数控机床故障诊断维修视频教程

A. 数控机床故障诊断方法。

故障的诊断是排除数控车床故障非常重要的阶段。在进行故障的诊断时应遵循以下原则。
1、先外部后内部
现代数控机床本身的故障率已变得越来越低，大部分故障的发生是非系统本身原因引起的。维修人员应由外向内逐一排查，尽量避免随意启封、拆卸，否则会扩大故障，使机床精度丧失、性能降低。
2、先主机后电气
一般来说，主机故障较易发觉，而数控系统与电气故障的诊断难度较大。从实际经验来看，数控机床的故障中有很大部分是由于主机部分的失灵而引起的。所以在故障检修之前，首先应注意排除机械性的故障，这样往往可以达到事半功倍的效果。
3、先静态后动态
在车床断电的静止状态下，通过了解、观察、测试、分析，确认通电后不会造成故障扩大或发生事故，方可给车床通电。在运行状态下，进行动态的观察、检验和测试，查找故障。而对通电后可能会发生破坏性故障的，必须先排除危险后，方可通电。
4、先简单后复杂
当出现多种故障互相交织，应先解决容易的问题，后解决难度较大的问题。简单问题解决后，难度大的问题也可能变得容易。
5、先一般后特殊
在排除某一故障时，要先考虑最常见的可能原因，然后分析很少发生的特殊原因。

B. 数控机床的常见电气故障及诊断维修方法有哪些

1.1 数控基床电气装置常见故障
数控机床的电气装置部分的故障主要是硬件故障，其中的硬件故障为：控制系统某元器件接触不良或损坏、无供电电源等,这种故障必须更换损坏的器件或者维修后才能排除故障。
1.2 数控机床可编程控制器的故障分析
数控机床可编程控制器，也就是plc控制器部分的故障分为：（1）软件故障：包括数控机床用户程序,如果用户程序出现故障，在数控机床运行时会发生一些无报警的机床故障,因此PLC用户程序要编制好。（2）硬件故障：也即是在PLC输入输出模块出现问题而引起的故障。对于个别输入输出口出现故障,可以通过修改PLC程序,可使用备用接口替代出现故障的接口。
1.3 数控机床伺服系统的故障分析
数控机床伺服控制系统是数控机床故障率最高的部分。伺服控制系统可分为直流伺服控制单元、直流永磁电动机和交流伺服控制单元、交流伺服电动机有两个部分,两者各有其优、缺点。伺服系统的故障一般都是由于伺服控制单元、伺服电动机、测速装置、编码器等出现问题引起的,要分别对各单元进行分析。
1.4显示器的故障分析
通常情况下，数控机床显示器出现错误的表现为：系统的软件出错,从而会导致系统显示的混乱或者不正常或根本无法显示,如果机床的电源出现故障或者系统主板出现故障的话都会导致系统的不正常显示。其中，显示系统本身出现故障是引起系统显示器不正常的最主要原因,因此，如果系统不能正常显示,就必须首先要分清造成此现象的主要原因。
数控机床的显示不正常可以分为完全无显示和显示不正常两种情况。当电源和系统的其他部分工作正常时,系统无显示的原因,一般情况下是由于硬件原因引起,而显示混乱或显示不正常,一般来说是由于系统软件引起的。另外,系统不同,所引起的原因也不同,这要根据实际情况进行分析。
1.5 控制元件、检测开关的故障分析
数控机床常用的控制元件有液压元件、气动元件、电气执行元件、机械装置、检测开关，检测元件有:检测开关,这些常见的机床控制元件、检测开关由于接触不良引起各种故障比较多,这类故障很容易解决,但是必须用仪器仪表配合检查。
2 数控机床常见电气故障诊断与排除方法
数控机床故障排查的方法很多，大致可以分为以下几种：
2.1直观检查法
这是故障分析之初必用的方法，就是利用感官的检查。
（1）问。即向故障现场人员仔细询问故障产生的过程、故障表象及故障后果，并且在整个分析判断过程中可能要多次询问。
（2）看。总体查看机床各部分工作状态是否处于正常状态(例如各坐标轴位置、主轴状态、刀库、机械手位置等)，各电控装置(如数控系统、温控装置、润滑装置等)有无报警指示，局部查看有无保险烧煅，元器件烧焦、开裂、电线电缆脱落，各操作元件位置正确与否等等 。
（3）摸。在整机断电条件下可以通过触摸各主要电路板的安装状况、各插头座的插接状况、各功率及信号导线(如伺服与电机接触器接线)的联接状况等来发现可能出现故障的原因。
（4）试。这是指为了检查有无冒烟、打火、有无异常声音、气味以及触摸有无过热电动机和元件存在而通电，一旦发现立即断电分析。
2.2仪器检查法
仪器检查法就是使用常规电工仪表对各组交、直流电源电压及相关直流和脉冲信号等进行测量，从中找寻可能的故障。例如用万用表检查各电源情况，及对某些电路板上设置的相关信号状态测量点的测量，用示波器观察相关的脉动信号的幅值、相位甚至有无，用PLC 编程器查找PLC程序中的故障部位及原因等。
2.3 信号与报警指示分析法
（1）硬件报警指。这是指包括数控系统、伺服系统在内的各电子、电器装置上的各种状态和故障指示灯，结合指示灯状态和相应的功能说明便可获知指示内容及故障原因与排除方法。
（2）软件报警指示。如前所述的系统软件、PLC程序与加工程序中的故障通常都设有报警显示，依据显示的报警号对照相应的诊断说明手册便可获知可能的故障原因及故障排除方法。
2.4 接口状态检查法
现代数控系统多将PLC集成于其中，而CNC与PLC之间则以一系列接口信号形式相互通讯联接。有些故障是与接口信号错误或丢失相关的，这些接口信号有的可以在相应的接口板和输入/输出板上有指示灯显示，有的可以通过简单操作在CRT屏幕上显示，而所有的接口信号都可以用PLC编程器调出。检修时，要求维修人员既要熟悉本机床的接口信号，又要熟悉PLC编程器的应用。
2.5 参数调整法
数控系统都设置许多可修改的参数以适应不同机床、不同工作状态的要求。这些参数不仅能使各电气系统与具体机床相匹配，而且更是使机床各项功能达到最佳化所必需的。因此，任何参数的变化(尤其是模拟量参数)甚至丢失都是不允许的；而机床运行所引起的机械或电气性能的变化会改变其最佳化状态。此类故障需要重新调整相关的一个或多个参数方可排除。这种方法对维修人员的要求是很高的，不仅要对具体系统主要参数十分了解，既熟悉其作用，而且要有较丰富的电气调试经验。
2.6 备件置换法
当故障集中于某一印制电路板上时，由于电路集成度的不断扩大而要把故障落实于某一区域乃至某一元件比较困难，为了缩短停机时间，在有相同备件的条件下可以先将备件换上，然后再检查修复故障板。备件板的更换要注意以下问题：
（1）更换任何备件都必须在断电情况下进行。
（2）在更换备件板上要记录下原有的开关位置和设定状态，并将新板作好同样的设定，否则会产生报警而不能工作。
（3）某些印制电路板的更换还需在更换后进行某些特定操作以完成其中软件与参数的建立。这一点需要仔细阅读相应电路板的使用说明。
（4）有些印制电路板是不能轻易拔出的，例如含有工作存储器的板，或者备用电池板，它会丢失有用的参数或者程序。必须更换时也必须遵照有关说明操作。
鉴于以上条件，在拔出旧板更换新板之前一定要先仔细阅读相关资料，弄懂要求和操作步骤之后再动手，以免造成更大的故障。
2.7交叉换位法
当发现故障板或者不能确定是否故障板而又没有备件的情况下，可以将系统中相同或相兼容的两个板互换检查分散机 涂料分散机 高速分散机 实验室分散机 真空分散机 升降分散机 高粘度分散机 实验室分散机 双行星混合机 双行星搅拌机 多功能混合机 电池浆料搅拌机 环氧树脂搅拌机 电池浆料混合机，不仅硬件接线的正确交换，还要将一系列相应的参数交换，一定要事先考虑周全，设计好软、硬件交换方案，准确无误再行交换检查。
2.8 特殊处理法
当今的数控系统其中软件含量越来越丰富，有系统软件、机床制造者软件、甚至还有使用者自己的软件，由于软件逻辑的设计中不可避免的一些问题，会使得有些故障状态无从分析，例如死机现象。对于这种故障现象则可以采取特殊手段来处理，比如整机断电，稍作停顿后再开机，有时则可能将故障消除。维修人员可以在自己的长期实践中摸索其规律或者其他有效的方法。

C. 维修数控机床的六种方法

维修数控机床的六种方法

数控机床技术复杂且种类繁多,维修问题是影响数控机床有效利用的首要问题。下面，我为大家讲讲维修数控机床的方法，希望对大家有所帮助!

诊断多种故障综合症

下面通过CVT035型晶体管直流驱动器的典型实例，说明多种故障综合症的诊断方法。该故障伺服板，经初步检查看出，电路板外观很脏，输出级烧损严重，可见用户的维护保养比较欠缺，处理这种故障，应该首先清除脏物，修复输出级，切忌贸然通电，否则可能引发短路，扩大故障面。例如铁粉灰尘的导电短路，输出级开关管击穿对前级和电源的短租宽局路等等。经上述处理后，通电检查又发现如下故障：(1)“欠压”红灯有时闪亮(“READY”绿灯闪灭);(2)电机不转;(3)开关电源(±15V)变压器Tl和电源开关管V69异常发烫。

这是一例典型的综合症，而且故障之间可能存在某种因果关系，所以处理故障需要顺序进行，否则可能事倍功半，甚至引发故障面扩大。我们通过分析，做出如下维修排序：开关电源一>“欠压”灯——>电机运转。首先检查电源板，通过测量主回路150V直流电压和断开±15V负载的检查后，得知故障在开关电源板内部，在检查电源板中发现10V稳压管V32的电压只有9.5V，由此检查下去，找到故障原因：V32的限流电阻Rl85阻值变大。更换Rl85后，±15V电源板和“欠压”灯等均恢复正常，但电机仍不转。可见，以上灯闪和元件发烫均由Rl85变值引起，电机不转则另有原因。按通常的检查方法，可以逐级检测，但由于经验的缘故，我们只做简单的变换转向试验，结果发现反向运转正常，所以很快查出故障原因：换向电路的集成块N5(TL084)失效，更换N5后，一切正常。

CT4一OS3型查频器的一例特殊故障

CT4一OS3型变频器常用于YBM90和MK5oo加工中心的刀库驱动。在维修中，我们多次碰到该变频器时好时坏的缺相故障，并且测得缺相电压只有60至200V(正常为400V)。由于这是一种时好时坏的软故障，诊断查寻困难。

但是，我们发现该变频器这种故障的.多数原因是脉冲隔离级问题——振荡弊让不稳定。这种故障现象，用示波器检查，很难发现“波形丢失”，但一般都有三组脉冲幅值不相等，甚至差异软大的现象。其实，仔细分析一下隔离级电路的特点就能看出问题，这是一个比较特殊的间歇振荡器，仅用二只三级管，分别做振荡管和振荡器电源开关巧碰。由于采用单管振荡，而且振荡电路串入限流电阻和二只三极管，加上变压器输出负载，所以振荡电路损耗大，增益低，容易造成电路偶发性停振和脉冲幅值不足的毛病，即产生时好时坏的电机缺相故障。从以上分析可以看出，这种电路对脉冲变压器Q值和三极管β值要求严格，用户维修时，可以采用如下措施得到弥补：(1)选用高β(120至180)振荡管;(2)适当减少限流电阻阻值，即在51Ω电阻上并接100一270Ω。

PC接口法

由于数控机床各单元(除驱动器外)与数控系统之间都是通过PC接口(1/O)实现信号的传递和控制，因此，许多故障都会通过PC接口信号反映出来，我们可以通过查阅PC机床侧的1/O信号诊断各种复杂的机床故障或判别故障在数控系统还是在机床电气。其方法很简单，即要求熟悉全部PC(机床侧)接口信号的现行状态和正常状态(或制成一张表格)，诊断时，通过对全部PC(机床侧)接口信号的现行状态和正常状态逐一查看比对，找出有故障的接口信号，然后根据信号的外部逻辑关系，查出故障原因。当你熟悉了PC接口信号后，应用这种PC接口比对法，非常简便快快捷，而且避免了分板复杂的梯形图程序。

西门子3GG系统数据异常的恢复

瑞士STUDER S45一6磨床配备西门子3GG系统，为双NC双PLC结构，该系统具有很强的自诊断功能，发生故障时，可以借助屏幕提示，快速诊断修复故障。但是如果发生系统无法启动，并且PLC处于停止状态，屏幕不亮，那么系统的自诊断功能将无法发挥作用，导致诊断困难。发生这种故障的原因比较多，如果电池电压低于2.7V，必须更换电池;如果NC或PLC硬件损坏，需要更换电路板;如果机床的24V电源低于21V，需要检查电源电路和负载。

但是我们碰到更多的故障原因并不是硬件故障，而是机床数据异常这类软故障。其原因比较复杂，如电网干扰、电磁波干扰、电池失效、操作失误等均有可能造成机床数据的丢失或混乱，以致系统无法启动。

象这类软故障我们可以采用全清恢复法使系统恢复运行。3GG系统的全清步骤如下：

(1) 机床数据、用户程序、设定数据和背景存贮器的清除;

(2) 3GG系统的初始化;

(3) PLc清零;

(4) 恢复被清除的全部数据、程序。一般需要设定波特率，调出128KB内存，然后，通过磁盘等媒体输入数据、程序。

(5) 试验并检查伺服系统的全部KV系数。

(6) 完成这些步骤后，系统恢复正常。

采用电阻比对法诊断电源负载短路

故障障实例：FANUC一BESK伺服驱动板十15V负载软击穿烧保险丝。我们维修时，通过初步检查判定故障原因是负载局部短路，并且用数字表测得十15V对“地”电阻，正常板为1.3KΩ 故障板为300Ω。因为通电好烧保险丝，根本无法通电检查，所以只能做电阻测量或拆元件检查。

但是，由于该伺服板的十15V电源与其负载(24只集成元件)的印刷电路成放射型结构，所以，电阻测量时无法做电路切割分离，并且由于元件多且为直接焊装，也不可能逐一拆卸检查。维修的实际操作十分困难，即使故障解决了，也往往弄得电路板伤痕累累。处理这种既不能做电路切割分离或元件拆卸也无法通电检查的故障，我们采用电阻比对法检查很方便。诊断检查时，不切割电路也不焊脱元件，而是直接测量十15V端与各集成元件的有关管脚问的电阻值，同时将故障板与正常板做对应值比较，即可查出故障。处理以上故障时，考虑到元件管脚多，所以首先分析厚膜块内部电路(图中已标出)和集成块管脚功能图，然后从中筛选出若干主要的测试点，做电阻测量。当测量到Q7时，发现其3脚( + 15V)对14脚(输出)电阻为150Ω(正常为6KΩ ，怀疑Q7(LM339)有问题，更换Q7后，伺服板恢复正常，说明Q7管脚间阻值异常系内部软击穿，从而引起电源短路。

快速过程的分步模拟法

有些控制过程，如步进电机的自动升降速过程，直流调速器的停车制动过程，只有零点几秒的瞬间时间。查寻这种快速过程的电路故障，显然无法采用一般仪表进行故障跟踪检测，所以故障诊断比较困难。下面通过故障实例一5V型直流可控硅主驱动停车时间太长的故障，介绍我们采用的特殊方法一分步模拟法。

经过对故障板的初步检查，判断故障原因在V5主驱动器制动电路。该制动控制逻辑复杂，涉及电路多，诊断故障决非举手之劳，而且由于制动过程短，无法测量，所以我们采用分步模拟法进行诊断检查。由电路原理得知制动过程如下：(1)本桥逆变，释放能量;(2)自动换桥，再生制动;(3)再次换桥，电路复原。

为了分步测量的需要，以速度指令、速度反馈和电流反馈为设定量，将以上过程细分为八个步骤(列成一张表)，然后逐步改变相应设定量，检测有关电路信号，对照电路逻辑，查出故障。我们做分步测试进行到第二步(即速度指令由1变0)时，发现“a后移”和“积分停止”均为高电平，按电路逻辑，应为低电平，据此查对电路，很快找出A2板中与非门Dl06(型号：FZHI01)有问题，更换后，故障排除。

D. 数控车床刀架故障诊断与维修

数控车床刀架故障诊断与维修方法：
1.不换刀。对于这种故障，首先判断是刀架内部机械问题还是刀架电机故障，换刀时，用手触摸电机，看有无振动及测量电机电压来判断是否为电机故障。如电机正常，那么就机械问题，一般都为刀架内部机械卡死，把刀架拆下洗干净重新装上即可。有时候也可能是内部机械损坏。
2.撞车,导致刀架无法转动。该现象一般出现在对刀、切削量过大或者G54(零点偏置)设置不正确的情况下。出现这种情况时，刀具与工件(或卡盘)猛烈撞击，形成闷车现象。
此时，刀架(六工位)内部蜗轮蜗杆脱开，链轮空转，无法执行换刀。该故障属于机械故障，可拆卸刀架机械部分，将链条挂上(蜗杆头部有链轮)，手动将蜗杆旋入，使之与蜗轮完全啮合，检查啮合间隙，如无间隙则该故障即可解决。
3.伺服系统故障。根据工作原理和故障现象进行分析，刀架转动是由伺服电机驱动的，电机一启动，伺服电机就产生报警，切断伺服电源，并反馈给NC系统，显示刀架电机过载报警信息。
检查机械部分及伺服单元均未发现问题，经测试，刀架电机烧毁，更换伺服电机后，故障排除。