数控系统故障分析与维护维修ggkk

第二章 数控系系统故障障分析与与维修随着电子子技术和和自动化化技术的的发展，数数控技术术的应用用越来越越广泛。以以微处理理器为基基础，以以大规模模集成电电路为标标志的数数控设备备，已在在我国批批量生产产、大量量引进和和推广应应用，它它们给机机械制造造业的发发展创造造了条件件，并带带来很大大的效益益。但同同时，由由于它们们的先进进性、复复杂性和和智能化化高的特特点，在在维修理理论、技技术和手手段上都都发生了了飞跃的的变化。任任何一台台数控设设备都是是一种过过程控制制设备，这这就要求求它在实实时控制制的每一一时刻都都准确无无误地工工作。任任何部分分的故障障与失效效，都会会使机床床停机，从从而造成成生产停停顿。因因而对数数控系统统这样原原理复杂杂、结构构精密的的装置进进行维修修就显得得十分必必要了。 我们现现有的维维修状况况和水平平，与国国外进口口设备的的设计与与制造技技术水平平还存在在一定的的差距。下面我们们从现代代数控系系统的基基本构成成入手，探探讨数控控系统的的诊断与与维修。数数控系统统的构成成与特点点:目前前世界上上的数控控系统种种类繁多多，形式式各异，组组成结构上都有有各自的的特点。这这些结构构特点来来源于系系统初始始设计的的基本要要求和工工程设计计的思路路。例如如对点位位控制系系统和连连续轨迹迹控制系系统就有有截然不不同的要要求。对对于T系系统和MM系统，同同样也有有很大的的区别，前前者适用用于回转转体零件件加工，后后者适合合于异形形非回转转体的零零件加工工。对于于不同的的生产厂厂家来说说，基于于历史发发展因素素以及各各自因地地而异的的复杂因因素的影影响，在在设计思思想上也也可能各各有千秋秋。有的的系统采采用小板板结构，便便于板子子更换和和灵活结结合，而而有的系系统则趋趋向大板板结构，使使之有利利于系统统工作的的可靠性性，促使使系统的的平均无无故障率率不断提提高。然然而无论论哪种系系统，它它们的基基本原理理和构成成是十分分相似的的。数控系统统是由硬硬件控制制系统和和软件控控制系统统两大部部分组成成。其中中硬件控控制系统统是以微微处理器器为核心心，采用用大规模模集成电电路芯片片、可编编程控制制器、伺伺服驱动动单元、伺伺服电机机、各种种输入输输出设备备（包括括显示器器、控制制面板、输输入输出出接口等等）等可可见部件件组成。软软件控制制系统即即数控软软件，包包括数据据输入输输出、插插补控制制、刀具具补偿控控制、加加减速控控制、位位置控制制、伺服服控制、键键盘控制制、显示示控制、接接口控制制等控制制软件及及各种参参数、报报警文本本等组成成。数控控系统出出现故障障后，就就要分别别对软硬硬件进行行分析、判判断，定定位故障障并维修修。作为为一个好好的数控控设备维维修人员员，就必必须具备备电子线线路、元元器件、计计算机软软硬件、接接口技术术、测量量技术等等方面的的知识。由于现代代数控系系统的可可靠性越越来越高高，数控控系统本本身的故故障越来来越低，数数控设备备的外部部故障可可以分为为软件故障和和外部硬硬件损坏坏引起的的硬故障障。软件件故障是是指由于于操作、调调整处理理不当引引起的，这这类故障障多发生生在设备备使用前前期或设设备使用用人员调调整时期期。数控机床床的修理理，重要要的是发发现问题题。特别别是数控控机床的的外部故故障。有有时诊断断过程比比较复杂杂，但一一旦发现现问题所所在，解解决起来来比较简简单。对对外部故故障诊断断应遵从从以下两两条原则则。首先先要熟练练掌握机机床的工工作原理理和动作作顺序。其其次，要要会利用用PLCC梯形图图。NCC系统的的状态显显示功能能或机外外编程器器监测PPLC的的运行状状态，一一般只要要遵从以以上原则则，小心心谨慎，一一般的数数控故障障都会及及时排除除。外部硬件件操作引引起的故故障是数数控修理理中的常常见故障障。一般般都是由由于检测测开关、液液压系统统、气动动系统、电电气执行行元件、机机械装置置出现问问题引起起的。这这类故障障有些可可以通过过报警信信息查找找故障原原因。对对一般的的数控系系统来讲讲都有故故障诊断断功能或或信息报报警。维维修人员员可利用用这些信信息手段段缩小诊诊断范围围。而有有些故障障虽有报报警信息息显示，但但并不能能反映故故障的真真实原因因。这时时需根据据报警信信息和故故障现象象来分析析解决。数控系统的组成数控（国国外早已已改称计计算机数数控，即即CNCC，而我我国仍习习称数控控，即NNC系统统一般由由输入输输出装置置、数控控装置（或或数控单单元）、主主轴单元元、伺服服单元、驱驱动装置置（或称称执行机机构）、可可编程控控制器PPLC及及电气控控制装置置、辅助助装置、测测量装置置组成。图图1虚线线框内即即为计算算机数控控系统（CCNC），它它与机床床本体一一起构成成数控机机床。操作面板PLC辅助装置输入/输出 设备数控装置电气回路主轴驱动装置进给驱动装置主轴单元进给伺服单元测量装置机床本体计算机数控系统图1 数数控机床床的组成成（1）数数控装置置I/O设备计算机主板显 示 卡功能模板m功能模板1电 子 盘多功能卡位置控制板n位置控制板1PLC模块主轴控制模板机床I/O控制面板速度控制单元1速度控制单元n功能驱动1功能驱动m系 统 总 线（BUS）1.计算机部分CNC装置CNC系统数控装置置是数控控系统的的核心，这这一部分分主要包包括微处处理器、存存储器、外外围逻辑辑电路及及与数控控系统其其它组成成部分联联系的接接口等。其其原理是是根据输输入的数数据段插插补出理理想的运运动轨迹迹，然后后输出到到执行部部件（伺伺服单元元、驱动动装置和和机床），加加工出所所需要的的零件。因因此，输输入、轨轨迹插补补、位置置控制是是数控装装置的三三个基本本部分（即即一般计计算机的的输入-决策-输出三三个方面面）。而而所有这这些工作作是由数数控装置置内的系系统程序序（亦称称控制程程序）进进行合理理的组织织，使整整个系统统有条不不紊地进进行工作作。（2）输输入输出出装置输入输出出装置主主要用于于零件加加工程序序的编制制、存储储、打印印和显示示或是机机床的加加工的信信息的显显示等。简简单的输输入输出出装置只只包括键键盘和若若干个数数码管，较较高级的的系统一一般配有有CRTT显示器器和液晶晶显示器器。一般般的输入入输出装装置除了了人机对对话编程程键盘和和CRTT显示器器外，还还有纸带带阅读机机、磁带带机或磁磁盘，高高级的输输入输出出装置还还包括自自动编程程机或CCAD/CAMM系统。（3）可可编程控控制器可编程控控制器（PPC，PProggrammmabble Conntroolleer）是是一种以以微处理理器为基基础的通通用型自自动控制制装置，专专为在工工业环境境下应用用而设计计的。由由于最初初研究这这种装置置的目的的，是为为了解决决生产设设备的逻逻辑及开开关量控控制，故故也称为为可编程程逻辑控控制器（PPLC，PProggrammmabble Loggic Conntroolleer）。当当PLCC用于控控制机床床顺序动动作时，也也可称为为可编程程逻辑机机床控制制器（PPMC，PProggrammmabble Macchinne CConttrolllerr）。PLC主主要完成成与逻辑辑预算有有关的一一些动作作，没有有轨迹上上的具体体要求，它它接受数数控装置置的控制制代码MM（辅助助功能）、SS（主轴轴转速）、TT（选刀刀、换刀刀）等顺顺序动作作信息，对对其进行行译码，转转换成对对应的控控制信号号，控制制辅助装装置完成成机床相相应的开开关动作作，如工工件的装装夹、刀刀具的更更换、冷冷却液的的开关等等一些辅辅助动作作；它还还机床操操作面板板的指令令，一方方面直接接控制机机床动作作，另一一方面将将指令送送往数控控装置用用于加工工过程的的控制。（4）伺伺服单元元和驱动动装置伺服单元元接受来来自数控控装置的的进给指指令，经经变换和和放大后后通过驱驱动装置置转变成成机床工工作台的的位移和和速度。因因此伺服服单元是是数控装装置和机机床本体体的联系系环节，它它把来自自数控装装置的微微弱指令令信号放放大成控控制驱动动装置的的大功率率信号。根根据接受受指令的的不同伺伺服单元元有脉冲冲式和模模拟式之之分，而而模拟式式伺服单单元按电电源种类类又分为为直流伺伺服单元元和交流流伺服单单元。驱动装置置把放大大的指令令信号变变成为机机械运动动，通过过机械连连接部件件驱动机机床工作作台，是是工作台台精确定定位或按按规定的的轨迹作作严格的的相对运运动，最最后加工工出符合合图纸要要求的零零件。和和伺服单单元相对对应，驱驱动装置置有步进进电机、直直流伺服服电机和和交流伺伺服电机机。伺服单元元和驱动动装置可可合称为为伺服驱驱动系统统，它是是机床工工作的动动力装置置。从某某种意义义上说，数数控机床床功能强强弱主要要取决于于数控装装置，性性能的好好坏主要要取决于于伺服驱驱动系统统。（5）主主轴驱动动系统主轴驱动动系统和和进给伺伺服驱动动系统有有很大的的差别，主主轴驱动动系统主主要是旋旋转运动动。现代代数控机机床对主主轴驱动动系统提提出了更更高的要要求，这这包括有有很高的的主轴转转速和很很宽的无无级调速速范围等等，为满满足上述述要求，现现在绝大大多数数数控机床床均采用用鼠笼式式感应交交流异步步电动机机配矢量量变换变变频调速速的主轴轴驱动系系统（6）测测量装置置测量装置置也称反反馈元件件，通常常安装在在机床的的工作台台或丝杠杠上，它它把机床床工作台台的实际际位移转转变成电电信号反反馈给数数控装置置，供数数控装置置与指令令值比较较产生误误差信号号以控制制机床向向消除该该误差的的方向移移动。此此外，由由测量装装置和数数显环节节构成数数显装置置，可以以在线显显示机床床坐标值值，可以以大大提提高工作作效率和和工件的的加工精精度。常常见测量量装置有有光电编编码器、光光栅尺、旋旋转变压压器等。（7）其其他辅助助装置 转位刀架架是一种种刀具储储存装置置，可以以同时安安装4、66、8、112把刀刀具不等等。主要要用于数数控车床床，是数数控车床床中的一一种专用用的自动动化机械械。它不不但可以以储存刀刀具，而而且在切切削时要要连同刀刀具一起起承受切切削力，在在加工过过程中完完成刀具具交换转转位、定定位夹紧紧等动作作。在卸卸装过程程中要认认真分析析它的转转位定位位和夹紧紧等机构构的工作作原理。 刀库是加加工中心心机床的的关键部部件之下下，在加加工中心心机床中中用来储储存和运运送刀具具，它的的结构形形式很多多主要有有盘式和和链式两两种结构构形式（还还有其它它形式），盘盘式刀库库存储容容量较小小（300把刀以以下），链链式刀库库存储容容量较大大。在加加工过程程中进行行换刀时时控制系系统选定定刀具后后，刀库库必须把把选定的的刀具运运送到特特定的位位置准备备由机械械手取刀刀具或机机床的主主轴直接接取刀。有有的大型型的加工工中心还还装有特特殊刀具具运输装装置，从从刀库上上取出刀刀具送到到换刀位位置。就就机械运运动来讲讲刀库的的结构主主要是由由刀具的的运送和和定位机机构组成成，运送送速度要要快，定定位要准准。此外外，刀具具在刀库库中装卡卡方法不不同刀库库结构也也不相同同，但是是要求各各个刀具具的刀柄柄在刀库库中安装装位置必必须一致致，并且且固定可可靠又要要便于新新旧刀具具交换（取取下和装装上）。 机械手是是加工中中心换刀刀机构的的核心部部件。换换刀时机机械手在在机床主主轴（或或刀架）与与刀库之之间，执执行新旧旧刀具交交换的任任务，在在一个换换刀程序序中要完完成抓刀刀、拔刀刀、交换换（新旧旧刀对调调）装刀刀，复位位等动作作。通常常有三个个自由度度，即抓抓刀与复复位的是是一个自自由度；拔刀与与装刀是是一个自自由度；新旧刀刀具位置置交换是是一个自自由度。换换刀动作作在加工工过程中中是一个个辅助动动作，要要求换刀刀时间尽尽量缩短短，目前前多数机机械换刀刀时间为为5-88秒，少少数可达达0.77秒。要要求机械械手动动动作迅速速平稳可可靠。特特别是在在高速旋旋转中交交换刀具具时，刀刀具不能能从机械械手中甩甩出来，因因此机械械手必须须具有相相应的锁锁紧机构构。机械械手完成成各个动动作是靠靠位置控控制的，一一个动作作结束后后，必须须发出一一个回答答信号给给PLCC，以便便启动下下一个动动作。拆拆装时要要着重分分析它的的锁紧机机械和各各行程开开关的安安装部位位。本章内容容只对数数控装置置，输入入输出设设备，PPLC及及其他一一些辅助助装置常常见故障障进行分分析，对对于伺服服、主轴轴部分在在以后的的部分进进行介绍绍。4.1电电源类故故障电源是电电路板的的能源供供应部分分，电源源不正常常，电路路板的工工作必然然异常。而而且，电电源部分分故障率率较高，修修理时应应足够重重视，在在外观法法检查后后，可先先对电源源部分进进行检查查。电路板的的工作电电源，有有的是由由外部电电源系统统供给；有的由由板上本本身的稳稳压电路路产生，电源检检查包括括输出电电压稳定定性检查查和输出出纹波检检查。输输出纹波波过大，会会引起系系统不稳稳定，用用示波器器交流输输入档可可检查纹纹波幅值值，纹波波大一般般是由集集成稳压压器损坏坏或滤波波电容不不良引起起。运算算放大器器、比较较器，有有些用单单电源供供电，有有些用双双电源供供电，用用双电源源的运放放，要求求正负供供电对称称，其差差值一般般不能大大于0.2V（具具有调零零功能的的运放除除外）数控系统统中对各各电路板板供电的的系统电电源大多多数采用用开关型型稳压电电源。这这类电源源种类繁繁多，故故障率也也较高，但但大部分分都是分分立元件件，用万万用表、示示波器即即可进行行检查，机机修开关关电源时时，最好好在电源源输人端端接一只只1:11的隔离离变压器器，以防防触电。另另外为了了防止在在修理过过程中可可能导致致好的元元件损坏坏，或引引发新的的故障发发生，最最好按图图1.553的的接线方方法，使使输入电电压从OOV开始始逐渐增增大，在在输入和和输出回回路中都都有电流流、电压压检测，一一旦发现现有过压压或过流流现象，即即可失掉掉，不致致造成损损失。关于电源源类常见见的几种种故障现现象，现现总结了了几点见见下表：故障现象故障原因因排除方法系统上电电后系统统没有反反应，电源不能能接通：电源指示灯不亮1外部部电源没没有提供供、电源源电压过过低、缺相或外外部形成成了短路路2电源源的保护护装置跳跳闸或熔熔断形成成了电源开路3PLLC的地地址错误误或者互互锁装置置使电源不能正正常接通通4系统统上电按按钮接触触不良或或脱落5电源源模块不不良、元元气件的的损坏引引起的故故障（熔熔断器熔熔断、浪浪涌吸收收器的短短路等）1.检查查外部电电源2.合上上开关、更更换熔断断器3.更改改PLCC的地址址或接线线4.更换换按钮重重新安装装5.更换换元器件件或更换换电源模模块电源指示示灯亮系统无反应1. 接接通电源源的条件件未满足足2. 系系统黑屏屏3. 系系统文件件被破坏坏，没有有进入系系统1.检查查电源的的接通条条件是否否满足2.见“显示类类故障”排除方方法3修复系系统强电部分分接通后后，马上跳闸1）. 机床设设计时选选择的空空气开关关容量过过小，或或空气开开关的电电流选择择拨码开开关选择择了一个个较小的的电流2）. 机床上上使用了了较大功功率的变变频器或或伺服驱驱动，并并且在变变频器或或伺服驱驱动的电电源进线线前没有有使用隔隔离变压压器或电电感器，变变频器或或伺服驱驱动在上上强电时时电流有有较大的的波动，超超过了空空气开关关的限定定电流，引引起跳闸闸。3）系统统强电电电源接通通条件未未满足1.更换换空气开开关，或或重新选选择使用用电流。2. 在在使用时时须外接接一电抗抗。3.逐步步检查电电源上强强电所需需要的各各种条件件，排除除故障。电源模块块故障1）整流流桥损坏坏引起电电源短路路2）续流流二极管管损坏引引起的短短路3）电源源模块外外部电源源短路4）滤波波电容损损坏引起起的故障障5）供电电电源功功率不足足使电源源模块不不能正常常工作1. 更换2. 更换3. 调整线路路4. 更换5. 增大供电电电源的的功率系统在工工作过程程中，突突然断电电1.切削削力太大大，使机机床过载载引起空空开跳闸闸2.机床床设计时时选择的的空气开开关容量量过小，引起空开跳闸3.机床床出现漏漏电1. 调整切削削参数2. 更换空气气开关3. 检查线路路事例1：故障现象象：一普普通数控控车床，NNC启动动就断电电，且CCRT无无显示故障分析析：初步分析析可能是是某处接接地不良良，经过过对各个个接地点点的检测测处理，故故障未排排除。之之后检查查了一下下CNCC各个板板的电压压，用示示波器测测量发现现数字接接口板上上集成电电路的工工作电压压有较强强的纹波波，经检检查电源源低频滤滤波电容容正常。我我们在电电源两端端并接一一小容量量滤波电电容，启启动机床床正常，本本故障属属于CNNC系统统电源抗抗干扰能能力不强强所致。事例2： 一进口数数控系统统，机床床送电，CCRT无无显示，查查NC 电源+24VV、+115V、-15VV、+55V均无输出出故障分析析：此现象可可以确定定是电源源方面出出了问题题，所以以可以根根据电气气原理图图逐步从从电源的的输入端端进行检检查，当当检查到到保险后后的电噪噪声滤波波器时发发现性能能不良，后后面的整整流、振振荡电路路均正常常，拆开开噪声滤滤波器外外壳发现现里面烧烧焦，更更换噪声声滤波器器后，系系统故障障排除， 注意当当遇到无无法修复复的电源源时，可可采用市市面上出出售的开开关电源源，但是是一定要要保证电电压等级级、容量量一定要要符合要要求的情情况下才才可以使使用。对这种故故障的排排除首先先是使屏屏幕正常常工作。有有时也会会仅仅是是显示部部分的原原因。但但在许多多时候可可能并存存着多种种故障。事例3：一台进口口卧式加加工中心心，开机机时屏幕幕一片黑黑，操作作面板上上的NCC电源开开关已按按下，红红、绿灯灯都亮，查查看电柜柜中开关关和主要要部分无无异常，关关机后重重开，故故障一样样。故障分析析：经查，确确定其电电源部分分无故障障，各处处电压都都正常，仔仔细检查查发现数数控系统统有多处处损坏，在更换换了显示示器，显显示控制制板后屏屏幕出现现了显示示，使机机床能进进入其它它的故障障维修。 事例4：一立式加加工中心心，开机机后屏幕幕无显示示。故障障分析：该加工中中心使用用进口数数控系统统，造成成屏幕无无显示的的原因有有很多，经经对故障障进行了了检查，后确认认系统提提供的外外部电源源是正确确的，但但主板上上的电压压不正常常，时有有时无，可可以确认认是因主主板故障障造成，因因此进行行了更换换，更换换主板后后系统有有显示，由于主板更换后参数需要重新设置，按系统参数设置步骤，对照机床附带的参数表进行了设置调整后机床正常。 屏幕上上无显示示的故障障原因很很多，首首先必须须找出原原因排除除，如还还有其他他故障，根根据机床床的报警警和其他他故障信信息作出出处事例5：一加工中中心，开开机后打打开急停停，系统统在复位位的过程程中，伺伺服强电电上去后后系统总总空开马马上跳闸闸故障分分析：该加工中中心使用用国产数数控系统统，经对对故障进进行了检检查分析析，首先先怀疑是是否是空空开电流流选择过过小，经经过计算算分析后后确认所所选择的的空开有有点偏小小，但基基本符合合机床要要求，然然后用示示波器观观察机床床上电时时的电流流的变化化波形，发发现伺服服强电在在上电时时电流冲冲击比较较大，也也就是电电流波形形变化较较大，进进一步分分析发现现由于所所选伺服服功率较较大，且且伺服内内部未加加阻抗等等装置，在在使用时时须外接接一电抗抗与制动动电阻，电电气人员员在设计计时加了了制动电电阻，为为了节省省成本没没有使用用阻抗。按按照要求求加上阻阻抗后，系系统上电电恢复正正常。4.2系系统显示示类故障障数控系统统不能正正常显示示的原因因很多，当当系统的的软件出出错，在在多数情情况下回回导致系系统显示示的混乱乱、不正正常或无无法显示示，当电电源出现现故障、系系统主板板出现故故障是都都有可能能导致系系统的不不正常显显示。显显示系统统本身的的故障是是造成系系统显示示不正常常的主要要原因，因因此，系系统在不不能正常常显示的的时候，首首先要分分清造成成系统不不能正常常显示的的主要原原因，不不能简单单的认为为系统不不能正常常显示就就是显示示系统的的故障，数控系统统显示的的 不正正常，可可以分为为完全无无显示和和显示不不正常两两种情况况。当系系统电源源、系统统的其他他部分工工作正常常时，系系统无显显示的原原因，在在大多数数的情况况下是由由于硬件件原因引引起，而而显示混混乱或显显示不正正常，一一般来说说是由于于系统软软件引起起的。当当然，系系统不同同，引起起的原因因也不同同，要根根据实际际情况进进行分析析研究。关于电系系统显示示类常见见的几种种故障现现象，现现总结了了下面几几点：故障现象象故障原因因排除方法法运行或操操作中出出现死机机或重新新启动1）参数数设置错错误或参参数设置置不当所所引起2).同同时运行行了系统统以外的的其他内内存驻留留程序正正从软盘盘或网络络调用较较大的程程序或者者从已损损坏的软软盘上调调用程序序，都有有可能造造成系统统的死机机。这时时应该中中断零件件程序的的调用。3).系系统文件件受到破破坏或者者感染了了病毒4）电源源功率不不够5）系统统元器件件受到损损害：1.正确确设置参参数2.停止止部分正正在运行行或调用用的程序序3.用杀杀毒软件件检查软软件系统统清除病病毒或者者重新安安装系统统软件进进行修复复4.确认认电源的的负载能能力是否否符合系系统要求求统上电后后画屏或或乱码：1）系统统文件被被破坏2）系统统内存不不足3）外部部干扰1.修复复系统文文件或重重装系统统2.对系系统进行行整理，删删除一些些不必要要的垃圾圾3.增加加一些防防干扰的的措施系统上电电后，NNC电源源指示灯灯亮但是是屏幕无无显示或或黑屏1）显示示模块损损坏，2）显示示模块电电源不良良或没有有接通3）显示示屏由于于电压过过高被烧烧坏4）系统统显示屏屏亮度调调节调节节过暗1.更换换显示模模块2.对电电源进行行修复3.更换换显示屏屏4.对亮亮度进行行重新调调整主轴有转转速但CCRT速速度无显显示1） 主轴编码码器损坏坏2） 主轴编码码器电缆缆脱落或或断线3） 系统参数数设置不不对，编编码器反反馈的接接口不对对或者没没有选择择主轴控控制的有有关功能能1.更换换主轴编编码器2.重新新焊接电电缆3.正确确设置系系统参数数主轴实际际转速与与所发指指令不符符1）主轴轴编码器器每转脉脉冲数设设置错误误确认主轴轴编码器器每转脉脉冲数是是否设置置正确。2）PLLC程序序错误。检查PLLC程序序中主轴轴速度和和D/AA输出部部分的程程序；3）速度度控制信信号电缆缆连接错错误1.正确确设置主主轴编码码器的每每转脉冲冲数2.改写写PLCC的程序序，重新新调试3.重重新焊接接电缆系统上电电后，屏屏幕显示示高亮但但没有内内容1） 系统显示示屏亮度度调节调调节过亮亮2） 系统文件件被破坏坏或者感感染了病病毒3） 显示控制制板出现现故障1.对对亮度进进行重新新调整2.用杀杀毒软件件检查软软件系统统清除病病毒或者者重新安安装系统统软件进进行修复复3.更换换显示控控制板系统上电电后，屏屏幕显示示暗淡但但是可以以正常操操作，系系统运行行正常1）系统统显示屏屏亮度调调节调节节过暗2）显示示器或显显示器的的灯管损损坏3）显示示控制板板出现故故障1.对对亮度进进行重新新调整2.更换换显示器器或显示示器的灯灯管3.更换换显示控控制板主轴转动动时显示示屏上没没有主轴轴转速显显示或转转进给是是主轴转转动但进进给轴不不动1.主轴轴位置编编码器与与主轴连连接的齿齿形皮带带断裂2.主轴轴位置编编码器连连接电缆缆断线3.主轴轴位置编编码器的的连接插插头接触触不良4.主轴轴位置编编码器损损坏1.更换换皮带2.找出出断线点点，重新新焊接或或更换电电缆3.重新新将连接接插头插插紧4.更换换损坏的的主轴位位置编码码器事例1：故障现象象：一数数控系统统，工作作后系统统经常死死机，停停电后经经常丢失失机床参参数和程程序。故障分析析：经分析和和诊断，出出现该故故障的原原因一般般有如下下几点：电池不不良；系系统存储储器出错错；软件件本身不不稳定。 根据如如上分析析，逐条条进行检检查：首首先用万万用表直直接测量量系统断断电存储储用电池池，发现现电池没没有问题题；测量量主板上上的电池池电压，发发现时有有时午，进进一步检检查发现现当用手手按着主主板一侧侧测量时时电压正正确，松松开手是是电压不不正确，因因此初步步诊断为为接触不不良所知知；拆下下该主板板，仔细细检查发发现该主主板已经经弯曲变变形，校校正后重重新试验验，故障障排除。事例2：一台数控控车床配配FANNUC00-TDD系统，在在调试中中时常出出现CRRT闪烁烁、发亮亮，没有有字符出出现的现现象，故障分析析：我们发现现造成的的原因主主要有：CRRT亮度度与灰度度旋钮在在运输过过程中出出现震动动。系系统在出出厂时没没有经过过初始化化调整。系统的主板和存储板有质量问题。解决办法可按如下步骤进行：首先，调整CRT的亮度和灰度旋钮，如果没有反应，请将系统进行初始化一次，同时按RST键和DEL键，进行系统启动，如果CRT仍没有正常显示，则需要更换系统的主板或存储板。事例3：一台日本本H5000/550卧式式加工中中心，开开机时屏屏幕一片片黑，操操作面板板上的NNC电源源开关已已按下，红红、绿灯灯都亮，查查看电柜柜中开关关和主要要部分无无异常，关关机后重重开，故故障一样样。故障分析析：经查，故故障是由由多处损损坏造成成的，在在更换了了显示器器，显示示控制板板后屏幕幕出现了了显示，使使机床能能进入其其它的故故障维修修。事例4：XHK7716立立式加工工中心，在在安装调调试时，CCRT显显示器突突然出现现无显示示故障，而而机床还还可继续续运转。停停机后再再开，又又一切正正常。在在设备运运转过程程中经常常出现这这种故障障。采用用直观法法进行检检查，发发现每当当车间上上方的门门式起重重机经过过时，往往往就会会出现优优故障，由由此初步步判断是是元件连连接不良良。检查查显示板板，用手手触动板板上元件件，当触触动某一一集成块块管脚时时，CRRT上显显示就会会消失。经经观察发发现该脚脚没有完完全插人人插座中中。另外外，发现现此集成成块旁边边的晶振振有一个个引脚没没有焊锡锡。将这这两种原原因排除除后，故故障消除除4.3 CNNC单元元故障系统软件件故障分分析与维维修典型CNNC软件件装置的的结构：CNC系系统软件件有管理理软件和和控制软软件组成成。管理理软件包包括输入入、I/O处理理、显示示、诊断断等。控控制软件件包括译译码、刀刀具补偿偿、速度度处理、插插补计算算、位置置控制等等。数控控系统的的软件结结构和数数控系统统的硬件件结构两两者相互互配合，共共同完成成数控系系统的具具体功能能。早期期的CNNC装置置，数控控功能全全部由硬硬件实现现，而现现在的数数控功能能则由软软件和硬硬件共同同完成。目前数控控系统的的软件一一般有两两种结构构：前后后台结构构和中断断型结构构：所谓谓前后台台型是指指在一个个定时采采样周期期中，前前台任务务开销一一部分时时间，后后台任务务开销剩剩余部分分的时间间，共同同完成数数控加工工任务。前前台任务务一般设设计成中中断服务务程序，以西门子子系统为为例说明明系统软软件的配配置。总总的来说说系统软软件包括括三部分分：数控系系统的生生产厂家家研制的的启动芯芯片、基基本系统统程序、加加工循环环、测量量循环等等。由机床床厂家编编制的针针对具体体机床所所用的NNC机床床数据、PLC机床程序、PLC机床数据PLC报警文本。R参数等组成。等组成。由机床床用户编编制的加加工主程程序、加加工子程程序、刀刀具补偿偿参数、零零点偏置置分类名称传输识别符说明制造者820/810850/880启动芯片存储或固化到EPROM中系统生产厂 基本系统软件加工循环 测量循环NC机床数据 %TEA1 TEA1存储或固化到EPROM或 RAM中 机床生产厂 PLC机床数据 %TEA2 TEA2PLC用户程序 %PCP PLC报警文本 %PCA 系统设定数据 %SEA SEA加工主程序 %MPF MPF 存储在RAM中 机床用户加工子程序 %SPF SPF 刀具补偿参数 %TOA TOA零点偏置参数 %ZOA ZOA R参数 %RPA RPA软件故障障发生的的原因：软件故障障一般由由软件中中文件的的变化或或丢失而而形成的的。机床床软件一一般存储储与RAAM中软软件故障障可能形形成的原原因如下下：1. 误误操作引引起：在调试用用户程序序或者修修改参数数时，操操作者删删除或更更改了软软件内容容，从而而造成了了软件故故障2. 供供电电池池电压不不足：为RAMM 供电电的电池池或电池池电路短短路或断断路、接接触不良良等都会会造成RRAM得得不到维维持电压压，从而而使系统统丢失软软件及参参数。3. 干干扰信号号引起：有时电源源的波动动或干扰扰脉冲会会串入数数控系统统总线，引引起时序序错误或或数控装装置停止止运行。4. 软软件死循循环：运行比较较复杂程程序或进进行大量量计算时时，有时时会造成成系统死死循环引引起系统统中断，造造成软件件故障。5. 系系统内存存不足或或软件的的溢出引引起：在系统进进行大量量计算时时，或者者是误操操作，引引起系统统的内存存不足，从从而引起起系统的的死机。6. 软软件的溢溢出引起起：调试程序序时，调调试者修修改参数数不合理理，或进进行了大大量错误误的操作作，引起起了软件件的溢出出。故障现象象故障原因因排除方法法不能进入入系统，运运行系统统时，系系统界面面无显示示1.可能能是系统统文件被被病毒破破坏或丢丢失，可可能是计计算机被被病毒破破坏，也也可能是是系统软软件中有文件损损坏了或或丢失了了。2.电子子盘或硬硬盘物理理损坏3.系统统CMOOS设置置不对1.重新新安装数数控系统统，将计计算机的的CMOOS设为为A盘启启动；插插入干净净的软盘盘启动系系统后，重重新安装装数控系系统。2.电子子盘或硬硬盘在频频繁的读读写中有有可能损损坏，这这时应该该修复或或更换电电子盘或或硬盘；3.更改改计算机机的CMMOS运行或操操作中出出现死机机或重新新启动1.参数数设置不不当；2.同时时运行了了系统以以外的其其他内存存驻留程程序；3.正从从软盘或或网络调调用较大大的程序序；4.从已已损坏的的软盘上上调用程程序；5. 系系统文件件被破坏坏。（系统在在通讯时时或用磁磁盘进行行考贝文文件时，有有可能感感染病毒毒，用杀杀毒软件件检查软软件系统统清除病病毒或者者重新安安装系统统软件进进行修复复）1.正确确设置系系统参数数2.3.4.停停止正在在运行或或调用的的程序5.用杀杀毒软件件检查软软件系统统清除病病毒或者者重新安安装系统统软件进进行修复复系统出现现乱码：1.参数数设置不不合理2.系统统内存不不足或操操作不当当1.正确确设置系系统参数数2.对系系统文件件进行整整理，删删除系统统产生的的垃圾操作键盘盘不能输输入或部部分不能能输入1.控制制键盘芯芯片出现现问题2.系统统文件被被破坏，3.主板板电路或或连接电电缆出现现问题4.CPPU出现现故障，1.更换换控制芯芯片2.重新新安装数数控系统统3.修复复或更换换4.更换换CPUUI/O单单元出现现故障，输入输出开关量工作不正常1.I/O控制制板电源源没有接接通或电电压不稳稳2.电流流电磁阀阀、抱闸闸连接续续流二极极管损坏坏各个直流流电磁阀阀、抱闸闸一定要要连接续续流二极极管，否否则，在在电磁阀阀断开时时，因电电流冲击击使得DDC244V电源源输出品品质下降降，而造造成数控控装置或或伺服驱驱动器随随机故障障报警。1.检查查线路，改改善电源源2.更换换续流二二极管数据输入入输出接接口（RRS-2232）不不能够正正常工作作1.系统统的外部部输入输输出设备备的设定定错误或或硬件出出现了故故障在进行通通讯时，操操作者首首先确认认外部的的通讯设设备是否否完好，电电源是否否正常，2.参数数设置的的错误通讯时需需要将外外部设备备的参数数与数控控系统的的参数相相匹配，如如波特率率、停止止位必须须设成一一致才能能够正常常通讯。外外部通讯讯端口必必须于硬硬件相对对应。3.通讯讯电缆出出现问题题不同的数数控系统统，通讯讯电缆的的管角定定义可能能不一致致，如果果管角焊焊接错误误或者是是虚焊等等，通讯讯将不能能正常完完成。另另外通讯讯电缆不不能够过过长，以以免引起起信号的的衰减引引起故障障。1.对设设备重新新设定，对对损坏的的硬件进进行更换换2.按照照系统的的要求正正确的设设置参数数3.对通通讯电缆缆进行重重新焊接接或更换换系统网络络连接不不正常1.系统统参数设设置或文文件配置置不正确确2.通讯讯电缆出出现问题题通讯电缆缆不能够够过长，以以免引起起信号的的衰减引引起故障障。3.硬件件故障 通讯网网口出现现故障或或网卡出出现故障障，可以以用置换换法判断断出现问问题的部部位1.按照照系统的的要求正正确的设设置参数数2. 对对通讯电电缆进行行重新焊焊接或更更换3.对损损坏的硬硬件进行行更换4.4 急停报报警类故故障数控装置置操作面面板和手手持单元元上，均均设有急急停按钮钮，用于于当数控控系统或或数控机机床出现现紧急情情况，需需要使数数控机床床立即停停止运动动或切断断动力装装置（如如伺服驱驱动器等等）的主主电源；当数控控系统出出现自动动报警信信息后，须须按下急急停按钮钮。待查查看报警警信息并并排除故故障后，再再松开急急停按钮钮，使系系统复位位并恢复复正常。该该急停按按钮及相相关电路路所控制制的中间间继电器器（KAA）的一一个常开开触点应应该接入入数控装装置的开开关量输输入接口口，以便便为系统统提供复复位信号号。1.机床床一直处处与急停停状态，不不能复位位系统急停停不能复复位是一一个常见见的故障障现象，引引起此故故障的原原因也较较多，总总的说来，引引起此故故障的原原因大致致可以分分为如下下几种原原因：1）.电电气方面面的原因因，下图图为一普普通数控控机床的的整个电电气回路路的接线线图，从从图上可以清晰晰的看出出可以引引起急停停回路不不闭和的的原因有有：（1）急急停回路路断路（2）限限位开关关损坏（3）急急停按钮钮损坏 如如果机床床一直处处于急停停状态，首首先检查查急停回回路中KKA继电电器是否否吸合，继继电器如如果吸合合而系统统仍然处处于急停停状态，可可以判断断出故障障不是出出自电气气回路方方面，这这时可以以从别的的原因查查找，如如果继电电器没有有吸合，可可以判断断出故障障是因为为急停回回路断路路引起，这这时可以以利用万万用表对对整个急急停回路路逐步进进行检查查，检查查急停按按钮的常常闭触点点，并确确认急停停按钮或或者行程程开关是是否损坏坏。急停停按钮是是急停回回路中的的一部分分，急停停按钮的的损坏，可可以造成成整个急急停回路路的断路路，检查查超程限限位开关关的常闭闭触点，若若未装手手持单元元或手持持单元上上无急停停按钮，XXS8接接口中的的4、117脚应应短接，逐逐步测量量，最终终确认故故障的出出处。2）系统统参数设设置错误误，使系系统信号号不能正正常输入入输出或或复位条条件不能能满足引引起的急停停故障；PLC软软件未向向系统发发送复位位信息。检检查KAA中间继继电器；检查PPLC程程序。3）松开开急停按按钮，PPLC中中规定的的系统复复位所需需要完成成的信息息未满足足要求。如如伺服动力电电源准备备好、主主轴驱动动准备好好等信息息。若使用伺伺服，伺伺服动力力电源是是否未准准备好：检查电电源模块块；检查查电源模模块接线线；检查查伺服动动力电源源空气开开关。4）PLLC程序序编写错错误。检查逻辑辑电路；另外：急急停回路路是为了了保证机机床的安安全运行行而设计计的，所所以整个个系统的的各个部部分出现现故障均均有可能能引起急急停，其其常见故故障现象象如下表表：故障现象象故障原因因排除方法法机床一直直处与急急停状态态，不能能复位1.电气气方面的的原因， 2. 系系统参数数设置错错误，使使系统信信号不能正正常输入入输出或或复位条条件不能满足足引起的的急停故故障；PPLC软软件未向系系统发送送复位信信息。检检查KAA中间继电电器；检检查PLLC程序序。3.PLLC中规规定的系系统复位位所需要要完成的的条件未满满足要求求。如伺伺服动力力电源准准备好、主主轴驱动动准备好好等信息息未到达达。4. PPLC程程序编写写错误。5.防护护门没有有关紧。1.检查查急停回回路，排排除线路路方面的的原因2.按照照系统的的要求正正确的设设置参数数3.根据据电气原原理图，再再根据系系统的检检测功能能，判断断什么条条件未满满足，并并进行排排除4.重新新调试PPLC5.关紧紧防护门门数控系统统在自动动运行的的过程中中，报跟跟踪误差差过大引引起的急急停故障障1.负载载过大，如如负载过过大，或或者夹具具夹偏造造成的摩摩擦力或或阻力过过大，从从而造成成加在伺伺服电动动机的扭扭矩过大大，使电电动机造造成了丢丢步形成成了跟踪踪误差过过大。2.编码码器的反反馈出现现问题，如：编码码器的电电缆出现现了松动动， 3.伺服服驱动器器报警或或损坏，4.进给给伺服驱驱动系统统强电电电压不稳稳或者是是电源缺缺相引起起5.打开开急停系系统在复复位的过过程中，带带抱闸的的电机由由于打开开抱闸时时间过早早，引起起电机的的实际位位置发生生了变动动，产生生了跟踪踪误差过过大的报报警1.减小小负载，改改变切削削条件或或装夹条条件2.检查查编码器器的接线线是否正正确，接接口是否否松动或或者用示示波器检检查编码码其所反反馈回来来的脉冲冲是否正正常，3.对伺伺服驱动动器进行行更换或维修4.改善善供电电电压5.适当当延长抱抱闸电机机打开抱抱闸的时时间，当当伺服电电机完全全准备好好以后再再打开抱抱闸时伺服单元元报警引引起的急急停伺服单元元如果报报警或者者出现故故障，PPLC检检测到后后可以使使整个系系统处在在急停状状态，如如：（过过载、过过流、欠欠压、反反馈断线线等） 如果是因因为伺服服驱动器器报警而而出现的的急停，有有些系统统可以通通过急停停对整个个系统进进行复位位，包括括伺服驱驱动器，可可以消除除一般的的报警。找出引起起伺服驱驱动器报报警的原原因，将将伺服部部分的故故障排除除，令系系统重新新复位主轴单元元报警引引起的急急停1.主轴轴空开跳跳闸2.负载载过大3.主轴轴过压、过过流或干干扰4.主轴轴单元报报警或主主轴驱动动器出错错，1.减小小负载或或增大空空开的限限定电流流2.改变变切削参参数减小小负载3、4.清除主主轴单元元或驱动动器的报报警事例1：一车削机机床在工工作时突突然停机机。系统统显示急急停状态态，并显显示主轴轴温度报报警。故障分析析：经过实际际测量检检查，发发现主轴轴温度并并没有超超出允许许的范围围之内，故故判断故故障出现在温温度仪表表上，调调整外围围线路后后报警消消失。随随即更换换新仪表表后恢复复正常。事例2：一台加工工中心，在调试试中C轴轴精度有有很大偏偏差，机机械精度度经过检检查没有有发现问问题。故障分析析：经过技术术人员的的调试发发现直线线轴与旋旋转轴的的伺服参参数的计计算有很很大区别别，经过过重新计计算伺服服参数后后，C轴轴回参考考点，运运行精度度一切正正常。对对于数控控机床的的调试和和维修，重重要的是是吃透控控制系统统的PLLC梯形形图和系系统参数数的设置置，出现现问题后后，应首首先判断断是强电电问题还还是系统统问题，是是系统参参数问题题还是PPLC梯梯形图问问题，要要善于利利用系统统自身的的报警信信息和诊诊断画面面，一般般只要遵遵从以上上原则，小小心谨慎慎，一般般的数控控故障都都可以及及时排除除事例3：一台立式式加工中中心采用用国外进进口控制制系统。机机床在自自动方式式下执行行到X轴轴快速移移动时就就出现伺伺服单元元报警。此此报警是是速度控控制OFFF和XX轴伺服服驱动异异常。故障分析析：由于此故故障出现现后能通通过重新新启动消消除，但但每执行行到X轴轴快速移移动时就就报警。经经查该伺伺服电机机电源线线插头因因电弧爬爬行而引引起相间间短路，经经修整后后此故障障排除。事例4 一数控龙龙门铣床床，采用用TOSSNUCC6000M数控控系统和和DSRR一833型直流流主轴调调速单元元。故障分析析： PC44-000号报警警为主轴轴单元故故障。当当主轴调调速单元元出故障障后，将将故障信信号送至至PLCC，再由由PLCC将此信信息送至至NC装装置，从从而在CCRT上上显示相相应的报报警号。在在PLCC到NCC的信号号中，地地址为EE3F66输出口口发送主主轴故障障信号，只只要通过过PLCC梯型图图监控画画面，可可方便地地查出该该信号的的产生原原因。调调用如图图1.33-2所所示的有有关部分分梯型图图，当发发生故障障时有关关触点和和继电器器的监控控状态为为：511X、 X0885， T0110、 E3FF6等吸吸合， R0110断开开。从中中不难分分析出是是由于主主轴调速速单元送送来的551X主主电机过过热信号号触点闭闭合，导导致X0085、 T0110吸合合，R0010断断电，其其常闭触触点闭合合，使EE3F66输出继继电器通通电，从从而产主主了PCC4-000号报报警。主主电机的的过热原原因往往往是由于于机床主主轴铣头头切削深深度过大大或切削削速度过过快，导导致主电电机工作作电流超超过限定定值。但但是检查查主轴铣铣头切削削正常，电电机工作作电流也也未超过过。手摸摸电机外外壳，温温升异常常。从而而判断可可能是主主电机强强迫风冷冷不良所所造成，检检查风冷冷电机及及风道，凤凤道内积积满尘埃埃。 故障排排除：打打开风道道盖，清清除内部部尘埃后后故障消消除。 我国早早期应用用的数控控系统，尚尚未采用用PLCC装置，而而多数采采用PLLC，即即继电器器逻辑控控制。这这类系统统使用大大量的小小型继电电器，可可靠性较较差。它它们的运运行自诊诊断只能能检查数数控装置置的输入入、输出出接口状状态。如如下实例例中，通通过输入入口的自自诊断来来排除故故障。事例5：配西门子子8200数控系系统的加加工中心心，产生生70335号报报警，查查阅报警警信息为为工作台分度度盘不回回落。故障分析析：针对故障障的信息息，调出出PLCCI/OO状态与与拷贝清清单对照照。SQQ28检检测分度度盘旋转转到位，对对应PLLC II/100.6,SQ226检测测分度盘盘旋转到到位，对对应PLLC II/100.0,工作台台分度盘盘回落由由PLCC/O Q4.7通过过KA332驱动动电磁阀阀YV006动作作来完成成（在PPLC状状态中观观察到II10.0 QQ4.77均为0，KA332 YYV066均不动动作）手手动YVV06再再观察工工作台分分度盘是是否回落落，以确确定故障障部位。例：配备备SINN8200系统的的加工中中心，产产生“工作台台分度盘盘不回落落”报警。在该数控控系统中中7字头的的报警为为操作信信息或机机床厂家家设定的的报警，指指示CNNC系统统外的机机床侧状状态不正正常。处处理方法法是，针针对故障障信息，调调出PLLC输入入输出状状态与拷拷贝清单单对照。工工作台分分度盘的的回落是是由工作作台下面面的接近近开关SSQ255、SQ228来检检测的，其其中SQQ28检检测工作作台分度度盘旋转转到位，对对应PLLC输入入接口II10.6，SQ225检测测工作台台分度盘盘回落到到位，对对应PLLC输入入点I110.00。工作作台的回回落是由由输出接接口Q44.7通通过继电电器KAA32驱驱动电磁磁阀YVV06动动作来完完成。从从PLCC STTATUUS中观观察，II10.6为“1”，表表明工作作台分度度盘旋转转到位，I10.0为“0”表明工作台分度盘未落下。再观察Q4.7为“0”，KA32继电器不得电，YV06电磁阀不动作，因而工作台分度盘不回落产生报警。处理方法：手动YV06电磁阀，观察工作台分度盘是否回落，如果能够回落，再次自动执行该动作，通过PLC程序，检查是什么条件没满足事例6：配备SIIN8220系统统的加工工中心，产产生“工作台台分度盘盘不回落落”报警。故障分析析：在该数控控系统“工作台台分度盘盘不回落落”报警为操操作信息息或机床床厂家设设定的报报警，指指示CNNC系统统外的机机床侧状状态不正正常。处处理方法法是，针针对故障障信息，调调出PLLC输入入输出状状态与拷拷贝清单单对照。工工作台分分度盘的的回落是是由工作作台下面面的接近近开关SSQ255、SQ228来检检测的，其其中SQQ28检检测工作作台分度度盘旋转转到位，对对应PLLC输入入接口II10.6，SQ225检测测工作台台分度盘盘回落到到位，对对应PLLC输入入点I110.00。工作作台的回回落是由由输出接接口Q44.7通通过继电电器KAA32驱驱动电磁磁阀YVV06动动作来完完成。从从PLCC STTATUUS中观观察，II10.6为“1”，表表明工作作台分度度盘旋转转到位，I10.0为“0”表明工作台分度盘未