教學實訓中國產數控機床故障診斷與維修

呂建法　李紅戰　趙瑜琳

摘 要：隨著工業的不斷發展，國產數控機床在加工領域的廣泛應用對機床的使用和維修提出更高的要求。根據日常機床維修中所見到的維修案例進行分析，并介紹數控銑床的CNC子系統和伺服子系統典型故障診斷與維修案例。

關鍵詞：數控銑床；故障診斷；維修

數控機床是集合了計算機數字控制技術、可編程控制技術、伺服控制技術、機械傳動技術、氣動及液壓技術的一體化產品。隨著我國機械制造行業的不斷發展，數控機床因其在精度、柔性化、效率等方面的優良特性，已經在加工領域獲得了廣泛使用，因此對數控機床的使用和維修提出了迫切的要求。但目前大多數針對數控機床故障診斷與維修的文獻資料都是基于FANUC和SIEMENS等國外數控系統，而基于國產數控系統進行故障診斷與維修的文獻資料卻很少。本文根據日常機床維修中所見到的維修案例進行分析，總結出有效的維修方案，下面介紹數控銑床的典型故障診斷與維修案例。

一、CNC系統故障維修案例

故障現象一：DOS系統不能正常啟動或不能進入主菜單。故障原因：a.系統文件被損壞；b.CF卡、電子物理盤損壞。采取措施：a.軟盤運行系統；b.用殺毒軟件檢查軟件系統；c.重新安裝系統軟件；d.更換CF卡、電子盤。

故障現象二：系統文件重新拷貝后，DOS系統不能正常進入主菜單。故障原因：a.系統引導文件被損壞；b.系統引導文件沒有被拷貝到新CF卡中。采取措施：a.重新拷貝系統文件；b.在電腦中讀取并打開一張正常使用的CF卡，顯示隱藏文件，并把此隱藏文件拷貝到新CF卡中，把拷貝好的文件安裝到機床上即可正常啟動。

故障現象三：系統始終保持急停狀態不能產生復位信號。故障原因：a.急停回路沒有閉合；b.未向系統發送復位信息；c.PLC軟件或硬件板卡損壞。采取措施：a.檢查超程限位開關的常閉觸點；b.檢查急停按鈕的常閉觸點，若未裝手持單元或手持單元上無急停按鈕，XS8 接口中的4 和17 腳應短接；c.檢查“外部運行允許”的輸入端口；d.檢查PMC 用戶參數P[50]是否對應“外部運行允許”的輸入點；e.檢查PLC 程序，如果還無法解決，只能更換系統或送廠維修。

故障現象四：系統始終保持復位狀態。故障原因：a.系統復位需要完成的信號未滿足要求；b.參數設置不當；c.PLC軟件或硬件板卡損壞。采取措施：a.檢查輸入端口、電路、電源模塊、驅動模塊、主軸模塊檢查伺服動力電源空氣開關；b.檢查PMC 用戶參數P[51]-P[63] 是否對應輸入點；c.檢查PLC 程序，如果還無法解決，只能更換系統或送廠維修。

二、伺服系統故障維修案例

故障現象一：伺服電機緩慢轉動零漂。故障原因：a.伺服驅動器參數錯；b.數控裝置與伺服驅動器之間的坐標軸控制電纜未接好；c.坐標軸控制電纜受干擾；d.電機沒有可靠接地；e.伺服電機編碼器損壞。采取措施：a.檢查伺服驅動器控制方式、伺服驅動器脈沖形式、伺服驅動器電機極對數、伺服驅動器電機編碼器反饋線數；b.檢查坐標軸控制電纜（XS30、XS31、XS32、XS33）；c.檢查坐標軸控制電纜是否采用雙絞屏蔽電纜、檢查坐標軸控制電纜屏蔽是否可靠、檢查接地標軸控制電纜盡量不要纏繞、檢查坐標軸控制電纜與其他強電電纜盡量遠離且不要平行布置；d.檢查電機強電電纜，如果還不行只能更換伺服電機。

故障現象二：電機不運轉。故障原因：a.伺服驅動器未上強電；b.數控裝置與伺服驅動器之間的坐標軸控制電纜未接好；c.伺服驅動器未上使能；d.系統特性參數不當。采取措施：a.檢查電路、電源模塊、驅動模塊、伺服動力電源空氣開關；b.檢查坐標軸控制電纜（XS30、XS31、XS32、XS33）；c.檢查輸出端口、電路、驅動模塊；d.檢查坐標軸的伺服驅動器型號參數、檢查硬件配置參數、脈沖式伺服數控裝置的脈沖信號類型的設置。

故障現象三：電機只能運行一小段距離。故障原因：a.電機編碼器反饋電纜與電機強電電纜不一一對應；b.伺服電機強電電纜相序錯；c.伺服電機編碼器反饋電纜未接好或斷路；d.系統特性參數不當；e.伺服驅動器/電機損壞。采取措施：a.檢查電機接線、伺服電機相序；b.檢查伺服電機編碼器反饋電纜，需更換電機編碼器反饋電纜；c.檢查坐標軸的反饋電子分子/分母；d.檢查伺服驅動器控制方式、伺服驅動器脈沖形式、伺服驅動器電機極對數、伺服驅動器電機編碼器反饋線數；e.需更換伺服驅動器/電機。

故障現象四：電機爬行。故障原因：a.沒有可靠接地；b.伺服驅動器特性參數調得太軟；c.伺服驅動器/電機選型錯誤；d.機械負載過重。采取措施：a.按要求檢查整個系統可靠接地，每個單元或器件均應可靠接地；b.檢查伺服驅動器有關增益調節的參數，仔細調整參數；c.需更換伺服驅動器/電機；d.調整機械。

結語：目前，我們國家數控技術正迅速向各工業部門滲透。隨著電子技術的發展，數控技術在國民經濟中的地位也就隨之提高，那么數控技術重要組成部分——數控系統維修技術也應迅速適應數控技術飛速發展的要求。數控機床故障現象是千差萬別的，但是，不同的故障現象之間都有一些內在的聯系，只要抓住它們的共性，熟悉和掌握數控機床各部分的診斷步驟和方法，了解數控機床各部分的常見故障及診斷，在實踐中不斷學習和積累維修經驗，就能夠提高維修水平。作為一名數控系統維修技術人員，就應該不斷地學習和掌握新的知識與技術，尋找新的維修診斷的方法和手段，為推動數控系統維修技術的發展做出應有的貢獻。

參考文獻：

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2008.

[2]馬靖然.數控原理與應用[M].北京：冶金工業出版社，2008.

[3]沈兵，歷承兆.數控系統診斷與維修手冊[M].北京：機械工業出版

社，2009.

（1.河南省濟源市農機監理所，

2.河南省濟源市農機化學校，

3.河南省濟源市農機監理所）