精品資料（2021-2022年收藏的）數(shù)控車床故障分析與排除

1、數(shù)控系統(tǒng)課程設(shè)計 院 系 專 業(yè) 年 級 學(xué)生學(xué)號 學(xué)生姓名 總分評閱人復(fù)查人年 月 日CK6150/1000數(shù)控車床故障分析與排除目錄目錄2設(shè)計目的3一、數(shù)控機床CK6150/1000的有關(guān)參數(shù)41.1數(shù)控車床CK6150/1000主要技術(shù)指標(biāo)4二、數(shù)控機床故障診斷62.1數(shù)控機床的故障規(guī)律62.2數(shù)控機床故障診斷的一般步驟72.3數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)故障診斷與維修82.4刀架、刀庫、換刀裝置的故障維修實例132.5換刀裝置故障152.8常見數(shù)控機床主軸伺服系統(tǒng)故障及診斷172.9在維修主回路采用錯位選觸無環(huán)流可逆調(diào)速驅(qū)動系統(tǒng)的數(shù)控車床192.10機床PLC初始故障的診斷202.11數(shù)控設(shè)備檢測

2、元件故障及維修21三、數(shù)控機床的維護233.1制訂數(shù)控系統(tǒng)日常維護的規(guī)章制度233.2應(yīng)盡量少開數(shù)控柜和強電柜的門233.3定時清掃數(shù)控柜的散熱通風(fēng)系統(tǒng)233.4經(jīng)常監(jiān)視數(shù)控系統(tǒng)用的電網(wǎng)電壓233.5定期更換存儲器用電池243.6數(shù)控系統(tǒng)長期不用時的維護24四、總結(jié)與體會25五、參考文獻(xiàn)26設(shè)計目的科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對機械產(chǎn)品提出了高精度、高復(fù)雜性的要求，而且產(chǎn)品的更新?lián)Q代也在加快，這對機床設(shè)備不僅提出了精度和效率的要求，而且也對其提出了通用性和靈活性的要求。數(shù)控機床就是針對這種要求而產(chǎn)生的一種新型自動化機床。數(shù)控機床集微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)及伺服驅(qū)動技術(shù)、精密機械技術(shù)于一體，是高

3、度機電一體化的典型產(chǎn)品。它本身又是機電一體化的重要組成部分，是現(xiàn)代機床技術(shù)水平的重要標(biāo)志。數(shù)控機床體現(xiàn)了當(dāng)前世界機床技術(shù)進(jìn)步的主流，是衡量機械制造工藝水平的重要指標(biāo)，在柔性生產(chǎn)和計算機集成制造等先進(jìn)制造技術(shù)中起著重要的基礎(chǔ)核心作用。因此，如何更好的使用數(shù)控機床是一個很重要的問題。一、數(shù)控機床CK6150/1000的有關(guān)參數(shù)1.1數(shù)控車床CK6150/1000主要技術(shù)指標(biāo)系統(tǒng)要求：華中世紀(jì)星HNC-22T 1.型號：CK6150/1000。2.床身上最大工件回轉(zhuǎn)直徑：500mm。3.拖板上最大工件回轉(zhuǎn)直徑：290mm。4.最大工件長度：1000mm。5.最大車削長度：850mm。6.主軸轉(zhuǎn)速范圍

4、(變頻)：44r/min2000r/mm。7.主軸通孔直徑：52mm 8.主軸電機功率：7.5kW。9.進(jìn)給快移速度：X向6m/min； Z向8m/min。10.進(jìn)給電機扭矩(功率)：X向7Nm；Z向7Nm。11.定位精度(全程)：X向0.03；Z向0.04。12.重復(fù)定位精度：X向 0.012；Z向0.016。13.尾架套筒內(nèi)孔錐度：莫氏5號。14.脈沖當(dāng)量： 0.001mm15.最高加工精度：IT616.表面粗糙度： Ra1.617.刀架：（統(tǒng)一立式四工位刀架）刀桿截面尺寸：25mm×25mm18.電柜散熱方式：軸流風(fēng)扇/熱交換器19.機床運動部件帶自動潤滑裝置20.系統(tǒng)帶RS2

5、32通訊接口21.冷卻泵電機功率：110W22.機床密封各處不得漏油23.床身寬度：390mm。24.整機噪聲80db(A)。25.雙開門全封閉防護.附件配置:機床使用說明書、機床電器控制圖、操作系統(tǒng)說明書、維修說明書一套、三爪卡盤、卡盤座（配正反轉(zhuǎn)卡爪各一付）、機床配套地腳螺栓、防震墊鐵）、死頂尖及頂尖變徑套（與本機配套）各一付、配備與機床相應(yīng)的維護扳手、螺絲刀、油槍、等一套用戶采用六工位刀架，需另增加下列配件：端面夾持刀座:2付;鉆頭套筒(20, 25, 32各1付);外徑刀座(含墊片):6付，鏜孔夾持刀座:3付;鏜孔刀套筒(8, 10, 12, 16, 20, 25, 32各2付)，隨機

6、配套工具箱：1個，與數(shù)控系統(tǒng)相匹配的DNC連接線每臺一根。圖1-1 CK6150/1000型數(shù)控車床二、數(shù)控機床故障診斷 數(shù)控機床是個復(fù)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(dǎo)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(guān)鍵是故障的診斷，即故

7、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。2.1數(shù)控機床故障診斷的一般步驟無論是處于哪一個故障期，數(shù)控機床故障診斷的一般步驟都是相同的。當(dāng)數(shù)控機床發(fā)生故障時，除非出現(xiàn)危險及數(shù)控機床或人身安全的緊急情況，一般不要關(guān)斷電源，要盡可能地保持機床原來的狀態(tài)不變，并對出現(xiàn)的一些信號和現(xiàn)象做好記錄，這主要包括：故障現(xiàn)象的詳細(xì)記錄故障發(fā)生的操作方式及內(nèi)容故障號及故障指示燈的顯示內(nèi)容故障發(fā)生時機床各部分的狀態(tài)與位置有無其他偶然因素，如突然停電、外線電壓波動較大、打雷、某部位進(jìn)水等。數(shù)控機床一旦發(fā)生故障，首先要沉著冷靜，根據(jù)故障情況進(jìn)行全面的分析，確定查找故障源的方法和手段，然后有

8、計劃、有目的地一步步仔細(xì)檢查，切不可急于動手，憑著看到的部分現(xiàn)象和主觀臆斷亂查一通。故障診斷一般按下列步驟進(jìn)行。 (1)詳細(xì)了解故障情況。例如，當(dāng)數(shù)控機床發(fā)生顫振、振動或超調(diào)現(xiàn)象時，要弄清楚是發(fā)生在全部軸還是某一軸；如果是某一軸，是全程還是某一位置；是一運動就發(fā)生還是僅在快速、進(jìn)給狀態(tài)某速度、加速或減速的某個狀態(tài)下發(fā)生。為了進(jìn)一步了解故障情況，要對數(shù)控機床進(jìn)行初步檢查，并著重檢查熒光屏上的顯示內(nèi)容，控制柜中的故障指示燈、狀態(tài)指示燈等。當(dāng)故障情況允許時，最好開機試驗，詳細(xì)觀察故障情況。 (2)根據(jù)故障情況進(jìn)行分析，縮小范圍，確定故障源查找的方向和手段。對故障現(xiàn)象進(jìn)行全面了解后，下一步可根據(jù)故障現(xiàn)

9、象分析故障可能存在的位置。有些故障與其他部分聯(lián)系較少，容易確定查找的方向，而有些故障原因很多，難以用簡單的方法確定出故障源的查找方向，這就要仔細(xì)查閱數(shù)控機床的相關(guān)資料，弄清與故障有關(guān)的各種因素，確定若干個查找方向，并逐一進(jìn)行查找。 (3)由表及里進(jìn)行故障源查找。故障查找一般是從易到難、從外圍到內(nèi)部逐步進(jìn)行。所謂難易，包括技術(shù)上的復(fù)雜程度和拆卸裝配方面的難易程度。技術(shù)上的復(fù)雜程度是指判斷其是否有故障存在的難易程度。在故障診斷的過程中，首先應(yīng)該檢查可直接接近或經(jīng)過簡單的拆卸即可進(jìn)行檢查的那些部位，然后檢查需要進(jìn)行大量的拆卸工作之后才能接近和進(jìn)行檢查的那些部位.2.2數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)故障診斷與維修（

10、1）主軸部件的常見故障及其診斷維修故障現(xiàn)象故障原因排除方法加工精度達(dá)不到要求機床在運輸過程中受到?jīng)_擊檢查對機床精度有影響的各部位，特別是導(dǎo)軌副安裝不牢固、安裝精度低或有變化重新安裝調(diào)平、緊固切削振動大主軸箱和床身連接螺釘松動恢復(fù)精度后緊固連接螺釘軸承預(yù)緊力不夠，游隙過大重新調(diào)整軸承游隙。但預(yù)緊力不宜過大，以免損壞軸承軸承預(yù)緊螺母松動，使主軸竄動緊固螺母，確保主軸精度合格軸承拉毛或損壞更換軸承主軸與箱體超差修理主軸或箱體，使其配合精度、位置精度達(dá)到要求主軸箱噪聲大主軸部件動平衡不好重做動平衡齒輪嚙合間隙不均勻或嚴(yán)重?fù)p傷調(diào)整間隙或更換齒輪軸承損壞或傳動軸彎曲修復(fù)或更換軸承，校直傳動軸傳動帶長度不一

11、或過松調(diào)整或更換傳動帶，不能新舊混用齒輪精度差更換齒輪潤滑不良調(diào)整潤滑油量，保持主軸箱的清潔度齒輪和軸承損壞變擋壓力過大，齒輪受沖擊產(chǎn)生破損按液壓原理圖，調(diào)整到適當(dāng)?shù)膲毫土髁孔儥n機構(gòu)損壞或固定銷脫落修復(fù)或更換零件軸承預(yù)緊力過大或無潤滑重新調(diào)整預(yù)緊力，并使之潤滑充足主軸無變速電氣變檔信號是否輸出維修人員檢查處理壓力是否足夠檢測并調(diào)整工作壓力變檔液壓缸研損或卡死修去毛刺和研傷，清洗后重裝變檔電磁閥卡死檢測并清洗電磁閥變檔液壓缸撥叉脫落修復(fù)或更換變檔液壓缸竄油或內(nèi)泄更換密封圈變檔復(fù)合開關(guān)失靈更換開關(guān)主軸不轉(zhuǎn)動主軸轉(zhuǎn)動指令是否輸出維修人員處理檢查保護開關(guān)沒有壓合或失靈檢測壓合保護開關(guān)或更換卡盤未夾緊

12、工件調(diào)整或修理卡盤變擋復(fù)合開關(guān)損壞更換復(fù)合開關(guān)變檔電磁閥體內(nèi)泄漏更換電磁閥主軸發(fā)熱主軸軸承預(yù)緊力過大調(diào)整預(yù)緊力軸承研傷或損壞更換軸承潤滑油臟或有雜質(zhì)清洗主軸箱，更換新油表 2-1（2）進(jìn)給運動系統(tǒng)（滾珠絲杠螺母副）的故障診斷a、滾珠絲杠在運轉(zhuǎn)中轉(zhuǎn)矩過大 二滑板配合壓板過緊或研損 滾珠絲杠螺母反向器壞，滾珠絲杠卡死或軸端螺母預(yù)緊力過大 絲杠研損 伺服電動機與滾珠絲杠聯(lián)接不同軸 無潤滑油 超程開關(guān)失靈造成機械故障 伺服電動機過熱報警b、絲杠螺母潤滑不良 分油器是否分油 油管是否堵塞c、滾珠絲杠副噪聲 滾珠絲杠軸承壓蓋壓合不良 滾珠絲杠潤滑不良 滾珠破損 電動機與滾珠絲杠聯(lián)軸器松動（3）刀架、刀庫及

13、換刀裝置故障診斷a、 轉(zhuǎn)塔刀架沒有抬起動作 控制系統(tǒng)是否有T指令輸出信號 抬起電磁鐵斷線或抬起閥桿卡死 壓力不夠 抬起液壓缸研損或密封損壞 與轉(zhuǎn)塔抬起聯(lián)接的機械部分研損b、 轉(zhuǎn)塔轉(zhuǎn)位速度緩慢或不轉(zhuǎn)位 是否有轉(zhuǎn)位信號輸出 轉(zhuǎn)位電磁閥斷線或閥桿卡死 壓力不夠 轉(zhuǎn)位速度節(jié)流閥是否卡死 凸輪軸壓蓋過緊 抬起液壓缸體與轉(zhuǎn)塔平面產(chǎn)生摩擦、研損 安裝附具不配套c、 轉(zhuǎn)塔轉(zhuǎn)位時碰牙，抬起速度或抬起延時時間短d、 轉(zhuǎn)塔不正位 轉(zhuǎn)位盤上的撞塊與選位開關(guān)松動，使轉(zhuǎn)塔到位時傳輸信號超期或滯后 上下聯(lián)接盤與中心軸花鍵間隙過大產(chǎn)生位移偏差大，落下時易碰牙頂，引起不到位 轉(zhuǎn)位凸輪與轉(zhuǎn)位盤間隙過大 凸輪在軸上竄動 轉(zhuǎn)位凸輪軸

14、的軸向預(yù)緊力過大或有機械干涉e、 轉(zhuǎn)塔轉(zhuǎn)位不停 兩計數(shù)開關(guān)不同時計數(shù)或復(fù)置開關(guān)損壞 轉(zhuǎn)塔上的24V電源斷線f、 轉(zhuǎn)塔刀重復(fù)定位精度差 液壓夾緊力不足 上下牙盤受沖擊，定位松動 上下牙盤間有污物或滾針脫落在牙盤中間 轉(zhuǎn)塔落下夾緊時有機械干涉（如夾鐵屑） 夾緊液壓缸拉毛或研損 轉(zhuǎn)塔座落在二層滑板之上，由于壓板和楔鐵配合不牢產(chǎn)生運動偏大g、 刀具不能夾緊 風(fēng)泵氣壓不足 增壓漏氣 刀具卡緊液壓缸漏油 刀具松卡彈簧上的螺絲母松動h、 刀具夾緊后不能松開松鎖刀的彈簧壓力過緊i、 刀套不能夾緊刀具檢查刀套上的調(diào)節(jié)螺母j、 機械手換刀速度過快氣壓太高或節(jié)流閥開口過大k、 換刀時找不到刀刀位編碼用組合行程開關(guān)、

15、接近開關(guān)等元件損壞、接觸不好或靈敏度降低（4）液壓與氣動系統(tǒng)故障診斷a、液壓泵不供油或油量不足 壓力調(diào)節(jié)彈簧過松 流量調(diào)節(jié)螺釘調(diào)節(jié)不當(dāng)，定子偏心方向相反 液壓泵轉(zhuǎn)向相反 油的粘度過高，使葉片運動不靈活 液壓泵轉(zhuǎn)速太低，葉片不能甩出 油量不足，吸油管露出油面吸入空氣 吸油管堵塞 進(jìn)油口漏氣 葉片在轉(zhuǎn)子槽內(nèi)卡死b、液壓泵有異常噪聲或壓力下降 油量不足，濾油器露出油面 吸油管吸入空氣 回油管高出油面，空氣進(jìn)入油池 進(jìn)油口濾油器容量不足 濾油器局部堵塞 液壓泵轉(zhuǎn)速過高或液壓泵裝反 液壓泵與電動機聯(lián)接同軸度差 定子和葉片磨損，軸承和軸損壞 泵與其他機械共振c、液壓泵發(fā)熱、油溫過高 液壓泵工作壓力超載 吸

16、油管和系統(tǒng)回油管距離太近 油箱油量不足 摩擦引起機械損失，泄漏引起容積損失 壓力過高d、系統(tǒng)及工作壓力低，運動部件爬行泄漏e、尾座頂不緊或不運動 壓力不足 液壓缸活塞拉毛或研損 密封圈損壞 液壓閥斷線或卡死 套筒研損f、導(dǎo)軌潤滑不良 分油器堵塞 油管破裂或滲漏 沒有氣體動力源 油路堵塞g、滾珠絲杠潤滑不良 分油管是否分油 油管是否堵塞2.3刀架、刀庫、換刀裝置的故障維修實例故障現(xiàn)象：某加工中心采用凸輪機械手換刀，換刀過程中，動作中斷，發(fā)出2035號報警，顯示機械手伸出故障。分析診斷：根據(jù)報警內(nèi)容，機床是因為無法執(zhí)行下一步“從主軸和刀庫中拔出刀具”，而使換刀過程中斷并報警。機械手未能伸出完成從主

17、軸和刀庫中拔刀動作，產(chǎn)生故障的原因可能有： “松刀”感應(yīng)開關(guān)失靈。在換刀過程中，各動作的完成信號均由感應(yīng)開關(guān)發(fā)出，只有上一動作完成后才能進(jìn)行下一動作。第三步為“主軸松刀”，如果感應(yīng)開關(guān)未發(fā)信號，則機械手“拔刀”就不會動作。檢查兩感應(yīng)開關(guān)，信號正常。 “松刀”電磁閥失靈。主軸的“松刀”，是由電磁閥接通液壓缸來完成的。如電磁閥失靈，則液壓缸未進(jìn)油，刀具就“松”不了。檢查主軸的“松刀”電磁閥，動作均正常。 “松刀”液壓缸因液壓系統(tǒng)壓力不夠或漏油而不動作，或行程不到位。檢查刀庫松刀液壓缸，動作正常。行程到位；打開主軸箱后罩，檢查主軸松刀液壓缸，發(fā)現(xiàn)已到達(dá)松刀位置，油壓也正常，液壓缸無漏油現(xiàn)象。 機械手

18、系統(tǒng)有問題，建立不起“拔刀”條件。其原因可能是電動機控制電路有問題。檢查電動機控制電路系統(tǒng)正常。 刀具是靠碟形彈簧通過拉桿和彈簧卡頭將刀具柄尾端的拉釘拉緊的。松刀時，液壓缸的活塞桿頂壓頂桿，頂桿通過空心螺釘推動拉桿，一方面使彈簧卡頭松開刀具的拉釘，另一方面又頂動拉釘，使刀具右移而在主軸錐孔中變“松”。主軸系統(tǒng)不松刀的原因可能有以下幾點： 刀具尾部拉釘?shù)拈L度不夠，致使液壓缸雖已運動到位，而仍未將刀具頂松 拉桿尾部空心螺釘位置起了變化，使液壓缸行程滿足不了“松刀”的要求 頂桿出了問題，已變形或磨損 彈簧卡頭出故障，不能張開 主軸裝配調(diào)整時，刀具移動量調(diào)的太小，致使在使用過程中一些綜合因素導(dǎo)致不能滿

19、足“松刀”條件處理方法：拆下“松刀”液壓缸，檢查發(fā)現(xiàn)這一故障系制造裝配時，空心螺釘?shù)纳斐隽空{(diào)的太小，故“松刀”液壓缸行程到位，而刀具在主軸錐孔中“壓出”不夠，刀具無法取出。調(diào)整空心螺釘?shù)摹吧扉L量”，保證在主軸“松刀”液壓缸行程到位后，刀柄在主軸錐孔中的壓出量為0.4-0.5mm。經(jīng)以上調(diào)整后，故障可排除。2.4換刀裝置故障 數(shù)控車換刀一般的過程是:換刀電機接到換刀信號后,通過蝸輪蝸桿減速帶動刀架旋轉(zhuǎn),由霍爾元件發(fā)出刀位信號,數(shù)控系統(tǒng)再利用這個信號與目標(biāo)值進(jìn)行比較以判斷刀具是否到位。刀換到位后,電機反轉(zhuǎn)縮緊刀架。以下幾個典型實例。 一臺四刀位數(shù)控車床,發(fā)生一號刀位找不到,其它刀位能正常換刀的故障

20、現(xiàn)象 故障分析:由于只有一號刀找不到刀位,可以排除機械傳動方面的問題,確定就是電氣方面的故障?？赡苁窃摰段坏幕魻栐捌渲車€路出現(xiàn)問題,導(dǎo)致該刀位信號不能輸送給PLC。對照電路圖利用萬用表檢查后發(fā)現(xiàn):1號刀位霍爾元件的24V供電正常,GND線路為正常,T1信號線正常。因此可以斷定是霍爾元件損壞導(dǎo)致該刀位信號不能發(fā)出。 解決辦法:更換新的霍爾元件后故障排除,一號刀正常找到。 一臺六刀位數(shù)控車床,換刀時所有刀位都找不到,刀架旋轉(zhuǎn)數(shù)周后停止,并且數(shù)控系統(tǒng)顯示換刀報警:換刀超時或沒有信號輸入。 故障分析查找:對于該故障,仍可以排除機械故障,歸咎于電氣故障所致。產(chǎn)生該故障的電氣原因有以下幾種:1.磁性

21、元件脫落;2.六個霍爾元件同時全部損壞;3.霍爾元件的供電和信號線路開路導(dǎo)致無電壓信號輸出。其中以第三種原因可能性最大。因此找來電路圖,利用萬用表對霍爾元件的電氣線路的供電線路進(jìn)行檢查。結(jié)果發(fā)現(xiàn):刀架檢測線路端子排上的24V供電電壓為0V,其它線路均正常。以該線為線索沿線查找,發(fā)現(xiàn)從電氣柜引出的24V線頭脫落,接上后仍無反應(yīng)。由此判斷應(yīng)該是該線斷線造成故障。 解決辦法:利用同規(guī)格導(dǎo)線替代斷線后,故障排除。 一臺配有FANUC-0imate系統(tǒng)大連機床廠的六刀位車床,選刀正常但是當(dāng)所選刀位到位之后不能正常鎖緊。系統(tǒng)報警:換刀超時。 故障分析查找:刀架選刀正常,正轉(zhuǎn)正常,就是不能反向鎖緊。說明蝸輪

22、蝸桿傳動正常,初步定為電氣線路問題。在機床刀架控制電氣原理圖上,發(fā)現(xiàn)刀具反向鎖緊到位信號是由一個位置開關(guān)來控制發(fā)出的,是不是該開關(guān)即周圍線路存在問題呢?為了確認(rèn)這個故障原因,打開刀架的頂蓋和側(cè)蓋,利用萬用表參照電路圖檢查線路,發(fā)現(xiàn)線路未有開路和短路,通過用手按動刀架反向鎖緊位置開關(guān),觀察梯形圖顯示有信號輸入,至此排除電氣線路問題。推斷可能是擋塊運動不到位,位置微動開關(guān)未動作。于是重新?lián)Q刀一次來觀察一下,結(jié)果發(fā)現(xiàn):果然擋塊未運動到位。于是把擋塊螺栓擰緊,試換刀一次正常。再換一次刀,原故障又出現(xiàn)了,同時發(fā)現(xiàn)蝸桿端的軸套打滑并且爬升現(xiàn)象。難道是它造成了電機反轉(zhuǎn)鎖緊時位置開關(guān)的擋塊不能到位?于是把該軸

23、套進(jìn)行了軸向定位處理,將刀架頂蓋裝好。結(jié)果刀架鎖緊正常了。 解決辦法:對軸套進(jìn)行軸向定位故障解決。 2.5穩(wěn)壓電源故障 機床在運行時機床照明燈突然不亮,機床操作面板燈也不亮,系統(tǒng)電源正常,同時系統(tǒng)急停報警,和主軸無信號警。關(guān)機后重新上電故障依舊。 故障分析檢查:經(jīng)詢問當(dāng)時操作人員,沒有違規(guī)操作,排除人為原因,也可以排除機械原因,應(yīng)該是電氣故障引起。該機床的電器原理圖顯示,這些失電區(qū)域都和24V有關(guān),并且該機床擁有兩個穩(wěn)壓電源,一個是I/O接口電源,另一個為系統(tǒng)電源。失電區(qū)域都與I/O接口有關(guān),于是打開電氣柜觀察發(fā)現(xiàn)I/O接口穩(wěn)壓電源指示燈未能點亮,說明該電源未能正常工作或損壞。由穩(wěn)壓電源的工作

24、原理知道,穩(wěn)壓電源有電流短路和過載保護的功能,當(dāng)電源短路或過載時自動關(guān)斷電源輸出,以保護電源電路不被損壞。于是試著把電源的輸出負(fù)載線路拆下來,結(jié)果發(fā)現(xiàn)重新上電后電源指示燈亮了。這說明電源本身沒有損壞。通過分析得知該電源為I/O接口電源,負(fù)載不大,也不會出現(xiàn)過載現(xiàn)象,應(yīng)該是輸出回路中有短路故障。沿著輸出線號進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)有一根24V+輸出線接頭從絕緣膠布中露出并接觸到機床床體。原因很明顯:由于該線與機床發(fā)生對地短路,造成該穩(wěn)壓電源處于自我保護狀態(tài),使得操作面板和一些I/O接口繼電器供電停止,導(dǎo)致發(fā)生以上故障。至于變頻器報警可能24V信號不能到位發(fā)出報警。 解決辦法:用絕緣膠布把接頭處重新包好,重新

25、上電開機所有故障解決,報警解除照明燈也亮了。2.6系統(tǒng)程序鎖故障 一臺數(shù)控車,配有FANUC-0i-mate系統(tǒng),無法輸入對刀值等參數(shù),不能編輯程序,并伴有報警。 故障分析檢查:對此現(xiàn)象首先想到了程序保護開關(guān),通過對比正常的系統(tǒng)發(fā)現(xiàn):與系統(tǒng)鎖住時現(xiàn)象一樣。所以懷疑系統(tǒng)鎖開關(guān)壞了,但經(jīng)過短接,仍不能解決問題。通過觀察故障系統(tǒng)的梯形圖發(fā)現(xiàn)X56輸入點無信號輸入,說明這條輸入線路斷路。沿著這條線號利用萬用表檢查,發(fā)現(xiàn)在操作面板后面選軸開關(guān)接頭處線頭脫落,導(dǎo)致線路無法輸入信號,使PLC邏輯關(guān)系不正確,才出現(xiàn)以上故障。 解決辦法:用烙鐵焊錫把脫落的線頭重新焊接好,報警解除,參數(shù)輸入正常,故障消失。-2.

26、7常見數(shù)控機床主軸伺服系統(tǒng)故障及診斷a、伺服超差:機床的實際進(jìn)給值與指令值之差超過限定的允許值. 檢查CNC控制系統(tǒng)與驅(qū)動放大模塊之間,CNC控制系統(tǒng)與位置 檢測器之間,驅(qū)動放大器與伺服電機之間的邊線是否正確、可靠 檢查位置檢測器的信號及相關(guān)的D/A轉(zhuǎn)換電路是否有問題 檢查驅(qū)動放大器電壓是否有問題 檢查電動機軸與傳動機械間是否配合良好，是否有松動或間隙存在 檢查位置環(huán)增益是否符合要求，若不符合要求對有關(guān)的電位器應(yīng)予以調(diào)整b、機床停止時，有關(guān)進(jìn)給軸振動 檢查高頻脈動信號并觀察其波形及振幅，若不符合應(yīng)調(diào)節(jié)有關(guān)電位器 檢查伺服放大器速度環(huán)的補償功能，若不符合應(yīng)調(diào)節(jié)補償用電位器 檢查位置檢測用編碼盤的

27、軸、聯(lián)軸節(jié)、齒輪系是否嚙合良好c、機床運行時聲音不好，有擺動現(xiàn)象 檢查測速發(fā)電機換向器表面是否光滑、清潔，電刷與換向器間是否接觸良好 檢查伺服放大器速度環(huán)的補償功能，若不符合應(yīng)調(diào)節(jié)補償用電位器 檢查伺服放大器位置環(huán)增益是否符合要求，若不符合要求對有關(guān)的電位器應(yīng)予以調(diào)整 檢查位置檢測器與聯(lián)軸節(jié)間的裝配是否有松動 查由位置檢測器來的反饋信號的波形及D/A轉(zhuǎn)換后的波形幅度d、飛車現(xiàn)象 位置傳感器或速度傳感器的信號反相，或者是電樞線接反了，即整個系統(tǒng)不是負(fù)反饋而變成正反饋了 速度指令給的不正確 位置傳感器或速度傳感器的反饋信號沒有接或者是有接線斷開 CNC控制系統(tǒng)或伺服控制板有故障電源板有故障而引起的

28、邏輯混亂e、所有的軸均不運動 用戶保護性鎖緊如急停制動,或有關(guān)運動的相應(yīng)開關(guān)位置不正確 主電源熔絲斷 由于過載保護用斷路器動作或監(jiān)控用繼電器的觸點未接觸好f、電動機過熱 滑板運行時摩擦力或阻力太大 熱保護繼電器脫扣,電流設(shè)定錯誤 勵磁電流太低或永磁式電動機失磁時,為獲得所需力矩也可引起電樞電流增高而使電動機發(fā)熱 切削條件惡劣 運動夾緊/制動裝置沒充分釋放 齒輪傳動系損壞或傳感器有問題 電機本身內(nèi)部匝間短路而引起的過熱 帶風(fēng)扇冷卻的電動機,風(fēng)扇壞g、機床定位精度不準(zhǔn) 滑板運行時阻力太大 位置環(huán)的增益或速度環(huán)的低頻增益太低 機械傳動部分有反向間隙 位置環(huán)或速度環(huán)的零點平衡調(diào)整不合理 接地屏蔽不好或

29、電纜布線不合理h、零件加工表面粗糙 檢查測速發(fā)電機換向器的表面光滑狀況及電刷的磨合狀況 檢查高頻脈沖波形的振幅、頻率、及濾波形狀 檢查切削條件是否合理，刀尖是否損壞 檢查機械傳動的反向間隙 檢查位置檢測信號的振幅 檢查機床的振動狀況如機床水平狀態(tài)、地基、主軸旋轉(zhuǎn)時有否振動等2.8在維修主回路采用錯位選觸無環(huán)流可逆調(diào)速驅(qū)動系統(tǒng)的數(shù)控車床中所遇到的部分故障及處理方法。實例：1. 故障現(xiàn)象：1.8m臥車在點動時，花盤來回擺動。 檢查：測量驅(qū)動控制系統(tǒng)中的±20V直流穩(wěn)壓電源的紋波為4V峰峰值，大大超過了規(guī)定的范圍。 分析：在控制系統(tǒng)的放大電路中，高、低通濾波器可以濾掉，如：測速機反饋，電流

30、反饋，電壓反饋中的各次諧波干擾信號，但無法濾除系統(tǒng)本身直流電源電路中的諧波分量，因它存在于整個系統(tǒng)中，這些諧波進(jìn)入放大器就會使放大器阻塞，使系統(tǒng)產(chǎn)生各種不正常的現(xiàn)象。在點動狀態(tài)下，因電機的轉(zhuǎn)速較低，這些諧波已超過了點動時的電壓值，造成了系統(tǒng)的振蕩，使主軸花盤來回擺動，而且一旦去除諧波信號，故障馬上消失。 處理：將電壓板中的100MF和1000MF濾波電容換下焊上新電容，并測量紋波只有幾個毫伏后將電源板安裝好，開機試運行，故障消除。 2.故障現(xiàn)象：5m立車在運行加工中發(fā)出哐哐聲后，燒保險。 檢查：發(fā)現(xiàn)5FC5FG、5RG5RQ正反組全無脈沖輸出(線路見圖2)，測量結(jié)果，IC7反相器損壞，又發(fā)現(xiàn)1

31、FG1FC輸出波形較其他波形幅值低得多。 分析：5m立車主驅(qū)動直流電機的驅(qū)動電壓由晶閘管全控橋反并聯(lián)整流電路提供。12路觸發(fā)脈沖中，有兩路消失，另一路觸發(fā)脈沖的幅值較其它正常觸發(fā)脈沖要短三分之一，當(dāng)出現(xiàn)哐哐的齒輪撞擊聲時，誤以為液壓馬達(dá)聯(lián)軸節(jié)處出現(xiàn)了問題，但過了一會兒兩路保險絲燒壞，實際上，在這次故障的前一段時間里已燒過兩次保險，當(dāng)時只認(rèn)為是偶然的電網(wǎng)不穩(wěn)造成，因換上保險絲后，故障就消除了。由于5m立車加工運行時的轉(zhuǎn)速較低，雖然可控硅整流電路是橋式整流，但是線路中觸發(fā)脈沖丟失和幅值小同時存在時，也會造成電流不連續(xù)，輸出的電壓不穩(wěn)，從而使電機的轉(zhuǎn)速不穩(wěn)。一開始出現(xiàn)的哐哐聲，實際就是轉(zhuǎn)速不穩(wěn)的表現(xiàn)

32、。由于電流斷續(xù)而引起的燒保險故障能發(fā)生在運行后停車和正常運行的任何時刻。 處理：將放大管T1(另一組觸發(fā)電路中的放大管，功能如圖2中的T7)及反相器IC7換下，故障消除。 2.9機床PLC初始故障的診斷 機床PLC初始故障的診斷為了保護機床和維修方便，PLC有顯示和檢測機床故障的能力。一旦發(fā)生故障，維修人員就能根據(jù)機床的故障顯示號去確定故障類別，予以排除。但在實際加工過程中，我們發(fā)現(xiàn)有時PLC同時顯示幾個故障，它們是由某一個故障引起的連鎖故障，排除了初始的引發(fā)故障，其它故障報警就消失了?？墒菑臋C床PLC顯示的所有報警故障中，維修人員并不知道哪個故障是初始引發(fā)故障，維修人員只能逐個故障去查，這就

33、增加了維修難度。機床PLC初始故障診斷功能，通過PLC程序，準(zhǔn)確判斷出初始故障的報警號。維修中，首先排除初始故障，其它引發(fā)故障自行消失，這樣就極大地方便了機床的維修，提高了機床維修的快速性和準(zhǔn)確性。 2 初始故障診斷原理設(shè)計的PLC程序不單單是把各個故障都能檢測和顯示出來，還能把最關(guān)鍵的初始故障自動判斷出來。初始故障診斷原理：以3個故障為例，其中設(shè)置了3個故障檢測位，分別為R500.0、R510.0、R520.0；3個初始故障檢測位為R500.2、R510.2、R520.2；F149.1為系統(tǒng)復(fù)位信號。初始狀態(tài)時，無報警出現(xiàn)，故障檢測位都為“0”，初始故障檢測位也都為“0”，復(fù)位信號F149.

34、1為“0”。在3個故障中假設(shè)首先發(fā)生第二個故障。在程序掃描的第一個周期內(nèi)，其對應(yīng)的故障檢測位R510.0變?yōu)椤?”，R500.2、R520.2、F149.1初始值為“0”，初始故障檢測位R510.2變?yōu)椤?”，通過自鎖保持為“1”，直到故障被排除，系統(tǒng)復(fù)位信號發(fā)出后“1”狀態(tài)才被解除。在程序掃描的第二個周期內(nèi)，R510.2保持為“1”，實現(xiàn)了對R500.1、R520.1的封鎖，即使此時另外某一個故障檢測位為“1”，也不能導(dǎo)致其初始故障檢測位變?yōu)椤?”。通過此PLC程序的控制，就能從同時發(fā)生的眾多故障里準(zhǔn)確地判斷出初始故障。在JCS018數(shù)控機床中，遇到了多個故障同時發(fā)生的問題，如換刀報警和液壓

35、報警同時出現(xiàn)。維修時，先檢查液壓控制部分，然后才能確認(rèn)故障出在換刀過程中。檢查后我們才知道換刀的動力由液壓驅(qū)動來提供。PLC控制程序設(shè)計中，當(dāng)遇到換刀故障時，為防止更大的意外發(fā)生，在報警的同時也斷開了液壓控制，因此換刀故障發(fā)生時出現(xiàn)了兩個報警信息。為遵循原機床的設(shè)計思路，而又能準(zhǔn)確地發(fā)出報警信息，給JCS018數(shù)控機床增加了對初始故障的檢查功能。按照前面的程序分析，換刀和液壓故障檢測位分別為R500.0和R510.0，初始故障可以從始故障檢測位R500.2和R510.2讀出。當(dāng)該機床再發(fā)生類似故障時，就能很快地判斷出初始故障。 2.10數(shù)控設(shè)備檢測元件故障及維修 檢測元件是數(shù)控機床伺服系統(tǒng)的重

36、要組成部分，它起著檢測各控制軸的位移和速度的作用，它把檢測到的信號反饋回去，構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)。測量方式可分為直接測量和間接測量：直接測量就是對機床的直線位移采用直線型檢測元件測量，直接測量常用的檢測元件一般包括：直線感應(yīng)同步器、計量光柵、磁尺激光干涉儀。間接測量就是對機床的直線位移采用回轉(zhuǎn)型檢測元件測量，間接測量常用的檢測元件一般包括：脈沖編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器、圓感應(yīng)同步器、圓光柵和圓磁柵。 當(dāng)機床出現(xiàn)如下故障現(xiàn)象時，應(yīng)考慮是否是由檢測元件的故障引起的： 1. 機械振蕩（加減速時）： 脈沖編碼器出現(xiàn)故障，此時檢查速度單元上的反饋線端子電壓是否在某幾點電壓下降，如有下降表明脈沖編碼器不良，更換編碼器。

37、 脈沖編碼器十字聯(lián)軸節(jié)可能損壞，導(dǎo)致軸轉(zhuǎn)速與檢測到的速度不同步，更換聯(lián)軸節(jié)。 測速發(fā)電機出現(xiàn)故障，修復(fù)，更換測速機。 2. 機械暴走（飛車）： 在檢查位置控制單元和速度控制單元的情況下，應(yīng)檢查： 脈沖編碼器接線是否錯誤，檢查編碼器接線是否為正反饋，A相和B相是否接反。 沖編碼器聯(lián)軸節(jié)是否損壞，更換聯(lián)軸節(jié)。 檢查測速發(fā)電機端子是否接反和勵磁信號線是否接錯。 3. 主軸不能定向或定向不到位： 在檢查定向控制電路設(shè)置和調(diào)整，檢查定向板，主軸控制印刷電路板調(diào)整的同時，應(yīng)檢查位置檢測器（編碼器）是否不良，此時測編碼器輸出波形。 4. 坐標(biāo)軸振動進(jìn)給： 在檢查電動機線圈是否短路，機械進(jìn)給絲杠同電機的連接是

38、否良好，檢查整個伺服系統(tǒng)是否穩(wěn)定的情況下，檢查脈沖編碼是否良好、聯(lián)軸節(jié)聯(lián)接是否平穩(wěn)可靠、測速機是否可靠。 檢測元件是一種極其精密和容易受損的器件，一定要從下面幾個方面注意，進(jìn)行正確的使用和維護保養(yǎng)。 不能受到強烈振動和摩擦以免損傷代碼板，不能受到灰塵油污的污染，以免影響正常信號的輸出。 工作環(huán)境周圍溫度不能超標(biāo)，額定電源電壓一定要滿足，以便于集成電路片子的正常工作。 要保證反饋線電阻，電容的正常，保證正常信號的傳輸。 防止外部電源、噪聲干擾，要保證屏蔽良好，以免影響反饋信號。 安裝方式要正確，如編碼器聯(lián)接軸要同心對正，防止軸超出允許的載重量，以保證其性能的正常。 總之，在數(shù)控設(shè)備的故障中，檢測

39、元件的故障比例是比較高的，只要正確的使用并加強維護保養(yǎng)，對出現(xiàn)的問題進(jìn)行深入分析，就一定能降低故障率，并能迅速解決故障，保證設(shè)備的正常運行。三、數(shù)控機床的維護數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機床的核心部件，因此，數(shù)控機床的維護主要是數(shù)控系統(tǒng)的維護。數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)過一段較長時間的使用，電子元器件性能要老化甚至損壞，有些機械部件更是如此，為了盡量地延長元器件的壽命和零部件的磨損周期，防止各種故障，特別是惡性事故的發(fā)生，就必須對數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行日常的維護。概括起來，要注意以下幾個方面。3.1制訂數(shù)控系統(tǒng)日常維護的規(guī)章制度根據(jù)各種部件特點，確定各自保養(yǎng)條例。如明文規(guī)定哪些地方需要天天清理（如CNC系統(tǒng)的輸入輸出單元光電閱讀機的

40、清潔，檢查機械結(jié)構(gòu)部分是否潤滑良好等），哪些部件要定期檢查或更換（如直流伺服電動機電刷和換向器應(yīng)每月檢查一次）。3.2應(yīng)盡量少開數(shù)控柜和強電柜的門在機加工車間的空氣中一般都含有油霧、灰塵甚至金屬粉末。一旦它們落在數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)的印制線路或電器件上，容易引起元器件間絕緣電阻下降，甚至導(dǎo)致元器件及印制線路的損壞。有的用戶在夏天為了使數(shù)控系統(tǒng)超負(fù)荷長期工作，打開數(shù)控柜的門來散熱，這是種絕不可取的方法，最終會導(dǎo)致數(shù)控系統(tǒng)的加速損壞。正確的方法是降低數(shù)控系統(tǒng)的外部環(huán)境溫度。因此，應(yīng)該有一種嚴(yán)格的規(guī)定，除非進(jìn)行必要的調(diào)整和維修，不允許隨便開啟柜門，更不允許在使用時敞開柜門。3.3定時清掃數(shù)控柜的散熱通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)每天檢查數(shù)控系統(tǒng)柜上各個冷卻風(fēng)扇工作是否正常，應(yīng)視工作環(huán)境狀況，每半年或每季度檢查一次風(fēng)道過濾器是否有堵塞現(xiàn)象。如果過濾網(wǎng)上灰塵積聚過多，需及時清理，否則將會引起數(shù)控系統(tǒng)柜內(nèi)溫度高（一般不允許超過55），造成過熱報警或數(shù)控系統(tǒng)工作不可靠。3.4經(jīng)常監(jiān)視數(shù)控系統(tǒng)用的電網(wǎng)電壓FANUC公司生產(chǎn)的