數控機床維修

故障診斷始于機械設備故障診斷，主要指制造設備和制造過程的狀態監測 與故障診斷。制造設備主要指加工機床、夾具、量具和刀具；制造過程指制造工 藝過程、工藝參數。機械設備運行時的狀態監測與故障診斷包含兩方面內容：一是對設備的運行狀態進行監測；二是在發現異常情況后對設備的故障進行分 析、診斷。設備故障診斷是隨設備管理和設備維修發展起來的。

數控機床故障診斷常用的方法

（1）直觀法。由維修人員利用感覺器官，觀察故障發生時的各種聲、光、味 等異常現象，查看 CNC 機床系統的各個模塊和線路，有無燒毀和損傷痕跡，迅速 將故障范圍縮小到一個模塊或一塊印刷線路板。這是一種最基本和常用的方法。

（2）CNC 系統自診斷法。數控系統的自診斷功能，已經成為衡量數控系統性 能的重要指標，數控系統的自診斷功能實時監視數控系統的工作狀態。一旦發生 異常情況，立即在 CRT 上顯示報警信息，或通過發光二極管指示故障的原因、故 障模塊，這是 CNC 機床故障診斷維修中最有效和直接的一種方法。

（3）功能程序測試法。功能程序測試法就是將數控系統的常用功能和特殊功 能用手工編程或自動編程的方法，編制成一個功能測試程序，送入數控系統，然 后讓數控系統運行這個測試程序，借以檢查機床執行這些功能的準確性和可靠 性，進而判斷出故障發生可能的部位和故障原因。

（4）模塊交換法。所謂模塊交換法就是在分析出故障大致起因的情況下，利用備 用的印刷線路板、模板、集成電路芯片或元件替換有疑點的部分，將功能相同的 模板或單元相互交換，觀察故障的轉移情況，從而快速判斷故障部位的方法。

（5）原理分析法。根據 CNC 組成原理，從系統各部件的工作原理著手進行分 析和判斷，從邏輯關系上分析電路故障疑點的邏輯電平和特征參數，從而確定故 障部位的方法。這種方法對維修人員要求很高，必須熟悉整個系統或每個部件的 工作原理，才能對故障部位進行定位。

（6）PLC 程序法。根據 PLC 報警信息，查閱有關 PLC 程序，對照報警點相應的模塊程序，比較相關 I/O 元件的邏輯狀態，判斷故障。數控機床的故障診斷的方法還有參數檢查法、測量比較法、敲擊法、局部 升溫法、隔離法和開環檢測法等，這些方法各有特點，維修時常同時采用幾種方 法綜合運用，分析并逐步縮小故障范圍，以達到排除故障的目的。

一、數控設備電源故障

不同國家所用的工業用電的電壓是不同的，歐洲國家一般用電為AC400V，由于歐洲國家的電網相當穩定，因此在設計電源部分時就沒有過多地關注電源的工作環境問題，這樣一來從歐洲進口的數控設備，如果配搭的是西門子或海德漢數控系統，工作在我國AC380V工業電的情況下，其電源部分就容易出故障。其故障主要有二大類：1、是功率模塊損壞：2、是繼電器觸點冷焊。

二、數控設備換刀系統的故障

本章節：對于車床、立加，換刀系統的故障是常見的故障之一，通過濟南數控車刀塔的故障，分析國產刀塔的工作原理及常見的故障處理方式、通過EMCO332車刀塔的故障，分析進口車削中心刀塔的工作原理及常見的故障處理方式、通過VMP32立加換刀系統的故障，分析臺灣產立加換刀系統的工作原理及常見的故障處理方式。

三、數控設備伺服故障

伺服系統是指以機械位置或角度作為控制對象的自動控制系統。它接受來自數控裝置的進給指令信號，經變換、調節和放大后驅動執行件，轉化為直線或旋轉運動。伺服系統是數控裝置（計算機）和機床的聯系環節，是數控機床的重要組成部分。

FANUC 系統由于其電源電壓為DC 400 V，同時其電源的設計余量多，因此FANUC 系統的故障多發生在伺服。

1、臺灣省產程泰GLS150數控車床在加工過程中出現 414#、410#報警，動力停止。關閉電源再開機，X 軸移動時機床振顫，后又出現報警并動力停止。查系統維修手冊，報警信息為伺服報警、檢測到 X 軸位置偏差大。根據現象分析，認為可能有以下原因：（1） 伺服驅動器壞；（2）X 軸滾珠絲杠阻滯及導軌阻滯。針對原因（1）， 調換同型號驅動器后試機，故障未能排除。針對故障（2）， 進入伺服運轉監視畫面， 移動軸觀察驅動器負載率， 發現明顯偏大， 達到 250%-300%。 判斷可能為機械故障。拆開 X 軸防護罩， 仔細檢查滾珠絲杠和導軌均未發現異?，F象。機床 X 軸水平傾斜 45° 安裝， 應有防止其下滑的平衡塊或制動裝置，檢查中未發現平衡塊， 但機床說明書電器資料 顯示 PMC 確有 X 軸剎車釋放輸出接點， 而對比同型機床該接點輸出正常。檢查機床廠設置的 I/0 轉接板， 該點輸出繼電器工作正常， 觸點良好， 可以輸出 110V 制動釋放電壓。據此可斷定制動線圈或傳輸電纜有故障。斷電后， 用萬用表檢測制動線圈直流電組及絕緣良好， 兩根使用的電纜中有一根已斷掉。更換新的電纜后開機試驗， 一切正常。此故障雖然是有系統報警， 但直接原因卻是電纜斷線。這一故障并不常見機床廠家在安裝整機時處 理不當或電器件壓接不牢靠通常卻都能引起一些故障而此類故障分析查找原因較麻煩。

四、換刀裝置故障

數控車換刀一般的過程是：換刀電機接到換刀信號后，通過蝸輪蝸桿減速帶 動刀架旋轉，由霍爾元件發出刀位信號，數控系統再利用這個信號與目標值進行 比較以判斷刀具是否到位。刀換到位后，電機反轉縮緊刀架。在我維修數控車的 過程中遇到了以下幾個故障現象。故障一：一臺四刀位數控車床，發生一號刀位找不到，其它刀位能正常換刀的故障現象。故障分析：由于只有一號刀找不到刀位，可以排除機械傳動方面的問題，確 定就是電氣方面的故障。

參考文獻

[1]王鋒《數控機床故障診斷與維護》清華大學出版社。2010

[2]王侃夫.數控機床故障診斷及維護.機械工業出版社.2005

（作者單位：周口海燕職業中等專業學校）