数控机床“急停”故障实例分析
数控机床故障维修4例
改进高温热水泵机械密封
张建 民
气化工段 ６台高温热水泵 因机械密封泄漏严重 ， 被迫停车。
设备型号 Ｓ Ｃ Ｓ Ｚ ２ ５ ０ — １ ０ ０ ｘ ８ ， 流量 ２ ４ ５ ｍ ３ ／ ｈ ， 扬程 ７ ６ ０ ｍ， 效率 ７ ２ ％，
晶体管 回路 过载 ， 这与负载 、 主轴伺服驱动单元及 电机有关 。该
端面采用 Ｐ Ｌ ＡＮ ３ ２ 机 械密封 ，传输介质为灰水 ，灰水具有腐蚀
性， 易结垢 ， 含 有少量 Ｎ Ｈ ， 、 Ｈ ２ Ｓ 、 Ｃ Ｏ 、 氯根 固含量 ０ ． ５ ％（ 重 量百 分 比） ， 输送介质温度为 １ ７ １ ％， 进 口正常压力 ０ ． ８ ３ ＭＰ ａ 。
１ ． 机 械 密 封 改 进
进后结构 见图 ２ 。
轴 套 平 衡管 密 封腔 动环 静 环 水人 口 密 封压 盖
出现 。检查 程序发现报警 出现时光标都是停 留在 Ｍ０ ３ Ｓ １ ６ ０ ０ ；
Ｍ ０ ６ Ｔ Ｘ Ｘ处 （ 转速 为 １ ６ ０ ０ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ ， 然后 换 刀 Ｔ Ｘ Ｘ） 。 判 断 故 障 和 转
到改善 ， 泵运行周 期延长 １倍 ， 机械
密封连续使用 １ 年未发生泄漏 。
Ｗ１ ３． １ ２— ４２
床工作时经常 出现急停报警 ， 隔一会儿急停又 自动解除。 检查各个相关信号正常 。 通过梯形 图， 调出急停信号 Ｇ ８ ． ４ ， 发现机床在工作时 ， Ｇ ８ ． ４的相关信号 Ｘ ７ ． ４由 １ 变 为 ０时 ， 机床 就发生急停报警 ， 过一会儿 Ｘ ７ ． ４又 自动从 ０变 为 １ ， 急停 报警
正常 。互换故障机床和其他机床的主轴伺服驱动单元 ，故 障转
常见故障的诊断与维修案例—数控车床
常见故障的诊断与维修案例—数控车床例1:【故障现象】CKA6150机床在使用中，出现转动中的整个刀架转动突然停止，并出现报警，再次开启转动刀位，刀架断路器跳闸。
【分析与诊断】从上述故障现象分析，应该属于刀架的电气故障。
而刀架电气故障一般发生在刀架的霍尔元件、电动机和相关的线路上。
经检测4个霍尔元件都正常，电动机转动也正常，判断故障可能在PLC到刀架的传输导线上。
检查发现电气柜到通往刀架的电缆线外皮磨破，电动机线与地短路，断路器跳闸的原因找到，故障点也找到。
【故障排除及维修】相应的电缆线接好，绝缘包好，刀架恢复正常。
例2:【故障现象】机床Z轴方向加工尺寸不稳定。
【分析与诊断】该机床使用了两年多，近几个月发现Z轴方向定位精度不好，尤其是停止后再开机，往往就出现误差。
这类故障大多与机床传动链有关，有可能伺服电机到丝杠的齿形带磨损，也有可能刀丝杠两端轴承磨损导致丝杠窜动，还有可能机床压板松动，或者架重复定位不好。
镜检查，这些原因都不成立，进一步分析，停机后重新启动，需要回零操作。
出现误差应该和回零开关有一定的关系，检查回零开关发现有个紧固螺钉松动。
【故障排除及维修】拧紧开关上的紧固螺钉，故障就排除了。
例3:【故障现象】机床出现414报警，整机不能动。
【分析与诊断】机床配置的系统是FAUNC O-TD 系统，α系列的伺服电机及电动机。
首先从查询414报警含义开始。
CNC机床开机会进行自检，哪个单元出现故障，就会出现对应的报警号，414报警的含义是X轴伺服驱动器有异常。
【故障排除及维修】根据这条信息，我们检查了驱动器伺服电机和与链接的电缆线。
先从连接开始，打开电缆与伺服电机插头，发现插座有烧焦的痕迹，说明是插座短路所致，立即更换此插座，所有线按原样接好试车，机床恢复正常了。
例4:【故障现象】机床切削半径为300mm的圆弧时，圆弧表面粗糙度很高，有明显的刀痕。
【分析与诊断】机床是CKA6150 FANUC CO-TD系统．伺服是α系列交流伺服电动机，加工半径为300mm,圆弧是一个大的圆弧，在圆弧插补时Z轴移动得快．而x轴移动得很慢，这就要求X轴对细微的指令也要有良好的连续变化，即有较高的灵敏度。
数控机床的回零及其常见故障分析[1]
![数控机床的回零及其常见故障分析[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/b60e0bfe846a561252d380eb6294dd88d0d23d10.png)
数控机床的回零及其常见故障分析[1]数控机床参考点的回归及其常见故障诊断数控机床启动后通常需要进行返回参考点的操作，在这个过程中常会遇到各种问题，问题处理的正确与否在很大程度上会直接影响机床的使用及工件的加工精度。
一、为什么要返回参考点在数控机床上，各坐标轴的正方向是定义好的，因此只要机床原点一旦确定，机床坐标系也就确定了。
机床原点往往是由机床厂家在设计机床时就确定了，但这仅仅是机械意义上的，计算机数控系统还是不能识别，即数控系统并不知道以哪一点作为基准对机床工作台的位置进行跟踪、显示等。
为了让系统识别机床原点，以建立机床坐标系，就需要执行回参考点的操作。
如在CK0630型数控车床上，机床原点位于卡盘端面后20mm处，为让数控系统识别该点，需回零操作。
在CK0630型数控车床的操作面板上有一个回零按钮“ZERO”，当按下这个按钮时将会出现一个回零窗口菜单，显示操作步骤。
按照这个步骤，依此按下“X”按钮、“Z”按钮，则机床工作台将沿着X轴和Z轴的正方向快速运动，当工作台到达参考点的接近开关时，工作台减速停止。
回参考点的工作完成后，显示器即显示机床参考点在机床坐标系中的坐标值（X400，Z400），此时机床坐标系已经建立（如图1所示）。
目前，大多数数控机床均采用增量式位置检测装置来做位置环反馈元件，当机床在断电状态时NC系统会失去对机床坐标系值的记忆，因此每次机床重新通电之初，必须手动操作返回机床参考点一次，恢复记忆，以便进行自动加工。
对使用日本FUNAC系统的机床，除通电之初外，在机床工作过程中如出现断电、紧急停止或压下了机床行程限位开关时，也必须返回参考点。
机床返回参考点的方向、速度、参考点的坐标等均可由系统参数设定。
二、返回参考点的原理目前数控机床回参考点的方式有两种：使用脉冲编码器或光栅尺的栅格法和使用磁感应开关的磁开关法。
磁开关法由于存在定位漂移现象，因此较少使用。
大多数数控机床均采用栅格法回参考点。
数控系统急停处理程序原理分析及故障维修实例
图 ３ 急停程序块 的功能实现流 程图
由上 面 ３个 图 可 以得 到 以 下分 析 ： ５２控制 Ｔ５ Ｉ． ２触 发
＃ ０ ０ ７号报警 ， ７０ １ 同时使 驱动器缺相 ， 驱动器不工作 ， 报警 内容 为１ ， ２ｔ出现 ＃ ０ ０号 急停 报警 。Ｉ ． 控制 Ｔ７ 触 发 ＃ ０ ０ ６ ３０ １ ５ ２ ７ ０ １
地传输到系统 的 Ｐ Ｃ接 口。 Ｌ 而采 用常闭触点 的连接方式 ， 当信 号断时 ， 急停 信号有效 ， 虽然 没有 发生急 停操作 ， 系统默 认为 发生了急停操作 ， 系统便立 即对此进 行处理 ， 同时产 生急停报
电源模 块
断电延续时 问
通电延续 时间
端子 ］
端 子 。 —
《 装备制造技术）ｏ ｏ ２ ｌ 年第 ４期
数 控 系统急停处 理程序原 理 分 析及故 障维修 实例
周 岩
（ 哈尔滨 电机 厂有 限责任公司 装 备部电气技术组 ， 黑龙 江 哈尔滨 １ ０４ ） ５００
摘 要： 简述数控 机床 设置 急停的原 因及 其在控 制电路上 的设计原理 ， 并简要 分析 Ｓ ＭＥ ２ 数控 系统急停 处理程 序块 的原理 Ｉ ＮＳ ０ Ｄ Ｅ ８
ｌ７ ４
Ｅ ｕ ｐ ｎ Ｍａ ｕ ａ ｔ ｎ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ Ｎ ． ２ １ ｑ ｉ ｍｅ ｔ ｎ ｆ ｃｒ ｇＴ ｃ ｎ ｌ ｇ ｏ４， ０ ０ ｉ
Ｔ ８将按照上 图中控制使 能置 、 ４ 复位时序依 次被复位 ， 时急 这 停生 效 ， 出现 ＃ ００号急停报警 。当急停按钮解除时 ， ２解 ３０ Ｔ７ 除 ，复位 后解除 报警 ＃ ０ １ ，同样 Ｔ５ ７０ ６ ２解除 ，复位 后解 除 ＃０ １ ， ７ ０ ７ 然后 Ｔ６ 、 ３和 Ｔ４ ４ Ｔ６ ８将按照上 图中控制使 能置 、 复 位时序依 次被置位 ，３ ０ ＃ ００号急停报警复位 。
机床一直急停故障维修 数控机床故障维修课件
任务导入
我校工业工程中心 一台CK6132S型数 控车床，配华中数 控世纪星HNC-21T 系统,机床上电后， 数控系统出现急停 报警，数控系统一 直处于急停状态。
任务导入
工具准备
备料单
工具清单 材料清单
名称 万用表 螺丝刀 尖嘴钳 剥线钳 电铬铁 测电笔 记号笔 焊锡 松香 导T634S
⑴充分调查故障现场。 ⑵认真分析故障的原因 。
知识准备
常用数控维修方法：
•直观法 •动作分析法 •状态分析法 •操作、编程分析法 •系统自诊断法
•参数检查法 •功能测试法 •部件交换法 •测量比较法 •原理分析法
故障成因
•电气线路原因 •系统参数设置 错误 •复位所需要完 成的信息未满 足要求操作、 编程分析法 •PLC程序编写 错误
急 停 回 路 检 查
任务实施—诊断
任务实施
修 复 行 程 开 关
任务实施—维修
任务实施
任务实施—试机
机床上电 后，急停 故障消失， 可正常加 工零件， 故障排除。
思维拓展
故障现象
机床一直处与 急停状态，不 能复位
故障原因
思维拓展
1.电气方面的原因， 2. 系统参数设置错误，使系统信号不能正常输 入输出或复位条件不能满足引起的急停故障； PLC软件未向系统发送复位信息。检查KA中间继 电器；检查PLC程序。 3.PLC中规定的系统复位所需要完成的条件未满 足要求。如伺服动力电源准备好、主轴驱动准备 好等信息未到达。 4. PLC程序编写错误。 5.防护门没有关紧。
任务实施
任务实施—勘察
•故障发生时的情况记录 •故障发生的频繁程度记录 •故障的规律性记录 •故障时的外界条件记录
任务实施
第7章数控机床故障分析维护与调试实例资料ppt课件
第7章 数控机床故障分析、维护与调试实例
• 7.1数控车床故障分析实例 • 7.2数控铣床故障分析实例 • 7.3加工中心故障分析实例
2024/3/14
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经营者提 供商品 或者服 务有欺 诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
7.1.5 机械部件故障维修实例
• [例7-15]机械抖动故障维修 • 故障现象：CK6136车床在Z向移动时有明显的
2024/3/14
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经营者提 供商品 或者服 务有欺 诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
引例
数控机床在使用过程中可能的故障有机械故障、电气故障、操作故障、 编程故障。故障的原因是多样的，有的可能是电气元件的质量问题，有 的是装配问题、有的是使用问题。对故障原因进行正确、准确的分析， 并确定合理的解决方案是数控机床的使用者、设计者共同关注的问题。
其余刀位可以正常转动。
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经营者提 供商品 或者服 务有欺 诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
7.1.2主轴系统故障维修实例
• [例7-3] 主轴高速飞车故障维修
• 故障现象：国产CK6140数控车床，采用FANUC 0T数控系统。机床主轴为V57直流调速装置， 当接通电源后，主轴就高速飞车。
数控维修专讲-- 急停报警故障维修 10 例
数控维修专讲-- 急停报警故障维修 10 例急停报警故障维修 10 例1．动作确认的注意事项1)动作确认的方法既适合交流伺服系统，也适合直流伺服系统。
2)动作确认需要使用的工具(如：十字旋具一套、万用表或示波器台)等应准备齐全。
3)通电前要用手按住“急停”开关，维修人员要处于能观察到机床一切动作变化的位置上。
4)在确认动作的整个过程中，维修人员的手应不离开“急停”按钮，以免发生异常时能立即按下急停。
5)在机床动作时，尤其是大型机床，要确认机床与人员的绝对安全，动作之前要防止一切可能发生的危险。
6)机床运动时，应用手轮(MPG)或手动连续(JOG)方式低速移动机床，然后再进行快速移动试验。
7)凡是不需要进行试验的轴，其断路器应预先取下或切断，以保证操作不当或连接不当时，也不会引起异常动作。
8)第一次通电时，应逐一安装驱动器主回路的熔断器，并按第6项的要求确认动作。
9)在机床运动时，如需要检测信号波形，必须有两人以上协同配合操作，以避免事故的发生，此外，同步示波器的探针等，必须有良好的接地。
10)实际维修过程中，数控机床的很多故障是由于连接不良引起的，维修时切勿随意怀疑电路板有问题，轻易更换。
2．动作确认的步骤首先，在不旋转伺服电动机的情况下，进行以下各部分的确认： 1)取下电动机动力线，使机床即使有移动指令，也不会实际移动。
2)设定TGLS报警无效。
为使电动机在不旋转时，不发生报警，可以将驱动器的设定端S10设定到“L”位置(对于直流伺服单元，应将S23短路)。
3)对于垂直轴，要考虑到机械自重可能导致的下落。
如伺服电动机带有内装式制动器，只要将电动机的制动电源线取下，制动器即可起作用；在机械侧安装制动器的场合，则要检查强电回路，使制动器处于制动状态。
4)记录机床原来的机床参数，并对以下参数进行改变(不同的系统，参数号有所不同)，取消系统可能发生的伺服报警。
这些参数包括：①改变“到位宽度”的设定值，防止发生“跟随误差”报警。
数控机床急停和超程故障诊断与维修
数控机床急停和超程故障诊断与维修0 引言1 数控机床急停和超程电路分析数控机床常采用紧急停止按钮和超程处理方式，保证在危险的情况下，使数控机床能够快速的停止; 可以采用安全门防护装置，如带闭锁的或不带闭锁的机械式插片开关，防止人员随意进入危险的区域，保证维修人员在危险区域内安全地进行操作; 可以使用安全监控速度功能、调试使用按钮和电子手轮，监控机器的超速和停止状态，并且保证人员在打开安全门的情况下安全地调试机器。
数控机床急停和超程处理是数控机床安全性的重要内容，一台机床在验收和使用时肯定涉及这两方面的内容。
在FANUC 数控系统应用中，急停和超程有以下几种常规处理方法。
急停按钮和超程开关串接外围硬件处理，急停按钮和超程开关硬件连接可以参考CONNECTION MANUAL( HARDWARE) ( B－64303EN) ，以 0i－D 系统配置 ai 伺服单元为例，急停按钮和超程开关硬件连接示意图如图 1所示。
图 1 急停按钮与超程开关硬件连接示意图进给轴超程开关为动断触点，急停按钮与每个进给轴的超程开关串接，当没有按急停按钮或进给轴运动没有超程时，KA1 继电器吸合，相应的 KA1 触点闭合，则 0i－D 系统的 I/O 模块 X8． 4 处信号为 1，同时另一个 KA1 触点一闭合。
ai 伺服单元的电源模块 CX4 插座的 2、3 管脚接收急停信号，闭合为没有急停信号。
KA1 触点闭合后，若 0i－D 系统和 ai 伺服单元本身以及之间的连接没有故障，则 ai 电源模块内部的 MCC 触点闭合，即 CX3 的管脚 1、3 接通，如图 1 所示。
使用该伺服单元内部的 MCC 触点来控制外部交流接触器吸合，当外部交流接触器KM 吸合，三相交流220V 电源模块就施加到了伺服单元的主电源输入端( L1，L2，L3) ，数控系统和伺服单元就能正常工作。
根据 CNC，PMC、机床三者之间的关系，虽然X8．4 为1，但真正要使系统无急停报警，还要取决于 G8． 4 是否为1，G8． 4 处信号用符号表示为* ESP。
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数控机床“急停”故障实例分析
数控机床急停报警不能解除的故障比较常见。
当故障发生时显示器下方显示“紧急停止”（EMERGENCY STOP），这时，机床操作面板方式开关不能切换，MCC不吸合伺服，主轴放大器不能工作，系统并不发出具体的报警号，根据机床厂PMC报警编辑不同，有时会出现1000号以后的PMC报警。
出于安全考虑，机床厂将一些重要的安全信号与紧急停止信号串联，包括紧急停止开关。
但是一般维修人员往往仅以为是紧急停止开关连接不良或超程开关连接不良，排除上述两种可能后，就再也无法进行下一步的诊断工作，这说明对紧急停止信号的处理不够了解。
下面以FANUC 0i系统为例说明紧急停止的控制原理及其常见故障的处理。
一、紧急停止的控制原理
紧急停止控制的目的是在紧急情况下，使机床上的所有运动部件制动，使其在最短时间内停止运行。
《FANUC 连接手册》推荐的急停电路接法如图1所示。
从图1可见，一般紧急停止回路是由“急停”开关和“各轴超程开关”串联的，在这些串联回路中还串联一个24V继电器线圈，继电器的一对触点接到CNC控制单元的急停输入上，继电器的另一对触点接到放大器PSM电源模块上（接CX4的2和3管脚）。
若按下急停按钮或机床运行时超程（行程开关断开），则急停继电器线圈断电，其常开触点1、2断开，从而导致控制单元出现急停报警，主接触器线
圈断电，主电路断开，进给电机和主轴电机停止运行。
急停回路接到CNC控制单元的急停输入信号X地址是固定的，即X8.4。
数控系统直接读取该信号，当X8.4信号为“0”，系统出现紧急停止报警。
与急停报警紧密相关的信号还有G8.4信号，该信号是PMC送到CNC的紧急停止信号。
若G8.4为“0”，系统则出现紧急停止报警。
G8.4信号为PMC将X8.4和其他相关的信号进行综合处理的输出信号，如图2所示。
图2 中，梯形图在X8.4后面串接了一个Xn.m信号，比如刀库门开关等（进口机床经常这样处理）。
若Xn.m为“0”，即使紧急停止回路一切正常（X8.4为“1”），紧急停止G8.4仍为“0”，系统仍然出现紧急停止报警。
可见，G8.4是“紧急停止”信号树的“根”，而其他外围X信号和R信号是这一信号树上的“枝”。
当出现“紧急停止”不能解除的故障时，如果只查找图1所示的信号而不会从图2中的G8.4去“追根寻源”，则往往不能够排除该类故障。
二、典型急停故障及实例分析
机床出现急停故障时，通常围绕X8.4和G8.4信号进行分析诊断。
急停故障主要有以下三种情况。
1.紧急停止输入信号X8.4接线端的电压为0V，X8.4信号为“0”，G8.4为“0”
由于紧急停止输入信号X8.4接线端的电压为0V，则可能是急停回路断路或急停回路24V电源故障造成的。
通常检查机床的急停开关、行程开关等急停回路上的元器件及接线是否正常，检查急停回路24V电源是否正常等。
2.紧急停止输入信号X8.4接线端的电压为24V，但X8.4信号为“0”，导致G8.4为“0”
紧急停止输入信号X8.4接线端的电压为24V，说明机床外围的急停回路是正常的。
在这种情况下X8.4信号为“0”，则可能的原因有以下几点：①I/O模块的输入信号插头接触不良；②该输入信号的RV接收器（接收转换电路）不良，如图3所示。
如果是这种原因，由于X8.4地址是固定的，不能如其他信号一样更换地址，则考虑更换I/O模块上的接收器或整个更换I/O模块；③I/O模块的24V输入电源故障，导致X8.4信号在内的所有输入信号均为“0”。
3.紧急停止输入信号X8.4接线端的电压为24V，X8.4信号为“1”，G8.4为“0”
这种情况如图2所示，尽管X8.4信号为“1”，但其他条件不满足（如与串联的其他信号断开），导致G8.4为“0”，引发急停报警。
实例1：某配套FANUC 0i MC的加工中心，开机时显示急停报警，伺服电源无法接通。
分析及处理过程：经过初步检查，发现机床操作面板上的急停按钮并未按下，机床各轴的位置也没有达到撞上硬限位的程度，所有急停按钮都已经复位，可以断定机床急停的原因与机床的状态无关。
进
入机床PMC梯形图画面，检查发现PMC到CNC急停信号G8.4为“0”，证明系统的“急停”信号被输入。
再进一步检查发现，系统I/O模块的“急停”输入信号X8.4为“0”，从而导致G8.4为“0”，引发急停报警。
对照机床电气原理图，先测量“急停”输入信号X8.4的接线端子处，发现电压为0V（正常情况下为直流24V），可断定是急停回路断路或急停回路电源故障造成的。
将急停回路接线端子逐个进行测量检查，发现机床操作面板上的急停按钮断线，重新连接后急停报警解除。
实例2：一系统为FANUC Power-Mate i的数控车床，开机时显示急停报警，按复位键，无法解除报警。
分析及处理过程：经过初步检查发现，机床操作面板上的急停按钮和机床各轴位置是正常的。
进入机床PMC梯形图画面，检查发现PMC到CNC急停信号G8.4为“0”，证明系统的“急停”信号被输入。
再进一步检查发现，系统I/O模块的“急停”输入信号X8.4为“0”，从而导致G8.4为“0”，引发急停报警。
对照机床电气原理图，先测量“急停”输入信号X8.4的接线端子处，发现电压为24V，说明急停回路并未出现断路。
怀疑是I/O模块的输入信号插头接触不良。
将机床断电重新插好，通电后故障仍旧。
通过诊断页面检查发现，PMC 的全部机床输入信号均为“0”状态，因此初步判断故障原因在I/O 信号的输入信号的公共电源回路上。
打开电气柜后检查发现，该机床I/O模块的电源指示灯未点亮，说明I/O模块无24V电源。
进一步检查发现，该I/O模块上的保险已烧坏。
更换保险后，机床工作恢复正。