数控机床电气故障诊断与维修.ppt

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1、数控机床电气故障诊断与维修 首先，对于来自各学校老师们，利用暑期时间来到大连，来到大连机床集团，我们表示热烈欢迎。同时，也希望老师们通过几天来参观与学习，对大连机床集团以及这次培训留下宝贵的意见和建议。这次培训，是我们与各位老师们一次技术交流的培训，难免有些问题，还望老师们多多包涵，多提宝贵意见和建议。以便使我们的培训工作更加完善。授课内容；授课内容；l 电气故障诊断与排除电气故障诊断与排除l 电源部分的故障诊断与排除电源部分的故障诊断与排除l 主轴系统故障诊断与排除主轴系统故障诊断与排除l 进给系统故障诊断与排除进给系统故障诊断与排除 伴随着数控机床大量的生产和使用，数伴随着数控机床大量的生

2、产和使用，数控机床的电气故障诊断与排除工作也显现出控机床的电气故障诊断与排除工作也显现出迫切的重要。电气故障诊断与排除工作的及迫切的重要。电气故障诊断与排除工作的及时、快速、准确，能够充分发挥数控机床最时、快速、准确，能够充分发挥数控机床最大化的生产和使用效率大化的生产和使用效率。数控机床电气故障诊断与排除工作不但数控机床电气故障诊断与排除工作不但要求具有相当专业的技术水准，还要具有丰要求具有相当专业的技术水准，还要具有丰富实践经验及想象、判断、推理思维，更要富实践经验及想象、判断、推理思维，更要具有精细的动手能力。具有精细的动手能力。第一章，数控机床故障诊断一，数控机床常出现的故障一，数控机

3、床常出现的故障 数控机床常出现的故障大体分为；数控机床常出现的故障大体分为；（一），综合与单一故障。（一），综合与单一故障。综合故障一般指的是；综合故障一般指的是；l机械与电气机械与电气 相互间引发的故障。相互间引发的故障。l液压与电气液压与电气 例如；例如；l 丝杠与伺服电机装配不同心，引起伺服丝杠与伺服电机装配不同心，引起伺服电机过载、过热，甚至震荡。电机过载、过热，甚至震荡。l 刀塔（刀台）松动，引起换刀位置不准、刀塔（刀台）松动，引起换刀位置不准、不到位。不到位。l 液压调整不当，引起压力开关波动，甚至液液压调整不当，引起压力开关波动，甚至液 压管路堵塞压管路堵塞，机床动作失灵。机床动

4、作失灵。（二），单一的故障，分为机械、液压、（二），单一的故障，分为机械、液压、电气电气 等故障。等故障。l 机械故障一般指的是；轴承、丝杠、床机械故障一般指的是；轴承、丝杠、床 鞍、尾座、松动、温鞍、尾座、松动、温 升、渗油、密封等。升、渗油、密封等。l 液压故障一般指的是；泵、阀、管路、压液压故障一般指的是；泵、阀、管路、压 力、油温、漏油、密封等。力、油温、漏油、密封等。（三），电气故障，分为控制与数控系统故（三），电气故障，分为控制与数控系统故 障。障。控制故障一般指的是；失去某种功能，有控制故障一般指的是；失去某种功能，有 些功能时隐时现，电器元件过热、烧等。些功能时隐时现，电器元件

5、过热、烧等。例如例如;l某些电机（或元件）不能起动或工作，可能某些电机（或元件）不能起动或工作，可能是按钮（继电器）触点接触不良，导线松动，是按钮（继电器）触点接触不良，导线松动，导线断线。导线断线。l执行元件（接触器）触点不良，控制元件执行元件（接触器）触点不良，控制元件（断路器）保护或触点不良。（断路器）保护或触点不良。l电器元件密封不良、损坏、腐蚀老化等电器元件密封不良、损坏、腐蚀老化等。（四），数控系统故障，分为显示与不显示（四），数控系统故障，分为显示与不显示 故障。故障。1，数控系统能显示的故障，包括；，数控系统能显示的故障，包括；A,系统自身故障系统自身故障 a,与程序操作相关的

6、报警（与程序操作相关的报警（PS报警）报警）b,与后台编辑相关的报警（与后台编辑相关的报警（BG报警）报警）c,与通讯相关的报警（与通讯相关的报警（SR报警）报警）d,参数写入状态下的的报警（参数写入状态下的的报警（SW报警）报警）B,控制轴模块及伺服电机故障控制轴模块及伺服电机故障 a,伺服报警（伺服报警（SV报警）报警）b,与主轴相关的报警（与主轴相关的报警（SP报警）报警）C,PMC监控的故障监控的故障 a,PMC报警（报警（ER/WN/PC报警）报警）b,机床机床I/O报警（报警（1000-9999报警）报警）2，数控系统不能显示的故障，包括；，数控系统不能显示的故障，包括；A,电源部

7、分故障电源部分故障 B,不含不含PMC监控以外的故障监控以外的故障二，数控机床故障诊断二，数控机床故障诊断 常用故障诊断方法常用故障诊断方法 1，直观法；（嘴，眼，耳，鼻，手），直观法；（嘴，眼，耳，鼻，手）l嘴嘴-询问详细；详细询问故障发生的时间，询问详细；详细询问故障发生的时间，发生故障时的现象以及发生故障前、后发生故障时的现象以及发生故障前、后是否有异常现象。了解现场加工条件及是否有异常现象。了解现场加工条件及状况状况 l眼眼-观查敏锐；观察显示器是否有报警提观查敏锐；观察显示器是否有报警提示，观察电器元件指示灯是否正常指示。示，观察电器元件指示灯是否正常指示。检查能引起故障的相关联电器

8、元件及相检查能引起故障的相关联电器元件及相关联机械、液压等元件是否有保护动作，关联机械、液压等元件是否有保护动作，是否有烟熏烧焦、开裂、爆炸痕迹，是是否有烟熏烧焦、开裂、爆炸痕迹，是否有火花产生，接触、闭合、断开是否否有火花产生，接触、闭合、断开是否可靠。可靠。l耳耳-聆听细致；聆听引起故障的机械传动、电聆听细致；聆听引起故障的机械传动、电机是否异常，电器元件动作声音是否异常。机是否异常，电器元件动作声音是否异常。l鼻鼻-嗅觉灵敏；闻一闻引起故障的控制相关模嗅觉灵敏；闻一闻引起故障的控制相关模块，控制元件，电机等是否有异味产生。块，控制元件，电机等是否有异味产生。l手手-触摸准确；触摸引起故障

9、的控制相关模块，触摸准确；触摸引起故障的控制相关模块，控制元件，电机等是否温度过热，震动过大，控制元件，电机等是否温度过热，震动过大，接触是否牢固。接触是否牢固。2，数控系统提示法；，数控系统提示法；a,数控系统自诊断功能，（以数控系统自诊断功能，（以FANUC-0i-TD为例）具备有；（维修手册）为例）具备有；（维修手册）伺服的警告接口与主轴的警告接口伺服的警告接口与主轴的警告接口 b,数控系统显示出的诊断（报警）数控系统显示出的诊断（报警）1，数控系统硬件的诊断（报警），数控系统硬件的诊断（报警）急停、编码器断线。超行程等。急停、编码器断线。超行程等。2，数控系统软件的诊断（报警），数控系

10、统软件的诊断（报警）编程、操作、赋值等不正确的方式。编程、操作、赋值等不正确的方式。c,PMC监控机床方面的诊断（报警）监控机床方面的诊断（报警）3，数据和状态检查法；，数据和状态检查法；数控系统自诊断不但能在显示上显示出，数控系统自诊断不但能在显示上显示出，而且还能以多页而且还能以多页“诊断地址诊断地址”和和“诊断数诊断数据据”的形式，提供出机床参数和状态信息。包的形式，提供出机床参数和状态信息。包 括；接口检查和参数检查。括；接口检查和参数检查。l 接口检查；接口检查；接口检查接口检查-系统与机床，系统与系统与机床，系统与PMC，机，机 床与床与PMC间的输入间的输入/输出信号，显示在显输

11、出信号，显示在显 示器上，示器上，“1”表示接通，表示接通，“0”表示断表示断开。开。从而确定故障发生在机床侧还是系统侧。从而确定故障发生在机床侧还是系统侧。进入PMC状态画面接口检查nPMC维修（PMCMNT画面）n监控PMC的信号状态（信号画面）附加信息行中，显示光标所示地址的符号和注释。接口检查l参数检查参数检查 数控机床的机床参数是经一系列的试验和数控机床的机床参数是经一系列的试验和 调整而获得的重要参数，是机床正常运行调整而获得的重要参数，是机床正常运行 的保证。包括有增益、加速度、轮廓监控的保证。包括有增益、加速度、轮廓监控 及各种补偿值等。当机床长期闲置不用或及各种补偿值等。当机

12、床长期闲置不用或 受到外部干扰会使数据丢失或发生数据混受到外部干扰会使数据丢失或发生数据混 乱，机床将不能正常工作。乱，机床将不能正常工作。解决这一类故障，需要原始的数据进行传解决这一类故障，需要原始的数据进行传 送或修改。所以说，数控机床原始资料保送或修改。所以说，数控机床原始资料保 存十分重要。存十分重要。4，报警灯显示法，报警灯显示法 除了在显示器上能显示除了在显示器上能显示“软软”故障报警外，故障报警外，还有许多还有许多“硬硬”故障报警指示灯，分别安故障报警指示灯，分别安装装 在电源、主轴驱动、伺服驱动模块，在电源、主轴驱动、伺服驱动模块，I/O 装置上，根据这些故障报警指示灯，查阅装

13、置上，根据这些故障报警指示灯，查阅 相关资料，可诊断出故障原因。相关资料，可诊断出故障原因。5，置换法（替代法），置换法（替代法）怀疑到故障发生在控制怀疑到故障发生在控制“板板”或模块时，或模块时，用用 相同型号的备相同型号的备“板板”或模块替代有疑问的或模块替代有疑问的控控 制制“板板”或模块。以缩小故障范围。快速或模块。以缩小故障范围。快速诊诊 断出故障部位。断出故障部位。6，敲击法；，敲击法；系统、驱动器是有多块线路板组成，而每块系统、驱动器是有多块线路板组成，而每块 线路板又有许多电子元件通过焊接、接插件线路板又有许多电子元件通过焊接、接插件 集成。时间常久，也有可能出现虚焊、接触集成

14、。时间常久，也有可能出现虚焊、接触 不良故障。不良故障。解决这一类故障，通常是用绝缘物轻轻敲打解决这一类故障，通常是用绝缘物轻轻敲打 疑点处，若出现，则敲击处很可能就是故障疑点处，若出现，则敲击处很可能就是故障 部位。部位。7，升温法；，升温法；设备运行较长时间或环境温度较高时，机床设备运行较长时间或环境温度较高时，机床 就会出现故障就会出现故障,可用电吹风、红外灯照射可疑可用电吹风、红外灯照射可疑 的元件或组件的元件或组件,确定故点。确定故点。8，功能程序测试法；，功能程序测试法；当数控机床加工造成废品而无法确定是编当数控机床加工造成废品而无法确定是编 程、操作不当还是数控系统故障时，或是程

15、、操作不当还是数控系统故障时，或是 闲置时间较长的数控机床重新投入使用时。闲置时间较长的数控机床重新投入使用时。将将G、M、S、T、F功能的全部指令编写一功能的全部指令编写一 个试验程序并运行在这台机床，可快速判断个试验程序并运行在这台机床，可快速判断 哪个功能不良或丧失。哪个功能不良或丧失。9，隔离法；，隔离法；隔离法是将某些控制回路断开，从而达缩隔离法是将某些控制回路断开，从而达缩 小查找故障区域的目的小查找故障区域的目的。10，测量比较法；，测量比较法；为了检测方便，在模板或单元上设有检为了检测方便，在模板或单元上设有检 测端子，用万用表、示波器等仪器对这测端子，用万用表、示波器等仪器对

16、这 些端子的电平或波形进行测试，将测试些端子的电平或波形进行测试，将测试 值与正常值进行比较，可以分析和判断值与正常值进行比较，可以分析和判断 故障的原因和及故障的部位。故障的原因和及故障的部位。l以上电气故障诊断方法仅是大体思路，在实以上电气故障诊断方法仅是大体思路，在实际面对发生故障以及现象，要灵活、巧妙运际面对发生故障以及现象，要灵活、巧妙运用，尽快排除故障用，尽快排除故障 第二章 数控机床故障排除 数控机床故障排除范围很广，大到数控统、数控机床故障排除范围很广，大到数控统、驱动模块的故障排除，小到导线连接，既有驱动模块的故障排除，小到导线连接，既有 内部的，也有外部的，既有可以想象到，

17、也内部的，也有外部的，既有可以想象到，也 有不可以想象到。有不可以想象到。因此，仅举几个例子加以说明；因此，仅举几个例子加以说明；一，电源部分的故障诊断与排除一，电源部分的故障诊断与排除 凡是用电设备、用电日用品，可以说，都凡是用电设备、用电日用品，可以说，都 离不开电源，数控机床也是如此。而且数离不开电源，数控机床也是如此。而且数 控机床的电源部分还是相当重要。控机床的电源部分还是相当重要。数控机床电源分为；数控机床电源分为；l1，主回路电源，主回路电源l电网转换变压器，电网与机床供电间的转换。电网转换变压器，电网与机床供电间的转换。3460V/3380V AC,3380V/3220V AC

18、 等。主要为机床整体供电。等。主要为机床整体供电。l伺服变压器，机床与伺服驱动器间的转换。伺服变压器，机床与伺服驱动器间的转换。3380V/3220V AC。主要为驱动器电源模。主要为驱动器电源模 块、驱动器供电。块、驱动器供电。以上两种变压器功率比较大，体积也比较大。以上两种变压器功率比较大，体积也比较大。应用导线粗。应用导线粗。l 2，控制电源，控制电源 主要由主要由3相或相或2相（单相）交流输入变换相（单相）交流输入变换 为多路不同交流输出规格电压，提供给为多路不同交流输出规格电压，提供给 数控机床控制所需要的电源，以满足不数控机床控制所需要的电源，以满足不 同负载的电压要求。这部分主要

19、由控制同负载的电压要求。这部分主要由控制 变压器来实现。变压器来实现。380V AC/220V AC/110V AC/28-26-24V AC/12V AC等。主要为接触器、液压电磁等。主要为接触器、液压电磁 阀、润滑泵、机床照明等控制电器元件阀、润滑泵、机床照明等控制电器元件 供电。供电。3，直流，直流/直流稳压电源直流稳压电源l 整流电源整流电源 一般为一般为24V DC直流电源。主要为液压电磁直流电源。主要为液压电磁 阀、机床照明等要求不太严格的供电源。阀、机床照明等要求不太严格的供电源。l 稳压电源稳压电源 一般为一般为24V DC，经过稳压的直流电源。主，经过稳压的直流电源。主 要为

20、数控系统、驱动器控制、要为数控系统、驱动器控制、I/O接口、控接口、控 制信号等要求稳定的电源。制信号等要求稳定的电源。4，数控系统、驱动器电源，数控系统、驱动器电源 有一些数控系统、驱动器自身携带电源，要有一些数控系统、驱动器自身携带电源，要 按照要求配备供电电源。按照要求配备供电电源。5，后备电源，后备电源 有些数控系统、驱动器提供了后备电源，大有些数控系统、驱动器提供了后备电源，大 部分是电池或锂电池，当显示器提示电磁报部分是电池或锂电池，当显示器提示电磁报 警时，要及时更换，否则，机床参数，数据警时，要及时更换，否则，机床参数，数据 要丢失。要丢失。*特别要强调的是，更换电池时，一定要

21、按照数特别要强调的是，更换电池时，一定要按照数控系统强调的方法去做，一定要机床送电，更控系统强调的方法去做，一定要机床送电，更换电池。换电池。综合以上电源，是数控机床之源，日常综合以上电源，是数控机床之源，日常 检查、维护十分重要。检查、维护十分重要。电源故障诊断主要有；过载、短路、过电源故障诊断主要有；过载、短路、过 热、烧毁、断路。热、烧毁、断路。l过载；检查原因过载；检查原因l短路；检查原因短路；检查原因l过热；检查原因过热；检查原因l烧毁；更换烧毁；更换l断路；更换断路；更换 当前，数控系统、驱动器规格种类有多种，当前，数控系统、驱动器规格种类有多种，但就但就FANUC数控系统而言，从

22、数控系统而言，从FANUC 0（0-C，0-D）系列，发展到）系列，发展到FANUC 0i(0i-C，0i-D)系列，伺服驱动器由系列，伺服驱动器由0i-D系列发展系列发展到到30i-B系列用系列用i伺服放大器。所有仅以伺服放大器。所有仅以30i-B（i）系列，介绍进给、主轴系统故障诊）系列，介绍进给、主轴系统故障诊断与排除。断与排除。(详见详见FANUC 0i维修说明书；维修说明书；B-6430CM/03)二，主轴系统故障诊断与排除二，主轴系统故障诊断与排除 主轴系统分为；主轴系统分为；伺服主轴驱动、变频主轴驱动及电主轴伺服主轴驱动、变频主轴驱动及电主轴l伺服主轴驱动，主轴放大器伺服主轴驱动，主轴放大器-伺服主电机伺服主电机l变频主轴驱动，变频器变频主轴驱动，变频器-变频主电机变频主电机l电主轴，主轴与主电机装配一体。电主轴，主轴与主电机装配一体。详见详见数控机床故障诊断与维修数控机床故障诊断与维修P114-P120三，进给系统故障诊断与排除三，进给系统故障诊断与排除 详见详见数控机床故障诊断与维修数控机床故障诊断与维修P143-P144P157-158，P174-P184谢谢！