数控机床故障诊断及维修的项目一数控机床操作3精选课件

1、 项目一 数控机床操作 模块3 数控机床典型故障维修模块3 数控机床典型故障维修一、回参考点的故障诊断 当加工中心回参考点出现故障时，先检查原点减速撞块是否松动，减速开关固定是否牢固或是损坏。若无问题，应进一步用百分表或激光测量仪检查机械相对位置的漂移量；检查减速撞块的长度；检查回原点起始位置、减速开关位置与原点位置的关系；检查回原点的模式；是否开机后的第一次回原点；是否采用绝对脉冲编码器；检查伺服电机每转的运动量、指令倍率比（CMR）及检测倍率比（DMR）的设置、接近原点速度的参数设置；检查回原点快速进给速度时间常数的参数设置是否适当；确认系统是全闭环还是半闭环；检查参考计数器设置是否适当等

2、。模块3 数控机床典型故障维修回原点故障现象及诊断调整步骤如下1机床回原点后原点漂移 如果采用绝对脉冲编码器，诊断及调整步骤见“使用绝对脉冲编码器的机床回原点时的原点漂移”一节；若采用增量式脉冲编码器的机床，应确定系统是全闭环还是半闭环系统，用百分表或激光测量仪检查机械相对位置是否漂移。若不漂移，只是位置显示有偏差，检查是否为工件坐标系偏置无效。在机床回原点后，机床CRT位置显示为一非零值，该值取决于某些诸如工件坐标系偏置异类的参数设置。若机械相对位置偏移，确定偏移量。若偏移量为一栅格，诊断方法见“原点漂移一栅格”一节的处理步骤。若漂移量为数个脉冲，见“原点漂移数个脉冲”一节的诊断步骤，否则检

3、查脉冲数量和参考计数器的值使之匹配；如果匹配，则脉冲编码器坏，需要更换。模块3 数控机床典型故障维修 2使用绝对脉冲编码器的机床，回原点时的原点漂移 首先检查并重新设置与机床回原点有关的检测绝对值位置的有关参数，重新再试一次回原点操作。若原点仍漂移，检查机械相对位置是否有变化。如无漂移，只是位置显示有偏差，则检查工件坐标偏置是否有效。若为机械位置偏移，则为绝对脉冲编码器故障。模块3 数控机床典型故障维修 3全闭环系统中的原点漂移 先检查半闭环系统回原点的漂移情况，如果正常，应检查电机一转标志信号是否由半闭环系统提供。检查有关参数设置及信号电缆连接。如参数设置正常，则为光栅尺等线性测量元件不良或

4、其接口电路故障。如参数设置不正确，则修正设置重试。 模块3 数控机床典型故障维修 4原点漂移一个栅点 先减小由参数设置的接近原点速度，重试回原点操作。若原点不漂移，则为减速撞块太短或安装不良。可通过改变减速撞块或减速开关的位置来解决，也可通过设置栅点偏移量改变电气原点解决。当一个减速信号由硬件输出后，数字伺服软件识别这个信号需要一定时间。因此当减速撞块离原点太近时，软件有时捕捉不到原点信号，导致原点漂移。模块3 数控机床典型故障维修 5原点漂移数个脉冲 若只是在开机后第一次回原点时原点漂移，则为零标志信号受干扰失效。为防止噪声干扰，应确保电缆屏蔽线接地良好，安装必要的火花抑制器，不要使检测反馈

5、元件的通信电缆线与强电线缆靠得太近。若并非仅在开机首次回原点时原点变化，应修正参考计数器的设定值。模块3 数控机床典型故障维修 例1-3-1 机床回不了参考点的故障分析与排除。 现代数控机床一般都采用了增量式的旋转编码器或增量式的光栅尺作为位置反馈元件，因而机床在每次开机后都必须首先进行回参考点的操作，以确定机床的坐标原点。寻找参考点主要与零点开关、编码器或者光栅尺的零点脉冲有关。 模块3 数控机床典型故障维修 无论采用何种方式或如何运行，系统都是通过PLC的程序编制和数控系统的机床参数设定来决定，轴的运动速度也是在机床参数中设定的。数控系统回参考点的过程是PLC系统与数控系统配合完成的，由数

6、控系统给出回参考点的命令，然后轴按预定的方向运动，压上零点开关（或离开零点开关）后，PLC向数控系统发出减速信号，数控系统按照预定的方向减速运动，由测量系统接收零点脉冲，接收到第一个脉冲后，设定坐标值。所有的轴都找到参考点后，回参考点的过程结束。模块3 数控机床典型故障维修精品课程建设 数控机床开机后回不了参考点的故障一般有以下几种情况：一是由于零点开关出现问题，PLC没有产生减速信号；二是编码器或者光栅尺的零点脉冲出现了问题；三是数控系统的测量板出现了问题，没有接收到零点脉冲。模块3 数控机床典型故障维修 例1-3-2 某配套SIEMENS 802S的数控铣床，发生X轴手动找不到回参考点的故

7、障。 802S属于步进驱动，无位置反馈装置，其回参考点的方式与一般（半）闭环的系统方式不同，采用的是接近开关回参考点。 SIEMENS 802S有两种型式：（1）使用减速信号、参考点检测信号的双开关型式；（2）仅采用参考点检测信号的单开关型式。第二种型式只设置一种回参考点的速度，参考密电的定位精度与接近开关的检测精度及回参考点速度的设置有关，一般较少使用。模块3 数控机床典型故障维修 在这两种型式中，又有如图1.3.1所示的两种参考点信号的检测方式，图（a）以接近开关上升沿为参考点位置；图（b）以接近开关上升沿、下降沿中点为参考点位置。这两种方式可以参数MD-34200进行设定，MD-3420

8、02为图（a）方式，MD-342004为图（b）方式。图1.3.1 SIEMENS 802S 回参考点方式模块3 数控机床典型故障维修 该机床选择的是使用减速信号回参考点检测信号的双开关型式，回参考点的动作与一般机床有所区别。其回参过程如下： （1）坐标轴以速度 Vc(参数MD-34020设定)向固定方向（参数MD-34010设定，0-正方向，1-负方向）运动。 （2）压上减速开关后，以较低的速度Vm(参数MD-34040设定)反方向运动，寻找“参考点检测信号”的上升沿与下降沿的中点位置。 （3）到达中点后，减速至参考点定位速度Vp(参数MD-34070设定)，继续运动。模块3 数控机床典型故

9、障维修（4）到达机床参数设定的参考点偏移位置(参数MD-34080、MD-34090设定)后，停止运动，回参考点结束，屏幕显示由参数MD34100决定的机床坐标位置（见图1.3.2）。图1.3.2 802S 回参考点动作示意图模块3 数控机床典型故障维修图中：Vc 寻找参考点开关的速度 (MD34020:REFP_VELO_SEARCH_CAM)Vm 寻找零脉冲的速度 (MD34040:REFP_VELO_SEARCH_MARKER)Vp 定位速度 (MD34070:REFP_VELO_POS)Rv 参考点偏移 (MD34080:REFP_MOVE_DIST + MD34090 REFP_MO

10、VE_DIST_CORR)Rk 参考点设定位置 (MD34100:REFP_SET_POS0 经检查后发现，该机床的回参减速动作正常，因此可以判定故障原因在于参考点检测开关上。进一步检查发现，此机床X轴参考点检测开关发讯档块与接近开关的距离较大，导致回参过程中，接近开关始终无信号输出。重新调整发讯当块后故障消失，机床恢复正常。模块3 数控机床典型故障维修二、故障维修(排除)1数控机床故障的排除思路 （1）确认故障现象，调查故障现场，充分掌握故障信息。 当数控机床发生故障时，维护维修人员进行故障的确认是很有必要的，特别是操作使用人员不熟悉机床的情况下，尤其重要。不该也不能让非专业人士随意开动机床

11、，特别是出现故障后的机床，以免故障的进一步扩大。 专业维护维修人员对于数控系统出现故障后，也不要急于动手盲目处理，首先要查看故障记录，向操作人员询问故障出现的全过程。在确认通电对系统无危险的情况下，再通电亲自观察，特别要注意确定一下主要故障信息。模块3 数控机床典型故障维修1）故障发生时报警号和报警提示是什么？有哪些指示灯和发光管指示了什么报警？2）如无报警，系统处于何种工作状态？系统的工作方式和诊断结果？3）故障发生在哪个程序段？执行何种指令？故障发生前进行了何种操作？4)故障发生在何种速度下？机床轴处于什么位置？与指令值的误差量有多大？5)以前是否发生过类似故障？现场有无异常现象？故障是否

12、重复发生？6）观察系统的外观、内部各部分是否有异常之处； 在确认数控系统通电无危险的情况下方可通电，通电后再观察系统有何异常，CRT显示的报警内容是什么等。 模块3 数控机床典型故障维修（2）根据所掌握故障信息，明确故障的复杂程度并列出故障部位的全部疑点。 在充分调查现场掌握第一手材料的基础上，把故障问题正确地列出来。能够把问题说清楚，就已经解决了问题的一半。（3）分析故障原因，制定排除故障的方案。 分析故障时，维修人员不应局限于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，制定出故障排除的方案，达到快速确诊和高效率排除故障的目的。模块3 数控机床典型故

13、障维修 2故障的排除应遵循的原则 在检测故障过程中，应充分利用数控系统的自诊断功能，如系统的开机诊断、运行诊断、PLC的监控功能。根据需要随时检测有关部分的工作状态和接口信息。同时还应灵活应用数控系统故障检查的一些行之有效的方法，如交换法、隔离法等。模块3 数控机床典型故障维修 （1）先方案后操作（或先静后动） 维护维修人员碰到机床故障后,先静下心来,考虑出分析方案再动手。维修人员本身要做到先静后动，不可盲目动手，应先询问机床操作人员故障发生的过程及状态，阅读机床说明书、图样资料后，方可动手查找和处理故障。如果上来就碰这敲那连此断彼，徒劳的结果也许尚可容忍，但造成现场破坏导致误判或者引入新的故

14、障导致更大的后果则后患无穷。 模块3 数控机床典型故障维修精品课程建设 （2）先安检后通电 确定方案后，对有故障的机床仍要秉着先静后动的原则，先在机床断电的静止状态，通过观察测试、分析，确认为非恶性循环性故障，或非破坏性故障后，方可给机床通电，在运行正常下，进行动态的观察、检验和测试，查找故障。对恶性的破坏性故障，必须先排除危险后，方可通电，在运行正常下进行动态诊断。 模块3 数控机床典型故障维修 （3）先软件后硬件 当发生故障的机床通电后，应先检查软件的工作是否仍正常。有些可能是软件的参数丢失或者是操作人员使用方式、操作方法不对而造成的报警或故障。切忌一上来就大拆大卸，以免造成更大的后果。模

15、块3 数控机床典型故障维修 （4)先外部后内部 数控机床是机械、液压、电气一体化的机床，故其故障的发射管内必然要从机械、液压、电气这三者综合反映出来。数控机床的检修要求维修人员掌握先外部后内部的原则。即当数控机床发生故障后，维修人员应先采用望、闻、听、问等方法，由外向内逐一进行检查。 模块3 数控机床典型故障维修 （5)先机械后电气 由于数控机床是一种自动化程度高、技术较复杂的先进机械加工设备。一般来讲，机械故障较易察觉，而数控系统故障的诊断则难度要大些。先机械后电气就是在数控机床的检修中，首先检查机械部分是否正常，行程开关是否灵活，气动、液压部分是否正常等。从经验看来，数控机床的故障中有很大

16、部分是由机械动作失灵引起的。所以，在故障检修之前，首先逐一排除机械性的故障，往往可以达到事半功倍的效果。模块3 数控机床典型故障维修 （6)先公用后专用 公用性的问题往往影响全局，而专用性的问题只影响局部。如机床的几个进给轴都不能运动，这时应先检查和排除各轴公用的CNC、PLC、电源、液压等公用部分的故障，然后再设法排除某轴的局部问题。又如电网或主电源故障是全局性的，因此一般应首先检查电源部分，看看保险丝时候正常，直流电压输出是否正常。总之，只有先解决影响一大片的主要矛盾，局部的，次要的矛盾才有可能迎刃而解。模块3 数控机床典型故障维修 （7)先简单后复杂 当出现多种故障相互交织掩盖、一时无从

17、下手时，应先解决容易的问题，后解决难度较大的问题。常常在解决简单故障的过程中，难度大的问题也可能变得容易，或者在排除简易故障时受到启发，对复杂故障的认识更为清晰，从而也有了解决办法。模块3 数控机床典型故障维修 （8)先一般后特殊 在排除某一故障时，要先考虑最常见的可能原因，然后再分析很少发生的特殊原因。例如：当数控车床Z轴回零不准时，常常是由于降速挡块位置走动所造成。一旦出现这一故障，应先检查该挡块位置，在排除这一常见的可能性之后，再检查脉冲编码器、位置控制等环节。 模块3 数控机床典型故障维修 3故障排除的方法 （1）初始化复位法 一般情况下，由于瞬时故障引起的系统报警，可用硬件复位或开关

18、系统电源依次来清除故障，若系统工作存贮区由于掉电，拔插线路板或电池欠压造成混乱，则必须对系统进行初始化清除，清除前应注意作好数据拷贝记录，若初始化后故障仍无法排除，则进行硬件诊断。模块3 数控机床典型故障维修 （2）参数更改，程序更正法 系统参数是确定系统功能的依据，参数设定错误就可能造成系统的故障或某功能无效。例如，在哈尔滨某厂转子铣床上采用了测量循环系统，这一功能要求有一个背景存贮器，调试时发现这一功能无法实现。检查发现确定背景存贮器存在的数据位没有设定，经设定后该功能正常。有时由于用户程序错误亦可造成故障停机，对此可以采用系统的块搜索功能进行检查，改正所有错误，以确保其正常运行。模块3

19、数控机床典型故障维修 （3）调节最佳化调整法 调节是一种最简单易行的办法。通过对电位计的调节，修正系统故障。如某工厂维修中，其主轴在启动和制动时发生皮带打滑，原因是其主轴负载转矩大，而驱动装置的斜升时间设定过小，经调节后正常。最佳化调整是系统地对伺服驱动系统与被拖动的机械系统实现最佳匹配的综合调节方法，其办法是用一台多线记录仪或具有存贮功能的双踪示波器，分别观察指令和速度反馈或电流反馈的响应关系。通过调节速度调节器的比例系数和积分时间，来使伺服系统达到即有较高的动态响应特性，而又不振荡的最佳工作状态。模块3 数控机床典型故障维修（4）备件替换法 用好的备件替换诊断出坏的线路板，并做相应的初始化

20、启动，使机床迅速投入正常运转，然后将坏板修理或返修，这是目前最常用的排故办法。（5）改善电源质量法 目前一般采用稳压电源，来改善电源波动。对于高频干扰可以采用电容滤波法，通过这些预防性措施来减少电源板的故障。模块3 数控机床典型故障维修 (6）维修信息跟踪法 一些大的制造公司根据实际工作中由于设计缺陷造成的偶然故障，不断修改和完善系统软件或硬件。这些修改以维修信息的形式不断提供给维修人员。以此做为故障排除的依据，可正确彻底地排除故障。模块3 数控机床典型故障维修 4维修中应注意的事项 （1）从整机上取出某块线路板时，应注意记录其相对应的位置，连接的电缆号，对于固定安装的线路板，还应按前后取下相应的压接部件及螺钉作记录。拆卸下的压件及螺钉应放在专门的盒内，以免丢失，装配后，盒内的东西应全部用上，否则装配不完整。 （2）电烙铁应放在顺手的