数控机床故障诊断与维修案例

例2：加工中心X轴机械爬行故障；
故障现象：某加工中心运行时，工作台X轴方向位移过程中产生明显的机械爬行故障，故障发生时系统不报警。
分析及处理过程：因故障发生时系统不报警，但故障明显，故采用上例方法，通过交换法检查，确定故障部位应在X轴伺服电动机与丝杠传动链一侧；为区别电动机故障，可折卸电动机与滚珠丝杠之间的弹性联轴器，单独通电检查电动机。检查结果表明，电动机运转时无振动现象，显然故障部位在机械传动部分。脱开弹性联轴器，用扳手转动滚珠丝杠进行手感检查。通过手感检查，感觉到这种抖动故障的存在，且丝杠的全行程范围均有这种异常现象。折下滚珠丝杠检查，发现滚珠丝杠螺母在丝杠副上转动不畅，时有卡死现象，故而引起机械转动过程中的抖动现象。折下滚珠丝杠螺母，发现螺母内的反相器处有脏物和小铁屑，因此钢球流动不畅，时有卡死现象。经过认真清洗和修理，重新装好，故障排除。
课题
数控机床故障诊断与维修案例
课型
讲授、实验
授课班级
数控11C3/4/5
授课时数
2
教学目标
1、了解数控机床常见故障；
2、掌握数控机床故障维修的一般方法；
教学重点
1、数控机床常见故Байду номын сангаас举例；
2、掌握数控机床故障维修的一般方法
教学难点
1、了解数控机床常见故障；
2、掌握数控机床故障维修的分析方法
学情分析
学生在对整个数控机床进行做系统分析。
例：机床过载报警的故障维修
故障现象：某配套FANUC-0M系统的数控立式加工中心，在加工中经常出现过载报警，报警号为434，表现形式为Z轴电动机电流过大，电动机发热，停上40min左右报警消失，接着再工作一阵，又出现同类报警。
分析及处理过程：经检查电气伺服系统无故障，估计是负载过重带不动造成。为了区分是电气故障还是机械故障，将Z轴电动机拆下与机械脱开，再运行时该故障不再出现。由此确认为机械丝杠或运动部位过紧造成。调整Z轴丝杠防松螺母后，效果不明显，后来又调整Z轴导轨镶条，机床负载明显减轻，该故障消除。
教学效果
教后记
例：一台带西门子810控制系统的MCV 50立式加工中心由于机床的控制装置出现偶发性故障，引起了机床的加工坐标轴Z方向发生偏移，偏移量为3mm，导致ATC自动换刀不到位，使加工出来的零件在Z方向的尺寸不合格。但是机床的运行状况良好无反映，CRT显示屏上也无任何报警信息。预到这种情况我们该怎么办？请不要着急，我们不要忙于拆卸设备应先冷静一下调查发生异常现象的前后状况。寻找并分析可能引起故障的原因：①ATC机械手进行刀具交换中没有到位；②机床Z轴坐标位置原点有编移；③机床异常状况与CNC数控装置参数有关。通过检查，排除了①、②两项因素。于是，根据这类数控机床的特点，分析检查了与坐标位移有关的参数，发现第510号是Z坐标轴的栅格位移量（GRDSZ），其设定值在（0~+32767）或（0~-32767）μm。机床在执行返回参考原点时，首先会碰到减速限位开关，一旦减速信号发出，机床变为低速移动，当移动部位到达栅格位置时进给也就停止，回参考点工作才完成。由于机床的异常原因使Z轴参考原点偏移约3mm，这个偏移量是与坐标轴栅格移位量有关的，查看CRT画面510号参数，它的原始设定值是6907μm，由于加工的工件是过切削而超差，现将这一数据修改为-9907μm。再重新开机，先做机床回原点、自动交换刀具等一系列动作都正常后，再进行加工试验，将加工完成的工件送检后证实合格，故障排除。
例：某公司有一台德国OVERBECK外圆磨床，数控系统采用E44NC。开机后，CRT显示“+0.000”，且不断闪烁，而在正常状态下应显示“+0.005”。按操作面板上“TEST”键，系统正常自检。但按压“PROG”键时，屏幕没有任何数据显示。打开电气控制柜，发现存储板上有一指标灯不亮，这表明存储板上的数据有丢失现象，可初步判定是机床参数丢失。在“PROG”方式下利用软盘或网络电脑重新输入机床参数后，机床恢复正常。
分析造成故障的原因很多，但维修时最常见的是伺服电动机的制动器未松开。
在本机床上，由于采用斜床身布局，所以X轴伺服电动机上带有制动器，以防止停电时的下滑。经检查，本机床故障的原因确是制动器未松开：根据原理图和系统信号的状态诊断分析，故障是由于中间继电器的触点不良造成的，更换继电器后机床恢复正常。
例：x轴窜动故障
故障现象：北京第一机床厂产XHK716立式加工中心，x轴在运动到某一固定位置时出现窜动，机床不报警。
分析及处理过程：轴窜动可能是由速度环或者位置环异常引起的。首先检查速度环路、测速机、电动机、驱动器及连接电缆正常。该机床x轴采用感应同步器作为测量尺，检查励磁正弦和余弦信号、放大器、定尺和滑尺也都正常，但见随工作台移动的信号电缆有明显磨损痕迹，测量该电缆线有时断时续现象，更换电缆故障排除。
例1：加工中心Y轴机械爬行故障；
故障现象：某加工中心运行时，工作台Y轴方向位移过程中产生明显的机械爬行故障，故障发生时系统不报警。
分析及处理过程：因故障发生时系统不报警，同时观察CRT显示出来的Y轴位移脉冲数字量的速率均匀(通过观察X轴与Z轴位移脉冲数字量的变化速率比较后得出)，故可排除系统软件参数与硬件控制电路的故障影响。由于故障发生在Y轴方向，故可以采用交换法判断故障部位。通过交换伺服控制单元，故障没有转移，故故障部位应在Y轴伺服电动机与丝杠传动链一侧。为区别电动机故障，可折卸电动机与滚珠丝杠之间的弹性联轴器，单独通电检查电动机。检查结果表明，电动机运转时无振动现象，显然故障部位在机械传动部分。脱开弹性联轴器，用扳手转动滚珠丝杠进行手感检查。通过手感检查，感觉到这种抖动故障的存在，且丝杠的全行程范围均有这种异常现象。折下滚珠丝杠检查，发现滚珠丝杠轴承损坏。换上新的同型号规格的轴承后，故障排除。
例：X轴回零时产生超程报警“OVER TRAVEL-X”
故障现象：一台配套FANUC OMC，型号为XH754的数控铣床，X轴回零时产生超程报警“OVER TRAVEL-X”。
分析及处理过程：检查发现X轴报警时离行程极限相差甚远，而显示器显示的X坐标超过了X轴范围，故确认是软限位超程报警，将参数0704改为-99999999（限位最大值）后回零，若没问题，再将其改回原值即可。
例4：驱动器出现OVC报警的故障维修
故障现象：某配套FANUC 0T-C系统、采用FANUC S系列伺服驱动的数控车床，手动运动X轴时，伺服电动机不转，系统显示ALM414报警。
分析与处理过程：FANUC 0T-C出现ALM 414报警的含义是“X轴数字伺服报警”，通过检查系统诊断参数DGN720~723，发现其中DGN720 bit5=l，故可以确定本机床故障原因是X轴OVC(过电流)报警。
例3：故障现象：某配套FANUC 0T MATE系统的数控车床，在加工过程中，经常出现X轴伺服电动机过热报警。
分析与处理过程：故障分析过程同上例，经检查X轴伺服电动机外表温度过高，事实上存在过热现象。
测量伺服电动机空载工作电流，发现其值超过了正常的范围。测量各电枢绕组的电阻，发现A相对地局部短路；拆开电动机检查发现，由于电动机的防护不当，在加工时冷却液进入了电动机，使电动机绕阻对地短路。修理电动机后，机床恢复正常。