数控系统故障分析及其维修

数控系统故障分析与维修 目目前前数数控控系系统统种种类类繁繁多多，形形式式各各异异，组组成成结构上都有各自的特点。结构上都有各自的特点。这些结构特点来源于系统初始设计的基本要求和工程设计的思路。这些结构特点来源于系统初始设计的基本要求和工程设计的思路。对对于于不不同同的的生生产产厂厂家家来来说说，在在设设计计思思想想上上也可能各有千秋。也可能各有千秋。有有的的系系统统采采用用小小板板结结构构，便便于于板板子子更更换换和和灵灵活活结结合合，而而有有的的系系统统则则趋趋向向大大板板结结构构，使使之之有有利利于于系系统统工工作作的的可可靠靠性性，促促使使系系统统的的平平均均无无故障率不断提高。故障率不断提高。无无论论哪哪种种系系统统，它它们们的的基基本本原原理理和和构构成成是是十分相似的。十分相似的。数数控控系系统统是是由由硬硬件件控控制制系系统统和和软软件件控控制制系系统统两两大大部分组成：部分组成：硬件控制系统硬件控制系统 是是以以微微处处理理器器为为核核心心，采采用用大大规规模模集集成成电电路路芯芯片片、可可编编程程控控制制器器、伺伺服服驱驱动动单单元元、伺伺服服电电机机、各各种种输输入入输输出出设设备备（包包括括显显示示器器、控控制制面面板板、输入输出接口等）等可见部件组成输入输出接口等）等可见部件组成。软件控制系统软件控制系统 即即数数控控软软件件，包包括括数数据据输输入入输输出出、插插补补控控制制、刀刀具具补补偿偿控控制制、加加减减速速控控制制、位位置置控控制制、伺伺服服控控制制、键键盘盘控控制制、显显示示控控制制、接接口口控控制制等等控控制制软件及各种参数、报警文本等组成。软件及各种参数、报警文本等组成。数数控控系系统统出出现现故故障障后后，就就要要分分别别对对软软硬硬件件进进行行分分析、判断，定位故障并维修。析、判断，定位故障并维修。作作为为一一个个好好的的数数控控设设备备维维修修人人员员，就就必必须须具具备备电电子子线线路路、元元器器件件、计计算机软硬件、接口技术、测量技术等方面的知识。算机软硬件、接口技术、测量技术等方面的知识。常用数控系统简介常用数控系统简介（一）（一）FANUC数控系统简介数控系统简介FANUC公司创建于公司创建于1956年，年，1959年首先推出年首先推出电液步进电机。电液步进电机。70年代，一方面从年代，一方面从Gettes公司引进公司引进直流伺服电机制造技术，一方面与西门子合作，直流伺服电机制造技术，一方面与西门子合作，学习其先进的硬件技术，学习其先进的硬件技术，1976年成功开发出年成功开发出5系统，系统，后与西门子联合开发出后与西门子联合开发出7系统。从这时，系统。从这时，FANUC成成为世界上最大的专业数控生产厂家。为世界上最大的专业数控生产厂家。FANUC公司目前生产的公司目前生产的CNC装置有：装置有：F0、F10F11F12、F15、F16、F18。F00F100110 120150系列是在系列是在F010111215的的基础上加了基础上加了MMC功能，即功能，即CNC、PMC、MMC三三位一体的位一体的CNC。产品特点：产品特点：结构上长期采用大板结构，但在新的产品中已结构上长期采用大板结构，但在新的产品中已采用模块化结构采用模块化结构采用专用采用专用LSI，以提高集成度、可靠性，减少，以提高集成度、可靠性，减少体积和降低成本体积和降低成本产品应用范围广。每一产品应用范围广。每一CNC装置上可配多种控装置上可配多种控制软件，适用于多种机床制软件，适用于多种机床不断采用新工艺、新技术。如表面安装技术不断采用新工艺、新技术。如表面安装技术SMT、多层印刷电路板、光导纤维电缆等、多层印刷电路板、光导纤维电缆等CNC装置体积减少，采用面板装配式，内装式装置体积减少，采用面板装配式，内装式PMC（可编程机床控制器）（可编程机床控制器）FANUC6系统（系统（1979年）年）FS6是是FANUC早期代表性产品之一早期代表性产品之一。在在70年代年代末与末与80年代初期的数控机床得到了广泛应用年代初期的数控机床得到了广泛应用。FS6与西门子与西门子6系统结构基本相同（合作产品），系统结构基本相同（合作产品），除伺服电动机、除伺服电动机、PLC采用西门子公司产品外，其采用西门子公司产品外，其余部分完全相同余部分完全相同硬件采用大板结构，上面插有电源模块、存储器硬件采用大板结构，上面插有电源模块、存储器板等小板，板等小板，CPU采用采用8086，该，该CNC系列为多微处系列为多微处理器控制系统，其主理器控制系统，其主CPU、PMC及图形显示的及图形显示的CPU均为均为8086伺服驱动系统采用伺服驱动系统采用FANUC直流驱动系统，通过直流驱动系统，通过脉冲编码器进行位置检测，构成半闭环位置控制脉冲编码器进行位置检测，构成半闭环位置控制系统系统系统一般带有独立安装的电气柜，电气柜内安装了系系统一般带有独立安装的电气柜，电气柜内安装了系统的主要部件（如统的主要部件（如CNC装置、伺服驱动、输入单元、装置、伺服驱动、输入单元、电源单元）电源单元）主轴驱动系统采用主轴驱动系统采用FANUC交流主轴驱动装置，该单元交流主轴驱动装置，该单元为分开安装式，一般安装在强电柜内为分开安装式，一般安装在强电柜内系统软件为固定式专用软件系统软件为固定式专用软件 我国我国80年代进口的数控机床，均大量配套采用年代进口的数控机床，均大量配套采用FS6系统，直到目前仍然有较多配套系统，直到目前仍然有较多配套FS6的机床在使用中，的机床在使用中，这些设备大多进入故障多发期，因此，它是数控机床维这些设备大多进入故障多发期，因此，它是数控机床维修中的常见系统之一。修中的常见系统之一。F3 简化版（经济型）简化版（经济型）另注：另注：Fs6F9 强化版强化版 （1980年）年）F11系列（系列（1984年）年）F11系列是系列是FANUC公司公司20世纪世纪80年代初期开年代初期开发并得到广泛应用的发并得到广泛应用的FANUC代表性产品之一代表性产品之一，在在80年代进口的高档数控机床上广为采用年代进口的高档数控机床上广为采用，因此，因此，它亦是维修中的常见系统之一。同系列的产品它亦是维修中的常见系统之一。同系列的产品有有F101112三种基本规格，其基本结构相似，三种基本规格，其基本结构相似，性能与使用场合有所区别。性能与使用场合有所区别。F11的硬件仍然采用大板结构（主板）的硬件仍然采用大板结构（主板），主主CPU为为68000，它也是一种多微处理器控制系统，它也是一种多微处理器控制系统硬件尽量采用专用大规模集成电路及厚膜电路硬件尽量采用专用大规模集成电路及厚膜电路（22块），元件减少块），元件减少30CNC系统和操作面板、系统和操作面板、I/O单元之间采用光缆单元之间采用光缆连接，减少了信号线，抗干扰能力提高连接，减少了信号线，抗干扰能力提高F11系统既可以带独立安装的电柜，也可进行系统既可以带独立安装的电柜，也可进行分离式安装分离式安装伺服驱动与主轴驱动一般采用伺服驱动与主轴驱动一般采用FANUC模拟式模拟式交流伺服驱动系统交流伺服驱动系统系统软件可固定式专用软件，最大可以控制系统软件可固定式专用软件，最大可以控制5轴，并实现全部控制轴的联动轴，并实现全部控制轴的联动F0F0系统（系统（19851985年）年）F0系列是系列是FANUC公司公司20世纪世纪80年代中后期开发年代中后期开发的产品，是的产品，是FANUC代表性产品之一。是中国市场上代表性产品之一。是中国市场上销售量最大的一种系统（销售量最大的一种系统（F0C系列，系列，F0D系列），产系列），产品目标是体积小、价格低，其中品目标是体积小、价格低，其中F0MC/TC是其代是其代表性产品，表性产品，F0MD和和F0TD为为F0MA和和F0TA的简化版（经济型）。的简化版（经济型）。硬件结构采用了传统的结构方式，即在主板上插硬件结构采用了传统的结构方式，即在主板上插有存储器板、有存储器板、I/O板、轴控制模块以及电源单元。板、轴控制模块以及电源单元。其主板较其他系列主板要小得多，因此，在结构其主板较其他系列主板要小得多，因此，在结构上显得较紧凑，体积小上显得较紧凑，体积小F0系列为多微处理器系列为多微处理器CNC系统，系统，F0A系列主系列主CPU为为80186，F0B系列的主系列的主CPU为为80286，F0C系列的主系列的主CPU为为80386.内置可编程控制器内置可编程控制器（PLC）的）的CPU为为8086F0可以配套使用可以配套使用FANUC S系列、系列、系列、系列、C系系列、列、系列等数字式交流伺服驱动系统，无漂系列等数字式交流伺服驱动系统，无漂移影响，可以实现高速、高精控制移影响，可以实现高速、高精控制采用了高性能的固定软件与菜单操作的软功能采用了高性能的固定软件与菜单操作的软功能面板，可以进行简单的人机对话式编程面板，可以进行简单的人机对话式编程具有多种自诊断功能，以便于维修具有多种自诊断功能，以便于维修F0i系统采用总线技术，增加了网络功能，并系统采用总线技术，增加了网络功能，并采用了采用了“闪存闪存”（FLASH ROM）。系统可以）。系统可以通过通过Remote buffer接口与接口与PC相连，由相连，由PC机控机控制加工，实现信息传递，系统间也可以通过制加工，实现信息传递，系统间也可以通过I/O Link总线进行相连总线进行相连F0 Mate是是F0系列的派生产品，与系列的派生产品，与F0相比是结相比是结构更为紧凑的经济型构更为紧凑的经济型CNC装置装置FANUC151618系统系统 F15161816i18i系列系统有系列系统有F151618、F15i16i18i及及FS150160180、F160i180i等型号，该系列系统是专等型号，该系列系统是专门为工厂自动化设计的数控系统，是目前国际门为工厂自动化设计的数控系统，是目前国际上工艺与性能最先进的数控系统之一，在美国、上工艺与性能最先进的数控系统之一，在美国、日本、欧洲的制造业中已普遍使用。日本、欧洲的制造业中已普遍使用。系统的硬件与微电子技术发展同步，采用了超系统的硬件与微电子技术发展同步，采用了超大规模集成芯片，大规模集成芯片，CPU可以是可以是80486或或PENTIUM系列处理器，带系列处理器，带64位位RISC芯片等芯片等系统元器件采用了立体化、高密度的安装方式系统元器件采用了立体化、高密度的安装方式（FANUC公司的专利技术），除主板外，印刷公司的专利技术），除主板外，印刷电路板均按物理功能分成小模块，根据用户的电路板均按物理功能分成小模块，根据用户的要求和系统的规模，分别插在主板上，系统扩要求和系统的规模，分别插在主板上，系统扩展容易，维修方便，体积小展容易，维修方便，体积小F15采用了模块式多主总线（采用了模块式多主总线（FANUC BUS）结）结构，多构，多CPU控制系统，、主控制系统，、主CPU采用了采用了68020，还采用了一个子还采用了一个子CPU，在，在PMC、轴控制、图形、轴控制、图形控制、通信及自动编程中也都有各自的控制、通信及自动编程中也都有各自的CPU系统采用系统采用8.4in或或9.5in TFT（Thin Film Transistor 薄膜晶体管）彩色液晶显示器薄膜晶体管）彩色液晶显示器系统可配套系统可配套i系列数字式交流伺服系统，主系列数字式交流伺服系统，主轴控制可采用轴控制可采用i系列主轴驱动系统系列主轴驱动系统F151618系列系统既可单机运行，也可通过系列系统既可单机运行，也可通过Remote buffer接口与个人计算机相连，由计算接口与个人计算机相连，由计算机控制加工，实现信息传递。通过机控制加工，实现信息传递。通过I/O link（串（串行口）接口还可以连接多种外围设备。另外经行口）接口还可以连接多种外围设备。另外经DNC1或或DNC2接口，可与接口，可与Cell Controller或以太或以太网连接，由上位机进行控制，实现车间的自动网连接，由上位机进行控制，实现车间的自动化化 F1618系统的总体结构图系统的总体结构图 CNCI/O单元单元强电回路强电回路传感器传感器/线圈线圈电源电源变压器变压器电源电源主计算机主计算机伺服驱动伺服驱动主轴驱动主轴驱动主轴电动机主轴电动机伺服电动机伺服电动机操作面板接口操作面板接口机床操作面板机床操作面板MDI/CRT单元单元I/O接口接口I/O设备设备手轮手轮FANUC30i-MODEL A 日本日本FANUC最新的高档控制器，是当前配最新的高档控制器，是当前配置最高的数控系统。置最高的数控系统。特点：特点：1.最大控制系统为最大控制系统为10个系统（通道）；个系统（通道）；2.最多轴数和最多轴数和 最大主轴配置为最大主轴配置为40轴，其中进给轴轴，其中进给轴32轴，主轴为轴，主轴为8轴；最大同时控制轴数为轴；最大同时控制轴数为24轴轴/系系统；统；3.最大最大PMC系统数为系统数为3个系统；最大个系统；最大I/O点数为点数为4096点点/4096点，点，PMC基本指令速度为基本指令速度为25ns。4.最大可预读程序段为最大可预读程序段为1000段。段。（二）（二）SIEMENS数控系统简介数控系统简介SIEMENS公司是生产数控系统的著名厂家，公司是生产数控系统的著名厂家，SINUMERIK的的CNC数控装置主要有：数控装置主要有：SINUMERIK 38810820850805840系列等。系列等。SIEMENS 810820系统系统 SIEMENS 810820是西门子公司是西门子公司20世纪世纪80年代中期开发的年代中期开发的CNC、PLC一体型控制系统，一体型控制系统，它适合于普通车、铣、磨床的控制，系统结构它适合于普通车、铣、磨床的控制，系统结构简单、体积小、可靠性高，在简单、体积小、可靠性高，在80年代末、年代末、90年年代初的数控机床厂上使用较广。代初的数控机床厂上使用较广。810与与820的区别仅在于显示器，的区别仅在于显示器，810为为9in单色单色显示，系统电源为显示，系统电源为24V；820为为12in单色或彩色单色或彩色显示，系统电源为交流显示，系统电源为交流220V，其余硬件、软件，其余硬件、软件部分完全一致部分完全一致SIEMENS 3系统系统 SIEMENS 3系统是西门子公司系统是西门子公司80年代初期开年代初期开发出来的中档全功能数控系统，是西门子公司销发出来的中档全功能数控系统，是西门子公司销售量最大的系统，是售量最大的系统，是20世纪世纪80年代欧洲的典型系年代欧洲的典型系统。统。采用模块化结构，由采用模块化结构，由CPU模块，模块，NC存储器模块，存储器模块，操作面板接口，操作面板接口，NCPC连接模块，伺服测量回连接模块，伺服测量回路路、，PLC编程接口，逻辑模块，扩展设备编程接口，逻辑模块，扩展设备接口，接口，PLC存储器及各种存储器及各种I/O等等17个模块组成个模块组成3系统的机柜因配置、类别、型号的不同，可以系统的机柜因配置、类别、型号的不同，可以分为单框架、单分为单框架、单PLC双框架、双双框架、双PLC双框架结构双框架结构采用采用INTEL 8086CPU的轮廓轨迹控制的轮廓轨迹控制CNC系系统，系统可控制统，系统可控制4轴，任意轴，任意3轴联动轴联动PLC采用采用SIMATIC S5的的PLC130B，输入输，输入输出点各出点各512点点采用采用12in彩色显示器或彩色显示器或9in单色显示器单色显示器SIEMENS 850880 850880是西门子是西门子80年代末期开发的机床年代末期开发的机床及柔性制造系统，具有机器人功能。适合高功及柔性制造系统，具有机器人功能。适合高功能复杂机床能复杂机床FMS、CIMS的需要。是一种多的需要。是一种多CPU轮廓控制的轮廓控制的CNC系统。系统。1986年西门子公司采用数控年西门子公司采用数控3系统电路板标准系统电路板标准（230mm高），高），NCPLC双口双口RAM耦合方式，耦合方式，INTEL 80186CPU芯片，生产出芯片，生产出850系统，它的系统，它的PLC还是沿用还是沿用130WB或或150U1988年针对年针对850系统的缺陷，又推出全系统的缺陷，又推出全80186的的数控数控880GA1型系统，后推出主型系统，后推出主CPU采用采用80386的的880GA2型系统型系统850880系统的基本结构一般都由操作面板、系统的基本结构一般都由操作面板、主机箱、机床控制面板主机箱、机床控制面板3大部分组成，采用两个大部分组成，采用两个机架支撑两列中央控制器，中央控制器包括机架支撑两列中央控制器，中央控制器包括NCCPU、SVCPU（伺服（伺服CPU）、）、COMCPU（通信（通信CPU）、）、PLCCPU及插入式扩展及插入式扩展模块。插入式扩展模块有：测量回路模块、存模块。插入式扩展模块有：测量回路模块、存储器模块、储器模块、NCCPU 24、SVCPU 24、PLC输入输出板及扩展单元和接口单元输入输出板及扩展单元和接口单元面板带有面板带有12英寸彩色显示器、全功能键盘及两英寸彩色显示器、全功能键盘及两个串口个串口用户程序存储器用户程序存储器RAM容量为容量为128KB，EPROM容量为容量为128KB，用户数据存储器，用户数据存储器RANM容量为容量为48KB，I/O点最大为点最大为1024，计时器，计时器256，计数器，计数器128个个采用采用SINNEC HI总成连接方式的计算机联网总成连接方式的计算机联网SIEMENS 802系列系统系列系统SIEMENS 802系列系统包括系列系统包括802SSeSbase line、802CCeCbase line、802D等型号，它是西门子公司等型号，它是西门子公司20世纪世纪90年代末开发的集年代末开发的集CNC、PLC于一体的经济型控于一体的经济型控制系统。近年来在国产经济型、普及型数控机床上有较制系统。近年来在国产经济型、普及型数控机床上有较大量的使用。大量的使用。802系列数控系统的共同特点是结构简单、系列数控系统的共同特点是结构简单、体积小、可靠性较高。体积小、可靠性较高。SINUMERIK 802D Solution Line(sl)全球首展（全球首展（2005国际机床展）国际机床展），其，其CNC，PLC和和HMI(人机接口人机接口)都都集成在同一控制单元中。与集成在同一控制单元中。与SINAMICS S120新一代技术新一代技术相结合相结合802S、802C系列是西门子公司为简易数控机床系列是西门子公司为简易数控机床开发的经济型系统，两种系统的区别是：开发的经济型系统，两种系统的区别是：802S系系列采用步进电动机驱动；列采用步进电动机驱动；802C、802D系列通常系列通常采用采用SIEMENS611数字式交流伺服驱动系统数字式交流伺服驱动系统802S、802C系列系统的系列系统的CNC结构完全相同，可结构完全相同，可以进行以进行3轴控制轴控制3轴联动；系统带有轴联动；系统带有10V 的主的主轴模拟量输出接口，可以配具有模拟量输入功能轴模拟量输出接口，可以配具有模拟量输入功能的主轴驱动系统（如变频器）的主轴驱动系统（如变频器）802S、802C系列系统可以配系列系统可以配OP020独立操作面板独立操作面板与与MCP机床操作面板，显示器为机床操作面板，显示器为7in或或5.7 in单色单色液晶显示器（液晶显示器（802S，802C）；）；802D采用了采用了10.4in彩色液晶显示器彩色液晶显示器集成内置式集成内置式PLC最大可以控制最大可以控制64点输入与点输入与64点点输出，输出，PLC的的I/O模块与模块与ECU间通过总线连接间通过总线连接802D与与802S、802C有较大的不同，在功能上有较大的不同，在功能上比比802SC系统有了改进与提高，系统采用系统有了改进与提高，系统采用SIEMENS PCU210模块，控制轴数为模块，控制轴数为4轴轴4轴联动，可以通过轴联动，可以通过611U伺服驱动器携带伺服驱动器携带10V主主轴模拟量输出，以驱动带模拟量输入的主轴驱轴模拟量输出，以驱动带模拟量输入的主轴驱动系统动系统802D除保留了除保留了SIEMENS传统的编程功能外，传统的编程功能外，一是一是增加了增加了PLC程序程序“梯形图梯形图”显示功能显示功能，方，方便维修；二是可以使用非便维修；二是可以使用非SIEMENS代码指令代码指令进行编程，系统的开放性更强进行编程，系统的开放性更强SIEMENS 810D840D系统系统 图：图：840D硬件结构图硬件结构图 IM361S7扩展接口扩展接口MMC100/MMC102人机对话操作面板人机对话操作面板编程器编程器电机电机电机电机E/R电源电源模块模块NCUCPU模块模块 进给进给主轴主轴 SIEMENS 810D840D的系统结构相似，的系统结构相似，但在性能上有较大的差别。但在性能上有较大的差别。810D采用采用SIEMENS CCU（Compact Control Unit）模块，最大控制轴数为模块，最大控制轴数为6轴轴840D采用采用SIEMENS NCU（Numerical Control Unit）模块，处理器为）模块，处理器为PENTIUM（NCU573）或或AMD K62（NCU572）或）或486（NCU571）系列，当采用）系列，当采用NCU572或或573时，时，CNC的存储容量为的存储容量为1GB，最大控制轴数可达，最大控制轴数可达31轴，轴，10通道同时工作；采用通道同时工作；采用NCU571时，控制时，控制轴数为轴数为6轴，轴，2通道同时工作。通道同时工作。840D的的NCU与与PLC都集成在这个模块上，它是都集成在这个模块上，它是840D的核心的核心数控与驱动的接口信号是数字量的数控与驱动的接口信号是数字量的系统由操作面板、机床控制面板、系统由操作面板、机床控制面板、NCU（CCU）、）、MMC、611伺服驱动、伺服驱动、I/O模模块等单元构成（如图所示）块等单元构成（如图所示）人机界面人机界面MMC，操作面板，操作面板OP（包括（包括10.4inTFT显示器与显示器与NC键盘）、机床操作面板键盘）、机床操作面板MCP，一般安装在操纵台上，它们与，一般安装在操纵台上，它们与CCU（NCU）间通过）间通过PROFIBUS总线连接总线连接MMC事实上是一台独立的计算机，它有独立事实上是一台独立的计算机，它有独立的的PENTIUM CPU、硬盘、软驱、硬盘、软驱、TFT显示器、显示器、NC键盘，可以在键盘，可以在WINDOWS环境下运行环境下运行E/R电源模块，它向电源模块，它向NCU提供提供24V工作电源，也工作电源，也向向611D提供提供600V直流母线电压直流母线电压611D主轴与进给模块，它由主轴与进给模块，它由E/R电源模块供电，电源模块供电，受控于受控于NCU，并带动主轴或进给轴电动机运转，并带动主轴或进给轴电动机运转IM361是是PLC输入输出接口模块，与输入输出接口模块，与S7300兼容的兼容的PLC使用与使用与S7300相同的软件与硬件，相同的软件与硬件，PLC的电源模块、接口模块、的电源模块、接口模块、I/O模块单独安装，模块单独安装，它们与系统间通过它们与系统间通过S7总线与总线与CCU或或NCU连接连接通过通过CNC与与611D、S7可编程序控制器的组可编程序控制器的组 合，合，可以构成满足不同要求的全数字控制系统可以构成满足不同要求的全数字控制系统 除以上典型系统外，除以上典型系统外，SIEMENS公司还有早期公司还有早期生产的生产的SIEMENS 6系统（与系统（与FANUC公司合作生公司合作生产），产），SIEMENS 8、SIEMENS 840C等。以上系等。以上系统多见于进口机床，统多见于进口机床，840C与与840D功能相同。功能相同。一.电源类故障1.1.接通总电源开关后，电源指示灯不亮接通总电源开关后，电源指示灯不亮外部电源开关未接通外部电源开关未接通电源进线熔断器熔芯断或机床总熔断器熔芯断电源进线熔断器熔芯断或机床总熔断器熔芯断机床电源进线断机床电源进线断机床总电源开关坏机床总电源开关坏控制变压器输入端熔断器熔芯断控制变压器输入端熔断器熔芯断(或断路器跳或断路器跳)指示灯控制电路中熔断器熔芯断或断线指示灯控制电路中熔断器熔芯断或断线电源指示灯灯泡坏电源指示灯灯泡坏 2.2.强电部分接通后，马上跳闸强电部分接通后，马上跳闸机床设计时选择的空气开关容量过小，或空气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开关的电流选择拨码开关选择了一个较小的电流机床上使用了较大功率的变频器或伺服驱动，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。电流，引起跳闸。3.FANUC输入电源故障输入电源故障 采用采用FANUC电源单元电源单元A、B、B2等的数控系统，等的数控系统，一般采用一般采用FANUC公司生产的公司生产的“输入单元输入单元”模块，通模块，通过过相应的外部控制信号，进行数控系统、伺服驱动的相应的外部控制信号，进行数控系统、伺服驱动的电源的通、断控制。电源的通、断控制。电源接通条件如下：电源接通条件如下：电柜门互锁触点闭合电柜门互锁触点闭合外部电源切换触点闭合外部电源切换触点闭合MDI/CRT单元的电源切断单元的电源切断OFF按钮触点闭合按钮触点闭合 系统电源模块无报警，报警系统电源模块无报警，报警AL触点断开触点断开不符合以上条件之任何一条不符合以上条件之任何一条,则会出现电源断电故障则会出现电源断电故障 维修要点：维修要点：a.FANUC a.FANUC 6/116/11等等系系统统的的电电源源输输入入单单元元的的元元器器件件，除除熔熔断断器器外外，其其他他元元器器件件损损坏坏的的几几率率非非常常小小，维修时切勿轻易更换元器件。维修时切勿轻易更换元器件。b.b.在在某某些些机机床床上上，由由于于机机床床互互锁锁的的需需要要，使使用用了了外外部部电电源源切切断断信信号号，这这时时应应根根据据机机床床电电气气原原理理图图，综综合合分分析析故故障障原原因因，排排除除外外部部电电源源切切断断的的因素，才能启动。因素，才能启动。4 4.C.C电源单元不能通电（电源单元不能通电（FANUCFANUC）1 1）当当电电源源单单元元不不能能接接通通时时，如如果果电电源源指指示示灯灯（绿色）不亮。（绿色）不亮。电源单元的保险电源单元的保险F1F1、F2F2已熔断已熔断a.a.输入高电压输入高电压b.b.元器件损坏，造成短路或过流元器件损坏，造成短路或过流输入电压低输入电压低检检 查查 输输 入入 电电 压压，电电 压压 的的 允允 许许 值值 为为AC200V10%,50HZ1HZAC200V10%,50HZ1HZ电源单元不良，内存元器件损坏电源单元不良，内存元器件损坏2 2）电电源源指指示示灯灯亮亮，报报警警灯灯也也消消失失，但但电电源源不不能能接通。接通。电源接通条件如下：电源接通条件如下：电源电源ON按钮闭合按钮闭合电源电源OFF按钮闭合按钮闭合外部报警接点打开外部报警接点打开 3）电源单元报警灯亮）电源单元报警灯亮24V输出电压的保险丝熔断输出电压的保险丝熔断a.9”显示器屏幕使用显示器屏幕使用24v电压，参照下图，检查电压，参照下图，检查24v与地是否短路与地是否短路 b.显示器显示器/手动数据输入板不良手动数据输入板不良电源单元不良电源单元不良检查步骤：检查步骤：a.把把电电源源单单元元的的所所有有输输出出插插头头拔拔掉掉，只只留留下下电电源源输输入线和开关控制线。入线和开关控制线。b.把机床所有电源关掉，把电源控制部分整体拔掉。把机床所有电源关掉，把电源控制部分整体拔掉。c.再再开开电电源源，此此时时如如果果电电源源报报警警灯灯熄熄灭灭，那那么么可可以以认认为为电电源源单单元元正正常常，而而如如果果电电源源报报警警灯灯仍仍然然亮亮，那么电源单元坏。那么电源单元坏。注注意意事事项项：16/18 系系统统电电源源拔拔下下的的时时间间不不要要超超过过半半小时，因为小时，因为SRAM的后备电源在电源单元上。的后备电源在电源单元上。2424E E的保险熔断的保险熔断a.a.24E24E是是提提供供外外部部输输入入/输输出出信信号号用用的的，参参照照下下图检查外部输入图检查外部输入/输出回路是否短路。输出回路是否短路。b.b.外外部部输输入入/输输出出开开关关引引起起2424E E短短路路或或系系统统I/OI/O板不良。板不良。55V V电源负荷短路电源负荷短路检查方法：检查方法：a.a.把把5 5V V电电源源所所带带负负荷荷一一个个一一个个地地拔拔掉掉，每每拔拔一一次次，必须关电源再开电源。必须关电源再开电源。b.b.在拔掉任何一个在拔掉任何一个5 5V V电源负荷后，电源报警灯熄电源负荷后，电源报警灯熄 灭，那么可以证明该负荷及其连接电缆出现故障灭，那么可以证明该负荷及其连接电缆出现故障注意事项：注意事项：当拔掉电机编码器的插头时，如果是绝当拔掉电机编码器的插头时，如果是绝对位置编码器，还需要重新回零，机床才能恢复正对位置编码器，还需要重新回零，机床才能恢复正常。常。系统的印刷电路板上有短路系统的印刷电路板上有短路检检查查：用用万万用用表表测测量量5 5V,15V,+24VV,15V,+24V与与0 0V V之之间间的的电电阻阻。必须在电源关的状态下测量。必须在电源关的状态下测量。a.a.把把系系统统各各印印刷刷板板一一个个一一个个的的往往下下拔拔，再再开开电电源源，确确认认报警灯是否再亮报警灯是否再亮b.b.如如果果当当某某一一印印刷刷板板拔拔下下后后，电电源源报报警警灯灯不不亮亮，那那就就证证明该板有问题，需更换该板或维修明该板有问题，需更换该板或维修c.c.对对于于O O系系统统，如如果果2424V V与与0 0V V短短路路，更更换换时时一一定定要要把把输输入入/输出板与主板同时更换输出板与主板同时更换d.d.当当计计算算机机与与CNCCNC系系统统进进行行通通信信作作业业，如如果果CNCCNC通通信信接接口口烧坏，有时也会使系统电源不能接通烧坏，有时也会使系统电源不能接通5.5.打开电源开关与机床开关后，电源不能接通打开电源开关与机床开关后，电源不能接通电电源源输输入入端端熔熔断断器器熔熔芯芯熔熔断断或或爆爆断断(或或自自动动开开关跳闸关跳闸)机床电源进线断机床电源进线断机床总电源开关或电源开关坏机床总电源开关或电源开关坏电气控制柜门未关好，开门断电保护开关动作电气控制柜门未关好，开门断电保护开关动作电电气气控控制制柜柜上上的的开开门门断断电电保保护护开开关关损损坏坏或或关关门门后与碰块接触不良后与碰块接触不良6.6.控制电源故障控制电源故障控制变压器无输入电压（输入端保险烧断或断路器跳）控制变压器无输入电压（输入端保险烧断或断路器跳）原因：原因：变压器内部短路、连接线短路，电流过大变压器内部短路、连接线短路，电流过大无无DCDC电流输出电流输出 原原因因：因因直直流流侧侧短短路路、过过流流、过过压压、过过热热等等造造成成整整流流模块或直流电源损坏；整流电路有断线或接触不良模块或直流电源损坏；整流电路有断线或接触不良电源连接线接触不良或断线电源连接线接触不良或断线控控制制变变压压器器输输入入电电源源电电压压过过高高过过低低（超超过过10%10%）或或电压浪涌电压浪涌控制变压器损坏控制变压器损坏 原原因因：熔熔断断器器，断断路路器器的的电电流流过过大大，没没有有起起到到保保护护作作用用；电电源源短短路路，串串接接；负负荷荷过过大大，内内部部绕组短路，断路等。绕组短路，断路等。控制变压器副边熔断器熔断或爆断控制变压器副边熔断器熔断或爆断7 7I/OI/O无输入信号，无输入信号，2424V V电源报警电源报警2424V V电源保险烧坏电源保险烧坏 处处理理：I/OI/O输输入入短短路路，检检查查输输入入2424V V电电源源是是否否对地短路，排除故障；更换保险。对地短路，排除故障；更换保险。I/OI/O无输入信号无输入信号8.8.系系统统不不能能正正常常上上电电，且且输输入入/输输出出板板上上有有严严重重的烧毁痕迹的烧毁痕迹原原因因：由由于于外外部部继继电电器器和和外外围围电电压压等等原原因因，使使输输入入/输输出出接接口口板板上上TD62107TD62107（FANUCFANUC）严严重重烧烧毁毁而造成电源短路。而造成电源短路。维修：维修：a.a.更换输入更换输入/输出板输出板 b.b.更换输入更换输入/输出板上输出板上TD62107TD621079.9.在机床运行中，控制系统偶尔出现突然掉电现象在机床运行中，控制系统偶尔出现突然掉电现象原因：原因：电源供应系统故障电源供应系统故障维修：维修：a.a.更换系统电源更换系统电源 b.b.更换电源输入单元更换电源输入单元10.10.系系统统工工作作半半个个月月或或一一个个月月左左右右，必必须须更更换换电电池，不然参数就丢失池，不然参数就丢失原原因因：电电池池是是为为了了保保障障系系统统在在不不通通电电的的情情况况下下，不会丢失不会丢失NCNC数据数据维修：维修：a.a.检查确认电池连接电缆是否有破损检查确认电池连接电缆是否有破损b.b.存储板上的电池保持回路不良存储板上的电池保持回路不良,请更换存储板。请更换存储板。c.c.电池质量不好，更换质量较好的电池电池质量不好，更换质量较好的电池11.11.伺服电源故障伺服电源故障伺服变压器输入端断路器跳闸伺服变压器输入端断路器跳闸 原因：原因：过流、短路、断路器内部故障等过流、短路、断路器内部故障等机机床床进进行行预预启启动动操操作作后后，伺伺服服变变压压器器控控制制接接触触器未吸合器未吸合 原因：原因：a.a.机床操作面板上预启动按钮接触不良或损坏机床操作面板上预启动按钮接触不良或损坏b.b.控制电路接触不良，连接不好或断线控制电路接触不良，连接不好或断线c.c.接触器接触不良或损坏接触器接触不良或损坏伺服变压器温控开关断开伺服变压器温控开关断开原因：原因：a.a.电电气气控控制制柜柜过过热热，伺伺服服变变压压器器温温度度升升高高，伺伺服服变压器内部温控开关断开变压器内部温控开关断开b.b.负载过重引起伺服变压器温度升高负载过重引起伺服变压器温度升高伺伺服服变变压压器器电电源源电电路路断断路路器器跳跳闸闸或或副副边边无无输输出出电压电压原原因因：伺伺服服变变压压器器损损坏坏（内内部部短短路路、断断线线、输输出出电路短路等）电路短路等）伺服放大器无电源伺服放大器无电源原因：原因：伺服变压器输出端接触器未吸合伺服变压器输出端接触器未吸合12.12.FANUCFANUC电源模块（单元）不良维修要点：电源模块（单元）不良维修要点：根根据据维维修修经经验验，在在FANUCFANUC系系统统中中，电电源源单单元元故故障障的的原原因因多多发发生生在在电电网网供供电电不不良良的的地地区区。由由于于加加工工过过程程中中的的外外部部突突然然断断电电或或在在工工厂厂自自发发电电供供电电的的情情况况下下工工作作，是是引引起起电电源源单单元元故故障障的的主主要要原因。原因。在在一一般般情情况况下下，电电源源单单元元的的故故障障以以进进线线的的浪浪涌涌吸吸收收器器（VS11VS11）的的故故障障居居多多。当当VS11VS11故故障障，但但维维修修现现场场无无器器件件时时，为为了了保保证证机机床床的的正正常常生生产产，通通常常的的做做法法是是暂暂时时取取消消VS11VS11，确确保保机机床床的的使使用用，待备件到位后，再予以更换。待备件到位后，再予以更换。在在电电网网电电压压波波动动太太大大（特特别别是是自自发发电电的的场场合合），偶偶然然也也有有整整流流桥桥、开开关关管管、滤滤波波电电容容、续续流流管管损损坏坏的的情情况况。对对于于以以上上器器件件，在在无无备备件件时时，一一般般可可以以直直接接利利用用同同规规格格的的整整流流桥桥、开开关关管管、电电容、续流管进行替代。容、续流管进行替代。FANUCFANUC电电源源单单元元的的+24+24E E熔熔断断器器熔熔断断，是是机机床床维维修修过过程程中中经经常常遇遇到到的的问问题题之之一一，这这一一故故障障引引起起的的原原因因一一般般与与系系统统本本身身无无关关，属属于于系系统统外外部部故故障。障。2424E E为为系系统统提提供供外外部部（机机床床侧侧）输输入入、输输出出信信号号使使用用电电源源，F14F14熔熔断断器器熔熔断断一一般般是是由由机机床床侧的输入、输出信号对地短路引起的。侧的输入、输出信号对地短路引起的。为为了了确确定定短短路路的的大大致致范范围围，维维修修时时可可以以通通过过逐逐一一取取下下系系统统I/O信信号号连连接接插插头头M1、M2、M18、M19、M20等，进行检查，以缩小故障范围。等，进行检查，以缩小故障范围。一一般般来来说说，机机床床侧侧的的可可动动部部位位的的接接线线（如如：车车床床的的脚脚踏踏开开关关、操操作作面面板板上上的的波波段段开开关关），液液压压、冷冷却却系系统统的的输输入入、输输出出信信号号是是容容易易引引起起短短路的场合，维修时可进行重点检查。路的场合，维修时可进行重点检查。继继电电器器线线圈圈两两侧侧并并联联的的保保护护二二极极管管方方向向，必必须须引引起起维维修修人人员员的的特特别别注注意意，更更换换时时必必须须十十分分仔仔细，防止出错。细，防止出错。13.13.西门子系统电源单元故障维修要点西门子系统电源单元故障维修要点SIEMENS SIEMENS 810M 810M 由由于于使使用用的的是是DC24VDC24V电电源源，因因此此电电源源回回路路相相对对比比较较简简单单，故故障障原原因因多多数数是是内内部部熔断器、保护二极管等元件损坏。熔断器、保护二极管等元件损坏。判判定定810810系系统统电电源源是是否否存存在在故故障障的的方方法法较较简简单单，可可以以在在系系统统加加入入DC24VDC24V电电源源后后，通通过过直直接接短短接接系系统统的的NC-ONNC-ON触触点点进进行行检检测测。短短接接后后若若系系统统正正常常启启动动，显显示示器器工工作作，证证明明系系统统单单元元无无故故障障；否则应对系统电源单元进行维修。否则应对系统电源单元进行维修。由由于于810810风风机机与与系系统统在在内内部部采采用用了了独独立立的的供供电电回回路路，因因此此，即即使使风风机机正正常常工工作作，只只能能代代表表外外部部DC24VDC24V供供电电正正常常，但但不不能能代代表表系系统统内内部部电电源源的工作正常。的工作正常。SIEMENS SIEMENS 其其他他型型号号的的数数控控系系统统（如如 3 3、8 8、850850、880880等等），其其电电源源控控制制方方式式与与810810系系统统基基本本相相同同，维修时可以参照进行。维修时可以参照进行。事例事例1 1：故障现象：故障现象：一一台台进进口口卧卧式式加加工工中中心心，开开机机时时屏屏幕幕一一片片黑黑，操操作作面面板板上上的的NCNC电电源源开开关关已已按按下下，红红、绿绿灯灯都都亮亮，查查看看电电柜柜中中开开关关和和主主要要部部分分无无异异常常，关关机机后重开，故障一样。后重开，故障一样。故障分析：故障分析：经查，确定其电源部分无故障，各处电压都正经查，确定其电源部分无故障，各处电压都正常，仔细检查发现数控系统有多处损坏，在更常，仔细检查发现数控系统有多处损坏，在更换了显示器，显示控制板后屏幕出现了显示，换了显示器，显示控制板后屏幕出现了显示，使机使机床能进入其它的故障维修。床能进入其它的故障维修。事例事例2 2：故故障障现现象象：一一立立式式加加工工中中心心，开开机机后后屏屏幕幕无无显显示示。该该加加工工中中心心使使用用进进口口数数控控系系统统，造造成成屏屏幕幕无无显显示示的的原原因因有有很很多多，经经对对故故障障进进行行了了检检查查，后后确确认认系系统统提提供供的的外外部部电电源源是是正正确确的的，但但主主板板上上的的电电压压不不正正常常，时时有有时时无无，可可以以确确认认是是因因主主板板故故障障造造成成，因因此此进进行行了了更更换换，更更换换主主板板后后系系统统有有显显示示，由由于于主主板板更更换换后后参参数数需需要要重重新新设设置置，按按系系统统参参数数设设置置步步骤骤，对对照照机机床床附附带带的的参参数数表表进进行行了了设设置置调调整整后后机机床床正正常常。屏屏幕幕上上无无显显示示的的故故障障原原因因很很多多，首首先先必必须须找找出出原原因因排排除除,如如还还有有其其他他故故障障，根根据据机机床床的的报警和其他故障信息作出处理。报警和其他故障信息作出处理。事例事例3 3：一一加加工工中中心心，开开机机后后打打开开急急停停，系系统统在在复复位位的的过过程程中中，伺伺服服强强电电上上去去后后系系统统总总空空开开马马上上跳跳闸闸 该该加加工工中中心心使使用用国国产产数数控控系系统统，经经对对故故障障进进行行了了检检查查分分析析，首首先先怀怀疑疑是是否否是是空空开开电电流流选选择择过过小小，经经过过计计算算分分析析后后确确认认所所选选择择的的空空开开有有点点偏偏小小，但但基基本本符符合合机机床床要要求求，然然后后用用示示波波器器观观察察机机床床上上电电时时的的电电流流的的变变化化波波形形，发发现现伺伺服服强强电电在在上上电电时时电电流流冲冲击击比比较较大大，也也就就是是电电流流波波形形变变化化较较大大，进进一一步步分分析析发发现现由由于于所所选选伺伺服服功功率率较较大大，且且伺伺服服内内部部未未加加阻阻抗抗等等装装置置，在在使使用用时时须须外外接接一一电电抗抗与与制制动动电电阻阻，电电气气人人员员在在设设计计时时加加了了制制动动电电阻阻，为为了了节节省省成成本本没没有有使使用用阻抗。按照要求加上阻抗后，系统上电恢复正常。阻抗。按照要求加上阻抗后，系统上电恢复正常。小结：小结：数数控控机机床床由由于于采采用用的的控控制制系系统统品品种种较较多多，电电源源接接通通、断断开开的的控控制制要要求求各各不不相相同同，对对于于不不同同机机床床、不不同同的的系系统统、维维修修时时应应根根据据机机床床与与系系统统的的实实际际情情况，分别进行处理。况，分别进行处理。机机床床维维修修者者必必须须熟熟悉悉各各种种系系统统的的电电源源通通/断断控控制制要要求，维修时做到心中有数。求，维修时做到心中有数。对对于于控控制制较较复复杂杂的的机机床床，不不仅仅要要掌掌握握系系统统的的电电源源ON/OFFON/OFF要要求求，而而且且还还必必须须对对照照机机床床电电气气原原理理图图进进行行维维修修处处理理，除除非非万万不不得得已已，不不得得更更改改机机床床的的原原始操作方式和原始设计功能。始操作方式和原始设计功能。维维修修数数控控机机床床是是多多方方位位的的，既既要要掌掌握握系系统统生生产产厂厂家家推推荐荐的的线线路路与与控控制制方方法法，还还必必须须根根据据机机床床、系统的实际情况灵活处理，不可教条。系统的实际情况灵活处理，不可教条。1.1.数控系统电源接通时无画面显示数控系统电源接通时无画面显示显示器信号线电缆或电源线连接不良或断线显示器信号线电缆或电源线连接不良或断线电电源源单单元元故故障障，显显示示器器无无供供电电电电源源（CRTCRT灯灯丝丝不不亮亮，LCDLCD无背景光）无背景光）CRTCRT显示器坏显示器坏CRTCRT显示板坏显示板坏LCDLCD屏坏屏坏LCDLCD灯管坏灯管坏LCDLCD逆变器坏逆变器坏主印刷电路板故障主印刷电路板故障亮度调节不对亮度调节不对二二 系统显示类故障系统显示类故障 2.2.运行或操作中出运行或操作中出现现死机或重新启死机或重新启动动 参数参数设设置置错误错误或参数或参数设设置不当所引起置不当所引起 同同时时运行了系运行了系统统以外的其他内存以外的其他内存驻驻留程序留程序系系统统文件受到破坏或者感染了病毒文件受到破坏或者感染了病毒电电源功率不源功率不够够系系统统元器件受到元器件受到损损害害 3 3.主轴有转速但主轴有转速但CRTCRT速度无显示速度无显示主轴编码器损坏主轴编码器损坏主轴编码器电缆脱落或断线主轴编码器电缆脱落或断线系统参数设置不对，编码器反馈的接口不对或者系统参数设置不对，编码器反馈的接口不对或者 没有选择主轴控制的有关功能没有选择主轴控制的有关功能4.4.主轴实际转速与所发指令不符主轴实际转速与所发指令不符主轴编码器每转脉冲数设置错误主轴编码器每转脉冲数设置错误 确认主轴编码器每转脉冲数是否设置正确确认主轴编码器每转脉冲数是否设置正确PLCPLC程序错误程序错误 检查检查PLCPLC程序中主轴速度和程序中主轴速度和D/AD/A输出部分的程序输出部分的程序速度控制信号电缆连接错误速度控制信号电缆连接错误5.5.液晶屏幕显示暗淡，但仍能加工液晶屏幕显示暗淡，但仍能加工更换液晶显示器（液晶屏已老化）更换液晶显示器（液晶屏已老化）更换液晶显示器灯管更换液晶显示器灯管更换显示控制模块更换显示控制模块亮度调节太暗，调亮亮度调节太暗，调亮6.6.液晶显示屏亮度太暗或太亮液晶显示屏亮度太暗或太亮环境温度影响（高温时亮度高，低温亮度低）环境温度影响（高温时亮度高，低温亮度低）亮度调节不当亮度调节不当显示缓冲板损坏显示缓冲板损坏7.7.CRT/LCDCRT/LCD显示屏画面抖动、晃动或有水波纹显示屏画面抖动、晃动或有水波纹接地断线或不正确，接地断线或不正确，CRT/LCDCRT/LCD受干扰引起受干扰引起信号线连接松动或接触不良，屏蔽不好信号线连接松动或接触不良，屏蔽不好 CRT/LCD CRT/LCD内部故障内部故障措施：措施：a.a.信号线采用屏蔽双绞线信号线采用屏蔽双绞线b.b.屏蔽层双端接地屏蔽层双端接地c.CRT/LCDc.CRT/LCD与与CNCCNC外壳共地（单点接地）外壳共地（单点接地）d.d.在在CRT/LCDCRT/LCD输输入入接接口口端端加加100100PFPF330PF330PF的的瓷瓷片片电容滤波（每个信号线对电容滤波（每个信号线对OVOV焊接一个电容）焊接一个电容）e.e.信号线两端套铁氧钵磁环滤波信号线两端套铁氧钵磁环滤波8.8.显示器屏幕上字符显示不正常显示器屏幕上字符显示不正常主板上的字符显示主板上的字符显示ROMROM是否装好是否装好更换显示器屏幕更换显示器屏幕调整显示器屏幕调整显示器屏幕更换主板更换主板 9.9.液晶屏显示字符忽亮忽暗液晶屏显示字符忽亮忽暗数数控控系系统统环环境境比比较较恶恶劣劣高高温温潮潮湿湿易易引引起起亮亮度度调调节电位器接触不良节电位器接触不良背景光逆变器不良背景光逆变器不良 10.10.液液晶晶屏屏很很暗暗，调调节节亮亮度度电电位位器器，隐隐约约能能看看见见 字符，液晶屏背景灯没有亮字符，液晶屏背景灯没有亮没有给背景灯提供电压，检查给背景灯提供电没有给背景灯提供电压，检查给背景灯提供电 压的逆变器组件是否有高压输出，检查连接线压的逆变器组件是否有高压输出，检查连接线背景灯损坏，检查液晶屏背景灯管背景灯损坏，检查液晶屏背景灯管11.11.显示器出现乱码显示器出现乱码系统文件被破坏系统文件被破坏系统内部系统内部RAMRAM数据出错，需对数据出错，需对RAMRAM进行初始化处理进行初始化处理系统内存不足系统内存不足外部干扰外部干扰 12.12.系系统统具具有有图图形形功功能能但但不不能能显显示示图图形形，有有时时屏屏幕幕上上什么都不显示什么都不显示系统的显示回路出现故障系统的显示回路出现故障图形板不良图形板不良13.13.系统有时