第五章 常见的数控机床故障诊断与排除实例

常见的数控机床故障诊断与排除实例第五章常见的数控机床故障诊断与排除实例

5.1数控机床机械部分的故障诊断与排除实例

5.2数控机床数控系统的故障诊断与排除实例

常见的数控机床故障诊断与排除实例

5.1数控机床机械部分的故障诊断与排除实例

5.1.1数控机床主传动系统常见故障及维修实例

5.1.1.1数控机床主传动系统常见故障及排除方法

由于数控机床的主传动系统主要有：电机与主轴直联的主传动、经过一级变速的主传动、带有变速齿轮的主传动、电主轴等几种类型。所以，主传动系统的故障主要发生在主轴轴承齿轮及液压类部分上，主要有以下几个方面：主轴发热；主轴在强力切削时停转刀具不能夹紧；刀具夹紧后不能松开；主轴不能变速；主轴箱噪声大等。对于以上的各个方面，首先应认真分析故障可能发生的原因，然后对症下药，找到排除故障的方法。常见的数控机床故障诊断与排除实例

1.在运转过程中主轴发热发生此类故障可能的原因：①主轴轴承预紧力过大。②轴承有擦伤和损坏。③使用的润滑油有杂质或不干净。④轴承润滑油脂耗尽或润滑油脂过多。对于此类故障，如因预紧力的原因，调整预紧力；因轴承问题需更换轴承（一般不能轻易进行，影响主轴的回转精度）；因润滑油问题，需过滤或更换润滑油；因润滑油脂耗尽问题，应尽快涂抹，以免损坏主轴轴承。常见的数控机床故障诊断与排除实例

2.在强力切削时主轴停转发生此类故障可能的原因：①电动机与主轴连接的传动带过松。②传动带表面有油污打滑。③传动带使用过久而失效。④摩擦离合器调整过松或磨损过大。对于此类故障，如因电动机与主轴连接的传动带过松，则需要张紧传动带；如因传动带表面有油污，就用汽油清洗后擦干净再用；如因为传动带使用过久而失效，则需要更换新的传动带；如因摩擦离合器调整问题，则需重新调整摩擦离合器；如因摩擦片磨损，要修磨或更换摩擦片。

常见的数控机床故障诊断与排除实例

3.刀具不能夹紧发生此类故障可能的原因：①碟形弹簧位移量太小。②弹簧夹头损坏。③碟形弹簧失效。④刀柄上拉钉过长。对于此类故障，如因碟形弹簧位移量太小，则调整碟形弹簧行程长度；如因弹簧夹头损坏，则需更换新弹簧夹头；如因碟形弹簧失效，则需更换新碟形弹簧；如因刀柄上拉钉过长，则需更换拉钉，并正确安装。常见的数控机床故障诊断与排除实例

4.刀具夹紧后不能松开发生此类故障可能的原因：①松刀液压缸压力和行程不够。②碟形弹簧压合过紧。如因松刀液压缸压力和行程不够，则需调整压力和行程开关位置；如因碟形弹簧压合过紧，则需调整碟形弹簧上螺母，减小弹簧压合量。常见的数控机床故障诊断与排除实例

5.主轴无变速发生此类故障可能的原因是：①变档液压缸压力不足。②变档液压缸研损或卡死。③变档电磁阀卡死。④变档液压缸拨叉脱落。⑤变档液压缸窜油或内泄。⑥变档复合开关失灵。解决的方法是：如因变档液压缸压力不足，则应检测工作压力，若低于额定压力，应调整使之达到额定压力；如果变档液压缸研损或卡死，则应修整毛刺或研伤，清洗后重装；如果变档电磁阀卡死或损坏则需检修或更换新的电磁阀；如变档液压缸窜油或内泄，一般为密封圈损坏，要更换新的密封圈；如果是因为变档复合开关失灵，则更换新开关。常见的数控机床故障诊断与排除实例

6.主轴箱噪声大发生此类故障可能的原因是：①主轴部件动平衡不良。②齿轮磨损。③轴承拉毛或损坏。④传动带松动或磨损。⑤润滑不良。排除的方法是：如果主轴部件动平衡不良，则需重新动平衡；如果是由于齿轮磨损的问题，则需修整或更换新的齿轮；如果是轴承问题，则需更换轴承；如果是传动带松动或磨损，需要调整或更换新的传动带；如果是润滑不良，则需加注润滑油，保证主轴箱液面高度，并保证主轴箱内润滑油的清洁度。常见的数控机床故障诊断与排除实例

5.1.1.2数控机床主传动系统的常见故障诊断及维修实例例5-1数控机床变档后主轴箱噪声大的故障诊断与排除故障现象：某数控车床，主轴箱经过数次变档后，主轴箱噪声变大。故障原因与分析过程：对于带有变速齿轮主传动系统的数控车床，当机床接到变档指令后，液压缸通过拨叉带动滑移齿轮移动，与相应的齿轮进行啮合。此时，相啮合的齿轮相互之间必然发生冲击和摩擦，如果所用齿轮齿面的硬度不够或齿端倒角、倒圆不好，变档速度太快，冲击过大，都将造成齿面破坏，使主轴箱噪声变大，严重时使主轴箱不能工作。排除措施：①提高齿面硬度，使之达到55HRC以上。②

认真作好齿端倒角、倒圆。③调节齿轮变档速度，减少冲击。常见的数控机床故障诊断与排除实例

例5-2数控机床使用几年后主轴箱噪声大的故障诊断与排除故障现象：一台XK7160型数控铣床，主传动系统采用齿轮变速传动，在工作中不可避免地产生振动噪声、摩擦噪声和冲击噪声。机床在开始使用时噪声就较大，并且声源主要来自机床的主传动系统。经过使用了几年后，噪声变得越来越大。故障原因与分析过程：噪声的形成原理：刚性机械系统受到外来的激振力时，系统就会对此激振力产生响应而振动。此振动能量在系统内部传递，当传递到辐射表面，能量就转换成压力波经空气传播，此压力波无规律时，即产生噪声。这就是振动噪声、摩擦噪声和冲击噪声的形成原理。常见的数控机床故障诊断与排除实例

XK7160型数控铣床的主传动系统是由于齿轮、轴承等部件在工作时受到激振力，经过激发响应而产生了噪声。而如果这些部件出现了异常情况，使激振力增加，则噪声相应地增大。那么，我们可以从齿轮、轴承等部件上寻找噪声增大的原因并加以排除。常见的数控机床故障诊断与排除实例

1.机床主传动系统中齿轮在运转时产生的噪声主要有：①齿轮在啮合中，使齿与齿之间出现连续冲击，而使齿轮在啮合频率下产生受迫振动而产生冲击噪声。②因齿轮受到外界激振力的作用而产生齿轮固有频率的瞬态自由振动并带来噪声。③因齿轮与传动轴及轴承的装配出现偏心，引起的旋转不平衡的惯性力，因此产生了与转速相一致的低频振动，随着轴的旋转，每转发出一共鸣噪声。④因齿与齿之间的摩擦，导致齿轮产生的自激振动，并带来摩擦噪声；如果齿面凸凹不平，会引起冲击噪声。常见的数控机床故障诊断与排除实例

2.机床主传动系统中轴承在运转时产生的噪声主要有：①轴承与轴径及支承孔的装配、预紧力、同心度、润滑条件、以及作用在轴承上负荷的大小、径向间隙等都对噪声的产生有很大的影响。②滚动轴承本身的制造误差，在很大程度上决定了轴承的噪声。可以说滚动轴承的噪声是该机床主轴变速系统的另一个主要噪声源。针对以上原因，大致从以下几个方面对噪声进行控制：常见的数控机床故障诊断与排除实例

3.齿轮的噪声控制，由于齿轮噪声的产生是多因素引起的，其中有些因素是齿轮的设计参数所决定的，针对该机床出现的主轴传动系统的齿轮噪声的特点，在不致改变原设计的基础上，有下列在原有齿轮上进行修整和改进的一些做法。

①齿形修缘。由于齿形误差和法向齿距的影响，在轮齿承载产生了弹性变形后，会使齿轮啮合时造成瞬时顶撞和冲击。因此，为了减少齿轮在啮合时齿顶凸出而造成的啮合冲击，可进行齿顶修缘。齿顶修缘的目的就是校正齿的弯曲变形和补偿齿轮误差，从而降低齿轮噪声。齿形修缘时，可根据这几对齿轮的具体情况只修齿顶，或只修齿根，只有在修齿顶或修齿根达不到良好效果时，才将齿顶和齿根一块修整。常见的数控机床故障诊断与排除实例

②控制齿形误差。因齿形误差在齿轮啮合时产生的噪声在机床中比较明显，齿形误差越大，产生的噪声就越大。所以要控制齿形误差。

③控制啮合齿轮的中心距。啮合齿轮的实际中心距的变化将引起压力角的改变，如果啮合齿轮的中心距出现周期性变化，那么，也将使压力角发生周期性变化，噪声也会周期性增大。对啮合齿轮中心距的分析表明，当中心距偏大时，噪声影响并不明显，而中心距偏小时，噪声就明显增大。在控制啮合齿轮的中心距时，将齿轮的外径、传动轴的弯曲变形、及传动轴与齿轮、轴承的配合都控制在理想状态，尽量消除由于啮合中心距的改变而产生的噪声。常见的数控机床故障诊断与排除实例

④润滑油对控制噪声的作用。润滑油在润滑和冷却的同时，还起一定的阻尼作用。噪声随润滑油的数量和粘度的增加而变小，若能在齿面上维持一定的油膜厚度，就能防止啮合齿面直接接触，就能衰减振动能量，从而降低噪声。因此将各个油管重新布置，使润滑油按理想状态溅入每对齿轮，以控制由于润滑不利而产生噪声。

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4.轴承的噪声控制

①控制轴承内外环质量。在XK7160型数控铣床的主传动系统中，所有轴承都是内环转动，外环固定。这时内环如出现径向偏摆，就会引起旋转时的不平衡，从而产生振动噪声。如果轴承的外环与配合控形状公差和位置公差都不好，则外环就会出现径向摆动，这样就破坏了轴承部件的同心度，内环与外环端面的侧向出现较大的跳动，还会导致轴承内环相对于外环发生歪斜。轴承的精度越高，上述的偏摆量就越小，产生的噪声也就越小。除控制轴承内外环几何形状偏差外，还应控制内外环滚道的波纹度，减小表面粗糙度，严格控制在装配过程中，使滚道表面磕伤、划伤，否则，不可能降低轴承的噪声。

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②控制轴承与孔的配合精度。在该机床的主传动系统中，轴承与轴和孔配合时，应保证轴承有必要的径向间隙。因此，轴承中初始间隙的选择对控制轴承的噪声具有重要意义。过大的径向间隙会导致低频部分的噪声增加；而较小的径向配合能提高传声性，会使噪声加大；配合过紧，会迫使滚道变形，从而加大轴承滚道的形状，只有松紧适当的配合才有利。这样可使轴承与孔接触处的油膜对外环振动产生阻尼，从而降低噪声。配合部位的形位公差和表面加工的粗糙度应符合所选轴承精度等级的要求。通过前面对XK7160型数控铣床主传动系统的噪声分析和控制后，噪声受到了很好的控制。常见的数控机床故障诊断与排除实例

5.1.2数控机床进给系统的常见故障诊断及维修实例

数控机床的进给系统一般由驱动控制单元、驱动元件、机械传动部件、执行元件和检测反馈环节等组成。驱动控制单元和驱动元件组成伺服驱动系统，机械传动部件和执行元件组成机械传动系统，检测元件与反馈电路组成检测装置，亦称检测系统。

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5.1.2.1进给伺服系统的常见故障及诊断方法

1.过载当进给运动负载过大、频繁正反运动以及传动链润滑状态不良时，均会引起过载报警。一般会在CRT上显示伺服电动机过载、过热或过流等报警信息，同时，在强电柜中的进给单元上，指示灯或数码管等会提示驱动单元过载、过电流等信息。2.窜动在进给时出现窜动现象：①测速信号不稳定，如测速装置故障、测速反馈信号干扰等。②速度控制信号不稳定或受到干扰。③接线端子接触不良，如螺钉松动等。当窜动发生在正方向运动与反方向运动的换向瞬间时，一般是由于进给传动链的反向间隙或伺服系统增益过大所致。常见的数控机床故障诊断与排除实例

3.爬行发生在起动加速或低速进给时，一般是由于进给传动链的润滑状态不良，伺服系统增益低及外加负载过大等因素所致，此类故障尤其要注意的是伺服电动机和滚珠丝杠联接用的联轴器，由于联接松动或联轴器本身的缺陷，如裂纹等，造成滚珠丝杠转动与伺服电动机的转动不同步，而使进给运动忽快忽慢产生爬行现象。常见的数控机床故障诊断与排除实例

4.机床出现振动机床以高速运行时，可能产生振动，这时就会出现过流报警。机床振动问题一般属于速度问题，应查找速度环。而机床速度的整个调节过程是由速度调节器来完成的，即凡是与速度有关的问题应该去查找速度调节器。因此，振动问题应查找速度调节器。主要从给定信号、反馈信号及速度调节器本身这三方面去查找故障。常见的数控机床故障诊断与排除实例

5.伺服电动机不转数控系统至进给驱动单元，除了速度控制信号外，还有使能控制信号。一般为DC+24V继电器线圈电压。伺服电动机不转的常用诊断方法有：①检查数控系统是否有速度控制信号输出。②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，以确定进给轴的起动条件，如润滑、冷却等是否满足。③对带电磁制动的伺服电动机，应检查电磁制动是否释放。④进给驱动单元故障。⑤伺服电动机故障。常见的数控机床故障诊断与排除实例

6.位置误差当伺服轴运动超过位置允差范围时，数控系统就会产生位置误差过大的报警，包括跟随误差、轮廓误差和定位误差等。主要原因有：①系统设定的允差范围小。②伺服系统增益设置不当。③位置检测装置有污染。④进给传动链累积误差过大。⑤主轴箱垂直运动时平衡装置不稳。

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7.漂移当指令值为零时，坐标轴仍移动，从而造成位置误差，通过误差补偿和驱动单元的零速调整来消除。8.机械传动部件的间隙与松动在数控机床的进给传动链中，常常由于传动元件的键槽与键之间的间隙使传动受到破坏，因此，除了在设计时慎重选择键联结机构之外，对加工和装配进行严查。在装配滚珠丝杠时，应当检查轴承的预紧情况，以防止滚珠丝杠的轴向窜动。常见的数控机床故障诊断与排除实例

5.1.2.2滚珠丝杠副的常见故障及排除方法

1.滚珠丝杠副有噪声可能的故障原因及排除方法有：①丝杠支承轴承的压盖压合情况不好，则要调整轴承压盖，使其压紧轴承端面。②丝杠支承轴承破裂，则需更换新轴承。③电动机与丝杠联轴器松动，则拧紧联轴器锁紧螺钉。④丝杠润滑不良，则应改善润滑条件，使润滑油量充足。⑤滚珠丝杠副滚珠有破损，则更换新滚珠。常见的数控机床故障诊断与排除实例

2.滚珠丝杠运动不灵活可能的故障原因及排除方法有：①轴向预加载荷过大，则需调整轴向间隙和预加载荷。②丝杠与导轨不平行，则需调整丝杠支座位置，使丝杠与导轨平行。③螺母轴线与导轨不平行，调整螺母座位置。④丝杠弯曲变形，调整或更换新的滚珠丝杠。3.滚珠丝杠润滑状况不良可能的故障原因及排除方法有：缺少润滑油或润滑脂，对用油润滑的丝杠，检查各润滑通道是否畅通，或更换新的润滑油；对用润滑脂润滑的丝杠，需移动工作台，取下罩套，涂上润滑脂。常见的数控机床故障诊断与排除实例

5.1.2.3数控机床进给系统的常见故障诊断及排除实例

例5-3数控机床出现1120报警的故障诊断与排除故障现象：某数控机床伺服系统采用的是西门子6SC610系统，一次在开机回参考点时，出现1120报警，指示X轴运动出现问题；关机之后重开，故障消失；但回参考点时还是出现这个报警。故障原因与分析过程：为了明确故障原因，手动移动X轴，当按下+X方向键时，屏幕上显示的X轴坐标值发生变化，但实际上没有移动，直到屏幕上显示的X轴坐标值变到+14左右时，系统产生1120报警；屏幕上显示的X轴坐标值又恢复到0，负向运动时，当坐标值变到-14左右时，系统产生1120报警。根据报警现象分析，当车床数控系统让X轴运动时，但实际上X轴并没有移动，数控装置发出命令，但实际上伺服电动机没有执行。常见的数控机床故障诊断与排除实例

为了确认故障，检查伺服装置的输入控制信号，当X轴手动运动按钮按下时，伺服系统N1板上端子56、14间上有电压变化，而控制X轴伺服电动机的电源板上的输出端子却没有电压变化，说明问题出在伺服装置上，具体原因为伺服控制装置接到X轴运动信号后，因为N1板损坏，没有使X轴伺服电动机旋转，系统也就没有得到移动的反馈，跟随误差变大而产生1120报警。故障排除措施：确认故障原因后，更换相同型号的伺服装置的伺服控制板N1，开机重试，故障消失，机床工作正常。常见的数控机床故障诊断与排除实例

例5-4

数控机床出现1121报警的故障诊断与排除措施故障现象：一台数控磨床在工件换型后，自动加工时出现1121报警，观察故障现象，当Z轴负运动进给到磨削点29时，又快速返回到32左右，并出现1121报警。故障原因与分析过程：为了明确故障原因，手动慢速移动Z轴手轮，确定Z轴滑台带动的主轴砂轮是否撞到工件吸盘上，当进给到29时，此时并没有产生报警，观察主轴砂轮与工件吸盘之间的距离，发现还有一段距离，正常进给并不能撞上，为了确认

编码器是否有问题，反复测量Z轴的往复精度，都没有发现问题。根据这些现象分析，可能是机械部分有问题。拆下Z轴伺服电动机保护罩，扳动Z轴滚珠丝杠。常见的数控机床故障诊断与排除实例

发现当达到30左右时，再扳动就比较沉。可能因为滚珠丝杠后一部分很少用而出现问题，为此检查滚珠丝杠，当拆开Z轴滑台负向保护罩时，发现内腔已积下很厚的砂轮屑，并且由于Z轴滑台的进给使其不断地被挤压非常结实。原因是由于密封不好，使机床磨削液进入Z轴滑台封闭罩，冷却水停机时排出，砂轮屑沉淀下来，而滑台运动使沉淀物向密封罩方向积累，经过很长时间，积累过多形成粉末墙，阻碍滑台的负向运动。当Z轴快速运动时，Z轴滑台撞到粉末墙上后，弹回一段距离，产生1121报警。其原因是更换工件后，Z轴负向进给位移增大，当到达磨削点时已撞到粉末墙上，由于粉末墙已很结实，受到压缩后，产生弹性，将Z轴滑台弹回一段距离，从而产生1121报警。故障排除措施：消除粉末后并采取防范措施，加强密封，重新开机测试，故障消失，机床工作正常。常见的数控机床故障诊断与排除实例

例5-5数控机床坐标轴可以少量运动且电动机发热的故障诊断与排除措施故障现象：一台配套FANUC0M的二手数控铣床，采用FANUCS系列三轴一体型伺服驱动器，开机后，X、Y轴工作正常但手动移动Z轴，出现在较小的范围内，Z轴可以移动，但继续移动Z轴，系统出现伺服报警。故障原因与分析过程：根据故障现象，检查机床实际工作情况，发现开机后，Z轴可以少量移动，但不久伺服电动机温度迅速上升，表面发烫。分析故障，可能是机床电气控制故障或机械传动系统的不良。为了确定故障部位，由于本机床采用的是半闭环结构，维修时首先松开了伺服电动机与丝杠的连接，并再次开机试验，发现故障现象不变。常见的数控机床故障诊断与排除实例

确认报警是由于电气控制系统的不良引起，由于机床Z轴伺服电动机带有制动器，开机后测量制动器的输入电压正常，在系统驱动器关机的情况下，对制动器单独加入电压进行试验，手动转动Z轴，发现制动器已松开。手动转动电动机轴，平稳、轻松，证明制动器工作良好。为了判断是否是电动机的原因，确认Z轴伺服电动机的工作情况，维修时利用同规格的X轴电动机在机床侧进行互换试验，发现换上的电动机同样出现发热现象，且工作时故障现象不变，排除伺服电动机本身的原因。为了确认驱动器的工作情况，维修时在驱动器侧对X、Z轴驱动器进行互换试验，即将X轴驱动器与Z轴伺服电动机连接，Z轴驱动器与X轴伺服电动机连接，经试验发现故障转移到X轴，Z轴工作恢复正常。由以上可以确定：常见的数控机床故障诊断与排除实例

1.机床机械传动系统正常，制动器工作良好。2.数控系统工作正常，因为Z轴驱动器带X轴伺服电动机时机床无报警。3.Z轴伺服电动机工作正常。4.Z轴驱动器工作不正常，因为互换试验后，故障转移到

X轴。综合以上判断经仔细检查Z轴驱动器，发现驱动器的L/M/N端子未与伺服电动机插头的A/B/C连接端一一对应，相序存在错误，故出现以上故障。也是由于出现以上故障，本机床才作为二手机床出售的。故障排除措施：根据故障原因，重新连接，使驱动器与伺服电动机的连接插头一一对应，用相序表检查，确认无误后，重新开机测试，故障消失，机床恢复正常工作，成为一台好的数控机床。常见的数控机床故障诊断与排除实例

5.1.3数控机床导轨副结构的常见故障诊断及排除5.1.3.1数控机床导轨副结构的常见故障原因及排除方法

1.导轨研伤可能的故障原因及排除方法有：①机床经长时间使用，地基与床身水平度有变化，使导轨局部单位面积负荷过大，则需定期进行床身导轨的水平度调整或修复导轨精度。②长期加工短工件或承受过分集中的负荷，使导轨局部磨损严重，则需注意合理分布短工件的加工位置，避免负荷过分集中。③导轨润滑不良，则需调整导轨润滑油量，保证润滑油压力。④导轨材料质量不均匀，摩擦力大，采用电镀加热自冷淬火，对导轨进行处理。导轨上增加锌铝铜合金板，以改善摩擦情况。⑤刮研质量不符合要求，则需专业维修人员进行刮研修复，提高导轨质量。⑥机床维护不良，导轨里落入赃物，需要加强机床保养，保护好导轨防护装置。

常见的数控机床故障诊断与排除实例

2.导轨上移动部件运动不良或不能移动可能的故障原因及排除方法有：①导轨面研伤，用180#砂布修磨机床与导轨面上的研伤。②导轨压板研伤，则需卸下压板，调整压板与导轨间隙。③导轨镶条与导轨间隙太小，调得太紧，则需松开镶条防松螺母，调整镶条螺栓，使运动部件运动灵活，保证0.03mm的塞尺不得塞入，然后锁紧防松螺钉。常见的数控机床故障诊断与排除实例

3.加工面在接刀处不平可能的故障原因及排除方法有：①工作台镶条松动或镶条弯度太大，则需调整镶条间隙，镶条弯度在自然状态下小于0.05mm/全长。②机床水平度差，使导轨发生弯曲，则需调整机床安装水平度，保证平行度在0.02/1000之内。常见的数控机床故障诊断与排除实例

5.1.3.2数控机床导轨副的常见故障诊断与排除实例例5-6数控机床出现1681报警的故障诊断与排除故障现象：一台装有西门子系统的数控车床，在开机回参考点时，X轴回参考点没有问题，Z轴回参考点时出现1681报警和1121报警。关机之后，故障消失。但手动运动Z轴又出现上述报警，观察机床刀架，Z轴方向并没有移动。常见的数控机床故障诊断与排除实例

故障原因与分析过程：在出现故障时，检查伺服控制系统，发现伺服系统指示Z轴过载。为了确认是机械故障还是电气故障，手动扳动Z轴机械传动机构，感觉很沉，扳不动，从而确认为机械故障。将伺服电动机等其它机械传动机构拆下，只转滚珠丝杠，还是比较沉，说明是滚珠丝杠损坏，拆下滚珠丝杠检查，确实是滚珠丝杠出现了问题。排除措施：更换新的滚珠丝杠后，装机重试，故障消失，机床工作正常。此故障就是由于滚珠丝杠损坏，使伺服电动机带不动Z轴方向移动而过载产生1681报警。同时，由于数控系统命令Z轴方向移动，但Z轴方向动不了，数控装置没有得到移动的反馈，又产生1121报警。常见的数控机床故障诊断与排除实例

例5-7滚珠丝杠螺母松动引起的常见故障诊断与排除故障现象：某配套西门子公司生产的SINUMEDIK8MC数控装置的数控镗铣床，机床Z轴运行（方滑枕为Z轴）抖动，瞬间即出现123报警，机床停止运行。故障原因与分析过程：出现123报警的原因是跟踪误差超出了机床数据TEN345/346中所规定的值，导致此种现象有三种可能：①位置检测系统的检测器件与机械位移部分连接不良。②传动部分出现间隙。③位置闭环放大系数KV不匹配。常见的数控机床故障诊断与排除实例

通过详细检查和分析，初步断定是后两个原因，使方滑枕Z轴运行过程中产生负载扰动而造成位置闭环振荡。基于这个判断，首先修改了设定Z轴KV系数的机床数据TEN152，将原值S1333改成S800，即降低了放大系数。有助于位置闭环稳定，经试运行发现虽振动明显降低，但未彻底消除。这说明机械传动出现间隙的可能性增大，可能是滑枕镶条松动，滚珠丝杠或螺母窜动。对机床各部位采用先易后难、先外后内逐一检查的方法，最后找出故障源是滚珠丝杠螺母背帽松动，使传动出现间隙。当Z轴运动时，由于间隙造成的负载扰动，导致位置闭环振荡而出现抖动现象。排除措施：拧紧松动的滚珠丝杠螺母背帽，调整好间隙，并将机床数据TEN152恢复到原值后，故障消除，机床恢复正常工作。常见的数控机床故障诊断与排除实例

5.1.4自动换刀装置的故障诊断与排除

5.1.4.1自动换刀装置的故障诊断与排除方法

1.刀库不能转动或转动不到位可能的原因与排除方法：①联接电动机轴与蜗杆轴的联轴器松动，则需调整联轴器。②变频器故障，应检查变频器的输入输出电压是否正常。③PLC无控制输出，可能是接口板中的继电器失效，应检查继电器。④机械连接过紧，调整机械部分连接。⑤电网电压过低，检查电网电压。⑥电动机转动故障，应检查电动机。⑦传动机构误差，应检查调整。

常见的数控机床故障诊断与排除实例

2.刀套不能夹紧刀具可能的原因与排除方法：①刀套上的调整螺钉松动，或弹簧太松造成卡紧力不足。检查调整螺钉或更换弹簧。②刀具超重，应选择合理刀具。3.刀套上下不到位原因可能是装置调整不当或加工误差过大，而造成拨叉位置不正确，限位开关安装不正确或调整不当，而造成反馈信号错误。常见的数控机床故障诊断与排除实例

4.换刀机械手故障及原因(1)刀具夹不紧或掉刀。可能的原因与排除方法：①卡紧爪弹簧压力过小。②弹簧后面的螺母松动。③刀具超重。④机械手卡紧锁不起作用，要作相应的调整或更换元件。(2)刀具夹紧后松不开。原因可能是松锁的弹簧压合过紧，卡爪缩不回。应调整螺母，使最大载荷不超过额定数值。(3)刀具交换时掉刀。原因可能是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，都会导致换刀时掉刀。这时应重新操作主轴箱运动，使其回到换刀点位置，重新设定换刀点。常见的数控机床故障诊断与排除实例

5.1.4.2自动换刀装置的故障诊断与排除实例例5-8回转刀架故障的诊断与排除故障现象：SAG/2NC数控车床刀架电动机起动不动，刀架不能动作。原因与故障分析过程：此类型数控车床与之配套的刀架为LD4-Ⅰ四工位电动刀架。分析该故障产生的原因，可能是电动机相位接反或电源电压偏低，但调整电动机相位线及电源电压，故障不能排除，说明故障为机械原因所致。将电动机罩卸下，旋转电动机风叶片，发现阻力过大。拿开电动机进一步检查发现，蜗杆轴承损坏，电动机轴与蜗杆离合器质量差，使电动机出现阻力。排除措施：更换蜗杆轴承，修复离合器后故障排除，刀架电动机工作正常。常见的数控机床故障诊断与排除实例

例5-9加工尺寸失控的故障诊断与排除。故障现象：采用南京JN系列数控系统的某数控车床，在加工过程中，发生其加工尺寸不能控制。故障原因与分析过程：该数控车床为采用南京JN系列数控系统改造的经济型数控车床，其刀架为LD4-Ⅰ四工位型电动刀架，该机床在产品加工过程中，发生其加工尺寸不能控制的现象。操作者每次在系统中修改参数后，数码显示器显示的尺寸与实际加工出来的尺寸相差很大，且尺寸的变化无规律可寻，即使不修改系统的参数，加工出来的产品尺寸也在不停的变化。因该机床主要是进行内孔加工，因此尺寸的变化主要反映在X轴上。常见的数控机床故障诊断与排除实例

为了确定故障部位，采用替换法，将X轴的驱动信号与Z轴驱动信号进行交换，即用Z轴控制信号去驱动X轴，而用X轴控制信号去驱动Z轴。替换后故障依然存在，这说明X轴的驱动信号无故障，同时也说明故障源应在X轴的步进电机及其传动机构、滚珠丝杠等硬件上。检查上述传动机构、滚珠丝杠等硬件均无故障，进一步检查X轴轴向重复定位精度，也在技术指标之内。是何原因产生X轴加工尺寸不能控制？思考检查分析故障的思路，发现在检查中忽略了一个重要的部件——电动刀架。

常见的数控机床故障诊断与排除实例

检查电动刀架的每一个刀号的重复定位精度，发现电动刀架定位不准。分析电动刀架定位不准的原因，若是电动刀架自身的机械定位不准，故障应该是固定不变的，不应该出现加工尺寸不能控制的现象。定有其它的原因造成该故障现象，检查电动刀架的转动情况，发现电动刀架在抬起时有一铁屑卡在里面，铁屑使定位不准，这就是故障的原因。排除措施：拆开电动刀架，用压缩空气将电动刀架定位齿盘上的铁屑吹干净，重新装配好电动刀架后，进行切削实验，加工工件正常，故障排除。常见的数控机床故障诊断与排除实例

例5-10刀库无法旋转的故障诊断与排除。故障现象：一台TH42160龙门加工中心，自动换刀时，刀链旋转不到位。当进行自动换刀程序时，刀库开始旋转，但是所需要更换的刀具没有传动到位，刀库就停止运转了，3min后机床自动报警。故障原因与分析过程：TH42160龙门加工中心采用的链式刀库如图5-1所示。其配套的CNC系统为SIEMENS840D，由上述故障查报警清单知道是换刀时间超出，此时在MDI方式中，无论用手动输入刀库顺时针旋转还是逆时针旋转动作指令，刀库均不动作。检查电气控制系统，没有发现什么异常。PLC输出指示器的发光二极管点亮，表明PLC有输出。那么问题应该发生在机械传动方面，估计可能发生在减速器上。为此，拆除了防护罩，卸下了伺服电动机，拆开减速器，发现减速器内一传动轴上的联接键脱落，致使动力传动路线中断，刀库无法旋转。排除措施：修复减速器，开机重试，机床恢复正常工作，故障排除。常见的数控机床故障诊断与排除实例

图5-1龙门加工中心采用的链式刀库

常见的数控机床故障诊断与排除实例

5.1.5数控回转工作台的故障诊断与排除

5.1.5.1数控回转工作台的常见故障诊断与排除方法

1.工作台没有起动动作可能的原因与排除方法：①控制系统没有抬起信号输入。检查控制系统是否有抬起信号输出。②抬起液压阀卡住，没有动作。应修理或清除污物，更换液压阀。③液压压力不够。检查油量是否充足，并重新调整压力。④抬起液压缸研损或密封损坏。应修复研损部位或更换密封圈。⑤与工作台相连接的机械部分损坏。应修复损坏部位或更换零件。常见的数控机床故障诊断与排除实例

2.工作台不转位可能的原因与排除方法：①工作台抬起或松开完成信号没有发出，检查信号开关是否失效，更换失效开关。②控制系统没有转位信号输入，检查控制系统是否有转位信号输出。③与电动机或齿轮相联的胀紧套松动。检查胀紧套联接情况，拧紧胀紧套压紧螺钉。④液压转台的转位液压缸研损或密封损坏。应修复研损部位或更换密封圈。⑤液压转台的转位液压阀卡住，没有动作。应修理或清除污物，更换液压阀⑥工作台支承面回转轴及轴承等机械部分损坏。应修复损坏部位或更换新的轴承。常见的数控机床故障诊断与排除实例

3.工作台转位分度不到位，发生顶齿或错齿可能的原因与排除方法：①控制系统输入的脉冲个数不够。应检查控制系统输入的脉冲个数。②机械转动系统间隙太大，应调整机械转动系统间隙，轴向移动蜗杆或更换齿轮，锁紧胀紧套等。③液压转台的转位液压缸损伤未转到位。应修复损伤部位。④转位液压缸前端的缓冲装置失效死挡铁松动。应修复缓冲装置，拧紧死挡铁螺母。⑤闭环控制的圆光栅有污物或裂纹。应修理或清除污物，更换圆光栅。常见的数控机床故障诊断与排除实例

4.工作台不夹紧，定位精度差可能的原因与排除方法：①控制系统没有输入工作台夹紧信号。检查控制系统是否有夹紧信号输出。②夹紧液压阀卡住，没有