跪求 数控机床主轴常见故障诊断与维护

数控机床主轴类故障

故障现象一:不带变频的主轴不转

故障原因 处理方法

①机械传动故障引起

检查皮带传动有无断裂或机床是否挂了空挡

②供给主轴的三相电源缺相或反相

检查电源,调换任两条电源线

③电路连接错误

认真参阅电路连接手册,确保连线正确

④系统无相应的主轴控制信号输出

用万用表测量系统信号输出端,若无主轴控制信号输出,则需更换相关IC元器件或送厂维修

⑤系统有相应的主轴控制信号输出,但电源供给线路及控制信号输出线路存在断路或是元器件损坏

用万用表检查系统与主轴电机之间的电源供给回路,信

号控制回路是否存在断路;是否存在断路;各连线间的触点是否接触不良;交流接触器,直流继电器是否有损坏;检查热继电器是否过流;检查保险管是否烧毁等

故障现象二:带变频器的主轴不转

故障原因处理方法：

①机械传动故障引起

检查皮带传动有无断裂或机床是否挂了空挡

②供给主轴的三相电源缺相

检查电源,调换任两条电源线

③数控系统的变频器控制参数未打开

查阅系统说明书,了解变频参数并更改

④系统与变频器的线路连接错误

查阅系统与变频器的连线说明书,确保连线正确

⑤模拟电压输出不正常

用万用表检查系统输出的模拟电压是否正常;检查模拟电压信号线连接是否正确或接触不良,变频器接收的模拟电压是否匹配

⑥强电控制部分断路或元器件损坏

检查主轴供电这一线路各触点连接是否可靠,线路有否

断路,直流继电器是否损坏,保险管是否烧坏

⑦变频器参数未调好

变频器内含有控制方式选择,分为变频器面板控制主轴方式,NC系统控制主轴方式等,若不选择NC系统控制方式,则无法用系统控制主轴,修改这一参数;检查相关参数设置是否合理

故障现象三:带电磁耦合器的主轴不转

故障原因处理方法：

①电磁离合器线圈没有电压供给,使传动齿轮无法闭合,导致主轴不能转动;线圈短路,断路同样可能导致主轴不能正常工作检查离合器线圈供电是否正常;检查供给电源的保险管是否损

坏;检查离合器线圈是否损坏,更换符合规格的元器件

故障现象四:带抱闸线圈的主轴不转

故障原因处理方法：

① 主轴的频繁启停,使制动也频繁启停,导致控制制动的交流接触器损坏,使制动线圈一直通电抱死主轴电机使主轴无法转动更换控制抱闸的交流接触器

故障现象五:变频器控制的主轴转速不受控

故障原因处理方法：

①所用主板无变频功能

更换带变频功能的主板

②系统模拟电压无输出或是与变频器连接存在断路，先检查系统有无模拟电压输出,若无,则为系统故障若有电压,则检查线路是否存在断路

③系统与变频器连线错误

查阅连接说明书,检查连线

④系统参数或变频器参数未

设置好

打开系统变频参数,调整变频器参数

⑤由于系统软件引起的轴转速显示不正确

当变频器从S500变至S800,但显示仍为S500,需在编程时使用G04延时,有待系统软件改善

⑥928TC系统中主轴不变速,

编程不当所致编辑程序时,S,T,M指令不应编于同一程序段,而应将T指令单独分开于另一段编写,否则主轴转速将默认不变有时 S,T 共段时转速值显示不变,但实际转速值已发生变化,建议不要将这两个指令共段

故障现象六:不带变频的主轴(换档主轴)转速不受控

故障原因处理方法

①系统无S01- S04的控制信号输出

检查系统有无换档控制信号输出,若无,则为系统故障更换IC或送厂维修

②连接线路故障

若系统有换档控制信号输出,则检查各连接线路是否存在断路或接触不良,检查直流

继电器或交流接触器是否损坏

③主轴电机损坏或短路

检查主轴电机

④机械未挂档挂好档位

故障现象七:主轴无制动

故障原因处理方法

①制动电路异常或强电元器件损坏

检查桥堆,熔断器,交流接触器是否损坏;检查强电回路是否断路

②制动时间不够长

调整系统或变频器的制动时间参数

③系统无制动信号输出

更换内部元器件或送厂维修

④变频器控制参数未调好

查阅变频器使用说明书,正确设置变频器参数

故障现象八:主轴启动后立即停止

故障原因处理方法

①系统输出脉冲时间不够调整系统的M代码输出时间

②变频器处于点动状态参阅变频器的使用说明书,设置好参数

③主轴线路的控制元器件损坏检查电路上的各触点接触是否良好,检查直流继电器,交流

接触器是否损坏,造成触头不自锁

④主轴电机短路,造成热继电器保护

查找短路原因,使热继电器复位

⑤主轴控制回路没有带自锁电路,而把参数设置为脉冲信号输出,使主轴不能正常运转

将系统控制主轴的启停参数改为电平控制方式

故障现象九:主轴转动不能停止

故障原因处理方法

①交流接触器或直流继电器损坏,长时间吸合,无法

控制更换交流接触器或直流继电器

故障现象十:系统一上电,主轴立即转动

故障原因处理方法

①系统内部IC2803击穿更换IC2803或系统主板

数控车床的维修维护

　数控机床是数字控制机床(Computer numerical control machine tools)的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。下面来了解下数控车床的维修维护吧。

　一、数控机床维修工作的基本条件

　(一)人员条件

　数控车床的修护和维修必须具有快速性和针对性，这就要求工作人员有一定的专业技术，并且有工作责任心，而且知识面必须非常广。否则就不能适应数控机床维修和维护工作的需要，企业可以对技术人员进行培训，使技术人员熟悉数控车床的操作方式，了解故障的基本情况，掌握科学的方法，适应数控机床维修和维护工作的需要。

　(二)物质条件

　要对数控车床进行修护和维修，必须要准备好必要的工具、设施、设备、材料。非必要的元器件也必须使采购的渠道通畅，必要的数控机床维修工具、仪器仪表不能遗漏，笔记本电脑里还必须配有数控机床维修的专业软件。另外，关于数控车床中完整的技术图样和资料、档案等等也要一一备齐。

　二、数控的日常保养

　(一)工作人员要规范操作

　相关的工作人员必须掌握和了解数控机床的操作方式，在操作的过程中，认真对阅读操作步骤，对数控机床有全面的了解和认识。另外，部门还要建立关于数控机床的规章制度，要求工作人员按照规范来操作，这样才能提高使用的效率。

　(二)对数控机床要进行定期的检查

　每天都必须对切削液、液压油、润滑油、操作盘、滑板、液压装置压力表进行严格的检查，对于主轴每个月的运行状态，也要做好检查记录，以便有案可查，有据可依。在日常的保养当中，每半年还要对系统的主轴、导套装置、加工装置、电动机等进行一次检查，如果一些装置出现了老化的状态，那么就应该进行替换。保养时还要特别注意加工中心，因为加工中心是关键的部分。最后还要对机床的表面、开关、刀具等进行检查，防止出现损坏的部位。

　(三)对数控机床要进行清洁和保养

　刀具、工具不能放置在车面上，即便要放置，也必须先在上面垫上一层床盖板，并且将床面擦拭干净。不使用的时候，同样要做好数控车床的清洁保养工作，防止杂物、碎屑落入数控车床内的导轨滑动面当中，从而对导轨造成破坏。

　三、故障分析

　(一)常见的故障分类

　一般情况下，数控机床的故障可以按照性质、部位、原因、后果等进行分类。以故障的发生的部位，可以将其分为硬件故障和软件故障，硬件故障指的是机械、电子元器件、印制电路板、接插件等部位发生的损坏，发生这种损坏以后，必须要对硬件进行替换。软件故障一般指的是PLC逻辑控制程序中所产生的故障，这需要技术人员对数据进行修改和输入，才能解决。

　(二)对故障进行判断

　故障分为两种，一种有指示的，一种是无指示的，现在的数控系统都有诊断程序，对整个系统的软、硬件进行监控，一旦发生故障，就会立刻的在屏幕上显示出来。配合诊断手册，还能够将故障的部位、原因找出来。而无诊断指示的故障基本上是因为上面两种诊断程序不完善而造成的，比如开关不闭合、接插松动等等。另外，故障还被分为破坏性故障和非破坏性故障两种，如果是破坏性故障，会对工件造成损坏，维修时不能重演，因此只能按照故障产生的现象进行检查和分析。

　(三)故障检查方法

　1直观检查法，直观检查法是故障分析必用的方法，它是利用感官，通过采取询问、目视、触摸、通电等办法来进行检查。这种方法具有很多的局限性，比如，一些技术人员仅仅靠自身的主观想法和经验来进行狭隘的判断。

　2仪器检查法，这种方法是使用常规的电工仪表，对每个组的交流、直流电源电压以及相关直流进行测量，找出故障所在。比如，用万用表来对各个电源的状态进行检查，或者对电路板上设置的相关信号状态进行测量。

　3信号和报警指示分析法，在数控系统和给进伺服系统、电气装置中安装故障指示灯，结合指示灯的状态以及相应的功能说明，以及指示的内容来对故障进行排除。

　4接口状态检查法，将PLC集成在其中，在CNC和PLC之间形成接口信号，并且相互进行连接。一部分故障是由于接口信号遗忘、错误而造成的。这些接口信号有一部分可以在接口板、输出板上进行显示，或者用PlC编程器调出。

　四、数控机床维修

　要对故障进行维修，必须从大体上了解数控机床维修的对象，图1是数控机床的主要结构。

　(一)电源

　为了防止电源出现故障，在对数控机床的供电系统进行设计的时候必须做到这几点，提供独立的配电箱，不和其他的设备串用;电源始端必须有良好的接地;进入数控机床的三相电源必须采用三相五线制，中线和接地线必须分开;电柜里面的电器件要合理布局，交流点、直流电的敷设必须进行隔离。

　(二)数控系统位置环故障

　出现这种故障可能是因为元件村坏，接口信号丢失等等，也或者是因为坐标轴在没有指令的情况进行运动，或者漂移过多，位置环或速度环接成正反馈。出现这种原因可能是因为相关参数已经不在匹配状态，所以必须在排除故障后重新进行调整。

　(三)机床坐标找不到零点

　当机床坐标找不到零点的时候，可能是零方向离零点非常的远，或者编码器损坏，使得光栅零点标记移位。

　(四)偶发性停机故障

　出现偶发性停机故障，有两种原因，第一是软件设计中出了问题，使得某些特定的操作与功能运行组合产生了故障停机，如果是这样的情况，那么在机床断电以后重新通电，便可解决这个问题。另外一个情况是环境原因，比如电网和周边设备带来的干扰，以及温度过高。温度太大等等。很多地方的机床都靠近大门敞开的位置，电柜开门运行时会产生一些粉尘和灰尘、水雾等等。为了防止这些因素造成故障，必须改善环境。

　(五)机床动态特性变差

　工件的加工质量在下降的时候，会导致机床发生振动。这是由于机械传动系统间隙过大，甚至磨损严重而造成的。对于电气控制系统而言，也可能是因为相关参数不在最佳匹配位置。应该对机械故障进行排除以后，重新进行调节。

　五、结论

　数控机床的故障原因是千差万别的，只有抓住了它们的共同特征，了解和掌握了数控机床的各个设备元件的诊断方法，进行合理的操作，才能够提高数控机床的保养、数控机床维修能力，并且使之能正常、稳定的运行。

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数控机床故障与维修探析

　数控机床维修时往往会发现有电源故障，有些系统电源控制线路比直接电源加入型系统要复杂。下面是我为您搜集整理的数控机床故障与维修探析论文，希望能对您有所帮助。

　 摘要： 本文首先概述了现代数控机床的常见故障，接着推出了诊断故障的基本方法，继而针对诊断的故障提出了维修原则及具体方法，希望对诊断、维修故障数控机床提供有效的建议。

　关键词： 数控机床 报警故障 CNC PLC 复位

　数控机床是集机械、电子电器、液压、气动、光学、计算机技术于一体的高技术密集型机电设备，因此，高效的同时也很昂贵。发生故障时，诊断难度也大，甚至会造成停产停机。而这些设备往往处于关键岗位的关键工序上，若出现故障将会给企业造成很大的损失。虽然现在数控系统的可靠性越来越高，而由于受到操作、外部环境变化等原因，出现故障在所难免。为了加强数控设备使用管理与维修，降低故障率，总结常见的故障，采取正确的故障诊断方法，及时维修并排除故障，缩短故障维修时间，使机床尽快恢复工作，是摆在机械工作人员面前的一个重要问题。

　一、现代数控机床常见故障

　(一)电源故障

　数控机床维修时往往会发现有电源故障，有些系统电源控制线路比直接电源加入型系统要复杂。对照原理图进行维修是最有效，最可靠的方法。在某些机床上，由于机床互锁的需要，使用了外部电源切断信号，这时应根据机床电气原理图，综合分析故障原因，排除外部电源切断的因素，才能起动。

　(二)系统有报警显示故障

　a、软件报警显示的故障：数控系统显示器上显示出的报警号和报警信息即是软件报警显示。由于数控系统具有自诊断功能，一旦检查出故障，便会按故障的级别进行处理，同时在显示器上显示报警信息和报警号。软件报警又可分为PLC报警和NC报警，前者PLC报警的报警信息来自机床制造厂家编制的报警文本，大多属于机床侧的故障报警，遇到这类故障，可根据报警信息，或者PLC用户程序确诊故障：后者为数控部分的故障报警，可通过报警号，在《数控系统维修手册》上找到这个报警的原因和处理方面，从而确定可能产生故障的原因。

　b、硬件报警显示的故障：硬件报警显示通常指各单元装置上的指示灯的报警指示。在数控系统中有许多用以指示故障部位的指示灯，如控制系统操作面板、伺服控制单元、CPU主板等部位，一旦数控系统的这些指示灯指示故障状态后，根据相应部位上的指示灯的报警含义，均可以大致判断故障发生的部位和性质，这样会给故障分析与诊断带来极大好处。因此在日常维护和故障维修时维修人员应注意检查这些指示灯的状态是否正常。

　(三)系统无报警显示的故障

　这类故障没有任何硬件及软件报警显示而发生的，便使得分析诊断比较困难。一般来说没有报警显示的故障，大多是由硬件故障引起的，除公共电源外一般是由连接不良造成，所以要重点检查系统与显示器的连接电缆及显示器本身，显示混乱或显示不正常通常是因系统的软件出错造成;但是具体问题还是要具体分析，情况一定要根据具体的故障现象、机床工作原理、数控系统工作原理、PLC梯形图以及维修经验来分析诊断故障。

　(四)数控装置故障

　a、数控装置软件故障：有些机床故障是因为加工程序出现问题，有些故障是因为机床数据设置不当造成的，这类故障属于软件故障。只要找到将故障原因有针对性的进行修改，就会排除故障。

　b、数控装置硬件故障：有些机床故障是因为控制系统硬件出现问题，这类故障必须更换损坏的器件或者维修后才能排除故障。比如一台数控中床的显现屏幕没有显示这机关的故障，而检查机床控制系统的电源模块输入电源正常，可在电源模块上没有5V电压，说明电源模块损坏，只要进行维修，机床便可正常工作。

　(五)PLC部分故障

　因为PLC用户程序编制出现问题，在数控机床运行时就发生故障。另外，PLC用户如果程序的编制不科学，也会引起一些无报警的机床侧故障，所以PLC用户的程序编制相当重要。

　因为PLC输入输出模块出现问题，导致不能正常工作属于硬件故障。个别输入输出口有故障，可以修改PLC程序来进行维修，或者用备用接口替代问题接口，达到排除故障的目的。

　二、数控机床故障诊断的基本方法

　故障诊断是维修数控机床的第一步，它不仅可以迅速查明故障原因，排除故障，也可以起到预防故障的发生与扩大的作用。一般来说，数控机床的故障诊断方法主要有以下几种：

　(一)常规诊断法

　对数控机床的机、电、液等部分进行的常规检查，通常包括：

　首先，检查电源的规格(包括电压、频率、相序、容量等)是否符合要求;其次，检查CNC、伺服驱动、主轴驱动、电机、输入/输出信号的连接是否正确、可靠;再次，检查CNC、伺服驱动等装置内的印制电路板是否安装牢固，接插部位是否有松动;第四，检查CNC、伺服驱动、主轴驱动等部分的设定端、电位器的设定、调整是否正确;第五，液压、气动、润滑部件的油压、气压等是否符合机床要求;第六，电器元件、机械部件是否有明显的损坏。

　(二)状态诊断法

　通过监测执行元件的工作状态判定故障原因。在现代数控系统中，伺服进给系统、主轴驱动系统、电源模块等部件主要参数的动、静态检测，及数控系统全部输入输出信号包括内部继电器、定时器等的状态，也可以通过数控系统的诊断参数予以检查。

　(三)动作诊断法

　通过观察、监视机床的实际动作，判断动作不良部位，并由此来追溯故障源。

　(四)系统自诊断法

　这是利用系统内部自诊断程序或专用的诊断软件，对系统内部的关键硬件以及系统的控制软件进行自我诊断、测试的诊断方法。主要包括开机自诊断、在线监控和脱机测试三个方面的内容。

　三、数控机床维修的基本原则

　维修数控机床一般情况下首先要遵循一些基本原则，这样往往会思路清晰，有事半功倍的效果。(一)先动脑后动手

　对于有故障的数控机床，不应急于动手，应先查清产生故障的前后经过及故障现象。对于生疏的设备还应先熟悉电路原理和结构特点，遵守相应规则。拆卸前要充分熟悉每个部件的功能、位置、连接方式以及与周围其他器件的关系，在没有组装图的情况下，应一边拆卸，一边画草图，并做好标记。

　(二)先外部后内部

　应先检查设备有无明显裂痕、缺损，了解其维修史、使用年限等然后再对机内进行检查。拆前应排除周边的故障因素，确定为机内故障后才能拆卸，否则会扩大故障，使机床丧失精度，降低性能。

　(三)先机械后电气

　在确定机械零件无故障后，再进行电气方面的检查。检查电路故障时，应利用检测仪器寻找故障部位，确认无接触不良故障后，再有针对性地查看线路与机械的运作关系，以免误判。

　(四)先静态后动态

　先在机床断电的静止状态下对处于调试阶段或刚维修后的数控机床检查是否按照接口说明书的设计来安装电缆插件及电缆与模块接插件是否牢同;线路板连接是否正确;是否所有集成电路上器件正常而无变形等。长期闲置或缺少维护的老设备会因为电缆的疲劳破损、接线点的氧化与腐蚀而造成信号传递中断等不明显故障。

　(五)先清清后维修

　对污染较重的数控设备先对其按钮、接线点、接触点进行清洁。检查外部控制键是否失灵。许多故障都是由脏污及导电尘块引起的。一经清洁故障往往会排除。

　(六)先电源后设备

　电源部分的故障率在整个故障设备中占的比例很高，所以先检修电源往往可以事半功倍。

　(七)先排患后更换

　先不要急于更换损坏的电气部件在确认外围设备电路正常时，再考虑更换损坏的电气部件。

　(八)先简单后复杂

　当出现多种故障相互交织掩盖，一时无从下手时，应先解决容易的问题，后解决难度较大的问题。往往简单的问题解决后，难度大的问题也可能变得容易了。

　四、维修方法

　在数控机床维修中，维修方法的选择到位不到位直接影响着机床维修的质量，在维修过程中经常使用的维修方法有以下几种：

　(一)初始化复位法

　由于瞬时故障引起的系统报警，可用硬件复位或开关系统电源依次来清除故障，若系统工作存贮区由于掉电、拔插线路板或电池欠压造成混乱，则必须对系统进行初始化清除，清除前应注意作好数据拷贝记录，若初始化后故障仍无法排除，则进行硬件诊断。

　(二)参数更改，程序更正法

　系统参数是确定系统功能的依据，参数设定错误就可能造成系统的故障或某功能无效。有时由于用户程序错误亦可造成故障停机，对此可以采用系统搜索功能进行检查，改正所有错误，以确保其正常运行。

　(三)调节、最佳化调整法

　调节是一种最简单易行的办法通过对电位计的调节，修正系统故障。

　(四)备件替换法

　用好的备件替换诊断出坏的线路板，并做相应的初始化启动，使机床迅速投入正常运转，然后将坏板修理或返修，这是目前最常用的排故办法。

　(五)改善电源质量法

　目前一般采用稳压电源，来改善电源波动。对于高频干扰可以采用电容滤波法，通过这些预防性措施来减少电源板的故障。

　参考文献

　[1] 任建平现代数控机床故障诊断及维修[M]北京：国防工业出版社，2001

　[2] 韩鸿鸾，荣维芝数控机床的结构与维修[M]北京：机械工业出版社，2004

　[3] 王功胜数控机床故障排除方法及实例[J]重型机械科技，2006，(4)：40-41

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数控机床的数控系统在运行一段时间之后，某咋电气元件难免出现一些报坏成故降现象，数控系统是数控机床的核心数控系统出现故障对数控机床的形响炸常大虽然现代数控系统的平均无故障时间非常长，但是如果有好的维护还可以增加加其平均无故障时间，如果维护不好数控系统就要减少平均无故障时间并且缩短寿命。

因此，做好数控系统的维护是使用好数控机床的一个重要环节。数控机床的操作人员、数控机床维修人员以及管理人员应共问做好维护工作。下面是数控系统维护的主要内容。

(1)严格遵守数控机沐哟操作规程

数控系统的编程、操作和维修人员必须经过专门的技术培训，熟悉所用数控机床的数控系统、强电设备、机械、液压、气源等部分及使用环境、加工条件等:能按机床和数控系统使用说明书的要求正确、合理地使用;应尽量避免因操作不当引起故障。

(2)防止数控装置过热

定期清理数控装置的散热通风系统:应经常检查数控装置上冷却风扇工作是否正常:应重视机床使用环境状况，每一个季度或侮半年检查清扫一次。

(3)防止尘埃进入数控装置

除了进行检修外，应尽量少开电气柜门。因为机床附近空间漂浮的灰尘、油雾和金属粉末落在印制电路板和电气接插件上，容易造成元器件之间绝缘电阻下降从而出现故障甚至使元器件损坏。有些数控机床的主轴控制系统放置在强电柜中，强电门关得不严，是使电气元器件报坏、

主轴控制失灵的一个原因。有些用户当夏天气温过高时干脆打开数控柜门，采用外部电扇向数控柜中吹风，以降低机内温度，使机床勉强维持工作。这种方法最终会导致系统加速损坏。

(4)存储器用后备电池定期检查和更换

数控系统的加工程序、机床数据等一般存储在数控装置的随机“储器内，系统断电时由后备电池供电保持当电池能量下降到一定数值时，会使数据和程序丢失·如果系统一直通电会产生报替，出现报普后一周之内必须更换电池但最好经常检查电池电压，当电池电压下降到一定数值时，提早更换，或者为可靠工作，一年更换一次电池更换、检查电池电压时一定要在系统通电的状态下进行这样才不至于丢失机床数据和程序。

(5)经常检查数控系统的供电电压

数控系统允许的供电电压通常为额定值的85%~110%，如果超出这个范围，轻则使数控系统不能稳定工作，重则会造成一些电子元器件损坏。因此，要注意电网电压波动。对于电网质量较差的地区应及时配置数控系统专用的交流稳压电源装置，这会使数控系统的故障率明显降低。

(6)数控系统长期不用时的维护

当数控机床长期闲置不用时，也应定期对数控系统进行维护保养。首先，应经常给数控系统通电，在机床锁定不动的情况下，让其空运行在空气湿度较大的霉雨季节应该天天通电，利用电器元器件本身发热驱散数控柜中的潮气，以保证电子部件的性能稳定。实践证明，经常闲置不

用的机床，过了霉雨季节后，一开机往往容易发生各种故障。