斷[J].煤礦機械，2007.
篇7
【關鍵詞】數控設備；維修基本原則；維修方法；故障分析
0.引言
數控機床是集機械、電子電器、液壓、氣動、光學、計算機技術于一體的高技術密集型機電設備，一旦發生故障，診斷難度大，甚至會造成停產停機。由于現代數控系統的可靠性越來越高，數控系統本身的故障率越來越低，而大部分故障主要是由系統參數的設置、驅動單元和伺服電機的質量、PMC程序、強電元件、機械裝置、光電檢測元件等出現問題而引起的。為了加強數控設備使用管理與維修，降低故障率，學會幾種常見的數控機床故障診斷與排除方法，已是一個必須要解決的重要問題。
1.數控機床維修的基本原則
維修數控機床一般情況下首先要遵循一些基本原則，這樣往往會思路清晰，有事半功倍的效果。
1.1先動腦后動手
對于有故障的數控機床，不應急于動手，應先查清產生故障的前后經過及故障現象。對于生疏的設備還應先熟悉電路原理和結構特點，遵守相應規則。拆卸前要充分熟悉每個部件的功能、位置、連接方式以及與周圍其他器件的關系，在沒有組裝圖的情況下，應一邊拆卸，一邊畫草圖，并做好標記。
1.2先外部后內部
應先檢查設備有無明顯裂痕、缺損，了解其維修史、使用年限等，然后再對機內進行檢查。拆前應排除周邊的故障因素，確定為機內故障后才能拆卸，否則會擴大故障，使機床喪失精度，降低性能。
1.3先機械后電氣
在確定機械零件無故障后，再進行電氣方面的檢查。檢查電路故障時，應利用檢測儀器尋找故障部位，確認無接觸不良故障后，再有針對性地查看線路與機械的運作關系，以免誤判。
1.4先靜態后動態
先在機床斷電的靜止狀態下對處于調試階段或剛維修后的數控機床檢查是否按照接口說明書的設計來安裝電纜插件及電纜與模塊接插件是否牢固；線路板連接是否正確；是否所有集成電路上器件正常而無變形等。長期閑置或缺少維護的老設備會因為電纜的疲勞破損、接線點的氧化與腐蝕而造成信號傳遞中斷等不明顯故障。
1.5先清潔后維修
對污染較重的數控設備，先對其按鈕、接線點、接觸點進行清潔，檢查外部控制鍵是否失靈。許多故障都是由臟污及導電塵塊引起的，一經清潔故障往往會排除。
1.6先電源后設備
電源部分的故障率在整個故障設備中占的比例很高，所以先檢修電源往往可以事半功倍。
1.7先排患后更換
先不要急于更換損壞的電氣部件，在確認設備電路正常時，再考慮更換損壞的電氣部件。
1.8先簡單后復雜
當出現多種故障相互交織掩蓋，一時無從下手時，應先解決容易的問題，后解決難度較大的問題。往往簡單的問題解決后，難度大的問題也可能變得容易了。
2.數控機床故障診斷的基本方法
故障診斷是進行數控機床維修的第一步，它不僅可以迅速查明故障原因，排除故障，也可以起到預防故障的發生與擴大的作用。一般來說，數控機床的故障診斷方法主要有以下幾種：
2.1常規診斷法
對數控機床的機、電、液等部分進行的常規檢查，通常包括：（1）檢查電源的規格（包括電壓、頻率、相序、容量等）是否符合要求；（2）CNC、伺服驅動、主軸驅動、電機、輸入/輸出信號的連接是否正確、可靠；（3）CNC、伺服驅動等裝置內的印制電路板是否安裝牢固，接插部位是否有松動；（4）CNC、伺服驅動、主軸驅動等部分的設定端、電位器的設定、調整是否正確；（5）液壓、氣動、部件的油壓、氣壓等是否符合機床要求；（6）電器元件、機械部件是否有明顯的損壞。
2.2狀態診斷法
通過監測執行元件的工作狀態判定故障原因。在現代數控系統中，伺服進給系統、主軸驅動系統、電源模塊等部件主要參數的動、靜態檢測，及數控系統全部輸入輸出信號包括內部繼電器、定時器等的狀態，也可以通過數控系統的診斷參數予以檢查。
2.3動作診斷法
通過觀察、監視機床的實際動作，判斷動作不良部位，并由此來追溯故障源。
2.4系統自診斷法
這是利用系統內部自診斷程序或專用的診斷軟件，對系統內部的關鍵硬件以及系統的控制軟件進行自我診斷、測試的診斷方法。主要包括開機自診斷、在線監控和脫機測試三個方面的內容。
3.常見的故障及解決方法
3.1換刀轉位故障
數控車床換刀的一般過程是：系統發出換刀指令，換刀電機接到信號后通電旋轉，通過蝸輪蝸桿減速帶動刀架旋轉，在旋轉中與到位對應的霍爾元件發出到位信號，數控系統利用這個信號與目標值進行比較以判斷刀具是否到位。刀換到位后，電機反轉鎖緊刀架。一臺四刀位數控車床，找不到1號刀位，其他刀位能正常換刀。
分析處理：由于只有1號刀找不到刀位，可以排除機械傳動方面的問題，電氣方面可能是該刀位的霍爾元件及其周圍線路出現問題，導致該刀位信號不能輸送給PLC。利用萬用表檢查發現，1號刀位霍爾元件的+24V供電正常，GND線路為正常，T1信號線正常。因此可以斷定是霍爾元件損壞導致該刀位信號不能發出。更換新的霍爾元件后故障排除。
3.2急停按鈕故障
一臺配有GSK-98OT系統的車床，在發生一次撞刀事故后，始終報急停警，急停按鈕復位及超程釋放不起作用，同時兩個伺服驅動也報警。
分析處理：該報警號的內容為準備未緒，根據數控原理可知，這是因為驅動缺少使能信號導致。因此排除伺服驅動故障的可能性，應該是使能控制回路出現開路。懷疑是在按下急停按鈕時用力過猛導致急停按鈕損壞，而不能自動復位造成的，于是拆開操作面板檢查急停按鈕，發現急停按鈕的接線柱中有一個信號為200的信號線因經常震動而脫落。把線頭接好，重新上電，報警消失，機床正常運行。
4.結束語
以上的維修方法是我通過實踐經驗也借鑒了部分相關書籍總結出來的，數控設備的維修是一個復雜的過程，有些復雜的故障還需要更高深的維修方法才能解決，各種維修方法并不是孤立存在的，維修人員應該根據設備出現的故障綜合應用上述方法，靈活運用，提高數控設備的維修效率。 [科]
【參考文獻】
[1]劉永久.數控機床故障診斷與維修技術[M].北京：機械工業出版社，2009.
篇8
【關鍵詞】數控機床；伺服系統；故障實例；分析與排除
1.前言
隨著科學技術和社會生產的不斷發展，機械制造技術有了深刻的變化。隨著數控技術越來越廣泛的應用，人們對數控機床故障與診斷技術的要求也越來越高。在數控機床的諸多故障中，伺服系統的故障由于其結構和控制上的復雜性以及在數控機床中所占地位的重要性而顯得尤為特殊，同時對維修人員維修水平的要求也相對要高。在下面文章中，就先從伺服系統的控制原理出發，分析FAUNC 0i-mate伺服系統典型故障的分析及排故的過程。
2.數控機床的伺服系統
2.1 數控機床的組成
數控機床是機電一體化的典型產品，是集機床、計算機、電機拖動、自動控制、檢測等技術為一體的自動化設備。
數控機床的基本組成包括加工程序、輸入裝置、數控系統、伺服系統、輔助控制系統、反饋系統及機床本體。
2.2 數控機床的伺服系統
2.2.1 概述
數控機床伺服系統（Servo System）通常是指進給伺服系統，它是數控系統和機床機械傳動部件間的聯接環節，是數控機床的重要組成部分。進給伺服系統是以機床移動部件位置為控制量的自動控制系統，它根據數控系統插補運算生成的位置指令，精確地變換為機床移動部件的位移，直接反映了機床坐標軸跟蹤運動指令和實際定位的性能。
從位置控制的角度看，伺服系統有開環、閉環和半閉環之分。開環控制不需要位置檢測與反饋；閉環和半閉環控制需要有位置檢測與反饋環節，它們是基于反饋控制原理工作的。
2.2.2 伺服系統的組成
位置閉環或半閉環伺服系統由位置檢測裝置、位置控制、伺服驅動裝置、伺服電動機及機床進給傳動鏈組成，如圖2.1所示。
閉環伺服系統的一般結構通常由位置環和速度環組成。速度環由伺服電動機、伺服驅動裝置、測速裝置及速度反饋組成；位置環由數控系統中的位置控制、位置檢測裝置及位置反饋組成。
2.2.3 伺服系統的工作原理
2.2.3.1 位置控制
位置控制是伺服系統的重要組成部分，是保證位置控制精度的重要環節。位置控制的實質是位置隨動控制，其控制原理如圖2.2所示。
2.2.3.2 伺服系統的工作原理
在位置控制中，根據插補運算得到的位置指令，與位置檢測裝置反饋來的機床坐標軸的實際位置相比較，形成位置偏差，經變換得到速度給定電壓。在速度控制中，伺服驅動裝置
根據速度給定電壓和速度檢測裝置反饋的實際轉速對伺服電動機進行控制，以驅動機床傳動部件。
2.2.3.3 速度控制信號的實現方式
經位置控制的比較獲得的位置偏差均以脈沖的形式存在，該位置偏差經一定的轉換后，形成速度控制信號，該信號通過伺服驅動裝置驅動伺服電動機。從位置偏差到速度控制信號的形成如圖2.3所示。
速度指令Vc=位置偏差Pe×位置增益KV
位置增益KV決定了速度對位置偏差的響應程度，它反映了伺服系統的靈敏度。
3.FAUNC 0i-mate-TC伺服系統
3.1 FAUNC 0i-mate-TC伺服系統的特點
在FAUNC 0i-mate-TC伺服系統中，位置環、速度環和電流環的電路都被設計在數控系統內部，作為系統控制的一部分，通常叫做軸卡（AXES CARD）。該部分實現了位置、速度和電流的控制，最終將被三角波調制后的PWM信號輸出到伺服功率放大器。圖3.1為FAUNC 0i-mate伺服系統結構示意圖。
3.2 FAUNC 0i-mate的伺服參數
FAUNC 0i-mate的系統參數有幾千個之多，其中與伺服有關的參數分別是：
1）參數1010：CNC控制軸數。
2）參數1020：各軸的編程名稱
3）參數1022：基本座標系中各軸的順序
4）參數1023：各軸的伺服軸號。
5）參數1825：各軸的伺服環增益。
6）參數1826：各軸的到位寬度。
7）參數1827：設定各軸切削進給的到位寬度。
8）參數1828：各軸移動中的最大允許位置偏差量。
9）參數1829：各軸停止中的最大允許位置偏差量。
10）參數1420：各軸快移速度的最大值。
11）參數1422：各軸切削進給速度的最大值。
12）參數1423：各軸手動連續進給速度的最大值。
其中，決定伺服軸能否正常運動的參數有1825#、1828#、1829#、1420#、1422#及1423#參數。
總之，上述參數若出現沒有設置或設置不正確的問題，則勢必會影響到伺服軸的正常運行，由此將引發伺服故障。我們將由于參數問題引發的數控機床故障稱之為“軟件故障”。
4.伺服系統的典型故障及診斷
4.1 進給伺服的故障形式
進給伺服系統的任務是完成各坐標軸的位置控制，在整個系統中它又分為：位置環、速度環、電流環。在這些環節中，任何一個環節出現異常或故障都會對伺服系統的正常工作造成影響。下面就以出現頻率較高又最有代表性的故障：“隨動誤差大”的報警作為典型伺服故障進行詳細的分析。
4.2 CK0625數控車床X軸“隨動誤差大”報警的分析與修復
故障機床：南京日上公司的數控車床
控制系統類型：FANUC 0i-mate-TC
故障現象：機床上電后，點動方式下手動移動X軸，X軸不動，接著CRT上出現“411.隨動誤差大X軸”報警，同時設備二次電掉電，每次都如此。
故障分析：對于“隨動誤差大”的故障，其實質是運動軸的實際位置與理論位置（即位置給定）之間的累計誤差值超過了該軸參數中規定的允許值，故障有可能出現在硬件或軟件兩個方面。
4.2.1 軟件原因
就是伺服參數設定的問題。這時可以檢查1825#參數，看看該軸的伺服環增益是否設置得過小，可相應地提高伺服增益；或者看1828#參數，該軸移動中的最大允許位置偏差量是否太小，若太小則增大這個值；其次，檢查1423#參數及1424#參數，看軸手動連續進給（JOG進給）時的進給速度或手動快速進給是否過大，可適當減小設置。
但我們的故障現象是X軸根本沒動，因此與速度設定無關；1825#參數和1828#參數的設定內容與正常時一樣，因此，也不是位置增益或最大允許位置偏差量太小的問題。
4.2.2 硬件原因
本著由外及內、先易后難的排故原則，做如下操作：
1）是否為機械方面的問題，如電機與絲杠的連接問題、電機軸承問題、問題等。
排除方法：手動移動該軸的同時，在CRT上監測電機的負載變化情況，若負載超過額定負載的100%，則說明確實存在機械卡死；若負載正常，則可以這個懷疑。運用該方法，我們發現手動移動X軸時，直到報警出現，負載都非常正常且最大不超過額定負載的8%，說明X軸隨動誤差大并不是由于機械原因造成的。
2）位置檢測元件、控制模塊或電氣連接等方面的問題。
排除方法：通過交換法進行判斷。首先交換X軸與Z軸的功率放大器，結果依然出現X軸隨動誤差大的報警，說明X軸的功率放大器沒有問題。
其次，把兩軸電機動力線進行對換，為了保證每個軸閉環的完整性，此時還得將兩軸的脈沖編碼器的反饋線進行對換。其實，這種操作就等同于兩個電機的交換，只不過挪動電機不方便而已。結果，X軸可以手動運行了，也沒有報警出現，而在手動運行Z軸時，則出現了與先前X軸一樣的故障情況，即不但Z軸不動反而出現了“411隨動誤差大Z軸”的報警。這足以說明問題出在電機側。在對X軸電機進行靜態測量時，發現電機上連接動力線的插座中，有一根插針彎了，使得三相動力電源中有一相沒能接到電機上，造成X軸電機缺相，電機無法運動進而產生上述故障。將彎曲的插針弄直，電機連接恢復正常后上電，再次運行X軸及Z軸，則一切正常。到此為止，故障修復。
5.結束語
數控機床伺服系統故障的診斷，要求維修人員必須明白伺服控制的原理，熟悉數控機床伺服系統的連接情況，還要具有清晰的思維和正確的分析方法，只有這樣才能取得事半功倍的維修效果。以上內容是筆者多年維修工作的一點經驗之談，無論在理論論述上還是排故的具體方法上都還存在不足之處，敬請同行批評指教。
參考文獻
[1]王侃夫.數控機床控制技術與系統[M].北京:機械工業出版社,2003.4.
[2]BEIJING-FANUC 0i Mate-C系統 參數說明書.
篇9
【論文摘要】：數控技術是用數字信心對機械運動和工作過程控制的技術。數控技術的應用不但給傳統制造業帶來了革命性的變化，更使制造業成為工業化的象征。
數控機床是集高、精、尖技術于一體，集機、電、光、液于一身的高技術產物。具有加工精度高、加工質量穩定可靠、生產效率高、適應性強、靈活性好等眾多優點，在各個行業受到廣泛歡迎，在使用方面，也是越來越受到重視。但由于它是集強、弱電于一體，數字技術控制機械制造的一體化設備，一旦系統的某些部分出現故障，就勢必使機床停機，影響生產，所以如何正確維護設備和出現故障時能及時搶修就是保障生產正常進行的關鍵。
1.數控機床的維護
對于數控機床來說，合理的日常維護措施，可以有效的預防和降低數控機床的故障發生幾率。
首先，針對每一臺機床的具體性能和加工對象制定操作規程建立工作、故障、維修檔案是很重要的。包括保養內容以及功能器件和元件的保養周期。
其次，在一般的工作車間的空氣中都含有油霧、灰塵甚至金屬粉末之類的污染物，一旦他們落在數控系統內的印制線路或電子器件上，很容易引起元器件之間絕緣電阻下降，甚至倒是元器件及印制線路受到損壞。所以除非是需要進行必要的調整及維修，一般情況下不允許隨便開啟柜門，更不允許在使用過程中敞開柜門。
另外，對數控系統的電網電壓要實行時時監控，一旦發現超出正常的工作電壓，就會造成系統不能正常工作，甚至會引起數控系統內部電子部件的損壞。所以配電系統在設備不具備自動檢測保護的情況下要有專人負責監視，以及盡量的改善配電系統的穩定作業。
當然很重要的一點是數控機床采用直流進給伺服驅動和直流主軸伺服驅動的，要注意將電刷從直流電動機中取出來，以免由于化學腐蝕作用，是換向器表面腐蝕，造成換向性能受損，致使整臺電動機損壞。這是非常嚴重也容易引起的故障。
2.數控機床一般的故障診斷分析
2.1檢查
在設備無法正常工作的情況下，首先要判斷故障出現的具置和產生的原因，我們可以目測故障板，仔細檢查有無由于電流過大造成的保險絲熔斷，元器件的燒焦煙熏，有無雜物斷路現象，造成板子的過流、過壓、短路。觀察阻容、半導體器件的管腳有無斷腳、虛焊等，以此可發現一些較為明顯的故障，縮小檢修范圍，判斷故障產生的原因。
2.2系統自診斷
數控系統的自診斷功能隨時監視數控系統的工作狀態。一旦發生異常情況，立即在CRT上顯示報警信息或用發光二級管指示故障的大致起因，這是維修中最有效的一種方法。近年來隨著技術的發展，興起了新的接口診斷技術，JTAG邊界掃描，該規范提供了有效地檢測引線間隔致密的電路板上零件的能力，進一步完善了系統的自我診斷能力。
2.3功能程序測試法
功能程序測試法就是將數控系統的常用功能和特殊功能用手工編程或自動變成的方法，編制成一個功能測試程序，送人數控系統，然后讓數控系統運行這個測試程序，借以檢查機床執行這些功能的準確定和可靠性，進而判斷出故障發生的可能原因。
2.4接口信號檢查
通過用可編程序控制器在線檢查機床控制系統的接回信號，并與接口手冊正確信號相對比，也可以查出相應的故障點。
2.5診斷備件替換法
隨著現代技術的發展，電路的集成規模越來越大技術也越來越復雜，按常規方法，很難把故障定位到一個很小的區域，而一旦系統發生故障，為了縮短停機時間，在沒有診斷備件的情況下可以采用相同或相容的模塊對故障模塊進行替換檢查，對于現代數控的維修，越來越多的情況采用這種方法進行診斷，然后用備件替換損壞模塊，使系統正常工作，盡最大可能縮短故障停機時間。
上述診斷方法，在實際應用時并無嚴格的界限，可能用一種方法就能排除故障，也可能需要多種方法同時進行。最主要的是根據診斷的結果間接或直接的找到問題的關鍵，或維修或替換盡快的恢復生產。3數控機床故障診斷實例
由于數控機床的驅動部分是強弱電一體的，是最容易發生問題的。因此將驅動部分作簡單介紹：驅動部分包括主軸驅動器和伺服驅動器，有電源模塊和驅動模塊兩部分組成，電源模塊是將三相交流電有變壓器升壓為高壓直流，而驅動部分實際上是個逆變換，將高壓支流轉換為三相交流，并驅動伺服電機，完成個伺服軸的運動和主軸的運轉。因此這部分最容易出故障。以CJK6136數控機床和802S數控系統的故障現象為例，主要分析一下控制電路與機械傳動接口的故障維修。
如在數控機床在加工過程中，主軸有時能回參考點有時不能。在數控操作面板上，主軸轉速顯示時有時無，主軸運轉正常。分析出現的故障原因得該機床采用變頻調速，其轉速信號是有編碼器提供，所以可排除編碼器損壞的可能，否則根本就無法傳遞轉速信號了。只能是編碼器與其連接單元出現問題。兩方面考慮，一是可能和數控系統連接的ECU連接松動，二是可能可和主軸的機械連接出現問題。由此可以著手解決問題了。首先檢查編碼器與ECU的連接。若不存在問題，就卸下編碼器檢查主傳動與編碼器的連接鍵是否脫離鍵槽，結果發現就是這個問題。修復并重新安裝就解決了問題。
數控機床故障產生的原因是多種多樣的，有機械問題、數控系統的問題、傳感元件的問題、驅動元件的問題、強電部分的問題、線路連接的問題等。在檢修過程中，要分析故障產生的可能原因和范圍，然后逐步排除，直到找出故障點，切勿盲目的亂動，否則，不但不能解決問題。還可能使故障范圍進一步擴大?？傊诿鎸悼貦C床故障和維修問題時，首先要防患于未燃，不能在數控機床出現問題后才去解決問題，要做好日常的維護工作和了解機床本身的結構和工作原理，這樣才能做到有的放矢。
參考文獻
[1]陳蕾、談峰，淺析數控機床維護維修的一般方法［J］，機修用造，2004（10）
[2]邱先念，數控機床故障診斷及維修[J]，設備管理與維修，2003（01）
[3]王超，數控機床的電器故障診斷及維修[J]，蕪湖職業技術學院學報，2003（02）
[4]王剛，數控機床維修幾例[J]，機械工人冷加工，2005（03）
篇10
一、直觀法
維修人員通過故障發生時的各種光、聲、味等異?，F象的觀察，認真察看系統的各個部分，將故障范圍縮小到一個模塊或一塊印刷線路板。
例1:數控機床加工過程中，突然出現停機。打開數控柜檢查發現Y軸電機主電路保險管燒壞，經仔細觀察，檢查與Y軸有關的部件，最后發現Y軸電機動力線外皮被硬物劃傷，損傷處碰到機床外殼上，造成短路燒斷保險，更換Y軸電機動力線后，故障消除，機床恢復正常。
二、自診斷功能法
數控系統的自診斷功能，已經成為衡量數控系統性能特性的重要指標，數控系統的自診斷功能隨時監視數控系統的工作狀態。一旦發生異常情況，立即在CRT上顯示報警信息或用發光二極管指示故障的大致起因，這是維修中最有效的一種方法。
例2:AX15Z數控車床，配置FANUC10TE—F系統，故障顯示:
FS10TE1399B
ROMTEST：END
RAMTEST：
CRT的顯示表明ROM測試通過，RAM測試未能通過。RAM測試未能通過，不一定是RAM故障，可能是RAM中參數丟失或電池接觸不良一起的參數丟失，經檢查故障原因是由于更換電池后電池接觸不良，所以一開機就出現上述故障現象。
三、功能程序測試法
功能程序測試法就是將數控系統的常用功能和特殊功能用手工編程或自動編程的方法，編制成一個功能測試程序，送入數控系統，然后讓數控系統運行這個測試程序，借以檢查機床執行這些功能的準確性和可靠性，進而判斷出故障發生的可能原因。
例3:采用FANUC6M系統的一臺數控銑床，在對工件進行曲線加工時出現爬行現象，用自編的功能測試程序，機床能順利運行完成各種預定動作，說明機床數控系統工作正常，于是對所用曲線加工程序進行檢查，發現在編程時采用了G61指令，即每加工一段就要進行1次到未停止檢查，從而使機床出現爬行現象，將G61指令改用G64(連續切削方式)指令代替之后，爬行現象就消除了
四、交換法
所謂交換法就是在分析出故障大致起因的情況下，利用備用的印刷線路板、模板、集成電路芯片或元件替換有疑點的部分，從而把故障范圍縮小到印刷線路板或芯片一級。
例4:TH6350加工中心旋轉工作臺抬起后旋轉不止，且無減速，無任何報警信號出現。對這種故障，可能是由于旋轉工件臺的簡易位控器故障造成的，為進一步證實故障部位，考慮到該加工中心的刀庫的簡易位控器與轉臺的基本一樣。于是采用交換法進行檢查，交換刀庫與轉臺的位控器后，并按轉臺位控器的設定對刀庫位控器進行了重新設定，交換后，刀庫則出現旋轉不止，而轉臺運行正常，證實了故障確實出在轉臺的位控器上。
五、原理分析法
根據CNC組成原理，從邏輯上分析各點的邏輯電平和特征參數，從系統各部件的工作原理著手進行分析和判斷，確定故障部位的維修方法。這種方法的運用，要求維修人員對整個系統或每個部件的工作原理都有清楚的、較深的了解，才可能對故障部位進行定位。
例5:PNE710數控車床出現Y軸進給失控，無論是點動或是程序進給，導軌一旦移動起來就不能停下來，直到按下緊急停止為止。
根據數控系統位置控制的基本原理，可以確定故障出在X軸的位置環上，并很可能是位置反饋信號丟失，這樣，一旦數控裝置給出進給量的指令位置，反饋的實際位置始終為零，位置誤差始終不能消除，導致機床進給的失控，拆下位置測量裝置脈沖編碼器進行檢查，發現編碼器里燈絲已斷，導致無反饋輸入信號，更換Y軸編碼器后，故障排除。
六、參數檢查法
數控系統發現故障時應及時核對系統參數，系統參數的變化會直接影響到機床的性能，甚至使機床不能正常工作，出現故障，參數通常存放在磁泡存儲器或由電池保持的CMOSRAM中，一旦外界干擾或電池電壓不足，會使系統參數丟失或發生變化而引起混亂現象，通過核對，修正參數，就能排除故障。
例6:G18CP4數控磨床，數控系統是FANUC11M系統，故障現象使機床不能工作，CRT顯示器無任何報警信息。
檢查機床各部分，發現CNC裝置及CNC與各接口的連接單元都是好的，最后分析是由于外部干擾引起磁泡存儲器內存儲數據混亂而造成的，因此，對磁泡存儲器存儲內容進行了全部清除，重新按手冊送入數控系統各種參數后，數控機床即恢復正常。除了上面介紹的幾種檢查方法外，還有測量比較法、敲擊法、局部升溫法，電壓拉編法及開環檢測法等，這些方法各有特點，維修時應根據故障現象，常常同時采用幾種方法，靈活運用，對故障進行綜合分析逐步縮小故障范圍，以達到排除故障的目的。
線切割機床常見故障
故障現象可能原因排除方法
1.貯絲筒不換向，導致機器總停。行程開關SQ3或SQ2損壞。
換行程開關SQ3或SQ2。
2.貯線筒在換向時常停轉。
1.電極線太松；
2.斷絲保護電路故障。1.緊電極絲；
2.換斷絲保護繼電器。
3.絲筒不轉（按下走絲開按
鈕SB1無反應）。
1.外電源無電壓；
2.電阻R1燒斷；
3.橋式整流器VC損壞，造成保
險絲FU1熔斷。1.檢查外電源并排除；
2.更換電阻R1；
3.更換整流器VC，保險絲FU1。
4.絲筒不轉（走絲電壓有指
示且較正常工作時高）。1.碳刷磨損或轉子污垢；
2.電機M電源進線斷。1.更換碳刷、清潔電機轉子；
2.檢查進線并排除。
5.工作燈不亮。保險絲FU2斷更換保險絲FU2。
6.工作液泵不轉或轉速慢。1.液泵工作接觸器KM3不吸合；
2.工作液泵電容損壞或容量減
少；1.按下SB4，KM3線包二端若有
115V電壓，則更換KM3，若
無115V電壓，檢查控制KM3
線包電路；
2.換同規格電容或并上一只足
夠耐壓的電容
7.高頻電源正常，走絲正常，
無高頻火花（模擬運行正常
切割時不走）。1.若高頻繼電器K1不工作，則
是行程開關SQ3常閉觸點壞；
2.若高頻繼電器K1能吸合，則
是高頻繼電器觸點壞或高頻
