机床CNC单元故障分析技巧与维修实例

1、机床CNC单元故障分析技巧与维修实例摘要：机床系统CNC单元频频发生故障，并且难以查找原因，使得生产效率大大降低，必须采取有效的解决措施，才能提高生产率。该文通过对CNC软件系统机构的介绍，并列出数控车床、数控铣床和加工中心CNC故障具体实例，分析了机床CNC单元故障形成的原因，总结了故障分析技巧及排除方法。关键词：CNC单元软件故障故障分析中图分类号：TG659文献标识码：A文章编号：1672-3791202107b-0035-03由于现代数控应用技术的提高，系统的可靠性越来越好，导致数控系统本身故障越来越低。数控设备的故障可分为外部硬件损坏造成的硬件故障、系统内部的管理软件和控制软件的软件

2、故障。外部硬件操作引起的故障是一种常见的数控维修故障，通常是由于检测开关、液压与气動系统、电气执行机构、机械装置等的问题引起的，这些故障可以通过报警信息查找故障原因。软件故障通常是由于操作不当、发生故障时的调整过程不当所引起的，这类故障多发生在设备使用调整时期或者是被使用前期。对一般的数控系统来说，软件故障要比硬件故障的诊断与维修更有难度，因为有些软件故障虽有报警信息显示，但并不能反映故障的真实原因，这时就必须根据报警信息和故障现象来分析解决，找出故障并解除。CNC单元故障属于系统软件故障，它的故障与诊断维修就显得有点困难。1典型CNC软件系统的结构CNC系统软件由管理软件和控制软件组成，管理

3、软件包括输入/输出、I/O处理、显示、诊断等；控制软件包括译码、刀具补偿、速度处理、插补计算、位置控制等。数控系统由软件装置和硬件装置相互配合，共同完成数控系统的具体功能。早期的CNC装置，数控功能全部由硬件实现，而现在的数控功能那么由软件和硬件共同完成【1】。目前数控系统的软件一般由两种结构组成，即前后台结构和中断型结构。所谓前后台型是指在一个常规采样周期内，花一些时间在前台任务，后台任务支出其余的时间，共同完成数控加工任务。中断型结构是指CNC系统软件的各种功能子程序被安排在级别不同的中断效劳程序中，整个数控软件是一个大的中断系统，通过各级中断程序之间的通信实现管理功能【2】。一般机床软件

4、故障可能形成的原因如下。1在调试用户程序或修改参数时，操作符误删或更改软件的内容，错误操作导致失败。2RAM动力电池或电池短路或开路，如不良接触会导致RAM不保持电压，造成电力电池电压缺乏，所以，导致软件和系统参数的损失。3功率波动或干扰脉冲干扰信号串进入数值控制系统总线，会导致由数字控制装置引起运行停止或时间误差。4当运行一个复杂的程序或执行大量的计算时，有时会导致系统崩溃并导致软件故障。5当系统执行大量的计算，或者错误的操作是由于内存缺乏或软件溢出导致的，系统会导致死机。6调试程序，修改参数不合理，或有大量错误操作，会导致软件溢出。2CNC单元故障系统软件故障分析与维修CNC单元故障系统软

5、件故障分析与维修见表1所示。3CNC单元故障系统软件故障分析技巧与维修实例当数控设备出现故障需要维修时，最重要的第一步是发现问题。要本着先静后动、先软件后硬件、先外部后内部、先机械后电气、先公用后专用、先简单后复杂、先一般后特殊的原那么检查故障【3】。分析清楚了故障现象，然后根据机床和数控系统的工作原理，就可以很快地确诊了问题所在，并将故障排除，使设备恢复正常使用。3.1数控车床CNC单元故障分析与维修实例实例1：CW6163B数控车床开机冷却泵不受系统控制，冷却液无法喷出，报警灯亮。维修过程及分析：经检查，出现该机床报警灯亮的原因有3点，即冷却电机断路器断路、液压马达断路、刀架信号混乱。检查

6、看到冷却电机断路器和液压电机均正常，常闭端还在正常输入24V输入电压，刀架信号正常，刀具信号系统也检测得到；检查冷却液喷出口无杂物堵塞再仔细检查机器线路；检测冷却电机断路器端口信号为x6.6，系统的PMCx6.6地址显示为0，系统检测认为是冷却电机断路，所以，输出机床报警。又检查了该机床的I/O扩展板，发现I/O板接线松了，把接线插紧，开机机床报警灯不再亮，冷却水泵受机床控制，故障排除。实例2：一台采用FANUC0-TD系统N-084型数控车床，在自动加工模式中工作台突然停止工作。维修过程及分析：首先看到CRT显示52l报警号，这个报警号对应为-Z轴负方向限位超程报警。根据系统发出的-Z轴超程

7、故障报警，分析得出故障原因应该是x18限位开关换损坏了。维修过程是先将数控车床工作台退出机床禁区，返回机床参考点，再按RESET复位键来解除报警，故用手轮脉冲发生器在手动模式下配适宜宜的进给倍率，将工作台向+Z轴方向移动，即与工作台方向报警的反方向移动，等工作台退出超程禁区后，再按RESET复位键，这样报警故障就会排除。但是在移动过程中发现工作台没法向+Z轴方向移动，可能电源脱开了，故按操作面板上的P键和CAN键同时接通电源按RESET复位键及DELETE删除键时不可接通电源，等工作台退出超程禁区，返回参考点，再按RESET复位键及DELETE删除键，重新试车加工，一切正常，故障排除。3.2数

8、控铣床CNC单元故障分析与维修实例实例1：一台专用数控铣床，NC系统采用发那科的FANUC-0，在批量加工中NC系统显示1024号报警“LIMITSWITCH。维修过程及分析：经检查，此报警为通道限位开关报警。警察程序的数值并没有变化，CRT上显示的X轴坐标确定到达软件极限，详细分析，发现这种故障是软件限位设置不当造成的，具体原因是补偿值输入变大引起的，X轴行程已经超出软件设定的极限值，适当调整软件的限位设置，故障排除。实例2：一台广州数控980TD，开机CNC出现故障，显示“急停报警，ESP输入开路。维修过程及分析：出现这种报警有4种情况：一是X轴丝杆里进异物卡死了；二是急停开关被按下了；三

9、是限位开关失灵了；四是机床装有行程开关，有硬限位超程情况存在。解决这4种故障的方法是：一是把X轴拆开，把里面的杂物清理干净；二是把开关拔起来或者顺时针方向转动急停开关至其弹起，然后按复位键解除报警；三是换个限位开关装上；四是按下厂家在系统面板上设置的“超程释放按钮，按住此按钮然后同时按一下复位键，超程释放按钮不要松，使用手动方式把托板往超程的相反方向移动，等到行程开关按钮弹起，松开按钮，报警即可解除。该机床检查了前面3个原因发现都正常，检查第四项时发现Y超程了，按照上面解决第4个故障的方法操作了一遍，故障解除。3.3加工中心CNC单元故障分析与维修实例实例：一台二手三菱700系列加工中心，运行

10、程序时出现“M011026报警。维修过程及分析：“M011026报警原因是主轴C轴控制中无法执行其他功能指令，属于程序参数错误。检查在加工中是否对多面加工主轴发出了C轴模式指令？是否对同期攻丝主轴发出了C轴模式指令？是否对同期攻丝主轴发出了多面加工指令？主轴是否正在作为主轴或者C轴使用？解决方法是先取消C轴指令，发现报警还在，再取消多面加工指令，报警还没有消除，最后通过关闭伺服取消C轴指令，报警消除。4结语机床的CNC单元故障维修分析技巧关键在于了解第一手资料并发现问题，掌握如何及时变通检修思路，多做笔记，善于思考，才能少走弯路，维修技术才能得以提高。数控系统的自诊断功能有着本身局限性，所以，检修故障时要灵活分析，不能完全依赖数控系统的自诊断功能与