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fanuc數(shù)控系統(tǒng)維修案例分析

數(shù)控系統(tǒng)是由硬件控制系統(tǒng)和軟件控制系統(tǒng)兩大部分組成。

硬件控制系統(tǒng)是以微處理器為核心，采用大規(guī)模集成電路芯片、可編程控制器、伺服驅(qū)動(dòng)單元、伺服電機(jī)、各種輸入輸出設(shè)備（包括顯示器、控制面板、輸入輸出接口等）等可見部件組成。



軟件控制系統(tǒng)即數(shù)控軟件，包括數(shù)據(jù)輸入輸出、插補(bǔ)控制、刀具補(bǔ)償控制、加減速控制、位置控制、伺服控制、鍵盤控制、顯示控制、接口控制等控制軟件及各種參數(shù)、報(bào)警文本等組成。



數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，就要分別對(duì)軟硬件進(jìn)行分析、判斷，定位故障并維修。作為一個(gè)好的數(shù)控設(shè)備維修人員，就必須具備電子線路、元器件、計(jì)算機(jī)軟硬件、接口技術(shù)、測(cè)量技術(shù)等方面的知識(shí)。



一、電源引起的故障



1.系統(tǒng)上電后，系統(tǒng)沒有反應(yīng)，電源不能接通

 1）外部電源沒有提供，缺相或外部形成了短路

 2）電源的保護(hù)裝置跳閘形成了電源開路

 3）PLC的地址錯(cuò)誤或者互鎖裝置使電源不能正常接通

 4）系統(tǒng)上電按鈕接觸不良或脫落

 5）元?dú)饧�的損壞引起的故障

（熔斷器熔斷、浪涌吸收器的短路等）



2.電源模塊故障分析

1）整流橋損壞引起電源短路

2）續(xù)流二極管損壞引起的短路

3）電源模塊外部電源短路

4）濾波電容損壞引起的故障

5）供電電源功率不足使電源模塊不能正常工作



3.強(qiáng)電部分接通后，馬上跳閘

1）機(jī)床設(shè)計(jì)時(shí)選擇的空氣開關(guān)容量過小，或空氣開關(guān)的電流選擇撥碼開關(guān)選擇了一個(gè)較小的電流；

2）機(jī)床上使用了較大功率的變頻器或伺服驅(qū)動(dòng)，并且在變頻器或伺服驅(qū)動(dòng)的電源進(jìn)線前沒有使用隔離變壓器或電感器，變頻器或伺服驅(qū)動(dòng)在上強(qiáng)電時(shí)電流有較大的波動(dòng)，超過了空氣開關(guān)的限定電流，引起跳閘。



事例1：

故障現(xiàn)象： 一臺(tái)進(jìn)口臥式加工中心，開機(jī)時(shí)屏幕一片黑，操作面板上的NC電源開關(guān)已按下，紅、綠燈都亮，查看電柜中開關(guān)和主要部分無異常，關(guān)機(jī)后重開，故障一樣。

故障分析：經(jīng)查，確定其電源部分無故障，各處電壓都正常，仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)有多處損壞，在更換了顯示器，顯示控制板后屏幕出現(xiàn)了顯示，使機(jī)床能進(jìn)入其它的故障維修。



事例2：

故障現(xiàn)象：一立式加工中心，開機(jī)后屏幕無顯示。

故障分析：該加工中心使用進(jìn)口數(shù)控系統(tǒng)，造成屏幕無顯示的原因有很多，經(jīng)對(duì)故障進(jìn)行了檢查，后確認(rèn)系統(tǒng)提供的外部電源是正確的，但主板上的電壓不正常，時(shí)有時(shí)無，可以確認(rèn)是因主板故障造成，因此進(jìn)行了更換，更換主板后系統(tǒng)有顯示，由于主板更換后參數(shù)需要重新設(shè)置，按系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置步驟，對(duì)照機(jī)床附帶的參數(shù)表進(jìn)行了設(shè)置調(diào)整后機(jī)床正常。屏幕上無顯示的故障原因很多，首先必須找出原因排除,如還有其他故障，根據(jù)機(jī)床的報(bào)警和其他故障信息作出處。



事例3：

故障現(xiàn)象：一加工中心，開機(jī)后打開急停，系統(tǒng)在復(fù)位的過程中，伺服強(qiáng)電上去后系統(tǒng)總空開馬上跳閘。

故障分析：該加工中心使用國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，經(jīng)對(duì)故障進(jìn)行了檢查分析，首先懷疑是否是空開電流選擇過小，經(jīng)過計(jì)算分析后確認(rèn)所選擇的空開有點(diǎn)偏小，但基本符合機(jī)床要求，然后用示波器觀察機(jī)床上電時(shí)的電流的變化波形，發(fā)現(xiàn)伺服強(qiáng)電在上電時(shí)電流沖擊比較大，也就是電流波形變化較大，進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)由于所選伺服功率較大，且伺服內(nèi)部未加阻抗等裝置，在使用時(shí)須外接一電抗與制動(dòng)電阻，電氣人員在設(shè)計(jì)時(shí)加了制動(dòng)電阻，為了節(jié)省成本沒有使用阻抗。按照要求加上阻抗后，系統(tǒng)上電恢復(fù)正常。



二、系統(tǒng)顯示故障 



1.系統(tǒng)上電后無顯示或黑屏

1）顯示模塊損壞

2）顯示模塊電源不良或沒有接通

3）顯示屏由于電壓過高被燒壞

4）系統(tǒng)顯示屏亮度調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)過暗



2.系統(tǒng)上電后花屏或亂碼

1）系統(tǒng)文件被破壞

2）系統(tǒng)內(nèi)存不足

3）外部干擾



3.系統(tǒng)上電后，NC電源指示燈亮但是屏幕無顯示或黑屏

1）顯示模塊損壞

2）顯示模塊電源不良或沒有接通

3）顯示屏由于電壓過高被燒壞

4）系統(tǒng)顯示屏亮度調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)過暗



4. 運(yùn)行或操作中出現(xiàn)死機(jī)或重新啟動(dòng)

1）參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤或參數(shù)設(shè)置不當(dāng)所引起

2）同時(shí)運(yùn)行了系統(tǒng)以外的其他內(nèi)存駐留程序

3）系統(tǒng)文件受到破壞或者感染了病毒

4）電源功率不夠

5）系統(tǒng)元器件受到損害



5.系統(tǒng)上電后，屏幕顯示高亮但沒有內(nèi)容

1）系統(tǒng)顯示屏亮度調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)過亮

2）系統(tǒng)文件被破壞或者感染了病毒

3）顯示控制板出現(xiàn)故障



6. 系統(tǒng)上電后，屏幕顯示暗淡但是可以正常操作，系統(tǒng)運(yùn)行正常

1）系統(tǒng)顯示屏亮度調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)過暗

2）顯示器或顯示器的燈管損壞

3）顯示控制板出現(xiàn)故障



7. 主軸有轉(zhuǎn)速但CRT速度無顯示

1）主軸編碼器損壞

2）主軸編碼器電纜脫落或斷線

3）系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置不對(duì)，編碼器反饋的接口不對(duì)

4）或者沒有選擇主軸控制的有關(guān)功能



8. 主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速與所發(fā)指令不符

1）主軸編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤，確認(rèn)主軸編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)是否設(shè)置正確；

2）PLC程序錯(cuò)誤， 檢查PLC程序中主軸速度和D/A輸出部分的程序；

3）速度控制信號(hào)電纜連接錯(cuò)誤



事例1：

故障現(xiàn)象：一數(shù)控系統(tǒng)，機(jī)床送電，CRT無顯示，查NC 電源+24V、+15V、-15V、+5V均無輸出。

故障分析：此現(xiàn)象可以確定是電源方面出了問題，所以可以根據(jù)電氣原理圖逐步從電源的輸入端進(jìn)行檢查，當(dāng)檢查到保險(xiǎn)后的電噪聲濾波器時(shí)發(fā)現(xiàn)性能不良，后面的整流、振蕩電路均正常，拆開噪聲濾波器外殼發(fā)現(xiàn)里面燒焦，更換噪聲濾波器后，系統(tǒng)故障排除。



事例2：

故障現(xiàn)象：一臺(tái)數(shù)控車床配FANUC0-TD系統(tǒng)，在調(diào)試中時(shí)常出現(xiàn)CRT閃爍、發(fā)亮，沒有字符出現(xiàn)的現(xiàn)象，我們發(fā)現(xiàn)造成的原因主要有：

1）CRT亮度與灰度旋鈕在運(yùn)輸過程中出現(xiàn)震動(dòng)。

2）系統(tǒng)在出廠時(shí)沒有經(jīng)過初始化調(diào)整。

3）系統(tǒng)的主板和存儲(chǔ)板有質(zhì)量問題。

解決辦法：首先，調(diào)整CRT的亮度和灰度旋鈕，如果沒有反應(yīng)，請(qǐng)將系統(tǒng)進(jìn)行初始化一次，同時(shí)按RST鍵和DEL鍵，進(jìn)行系統(tǒng)啟動(dòng)，如果CRT仍沒有正常顯示，則需要更換系統(tǒng)的主板或存儲(chǔ)板。



三、CNC單元故障



典型CNC軟件裝置的結(jié)構(gòu)：CNC系統(tǒng)軟件有管理軟件和控制軟件組成。管理軟件包括輸入、I/O處理、顯示、診斷等。控制軟件包括譯碼、刀具補(bǔ)償、速度處理、插補(bǔ)計(jì)算、位置控制等。數(shù)控系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)和數(shù)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)兩者相互配合，共同完成數(shù)控系統(tǒng)的具體功能。早期的CNC裝置，數(shù)控功能全部由硬件實(shí)現(xiàn)，而現(xiàn)在的數(shù)控功能則由軟件和硬件共同完成。



目前數(shù)控系統(tǒng)的軟件一般有兩種結(jié)構(gòu)：前后臺(tái)結(jié)構(gòu)和中斷型結(jié)構(gòu)：所謂前后臺(tái)型是指在一個(gè)定時(shí)采樣周期中，前臺(tái)任務(wù)開銷一部分時(shí)間，后臺(tái)任務(wù)開銷剩余部分的時(shí)間，共同完成數(shù)控加工任務(wù)。前臺(tái)任務(wù)一般設(shè)計(jì)成中斷服務(wù)程序。



CNC常見故障分析：



1.不能進(jìn)入系統(tǒng)，運(yùn)行系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)界面出不出來

1）可能是系統(tǒng)文件被病毒破壞或丟失，可能是計(jì)算機(jī)被病毒破壞，也可能是系統(tǒng)軟件中文件損壞了或丟失了。重新安裝數(shù)控系統(tǒng)，將計(jì)算機(jī)的CMOS設(shè)為A盤啟動(dòng)；插入干凈的軟盤啟動(dòng)系統(tǒng)后，重新安裝數(shù)控系統(tǒng)。

2）電子盤或硬盤物理?yè)p壞，電子盤或硬盤在頻繁的讀寫中有可能損壞，這時(shí)應(yīng)該修復(fù)或更換電子盤或硬盤；

3）系統(tǒng)CMOS設(shè)置不對(duì)。



2.運(yùn)行或操作中出現(xiàn)死機(jī)或重新啟動(dòng)

1）參數(shù)設(shè)置不當(dāng)；

2）同時(shí)運(yùn)行了系統(tǒng)以外的其他內(nèi)存駐留程序；

3）正從軟盤或網(wǎng)絡(luò)調(diào)用較大的程序；

4）從已損壞的軟盤上調(diào)用程序；

5） 系統(tǒng)文件被破壞。

系統(tǒng)在通訊時(shí)或用磁盤進(jìn)行考貝文件時(shí)，有可能感染病毒，用殺毒軟件檢查軟件系統(tǒng)清除病毒或者重新安裝系統(tǒng)軟件進(jìn)行修復(fù)



3. 系統(tǒng)出現(xiàn)亂碼

1）參數(shù)設(shè)置不合理

2）系統(tǒng)內(nèi)存不足

3）操作不當(dāng)

4）參數(shù)設(shè)置不當(dāng)

5）系統(tǒng)發(fā)生溢出



4.  操作鍵盤不能輸入或部分不能輸入

1）控制鍵盤芯片出現(xiàn)問題

2）系統(tǒng)文件被破壞

3）主板電路出現(xiàn)問題

4）CPU出現(xiàn)故障



5. 輸入輸出不正常

1）I/O單元出現(xiàn)故障

2） 外部干擾

3）I/O控制板電源沒有接通或電壓不穩(wěn)



6.系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接不正常

1）系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置或文件配置不正確。

2）通訊電纜出現(xiàn)問題，通訊電纜不能夠過長(zhǎng)，以免引起信號(hào)的衰減引起故障。

3）硬件故障，通訊網(wǎng)口出現(xiàn)故障或網(wǎng)卡出現(xiàn)故障，可以用置換法判斷出現(xiàn)問題的部位。



7.數(shù)據(jù)輸入輸出接口（RS-232）不能夠正常工作

1）系統(tǒng)的外部輸入輸出設(shè)備的設(shè)定錯(cuò)誤或硬件出現(xiàn)了故障，在進(jìn)行通訊時(shí)，操作者首先確認(rèn)外部的通訊設(shè)備是否完好，電源是否正常。

2）參數(shù)設(shè)置的錯(cuò)誤

 通訊時(shí)需要將外部設(shè)備的參數(shù)與數(shù)控系統(tǒng)的參數(shù)相匹配，如波特率、停止位必須設(shè)成一致才能夠正常通訊。外部通訊端口必須于硬件相對(duì)應(yīng)。

3）通訊電纜出現(xiàn)問題

不同的數(shù)控系統(tǒng)，通訊電纜的管角定義可能不一致，如果管角焊接錯(cuò)誤或者是虛焊等，通訊將不能正常完成。另外通訊電纜不能夠過長(zhǎng)，以免引起信號(hào)的衰減引起故障。



8.系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定、調(diào)整錯(cuò)誤引起的故障

系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)定很重要，如果系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤，就會(huì)引發(fā)各種各樣的故障現(xiàn)象如：系統(tǒng)不能正常啟動(dòng)；不能正常運(yùn)行；螺紋加工不能夠進(jìn)行；系統(tǒng)顯示不正常；死機(jī)等。



9.系統(tǒng)外部干擾引起的故障

1）數(shù)控系統(tǒng)、機(jī)床、車間等接地不良

2）系統(tǒng)的連接電纜屏蔽層接地不良引起

3）電纜的布置、安裝不合理

4）系統(tǒng)各模塊的安裝、連接、固定的不可靠

5）電纜過長(zhǎng)，引起系統(tǒng)信號(hào)的衰減

6）外部電源不穩(wěn)定，紋波過大



事例1：

故障現(xiàn)象： 一普通數(shù)控教學(xué)車床，開機(jī)后系統(tǒng)顯示白屏，系統(tǒng)的菜單與字跡無法分辨。

故障分析：首先考慮是否將屏幕亮度調(diào)節(jié)按鈕調(diào)節(jié)的過于明亮，手動(dòng)調(diào)節(jié)其按鈕，結(jié)果發(fā)現(xiàn)屏幕亮度雖然發(fā)生變化，但屏幕上的字跡還是無法分辨，排除不是亮度調(diào)節(jié)按鈕出現(xiàn)問題，進(jìn)一步檢查，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)CMOS中的屏幕分辨率已被更改，造成系統(tǒng)顯示模糊，經(jīng)調(diào)整后，問題得到解決



四、急停報(bào)警故障



數(shù)控裝置操作面板和手持單元上，均設(shè)有急停按鈕，用于當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)或數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)緊急情況，需要使數(shù)控機(jī)床立即停止運(yùn)動(dòng)或切斷動(dòng)力裝置（如伺服驅(qū)動(dòng)器等）的主電源；當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警信息后，須按下急停按鈕。待查看報(bào)警信息并排除故障后，再松開急停按鈕，使系統(tǒng)復(fù)位并恢復(fù)正常。該急停按鈕及相關(guān)電路所控制的中間繼電器（KA）的一個(gè)常開觸點(diǎn)應(yīng)該接入數(shù)控裝置的開關(guān)量輸入接口，以便為系統(tǒng)提供復(fù)位信號(hào)。



1.機(jī)床一直處與急停狀態(tài)，不能復(fù)位

1）電氣方面的原因，下圖為一普通數(shù)控機(jī)床的整個(gè)電氣回路的接線圖，從圖上可以清晰的看出可以引起急�；芈凡婚]和的原因有：

急停回路斷路

限位開關(guān)損壞

急停按鈕損壞

2） 系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤，使系統(tǒng)信號(hào)不能正常輸入輸出或復(fù)位條件不能滿足引起的急停故障；PLC軟件未向系統(tǒng)發(fā)送復(fù)位信息。檢查KA中間繼電器；檢查PLC程序。

3） PLC中規(guī)定的系統(tǒng)復(fù)位所需要完成的信息未滿足要求。如伺服動(dòng)力電源準(zhǔn)備好、主軸驅(qū)動(dòng)準(zhǔn)備好等信息。若使用伺服，伺服動(dòng)力電源是否未準(zhǔn)備好：檢查電源模塊；檢查電源模塊接線；檢查伺服動(dòng)力電源空氣開關(guān)。

4） PLC程序編寫錯(cuò)誤



2.數(shù)控系統(tǒng)在自動(dòng)運(yùn)行的過程中，報(bào)跟蹤誤差過大引起的急停故障

這一類故障現(xiàn)象是屬于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)問題，實(shí)際上是進(jìn)給伺服系統(tǒng)位置環(huán)在運(yùn)動(dòng)中出現(xiàn)了問題。位置偏差過大是根據(jù)位置環(huán)中的位置偏差計(jì)數(shù)器輸出的，既由來自光電脈沖編碼器反饋的反應(yīng)工作臺(tái)實(shí)際運(yùn)行距離的脈沖與來自數(shù)控系統(tǒng)所發(fā)的脈沖個(gè)數(shù)進(jìn)行比較得出。這個(gè)偏差值的大小反映出數(shù)控系統(tǒng)要求某個(gè)軸運(yùn)動(dòng)的距離與軸實(shí)際移動(dòng)的距離之間的差值，為使位置偏差不超出機(jī)床各軸要求的形狀為職公差，所以數(shù)控系統(tǒng)對(duì)這個(gè)偏差值的大小進(jìn)行了設(shè)置規(guī)定，這個(gè)參數(shù)值的大小是可以更改的，如果參數(shù)丟失或者設(shè)置的數(shù)值過小，往往造成數(shù)控系統(tǒng)跟蹤誤差過大。其常見原因有如下幾點(diǎn)：



1）負(fù)載過大，如負(fù)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(dòng)機(jī)的扭矩過大，使電動(dòng)機(jī)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(dòng)，或者用示波器檢查編碼其所反饋回來的脈沖是否正常。

3）伺服驅(qū)動(dòng)器報(bào)警或損壞。

4）進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)強(qiáng)電電壓不穩(wěn)或者是電源缺相引起。



3.伺服單元報(bào)警引起的急停

伺服單元如果報(bào)警或者出現(xiàn)故障，PLC檢測(cè)到后可以使整個(gè)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(fù)位，如果是因?yàn)樗欧��?qū)動(dòng)器報(bào)警而出現(xiàn)的急停，有些系統(tǒng)可以通過急停對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位，包括伺服驅(qū)動(dòng)器，可以消除一般的報(bào)警。 



4  主軸單元報(bào)警引起的急停

主軸單元如果報(bào)警或者出現(xiàn)故障，PLC檢測(cè)到后可以使整個(gè)系統(tǒng)處在急停狀態(tài)，直到將主軸部分的故障排除，系統(tǒng)才可以復(fù)位，如果是因?yàn)橹鬏S驅(qū)動(dòng)器報(bào)警而出現(xiàn)的急停，有些系統(tǒng)可以通過急停對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位，包括伺服驅(qū)動(dòng)器，可以消除一般的報(bào)警。

1）主軸空開跳閘

2）主軸單元報(bào)警或主軸驅(qū)動(dòng)器出錯(cuò)，



五、手動(dòng)操作類故障分析與維修 



1.手動(dòng)運(yùn)行機(jī)床，機(jī)床不動(dòng)作

1）機(jī)床鎖住按鈕損壞，使機(jī)床按鈕一直處在機(jī)床鎖住的狀態(tài)。數(shù)控機(jī)床機(jī)床如果機(jī)床鎖住按鈕被按下或者因?yàn)閾p壞而一直處于導(dǎo)通的狀態(tài)，機(jī)床各軸是不能夠運(yùn)動(dòng)的，在自動(dòng)狀態(tài)下，系統(tǒng)可以向各個(gè)軸發(fā)運(yùn)動(dòng)指令，但軸不執(zhí)行。

2）系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤錯(cuò)誤，數(shù)控系統(tǒng)如果與軸相關(guān)的一些參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，可以造成軸運(yùn)動(dòng)不正�；虿荒軌蜻\(yùn)行。

3）系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序沒有安裝或安裝不正確，某些數(shù)控系統(tǒng)在調(diào)試時(shí)必須按裝相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序才能夠運(yùn)行，如果驅(qū)動(dòng)程序沒有安裝或者安裝的不正確，機(jī)床軸是不能夠正常運(yùn)行的。

4）軟極限超程或硬極限超程

5）伺服驅(qū)動(dòng)器報(bào)警或使能信號(hào)未到達(dá)

6）倍率選者開關(guān)選者0

7）動(dòng)按鈕損壞或接觸不良



2. 手搖無效

1）機(jī)床鎖住按鈕損壞，使機(jī)床按鈕一直處在機(jī)床鎖住的狀態(tài)

2）脈沖發(fā)生器壞

3）伺服或主軸部分出現(xiàn)報(bào)警報(bào)警

4）系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置不對(duì)

5）手搖使能無效，或使能信號(hào)沒有接通

為了安全考慮，一些手搖設(shè)置了一個(gè)使能按鈕，當(dāng)使能按鈕被按下，系統(tǒng)檢測(cè)到這個(gè)信號(hào)以后，手搖所發(fā)的脈沖才能夠被系統(tǒng)接受，當(dāng)使能信號(hào)沒有接通或系統(tǒng)沒有檢測(cè)到，手搖既無效。



3.手動(dòng)移動(dòng)機(jī)床超程后無法解除

1）機(jī)床超程信號(hào)接反或者是機(jī)床運(yùn)動(dòng)方向相反。機(jī)床在運(yùn)行時(shí)超程是經(jīng)常遇到的現(xiàn)象，在進(jìn)行超程解除的時(shí)候有可能因?yàn)椴僮髡叩牟皇炀�，將超程解除的方向弄反，某些�?shù)控系統(tǒng)廠家為了機(jī)床運(yùn)行的安全性，在機(jī)床超程的時(shí)候設(shè)置了一些輸入信號(hào)，用來檢測(cè)數(shù)控機(jī)床的超程方向，如果檢測(cè)到數(shù)控機(jī)床超程后，機(jī)床只能夠向超程的相反方向運(yùn)動(dòng)，這樣能夠防止機(jī)床繼續(xù)向超程的方向運(yùn)動(dòng)。但是如果機(jī)床的超程信號(hào)接反或者是機(jī)床的運(yùn)動(dòng)方向相反，機(jī)床超程就不能夠正常解除，

解除方法：將軸的運(yùn)動(dòng)方向更改，或者將超程信號(hào)進(jìn)行互換，此故障現(xiàn)象即可排除

2）PLC的編寫錯(cuò)誤

3）參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤



4.系統(tǒng)控制亂套，M、S、T指令有時(shí)執(zhí)行有時(shí)不能夠執(zhí)行或者執(zhí)行的動(dòng)作不正確

1）參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤或者是丟失從而引起系統(tǒng)的控制紊亂。

2） 系統(tǒng)受到較強(qiáng)烈的干擾



5. 系統(tǒng)G00、G01、G02、G03指令均不能執(zhí)行

1）系統(tǒng)選擇了每轉(zhuǎn)進(jìn)給，但是主軸未啟動(dòng)

2）PLC中已經(jīng)設(shè)定了主軸速度到達(dá)信號(hào)，但該信號(hào)沒有到達(dá)系統(tǒng)

3）軸的進(jìn)給倍率選擇了零



6. 機(jī)床油泵、冷卻泵沒有啟動(dòng)或啟動(dòng)后沒有油、冷卻液輸出

1） 輸入/輸出板或回路出現(xiàn)故障

2） 電機(jī)電源相序不正確

如果油泵、冷卻泵直接使用的是普通三相交流電機(jī)，有可能是因?yàn)殡姍C(jī)電源進(jìn)線相序搞反，造成電機(jī)的反轉(zhuǎn)，致使油或冷卻液不能夠正常輸出。



六、參考點(diǎn)編碼器類類故障分析與維修



按機(jī)床檢測(cè)元件檢測(cè)原點(diǎn)信號(hào)方式的不同，返回機(jī)床參考點(diǎn)的方法有兩種，即柵點(diǎn)法和磁開關(guān)法。·在柵點(diǎn)法中，檢測(cè)器隨著電機(jī)一轉(zhuǎn)信號(hào)同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)柵點(diǎn)或一個(gè)零位脈沖，在機(jī)械本體上安裝一個(gè)減速擋塊及一個(gè)減速開關(guān)，當(dāng)減速撞塊壓下減速開關(guān)時(shí)，伺服電機(jī)減速到接近原點(diǎn)速度運(yùn)行。當(dāng)減速撞塊離開減速開關(guān)時(shí)，即釋放開關(guān)后，數(shù)控系統(tǒng)檢測(cè)到的第一個(gè)柵點(diǎn)或零位信號(hào)即為原點(diǎn)�！ぴ诖砰_關(guān)法中，在機(jī)械本體上安裝磁鐵及磁感應(yīng)原點(diǎn)開關(guān)或者接近開關(guān)，當(dāng)磁感應(yīng)開關(guān)或接近開關(guān)檢測(cè)到原點(diǎn)信號(hào)后，伺服電機(jī)立即停止運(yùn)行，該停止點(diǎn)被認(rèn)作原點(diǎn)。



1.系統(tǒng)開機(jī)回不了參考點(diǎn)、回參考點(diǎn)不到位、找不到零點(diǎn)或回參考點(diǎn)時(shí)超程

1）回參考點(diǎn)位置調(diào)整不當(dāng)引起的故障，減速擋塊距離限位開關(guān)行程過短

2）零脈沖不良引起的故障，回零時(shí)找不到零脈沖

3）減速開關(guān)損壞或者短路

4）數(shù)控系統(tǒng)控制檢測(cè)放大的線路板出錯(cuò)

5）導(dǎo)軌平行/導(dǎo)軌與壓板面平行/導(dǎo)軌與絲杠的平行度超差

6）當(dāng)采用全閉環(huán)控制時(shí)光柵尺進(jìn)了油污



2.機(jī)床回原點(diǎn)后原點(diǎn)漂移或參考點(diǎn)發(fā)生整螺距偏移的故障

1）參考點(diǎn)減速信號(hào)不良引起的故障

2）減速擋塊固定不良引起尋找零脈沖的初始點(diǎn)發(fā)生了漂移

3）零脈沖不良引起

4）減速擋塊安裝位置不合理，使減速信號(hào)與零脈沖信號(hào)相隔距離過近

5）機(jī)械安裝不到位



3.攻絲時(shí)或車螺紋時(shí)出現(xiàn)亂扣 

1）零脈沖不良引起的故障

2）時(shí)鐘不同步出現(xiàn)的故障

3）主軸部分沒有調(diào)試好，如主軸轉(zhuǎn)速不 穩(wěn)，跳動(dòng)過大或因?yàn)橹鬏S過載能力太差，加工時(shí)因受力使主軸轉(zhuǎn)速發(fā)生太大的變化



4. 回參考點(diǎn)的位置隨機(jī)性變化

1）干擾

2）編碼器的供電電壓過低

3）電機(jī)與絲杠的聯(lián)軸節(jié)松動(dòng)

4）電動(dòng)機(jī)扭矩過低或由于伺服調(diào)節(jié)不良，   引起跟蹤誤差過大

5）零脈沖不良引起的故障



5.主軸定向不能夠完成，不能夠進(jìn)行鏜孔，換刀等動(dòng)作

1）脈沖編碼器出現(xiàn)問題

2）機(jī)械部分出現(xiàn)問題

3）PLC調(diào)試不良，定向過程沒有處理好



事例1：

故障現(xiàn)象：一臺(tái)數(shù)控車床，X、Z軸使用半閉環(huán)控制，在用戶中運(yùn)行半年后發(fā)現(xiàn)Z軸每次回參考點(diǎn)，總有2、3mm的誤差，而且誤差沒有規(guī)律。

故障分析：調(diào)整控制系統(tǒng)參數(shù)后現(xiàn)象仍沒消失，更換伺服電機(jī)后現(xiàn)象依然存在，后來仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)是絲杠末端沒有備緊，經(jīng)過螺母?jìng)渚o后現(xiàn)象消失。



七、參數(shù)設(shè)定錯(cuò)誤引起的故障



數(shù)控機(jī)床在出廠前，已將所用的系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行了調(diào)試優(yōu)化，但有的數(shù)控系統(tǒng)還有一部分參數(shù)需要到用戶那里去調(diào)試，如果參數(shù)設(shè)置不對(duì)或者沒有調(diào)試好，就有可能引起各種各樣的故障現(xiàn)象，直接影響到機(jī)床的正常工作和性能的充分發(fā)揮。在數(shù)控維修的過程中，有時(shí)也利用參數(shù)來調(diào)試機(jī)床的某些功能，而且有些參數(shù)需要根據(jù)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來進(jìn)行調(diào)整。



1.數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)丟失

1）數(shù)控系統(tǒng)的后備電池失效

后備電池的失效將導(dǎo)致全部參數(shù)的丟失，機(jī)床長(zhǎng)時(shí)間停用最容易出現(xiàn)后備電池失效的現(xiàn)象，機(jī)床長(zhǎng)時(shí)間停用時(shí)應(yīng)定期為機(jī)床通電，使機(jī)床空運(yùn)行一段時(shí)間，這樣不但有利于后備電池的使用時(shí)間延長(zhǎng)和及時(shí)發(fā)現(xiàn)后備電池是否無效，更重要的是可以延長(zhǎng)整個(gè)數(shù)控系統(tǒng)包括機(jī)械部分的使用壽命。

2）操作者的誤操作使參數(shù)丟失或者受到破壞

這種現(xiàn)象在初次接觸數(shù)控機(jī)床的操作者中經(jīng)常遇，由于誤操作，有的將全部參數(shù)進(jìn)行清除，有的將個(gè)別參數(shù)被更改，有的將系統(tǒng)中處理參數(shù)的一些文件不小心進(jìn)行了刪除。從而造成了系統(tǒng)參數(shù)的丟失。

3）機(jī)床在DNA方式下加工工件或者在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)電網(wǎng)突然停電。

常見故障：

系統(tǒng)不能正常啟動(dòng)

不能正常運(yùn)行

機(jī)床運(yùn)行時(shí)經(jīng)常報(bào)跟蹤誤差

回零方向反

運(yùn)行程序不正常

螺紋加工不能夠進(jìn)行

系統(tǒng)顯示不正常

死機(jī)



八、刀架、刀庫(kù)及換刀常見故障



普通車床刀架常見故障：

1.  換刀時(shí)刀架不轉(zhuǎn)

1）電源相序接反（使電機(jī)正反轉(zhuǎn)相反）或電源缺相。因?yàn)槠胀ń?jīng)濟(jì)型車床所使用的刀架是通過刀架電機(jī)的正反轉(zhuǎn)來進(jìn)行選刀，并進(jìn)行鎖緊等動(dòng)作，一般的工作順序是刀架首先正轉(zhuǎn)進(jìn)行選澤刀具，刀具選者到位后，電機(jī)再進(jìn)行反轉(zhuǎn),把所選擇的刀具進(jìn)行瑣緊。整個(gè)換刀過程才結(jié)束，如果刀架電機(jī)電源的相序接反或者是所發(fā)出的正反轉(zhuǎn)信號(hào)相反，那么數(shù)控系統(tǒng)選擇刀具時(shí)所發(fā)出的刀架電機(jī)正轉(zhuǎn)信號(hào)，刀架電機(jī)此時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)恰好是反轉(zhuǎn)鎖緊，所以刀架電機(jī)就會(huì)靜止不動(dòng)，一直處在鎖緊狀態(tài)。此時(shí)將刀架電機(jī)的電源線任換兩相,或者是將PLC的刀架輸出信號(hào)相互調(diào)節(jié)一下，故障即可以消除。

 2）PLC程序出錯(cuò)，換刀信號(hào)沒有發(fā)出。



2. 換刀時(shí)刀架一直旋轉(zhuǎn)

1）刀位信號(hào)沒有到達(dá)

2）I/O輸入輸出板出錯(cuò)



3. 刀架不能鎖緊

1）刀架反轉(zhuǎn)信號(hào)沒有輸出

2） 刀架鎖緊時(shí)間過短

3） 機(jī)械故障



4. 加工中心刀庫(kù)換刀動(dòng)作不能夠完成

1) 松刀感應(yīng)感應(yīng)開關(guān)或電磁閥損壞或失靈

2）壓力不足

3）液壓系統(tǒng)出現(xiàn)問題，液壓缸因液壓系統(tǒng)壓力不足或漏油而不動(dòng)作，或行程不到位

4）PLC調(diào)試出錯(cuò)，換刀條件不能滿足

5）主軸系統(tǒng)出錯(cuò)



5. 自動(dòng)換刀時(shí)刀鏈運(yùn)轉(zhuǎn)不到位

 1） 液壓系統(tǒng)出現(xiàn)問題，油路不暢通或液壓閥出現(xiàn)問題

 2） 液壓馬達(dá)出現(xiàn)故障

 3） 刀庫(kù)負(fù)載過重，或者有阻滯的現(xiàn)象

 4）  潤(rùn)滑不良



6.加工中心刀庫(kù)換刀動(dòng)作不能夠完成

1) 松刀感應(yīng)感應(yīng)開關(guān)或電磁閥損壞或失靈

2）壓力不足,液壓系統(tǒng)出現(xiàn)問題，液壓缸因液壓系統(tǒng)壓力不足或漏油而不動(dòng)作，或行程不到位

3）PLC調(diào)試出錯(cuò)，換刀條件不能滿足

4）主軸系統(tǒng)出錯(cuò)



7.主軸刀柄取不下刀

1） 松刀力不夠

2） 氣液壓伐或松拉力氣缸損壞

3） 拉桿行程不夠或拉桿位置變動(dòng)

4） 7：24錐為自鎖與非自鎖的臨界點(diǎn)



8.主軸不能拉上刀柄

1） 拉桿行程不夠

2） 松刀接近開關(guān)位置變動(dòng)

3） 拉桿頭部損壞

4） 閥未動(dòng)作、卡死或者未上電

5） 拉釘未擰緊或者型號(hào)選擇不正確



事例1：

一臺(tái)車削中心，工作時(shí)CRT顯示報(bào)警“未抓起工件報(bào)警”。但實(shí)際上抓工件的機(jī)械手已將工件抓起，卻顯示機(jī)械手未抓起工件報(bào)警。查閱PLC圖，此故障是測(cè)量感應(yīng)開關(guān)發(fā)出的。經(jīng)查機(jī)械手部位，機(jī)械手工作行程不到位，未完全壓下感應(yīng)開關(guān)引起的。隨后調(diào)整機(jī)械手的夾緊力，此故障排除。


九、數(shù)控加工類故障



1.加工尺寸或精度誤差過大：

誤差故障的現(xiàn)象較多，在各種設(shè)備上出現(xiàn)時(shí)的表現(xiàn)不一。如數(shù)控車床在直徑方向出現(xiàn)時(shí)大時(shí)小的現(xiàn)象較多。在加工中心上垂直軸出現(xiàn)誤差的情況較多，常見的是尺寸向下逐漸增大，但也有尺寸向上增大的現(xiàn)象，在水平軸上也經(jīng)常會(huì)有一些較小誤差的故障出現(xiàn)，有些經(jīng)常變化，時(shí)好時(shí)壞使零件的尺寸難以控制。造成數(shù)控機(jī)床中誤差故障但又無報(bào)警的情況，主要有幾種情況：



1） 機(jī)床幾何誤差太大，機(jī)床機(jī)械精度達(dá)不到要求。

2） 機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)較簡(jiǎn)單，在系統(tǒng)中對(duì)誤差沒有設(shè)置檢測(cè)，因此在機(jī)床出現(xiàn)故障時(shí)不能有報(bào)警顯示。

3） 機(jī)床中出現(xiàn)的誤差情況不在設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)測(cè)的范圍內(nèi)，因此當(dāng)出現(xiàn)誤差時(shí)檢測(cè)不到，

由于大多數(shù)的數(shù)控機(jī)床使用的是半閉環(huán)系統(tǒng)，因此不能檢測(cè)到機(jī)床的實(shí)際位置。

4） 絲杠與電機(jī)的聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)對(duì)故障發(fā)生的頻率和可能性不同，出現(xiàn)故障后現(xiàn)象也不同，有些尺寸只會(huì)向負(fù)方向增加，但有些正負(fù)方向變化的可能彈性聯(lián)接的基本上是負(fù)向增加的多，而中間使用鍵聯(lián)接的兩種故障均會(huì)發(fā)生。

5）機(jī)床的電氣系統(tǒng)中回零不當(dāng)，回零點(diǎn)不能保證一致，該種故障出現(xiàn)的誤差一般較小。除了一般的因減速開關(guān)不良造成故障外，回零時(shí)的減速距離太短也會(huì)使零點(diǎn)偏離。在有些系統(tǒng)中的監(jiān)控頁(yè)面中有“刪格量”一項(xiàng)，記錄并經(jīng)常核對(duì)可及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題。

6）機(jī)床運(yùn)動(dòng)時(shí)由于超調(diào)引起加工精度和加工尺寸誤差過大，如果加減速時(shí)間常數(shù)調(diào)節(jié)的過小，電機(jī)電流已經(jīng)形成飽和，引起伺服運(yùn)動(dòng)的超調(diào)，可以引起系統(tǒng)的加工精度與加工尺寸，這時(shí)可以通過調(diào)節(jié)伺服驅(qū)動(dòng)器的參數(shù)來改善軸的運(yùn)動(dòng)性能，來消除加工誤差。

7）在利用刀尖半徑補(bǔ)償時(shí)，G41、G42使用不正確或者在走刀換向時(shí)沒有相應(yīng)修改G41、G42。

8）刀具與工件的相對(duì)位置方位號(hào)設(shè)定錯(cuò)誤。

9）對(duì)刀不正確，或者加工時(shí)沒有考慮刀尖半徑尺寸。



事例1:

故障現(xiàn)象：某加工中心運(yùn)行九個(gè)月后,發(fā)生Z軸方向加工尺寸不穩(wěn)定,尺寸超差且無任何規(guī)律,顯示屏及伺服驅(qū)動(dòng)器沒有任何報(bào)警或異。

故障分析：該加工中心是采用的國(guó)外進(jìn)口數(shù)控系統(tǒng)，絲杠采用的是直聯(lián)的方式，根據(jù)故障分析，原因可能是因?yàn)槁?lián)軸器聯(lián)結(jié)螺釘松動(dòng)，導(dǎo)致聯(lián)軸器與滾軸絲杠或伺服電機(jī)間滑動(dòng)，經(jīng)過對(duì)Z軸仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)聯(lián)軸器6只緊固螺釘都出現(xiàn)了松動(dòng)，緊固螺釘后，故障排除。



2.兩軸聯(lián)動(dòng)銑削圓周時(shí)圓度超差

圓度超差一般出現(xiàn)兩種情況：一種是圓的軸向變形；另一種情況是出現(xiàn)斜橢圓，即在45度方向上的橢圓。

1）圓的軸向變形，其原因是由于機(jī)床的機(jī)械未調(diào)整好而造成軸的定位精度不好，或者是機(jī)床的絲杠間隙補(bǔ)償不當(dāng)，從而導(dǎo)致每當(dāng)機(jī)床在過向限時(shí)，就產(chǎn)生圓度誤差。

2）產(chǎn)生斜橢圓誤差時(shí)，一般是由各軸的位置偏差過大造成，可以通過調(diào)整各軸的增益來改善各軸的運(yùn)動(dòng)性能。使每個(gè)軸的運(yùn)動(dòng)特性比較接近，另外，如果機(jī)械傳動(dòng)副之間的間隙如果過大或者間隙補(bǔ)償不合適的話，也可能引起該故障。



3.兩軸聯(lián)動(dòng)銑削圓周時(shí)圓弧上有突起現(xiàn)象

圓弧切削在特定的角度（0、90、180、270度）過象限時(shí)，由于電機(jī)需要反轉(zhuǎn)，由于機(jī)械的摩擦力、反向間隙等原因造成速度無法連續(xù)，造成圓弧上有突起現(xiàn)象。



4.車床加工時(shí)，G02、G03加工軌跡不是圓或報(bào)圓弧數(shù)據(jù)錯(cuò)誤

1）參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤，如加工平面選者不對(duì)

2）X軸編程時(shí)半徑編程輸入的是直徑值，直徑

·   編程時(shí)輸入的是半徑值



5.自動(dòng)運(yùn)行時(shí)報(bào)程序指令錯(cuò)

1）程序中有非法地址字

2）固定循環(huán)參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤



事例1:

故障現(xiàn)象：某加工中心在加工整圓時(shí)，發(fā)生X軸方向加工尺寸不對(duì)，尺寸超差，顯示屏及伺服驅(qū)動(dòng)器沒有任何報(bào)警或異常。

故障分析：該加工中心是采用的國(guó)內(nèi)數(shù)控系統(tǒng),絲杠采用的是直聯(lián)的方式，根據(jù)故障分析，原因可能是因?yàn)槭怯捎跈C(jī)床的機(jī)械未調(diào)整好而造成軸的定位精度不好，或者是機(jī)床的絲杠間隙補(bǔ)償不當(dāng)，從而導(dǎo)致每當(dāng)機(jī)床在過向限時(shí)，就產(chǎn)生圓度誤差。對(duì)該機(jī)床進(jìn)行重新校平調(diào)整，檢查該機(jī)床的參數(shù)，發(fā)現(xiàn)該機(jī)床的軸的間隙補(bǔ)償為零，用百分表測(cè)量X軸的反向間隙，實(shí)際測(cè)量值超過0.003mm，對(duì)該機(jī)床的X軸進(jìn)行了調(diào)整，并利用了系統(tǒng)的軟件補(bǔ)償功能，消除了X軸的間隙，再次加工整圓進(jìn)行檢驗(yàn)，故障消除。


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