第7章 数控机床故障诊断

1、数控机床位置检测装置故障诊断数控机床位置检测装置故障诊断 7 7 数控机床的故障诊断数控机床的故障诊断 概述概述 数控机床的机械故障诊断数控机床的机械故障诊断 数控机床伺服系统的故障诊数控机床伺服系统的故障诊 断断 1.系统的可靠性 数控机床除了具有高精度、高效率和高技术的要求外，还应该 具有高可靠性。衡量的指标有： MTBF平均无故障时间 MTTR排除故障的修理时间 平均有效度A：A=MTBF/（MTBF+MTTR） 7 7 数控机床的故障诊断数控机床的故障诊断 7.1 概概 述述 一、数控机床的可靠性与故障一、数控机床的可靠性与故障 数控设备使用寿命故障 频率曲线如右图 2.数控机床故障诊

2、断的重要性 数控机床是一个融机、电、液等技术于一体的复杂系统，因此 在使用过程中不可避免会出现故障，及时确定和排除故障对提高机 床的工作效率、延长机床的使用寿命以及保证产品质量具有极其重 要的意义。 7 7 数控机床的故障诊断数控机床的故障诊断 7.1 概概 述述 一、数控机床的可靠性与故障一、数控机床的可靠性与故障 根据故障出现的必然性和偶然性 系统性故障 随机性故障 故障产生时有无自诊断显示 有报警显示故障 无报警显示故障 以有无破坏性 破坏性故障 非破坏性故障 硬件故障 永久性的故障 间发性故障 软件故障 编程故障 参数设置不当故障 7 7 数控机床的故障诊断数控机床的故障诊断 7.1

3、概概 述述 二、数控机床常见故障分类二、数控机床常见故障分类 1. 故障现场充分调查 1）故障调查 （1）机床在什么情况下出现故障 （2）故障产生时有什么外观现象 （3）故障产生后操作者采取了哪些措施 2）故障诊断 如果故障现场还保持着，维修人员最好按下列步骤进行： （1）观查是否有报警显示，如有报警显示，则较容易判断 故障，但是排除故障则是另一回事。 （2）用自诊断功能观察发现故障。 （3）检查零件加工程序有无错误。 （4）观察CNC系统，主轴驱动系统印制电路板上的指示灯 有无不正常显示。 7 7 数控机床的故障诊断数控机床的故障诊断 7.1 概概 述述 三、数控机床故障诊断的流程三、数控机

4、床故障诊断的流程 2. 排除可能引起故障的诸多因素 维修人员应遵循以下两条原则： l）充分调查故障现场 2）认真分析故障的原因 分析故障时，维修人员也不应局限于CNC部分，而是要对机床 强电、机械、液压、气动等方面都作详细的检查并进行综合判断， 达到确诊和最终排除故障的目的。 7 7 数控机床的故障诊断数控机床的故障诊断 7.1 概概 述述 三、数控机床故障诊断的流程三、数控机床故障诊断的流程 3. 确定故障产生原因的方法 1）直观法 2）利用CNC系统自诊断功能 3）利用状态显示诊断功能 4）利用印制电路板上的监测端子 5）同类对调法 6）部件替换法 4. 数控机床预防性维护 预防性维护其工

5、作内容主要包括下列几方面的工作： （1）人员安排 （2）建规建档 （3）日常保养 7 7 数控机床的故障诊断数控机床的故障诊断 7.1 概概 述述 三、数控机床故障诊断的流程三、数控机床故障诊断的流程 1.主传动链的维护 （1）熟悉数控机床主传动链的结构、性能和主轴调整方法，严禁超性能使用。 （2）使用带传动的主轴系统，声定期调整主轴驱动带的松紧程度，防止因带打 滑造成的丢转现象。 （3）注意观察主轴箱温度，检查主轴润滑恒温油箱，调节温度范围，防止各种 杂质进入油箱，及时补充油量。每年更换一次润滑油，并清洗过滤器。 （4）经常检查压缩空气气压，调整到标准要求值，足够的气压才能使主轴锥孔 中的切

6、屑和灰尘清理干净，保持主轴与刀柄连接部位的清洁。 （5）对采用液压系统平衡主轴箱重量的结构，需定期观察液压系统的压力，油 压低于要求值时，要及时调整。 7 7 数控机床的故障诊断数控机床的故障诊断 7.2 数数 控控 机机 床床 的的 机机 械械 故故 障障 诊诊 断断 一、数控机床主传动系统故障诊断与维修一、数控机床主传动系统故障诊断与维修 2.主传动系统的常见故障及排除方法 1）主轴发热 主轴轴承损伤或轴承不清洁 主轴前端盖与主轴箱体压盖研伤 轴承润滑油脂耗尽或涂抹太多 电机与主轴连接的皮带过松 皮带表面过油 2）主轴在强力切削时停转 皮带使用过久失效 摩擦离合器调整过松或磨损 7 7 数

7、控机床的故障诊断数控机床的故障诊断 7.2 数数 控控 机机 床床 的的 机机 械械 故故 障障 诊诊 断断 一、数控机床主传动系统故障诊断与维修一、数控机床主传动系统故障诊断与维修 3）主轴噪声 缺少润滑 小带轮与大带轮传动不平稳 齿轮啮合间隙不均匀或齿轮损坏 传动轴承损坏或传动轴弯曲 4）主轴没有润滑油循环或润滑不足 油泵转向不正确或间隙太大 吸油管没有插人油箱的油面下面 油管和滤油器堵塞 润滑油压力不足 7 7 数控机床的故障诊断数控机床的故障诊断 7.2 数数 控控 机机 床床 的的 机机 械械 故故 障障 诊诊 断断 一、数控机床主传动系统故障诊断与维修一、数控机床主传动系统故障诊断

8、与维修 3.主传动系统故障维修举例 【工程实例7-1】故障现象：加工中心主轴定位不良，引发换刀过 程发生中断。 分析及处理过程：某数控加工中心主轴定位不良，引发换刀过程发 生中断。开始时，出现的次数不很多，重新开机后又能工作，但故障反 复出现。经在故障出现后，对机床进行了仔细观察，才发现故障的真正 原因是主轴在定向后发生位置偏移，且主轴在定位后如用手碰一下（和 工作中在换刀时当刀具插入主轴时的情况相近），主轴则会产生相反方 向的漂移。检查电气单元无任何报警，该机床的定位采用的是编码器， 从故障的现象和可能发生的部位来看，电气部分的可能性比较小；机械 部分又很简单，最主要的是联接，所以决定检查联

9、接部分。在检查到编 码器的联接时发现编码器上联接套的紧定螺钉松动，使联接套后退造成 与主轴的联接部分间隙过大使旋转不同步。将紧定螺钉按要求固定好后 故障消除。 7 7 数控机床的故障诊断数控机床的故障诊断 7.2 数数 控控 机机 床床 的的 机机 械械 故故 障障 诊诊 断断 一、数控机床主传动系统故障诊断与维修一、数控机床主传动系统故障诊断与维修 1.滚珠丝杠螺母副的维护与故障诊断 1）滚珠丝杠螺母副的维护 （1）轴向间隙的调整 （2）支承轴承的定期检查 （3）滚珠丝杠副的润滑 （4）滚珠丝杠的防护 2）滚珠丝杠副的故障诊断 （1）滚珠丝杠螺母副噪声 丝杠支承轴承的压盖压合情况不好 丝杠支

10、承轴承可能破坏 电机与丝杠联轴器松动 丝杠润滑不良 滚珠丝杠螺母副滚珠有破损 7 7 数控机床的故障诊断数控机床的故障诊断 7.2 数数 控控 机机 床床 的的 机机 械械 故故 障障 诊诊 断断 二、进给部件故障诊断二、进给部件故障诊断 （2）滚珠丝杠运动不灵活 轴向预加载荷太大 丝杠与导轨不平行 螺母轴线与导轨不平行 丝杠弯曲变形 （3）滚珠丝杠螺母副传动不良：滚珠丝杠螺母副润滑状况不良 （4）加工曲面有刀痕：各轴反向间隙过大 2. 导轨副的维护及故障检测 1）导轨副的维护 （1）间隙调整；（2）滚动导轨的预紧； （3）导轨副的润滑；（4）导轨的防护。 7 7 数控机床的故障诊断数控机床的

11、故障诊断 7.2 数数 控控 机机 床床 的的 机机 械械 故故 障障 诊诊 断断 二、进给部件故障诊断二、进给部件故障诊断 2）导轨副的故障诊断 导轨研伤 导轨上移动部件运动不良或不能移动 加工面接刀处不平 3. 进给系统故障维修举例 【工程实例7-2】进给轴频繁报警的故障维修 故障现象：一台配套FAGOR 8025MG，型号为XK5038-1的 数控机床，机床频繁出现进给轴报警，多则一天一次，少则56 天一次，停机断电半小时后开机又正常。 7.2 数数 控控 机机 床床 的的 机机 械械 故故 障障 诊诊 断断 7 7 数控机床的故障诊断数控机床的故障诊断 二、进给部件故障诊断二、进给部件

12、故障诊断 1. 刀库与换刀机械手的维护要点 l）严禁把超重、超长的刀具装入刀库，防止在机械手换刀时掉刀或 刀具与工件、夹具等发生碰撞。 2）顺序选刀方式必须注意刀具放置在刀库中的顺序要正确，其他 选刀方式也要注意所换刀具是否与所需刀具一致，防止换错刀具导致 事故发生。 3）用手动方式往刀库上装刀时，要确保装到位、装牢靠，井检查 刀座上的锁紧装置是否可靠。 4）经常检查刀库的回零位置是否正确，检查机床主轴回换刀点位 置是否到位，发现问题要即时调整否则不能完成换刀动作。 5）要注意保持刀具刀柄和刀套的清洁。 6）开机时，应先使刀库和机械手空运行，检查各部分工作是否正 常，特别是行程开关和电磁阀能否

13、正常动作、检查机械手液压系统的 压力是否压常，刀具在机械手上锁紧是否可靠，发现不正常时应及时 处理。 7 7 数控机床的故障诊断数控机床的故障诊断 7.2 数数 控控 机机 床床 的的 机机 械械 故故 障障 诊诊 断断 三、自动换刀部件故障诊断三、自动换刀部件故障诊断 2. 刀库与换刀机械手的故障诊断 1）普通刀架不能锁紧 刀架反转信号没有输出 刀架锁紧时间过短 机械故障 2）刀具交换时掉刀：换刀时主轴箱没有回到换刀点或换刀点漂移； 机械手抓刀时没有到位就开始拔刀 3）刀库换刀动作不能完成 松刀感应开关或电磁阀损坏或失灵 压力不足，液压系统出现问题，液压缸因液压系统压力 不足或漏油而不动作，

14、或行程不到位 PLC调试出错，换刀条件不满足 主轴系统出错 7 7 数控机床的故障诊断数控机床的故障诊断 7.2 数数 控控 机机 床床 的的 机机 械械 故故 障障 诊诊 断断 三、自动换刀部件故障诊断三、自动换刀部件故障诊断 4）刀具夹紧后不能松开，主轴刀柄取不下来 松刀力不够 气液压阀松或者拉力气缸损坏 拉杆行程不够或者拉杆位置变动 7：24锥为自锁与非自锁的临界点 刀具松夹弹簧过紧 液压缸压力和行程不够 5）刀具不能夹紧主轴，不能拉上刀柄 拉杆行程不够 ；松刀接近开关位置变动 ；拉杆头部损坏 ； 阀未动做、卡死或者未上电 ；拉钉未拧紧或者型号选择不正 确 ；碟形弹簧位移量太小 ；刀具夹

15、紧弹簧上螺母松动 。 7 7 数控机床的故障诊断数控机床的故障诊断 7.2 数数 控控 机机 床床 的的 机机 械械 故故 障障 诊诊 断断 三、自动换刀部件故障诊断三、自动换刀部件故障诊断 1.液压传动系统 液压系统维护： （1）定期对油箱内的油液进行取样化验，检查油液质量，定期过滤或更换油液。 （2）定期检查冷却器和加热器的工作性能，控制液压系统中油液的温度在标谁要 求内。 （3）定期检查、更换密封件，防止液压系统泄漏。 （4）定期检查、清洗或更换液压件、滤芯，定期检查清洗油箱和管路。 2.气动传动系统 气动传动系统的维护： （1）选用合适的过滤器，清除压缩空气中的杂质和水分 （2）注意检

16、查系统中油雾器的供油量，保证空气中含有适量的润滑油来润滑气动 元件防止生锈、磨损造成空气泄露和元件动作失灵。 （3）定期检查更换密封件，保持系统的密封性。 （4）注意调节工作压力，保证气动装置具有合适的工作压力和运动速度。 （5）定期检查、清洗或更换气动元件、滤芯。 7 7 数控机床的故障诊断数控机床的故障诊断 7.2 数数 控控 机机 床床 的的 机机 械械 故故 障障 诊诊 断断 四、液压与气压传动系统的故障诊断四、液压与气压传动系统的故障诊断 1.光栅尺： 1）防污；2）防振。 2.光电脉冲编码器： 1）防振和防污；2）连接松动。 3.感应同步器： 对感应同步器的维护应注意如下几点： 1

17、）安装时，必须保持定尺和滑尺相对平行，且定尺固定螺栓不 得超过尺面，调整间隙在0.090.15mm为宜。 2）不要损坏定尺表面耐切削液涂层和滑尺表面一层带绝缘层的 铝箔，否则会腐蚀厚度较小的电解铜箔。 3）接线时要分清滑尺的正弦绕组和余弦绕组，其阻值基本相同， 这两个绕组必须分接入励磁电压。 4.旋转变压器 7 7 数控机床的故障诊断数控机床的故障诊断 7.3 数数 控控 机机 床床 位位 置置 检检 测测 装装 置置 故故 障障 诊诊 断断 一、位置检测元件的维护一、位置检测元件的维护 对旋转变压器的维护应注意如下几点： 1）接线时，定子上有相等匝数的励磁绕组和补偿绕组，转子上 也有相等匝数

18、的正弦绕组和余弦绕组，但转子和定子的绕组阻值却 不同，一般定子电阻阻值稍大，有时补偿绕组自行短接或接入一个 阻抗。 2）由于结构上与绕线转子异步电动机相似，因此，炭刷磨损到 一定程度后要更换。 5.磁栅尺 对磁栅尺的维护应注意如下几点： 1）不能将磁性膜刮坏，防止铁屑和油污落在磁性标尺和磁头上， 要用脱脂棉蘸酒精轻轻地擦其表面。 2）不能用力拆装或撞击磁性标尺和磁头，否则会使磁性减弱或 使磁场紊乱。 3）接线时要分清磁头上激磁绕组和输出绕组，前者绕在磁路截 面尺寸较小的横臂上，后者绕在磁路截面尺寸较大的竖杆上。 7 7 数控机床的故障诊断数控机床的故障诊断 7.3 数数 控控 机机 床床 位位

19、 置置 检检 测测 装装 置置 故故 障障 诊诊 断断 一、位置检测元件的维护一、位置检测元件的维护 1.输出信号 一是电压或电流正弦信号，其中EXE为脉冲整形插值器； 二是TTL电平信号。 2.EXE信号处理 1）通道放大器 2）整形电路 3）报警电路 4）细分电路 3.故障诊断 当出现位置环开环报警时，将J2连接器脱开，在CNC系统的一 侧，把J2连接器上的十5V线同报警线ALM连在一起，合上数控系统 电源，根据报警是否再现，便可迅速判断出故障的部位是在测量装 置还是在CNC系统的接口板上。 7 7 数控机床的故障诊断数控机床的故障诊断 7.3 数数 控控 机机 床床 位位 置置 检检 测

20、测 装装 置置 故故 障障 诊诊 断断 二、位置检测装置的故障诊断二、位置检测装置的故障诊断 【工程实例7-5】某数控立式铣床配备FANUC 3M数控系统，位 置检测装置为与伺服电动机同轴连接的编码器。 故障现象：在运行过程中Z轴产生31号报警。 故障分析及处理：查维修手册，31号报警为误差寄存器内容大 于规定值，根据31号报警提示，将误差寄存器的设定极限值放大， 即将对应的参数由2000改为5000，然后用手摇脉冲发生器给Z轴发移 动指令，又发生32号报警，32号报警表示误差寄存器的内容超过 32767，或数模转换指令值超过了-8192+8191的范围。 进一步定位故障是在Z轴控制单元还是在

21、编码器上，采用交换法， 将Z轴和Y轴驱动装置和反馈信号同时互换，发现同样的故障现象出 现在Y轴上，这说明Z轴控制单元没问题，故障出现在与Z轴伺服电 动机同轴连接的编码器上。 7 7 数控机床的故障诊断数控机床的故障诊断 三、位置检测装置的故障诊断举例三、位置检测装置的故障诊断举例 7.3 数数 控控 机机 床床 位位 置置 检检 测测 装装 置置 故故 障障 诊诊 断断 1. 常用主轴驱动系统介绍 1）FANUC公司主轴驱动系统 三个系列交流主轴电动机 : S系列电动机，额定输出功卒范围1.537kw； H系列电动机，额定输出功率范围1.5 22kw； P系列电动机，额定输出功率范围3.7 3

22、7kw。 交流主轴驱动系统的特点为： 采用微处理器控制技术，进行矢量计算，从而实现最佳控制； 主回路采用晶体管PWM逆变器，使电动机电流非常接近正弦波 形； 具有主轴定向控制、数字和模拟输入接口等功能。 7 7 数控机床的故障诊断数控机床的故障诊断 7.4 数数 控控 机机 床床 伺伺 服服 系系 统统 的的 故故 障障 诊诊 断断 一、主轴伺服系统故障及诊断一、主轴伺服系统故障及诊断 2）SIEMEN公司主轴驱动系统 直流主轴电动机：IGG5、IGF5、IGL5和IGH5四个系列，与这 四个系列电动机配套的6RA24、6RA27系列驱动装置采用晶闸管 控制。 交流主轴电动机：IPH5和IPH

23、6两个系列，功率范围为3100kW。 驱动装置为6SC650系列交流主轴驱动装量或6SC6llA （SIMODRIV611A）主轴驱动模块，主回路采用晶体管SPWM变 频控制的方式，具有能量再生制动功能。 7 7 数控机床的故障诊断数控机床的故障诊断 7.4 数数 控控 机机 床床 伺伺 服服 系系 统统 的的 故故 障障 诊诊 断断 一、主轴伺服系统故障及诊断一、主轴伺服系统故障及诊断 2. 主轴伺服系统的故障形式及诊断方法 主轴伺服系统故障通常有三种表现形式： 一是在CRT或操作面板上显示报警内容或报警信息； 二是在主轴驱动装置上用报警灯或数码管显示主轴驱动装 置的故障； 三是主轴工作不正

24、常，但无任何报警信息。 1）外界干扰 由于受电滋干扰，屏蔽和接地措施不良，主轴转速指令信号或 反馈信号受到干扰，使主轴驱动出现随机和无规律性的波动。 判别有无干扰的方法是：当主轴转速指令为零时，主轴仍往复 转动，调整零速平衡和漂移补偿也不能消除故障。 7 7 数控机床的故障诊断数控机床的故障诊断 7.4 数数 控控 机机 床床 伺伺 服服 系系 统统 的的 故故 障障 诊诊 断断 一、主轴伺服系统故障及诊断一、主轴伺服系统故障及诊断 2）过载 切削用量过大，频繁正、反转等均可引起过载报警。具体表现为 主轴电动机过热、主轴驱动装置显示过电流报警等。 3）主轴定位抖动 主轴准停用于刀具交换、精镗退

25、刀及齿轮换挡等场合，有三种实 现方式： （1）机械准停控制 由带V形槽的定位盘和定位用的液压缸配合 动作。 （2）磁性传感器的电气准停控制发磁体安装在主轴后端，磁传 感器安装在主轴箱上，其安装位置决定了主轴的准停点，发磁体和 磁传感器之间的间隙为（1.50.5）mm。 （3）编码器型的准停控制 通过主轴电动机内置安装或在机床主 轴上直接安装一个 光电编码器来实现准停控制，准停角度可任意设定。 上述准停均要经过减速的过程，如减速或增益等参数设置不当， 均可引起定位抖动。 7 7 数控机床的故障诊断数控机床的故障诊断 7.4 数数 控控 机机 床床 伺伺 服服 系系 统统 的的 故故 障障 诊诊

26、断断 一、主轴伺服系统故障及诊断一、主轴伺服系统故障及诊断 4）主轴转速与进给不匹配 要执行每转进给的指令，主轴必须有每转一个脉冲的反馈信号， 一般情况下为主轴编码器有问题。 5）转速偏离指令值 当主轴转速超过技术要求所规定的范围时，要考虑：电动机 过载；CNC系统输出的主轴转速模拟量（通常为010V）没 有达到与转速指令对应的值；测速装置有故障或速度反馈信号 断线；主轴驱动装置故障。 6）主轴异常噪声及振动 首先要区别异常噪声及振动发生在主轴机械部分还是在电气驱 动部分区别方法。 7 7 数控机床的故障诊断数控机床的故障诊断 7.4 数数 控控 机机 床床 伺伺 服服 系系 统统 的的 故故

27、 障障 诊诊 断断 一、主轴伺服系统故障及诊断一、主轴伺服系统故障及诊断 7）主轴电动机不转 CNC系统至主轴驱动装置除了转速模拟量控制信号外，还有 使能控制信号，一般为DC24V继电器线圈电压。检查 CNC 系统是否有速度控制信号输出。检查使能信号是否接通。通 过CRT观察I/O状态，分析机床PLC梯形图（或流程图），以确 定主轴的启动条件，如润滑、冷却等是否满足。主轴驱动装 置故障。主轴电动机故障。 7 7 数控机床的故障诊断数控机床的故障诊断 7.4 数数 控控 机机 床床 伺伺 服服 系系 统统 的的 故故 障障 诊诊 断断 一、主轴伺服系统故障及诊断一、主轴伺服系统故障及诊断 3.

28、直流主轴驱动的故障诊断 1）控制回路 控制回路采用电流反馈和速度反馈的双闭环调速系统，其中内环 是电流环，外环是速度环。主轴电动机为它励式直流电动机，励磁 绕组与电枢绕组无联接关系，由另一路直流电源供电。 2）主电路 数控机床直流主轴电动机由于功率较大，且要求正、反转及停止 迅速，故驱动装置往往采用三相桥式反并联逻辑无环流可逆调速系 统，这样在制动时，除了缩短制动时间外，还能将主轴旋转的机械 能转换成电能送回电网。 7 7 数控机床的故障诊断数控机床的故障诊断 7.4 数数 控控 机机 床床 伺伺 服服 系系 统统 的的 故故 障障 诊诊 断断 一、主轴伺服系统故障及诊断一、主轴伺服系统故障及

29、诊断 【工程实例7-6】某加工中心采用直流主轴电动机、逻辑无环流可逆调 速系统。 故障原因：当用M03指今起动时有“咔、咔”的冲击声，电动机换向片 上有轻微的火花，起动后，无明显的异常现象；用M05指令使主轴停止运转 时，换向片上出现强烈的火花，同时伴有“叭、叭”的放电声，随即交流 回路的保险丝熔断。火花的强烈程度与电动机的转速有关，转速越高，火 花趋大，起动时的冲击声也越明显。用急停方式停止主轴，换向片上没有 任何火花。 分析及处理过程：该机床的主轴电动机有两种制动方式：电阻能耗 制动，只用于急停。回馈制动用于正常停机（M05）。主轴直流电动机驱 动系统是一个逻辑无环流可逆控制系统，任何时候

30、不允许正、反两组晶闸 管同时工作，制动过程为“本桥逆变-电流为零-反桥逆变制动”。根据故 障特点，急停时无火花，而用M05时有火花，说明故障与逆变电路有关。反 桥逆变时，电动机运行在发电机状态，导通的晶闸管始终承受着正向电压， 这时晶闸管触发控制电路必须在适当时刻使导通的晶闸管受到反压而被迫 关断。若是漏发或延迟了触发脉冲，已导通的晶闸管就会因得不到反压而 继续导通，并逐渐进入整流状态，其输出电压与电动势成顺极性串联，造 成短路，引起换向片上出现火花、熔丝熔断的故障。 7 7 数控机床的故障诊断数控机床的故障诊断 7.4 数数 控控 机机 床床 伺伺 服服 系系 统统 的的 故故 障障 诊诊

31、断断 一、主轴伺服系统故障及诊断一、主轴伺服系统故障及诊断 4.交流主轴驱动的故障诊断 1）交流主轴驱动系统也有模拟式和数字式两种类型，交流主轴 驱动系统与直流主轴驱动系统相比，具有如下特点： 由于驱动系统采用微处理器和现代控制理论进行控制，因此其 运行平稳、振动和噪声小。 驱动系统一般都具有再生制动功能，在制动时，既可将能量反 馈回电网，起到节能的效果，又可以加快启制动速度。 2）主轴通用变频器故障 为了保证驱动器安全、可靠地运行，在主轴伺服系统出现故障和 异常等情况时，设置了较多的保护功能，这些保护功能与主轴驱动 器的故障检测与维修密切相关。当驱动器出现故障时，可以根据保 护功能的情况分析

32、故障原因。 7 7 数控机床的故障诊断数控机床的故障诊断 7.4 数数 控控 机机 床床 伺伺 服服 系系 统统 的的 故故 障障 诊诊 断断 一、主轴伺服系统故障及诊断一、主轴伺服系统故障及诊断 通用变频器常见故障及处理 加速中过流 过流 恒速中过流 减速中或停车时过流 停车中过压 加速中过压 过压 恒速中过压 减速中过压 低压 变频器过热 变频器过载 电动机过载 电动机过转矩 7 7 数控机床的故障诊断数控机床的故障诊断 7.4 数数 控控 机机 床床 伺伺 服服 系系 统统 的的 故故 障障 诊诊 断断 一、主轴伺服系统故障及诊断一、主轴伺服系统故障及诊断 1.故障形式 1）超程 2）过

33、载 3）窜动 4）爬行 5）振动 6）伺服电动机不转 7）位置误差 8）漂移 9）回参考点故障 7 7 数控机床的故障诊断数控机床的故障诊断 7.4 数数 控控 机机 床床 伺伺 服服 系系 统统 的的 故故 障障 诊诊 断断 二、进给伺服系统故障及诊断二、进给伺服系统故障及诊断 2.故障定位 1）模块交换法 2）外接参考电压法 3.进给驱动的故障诊断 1）直流进给驱动 （1）CRT有报警显示的故障 （2）报警指示灯指示的报警 （3）无报警显示的故障 机床失控 机床振动 定位精度低 电动机运行时 噪声过大 伺服电动机不转 （4）直流伺服电动机的维护 7 7 数控机床的故障诊断数控机床的故障诊断

34、 7.4 数数 控控 机机 床床 伺伺 服服 系系 统统 的的 故故 障障 诊诊 断断 二、进给伺服系统故障及诊断二、进给伺服系统故障及诊断 2）交流进给驱动 （1）交流伺服电动机的基本检查；（2）交流伺服电动机的安 装注意点；（3）交流伺服电动机常见的故障；（4）交流电动机 维护。 3）步进电机驱动 步进驱动系统常见如下故障： （1）电动机过热报警； （2）工作中，尖叫后不转，具体情况为加工或运行过程中， 驱动器或步进电动机发出刺耳的尖叫声； （3）工作过程中停车，在工作正常的状况下，发生突然停车 的故障。 （4）步进电动机失步或多步，此故障引起的可能现象是工作 过程中，配置步进驱动系统的某

35、轴突然停顿，而后，又继续走动。 7 7 数控机床的故障诊断数控机床的故障诊断 7.4 数数 控控 机机 床床 伺伺 服服 系系 统统 的的 故故 障障 诊诊 断断 二、进给伺服系统故障及诊断二、进给伺服系统故障及诊断 （5）运转不均匀，有抖动，反映在加工中是加工的工件有振纹，表 面光洁度差。 （6）电动机定位不准。反映在加工中的故障就是加工工件尺寸有 问题。 经验总结 数控机床伺服系统故障诊断及处理一般常见的有以下几 种： （1）修理或更换元器件。 （2）重新安装或插接相关的联接状况。 （3）调整相关参数。数控系统、PLC 及伺服驱动系统都设置许多可 修改的参数以适应不同机床、不同工作状态的要求这些参数不仅能 使各电气系统与具体机床相匹配, 而且更是使机床各项功能达到最佳 化所必需的。因此, 任何参数的变化(尤其是模拟量参数)甚至丢失都 是不允许的; 而随机床的长期运行所引起的机械或电气性能的变化, 会打破最初的匹配状态和最佳化状态, 需要重新调整相关的一个或多 个参数给予排除。这种方法对维修人员的要求是很高的, 不仅要对具 体系统主要