教学实训中国产数控机床故障诊断与维修

吕建法　李红战　赵瑜琳

摘 要：随着工业的不断发展，国产数控机床在加工领域的广泛应用对机床的使用和维修提出更高的要求。根据日常机床维修中所见到的维修案例进行分析，并介绍数控铣床的CNC子系统和伺服子系统典型故障诊断与维修案例。

关键词：数控铣床；故障诊断；维修

数控机床是集合了计算机数字控制技术、可编程控制技术、伺服控制技术、机械传动技术、气动及液压技术的一体化产品。随着我国机械制造行业的不断发展，数控机床因其在精度、柔性化、效率等方面的优良特性，已经在加工领域获得了广泛使用，因此对数控机床的使用和维修提出了迫切的要求。但目前大多数针对数控机床故障诊断与维修的文献资料都是基于FANUC和SIEMENS等国外数控系统，而基于国产数控系统进行故障诊断与维修的文献资料却很少。本文根据日常机床维修中所见到的维修案例进行分析，总结出有效的维修方案，下面介绍数控铣床的典型故障诊断与维修案例。

一、CNC系统故障维修案例

故障现象一：DOS系统不能正常启动或不能进入主菜单。故障原因：a.系统文件被损坏；b.CF卡、电子物理盘损坏。采取措施：a.软盘运行系统；b.用杀毒软件检查软件系统；c.重新安装系统软件；d.更换CF卡、电子盘。

故障现象二：系统文件重新拷贝后，DOS系统不能正常进入主菜单。故障原因：a.系统引导文件被损坏；b.系统引导文件没有被拷贝到新CF卡中。采取措施：a.重新拷贝系统文件；b.在电脑中读取并打开一张正常使用的CF卡，显示隐藏文件，并把此隐藏文件拷贝到新CF卡中，把拷贝好的文件安装到机床上即可正常启动。

故障现象三：系统始终保持急停状态不能产生复位信号。故障原因：a.急停回路没有闭合；b.未向系统发送复位信息；c.PLC软件或硬件板卡损坏。采取措施：a.检查超程限位开关的常闭触点；b.检查急停按钮的常闭触点，若未装手持单元或手持单元上无急停按钮，XS8 接口中的4 和17 脚应短接；c.检查“外部运行允许”的输入端口；d.检查PMC 用户参数P[50]是否对应“外部运行允许”的输入点；e.检查PLC 程序，如果还无法解决，只能更换系统或送厂维修。

故障现象四：系统始终保持复位状态。故障原因：a.系统复位需要完成的信号未满足要求；b.参数设置不当；c.PLC软件或硬件板卡损坏。采取措施：a.检查输入端口、电路、电源模块、驱动模块、主轴模块检查伺服动力电源空气开关；b.检查PMC 用户参数P[51]-P[63] 是否对应输入点；c.检查PLC 程序，如果还无法解决，只能更换系统或送厂维修。

二、伺服系统故障维修案例

故障现象一：伺服电机缓慢转动零漂。故障原因：a.伺服驱动器参数错；b.数控装置与伺服驱动器之间的坐标轴控制电缆未接好；c.坐标轴控制电缆受干扰；d.电机没有可靠接地；e.伺服电机编码器损坏。采取措施：a.检查伺服驱动器控制方式、伺服驱动器脉冲形式、伺服驱动器电机极对数、伺服驱动器电机编码器反馈线数；b.检查坐标轴控制电缆（XS30、XS31、XS32、XS33）；c.检查坐标轴控制电缆是否采用双绞屏蔽电缆、检查坐标轴控制电缆屏蔽是否可靠、检查接地标轴控制电缆尽量不要缠绕、检查坐标轴控制电缆与其他强电电缆尽量远离且不要平行布置；d.检查电机强电电缆，如果还不行只能更换伺服电机。

故障现象二：电机不运转。故障原因：a.伺服驱动器未上强电；b.数控装置与伺服驱动器之间的坐标轴控制电缆未接好；c.伺服驱动器未上使能；d.系统特性参数不当。采取措施：a.检查电路、电源模块、驱动模块、伺服动力电源空气开关；b.检查坐标轴控制电缆（XS30、XS31、XS32、XS33）；c.检查输出端口、电路、驱动模块；d.检查坐标轴的伺服驱动器型号参数、检查硬件配置参数、脉冲式伺服数控装置的脉冲信号类型的设置。

故障现象三：电机只能运行一小段距离。故障原因：a.电机编码器反馈电缆与电机强电电缆不一一对应；b.伺服电机强电电缆相序错；c.伺服电机编码器反馈电缆未接好或断路；d.系统特性参数不当；e.伺服驱动器/电机损坏。采取措施：a.检查电机接线、伺服电机相序；b.检查伺服电机编码器反馈电缆，需更换电机编码器反馈电缆；c.检查坐标轴的反馈电子分子/分母；d.检查伺服驱动器控制方式、伺服驱动器脉冲形式、伺服驱动器电机极对数、伺服驱动器电机编码器反馈线数；e.需更换伺服驱动器/电机。

故障现象四：电机爬行。故障原因：a.没有可靠接地；b.伺服驱动器特性参数调得太软；c.伺服驱动器/电机选型错误；d.机械负载过重。采取措施：a.按要求检查整个系统可靠接地，每个单元或器件均应可靠接地；b.检查伺服驱动器有关增益调节的参数，仔细调整参数；c.需更换伺服驱动器/电机；d.调整机械。

结语：目前，我们国家数控技术正迅速向各工业部门渗透。随着电子技术的发展，数控技术在国民经济中的地位也就随之提高，那么数控技术重要组成部分——数控系统维修技术也应迅速适应数控技术飞速发展的要求。数控机床故障现象是千差万别的，但是，不同的故障现象之间都有一些内在的联系，只要抓住它们的共性，熟悉和掌握数控机床各部分的诊断步骤和方法，了解数控机床各部分的常见故障及诊断，在实践中不断学习和积累维修经验，就能够提高维修水平。作为一名数控系统维修技术人员，就应该不断地学习和掌握新的知识与技术，寻找新的维修诊断的方法和手段，为推动数控系统维修技术的发展做出应有的贡献。

参考文献：

[1]孙伟.数控设备故障诊断与维修技术[M].北京：国防工业出版社，

2008.

[2]马靖然.数控原理与应用[M].北京：冶金工业出版社，2008.

[3]沈兵，历承兆.数控系统诊断与维修手册[M].北京：机械工业出版

社，2009.

（1.河南省济源市农机监理所，

2.河南省济源市农机化学校，

3.河南省济源市农机监理所）