数控机床故障的诊断与排除

1、数控机床故障的诊断与排除 1. 引言 从 70 年代以来，工业发达国家十分重视发展先进的制造技 术，在加工设备中大量采用以微电子技术和计算机技术为基础数 控设备，使机器制造业的生产方式发生了革命性的变化。 近年来， 我国在数控设备的数量及数控技术上有了较快的发展， 数控机床 的应用越来越广泛。 在数控机床的使用中， 数控机床的机械系统、 司服系统和控制系统可能会出现各种故障， 因此， 应该掌握数控 机床的正确使用和常见故障的诊断处理。 2. 数控机床常见故障 由于自身原因不能进行正常工作便发生了故障。 数控机床的 故障可分为以下类型。 2.1 系统性故障和随机性故障 系统性故障是指机床和系统到

2、某一环节必然出现的故障； 而 随机性故障实在偶然的条件下出现的故障。 因此， 随机性故障的 分析与排除更为困难。 一般来说随机性故障往往与机械结构局部 松动和错位、 控制系统中部分元器件工作特性漂移及机床电器元 件工作可靠性下降等有关。 因此，排除这类故障要经过反复试验， 然后综合判断。 2.2 有诊断显示和无诊断显示故障 目前数控机床配置的数控 PC可编程控制器中有较丰富的诊 断功能。有诊断显示的故障一般与控制部分有关， 根据报警内容， 容易找到故障原因。 另一种情况是没有故障诊机床停在某一位置 上不动，循环运行不下去，甚至连手动操作都失灵。由于没有诊 断显示，因此，排除故障难度较大。 2.

3、3 破坏性故障和费破坏性故障 破坏性故障一般说来应避免再次发生， 维修时不允许重复这 些现象。 例如出现伺服系统失控造成飞车、 短路烧保险丝等破坏 性故障，只能根据现场人员提供的情况修理，维修难度高，且有 一定风险。而非破坏性故障可经过反复试验，比前者方便。 2.4 运动质量特征故障 运动质量特征故障就是机床照常运行，没有任何警报显示， 但是加工零件不合格。如机床定位精度超差、反向死区过大、两 坐标直线插补运动发生震荡等。 针对这类故障， 必须在检测仪器 配合下对机械、控制系统、伺服系统调整等采取综合措施。 2.5 硬件故障和软件故障 从发生故障的部位可分为硬件故障和软件故障两种。 排除硬 件

4、故障可更换某些元气件。 软件故障是程序编制造成的故障， 只 要改变程序内容、修改机床设定参数就能排除。 3. 故障诊断 数控机床大部分故障都以综合故障出现， 不能很快确定故障 原因，必须综合分析 3.1 充分调查故障现场 出现故障后首先要了解现场情况和现象， 仔细观察工作寄存 器和缓冲寄存器中尚存的内容， 了解已经执行过的程序内容， 并 且要观察各个印刷线路板上有无报警红灯，然后再按CNC复位 键，观察故障报警是否消失。 如是，则故障多属软件故障； 否则， 即属于软件故障。对于非破坏性故障，有条件时可以重演故障， 仔细观察故障现象。 3.2 罗列可能造成故障的诸多因素 数控机床造成故障的原因是

5、多种多样的， 有机械的、 机床电 气的、控制系统的等。分析时要把有关因素都罗列起来。例如， 某行程开关工作不正常的影响因素有： 机械运动末到位， 使开 关不工作机械设计机构不合理， 开关发生松动或挡块太短， 压 合开关时速度太快等； 开关自身质量不高， 发生触电弹簧变形； 安装的开关选型不当， 防护措施不好， 开关内进油或进冷却液， 使动作失常。 3.3 逐步找出故障产生的原因 根据故障现象罗列出许多因素后， 找出确切因素才能排除故 障。因此，必须优化选择和综合判断。综合判断需要有该机床的 完整技术档案，包括维修记录和必要的测试手段等。 3.4 修理产生故障的元器件 在找到确切原因后，就可以修

6、理调整有关元器件。 4. 数控机床常见机械故障处理 数控机床机械部分的处理与常规机床有很多共同之处， 但由 于数控机床大量采用电气控制， 机械结构大为简化， 所以机械故 障大大降低。下面介绍一些带共性的故障。 4.1 进给传动链故障 由于导轨普遍采用了滚动摩擦副， 所以进给传动链故障大部 分是由运动质量下降造成的。如定位精度下降、反向间隙过大、 机械爬行、轴承噪音过大（一般都是在撞车后出现）等。因此， 这部分修理常与调整运动副的预紧力、松动环节和补偿环节有 关。 4.2 主轴部件故障 由于使用调速电机， 数控机床主轴箱内部结构比较简单。 可 能出现故障的部分有自动拉紧刀柄装置、 自动变档装置及主轴运 动精度的保持装置等。 4.3自动换刀装置（ATC故障 自动换刀装置已在加工中心上大量配置，目前有50%的机械 故障与它有关。故障主要是机床运动故障、定位误差过大、机械 手夹持刀柄不稳定和机械手运动误差过大等。 这些故障最后都造 成换刀动作卡位，使整机停止工作等。 4.4 位置检查用行程开关压合故障 在机床长期工作中， 运动部件运动特性的变化、 压合行程开 关的机械装置可靠性及行程开关本身品质特性都影响整机的故 障率。 4.5 配套附件的可靠性 配套附件包括冷却液装置、排屑器、导轨防护罩、冷却液防 护罩、主轴冷却怛温油箱和液压油箱等。要经常检查它们运行是