数控机床-维修篇

诊断用技术资料
数控系统操作手册 数控系统编程手册 数控系统安装与维修手册 伺服驱动系统使用说明书 数控机车的技术资料对故障分析与诊断 非常重要，必须认真仔细地阅读， 非常重要，必须认真仔细地阅读，并对 照机床实物，做到心中有数。 照机床实物，做到心中有数。一旦机床 发生故障，再进行分析的同时查阅资料。 发生故障，再进行分析的同时查阅资料。
数控系统故障诊断方法
一、诊断步骤和要求 故障检测（确定有否故障） 故障检测（确定有否故障） 1.故障诊断 故障判断（确定故障性质） 1.故障诊断 故障判断（确定故障性质） 故障定位（确定故障部位） 故障定位（确定故障部位） 2.故障诊断要求： 2.故障诊断要求 故障诊断要求： 故障检测方法简便有效 使用的诊断仪器少而实用 故障诊断的所需的时间尽可能短
故障处理
一、故障 一、故障 软故障—由调整、 软故障—由调整、参数设置或操作不当引 在使用初期发生较多，不熟悉） 起（在使用初期发生较多，不熟悉） 硬故障—由数控机床（控制、检测、驱动、 硬故障—由数控机床（控制、检测、驱动、 液气、机械装置） 液气、机械装置）的硬件失效引起 二、故障处理对策 除非出现影响设备或人身安全的紧急情况， 除非出现影响设备或人身安全的紧急情况， 不要立即切断机床的电源。 不要立即切断机床的电源。应保持故障现 场。
常用故障诊断方法
十一、测量比较法 十一、 为了检测方便， 为了检测方便，在模板或单元上设有检测 端子，用万用表、示波器等仪器对这些端 端子，用万用表、 子的电平或波形进行测试， 子的电平或波形进行测试，将测试值与正 常值进行比较， 常值进行比较，可以分析和判断故障的原 因和及故障的部位。 因和及故障的部位。 各种故障诊断方法各有特点， 各种故障诊断方法各有特点，要根据故障 现象的特点灵活的组合应用。 现象的特点灵活的组合应用。
2.检查加工程序及操作情况 2.检查加工程序及操作情况 是否为新编制的加工程序 刀具补偿指令及补偿量是否正确 故障是否与换刀有关 故障是否与进给速度有关 操作者的情况（新手） 操作者的情况（新手） 3.检查系统的输入电压 3.检查系统的输入电压 输入电压的波动， 输入电压的波动，电压值是否在正常范围 附近有否使用大电流的装置
复位后，故障不能消失， 复位后，故障不能消失，可从以下几方面 进行调查： 进行调查： 1.检查机床的运行状态 1.检查机床的运行状态 机床故障时的运行方式 CRT显示的内容 报警信号和报警号） CRT显示的内容（报警信号和报警号） 显示的内容（ 驱动装置、 驱动装置、变频器等显示的报警指示 故障时轴的定位误差 刀具轨迹是否正常 辅助机能的运行状态
常用故障诊断方法
C系统的自诊断功能 C系统的自诊断功能 开机自诊断— 开机自诊断—系统内部自诊断程序通电后 动执行对CPU、存储器、总线和I/O等模 动执行对CPU、存储器、总线和I/O等模 块及功能板、CRT、 块及功能板、CRT、软盘等外围设备进行 功能测试，确定主要硬件能正常工作。 功能测试，确定主要硬件能正常工作。 运行中的故障信息提示—发生故障在CRT 运行中的故障信息提示—发生故障在CRT 上报警信息，查阅维修手册确定故障原因 上报警信息， 及排除方法。（不唯一，信息丰富则准确） 。（不唯一 及排除方法。（不唯一，信息丰富则准确）
常用故障诊断方法
十、隔离法 隔离法是将某些控制回路断开，从而达到 隔离法是将某些控制回路断开， 缩小查找故障区域的目的。 缩小查找故障区域的目的。 方式下， 某加工中心， JOG方式下 例：某加工中心，在JOG方式下，进给平 但自动则不正常。首先要确定是NC故 稳，但自动则不正常。首先要确定是NC故 障还是伺服系统故障， 障还是伺服系统故障，先断开伺服速度给 定信号，用电池电压作信号，故障依旧。 定信号，用电池电压作信号，故障依旧。 说明NC系统没有问题 进一步检查是Y 系统没有问题。 说明NC系统没有问题。进一步检查是Y轴 夹紧装置出故障。 夹紧装置出故障。
常用故障诊断方法
3.数据和状态检查 3.数据和状态检查 CNC系统的自诊断不但能在 CNC系统的自诊断不但能在CRT上显示故 系统的自诊断不但能在CRT上显示故 障报警信息，而且还能以多页“诊断地址” 障报警信息，而且还能以多页“诊断地址” 和“诊断数据”的形式提供机床参数和状 诊断数据” 态 信息 接口检查 参数检查
常用故障诊断方法
1.直观法（望闻问切） 1.直观法（望闻问切） 直观法 机床的故障现象、 问—机床的故障现象、加工状况等 CRT报警信息 报警指示灯、 报警信息、 看—CRT报警信息、报警指示灯、熔丝 断否、元器件烟熏烧焦、 断否、元器件烟熏烧焦、电容器膨胀变 开裂、保护器脱扣、 形、开裂、保护器脱扣、触点火花等 异常声响（铁芯、欠压、振动等） 听—异常声响（铁芯、欠压、振动等） 闻—电气元件焦糊味及其它异味 发热、振动、 摸—发热、振动、接触不良等
4.检查环境状态 4.检查环境状态 CNC周围的温度状况 CNC周围的温度状况 控制柜热交换器、 控制柜热交换器、轴流风扇工作情况 系统周围的振动情况 附近有否高频干扰源 5.检查机床状况 5.检查机床状况 熔丝是否已熔断 故障前是否修理过机床或设置过参数 机床是否已调整好
在运行过程中是否改变过工作方式 机床是否正处于急停、 机床是否正处于急停、锁住状态 速度倍率开关是否设为零 进给保持按钮是否被按下 间隙补偿量是否合适 机床各信号电缆有否破损 信号线和电源线是否分开走线 屏蔽线接地是否正确
常用故障诊断方法
六、将功能相同的模板或单元相互交换， 将功能相同的模板或单元相互交换， 观察故障的转移情况， 观察故障的转移情况，就能快速判断故障 的部位。 的部位。
X驱动 X电机
系统
Y驱动 Y电机
常用故障诊断方法
七、敲击法 数控系统是由各种电路板组成，电路板上、 数控系统是由各种电路板组成，电路板上、 接插件等处有虚焊或接口槽接触不良都会 引起故障。可用绝缘物轻轻敲打疑点处， 引起故障。可用绝缘物轻轻敲打疑点处， 若出现，则敲击处很可能就是故障部位。 若出现，则敲击处很可能就是故障部位。 八、升温法 设备运行较长时间或环境温度较高时， 设备运行较长时间或环境温度较高时，机 床就会出现故障，可用电吹风、 床就会出现故障，可用电吹风、红外灯照 射可疑的元件或组件。确定故障点。 射可疑的元件或组件。确定故障点。
常用故障诊断方法
参数检查 数控机床的机床参数是经一系列的试验和 调整而获得的重要参数， 调整而获得的重要参数，是机床正常运行 的保证。包括有增益、加速度、 的保证。包括有增益、加速度、轮廓监控 及各种补偿值等。 及各种补偿值等。当机床长期闲置不用或 受到外部干扰会使数据丢失或发生数据混 乱，机床将不能正常工作。 机床将不能正常工作。 可调出机床参数进行检查、修改或传送。 可调出机床参数进行检查、接近开关、行程开关与撞块、 光电编码器、接近开关、行程开关与撞块、 光栅等元件的检查和维护 备用电路板的定期通电 备用电路板应定期装到CNC系统上通电运 备用电路板应定期装到CNC系统上通电运 长期停用的数控机床也要经常通电， 行，长期停用的数控机床也要经常通电， 利用电器元件本身的发热来驱散电气柜内 的潮气。保证电器元件性能的稳定可靠。 的潮气。保证电器元件性能的稳定可靠。
诊断常用的仪器仪表及工具
1.仪器仪表 1.仪器仪表 万用表—可测电阻、 直流电压、 万用表—可测电阻、交、直流电压、电流 指针式：有测量过程 指针式： 数字式： 数字式：直接读数 相序表— 相序表—可检查直流驱动装置输入电流的 相序 双踪示波器— 双踪示波器—检查信号波形 钳形电流表— 钳形电流表—不断线检测电流
诊断用技术资料
数控机床生产厂家必须向用户提供安装、 数控机床生产厂家必须向用户提供安装、 使用与维修有关的技术资料，主要有： 使用与维修有关的技术资料，主要有： 数控机床电气使用说明书 数控机床电气原理图 数控机床电气连接图 数控机床结构简图 数控机床参数表 数控机床PLC控制程序 数控机床PLC控制程序
诊断常用的仪器仪表及工具
脉冲发生笔与逻辑测试笔 对芯片或功能电路板的输入注入逻辑电 平脉冲，用逻辑测试笔检测输出电平， 平脉冲，用逻辑测试笔检测输出电平， 以判别其功能正常与否。 以判别其功能正常与否。 机械故障诊断仪 对机械故障进行检测、分析与诊断。 对机械故障进行检测、分析与诊断。 2. 工具 螺丝刀、钳子、镊子、 “+”、“一”螺丝刀、钳子、镊子、 烙铁等
常用故障诊断方法
九.功能程序测试法 当数控机床加工造成废品而无法确定是编 操作不当还是数控系统故障时， 程、操作不当还是数控系统故障时，或是 闲置时间较长的数控机床重新投入使用时。 闲置时间较长的数控机床重新投入使用时。 将G、M、S、T、F功能的全部指令编写一个 试验程序并运行在这台机床， 试验程序并运行在这台机床，可快速判断 哪个功能不良或丧失。 哪个功能不良或丧失。
常用故障诊断方法
4.报警指示灯显示故障 4.报警指示灯显示故障 CRT软报警外 还有许多“硬件” 软报警外， 除CRT软报警外，还有许多“硬件”报警 指 示灯，分布在电源、主轴驱动、伺服驱动 示灯，分布在电源、主轴驱动、 I/O装置上，由此可判断故障的原因。 I/O装置上 由此可判断故障的原因。 装置上， 5.备板置换法（替代法） 5.备板置换法 替代法） 备板置换法（ 用同功能的备用板替换被怀疑有故障的模 。（故障被排除或范围缩小 故障被排除或范围缩小） 板。（故障被排除或范围缩小） 注意：断电状态下/选择开关/ 注意：断电状态下/选择开关/跨线一致
接口检查—系统与机床、系统与PLC、 接口检查—系统与机床、系统与PLC、 机床与PLC的输入 输出信号， 的输入/ 机床与PLC的输入/输出信号，接口诊断 功能可将所有开关量信号的状态显示在 CRT上 CRT上，“1”表示通，“0”表示断。 表示通， 表示断。 利用状态显示可以检查数控系统是否将 信号输出到机床侧， 信号输出到机床侧，机床侧的开关信号 是否已输入到系统，从而确定故障是在 是否已输入到系统， 机床测还是在系统侧。 机床测还是在系统侧。