数控机床常见机械故障诊断与维修
数控机床的故障诊断与维修
数控机床的故障诊断与维修
面对未来，我们需要不断学习新知识、掌握新技术，以适应制造业的发展需求
同时，我们也要关注行业动态，积极参与专业培训和研讨会，与同行交流经验，共同推动数控机床故障诊断与维修技术的进步
数控机床的故障诊断与维修
挑战与应对
面对未来数控机床的故障诊断与维修技术的快速发展，我们也面临一些挑战
绿色维修：随着环保意识的提高，未来的数控机床故障诊断与维修将更加注重环保和可持续发展。采用环保材料和技术进行维修，降低维修过程中的能源消耗和环境污染，实现绿色维修
远程诊断与维修：随着网络技术的发展，未来的数控机床故障诊断与维修将更加远程化。通过远程诊断系统，技术专家可以在远程控制中心对机床进行实时监测和诊断，提供维修建议和技术支持，大大缩短维修时间
数控机床的故障诊断与维修
参考文献
[
1] 李宏胜,朱强. 数控机床故障诊断与维修
[
M]. 北京: 机械工业出版社, 2019
[
2] 王岩. 数控机床电气控制与故障诊断
[
M]. 北京: 化学工业出版社, 2020
数控机床的故障诊断与维修
数控机床的故障诊断与维修
015] 刘美俊. 基于大数据的数控机床故障预测与维修策略研究
预测性维护：通过数据分析和预测模型，对数控机床的寿命和性能进行预测和维护。在故障发生之前，采取相应的维护措施，降低故障发生概率，提高机床的可靠性和稳定性
数控机床的故障诊断与维修
总结
数控机床的故障诊断与维修是保证机床正常运行的关键环节。通过掌握常见的故障类型、诊断方法和维修流程，结合实际案例进行分析和学习，可以更好地掌握数控机床的故障诊断与维修技能。同时，随着智能化、远程化、绿色化和预测性维护的发展，未来的数控机床故障诊断与维修将更加高效、准确和环保
数控机床常见的故障及排除方法
数控机床常见的故障及排除方法一、数控机床常见故障分类1、确定性故障确定性故障是指控制系统主机中的硬件损坏或只要满足一定的条件，数控机床必然会发生的故障。
这一类故障现象在数控机床上最为常见，但由于它具有一定的规律，因此也给维修带来了方便，确定性故障具有不可恢复性，故障一旦发生，如不对其进行维修处理，机床不会自动恢复正常。
但只要找出发生故障的根本原因，维修完成后机床立即可以恢复正常。
正确的使用与精心维护是杜绝或避免故障发生的重要措施。
2、随机性故障随机性故障是指数控机床在工作过程中偶然发生的故障，此类故障的发生原因较隐蔽，很难找出其规律性，故常称之为“软故障”，随机性故障的原因分析与故障诊断比较困难，一般而言，故障的发生往往与部件的安装质量、参数的设定、元器件的品质、软件设计不完善、工作环境的影响等诸多因素有关。
随机性故障有可恢复性，故障发生后，通过重新开机等措施，机床通常可恢复正常，但在运行过程中，又可能发生同样的故障。
加强数控系统的维护检查，确保电气箱的密封，可靠的安装、连接，正确的接地和屏蔽是减少、避免此类故障发生的重要措施。
二、数控机床常见的故障1、主轴部件故障由于使用调速电机，数控机床主轴箱结构比较简单，容易出现故障的部位是主轴内部的刀具自动夹紧机构、自动调速装置等。
为保证在工作中或停电时刀夹不会自行松脱，刀具自动夹紧机构采用弹簧夹紧，并配行程开关发出夹紧或放松信号。
若刀具夹紧后不能松开，则考虑调整松刀液压缸压力和行程开关装置，或调整碟形弹簧上的螺母，减小弹簧压合量。
此外，主轴发热和主轴箱噪声问题也不容忽视，此时主要考虑清洗主轴箱，调整润滑油量，保证主轴箱清洁度和更换主轴轴承，修理或更换主轴箱齿轮等。
2、进给传动链故障在数控机床进给传动系统中，普遍采用滚珠丝杠副、静压丝杠螺母副、滚动导轨、静压导轨和塑料导轨。
所以进给传动链有故障，主要反映是运动质量下降。
如：机械部件未运动到规定位置、运行中断、定位精度下降、反向间隙增大、爬行、轴承噪声变大（撞车后）等。
数控机床常见故障的诊断与排除范本
数控机床常见故障的诊断与排除范本数控机床是一种集机械、电气、液压、气动和计算机技术于一体的先进设备，广泛应用于各个制造行业。
然而，由于机床使用的复杂性和长时间运行，常常会出现各种故障。
及时和准确地诊断和排除故障，对于保持机床的正常运行以及提高生产效率至关重要。
在本文中，将介绍数控机床常见故障的诊断与排除范本。
一、电气故障1. 故障现象：机床电源没有接通，无法正常运行。
排查方法：检查机床电源是否正常接通，检查各个电源线路是否处于正常状态。
2. 故障现象：机床电源正常接通，但机床无法启动。
排查方法：检查机床主电源开关、控制柜门开关、急停开关等是否处于正常状态，检查控制柜内部各个电路是否正常。
3. 故障现象：机床工作过程中突然停机或者出现电流过大现象。
排查方法：检查各个电机、伺服驱动器、继电器等电气元件是否出现故障，检查负载过大或者工作过程中出现异常情况。
二、机械故障1. 故障现象：机床在运行过程中出现噪音或者震动现象。
排查方法：检查机床各个部件是否松动或者损坏，包括主轴、进给系统、传动系统等，进行适当的调整和维护。
2. 故障现象：机床刀具无法正常切削工件。
排查方法：检查机床刀具是否磨损或者松动，检查进给系统和主轴系统是否正常工作，检查工件和夹具是否正确。
3. 故障现象：机床出现漏油或者润滑系统不正常。
排查方法：检查机床润滑系统是否有足够的润滑油，检查润滑系统的管路是否正常，检查润滑泵是否工作良好。
三、控制系统故障1. 故障现象：机床控制系统无法正常工作。
排查方法：检查控制系统电源、接线、信号线是否正常连接，检查控制系统的软件和硬件是否出现故障。
2. 故障现象：机床运动轴无法正常运动或者位置误差过大。
排查方法：检查伺服驱动器和编码器是否正常工作，检查运动轴的机械结构是否正常，检查运动轴的运动控制参数是否正确。
3. 故障现象：机床程序运行中出现错误或者停顿。
排查方法：检查机床程序是否正确，检查编程和操作是否正确，检查机床控制系统的相关参数是否设置正确。
数控机床常见故障及检测方法分析
数控机床常见故障及检测方法分析数控机床具有智能化高，加工精度高、加工质量稳定、生产效率高等特点。
它综合了计算机技术、电气自动化技术等各个领域的多项科学技术成果。
特别适合于加工零件较复杂、精度要求高、产品更新频率高的场合。
它的任何部分出现故障,都可能导致加工精度降低,甚至机床停机、生产停顿,从而带来不必要的损失。
因此,了解机床常见故障并加强数控机床故障检测分析是十分必要的。
1、数控机床常见故障(1)主机故障数控机床的主机通常指组成数控机床的机械、润滑、冷却、排屑、液压、气动与防护等部分。
主机常见的故障主要有：1)因机械部件安装、调试、操作使用不当等原因引起的机械传动故障；2)因导轨、主轴等运动部件的干涉、摩擦过大等原因引起的故障；3)因机械零件的损坏、联结不良等原因引起的故障，等等；主机故障主要表现为传动噪声大、加工精度差、运行阻力大、机械部件动作不进行、机械部件损坏等等。
润滑不良、液压、气动系统的管路堵塞和密封不良，是主机发生故障的常见原因。
数控机床的定期维护、保养、控制和清除“三漏”现象发生是减少主机部分故障的重要措施。
(2)电气控制系统故障从所使用的元器件类型上，根据通常习惯，电气控制系统故障通常分为“弱电”故障和“强电”故障两大类。
“弱电”部分是指控制系统中以电子元器件、集成电路为主的控制部分。
数控机床的弱电部分包括CNC、PLC、MDI/C RT以及伺服驱动单元、输为输出单元等。
“弱电”故障又有硬件故障与软件故障之分，硬件故障是指上述各部分的集成电路芯片、分立电子元件、接插件以及外部连接组件等发生的故障。
软件故障是指在硬件正常情况下所出现的动作出锗、数据丢失等故障，常见的有．加工程序出错，系统程序和参数的改变或丢失，计算机运算出错等。
“强电”部分是指控制系统中的主回路或高压、大功率回路中的继电器、接触器、开关、熔断器、电源变压器、电动机、电磁铁、行程开关等电气元器件及其所组成的控制电路。
数控机床故障诊断与维护
故障现象分析
根据故障现象，分析可能的原因和部位。
故障排除
根据确定的故障部位，采取相应的措施排除 故障。
故障诊断工具
万用表
用于测量电压、电流等电参数，判断 电气系统是否存在故障。
示波器
用于检测信号波形，分析电路的工作 状态，判断故障部位。
油压表
用于检测液压系统的压力，判断液压 系统是否存在故障。
专用诊断软件
制定针对性的维护
措施
根据设备维护档案，制定针对性 的维护措施，提高设备的可靠性 和稳定性。
制定应急预案
制定应急处理流程
针对可能发生的设备故障，制定相应的应急处理流程，确保故障 能够得到及时有效的处理。
配备应急处理人员
指定专门的应急处理人员，确保在设备故障发生时能够迅速响应。
储备应急处理物资
储备必要的应急处理物资，如备件、工具等，确保在紧急情况下 能够及时更换或修复故障部件。
对数控机床进行全面的检查，包括电气系统、液 压系统、气动系统等，确保各系统正常运行。
精度调整
根据需要，对数控机床的几何精度和运动精度进 行检测和调整，保证加工精度。
更换易损件
定期更换数控机床的易损件，如轴承、密封件、 过滤器等，保证机床稳定运行。
特殊维护保养
停放保养
01
长时间不使用数控机床时，应进行停放保养，包括清洁、润滑、
替换法
用同型号的完好元件替换可能 存在故障的元件，观察数控机 床的工作状态，判断故障部位 。
程序检查法
通过运行数控机床的基本程序 ，检查机床各部分的工作状态
，判断故障部位。
故障诊断流程
初步检查
观察数控机床的外观和仪表，检查电源、油 压等是否正常。
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、数控机床常见故障及其原因1. 通讯故障通讯故障是数控机床中比较常见的故障之一。
通讯故障的主要原因包括通讯电缆连接不良、通讯软件设置错误、通讯卡故障等。
这些原因导致的通讯故障会导致数控机床无法正常与上位机进行通讯，从而影响数控机床的工作效率。
2. 电气故障电气故障是数控机床常见的故障之一，主要原因包括电气元件老化、电气接线错误、电气元件损坏等。
电气故障会影响数控机床的正常电气供电，导致数控机床无法正常工作。
3. 传感器故障数控机床中的传感器故障也比较常见，主要原因包括传感器损坏、传感器灵敏度调整不当、传感器连接错误等。
传感器故障会导致数控机床无法准确感知工件位置或运动状态，从而影响数控机床的加工精度。
4. 润滑系统故障润滑系统故障是数控机床常见的故障之一，主要原因包括润滑油不足、润滑系统堵塞、润滑泵故障等。
润滑系统故障会导致数控机床在运行过程中出现摩擦增大、温升过高等问题，影响数控机床的工作效率和使用寿命。
5. 机械传动系统故障二、数控机床故障诊断方法硬件故障诊断是数控机床故障诊断的重要内容之一。
硬件故障诊断主要通过检查、测量、比对数控机床的各个硬件部件来发现故障原因。
比如通过检查通讯电缆连接状态、检测传感器输出信号、测量电气元件的电压电流等方法来诊断数控机床的硬件故障。
3. 综合故障诊断综合故障诊断是数控机床故障诊断的综合性方法，主要通过对数控机床的硬件、软件以及工艺加工情况进行综合分析，找出故障的根本原因。
综合故障诊断需要运用多种故障诊断方法，结合数控机床的实际工作情况进行综合分析，以确保找出故障的准确原因。
硬件故障维修是数控机床故障维修的重要内容之一。
硬件故障维修主要通过更换损坏的硬件部件、重新连接电气接线、调整机械传动系统等方法来修复数控机床的硬件故障。
数控机床故障诊断与维修是数控机床维护管理工作的重要内容，对于保证数控机床的正常工作、提高数控机床的使用寿命具有重要意义。
专题一：数控机床故障与诊断
轨上
图2-7 滚珠导轨的预紧
例9
由某龙门数控铣削中心加工的零件，在检验中发
现工件Y轴方向的实际尺寸与程序编制的理论数据存在不 规则的偏差。该数控机床布局如图2-8所示。
图2-8 龙门数控铣削中心
从数控机床控制的角度来说，零件在Y轴方向的尺寸 偏差是由机床的Y轴在进给过程中产生的偏差所造成。该 机床数控系统为SINUMERIK 810M，伺服系统为SIMODRIVE 611A驱动装臵，Y轴进给电动机为带内装式ROD302编码器 的1FT5交流伺服电动机。 1）通过检查Y轴有关位臵参数（如反向间隙、夹紧允许
2）因导轨、主轴等运动部件的干涉、摩擦过大等原因引 起的故障。 3）因机械零件的损坏、连接不良等原因引起的故障等。
（2）电气控制系统故障
电气控制系统故障通常分为“强电”故障和“弱电”
故障两大类 ；“弱电”故障又有硬件故障与软件故障之 分
2．按故障的性质分类
（1）确定性故障
确定性故障是指控制系统主机中的硬件损坏或只 要满足一定的条件，数控机床必然会发生的故障。 （2）随机性故障 随机性故障是指数控机床在工作过程中偶然发生
的故障。
3．按故障的指示形式分类
（1）有报警显示的故障
1）指示灯报警显示
2）显示器报警显示
（2）无报警显示的故障 4．按故障产生的原因分类 （1）数控机床自身故障 （2）数控机床外部故障
1.2
数控机床故障诊断原则
1.先外部后内部 2.先机械后电气
3.先静态后动态
4.先简单后复杂
1.3
数控机床的故障诊断技术
1.5 数控机床维修后的开机调试
1.6 维修调试后的技术处理
练习
1.1 数控机床故障分类
数控机床常见故障诊断和常规维修方法
许 多焊 点，板 问或 模块 问又通过 插接件及 电缆相 连。
因此，任 何虚焊 或 接触不 良 都可 能 引起故 障 ， 当
用绝缘物轻轻敲打有虚焊及接触 不 良的疑点处，故障
肯定会重复出现 。
３３ 、 测 量 比较 法 ．７
第一次开机 的检查，机床加工造成废 品但又无法报警、
一
Ｃ Ｃ系统 厂家在设计 印刷线路板 时， 为了调整， Ｎ
即从故 障现象开始，根据故 障机理 列出多种可能产生 故障的原 因，然后对这些原 因逐点 进行分 析，排 除不
正确的原因，最后确定故 障点。
以故 障产生时有无破坏 性而将故 障分为破坏性故 障和非破坏性故障。
２ ４ 、破 坏性故 障 ．１ 此 类故 障产生会对机床 和操作 者造成伤害，导致
故障部件。 当然采用此法 时，一定要注意 元器 件的温 分析和 比较、从而对故 障定位 。运 用这种方法，要求
度等参数，不要将原来是好 的器材烤坏。
３３ 、参数检测法 ．５
维修人 员必须 对整个 系统或每 个 电路 的原理 有清楚、
深刻的了解。
数 控 参 数 能 直 接 影 响 数 控 机 床 的 性 能。 参 数 通 常 是 存 放 在 参 数 内存 或 存 放 在 需 由 电 磁 保 持 的 ＣＭＯ Ｒ Ｍ。一 旦 电磁 不足 或 由于 外界 的某种 干扰， Ｓ Ａ 使 个别参 数丢 失或 变化，就会使 机床 无法正 常工作。 此 时，通 过核对、修正参数就能将故 障排除。 当机床
功能。本文介绍几种常规 的维修方法。
３． １ ３ 、直 观 法
这是一种最基本 的方法，维修 人员通过对故 障发
生 的各种 光、声、味等异常现象的观察 以及认真查看 系统 的每一处 ，往往 可将故 障范围缩小到一个模块或
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6.1.2 主轴部件
数控机床的主轴部件主要有以下几个部分：主轴本体及密封装置、支 承主轴的轴承、配置在主轴内部的刀具卡进及吹屑装置、主轴的准停装 置等。
1. 主轴润滑
为了保证主轴良好的润滑，减少摩擦发热，同时又能把主轴组件的 热量带走，通常采用循环式润滑系统，用液压泵供油强力润滑，在油箱 中使用油温控制器控制油液温度。
2) 环氧型耐磨导轨涂层 (1) 良好的加工性：可经车、铣、刨、钻、磨削和刮削。 (2) 良好的摩擦性。 (3) 耐磨性好。 (4) 使用工艺简单
图6 4 工作台和滑座剖面图 1—床身；2—工作台；3—下压板；4—
导轨软带；5—贴有导轨软带的镶条
2. 滚动导轨
(1) 摩擦系数小（0.003～0.005），运动灵活。 (2) 动、静摩擦系数基本相同，因而启动阻力小，而且不易产生爬行。 (3) 可以预紧，刚度高；寿命长，精度高，润滑方便。
直线滚动导轨结构
3. 液体静压导轨 液体静压导轨是将具有一定压力的油液经节流器输送到导轨面
的油腔，形成承载油膜，将相互接触的金属表面隔开，实现液体摩 擦。
6.3.2 导轨副的维护 1. 间隙调整 (1) 压板调整间隙
①油气润滑方式。
②喷注润滑方式。
2. 防泄漏
在密封件中，被密封的介质往往是以渗漏、渗透或扩散的形式越界 泄漏到密封连接处的彼侧。
图6-1 卧式加工中心主轴前 支承的密封结构
1—进油口；2—轴承；3—套 筒；
4，5—法兰盘；6—主轴； 7—泄漏孔； 8—回油斜孔；9—泄油孔
3. 刀具夹紧
在自动换刀机床的刀具自动夹紧装置中，刀具自动夹紧装置的刀杆常采用
例6-5 跟踪误差过大报警。
故障现象 XK713铣床加工过程中X轴出现跟踪误差过大报 警。
故障分析 该机床采用闭环控制系统，伺服电动机与丝杠 采用直联的连接方式。在检查系统控制参数无误后，拆开 电动机防护罩，在电动机伺服带电的情况下，用手拧动丝 杠，发现丝杠与电动机有相对位移，可以判断是由电动机 与丝杠连接的胀紧套松动所致；紧固紧定螺钉后，故障消 除。
• 润滑油过量 • 密封件损坏 • 管件损坏
6、刀具不能夹紧
• 蝶形弹簧位移量较小
• 刀具松紧弹簧上的螺母松动
7、刀具夹紧后不能松开
• 松刀弹簧压合过紧
• 液压缸压力和行程不够
6.1.4 主传动系统维修实例
例6.1 主轴噪声的故障维修。
故障现象 CK6140车床运行在1 200 r/min时，主轴噪声变大。
•丝杠支承轴承的压盖压合情况不好 •丝杠支承轴承可能破损 •电动机与丝杠联轴器松动 •丝杠润滑不良 •滚珠丝杠螺母副滚珠有破损
2）、滚珠丝杠运动不灵活
•轴向预加载荷太大 •丝杠与导轨不平行 •螺母轴线与导轨不平行
3）、滚珠丝杠螺母副传动状况不良原因： 滚珠丝杠螺母副润滑状况不良
•丝杠弯曲变形
6.2.2 滚珠丝杠副维修实例
Байду номын сангаас
6.2 进给系统的结构及维修
6.2.1 滚珠丝杠副 滚珠丝杠副是在丝杠和螺母之间以滚珠为滚动体的
螺旋传动元件。它将电动机的旋转运动转化为工作台 的直线运动。 1. 滚珠丝杠副的安装 (1) 双推—自由方式。如图6 2(a)所示 (2) 双推—支承方式。如图6 2(b)所示 (3) 双推—双推方式。如图6 2(c)所示
滚珠丝杠副的3种安装方式 1—电动机；2—弹性联轴器； 3—轴承；4—滚珠丝杠；5—滚
珠丝杠螺母
2. 滚珠丝杠副的防护及润滑 (1) 滚珠丝杠副的防护 (2) 轴向间隙的调整 (3) 滚珠丝杠螺母副的润滑 (4) 支承轴承的定期检查
滚珠丝杠副调隙结构图
3. 滚珠丝杠副的常见故障及排除
1）、滚珠丝杠螺母副噪声
故障分析 CK6140车床采用的是齿轮变速传动。一般来讲主轴产生噪声的噪 声源主要有：齿轮在啮合时的冲击和摩擦产生的噪声；主轴润滑油箱的 油不到位产生的噪声；主轴轴承的不良引起的噪声。将主轴箱上盖的固 定螺钉松开，卸下上盖，发现油箱的油在正常水平。检查该挡位的齿轮 及变速用的拨叉，看看齿轮有没有毛刺及啮合硬点，结果正常，拨叉上 的铜块没有摩擦痕迹，且移动灵活。在排除以上故障后，卸下皮带轮及 卡盘，松开前后锁紧螺母，卸下主轴，检查主轴轴承，发现轴承的外环 滚道表面上有一个细小的凹坑碰伤；更换轴承，重新安装好后，用声级 计检测，主轴噪声降到73.5 dB。
第六章 数控机床常见机械故障 诊断与维修
6.1 主传动系统与主轴部
件故障诊断与维修
数控机床的主传动系统承受主切削力，它的功率大小与回转速 度直接影
由于数控机床的主轴驱动广泛采用交、直流主轴伺服电动机， 这就使得主传动的功率和调速范围较普通机床大为增加。
6.1.1 主传动系统
数控机床的主传动系统常采用的配置形式有： 1. 采用变速齿轮 2. 电动机与主轴直联 3. 采用带传动 4. 电主轴
6.3 导轨副的结构及维修
6.3.1 导轨副的结构
导轨副是数控机床的重要部件之一，它在很大程度上决定数控 机床的刚度、精度和精度保持性。
1. 贴塑滑动导轨
1) 聚四氟乙烯导轨软带的特点 (1) 摩擦性能好：金属对聚四氟乙烯导轨软带的动、静摩擦系数基本不变。 (2) 耐磨特性好：聚四氟乙烯导轨软带材料中含有青铜、二硫化铜和石墨，因 此其本身就具有润滑作用，故对润滑的要求不高。 (3) 减振性好：塑料的阻尼性能好，其减振效果、消声的性能较好，有利于提 高运动速度。 (4) 工艺性能好
7∶24的大锥度锥柄，既利于定心，也为松刀带来方便。 6.1.3 主传动系统的常见故障及排除 1、主轴发热 原因：
• 主轴轴承损伤或轴承不清洁 • 主轴前端盖与主轴箱体压盖研伤 • 轴承润滑油脂耗尽或润滑油脂涂抹过多
2、主轴在强力切削时停转 原因:
• 电动机与主轴连接的皮带过松 • 皮带表面有油 • 皮带使用过久失效 • 摩擦离合器调整过松或磨损
3、主轴噪声
• 缺少润滑 • 小带轮与大带轮传动不平稳 • 主轴与电动机连接的皮带过紧 • 齿轮啮合间隙不均匀或齿轮损坏 • 传动轴承损坏或传动轴弯曲
4、主轴没有润滑油循环或润滑不足
• 油泵转向不正确或间隙太大 • 吸油管没有插入油箱的油面下面 • 油管和滤油器堵塞 • 润滑油压力不足
5、润滑油泄漏润