华中数控系统跟踪误差过大故障诊断及维修实例分析
数控机床跟踪误差大故障分析与排除
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图 ２ 指 令 与 实际 速度 曲 线对 比 图 ４ 跟踪误差大故 障成 因分析 数控机床 中跟踪误差大是一个较为复杂的问题 ， 其故障原因多种多 样， 看似毫无规律可循。 但从 跟踪误差大报警机理出发， 可以知道跟踪误 差 大报警 条件可 以简单描 述为 ：控制 指令值 一实 际反馈值 ｌ Ｉ ＞允许 误 差， 确定排除此类 故障的三条主线 ： 指令值过 大 、 实际反馈值过小或允许 误差过小。 １是 否为允许误差过／ ） ｂ？
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２ １ 年第 １ 期 ０１ ２
民 科技 营
数控机床跟踪误差 大故障分析 与排除
张 勇 吕家 将 ｚ
（、 １ 九江职业技术 学院继续教 育部 ， 江西 九江 ３２ ０ ２ 九江职业技 术学院机械工程学院， ３００ 、 江西 九江 ３ ２０ ） ３ ０ ７
摘 要： 现从跟踪误差概念入手 ， 深入 浅出地 阐述 了跟踪误差产生机理 ， 并据此进行跟踪误差 大故 障成 因分析 ， 最后 用“ 排故五 步法” 示范跟 踪 误 差大故障排除过程 。 关键词 ： 跟踪误 差； 位置环 ； 故障诊 断； 步法 五 数控机床加工 时 ， 经常会出现跟踪误差过 大的报警 ， 探究其故 障机 所 以， 我们需要人 为的确定一个极 限值作 为最大跟踪误差 ， 超过此 极限 理 ，找到快速有效 的排除此故障的方法与思路就 是本 文所要讨论 的内 值 ， 机床就报警 ， 避免产 品的成批报废 ， 最大跟踪 误差 的设定 与加工 零件 容。 的位置与形状 的精度有密切关系。
１ 什 么是 跟 踪 误 差 ？
为了保பைடு நூலகம்加工精度 ， 目前的数控机床一般采取 了三环结构的伺服系 统， 系统实际位移值被反馈 到数控 装置或伺服驱动 中， 直接 与输 入的指 令位移值进行 比较 ， 用误差进行 控制 ， 最终实现移动部件 的精 确运动和 定位。所谓跟随误差 ， 是指伺服系统发 出的指令位置与系统输出的实际 位置之 间的动态误差 ， 其大小反映 的是当前采样周期 ， Ｃ指令位置值与 Ｎ 坐标轴实 际运行值之间的差值 。 到底 ， 说 跟踪误差与位置有关 ， 了 究 为 研 跟踪误差 ， 就少不得理解位置环 的工作原理。 位置环 的结构简图如图 １ 所示 ， 其核心为位置偏差计数器。Ｐ 来 自 ｚ 于Ｎ 。 Ｃ 这是 Ｎ Ｃ根据输入数据经过插补计算及刀补计算 ， 速度的均化等 处理 ， 向各轴发出的脉 冲， 个数代表距 离 ， 频率代表速度 ， 于位 置偏差 对 计算器而言， 是加计数。 ｆ 自于脉 冲编码器的反馈脉冲， Ｐ来 个数代表工作 台运行 的实际距离 ， 频率代表电机旋转速度。 它通过同步， 四分频等控制 和转换 后送到偏差计算器中去 ， 是减计数。 在每个采样周期 内， 置偏差 计数器得到一个数 ， 位 这个数就 是跟踪 误差 ， 表示 Ｎ Ｃ要求这个轴运行的距 离还有 多少 没有走 出去 。数 大表 明 实际运行距离与 Ｎ Ｃ要求 运行 距离差得远 ， 望坐标轴 走快 点 ， 以这 希 所 个数经过 ＤＡ转换 ， ／ 转换为模拟量去控制 电机速度。数小 表明 目前距离 目 标近 ， 就要慢慢接近 目 ， 标 最后准确停车。
数控机床跟踪误差过大的故障诊断
任务2 跟踪误差过大的故障诊断【任务目标】1、掌握伺服进给系统的位置控制原理；2、掌握跟踪误差过大的原因；3、掌握跟踪误差过大故障的诊断思路；4、能够排除跟踪误差过大的故障。
【任务描述】有一台YL559数控车床，配备FANUC 0i TD数控系统，采用半闭环控制，在手动移动X 轴的时候，出现“SV0411 （X）移动时误差太大”报警，故障现象见图6-2-1。
本次任务的工作是找出故障原因并能排除故障。
图6-2-1 故障现象【资讯计划】一、资料准备要完成本任务中的故障诊断及排除工作，需要配备以下资料：1、FANUC 0i D数控系统硬件连接说明书；2、FANUC 0i D数控系统维修说明书；3、YL559数控机床电气原理图；4、FANUC PMC梯形图语言说明书；5、故障记录单。
二、工具、材料准备要完成本任务中的故障诊断及排除工作，需要配备以下工具和材料，具体见表6-2-1。
表6-2-1 工具和材料清单三、知识准备伺服进给系统的任务是尽可能使系统的输出准确地跟踪给定输入，位置控制的实质是位置的随动控制。
位置控制包含两部分：位置比较和速度控制指令的实现，如图6-2-2所示。
图6-2-2 位置控制原理1、位置控制原理下面以脉冲比较法实现位置的比较为例，说明伺服系统位置控制的原理。
脉冲比较法是将CNC 插补输出脉冲P C 与位置检测装置输出脉冲P f 相比较，得到脉冲偏差信号P e ，如图6-2-3所示。
12323432323232321212121指令信号Pc 反馈信号Pf 误差量图6-2-3 脉冲比较示意图当数控系统控制工作台向一个方向（比如X 轴）进给时，经插补运算得到一系列脉冲作为指令脉冲，该脉冲的数量代表了工作台的移动量，脉冲的频率代表了工作台的进给速度，方向代表了工作台的进给方向。
以增量型光电编码器为例，当光电编码器与伺服电动机和滚珠丝杠直连时，随着伺服电动机的转动，产生序列脉冲输出，脉冲的频率将随着转速的快慢而升降。
数控机床误差过大故障的分析与处理.
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数控机床振荡故障分析与处理
案例分析
一
分析及处理过程：进一步观察、测量机床Y 轴移动情况， 发现该机床 Y 轴伺服在移动到某一固定角度时，都有一冲 击过程：在无冲击的区域，测量实际移动距离与指令值相符， 根据以上现象，初步判定，故障原因与位置检测系统有关。 因该机床采用的是半闭环系统，维修时拆下了伺服内装 式编码器检查，经仔细观察发现，在冲击的区域，编码器动 光栅上有一明显的黑斑。 考虑到更换编码器的成本与时间问题，维修时对编码器 进行了仔细的清洗，洗去了由于轴承润滑脂融化产生的黑斑。 重新安装编码器后，机床可以正常工作，Y 轴冲击现象消失， 精度恢复。
排除措施 依照参数说明书， 正确设置个参数
数控机床误差过大故障分析与处理
项目 超调 1 2 单脉 1 冲精 度差 2 故障原因 加/减速时间设定过小 与机床的连接部分刚性差或连接不牢固 需要根据不同情况进行故障分析 机械传动系统存在爬行或松动
一 加工误差过大故障的分析与处理
检查步骤 检测起、制动电流是否已经饱和 检查故障是否可以通过减小位置 环增益改善 检查定位时位置跟随误差是否正 确 检查机械部件的安装精度与定位 精度 调整速度控制单元扮傻姑娘的相 应旋钮，提高速度环增益 检查定位是位置跟随误差是否正 确 检查机械部件的安装精度与定位 精度 更换位置控制单元板（主板） 检测位置检测器件（编码器、光 栅） 测量不圆度，检查周向上是否变 形，45°方向上是否成椭圆 测量各轴的定位精度与反向间隙 调整控制单元，使同样的进给速 度下各插补轴的位置跟随误差的 差值在±1%以内 在项目3调整后，在45°上成椭圆 检查接口板的调整 测量、重新调整间隙 措施 延长加/减速时间设定 减小位置环增益或提高机 床的刚性 若正确，见第2项，否则 第3项 调整机床机械传动系统
华中数控系统常见故障及诊断办法
华中数控系统常见故障及诊断办法目录一.系统类故障判断维修1．故障现象一：系统不能正常启动z屏幕没有显示；z屏幕没有显示但工程面板能正常控制z DOS 系统不能启动z不能进入数控主菜单z进入数控主菜单后黑屏z运行或操作中出现死机或重新启动z开机后系统报坐标轴机床位置丢失2.故障现象二：急停和复位3.故障现象三：系统跟踪误差过大或定位误差过大4.故障现象四：回零(回参考点)故障5.故障现象五: 伺服电机抱闸失效6.故障现象六: 手摇故障二．伺服电机类故障判断维修三．变频或伺服主轴运转故障判断维修z主轴超速或不可控四．机床运行故障判断维修z刀架运转故障五．附表：系统内部报警信息一．系统类故障判断维修1．故障现象一：系统不能正常启动z屏幕没有显示故障原因 措施 参考系统电源不正确 1．检查电源插座（XS1）2．检查输入电源是否正常，应该为AC24V 或DC24V接线极性是否正确参见《世纪星连结说明书》2.3 节亮度调整太低或太高调整亮度调节开关 仅限HNC-18i/19i硬件板卡损坏 需更换系统或送厂维修z屏幕没有显示但工程面板能正常控制故障原因 措施 参考 亮度调整太低或太高调整亮度调节开关 仅限HNC-18i/19i 主板分辨率设置太高 调整主板COMS分辨率参数为640X480液晶屏损坏 需更换系统或送厂维修z DOS 系统不能启动故障原因 措施 参考文件被破坏1．软盘运行系统2．用杀毒软件检查软件系统3．重新安装系统软件CF卡、电子盘物理损坏 更换CF卡、电子盘z不能进入数控主菜单故障原因 措施 参考 系统文件被破坏1．用杀毒软件检查系统2．重新安装系统软件CF卡、电子盘物理损坏 更换CF卡、电子盘z进入数控主菜单后黑屏故障原因 措施 参考接线电源不正确1．检查电源插座2．检查电源电压3．确认电源的负载能力应该不低于100W 参见《世纪星连结说明书》2.3 节系统文件被破坏1．用杀毒软件检查系统2．重新安装系统软件z运行或操作中出现死机或重新启动故障原因 措施 参考参数设置不当重新启动后在急停状态下检查参数,检查坐标轴参数、PMC 用户参数作为分母的参数不应该为0参见《世纪星连结说明书》3.7.3、3.7.7 节1．操作同时运行了系统以外的其 他内存驻留程序2．调用较大的程序3．调用已损坏程序 1．等待2．中断零件程序的调用系统文件被破坏1．用杀毒软件检查系统2．重新安装系统软件 DOS 系统配置文件CONFIG.SYS 中,同时打开的文件数量过少设置为50 或更多FILES=50电源功率不够 1．检查电源插座2．检查电源电压3．确认电源的负载能力应该不低于100W参见《世纪星连结说明书》2.3 节硬件板卡损坏 需更换系统或送厂维修z开机后系统报坐标轴机床位置丢失故障原因 措施 参考18i\19i系统没有专门位置存储芯片任意移动一个坐标轴 仅限HNC-18i/19i坐标轴正在移动中突然关闭系统(非必然性)任意移动一个坐标轴2.故障现象二：急停和复位z系统始终保持急停状态不能产生复位信号故障原因 措施 参考急停回路没有闭合1.检查超程限位开关的常闭触点2.检查急停按钮的常闭触点,若未装手持单元或手持单元上无急停按钮,XS8 接口中的4 和17 脚应短接参见《世纪星连结说明书》2.10 节未向系统发送复位信息 1.检查’’外部运行允许’’的输入端口2.检查PMC 用户参数P[50]是否对应’’外部运行允许’’的输入点PLC软件 检查PLC 程序硬件板卡损坏 需更换系统或送厂维修z系统始终保持复位状态故障原因 措施 参考系统复位需要完成的信号未满足要求1．检查输入端口2．检查电路3．检查电源模块4．检查驱动模块5．检查主轴模块6．检查伺服动力电源空气开关参数设置不当 检查PMC 用户参数P[51]-P[63]是否对应输入点PLC软件 检查PLC 程序硬件板卡损坏 需更换系统或送厂维修z系统可以手动运行但无法切换到自动或单段状态故障原因 措施 参考坐标轴超程检查超程限位开关 参见《世纪星连结说明书》2.10 节系统信号未满足要求 1．检查输入端口2．检查电路3．检查电源模块4．检查驱动模块5．检查主轴模块6．检查刀具夹紧/松开信号7．检查伺服动力电源空气开关参数设置不当 检查PMC 用户参数P[51]-P[63]，P[77]是否对应输入点PLC软件 检查PLC 程序硬件板卡损坏 需更换系统或送厂维修3.故障现象三：系统跟踪误差过大或定位误差过大故障原因 措施 参考伺服驱动器未上强电 1．检查电路2．检查电源模块3．检查驱动模块4．检查伺服动力电源空气开关电机编码器反馈电缆与电机强电电缆不一一对应检查电机接线数控装置与伺服驱动器之间的坐标轴控制电缆未接好 检查坐标轴控制电缆 （XS30 XS31 XS32 XS33）坐标轴控制电缆受干扰 1．坐标轴控制电缆应采用双绞屏蔽电缆2．坐标轴控制电缆屏蔽可靠接地3．坐标轴控制电缆尽量不要缠绕4．坐标轴控制电缆与其他强电电缆尽量远离且不要平行布置伺服驱动器特性参数调得太硬或太软 检查伺服驱动器有关增益调节的参数，仔细调整参数参见《伺服驱动器使用手册》伺服驱动器参数错 1．检查伺服驱动器控制方式2．检查伺服驱动器脉冲形式3．检查伺服驱动器电机极对数4．检查伺服驱动器电机编码器反馈线数参见《伺服驱动器使用手册》伺服驱动器未上使能 1．检查输出端口 2．检查电路 3．检查驱动模块系统特性参数不当 2．检查坐标轴的加减速时间常数3．检查坐标轴的反馈电子分子/分母3．检查坐标轴参数中的最高快移速度是否超出了电机额定转速伺服驱动器/电机选型错误 需更换伺服驱动器/电机伺服驱动器/电机损坏 需更换伺服驱动器/电机硬件板卡损坏 需更换系统或送厂维修机械卡死 调整机械4.故障现象四：回零(回参考点)故障z回零(回参考点)时报硬件故障故障原因 措施 参考 伺服电机编码器损坏需更换伺服电机电机编码器反馈电缆未接好或断路 1.检查电机编码器反馈电缆2.需更换电机编码器反馈电缆数控装置与伺服驱动器之间的坐标轴控制电缆未接好或断路 1.检查坐标轴控制电缆2.需更换坐标轴控制电缆硬件板卡损坏 需更换系统或送厂维修z回零(回参考点)时坐标轴无反应故障原因 措施 参考系统参数错1.检查坐标轴参数中的回参考点方式,通常对伺服电机应设为2(+-+)2.检查坐标轴参数中的回参考点快移和定位速度伺服驱动器未上使能 1.检查输出端口2.检查电路3.检查驱动模块伺服驱动器未上强电 1.检查电路2.检查电源模块3.检查驱动模块4.检查伺服动力电源空气开关数控装置与伺服驱动器之间的坐标轴控制电缆未接好或断路 1.检查坐标轴控制电缆2.需更换坐标轴控制电缆PLC软件 检查PLC 程序z回零(回参考点)时坐标轴反向低速移动直到压到超程限位开关 故障原因 措施 参考坐标轴回零(回参考点)开关始终保持闭合 1.检查坐标轴回零(回参考点)开关2. 需更换坐标轴回零(回参考点)开关系统开关量输入电缆接错或短路 1.检查开关量输入电缆2. 需更换开关量输入电缆PLC软件 检查PLC 程序硬件板卡损坏 需更换系统或送厂维修z回零(回参考点)精度差故障原因 措施 参考坐标轴控制电缆受干扰 1．坐标轴控制电缆应采用双绞屏蔽电缆2．坐标轴控制电缆屏蔽可靠接地4．标轴控制电缆尽量不要缠绕5．坐标轴控制电缆与其他强电电缆尽量远离且不要平行布置电机没有可靠接地 检查电机强电电缆电机编码器反馈电缆不可靠 1.需更换电机编码器反馈电缆,应采用双绞屏蔽电缆2.加粗位置反馈电缆中的电源线线径,如采用多根线并用3.电缆屏蔽层可靠接地4.电缆两端加磁环伺服电机编码器损坏需更换伺服电机硬件板卡损坏 需更换系统或送厂维修机械机械连接不可靠 调整机械连接z两次回参考点机床位置相差一个整螺距故障原因 措施 参考坐标轴回零(回参考点)开关信号与进给电机编码器Z 脉冲位置太近调整坐标轴回零(回参考点)开关位置5.故障现象五: 伺服电机抱闸失效z打开急停开关后升降轴自动下滑故障原因 措施 参考参数设置不当 检查PMC 用户参数P[68],增大数值机械配重或平衡装置失效或工作不可靠检查配重或平衡装置伺服电机抱闸机构损坏 需更换伺服电机z伺服电机抱闸无法打开或不稳定故障原因 措施 参考抱闸机构电源不正确 1．检查抱闸机构电源是否正常，应该为DC24V.必须采用 稳定的开关电源供电形式, 严禁采用简易桥式电路供电 2. 接线极性是否正确无开抱闸输出 1.检查输出端口2.检查开关量输出电缆3.检查电路伺服电机抱闸机构损坏 需更换伺服电机PLC软件 检查PLC 程序硬件板卡损坏 需更换系统或送厂维修6.故障现象六: 手摇故障z系统无手摇工作方式故障原因 措施 参考 手持单元未连结到XS8 接口检查XS8 接口手持单元电缆未接好或断路 检查手持单元电缆硬件板卡损坏 需更换系统或送厂维修PLC软件 检查PLC 程序z系统有手摇工作方式但手摇无反应故障原因 措施 参考手持单元电缆未接好或断路1．检查XS8 接口2．检查手持单元电缆 6．检查手摇脉冲发生器5V 电源手摇脉冲发生器损坏 需更换手摇脉冲发生器 手持单元的轴选择开关或倍率开关损坏需更换手持单元 硬件板卡损坏 需更换系统或送厂维修 PLC软件 检查PLC 程序参数设置错 1．检查硬件配置参数：部件型号：5301标识：31配置[0]：72．检查PMC系统参数中手摇0部件号是否与硬件配置参数对应。
武汉华中数控系统常见问题处理对策
12、系统跟踪误差过大或定位误差过大
故障原因
措施
（1）坐标轴控制电缆受干扰
（2）伺服驱动器的刚性参数 过高或过低
（3）机械卡死或干涉 （4）负载过重（大型立车
龙门铣等） （5）线的问题
或驱动器，电机故障 （6）驱动器电机代码填错
1.坐标轴控制电缆应采用双绞屏蔽电缆 2.坐标轴线未可靠接地 3.坐标轴控制电缆尽量不要缠绕 4.坐标轴控制电缆与其他强电电缆尽量远离且不要平行布置
此种情况很容易操作 ，只需更换手持单元
（3）PLC 软件 检查 PLC 程序 （4）参数设置错
检查手摇信号 PLC 输入点，从而判断故障是电气还是 PLC 问题。 1．检查硬件配置参数：
部件型号：5301 标识：31 配置[0]：7 2．检查 PMC 系统参数中手摇 0 部件号是否与硬件配 置参数对应。
故障原因
（1） 伺服电机强电电缆相序
错 ，尤其 818B，尤为 突出。
措施 检查电机相序，18 系列，180 系列驱动器端电机相序为 UWV
（2）伺服电机编码器反馈电 缆与电机强电电缆不一 一对应 （调试） （3）伺服电机编码器反馈电 缆未接好或断路 (4) 818 系列
检查电机接线
1.检查伺服电机编码器反馈电缆 2.需更换电机编码器反馈电缆 检查总线进出，串联顺序是否正确；设备接口参数 是否对应。
（3）伺服驱动器未上使能
（4）系统特性参数不当 （ 系统非标配，混搭 改造时，注意脉冲，HNC 系统默认单脉冲）
1.检查 PLC 使能输出信号是否输出 2．检查电路 3．检查驱动模块 1．检查坐标轴的伺服驱动器型号参数 2．检查硬件配置参数脉冲式伺服数控装置的脉冲信号类型 的设置
（5）抱闸电机的
华中系统常见的故障现象及处理过程
华中系统常见的故障现象及处理过程1、电源类故障下面列举了一些华中系统常见的故障现象及过程。
例1:一台普通数控车床上电后NC无法启CRT有辉光。
故障分析:初步分析是给数控装置供电的开压电源工作异常,开关电源前的低频滤波器异常或者电网电压波动过大造成。
用万用表电网电压正常,滤波器正常,稳压电源输入20V正常,输出电压只有DC16V,而正常输入C24V。
通过电平调整修调回复,启动机床正本故障由于开关电源模块不良所致。
2、系统显示类故障诊断与维修例2:一台普通数控车床在工作过程中主轴有,但CRT无速度显示。
故障分析:初步分析是系统参数设置错误,或轴编码器损坏、断线。
首先利用华中系统得状态监视器观察系统发出信号正常,利用I功能让主轴转动但无速度到达,退出交互界行editpara.exe进入系统参数设置,经检查参常,用万用表检查端子排上主轴编码器电源5V,没有电压显示,更换电缆线后正常。
本故障码器电缆线断线所致。
3、数控系统软件故障诊断与维修例3:普通数控车床NC启动后进入交互界面,但机床无法执行任何操作,无故障显示。
故障分析:初步分析为系统驱动数据文件丢PLC参数设置不对,导致输入输出点不匹配。
进入plc参数存储目录下执行参数设置文检查PLC参数设置正常,后将备份的Hnc-21V、Hnc-21v4.DRV文件拷贝至DRV驱动文件目录下覆盖,启动机床后正常,本故障由于机电读写错误造成数据丢失所致。
4、急停报警类故障与维修例4:一台数控试验台可执行程序,手动操作时正常,但Z轴一旦执行G00或者手动快移出现急停,系统报警为跟踪误差过大,消除报,故障仍然存在。
故障分析:初步分析为系统参数中Z轴定位限值过小,或Z轴的外部脉冲当量分子设置。
经检查定位允差设置正常,用百分表测量机作台位移,发现实际位移和指令位移不一致,说明书,经计算后重新修改外部脉冲当量分,故障消失。
本故障为学生在进行参数试验时错误所致。
5、操作类故障诊断与维修例5:一台数控试验台手动移动工作台超程后解除。
华中数控系统跟踪误差过大故障诊断及维修实例分析
华中数控系统跟踪误差过大故障诊断及维修实例分析笔者根据自己的维修经历，就数控机床的“跟踪误差过大“报警现象，探究其故障机理，找到快速有效的排除方法与思路，就此类报警现象做如下交流。
一、故障特征我校一台实训教学用数控车床，配置华中HNC-21T系统，此设备轴控制为半闭环位置控制系统。
教学使用过程中出现故障，具体现象为机床上电无报警，Z轴移动过程电机转动后报警出现，故障显示为Z轴“跟踪误差过大”，按下急停开关后再解除，又出现错误提示，机床处于锁死状态。
经了解此机床原来也曾出现过类似故障，但只需按下急停解除后，机床可以恢复工作状态。
二、故障原因分析机床故障主要原因是“跟踪误差”，首先分析什么情况下会造成跟踪误差。
为了保证加工精度，目前的数控机床一般采取三环结构的伺服系统，系统实际位移被反馈到数控装置和伺服驱动中，直接与输入的指令位移值进行比较，用误差进行控制，最终实现移动部件的精确运动和定位。
所谓跟踪误差即指带反馈的机床在加工过程中出现指令位置与实际位置不符时机床报警的错误。
说到底，跟踪误差与位置有关，为了研究跟踪误差，就少不了理解位置环的工作原理。
位置环的结构简图如图1所示，其核心为位置控制调节器，根据CNC输入数据经过插补计算及刀补计算，速度的均匀化等处理，向各轴发出脉冲，个数代表距离，频率代表速度，对于位置控制调节器而言，是加计数。
而来自脉冲编码器的反馈脉冲，个数代表工作台运行的实际位置，频率代表电机的旋转速度。
通过同步，四分频等控制和转换后送到调节器中去，是减计数。
在每个采样周期内，位置控制调节器得到一个数，这个数就是跟踪误差，表示实际距离与要求距离的差值，数值大就希望坐标轴移动快一点，经过转换为模拟量去控制电机速度，数值小表明距离目标近，要慢慢接近目标，最后准确停车。
跟踪误差过大是一种报警措施，当某个采样周期的跟踪误差大于系统设定的允许误差时，系统就会出现跟踪误差过大报警提示。
实际上可以通过参数设定最大跟踪误差，但该参数是机床厂家根据设备性能综合调试的理想参数，如超出此极限值，加工出的产品零件必然产生形状与位置的误差。
华中数控系统常见故障及诊断办法
硬件板卡损坏 机械卡死
1． 坐标轴控制电缆应采用 双绞屏蔽电缆
2． 坐标轴控制电缆屏蔽可 靠接地
3． 坐标轴控制电缆尽量不 要缠绕
4． 坐标轴控制电缆与其他 强电电缆尽量远离且不 要平行布置
检查伺服驱动器有关增益调 节的参数，仔细调整参数 1． 检查伺服驱动器控制方
开关 检 查 PMC 用 户 参 数 P[51]-P[63] ， P[77] 是 否 对 应输入点
检查PLC 程序 需更换系统或送厂维修
参考
参见《世纪星连结说明 书》2.10 节
3.故障现象三：系统跟踪误差过大或定位误差过大
故障原因
措施
1． 检查电路
2． 检查电源模块
伺服驱动器未上强电
3． 检查驱动模块
开关 检 查 PMC 用 户 参 数 P[51]-P[63] 是 否 对 应 输 入 点
检查PLC 程序 需更换系统或送厂维修
z 系统可以手动运行但无法切换到自动或单段状态
故障原因
坐标轴超程
系统信号未满足要求
参数设置不当 PLC软件
硬件板卡损坏
措施
检查超程限位开关
1． 检查输入端口 2． 检查电路 3． 检查电源模块 4． 检查驱动模块 5． 检查主轴模块 6． 检查刀具夹紧/松开信号 7． 检查伺服动力电源空气
参考
参见《伺服驱动器使用 手册》
8
伺服驱动器/电机选型错误
需更换伺服驱动器/电机
z 伺服电机缓慢转动零漂 故障原因
伺服驱动器参数错 数控装置与伺服驱动器之间的坐标 轴控制电缆未接好 坐标轴控制电缆受干扰
电机没有可靠接地 伺服电机编码器损坏
措施
武汉华中数控系统常见问题处理对策
武汉华中数控系统常见问题处理对策来源：武汉华中数控股份有限公司一系统类故障判断维修1、电机不运转2、伺服电机缓慢转动零漂3、伺服电机静止时抖动4、接通伺服驱动器动力电源立即出现报警5、系统有手摇工作方式但手摇无反应6、系统无手摇工作方式7、伺服电机抱闸无法打开或不稳定8、打开急停开关后升降轴自动下滑9、两次回参考点机床位置相差一个整螺距10、回零(回参考点)精度差11、回零(回参考点)时坐标轴反向低速移动直到压到超程限位开关12、回零(回参考点)时坐标轴无反应13、回零(回参考点)时报硬件故障14、系统跟踪误差过大或定位误差过大15、系统可以手动运行但无法切换到自动或单段状态16、系统始终保持复位状态17、系统始终保持急停状态不能产生复位信号18、开机后系统报坐标轴机床位置丢失19、运行或操作中出现死机或重新启动20、数控主菜单后黑屏21、不能进入数控主菜单22、DOS系统不能启动23、屏幕没有显示但工程面板能正常控制24、屏幕没有显示二伺服电机类故障判断维修1、电机轴输出扭矩很小2、电机爬行3、电机运转时跳动4、电机只能运行一小段距离三变频或伺服主轴运转故障判断维修1、主轴定向停的位置不准确2、主轴不能定向停3、主轴不转4、主轴超速或不可控四运行故障判断1、系统内部报警信息2、进给轴在低速下运行正常，在高速下抖动或报警3、开机第一次移动进给轴出现跟踪误差过大或定位误差过大报警，而如果第一次移动未报警中间使用时则一直正常4、车床加工中轴未移动到位即开始换刀造成打刀5、采用小线段加工时有停顿现象6、加工圆或圆弧时45度方向超差7、功丝不能执行8、加工螺纹(功丝)时，有乱丝现象9、HNC-18i/19i系统车螺纹时主轴速度>200转/分报警超速10、刀架能选刀，但刀架偏了一个角度11、刀架不动。
数控系统跟踪误差过大报警现象及实例分析
图3 数控机床加工过程结构示意图
（1）控制器（数控系统）环节 数控机床的 控制器环节是用数控系统完成的，此环节包含了数 控系统硬件本身和相关的软件控制。
（2）放大驱动环节 放大驱动环节主要由伺 服驱动模块完成，现在的驱动模块也往往有自己的 CPU，所以除了硬件外同样也会有软件参数设置不 合理及错误的故障原因。
1. 相关概念 跟踪误差指的是数控机床在移动过程中的误 差，即在移动过程中，理论移动量和实际移动量的 差值（这里是和位移量“相当”的一个量值，大 多数情况下是一个电量，因为此时经过了反馈环 节），是动态的概念范畴，即E(S)=R(S)－B(S)。 这 里 ， 还 要 特 别 提 及 另 外 一 个 概 念 —— 定 位 误差。定位误差指的是数控机床移动停止后产生 的误差，即位移结束后，理论位移量和实际位移 量的差值，是静态概念范畴，即E′(S)= C(S)理论－ C(S)实际。 一般通用闭环控制系统结构如图1所示，其中 R(S)为输入信号，C(S)为输出信号，E(S)为输入端 定义的误差信号，G(S)为前向通道传递函数，H(S) 为反馈通道传递函数，B(S)为反馈信号。
（4）故障处理 重新换上同型号的连接电 缆，再次运行，机床故障排除。
（5）心得体会 由于X轴的编码器电缆是通过 Z轴拖动的拖链进入到电气柜的，因为本身接触不
冷加工
85 2013年 第1期
E 设备与维修 quipment and Maintenance
图1 通用闭环控制系统结构 而对于全闭环数控机床，其控制系统框图如图 2所示。 参照图1、图2并进行比对，我们不难发现数学
模型中的各个环节在实际机床内包含的部件和机 构。
图2 全闭环控制数控机床控制结构框图
2. 故障理论根源 跟踪误差过大报警产生的原因是机床在运行过 程中，实际坐标位置与反馈坐标位置不相符，且其 值超过系统规定的允许值，此时，系统便会产生 “跟踪误差过大”报警，即E(S)=R(S)－B(S)≥给 定规定值。图3为数控机床加工过程结构示意图， 从系统的控制回路看，凡是和跟踪误差数学关系表 达式相关的量都有可能成为造成此类报警的原因。 详细来说有以下几个环节：
华中HNC—21TF系列数控机床典型故障诊断与解决
华中HNC—21TF系列数控机床典型故障诊断与解决作者：王晓明黄永华于志德来源：《企业科技与发展》2018年第09期【摘要】文章针对华中HNC-21TF系列数控机床常见急停故障、刀架故障等实例，从数控控制原理、机械原理及电气原理进行分析，阐述了故障产生的原因和解决的措施。
【关键词】数控机；故障诊断；维修【中图分类号】TG519.1 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2018）09-0168-020 引言数控机床以其高精、高效、质量稳定等特点，在机械制造业中具有举足轻重的地位。
数控机床技术集机械制造、控制理论、精密测量、数据通信等各项技术于一体，是机加工领域典型的机电一体化技术，在数控机床使用过程中不可避免地会出现一些故障，其故障诊断与维修是使用过程中的重要组成部分，也是长期可靠运行的重要保障。
鉴于数控技术涉及面广，故障原因复杂多样，对维修人员的专业性要求较高。
华中HNC-21系列数控系统以其较高的精度和稳定性及适中的价格，广泛应用于国内主流数控机床，具有较高的市场占有率。
本文针对该系列数控机床的急停故障、刀具故障等常见故障，闡述故障产生的原因及解决的措施。
1 华中HNC-21TF系列数控综合实验台简介HNC-21TF系列综合实验台是华中数控研发的一套用于实践教学和技能培训的综合实验装置，该装置主要由HNC-21TF数控装置、变频调速主轴及三相异步电动机、交流伺服电动机及伺服单元、步进电动机及步进电动机驱动器、测量装置、十字工作台组成。
该装置能够模拟数控车床工业现场运行过程，直观便捷，备受各大中高职院校青睐，广泛应用于数控电气连接、安装、调试、故障诊断维修等实训教学之中。
2 HNC-21TF系列数控机床常见故障诊断及维修实例2.1 数控机床急停故障急停是数控机床操作中最常用的功能之一。
首先，急停按钮主要用于数控系统或机床出现紧急情况时，通过停止机床运动或切断动力装置主电源，起到保护数控系统和电气元件的作用。
数控机床定位误差过大故障诊断与维修
6、检查伺服驱动器有关增益调节的参数，仔细调整参数。
7、检查伺服驱动器控制方式，检查伺服驱动器脉冲形式，检查伺服驱动器电机极对数，检查伺服驱动器电机编码器反馈线数。
7、伺服驱动器参数错。
8、伺服驱动器未上使能。
9、系统特性参数不当。
10、伺服驱动器/电机选型错误或损坏。
11、硬件板卡损坏。
12、机械卡死。
故障排除
1、更换滚珠丝杠轴承。
2、检查电路，检查、。检查电机接线。
4、检查坐标轴控制电缆（XS30 XS31 XS32 XS33）。
8、检查输出端口，检查电路，检查驱动模块。
9、检查坐标轴的加减速时间常数，检查坐标轴的反馈电子分子/分母，检查坐标轴参数中的最高快移速度是否超出了电机额定转速。
10、需更换伺服驱动器/电机。
11、需更换系统或送厂维修。
12、调整机械。
数控机床定位误差过大故障诊断与维修
故障一
机床类型
华中世纪星机床
故障现象
移动X轴时，出现定位误差过大
故障分析
1、滚珠丝杠轴承磨损。
2、伺服驱动器未上强电。
3、电机编码器反馈电缆与电机强电电缆不一一对应。
4、数控装置与伺服驱动器之间的坐标轴控制电缆未接好。
5、坐标轴控制电缆受干扰。
6、伺服驱动器特性参数调得太硬或太软。
华中数控车床常见故障诊断与维修
毕业论文（设计）题目华中数控车床常见故障诊断与维修学生姓名郝学儒学号 11021717班级 110217专业数控设备应用与维护分院工程技术分院指导教师王锐2013年 11 月 30 日目录摘要 (1)第1章数控车床维修基础 (2)1.1 数控车床维修的基本要求 (2)1.2 故障的分析方法 (4)1.3 维修的基本步骤 (5)第2章华中系统的诊断与维修 (8)2.1 CNC系统的主要故障 (8)C系统软件故障纤细及其成因 (9)C硬件故障现象及其成因 (9)2.4 CNC系统的自诊断 (10)第3章华中数控机床常见故障诊断及维修实例 (11)3.1 数控机床出现急停故障 (11)3.1.1机床一直处于急停状态，不能复位 (12)3.1.2在自动运行的过程中，报跟踪误差过大引起的急停故障 (12)3.1.3伺服单元报警引起的急停 (12)3.1.4主轴单元报警引起的急停 (13)3.2 机床回参考点（回零）故障 (13)3.2.1参考点编码器类故障分析与维修 (13)3.2.2回零重复性差或参考位置偏差 (14)3.2.3参考点位置偏差一个栅格（参考点发生整螺距偏移） (15)3.2.4回参考点时，出现超程报警 (15)3.2.5回参考点过程中出现“软超程”报警 (16)3.3 刀架故障 (16)3.3.1刀架抬起不转动故障 (17)3.3.2刀架旋转不止故障 (18)3.3.3刀架定位不准故障 (18)3.3.4刀架转动不到位故障 (19)3.4 数控机床PLC故障诊断的方法 (19)第4章设计小结 (21)参考文献 (22)致谢 (23)摘要系统可靠性是指数控系统在规定的条件和规定的时间内完成规定功能的能力，故障是指系统在规定的条件和规定的时间内失去了规定的功能。
数控机床是复杂的大系统，它涉及光、机、电、液等很多技术，发生故障是难免的。
机械锈蚀、机械磨损、机械失效，电子元器件老化、插件接触不良、电流电压波动、温度变化、干扰、噪声，软件丢失或本身有隐患、灰尘，操作失误等都可导致数控机床出故障。
华中系统常见的故障现象及处理过程
华中系统常见的故障现象及处理过程1、电源类故障下面列举了一些华中系统常见的故障现象及过程。
例1:一台普通数控车床上电后NC无法启CRT有辉光。
故障分析:初步分析是给数控装置供电的开压电源工作异常,开关电源前的低频滤波器异常或者电网电压波动过大造成。
用万用表电网电压正常,滤波器正常,稳压电源输入20V正常,输出电压只有DC16V,而正常输入C24V。
通过电平调整修调回复,启动机床正本故障由于开关电源模块不良所致。
2、系统显示类故障诊断与维修例2:一台普通数控车床在工作过程中主轴有,但CRT无速度显示。
故障分析:初步分析是系统参数设置错误,或轴编码器损坏、断线。
首先利用华中系统得状态监视器观察系统发出信号正常,利用I功能让主轴转动但无速度到达,退出交互界行editpara.exe进入系统参数设置,经检查参常,用万用表检查端子排上主轴编码器电源5V,没有电压显示,更换电缆线后正常。
本故障码器电缆线断线所致。
3、数控系统软件故障诊断与维修例3:普通数控车床NC启动后进入交互界面,但机床无法执行任何操作,无故障显示。
故障分析:初步分析为系统驱动数据文件丢PLC参数设置不对,导致输入输出点不匹配。
进入plc参数存储目录下执行参数设置文检查PLC参数设置正常,后将备份的Hnc-21V、Hnc-21v4.DRV文件拷贝至DRV驱动文件目录下覆盖,启动机床后正常,本故障由于机电读写错误造成数据丢失所致。
4、急停报警类故障与维修例4:一台数控试验台可执行程序,手动操作时正常,但Z轴一旦执行G00或者手动快移出现急停,系统报警为跟踪误差过大,消除报,故障仍然存在。
故障分析:初步分析为系统参数中Z轴定位限值过小,或Z轴的外部脉冲当量分子设置。
经检查定位允差设置正常,用百分表测量机作台位移,发现实际位移和指令位移不一致,说明书,经计算后重新修改外部脉冲当量分,故障消失。
本故障为学生在进行参数试验时错误所致。
5、操作类故障诊断与维修例5:一台数控试验台手动移动工作台超程后解除。
数控机床跟踪误差大故障分析与排除
计划 ： 根 据 跟 踪误 差 大故 障 成 因分 析 ， 确 定 故 障 诊
断基本 流程 ： 首 先检 查 （ 最大 跟踪 误差 ） 与 位 置 环 增 益 系 能逐 渐下 降 为零 ， 其速度 轨迹 线是 渐 变 的。 数 ＫＶ 是 否 在 合 理 范 围 ；检 查 反 馈 线 是 否 断线 或 者 松 根 据 反复 试 验 看 到 ， 速度 曲线 分 为加 速 区 、 稳 定 区 坐 标轴 各 接 口是否 有 松 动 ； 用 模块 交 换 法 测试 伺 服 和减 速 区 。 开始 加速 阶段 ｆ ｏ＞ｆ ａ ， 每 隔采样 周 期 ｐ ｚ ＞ｐ ｆ ， 跟 动 ； 检查 机械 负 载情况 。 踪误差不断加大 ； 稳定 阶段 ｆ ｏ ＝ ｆ ａ ， 每隔采样周期 ｆ ｏ ＝ ￣ ａ ， 与 电机是 否有 问题 ； 诊断 ： 调 出系 统 参 数 ， 查 看系统说 明书 ， 为推荐值 ， 故 跟 踪误 差保 持 不变 ，而减 速 阶段 ｆ ｏ＜ｆ ａ ，每 个 采 用 周 期 ｐ ｚ＜ｐ ｆ ， ｇ － ｌ ￣ 踪误 差 不断减 小 直至 为零 。 参 数 应 没 问题 ； 检 查 反 馈 线 无 明显 断裂 ， 也 没有 松 动 ； 坐标
二、 跟 踪 误 差 数 值 计 算 系 统 的立式 铣床 ， 一 驱 动 ｚ轴 就 出 现 ３ １个 按 恒 速 Ｆ进 给 的 位 移 指 令 时 ，
勘察 ： 查 维 修 手册 ， ＃
３ １号 报 警 内容 ； 跟 踪 误 差
重复 操作 ， 伺 服驱 动 器 指示 灯 亮 ， 故 障依 旧 ； 周 围无 执 行 部件 的速度 并不 能立 即到 达指 定 的速 度值 Ｆ ， 而 要 大 ； 电网正 常 ， 环 境 与机床 外貌 无异 常 。 从 零 逐 渐 上 升 到 Ｆ值 ， 以后就 定 在 此 速度 上 运 行 ， 当 达 干扰 源 ，
华中系统常见的故障现象及处理过程
华中系统常见的故障现象及处理过程1、电源类故障下面列举了一些华中系统常见的故障现象及过程。
例1:一台普通数控车床上电后NC无法启CRT有辉光。
故障分析:初步分析是给数控装置供电的开压电源工作异常,开关电源前的低频滤波器异常或者电网电压波动过大造成。
用万用表电网电压正常,滤波器正常,稳压电源输入20V正常,输出电压只有DC16V,而正常输入C24V。
通过电平调整修调回复,启动机床正本故障由于开关电源模块不良所致。
2、系统显示类故障诊断与维修例2:一台普通数控车床在工作过程中主轴有,但CRT无速度显示。
故障分析:初步分析是系统参数设置错误,或轴编码器损坏、断线。
首先利用华中系统得状态监视器观察系统发出信号正常,利用I功能让主轴转动但无速度到达,退出交互界行editpara.exe进入系统参数设置,经检查参常,用万用表检查端子排上主轴编码器电源5V,没有电压显示,更换电缆线后正常。
本故障码器电缆线断线所致。
3、数控系统软件故障诊断与维修例3:普通数控车床NC启动后进入交互界面,但机床无法执行任何操作,无故障显示。
故障分析:初步分析为系统驱动数据文件丢PLC参数设置不对,导致输入输出点不匹配。
进入plc参数存储目录下执行参数设置文检查PLC参数设置正常,后将备份的Hnc-21V、Hnc-21v4.DRV文件拷贝至DRV驱动文件目录下覆盖,启动机床后正常,本故障由于机电读写错误造成数据丢失所致。
4、急停报警类故障与维修例4:一台数控试验台可执行程序,手动操作时正常,但Z轴一旦执行G00或者手动快移出现急停,系统报警为跟踪误差过大,消除报,故障仍然存在。
故障分析:初步分析为系统参数中Z轴定位限值过小,或Z轴的外部脉冲当量分子设置。
经检查定位允差设置正常,用百分表测量机作台位移,发现实际位移和指令位移不一致,说明书,经计算后重新修改外部脉冲当量分,故障消失。
本故障为学生在进行参数试验时错误所致。
5、操作类故障诊断与维修例5:一台数控试验台手动移动工作台超程后解除。
数控专业 华中数控系统数控机床常见故障诊断与维修(常用版)
数控专业华中数控系统数控机床常见故障诊断与维修（常用版）(可以直接使用，可编辑完整版资料，欢迎下载）数控专业华中数控系统数控机床常见故障诊断与维修毕业论文(设计)论文题目 : 华中数控系统数控机床常见故障诊断与维修姓名 : xxx学号 : xx专业 : 数控技术班级 : xx班所在院系 : xxxxxxxxxxx指导老师 : xx提交日期 : 2021年x月x日目录摘要11. 绪论 31.1. 课题背景 31.2. 本课题的主要内容 31.2.1. 设计内容 31.2.2. 设计要求 32. 数控机床的介绍 42.1. 数控机床的概念 42.2. 华中数控系统特点 42.2.1. 电气原理图简介 62.2.2. 继电器与输入输出开关量72.2.3. 伺服单元接线图82.3. 数控机床的工作原理93. 数控机床诊断应具备基本常识103.1. 数控机床系统的可靠性 103.2. 数控机床诊断的特点103.3. 对人员的基本要求103.4. 对排故手段的要求113.5. 排故前的准备工作113.6. 现场排故与维修113.7. 数控机床的诊断原则与常用诊断方法113.7.1. 数控机床故障诊断原则 124. 数控机床常用电器元件 134.1. 低压断路器134.1.1. 塑料外壳式断路器144.1.2. 小型断路器144.2. 接触器 144.3. 继电器 154.3.1. 热继电器154.4. 熔断器 164.5. 数控机床故障诊断慨括 174.6. 故障的基本概念174.7. 数控机床故障的分类174.8. 数控机床的故障规律185. 华中数控机床常见故障诊断及维修实例 185.1. 数控机床出现急停故障 185.1.1. 机床一直处于急停状态,不能复位205.1.2. 在自动运行的过程中,报跟踪误差过大引起的急停故障20 5.1.3. 伺服单元报警引起的急停205.1.4. 主轴单元报警引起的急停215.2. 机床回参考点(回零)故障215.2.1. 参考点编码器类故障分析与维修215.2.2. 回零重复性差或参考位置偏差235.2.3. 参考点位置偏差一个栅格(参考点发生整螺距偏移) 235.2.4. 回参考点时,出现超程报警245.2.5. 回参考点过程中出现“软超程”报警246. 刀架故障256.1. 刀架抬起不转动故障266.2. 刀架旋转不止故障276.3. 刀架定位不准故障276.4. 刀架转动不到位故障287. 附加数控机床PLC故障诊断的方法288. 设计小结299. 参考文献3010. 致谢31摘要:自从计算机技术应用到了机床上,近半个世纪以来,数控系统经历了两个阶段和六代的发展。
华中数控系统的故障分析
第7章华中数控系统的故障分析7.1 华中世纪星系列数控系统的性能特点华中世纪星系列数控系统（HNC-21/22）的主要特征有：1、基于PC的数控系统，先进的开放式体系结构，内置原装进口嵌入式工业PC机，软件平台和应用程序与通用微机完全兼容，具备微机的各种扩展接口，微机的外部设备如显示卡、键盘、鼠标、电子盘、软硬盘驱动器、RS232通讯接口、内存条、网络接口均可直接在数控系统上使用。
2、已配置4个进给轴，支持四轴联动。
具有数字脉冲式和模拟量式控制接口，支持开环、半闭环和全闭环控制方式。
可自由选配多种国内外脉冲式、模拟式、串口式的交流、直流伺服单元或步进电机驱动单元。
伺服轴允许最大切削速度达24米/分钟。
3、具有一个主轴的控制接口，可选配多种机械调速主轴、变频调速主轴和交流伺服主轴单元。
4、支持数控车、铣、加工中心和车铣复合功能。
支持加工中心所需要的主轴定位或定向功能。
可采用备用式或机械手臂式刀库自动换刀，刀库最大容量256个。
具有刀具寿命管理功能。
5、采用国际ISO通用的G代码编程，具有直线、圆弧、螺旋线插补功能，G、M、T指令丰富。
特别是固定循环、旋转、缩放、刀具补偿、宏程序等指令功能强大。
可直接使用MasterCAM、UG、ProE 等CAD/CAM软件生成的数控加工代码。
6、采用7.7寸（HNC-21）彩色液晶显示器和10.4寸（HNC-22）TFT彩色液晶显示器。
显示器分辨率为640 480。
画面美观、清晰、直观。
7、具有图形功能：刀具中心轨迹、3D立体程序核对及同步加工图形及XY、YZ、XZ平面图形联合显示。
8、配置40路输入接口和32路功率放大光电隔离开关量输出接口、手持单元接口、模拟主轴控制接口与编码器接口，以及远程I/O板扩展接口。
9、配置标准机床工程面板，不占用PLC的输入/输出接口。
操作面板颜色、按键名称可按用户要求定制。
10、强大的系统自诊断及报警功能：计算机软件诊断、CNC初始状态及通讯诊断、伺服系统诊断、PLC诊断，用户可定义报警信息。
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华中数控系统跟踪误差过大故障诊断及维修实例分析
摘要：数控系统的“跟踪误差过大”报警是最为常见和频繁的报警之一，由于涉及数控机床的机械与电气控制等方面，故在查找原因时复杂，
常采用排除法进行故障诊断。
关键词：华中数控；跟踪误差；故障分析
笔者根据自己的维修经历，就数控机床的"跟踪误差过大"报警现象，
探究其故障机理，找到快速有效的排除方法与思路，就此类报警现象做如
下交流。
一、故障特征
我校一台实训教学用数控车床，配置华中HNC-21T系统，此设备轴控
制为半闭环位置控制系统。
教学使用过程中出现故障，具体现象为机床上
电无报警，Z轴移动过程电机转动后报警出现，故障显示为Z轴“跟踪误
差过大”，按下急停开关后再解除，又出现错误提示，机床处于锁死状态。
经了解此机床原来也曾出现过类似故障，但只需按下急停解除后，机床可
以恢复工作状态。
二、故障原因分析
机床故障主要原因是“跟踪误差”，首先分析什么情况下会造成跟踪
误差。
为了保证加工精度，目前的数控机床一般采取三环结构的伺服系统，系统实际位移被反馈到数控装置和伺服驱动中，直接与输入的指令位移值
进行比较，用误差进行控制，最终实现移动部件的精确运动和定位。
所谓
跟踪误差即指带反馈的机床在加工过程中出现指令位置与实际位置不符时
机床报警的错误。
说到底，跟踪误差与位置有关，为了研究跟踪误差，就
少不了理解位置环的工作原理。
位置环的结构简图如图1所示，其核心为位置控制调节器，根据CNC
输入数据经过插补计算及刀补计算，速度的均匀化等处理，向各轴发出脉冲，个数代表距离，频率代表速度，对于位置控制调节器而言，是加计数。
而来自脉冲编码器的反馈脉冲，个数代表工作台运行的实际位置，频率代
表电机的旋转速度。
通过同步，四分频等控制和转换后送到调节器中去，
是减计数。
在每个采样周期内，位置控制调节器得到一个数，这个数就是跟踪误差，表示实际距离与要求距离的差值，数值大就希望坐标轴移动快一点，
经过转换为模拟量去控制电机速度，数值小表明距离目标近，要慢慢接近
目标，最后准确停车。
跟踪误差过大是一种报警措施，当某个采样周期的跟踪误差大于系统
设定的允许误差时，系统就会出现跟踪误差过大报警提示。
实际上可以通
过参数设定最大跟踪误差，但该参数是机床厂家根据设备性能综合调试的
理想参数，如超出此极限值，加工出的产品零件必然产生形状与位置的误差。
所以说，最大跟踪误差的设定与加工零件的位置于形状的精度密切相关，不可随意更改。
三、故障诊断与排查
数控机床中跟踪误差过大是一个较为复杂的问题，但从报警机理出发
可知，其原因为机床运行过程中，实际坐标位置与反馈坐标位置不相符，
且超出系统规定的允许值。
从系统控制方面来看，确定排查此类故障基本
原则是先检查软件后检查硬件，先机械后电气，参考华中数控系统提供的
诊断流程逐个排查。
1.数控系统参数设置一般在调试机床或更换元部件之后要进行参数调整，但该机床此前并未有更换元器件的维修记录，伺服驱动参数及系统特
性参数因均设置了机床密码，经与出厂设置核查也未发现更改，故可排除
故障原因。
2.伺服驱动器与数控装置硬件检查机床报警为跟踪误差大，未出现其
他报警信号，由于之前也曾出现过类似情况，逐对相关硬件进行检查。
首
先对伺服驱动器进行排查，检查端口、电路、驱动模块连接情况，均未发
现松动情况。
进一步检查各坐标轴及电机编码器电缆连接，将部分缠绕电
缆及松动情况进行调整，并进行一次除尘保养，故障依然存在，故可排除
故障原因。
3.该机床采用半闭环控制系统，Z轴移动出现报警，对Z轴驱动部件
进行检查Z轴驱动电机进行检测，未发现“局部短路”和“绝缘电阻降低”情况，逐进一步检查机械部分。
检查机床Z轴驱动电机与丝杆联轴器联接，螺丝并未松动。
检查Z轴工作台镶条松紧程度，松开止退螺钉，通过调节
后发现不能灵活移动，预判为丝杆部件的机械故障。
四、故障处理
将机床丝杆传动部件拆下后发现，丝杆工作状态恶劣，部件润滑状态
不佳，存在机械卡死现象。
逐对部件进行一次清洗保养后安装，机床开机
后未再出现报警提示，判断是由于摩擦阻力导致Z轴移动受阻，移动产生“丢步”而造成“跟踪误差过大”报警。
在后期检测过程中发现，由于非
专业安装及丝杆磨损等原因造成不能逆转的机床精度下降现象。
五、
机床出现报警情况时，应及时反馈信息。
本案例中机床曾出现过类似
报警情况，但由于未及时处理，对机床造成永久性损伤。
此外，由于是教
学使用机床，受使用人员素质及条件制约，机床的使用及维护保养工作都
不够细致。
通过此次机床维修，不但检验了教师的专业职业能力，为机床维修课程的开展提供了很好的素材，同时也发现实训管理中的不足，在今后的工作中不断改进加强。