1、亞龍數控車電路故障一.數控車床診斷與維修概述1數控車床故障診斷與維修的概念。數控車床綜合應用了計算機.自動控制.精密測量 .現代機械制造和數據通信等多種技術，是機加工領域典型的機電一體化設備。 要充分發揮數控車床的效率，就要求機床的開動率高，這就給數控車床提出了可靠性的要求。衡量可靠性的主要指標是平均無故障工作時間（MBTF）。MBTF = 總工作時間/總故障次數我國每年有近千臺數控車床的產量，由于一些用戶對數控車床的故障不能及時作出正確的判斷和排除，目前國內各行業中數控車床的開動率平均僅達到20%-30%。數控車床的故障診斷與維修是數控車床使用過程中重要的組成部分，也是目前制約數控車床發揮作

2、用的因素之一，因此數控車床的使用單位培養掌握數控車床的故障診斷與維修的技術人員，有利于提高數控車床的使用率。2. 數控車床的故障類型與特點。（1）數控車床的故障類型。數控車床故障是指數控車床失去了規定的功能。按照數控車床故障頻率的高低，車床使用期可以分為三個階段，即初始運行期.相對穩定運行期和衰老期。數控車床從整機安裝調試后至運行一年左右的時間成稱為車床的初始運行期。在這段時間內，機械處于磨合狀態，部分電子元器件在電氣干擾中經受不了初期的考驗而損壞，所以數控車床在這一段時間內的故障比較多。 數控車床在經過了初始運行期就進入了相對穩定期，車床在該時期仍然會產生故障，但是故障頻率相對減少，數控車床

3、的相對穩定期一般為7-10年。數控車床經過相對穩定期之后就進入了衰老期，由于機械的磨損.電氣元件的品質因數下降，數控車床的故障率又開始增大。數控車床的故障種類很多，可分為以下幾類：A. 按照故障起因關聯性故障和非關聯性故障，所謂非關聯性故障是由于運輸.安裝等原因造成的故障。關聯性故障可分為系統性故障和隨機故障，系統性故障是指數控車床在一定條件下必然會出現的故障。一般隨機故障是指偶然出現的故障，由于機械結構局部松動.系統控制軟件不完善.硬件工作特性曲線下降.電氣元件品質因數降低等原因造成的。B. 數控車床有診斷顯示故障和無診斷顯示故障：數控車床故障按有無分為有診斷顯示故障和無診斷顯示故障。有診斷

4、顯示故障一般與控制部分有關，故障發生后可以根據故障報警信號找到故障的原因。無診斷顯示故障往往表現為工作臺停留在某一位置不能運動，依靠手動操作也無法使工作臺動作，這類故障的排除相對于有診斷顯示故障的排除要大。C. 數控車床的破壞性故障和非破壞性故障：數控車床的故障按照性質可分為破壞性故障和非破壞性故障。對于短路.因伺服系統失控造成“飛車”等故障稱為破壞性故障，在維修和排除這些故障時不允許故障重復出現，因此維修有一定難度；對于非破壞性故障，可以經過多次試驗.重演故障來分析故障原因，故障的排除相對容易一些。D. 數控車床的電氣故障和機械故障：數控車床的故障按發生部位可分為電氣故障和機械故障。電氣故障

5、一般發生在系統裝置.伺服驅動單元和車床電氣等控制部位。電氣故障一般是因為電氣元氣件的品質因數下降.元器件焊接松動.接插件接觸不良或損壞等因素引起，這些故障表現為時有時無。例如某電子元器件的漏電流較大，工作一段時間后，其漏電流隨環境溫度的升高而增大，導致元器件工作不正常，影響了相應電路的正常工作。當環境溫度降低以后，故障又消失了。這類故障靠目測是很難查找的，一般要借助測量工具檢查工作電壓.電流或測量波形進行分析。 機械故障一般發生在機械運動部位。機械故障可分為功能型故障.動作型故障.結構型故障和使用型故障。功能型故障主要指工件加工精度方面的故障，這些故障是可以發現的，如加工精度不穩定.誤差大等。

6、動作型故障是指車床的各種動作故障，可以表現為主軸不轉.工件夾不緊.刀架定位精度低.液壓變速不靈活等。結構型故障表現為主軸發熱.主軸箱噪聲大.機械傳動有異常.產生切削振動等。使用型故障主要是指操作和使用不當引起的故障，例如過載引起機件損壞等，機械故障一般可以通過維護保養和精心調整來預防。E. 自診斷故障：數控系統有自診斷故障報警系統，它隨時監測數控系統的硬件.軟件和伺服系統等的工作情況。當這些部分出現異常時，一般會在監視器上顯示報警信息或指示燈報警顯示故障號，這些故障可稱為自診斷故障。自診斷故障系統可以協助維修人員查找故障，是故障檢查和維修工作中十分重要的依據。對出現的報警信息要進行仔細分析，因

7、為可能有多種故障因素引起同一種報警信息。F. 人為故障和軟（硬）故障：人為故障是指操作員.維護人員對數控車床還不熟悉或沒有按照使用手冊要求，在操作和調整時處理不當而造成的故障。硬故障是指車床的硬件損壞造成的故障。軟故障是指由于數控加工程序中出現語法錯誤.邏輯錯誤或非法數據；數控車床的參數設定或調整出現錯誤；保持RAM存儲器的鋰電池短路.斷路.接觸不良，RAM芯片的不到保持數據所需電壓，使得參數.加工程序丟失。（2）數控車床故障的特點。 數控車床本身的復雜性使其故障具有復雜性和特殊性。引起數控車床故障的因素是多方面的，有些故障的現象是機械方面的，但是引起故障的原因卻是電氣方面的；有些故障的現象是

8、電氣方面的，然而引起故障的原因卻是機械方面的；有些故障是由電氣方面和機械方面共同引起的。3. 數控車床故障診斷與維修的一般方法。 數控車床故障診斷一般包括三個步驟：第一個步驟是故障檢測，是對數控車床進行測試，檢查是否存在故障。第二個步驟是故障判斷與隔離，是判斷故障的性質，以縮小產生故障的范圍，分離出故障的部件或模塊。第三個步驟是故障定位，將故障定位到產生故障的模塊或元器件，及時排除故障或更換元器件。數控車床故障診斷一般采用追蹤法.自診斷.參數檢查.替換法.測量法。（1） 追蹤法是指在故障診斷和維修之前，維修人員先要對故障發生的時間.周圍環境.車床的運行狀態和故障的詳細類型進行了解，然后尋找產生

9、故障的部位。大致步驟如下：A.故障發生的時間和周圍環境：故障發生的時間和次數；故障的重復性；故障是否在接通電源時出現；環境溫度如何；是否有雷擊，車床附近有無振動源或干擾。B.車床的運行狀態：故障發生時車床的運行方式；進給坐標軸的速度情況；主軸的速度情況；刀具軌跡是否正常；輔助設備運行是否正常；車床是否運行新編的程序；故障是否發生在運行M.S.T代碼時；故障是否與螺紋加工有關；車床在運行時是否改變了工作方式；方式選擇開關設定是否正確；速度倍率開關是否設置為零；車床是否處于鎖定狀態。C.故障類型：監視器畫面是否正常；監視器是否顯示報警及相應的報警號；故障發生之前是否出現過同樣的故障；故障發生之前是

10、否維修或調整過機床；是否調整過系統參數。接下來可以進行停電檢查。利用視覺.嗅覺.聽覺和觸覺尋找產生故障的部位。例如仔細檢查加工零件表面的情況，機械有無碰撞的痕跡，電氣柜是否打開，有無切屑進入電氣柜，元器件有無燒焦，印刷電路板阻焊層有無因元器件過流或過熱而燒黃或燒黑，元器件有無松動，電氣柜和元器件有無焦糊味，部件或元器件是否發熱，熔絲是否熔斷，電纜是否破裂和損傷，氣動系統或液壓系統的管路與接頭有無泄漏，電源線和信號線是否分開安裝或分開走線，屏蔽線接線是否正確等。停電檢查之后可以進行通電檢查，檢查系統參數和刀具補償是否正確，加工程序編制是否有誤，機械傳動部分有無異常聲響，系統的輸入電壓是否在正常范

11、圍內，電氣柜的軸流風扇是否正常.電氣裝置內有無打火現象。如果出現打火，應該立即關斷電源.以免擴大故障范圍。追蹤法檢查是一種基本的檢查故障的方法，發現故障后要查找引起故障的根源.采取合理的方法排除。（2）自診斷功能自診斷功能是數控系統的自診斷報警系統功能，它可以幫助維修人員查找故障，是數控車床故障診斷和維修的十分重要的手段。自診斷功能按時間的先后可以分為啟動診斷.在線診斷和離線診斷。A啟動診斷是指數控系統從通電開始到進入正常運行準備為止，系統內部診斷程序自動執行的診斷。啟動診斷主要是針對CNC裝置中的最關鍵的硬件和系統控制軟件進行診斷，例如CPU.存儲器.軟驅.手動數據輸入（CRT/MDI）單元

12、.總線和I/O單元等。如果檢測到故障，CNC裝置通過監視器顯示故障內容。自動診斷過程沒有結束時，數控車床不能運行。B在線診斷是指數控系統在工作狀態下,通過系統內部的診斷程序,對數控車床運行的正確性進行的診斷. 在線診斷按顯示可分為狀態顯示和故障信息顯示兩部分. 狀態顯示包括接口狀態顯示和內部狀態顯示.接口狀態是以二進制的”0”和”1”表示信號的有無,在監視器上顯示CNC裝置與PLC,PLC與車床之間的接口信息傳遞是否正常.內部狀態顯示涉及車床較多的部分,例如復位狀態顯示.由外部原因造成的不執行指令的狀態顯示等.故障信息的顯示涉及很多故障內容,CNC系統對每一條故障內容賦予一個故障編號(報警號)

13、.當發生故障時,CNC裝置對出現的故障按其緊迫性進行判斷,在監視器上顯示出最緊急的故障報警號和相應的故障內容說明.數控車床的伺服驅動單元.變頻器.電源.I/O接口等單元通常有數碼管指示和報警指示燈.當這些裝置和部件出現故障時,除了在顯示器上顯示故障報警信息外,它們的報警指示燈變亮.C離線診斷是數控車床出現故障時, 數控系統停止運行系統程序的停機診斷. 離線診斷是把專用的診斷程序通過通信接口輸入到CNC裝置內部,用專用診斷程序替代系統程序來診斷系統故障,這是一種專業性的診斷.(3).參數檢查數控車床的參數是否合理直接關系到車床能否正常工作.這些參數有位置環增益.速度環增益.反向間隙補償值.參考點

14、坐標.快速點定位速度.加速度.系統分辨率等數值,通常這些參數不允許修改.如果參數設置不正確或因干擾使得參數丟失,車床就不能正常運行,因此參數檢查是一項重要的診斷.(4)替換法利用備用模塊或電路板替換有故障點的模塊或電路板.觀察故障的轉移情況,這是常用而且簡便的故障檢測方法.(5)測量法利用萬用表.鉗形電流表.相序表.示波器.頻譜分析儀.對故障疑點進行電流.電壓和波形測量，將測量值與正常值進行比較，分析故障所在位置。二.數控車床常見故障的診斷1.主要機械部件故障診斷。（1）主軸部件：數控車床的主軸部件是影響車床加工精度的主要部件，它的回轉精度影響工件的精度；它的功率大小與回轉速度影響加工效率。

15、主軸部件出現的故障有：主軸運轉時發出異常聲音.自動變速出現故障。 主軸部件故障診斷序號 故障現象 故障原因 排除方法1加工精度達不到要求車床在運輸過程中受到沖擊檢查對車床精度有影響的各部位，特別是導軌，并按出廠精度要求重新調整或修復2切削振動大1.主軸箱和床身連接螺釘松動2.軸承預緊力不夠，間隙過大 緊固連接螺釘重新調整軸承游隙。但預緊力不宜過大，以免損壞軸承3切削振動大1軸承拉毛或損壞 更換軸承2轉塔刀架運動部位松動 調整修理4主軸箱噪聲大1.主軸部件動平衡不好重做動平衡2.軸承損壞或傳動軸彎曲更換軸承，校直傳動軸3.潤滑不良調整潤滑油量，保持主軸清潔5主軸不轉動主軸轉動指令是否輸出電器人員

16、檢查處理6主軸發熱1主軸軸承預緊力過大調整預緊力2軸承研傷或損壞更換軸承3潤滑油臟或有雜質清洗主軸箱，更換潤滑油（2）滾珠絲杠副：滾珠絲杠副大部分故障是由運動質量下降.反向間隙過大.潤滑不良.軸承噪聲大等原因造成的。 滾珠絲杠副故障診斷序號 故障現象 故障原因 排除方法1加工工件粗糙度大1導軌的潤滑不足，致使溜板爬行加潤滑油，排除潤滑故障2 絲杠軸承損壞，運動不平穩更換損壞軸承2滾珠絲杠副噪聲大1.滾珠絲杠潤滑不良檢查分油器和油路，使潤滑油充足2.滾珠有破損更換滾珠3.電機與絲杠聯軸器松動擰緊聯軸器鎖緊螺釘2.數控系統故障診斷（1）報警故障：當數控車床斷電時，為保存好車床控制系統的車床參數及加

17、工程序，需靠后備電池予以支持，這些電池到了使用壽命，即電壓低于允許值時，就會出現電池故障報警。應及時予以更換，否則車床參數就容易丟失，因此應該在車床通電時更換，以保證系統能正常工作。（2）鍵盤故障在用鍵盤輸入程序時，如果發現字符不能輸入.不能復位或顯示屏的頁面不能更換等故障，首先應該考慮鍵盤是否接觸不好，予以修復或更換。若不見成效或者所有按鍵都不起作用，可進一步檢查該部分接口電路和電纜連接。（3）熔絲故障：控制系統內保險絲燒斷，多出現在對數控系統進行了誤操作，或由于車床發生了撞車等意外事故。（4）參數修改：對每臺數控車床參數的含義都要充分了解并掌握，它除了能幫助很好地了解車床的性能外，還有利于

18、提高車床的工作效率或是排除故障。三.數控車床避免碰撞的主要方法 數控車床價格昂貴，如果編程.操作不慎，萬一發生碰撞，后果是非常嚴重的。為此，操作數控車床時，必須嚴密.細致1程序中出現了超越三爪尺寸的數值圖中的工件原點至卡爪端面尺寸為50。如果加工程序中出現Z負值超過50，如Z=51.0，車刀就要與三爪碰撞。因此，當編程結束后，要仔細檢查所有軸向尺寸是否超過50。2.因工件特殊形狀，編程不當，產生碰撞。 下圖中的工件，已完成槽的車削，需要快速退回至X80.Z50.處，如用G01 X80. Z50.編程，由于車刀斜線走刀會于工件臺階發生碰撞。 正確的程序是： G00 X80.； Z50.： 即，先將車刀徑向退出，然后再軸向移動。3.檢查程序中G00坐標值是否存在車刀與工件碰撞的可能性。 程序中G00是快速定位，車刀以機床最快速度移動。如果編程不當，與工件碰撞，后果極為嚴