主轴伺服系统的故障形式及诊断方法
《数控机床故障诊断与维护》课程标准
《数控机床故障诊断与维护》课程标准课程代码：学时：64 学分：4一、课程的地位与任务《数控机床故障诊断与维护》是一门专业课程，先修课程有机械制造、气动液压、电控及PLC 技术应用等。
本课程是机电技术的综合应用，对学习机、电技术综合能力的培养有明显的促进作用。
同时也是数控的一门专业主干核心课程，具有实践性强、应用面广的特点。
通过《数控机床故障诊断与维护》的教学，使学生能够获得数控机床的基本理论和基本知识，初步掌握数控机床故障诊断与维护的基本思路、基本方法和基本原则，具有分析并排除数控机床常见故障的能力。
为今后学习后续课程和从事相关工作打下扎实的基础。
二、课程的主要内容和学时分配1.课程的主要内容第一章数控机床维修与维护基础第一节数控机床概述(1)数控机床的产生背景(2)数控机床的基本概念(3)数控机床的组成(4)数控机床的工作过程(5)数控机床的种类(6)数控机床的常用数控系统简介第二节数控机床的故障维修基础(1)数控机床的故障定义(2)数控机床常见故障的特点与规律(3)数控机床常见故障的种类(4)数控机床发生故障时的诊断方法第三节数控机床的日常维修维护与保养(1)数控机床日常维修维护工作的内容(2)数控机床机体的维护与保养(3)数控机床电气控制系统的日常维护(4)数控机床维修人员应具备的基本要求(5)数控机床的维修维护的技术资料(6)数控机床故障诊断与维护常用仪器仪表及工具第四节FANUCOi系统数控机床基本操作(1)数控机床面板介绍(2)数控机床的基本操作(3)手动进给操作第二章数控系统硬件故障诊断与维护第一节数控系统硬件概述第二节数控系统硬件的更换方法第三节数控系统硬件故障的诊断方法第四节数控机床的抗干扰措施第三章数控系统软件故障诊断与维护第一节数控系统软件的组成第二节数控系统的参数设置第三节数控系统的参数备份与恢复第四节数控系统软件故障的诊断与处理方法第四章数控机床PLC故障诊断与维护第一节数控机床PLC基础(1)数控机床中PMC的用途(2)数控机床用PLC种类(3)数控机床PLC梯形图程序(4)数控机床PLC梯形图符号第二节数控机床用PLC的操作(1)FANUCOi数控系统的PMC调试功能(2)PMC的基本操作(3)PMC编程实例第三节数控系统PMC故障诊断(1)数控系统PMC的故障类型及原因(2)通过PMC进行故障诊断的方法(3)数控机床PMC控制功能程序分析(4)典型PLC故障的分析与诊断流程第五章数控机床进给伺服系统故障诊断与维护第一节进给伺服系统的概述(1)进给伺服系统的组成(2)数控机床对进给伺服驱动系统的要求(3)进给伺服驱动系统的分类第二节步进电动机伺服系统及工作原理(1)步进进给伺服驱动系统(2)步进电动机进给伺服驱动系统的工作原理(3)步进电动机驱动系统的常见故障与维修第三节交流伺服进给驱动装置的组成及工作原理(1)交流进给伺服系统的特点(2)模拟式交流伺服控制原理(3)数字交流伺服系统控制原理(4)交流伺服系统的维护与调整第四节位置检测装置的组成及工作原理(1)位置检测装置的要求(2)位置检测方式分类(3)位置检测元件及其维护(4)位置检测故障的诊断第六章主轴驱动系统故障诊断与维护第一节数控机床主轴驱动系统基本知识(1)数控机床对主轴传动的要求(2)主轴系统分类及特点(3)主轴伺服系统故障的形式及诊断第二节交流主轴伺服系统概述(1)交流主轴伺服系统的特点(2)交流主轴调速原理(3)交流数字式主轴伺服系统（4）交流模拟式主轴伺服系统第三节交流主轴驱动系统故障诊断与维修（1）交流数字式主轴伺服系统故障的诊断与排除（2）交流模拟式主轴伺服系统故障的诊断与排除（3）主轴伺服系统故障实例及分析第七章数控机床机械结构故障诊断与维护第一节数控机床精度的检验第二节主传动机械结构的维护与维修第三节进给系统机械传动结构的维修第四节换刀装置的维护与故障诊断第五节其它辅助故障诊断与维护2.学时分配本课程在教学过程中，强调基础理论和基本概念的掌握，同时注重学生的实际动手操作，要求能把基础理论应用于实践中，让学生具备处理和排除数控机床基本故障的能力。
数控机床主轴伺服系统常见故障诊断与维护
SCIENCE &TECHNOLOGY VISION科技视界2011年8月第23期科技视界Science &Technology Vision1伺服系统简介1.1伺服系统的概念数控机床伺服系统是指以机床移动部件的位置和速度作为控制量的自动控制系统,又称随动系统。
在数控机床中,伺服系统是连接数控系统和数控机床本体的中间环节,是数控机床的“四肢”。
因为伺服系统的性能决定了数控机床的性能,所以要求伺服系统具有高精度、快速度和良好的稳定性。
1.2伺服系统的工作原理伺服系统是一种反馈控制系统,它以指令脉冲为输入给定值与输出被调量进行比较,利用比较后产生的偏差值对系统进行自动调节,以消除偏差,使被调量跟踪给定值。
所以伺服系统的运动来源于偏差信号,必须具有负反馈回路,并且始终处于过渡过程状态。
在运动过程中实现了力的放大。
伺服系统必须有一个不断输入能量的能源,外加负载可视为系统的扰动输入。
2直流主轴伺服系统从原理上说,直流主轴驱动系统与通常的直流调速系统无本质的区别,但因为数控机床高速、高效、高精度的要求,决定了直流主轴驱动系统具有以下特点:2.1调速范围宽。
2.2直流主轴电动机通常采用全封闭的结构形式,可以在有尘埃和切削液飞溅的工业环境中使用。
2.3主轴电控机通常采用特殊的热管冷却系统,能将转子产生的热量迅速向外界发散。
2.4直流主轴驱动器主回路一般采用晶闸管三相全波整流,以实现四象限的运行。
2.5主轴控制性能好。
2.6纯电气主轴定向准停控制功能。
3交流主轴伺服系统主轴驱动交流伺服化是数控机床主轴驱动控制的发展趋势,交流主轴伺服系统的特点如下:3.1振动和噪声小3.2采用了再生制动控制功能3.3交流数字式伺服系统控制精度高3.4交流数字式伺服系统用参数设定(不是改变电位器阻值)调整电路状态4主轴伺服系统的常见故障形式4.1当主轴伺服系统发生故障时,通常有三种表现形式4.1.1是在操作面板上用指示灯或CRT 显示报警信息;4.1.2是在主轴驱动装置上用指示灯或数码管显示故障状态;4.1.3是主轴工作不正常,但无任何报警信息。
数控机床主轴伺服系统常见故障诊断与维护
数控机床主轴伺服系统常见故障诊断与维护【摘要】主轴伺服系统提供加工各类工件所需的切削功率，主要完成主轴调速和正反转功能。
在实际应用中，数控机床的主轴伺服系统出现故障的几率较高，因此充分认识主轴伺服系统的重要性，掌握主轴伺服系统的故障诊断与维修方法是很有必要的。
【关键词】伺服系统；直流主轴伺服系统；交流主轴伺服系统１伺服系统简介１.1 伺服系统的概念数控机床伺服系统是指以机床移动部件的位置和速度作为控制量的自动控制系统，又称随动系统。
在数控机床中，伺服系统是连接数控系统和数控机床本体的中间环节，是数控机床的“四肢”。
因为伺服系统的性能决定了数控机床的性能，所以要求伺服系统具有高精度、快速度和良好的稳定性。
1.2 伺服系统的工作原理伺服系统是一种反馈控制系统，它以指令脉冲为输入给定值与输出被调量进行比较，利用比较后产生的偏差值对系统进行自动调节，以消除偏差，使被调量跟踪给定值。
所以伺服系统的运动来源于偏差信号，必须具有负反馈回路，并且始终处于过渡过程状态。
在运动过程中实现了力的放大。
伺服系统必须有一个不断输入能量的能源，外加负载可视为系统的扰动输入。
２直流主轴伺服系统从原理上说，直流主轴驱动系统与通常的直流调速系统无本质的区别，但因为数控机床高速、高效、高精度的要求，决定了直流主轴驱动系统具有以下特点：２.１调速范围宽。
２.２直流主轴电动机通常采用全封闭的结构形式，可以在有尘埃和切削液飞溅的工业环境中使用。
２.３主轴电控机通常采用特殊的热管冷却系统，能将转子产生的热量迅速向外界发散。
２.４直流主轴驱动器主回路一般采用晶闸管三相全波整流，以实现四象限的运行。
２.５主轴控制性能好。
２.６纯电气主轴定向准停控制功能。
３交流主轴伺服系统主轴驱动交流伺服化是数控机床主轴驱动控制的发展趋势,交流主轴伺服系统的特点如下：３.１振动和噪声小３.２采用了再生制动控制功能３.３交流数字式伺服系统控制精度高３.４交流数字式伺服系统用参数设定（不是改变电位器阻值）调整电路状态４主轴伺服系统的常见故障形式４.１当主轴伺服系统发生故障时，通常有三种表现形式４.１.１是在操作面板上用指示灯或CRT显示报警信息；４.１.２是在主轴驱动装置上用指示灯或数码管显示故障状态；４.１.３是主轴工作不正常，但无任何报警信息。
怎样判断伺服电机有没有坏掉
怎样判断伺服电机有没有坏掉
伺服电机在现代工业生产中扮演着重要的角色，它的正常运行对设备性能至关重要。
然而，伺服电机在长时间使用后可能会出现各种故障。
所以，掌握一些判断伺服电机是否坏掉的方法是非常有必要的。
以下是一些常见的方法来判断伺服电机是否坏掉：
1. 异常噪音
伺服电机在正常运行时通常会有一定的噪音，但如果噪音突然增大或出现异常的尖锐声，那可能是伺服电机出现了问题。
这种情况下，需要立即停止使用伺服电机，并检查可能的原因。
2. 运行不稳定
如果伺服电机在运行过程中突然停止或者速度不稳定，那很可能是伺服电机出现了问题。
运行不稳定可能是由于电机内部的部件损坏或者电路问题导致的，需要及时进行检修。
3. 温度异常
正常情况下，伺服电机在运行时会产生一定的热量，但如果温度异常升高，那可能是伺服电机内部出现了故障。
在这种情况下，需要尽快停止使用伺服电机，并等待它冷却后进行检查。
4. 异味
如果在伺服电机运行过程中闻到烧焦或者烧毁的异味，那伺服电机很可能已经损坏。
这种情况下，需要立即停止使用伺服电机，并进行详细的检查，以避免进一步的损坏。
5. 外观检查
定期检查伺服电机的外观也是判断其是否坏掉的重要方法。
如果发现外壳有明显的损坏、变形或者漏油现象，那就说明伺服电机可能出现了问题。
及时进行维修和更换损坏的部件可以避免更严重的故障发生。
综上所述，判断伺服电机是否有坏掉并非难事，只需留心观察其工作状态和表现，及时处理异常情况，以确保设备的安全运行和延长使用寿命。
希望以上方法能帮助您更好地保养和维护伺服电机，保障生产效率和设备质量。
机床加工中心的常见故障与排除
机床加工中心的常见故障与排除机床加工中心作为一种高效、高精度的加工设备，广泛应用于工业生产中。
然而，由于长时间的使用或操作不当，机床加工中心也会遇到一些故障问题，影响其正常工作。
本文将介绍机床加工中心常见的故障，并提供相应的排除方法。
一、电气故障1. 电机无法启动- 检查电源线路是否正常连接；- 检查电机线路是否短路或断路；- 检查电机过载保护装置是否触发，若触发应及时复位或更换保险丝。
2. 伺服系统异常- 检查伺服电机与驱动器的连接是否良好；- 检查伺服驱动器参数设置是否正确；- 检查伺服电机与驱动器之间的反馈装置是否损坏。
3. 控制系统故障- 检查控制系统的电源和信号线路是否正常；- 检查控制系统中的传感器和开关是否故障；- 若控制系统出现软件故障，可尝试重启或重新安装控制软件。
二、液压故障1. 液压系统漏油- 检查液压管路连接处是否松动，若有松动应及时紧固；- 检查液压缸密封件是否老化或破损，如有问题应及时更换；- 检查液压系统中的油封是否泄漏，若泄漏应更换油封。
2. 液压系统压力异常- 检查液压泵是否正常工作，若不正常应及时修理或更换；- 检查液压系统中的溢流阀是否故障，如有问题应修理或更换；- 检查液压缸的工作行程是否正常，若不正常应调整液压缸的行程。
三、机械故障1. 导轨、滑块卡滞- 清洁导轨和滑块表面的污垢，确保其光滑；- 检查导轨和滑块的润滑系统是否正常；- 如有需要，可考虑更换磨损严重的导轨或滑块。
2. 主轴异响或振动- 检查主轴箱内的润滑油是否充足，若不足应及时添加；- 检查主轴和主轴箱是否磨损或搭扣，如有问题应修理或更换；- 检查主轴的动平衡是否合格，如不合格应进行动平衡校正。
3. 机床加工精度下降- 检查机床工作台和主轴的调整是否准确，对不准确的部分进行调整；- 检查刀具是否磨损或松动，如有问题应及时更换或紧固；- 如有必要，可对机床进行重新校准。
四、其他故障1. 冷却系统故障- 检查冷却液是否充足，若不足应及时添加；- 检查冷却泵是否正常工作，如有问题应修理或更换；- 如发现冷却系统漏水，应检查管路连接处是否松动或密封件是否老化。
数控机床常见故障及维修方法
数控机床常见故障及维修方法
数控机床的常见故障主要有以下几种：
1. 伺服系统故障：例如伺服电机无法正常运转、伺服驱动器报警等。
维修方法包括检查伺服电机与伺服驱动器的连接、清洁驱动器、校正伺服系统参数等。
2. 主轴系统故障：例如主轴无法启动、主轴转速不稳定等。
维修方法包括检查主轴电机与电源、检查主轴轴承、清洁主轴系统等。
3. 机床进给系统故障：例如进给轴无法移动、进给轴运动不平稳等。
维修方法包括检查进给伺服电机与驱动器、检查进给轴传感器、校正进给系统参数等。
4. 控制系统故障：例如控制面板无法正常启动、控制程序运行错误等。
维修方法包括检查控制系统电源、检查控制面板连接、更新控制软件等。
5. 冷却系统故障：例如水冷系统无法正常工作、冷却液温度过高等。
维修方法包括检查水冷系统管路连接、检查冷却液泵、清洗冷却系统等。
对于以上故障，维修方法一般包括检查连接是否松动、清洁机床内部、更换损坏的零件、重新校正相关参数等。
需要根据具体情况进行判断和处理，对于复杂的故障，建议请专业技术人员进行维修。
数控机床典型故障诊断与维修
数控机床典型故障诊断与维修一、数控机床典型故障1. 伺服电机故障：伺服电机是数控机床的主要驱动元件，如伺服电机出现故障，会导致机床无法正常工作。
常见的伺服电机故障包括：电机运行异常、电机发热、电机无法正常启动等。
2. 数控系统故障：数控系统是数控机床的核心，一旦出现故障，会导致整个数控机床无法正常工作。
常见的数控系统故障包括：程序执行错误、操作界面死机、通讯故障等。
3. 传感器故障：传感器在数控机床中起着重要的作用，它能够感知机床状态并将信息反馈到数控系统。
常见的传感器故障包括：传感器信号异常、传感器损坏等。
4. 润滑系统故障：数控机床在工作过程中需要进行润滑，以减少摩擦、降低磨损。
润滑系统故障会导致机床零部件磨损加剧，影响加工精度和机床寿命。
5. 电气元件故障：数控机床中包含大量的电气元件，如断路器、接触器、继电器等。
这些元件一旦出现故障，会直接影响机床的正常运行。
1. 故障现象分析：当数控机床出现故障时，首先要对故障现象进行分析。
包括故障出现的时间、频率、程度等方面，有助于确定故障的性质和范围。
2. 信息收集：通过观察、询问、检测等方式，收集与故障相关的信息，包括数控系统显示的报警信息、机床运行时的异常声音、异味等。
3. 故障检测：根据故障现象和信息收集的结果，对机床进行检测，包括物理检测和电气检测。
物理检测可以发现机床结构的故障，电气检测可以发现电气元件的故障。
4. 故障定位：通过检测结果，确定故障发生的位置和原因，例如伺服电机故障、数控系统故障、传感器故障等。
5. 分析解决方案：根据故障定位结果，分析可能的解决方案，并进行相应的维修或调整。
1. 伺服电机维修：伺服电机故障通常需要专业的维修人员进行处理，首先要对电机进行检测和分析，确定故障原因，然后进行修复或更换。
2. 数控系统维修：数控系统故障可能是软件问题或硬件问题，软件问题可以通过重新设置参数、升级或更换软件来解决，硬件问题则需要更换故障部件。
主轴驱动系统常见故障及处理
主轴驱动系统常见故障及处理数控机床的主轴驱动系统也就是主传动系统，它的性能直接决定了加工工件的表面质量，因此，在数控机床的维修和维护中，主轴驱动系统显得很重要。
5.1 主轴驱动系统概述主轴驱动系统也叫主传动系统，是在系统中完成主运动的动力装置部分。
主轴驱动系统通过该传动机构转变成主轴上安装的刀具或工件的切削力矩和切削速度，配合进给运动，加工出理想的零件。
它是零件加工的成型运动之一，它的精度对零件的加工精度有较大的影响。
5.1.1 数控机床对主轴驱动系统的要求机床的主轴驱动和进给驱动有较大的差别。
机床主轴的工作运动通常是旋转运动，不像进给驱动需要丝杠或其它直线运动装置作往复运动。
数控机床通常通过主轴的回转与进给轴的进给实现刀具与工件的快速的相对切削运动。
在20纪60-70年代，数控机床的主轴一般采用三相感应电动机配上多级齿轮变速箱实现有级变速的驱动方式。
随着刀具技术、生产技术、加工工艺以及生产效率的不断发展，上述传统的主轴驱动已不能满足生产的需要。
现代数控机床对主轴传动提出了更高的要求：（1）调速范围宽并实现无极调速为保证加工时选用合适的切削用量，以获得最佳的生产率、加工精度和表面质量。
特别对于具有自动换刀功能的数控加工中心，为适应各种刀具、工序和各种材料的加工要求，对主轴的调速范围要求更高，要求主轴能在较宽的转速范围内根据数控系统的指令自动实现无级调速，并减少中间传动环节，简化主轴箱。
目前主轴驱动装置的恒转矩调速范围已可达1∶100，恒功率调速范围也可达1∶30，一般过载1.5倍时可持续工作达到30min。
主轴变速分为有级变速、无级变速和分段无级变速三种形式，其中有级变速仅用于经济型数控机床，大多数数控机床均采用无级变速或分段无级变速。
在无级变速中，变频调速主轴一般用于普及型数控机床，交流伺服主轴则用于中、高档数控机床。
（2）恒功率范围要宽主轴在全速范围内均能提供切削所需功率，并尽可能在全速范围内提供主轴电动机的最大功率。
伺服系统的故障诊断与维修
2．感应同步器的工作原理
第 四 障章 诊 断伺 与服 维系 修统 的 故
• 1、对滑尺上的绕组通以交流电，根据电磁原理，将 在定尺绕组上感应出电压，定尺绕组中感应电压是 滑尺上正弦绕组和余弦绕组所产生的感应电压的矢 量和。滑尺每移动一个节距，定尺上感应电压按余
弦规律变化一周。
• 2、由于定尺上感应电压变化的周期与滑尺相对定尺
• （2）轴连接方式 • ① 直接连接。通过各种联轴器连接。联轴
器形式有锥销套筒型、夹紧环型、波纹管 型及膜片型等。
• ② 间接连接。通过齿轮或同步带传动。
4.4.6 位置检测装置的维护与故障诊断
第 四 障章 诊 断伺 与服 维系 修统 的 故
• 位置检测装置的维护包括以下几方面内容。
• 1．光栅的维护
第 四 障章 诊 断伺 与服 维系 修统 的 故
• （2）启动频率； • （3）矩频特性与动态转矩 ； • （4）静态转矩与矩角特性 。
• •
矩频特性曲线
步进电动机静态矩角特性
第 四 障章 诊 断伺 与服 维系 修统 的 故
步进电机的外观图
4.4 位置检测装置的安装调整与故障诊断
第 四 障章 诊 断伺 与服 维系 修统 的 故
图4.13 透射光栅和反射光栅
• 1－光电池；2, 4－聚光镜；3－夹缝；5－光源；G1－标尺光栅 ；G2－指示光栅
• 图透射光栅和反射光栅
•
光栅尺及数显表
第 四 障章 诊 断伺 与服 维系 修统 的 故
光栅尺在机床导轨上的安装
第 四 障章 诊 断伺 与服 维系 修统 的 故
2．光栅尺的安装与调整
器的原边，转子绕组相当于变压器的副边。将励磁电 压接到原边时，转子上感应的输出电压与转子的角位
伺服(反馈部分)故障
伺服（反馈部分）故障目录案例1（例308）B轴转动不能停止1案例2（例309）高速进给时出现振荡2案例3（例310）X轴出现“栽刀”现象3案例4(例311)位置偏差大于设定值4案例5（例312）加工尺寸无规律变化6案例6（例313）加工的工件全部报废7案例7（例314）移动尺寸偏离设置值8案例8（例315）工件表面出现周期性振纹9案例1（例308）B轴转动不能停止机床型号: BX-110P—Ⅱ型卧式加工中心。
数控系统: FANUC 11M。
故障现象:在自动加工过程中，B轴完成加工的尺寸后，仍然转动不停。
提示:这台加工中心共有X、Y、Z、W、B五个伺服轴，其中B轴为工作台的转轴。
分析原因是B轴的位置反愤元件有问题。
检查分析1)B轴的位置反馈元件是感应同步器，其定尺上有两组线圈—正弦绕组和余弦绕组。
用万用表进行测量，发现正弦绕组与机床外壳的阻值为零。
2)感应同步器是与旋转工作台装配在一起的，这个工作台的机械结构比较复杂，拆卸相当麻烦。
将保护感应同步器的铁质圆盘打开时，便有大量的机油流出。
用棉纱擦拭干净后，发现正弦绕组被紧密地包裹在铝箔内部，难以打开。
3)为了查找短路点，小心翼翼地揭开铝箔，发现正弦绕组是由直径细小的漆包线所绕成的。
为了保护线圈，绕组外部又浸了一层绝缘漆。
此时再测量，正弦绕组与机床外壳的阻值恢复到无穷大状态。
说明短路点是在正弦绕组中，原因是机油透过铝箔流进绕组，长期浸润后造成绝缘漆破坏，绕组与铝箔相碰，铝箔又与保护圆盘直接相连，形成电气短路。
故障处理:铝箔损坏后难以修复。
只能去掉铝箔，更换油封，采取措施防止机油滲入绕组线图中。
如此处理后，故障得以排除。
另有一台HC-800型卧式数控加工中心，出现B轴不旋转(有时旋转不到位)的故障，检查B轴的各个限位开关，发现其中一只因螺钉松动而发生位移，撞块未能将开关压上，有关信号无法传递。
调整开关位置，紧固螺钉后，机床恢复正常工作。
案例2（例309）高速进给时出现振荡机床型号: CINCINNATI型四坐标轴数控铣床。
伺服系统常见故障与排除
③没有速度反响电压或时有时断，这可用显示其来测量 速度反响信号来判断，这类故障出检测元件本身存在 故障外，多数是由于连接不良或接通不良引起的
④由于光电隔离板或中间的某些电路板上劣质元器件所 引起的。当有时开机运行相当长一段时间后，出现 “主轴编码器断线〞，这时，重新开机，可能会自动 消除故障
6.伺服单元过电压报警 ①负载转动惯量过大〔再生能力缺乏〕 ②内部或外接的再生放电电路故障〔包括接线断
开或破损等〕 ③加减速时间过小，在降速过程中引起过电压 ④检查AC电源电压〔是否有过大的变化〕
7.伺服单元欠电压报警 ①电源容量太小或AC电源电压过低 ②伺服驱动器的保险丝熔断 ③冲击电流限制电阻断线〔电源电压是否异常，
11. 不 能 准 备 好 系 统 ， 报 警 显 示 伺 服 VRDY OFF 〔0,16/18/0i为401〕
系统开机自检后，如果没有急停和报警，那么发 出*MCON信号给所有轴伺服单元，伺服单元承受到 该信号后，接通主接触器，电源单元吸合，LED由 两杠〔――〕变为00，将准备好〔电源单元准备 好〕信号，送给伺服单元，伺服单元再接通继电 器，继电器吸合后，将*DRDY信号送回系统，如果 系统在规定时间内没有承受到*DRDY信号，那么发 出此报警，同时断开各轴的*MCON信号，因此，上 述所有通路都是可能的故障点。
不适合 6)负载是否过大，是否超出再生处理能力等 7)伺服驱动器的风扇停顿转动 8)电机线圈是否烧坏，用绝缘表测绝缘。应为无穷大，
如果很小那么损坏 9)电机动力线是否绝缘不好〔线破或电机插头进水〕
10)检查主回路的IGBT或IPM模块是否烧坏，造成异 常电流报警。此类报警多数都是由于模块短路引 起，用万用表二极管档测对应的轴U、V、W。对十、 一的导通压降，如果为0，那么模块烧坏，可先拆 开外壳，然后将固定模块的螺钉拆下，更换模块
三菱数控系统主轴系统的故障诊断及排除
１基本配置 。数控车床配三菱Ｍ ４ ． ６ 系统 。
２ 分析与处置 。在三菱数控显示屏 的ｓ ． 指令下端 有一括
号 ，在该 括号 内显 示的是 主轴 的实 际转 速 。如 果屏幕上 不 能显示实 际主轴速 度 ，则可 能是 以下原 因 ：如 果是伺服 主 轴 ，其 主轴编码器 信号 已经直 接接入 主轴伺服 驱动器 ，通 过总线读 人 了控制 器 内。如果 主轴 由变 频器或 普通 电机 直
所 以可 以排除机械共振 的原 因。
图 １ ＦＮ Ｓ Ｉ 口的正确应用 ＩＩＨ 接
如果不需要主轴 自动换档 ，则一般不需要Ｍ５ 条件 ，直 ０
接用Ｘ ３ 驱动—— Ｙ ２ 。这样处 理后 ，能顺 利写入 主轴 指 ２４ ２６ 令。在屏幕上不能写入选刀刀号也与此有关 。
检查 机 床机 械传 动系 统 的安装 与连 接 ，未发 现异 常 ， 且在 脱开 主轴与机床 主轴 的连 接后 ，从 控制 面板上观察 主 轴转 速 、转 矩或负 载电流值 ，其数据有 较大 的变化 ，因此 可 以初步判定故障在主轴驱动系统的电气部 分。 经仔 细检查机 床 的主轴系统 配线 ，发现该 机床 的主轴 驱 动器 的接地 线连接 不 良，将 接地线重 新连接 后 ，机 床恢
复正常 。 二 、案例２ ：在屏 幕上不 能设定主轴速度
另一种情 况是Ｐ Ｃ Ｌ 程序 内主轴倍 率寄存 器Ｒ１８ ４ 一直 为 零 。主轴 速度也不 能写入 。其 实质是 主轴速度 写入后 ，由 于其倍率 为零 ，故而实际指令值为零。 经过对Ｐ Ｃ Ｌ 程序 的正确处理后 ，排除了上述故障。
中图分类 号 ：Ｔ ７ Ｈ１ 文献标识码 ：Ｂ
一
、
数控机床主轴驱动系统的故障诊断与维修
任务6.1 数控机床主轴驱动系统基础
6.1.2 主轴伺服系统常见故障形式及诊断方法
1．数控机床主轴伺服系统无报警信息的故障 一般分为三种：主轴转速与指示值不符 、主轴异常噪声及振动 、
外界干扰。解决方案如下：
1
2
3
检查CNC装置模拟量 输出是否有问题，如 有问题则检查模拟量 输出电缆线连接是否 松动。如果模拟量输 出正常，则检查CNC 装置和变频器模拟量 的参数是否正常。
过大，重新考虑机床负载条件
长时间切削条件恶劣
调整切削参数，改善切削条件，
检查直流主轴电机的线圈电阻不 检查直流主轴电机的线圈电阻是 确保电阻正常，用干燥的压缩空
正常，换向器太脏
否正常，换向器是否太脏
气吹干净
动力线连接不牢固 励磁线连接不牢固 驱动器的控制励磁电源存在故障
检查动力线是否连接牢固 检查励磁线连接是否不牢固 也就是检查励磁电压是否正常
首先要区别异常噪声 及振动发生在主轴机 械部分还是在电气驱 动部分。如无关，一 般是主轴驱动装置未 调整好；如有关，应 检查主轴机械部分是 否良好，测速装置是 否不良。
判别有无干扰的方法 是：当主轴转速指令 为零时，主轴仍往复 转动，调整零速平衡 和漂移补偿也不能消 除故障。
任务6.1 数控机床主轴驱动系统基础
现停止进给，主轴仍继续运转的故障。 主轴电动机不转，CNC系统至主轴驱动装置除了转速模拟量控制信号外，
还有使能控制信号，一般为DC+24V继电器线圈电压。 转速偏离指令值，当主轴转速超过技术要求所规定的范围时，要考虑：.
电动机是否过载、主轴驱动装置是否故障等。
任务6.2 直流主轴驱动系统
6.2.1 直流主轴驱动原理
或主轴伺服，也可以不要驱动器。
主轴驱动系统的故障诊断与维修
拆开电动机检查发现;电动机内部绕组与引出线的连 接处绝缘套已经老化；经重新连接后;对地电阻恢复正 常
再次更换元器件后;机床恢复正常;故障不再出现
例3：不执行螺纹加工的故障维修
故障现象：配套某系统的数控车床;在自动加工时; 发现机床不执行螺纹加工程序
二恒功率范围要宽 要求主轴在调速范围内均能提供所 需的切削功率;并尽可能在调速范围内提供主轴电机的最大功 率 由于主轴电机与驱动装置的限制;主轴在低速段均为恒转 矩输出 为满足数控机床低速 强力切削的需要;常采用分段无 级变速的方法即在低速段采用机械减速装置;以扩大输出转矩
三具有四象限驱动能力 要求主轴在正 反向转动 时均可进行自动加 减速控制;并且加 减速时间要短 目前一般伺服主轴可以在1S内从静止加速到 6000r/min
1供电电源电压过高； 2斜坡下降太快;再生制动引起过电压； 3负载惯量太大;制动时引起过电压
1供电电源电压太低； 2供电电源有短路时掉电或瞬时电压跌落
F0004 F0005
变频器过 热
1冷却风机运行不正常； 2环境温度过高； 3变频器过载
F0022
F0030 F0041
功率模块故 障
冷却风机故 障
SIMODRIVE 611 变频器系统相连接 一台提供单独供风的风机沿轴向安装在电动机的
尾部 气流的正常流向是从驱动端到非驱动端;以便让 机床中的废气更好的排走
电机配置了一个内置的编码系统;用来感应电机 的转速和间接的位置 这个编码器能够使C 轴做为标 准操作 也就是说;不再需要额外的编码器来控制C轴
主轴驱动系统分类：
一直流主轴驱动系统 二主轴通用变频器控制系统 三交流主轴驱动系统
数控机床常见故障及处理
数控机床常见故障及处理数控机床作为现代制造业中的重要设备，其运行中常常会出现各种故障，影响生产效率和产品质量。
下面将介绍数控机床常见的故障及处理方法。
一、主轴故障主轴是数控机床的核心部件，如果主轴出现故障，会导致整个加工过程中断。
主轴故障常见的表现是转速不稳定、噪音增大等。
处理方法一般是检查主轴轴承和润滑系统，确保润滑油充足，轴承无损坏。
二、伺服系统故障伺服系统是数控机床中的关键部件，控制机床的运动精度和稳定性。
伺服系统故障常见表现为位置偏差增大、速度不稳定等。
处理方法包括检查伺服驱动器和编码器是否正常，调整参数使其恢复正常。
三、刀具故障刀具是数控机床上常用的磨损件，如果刀具磨损严重或者安装不当，会导致加工质量下降甚至损坏工件。
处理方法是定期检查刀具磨损情况，及时更换磨损严重的刀具，并确保刀具安装正确。
四、电气系统故障电气系统是数控机床的重要组成部分，如果电气系统出现故障，会导致机床无法正常工作。
电气系统故障常见表现为电路短路、断路等。
处理方法包括检查电气连接是否松动、电路是否正常，及时修复故障。
五、冷却系统故障数控机床在加工过程中会产生大量热量，需要通过冷却系统进行散热。
如果冷却系统故障，会导致机床过热，影响加工质量和机床寿命。
处理方法包括检查冷却系统管路是否堵塞、泵是否正常运转，确保冷却系统畅通。
总的来说，数控机床常见故障的处理方法主要包括定期维护保养、检查关键部件是否正常、调整参数使其恢复正常等。
只有及时发现故障并采取有效措施修复，才能确保数控机床的正常运行，提高生产效率和产品质量。
希望以上内容对您有所帮助。
数控机床故障维修常用方法
数控机床故障维修常用方法1.故障排除步骤：（1）仔细观察：对数控机床进行外观检查，观察是否有松动、损坏、烧焦等现象。
（2）检查电源：检查机床的电源线是否松动，是否接触良好。
检查电源开关是否正常。
（3）检查控制器：检查数控控制器，确认是否工作正常。
如果不工作，可能是控制器内部故障。
（4）检查马达：检查数控机床的主轴和伺服驱动器马达是否正常，确认是否损坏或需要更换。
（5）检查传感器：检查机床的各个传感器是否正常工作，并检查其连接线路是否良好。
（6）检查电缆：检查数控机床的各个电缆和连接线路是否有损坏或接触不良的情况。
2.常见故障及处理方法：（1）机床不能启动：检查电源线是否连接好，检查电源开关是否打开，检查控制器是否正常工作。
（2）机床伺服系统故障：检查伺服驱动器是否正常，检查伺服电机和编码器是否损坏。
（3）机床主轴转动故障：检查主轴马达是否工作正常，检查主轴传动装置是否有故障。
（4）数控机床加工精度降低：检查导轨是否损坏、滑动不畅，检查刀具和夹具是否正确安装。
（5）刀具磨损快：检查刀具选择是否合适，检查刀具加工条件是否适当，检查刀具磨削装置是否正常工作。
3.常用的维修工具：（1）万用表：用于测量电压、电流、电阻等。
（2）测试灯：用于检查电路是否通电。
（3）电源检测仪：用于检测电源电压。
（4）调试器具：用于调试和调整数控机床的各个部位。
4.维修注意事项：（1）安全第一：在进行维修工作时，一定要注意自身的安全。
确保机床断电并遵循操作规程。
（2）仔细阅读使用手册：使用手册中包含了机床的使用和维护方法，阅读并熟悉使用手册能更好地进行维修工作。
（3）耐心细致：维修数控机床需要耐心和细致，每个细节都可能会对机床的维修产生影响。
（4）记录维修过程：在进行维修过程中，及时记录相关信息，有助于排查故障的原因，并为以后的维修工作提供参考。
《数控机床故障诊断与维修》第四章主轴驱动系统故障诊断与维修
项目描述
随着SPWM变频调速系统的发展，部分数控机床主轴驱动采用 通用变频器控制。所谓“通用”包含着两方面的含义：一是可以和 通用的笼型异步电动机配套应用；二是具有多种可供选择的功能， 可应用于各种不同性质的负载。变频器故障是常见的数控机床主轴 系统故障之一。
任务二 变频器故障诊断与维修
知识链接
（1）安川变频器的常见故障。 （2）主轴通用变频器常见报警及故障处理。
任务二 变频器故障诊断与维修
一、安川变频器控制的主轴在换刀时出现旋转
1.故障分析
任务实施
（1）通过查询安川变频器对输入信号的干扰资料，初步确认故障 原因与线路有关。 （2）再次检查机床的主轴驱动器、刀架控制的原理图与实际接线， 可以判定在线路连接、控制上两者相互独立，不存在相互影响。 （3）进一步检查变频器的输入模拟量，屏蔽电缆布线与屏蔽线连接， 发现该电缆的布线位置与屏蔽线均不合理。
本项目包括FANUC主轴系统的连线、主轴驱动单元参数设置、 FANUC α系列主轴的常见故障诊断方法和FANUC直流主轴驱动系统 常见故障诊断及处理。
项目描述
通过本项目的学习，学生应达到相应的能力目标，包括能够根 据电气原理图连接FANUC α主轴驱动系统；能够设定驱动单元参数 ；能够诊断常见的FANUC α主轴系统故障，并作相应处理；能够诊 断常见的FANUC直流主轴系统故障，并作相应处理。
2.故障处理
（1）切断驱动器电源，将设定端S1置“TEST”。 （2）接通驱动器电源。 （3）按组合键【MODE】、【UP】、【DOWN】和【DATASET】。 （4）当显示器由全暗变为“FFFFF”后，松开全部键, 并保持1 s以上。 （5）按组合键【MODE】和【UP】，使参数显示“FC-22”。 （6）按软键【DATASET】1 s以上，显示器显示“GOOD”，标准参数写入完成。 （7）切断驱动器电源，将S1（SH）重新置“DRIVE”。
数控机床轴伺服故障报警的分析与处理
数控机床轴伺服故障报警的分析与处理数控系统轴伺服故障是数控机床维修中常见的一种故障，文章以西门子840D、802D数控系统为例，结合维修实例分析了轴伺服故障报警的故障原因及处理方法，以便日后修理此类故障有所借鉴。
标签：轴伺服故障；数控系统；840D；802D；故障原因1 轴伺服故障报警的故障原因及处理方法1.1 轴伺服故障报警的故障原因参照840D/802D 诊断手册，可以知道轴伺服故障报警的相关信息[1][2]：25201轴%1伺服（驱动）故障，%1为轴名称、主轴号，报警说明为驱动装置发出一级严重故障信号，故障可以通过鉴定以下额外输出的报警来识别：报警300500、300502-300505、300508、300515、300608、300612、300614、300701-300761、300799。
25201軸伺服故障报警通常是由以上某一报警引起的，通过报警信息以及维修经验，对于此类伺服故障，通常会考虑以下故障原因：伺服电机有无故障、伺服驱动器（控制模块或功率模块）有无故障、电机和驱动之间的连线（反馈电缆、动力电缆）是否有问题、编码器是否损坏等。
1.2 轴伺服故障报警的处理方法由报警提示可以得出，此类故障检验的重点是电机编码器、电缆、插头、控制模块、功率模块以及电机。
维修过程中可以从简单容易的入手，如检查驱动电机与611D模块之间的插头，用手触摸感觉是否有松动现象，并对其进行加固处理。
对于电机可以检测电机接线头、引线处等部位，并用兆欧表检查电机的三相绕组，再用接地故障检查方法检查电机。
对于驱动模块的检查，若进给轴采用的是同型号的模块，我们可以采用部件交换法进行分析验证。
报警信息提供了很多需要排查的地方，如何能快速的找出故障点而少走弯路，就离不开我们日常维修中总结出的维修经验。
2 轴伺服故障维修实例分析实例一：军工分厂7A288龙门铣床，802D系统，移动Y轴（滑板）到某一位置时，出现报警25201 Z轴驱动故障、300500 Z轴驱动系统出错，重开机运行一段时间后，同一位置出现相同故障。
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主轴伺服系统的故障形式及诊断方法
当主轴伺服系统发生故障时，通常有三种表现形式：一是在CRT或操作面板上显示报警信息或报警内容；二是在主轴驱动装置上用警报灯数码管显示主轴驱动装置的故障；三是主轴工作不正常，但无任何报警信息，主轴伺服系统常见的故障有：
1、外界干扰
由于受电磁干扰，屏蔽和接地措施不良，主轴转速指令信号或反馈信号受到干扰，使主轴驱动出现随机和无规律性的波动。
判别有无干扰的方法是：当主轴转速指令为零时，主轴仍往复转动，调整零速平衡和漂移补偿也不能消除故障。
2、过载
切削用量过大，频繁正、反转等均可引起过载报警。
具体表现为主轴电动机过热、主轴驱动张制显示过电流报警等。
3、主轴定位抖动
主轴准停用于刀具交换，精镗退刀以及齿轮换档等场合，有三种实现方式：
（1）机械准停控制
（2）磁性传感器的电气准停控制
（3）编码器型的准停控制
4、主轴转速与进给不匹配
当进行螺纹切削或用每转进给指令切削时，会出现停止进给，主轴仍继续运转的故障。
要执行每转进给的指令，主轴必须有每转一个脉冲的反馈信号，一般情况下为主轴编码器有问题。
可以用下列方法来确定：
1.CRT画面有报警显示。
2.通过CRT调用机床数据或I/O状态，观察编码器的信号状态，
3.用每分钟进给指令代替每转进给来执行程序，观察故障是否消失。
5、转速偏离指令值
当主轴转速超过技术要求所规定的范围时，要考虑：1.电动机过载。
C系统输出的主轴转速模拟量（通常为0—+-10V）没有达到与转速指令对应的值。
3.测速装置有故障或速度反馈信号断线。
4.主轴驱动装置故障。
6、主轴异常噪声及振动
首先要区别异常噪声及振动发生在主轴机械部分还是在电气驱动部分。
1.在减速过程中发生一般是又驱动装置造成的，如交流驱动中的再生回路故障。
2.在恒转速时产生，可通过观察主轴电动机自由停车过程中是否有噪音和振动的来区别，如存在，则主轴机械部分有问题3.检查振动周期是否与转速有关。
如无关，一般是主轴驱动装置未调整好；如有关，应检查主轴机械部分是否良好，测速装置是否不良。
7、主轴电动机不转
CNC系统至主轴驱动装置除了转速模拟量控制信号外，还有使能控制信号，一般为DC+24V继电器线圈电压。
1.检查CNC系统是否有速度控制信号输出。
2.检查能使信号是否接通。
通过CRT观察I/O状态，分析机床PLC图形（或流程图），以确定主轴的启动条件，如润滑、冷却等是否满足。
3.主轴驱动装置故障。
4.主轴电动机故障。