數(shù)控機(jī)床目前的應(yīng)用越來越廣泛户犯，其加工柔性好浅仑，精度高，生產(chǎn)效率高脐炼，具有很多的優(yōu)點(diǎn)畏帖。但由于技術(shù)越來越先進(jìn)、復(fù)雜丁恭，對維修人員的素質(zhì)要求很高曹动，要求他們具有較深的專業(yè)知識和豐富的維修經(jīng)驗(yàn)斋日，在數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)故障才能及時(shí)排除。

我公司有幾十臺數(shù)控設(shè)備仁期，數(shù)控系統(tǒng)有多種類型桑驱，幾年來這些設(shè)備出現(xiàn)一些故障，通過對這些故障的分析和處理跛蛋，我們?nèi)〉昧艘欢ǖ慕?jīng)驗(yàn)熬的。下面結(jié)合一些典型的實(shí)例，對數(shù)控機(jī)床的故障進(jìn)行系統(tǒng)分析赊级，以供參考押框。

一、NC系統(tǒng)故障

1.硬件故障

有時(shí)由于NC系統(tǒng)出現(xiàn)硬件的損壞理逊，使機(jī)床停機(jī)橡伞。對于這類故障的診斷，首先必須了解該數(shù)控系統(tǒng)的工作原理及各線路板的功能晋被，然后根據(jù)故障現(xiàn)象進(jìn)行分析兑徘，在有條件的情況下利用交換法準(zhǔn)確定位故障點(diǎn)。

例一彪趣、一臺采用德國西門子SINUMERIK SYSTEM 3的數(shù)控機(jī)床嘹征，其PLC采用S5─130W／B，一次發(fā)生故障拌微，通過NC系統(tǒng)PC功能輸入的R參數(shù)纸靠，在加工中不起作用，不能更改加工程序中R參數(shù)的數(shù)值殊储。通過對NC系統(tǒng)工作原理及故障現(xiàn)象的分析誓读，我們認(rèn)為PLC的主板有問題，與另一臺機(jī)床的主板對換后瘤慕，進(jìn)一步確定為PLC主板的問題伞让。經(jīng)專業(yè)廠家維修，故障被排除鹰柄。

例二蝗袄、另一臺機(jī)床也是采用SINUMERIK SYSTEM 3數(shù)控系統(tǒng)，其加工程序程序號輸入不進(jìn)去私周，自動加工無法進(jìn)行。經(jīng)確認(rèn)為NC系統(tǒng)存儲器板出現(xiàn)問題斋射，維修后育勺，故障消除。

例三罗岖、一臺采用德國HEIDENHAIN公司TNC 155的數(shù)控銑床涧至，一次發(fā)生故障腹躁，工作時(shí)系統(tǒng)經(jīng)常死機(jī)，停電時(shí)經(jīng)常丟失機(jī)床參數(shù)和程序南蓬。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)NC系統(tǒng)主板彎曲變形纺非，經(jīng)校直固定后，系統(tǒng)恢復(fù)正常赘方，再也沒有出現(xiàn)類似故障烧颖。

2.軟故障

數(shù)控機(jī)床有些故障是由于NC系統(tǒng)機(jī)床參數(shù)引起的，有時(shí)因設(shè)置不當(dāng)窄陡，有時(shí)因意外使參數(shù)發(fā)生變化或混亂炕淮，這類故障只要調(diào)整好參數(shù)，就會自然消失跳夭。還有些故障由于偶然原因使NC系統(tǒng)處于死循環(huán)狀態(tài)涂圆，這類故障有時(shí)必須采取強(qiáng)行啟動的方法恢復(fù)系統(tǒng)的使用。

例一湃儒、一臺采用日本發(fā)那科公司FANUC-OT系統(tǒng)的數(shù)控車床还纤，每次開機(jī)都發(fā)生死機(jī)現(xiàn)象，任何正常操作都不起作用氯摆。后采取強(qiáng)制復(fù)位的方法埠邻，將系統(tǒng)內(nèi)存全部清除后，系統(tǒng)恢復(fù)正常搔肉，重新輸入機(jī)床參數(shù)后疹返，機(jī)床正常使用。這個(gè)故障就是由于機(jī)床參數(shù)混亂造成的蓉止。

例二律跺、一臺專用數(shù)控銑床，NC系統(tǒng)采用西門子的SINUMERIK SYSTEM 3溶绢，在批量加工中NC系統(tǒng)顯示2號報(bào)警“LIMIT SWITCH”侦镜，這種故障是因?yàn)?/span>Y軸行程超出軟件設(shè)定的極限值，檢查程序數(shù)值并無變化劫扶，經(jīng)仔細(xì)觀察故障現(xiàn)象翠霍，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，CRT上顯示的Y軸坐標(biāo)確定達(dá)到軟件極限蠢莺，仔細(xì)研究發(fā)現(xiàn)是補(bǔ)償值輸入變大引起的寒匙，適當(dāng)調(diào)整軟件限位設(shè)置后，故障被排除躏将。這個(gè)故障就是軟件限位設(shè)置不當(dāng)造成的锄弱。

例三、一臺采用西門子SINUMERIK 810的數(shù)控機(jī)床祸憋，一次出現(xiàn)問題会宪，每次開機(jī)系統(tǒng)都進(jìn)入AUTOMATIC狀態(tài)肖卧，不能進(jìn)行任何操作，系統(tǒng)出現(xiàn)死機(jī)狀態(tài)掸鹅。經(jīng)強(qiáng)制啟動后塞帐，系統(tǒng)恢復(fù)正常工作。這個(gè)故障就是因操作人員操作失誤或其它原因使NC系統(tǒng)處于死循環(huán)狀態(tài)巍沙。

3.因其它原因引起的NC系統(tǒng)故障有時(shí)因供電電源出現(xiàn)問題或緩沖電池失效也會引起系統(tǒng)故障葵姥。例一、一臺采用德國西門子SINUMERIK SYSTEM 3的數(shù)控機(jī)床赎瞎，一次出現(xiàn)故障燕紊，NC系統(tǒng)加上電后，CRT不顯示癣吝，檢查發(fā)現(xiàn)NC系統(tǒng)上“COUPLING MODULE”板上左邊的發(fā)光二極管閃亮荔寞，指示故障。對PLC進(jìn)行熱啟動后体涡，系統(tǒng)正常工作超瞧。但過幾天后，這個(gè)故障又出現(xiàn)了轰窥，經(jīng)對發(fā)光二極管閃動頻率的分析迈竖，確定為電池故障，更換電池后影其，故障消除脖煮。

例二、一臺采用西門子SINUMERIK 810的數(shù)控機(jī)床乍厉，有時(shí)在自動加工過程中蜀骗，系統(tǒng)突然掉電，測量其24V直流供電電源凹蜈，發(fā)現(xiàn)只有22V左右限寞，電網(wǎng)電壓向下波動時(shí)，引起這個(gè)電壓降低仰坦，導(dǎo)致NC系統(tǒng)采取保護(hù)措施履植，自動斷電。經(jīng)確認(rèn)為整流變壓器匝間短路悄晃，造成容量不夠玫霎。更換新的整流變壓器后，故障排除妈橄。

例三庶近、另一臺也是采用西門子SINUMIK 810的數(shù)控機(jī)床，出現(xiàn)這樣的故障，當(dāng)系統(tǒng)加上電源后拦盹，系統(tǒng)開始自檢，當(dāng)自檢完畢進(jìn)入基本畫面時(shí)溪椎，系統(tǒng)掉電普舆。經(jīng)分析和檢查，發(fā)現(xiàn)X軸抱閘線圈對地短路校读。系統(tǒng)自檢后速痹，伺服條件準(zhǔn)備好，抱閘通電釋放绳练。抱閘線圈采用24V電源供電锦镶，由于線圈對地短路，致使24V電壓瞬間下降枫昏，NC系統(tǒng)采取保護(hù)措施自動斷電偶屯。

二、伺服系統(tǒng)的故障

由于數(shù)控系統(tǒng)的控制核心是對機(jī)床的進(jìn)給部分進(jìn)行數(shù)字控制旋蝎，而進(jìn)給是由伺服單元控制伺服電機(jī)冶习，帶動滾珠絲杠來實(shí)現(xiàn)的，由旋轉(zhuǎn)編碼器做位置反饋元件孕序，形成半閉環(huán)的位置控制系統(tǒng)琐幔。

所以伺服系統(tǒng)在數(shù)控機(jī)床上起的作用相當(dāng)重要。伺服系統(tǒng)的故障一般都是由伺服控制單元递市、伺服電機(jī)为稽、測速電機(jī)、編碼器等出現(xiàn)問題引起的唁情。下面介紹幾例：

例一疑苔、伺服電機(jī)損壞

一臺采用SINUMERIK 810／T的數(shù)控車床，一次刀塔出現(xiàn)故障荠瘪，轉(zhuǎn)動不到位夯巷，刀塔轉(zhuǎn)動時(shí)，出現(xiàn)6016號報(bào)警“SLIDE POWER PACK NO OPERATION”哀墓，根據(jù)工作原理和故障現(xiàn)象進(jìn)行分析趁餐，刀塔轉(zhuǎn)動是由伺服電機(jī)驅(qū)動的，電機(jī)一啟動篮绰，伺服單元就產(chǎn)生過載報(bào)警后雷，切斷伺服電源，并反饋給NC系統(tǒng)吠各，顯示6016報(bào)警臀突。檢查機(jī)械部分，更換伺服單元都沒有解決問題。更換伺服電機(jī)后候学，故障被排除藕筋。

例二、一臺采用直流伺服系統(tǒng)的美國數(shù)控磨床呕摹，E軸運(yùn)動時(shí)產(chǎn)生“E AXIS EXECESSFOLLOWING ERROR”報(bào)警蒂抒，觀察故障發(fā)生過程，在啟動E軸時(shí)二搀，E軸開始運(yùn)動先兆，CRT上顯示的E軸數(shù)值變化，當(dāng)數(shù)值變到14時(shí)诸恤，突然跳變到471爵例，為此我們認(rèn)為反饋部分存在問題，更換位置反饋板微惦，故障消除豌淹。

例三、另一臺數(shù)控磨床质瘸，E軸修整器失控女饺，E軸能回參考點(diǎn)，但自動修整或半自動時(shí)磨爪，運(yùn)動速度極快儒恋，直到撞到極限開關(guān)。觀察發(fā)生故障的過程黔漂，發(fā)現(xiàn)撞極限開關(guān)時(shí)诫尽，其顯示的坐標(biāo)值遠(yuǎn)小于實(shí)際值，肯定是位置反饋的問題炬守。但更換反饋板和編碼器都未能解決問題牧嫉。后仔細(xì)研究發(fā)現(xiàn)，E軸修整器是由Z軸帶動運(yùn)動的减途，一般回參考點(diǎn)時(shí)酣藻，E軸都在Z軸的一側(cè)，而修整時(shí)鳍置，E軸修整器被Z軸帶到中間辽剧。為此我們做了這樣的試驗(yàn)，將E軸修整器移到Z軸中間税产，然后回參考點(diǎn)怕轿，這時(shí)回參點(diǎn)也出現(xiàn)失控現(xiàn)象；為此我們斷定可能由于E軸修整器經(jīng)常往復(fù)運(yùn)動辟拷，導(dǎo)致E軸反饋電纜折斷撞羽，而接觸不良。校線證實(shí)了我們的判斷，找到斷點(diǎn)蚀攘，焊接并采取防折措施怕枣，使機(jī)床恢復(fù)工作。[$page]

三嘴略、外部故障

由于現(xiàn)代的數(shù)控系統(tǒng)可靠性越來越高锉辫，故障率越來越低，很少發(fā)生故障囊脉。大部分故障都是非系統(tǒng)故障，是由外部原因引起的狗悔。

1.現(xiàn)代的數(shù)控設(shè)備都是機(jī)電一體化的產(chǎn)品屉争，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，保護(hù)措施完善巡软，自動化程度非常高檩讯。有些故障并不是硬件損壞引起的，而是由于操作菌劲、調(diào)整干跛、處理不當(dāng)引起的。這類故障在設(shè)備使用初期發(fā)生的頻率較高祟绊，這時(shí)操作人員和維護(hù)人員對設(shè)備都不特別熟悉楼入。

例一、一臺數(shù)控銑床牧抽，在剛投入使用的時(shí)候嘉熊，旋轉(zhuǎn)工作臺經(jīng)常出現(xiàn)不旋轉(zhuǎn)的問題，經(jīng)過對機(jī)床工作原理和加工過程進(jìn)行分析扬舒，發(fā)現(xiàn)這個(gè)問題與分度裝置有關(guān)阐肤，只有分度裝置在起始位置時(shí)，工作臺才能旋轉(zhuǎn)讲坎。

例二孕惜、另一臺數(shù)控銑床發(fā)生打刀事故，按急停按鈕后晨炕，換上新刀衫画，但工作臺不旋轉(zhuǎn)，通過PLC梯圖分析府瞄，發(fā)現(xiàn)其換刀過程不正確楚餐，計(jì)算機(jī)認(rèn)為換刀過程沒有結(jié)束，不能進(jìn)行其它操作蹂孽，按正確程序重新?lián)Q刀后撇扯，機(jī)床恢復(fù)正常。

例三、有幾臺數(shù)控機(jī)床见撵，在剛投入使用的時(shí)候启孔，有時(shí)出現(xiàn)意外情況，操作人員按急停按鈕后薪尉，將系統(tǒng)斷電重新啟動键羡，這時(shí)機(jī)床不回參考點(diǎn)，必須經(jīng)過一番調(diào)整凡加，有時(shí)得手工將軸盤到非干涉區(qū)慰奉。后來吸取教訓(xùn)，按急停按鈕后氧胳，將操作方式變?yōu)槭謩又ど砷_急停按鈕，把機(jī)床恢復(fù)到正常位置伴鳖，這時(shí)再操作或斷電节值，就不會出現(xiàn)問題。

2.由外部硬件損壞引起的故障

這類故障是數(shù)控機(jī)床常見故障榜聂，一般都是由于檢測開關(guān)搞疗、液壓系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)须肆、電氣執(zhí)行元件匿乃、機(jī)械裝置等出現(xiàn)問題引起的。有些故障可產(chǎn)生報(bào)警豌汇，通過報(bào)答信息扳埂，可查找故障原因。

例一瘤礁、一臺數(shù)控磨床阳懂，數(shù)控系統(tǒng)采用西門子SINUMERIK SYSTEM 3，出現(xiàn)故障報(bào)警F31“SPINDLE COOLANT CIRCUIT”柜思，指示主軸冷卻系統(tǒng)有問題岩调，而檢查冷卻系統(tǒng)并無問題，查閱PLC梯圖触擎，這個(gè)故障是由流量檢測開關(guān)B9.6檢測出來的沛狱，檢查這個(gè)開關(guān)，發(fā)現(xiàn)開關(guān)已損壞博旬，更換新的開關(guān)尤乎，故障消失。

例二剪妥、一臺采用西門子SINUMERIK 810的數(shù)控淬火機(jī)床波寓，一次出現(xiàn)6014“FAULT LEVEL HARDENING LIQUID”機(jī)床不能工作缘嗦。報(bào)警信息指示，淬火液面不夠报逛，檢查液面已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出最低水平烦草，檢測液位開關(guān)，發(fā)現(xiàn)是液位開關(guān)出現(xiàn)問題任疤，更換新的開關(guān)幽摔，故障消除。

有些故障雖有報(bào)警信息丙图，但并不能反映故障的根本原因刮便。這時(shí)要根據(jù)報(bào)警信息、故障現(xiàn)象來分析绽慈。

例三诺核、一臺數(shù)控磨床，E軸在回參考點(diǎn)時(shí)久信，E軸旋轉(zhuǎn)但沒有找到參考點(diǎn)，而一直運(yùn)動漓摩，直到壓到極限開關(guān)裙士，NC系統(tǒng)顯示報(bào)警“E AXIS AT MAX.TRAVEL”。根據(jù)故障現(xiàn)象分析管毙，可能是零點(diǎn)開關(guān)有問題腿椎，經(jīng)確認(rèn)為無觸點(diǎn)零點(diǎn)開關(guān)損壞，更換新的開關(guān)夭咬，故障消除啃炸。

例四、一臺專用的數(shù)控銑床卓舵，在零件批量加工過程中發(fā)生故障南用，每次都發(fā)生在零件已加工完畢，Z軸后移還沒到位秫废，這時(shí)出現(xiàn)故障末径，加工程序中斷，主軸停轉(zhuǎn)情丛，并顯示F97號報(bào)警“SPINDLE SPEED NOT OK STATION 2”肉棕，指示主軸有問題，檢查主軸系統(tǒng)并無問題暂铭，其它問題也可導(dǎo)致主軸停轉(zhuǎn)披腻，于是我們用機(jī)外編程器監(jiān)視PLC梯圖的運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)刀具液壓卡緊壓力檢測開關(guān)F21.1底咳，在出現(xiàn)故障時(shí)唱撩，瞬間斷開肩堡，它的斷開表示銑刀卡緊力不夠，為安全起見费武，PLC使主軸停轉(zhuǎn)嘶违。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)液壓壓力不穩(wěn)，調(diào)整液壓系統(tǒng)耽翁，使之穩(wěn)定旭贬，故障被排除。還有些故障不產(chǎn)生故障報(bào)警搪泳，只是動作不能完成稀轨，這時(shí)就要根據(jù)維修經(jīng)驗(yàn)，機(jī)床的工作原理岸军，PLC的運(yùn)行狀態(tài)來判斷故障奋刽。

例五、一臺數(shù)控機(jī)床一次出現(xiàn)故障艰赞，負(fù)載門關(guān)不上佣谐，自動加工不能進(jìn)行，而且無故障顯示方妖。這個(gè)負(fù)載門是由氣缸來完成開關(guān)的狭魂，關(guān)閉負(fù)載門是PLC輸出Q2.0控制電磁閥Y2.0來實(shí)現(xiàn)的。用NC系統(tǒng)的PC功能檢查PLC Q2.0的狀態(tài)党觅，其狀態(tài)為1雌澄，但電磁閥卻沒有得電。原來PLC輸出Q2.0通過中間繼電器控制電磁閥Y2.0杯瞻，中間繼電器損壞引起這個(gè)故障略雪，更換新的繼電器，故障被排除渴肿。

例六摩赎、一臺數(shù)控機(jī)床，工作臺不旋轉(zhuǎn)肥爵，NC系統(tǒng)沒有顯示故障報(bào)警锄垛。根據(jù)工作臺的動作原理，工作臺旋轉(zhuǎn)第一步應(yīng)將工作臺氣動浮起拴挫，利用機(jī)外編程器默峦，跟蹤PLC梯圖的動態(tài)變化，發(fā)現(xiàn)PLC這個(gè)信號并未發(fā)出揩榴，根據(jù)這個(gè)線索繼續(xù)查看袱类，最后發(fā)現(xiàn)反映二、三工位分度頭起始位置檢測開關(guān)I9.7柱爵、I10.6動作不同步趣匪，導(dǎo)致了工作臺不旋轉(zhuǎn)惭舒。進(jìn)一步確認(rèn)為三工位分度頭產(chǎn)生機(jī)械錯(cuò)位，調(diào)整機(jī)械裝置钞诡，使其與二工位同步郑现，這樣使故障消除。

發(fā)現(xiàn)問題是解決問題的第一步荧降，而且是最重要的一步接箫。特別是對數(shù)控機(jī)床的外部故障，有時(shí)診斷過程比較復(fù)雜朵诫，一旦發(fā)現(xiàn)問題所在辛友，解決起來比較輕松。對外部故障的診斷剪返，我們總結(jié)出兩點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)废累，首先應(yīng)熟練掌握機(jī)床的工作原理和動作順序。其次要熟練運(yùn)用廠方提供的PLC梯圖脱盲，利用NC系統(tǒng)的狀態(tài)顯示功能或用機(jī)外編程器監(jiān)測PLC的運(yùn)行狀態(tài)邑滨，根據(jù)梯圖的鏈鎖關(guān)系，確定故障點(diǎn)钱反，只要做到以上兩點(diǎn)掖看，一般數(shù)控機(jī)床的外部故障，都會被及時(shí)排除卸橘。

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