1、数控机床故障诊断与维修数控机床故障诊断与维修绪绪 论论一、数控机床分类一、数控机床分类按加工工艺及机床用途的类型分类：按加工工艺及机床用途的类型分类：v金属切削类金属切削类:数控车床、数控铣床、数控磨床、加工中心等数控车床、数控铣床、数控磨床、加工中心等v金属成型类：金属成型类：数控压力机、数控弯管机、数控旋压机等数控压力机、数控弯管机、数控旋压机等v特种加工类：特种加工类：电火花线切割机、数控激光加工机等电火花线切割机、数控激光加工机等v测量、绘图类：测量、绘图类：三坐标测量仪、数控绘图仪等三坐标测量仪、数控绘图仪等数控车床的主要功能数控车床的主要功能数控车床主要用于加工各种轴类、套筒类和盘
2、类零件上的回转数控车床主要用于加工各种轴类、套筒类和盘类零件上的回转表面，例如内外圆柱面、圆锥面、成型回转表面及螺纹面等。表面，例如内外圆柱面、圆锥面、成型回转表面及螺纹面等。按加工范围和功能不同数控车床分类按加工范围和功能不同数控车床分类普通型数控车床普通型数控车床普及型数控车床普及型数控车床多功能型数控车床多功能型数控车床数控车削中心数控车削中心（一）数控车床的功能及分类（一）数控车床的功能及分类按主轴的配置形式不同数控车床分类按主轴的配置形式不同数控车床分类卧式数控车床（主轴轴线处于水平位置）卧式数控车床（主轴轴线处于水平位置）立式数控车床（主轴轴线处于垂直位置）立式数控车床（主轴轴线处
3、于垂直位置）普普 通通 型型 数数 控控 车车 床床半封闭数控车床半封闭数控车床全封闭数控车床全封闭数控车床普通型数控车床的光机普通型数控车床的光机 机床床身为水平结构；机床床身为水平结构；普通数控车床的主要特点：普通数控车床的主要特点：主轴变速机构为机械有级变挡或变频电气调速；主轴变速机构为机械有级变挡或变频电气调速；卡盘为手动控制卡盘为手动控制/液压控制液压控制(选择选择);配四工位刀架（标配）配四工位刀架（标配）/六工位刀架（选配）；六工位刀架（选配）；数控系统为数控系统为FANUC-O i Mate TC 或国产系统。或国产系统。普普 及及 型型 数数 控控 车车 床床 普普 及及 型
4、型 数数 控控 车车 床床 光光 机机普及型数控车床的主要特点：普及型数控车床的主要特点：机床床身为斜床身结构形式；机床床身为斜床身结构形式；主轴变速为机械自动换挡和电气无级调速；主轴变速为机械自动换挡和电气无级调速；换刀装置为自动转塔换刀（标配为换刀装置为自动转塔换刀（标配为8工位）；工位）；主轴卡盘为液压控制；主轴卡盘为液压控制；系统为系统为FANUC-Oi TC或或802D系统；系统；多多 功功 能能 型型 数数 控控 车车 床床多多 功功 能能 型型 数数 控控 车车 床床 光光 机机主轴主轴 C f 轴控制轴控制主轴主轴 C S 轴控制轴控制 多功能数控车床的主轴除了驱动主轴的串行数
5、字伺服主轴电多功能数控车床的主轴除了驱动主轴的串行数字伺服主轴电动机外还增配了主轴动机外还增配了主轴C轴控制的伺服电动机；轴控制的伺服电动机；自动换刀装置在电动转塔基础上配备了刀具的动力头功能，自动换刀装置在电动转塔基础上配备了刀具的动力头功能，完成车削、铣削、钻削功能的加工；完成车削、铣削、钻削功能的加工；多功能数控车床的系统如采用多功能数控车床的系统如采用FANUC-18i 系统系统FANUC-Oi TTC系统（双主轴双刀架数控车床）和西门子的系统（双主轴双刀架数控车床）和西门子的840D系统等。系统等。有的数控机床采用多轴控制如直线有的数控机床采用多轴控制如直线Y轴或旋转轴或旋转B轴。轴
6、。多多 功功 能能 型型 数数 控控 车车 床床 的的 特特 点点数数 控控 车车 削削 中中 心心 增加了第增加了第3直线轴（直线轴（Y轴）加工轴）加工 采用旋转轴（采用旋转轴（B轴）的多功能加工；轴）的多功能加工；（二）数控铣床的功能及分类（二）数控铣床的功能及分类数控铣床的主要功能：数控铣床的主要功能：数控铣床适合于各种箱体类和板类零件的加工，主要对工件进数控铣床适合于各种箱体类和板类零件的加工，主要对工件进行型面的铣削加工外，也可以对工件进行钻、扩、铰、锪、镗行型面的铣削加工外，也可以对工件进行钻、扩、铰、锪、镗以及攻螺纹等功能的加工以及攻螺纹等功能的加工。数控铣床的分类：数控铣床的分
7、类：立式数控铣床立式数控铣床卧式数控铣床卧式数控铣床龙门数控铣床龙门数控铣床五面体数控铣床五面体数控铣床立立 式式 数数 控控 铣铣 床床立立 式式 数数 控控 铣铣 床床 光光 机机第第4轴轴A轴轴（选配）（选配）卧卧 式式 数数 控控 镗镗 铣铣 床床卧卧 式式 数数 控控 镗镗 铣铣 床光机床光机动动 台台 式式 龙龙 门门 数数 控控 铣铣 床床动动 台台 式式 龙龙 门门 数数 控控 铣铣 床床 光光 机机动动 梁梁 式式 龙龙 门门 数数 控控 铣铣 床床 五面体五面体 龙龙 门门 数数 控控 铣铣 床床 新型五面体动力头功能新型五面体动力头功能（三）数控加工中心的功能及分类（三）
8、数控加工中心的功能及分类数控铣床的主要功能：数控铣床的主要功能：把铣削、镗削、钻削、攻螺纹和切削螺纹等功能集中在一台设把铣削、镗削、钻削、攻螺纹和切削螺纹等功能集中在一台设备上，工件一次装夹后能完成较多的加工步骤，加工精度较高备上，工件一次装夹后能完成较多的加工步骤，加工精度较高.数控铣床的分类：数控铣床的分类：立式数控加工中心立式数控加工中心卧式数控加工中心卧式数控加工中心龙门数控加工中心龙门数控加工中心斗笠式自动换刀立式加工中心斗笠式自动换刀立式加工中心凸轮机械手式自动换刀立式加工中心凸轮机械手式自动换刀立式加工中心第第4轴（选择）轴（选择）带机械手链式刀库的卧式加工中心带机械手链式刀库的
9、卧式加工中心大型龙门式（动台）数控加工中心大型龙门式（动台）数控加工中心(四四)五轴五轴 联联 动动 数数 控控 机机 床床加工某些具有特殊要求的复杂形面的大型工件而出现的，也是加工某些具有特殊要求的复杂形面的大型工件而出现的，也是为了提高对这些形面的加工精度、质量和工效才得到应用和发为了提高对这些形面的加工精度、质量和工效才得到应用和发展的。展的。五轴加工这里是指在一台机床上至少有五个坐标轴五轴加工这里是指在一台机床上至少有五个坐标轴(三个直线坐三个直线坐标和两个旋转坐标标和两个旋转坐标)，而且可在计算机数控，而且可在计算机数控(CNC)系统的控制下系统的控制下同时协调运动进行加工。同时协调
10、运动进行加工。工作台回转的立式五轴加工中心工作台回转的立式五轴加工中心系统基本轴：系统基本轴：X、Y、Z轴轴回转轴：回转轴：C轴（轴（360度）度）A轴（轴（30-120度）度）主轴回转的立式五轴加工中心主轴回转的立式五轴加工中心 能自行环绕能自行环绕Z轴轴360度，成为度，成为C轴，回转头上还有带可轴，回转头上还有带可环绕环绕X轴旋转的轴旋转的A轴，一般回转范围是轴，一般回转范围是90度。度。系统基本轴：系统基本轴：X、Y、Z轴轴回转轴：回转轴：C 轴（轴（360度）度）B轴（轴（+/-90度）度）主轴回转和主轴回转的立式五轴加工中心主轴回转和主轴回转的立式五轴加工中心 多功能卧式镗铣加工中
11、心多功能卧式镗铣加工中心C轴（一般为轴（一般为90度回转）度回转）B轴（轴（0-360度回转）度回转）卧式五轴加工中心卧式五轴加工中心系统基本轴：系统基本轴：X、Y、Z轴轴回转轴：回转轴：B轴（轴（360度）度）C轴（轴（30-270度）度）龙龙 门门 五五 轴轴 加加 工工 中中 心心系统基本轴：系统基本轴：X、Y、Z轴轴回转轴：回转轴：C轴（轴（360度）度）A轴（轴（+/-90度）度）(五五)并联数控机床并联数控机床二、数控机床维修人员的要求二、数控机床维修人员的要求（1）具备机床故障综合诊断的能力）具备机床故障综合诊断的能力（2）通过系统文件的装载或调试来诊断系统故）通过系统文件的装载
12、或调试来诊断系统故障的能力障的能力（3）具备计算机应用软件的操作能力）具备计算机应用软件的操作能力（4）掌握自动控制领域里的总线控制技术）掌握自动控制领域里的总线控制技术（5）掌握计算机网络控制技术）掌握计算机网络控制技术 三、数控机床故障诊断方法三、数控机床故障诊断方法 2.系统报警诊断号故障诊断方法系统报警诊断号故障诊断方法 3.动态梯形图诊断法动态梯形图诊断法4.机床厂家报警号及报警信息（机床厂家报警号及报警信息（#1000-#2999）5.5.初始化复位法初始化复位法 6.备件置换法备件置换法1.系统开机自诊断功能的故障的诊断方法系统开机自诊断功能的故障的诊断方法13.远程诊断法远程诊
13、断法 12.系统故障诊断引导法系统故障诊断引导法 10.使能信号的短接法使能信号的短接法 9.功能参数的封锁法功能参数的封锁法8.短路故障的排除法短路故障的排除法7.同类对调法同类对调法11.电动机精度检测判别机床加工误差的法电动机精度检测判别机床加工误差的法 系统开机自诊断的指示灯的状态系统开机自诊断的指示灯的状态系统伺服报警诊断画面系统伺服报警诊断画面动态梯形图显示画面（动态梯形图显示画面（CRT）动态梯形图显示画面（动态梯形图显示画面（LCD）故障现象故障现象:加工中心加工中心Z不能轴移动不能轴移动动态梯形图诊断方法动态梯形图诊断方法系统数据初始化复位法：系统数据初始化复位法：系统参数复
14、位法系统参数复位法(系统软件和用户软件系统软件和用户软件)系统数据全清后再把系列备份数据回装操作系统数据全清后再把系列备份数据回装操作主轴参数复位法主轴参数复位法 把主轴模块存储的主轴电动机标准参数进行初始化把主轴模块存储的主轴电动机标准参数进行初始化进给伺服参数复位法进给伺服参数复位法 把系统轴板存储的进给电动机标准参数初始化把系统轴板存储的进给电动机标准参数初始化系统伺服设定画面（系统伺服设定画面（X轴电动机伺服初始化）轴电动机伺服初始化）故障信息是：故障信息是：系统主系统主CPU未启动未启动故障现象：故障现象：系统无法启动，系统黑屏系统无法启动，系统黑屏配件替换法进行故障的判别配件替换法进行故障的判别同类编码器的对调方法进行故障的判别同类编码器的对调方法进行故障的判别故故障障灯灯亮亮具体故障点具体故障点短路故障的排除法短路故障的排除法用参数封锁法进行故障部位的具体判别用参数封锁法进行故障部位的具体判别故障现象：故障现象：数控铣床数控铣床X轴光栅尺断线报警轴光栅尺断线报警各模块使能信号短接法进行故障的判别各模块使能信号短接法进行故障的判别伺服电动机定位精度和重复定位精度的检查方法伺服电动机定位精度和重复定位精度的检查方法加工中心乱刀的诊断及处理加工中心乱刀的诊断及处理
