数控机床维修的实例分析
华中数控系统跟踪误差过大故障诊断及维修实例分析
华中数控系统跟踪误差过大故障诊断及维修实例分析摘要：数控系统的“跟踪误差过大”报警是最为常见和频繁的报警之一，由于涉及数控机床的机械与电气控制等方面，故在查找原因时复杂，常采用排除法进行故障诊断。
关键词：华中数控；跟踪误差；故障分析笔者根据自己的维修经历，就数控机床的"跟踪误差过大"报警现象，探究其故障机理，找到快速有效的排除方法与思路，就此类报警现象做如下交流。
一、故障特征我校一台实训教学用数控车床，配置华中HNC-21T系统，此设备轴控制为半闭环位置控制系统。
教学使用过程中出现故障，具体现象为机床上电无报警，Z轴移动过程电机转动后报警出现，故障显示为Z轴“跟踪误差过大”，按下急停开关后再解除，又出现错误提示，机床处于锁死状态。
经了解此机床原来也曾出现过类似故障，但只需按下急停解除后，机床可以恢复工作状态。
二、故障原因分析机床故障主要原因是“跟踪误差”，首先分析什么情况下会造成跟踪误差。
为了保证加工精度，目前的数控机床一般采取三环结构的伺服系统，系统实际位移被反馈到数控装置和伺服驱动中，直接与输入的指令位移值进行比较，用误差进行控制，最终实现移动部件的精确运动和定位。
所谓跟踪误差即指带反馈的机床在加工过程中出现指令位置与实际位置不符时机床报警的错误。
说到底，跟踪误差与位置有关，为了研究跟踪误差，就少不了理解位置环的工作原理。
位置环的结构简图如图1所示，其核心为位置控制调节器，根据CNC输入数据经过插补计算及刀补计算，速度的均匀化等处理，向各轴发出脉冲，个数代表距离，频率代表速度，对于位置控制调节器而言，是加计数。
而来自脉冲编码器的反馈脉冲，个数代表工作台运行的实际位置，频率代表电机的旋转速度。
通过同步，四分频等控制和转换后送到调节器中去，是减计数。
在每个采样周期内，位置控制调节器得到一个数，这个数就是跟踪误差，表示实际距离与要求距离的差值，数值大就希望坐标轴移动快一点，经过转换为模拟量去控制电机速度，数值小表明距离目标近，要慢慢接近目标，最后准确停车。
数控机床维修实例
３ ． 德 Ｉ ｔ ＯＦ Ｌ Ｅ Ｒ Ｈ Ｅ ｜ Ｉ Ｘ ４ ０ ０数 控 磨 齿 机 ， 数控 系统 为四 『 Ｊ
子８ ４ ０ Ｄ ． 任机床加 ｆ ， 操作顶尖 下动作有时导致接触器保 护 断开 ， 但 复位 后仍 ｉ Ｉ 动作 ， 过 段时 『 廿 Ｊ 后还会断开 ， 尤规律 ． ．
指令时 ， 小 刀可 执 行 ， 如 换 大 Ｊ 不能执ｉ ， 丰轴 小 能 旋 转 ． ． 现场 用 大 、 小 刀 反 复 交替尝 试 ， 故 障 依 旧 。榆 杏 大 刀拉 钉 ， 仃
Ｌ Ｅ Ａ Ｓ Ｅ ） 有输 故导
鹰） 时常 现 ２ ０ ８ １ Ａ Ｉ Ｒ — Ｂ Ａ Ｇ Ａ Ｉ Ａ Ｒ Ｍ报警 ， 机Ｊ 木无法正常 作 。 机床报警提 轴 的移 动负载过 大 ， 愉 机 Ｊ 术／ Ｉ 轴 导轨 和丝
母润 滑 Ｊ 常 ， 于动转 动 Ａ轴 滚珠丝札 比较轻松 ． 表 明 传 动 系统 常． ． 在 移 动 Ａ轴 时 榆 测 伺 服 电机 电 流 ， 实洲值 １ Ｏ ３ Ａ， 较 正 常 １ ． 日本 Ｏ Ｋ Ｕ ＭＡ ＭＣ Ｖ — ＡⅡ数 控 龙 门 ０ ： 式加 Ｊ 巾心 ， 数 控
值 ｊ ． ８ Ａ大许多 ， 初步怀疑是伺服电机敞障 查 ／ ４轴电机控制电
路 罔和 Ｐ Ｉ Ｃ梯 形 冈 ． 在， １轴 移 动 时 Ｙ ３ ． ３ （ Ａ — Ａ Ｘ Ｉ Ｓ Ｂ Ｒ Ａ Ｋ Ｅ Ｒ Ｅ —
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
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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
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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。
数控机床参考点位置不固定故障实例分析
反 复 试验 发 现 Ｙ轴 每次 回参 考 点 的 动作 都 正 常 ，
但 参考点 位置 不 同。 分析 与处 理过程 ：故 障机 床 Ｙ轴伺 服系 统为 全 闭 环结 构 ，位 置 环 采用 Ｆ Ｇ Ｒ光 栅 尺 。对 于 Ａ Ｏ 全 闭环结 构 的伺服 轴来 说 ，如 果 可 以改为 半 闭环 结构 ，我 们可 以将 全 闭环 改为 半 闭环 ，此 时若 伺 服轴 运 转正 常 ｆ 包括 回参 考点 动作 正 常 ，参 考 点 位置 不变） ，则说 明电机 与 丝杠 联 接正 常 。 另外 ． 对于 全 闭环结 构 的伺 服 轴来 说 ，如 果 电机 与丝 杠 的联 接松 动 ，该 机 床 的 Ｙ 轴 可 能会 出 现 “ 冲” 过 或 “ 爬行 ” 现象 ，而该 机床 Ｙ轴运 行正 常 ，计数 准确 ， 回参 考 点 动 作也 正 常 ，但 参 考 点 位 置 变 ， 且 无规 律 。因此 可 以初 步判 定故 障原 因为位 置检 测元 件 的 “ 零脉 冲” 问题 。 分 析 可 能 是 读 数 头 “ 脉 冲 ” 信 号 ｚ与 一 零 ｚ 极 性相 反 ，使 得读 数 头 的 “ 脉 冲”ｚ信 号 总是 零
Ｆ Ｕ 、Ｆ Ｃ Ｒ 或 Ｎ Ｍ 等 厂 家 不 同 型 号 的 数 控 ＡＮ Ｃ Ａ ０ Ｕ
在使 用 几年 后 又 出现 Ｙ轴 （ 轴 箱升 降）回参 考 主
点时位 置不 准 的故 障 。每次 参考 点 后位 置相 差 约
０２ ０ ． ． ｍｍ不等 ～ ５
系统 的机床 都可 以借 鉴 以上 维修 实 例来 处理 类 似 的 回参考 点故 障 。
９ ７—
关。
利 用处 理故 障 １的方 法 ，检查 了编码 器 “ 零 脉 冲” 没 问题 ．编码 器 与丝 杠 间 的联接 可靠 。仔 细检 查 故 障轴 的参数 时 发 现伺服 参 数 页面下 检查
数控机床数控系统故障维修实例
６ ． 加工 面在接刀处不平
丝杠间隙增 大 ， 修磨滚珠丝杠螺母调整垫片 ， 重调 间隙 。反
向间隙变化 ， 重新测量反向间隙 ， 置补偿 。 设 丝杠窜动 ， 拧紧轴 向 轴承的紧固螺母 。 ４导轨研伤 ． 长时间使用 ， 床身水平度有变化 ， 导轨局部 负荷过大 ， 定期
导轨直线度超差 ， 调整或修刮导轨 。 工作 台镶条松动或镶条
常。 检查 Ｓ Ａ１０ Ａ ０整流桥 ， Ｄ ０Ａ ８ 未见异常 。 在线检测控制印刷 电
路 板 的 ７ Ｆ４ Ｓ ７ １ ５Ｓ ７ １９ ７ Ｌ ８ Ａ、４ ３ 、４ ０ Ａ、 ４ ０ 、Ｎ ５ １ 、Ｎ ５ ８ Ａ、４ Ｓ ６ ７ Ｆ ２ ７ ＨＣ ４ ７ Ｆ ６ Ａ、 Ｔ ４ Ａ、Ｍ４ 、Ｎ ５ ８ Ａ、Ｍ３ ９ ＭＤ ４ ２ 等 集 成 ４ １ １ Ｖ ２４ Ｌ ６ Ｓ ７ １９ Ｌ ３ 、 １ ２ Ｎ
阻值／ｎ ｋ
电 阻
２３ ７ ．９
Ｒ１ Ｔ
２３ ６ ．９
Ｒ２ Ｔ
２３５ ．９
Ｒ３ Ｔ
２３ ９ ． ９
ＲＴ ４
２３ ８ ．９
Ｒ５ Ｔ
２３ ７ ．９
Ｒ６ Ｔ
阻值，ｎ ｋ
２３ ５ ．９
２３６ ．９
２３ ７ ． ９
２３ ８ ．９
２３ ４ ．９
２３ ７ ．９
在开相状态 。 首先检查机床三相输入电源电压 ， 确认不缺相 ， 电源 用空气断路器也完好 。 再检查伺服 电机及 电源线 ， 确认完好 ， 故怀 疑伺服放大器本身出现故 障 ，故 障初步锁定在Ｓ Ｐ — １ Ａ伺 Ｖ Ｍ２ １ｉ ，
表 １ 与 三相 电源相连的各个贴片电阻现场 实测 阻值
数控机床故障维修实例浅析
的， 由于 已检 查过 此信 号 没 问题 ， 以 需 要 所 出的 Ｐ ＬＣ程 序 模 块 中 有 两 处 用 到 计 数 器
普 遍 ， 们 在 制 造 业 中 发 挥 了 巨 大 的 作 具 库 部 分 ， 它 由于 刀具 库 每 旋 转 到 零 位 时 报 检 查 Ｐ Ｃ中 的计 数 器 是 否有 问题 。上 面 列 Ｌ 用 。 但 目前 国 内 多 数 企 业 所 掌 握 的 数 控 警 ， 以 可 以 先 通 过 电路 图 查 找 零 位 输 出 所 １ 第一 处为 “ Ｐ Ｑ Ｒｌ １ Ｐ ｌ Ｃ Ｓ Ｃｌ Ｅ １＝Ｃ Ｒ 机 床 维 修 及 保 养 知 识 ， 远 不 能 和 它 的 大 信 号 和 相 关 的 刀 具 库 输 出 信 号 Ｉ ３计 数 器 Ｃ ， 却 ７（ 量 使 用 相 适 应 ， 多 数 技 术 水 平 相 对 偏 信号 ） Ｉ４刀具 库零 位信 号） Ｉ５ 刀具 在 １ ， 思 是 ， 大 ”意 比较 计 数 器 Ｃ１ 值 等 于 临 时 的 ， ７（ ， ７（
通 过 上 述 检 查 ， 明 问 题 不 在 外 部 设 个 语 句 。分 析 这 两 个 Ｐ Ｃ语 句 ， 们 都 与 说 Ｌ 它
笔 者 也 曾赴 西 班 牙 学 习 这 项 技 术 ， 对 他 备 上 ， 并 由此推 测 问 题 可能 出在 Ｐ Ｃ程 序 上 ， Ｌ
们 的数 控 系 统 比 较 熟 悉 ， 累 了一 些 相 关 所 以 继 续 进 行 刀 具 库 的 Ｐ Ｃ程 序 模 块 检 Ｐ ２ 积 Ｌ ０ ４为 临时 寄 存器 Ｒｌ ０ 值 ， 第二 句 的 １赋 而
寄 存 器 Ｒｌ１的值 时 ， 数 器 ｃ１ 值 为 ｌ １ 计 的 。
第二处 为 “ Ｐ Ｃ Ｑ ＝Ｃ Ｒ １ Ｃ Ｓ １ Ｅ ０ Ｐ ｌ Ｒ１ ０
典型数控机床的故障诊断与维修实例
散热器温度 较高 ，怀疑因散热不好导致故 障出现 。首 先增 加电源的散热 面积 ，其次将显示器及操作面板的
因高频发生器 中集 成 电路 ７ ５ ５ ５和 Ｎ ５５损 坏导 Ｅ５ 致没有 高频输 出，以及 轴驱 动 电路 中的 光 电耦 合
２ ２ 解 决 办 法 ．
高频发生器 中的场效应管损坏导致钼丝带电 ，更
换 Ｉ Ｆ ２０ Ｒ Ｐ ５ Ｎ型效应管 ，故障排除 ，设备正 常工作 。 ３ 某铣 削 中心 某铣削 中心在工作过程 中显示器屏幕跳动 ，使设
备无法正常工作 。 ３ １ 故 障判 断 ．
１ １ 诊 断过程 ． 首先设备在工 作过 程 中 轴 的步进 电动 机声 音 特别大 ，怀疑步进电动机有 问题 ，但是 ，经单独检测
过程中 轴丢步 ，加 工完 零件 后机 床不 能 回到 坐标
原点。
检查控制线路板 ，没有发现线路板及元器件可能 因为 散热不好或元 件老化 引起 的短路等 现象 ，但故障依然 没有排除。经 与厂家 沟通 ，怀疑此故障 由可能 由高频 发生器引起 ，经检 测高频发 生器 ，发现 场效应 管 Ｉ — Ｒ Ｆ ２０ Ｐ ５ Ｎ损坏 ，更换后 ，钼丝带电现象消失 。
文章编号 ：１０ — ８ １ （０ ０ ０ １ ３ ８ ２ １ ）３—１７— ３ ２
数控机床是一种昂贵 、高效 的 自动化机床 ，在许
器 Ｔ Ｐ ２ － 元件 损 坏 ，更 换 这 些 元件 ，故 障排 除 ， Ｌ５ １ ４
多行业 中，这些设 备均处 于关 键 岗位 的关 键工序 上 ， 若 出现故障后不能及 时找到原 因和故 障的部位 ，迅速 修复设备 ，将会给企业造成很大 的损失 。尽管现在的 数控机床的可靠性不 断提高 ，但在设备运行过程 中因 操作失误 、外 部环 境变 化 等原 因 ，出现 故 障在 所难 免 。因此 ，在借助数控机床 的 自诊断功能的同时 ，采
数控机床故障诊断案例(2)
数控机床故障诊断案例(2)发布时间：2022-07-29T07:00:19.930Z 来源：《素质教育》2022年3月总第408期作者：王海勇[导读] 针对数控机床的故障形式来诊断与分析故障点，对检测出的故障点进行维修，总结了数控机床数控系统故障诊断和维修方法。
淄博职业学院山东淄博255314摘要：针对数控机床的故障形式来诊断与分析故障点，对检测出的故障点进行维修，总结了数控机床数控系统故障诊断和维修方法。
关键词：数机床故障点故障诊断故障案例1号报警信息为“BATTERY ALARM POWER UPPLY”(备用电池报警)，指示数控系统断电保护电池报警，提示维护人员更换电池，如果这时断电关机，很可能丢失机床数据、加工程序、PLC程序等。
更换电池时要注意，一定要让专业人员在系统带电的情况下更换备用电池，并且系统必须带电更换电池，否则数据将丢失。
换上新电池，将1号报警复位后，才允许断电关机。
如果暂时没有备用电池，只要系统不断电，系统数据就不会丢失。
下面的实例是一个由于硬件故障引起的错误报警的处理过程。
故障1：数控车床出现1号报警故障现象：这台机床长期停用后，重新通电开机，这时出现1号报警，检查机床电池，确实电压低。
更换电池后，1号报警仍然消除不掉。
故障分析和处理：根据故障现象分析，可能是报警回路有问题。
分析西门子840D系统工作原理，系统的电源模块对备用电池电压进行测试，如果电压不够把故障检测信号传输到CPU模块，系统产生电压不足报警。
所以首先对电源模块进行检查，发现连接电池电压信号的印制电路线被腐蚀断路。
故障处理：把断路部分焊接上后，机床通电开机，1号报警消失。
故障2：一台数控外圆磨床出现7号报警故障现象：这台机床在自动加工时偶尔出现7号报警，关机重开还可以恢复正常。
在出现故障时，用DIAGNOSIS菜单查看PLC报警信息，发现有时出现6178“no response from EU”报警，有时出现6179“EU transmission error”报警。
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数控机床维修的实例分析
摘要:目前,数控机床是当今使用最普遍的机床之一,被广范的应用于各种零部件的加工工作中。
数控机床最先出现在美国,数控加工工艺相对比较简单,随着科学技术的迅猛发展,数控机床经历了多个阶段的发展历程。
数控机床由原来硬件数控发展到软件数控阶段,计算机技术在数控机床中的应用更使数控机床史进入了一个新的阶段。
现在的数控机床是综合多学科,新技术的产物,设备造价高,一次性投入较大,相应的,机床的操作和维修要求也很高。
本文主要对数控机床中出现的故障进行分析,并相应的提出了维修解决方案。
关键词:数控机床机床维修故障分析解决方案
数控机床是综合了现代计算机技术、自动化控制技术、传感器技术以及测量技术、机械制造技术等领域的最新现代技术设备,使机械加工水平达到一个新的层次上。
针对数控机床维修的重要性来说,主要侧重于电子、机械、液、气及光学的交叉点上。
数控机床维修技术是保障数控机床正常工作的前提,同时,对数控机床的发展和完善也起到了巨大的推动作用。
由此可见,数控机床维修的重要性。
在数控机床使用过程中要遵循正确的操作流程,严肃处理维修方面的问题。
1 数控机床的使用和维修特点
数控机床是一种高效、新型的自动化机床,应用前景非常广泛。
与普通机床相比,它在使用和维修方面具有以下几个特点:(1)具有较
强的适应性和较好的灵活性:工作过程使用数控加工程序控制,改变数控加工程序就可以针对不同的零件进行加工。
实现了自动化加工,可以满足当前市场的需求,可实现零件种多种类,小批量的生产。
(2)具有高精度及好的稳定性:数控机床程序是预先设定的,人工操作很少,避免了人工操作产生的误差,数控机床具有较好刚度、利用计算机控制精确度较高,对于零件加工质量的稳定有很大帮助。
利用高科技补偿误差和校正错误点,使数控加工精度大大提高。
(3)具有较高生产效率:数控机床工作工序速度都由计算机控制,速度调节范围大,可根据零件的加工工序合理调节速度；进行在线监测,无需停机,节省时间；换刀、更换工作台采用自动化,节约时间；加工的同时可以进行工件装卸,并且一次装夹可实现多面和多工序加工,减少中间工作时间；数控加工工序集中,可减少零件周转时间,整体计算,可以节省大量的时间。
(4)劳动强度低、劳动条件好:数控机床的装卸零件、更换刀具、控制面板等需要人工操作,其它都是机械化操作,降低了劳动强度。
此外,数控机床的安全防护措施较好,还具有自动排屑、自动冷却和自动润滑装置,操作者的劳动条件相对较好。
(5)实现了现代化的生产管理。
(6)数控机床使用数字控制,应用计算机控制管理,实现了工作的高度自动化和现代化。
使用、维护技术要求高:数控机床价格高,为了达到较为理想经济效益,对于机床操作人员及维修人员的专业素质要求相对较高。
2 数控机床维修实例
数控机床在使用过程中,不可避免地出现一些故障,需要检查维修。
数控机床出现故障,原因及特点各不相同,主要有以下几点。
主轴部件故障:其中自动换刀部分的刀拉紧机构、自动换档装置及主轴精度维持装置容易出现故障。
因为数控机床采取电气自动调速后已取消了机械变速箱装置,主轴箱内部结构相对简单,从而大大减少了故障。
常见的故障实例有(1)一台瑞士产SCHAUBLIN 43加工中心主轴松刀失控,经过检查发现输出端有信号,电源输出正常,进一步检查发现电源打开时电磁阀不能完成吸合动作,确定阀体出现异常,更换后正常工作。
ATC刀具交换装置故障:ATC刀具自动交换装置故障是数控机床主要故障之一。
主要的故障有:刀库运动故障、定位误差超差、机械手夹刀柄不稳定及机械手运动动作不准。
这些故障都会使换刀动作紧急停止,整机因此也会停机。
具体实例:北一—大隈数控机床,ATC刀具交换装置故障出现,限位开关失灵,通过手动复位后恢复正常。
进给伺服系统故障:数控机床伺服控制系统故障,是数控机床中常见和最主要的故障,约占整个系统故障的1/3。
故障一般有三种:(1)因系统具有软件诊断程序,显示报警信息。
(2)设置在伺服系统上的硬件显示报警。
(3)出现故障时没有任何报警显示。
一般出现故障的是伺服控制单元、位置反馈部分及伺服电机这几个地方。
检测时要先看它
有没有伺服使能信号,即根据PLC法度榜样检查使能是否满足条件要求。
然后检查屏幕轴数值的变化情况,伺服轴的移动情况,观察伺服单元上指令电压的变化,由此可以断定故障出现的位置和反映出来的问题。
具体事例:(1)一台国产数控机床出现机床失控,经过初步检查,发现伺服机电内检测原件的反馈信号接反了,重新接好反馈信号之后恢复正常。
(2)一台国产数控车床发生过载报警,经检查后发现机械负载正常,再进一步检查发现,速度控制单元上电机电流上限设置偏低,将电机电流重新设置到正常值上恢复正常。
数控机床除了上面的故障之外还有一些常见的故障,例如:一台数控1680卧式车床精车平面精度和表面粗糙度达不到要求,经检查发现主要故障是主轴间隙过大,刀架部位产生摆动,调整主轴位置、夹紧导轨斜铁恢复正常；一台国产STC4540数控车床工作台变速不灵,经检测发现电磁滑阀动作不正常,经过拆卸修理使电磁滑阀达到灵活程度后恢复正常。
除此之外,数控机床工作时还会发生另外一些故障,具体问题要根据出现的故障具体提出解决方案。
3 结语
随着数控机床的普遍使用,现在数控机床技术开始向高速、精密、复合、智能方向发展,发展空间以为广阔,机床的维修工作更是不能小觑,只有做好这些工作,才能使数控机床朝着更广、更好的方向发展。
参考文献
[1] 董玉红.数控技术[M].高等教育出版社,2004.
[2] 严爱珍.机床数控原理与系统[M].机械工业出版社,2002.
[3] 宋建武,杨丽.数控机床回参考点故障分析与排除[J].组合机床与自动化技术,2008.
[4] 刘家平.数控机床故障分析与排除[J].装备制造技术,2007.。