数控机床常见故障与维修

数控机床常见故障与维修

数控机床维修包含两个方面的含义：一是日常维护与保养（预防性维修），这可有效延长MTBF （平均无故障时间），二是故障维修，在出现故障后尽快修复，以缩短MTTR（排除故障的平均修理时间），提高数控机床的有效度A指标。

一、数控机床故障诊断的基本方法与步骤

数控机床是一个十分复杂的系统，进行数控机床维修的重点和难点是故障诊断，即查找故障原因，以确定故障类型和故障出现的部位。

故障诊断的基本方法有以下八种：

（1）根据CRT上或LED灯或数码管的指示进行故障诊断当数控机床发生故障后，在CRT 上的故障显示有两处：一是数控系统上电屏幕最上方的状态信息行，会简单显示“出错”或“急停”信息；二是操作数控系统界面菜单。对于华中Ⅰ型数控系统，从基本功能菜单开始，按F10（扩展功能）→F4（故障诊断）→F6（报警显示）键，则在正文窗口中显示出当前错误报警信息。根据此报警信息，查看其报警信息类型，以进行故障诊断。

数控机床的操作面板上一般有“强电”和“联机”等指示灯，有“数控”和“超程”等报警灯，有“X轴”、“Y轴”和“Z轴”等回参考点指示灯，用来显示相关的信息。

利用在CRT或LED或数码管上指示的报警信息，可立即指示出故障的大致原因和大致部位，是故障诊断最有效的一种方法。

（2）根据PLC状态或梯形图进行故障诊断从数控系统界面菜单的基本功能菜单开始，按F10（扩展功能）→F1（PLC）→F2（T图显示）或F4（状态显示）键，查看某一反馈元件及PLC 控制器的某个输出的状态是否正常。

（3）用诊断程序进行故障诊断。

（4）采用“自修复系统”、“专家诊断系统、“通信诊断系统”等新方法。

（5）根据机床参数进行故障诊断机床参数也称为机床常数，是数控系统与具体的机床相匹配时所确定的一组数据，存于RAM中，由机床厂家根据所配机床的具体情况或通过调试，在交付用户前就完全确定了。由于某种原因，如误操作、系统干扰等，使机床参数可能发生改变甚至丢失，从而导致机床故障。

修改华中Ⅰ型数控系统的机床参数，从基本功能菜单开始，按F3（参数）→F1（参数索引）键，在输入正确的参数修改口令后，即可修改机床有关参数。

（6）经验法。

（7）换板法。

（8）测量比较法数控系统电气控制柜中各模块或单元上设有检测端子，利用万用表、示波器等仪器仪表，通过这些端子检测到的电平或波形，与正常值比较，可进行故障诊断。

利用上述方法，对数控机床进行故障诊断的一般步骤为：

（1）通过查看故障记录单和对现场作细致的勘查，充分调查故障现场；

（2）根据故障情况进行分析，缩小范围，确定故障源查找的方向和手段；

（3）采取从易到难、从外部到内部，由表及里进行故障源查找。

二、常见故障与维修

1．简易数控机床“掉步”问题的处理

由于简易数控机床属于开环数控机床，伺服驱动装置采用步进电机，故简易数控车、铣床在某些情况下存在着“掉步”。解决此问题，一般可从如下方面进行故障诊断与处理：（1）查看是属于哪个方向（X、Y、Z向）出现“掉步”。

（2）若某个方向出现“掉步”，再查看这个方向是正方向还是反方向出现“掉步”。

（3）查看出现“掉步”方向的步进电机或驱动板（电源）是否正常。若正常，且某个方向

的正（负）向不“掉步”，而其负（正）向出现“掉步”，则可断定为步进电机的传动同步带磨损或撕裂，或此方向的最高快移速度设置太高，或工作环境不好。

（4）若步进电机传动的同步带磨损或撕裂，应换成同规格的新同步带。

（5）若某方向的最高快移速度设置太高，则按前述修改机床参数的方法，修改此参数为合适值（一般低于3000mm/min）。

（6）若工作环境不好，一般为连续工作时间太长，致使机床工作温度太高，或移动部件润滑不充分，或太潮湿且灰尘太多等。解决办法是停机，待工作环境好后，再开机工作。

2．某工作轴不动作

使数控机床工作在点动工作方式，在操作面板上点动不动作的进给轴方向键，若此轴仍不动作，则需检查维修如下方面：

（1）使用皮带传动的，检查皮带是否脱落或断裂。

（2）检查从驱动电机——电柜中驱动单元或驱动电源——电缆信号线各环节工作是否正常，有无松脱，电源开关是否跳闸等。

3．急停报警

对于简易数控机床，出现急停报警的原因一般为两个：因安全问题，人为按压“急停”按钮；超程引起的急停。对于半闭环或闭环数控机床，产生急停报警的原因还有其它因素，如伺服驱动系统出现故障产生的飞车急停等。这里主要讨论简易数控机床的急停报警处理，可按下述进行。

（1）因安全原因，人为按压“急停”按钮后，要解除急停报警，则要顺着“急停”按钮箭头指示的方向转抬，即可解除。

（2）超程引起的急停，一般有急停报警显示在CRT上，且“超程”指示灯亮，为进给轴超程引起。超程有两种：一种是硬超程，另一种是软超程。

对于硬超程，则表示行程开关碰到了超程位置处的行程挡块。解除硬超程，需在点动工作方式下，按住“超程解除”键不放，再按超程的反方向进给键，使工作台（铣床）或刀架（车床）向超程的反方向移动，直至“超程”指示灯灭为止。

对于软超程，是指进给轴实际位置超出了机床参数中设定的进给轴极限位置。解除软超程，对于华中Ⅰ型数控系统，须按如下步骤进行：从数控系统基本功能菜单开始，按F3（参数）→F3（输入权限）→选“数控厂家”菜单项→输入密码“×××”（“×××”为数控厂家给定用户的密码）→F1（参数索引）→轴*（*为软超程的轴序号，如“1”、“2”或“3”）→ * 向软极限位置（*为软超程的正极限位置或负极限位置方向，如“+x”、或“–x”等）→输入值×1000（输入值的绝对值比原来值要小）→按两次F10，选“保存退出”菜单项→Alt-X（退出数控系统）→E，回车（从内存中退出）→n，回车（重新启动数控系统），即可解除软超程。当上述硬超程或软超程解除后，屏幕上的“急停报警”信息即可消除。

4．切削刀具路径未显示在CRT工作区域中央

在进行程序校验或空运行或试切削或加工时，往往需要将切削刀具路径显示在CRT图形显示窗口中央，以观察切削路径的正确性，避免产生加工故障。

当切削刀具路径未显示在CRT图形显示窗口中央时，对于华中Ⅰ型数控系统，可通过如下步骤进行：

（1）在数控系统功能菜单区，选择F9（显示方式）；

（1）在弹出式菜单下，选择“图形显示参数”项；

（3）在“请输入显示起始坐标（X Y Z）：”提示行下，输入屏幕右边显示的工件指令坐标或工件坐标零点值；

（4）在“请输入X，Y，Z轴放大系数：”提示行下，输入合适的放大系数值；

（5）观察图形显示窗口中的红点是否在中央，若在中央，则可正常进行切削刀具路径的显示。

5.联机不通