1、广东省科学技术职业技术学院广东省科学技术职业技术学院 帅旗帅旗第1页，共69页。项目项目1 数控系统电源类故障诊断与维修数控系统电源类故障诊断与维修项目项目2 数控系统显示类故障诊断与维修数控系统显示类故障诊断与维修项目项目3 数控系统软件类故障诊断与维修数控系统软件类故障诊断与维修项目项目4 数控系统回参考点类故障诊断与维修数控系统回参考点类故障诊断与维修项目项目5 数控系统参数设定类故障诊断与维修数控系统参数设定类故障诊断与维修项目项目6 数控系统急停报警类故障诊断与维修数控系统急停报警类故障诊断与维修项目项目7 数控机床操作类故障诊断与维修数控机床操作类故障诊断与维修项目项目8 数控机床
2、数控机床PLC类故障诊断与维修类故障诊断与维修第2页，共69页。1.电源的组成：三相输入线路、熔断器、电源开关、电源变压器、控制变压器、断路器、各种继电器、接触器等。2.通过电源配置提供给数控机床所需要的各种电源，以满足不同负载的要求。一般有：380V、220V、200V、24V以及5V等。第3页，共69页。数控机床的电源装置通常出电源变压器、机数控机床的电源装置通常出电源变压器、机床控制变压器、断路器、熔断器和开关电源床控制变压器、断路器、熔断器和开关电源等组成。通过电源配置提供给数控机床各种等组成。通过电源配置提供给数控机床各种电源，以满足不向负载的要求。电网的电压电源，以满足不向负载的要
3、求。电网的电压波动，负载对地短路均会影响到电源的正常波动，负载对地短路均会影响到电源的正常供给。供给。第4页，共69页。FS6稳压电源单元用于产生系统所需要的各种直流电压。常用稳压电源单元用于产生系统所需要的各种直流电压。常用“自立型自立型”电气柜的电源单元主要有电气柜的电源单元主要有A14B-0061B001B002两种型号，其中以两种型号，其中以A14B-0061-B002为常见为常见1）+5V：提供用于逻辑线路、固态继电器的：提供用于逻辑线路、固态继电器的+5V电源。电源。2）+24V：提供用于纸带阅读机、：提供用于纸带阅读机、IO信号，磁泡存储器、信号，磁泡存储器、CRT等的等的+24
4、V电电源。源。3）+15V：提供用于位置控制线路的：提供用于位置控制线路的+15V电源。电源。4）-15V：提供用于位置控制线路、磁泡存储器的：提供用于位置控制线路、磁泡存储器的-15V电源。电源。5）TPll：稳压电源单元外部电源输入连接端：稳压电源单元外部电源输入连接端6）ALA、ALB：来自外部的报警信号输入。：来自外部的报警信号输入。7）CP34：稳压电源单元与输入单元：稳压电源单元与输入单元CPl的连接信号。的连接信号。8）CP35：稳压电源单元与系统主板的连接信号。：稳压电源单元与系统主板的连接信号。第5页，共69页。华中世纪星数控系统电源部分工作原理图如图华中世纪星数控系统电源部
5、分工作原理图如图4-12所示。所示。图图4-12 华中世纪星数控系统电源部分工作原理图华中世纪星数控系统电源部分工作原理图从图中可以看出，从图中可以看出，AC380V电源经过总空气开关电源经过总空气开关T-QF1、空气开关空气开关T-QF2、伺服变压器给伺服驱动装置、刀架、伺服变压器给伺服驱动装置、刀架电机提供电源。电机提供电源。取取AC380V中的两相通过控制变压器中的两相通过控制变压器T-TC1、空开、空开T-QF4、开关电源、开关电源T-VC1给下列装置提供给下列装置提供DC24V直流直流电源：电源：第6页，共69页。第7页，共69页。数控系统中常采用的干扰抑制措施有以下几种：数控系统中
6、常采用的干扰抑制措施有以下几种：1物理隔离物理隔离2屏蔽屏蔽（1）静电屏蔽）静电屏蔽（2）低频磁场屏蔽）低频磁场屏蔽（3）电磁屏蔽）电磁屏蔽 3接地接地（1）保护接地）保护接地 （2）工作接地方式）工作接地方式(3)多点接地方式多点接地方式 4屏蔽接地屏蔽接地5滤波技术滤波技术第8页，共69页。一、电磁波干扰电火花、中、高频电加热设备的电源都会产生强烈的电磁波，通过空间传播被附近的数控系统所接受，如果能量足够就会干扰数控机床的正常工作。（远离这些设备）二、供电线路干扰输入电压过压或欠压引起电源报警而停机电源波形畸变引起错误信息会导致CPU停止运行第9页，共69页。三、信号传输干扰数控信号在传递
7、过程中受到外界的干扰串模干扰干扰电压叠加在有用信号上，由绝缘不良、漏电阻及供电线路等引入。共模干扰干扰电压对二根或以上信号线的干扰大小相等、相位相同。装置的共模抑制比较高，影响不大。当不平衡时，一部分转为串模。第10页，共69页。1.减少供电线路的干扰数控机床远离具有中、高频电源的设备数控机床不要和大功率且频繁起、停的设备在同一供电干线上在电源电压波动较大的地区，加稳压电源动力线和信号线分开走线信号线采用屏蔽线或双绞线控制线和电源线相交时，要采用直角相交第11页，共69页。2.减少机床控制中的干扰压敏电阻保护（浪涌吸收器）可对线路中的瞬变、尖蜂等噪声进行保护阻容保护交流接触器和电机频繁起停时，
8、因电磁感应会在机床电路中产生浪涌或尖蜂，可抑制、吸收干扰噪声续流二极管保护直流电感元件在断电时，在线圈着将产生较大的感应电动势并联的二极管可减少对控制电路的干扰第12页，共69页。第13页，共69页。第14页，共69页。3.屏蔽技术（电磁、静电屏蔽）信号线采用屏蔽线（铜质网状）、穿在铁质蛇皮管或铁管中关键元件或组件采用金属容器屏蔽4.保证“接地”良好“接地”是数控机床安装中一项关键的抗干扰技术措施。电网的许多干扰都是通过“接地”对机床起作用的。第15页，共69页。第16页，共69页。第17页，共69页。第18页，共69页。信号地用来提供电信号的基准电压（0V）框架地是以安全性及防止外来噪声和内
9、部噪声为目的的地线系统。它是装置的面板、单元的外壳、操作板及各装置间接口的屏蔽线系统地是将框架地和大地相连接 接地要可靠（接地电阻应小于10欧姆）接地线要粗（应大于电源线的截面积）数控机床的地线系统第19页，共69页。第20页，共69页。第21页，共69页。地线设计地线设计 地线结构大致有保护地、系统地、机壳地线结构大致有保护地、系统地、机壳地（屏蔽地）、数字地、模拟地等。地（屏蔽地）、数字地、模拟地等。在设计时，数字地和模拟地要分开，分在设计时，数字地和模拟地要分开，分别与电源端地线相连；屏蔽线根据工作频率可别与电源端地线相连；屏蔽线根据工作频率可采用单点接地或多点接地；保护地的接地是指采用
10、单点接地或多点接地；保护地的接地是指接大地。不能把接地线与动力线的零线混淆。接大地。不能把接地线与动力线的零线混淆。第22页，共69页。滤波技术是用来抑制沿导线传输的传导干扰，主要用于抑制电源干扰和信滤波技术是用来抑制沿导线传输的传导干扰，主要用于抑制电源干扰和信号线干扰。滤波器是由电感、电容、电阻或铁氧体器件构成的频率选择性网号线干扰。滤波器是由电感、电容、电阻或铁氧体器件构成的频率选择性网络，可以插入传输线中，抑制不需要的频率进行传播。络，可以插入传输线中，抑制不需要的频率进行传播。(1)采用电源滤波器抑制电源线传输电磁干扰采用电源滤波器抑制电源线传输电磁干扰 电源滤波器的作用是双向的，它
11、不仅可以阻止电网中的噪声进入设备电源滤波器的作用是双向的，它不仅可以阻止电网中的噪声进入设备产生的噪声污染电网。也可以抑制设备。产生的噪声污染电网。也可以抑制设备。2)采用吸收型滤波器抑制电源线中的快速瞬变脉冲串干扰。采用吸收型滤波器抑制电源线中的快速瞬变脉冲串干扰。采用隔离变压器供电，可以有效抑制电源中的脉冲串、雷击浪涌干扰。采用隔离变压器供电，可以有效抑制电源中的脉冲串、雷击浪涌干扰。3）隔离变压器是一种应用得相当广泛的电源线抗干扰器件，它最基本的作）隔离变压器是一种应用得相当广泛的电源线抗干扰器件，它最基本的作用是实现电路与电路之间的电气隔离，从而解决地线环路电流带来的设备与用是实现电路
12、与电路之间的电气隔离，从而解决地线环路电流带来的设备与设备之间的干扰。设备之间的干扰。(4)采用交流稳压器采用交流稳压器 对于电网电压较长时间的欠电压、过电压和电压波动，需要安装交流稳压器给对于电网电压较长时间的欠电压、过电压和电压波动，需要安装交流稳压器给数控系统供电。数控系统供电。第23页，共69页。1常见电源类故障及排除常见电源类故障及排除（1）电源指示灯不亮）电源指示灯不亮 电源指示灯不亮，常见有以下原因造成：电源指示灯不亮，常见有以下原因造成：1）没有提供外部电源，电源电压过低、缺相或外部形成了短路。排除）没有提供外部电源，电源电压过低、缺相或外部形成了短路。排除方法是检查外部电源。
13、方法是检查外部电源。2）电源的保护装置跳闸或熔断形成了电源开路。排除方法是合上开关，）电源的保护装置跳闸或熔断形成了电源开路。排除方法是合上开关，找出故障原因，更换熔断器。找出故障原因，更换熔断器。3）PLC地址错误或者互锁装置使用电源不能正常接通。排除方法是更改地址错误或者互锁装置使用电源不能正常接通。排除方法是更改PLC地址或接线。地址或接线。4）系统上电按钮接触不良或脱落。排除方法是更换按钮，重新安装。）系统上电按钮接触不良或脱落。排除方法是更换按钮，重新安装。5）电源模块不良、元器件的损坏引起故障。排除方法是更换元器件或电源模块。）电源模块不良、元器件的损坏引起故障。排除方法是更换元器
14、件或电源模块。第24页，共69页。电源指示灯亮但系统无反应电源指示灯亮但系统无反应可能有以下原因：可能有以下原因：1）接通电源的条件未满足。排除方法）接通电源的条件未满足。排除方法是检查电源接通条件是否满足。是检查电源接通条件是否满足。2）系统黑屏）系统黑屏3）系统文件被破坏，没有进入系统。排）系统文件被破坏，没有进入系统。排除方法是修复系统。除方法是修复系统。第25页，共69页。（1）交流电压和频率的检查与确认）交流电压和频率的检查与确认机床通电前必须检查交流电源的输入电压机床通电前必须检查交流电源的输入电压和频率是否与数控设备的设定参数相匹配。和频率是否与数控设备的设定参数相匹配。我国供电
15、制式是交流我国供电制式是交流380V、三相，交流、三相，交流220V、单相，频率均为、单相，频率均为50Hz。有些国家的。有些国家的供电制式与我国不同，如日本的供电制式供电制式与我国不同，如日本的供电制式为交流为交流200V、三相，交流、三相，交流100V、单相，频、单相，频率均为率均为60Hz。第26页，共69页。（2）交流电源电压波动的检查与确认）交流电源电压波动的检查与确认输入数控系统的单相电源电压波动范围超输入数控系统的单相电源电压波动范围超过规定时，电气干扰大大增加，故障率随过规定时，电气干扰大大增加，故障率随之上升。数控系统通常规定其允许电源电之上升。数控系统通常规定其允许电源电压
16、在额定值的压在额定值的-15%+10%之间波动。实之间波动。实践证明，对于电源电压波动太大的工作环践证明，对于电源电压波动太大的工作环境，采取配备交流稳压电源等措施后，将境，采取配备交流稳压电源等措施后，将会明显地减少发生故障的几率，提高数控会明显地减少发生故障的几率，提高数控设备的稳定性和可靠性。设备的稳定性和可靠性。第27页，共69页。（3）三相交流电源相序的检查与确认）三相交流电源相序的检查与确认对主轴和进给伺服系统中的交流伺服电机，如果相序不符对主轴和进给伺服系统中的交流伺服电机，如果相序不符合要求，则可能在接通电源时烧断速度控制单元的熔丝合要求，则可能在接通电源时烧断速度控制单元的熔
17、丝（放炮），导致电机不能启动。故在通电前，一定要认真（放炮），导致电机不能启动。故在通电前，一定要认真检查输入电源的相序。检查方法很简单，可用相序表检查检查输入电源的相序。检查方法很简单，可用相序表检查（表针顺时针方向旋转即为相序正确），也可采用双踪示（表针顺时针方向旋转即为相序正确），也可采用双踪示波器观察两相之间的波形（两相间相位上相差波器观察两相之间的波形（两相间相位上相差120为正确）为正确）进行确认。当检查相序不符合要求时，只要将和进行确认。当检查相序不符合要求时，只要将和T,S,R中中任两个接线端子相连的接线对调位置即可。任两个接线端子相连的接线对调位置即可。第28页，共69页。（
18、4）直流电源输出端是否短路的检查与确）直流电源输出端是否短路的检查与确认认数控系统内部使用的数控系统内部使用的+5V,15V及及24V等直流输出端电压，均系其直流稳压电源等直流输出端电压，均系其直流稳压电源提供，如果发生对地短路，则会烧坏该电提供，如果发生对地短路，则会烧坏该电源。因此，在通电前应使用万用表测量各源。因此，在通电前应使用万用表测量各输出端对地的阻值，发现短路必须查清原输出端对地的阻值，发现短路必须查清原因并予以排除。因并予以排除。第29页，共69页。（5）熔断器的检查与确认）熔断器的检查与确认机床通电前，还必须仔细检查所有熔断器机床通电前，还必须仔细检查所有熔断器的质量和规格是
19、否符合要求。熔断器是机的质量和规格是否符合要求。熔断器是机床电路的床电路的“卫士卫士”，除供电主线路外，几，除供电主线路外，几乎每一块电路板或电路单元都装有它。当乎每一块电路板或电路单元都装有它。当电路超过额定负荷，电压过高或负载端发电路超过额定负荷，电压过高或负载端发生意外短路时，熔断器能立即生意外短路时，熔断器能立即“熔断熔断”并并切断电源，起到保护电路安全的作用。故切断电源，起到保护电路安全的作用。故检查熔断器的工作不可忽视，也不允许用检查熔断器的工作不可忽视，也不允许用细铜丝等做熔断器的替代品，以免酿成大细铜丝等做熔断器的替代品，以免酿成大错。错。第30页，共69页。可能原因有：可能原
20、因有：1）机床使用了较大功率的变频器或伺服驱动，并且）机床使用了较大功率的变频器或伺服驱动，并且在变频器或伺服驱动的电源进线前没有使用隔离变压在变频器或伺服驱动的电源进线前没有使用隔离变压器或电感器，变频器或伺服驱动在上强电时电流有较器或电感器，变频器或伺服驱动在上强电时电流有较大的波动，超过了空气开关的限定电流，引起跳闸。大的波动，超过了空气开关的限定电流，引起跳闸。排除方法是在使用时外接一电抗。排除方法是在使用时外接一电抗。2）系统强电电源接通条件未满足。排除方法是逐）系统强电电源接通条件未满足。排除方法是逐步检查电源上强电所需要的各种条件，排除故障。步检查电源上强电所需要的各种条件，排除
21、故障。第31页，共69页。可能原因有：可能原因有：1）整流桥损坏引起电源故障。排除方法是更换整流）整流桥损坏引起电源故障。排除方法是更换整流桥。桥。2）续流二极管损坏引起短路。排除方法是更换。）续流二极管损坏引起短路。排除方法是更换。3）电源模块外部电源短路。排除方法是调整线路。）电源模块外部电源短路。排除方法是调整线路。4）滤波电容损坏引起的故障。排除方法是更换。）滤波电容损坏引起的故障。排除方法是更换。5）供电电源功率不足使电源模块不能正常工作。排）供电电源功率不足使电源模块不能正常工作。排除方法是增大供电电源功率。除方法是增大供电电源功率。第32页，共69页。可能的原因有：可能的原因有：
22、1）切削力过大，使机床过载引起空气开关跳闸。排）切削力过大，使机床过载引起空气开关跳闸。排除方法有调整切削参数。除方法有调整切削参数。2）机床设计时选择的空气开关容量过小，引起空）机床设计时选择的空气开关容量过小，引起空气开关跳闸。排除方法是更换空气开关。气开关跳闸。排除方法是更换空气开关。3）机床出现漏电。排除方法是检查线路。）机床出现漏电。排除方法是检查线路。第33页，共69页。事例1：故障现象：一台进口卧式加工中心，开机时屏幕一片黑，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。故障分析：经查，确定其电源部分无故障，各处电压都正常，仔
23、细检查发现数控系统有多处损坏，在更换了显示器，显示控制板后屏幕出现了显示，使机床能进入。第34页，共69页。事例3：一加工中心，开机后打开急停，系统在复位的过程中，伺 服 强 电 上 去 后 系 统 总 空 开 马 上 跳 闸 该加工中心使用国产数控系统，经对故障进行了检查分析，首先怀疑是否是空开电流选择过小，经过计算分析后确认所选择的空开有点偏小，但基本符合机床要求，然后用示波器观察机床上电时的电流的变化波形，发现伺服强电在上电时电流冲击比较大，也就是电流波形变化较大，进一步分析发现由于所选伺服功率较大，且伺服内部未加阻抗等装置，在使用时须外接一电抗与制动电阻，电气人员在设计时加了制动电阻，
24、为了节省成本没有使用阻抗。按照要求加上阻抗后，系统上电恢复正常。第35页，共69页。1系统上电后，屏幕显示暗淡但是可以正常操作，系统运行正常1）系统显示屏亮度调节调节过暗2）显示器或显示器的灯管损坏3）显示控制板出现故障第36页，共69页。2.系统上电后花屏或乱码：原因：1）系统文件被破坏2）系统内存不足3）外部干扰第37页，共69页。3.系统上电后，NC电源指示灯亮但是屏幕无显示或黑屏1）显示模块损坏，2）显示模块电源不良或没有接通3）显示屏由于电压过高被烧坏4）系统显示屏亮度调节调节过暗第38页，共69页。4.4.运行或操作中出现死机或重新启动 1）参数设置错误或参数设置不当所引起 2）同
25、时运行了系统以外的其他内存驻留程序；3）系统文件受到破坏或者感染了病毒4）电源功率不够5）系统元器件受到损害 第39页，共69页。5 系统上电后，屏幕显示高亮但没有内容 1）系统显示屏亮度调节调节过亮 2）系统文件被破坏或者感染了病毒 3）显示控制板出现故障第40页，共69页。事例1：故障现象：一数控系统，机床送电，CRT无显示，查NC 电源+24V、+15V、-15V、+5V均无输出故障分析：此现象可以确定是电源方面出了问题，所以可以根据电气原理图逐步从电源的输入端进行检查，当检查到保险后的电噪声滤波器时发现性能不良，后面的整流、振荡电路均正常，拆开噪声滤波器外壳发现里面烧焦，更换噪声滤波器
26、后，系统故障排除。第41页，共69页。一、数控系统软件的基本配置一、数控系统软件的基本配置数控系统软件包括以下三个部分：数控系统软件包括以下三个部分：由数控系统的生产厂家研制的启动芯片、基本系统程序、加由数控系统的生产厂家研制的启动芯片、基本系统程序、加工循环程序、测量循环程序等组成。出于安全和保密的需要，工循环程序、测量循环程序等组成。出于安全和保密的需要，这些程序出厂前被预先写入到这些程序出厂前被预先写入到EPROM中，构成了具体的系统。中，构成了具体的系统。这部分软件对于机床生产厂家和机床用户来说，读出、复制和这部分软件对于机床生产厂家和机床用户来说，读出、复制和恢复都很难。如果因为意外
27、破坏了该部分软件，应注意所使用恢复都很难。如果因为意外破坏了该部分软件，应注意所使用的机床型号和所使用的软件版本号，及时与数控系统的生产厂的机床型号和所使用的软件版本号，及时与数控系统的生产厂家取得联系，要求更换或复制软件。家取得联系，要求更换或复制软件。第42页，共69页。由机床制造厂家编制的针对具体机床所用的由机床制造厂家编制的针对具体机床所用的NC机机床数据、床数据、PLC机床数据、机床数据、PLC报警文本、报警文本、PLC用户用户程序等组成。程序等组成。PLC用户可以随时根据具体的使用要用户可以随时根据具体的使用要求和具体机床的性能对它进行修改。这部分软件是求和具体机床的性能对它进行修
28、改。这部分软件是由生产厂家在出厂前分别写入到由生产厂家在出厂前分别写入到RAM和和EPROM中，中，并且提供技术资料加以说明。由于存储于并且提供技术资料加以说明。由于存储于RAM中的中的数据容易丢失，所以机床用户可以对这部分软件数数据容易丢失，所以机床用户可以对这部分软件数据进行改写、清除。据进行改写、清除。由机床用户编制的加工主程序、加工子程序、由机床用户编制的加工主程序、加工子程序、刀具补偿参数、零点偏置参数、刀具补偿参数、零点偏置参数、R参数等组成。这部参数等组成。这部分软件或参数被存储于分软件或参数被存储于RAM中，是与具体的加工密中，是与具体的加工密切相关的。因此，它们的设置、更换等
29、是机床止确切相关的。因此，它们的设置、更换等是机床止确完成加工所必备的。完成加工所必备的。第43页，共69页。软件故障是由软件变化或丢失而形成的。机床软件软件故障是由软件变化或丢失而形成的。机床软件一般存储于一般存储于RAM中。软件故障形成的可能原因如下：中。软件故障形成的可能原因如下：1误操作引起的改障误操作引起的改障 在调试用户程序或修改机床参数时，操作者删除或更改在调试用户程序或修改机床参数时，操作者删除或更改了软件内容或参数件故障。了软件内容或参数件故障。第44页，共69页。2供电电池电压不足引起的故障供电电池电压不足引起的故障 从而造成软件故障从而造成软件故障 为为RAM供电的电池电
30、压经过长时间的使用后，电池电压降低供电的电池电压经过长时间的使用后，电池电压降低到额定值以下，或在停电情况下拔下为到额定值以下，或在停电情况下拔下为RAM供电的电池或电池供电的电池或电池电路断路或短路、接触不良等都会造成电路断路或短路、接触不良等都会造成RAM得不到稳定的电压，得不到稳定的电压，从而使系统丢失软件及参数。这里要特别注意以下几点。从而使系统丢失软件及参数。这里要特别注意以下几点。应对长期闲置不用的数控机床经常定期开机，以防电应对长期闲置不用的数控机床经常定期开机，以防电池长期得不到充电，造成机床软件的丢失。实际上，数控池长期得不到充电，造成机床软件的丢失。实际上，数控机床开机也是
31、对电池充电的过程。机床开机也是对电池充电的过程。为为RAM供电的电池当出现电量不足报警时，应及时更供电的电池当出现电量不足报警时，应及时更换新的电池，以防最后连报警服务都无法提供，出现软件和换新的电池，以防最后连报警服务都无法提供，出现软件和数据的丢失数据的丢失。第45页，共69页。3。干扰信号引起的故障。干扰信号引起的故障 有时电源的波动及干扰脉冲会串入数控系统总线，运行。有时电源的波动及干扰脉冲会串入数控系统总线，运行。4。软件死循环引起的故障引起时序错误或造成数控装置等停止。软件死循环引起的故障引起时序错误或造成数控装置等停止运行复杂程序或进行大量计算时，有时会造成系统死循环引起系运行复
32、杂程序或进行大量计算时，有时会造成系统死循环引起系统中断，造成软件故障。统中断，造成软件故障。5操作不规范引起的故障操作不规范引起的故障 这里指操作者违反了机床的操作规程，后没有回参考点，就进行这里指操作者违反了机床的操作规程，后没有回参考点，就进行加工零件的操作。加工零件的操作。6用户程序出错引起的故障用户程序出错引起的故障 这里指由于用户程序中出现语法错误、从而造成机床报警或停这里指由于用户程序中出现语法错误、从而造成机床报警或停机现象。如数控机床开机非法数据、运行或输入中出现故障等现机现象。如数控机床开机非法数据、运行或输入中出现故障等现象。象。第46页，共69页。其基本原则就是把出错的
33、软件改过来。但能够查出来哪其基本原则就是把出错的软件改过来。但能够查出来哪部分有问题是不容易的，所以最好消掉，重新输入。部分有问题是不容易的，所以最好消掉，重新输入。1)对于软件丢失或变化造成的运行异常，程序中对于软件丢失或变化造成的运行异常，程序中断，停机故障，可采取对数据、程序更改补充方断，停机故障，可采取对数据、程序更改补充方法，亦可采用清除、重新输入法。法，亦可采用清除、重新输入法。2)对于机床程序和数据处理中发生了引起中断的运行结对于机床程序和数据处理中发生了引起中断的运行结果而造成的故障停机，可采取硬件复位的方法，即关后果而造成的故障停机，可采取硬件复位的方法，即关后再开系统电源来
34、排除。再开系统电源来排除。第47页，共69页。示例示例417：电池电压不足引起的故障。：电池电压不足引起的故障。故障现象：有一台故障现象：有一台TCl000型加工中心，型加工中心，故障现象是故障现象是CRT显示混乱，重新输入机床显示混乱，重新输入机床数据，机床恢复正常，但停机断电后数小数据，机床恢复正常，但停机断电后数小时再启动时，故障现象再一次出现。时再启动时，故障现象再一次出现。分析与处理过程：经检查是分析与处理过程：经检查是MSl40电源电源板上的电池电压降到下限以下，换电池重板上的电池电压降到下限以下，换电池重新输入数据后，故障消失。新输入数据后，故障消失。第48页，共69页。一、机床
35、返回参考点的必要性一、机床返回参考点的必要性大多数数控机床采用增量编码器作为位置检测装置，系统断电后，工件坐标大多数数控机床采用增量编码器作为位置检测装置，系统断电后，工件坐标系的坐标值就失去记忆，机械坐标值尽管靠电池维持坐标值的记忆，但只是系的坐标值就失去记忆，机械坐标值尽管靠电池维持坐标值的记忆，但只是记忆机床断电前的坐标值而不是机床的实际位置，所以机床首次启动系统或记忆机床断电前的坐标值而不是机床的实际位置，所以机床首次启动系统或在执行了系统在执行了系统“急停急停”或或“复位复位”操作后，要进行返回参考点操作，使系统操作后，要进行返回参考点操作，使系统的位置记数与脉冲编码器的零位脉冲同步
36、。的位置记数与脉冲编码器的零位脉冲同步。机床执行返回参考点操作具有以下优点：机床执行返回参考点操作具有以下优点：1）系统通过参考点来确定机床的原点位置，以）系统通过参考点来确定机床的原点位置，以正确建立机床坐标系。正确建立机床坐标系。2）可以消除丝杠间隙的累计误差及丝杠螺距误）可以消除丝杠间隙的累计误差及丝杠螺距误差补偿对加工的影响。差补偿对加工的影响。第49页，共69页。1ABADC DBC1ABBCCDA D微分整形器差动放大器11234微分反向器AsinCACB微分整形器差动放大器2微分反向器BcosDDabcd与或门反向脉冲正向脉冲YH2YH1(a)sincos正向反向ABCDABCD
37、正向脉冲ABCD反向脉冲正向时上升沿微分反向时上升沿微分(b)图 四倍频电路(a)四倍频细分电路；(b)四倍频细分电路波形 第50页，共69页。机床在运动过程中，从扫描单元输出三组信号，两组增量信号和一组基准信号第51页，共69页。按机床检测元件检测原点信号方式的不同，返回机床参考点的方法有按机床检测元件检测原点信号方式的不同，返回机床参考点的方法有两种，即栅点法和磁开关法。在栅点法中，检测器随着电机一转信号两种，即栅点法和磁开关法。在栅点法中，检测器随着电机一转信号同时产生一个栅点或一个零位脉冲，在机械本体上安装一个减速挡块同时产生一个栅点或一个零位脉冲，在机械本体上安装一个减速挡块及一个减
38、速开关，当减速撞块压下减速开关时，伺服电机减速到接近及一个减速开关，当减速撞块压下减速开关时，伺服电机减速到接近原点速度运行。当减速撞块离开减速开关时，即释放开关后，数控系原点速度运行。当减速撞块离开减速开关时，即释放开关后，数控系统检测到的第一个栅点或零位信号即为原点。在磁开关法中，在机械统检测到的第一个栅点或零位信号即为原点。在磁开关法中，在机械本体上安装磁铁及磁感应原点开关或者接近开关，当磁感应开关或接本体上安装磁铁及磁感应原点开关或者接近开关，当磁感应开关或接近开关检测到原点信号后，伺服电机立即停止运行，该停止点被认作近开关检测到原点信号后，伺服电机立即停止运行，该停止点被认作原点原点
39、 栅点法的特点是如果接近原点速度小于某一特定值，则伺服电机总栅点法的特点是如果接近原点速度小于某一特定值，则伺服电机总是停止于同一点，也就是说，在进行回原点操作后，机床原点的保持是停止于同一点，也就是说，在进行回原点操作后，机床原点的保持性好。磁开关法的特点是软件及硬件简单，但原点位置随着伺服电机性好。磁开关法的特点是软件及硬件简单，但原点位置随着伺服电机速度的变化而成比例的漂移，即原点不确定，目前，大多数机床采用速度的变化而成比例的漂移，即原点不确定，目前，大多数机床采用栅点法栅点法第52页，共69页。数控机床接通电源首先要做回零操作能否正确回参考点影响零件的加工质量各种补偿的基准回参考点方
40、式方式1第53页，共69页。回参考点方式方式2第54页，共69页。回参考点方式方式3第55页，共69页。回参考点方式方式4第56页，共69页。故障现象故障原因排除方法机床回原点后原点漂移或参考点发生整螺距偏移的故障 参考点发生单个螺距偏移1.是因为减速开关与减速撞块安装不合理，使减速信号与零脉冲信号相隔距离过近2.机械安装不到位 1.调整减速开关或者是撞快的位置使机床轴开始减速的位置大概处在一个栅距或一个螺距的中间位置，2.调整机械部分参考点发生多个螺距偏移1.参考点减速信号不良引起的故障2.减速挡块固定不良引起寻找零脉冲的初始点发生了漂移3.零脉冲不良引起1.检查减速信号是否有效，接触是否良
41、好2.重新固定减速挡块3.对码盘进行清洗 系统开机回不了参考点、回参考点不到位 1）系统参数设置错误2）零脉冲不良引起的故障，回零时找不到零脉冲3）减速开关损坏或者短路4）数控系统控制检测放大的线路板出错5）导轨平行/导轨与压板面平行/导轨与丝杠的平行度超差 1.重新设置系统参数2.对编码器进行清洗或者更换3.维修或更换4.更换线路板5.重新调整平行度6.清洗光栅尺第57页，共69页。找不到零点或回参考点时超程 1）回参考点位置调整不当引起的故障，减速挡块距离限位开关行程过短2）零脉冲不良引起的故障，回零时找不到零脉冲3）减速开关损坏或者短路4）数控系统控制检测放大的线路板出错5）导轨平行/导
42、轨与压板面平行/导轨与丝杠的平行度超差6）当采用全闭环控制时光栅尺进了油污 1.调整减速挡块的位置2.对编码器进行清洗或者更换3.维修或更换更换线路板 5.重新调整平行度6.清洗光栅尺 回参考点的位置随机性变化 1.干扰2.编码器的供电电压过低3.电机与丝杠的联轴节松动4.电动机扭矩过低或由于伺服调节不良，引起跟踪误差过大5.零脉冲不良引起的故障，6.滚珠丝杠间隙增大1.找到并消除干扰2.改善供电电源3.紧固联轴节4.调节伺服参数，改变其运动特性5.对编码器进行清洗或者更换6.修磨滚珠丝杆螺母调整垫片，重调间隙第58页，共69页。1机床回不了参考点故障机床回不了参考点故障2机床回参考点找不到零
43、点故障机床回参考点找不到零点故障3回参考点位置随机性变化故障回参考点位置随机性变化故障4回参考点后原点漂移或参考点发生整螺回参考点后原点漂移或参考点发生整螺距偏移距偏移第59页，共69页。1回参考点的回参考点的Z脉冲方式（零脉冲方式）脉冲方式（零脉冲方式）2回参考点的回参考点的“+-”方式方式3回参考点的回参考点的“+-+”方式方式第60页，共69页。例例4-20 机床轴开始减速时位置距离光栅尺或脉冲编码器的零点太近机床轴开始减速时位置距离光栅尺或脉冲编码器的零点太近引发故障引发故障例例4-21 机械误差导致回参考点故障机械误差导致回参考点故障例例4-22 编码器导致回参考点故障编码器导致回参
44、考点故障例例4-23 行程开关故障导致回参考点故障行程开关故障导致回参考点故障例例4-24 伺服板卡故障引发回零故障伺服板卡故障引发回零故障例例4-25 回参考点后机床无法继续操作的故障维修回参考点后机床无法继续操作的故障维修例例4-26 参考点位置不稳定的故障维修参考点位置不稳定的故障维修例例4-27 参考点发生整螺距偏移的故障维修参考点发生整螺距偏移的故障维修例例4-28 位置环增益设定不当引起的故障维修位置环增益设定不当引起的故障维修第61页，共69页。数控机床的参数是数控系统所用软件的外数控机床的参数是数控系统所用软件的外在装置，它决定了数控机床的功能、控制在装置，它决定了数控机床的功
45、能、控制精度等。主要包括数控系统参数、机床可精度等。主要包括数控系统参数、机床可编程控制器参数编程控制器参数(下面分别简称为下面分别简称为NC参数参数和和PMC参数参数)。第62页，共69页。1参数丢失的原因参数丢失的原因 数控机床在使用过程中，在一些情况下会出现使数数控机床在使用过程中，在一些情况下会出现使数控机床参数全部丢失或个别参数改变的现象，主要原控机床参数全部丢失或个别参数改变的现象，主要原因如下。因如下。（1）数控系统后备电池失效）数控系统后备电池失效 后备电池后备电池失效将导致全部参数丢失。失效将导致全部参数丢失。（2）操作者的误操作）操作者的误操作（3）机床在）机床在DNC状态
46、下加工工件或进行状态下加工工件或进行数据通信过程中电网瞬间停电数据通信过程中电网瞬间停电第63页，共69页。当参数出现问题时，可以采用以下三种之一来恢复系统：当参数出现问题时，可以采用以下三种之一来恢复系统：1)对照随机资料参数表的硬拷贝逐个检查机床的参数。对照随机资料参数表的硬拷贝逐个检查机床的参数。2)利用利用FANUC公司提供的输入输出设备，如读带机，公司提供的输入输出设备，如读带机，FANUC卡带及卡带及FANUCPPR(包括打孔机、打印机及读带包括打孔机、打印机及读带机的一种输入输出装置机的一种输入输出装置)。3)利用计算机和数控机床的利用计算机和数控机床的DNC功能通过功能通过DN
47、C软件进行参数输软件进行参数输入入第64页，共69页。第65页，共69页。第66页，共69页。当数控系统出现参数丢失或异常后，首先将当数控系统出现参数丢失或异常后，首先将CRT上显示的报警号记上显示的报警号记录下来，确认是参数丢失问题后，按关机顺序将机床总电源关闭。录下来，确认是参数丢失问题后，按关机顺序将机床总电源关闭。将用于进行将用于进行DNC通信的计算机电源关闭。将串行通信电缆分别联接通信的计算机电源关闭。将串行通信电缆分别联接到计算机和数控机床的到计算机和数控机床的RS-232C串行通信接口上。操作计算机进入串行通信接口上。操作计算机进入DNC通信软件主画面，设置通信协议参数，如所用计
48、算机通信口、通信软件主画面，设置通信协议参数，如所用计算机通信口、数据起始位、数据位、数据停止位、奇偶校验位、波特率等。通信数据起始位、数据位、数据停止位、奇偶校验位、波特率等。通信协议参数的设置应与机床数控系统通信参数的设置绝对一致，否则协议参数的设置应与机床数控系统通信参数的设置绝对一致，否则不能正常通信。不能正常通信。第67页，共69页。1电气方面的原因电气方面的原因 从图可以看出，如果机床一直处于急停状态，首先从图可以看出，如果机床一直处于急停状态，首先检查急停回路中检查急停回路中KA继电器是否吸合；继电器如果吸合继电器是否吸合；继电器如果吸合而系统仍然处于急停状态，可以判断出故障不是
49、出自而系统仍然处于急停状态，可以判断出故障不是出自电气回路方面，这时可以从其他方面查找原因；如果电气回路方面，这时可以从其他方面查找原因；如果继电器没有吸合，可以判断出故障是因为急停回路断继电器没有吸合，可以判断出故障是因为急停回路断路引起，这时可以利用万用表对整个急停回路逐步进路引起，这时可以利用万用表对整个急停回路逐步进行检查，检查急停按钮的常闭触点，并确认急停按钮行检查，检查急停按钮的常闭触点，并确认急停按钮或者行程开关是否损坏。急停按钮是急停回路中助一或者行程开关是否损坏。急停按钮是急停回路中助一部分，急停按钮的损坏，可以造成整个急停回路的断部分，急停按钮的损坏，可以造成整个急停回路的断路。检查超程限位开关的常闭触点等。路。检查超程限位开关的常闭触点等。第68页，共69页。第69页，共69页。
