數控機床故障分析與維修

數控機床的應用越來越廣泛，其加工柔性好，精度高，生產效率高，具有很多的優點。但由于技術越來越先進、復雜，對維修人員的素質要求很高，要求他們具有較深的專業知識和豐富的維修經驗，在數控機床出現故障才能及時排除。下面結合一些典型的實例，對數控機床的故障進行系統分析，以供參考。

一、NC系統故障

1、硬件故障

有時由于NC系統出現硬件的損壞，使機床停機。對于這類故障的診斷，首先了解該數控系統的工作原理及各線路板的功能，然后根據故障現象進行分析，在有條件的情況下利用交換法準確定位故障點。

例一、一臺數控機床，其PLC采用S5─130W／B，一次發生故障，通過NC系統PC功能輸入的R參數，在加工中不起作用，不能更改加工程序中R參數的數值。通過對NC系統工作原理及故障現象的分析，我們認為PLC的主板有問題，與另一臺機床的主板對換后，進一步確定為PLC主板的問題。經專業廠家維修，故障被排除。

例二、另一臺數控車床，一次發生故障，工作時系統經常死機，停電時經常丟失機床參數和程序。經檢查發現NC系統主板彎曲變形，經校直固定后，系統恢復正常，再也沒有出現類似故障。

2、軟故障

數控機床有些故障是由于NC系統機床參數引起的，有時因設置不當，有時因意外使參數發生變化或混亂，這類故障只要調整好參數，就會自然消失。還有些故障由于偶然原因使NC系統處于死循環狀態，這類故障有時必須采取強行啟動的方法恢復系統的使用。

例一、數控車床，每次開機都發生死機現象，任何正常操作都不起作用。后采取強制復位的方法，將系統內存全部清除后，系統恢復正常，重新輸入機床參數后，機床正常使用。這個故障就是由于機床參數混亂造成的。

例二、一臺專用數控車床，NC系統在批量加工中NC系統顯示2號報警“LIMIT SWITCH”，這種故障是因為Y軸行程超出軟件設定的極限值，檢查程序數值并無變化，經仔細觀察故障現象，當出現故障時，CRT上顯示的Y軸坐標確定達到軟件極限，仔細研究發現是補償值輸入變大引起的，適當調整軟件限位設置后，故障被排除。這個故障就是軟件限位設置不當造成的。

例三、一臺數控機床，一次出現問題，每次開機系統都進入AUTOMATIC狀態，不能進行任何操作，系統出現死機狀態。經強制啟動后，系統恢復正常工作。這個故障就是因操作人員操作失誤或其它原因使NC系統處于死循環狀態。

3、其他故障

因其它原因引起的NC系統故障有時因供電電源出現問題或緩沖電池失效也會引起系統故障。

例一、一臺數控機床，一次出現故障，NC系統加上電后，CRT不顯示，檢查發現NC系統上“COUPLING MODULE”板上左邊的發光二極管閃亮，指示故障。對PLC進行熱啟動后，系統正常工作。但過幾天后，這個故障又出現了，經對發光二極管閃動頻率的分析，確定為電池故障，更換電池后，故障消除。

例二、一臺數控機床，有時在自動加工過程中，系統突然掉電，測量其24V直流供電電源，發現只有22V左右，電網電壓向下波動時，引起這個電壓降低，導致 NC系統采取保護措施，自動斷電。經確認為整流變壓器匝間短路，造成容量不夠。更換新的整流變壓器后，故障排除。

例三、另一臺也是數控機床，出現這樣的故障，當系統加上電源后，系統開始自檢，當自檢完畢進入基本畫面時，系統掉電。經分析和檢查，發現X軸抱閘線圈對地短路。系統自檢后，伺服條件準備好，抱閘通電釋放。抱閘線圈采用24V電源供電，由于線圈對地短路，致使24V電壓瞬間下降，NC系統采取保護措施自動斷電。

二、伺服系統的故障

由于數控系統的控制核心是對機床的進給部分進行數字控制，而進給是由伺服單元控制伺服電機，帶動滾珠絲杠來實現的，由旋轉編碼器做位置反饋元件，形成半閉環的位置控制系統。所以伺服系統在數控機床上起的作用相當重要。伺服系統的故障一般都是由伺服控制單元、伺服電機、測速電機、編碼器等出現問題引起的。

三、外部故障

由于現代的數控系統可變性越來越高，故障率越來越低，很少發生故障。大部分故障都是非系統故障，是由外部原因引起的。

1、數控設備故障發生頻率較高

現代的數控設備都是機電一體化的產品，結構比較復雜，保護措施完善，自動化程度非常高。有些故障并不是硬件損壞引起的，而是由于操作、調整、處理不當引起的。這類故障在設備使用初期發生的頻率較高，這時操作人員和維護人員對設備都不特別熟悉。

2、由外部硬件損壞引起的故障

這類故障是數控機床常見故障，一般都是由于檢測開關、液壓系統、氣動系統、電氣執行元件、機械裝置等出現問題引起的。有些故障可產生報警，通過報答信息，可查找故障原因。

發現問題是解決問題的特別是對數控機床的外部故障，有時診斷過程比較復雜，一旦發現問題所在，解決起來比較輕松。對外部故障的診斷，我們總結出兩點經驗，首先應熟練掌握機床的工作原理和動作順序。其次要熟練運用廠方提供的PLC梯圖，利用NC系統的狀態顯示功能或用機外編程器監測PLC的運行狀態，根據梯圖的鏈鎖關系，確定故障點，只要做到以上兩點，一般數控機床的外部故障，都會被及時排除。