数控机床常见故障分析.doc

数控机床常见故障分析摘要：本文针对数控车床在生产使用中产生的常见故障，分别从机械系统、电器系统、伺服系统方面进行科学、合理的分析、判断故障产生的原因及其处理措施并进行综合总结。关键词：机床、故障、分析随着数控加工技术在机械制造中的广泛应用，给传统制造业带来革命性的变化、不论它在加工效率上还是加工范围上都是普通机床的数十倍。由于数控机床是机电一体化的设备，因此作为一名维修技术人员应具备机械方面知识、电工、计算机知识和数控等方面的知识，才能胜任数控机床的维修。在此本人经过多年实践针对数控车床的常见故障产生原因进行分析。数控车床常见故障产生原因及其分析FANUCoi数控车床为半闭环伺服系统驱动，具有屏幕显示，信号反馈及自诊断程序。其常见的故障按其发生部位分为机械部分、电器控制部分。数控机床的报警现象有三种：第一是利用软件诊断程序在屏幕上的显示报警信息；第二是利用伺服系统硬件，显示报警：（如发光二极管、保险丝熔断等）；第三是没有任何报警显示（但可通过加工零件及机床的运行现象了解）。针对机床故障的检查方法多种多样，但是最好是从数控机床的软件查起，因为多数故障是由软件出错引起的，在确定软件无故障后才可以在不拆机床机械部分的条件下省去很多麻烦，提高维修效率。（一）机械系统故障：1.切削加工时，加工表面有波纹。说明是主轴松动润滑不良造成轴承磨损。调整主轴前、后螺母、并对主轴径向跳动和轴向窜动值调整在0.01范围内。2.机床不按程序工作，尺寸存在脉冲丢步现象，引起复位、定位不准、加工件不合格。原因为：刀架与中滑板连接松动，导轨与中滑板连接松动，导轨与中滑板连接松动；导轨与溜板配合处磨损间隙增大，丝杆与减速齿轮箱内从动齿轮连接键配合间隙大。必须对导轨进行刮研、并对从动齿轮连接键进行更换。（若间隙不太大、可通过调整主机控制间隙补偿数据解决）3.机床长期运行，丝杆磨损不均匀，有的部位过松、有的部位过紧，造成卡滞或振动。更换以磨损的丝杆或更换成滚珠丝杆螺母副，有利于机床定位精度的提高和延长步进电机的使用寿命。4.加工时，重复定位精度差。首先检查步进电机后盖内阻尼器是否过松，再查找与步进电机与丝杆连接是否松动、或丝杆是否存在轴向窜动。5.机床进给出现运行不平稳，尺寸偏差过大及换向后有丢步现象。检查步进电机与主动齿轮的接合处的锥销是否有松动或扭断。6.刀架装置故障：数控机床的机械故障百分之五十与其有关，针对普通数控车床而言主要是定位误差过大，换刀过程有卡滞现象或不动作现象，使整机停止工作。首先检查刀架定位机构及其锁紧机构，确认其传动是否灵活。7.进给传动机构故障：由于进给传动机构采用的是滚珠丝杆螺母副结构，主要表现在运动精度下降。如定位精度差、反向间隙过大、机械溜板产生爬行现象、伺服电机与丝杆连接松动。8.主轴传动机构故障：主轴传动机构是由主轴电机驱动并进行调速，故障多为运动精度及轴承的损坏造成径向跳动和轴向窜动。（二）电器系统的故障:1.刀架不能准确换刀，换位过冲或旋转不停。拆卸刀架测量霍尔元件是否烧坏及间距是否合适。2.刀架换刀发生故障的检查方法：先用手动换刀操作，如果正常，但不能自动换刀，说明数控系统受外界干扰。如供电线路的干扰，主要是由超压、欠压、频率和相位漂移、谐波失真、共模噪声等原因。如果手动换刀不正常，则说明换刀控制部分已损坏。3.程序有换刀指令、但刀架没有换位动作。先查看电动刀架的电机是否通电。如果通电再测量三相电压是否正常。如正常而且电机发烫，说明故障由机械卡住所致。若刀架电机没通电，再进一步查找电器箱内控制刀架的正转继电器和反转继电器是否正常，有无控制信号。如果没有可更换相同功能型号，的新控制板，来判断控制板是否有问题。4.程序中不显示换刀指令。说明控制板出现故障，也可采用更换控制板进行故障的排查。5.屏幕显示急停信号。应查看电器箱内继电器是否正常，有无缺相以及因过载导致热继电器动作停机。6.主轴停转。在排除机械故障前提下，根据电路图查看控制电路中继电器接触是否正常。7.不规则颤抖、高速运行时，声音不清脆、刀架重复定位不准以致尺寸不合格。在排除机械故障的同时，先看电路板是否有烧焦电阻，用万用表测量驱动板处电压是否正常。如查不出原因，可取下功放板，检查功率管和其他元件。如果大功率管集电极与发射极、基极之间反向电阻减少，漏电严重、停电后，用于触摸发烫，外观发黑。表明故障点原于此处，经更换后重新启动正常。8.机床停转后，重新启动、程序丢失。先用万用表测量程序保护电池电压是否正常，如果正常再根据电路原理测量元器件性能及工作状态中的电位，再测量RAM6264处的二极管及电阻有无烧坏，若上述方法无法查明原因，可将同型号的车床电源板互换，查看故障是否发生在电源板上。9.数控机床的各进给超程报警故障。首先检查进给方向的X轴，Z轴的行程限位开关，了解行程限位开关是否人为因素造成的如：限位开关接线端是否短路；限位开关是否被铁屑压住；是否由于切削液进入造成限位开关损坏。总之，有些故障也会出现在极其简单的部分发生。如可能在信号输入和输出之间的插接件接口处松动或接触不良，不能盲目的维修，应在确认出故障发生的具体原因后再行修理。（三）伺服系统常见故障分析：伺服驱动系统也就是执行系统，它能准确的执行由CNC系统发来的运动命令，是连接数控系统与机床的枢纽，其性能直接影响数控机床的精度、稳定性、可靠性、加工效率等方面的重要因素。具体的常见故障有以下几点：1.伺服系统过电流故障：显示SV003 EXCESS CURRENT TNSERVO 表示伺服单元过电流，引起该报警主要原因有：可参见图框进行分析：晶体管模块电路采用直观法检查采用测量法检查更换更换印刷电路板万用表检测集电极和发射极阻值大小万用表测量电机是否有故障电动机线圈内部知足 更换电机检查电动机动力连接线是否错误 坏 好 有 无 无印刷电路板有故障晶体管模块不好。用万用表检查集电极和发射极之间阻值。如果只有数欧姆，则表示该模块已被击穿短路。电动机线圈内部短路。电动机动力线连接错误。印刷电路板有故障。2、伺服系统过电压故障：显示SV004 EXCESS VOLAGE INSERVO 。表示伺服系统过压。其原因是：交流输入电源电压过高。伺服电机线圈有故障。印刷线路板有故障。3.显示SV001 MOTOR OVERLOAD 。表示电机过载。其原因为：机床负荷导至，引起电机电流超过额定值。这可以用检查电机电流来判断。可修改切削条件，减轻机床负荷。印刷线路板不良。对于交流伺服系统来说，没有脉冲编码器反馈信号也会引起电机过载报警。永磁电动机上磁体脱落引起过载报警。4.显示SV006 VELOCTTY UNTTPOWE TOOLOW 。表示速度单元的电源电压太低。主要原因是：输入的交流电压过低。伺服变压器和印刷电路板连接不良。如果电路中有+5V电源的熔丝熔断也引起报警。5.机床振动故障原因：有关位置检测参数设定错误。机床、电动机、检测不良或系统插补精度差、检测增益太高。速度控制单元印刷线路不好。装在交流主轴电动机尾部的脉冲发生器是否不良。数控机床的常见故障分析推理判断总结数控机床是一种自动化程度较高、结构较复杂的先进加工设备。其故障分析判断是一项综合性很强的课题，除了要掌握各门专业知识、技术外还必须了解数控机床的工作原理及使用操作方法。在分析、判断故障时要扩大思维，从多方面考虑。通过工作实践本人总结出下列的鱼刺图，并依照顺序，有助于分析、判断的科学性和合理性。分析时应依据机床报警显示，从中了解故障的范围。分出是属于机构部分的故障，还是伺服系统的故障。如果无报警显示，工件出现一些问题则可从数控机床的设置及机械部分进行查找其问题产生的原因。这样有利于故障分析。辅助元件执行元件控制元件驱动元件反馈系统伺服系统数控装置硬件系统软件系统辅助装置限位机构主轴传动机构进给传动机构统系系械机刀架传动机构故障综合分析CNC 控 制 系 统液压 传动 系统电 器 系 统故障产生原因参考文献：（1）数控加工工艺学中国劳动社会保障出版社 唐应谦主编（2）数控实用技术机械工业出版社、浙江工业大学 王贵明编著