数控机床常见故障的诊断与排除

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日期：______年_____月_____日

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数控机床常见故障的诊断与排除

本文针对数控机床伺服系统在加工中心可能出现的如五面体加工

中心零点漂移等常见故障的现象进行阐述，并对其产生原因以及解决方案等加以认真分析研究。

随着科技的进步，机床由普通机床逐渐发展为数控机床。数控机床的伺服系统在机床中起核心作用，但在实际生产中，伺服系统较容易出现故障，占整个数控机床系统的30%以上，其通常会使机床不能正常工作或停机，造成严重后果。因此，在实际生产过程中，应加强对设备的维护保养，规范操作，确保各项安全。

通常，数控机床的故障主要包括两方面，一是当伺服系统出现故障时，系统会及时报警，在CRT显示屏上会出现诊断程序的报警信息，查阅相关手册得出，这些故障通常发生在电动机脉冲或编码器。另一方面是操作人员不经意间的人为操作事故，如主轴刀具号地址输送错误、刀具号呼叫信号错误、输入刀具长度错误、编译程序错误等。伺服系统在排除这两方面故障时，难度较大。因为有些事故是由伺服系统本身产生的，而有些事故则是受机械、液压、温度等外界因素影响，外界环境也会对伺服系统产生不同程度的影响。

目前，在我厂数控机床中，操作系统通常采用日本的FANUC系统，现对实际生产中，加工中心中出现的常见故障处理进行叙述。

五面体加工中心零点漂移故障

故障现象：一台五面体加工中心，近期出现加工坐标系的零点漂移，大大降低了工件的加工精度。在工件加工时，工件的加工精度时好时坏，有些工件往往达不到其位置度公差要求。初步认为是机床的几何精度不

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够造成的，但经测试，排除这一可能性。仔细分析研究，得到可能是由于温度以及环境的变化造成的。经统计发现，工件加工的精度较差大多发生在早八点，开机一小时后机床稳定工作。

故障分析原因：早上机床温度较低，油温也低，这就导致了机床的热膨胀不能得到完全的释放，致使工件的加工精度降低。

解决方案：对操作工人进行工作培训，着重强调机床预热对于工件加工精度以及生产效率的重要性，确保机床每天使用前有足够的预热时间。除此之外，还要为机床编制合适的热机程序。

数控机床电机过载故障

故障现象：龙门型加工中心，该机床使用的操作系统为日本FANUC －15M，十年前开始使用。最近几年，x轴伺服电动机常发出间断的异常响声，检测系统也会发出报警。经现场实际检查，x轴的滚珠丝杠并没有发现问题，润滑油零件也正常。当检测系统发出警报后，断电后重新启动，机床检测报警消失。出现上述情况，对x轴伺服电机进行检查发现，伺服电机的零部件正常工作，PLC设定的参数值是正常的。但经检查发现，电动机与滚珠丝杠建的接头有松动，还发现电动机晶体导线接口处和伺服解码器周围的灰尘油污太多。

故障分析原因：外界环境对机器造成不良影响，使伺服电机的电流过大，造成电机过载，最终导致机器的软性故障。

解决方案：将伺服电机清理干净。对有污垢灰尘地方用油液进行清洗、烘干，对部件链接处进行紧固，防止松动，安装时进行设备检测，进一步排除故障。

数控机床检测系统故障

故障现象：加工中心同事例1，FANUC－15M机床正常运转时，Y轴

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伺服电动机停止运转，未能接收输出信号，当位置空置将要结束，将要发出速度信号时，信号被切断。

故障分析原因：当检测系统出现警报后，机床断电停止运行，关机后重新启动，警报自动消除。经检查发现，接收的PLC参数读入信号正常，且Y轴的伺服电机正常工作，但电机运行一段时间后，系统仍出现警报。对于这种情况，对系统进行全面分析，系统硬件并未出现故障，也不应该是操作系统问题，发现是由机床的外界环境影响所致。在Y轴伺服电动机的开关、行程开关、传感器开关处有较多油污粉尘，行程开关及传感器开关并没有工作，使动作不能正常运行。

解决方案：将Y轴伺服电动机的开关、行程开关、传感器开关处的油污粉尘清洗干净，洗净后擦干，涂防护油脂，防止生锈。重新安装设备，开机检测后系统正常工作，故障排除。

数控机床加工中心故障

故障现象：加工中心同事例1，FANUC－15M的故障为在换刀时机械手未动作。检查故障时，CRT显示屏上发出报警，刀具设置参数为0。

故障分析原因：一、主轴进行换刀时，又输出呼叫刀信号，使系统混乱；二、刀具过长或质量过大，使机械手在换刀时不能正常运动；三、换刀时输出错误信号。

解决方案：先将机械手调整到正常工作位置，关闭机床电源，再重新启动电源，电机运行后将测试参数调整为ON，再按下软体键开关，最后修改数据D206的参数，确保主轴对应号，刀库刀号为D207。然后再将测试参数调整为OFF，观察换刀显示灯灯正常，系统开始正常调用空置刀具号。开机检测后系统正常工作，故障排除。

继电器过载故障

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故障现象：油箱温升过高，导致继电器热过载。

故障分析原因：根据警报内容分析，先检查油箱油位记镜面，检查结果符合标准。对散热系统进行清理，包括散热片，空气过滤网等，将油污，粉尘清理干净，清理干净后，重新启动电机，发现警报仍然存在，仍然显示油温过高。停机重新检查，发现冷却系统的通风机与液压油箱距离太近，且通风方向不符合设计标准，不便通风，属于设计方面问题。

解决方案：将冷却系统的通风机反向安装，并增大与液压油箱的距离，以便优化通风方向。开机检测后系统正常工作，故障排除。

数控机床伺服系统在机械加工中有着十分重要的地位，本文对于数控机床伺服系统在加工中可能出现的常见故障的现象进行阐述，并对其产生原因以及解决方案等加以认真分析研究，对今后数控机床伺服系统故障的诊断与维修有着很重要的意义。

数控机床操作安全

数控机床是一种自动化程度较高，结构较复杂的先进加工设备，为了充分发挥机床的优越性，提高生产效率，管好、用好、修好数控机床，技术人员的素质及文明生产显得尤为重要。操作人员除了要熟悉掌握数控机床的性能，做到熟练操作以外，还必须养成文明生产的良好工作习惯和严谨工作作风，具有良好的的职业素质、责任心和合作精神。

一、文明生产。

操作时应做到以下几点：

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1、严格遵守数控机床的安全操作规程。未经专业培训不得擅自操作机床。

2、严格遵守上下班、交接班制度。

3、做到用好、管好机床，具有较强的工作责任心。

4、保持数控机床周围的环境整洁。

5、操作人员应穿戴好工作服、工作鞋，不得穿、戴有危险性的服饰品。

6、一般不允许两人同时操作机床。但某项工作如需要两个人或多人共同完成时，应注意相互将动作协调一致。

二、安全操作规程。

（一）、开机前的注意事项

1、操作人员必须熟悉该数控机床的性能，操作方法。经机床管理人员同意方可操作机床。

2、机床开始工作前要有预热，认真检查润滑系统工作是否正常，如机床长时间未开动，可先采用手动方式向各部分供油润滑；检查电压、气压、油压是否符合工作要求。

3、检查机床可动部分是否处于可正常工作状态。检查工作台是否有越位，超极限状态。

4、检查电气元件是否牢固，是否有接线脱落。

5、使用的刀具应与机床允许的规格相符，有严重破损的刀具要及时更换；

6、调整刀具，所用工具不要遗忘在机床内；

7、大尺寸轴类零件的中心孔是否合适，中心孔如太小，工作中易发生危险；

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8、刀具安装好后应进行一、二次试切削。

9、检查卡盘夹紧工作的状态；

10、机床开动前，必须关好机床防护门。

（二）、开机过程注意事项

1、严格按机床说明书中的开机顺序进行操作。

2、一般情况下开机过程中必须先进行回机床参考点操作，建立机床做标系。

3、开机后让机床空运转15min以上，使机床达到平衡状态。

4、关机以后必须等待5min以上才可以进行再次开机，没有特殊情况不得随意频繁进行开机或关机操作。

（三）、调试过程注意事项

1、编辑、修改、调试好程序。若是首件试切必须进行空运行，确保程序正确无误。

2、按工艺要求安装、调试好夹具，并清除各定位面的铁屑和杂物。

3、按定位要求装夹好工件，确保定位正确可靠。不得在加工过程中发生工件有松动现象。

5、安装好所要用的刀具，若是加工中心，则必须使刀具在刀库上的刀位号与程序中的刀号严格一致。

6、按工件上的编程原点进行对刀，建立工件坐标系。若用多把刀具，则其余各把刀具分别进行长度补偿或刀尖位置补偿。

7、设置好刀具半径补偿。

8、确认冷却液输出通畅，流量充足。

9、再次检查所建立的工件坐标系是否正确。

10、以上各点准备好后方可加工工件。

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（四）、加工过程中的安全注意事项

l、禁止用手接触刀尖和铁屑，铁屑必须要用铁钩子或毛刷来清理；

2、禁止用手或其它任何方式接触正在旋转的主轴、工件或其它运动部位；

3、禁止加工过程中量活、变速，更不能用棉丝擦拭工件、也不能清扫机床；

4、车床运转中，操作者不得离开岗位，机床发现异常现象立即停车；

5、经常检查轴承温度，过高时应找有关人员进行检查；

6、在加工过程中，不允许打开机床防护门；

7、严格遵守岗位责任制，机床由专人使用，他人使用须经本人同意；

8、工件伸出车床100mm以外时，须在伸出位置设防护物。

9、关机时，或交接班时对加工情况，重要数据等作好记录。

（五）、加工完成后的注意事项

l、清除切屑、擦拭机床，使用机床与环境保持清洁状态。

2、注意检查或更换磨损坏了的机床导轨上的油察板。

3、检查润滑油、冷却液的状态，及时添加或更换。

4、依次关掉机床操作面板上的电源和总电源。

5、机床开机时应遵循先回零（有特殊要求除外）、手动、点动、自动的原则。机床运行应遵循先低速、中速、再高速的原则，其中低速、中速运行时间不得少于2-3分钟。当确定无异常情况后，方可开始工作。

7、严禁在卡盘上、顶尖间敲打、矫直和修正工件，必须确认工件和刀具夹紧后方可进行下步工作。

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