数控机床维修资料与感想.docx
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数控机床维修资料与感想
数控机床维修资料
FANUC0i系统PMC概述
数控系统除了对机床各坐标轴的位置进行连续控制外，还需要对机床主轴正反转与起停、工件的夹紧与松开、刀具更换、工位工作台交换、液压与气动、切削液开关、润滑等辅助工作进行顺序控制。
现代数控系统均采用可编程控制器完成。
新型数控机床的可编程控制器还可以实现主轴的PMC控制、附加轴（如刀库的旋转、机械手的转臂、分度工作台的转位等）的PMC控制。
数控系统中PLC的信息交换是指以PLC为中心，在PLC、CNC和机床三者之间的信息交换。
PLC与CNC之间的信息交换分为两部分，其中CNC传送给PLC的信息主要包括各种功能代码M、S、T的信息，手动／自动方式信息及各种使能信息等；PLC传送给CNC的信息主要包括M、S、T功能的应答信息和各坐标轴对应的机床参考点等。
所有CNC送至PLC或PLC送至CNC的信息含义和地址（开关量地址或寄存器地址）均由CNC厂家确定，PLC编程者只可使用，不可改变和增删。
同样，PLC与机床之间的信息交换也可分为两部分，其中由PLC向机床发送的信息主要是控制机床的执行元件，如电磁阀、继电器、接触器以及各种状态指标和故障报警等；由机床传送给PLC的信息主要是机床操作面板输入信息和其上各种开关、按钮的信息，如机床起停、主轴正反转和停止、各坐标轴点动、刀架卡盘的夹紧与松开、切削液的开关、倍率选择及运动部件的限位开关信号等信息。
目前，FANUC系统中的PLC均为内装型PMC。
内装型PMC的性能指标（如输入／输出点数、程序最大步数、每步执行时间、程序扫描时间、功能指令数目等）是由所属的CNC系统的规格、性能、适用机床的类型等确定的。
其硬件和软件都被作为CNC系统的基本组成与CNC系统统一设计制造，因此系统结构十分紧凑。
数控机床常见故障分析和排除
一、数控机床449报警449NAXIS：
INV.IPMALARM
法兰克系统数控机床出现449报警，系统是中文的话会显示“449n轴：
INV.IPM报警”；如果系统为英文，则会显示“ 449NAXIS：
INV.IPMALARM”
出现这种故障一般要看对应的N是哪个轴，数控车床一般会是X轴或者Z轴，加工中心则在数控车床的基础上多出了Y轴。
所以首先看是哪个轴出现了警报。
当然也会出现X、Y、Z轴同时出现449报警的情况。
然后再看449报警的含义，法兰克官方给出的解释是：
“IPM（智能电源模块）检测到报警”。
什么是IPM模块呢？
IPM（IntelligentPowerModule），即智能功率模块（也就是智能电源模块），不仅把功率开关器件和驱动电路集成在一起。
而且还内部集成有过电压，过电流和过热等故障检测电路，并可将检测信号送到CPU。
它由高速低功耗的管芯和优化的门极驱动电路以及快速保护电路构成。
即使发生负载事故或使用不当，也可以保证IPM自身不受损坏。
出现449报警的话，电柜里面驱动器的SVM上也会有对应的数字显示，分别是8、9、A，对应X轴，Y轴和Z轴（也可能是A轴）。
下面给出判断和处理方法:
1.将电机动力线拆下,如果还有报警,则可以肯定是驱动器问题，需要维修驱动器了。
2.如果拆下电机动力线后没有报警,请检查外部动力线相间电阻,以及对地绝缘是否良好。
二、FANUC数控机床607报警613报警维修
法兰克系统的数控机床出现607报警和613报警时，如果X、Y、Z轴同时报警，并且过一会出现,750报警和9004报警，则有可能是电源缺相。
首先检查输入电源是否缺相了，用万用表查下输入的三相电源电压，判断是否有缺相，同时，查下电源线的连接。
出现此故障时的报警信息一般是：
607 X轴 ：
CNVSINGLEPHASEFAILURE
613X轴 ：
CNVSINGLEPHASEFAILURE
607 Y轴 ：
CNVSINGLEPHASEFAILURE
613 Y轴：
CNVSINGLEPHASEFAILURE
607 Z轴 ：
CNVSINGLEPHASEFAILURE
613 Z轴 ：
CNVSINGLEPHASEFAILURE
750 SPINDLESERIALLINKERROR
如果均没有问题，则可能是伺服驱动器故障。
三、FANUC301-305号报警绝对编码器不良
FANUC数控机床 301-305号报警 绝对编码器不良，次报警是因为绝对脉冲编码器，电缆或者装在主板上的伺服器模块不良造成的。
如果FanucFANUC数控机床出现301-305号报警，请参照下面处理方法：
1.摇动与主板的SARVO1~4或者伺服放大器的ENC1~4的连接电缆，如果发生报警，则更换该电缆。
2.更换伺服模块或主板
1/2轴的伺服接口装在主板上，3/4轴的伺服接口装在伺服模块上，因此发生报警时，应更换报警轴对应的主板或伺服器模块。
注：
主板上的模块规格及安装位置，随主板规格不同而不同。
详情请参照FANUC机床说明书。
更换主板时，存储器中的数据会全部丢失，请重新设定数控机床NC数据。
四、FANUC系统机床750报警维修
FANUC系统的数控机床出现750报警一般是SVPM板的故障，也就是后面电柜里很大的黄颜色的电路板。
在出现750报警的同时有可能出现5136报警，如果FANUC数控机床出现750报警和5136报警，可以查看一下SVPM伺服板的侧板上正方形插头是否有直流24V。
FANUC系统机床750报警示意图
如果插头上没有24V电压，则说明是伺服器故障。
五、FANUC系统401报警维修处理
FANUC401报警说明：
FANUC数控机床出现401报警，如果产生了伺服报警，一方面，在系统的报警画面都会有报警号401显示，另一方面，在SVM
的显示窗口也会有号码显示。
1.状态显示：
如果没有显示，表示SVM没有+5V电源,可能没有上电，或电缆没有正确连接，或保险丝烧坏。
如果中间的＂－＂闪烁，表示外部电缆（如电机反馈电缆）有短路。
显示“－”，表示放大器没有准备好。
显示“O”，表示放大器准备好，伺服电机有电。
显示其它号码，报警号，根据相应的报警号内容，查找故障原因。
2.有关401（VRDYOFF）报警的说明：
由于这个报警出现的比较多，并且产生的原因也比较多，所以在这里详细介绍一下报警产生的原理。
故障现象：
一台配套FANUC0系统的数控磨床，开机后出现401号报警。
分析与处理过程：
FANUC0数控系统的401号报警属于数字伺服报警，该报警的含义为“X、Z轴伺服放大器未准备好”。
遇到此类报警通常作如下检查：
首先查看伺服放大器的LED有无显示，若有显示，则故障原因有以下3种可能：
1）伺服放大器至PowerMate之间的电缆断线。
2）伺服放大器出故障。
3）基板出故障。
若伺服放大器的LED无显示，则应检查伺服放大器的电源电压是否正常，电压正常则说明伺服放大器有故障：
电压不正常就基本排除了伺服放大器有故障的可能，应继续检查强电电路。
根据上述排查故障的思路进行诊断，经检查发现伺服放大器的LED无显示，检查伺服放大器的输入电源电压，发现+24V的输入连接线已脱落。
重新连接后开机，机床恢复正常。
六、超程报警（5n0～5nm）：
返回参考点中，开始点距参考点过近，或是速度过慢。
通过一定的方法将机床的超程轴移出超程区即可。
正确执行回零动作，手动将机床向回零反方向移动一定距离，这个位置要求在减速区以外，再执行回零动作。
如果以上操作后仍有报警，检查回零减速信号，检查回零档块，回零开关及相关联的信号电路是否正常。
七、回零动作异常
手动及自动均不能运行原因及处理：
当位置显示（相对，绝对，机械坐标）全都不动时，检查CNC的状态显示，急停信号，复位信号，操作方式的状态。
八、90#报警ALM998ROM奇偶校验报警
系统使用时，所有ROM在系统初始化和工作过程中都要进行奇偶校验，当校验出错时，则发生报警，并指出出错的ROM编号。
故障原因及处理方法：
存储卡上的ROM出错或安装不当，或存储卡电路板异常，当显示画面显示ROM报警编号时，极有可能是因为存储卡发生故障，首先检查显示画面提示编号位置的ROM是否安装良好，如确认无误，则要更换此ROM。
九、AL950电源单元内24V保险（F14）熔断
在FANUC-0C系统中为了防止由于DI/DO接口引起的电源短路，在电路结构中设置了单独的外部24V保险丝。
故障原因及处理方法：
机床侧电缆对地短路时关断系统电源，用测量电阻的方法确定是否有+24E对地短路，在主板和存储卡上有（+24E）和地线（GND）测量端子，可以直接测量其间的电阻。
当测量值为0欧姆时，请拔下I/O卡上各连接插头，再次检查电阻值。
如果拔下I/O连接器插头后，测量电阻值增加100欧姆左右时，可以确认I/O负载侧有与地线短路现象。
十、SV400#，SV402#（过载报警）
故障原因：
400#为第一、二轴中有过载；402#为第三、第四轴中有过载。
当伺服电机的过热开关和伺服放大器的过热开关动作时发出此报警。
伺服放大器有过载检查信号，该信号为常闭触点信号，当伺服电机过载开关检测电机过热，或放大器的温度升高则引起该开关打开产生报警。
一般情况下这个开关和变压器的过热开关以及外置放电单元的过热开关串联在一起，该信号均为常闭触点，当电机过热，该信号发出报警，由PWM指令传给NC。
十一、P/S85～87串行接口故障
故障原因：
在对机床进行参数、程序输入时往往用到串行通讯，利用RS232接口将计算机或其它存储设备与机床联接起来。
当参数设定不正确，电缆或硬件故障时会出现此警。
故障查找和恢复：
85#报警：
在从外部设备读入数据时，串行通讯数出现了溢出错误，被输入的数据不符或传送速度不匹配，应检查与串行通讯相关的参数，如果检查参数没错误还出现该报警时,检查I/O设备是否损坏。
86#报警：
进行数据输入时I/O设备的动作准备信号（DR）关断。
需检查：
①串行通讯电缆两端的接口（包括系统接口）
②检查系统和外部设备串行通讯参数
③检查外部设备或系统的程序保护开关是否处于打开状态。
十二、P/S00#报警
故障原因：
设定了重要参数，如伺服参数后，系统进入保护状态，需要系统重新起动，装载新参数。
恢复办法：
确认修改内容正确后，切断电源，再重新起动即可
十三、P/S100#报警
故障原因：
修改系统参数时，将写保护设置PWE=1后，系统发出该报警。
恢复方法：
①发出该报警后，可照常调用参数页面修改参数。
②修改参数进行确认后，将写保护设置PWE=0
③按RESET键将报警复位，如果修改了重要的参数，需重新起动系统。
数控机床机械结构故障维修
一、主轴部分故障诊断
下表：
主轴部件常见的故障与排除方法
序号
故障现象
故障原因
排除方法
1
主轴旋转时发热
主轴轴承预紧力过大
重新调整预紧力大小
轴承磨损或损坏
更换新轴承
润滑脂过少或润滑脂变脏
更换润滑脂
2
主轴工作时噪声大
轴承损坏或齿轮磨损
更换新轴承或齿轮
主轴组件动平衡不良
重作主轴组件动平衡
传动带松弛或磨损
调整或更换传动带
3
主轴强力切削时停转
传动皮带过松
张紧传动皮带
传动皮带使用过久失效
更换传动皮带
4
刀具不能夹紧
碟形弹簧位移量太小
调整碟形弹簧行程长度
弹簧夹头损坏
更换新弹簧夹头
碟形弹簧失效
更换碟形弹簧
5
刀具夹紧后不能松开
打刀缸压力或行程不够
调整打刀缸压力或行程开关位置
碟型弹簧压合过紧
调整碟形弹簧压紧螺母，减小压合量
6
主轴定向不准
主轴定向磁铁位置松动
重新紧定或调整主轴定向磁铁位置
二、刀库和换刀装置故障诊断
下表：
刀库与换刀机械手常见的故障与排除方法
序号
故障现象
故障原因
排除方法
1
刀库不能转动
电机轴与刀库回转轴联轴器松动
紧固联轴器螺钉。
PMC无输出
I/O接口板继电器失效
检查PMC相应接点信号
2
刀库转动不到位
传动机构有误差
调整传动机构
3
刀具从机械手中脱落
机械手卡紧环损坏或没有弹性
更换卡紧环或重新调整
刀具超重。
选择合适的刀具
4
刀具交换时掉刀
机械手抓刀时没有到位，就开始拔刀
调整机械手臂使手臂爪抓紧刀柄后再拔刀
5
机械手换刀速度过快或过慢
换刀气缸压力太高或太低或
换刀节流阀开口太大或太小
调整换刀气动回路压力或流量
6
刀套不能夹紧刀具
刀套上调整螺钉松动，或弹簧太松造成卡紧力不足,
顺时针旋转刀套两边的调整螺母压紧弹簧
换刀时主轴箱没有回到换刀点
或换刀点产生变动
操作主轴箱运动回到换刀位置，或重新设定换刀点。
数控机床辅助部分的的故障诊断和排除
一、气动部分故障诊断
下表：
气动系统的常见故障与排除方法
序号
故障现象
故障原因
排除方法
1
气缸不能动作
气缸工作压力没有达到规定值
调整气缸工作压力到要求值
气缸负载比预定数值大
减少气缸工作负载
2
气缸工作速度达不到要求
气缸活塞动作阻力大
检查气缸是否有划伤或变形
活塞密封件损坏
更换活塞密封件
活塞缸联接处螺母松动
缸盖密封件损坏
更换缸盖密封件
3
气缸损坏
.缸体内混入异物拉出伤痕
更换气缸
4
减压阀调整失灵
调压弹簧失效，阀芯卡住
更换调压弹簧
5
调压时升压缓慢
分水滤气器堵塞
更换分水滤气器滤芯
6
输出压力调不高
调压弹簧断裂
更换调压弹簧
二、液压部分故障诊断
下表：
液压系统的常见故障与排除方法
序号
故障部位
故障现象
故障原因
排除方法
1
液压泵
工作时噪声大或压力有波动
进油口滤油器堵塞
更换滤油器
泵体与泵盖纸垫磨损产生冲击
泵体与泵盖间加纸垫，研磨泵使泵体与泵盖平直度不超过0.005mm
泵体与泵盖密封不良，旋转时吸入空气
紧固泵体与泵盖连接螺丝，不得有泄漏
齿轮啮合精度下降
更换齿轮
输油量不足
轴向间隙或径向间隙过大
修磨或更换零件
油液黏度高或油温过高
选用合适的工作油，加装冷却装置
滤油器堵塞
更换滤油器
油泵运转不正常或有咬死现象
油泵轴向间隙及径向间隙过小
调整轴向、径向间隙
盖板与轴同心度不好
更换盖板，使其与轴同心
压力阀失灵
压力阀弹簧变形，阀体小孔堵塞。
更换弹簧、清洗阀体小孔或更换压力阀
2
减压阀
工作压力不够
溢流阀调定压力偏低
调整溢流阀压力
溢流阀滑阀卡死
清洗溢流阀并重新组装
工作流量不足
系统供油不足
油箱油量不足
阀内泄漏量大
滑阀与阀体配合间隙过大，更换新品
外渗漏
O形圈损坏
更换O形圈
油口安装法兰面密封不良
检查相应部位的紧固和密封
各结合面紧固螺钉、调压螺钉螺帽松动
紧固相应部件
3
换向阀
滑阀动作不灵活
滑阀被拉坏
清洗或修整滑阀与阀孔的毛刺及拉坏表面
滑阀变形
调整安装螺钉压紧力，安装扭矩不得大于规定值
复位弹簧折断
更换弹簧
电磁阀线圈烧损
线圈绝缘不良
更换电磁铁
电压低
使电压保持在额定电压值
工作压力和流量超过规定值
调整工作压力或采用性能更高的阀
回油压力过高
检查背压，应在规定值1.6MPa以下
4
液压缸
外部漏油
活塞杆碰伤拉毛
修磨或更换新件
活塞密封件磨损
更换新密封件
液压缸安装不良
调整安装位置
活塞杆爬行
液压缸进入空气
松开接头，将空气排出
活塞杆全长或局部弯曲
活塞杆全长校正使直线度<=0.3mm/100mm或更换活塞
缸内拉伤
修磨油缸内表面，严重时更换缸筒
总结与体会
数控机床是机电一体化的高技术产品，它的产生是20世纪中期计算机技术，微电子技术和自动化技术高速发展的结果,是在机械制造业要求产品高精度、高质量、高生产率、低消耗和中、小批量、多品种产品生产实现自动化生产的结果,机械制造业是国民经济的支柱产业之一。
目前，数控机床的应用越来越广泛，其加工柔性好，精度高，生产效率高，具有很多的优点，但数控机床是复杂的大系统，它涉及光、机、电、液等很多技术，发生故障是难免的,机械锈蚀、机械磨损、机机械失效，电子元器件老化、插件接触不良、电流电压波动、温度变化、干扰、噪声，软件丢失或本身有隐患、灰尘等，但由于技术越来越先进、复杂，且我国从事数控车床电气设计、应用与维修技术工作的工程技术人员数以万计，然而由于此项技术的复杂性、多样性和多变性以及一些客观环境因素的制约，在数控车床电气维修技术方面还没有形成一套成熟的、完整的理论体系。
当今控制理论与自动化技术的高速发展，尤其是微电子技术和计算机技术的日新月异，使得数控技术也在同步飞速发展，数控系统结构形式上的PC机、开放化和性能上的多样化、复杂化、高智能化不仅给其应用从观念到实践 带来了巨大变化，也在其维修理论、技术和手段上带来了很大的变化。
因此对维修人员的素质要求很高的维修经验，要求他们具有较深的专业知识和丰富的维修经验,在数控机床出现故障才能及时排除，没有理论指导的实践是盲目的实践,没有实践的理论空洞的理论。
通过检索数控机床的故障分析和排除方法的资料，我发现数控机床故障的原因有1/3以上都是由操作不当引起，由于机床长时间的使用，一些零部件的磨损再加上首次使用机床的不熟悉机床操作的的工人，就很容易造成数控机床的故障，为了能使机床的故障降低，我们就要做好机床的日常维护和保养。
本文对数控机床故障进行了分析并做出了排除方法，阐述了一些维护维修的方法。
数控机床作为一种高精度自动化设备，数控系统是数控机床的核心部件，因此，数控机床的维护主要是数控系统的维护。
数控系统经过一段较长时间的使用，电子元器件性能要老化甚至损坏，有些机械部件更是如此，为了尽量地延长元器件的寿命和零部件的磨损周期，防止各种故障，特别是恶性事故的发生，就必须对数控机床的维护与保养通过日常工作中的典型故障着重提出以下几种实用的诊断、维修及保养方法。
概括起来，要注意以下几个方面。
。
1）. 制订数控系统日常维护的规章制度
根据各种部件特点，确定各自保养条例。
如明文规定哪些地方需要天天清理（如CNC系统的输入／输出单元——光电阅读机的清洁，检查机械结构部分是否润滑良好等），哪些部件要定期检查或更换（如直流伺服电动机电刷和换向器应每月检查一次）。
2）. 应尽量少开数控柜和强电柜的门
因为在机加工车间的空气中一般都含有油雾、灰尘甚至金属粉末。
一旦它们落在数控系统内的印制线路或电器件上，容易引起元器件间绝缘电阻下降，甚至导致元器件及印制线路的损坏。
有的用户在夏天为了使数控系统超负荷长期工作，打开数控柜的门来散热，这是种绝不可取的方法，最终会导致数控系统的加速损坏。
正确的方法是降低数控系统的外部环境温度。
因此，应该有一种严格的规定，除非进行必要的调整和维修，不允许随便开启柜门，更不允许在使用时敞开柜门。
3）. 定时清扫数控柜的散热通风系统
应每天检查数控系统柜上各个冷却风扇工作是否正常，应视工作环境状况，每半年或每季度检查一次风道过滤器是否有堵塞现象。
如果过滤网上灰尘积聚过多，需及时清理，否则将会引起数控系统柜内温度高（一般不允许超过55℃），造成过热报警或数控系统工作不可靠。
4）. 经常监视数控系统用的电网电压
FANUC公司生产的数控系统，允许电网电压在额定值的85%～110%的范围内波动。
如果超出此范围，就会造成系统不能正常工作，甚至会引起数控系统内部电子部件损坏。
5）. 定期更换存储器用电池
随着生产力的发展，科学技术进步的需求而不断发展和完善起来的生产工具，是生产力的重要素。
在国民经济中，机械制造业是基础产业部门 。
工业、农业、 国防和科技的现代化，要求机械行业必须不断提供各种先进而性能优良的设备与装备 。
而在一般的机械制造中机床所担负的加工工作量，约占机械制造总工作量40％-60％。
从质的方面来说 ，既然机床是制造各种装备和机器的 ，那么机床的性能就必然直接影响机械产业的性能、质量和经济性。
因此机床是国民经济中具有战略意义的基础工业，机床工业的发展和技术水平的提高 ，必然对国民经济的发展起着重大的作用 ，短短的几十年 ，我国的机床工业已取得了巨大成就 。
但也不容忽视 ，由于我国工业基础薄弱，与世界先进水平相比，差距还是很大，主要表现在机床设计、实验 和开发能力较低，机床的工艺水平较低，机床质量不稳定等，因此根据我国的情况，有必要对有关人员，包括对机修人员、加工零件编程人员，工艺编制人员以及生产调度、定额制定、生产设备、管理人。
数控工程系
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