数控机床故障诊Word下载.docx

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电网和地线的要求，电网波动较大必然会造成多发故障，要求接地线电阻很小；

机床远离锻压设备等一些振动源，远离电磁场干扰较大的设备，车间防尘要求；

提供数控机床运行所需的压缩空气气源、水源、排屑等。

5．数控机床常用哪些系统？

你还能举出其它什么系统？

日本的发拉克，德图的西门子，华中数控，广州数控，大森数控，西班牙的发格等。

6．机床精度验收都要作哪些方面的工作？

主要包括精调机床床身的水平和机床几何精度，对于带刀库、机械手的加工中心，必须精确校验换刀位置和换刀动作，对于带APC交换工作台的机床检查等。

7．组成数控机床的机械部分都有哪些？

各有什么作用？

机床本体，主运动传动系统，进给运动传动系统，实现主轴回转和定位的装置，实现某些部件动作和辅助功能的系统和装置，刀架（刀库）或自动换刀装置（ATC），工作台交换装置（APC），特殊功能装置，各种反馈装置和元件。

第3章同步练习参考答案

1．简述数控机床常见的故障类型有哪些？

报警显示故障和无报警显示故障，系统性故障和随机故障，机械故障与电气故障硬件故障、软件故障和干扰故障，机床品质下降故障等。

2．何为系统性故障？

何为随机故障？

二者有何不同？

系统性故障，通常是指只要满足一定的条件或超过某一设定的限度，工作中的数控机床必然会发生的故障；

随机性故障通常是指数控机床在同样的条件下工作时只偶然发生一次或两次的故障。

前者可通过加强维护避免，后者不可预见。

3．常用的数控机床故障论断与维修方法有哪些？

交换法，功能程序测试法，直观法，原理分析法，局部升温法，敲击法，测量比较法，参数检查法，转移法。

4．如何实行交换法故障诊断？

在分析故障大致起因的情况下，维修人员可以利用备用的印刷线路板、模板，集成电路芯片或元器件替换有疑点的部分，从而把故障范围缩小到印刷线路板或芯片一级。

它实际上也是在验证分析的正确性。

5．数控机床为什么要考虑干扰？

对数控机床的常见干扰有哪些？

如何避免？

数控机床内部有许多高性能电子元器件，它们的正常工作是系统及机床正常工作的保证，但由于元件本身的特性，电磁、湿度等会使之无法工作在放可的外部条件下，影响机床正常运行。

常见的干扰有电磁波干扰、供电线路干扰和信号传输干扰等。

措施上采取信号线的分组，数控机床各种地线的连接，采用附加电路，屏蔽电缆等方式。

6．简述数控机床上接地的要求及方式。

数控机床应采用一点接地法，不可图方便，到处就近接地，结果造成多点接地，形成地环流。

数控机床接地方法有三种，即为信号地，框架地和系统地。

第4章同步练习参考答案

1数控机床的主轴机械系统常采用的配置形式有几种？

（1）采用变速齿轮；

（2）电动机与主轴直联；

（3）采用带传动；

（4）电主轴。

2数控机床的主轴部件主要有几个部分？

主轴本体及密封装置、支承主轴的轴承、配置在主轴内部的刀具卡进及吹屑装置、主轴的准停装置等。

3数控机床主轴机械系统的特点？

（1）由于采用了高性能的无级变速主轴及伺服传动系统，数控机床的极限传动结构大为简化，传动链也大大缩短。

（2）为适应连续的自动化加工和提高加工生产率，数控机床机械结构具有较高的静、动态刚度和阻尼精度，以及较高的耐磨性，而且热变形小。

（3）为减小摩擦、消除传动间隙和获得更高的加工精度，更多地采用了高效传动部件，如滚珠丝杠副和滚动导轨、消隙齿轮传动副等。

（4）为了改善劳动条件、减少辅助时间、改善操作性、提高劳动生产率，采用了刀具自动夹紧装置、刀库与自动换刀装置及自动排屑装置等辅助装置。

4分析数控机床主轴机械系统的主轴部件发热原因及排除方法？

（1）故障原因：

①主轴轴承损伤或轴承不清洁；

②主轴前端盖与主轴箱体压盖研伤；

③轴承润滑油脂耗尽或润滑油脂涂抹过多。

（2）排除方法：

①更换轴承，清除脏物；

②修磨主轴前端盖，使其压紧主轴前轴承，轴承与后盖有0.02～0.05mm间隙；

③涂抹润滑油脂，每个3ml。

5.分析数控机床主轴机械系统的主轴部件在强力切削时停转故障原因及排除方法？

①电动机与主轴连接的皮带过松；

②皮带表面有油；

③皮带使用过久失效；

④摩擦离合器调整过松或磨损。

①移动电动机机座，拉紧皮带，然后将电动机机座重新锁紧；

②用汽油清洗后擦干净，再装上；

③更换新皮带；

④调整摩擦离合器，修磨或更换摩擦片。

第5章同步练习参考答案

1.什么是滚珠丝杠螺母副？

滚珠丝杠副是在丝杠和螺母之间以滚珠为滚动体的螺旋传动元件。

它将电动机的旋转运动转化为工作台的直线运动。

2.导轨的的防护内容是什么？

为了防止切屑、磨粒或冷却液散落在导轨面上而引起磨损、擦伤和锈蚀，导轨面上应有可靠的防护装置。

常用的刮板式、卷帘式和叠层式防护罩大多用于长导轨上。

在机床使用过程中应防止损坏防护罩，对叠层式防护罩应经常用刷子蘸机油清理移动接缝，以避免碰壳现象的产生。

3.导轨上移动部件运动不良或不能移动故障原因及排除方法？

①导轨面研伤；

②导轨压板研伤；

③导轨镶条与导轨间隙太小，调的太紧。

①用170#砂布修磨导轨面上的研伤部分；

②卸下压板，调整压板—与导轨间隙；

③松开镶条防松螺钉，调整镶条螺栓，使得运动部件运动灵活，但保证0.03mm的塞尺不得塞入，然后锁紧防松螺钉。

4.数控机床对进给机械系统有哪些要求？

（1）低惯量

进给机械系统由于经常需要启动、停止、变速或反向运动若机械传动装置惯量大，就会增大负载并使系统性能变差。

（2）低摩擦阻力

进给机械系统要求平稳、定位准确、快速响应特性好，必须减少运动件的摩擦阻力和动摩擦系数之差。

（3）高刚度

数控机床进给机械系统的高刚度主要决于滚珠丝杠副（直线运动）或蜗轮蜗杆副（回转运动）及其支承部件的刚度。

（4）高谐振

为了提高进给的抗振性，应使机械构件具有较高的固有频率和合适的阻尼，一般要求进给机械系统的固有频率应高于伺服驱动系统的固有频率2-3倍。

（5）无传动间隙

为了提高位移精度，减小传动误差，对采用的各种机械部件首先要保证它们的加工精度，其次要尽量消除各种间隙，因为机械间隙是造成进给机械系统反向死区的另一主要原因

5.工作台转位分度不到位，发生顶齿或错齿的故障原因及排除方法？

①控制系统输入的脉冲数不够；

②机械转动系统间隙太大；

③液压转台的转位液压缸研损，未转到位；

④转位液压缸前端的缓冲装置失效．死挡铁松动；

⑤闭环控制的圆光栅有污物或裂纹。

①检查系统输入的脉冲数；

②调整机械转动系统间隙，轴向移动蜗杆，或更换齿轮、锁紧胀紧套等；

③修复研损部位；

④修复缓冲装置，拧紧死挡铁螺母；

⑤修理或清除污物．或更换圆光栅。

第6章同步练习参考答案

1.什么是回转刀架换刀？

数控车床上用得最多的就是电动回转刀架。

主要有四工位转位刀架、六工位转位刀架及八工位转位刀架。

其主要工作原理是选刀时刀架电动机正转，刀架转位，刀位信号到达后刀架电动机反转，刀架定位压紧。

2.液压系统常见故障的特征：

除机械、电气问题外，—般液压系统常见故障有几种？

（1）接头连接处泄漏。

（2）运动速度不稳定。

（3）阀心卡死或运动不灵活，造成执行机构动作失灵。

（4）阻尼小孔被堵，造成系统压力不稳定或压力调不上去。

（5）长期工作，密封件老化，以及易损元件磨损等，造成系统中内外泄漏量增加，系统效率明显下降。

3.刀具夹紧后不能松开故障原因及排除方法？

（1）故障诊断：

①松刀弹簧压合过紧；

②液压缸压力和行程不够。

（2）故障排除：

①逆时针旋转松夹刀具弹簧上的螺母使其最大工作载荷不得超过13kN；

②调整液压压力和活塞行程开关位置。

4.液压系统电磁换向阀线圈烧损故障原因及排除方法？

可能是①线圈绝缘不良；

②电压太低；

③工作压力和流量超过规定值；

④回油压力过高。

①更换电磁铁；

②使用电压应在额定电压的90％以上；

③调整工作压力，或采用性能更高的阀；

④检查背压，应在规定值以下，如16MPa。

5.加工中心自动换刀机构分类有哪些？

（1）转塔头自动换刀机构

主轴数一般为6～12个，其换刀时间短、刀具数量少、主轴转塔头定位精度要求较高。

一般在小型立式加工中心上采用转塔刀库形式，主要以孔加工为主。

（2）刀库＋主轴换刀自动换刀机构

其换刀是通过刀库和主轴箱的配合动作来完成，并由主轴箱上下运动进行选刀和换刀，一般是采用把刀库放在主轴箱可以运动到的位置，整个刀库或某一刀位能移动到主轴箱可达到的位置，刀库中刀具的存放位置方向与主轴装刀方向一致。

换刀时，主轴运动到刀位上的换刀位置，由主轴直接取走或放回刀具。

（3）刀库＋机械手自动换刀机构

换刀机构是由刀库和机械手组成，换刀机械手完成换刀工作。

由于机械手卡爪可同时分别抓住刀库上所选的刀和主轴上的刀，因此换刀时间短，并且选刀时间与机加工时间重合，因此得到广泛应用。

（4）刀库＋机械手＋双主轴转塔头自动换刀机构

这种加工中心在主轴上的刀具进行切削时，通过机械手将下一步所用的刀具换在转塔头的非切削主轴上。

当主轴上的刀具切削完毕后，转塔头即回转，完成换刀工作，换刀时间短。

第7章同步练习参考答案

1.说明伺服单元和伺服模块有什么不同？

对于主轴不同的控制形式怎样选择？

伺服模块和伺服单元工作原理基本相同，只是伺服单元的输入为三相交流电（200V）而伺服模块电源为电源模块提供的直流电（DC300V）；

还有一点不同是伺服单元的电动机再生回馈制动能量经过伺服制动单元的放电来实现快速制动。

通常是主轴为模拟量时候选用伺服单元作为进给单元驱动，而伺服模块的电动机再生能量通过电源模块反馈到电网中，通常是主轴为串行数字控制时候选用伺服模块作为进给的驱动。

2.什么是脉冲编码器？

常用有哪些种类？

数控机床上常用的是那种？

脉冲编码器是一种旋转式脉冲发生器。

它把机械转角变成电脉冲，是一种常用的角位移传感器。

脉冲编码器分为光电式、接触式和电磁感应式三种。

数控机床上常用光电式的精度与可靠性都优于其他两种，因此数控机床上常用光电式脉冲编码器。

脉冲编码器是在一个圆盘的边缘上开有间距相等的缝隙，在其两边分别装有光源和光敏元件。

当圆盘转动时，光线的明暗变化，经光敏元件变成电信号的强弱，从而得到脉冲信号。

数控机床常用的是电磁式。

3.变频器的使能端通常做什么用？

如果不用应当如何处理？

通常作为系统急停控制元件使用，接到常闭急停复合按钮的动力触头上，当有紧急情况按下急停按钮的时候变频器内部的直流就断开了，可以保护电动机不在继续运转。

当不用时候要用短路销进行短路处理。

4.数控机床上使用的检测装置应满足什么要求？

①准确性好，满足精度要求，工作可靠，能长期保持精度。

②满足速度、精度和机床工作行程的要求。

③可靠性好，抗干扰性强，适应机床工作环境的要求。

④使用、维护和安装方便，成本低。

5.电源模块的作用（FANUC系统α系列）是什么？

电源模块是将三项交流电，经过整流、滤波转换成电压为300V的直流电给驱动器供电，同时输出24V、5V直流电给其他单元供电。

电源模块还有一项特殊的功能，就是能将电动机的回馈再生能量经过逆变反馈到电网。

第8章同步练习参考答案

1.系统存储RAM中参数混乱的怎样从硬件分析？

电池失效、电池夹座的接触不良以及充电电路故障造成失电或电压不稳，系统供电系统中低通滤波器、稳压器中稳压管与整流管的击穿，系统屏蔽与接地点的接触不良等造成抗干扰的失效。

2.常用的排除软性故障的方法?

有三种：

（1）复位法——是分别对CNC与PLC的复位。

目的是消除软件报警。

（2）开关电源法——在复位法消除报警无效时，断开机床总电源，无危险检查后（目的是“安全”），重新通电与运行程序。

（3）清除重输入法与更改补充法——用来纠正参数或程序的错误。

使用的条件是：

具有软件备份。

（也可以进行软件的初始化）

3.电磁继电器的工作原理是什么？

电磁继电器的工作原理：

额定的电压或电流输入→励磁线圈通电，电磁铁感应磁化（电磁铁是感应机构，作了阶跃响应）。

执行机构发生动作：

铁芯磁化的电磁力反抗弹簧弹性力，在一定的工作气隙中吸合衔铁，带动粘在其上的簧片；

簧片上的动触头随之向下，与上面触头断开而与下触头接通，于是可以对外电路完成了一个“通”、“断”动作继电器也分成直流继电器与交流继电器。

4.简要叙述数控机床中电磁阀的工作原理和作用？

电磁阀的工作原理：

电磁铁的励磁线圈得电，电磁力吸合衔铁，推动阀芯反抗弹簧弹力，在阀体内滑动；

电磁铁的励磁线圈失电，弹簧恢复力推动阀芯作反向滑动。

电磁阀是一种改变液流方向来实现运动换向与通断油路的控制电器。

在数控机床中，电磁阀广泛地应用于刀架移动、主轴换刀以及工作台交换等的液压控制系统中。

5.系统漏电保护措施是什么？

系统金属壳必须与保护接地共点。

接地电阻≤0.4Ω。

6.一台FANUC-0系统的加工中心托盘不能进行手动转到，检查中发现励磁回路中的保险发黑，（查阅手册发现励磁回路中：

6A保险丝）分析原因是什么？

怎么处理？

管壁发黑，表明存在严重短路故障。

究其成因，先检查出电机内的电磁抱闸线圈，看是否存在匝间短路或是相间短路的，如果整流管烧坏。

那么试着排除故障更换器件。

机床恢复正常。

多数是操作不当引起的，因为全过程电机电磁抱闸线圈一直处于通电状态，造成托盘电机内温升过高，电磁抱闸线圈绝缘层破坏而造成匝间短路。

每次保险丝熔断后未查清成因又扩大了故障（逐渐扩大了短路范围。

短路电流的增大，导致电机内整流电路中整流管烧坏）。

　　更改操作方法：

每次转动托盘到位后立即卡紧托盘，切断电磁抱闸线圈电源。

彻底消除了故障隐患。

7.继电器在数控机床中起什么作用？

起到信号的传递、转换和扩大容量的作用。

第9章同步练习参考答案

1.思考如果系统没有在急停状态就进行参数调整有什么结果？

调整过程中一般没有问题，但有失控的危险。

2.思考为什么有的参数不能修改?

有两种情况：

第一是系统锁定的固有参数，出厂后不能修改。

第二是参数有互锁功能，修改某一个参数需要先将另外的一个参数修改后才能修改这个参数。

3.当使用绝对位置检测器时，进行初调时或更换绝对位置检测器后应当怎么做？

初调时或更换后要将1815参数必须设定为0，关断一次电源后，进行手动返回参考点。

这样机械位置与位置检测器的位置就一致了，并且此1815#4参数会自动设为1。

4.某数控车床的X轴伺服电动机与进给丝杠直连,丝杠的螺距为12mm,伺服电动机为αc6/2000，计算出柔性进给传动比（N/M）。

（采用半闭环控制）

答：

N/M=（12×

1000）/1000000=3/250

5.某数控车床的Z轴伺服电动机与进给丝杠采用1:

2齿轮且通过齿轮连接,Z轴丝杠端安装一个独立位置编码器作为Z轴的位置检测信号,编码器一转发出2000脉冲,丝杠的螺距为8mm,伺服电动机为αc6/2000，计算出柔性进给传动比（N/M）。

N/M=（8×

1000×

0.5）/2000×

4=1/2

第10章同步练习参考答案

1．一台卧式中工中心，开机时屏幕无显示，操作面板上的NC电源开关已按下，红、绿灯都亮，查看电柜中开关和主要部分无异常，关机后重开，故障一样。

试分析故障原因。

先确定CRT电源部分有无故障，各处电压是否正常，再查看其与系统板连接情况以及显示控制板状况，根据上述现象，并经以上分析，若不是供电问题，则很有可能是显示器或其控制板坏了，需更换。

2．一台加工中心，开机后打开急停，数控系统在复位的过程中，伺服强电上去后数控机床总空气开关马上跳闸，试分析故障原因。

先确认空气开关电流选择是否过小，然后用示波器检测机床上电时的电流变化波形，若有较大波动，则查找是否为伺服强电在上电时给的电流冲击太大，由于所先伺服功率大，且伺服内部未加阻抗时会出现较大电流冲击。

3．一台数控车床配FANUC0-TD系统，在调试中时常出现CRT闪烁、发亮，没有字符出现的现象。

可能原因在于CRT亮度与灰度旋钮松动；

系统在出厂是没有初始化调整；

系统主板和存储板有质量问题等。

按以上内容依次检查调整，若现象仍在，则需要更换系统主板或存储板。

第11章同步练习参考答案

1．一卧式加工中心，采用SINUMERIK8系统，带EXE光栅测量装置。

运行中出现“电缆断线或与地短路”报警，同时伴有“信号丢失”报警。

根据报警先查验与系统相连的线路，因伴有信号丢失报警，可着重对反馈信号线及检测反馈装置进行外观检查，如信号源和传输系统，即光源和光学系统，看看发光灯泡及光栅是否正常工作，尤其是光栅上有无污物。

若有，作清洗处理，故障一般能消除。

2．配西门子820数控系统的加工中心产生7035号报警，查阅报警信息为工作台分度盘不回落。

试分析其原因。

在这种数控系统中7字头的报警为操作信息或机床厂家设定的报警，指示CNC系统外的机床侧状态不正常。

可调出PLC输入输出状态与拷贝清单对照：

工作台分度盘的回落是由工作台下面的接近开关SQ25、SQ28来检测的，其中SQ28检测工作台分度盘旋转到位，对应PLC输入接口I10.6；

SQ25检测工作台分度盘回落到位，对应PLC输入点I10.0。

工作台的回落是由输出接口Q4.7通过继电器KA32驱动电磁阀YV06动作完成。

从“STATUSPLC”中观察，I10.6为“1”，表明工作台分度盘旋转到位；

I10.0为“0”，表明工作台分度盘未落下。

再观察Q4.7为“0”，KA32继电器不得电，YV06电磁阀不动作，因而工作台分度盘不回落产生报警。

3．某数控车床在使用中手动移动正常，自动回零时移动一段距离后不动。

重开手动移又正常。

该车床使用经济型数控系统，步进电动机驱动，手动移动时由于速度稍慢，移动正常，自动回零时快速移动距离较长，出现机械卡住现象。

根据故障进行分析，主要是机械原因，仔细检查看是否变速箱中的齿轮间隙太小引起。

4．某加工中心在JOG方式下进给平稳，但自动方式下则不正常。

首先要确定NC还是伺服系统故障，可先断开伺服速度给定信号，用电池电压作信号，若故障未除，说明NC没问题，进一步检查Y轴夹紧装置是否正常。

5．某机床在回零时，发现机床回零的实际位置每次都不一样，漂移一个栅点或者是一个螺距的位置，并且是时好时坏。

若每次漂移只限于一个栅点或螺距，可能是因减速开关与减速撞块安装不合理，机床轴开始减速时的位置距离光栅尺或脉冲编码器的零点太近；

由于机床的加减速或惯量不同，机床轴在运行时过冲的距离不同，从而使机床轴所找的零点位置发生了变化。