数控车床设备故障诊断与维修

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1、数控车床故障诊断与维修 前言 数控车床是一种综合应用了计算机技术、自动控制技术、精密测量技术和机床设计等先进技术的典型机电一体化产品。随着我公司的迅速发展，数控车床以其高效、高精度以及加工灵活可变的特点，在公司取得了越来越广泛的应用，已成为保证产品质量、提高生产效率的关键设备。根据我近些年的对数控车床的维修经验总结了一些数控机床解决故障诊断方法和一些故障维修实例，和大家相互学习，提高数控维修技能，克服数控车床维修的盲目性与片面性，共同达到多. 快. 好 .省的维修效果，为公司的发展做出更多的贡献。关键词：数控车床、故障诊断、故障处理数控车床故障诊断方法故障分析是进行数控车床维修的第一步，通过故

2、障分析，一方面可以迅速查明故障原因，排除故障；同时也可以起到预防故障的发生与扩大的作用。一般来说。数控机床的故障分析、诊断主要方法有以下几种：1）直观法 这是一种最基本的最简单的的方法。通过对故障发生时产生的各种光 .声 .味 等异常现象的观察 .检查 .可以将故障缩小到某一个模块，甚至一块印制电路板。但是这种方法要求维修人员具有丰富的实践经验和综合判断能力。2）系统自诊断法 根据CRT上显示的报警信息以及各系统板上发光二极管等器件的指示，并利用系统的自诊断功能显示系统与各部件之间的接口信号状态，找出故障的大致部位，这种方法是故障诊断过程中最常用有效的方法之一。3）参数检查法 通过核对 .调整

3、参数，有时可以迅速排除故障；特别是对于机床长期不用的情况，参数丢失的现象经常发生，因此，检查和恢复机床参数，是维修中行之有效的方法之一。4）功能测试法 通过功能测试程序，检查机床的实际动作，判别来故障5）部件交换法 就是在故障范围大致确认，并确认外部条件完全正确的情况下，利用同样的印制电路板。模块。集成电路芯片或元件替换有疑点的部分的方法。部件交换法是一种简单 .易行 .可靠的方法，也是维修过程最常用的故障判别方法之一。必须注意的是：在备件交换前，应仔细检查 .确认部件的外部工作环境：在线路中存在有短路 .过电压的情况时，切不可以轻易更换备件，否则备件也会损坏。此外，备件（或交换板）应完好，且

4、与原板的各种设置状态一样。6） 测量比较法 我们利用检测端子，可以测量 .比较正常的印制电路板和有故障的印制电路板之间的电压或波形的差异，进而分析 .判断鼓掌原因以及故障所在位置。7） 原理分析法 这是根据数控系统的组成及工作原理，从原理上分析各点的电平和参数，并利用万用表 .示波器或逻辑分析仪的仪器对其进行测量 .分析 和比较，进而对故障进行系统检查的方法。参考以上的故障检测方法，我们维修人员可以根据不同的故障现象，加以灵活应用，以便对故障进行综合分析，逐步缩小故障范围，排除故障数控车床维修案例分析这些年来，我通过大量的维修实践，积累了一些的维修方法和经验，当数控车床发生故障时能采取行之有效

5、的科学方法，迅速的将故障定位，并进行元器件的维修，使数控车床尽快的恢复生产。现将我在平时工作中的一些数控车床故障现象 .故障原因和故障处理的思路及方法记录下来和大家交流学习。例1 伺服系统故障维修 故障现象 一台FANUC 0T 系统的CK7815/12的数控车床，开机后CRT上显示401 SERVO ALARM （V READY OFF）报警。 故障分析与处理过程 401号报警内容是伺服放大器的准备信号DRDY为OFF没接通。出现该故障的原因一般是放大器的外围的强电回路或伺服放大器及CNC侧的轴控制卡可能出现故障。因此我们要检查以下项目：PSM控制电源是否接通。急停开关是否释放。最后的伺服放

6、大器JX1B插头上是否有终端插头。MCC是否接通。驱动MCC的电源是否正常。PSM或SPM是否有报警发生。经过仔细检查后发现引起401报警的原因是MCC没有接通，但外围的电路正常。初步判定应该是伺服放大器出现故障。由于还有一台同型号的机床，因此采用交换法来互换伺服放大器，检查到了是SPM主轴伺服放大器出现故障。当对SPM放大器进行维修后，故障消失，机床恢复正常。 例2 24伏电源故障维修故障现象 一台FANUC 3T 系统的CH-104数控车床在工作过程中突然出现CRT黑屏，机床无任何反应。 故障分析与处理过程 我在维修检查时发现，当按下启动电源按钮时，电气柜中有接触器吸合的声音，当松开启动按

7、钮时，接触器也随之断开，没有自锁。根据此现象分析应该是外围电路有短路的地方，NC电源输出有问题。把NC输出电源的+5V . +24v .的线路仔细检查，发现有一路+24V线路对地，引起NC电源无自锁信号发出。由于是在工作过程中突然该故障，因此很有可能是某一处行程开关线路对地，通过仔细检查发现是X轴回零开关处的一根线被车出的铁屑烫坏了绝缘皮引起了+24V对地。把铁屑弄掉，处理线路的绝缘后，开机正常，故障解除。 例3 数控系统CPU故障维修故障现象 一台FANUC 3T 系统的CH-104数控车床的CRT上显示C-MOS 930 CPU AIARM 报警故障分析与处理过程 该报警内容是NC的CPU

8、存储器错误报警。在动手维修前询问操作者得知，该机床有3天的时间未开机工作了，而且在上次关机前CRT上出现了电池电压底报警，但没有引起操作者的重视。今天开机就出现该报警。从了解到的信息可以判断该故障是由于电池电压过低而引起的CPU存储器中的参数和数据变化或丢失引起的。解决的方法是在手动编辑状态下，同时按下RESET键 .DEIET键和CAN键后按下启动电源按钮至CRT上显示NOT READY 画面后，重新输入PARAM参数和DGNOS参数后，故障解除。例4 主轴故障维修故障现象 一台FANUC 0i-TD 系统的数控车床，工作在自动循环状态下，当程序走到G01时就停在那不往下走了，没有报警。关机

9、重新启动后再试，还是出现该故障。故障分析与处理过程 在动手维修前询问操作者是不是刚编的程序，得到的回答是：不是刚编的程序，早上来还车了30来件产品。这就证明了车削程序没有错误。当在检查程序时发现，在G01的程序前的一句程序是M 03 S800 而在工作中走到这句程序时，CRT上显示的转速是1050转左右。从这可以判断是转速部分出现问题。由于无报警，可以肯定主轴伺服单元无故障，故障点应该是转速传动部分。经检查发现是主轴和速度反馈编码器之间的齿行皮带坏了，更换该皮带后，机床工作正常，故障解除。当主轴位置编码器坏或皮带断了又没有备件及时更换，但生产任务又不允许数控设备停机太长的时间的情况下，还有一种

10、应急的解决方法：数控车床有两种进给指令方法，一种是每分钟进给（G94），另一种是每转进给（G95）。一般机床进给都是采用每转进给方式，由于外置编码器坏或齿形皮带断后就没有主轴转速值，所以机床不能正常进给。为了使机床能正常运行，进行以下处理：1 将参数3708#0由“1”改“0”，不进行主轴速度信号到达检测2 将参数1402#0设为“1”，在不使用外置编码器的情况下，在CNC上进行将每转指令变换为每分钟进给指令。更改参数后机床就能正常工作，但是更改参数后的机床设备不能进行螺纹切削加工。 例5：数控伺服系统参数的优化在我公司FANUC 0i系统的数控车床相对比较普及，但随着设备的使用年限的增加，机

11、床加工精度有所下降。这里有必要讨论采用提高速度回路和位置回路的增益参数值，改善伺服系统响应和刚性，从而达到减小机床的加工形状误差，同时考虑要避免系统震荡。优化伺服系统参数的步骤如下：1、 位置增益和速度增益的调整我们使用“伺服调整画面”可以快速队伺服系统进行优化调整，也可以进入机床参数界面进行调整。先将功能参数2003#3设置为1，回路增益设置为3000，速度增益从200增加到300，每增加50后，用手动移动机床，看是否有振动，如果振动就适当减小参数。2、N脉冲的抑制由于提高了速度增益，往往引起机床停止时出现低频振荡，可以在伺服调整画面观察到位置偏差POS ERROR中的数值变化太大时在，我们

12、可以使用N脉冲抑制功能消除振荡，具体操作如下：1） 把参数2003#4改为1，设定参数2099即可。 2） 参数2099，按以下公式计算。 设定值=400*N式中400相当于检测单位1脉冲标准设定400左右，N为脉数。再观察POS ERROR 的数值变化，如果振荡在01范围变化则为最佳。3、负载惯量比的调整电机与机床弹性连接，负载惯量比电机的惯量要大，在调整负载管量比的时候（大于512），会产生50150Hz的振动，此时，不要减小负载惯量比的值，可设定此参数进行改善。次功能把加速度反馈增益乘以电机速度反馈信号的微分值，通过补偿转矩指令Tcmd来达到一致速度环的振荡。参数2066=-10到-20

13、，一般设为-10。（加速反馈增益参数）参数2067（Tcmd）一般设为2000左右。 4、防止累计进给（爬行）的调整 在手轮进给或其他微小进给时，发生指令1脉冲不走，两个脉冲一起走，两个脉冲或者更多脉冲一起走，和上述情况相反，使用Vcmd便宜功能来提高单脉冲进给功能。由于机械摩擦太大，如果没有必要，一般可不调整此功能，调整不当会产生过冲。参数2003#7=1（使用防冲计数器），2045（速度不完全积分增益）接近32767（32700），用手脉X1挡移动，用千分表测量位置变化，进行调整。结束语以上就是我在多年数控车床电气维修工作中总结、记录下来的维修知识，侧重FANUC Oi数控系统维修，由于本人理论水平和工作实践经验有限，以上的故障分析及解决方法有不足或不全的地方，希望大家提出批评、指正，以进一步提高本人的数控维修水平。参考文献1. 刘永久主编 数控机床故障诊断与维修技术2. FANUC数控系统操作说明书、维修说明书3. 王洪波编著 数控机床电气维修技术