CNC数控机床检修实例

1、CNC 数控机床检修实例1 CNC 数控机床不能起动11 故障现象一 296A 一 296A 型数控车床，工作台加工过程中出现CRT 无显示(俗称黑屏)，当重新按车床 NC 起动按钮，数控机床也不能恢复正 常，各项加工功能均无。据操作者讲，几天前偶而出现同样故障，但能重新启动 且工作如常。1 2 故障检测与分析处理 根据图 1 电气原理，首先检测数控系统的 FANUC-0TMATEE2 电源单元， 控制单元的 MTEE2ADC 一与 CRTMDI 部件，采用先易后难方法：先查看-SB1, -SB2启动与停止按钮无损坏，触点良好。再查看J37, J27, J38，等多头线电缆与叉头无松动等异常现

2、象。C.当检测到CRT/MDI单元时发现+24 V供电没有到位。而电源单元的LED 绿灯已亮，证明AC输入正常，并实测出该输出电压匀在正常范围之内.这说明 电源单元本身良好。d.经检测后分析：可能电源与CNC系统启动电路有故障，按此思路，仔细检 查NC电路，怀疑是ON、OFF、COM三条信号线在机床中经多节插头插座串联 导致的故障，为快速证明判断证确与否，采用“信号短路法”，将电路图中 CP3 处的 ON、 OFF、 COM 信号在插座 XP/ S54(1)、 XP/ S54(2)、 XP/ S54(3) 的三个插孔内，进行短路处理后，合上机床总电源，这时 NC 立即启动。 CRT/ MDI

3、面板显示正常,经试车机床的各项加工功能运转正常；也无其他异常报警。随后进一步处理；实测经校线(俗称叫线)，发现故障点是在XP/S62(2)的插头处，电信号线脱焊所造成 CNC 程序启动后数控系统不能复位，经焊接处理后故 障彻底排除；故障检修完毕。2 主轴电机过热故障21 故障现象一台 s1-296A 数控车床在加工运转时发生“啃刀”现象并造成刀具损坏。 22 故障检测与分析处理用手动JVC慢跑模式将车床X, Z轴调至原点，重新启动加工程序，进行试 车，当工作台快速进给到加工位置时主轴仍不转，至此确诊为交流变频主轴电机 调速系统存在故障。根据图2分析主轴电机是由FR-SF-2-15K交流变频器控

4、制转速的（因机床 厂家不提供交流变频器内部图纸）故采用“数学模糊检修法”，视交流变频器内部 为黑匣子”只需检查其外部各功能接口状态即可判断。首先察看交流变频器控制系统的LED报警显示内容。为区分是过热（指电动机本身过热）还是过载（指电动机所带负载过重，转动过沉）保护，当时凭经验手摸电动机外壳已经很烫，用大风扇进行强制冷却一段时 间后，电动机热度下降。重新试车，主轴电机转动正常；至此判断该例为典型的 电动机过热故障。拆卸该主轴电机，仔细检查后发现是独立散热风扇电机轴承损 坏，散热不良，引起主轴电机过热报警，导致数控车床主轴在加工运转时突然停 止转动，发生“啃刀”故障。更换独立散热风扇电机后，S1

5、296A数控车床加工运转正常，故障排除。3主轴电机不转故障3主轴电机不转故障3.1 故障现象 一台 S1-296A 数控机床，早班生产一开机，出现主轴电机不 转，主轴变频系统 LED 也显示报警，但主轴电机外壳不热，数控系统的其它功 能正常。3.2 故障检测与分析处理a 用手动及 JVC 慢跑模式将工作台调至原位，重新启动车床使其故障再现， 以便来确认其故障的真实性，结果证实故障如初。b.用手摸主轴电机外壳温度不高，根据主轴电机没有温升，从而排除是机械负载过重引起故障。c.检测变频器与数控系统内置 PLC 的有关控制接口如图 2 所示；先测得+24， ALM 一组控制信号已到位没问题，怀疑主轴

6、电机内置过载控制信号没有送至变频器接 口，当检测到已拆下的 OHS1， OHS2 一组控制信号线没问题，而检测过热器 件那侧OHS1, 0HS2信号时，该器件的闭点没有闭合，证明内置的过热器件 已经损坏。因没有备件，小心拆下过热器件，精心地修磨触点，试车生产加工正 常，故障排除。U 轴加工动作突然停止4.1 故障现象一台日本三菱 MD4800C 加工中心机床，该机床在加工中突然停止加工。4. 2故障检测与分析处理 a.现场查看:MD4800C机床在加工中CRT出 现停止T01诊断码。经查该机床的MITSUBISHI三菱CNC控制器MEL / IS 520AM系列操作说明书：该停止TOI（内容为

7、不得进行自动启动操作，因数控 系统的CNC从停止状态要执行自动运转时无法执行到自动运转的状态）,而停止 T01码中有显示警示号码0101,内容为各轴均不能自动起动，并指示处理方法： 全轴停止后再起动（通过该例检修证明此段翻译不准确）。经分析是PLC的控制 部分有问题，根据CRT/MDI面板上LED指示中（READ）灯窗不亮，手动模式 下X、Z、Y、U的各轴均不能动作.怀疑可能是U轴加工动作超程故障。b.检测与处理：在CRT/MDI面板调出CNC系统的内置PLC程序梯形图， 按动U轴上原位行程开关，观察相关的程序梯形图中X1B没有改变；检测行程开关和连线，发现此行程开关已损坏。c.更换同型号行程

8、开关，再按RESET 键，解除报警后试车正常，故障排除。4 . 3 小结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资料，数控系 统的自诊断功能有它本身局限性，资料也存在翻译的错误，此例检修故障凭借日 常检修经验，而顺利排除故障。刀号与程序刀号不符故障1 故障现象一台韩国 PUMA 230 数控车床在刀位自动模式下加工时刀位突然不动。5 . 2 故障检测与分析处理a.现场查看：CRT上报警号为2023,资料所示故障，为刀库换刀方面有 故障。 b.经试车观察实际故障现象，用手动模式调整该刀位时，刀塔乱动； 不定位或刀号与CRT上显程序刀号不符。 c.按维修手册改动相应参数由“0 改为

9、“1”后报警解除，故障排除。刀库左右摆动找不到刀位1 故障现象一台日本三菱 MD 4800 c 加工中心机床 z 轴在自动加工模式下进行加工时， 刀库执行换刀程序，当换至第 6 把刀位时刀库左右摆动，找不到刀位，停止加 工并报警。 CRT 报警显示为 PLC 控制侧电路有故障。调查操纵者得知：几天前 偶尔出现过类似故障，但故障较轻，解除报警后，返回原点还能照常加工。什么 时间故障再现，没有规律。6， 2 故障检测与分析与处理根据报警信息所指引检修方向与故障范围，应先从电气故障入手。a.验证故 障属性。用手动模式指令将刀库换刀，从第一把刀换至第 6 把刀位时故障马上 再现，刀库左右摆动找不到刀位

10、。b.调阅相关CNC内置PLc程序与系统参数匀无问题。c.检测强电控制网路行程开关与弱电CNC接口均无问题，故障如初不见好转。经冷静分析检修前后思路，一般检修数控机床采用先修电气， 后修机械液压及其它。可能受此思路的局限和拆卸机械很费事的惯例影响，走了 检修弯路。d.拆卸相关机械传动部件，发现（REV TOOL CUP MOTOR）换刀电机转子轴上齿轮有轻微松动，经拆开检查是方形键已磨损成椭圆（俗称滚 键）.致使刀库左右摆动找不到刀位，经更换同型号键，仔细调整相关齿轮后， 试车用手动模式刀库换刀和自动模式加工均正常，故障检修完毕。6. 3 小结此检修经验实例证明数控机床是机电一体化的技术密集型

11、设备，检修机电故障 需检修技术人员具备相应的机械传动、液压控制、气动控制等相关维修知识与经 验。此例检修经验关键在于掌握如何及时变通检修思路，少走弯路，检修技术才 能得以提高。7伺服系统-z轴超程1 故障现象一台南京 N-084 型数控车床（30 系列），该数控车床采用 FANUC 0-TD 系统。 在自动加工模式中工作台突然停止工作。7. 2 故障检测与分析处理a.现场查看CRT显示521报警号，为-Z轴负方向限位超程报警。（超程报警， 分硬件超程即限位行程开关被压动作时，给数控系统发超程报警信号，使数控车 床停止运行，以确保人机安全；及软件超程即指在 CNC 数控系统内设置相应参 数.用来

12、防止工作台上刀具超出有效工作区域，避免机床夹具被刀具撞坏）。b.根据-z轴超程故障报警，在手动JOG模式下，用手轮（脉冲发生器）配合进 给倍率，将工作台向报警的反方向移动，即+ Z轴方向移动，切记不可弄错。（注: 如遇手动不能向报警的反方向移动时，可能是电源脱开，按 CRTMDI 操作面 板上的P键及CAN键同时接通电源，这时特别注意在按RESET复位键及DEL ETE 删除键时不可接通电源，一直等到工作台退出机床超程禁区，返回机床参 考点后，方可操作按RESET复位键及DELETE删除键。） C.处理该超程 故障时，只将数控车床工作台退出机床禁区后，更换损坏的 x18 限位开关，按 RESE

13、T 复位键解除报警，把工作台返回数控机床参考点，重新试车正常，至此 故障得以排除。7. 3 小结此例属硬件超程故障，如是软件超程故障。只需修改对应参数即可。8 AC 伺服电机一侧过电流1 故障现象一台日本三菱 MD DM4500 加工中心机床。早班生产一开机立即报警。8. 2 故障检测与处理a. 在三菱系统CRT/MDI操作面板上调阅报警诊断信息，CRT显示为（PR3 2,X）。 报警信息为 X 轴的 AC 伺服电机一侧存在过电流问题，使系统进入保 护状态。b.为快速区别是X轴伺服单元IPM晶体问题还是负载X轴AC伺服电机有故障，用已知完好的 Y 轴 AC 伺服电机与 AC X 轴伺服电机电缆

14、插头 互换后，这时故障改到 Y 轴伺服单元 IPM 晶体（指电路板上功放模块等元件）及 负载 AC 伺服电机等有过电流故障；由此确认是 AC X 轴伺服电机和电缆插头的 问题。C.经对AC伺服电机进行部件替换法检测,证明该AC伺服电机良好。d.检查该AC伺服电机电缆插头插座，发现该插座内侧接线柱之间存有污 垢与放电后氧化的积碳电阻，因此确认这就是故障点。 e.用小刀尖刮净该 处污垢与放电后积碳，随后再用工业酒精刷洗、烘干处理。 f.重新试车报 警消除，故障顺利排除。83 小结AC 伺服单元的故障检修也很关键，这类故障发生频率较高，具有普遍性， 此例故障原因是由于 DM4500 加工中心机床所在

15、环境恶劣，受附近清洗机潮湿 气影响，屡犯同类故障，改善环境后，所有各类故障发生频率大为下降。9 Z 轴自行锁定故障91 故障现象一台DM4500加工中心机床采用FANUC Oi系统，Z轴自行锁定不能运行 加工并报警。9 2 故障检测与分析处理a.询问操纵者得知，该机床在自动模式加工换刀程序中动作突然中断，Z 出现自行锁定故障。b.在系统CRT/MDI操作面板上调阅诊断信息，CRT显示为2027的报警号，内容为英文缩写(RESORE MAG STEP B YSTER PEARFFUL)指示了此项操作慎重的事项。C.要小心操作，逐步恢复刀库各项功能，特别注意此时 Z 轴已进入自动锁定状态，在各种(

16、包括 AUTO 自动模式， HANDLE 手动模式， EDIT 编程模式， JOG 慢跑模式， TEACH 教导模式， H OME 归原模式)模式下都不准移动 Z 轴，才能避免刀臂撞坏主轴刀具，造成设 备事故。d.此时要检查如果刀臂没在主轴刀具位置卡住，可执行主轴定位。选择 HANDLE 手动模式，按下主轴定位按钮即可。如果此时刀臂在主轴刀具位 置卡住，不能执行主轴定位，直接进行下一步操作。e.将MODE SELEECT 模式选择开关转换到 HANDLE 手动模式位置，打开刀库盘操作盒钥匙开关 此时操作盒上RELEASE的LED黄灯亮。f.打开PM开关使其闭合(RSETMAG) (ON)操作步

17、骤为按以下键(OFFSET SETTIN G) / ( ! ) / (操作 PN)(P AGE ! ) / (-) /(RET / VA G) / (ON )(0N)按下操作面板的刀库正转()按 键，从发生故障程序中断处，一步一步的执行换刀动作，直至完成一个循环。g当恢复完换刀功能后，这时CRT显示提示信息(TURN OFF SOFFSW8)， 断开PM开关(RSETMAG OFF)。 h. z轴出现自行锁定故障，经修正FANUC Oi系统相应参数K0“1清零，再全部置“0后，该机床FANUC Oi系统的刀 库选刀正常，故障排除。10 手轮故障 （ 手动脉冲发生器 ）101 故障现象一台MJ4

18、60型数控机床，该数控车床采用FANU C O-TD系统。开班生产调 整 z 轴与 x 轴加工精度时，摇动手轮（即脉冲发生器），两轴均出现误差过大并报 警。从操作者处得知，该机床经别人检修手轮后，当时已好。这次重出手轮故障， 出现报警号为 410， 420。102 故障检测与分析处理a.现场试车证明手轮故障属实，但用力关防护门时，再现410, 420报警 号。b.按操作说明书查阅出现故障报警号信息：-（4n0为停止时位置偏差量的值大于编程设定值）。没有明确故障方向。c.分析后怀疑手轮性能不良，拆开手轮盒检查.用放大镜仔细观察，发现手轮脉冲发生器电路板上的一芯 片管脚虚焊。d.焊接后安装好，凋整

19、在适当位置后，重新试车，MJ460型数控机床，运行正常，故障排除。 11 Z 轴伺服单元过负荷1 1. 1 故障现象一台 DM4500C 加工中心机床，一开机自动加工就停止工作并报警。从操作 者处得知该机床经别人检修过后，就出现这种情况。11. 2 故障检测与分析处理a.查阅报警的诊断信息为S03伺服异常：NR号码：50略称：OL1内容： Z 轴伺服电机电流超过三菱系统设定 SV022 参数值，确认 Z 轴伺服单元存在过 负荷故障。b.经部件替换法验证Z轴伺服单元及负载AC伺服电机等均无问题，那么问题出在哪？重新整理检修思路。c.分析为什么该机床经别人检修后就有此故障?再重新检查别人检修过的电

20、源电路，发现该机床电源线号与 电力网来的电源端子相序线号不附。（特别注意：三菱系统的DM4500C加工中 心机床的电源相序，有严格要求，不允许接错。） d.经过更正机床电源相 序，报警消除，机床一切恢复正常，故障排除。12 401 报警12.1 故障现象一台沈阳第一机床厂产 S1-406 车床，更换伺服电源模块与伺服驱动模块通讯 线后，产生 401 报警。12.2 故障检测与分析处理S1-406 车床系统为 FANUC 0TD ，驱动部分为模块化结构。伺服驱动电源型号为：A06B-6087-H126 INPUT 200V230V 106A; OU TPUT DC283325V DC29.8A;

21、主轴驱动模块型号为：A06B-6102-H222#520 INPUT DC283325V OU TPUT 25.2kW 95A;伺服驱动模块型号为： A06B-6079-H205 Pe=3.9KW OUTPUT AC230V L:5.9A M:12.5A;电机为a系列交流伺服电机。查阅报警 401 号的诊断信息为：速度控制单元 VRDY 信号断开。它表示当 NC 将 MCC 接通信号送给伺服放大器时，伺服放大器却不返回已准备好信号。检查控制电源模块的输入电源的主接触器MCC,发现MCC没有闭合。C.屏蔽掉X、Z轴驱动后，开机正常，主轴及其它部件运转正常，说明伺服驱动 模块有故障。用同型号驱动模

22、块替换，故障排除。13. 故障两例 一台沈阳数控机床厂 CK3263 数控车床。床身为斜床身 , 配日本 FANUC OT 系统 , 转塔选用的是意大利 BARFFADI TOE320(12 工位 ) 。使用过程中 , 有时也出现一些故障 , 多半是外围电路如接触器、电磁阀、 限位开关等。故障现象一 CRT 显示 414# 报警。报警信息为 : SERVO ALARM: X AXISDETECTION SYSTEM ERROR 同时 , 伺服驱动单元的 LED 报警显示码为 8 点亮。 故障分析与处理通过查看 FANUC O系统维修说明书可知：414#报警为“X轴的伺服系统异常，当错误的信息

23、输出至 DGN0720 时 , 伺服系统报警”。根据报警显示内容 , 用机床自我诊断 功能检查机床参数 DGN072 上的信息 , 发现第 4 位为 “1”，而正常情况下 该位应为“0”。现该位由“0” 变为 “1”则为异常电流报警 , 同时伺服驱动单元 L ED 报警显示码为8点亮 , 也表示该伺服轴过电流报警。检查伺服驱动器模块,用万用表测得电源输入端阻抗只有6Q,低于正常值,因而可判断该轴伺服 驱动单元模块损坏。更换后正常。 故障现象二 转塔刀架在换刀过程时出 现 2011# 、 2014# 报警。故障分析与处理查看电气使用说明书可知 ：2011# 报警表示转塔有故障 ,201 4# 报

24、警指转塔未卡紧。可能是由于精定位时接近开关未发出信号 , 电磁铁不 能锁紧。利用 FANUC 系统具有的 PLC 梯形图动态显示功能 , 发现精定位接 近开关 X0021.2 未亮 ( 没有接通 ) 。拆下此开关并检查 , 通断正常。估计 是接近开关与感应块的距离不当造成的。调整两者的距离使它们保持适当的距离0.8mm, 再查看 X0021.2 信号通断正常 , 转塔刀架能正常 使用。14. 故障两例一般情况下 ,FANUC 系统运行稳定、故障率低 , 故障的发生往往与外围电路 和操作使用有很大关系。这里有两个维修事例可以说明问题。 例 1： 伺服 报警 414# 、 410# 台湾产 FTC-30 数控车床在加工过程中出现 414# 、 410# 报警 , 动力停止。关闭电源再开机 ,X 轴移动时机床振颤 , 后又 出现报警并动力停止。查系统维修手册 , 报警信息为伺服报警、检测到 X 轴位 置偏差大。根据现象分析 , 认为可能有以下原因 ：(1) 伺服驱动器坏 ;(2)X 轴滚珠丝杠阻滞及导轨阻滞。针对原因 (1), 调换同型号驱动器后试机 , 故障 未能排除。针对故障（2）, 进入伺服运转监视画面 , 移动轴观察驱动器负载率 , 发现明显偏大 , 达到 250%-300%。 判断可能为机械故障。拆开 X 轴防护罩，仔细