1、完整版数控车床常见故障的维修与维护毕业论文数控车床常见故障的维修与维护摘要：1952年，计算机技术应用到了机床上，在美国诞生了第一台数控机床。从此，传统机床产生了质的变化。近半个世纪以来，数控系统经历了两个阶段和六代的发展。数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，它对关系国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展也起着越来越重要的作用（因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势）。数控机床是机电一体化在机械加工领域中的典型产品，具有高精度、高效率和高适应性的特点。数控机床已在我国批量生产、大量引
2、进和推广使用，它们给机械制造业的发展创造了条件，并带来了很大的经济效益。由于机床数控系统的先进性、复杂性和智能化高的特点，若其任何部分发生故障与失效现象，都会使数控机床停机，从而造成生产停顿。因此，对数控车床的故障进行诊断与排除就显得十分必要。而在数控车床的故障进行诊断与排除问题中,数控系统的故障的处理所占的比例是主要部分的。关键词：数控车床，维护，故障处理第一章 绪论一、数控机床数控（NC）机床是通过计算机编码指令编辑零件加工程序，使刀具沿着程序编制的轨迹自动定位并对零件进行加工的机床。它是以数控系统为代表的新技术对传统机械制造业渗透而形成的机电一体化产品；数控机床的核心是它的控制单元即数控
3、系统。其技术范围履盖很多领域，包括：(1)机械制造技术；(2)信息处理、加工、传输技术：(3)自动控制技术；(4)伺服驱动技术；(5)传感器技术：(6)软件技术等二、数控机床的组成 数控机床由数控装置、伺服驱动装置、检测反馈装置和机床本体四大部分组成，再加上程序的输入输出设备、可编程控制器、电源等辅助部分。1.数控装置(数控系统的核心)由硬件和软件部分组成，接受输入代码经缓存、译码、运算插补）等转变成控制指令，实现直接或通过PLC对伺服驱动装置的控制。2.伺服驱动装置是数控装置和机床主机之间的联接环节，接受数控装置的生成的进给信号，经放大驱动主机的执行机构，实现机床运动。 3.检测反馈装置是通
4、过检测元件将执行元件（电机、刀架）或工作台的速度和位移检测出来，反馈给数控装置构成闭环或半闭环系统。 4.机床本体是数控机床的机械结构件（床身箱体、立柱、导轨、工作台、主轴和进给机构等）。第二章 数控机床常见故障诊断方法一、对故障常识的了解1.故障的基本概念故障数控机床全部或部分丧失原有的功能。故障诊断在数控机床运行中，根据设备的故障现象，在掌握数控系统各部分工作原理的前提下，对现行的状态进行分析，并辅以必要检测手段，查明故障的部位和原因。提出有效的维修对策。2.故障的分类1）从故障的起因分类关联性故障和系统的设计、结构或性能等缺陷有关而造成（分固有性和随机性）。 非关联性故障和系统本身结构与
5、制造无关的故障。 2）从故障发生的状态分类突然故障发生前无故障征兆，使用不当。渐变故障发生前有故障征兆，逐渐严重。3)按故障发生的性质分类软件故障程序编制错误、参数设置不正确、机床操作失误等引起。硬件故障电子元器件、润滑系统、限位机构、换刀系统、机床本体等硬件损坏造成。干扰故障由于系统工艺、线路设计、电源地线配置不当等以及工作环境的恶劣变化而产生。4）按故障的严重程度分类危险性故障数控系统发生故障时，机床安全保护系统在需要动作时，因故障失去保护动作，造成人身或设备事故。安全性故障机床安全保护系统在不需要动作时发生动作，引起机床不能起动。3.数控系统的可靠性数控机床除了具有高精度、高效率和高技术
6、的要求外，还应该具有高可靠性。4.数控机床维修的特点1）数控机床是高投入、高精度、高效率的自动化设备；2）一些重要设备处于关键的岗位和工序，因故障停机时，影响产量和质量；3）数控机床在电气控制系统和机械结构比普通机床复杂，故障检测和诊断有一定的难度。二、对人员的基本要求a.应熟悉掌握数控机床的操作技能，熟悉编程工作，了解数控系统的基本工作原理与结构组成；b必须详细熟读数控机床有关的各种说明书，了解有关规格、操作说明、维修说明，以及系统的性能、结构布局、电缆连接、电气原理图和机床PLC梯形图等；C除会用传统仪器仪表工具外，还应具备使用多通道示波器、逻辑分析仪和频谱分析仪等现代化、智能化仪器的技能
7、；d在完成一次故障诊断及排除故障过程后，应能对诊断排除故障工作，进行总结；e能做好故障诊断及维护记录，分析故障产生的原因及排除故障的方法，归类存档；f知识面广，掌握计算机技术、模拟与数字电路基础、自动控制与电机拖动、检测技术及机械加工工艺方面的基础知识与具备一定的外语水平。三、对排故手段的要求a准备好常用备品、配件并随时可以得到微电子元器件的实际供应；b必要的维修工具、仪器、仪表、接线、微机等；C 完整资料、手册、线路图、维修说明书(包括CNC操作说明书)以及接口、调整与诊断、PLC说明书等：四、 排故前的准备工作接到用户的直接要求后，应尽可能直接与用户联系，以便尽快地获取现场及故障信息。如数
8、控机床的进给与主轴驱动型号、报警指示或故障现象、用户现场有无备件等。五、 现场排故与维修对数控机床出现的故障(主要是数控系统部分)进行诊断，找出故障部位过程的关键是诊断，即对系统或外围线路进行检测，确定有无故障，并对故障定位指出故障的确切位置。从整机定位到插线板，在某些场合下要定位到元器件。第三章 数控系统故障排除方法的应用一、初始化复位法一般情况下，由于瞬时故障引起的系统报警，可用硬件复位或开关系统电源依次来清除故障，若系统工作存贮区由于掉电，拔插线路板或电池欠压造成混乱，则必须对系统进行初始化清除，清除前应注意作好数据拷贝记录，若初始化后故障仍无法排除，则进行硬件诊断。二、参数更改，程序更
9、正法系统参数是确定系统功能的依据，参数设定错误就可能造成系统的故障或某功能失效。有时由于用户程序错误亦可造成故障停机，对此可以采用系统的块搜索功能进行检查，改正所有错误，以确保其正常运行。三、最佳化调节法这是一种最简单易行的办法。通过对电位计的调节，修理系统故障。最佳化调整是系统地对伺服驱动系统与被拖动的机械系统实现最佳匹配的综合调节方法，其办法很简单，用一台多线记录仪或具有存贮功能的双踪示波器，分别观察指令和速度反馈或电流反馈的响应关系。通过调节速度调节器的比例系数和积分时间，来使伺服系统达到既有较高的动态响应特性，而又不振荡的最佳工作状态。四、备板置换法用好的备件置换诊断出坏的线路板，并做
10、相应的初始化启动，使机床迅速投入正常运转，然后将坏板修理或返修，这是目前最常用的排故办法。五、改善电源质量法目前一般采用稳压电源，来改善电源波动。对于高频干扰可以采用电容滤波法，通过这些预防性措施来减少电源板的故障。第四章 常见故障举例和原因分析(针对数控纵切车床)一、故障条目1、主轴弹簧夹头打不开。2、接料器不动作或动作不正确。3、中心架夹头与棒料咬死。4、主轴报警指示灯亮。5、主轴转动CRT上无主轴转速显示或机床每转进给时，主轴转动，进给轴不移动。6、冷却液漏或冷却液流量不够。7、液压压力不够。8、机床加工零件时，噪声大。9、回零重复性差或参考点位置偏差。10、接通总电源开关后，电源指示灯
11、（HL1）不亮。11、控制电源故障（无控制电压等）。12、伺服电源故障（无输入电压等）。13、冷却系统不工作。14、液压系统不工作。15、变频器故障报警。16、机床参数或加工程序丢失。17、系统报警，报警号：910998。18、按下系统启动按钮，系统不启动。19、CRT显示屏画面抖动或晃动。20、超程报警。21、手动（JOG）操作、手轮（MPG）操作、自动操作无法执行。22、CRT屏幕显示400、401、4n0、4n1、4n4、4n6号报警（伺服报警）。23、数控系统电源接通时无画面显示。24、伺服驱动系统受干扰。25、伺服电机损坏。26、工况指示三色灯红色亮。27、加工小圆弧和倒角轨迹不正常
12、。二、数控纵切车床故障分析与排除警告：1、机床维修之前应首先阅读随机技术文件、资料，弄清原理后再进行修理。 2、故障检查与排除时，关断电源后，方可插、拔插头、连接器或拆卸电气元器件；检修操作过程中必须遵守安全操作规程。序号故障症兆原因分析排除方法1主轴弹簧夹头打不开。11主轴夹紧推套与主轴内孔咬住。12主轴推套内的扁弹簧失效。13主轴夹紧调整的不当(过紧或过松)。11 应将主轴前螺帽拆下，取下弹簧夹头和推套（推套过紧时可采用取下螺帽后将操作面板上的主轴夹紧放松旋钮开关置于“夹紧”位置将推套顶出），此时可适当修研推套外圆的咬合点至与主轴内孔推动灵活即可。注意不得将间隙修得大于0.01mm。12更
13、换主轴推套内失效的扁弹簧。13重新调整主轴推套并紧螺母。2接料器不动作或动作不正确。21接料器给铁屑卡住。22液压系统接料换向阀堵塞。21拆下接料器进行清洗后重新装复与调整。22拆下接料换向阀进行清洗后，重新装复与调整。23 接料换向阀电源插头接触不良、断线或线圈损坏。23检查接料换向阀插头座、电磁阀线圈和连线，更换损坏的插头座或线圈。3中心架夹头与棒料咬死。31 固定中心架弹簧夹头与棒料之间的间隙调整过紧。32棒料弯曲度或直径变化过大。33由于材料偏软，造成咬死。31 按机床使用说明书中的方法重新调整间隙。（调中心架后并紧螺母，以不咬死棒料为准。）32棒料校直或选用h7公差的冷拉棒料。33
14、建议用回转中心架。4主轴报警指示灯亮。主轴变频器报警引起。按变频器故障分析及维修进行检修（见15项）。551 主轴转动CRT上无主轴转速显示或机床每转进给时，主轴转动，进给轴不移动。52 CNC发出主轴正转或反转指令后，主轴不转动或只能向一个方向旋转。511 主轴位置编码器与主轴连接的齿形皮带断裂。512 主轴位置编码器连接电缆断线。513 主轴位置编码器连接插头接触不良。514 主轴位置编码器损坏。521 CNC主轴模拟量没有输出。（电压：010VDC）511 更换齿形皮带。512测试检查,找出断线点和原因，更换断线。513 重新将主轴位置编码器连接插头插接牢靠。514 检查确认，更换损坏的
15、主轴位置编码器。521测试变频器上频率设定（ACM1与VRF端）端是否有电压，并随给定的主轴转速变化， 如无电压，按BEIJING-FANUC SEIES 0-TD维修说明书中方法进行故障分析与维修。522 CNC主轴模拟量输出口与变频器的连接电缆断线或短路。522 按电气图册中主轴模拟量输出连接电路，测试检查CNC主轴模拟量输出口与变频器频率设定口之间的连接电路，找出故障点，更换已损坏的电缆。523 连接器接触不良。524主轴正转或反转控制继电器损坏或触点接触不良。525 CNC控制主轴正转或反转接口损坏没有电压输出，控制继电器不动作。525主轴控制电路接触不良或有断线。523 断电后重新将
16、连接器插牢靠。524测试检查主轴正转或反转控制继电器，找出故障点及原因，排除故障，更换已损坏的继电器。525测试检查输出口（M12）的负载侧有否短路，控制继电器线圈并联的二极管是否接反，找出故障原因，排除故障或更换输出口，修改梯形图（找机床制造厂家修理）。525按电气图册中主轴控制电路进行测试检查，排除故障。661 冷却液漏。62冷却液流量不够。611 冷却箱冷却液加的过满。612 冷却管老化破裂。621 冷却箱过脏，引起电泵堵塞。622冷却管堵塞或变形。611减少冷却箱中的冷却液。612更换冷却管。621 清洗冷却箱和电泵，更换过脏的冷却液。622 清洗冷却管或更换变形的冷却管。623冷却箱
17、中冷却液过少。623加冷却液。7液压压力不够。71 液压箱温度过高，液压油变稀，压力下降。72 液压压力调整不当。73油路堵塞，压力不够。74液压箱中的液压油过少。71 检查引起油温过高的原因，排除故障，关机冷却后再启动。72 按机床使用说明书中的要求，重新调整。73清洗油路或更换堵塞的油管。74加液压油。8机床加工零件时，噪声大。81棒料的不直度直接影响到机床的工作噪声。82 机床使用已久，滚珠丝杆间隙增大。83 运动轴轴承座润滑不良，轴承磨损或损坏。84其它机械故障引起加工噪声大。85工装夹具、刀具或切削参数迁择不当。83伺服电机、主轴电机轴承润滑不良或损坏。81对棒料进行校直处理，一般棒
18、料的弯曲度不得大于0.5mmm。82修磨滚珠丝杆螺母调整垫片，重调间隙。 83加长效润滑脂，更换已损坏的轴承，重调轴承预紧力。84检查机床，找出引起噪声大的原因，并排除。85根据所加工的工件，重新选择刀具和切削参数。83检查确认，加润滑脂，更换已损坏的轴承。伺服电机、主轴噪声增大，应停机检查。9回零重复性差或参考点位置偏差：91回零重复性不稳。911 滚珠丝杆间隙增大。912回零轴轴承座润滑不良，轴承磨损或损坏。911 方法同8.2项。912加润滑脂，更换损坏的轴承。92机床返回参考点操作时，CRT显示90号报警。93返回参考点位置出现偏差。913 回零减速开关或挡块松动,引起回零重复性不稳。
19、92 返回参考点位置异常。参看“第3章第3节CNC系统的故障分析”。931参看“第3章第3节CNC系统的故障分析”3.3项。932参考计数器的容量设置不正确。933回零减速开关或挡块变动,引起参考点位置偏差。934 机床刚接通电源时，没有执行返回参考点。935 相应轴的伺服参数设置不正确或被修改。936 伺服电机与机床之间的连接松动或不正确。937干扰引起。938轴卡不良913 检查回零减速开关或挡块是否松动,并将其紧固牢固。92参照“第3章第3节CNC系统的故障分析”中进行故障测试检查与排除。 931参照“第3章第3节CNC系统的故障分析”中3.4项。932按BEIJING- FANUC S
20、EIES 0-TD维修说明书中3.3.17节方法重新设置。933 重新调整回零减速开关和挡块位置,并固定牢靠。 934重新进行返回参考点操作。935重新调试与设置伺服参数。936 检查伺服电机与机床之间的连接，排除故障。937检查编码器的屏蔽是否良好；编码器与CNC之间的反馈电缆是否有断线或接触不良；排除干扰故障。938方法同931。10接通总电源开关后电源指示灯不亮。101外部电源开关未接通。102 电源进线熔断器熔芯或机床总熔断器熔芯断。103 机床电源进线断。104机床总电源开关损坏。101 将外部电源开关接通。102 查出原因，排除故障后更换熔断器熔芯。103 查出断线原因，更换断线1
21、04将机床总电源开关接通或更换损坏的电源开关105控制变压器输入端熔断器熔芯熔断（或断路器跳）。106 指示灯控制电路中熔断器熔芯断或断线。107电源指示灯灯泡坏。105 测试检查，找出引起故障的原因，排除故障，更换熔芯（或断路器复位）。106测试检查，找出引起故障的原因，排除故障，更换熔芯或断线。107 更换灯泡。11控制电源故障：111控制变压器输入端熔断器熔芯熔断（或断路器跳）。112 整流模块或直流电源损坏。113电源连接线接触不良或断线。114控制变压器损坏。111 变压器内部短路、连接线短路，电流过大。112 因直流侧短路、过流、过压、过热等造成。113 螺钉松动，导线碰断等。11
22、41 外部电源引起（超过机床电源要求）。1142熔断器、断路器的电流值过大，没有起到保护作用；电源短路、串接；负荷过大等。111按电气图册中电源电路测试检查，找出故障点及原因，排除故障，更换熔芯（或将断路器复位）。112方法同上，更换已损坏的整流模块或直流电源。113 更换断线，对接触不良点重新连接。1141建议加装稳压电源。1142按电气图册测试检查，找出引起损坏的原因，排除故障后，更换新控制变压器。12伺服电源故障：121伺服变压器无输入电源。 122伺服变压器过热保护开关跳。121伺服变压器输入端断路器未合闸或跳闸。122伺服变压器过流、过热。121 按电气图册中电源电路，测试检查，找出
23、故障点及原因，排除故障，重新合闸。122测试检查方法同上，排除故障后，关机使伺服变压器冷却与热过载开关复位后再开机。123伺服变压器损坏。124伺服系统无输入电源。1231 外部电源超过机床电源要求。1232输出短路、串接；负荷过大等引起电流过大，温度升高，过热保护开关未跳，没有起到保护作用。1233伺服变压器内部短路、断路。124伺服变压器输出端接触器未吸合或断路器关断（跳闸）。1231同11.4.1项。1232 按电气图册中电源电路测试检查，找出故障点，排除电路故障，修理更换已损坏的伺服变压器。1233检查确认，修理更换已损坏的伺服变压器。124按电气图册中电源电路与伺服控制电路测试检查，
24、找出故障点，排除故障。13冷却系统不工作。131冷却电机过载保护热继电器脱扣。132冷却电机损坏。133冷却启动旋钮开关，旋至启动位置，冷却系统不工作。1311 冷却液过脏，冷却泵运转不畅或堵转过流。1312电机电源线断线、短路、缺相或交流接触器触点损坏等引起电源缺相过流。1321冷却电机内部短路或断路。1322负载过重，电流超过额定值，过载保护热继电器未脱扣。1323电机电源线断线、接触不良或交流接触器触点损坏等引起电源缺相。1331冷却系统控制电路断线。1332 冷却启动、停止旋钮故障。1333冷却启动接触器、继电器触点接触不良或损坏。1334冷却泵电机损坏。1335 CNC输出接口中冷却
25、启停接口故障。1311清理冷却箱，将堵塞冷却泵的杂物清理掉，更换过脏冷却液，然后将热继电器复位。1312按电气图册中冷却电机控制电路 测试检查，找出故障点，更换断线或已坏的接触器，排除故障，将热继电器复位。1321测试检查，确认是电机内部损坏后，查明原因，排除故障，更换已损坏的电机。1322检查冷却电机过载保护热继电器的整定值，正确整定，排除电路中的故障后，更换损坏的热继电器与已损坏的电机。1323按电气图册中冷却电机控制电路测试检查，找出故障点，更换断线或已坏的接触器，排除故障后再更换已损坏的电机。13.3.1 按随机电气图册中冷却系统控制电路测试检查，找出故障点，排除故障，更换断线。133
26、2 断电后，测试检查冷却启动、停止旋钮，确认损坏后，更换已损坏的旋钮。1333 断电后，测试检查冷却启动接触器、继电器，线圈与触点，找出故障点及原因，修理或更换已损坏的接触器或继电器。1334 按13.2项进行故障分析与修理。1335 方法同5.2.5 项。只是检查的接口改变14液压系统不工作。141液压电机过载热继电器脱扣。1411 液压箱中过滤网堵塞，电机负载过重。1411 清洗过滤网，更换过脏的液压油，然后将热继电器复位。142液压电机损坏。143 机床总电源开关接通，紧停按钮释放后，液压系统不工作。1412电机电源线断线、短路或交流接触器触点损坏等引起电源缺相过流。1413液压压力调整
27、不当引起负载加重，电机过载。1421 液压电机内部短路或断路。1422负载过重，电机电流超过额定值，过载保护热继电器未跳。1431 液压控制电路断线。1432液压启动接触器、继电器接触不良或损坏。1433 数控系统控制液压起动的输出接口损坏。1412 按电气图册中液压系统控制电路测试检查，找出故障点，更换断线或已坏的接触器，排除故障，将热继电器复位。1413按使用说明书重新调整液压压力，调试时用电流表监视电流不得超过电机额定电流值。1421 检查确认， 查明原因，排除故障后，更换已损坏的电机。14221 检查液压电机过载保护热继电器的整定值，更换已坏的热继电器。14222 清理液压箱，将堵塞液
28、压泵的脏物清理掉，更换过脏的液压油。1431按图测试检查，找出故障点，更换断线。14.3.2断电后，测试检查液压启动接触器、继电器，线圈与触点，找出故障点及原因，修理或更换已损坏的接触器或继电器。 1433 方法同5.2.5 项。只是检查的接口改变15变频器故障报警：151变频器无输入电压或电源缺相。152变频器无输出电压。参看SAMCO-i使用明书和电气图册。1511变频器电源输入端断路器跳闸（变频器过流内部故障或外部短路）或关断。1512变频器电源输入端断路器损坏。1513变频器电源线断线或接触不良。 1521变频器报警。1522程序中未给主轴转速指令或主轴启动指令。1523主轴正转或反转控制继电器
