cnc數控機床故障檢修實例
1 CNC數控機床不能起動
1．1故障現象
一臺沈陽第三車床廠sl一296A型數控車床，工作臺加工過程中出現CRT無顯示(俗稱黑屏)，當重新按車床NC起動按鈕，數控機床也不能恢復正常，各項加工功能均無。據操作者講，幾天前偶而出現同樣故障，但能重新啟動且工作如常。
1． 2故障檢測與分析處理
根據圖1電氣原理，首先檢測數控系統的FANUC-0T—MATE—E2電源單元，控制單元的MTEE2ADC一與CRT／MDI部件，采用先易后難方法：
a．先查看-SB1，-SB2啟動與停止按鈕無損壞，觸點良好。
b．再查看J37，J27，J38，等多頭線電纜與叉頭無松動等異常現象。
c．當檢測到CRT／MDI單元時發現+24 V供電沒有到位。而電源單元的LED綠燈已亮，證明AC輸入正常，并實測出該輸出電壓勻在正常范圍之內．這說明電源單元本身良好。
d．經檢測后分析：可能電源與CNC系統啟動電路有故障，按此思路，仔細檢查NC電路，懷疑是0N、0FF、COM三條信號線在機床中經多節插頭插座串聯導致的故障，為快速證明判斷證確與否，采用“信號短路法”，將電路圖中CP3處的ON、0FF、COM信號在插座XP／S54(1)、XP／S54(2)、XP／S54(3)的三個插孔內，進行短路處理后，合上機床總電源，這時NC立即啟動。CRT／MDI面板顯示正常,經試車機床的各項加工功能運轉正常；也無其他異常報警。隨后進一步處理；實測經校線(俗稱叫線)，發現故障點是在XP／S62(2)的插頭處，電信號線脫焊所造成CNC程序啟動后數控系統不能復位，經焊接處理后故障徹底排除；故障檢修完畢。
2主軸電機過熱故障
2．1故障現象
一臺s1-296A數控車床在加工運轉時發生“啃刀”現象并造成刀具損壞。 2．2故障檢測與分析處理
a．用手動JVC慢跑模式將車床X，Z軸調至原點，重新啟動加工程序，進行試車，當工作臺快速進給到加工位置時主軸仍不轉，至此確診為交流變頻主軸電機調速系統存在故障。
b．根據圖2分析主軸電機是由FR-SF-2-15K交流變頻器控制轉速的(因機床廠家不提供交流變頻器內部圖紙)故采用“數學模糊檢修法”，視交流變頻器內部為‘黑匣子”只需檢查其外部各功能接口狀態即可判斷。
c．首先察看交流變頻器控制系統的LED報警顯示內容。
d．為區分是過熱(指電動機本身過熱)還是過載(指電動機所帶負載過重，轉動過沉)保護，當時憑經驗手摸電動機外殼已經很燙，用大風扇進行強制冷卻一段時間后，電動機熱度下降。重新試車，主軸電機轉動正常；至此判斷該例為典型的電動機過熱故障。拆卸該主軸電機，仔細檢查后發現是獨立散熱風扇電機軸承損壞，散熱不良，引起主軸電機過熱報警，導致數控車床主軸在加工運轉時突然停止轉動，發生“啃刀”故障。
e．更換獨立散熱風扇電機后，S1—296A數控車床加工運轉正常，故障排除。
3主軸電機不轉故障
3.1 故障現象 一臺S1-296A數控機床，早班生產一開機，出現主軸電機不轉，主軸變頻系統LED也顯示報警，但主軸電機外殼不熱，數控系統的其它功能正常。
3.2故障檢測與分析處理
a．用手動及JVC慢跑模式將工作臺調至原位，重新啟動車床使其故障再現，以便來確認其故障的真實性，結果證實故障如初。 b．用手摸主軸電機外殼溫度不高，根據主軸電機沒有溫升，從而排除是機械負載過重引起故障。 c．檢測變頻器與數控系統內置PLC的有關控制接口如圖2所示；先測得+24，ALM一組控制信號已到位沒問題，懷疑主軸電機內置過載控制信號沒有送至變頻器接口，當檢測到已拆下的OHS1，OHS2一組控制信號線沒問題，而檢測過熱器件那側OHS1，OHS2信號時，該器件的閉點沒有閉合，證明內置的過熱器件已經損壞。因沒有備件，小心拆下過熱器件，精心地修磨觸點，試車生產加工正常，故障排除。
4 U軸加工動作突然停止
4.1故障現象 一臺日本三菱MD4800C加工中心機床，該機床在加工中突然停止加工。
4．2故障檢測與分析處理 a．現場查看:MD4800C機床在加工中CRT出現停止T01診斷碼。經查該機床的MITSUBISHI三菱CNC控制器MEL／IS 520AM系列操作說明書：該停止TOI(內容為不得進行自動啟動操作，因數控系統的CNC從停止狀態要執行自動運轉時無法執行到自動運轉的狀態)，而停止T01碼中有顯示警示號碼0101，內容為各軸均不能自動起動，并指示處理方法：全軸停止后再起動(通過該例檢修證明此段翻譯不準確)。經分析是PLC的控制部分有問題，根據CRT/MDI面板上LED指示中(READ)燈窗不亮，手動模式下X、Z、Y、U的各軸均不能動作．懷疑可能是U軸加工動作超程故障。 b．檢測與處理：在CRT／MDI面板調出CNC系統的內置PLC程序梯形圖，按動U軸上原位行程開關，觀察相關的程序梯形圖中X1B沒有改變；檢測行程開關和連線，發現此行程開關已損壞。 c．更換同型號行程開關，再按RESET鍵，解除報警后試車正常，故障排除。
4．3小結
檢修故障時要靈活分析，不能完全依賴數控系統的自診斷功能與資料，數控系統的自診斷功能有它本身局限性，資料也存在翻譯的錯誤，此例檢修故障憑借日常檢修經驗，而順利排除故障。
5 刀號與程序刀號不符故障
5．1故障現象
一臺韓國PUMA 230數控車床在刀位自動模式下加工時刀位突然不動。
5．2故障檢測與分析處理
a．現場查看：CRT上報警號為2023，資料所示故障，為刀庫換刀方面有故障。 b．經試車觀察實際故障現象，用手動模式調整該刀位時，刀塔亂動；不定位或刀號與CRT上顯程序刀號不符。 c．按維修手冊改動相應參數由“0”改為“1”后報警解除，故障排除。
6刀庫左右擺動找不到刀位
6．1故障現象
一臺日本三菱MD 4800 c加工中心機床z軸在自動加工模式下進行加工時，刀庫執行換刀程序，當換至第6把刀位時刀庫左右擺動，找不到刀位，停止加工并報警。CRT報警顯示為PLC控制側電路有故障。調查操縱者得知：幾天前偶爾出現過類似故障，但故障較輕，解除報警后，返回原點還能照常加工。什么時間故障再現，沒有規律。
6，2故障檢測與分析與處理
根據報警信息所指引檢修方向與故障范圍，應先從電氣故障入手。 a．驗證故障屬性。用手動模式指令將刀庫換刀，從第一把刀換至第6把刀位時故障馬上再現，刀庫左右擺動找不到刀位。 b．調閱相關CNC內置PLc程序與系統參數勻無問題。 c．檢測強電控制網路行程開關與弱電CNC接口均無問題，故障如初不見好轉。經冷靜分析檢修前后思路，一般檢修數控機床采用先修電氣，后修機械液壓及其它。可能受此思路的局限和拆卸機械很費事的慣例影響，走了檢修彎路。 d．拆卸相關機械傳動部件，發現(REV TOOL CUP MOTOR)換刀電機轉子軸上齒輪有輕微松動，經拆開檢查是方形鍵已磨損成橢圓(俗稱滾鍵)．致使刀庫左右擺動找不到刀位，經更換同型號鍵，仔細調整相關齒輪后，試車用手動模式刀庫換刀和自動模式加工均正常，故障檢修完畢。
6．3小結
此檢修經驗實例證明數控機床是機電一體化的技術密集型設備，檢修機電故障需檢修技術人員具備相應的機械傳動、液壓控制、氣動控制等相關維修知識與經驗。此例檢修經驗關鍵在于掌握如何及時變通檢修思路，少走彎路，檢修技術才能得以提高。
7伺服系統-z軸超程
7．1故障現象
一臺南京N-084型數控車床(30系列)，該數控車床采用FANUC 0-TD系統。在自動加工模式中工作臺突然停止工作。
7．2故障檢測與分析處理
a．現場查看CRT顯示52l報警號，為-Z軸負方向限位超程報警。(超程報警，分硬件超程即限位行程開關被壓動作時，給數控系統發超程報警信號，使數控車床停止運行，以確保人機安全；及軟件超程即指在CNC數控系統內設置相應參數．用來防止工作臺上刀具超出有效工作區域，避免機床夾具被刀具撞壞)。 b．根據-z軸超程故障報警，在手動JOG模式下，用手輪(脈沖發生器)配合進給倍率，將工作臺向報警的反方向移動，即+Z軸方向移動，切記不可弄錯。(注：如遇手動不能向報警的反方向移動時，可能是電源脫開，按CRT／MDI操作面板上的P鍵及CAN鍵同時接通電源，這時特別注意在按RESET復位鍵及DELETE刪除鍵時不可接通電源，一直等到工作臺退出機床超程禁區，返回機床參考點后，方可操作按RESET復位鍵及DELETE刪除鍵。) c．處理該超程故障時，只將數控車床工作臺退出機床禁區后，更換損壞的x18限位開關，按RESET復位鍵解除報警，把工作臺返回數控機床參考點，重新試車正常，至此故障得以排除。
7．3小結
此例屬硬件超程故障，如是軟件超程故障。只需修改對應參數即可。
8 AC伺服電機一側過電流
8．1故障現象
一臺日本三菱MD DM4500加工中心機床。早班生產一開機立即報警。
8．2故障檢測與處理
a． 在三菱系統CRT／MDI操作面板上調閱報警診斷信息，CRT顯示為(PR32,X)。 報警信息為X軸的AC伺服電機一側存在過電流問題，使系統進入保護狀態。 b．為快速區別是X軸伺服單元IPM晶體問題還是負載X軸AC伺服電機有故障，用已知完好的Y軸AC伺服電機與AC X軸伺服電機電纜插頭互換后，這時故障改到Y軸伺服單元IPM晶體(指電路板上功放模塊等元件)及負載AC伺服電機等有過電流故障；由此確認是AC X軸伺服電機和電纜插頭的問題。 c．經對AC伺服電機進行部件替換法檢測,證明該AC伺服電機良好。 d．檢查該AC伺服電機電纜插頭插座，發現該插座內側接線柱之間存有污垢與放電后氧化的積碳電阻，因此確認這就是故障點。 e．用小刀尖刮凈該處污垢與放電后積碳，隨后再用工業酒精刷洗、烘干處理。 f．重新試車報警消除，故障順利排除。
8．3小結
AC伺服單元的故障檢修也很關鍵，這類故障發生頻率較高，具有普遍性，此例故障原因是由于DM4500加工中心機床所在環境惡劣，受附近清洗機潮濕氣影響，屢犯同類故障，改善環境后，所有各類故障發生頻率大為下降。
9 Z軸自行鎖定故障
9．1故障現象
一臺DM4500加工中心機床采用FANUC Oi系統，Z軸自行鎖定不能運行加工并報警。
9．2故障檢測與分析處理
a．詢問操縱者得知，該機床在自動模式加工換刀程序中動作突然中斷，Z出現自行鎖定故障。 b．在系統CRT／MDI操作面板上調閱診斷信息，CRT顯示為2027的報警號，內容為英文縮寫(RESORE MAG STEP B YSTER PEARFFUL)指示了此項操作慎重的事項。 c．要小心操作，逐步恢復刀庫各項功能，特別注意此時Z軸已進入自動鎖定狀態，在各種(包括AUTO自動模式，HANDLE手動模式， EDIT編程模式，JOG慢跑模式，TEACH教導模式，HOME歸原模式)模式下都不準移動Z軸，才能避免刀臂撞壞主軸刀具，造成設備事故。 d．此時要檢查如果刀臂沒在主軸刀具位置卡住，可執行主軸定位。選擇HANDLE手動模式，按下主軸定位按鈕即可。如果此時刀臂在主軸刀具位置卡住，不能執行主軸定位，直接進行下一步操作。 e．將MODE SELEECT模式選擇開關轉換到HANDLE手動模式位置，打開刀庫盤操作盒鑰匙開關。此時操作盒上RELEASE的LED黃燈亮。 f．打開PM開關使其閉合(RSETMAG)（ON）操作步驟為按以下鍵(OFFSET SETTIN G)／(↓)／(操作PN)(PAGE↓)／(→)／(RET／VA G)／(■ON)(0N)按下操作面板的刀庫正轉(■)按鍵，從發生故障程序中斷處，一步一步的執行換刀動作，直至完成一個循環。 g．當恢復完換刀功能后，這時CRT顯示提示信息(TURN OFF SOFFSW8)，斷開PM開關(RSETMAG OFF)。 h．z軸出現自行鎖定故障，經修正FANUC Oi系統相應參數KO“1”清零，再全部置“0”后，該機床FANUC Oi系統的刀庫選刀正常，故障排除。
10手輪故障(手動脈沖發生器)
10．1故障現象
一臺MJ460型數控機床，該數控車床采用FANU C O-TD系統。 開班生產調整z軸與x軸加工精度時，搖動手輪(即脈沖發生器)，兩軸均出現誤差過大并報警。從操作者處得知，該機床經別人檢修手輪后，當時已好。這次重出手輪故障，出現報警號為410，420。
10．2故障檢測與分析處理
a．現場試車證明手輪故障屬實，但用力關防護門時，再現410，420報警號。 b．按操作說明書查閱出現故障報警號信息：--(4n0為停止時位置偏差量的值大于編程設定值)。沒有明確故障方向。 c．分析后懷疑手輪性能不良，拆開手輪盒檢查．用放大鏡仔細觀察，發現手輪脈沖發生器電路板上的一芯片管腳虛焊。 d．焊接后安裝好，凋整在適當位置后，重新試車，MJ460型數控機床，運行正常，故障排除。 11 Z軸伺服單元過負荷
1 1．1 故障現象
一臺DM4500C加工中心機床，一開機自動加工就停止工作并報警。從操作者處得知該機床經別人檢修過后，就出現這種情況。
11．2故障檢測與分析處理
a．查閱報警的診斷信息為S03伺服異常：NR號碼：50略稱：OL1內容：Z軸伺服電機電流超過三菱系統設定SV022參數值，確認Z軸伺服單元存在過負荷故障。 b．經部件替換法驗證Z軸伺服單元及負載AC伺服電機等均無問題，那么問題出在哪?重新整理檢修思路。 c．分析為什么該機床經別人檢修后就有此故障?再重新檢查別人檢修過的電源電路，發現該機床電源線號與電力網來的電源端子相序線號不附。(特別注意：三菱系統的DM4500C加工中心機床的電源相序，有嚴格要求，不允許接錯。) d．經過更正機床電源相序，報警消除，機床一切恢復正常，故障排除。
12 401報警
12.1 故障現象
一臺沈陽第一機床廠產S1-406車床，更換伺服電源模塊與伺服驅動模塊通訊線后，產生401報警。
12.2故障檢測與分析處理
a.S1-406車床系統為FANUC 0TD ，驅動部分為模塊化結構。
伺服驅動電源型號為：A06B-6087-H126 INPUT 200V～230V 106A; OUTPUT DC283～325V DC29.8A;
主軸驅動模塊型號為：A06B-6102-H222#520 INPUT DC283～325V OUTPUT 25.2kW 95A;
伺服驅動模塊型號為：A06B-6079-H205 Pe=3.9KW OUTPUT AC230V L:5.9A M:12.5A;
電機為α系列交流伺服電機。
查閱報警401號的診斷信息為：速度控制單元VRDY信號斷開。它表示當NC將MCC接通信號送給伺服放大器時，伺服放大器卻不返回已準備好信號。
b.檢查控制電源模塊的輸入電源的主接觸器MCC,發現MCC沒有閉合。
C.屏蔽掉X、Z軸驅動后，開機正常，主軸及其它部件運轉正常，說明伺服驅動模塊有故障。用同型號驅動模塊替換，故障排除。
13. 故障兩例
一臺沈陽數控機床廠CK3263 數控車床。床身為斜床身 , 配日本 FANUC OT 系統 , 轉塔選用的是意大利 BARFFADI TOE320(12 工位 ) 。使用過程中 , 有時也出現一些故障 , 多半是外圍電路如接觸器、電磁閥、 限位開關等。 故障現象一 CRT 顯示 414# 報警。報警信息為 : SERVO ALARM:X －－－AXIS DETECTION SYSTEM ERROR 同時 , 伺服驅動單元的LED報警顯示碼為 [8] 點亮。 故障分析與處理通過查看 FANUC O 系統維修說明書可知 :414# 報警為“X 軸的伺服系統異常 , 當錯誤的信息輸出至 DGN0720 時 , 伺服系統報警”。根據報警顯示內容 , 用機床自我診斷功能檢查機床參數 DGN072 上的信息 , 發現第 4 位為 “1”，而正常情況下該位應為“0”。現該位由“0” 變為 “1”則為異常電流報警 , 同時伺服驅動單元LED 報警顯示碼為[8]點亮 , 也表示該伺服軸過電流報警。檢查伺服驅動器模塊 , 用萬用表測得電源輸入端阻抗只有6Ω, 低于正常值 , 因而可判斷該軸伺服驅動單元模塊損壞。更換后正常。 故障現象二 轉塔刀架在換刀過程時出現 2011# 、 2014# 報警。
故障分析與處理查看電氣使用說明書可知 :2011# 報警表示轉塔有故障 ,2014# 報警指轉塔未卡緊。可能是由于精定位時接近開關未發出信號 , 電磁鐵不能鎖緊。利用 FANUC 系統具有的 PLC 梯形圖動態顯示功能 , 發現精定位接近開關 X0021.2 未亮 ( 沒有接通 ) 。拆下此開關并檢查 , 通斷正常。估計是接近開關與感應塊的距離不當造成的。調整兩者的距離使它們保持適當的距離 0.8mm, 再查看 X0021.2 信號通斷正常 , 轉塔刀架能正常 使用。
14. 故障兩例
一般情況下 ,FANUC 系統運行穩定、故障率低 , 故障的發生往往與外圍電路和操作使用有很大關系。這里有兩個維修事例可以說明問題。 例 1: 伺服報警 414# 、 410# 臺灣產FTC-30 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常現象。機床 X 軸水平傾斜 45o 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。 例 2: 系統409#報警 1000 型加工中心在加工時出現 409# 報警 , 停機重開可繼續加工 , 加工中故障重現。發生故障時 , 主軸驅動 放大器處于報警狀態，顯示５６號報警。維修手冊說明為控制系統冷卻風扇不轉或故障。拆下放大器檢查 , 發現風扇油污較多 , 清洗后風干, 裝上試機故障未排除。拆下放大器打開檢查 , 發現電路板油污嚴重, 且有金屬粉塵附著。拆下電路板 , 用無水乙醇清洗 , 充分干燥后裝機試驗 , 故障排除。此例中 , 故障起因為設備工作環境因素 , 空氣濕度大、干式加工、金屬粉塵大。數控機床的系統主板、電源模塊、伺服放大器等的電路板由于高度集成 , 大都由多層印刷電路板復合而成 , 線間距離狹小 , 異物進入極易引起電路板故障 , 這應該引起使用者的高度注意。
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