畢業(yè)設計華中數(shù)控故障診斷與維護.doc

摘要：自從計算機技術應用到了機床上，近半個世紀以來，數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)歷了兩個階段和六代的發(fā)展。數(shù)控技術的應用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術的不斷發(fā)展和應用領域的擴大，它對關系國計民生的一些重要行業(yè)，如IT、汽車、輕工、醫(yī)療等的發(fā)展也起著越來越重要的作用。數(shù)控機床是機電一體化在機械加工領域中的典型產(chǎn)品，具有高精度、高效率和高適應性的特點。數(shù)控機床已在我國批量生產(chǎn)、大量引進和推廣使用，它們給機械制造業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了條件，并帶來了很大的經(jīng)濟效益。由于機床數(shù)控系統(tǒng)的先進性、復雜性和智能化高的特點，若其任何部分發(fā)生故障與失效現(xiàn)象，都會使數(shù)控機床停機，從而造成生產(chǎn)停頓。因此，對數(shù)控車床的故障進行診斷與排除就顯得十分必要。本文主要研究華中數(shù)控機床數(shù)控系統(tǒng)故障診斷與維修的相關內容。從數(shù)控機床故障診斷的基礎內容談起，介紹數(shù)控機床故障規(guī)律，故障診斷的一般步驟及方法。接著講述數(shù)控機床的常見故障，包括機械故障、伺服系統(tǒng)故障、PLC等電氣故障。最后通過實例具體介紹數(shù)控機床故障產(chǎn)生后分析處理的過程。從而得知，數(shù)控機床維修是一門復雜的技術，要熟悉數(shù)控機床的各個部分，理論加實踐，提高工作效率。關鍵詞：華中數(shù)控機床、故障、診斷、維修Abstract：Since the computer technology is applied to machine tool.Nearly half a century, the CNC system has gone through two stages and six generations of development. Application of CNC technology not only to the traditional manufacturing industries has brought revolutionary changes in the manufacturing sector as a symbol of industrialization, and with the continuous development of CNC technology and the expansion of application fields, it is the peoples livelihood, some important industries ,For example, IT, the development of automotive, light industrial, medical, etc.CNC machine tools are the characteristics of mechanical and electrical integration of typical products in the field of machining, with high precision, high efficiency and high adaptability. CNC machine tools in Chinas mass, a large number to introduce and promote the use of them to create the conditions for the development of the machinery manufacturing industry, and has brought great economic benefits. Due to the advanced nature of the CNC system, complex and intelligent features, if any part of its failure and failure phenomenon will cause the CNC machine tool downtime, resulting in production to a standstill. Therefore, the failure of the CNC lathe diagnosis and rule out that it is very necessary. Keywords：Huazhong CNC ,Failure, Diagnosis, Maintenance.1. 緒論1.1. 課題背景數(shù)控技術是現(xiàn)代機械制造工業(yè)的重要技術裝備，也是先進制造技術的基礎技術裝備。隨著電子技術的不斷發(fā)展，數(shù)控機床在我國的應用越來越廣泛，但由于數(shù)控機床系統(tǒng)及其復雜，又因大部分具有技術專利，不提供關鍵的圖樣和資料，所以數(shù)控機床的維修成為了一個難題。論文將主要針對華中數(shù)控機床進行了簡單介紹、故障現(xiàn)象描述或給出典型實例、故障的診斷過程及故障的維修等內容。本論文將參考相關資料，根據(jù)自己的學習和實習時的工作經(jīng)驗進行編寫，初學經(jīng)驗不足望能見諒。1.2. 本課題的主要內容1.2.1. 設計內容1、 從FANUC系統(tǒng)數(shù)控機床數(shù)控系統(tǒng)、主軸伺服系統(tǒng)、進給伺服系統(tǒng)、機床電氣與PLC控制等方面中任選一個方面，對生產(chǎn)中此方面常見的12個故障進行診斷與維修；（如：1.機床開機后急停且不能復位；2機床回參考點故障；3刀具不能鎖緊；4.主軸調速故障等）；2、 在進行故障診斷與維修時必修包括以下內容：故障的現(xiàn)象、故障分析的過程、故障原因、解決方案、此類事件的預防措施。1.2.2. 設計要求1、 鼓勵上網(wǎng)查閱資料，嚴禁上網(wǎng)整篇下載剽竊，可以選擇性引用；2、 嚴格按照論文的撰寫要求，格式規(guī)范，內容充實；3、 正文字數(shù)不得少于5000字；4、 要求上交打?。ˋ4）一份，電子文檔一份。2. 數(shù)控機床的介紹2.1. 數(shù)控機床的概念數(shù)控（NC）機床是一種通過編碼指令編制零件加工程序，使刀具沿著程序編制的軌跡自動定位的機床。它是以數(shù)控系統(tǒng)為代表的新技術對傳統(tǒng)機械制造業(yè)滲透而形成的機電一體化產(chǎn)品；數(shù)控機床的核心是它的控制單元即數(shù)控系統(tǒng)。其技術范圍履蓋很多領域，包括：(1)機械制造技術；(2)信息處理、加工、傳輸技術：(3)自動控制技術；(4)伺服驅動技術；(5)傳感器技術：(6)軟件技術等2.2. 華中數(shù)控系統(tǒng)特點華中數(shù)控綜合實驗臺由數(shù)控裝置、變頻調速主軸及三相異步電動機、交流伺服單元及交流伺服電動機、步進電動機驅動器及步進電動機、測量裝置、十字工作臺組成。圖 華中數(shù)控系統(tǒng)表2.2.1 典型車床數(shù)控系統(tǒng)主要器件序號名稱規(guī)格主要用途備注1.數(shù)控裝置HNC-21TC控制系統(tǒng)華中數(shù)控2.軟驅單元HFD-2001數(shù)據(jù)交換華中數(shù)控3.控制變壓器AC380/220V 300W /110V 250W /24V 100W /24V 100W伺服控制電源、開關電源供電華中數(shù)控交流接觸器電源照明燈電源HNC-21TC電源4.伺服變壓器3P AC380/200V 2.5KW為伺服電源模塊供電華中數(shù)控5.開關電源AC220/DC24V 100W開關量及中間繼電器明瑋6.伺服電源模塊HSV-11P075為伺服驅動器供強電華中數(shù)控7.伺服驅動器HSV-11D030X、Z軸電機伺服驅動器華中數(shù)控8.伺服電機110STZ4-1-LM（4NM ）X軸進給電機華中數(shù)控9.伺服電機130STZ7.5-1-LM（7.5NM）Z軸進給電機華中數(shù)控1、數(shù)控裝置(數(shù)控系統(tǒng)的核心)HNC-21TF數(shù)控裝置內置嵌入式工業(yè)PC機，配置7.7”彩色液晶屏和通用工程面板，集成進給軸接口、主軸接口、手持單元接口，內嵌式PLC于一體，可選配各種類型的脈沖接口、模擬接口的交流伺服單元或步進電動機驅動器。2、變頻調速主軸單元變頻主軸采用西門子MICROMASTER 440系列的SE6440-2UD21-5AA0變頻器配三相異步電機。3、交流伺服驅動單元 交流伺服和交流伺服電機采用松下MINAS A系列的MSDA023A1A伺服單元和MSMA022A1C伺服電動機。4、步進驅動單元 步進驅動器和步進電機采用深圳雷塞M535和57HS13。四相混合式步進電機，步進角為1.8度,靜轉矩1.3Nm,額定相電流2.8A 。5、輸入與輸出裝置 輸入接線端子板提供NPN和PNP兩種類型開關量信號輸入，輸出繼電器板集成八個單刀單投繼電器和兩個雙刀雙投繼電器。 6、工作臺 機械部分采用滾珠絲杠傳動的模塊化十字工作臺，用于實現(xiàn)目標軌跡和動作。X軸執(zhí)行裝置采用四相混合式步進電機，步進電機沒有傳感器，不需要反饋，用于實現(xiàn)開環(huán)控制。Y軸執(zhí)行裝置采用交流伺服電機，交流伺服和交流伺服電機組成一個速度閉環(huán)控制系統(tǒng)。 安裝在交流伺服電機軸上的增量式碼盤充當位置傳感器，用于間接測量機械部分的移動距離，構成一個位置半閉環(huán)控制系統(tǒng)；也可用安裝在十字工作臺上的光柵尺直接測量機械部分移動位移，構成一個位置閉環(huán)控制系統(tǒng)。 數(shù)控機床由數(shù)控裝置、伺服驅動裝置、檢測反饋裝置和機床本體四大部分組成，再加上程序的輸入/輸出設備、可編程控制器、電源等輔助部分。2.2.1. 電氣原理圖簡介下面以示意圖的形式，顯示了電氣原理圖的主要部分，對于線號僅給出了在不同的頁面均出現(xiàn)的線纜的線號。2.2.2. 繼電器與輸入輸出開關量繼電器主要是由輸出開關量控制的，輸入開關量主要是指進給裝置、主軸裝置、機床電氣等部分的狀態(tài)信息與報警信息。 2.2.3. 伺服單元接線圖2.3. 數(shù)控機床的工作原理數(shù)控機床的一般工作原理如圖所示。在正確的控制指令下，運行正常的數(shù)控機床才能加工出合格的零件。否則，機床將終止運行并顯示有關的錯誤信息或報警，或者加工的零件有質量問題。而控制指令的正確則取決于正常的工作指令與反饋信號。工作指令的正常由正確的編程和參數(shù)設置，以及CNC裝置的正常工作決定的。反饋信號的正常又由檢測系統(tǒng)的正常所保證。總之，機床的運行正常，是由強電控制及輔助控制系統(tǒng)的正常狀態(tài)，以及機械的本體可靠與穩(wěn)定所保證。能否顯示與報警，又與相關的器件、接口與電路有關。因此，數(shù)控機床能否正常工作并加工出合格的產(chǎn)品，是由供電系統(tǒng)與機床電CNC的軟件與硬件、傳感器及其檢測回路、機械傳動及其結構等綜合因素所決定的。3. 數(shù)控機床診斷應具備基本常識3.1. 數(shù)控機床系統(tǒng)的可靠性數(shù)控機床除了具有高精度、高效率和高技術的要求外，還應該具有高可靠性。衡量的指標有： MTBF平均無故障時間 MTTR排除故障的修理時間 平均有效度A： A=MTBF/（MTBF+MTTR）3.2. 數(shù)控機床診斷的特點1、數(shù)控機床是高投入、高精度、高效率的自動化設備；2、一些重要設備處于關鍵的崗位和工序，因故障停機時，影響產(chǎn)量和質量；3、數(shù)控機床在電氣控制系統(tǒng)和機械結構比普通機床復雜，故障檢測和診斷有一定的難度。3.3. 對人員的基本要求1、應熟悉掌握數(shù)控機床的操作技能，熟悉編程工作，了解數(shù)控系統(tǒng)的基本工作原理與結構組成；2、必須詳細熟讀數(shù)控機床有關的各種說明書，了解有關規(guī)格、操作說明、維修說明，以及系統(tǒng)的性能、結構布局、電纜連接、電氣原理圖和機床PLC梯形圖等；3、除會用傳統(tǒng)儀器儀表工具外，還應具備使用多通道示波器、邏輯分析儀和頻譜分析儀等現(xiàn)代化、智能化儀器的技能；4、在完成一次故障診斷及排除故障過程后，應能對診斷排除故障工作，進行總結；5、能做好故障診斷及維護記錄，分析故障產(chǎn)生的原因及排除故障的方法，歸類存檔；6、知識面廣，掌握計算機技術、模擬與數(shù)字電路基礎、自動控制與電機拖動、檢測技術及機械加工工藝方面的基礎知識與具備一定的外語水平。3.4. 對排故手段的要求1、準備好常用備品、配件并隨時可以得到微電子元器件的實際供應；2、必要的維修工具、儀器、儀表、接線、微機等；3、完整資料、手冊、線路圖、維修說明書(包括CNC操作說明書)以及接口、調整與診斷、PLC說明書等：3.5. 排故前的準備工作接到用戶的直接要求后，應盡可能直接與用戶聯(lián)系，以便盡快地獲取現(xiàn)場及故障信息。如數(shù)控機床的進給與主軸驅動型號、報警指示或故障現(xiàn)象、用戶現(xiàn)場有無備件等。3.6. 現(xiàn)場排故與維修對數(shù)控機床出現(xiàn)的故障(主要是數(shù)控系統(tǒng)部分)進行診斷，找出故障部位過程的關鍵是診斷，即對系統(tǒng)或外圍線路進行檢測，確定有無故障，并對故障定位指出故障的確切位置。從整機定位到插線板，在某些場合下要定位到元器件。3.7. 數(shù)控機床的診斷原則與常用診斷方法數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷一般有故障檢測、故障判斷、隔離及故障定位三個階段。第一個階段的故障檢測是對數(shù)控系統(tǒng)進行測試，判斷是否存在故障；第二階段是判斷故障性質，并分離出故障部件或模塊；第三階段是將故障定位到可以更換的模塊或印制線路板上，以縮短修理時間。其診斷流程如下：1.初步判別通常在資料較全時，可通過資料分析判斷故障所在，或采取接口信號法，根據(jù)故障現(xiàn)象判別可能發(fā)生故障的部位，而后再按照故障與這一部位的具體特點，逐個部位檢查，初步判別。2. 報警處理a系統(tǒng)報警的處理：數(shù)控系統(tǒng)發(fā)生故障時，一般在顯示屏或操作面板上給出故障報警信號和相應的信息。通常系統(tǒng)的操作手冊中都有詳細的報警信號、報警內容和處理方法。由于系統(tǒng)的報警設置單一、齊全，維修時可根據(jù)每一報警后面給出的信息與處理辦法自行處理；b機床報警和操作信息的處理：機床制造廠根據(jù)機床的電氣特點，應用PLC程序，將一些能反映機床接口電氣控制方面的故障或操作信息以特定的標志，通過顯示器給出，并可通過特定鍵，看到更詳盡的報警說明。3.無報警或無法報警的故障處理當系統(tǒng)的PLC無法運行，系統(tǒng)已停機或系統(tǒng)沒有報警但工作不正常時，需要根據(jù)故障發(fā)生前后的系統(tǒng)狀態(tài)信息，運用已掌握的理論基礎進行分析，做出正確的判斷?？傊?，數(shù)控機床是涉及多個應用學科的十分復雜的系統(tǒng)，加之數(shù)控系統(tǒng)和機床本身的種類繁多，功能各異，不可能找出一種適合各種數(shù)控機床、各類故障的通用診斷方法。這里僅對一些常用的一般性方法作以介紹，這些方法互相聯(lián)系，在實際的故障診斷中，對這些方法要綜合運用。3.7.1. 數(shù)控機床故障診斷原則1、先外部后內部數(shù)控機車是集機械、液壓、電氣為一體的機床，故其故障的發(fā)生也我由這三者綜合反映出來。維修人員應該由外向內逐一進行排查。盡量避免隨意地啟封、拆卸，否者會擴大故障，使機床喪失精度，降低性能。2、先機械后電氣一般說來，機械故障容易發(fā)覺，而數(shù)控系統(tǒng)的故障的診斷難度較大。在故障的檢修之前，首先排除機械的故障。3、先靜后動先在機車斷電的靜止狀態(tài)下，通過了解，觀察測試，分析確認為非破壞性故障，必須先排除危險后，方可以通電。4、先簡單后復雜當出現(xiàn)多種故障相互交織掩蓋，一時無從下手時，先先解決容易的問題，后解決難度較大的問題。往往簡單的解決了，難度大問題也簡單化了。4. 數(shù)控機床常用電器元件4.1. 低壓斷路器低壓斷路器過去叫做自動空氣開關，現(xiàn)采用IEC標準稱為低壓斷路器。低壓斷路器是將控制電器和保護電器的功能合為一體的電器。它常作為不頻繁接通和斷開的電路的總電源開關或部分電路的電源開關， 當電路發(fā)生過載、短路或欠壓等故障時能自動切斷電路，有效地保護串接在它后面的電器設備，并且在分斷故障電流后一般不需要更換零部件。因此，低壓斷路器在數(shù)控機床上使用越來越廣泛。低壓斷路器的主要參數(shù)有：額定電壓、額定電流、極數(shù)、脫扣器類型及其主觸點的分斷能力等。以下重點介紹數(shù)控機床常用的兩種低壓斷路器。4.1.1. 塑料外殼式斷路器 塑料外殼式斷路器由手柄、操作機構、脫扣裝置、滅弧裝置及觸頭系統(tǒng)等組成，均安裝在塑料外殼內組成一體。4.1.2. 小型斷路器 小型斷路器主要用于照明配電系統(tǒng)和控制回路. 外形如圖2-3所示，圖2-4為斷路器圖形及文字符號。 機床常用MB1-63、DZ30-32、DZ47-60等系列小型斷路器。以DZ47-60高分斷小型斷路器為例，適用于照明配電系統(tǒng)（C型）或電動機的配電系統(tǒng)（D型）。其主要用于交流50Hz/60Hz，單極230V，二、三、四極400V線路的過載、短路保護，同時也可以在正常情況下不頻繁地通斷電器裝置和照明線路。4.2. 接觸器 接觸器是一種用來頻繁地接通或分斷帶有負載的主電路（如電動機）的自動控制電器。接觸器由電磁機構、觸點系統(tǒng)、滅弧裝置及其它部件四部分組成。 其工作原理是當線圈通電后，靜鐵心產(chǎn)生電磁吸力將銜鐵吸合。銜鐵帶動觸點系統(tǒng)動作，使常閉觸點斷開，常開觸點閉合。當線圈斷電時，電磁吸力消失，銜鐵在反作用彈簧力的作用下釋放，觸點系統(tǒng)隨之復位。4.3. 繼電器 繼電器是一種根據(jù)輸入信號的變化接通或斷開控制電路，實現(xiàn)控制目的電器。繼電器的輸入信號可以是電流、電壓等電量，也可以是溫度、速度、壓力等非電量，輸出為相應的觸點動作 繼電器的種類很多，按輸入信號的性質分為：電壓繼電器、電流繼電器、時間繼電器、溫度繼電器、速度繼電器等。按工作原理可分為：電磁式繼電器、感應式繼電器、電動式繼電器、熱繼電器等。4.3.1. 熱繼電器 熱繼電器是一種利用電流的熱效應時觸電動作的保護電器。常用于電動機的長期過載保護。當電機長期過載時，熱繼電器的常閉觸點動作，斷開相應的回路，使電機得到保護。熱繼電器由發(fā)熱元件（電阻絲）、雙金屬片、傳導部分和常閉觸點組成，當電機過載時，通過發(fā)熱元件上的電流增加，雙金屬片受熱彎曲，帶動常閉觸點動作。由于雙金屬片的熱慣性，即不能迅速對短路事故進行反應，而這個熱慣性也是合乎要求的，因為在電機起動或短路過載時，熱繼電器不會動作，避免了電動機的不必要停車。 4.4. 熔斷器 熔斷器是一種廣泛應用的最簡單的有效的保護電器。在使用時，熔斷器串接在所保護的電路中，當電路發(fā)生短路或嚴重過載時，它的熔體能自動迅速熔斷，從而切斷電路，使導線和電氣設備不致?lián)p壞。 熔斷器主要由熔體和安裝熔體的熔管（或熔座）兩部分組成。熔體一般由熔點低，易于熔斷、導電性良好的合金材料制成。熔體熔斷后再次工作必須更換熔體。圖2-21為熔斷器及熔斷隔離器外形圖，圖2-22為熔斷器圖形及文字符號。 4.5. 數(shù)控機床故障診斷慨括數(shù)控機床是個復雜的系統(tǒng)，一臺數(shù)控機床既有機械裝置、液壓系統(tǒng)，又有電氣控制部分和軟件程序等。組成數(shù)控機床的這些部分，由于種種原因，不可避免地會發(fā)生不同程度、不同類型的故障，導致數(shù)控機床不能正常工作。這些原因大致包括：機械銹蝕、磨損和失效；元器件老化、損壞和失效；電氣元件、接插件接觸不良；環(huán)境變化，如電流或電壓波動、溫度變化、液壓壓力和流量的波動以及油污等；隨機干擾和噪聲；軟件程序丟失或被破壞等。此外，錯誤的操作也會引起數(shù)控機床不能正常工作。數(shù)控機床維修的關鍵是故障的診斷，即故障源的查找和故障定位。一般講根據(jù)不同的故障類型，采用不同的故障診斷方法。4.6. 故障的基本概念1、故障數(shù)控機床全部或部分喪失原有的功能。2、故障診斷在數(shù)控機床運行中，根據(jù)設備的故障現(xiàn)象，在掌握數(shù)控系統(tǒng)各部分工作原理的前提下，對現(xiàn)行的狀態(tài)進行分析，并輔以必要檢測手段，查明故障的部位和原因。提出有效的維修對策。4.7. 數(shù)控機床故障的分類1、從故障的起因分類 關聯(lián)性故障和系統(tǒng)的設計、結構或性能等缺陷有關而造成，分固有性和隨機性。非關聯(lián)性故障和系統(tǒng)本身結構與制造無關的故障。2、從故障發(fā)生的狀態(tài)分類突然故障發(fā)生前無故障征兆，使用不當。漸變故障發(fā)生前有故障征兆，逐漸嚴重。3、按故障發(fā)生的性質分類軟件故障程序編制錯誤、參數(shù)設置不正確、機床操作失誤等引起。硬件故障電子元器件、潤滑系統(tǒng)、限位機構、換刀系統(tǒng)、機床本體等硬件損壞造成。干擾故障由于系統(tǒng)工藝、線路設計、電源地線配置不當?shù)纫约肮ぷ鳝h(huán)境的惡劣變化而產(chǎn)生。4、按故障的嚴重程度分類危險性故障數(shù)控系統(tǒng)發(fā)生故障時，機床安全保護系統(tǒng)在需要動作時，因故障失去保護動作，造成人身或設備事故。安全性故障機床安全保護系統(tǒng)在不需要動作時發(fā)生動作，引起機床不能起動。4.8. 數(shù)控機床的故障規(guī)律與一般設備相同，數(shù)控機床的故障率隨時間變化的規(guī)律可用圖1所示的浴盆曲線表示。在整個使用壽命期，根據(jù)數(shù)控機床的故障頻度大致分為 3 個階段，即早期故障期、偶發(fā)故障期和耗損故障期。1.早期故障期：早期故障期的特點是故障發(fā)生的頻率高，但隨著使用時間的增加迅速下降。2.偶發(fā)故障期：數(shù)控機床在經(jīng)歷了初期的各種老化、磨合和調整后，開始進入相對穩(wěn)定的正常運行期。在這個階段，故障率低而且相對穩(wěn)定，近似常數(shù)。偶發(fā)故障是由于偶然因素引起的。3.耗損故障期：耗損故障期出現(xiàn)在數(shù)控機床使用的后期，其特點是故障率隨著運行時間的增加而升高。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的基本原因是由于數(shù)控機床的零部件及電子元器件經(jīng)過長時間的運行，由于疲勞、磨損、老化等原因，壽命已接近衰竭，從而處于頻發(fā)故障狀態(tài)。5. 華中數(shù)控機床常見故障診斷及維修實例5.1. 數(shù)控機床出現(xiàn)急停故障用于當數(shù)控系統(tǒng)或數(shù)控機床出現(xiàn)緊急情況，需要使數(shù)控機床立即停止運動或切斷動力裝置（如伺服驅動器等）的主電源；當數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)自動報警信息后，須按下急停按鈕。帶查看報警信息并排除故障后，再松開急停按鈕，使系統(tǒng)復位并回復正常。5.1.1. 機床一直處于急停狀態(tài)，不能復位分析及處理：1、電氣方面的原因a、急?；芈范搪穊、限位開關的損壞c、急停按鈕損壞措施：1.檢查超程限位開關的常閉觸點，更換開關或按鈕；2.檢查急停按鈕的常閉觸點,若未裝手持單元或手持單元上無急停按鈕,XS8 接口中的4 和17 腳應短接2、系統(tǒng)參數(shù)設置錯誤，使系統(tǒng)信號不能正常輸入輸出或復位條件不能不能滿足引起的急停故障；PLC軟件未向系統(tǒng)發(fā)送復位信息。檢查KA中間繼電器；檢查PLC程序。措施：檢查PLC 程序3、PLC中規(guī)定的系統(tǒng)復位所需要完成的信息為滿足要求。如伺服動力電源是否準備好；檢查電源模塊；檢查電源模塊連接線；檢查伺服動力電源空氣開關。4、PLC程序編寫錯誤5.1.2. 在自動運行的過程中，報跟蹤誤差過大引起的急停故障分析及處理：1、負載過大如負載過大，或者夾具夾偏造成的摩擦力或阻力過大，從而造成加在伺服電動機的扭矩過大，使電動機造成了丟步形成了跟蹤誤差過大。2、編碼器的反饋出現(xiàn)問題如：編碼器的電纜是否出現(xiàn)了松動，或者用示波器檢查編碼器所反饋回來的脈沖是否正常。3、伺服驅動系統(tǒng)強電電壓不穩(wěn)或者電源缺相引起。5.1.3. 伺服單元報警引起的急停分析及處理：伺服單元如果報警或者出現(xiàn)故障，PLC檢測到后可以使整個系統(tǒng)處在急停狀態(tài)，直到將伺服部分的故障排除，系統(tǒng)才可以復位，如果是因為伺服驅動器報警而引起的急停，有些系統(tǒng)可以通過急停對整個系統(tǒng)進行復位，包括伺服驅動器，可以消除一般報警。5.1.4. 主軸單元報警引起的急停分析及處理：主軸單元如果報警或者出現(xiàn)故障，PLC檢測到后可以使整個系統(tǒng)處在急停狀態(tài)，直到將主軸部分故障排除，系統(tǒng)才可以復位，如果是因為主軸驅動器報警而出現(xiàn)的急停，有些系統(tǒng)可以通過急停對整個系統(tǒng)進行復位，包括伺服驅動器，可以消除一般的報警。常見原因：a、主軸空開跳閘b、主軸單元報警或主軸驅動器出錯5.2. 機床回參考點（回零）故障5.2.1. 參考點編碼器類故障分析與維修按機床檢測元件檢測原點信號方式的不同，返回機床參考點的方法有兩種，柵點法和磁開關法。在柵點法中，檢測器隨著電機一轉信同時產(chǎn)生一個柵點或一個零位脈沖，在機械本體上安裝一個減速擋塊及一個減速開關，當減速撞塊壓下減速開關時，即釋放開關后，數(shù)控系統(tǒng)檢測到的第一個柵點或信號即為原點。在磁開關中，在機械本體上安裝磁鐵及磁感應原電開關，當磁感應開關或接近開關檢測到原點信號后，伺服電機立即停止運行，該停止點被認為原點?；貐⒖键c動作如下：1、 在手動方式，選擇“回參考點”操作方式2、 按對應軸的方向鍵3、 坐標軸以機床參數(shù)設定的“回參考點快移”速度Vc向參考點移動4、 當“參考點減速”擋塊壓上后（壓上減速開關），參考點減速信號（*DEC）生效，電機減速5、 圖a方式減速到零后，機床參數(shù)設定的“參考點減速”速度Vm反向運行；圖b方式則減速到機床參數(shù)設定的“參考點搜索速度”Vm繼續(xù)向前運行6、 越過參考點減速擋塊后，*DEC信號恢復，坐標軸繼續(xù)以搜索速度運行7、 在參考點減速擋塊放開后，位置檢測裝置的第一個“零脈沖”到達后開始記數(shù)，當?shù)竭_機床參數(shù)設置的“參考點偏移量”后，坐標軸停止運動，回參考點運動結束5.2.2. 回零重復性差或參考位置偏差1. 滾珠絲桿間隙增大（修磨滾珠絲桿螺母調整墊片，重調間隙）2. 回零軸軸承座潤滑不良，軸承磨損或損壞（加潤滑脂，更換軸承）3. 電機與機床的連接松動或不正確（如：聯(lián)軸節(jié)松動）4. 回零減速開關或擋塊變動，引起重復性不穩(wěn)5. 回零減速開關或擋塊變動，引起參考點位置偏差6. 位置編碼器的供電電壓太低（供電電壓不能低于4.8伏，采用多芯絞束方法給編碼器供電，減小線路降壓）7. 位置編碼器編碼不良8. 電動機輸入代碼錯誤，電動機矩力小9. 回參考點計數(shù)器容量設置錯誤（重新計算并設置參考點計數(shù)器的容量）10. 相應軸的伺服參數(shù)不對11. 伺服控制板或伺服接口模塊不良（更換）12. 機械剛接通電源時，沒有執(zhí)行返回參考點13. 干擾引起a、 檢查位置編碼器反饋信號線是否屏蔽（需采用屏蔽雙絞線，并兩端接地），坐標軸控制電纜應采用雙絞屏蔽電纜b、 位置編碼器的反饋信號線與電機的動力線應分開走線c、 電機、伺服驅動器外殼需通過電柜接地d、 坐標軸控制電纜與其他強電電纜盡量遠離且不要平行布置，坐標軸控制電纜屏蔽可靠接地，坐標軸控制電纜盡量不要纏繞5.2.3. 參考點位置偏差一個柵格（參考點發(fā)生整螺距偏移）分析與處理：用診斷功能監(jiān)視減速信號，并記下參考點位置與減速信號起作用的那點位置。這兩點之間的距離應該等于大約電機轉一圈時機床所走的距離一半，調整參考點減速擋塊位置或將電機旋轉一個角度（180左右），使得擋塊放開點與“零脈沖”位置相差在半個螺距左右，機床即可以恢復正常工作1. 減速擋塊位置不正確2. 減速擋塊太短3. 坐標軸回零(回參考點)開關信號與進給電機編碼器Z 脈沖位置太近措施：調整坐標軸回零(回參考點)開關位置4. 回零開關不良a、 在一柵格內，*DECX發(fā)生變化，則*DECX電氣開關性能不良，需更換或處理b、 在一柵格內，*DECX信號不發(fā)生變化，則擋塊安裝不正確5.2.4. 回參考點時，出現(xiàn)超程報警1. 運行中擋塊松動或參考點開關損壞、松動，無減速信號，造成超程。檢查連線、開關、卡線端子、擋塊等2. 回參考點快移速度設得太高，減速動作未能完成時超程，修改回參考點快移速度3. 在開機時，若工作已在參考點減速區(qū)內4. 回參考點時，壓上減速擋塊后，以參考點搜索速度向前運動并超程 a、位置反饋信號的1轉信號沒有輸出 b、位置編碼器不良 c、位置編碼器的供電電壓偏低，要求一般不能低于4.8 V d、伺服控制部分和伺服接口部分不良5. 回參考點時，壓上減速擋塊后，以參考點搜索速度反方向運行，并出現(xiàn)反方向的超程（圖a回零方式），原因同上6. 回參考點時，機床向相反的方向慢速運行，直至超程報警（圖a回零方式），當機床回參考點時，減速開關閉合系統(tǒng)會將軸向相反運動 a、減速開關被壓下或壓壞 b、減速開關被短路 c、減速開關進油、進水5.2.5. 回參考點過程中出現(xiàn)“軟超程”報警此類故障一般是由于參數(shù)設定不當造成的，可以通過重新設定參數(shù)進行解決，處理方法如下：a、 將機床運行到正常位置，進行手動回參考點，并利用手動方式壓上“回參考點減速”開關，進行回參考點，驗證回參考點動作的正確性b、 在回參考點動作確認正確后，通過MDI/CRT面板，修改軟件纖維參數(shù)c、 再次執(zhí)行正常的手動回參考點操作，機床到達參考點定位停止d、 恢復軟件限位參數(shù)e、 再次執(zhí)行正常的手動回參考點操作，機床動作正常，報警解除6. 刀架故障一般數(shù)控機床的換刀動作流程大概相同，都可以簡化為：T代碼輸入T代碼選通點動換刀鍵下?lián)Q刀指令，刀架運行燈亮鎖銷松開，刀架彈起刀架電機正傳到位，核對刀位并發(fā)訊、停止正轉刀架電機反轉，精位電機停轉，刀架落下卡緊刀位壓緊發(fā)訊刀位壓緊，定位銷鎖定，完成發(fā)訊刀架運行燈熄滅，換刀結束圖 換刀流程圖如果換刀過程中出現(xiàn)故障，如找不到刀位、換刀時間過長（超過延時設定時間），未壓緊等故障，一般系統(tǒng)會在主畫面上顯示刀架報警，并在診斷畫面相應的診斷位上以狀態(tài)字來顯示“換刀系統(tǒng)故障”。6.1. 刀架抬起不轉動故障分析與處理：根據(jù)刀架動作程序化特點，動作停止在刀架電機正轉不能進行?？赡苁遣考捌溥B接電纜與接口時。測電機相電壓與相同的電阻是否完好，再檢查刀架電機風扇裝置，電風扇是否污染嚴重，蝸桿磨損嚴重，蝸桿軸承是否損壞，進行維修更換。刀架動作控制中，PLC指令往往是在前一指令下達經(jīng)過一定延時后發(fā)出下一個指令的。如：設定的延時時間小于相關器件動作過程所需時間，就會出現(xiàn)：換刀程序中斷停機故障，并顯示刀架系統(tǒng)故障報警，相關原因如下：1、機械阻力大的器件動作時間過長，諸如：電磁閘/電磁開關的彈簧失效；傳動環(huán)節(jié)的松動，磨損，損壞與潤滑不良；液壓過低，相關期間動作慢等；2、傳感器污染、性能下降與位移；3、信號線纜與接頭接觸不良；4、延時時間設定太小，即不到位故障6.2. 刀架旋轉不止故障刀架旋轉不止是刀架失控現(xiàn)象，往往與信號線或電源線斷線、刀位定位開關失效或松動、定位開關接線錯誤/斷/短路有關。對于車削加工中，是按照指令脈沖刀架，刀號編碼器輸出實際刀號脈沖給PLC，由PLC進行刀號識別與核對正確，才發(fā)出到位信號的。所以當出現(xiàn)“找不到刀”或“亂刀”現(xiàn)象，還可能是刀庫編碼器亂碼、松動位移的故障。維修處理：1、檢查模塊的電源是否正常，通常的刀架刀位信號模塊應該為DC24V, 接線極性是否正確2、檢查PLC參數(shù)設置是否和系統(tǒng)輸入一一對應3、需更換刀架刀位信號模塊6.3. 刀架定位不準故障刀架越位，容易出現(xiàn)打刀現(xiàn)象或加工尺寸的失控。一般多與刀架機械故障相關。如：定位銷銹住不靈活 、刀位定位開關失效或松動、定位開關接線不良、傳動環(huán)節(jié)嚴重磨損或折斷、定位齒盤上有鐵屑，或者刀具伸出過長。另外，與定位相關的插補設置有誤。1、刀架刀位信號模塊的電源不正確2、無刀架反轉輸出3、刀架反轉繼電器或接觸器壞4、參數(shù)設置錯5、機械松動或機械壞6、硬件板卡損壞維修處理：1、檢查模塊的電源是否正常，通常的刀架刀位信號模塊應該為DC24V2、.檢查輸出端口，檢查開關量輸出電纜，.檢查電路3、檢查PMC 用戶參數(shù)P02至P05, 根據(jù)具體情況調整，檢查PLC參數(shù)設置4、檢查電機與刀架聯(lián)接的部分定位銷子是否有松動，需更換刀架5、需更換系統(tǒng)或送廠維修6.4. 刀架轉動不到位故障刀架轉動不到位故障與“定位不準”成因類似。還與刀架伺服電機本身故障、接線不良或屏蔽接地不良有關。全面檢查后該刀架電器控制部分正常屬機械故障經(jīng)過更換掉斷裂的彈簧定位反靠銷后安裝好刀架重新試車故障得到排除。7. 附加數(shù)控機床PLC故障診斷的方法根據(jù)報警信號診斷故障數(shù)控系統(tǒng)的故障報警信息，為用戶提供排除故障的信息。根據(jù)動作順序診斷故障數(shù)控機床上刀具及托盤等裝置的自動交換動作，都是按一定的順序來完成因此，觀察機械裝置的運動過程，比較故障和正常時的情況，就可發(fā)現(xiàn)疑點，診斷出故障原因。根據(jù)控制對象的工作原理診斷故障數(shù)控機床的PLC程序是按照控制對象的工作原理設計的，通過對控制對象工作原理的分析，結合PLC的I/O狀態(tài)是診斷故障很有效的方法。根據(jù)PLC的I/O狀態(tài)診斷故障在數(shù)控機床中，輸入/輸出信號的傳遞，一般要通過PLC的I/O接口來實現(xiàn)，因此一些故障會在PLC的I/O接口通道上反映出來。數(shù)控機床的這個特點為故障診斷提供了方便。如果不是數(shù)控系統(tǒng)硬件故障，可以不必查看梯形圖和有關電路圖，通過查詢PLC的I/O通常狀態(tài)和故障狀態(tài)來進行診斷。另外一種簡單實用的方法，就是將數(shù)控機床的輸入/輸出狀態(tài)列表，通過比較通常狀態(tài)和故障狀態(tài)，就能迅速診斷出故障部位。通過PLC梯形圖診斷故障根據(jù)PLC的梯形圖來分析和診斷故障是解決數(shù)控機床外圍故障的基本方法。如果采用這種方法診斷機床故障，首先應該查清機床的工作原理、動作順序和連鎖關系，然后利用CNC系統(tǒng)的自診斷功能或通過機外編程器，根據(jù)PLC梯形圖查看相關的輸入、輸出及標志的狀態(tài)，以確定故障原因。動態(tài)跟蹤梯形圖診斷故障有些PLC發(fā)生故障時，查看輸入/輸出及標