數(shù)控機(jī)床的故障分類

1、本文格式為Word版，下載可任意編輯數(shù)控機(jī)床的故障分類 數(shù)控機(jī)床全部或部分丟失了規(guī)定的功能的現(xiàn)象稱為數(shù)控機(jī)床的故障。 數(shù)控機(jī)床是機(jī)電一體化的產(chǎn)物，技術(shù)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。數(shù)控機(jī)床的故障也是多種多樣、各不相同，故障緣由一般都比較簡(jiǎn)單，這給數(shù)控機(jī)床的故障診斷和修理帶來(lái)不少困難。為了便于機(jī)床的故障分析和診斷，本節(jié)按故障的性質(zhì)、故障產(chǎn)生的緣由和故障發(fā)生的部位等因素大致把數(shù)控機(jī)床的故障劃分為以下幾類。 1、按數(shù)控機(jī)床發(fā)生的故障性質(zhì)分類（1）系統(tǒng)性故障 這類故障是指只要滿意肯定的條件，機(jī)床或者數(shù)控系統(tǒng)就必定消失的故障。例如電網(wǎng)電壓過(guò)高或者過(guò)低，系統(tǒng)就會(huì)產(chǎn)生電壓過(guò)高報(bào)警或者過(guò)低報(bào)警；切削量過(guò)大時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生過(guò)載報(bào)

2、警等。 例如一臺(tái)采納SINUMERIK810系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床在加工過(guò)程中，系統(tǒng)有時(shí)自動(dòng)斷電關(guān)機(jī)，重新啟動(dòng)后，還可以正常工作。依據(jù)系統(tǒng)工作原理和故障現(xiàn)象懷疑故障緣由是系統(tǒng)供電電壓波動(dòng)，測(cè)量系統(tǒng)電源模塊上的24V輸人電源，發(fā)覺(jué)為22.3V左右，當(dāng)機(jī)床加工時(shí)，這個(gè)電壓還向下波動(dòng)，特殊是切削量大時(shí)，電壓下降就大，有時(shí)接近21V，這時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)斷電關(guān)機(jī)，為了解決這個(gè)問(wèn)題，更換容量大的24V電源變壓器將這個(gè)故障徹底消退。 （2）隨機(jī)故障 這類故障是指在同樣條件下，只間或消失一次或者二次的故障。要想人為地再現(xiàn)同樣的故障則是不簡(jiǎn)單的，有時(shí)很長(zhǎng)時(shí)間也很難再遇到一次。這類故障的分析和診斷是比較困難的。一般狀況下，這類

3、故障往往與機(jī)械結(jié)構(gòu)的松動(dòng)、錯(cuò)位，數(shù)控系統(tǒng)中部分元件工作特性的漂移、機(jī)床電氣元件牢靠性下降有關(guān)。 例如一臺(tái)數(shù)控溝槽磨床，在加工過(guò)程中間或消失問(wèn)題，磨溝槽的位置發(fā)生變化，造成廢品。分析這臺(tái)機(jī)床的工作原理，在磨削加工時(shí)首先測(cè)量臂向下?lián)u擺到工件的卡緊位置，然后工件開頭移動(dòng)，當(dāng)工件的基準(zhǔn)端面接觸到測(cè)量頭時(shí)，數(shù)控裝置記錄下此時(shí)的位置數(shù)據(jù)，然后測(cè)量臂抬起，加工程序連續(xù)運(yùn)行。數(shù)控裝置依據(jù)端面的位置數(shù)據(jù)，在距端面肯定距離的位置磨削溝槽，所以溝槽位置不準(zhǔn)與測(cè)量的精確與否有特別大的關(guān)系。由于不常常發(fā)生，所以很難觀看到故障現(xiàn)象。因此依據(jù)機(jī)床工作原理，對(duì)測(cè)量頭進(jìn)行檢查并沒(méi)有發(fā)覺(jué)問(wèn)題；對(duì)測(cè)量臂的轉(zhuǎn)動(dòng)檢查時(shí)發(fā)覺(jué)旋轉(zhuǎn)軸有些緊

4、，可能測(cè)量臂有時(shí)沒(méi)有精確到位，使測(cè)量產(chǎn)生誤差。將旋轉(zhuǎn)軸拆開檢查發(fā)覺(jué)已嚴(yán)峻磨損，制作新備件，更換上后再也沒(méi)有發(fā)生這個(gè)故障。 2、按故障類型分類根據(jù)機(jī)床故障的類型區(qū)分，故障可分為機(jī)械故障和電氣故障。（1）機(jī)械故障 這類故障主要發(fā)生在機(jī)床主機(jī)部分，還可以分為機(jī)械部件故障、液壓系統(tǒng)故障、氣動(dòng)系統(tǒng)故障和潤(rùn)滑系統(tǒng)故障等。 例如一臺(tái)采納SINUMERIK 810系統(tǒng)的數(shù)控淬火機(jī)床開機(jī)回參考點(diǎn)、走X軸時(shí)，消失報(bào)警1680“SERVOENABLETRAVAXISX"，手動(dòng)走X軸也消失這個(gè)報(bào)警，檢查伺服裝置，發(fā)覺(jué)有過(guò)載報(bào)警指示。依據(jù)西門子說(shuō)明書產(chǎn)生這個(gè)故障的緣由可能是機(jī)械負(fù)載過(guò)大、伺服掌握電源消失問(wèn)題、

5、伺服電動(dòng)機(jī)消失故障等。本著先機(jī)械后電氣的原則，首先檢測(cè)X軸滑臺(tái)，手動(dòng)盤動(dòng)X軸滑臺(tái)，發(fā)覺(jué)特別沉，盤不動(dòng)，說(shuō)明機(jī)械部分消失了問(wèn)題。將X軸滾珠絲杠拆下檢查，發(fā)覺(jué)滾珠絲杠已銹蝕，原來(lái)是滑臺(tái)密封不好，淬火液進(jìn)人滾珠絲杠，造成滾珠絲杠的銹蝕，更換新的滾珠絲杠，故障消退。 （2）電氣故障 電氣故障是指電氣掌握系統(tǒng)消失的故障，主要包括數(shù)控裝置、plc掌握器、伺服單元、CRT顯示器、電源模塊、機(jī)床掌握元件以及檢測(cè)開關(guān)的故障等。這部分的故障是數(shù)控機(jī)床的常見(jiàn)故障，應(yīng)當(dāng)引起足夠的重視。 3、按數(shù)控機(jī)床發(fā)生的故障后有無(wú)報(bào)警顯示分類按故障產(chǎn)生后有無(wú)報(bào)警顯示，可分為有報(bào)警顯示故障和無(wú)報(bào)警顯示故障兩類。（1）有報(bào)警顯示故障這

6、類故障又可以分為硬件報(bào)警顯示和軟件報(bào)警顯示兩種。1)硬件報(bào)警顯示的故障。硬件報(bào)警顯示通常是指各單元裝置上的指示燈的報(bào)警指示。在數(shù)控系統(tǒng)中有很多用以指示故障部位的指示燈，如掌握系統(tǒng)操作面板、CPU主板、伺服掌握單元等部位，一旦數(shù)控系統(tǒng)的這些指示燈指示故障狀態(tài)后，依據(jù)相應(yīng)部位上的指示燈的報(bào)警含義，均可以大致推斷故障發(fā)生的部位和性質(zhì)，這無(wú)疑會(huì)給故障分析與診斷帶來(lái)極大好處。因此修理人員在日常維護(hù)和故障修理時(shí)應(yīng)留意檢查這些指示燈的狀態(tài)是否正常。2)軟件報(bào)警顯示的故障。軟件報(bào)警顯示通常是指數(shù)控系統(tǒng)顯示器上顯示出的報(bào)警號(hào)和報(bào)警信息。由于數(shù)控系統(tǒng)具有自診斷功能，一旦檢查出故障，即按故障的級(jí)別進(jìn)行處理，同時(shí)在顯

7、示器上顯示報(bào)警號(hào)和報(bào)警信息。 軟件報(bào)警又可分為NC報(bào)警和PLC報(bào)警，前者為數(shù)控部分的故障報(bào)警，可通過(guò)報(bào)警號(hào)，在數(shù)控系統(tǒng)修理手冊(cè)上找到這個(gè)報(bào)警的緣由與怎樣處理方面的內(nèi)容，從而確定可能產(chǎn)生故障的緣由；后者的PLC報(bào)警的報(bào)警信息來(lái)自機(jī)床制造廠家編制的報(bào)警文本，大多屬于機(jī)床側(cè)的故障報(bào)警，遇到這類故障，可依據(jù)報(bào)警信息，或者PLC用戶程序確診故障。 （2）無(wú)報(bào)警顯示的故障 這類故障發(fā)生時(shí)沒(méi)有任何硬件及軟件報(bào)警顯示，因此分析診斷起來(lái)比較困難。對(duì)于沒(méi)有報(bào)警的故障，通常要詳細(xì)問(wèn)題詳細(xì)分析。遇到這類問(wèn)題，要依據(jù)故障現(xiàn)象、機(jī)床工作原理、數(shù)控系統(tǒng)工作原理、PLC梯形圖以及修理閱歷來(lái)分析診斷故障。 例如一臺(tái)數(shù)控淬火機(jī)床

8、常常自動(dòng)斷電關(guān)機(jī)，停一會(huì)再開還可以工作。分析機(jī)床的工作原理，產(chǎn)生這個(gè)故障的緣由一般都是系統(tǒng)愛(ài)護(hù)功能起作用，所以首先檢查系統(tǒng)的供電電壓為24V，沒(méi)有間題；在檢查系統(tǒng)的冷卻裝置時(shí)，發(fā)覺(jué)冷卻風(fēng)扇過(guò)濾網(wǎng)堵塞，出故障時(shí)恰好是夏季，系統(tǒng)由于溫度過(guò)高而自動(dòng)停機(jī)，更換過(guò)濾網(wǎng)，機(jī)床恢復(fù)正常使用。 又如一臺(tái)采納德國(guó)SINUMERIK 810系統(tǒng)的數(shù)控溝槽磨床，在自動(dòng)磨削完工件、修整砂輪時(shí)，帶動(dòng)砂輪的Z軸向上運(yùn)動(dòng)，停下后砂輪修整器并沒(méi)有修整砂輪，而是停止了自動(dòng)循環(huán)，但屏幕上沒(méi)有報(bào)警指示。依據(jù)機(jī)床的工作原理，在修整砂輪時(shí)，應(yīng)當(dāng)噴射冷卻液，冷卻砂輪修整器，但多次觀看發(fā)生故障的過(guò)程，卻發(fā)覺(jué)沒(méi)有切削液噴射。切削液電磁閥掌握

9、原理圖如圖所示，在消失故障時(shí)利用數(shù)控系統(tǒng)的PLC狀態(tài)顯示功能，觀看掌握切削液噴射電磁閥的輸出Q4.5，其狀態(tài)為“1”，沒(méi)有問(wèn)題，依據(jù)電氣原理圖它是通過(guò)直流繼電器K45來(lái)掌握電磁閥的，檢查直流繼電器K45也沒(méi)有問(wèn)題，接著檢查電磁閥，發(fā)覺(jué)電磁閥的線圈上有電壓，說(shuō)明問(wèn)題是出在電磁閥上，更換電磁閥，機(jī)床故障消退。 4、按故障發(fā)生部位分類按機(jī)床故障發(fā)生的部位可把故障分為如下幾類：（1）數(shù)控裝置部分的故障數(shù)控裝置部分的故障又可以分為軟件故障和硬件故障。1)軟件故障。有些機(jī)床故障是由于加工程序編制消失錯(cuò)誤造成的，有些故障是由于機(jī)床數(shù)據(jù)設(shè)置不當(dāng)引起的，這類故障屬于軟件故障。只要將故障緣由找到并修改后，這類故障

10、就會(huì)排解。2）硬件故障。有些機(jī)床故障是由于掌握系統(tǒng)硬件消失問(wèn)題，這類故障必需更換損壞的器件或者修理后才能排解故障。 例如一臺(tái)數(shù)控沖床消失故障，屏幕沒(méi)有顯示，檢查機(jī)床掌握系統(tǒng)的電源模塊的24V輸人電源，沒(méi)有問(wèn)題，NC-ON信號(hào)也正常，但在電源模塊上沒(méi)有5V電壓，說(shuō)明電源模塊損壞，修理后，機(jī)床恢復(fù)正常使用。 （2）PLC部分的故障PLC部分的故障也分為軟件和硬件故障兩種。1)軟件故障。由于PLC用戶程序編制有問(wèn)題，在數(shù)控機(jī)床運(yùn)行時(shí)滿意肯定的條件即可發(fā)生故障。另外，PLC用戶程序編制的不好，常常會(huì)消失一些無(wú)報(bào)警的機(jī)床側(cè)故障，所以PLC用戶程序要編制的盡量完善。2)硬件故障。由于PLC輸人輸出模塊消失

11、問(wèn)題而引起的故障屬于硬件故障。有時(shí)個(gè)別輸入輸出口消失故障，可以通過(guò)修改PLC程序，使用備用接口替代消失故障的接口，從而排解故障。 例如一臺(tái)采納德國(guó)SIEMENS810系統(tǒng)的數(shù)控磨床，自動(dòng)加工不能連續(xù)進(jìn)行，磨削完一個(gè)工件后，主軸砂輪不退回修整，自動(dòng)循環(huán)中止。分析機(jī)床的工作原理，機(jī)床的工作狀態(tài)是通過(guò)機(jī)床操作面板上的鈕子開關(guān)設(shè)定的，鈕子開關(guān)接人PLC的輸人E7.0，利用數(shù)控系統(tǒng)的PLC狀態(tài)顯示功能，檢查其狀態(tài)，但不管怎樣撥動(dòng)鈕子開關(guān)，其狀態(tài)始終為“0”，不發(fā)生變化，而檢查開關(guān)沒(méi)有發(fā)覺(jué)問(wèn)題，將該開關(guān)的連接線連接到PLC的備用輸人接口E3.0上，這時(shí)觀看這個(gè)狀態(tài)的變化，正常跟隨鈕子開關(guān)的變化，沒(méi)有問(wèn)題，

12、由此證明PLC的輸人接接口E7.0損壞，由于手頭沒(méi)有備件，將鈕子開關(guān)接到PLC的E3.0的輸人接口上，然后通過(guò)編程器將PLC程序中的全部E7.0都改成E3.0，這時(shí)機(jī)床恢復(fù)了正常使用。 （3）伺服系統(tǒng)故障 伺服系統(tǒng)的故障一般都是由于伺服掌握單元、伺服電動(dòng)機(jī)、測(cè)速裝置、編碼器等消失問(wèn)題引起的。 例如：一臺(tái)數(shù)控車床使用FANUC 0iTC系統(tǒng)，系統(tǒng)消失417報(bào)警，報(bào)警信息為“SERVO ALARM：2TH AXIS PARAMETER INCORRECT”,檢查伺服系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置發(fā)覺(jué)，參數(shù)NO:2023被人修改成為負(fù)值。（該參數(shù)為電機(jī)一轉(zhuǎn)的速度反饋脈沖數(shù)）。修改此參數(shù)，系統(tǒng)報(bào)警解除。 （4）機(jī)床主體部分的故障 這類故障大多數(shù)是由于外部緣由造成的，機(jī)械裝置不到位、液壓系統(tǒng)消失問(wèn)題、檢查開關(guān)損壞、驅(qū)動(dòng)裝置消失問(wèn)題。機(jī)床主軸、導(dǎo)軌、絲杠、軸承、刀庫(kù)等由于種種緣由，會(huì)消失丟失精度、爬行、過(guò)載等問(wèn)題。這些問(wèn)題往往會(huì)造成數(shù)控系統(tǒng)的報(bào)警。因此，數(shù)控系統(tǒng)的故障推斷是一個(gè)綜合問(wèn)題。 5、按故障發(fā)生的破壞程度分類按故障發(fā)生時(shí)的破壞程度分為破壞性故障和非破壞性故障。（1）破壞性故障 這類故障消失會(huì)對(duì)操或設(shè)備造成損害或損害，如超程運(yùn)行、飛車、部件碰撞等。 發(fā)生破壞性故障后，例如，一臺(tái)數(shù)控車床在正常加工的狀況下，刀具撞到工件，造成重大的損失，經(jīng)過(guò)認(rèn)真的