數(shù)控機(jī)床的故障現(xiàn)象是多種多樣的，其表現(xiàn)形式也沒有簡(jiǎn)單的規(guī)律可遵循。對(duì)數(shù)控機(jī)床故障進(jìn)行分析時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意到數(shù)控機(jī)床本身的特點(diǎn)。

                              數(shù)控機(jī)床爬行與振動(dòng)的分析

數(shù)控機(jī)床的滑動(dòng)部件，如工作臺(tái)、溜板、滑座等，在低速運(yùn)動(dòng)時(shí)常常會(huì)出現(xiàn)爬行現(xiàn)象。所謂爬行就是指上述部件時(shí)走時(shí)停的非勻速運(yùn)動(dòng)，輕微時(shí)表現(xiàn)為目光不易察覺的振顫，嚴(yán)重時(shí)表現(xiàn)為大距離沖動(dòng)。由于爬行是非勻速?zèng)_動(dòng)，從而嚴(yán)重地影響了加工精度；對(duì)定位精度要求高的數(shù)控機(jī)床則難以實(shí)現(xiàn)精確定位及微量進(jìn)給；個(gè)別情況還可能出現(xiàn)扎刀，蹦飛工件等情況，故應(yīng)引起高度重視。
   1、引起爬行的幾個(gè)因素引起爬行的因素很多，歸納起來(lái)主要有以下幾種：（ 1 ）磨擦阻力變化引起的爬行機(jī)床床身導(dǎo)軌和工作臺(tái)導(dǎo)軌面都是經(jīng)過(guò)磨削或刮削的，宏觀看是平直而光滑的，但在微觀上卻存在著不同程度的犬牙參差的微峰?；瑒?dòng)導(dǎo)軌的兩個(gè)接觸面只是兩面的微峰峰尖接觸，所以它們之間實(shí)際接觸面積是非常小的，因而峰尖所承受的壓力之高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其彈性變形的極限而出現(xiàn)塑性變形，尤其是大（重）型數(shù)控機(jī)床更為突出。此外，發(fā)生塑性變形的接觸點(diǎn)的金屬分子會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的粘著作用。由于參差不齊的微峰會(huì)出現(xiàn)相互交錯(cuò)嚙合，相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)便產(chǎn)生了爬行現(xiàn)象。這便是機(jī)床相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩導(dǎo)軌表面產(chǎn)生磨擦阻力的主要根源。
   機(jī)床的爬行現(xiàn)象主要發(fā)生在低速運(yùn)動(dòng)時(shí)，此時(shí)兩導(dǎo)軌面之間難以形成高速運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)壓油膜，從而出現(xiàn)了由微峰直接接觸的邊界潤(rùn)滑。這時(shí)兩導(dǎo)軌表面的微峰直接接觸，壓力極高，因而發(fā)生塑性變形，運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致接觸局部高熱，出現(xiàn)金屬分子的粘著，也稱“冷焊”，這時(shí)兩導(dǎo)軌間的磨擦系數(shù)是相當(dāng)大的。
   我們都知道，推動(dòng)一個(gè)物體運(yùn)動(dòng)所用的力應(yīng)大于維持這個(gè)物體運(yùn)動(dòng)所用的力。也就是靜磨擦力（靜磨擦系數(shù)）大于動(dòng)磨擦力（動(dòng)磨擦系數(shù)）。在低速運(yùn)動(dòng)開始的短暫時(shí)間，磨擦系數(shù)μ b 從靜止?fàn)顟B(tài)下的最大值開始呈迅速下降趨勢(shì)至最小值。此時(shí)工作臺(tái)表現(xiàn)為向前沖動(dòng)。隨著速度υ的增大，而開始上升。上升到較大值時(shí)，磨擦阻力增大，工作臺(tái)趨向靜止。此時(shí)，由于磨擦阻力的增大，相對(duì)驅(qū)動(dòng)也隨之增大。當(dāng)驅(qū)動(dòng)增大到足以克服磨擦阻力時(shí)，工作臺(tái)又重復(fù)出現(xiàn)以前的相同沖動(dòng)，驅(qū)動(dòng)力隨之減小。這個(gè)驅(qū)動(dòng)力和磨擦力不斷變化的過(guò)程，也就是工作臺(tái)時(shí)走時(shí)停的循環(huán)沖動(dòng)過(guò)程，這便是爬行的因素之一。
 （ 2 ）機(jī)械零（部）件別勁引起的爬行由于執(zhí)行元件與運(yùn)動(dòng)部件中心線不同心或不平行（如滾珠絲杠螺母副之間）；或執(zhí)行元件與導(dǎo)向面不平行（如工作臺(tái)與床身導(dǎo)軌之間）；或運(yùn)動(dòng)部件導(dǎo)向裝置夾得太緊（如導(dǎo)軌副預(yù)緊過(guò)大）；或液壓缸活塞與活塞桿不同心產(chǎn)生別勁等現(xiàn)象均會(huì)造煩惱因磨擦阻力不均而產(chǎn)生爬行。還有因?qū)к壠叫卸燃芭で却螅驅(qū)к壐鞫巫兓灰恢率构ぷ髋_(tái)移動(dòng)時(shí)所需克服的阻力經(jīng)常變化，滑動(dòng)表面油膜破壞，導(dǎo)致出現(xiàn)爬行。
 （ 3 ）潤(rùn)滑不良引起的爬行當(dāng)運(yùn)動(dòng)副的滑動(dòng)速度減小時(shí)，油楔作用減弱，潤(rùn)滑油膜厚度降低，甚至破裂，造成金屬表面局部接觸。當(dāng)滑動(dòng)速度降低到一定數(shù)值時(shí)，油膜斷裂比率增加，磨擦力隨之增大，這種變化的磨擦力將導(dǎo)致工作臺(tái)爬行。
 （ 4 ）液壓系統(tǒng)泄漏引起的爬行由于液壓系統(tǒng)中密封圈老化破裂，執(zhí)行元件磨損等造成泄漏，使系統(tǒng)壓力損失導(dǎo)致爬行，如液壓泵內(nèi)部零件磨損，引起液壓泵輸出流量和壓力不足或波動(dòng)；閥類元件及液壓缸磨損，元件間隙變大，或液壓缸活塞與缸體配合間隙過(guò)大，使高壓腔與低壓腔互通引起壓力不足，使推力減小，在阻力變化時(shí)，液壓泵不能提供壓力變化而產(chǎn)生爬行。在液壓系統(tǒng)的爬行中，及時(shí)消除液壓缸中的氣體是防止爬行的有效做法。
   2、消除爬行的對(duì)策為了有效地消除爬行，應(yīng)針對(duì)具體原因采用不同的措施：（ 1 ）改善磨擦阻力改善磨擦阻力的變化。旨在減小磨擦曲線隨運(yùn)動(dòng)速度增加而下降的斜率，也就是減小靜、動(dòng)磨擦系數(shù)差，其主要措施在于改善潤(rùn)滑狀態(tài)。
   措施 1 ：改善導(dǎo)軌的潤(rùn)滑，保證充足的潤(rùn)滑油量及潤(rùn)滑油油性好、粘度適宜。對(duì)工作臺(tái)載荷大的大型機(jī)床應(yīng)采用粘度高的導(dǎo)軌潤(rùn)滑油。
   措施 2 ：在單靠潤(rùn)滑油本身難以達(dá)到性能要求的情況下，可在油中加入添加劑，以改善潤(rùn)滑油的性能，例如加入硫化鯨魚油，三甲酚磷酸脂,MoS2 油劑等，或在導(dǎo)軌表面涂上一層固體 MoS2 潤(rùn)滑劑。
   措施 3 ：在導(dǎo)軌上粘貼上一層 TSF 導(dǎo)軌軟帶。TSF 導(dǎo)軌軟帶是一種以聚四氟乙烯為基的高分子復(fù)合材料，具有優(yōu)異的磨擦性能，磨擦系數(shù)很低，約為鑄鐵滑動(dòng)導(dǎo)軌的 1/10 ，在維修時(shí)采用 TSF 導(dǎo)軌是一種非常省事的辦法。它工藝簡(jiǎn)單、性能優(yōu)越有著有為廣闊的應(yīng)用前景。
 （ 2 ）減少機(jī)械傳動(dòng)部件間的磨擦阻力對(duì)于機(jī)械別勁原因造成的爬行，在保證各元件自身精度的同時(shí)，著重調(diào)整運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向裝置的平行度和同心度，重視導(dǎo)向裝置（如滾珠絲杠）松緊程度的調(diào)整。加強(qiáng)潤(rùn)滑減少磨擦阻力，對(duì)于液壓缸要處理好油缸與工作機(jī)構(gòu)的聯(lián)接要求，保證活塞、活塞桿運(yùn)動(dòng)時(shí)不受彎力、扭力的作用。對(duì)于大行程的液壓缸，為防止滑動(dòng)而壓力過(guò)高，在設(shè)計(jì)時(shí)可采用無(wú)縫鋼管作活塞桿，以減輕自重增大剛度。
 （ 3 ）液壓元件磨損導(dǎo)致的系統(tǒng)泄漏分為正常磨損和非正常磨損。對(duì)正常磨損可修復(fù)或更換新件，對(duì)非正常磨損則一定要查明原因采取相應(yīng)措施。若導(dǎo)軌被拉傷，則要修復(fù)導(dǎo)軌。若是油缸拉毛時(shí)，可研磨修刮，嚴(yán)重拉傷時(shí)可上鏜床修復(fù)，并根據(jù)具體情況改進(jìn)活塞結(jié)構(gòu)或重配活塞。
 （ 4 ）液壓系統(tǒng)內(nèi)存在空氣造成的爬行當(dāng)系統(tǒng)中存在空氣時(shí)，則應(yīng)對(duì)密封不良處嚴(yán)加密封，并定時(shí)更換油液。選用消泡性能好的液壓油，或在油中加入消泡添加劑。從油箱的設(shè)計(jì)出發(fā)，盡可能采用有隔離板的油箱，使回油產(chǎn)生的氣泡不會(huì)很快到達(dá)吸油管附近，液壓泵的吸油管與系統(tǒng)回油管之間的距離盡可能遠(yuǎn)，也不失為一個(gè)有效方法。
   機(jī)床爬行現(xiàn)象作為一種故障，對(duì)于數(shù)控機(jī)床所造成的直接后果相當(dāng)嚴(yán)重，經(jīng)濟(jì)損失也是相當(dāng)可觀的。其引發(fā)的原因主要有機(jī)械、液壓、潤(rùn)滑、電氣等幾個(gè)方面，它們之間往往相互關(guān)聯(lián)、交織在一起。要在實(shí)踐中不斷積累經(jīng)驗(yàn)，學(xué)會(huì)分析故障原因，以找到解決問(wèn)題的最佳措施

在數(shù)控機(jī)床中有很多明顯的不正?，F(xiàn)象，但在有一些經(jīng)濟(jì)數(shù)控系統(tǒng)中，卻沒有報(bào)警，即使有時(shí)出現(xiàn)報(bào)警，報(bào)警的信息表明也不是你所看到不正?，F(xiàn)象的報(bào)警。機(jī)床出現(xiàn)爬行與振動(dòng)就是一個(gè)明顯的例子。機(jī)床以低速運(yùn)行時(shí)，機(jī)床工作臺(tái)是蠕動(dòng)著向前運(yùn)動(dòng)；機(jī)床要以高速運(yùn)行時(shí)，就出現(xiàn)震動(dòng)。

但是，如果仔細(xì)看一下導(dǎo)軌面潤(rùn)滑的情況，事實(shí)并非如此，就可以斷定機(jī)床爬行和振動(dòng)問(wèn)題是屬于速度的問(wèn)題。既然是速度的問(wèn)題就要去找速度環(huán)，我們知道機(jī)床的速度整個(gè)調(diào)節(jié)過(guò)程是由速度調(diào)節(jié)器來(lái)完成的。特別應(yīng)該著重指出，速度調(diào)節(jié)器的時(shí)間常數(shù)，也就是速度調(diào)節(jié)器積分時(shí)間常數(shù)是以毫秒計(jì)的，因此，整個(gè)機(jī)床的伺服運(yùn)動(dòng)是一個(gè)過(guò)渡過(guò)程，是一個(gè)調(diào)節(jié)過(guò)程。

凡是與速度有關(guān)的問(wèn)題，只能去查找速度調(diào)節(jié)器。因此，機(jī)床振動(dòng)問(wèn)題也要去查找速度調(diào)節(jié)器?？梢詮囊韵逻@些地方去查找速度調(diào)節(jié)器故障：一個(gè)是給定信號(hào)，一個(gè)是反饋信號(hào)，再一個(gè)就是速度調(diào)節(jié)器的本身。

第一個(gè)是由位置偏差計(jì)數(shù)器出來(lái)經(jīng) D/轉(zhuǎn)換給速度調(diào)節(jié)器送來(lái)的模擬是 VCMD ，這個(gè)信號(hào)是否有振動(dòng)分量，可以通過(guò)伺服板上的插腳 (FANUC6 系統(tǒng)的伺服板是 X18 腳) 來(lái)看一看它是否在那里振動(dòng)。如果它就是有一個(gè)周期的振動(dòng)信號(hào)，那毫無(wú)疑問(wèn)機(jī)床振動(dòng)是正確的，速度調(diào)節(jié)器這一部分沒有問(wèn)題，而是前級(jí)有問(wèn)題，向 D ／一轉(zhuǎn)換器或偏差計(jì)數(shù)器去查找問(wèn)題。如果我們測(cè)量結(jié)果沒有任何振動(dòng)的周期性的波形。那么問(wèn)題肯定出在其他兩個(gè)部分。

我們可以去觀察測(cè)速發(fā)電機(jī)的波形，由于機(jī)床在振動(dòng)，說(shuō)明機(jī)床的速度在激烈的振蕩中，當(dāng)然測(cè)速發(fā)電機(jī)反饋回來(lái)的波形一定也是動(dòng)蕩不已的。但是我們可以看到，測(cè)速發(fā)電機(jī)反饋的波形中是否出現(xiàn)規(guī)律的大起大落，十分混亂現(xiàn)象。這時(shí)，我們最好能測(cè)一下機(jī)床的振動(dòng)頻率與電機(jī)旋轉(zhuǎn)的速度是否存在一個(gè)準(zhǔn)確的比率關(guān)系，譬如振動(dòng)的頻率是電機(jī)轉(zhuǎn)速的四倍頻率。這時(shí)我們就要考慮電機(jī)或測(cè)速發(fā)電機(jī)有故障的問(wèn)題。

因?yàn)檎駝?dòng)頻率與電機(jī)轉(zhuǎn)速成一定比率，首先就要檢查一下電動(dòng)機(jī)是否有故障，檢查它的碳刷，整流子表面狀況，以及機(jī)械振動(dòng)的情況，并要檢查滾珠軸承的潤(rùn)滑情況，整個(gè)這個(gè)檢查，可不必全部拆卸下來(lái)，可通過(guò)視察官進(jìn)行觀察就可以了，軸承可以用耳去聽聲音來(lái)檢查。如果沒有什么問(wèn)題，就要檢查測(cè)速發(fā)電機(jī)。測(cè)速發(fā)電機(jī)一般是直流的。

測(cè)速發(fā)電機(jī)就是一臺(tái)小型的永磁式直流發(fā)電機(jī)，它的輸出電壓應(yīng)正比于轉(zhuǎn)速，也就是輸出電壓與轉(zhuǎn)速是線性關(guān)系。只要轉(zhuǎn)速一定，它的輸出電壓波形應(yīng)當(dāng)是一條直線，但由于齒槽的影響及整流子換向的影響，在這直線上附著一個(gè)微小的交變量。為此，測(cè)速反饋電路上都加了濾波電路，這個(gè)濾波電路就是削弱這個(gè)附在電壓上的交流分量。

測(cè)速發(fā)電機(jī)中常常出現(xiàn)的一個(gè)毛病就是炭刷磨下來(lái)的炭粉積存在換向片之間的槽內(nèi)，造成測(cè)速發(fā)電機(jī)片間短路，一旦出現(xiàn)這樣的問(wèn)題就避免不了這個(gè)振動(dòng)的問(wèn)題。

這是因?yàn)檫@個(gè)被短路的元件一會(huì)在上面支路，一會(huì)在下面支路，一會(huì)正好處于換向狀態(tài)，這 3 種情況就會(huì)出現(xiàn) 3 種不同的測(cè)速反饋的電壓。在上面支路時(shí)，上面支路由于少了一個(gè)元件，電壓必然要小，而當(dāng)它這個(gè)元件又轉(zhuǎn)到了下面支路時(shí)，下面的電壓也小，這時(shí)不論在上面支路，還是在下面支路中，都必然使這兩條支路的端電壓下降，且有一個(gè)平衡電流流過(guò)這兩條并聯(lián)的支路，又造成一定的電壓降。當(dāng)這個(gè)元件處于換向，正好它也處于短路，這時(shí)上下兩個(gè)支路沒有短路元件，電壓得以恢復(fù)，且也無(wú)環(huán)流。這樣，與正常測(cè)速發(fā)電機(jī)狀態(tài)一樣。為此，三種不同情況下電壓做了一個(gè)周期地變化，這個(gè)電壓反饋到調(diào)節(jié)器上時(shí)，勢(shì)必引起調(diào)節(jié)器的輸出也做出相應(yīng)地，周期地變化。這是僅僅說(shuō)了一個(gè)元件被短路。特別嚴(yán)重時(shí)有一遍換向片全部被碳粉給填平了，全部短路，這樣就會(huì)更為嚴(yán)重的電壓波動(dòng)。

反饋信號(hào)與給定信號(hào)對(duì)于調(diào)節(jié)器來(lái)說(shuō)是完全相同的。所以，出現(xiàn)了反饋信號(hào)的波動(dòng)，必然引起速度調(diào)節(jié)器的反方向調(diào)節(jié)，這樣就引起機(jī)床的振動(dòng)。

這種情況發(fā)生時(shí)，非常容易處理，只要把電機(jī)后蓋拆下，就露出測(cè)速發(fā)電機(jī)的整流子。這時(shí)不必做任何拆卸，只要用尖銳的勾子，小心地把每個(gè)槽子勾一下，然后用細(xì)砂紙光一下勾起的毛刺，把整流片表面再用無(wú)水酒精擦一下，再放上炭刷就可以了。這里特別要注意的是用尖銳的勾子去勾換向片間槽口時(shí)，別碰到繞組，因?yàn)槔@組線很細(xì)，一旦碰破就無(wú)法修復(fù)，只有重新更換繞組。再一個(gè)千萬(wàn)不要用含水酒精去擦，這樣弄完了絕緣電阻下降無(wú)法進(jìn)行烘干，這樣就會(huì)拖延修理期限。

除了上面討論過(guò)這些引起振動(dòng)的原因外，還可能是系統(tǒng)本身的參數(shù)引起的振蕩。眾所周知；一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)也可能由于參數(shù)設(shè)定不好，而引起系統(tǒng)振蕩，但最佳的消除這個(gè)振蕩方法就是減少它的放大倍數(shù)，在 FANUC 的系統(tǒng)中調(diào)節(jié) RV1 ，逆時(shí)鐘方向轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)可以看出立即會(huì)明顯變好，但由于 RV1 調(diào)節(jié)電位器的范圍比較小，有時(shí)調(diào)不過(guò)來(lái)，只能改變短路棒。

采用這些方法后，還做不到完全消除振動(dòng)，甚至是無(wú)效的，就要考慮對(duì)速度調(diào)節(jié)器板更換或換下后徹底檢查各處波形。

在這個(gè)實(shí)例中，出現(xiàn)爬行時(shí)，電機(jī)是在低速，一旦提高速度就震起來(lái)，這時(shí)電流就可能出現(xiàn)過(guò)流報(bào)警。產(chǎn)生這種報(bào)警的原因是機(jī)床工作臺(tái)面為了迅速跟限反饋信號(hào)的變化而變化，必須有一個(gè)很大的加速度才行，這個(gè)加速度就是由電機(jī)的轉(zhuǎn)矩給出的。電機(jī)轉(zhuǎn)矩的變化來(lái)響應(yīng)這個(gè)速度給定信號(hào) ( 實(shí)際上是反饋信號(hào)) 的變化。轉(zhuǎn)矩就是電流信號(hào)。大的轉(zhuǎn)矩，就是大的電流信號(hào)造成的，在電流環(huán)中出現(xiàn)了一個(gè)電流的激烈變化，從而出現(xiàn)了過(guò)電流現(xiàn)象。在振動(dòng)時(shí)不報(bào)警，而在振動(dòng)加大時(shí)，出現(xiàn)了過(guò)電流報(bào)警。

從這個(gè)例子中，我們可以這樣總結(jié)：位置問(wèn)題去找位置環(huán)，而速度問(wèn)題去找速度環(huán)。所謂位置環(huán)就是研究零件加工的尺寸問(wèn)題，零件的尺寸精度要去研究位置環(huán)。當(dāng)然，零件尺寸的重復(fù)精度還和基準(zhǔn)點(diǎn)有關(guān)，我們?cè)诤竺孢€要討論基準(zhǔn)點(diǎn)返回問(wèn)題。但總的說(shuō)來(lái)，尺寸問(wèn)題，位置問(wèn)題，要求考慮的對(duì)象是位置環(huán)，或者說(shuō)與位置環(huán)有關(guān)的部分應(yīng)是考慮的主要對(duì)象。速度的問(wèn)題就要去研究速度環(huán)以及與速度環(huán)有關(guān)的部分。

   另外，如果加工零件形狀有了問(wèn)題，這顯然是由幾個(gè)軸進(jìn)行插補(bǔ)造成的。這就是收據(jù)控制對(duì)軸進(jìn)行的脈沖分配，那么如果我們認(rèn)為收據(jù)控制對(duì)軸的脈沖分配是正確的 (常常是這樣，很少遇到是收據(jù)控制出了毛病，或插補(bǔ)軟件出了毛病而出現(xiàn)形狀不對(duì)的現(xiàn)象) ，那么各軸在忠實(shí)地執(zhí)行收據(jù)控制的指令上肯定存在問(wèn)題。我們可以去查各個(gè)軸伺服單元存在的問(wèn)題。我們?nèi)绻爰庸ひ粭l有一定斜率的直線，那么這兩個(gè)軸的速度要按斜率的比率關(guān)系給定。

由于數(shù)控機(jī)床是機(jī)電一體化產(chǎn)品，這里邊影響機(jī)床正常工作的因素很多，例如上面我們?cè)懻撨^(guò)的加工形狀誤差的原因，除了電氣方面的問(wèn)題之外，我們?cè)跀?shù)控機(jī)床的驗(yàn)收一節(jié)中曾經(jīng)討論過(guò)失動(dòng)量的測(cè)定，這也是影響加工的幾何形狀一個(gè)重要問(wèn)題，這個(gè)機(jī)械方面的問(wèn)題也與電氣的問(wèn)題混在一起，這種情況就十分難以分辨出到底哪個(gè)因素在這個(gè)問(wèn)題中的比重占有多少。這些相關(guān)的因素是制約我們迅速查出故障的重要因素。

6． 2 數(shù)控機(jī)床基準(zhǔn)點(diǎn)的故障分析與排除

普通的數(shù)控機(jī)床在斷電之后，就失去了對(duì)各坐標(biāo)位置的記憶。因此，重新開機(jī)后使機(jī)床坐標(biāo)回到機(jī)床的一個(gè)固定點(diǎn)上，十分重要。這個(gè)操作叫做回參考點(diǎn)或回零。

6． 2 ．1 故障類型

   回參考點(diǎn)的故障一般來(lái)說(shuō)主要有三類：第一類是返回參考點(diǎn)時(shí)機(jī)床停止位置與參考點(diǎn)位置不一致；第二類是機(jī)床不能正常返回參考點(diǎn)，且有報(bào)警產(chǎn)生；第三類是機(jī)床在返回參考點(diǎn)過(guò)程中數(shù)控系統(tǒng)突然變成 "不更預(yù)先" （沒有準(zhǔn)備好）狀態(tài)，但又無(wú)報(bào)警產(chǎn)生。

6． 2 ．2 數(shù)控機(jī)床基準(zhǔn)點(diǎn)的故障分析與排除實(shí)例

數(shù)控機(jī)床都有一個(gè)參考基準(zhǔn)點(diǎn)（機(jī)械原點(diǎn)），在機(jī)床云心過(guò)程中它是一個(gè)固定點(diǎn)，通常把它作為第二、第三基準(zhǔn)點(diǎn)及工件坐標(biāo)系的才按靠基準(zhǔn)，每次機(jī)床啟動(dòng)后，首先要進(jìn)行機(jī)床手動(dòng)回零返回基準(zhǔn)點(diǎn)操作。如果返回基準(zhǔn)點(diǎn)不準(zhǔn)確，會(huì)造成加工零件報(bào)廢，甚至設(shè)備損壞，因而，對(duì)于說(shuō)能夠機(jī)床來(lái)說(shuō)，準(zhǔn)確返回基準(zhǔn)點(diǎn)相當(dāng)重要，本文主要探討基準(zhǔn)點(diǎn)返回原理及基準(zhǔn)點(diǎn)漂移故障排除方法。

一、基準(zhǔn)返回原理

常用伺服電機(jī)內(nèi)置增量式編碼器作為位置反饋，在編碼器的輸出信號(hào)中，除了位置饋用的信號(hào)之外，還有一相零信號(hào)，每轉(zhuǎn)一個(gè)，我們把它稱為零柵格，在機(jī)床返回參考點(diǎn)時(shí)，首先機(jī)床以 G00 速度趨近機(jī)床零點(diǎn)，回零開關(guān)處于閉合 (在) 之上狀態(tài)。在變?yōu)樯系漠?dāng)回零開關(guān)信號(hào)由走開,同時(shí)坐標(biāo)軸移動(dòng)速度由 G00 速度降至機(jī)床系統(tǒng)設(shè)定的回零減速度，并以 FL 速度繼續(xù)運(yùn)行，當(dāng)回零撞塊離開回零開關(guān)時(shí)，回零信號(hào)由離開在系統(tǒng)開始讀柵格上的變?yōu)?。?dāng)?shù)谝粋€(gè)循環(huán)零信號(hào)出現(xiàn)時(shí)，機(jī)床停止運(yùn)行，機(jī)械零點(diǎn)被設(shè)定。

二、基準(zhǔn)點(diǎn)漂移故障原因及排除方法

數(shù)控機(jī)床在使用一段時(shí)間后，由于各種原因，會(huì)出現(xiàn)數(shù)控機(jī)床回零不準(zhǔn)確的問(wèn)題。數(shù)控機(jī)床零不準(zhǔn)確時(shí)，往往造成加工零件的尺寸大小不一，難以保證加工精度，常常使加工的零件不能滿足工藝要求，同時(shí)還可能造成機(jī)床損壞，工件報(bào)廢。根據(jù)多年的工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)坐標(biāo)回零不準(zhǔn)的處理，以及對(duì)日常維修此類故障進(jìn)行總結(jié)，產(chǎn)生數(shù)控機(jī)床回零不準(zhǔn)確的原因有三種，我們就此問(wèn)題，把產(chǎn)生故障的原因、檢查方法及排除措施歸納如下。

1．偏移一個(gè)柵格

基準(zhǔn)偏移一個(gè)柵格的情況，其故障原因多半是減速撞塊的起始位置確定不正確，或減速撞塊的長(zhǎng)度不組。

1). 減速撞塊的起始位置確定不正確。檢查方法：將機(jī)床與動(dòng)機(jī)構(gòu)從基準(zhǔn)點(diǎn)朝減速撞塊方向動(dòng)，依診斷功能觀察減速信號(hào)并計(jì)算監(jiān)視器屏上自基準(zhǔn)點(diǎn)至減速撞塊的距離。排除措施：自減速撞塊脫開點(diǎn)至基準(zhǔn)點(diǎn)之距定為電機(jī) 1/2 轉(zhuǎn)。

2). 減速撞塊長(zhǎng)度不足。檢查方法：將機(jī)床與動(dòng)機(jī)構(gòu)從基準(zhǔn)點(diǎn)朝減速撞塊方向移動(dòng)，依診?斷功能觀察減速信號(hào)并計(jì)算監(jiān)視器屏上自基準(zhǔn)點(diǎn)至減速撞塊的距離。排除方法：更換減速?撞塊。

2．停機(jī)點(diǎn)不定量偏移

對(duì)于停機(jī)點(diǎn)不定量偏移的鼓掌、其原因主要是：

1). 干擾。檢查方法：電纜屏蔽是否接地，火花消除元件是否與屏蔽層項(xiàng)鏈，脈沖傳感的電纜是否置于電源電纜附近。排除方法：使電源屏蔽接地，火花消除元件接觸良好，將電纜置于不同線槽內(nèi)。

2). 脈沖傳感器有故障。試更換脈沖傳感器。

3). 脈沖傳感器的電源電壓低。電源裝置上輸出電壓應(yīng)是 5 V ，檢查脈沖傳感器上電源電壓應(yīng)是 4.7 V 或更高。措施：經(jīng)過(guò)電纜的電壓降低為 0.2 V 以下。

4)．位置板有故障，試換模塊。

5)．伺服電機(jī)與機(jī)床的離合器連接松動(dòng)。在電動(dòng)機(jī)上做記號(hào)，并檢查其與機(jī)床位置是否符合。措施：緊固離合器連接。

3．僅偏移很小距離

對(duì)于基準(zhǔn)偏移很小距離的故障原因有兩個(gè)：

1). 電纜短里或接頭接觸不良。檢查焊接處，電纜接頭是否加緊并緊固。

2). 輸出信號(hào)發(fā)生偏移性振蕩或位置板有故障。方法：接觸偏移修正功能后，根據(jù)診斷功能檢查位置偏移值，偏移性振? 蕩相應(yīng)于位置的偏移離。檢查或更換印刷電路板及模板。

6． 3 數(shù)控車床故障分析與排除

實(shí)例 1 簡(jiǎn)易數(shù)控車床常見故障與分析處理

簡(jiǎn)易數(shù)控車床又叫做經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床，由于其價(jià)格經(jīng)濟(jì)自動(dòng)化程度又高，因此在機(jī)加工行業(yè)中得到普遍認(rèn)可和廣泛使用。

簡(jiǎn)易數(shù)控車床是在普通車床的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，但其自動(dòng)化程度卻得到極大提高。其自動(dòng)控制系統(tǒng)主要由單片機(jī)構(gòu)成，通過(guò)控制程序，控制機(jī)床的縱向及橫向進(jìn)給裝置及換刀裝置，自動(dòng)完成零件的加工。所以，簡(jiǎn)易數(shù)控車床是較復(fù)雜的機(jī)—電一體化設(shè)備，因而在出現(xiàn)故障時(shí)也要從機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)和電氣控制兩個(gè)方面綜合分析。現(xiàn)結(jié)合自己在實(shí)際維修工作中的一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)其常見故障作幾點(diǎn)分析。

1．程序啟動(dòng)后，步進(jìn)電機(jī)抖動(dòng)不轉(zhuǎn)

這一現(xiàn)象一般是步進(jìn)電機(jī)或其控制系統(tǒng)斷相造成的。有可能是步進(jìn)電機(jī)本身的故障也可能是其驅(qū)動(dòng)電路的故障。首先檢查步進(jìn)電機(jī)的連接插頭是否接觸良好，若連接插頭接觸良好，可再將沒有故障的一相電機(jī)調(diào)換過(guò)來(lái)，若調(diào)換電機(jī)后運(yùn)行正常，則說(shuō)明原步進(jìn)電機(jī)有故障，若調(diào)換電機(jī)后仍不能正常工作，則說(shuō)明其控制部分不正常，可重點(diǎn)檢查驅(qū)動(dòng)板上的大功率三極管極其保護(hù)元件釋放二極管，一般情況下，這兩個(gè)元件損壞的幾率比較大。

2．加工程序運(yùn)行過(guò)程中，工作臺(tái)突然停止運(yùn)行，步進(jìn)電機(jī)抖動(dòng)不轉(zhuǎn)

這一現(xiàn)象一般是由機(jī)械故障引起的，但也可能是控制系統(tǒng)發(fā)生故障造成的。這時(shí)，可先將工作臺(tái)退回原點(diǎn)，重新啟動(dòng)加工程序，若工作臺(tái)總是運(yùn)行到某一位置時(shí)停止運(yùn)行，應(yīng)該是傳動(dòng)系統(tǒng)的某一部位損壞、變形或被異物卡住等原因造成的。首先將控制系統(tǒng)斷電，然后用手轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠，若在某一部位感覺阻力特大甚至根本轉(zhuǎn)不動(dòng)，則證明這一位置有故障。應(yīng)檢查絲母與絲杠間隙或溜板鑲條是否太緊、滾珠絲杠的滾珠導(dǎo)槽內(nèi)有無(wú)異物、絲杠有無(wú)彎曲變形、步進(jìn)電機(jī)減速器內(nèi)柔性齒輪是否松動(dòng)或有無(wú)異物卡住等。若手動(dòng)盤車沒有異常，則是控制系統(tǒng)有故障，應(yīng)按照 1 的步驟進(jìn)行檢查。

3．低速時(shí)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行正常，高速時(shí)步進(jìn)電機(jī)丟步

這一現(xiàn)象可能是驅(qū)動(dòng)電源電壓降低，使步進(jìn)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩減小造成的。所以應(yīng)重點(diǎn)檢查驅(qū)動(dòng)電源部分。當(dāng)高壓開頭三極管損壞后，高壓電源無(wú)法接通，使高速時(shí)步進(jìn)電機(jī)輸出力矩減少，造成丟步。也可能是機(jī)械故障造成的。所以在檢查上述部件未果的情況下，還應(yīng)檢查絲杠、絲母、溜板、步進(jìn)電機(jī)減速器等部分，當(dāng)有部件彎曲、變型、或有異物卡住時(shí)會(huì)使運(yùn)行阻力增大，當(dāng)?shù)退龠\(yùn)行時(shí)，現(xiàn)象不明顯，但高速運(yùn)行時(shí)則不能完全克服運(yùn)行阻力而造成丟步。

4．程序運(yùn)行結(jié)束，刀具返回不到零點(diǎn)

這一現(xiàn)象一般是控制系統(tǒng)故障引起的。刀具在進(jìn)給或在加工時(shí)要求低速運(yùn)行，這時(shí)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度較低，采用低壓電源供電，而程序回零點(diǎn)時(shí)，要求快速退回，這時(shí)要求步進(jìn)電機(jī)高速運(yùn)行，采用高壓驅(qū)動(dòng)電源，使輸出轉(zhuǎn)矩增大，保證正?；亓?。控制高壓驅(qū)動(dòng)電源輸出的有一開關(guān)三極管，當(dāng)開關(guān)三極管損壞后，高速回零點(diǎn)時(shí)，高壓電源打不開，步進(jìn)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩不夠，造成回零丟步，致使刀具返回不到原點(diǎn)。這一故障更換開關(guān)三極管即可消除。

5．程序運(yùn)行結(jié)束，刀具返回原點(diǎn)時(shí)越位

這種現(xiàn)象一般是由機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行阻力太大引起的。切削進(jìn)給時(shí)，刀架低速運(yùn)行，低電壓驅(qū)動(dòng)，步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩小，不足以克服阻力造成丟步。而回零時(shí)步進(jìn)電機(jī)高壓驅(qū)動(dòng)，運(yùn)行速度高，力矩大，又沒有吃力阻力，步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常不丟步。這樣去時(shí)丟步而返回時(shí)正常就會(huì)造成上述現(xiàn)象。這時(shí)可檢查步進(jìn)電機(jī)減速箱內(nèi)傳動(dòng)齒輪或步進(jìn)電機(jī)與絲杠之間傳動(dòng)齒輪上有無(wú)鐵屑異物，或溜板鑲條是否太緊使運(yùn)行阻力增大等原因。

6．空走刀時(shí)一切正常，但加工工件時(shí)尺寸誤差很大

此現(xiàn)象一種可能是絲杠或絲母與車床部位連接松動(dòng)造成?？兆邥r(shí)沒有吃刀阻力，溜板運(yùn)行正常，加工工件時(shí)由于吃刀阻力增大，絲杠或絲母與車床連接處松動(dòng)，造成加工工件尺寸漂移。堅(jiān)固連接部分，故障即可消除。另一種可能是由電動(dòng)刀架造成的。如果刀架換刀后不能自動(dòng)鎖緊，從而吃刀時(shí)刀具偏離加工點(diǎn)，也會(huì)造成上述現(xiàn)象。這時(shí)應(yīng)檢查刀架鎖緊裝置及刀架控制箱。

7．工件局部尺寸誤差大

這種現(xiàn)象主要是絲母與絲杠間存在間隙所引起。由于絲母與絲杠長(zhǎng)期在某一段運(yùn)行，使該段的間隙增大，在程序開始時(shí)，測(cè)定的絲杠間隙被補(bǔ)償?shù)匠绦蚶铮谀p段無(wú)法補(bǔ)償時(shí)，則工件局部尺寸超差。解決的辦法是修理或更換絲杠。

8．電動(dòng)刀架換刀時(shí)旋轉(zhuǎn)不止，不能定位

   這是由于當(dāng)程序要某號(hào)刀時(shí)，電動(dòng)刀架正轉(zhuǎn)選擇刀具，當(dāng)旋轉(zhuǎn)到該號(hào)刀具時(shí)，沒有應(yīng)答信號(hào)，從而使刀架旋轉(zhuǎn)不止，不能定位。這時(shí)應(yīng)檢查電動(dòng)刀架上的霍爾元件，當(dāng)霍爾元件損壞時(shí)，會(huì)使所要刀具到位時(shí)，沒有檢測(cè)信號(hào)輸出，從而造成上述現(xiàn)象，這時(shí)，更換該號(hào)刀的霍爾元件即可。

9．程序執(zhí)行過(guò)程中，計(jì)算機(jī)返回監(jiān)控狀態(tài)，一切工作不能進(jìn)行

這種現(xiàn)象一般是監(jiān)控程序出現(xiàn)故障造成的，也有可能是強(qiáng)磁干擾引起的。對(duì)于強(qiáng)磁干擾可采用接地或屏蔽的辦法解決。若不按程序執(zhí)行或起動(dòng)程序時(shí)不按指令執(zhí)行立即返回監(jiān)控狀態(tài)，一般是監(jiān)控程序或計(jì)算機(jī)硬件出現(xiàn)故障，可更換可疑芯片，如片外程序存貯器芯片，可編程接口芯片或單片機(jī)本身，有時(shí)片外數(shù)據(jù)存貯器故障也可能引起此現(xiàn)象。若實(shí)在不能解決，可找生產(chǎn)廠家重新進(jìn)行調(diào)試。

10．加工程序經(jīng)常丟失，嚴(yán)重時(shí)造成控制系統(tǒng)不能正常工作

若控制系統(tǒng)斷電后加工程序丟失，而機(jī)床上電后從新輸入加工程序，機(jī)床可以正常加工，則可能是備用電池電壓降低或斷開，造成數(shù)據(jù)存貯器中的加工程序在機(jī)床斷電后無(wú)法保持而丟失，這時(shí)，更換備用電池即可。若加工程序在加工過(guò)程中經(jīng)常部分或全部丟失，則極有可能是數(shù)據(jù)存貯器故障引起的，這時(shí)可更換片外數(shù)據(jù)存貯器或單片機(jī)本身。

總之，簡(jiǎn)易數(shù)控車床由機(jī)械和電氣兩部分組成，出現(xiàn)故障后要從機(jī)械和電氣兩個(gè)方面進(jìn)行分析，判斷出是機(jī)械故障還是電氣故障，再深入分析，找出故障點(diǎn)，準(zhǔn)確快速地處理故障，提高機(jī)床維修效率。

實(shí)例 2 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的常見故障分析及排除

經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床是指采用由單片機(jī)和步進(jìn)電機(jī)組成的數(shù)控系統(tǒng)的車床，由于其價(jià)格低，適應(yīng)性好，常常應(yīng)用于教學(xué)和普通車床的數(shù)控改造。但是在使用過(guò)程中也不可避免的存在一些故障，下面主要就其回轉(zhuǎn)刀架的故障談一談其分析和排除的方法。

數(shù)控車床一般都配有四工位自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架，它是根據(jù)微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)改造傳統(tǒng)機(jī)床設(shè)備的需要，同時(shí)兼顧刀架在機(jī)床上能夠獨(dú)立控制的需要而設(shè)計(jì)的?，F(xiàn)有自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架，其結(jié)構(gòu)主要有插銷式和端齒盤式。由于刀架生產(chǎn)廠家無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，因此，其結(jié)構(gòu)、尺寸各異。而無(wú)論是哪一類刀架，要使其正常工作，均涉及到機(jī)械、電氣、控制系統(tǒng)等多方面的穩(wěn)定、可靠工作。一旦出現(xiàn)某種故障現(xiàn)象，則可能是機(jī)械原因，也可能是電氣、控制系統(tǒng)方面的原因。因此，應(yīng)根據(jù)不同故障類型，找準(zhǔn)原因，準(zhǔn)確迅速確定故障點(diǎn)，方能及時(shí)排除故障。

   現(xiàn)以目前使用較多的端齒盤式四工位自動(dòng)刀架可能出現(xiàn)的各種故障現(xiàn)象加以分析，確定其排除方法。其它類型的刀架，雖其結(jié)構(gòu)、尺寸、元器件類型號(hào)各有差異，但故障原因大多雷同，也可參照此法加以排除。

1刀架不能啟動(dòng)

1.1機(jī)械方面的原因

1.1.1刀架預(yù)緊力過(guò)大。當(dāng)用六角扳手插入蝸桿端部旋轉(zhuǎn)時(shí)不易轉(zhuǎn)動(dòng)，而用力時(shí)，可以轉(zhuǎn)動(dòng)，但下次夾緊后刀架仍不能啟動(dòng)。此種現(xiàn)象出現(xiàn)，可確定刀架不能啟動(dòng)的原因是預(yù)緊力過(guò)大，可通過(guò)調(diào)小刀架電機(jī)夾緊電流排除之。

1.1.2刀架內(nèi)部機(jī)械卡死。當(dāng)從蝸桿端部轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿時(shí)，順時(shí)針方向轉(zhuǎn)不動(dòng)，其原因是機(jī)械卡死。首先，檢查夾緊裝置反靠定位銷是否在反靠棘輪槽內(nèi)，若在，則需將反靠棘輪與螺桿連接銷孔回轉(zhuǎn)一個(gè)角度重新打孔連接；其次，檢查主軸螺母是否鎖死，如螺母鎖死，應(yīng)重新調(diào)整；再次，由于潤(rùn)滑不良造成旋轉(zhuǎn)件研死，此時(shí)，應(yīng)拆開，觀察實(shí)際情況，加以潤(rùn)滑處理。

1.2電器方面的原因

1.2.1電源不通、電機(jī)不轉(zhuǎn)。檢查溶芯是否完好、電源開關(guān)是否良好接通、開關(guān)位置是否正確。當(dāng)用萬(wàn)用表測(cè)量電容時(shí)，電壓值是否在規(guī)定范圍內(nèi)，可通過(guò)更換保險(xiǎn)、調(diào)整開關(guān)位置、使接通部位接觸良好等相應(yīng)措施來(lái)排除。除此以外，電源不通的原因還可考慮刀架至控制器斷線、刀架內(nèi)部斷線、電刷式霍爾元件位置變化導(dǎo)致不能正常通斷等情況。

1.2.2電源通，電機(jī)反轉(zhuǎn)?？纱_定為電機(jī)相序接反。通過(guò)檢查線路，變換相序排除之。

1.2.3手動(dòng)換刀正常、機(jī)控不換刀。此時(shí)應(yīng)重點(diǎn)檢查微機(jī)與刀架控制器引線, 微機(jī)輸入／輸出接口及刀架到位回答信號(hào)。

2刀架連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、到位不停

由于刀架能夠連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，所以，機(jī)械方面出現(xiàn)故障的可能性較小，主要從電氣方面檢查。

2.1檢查刀架到位信號(hào)是否發(fā)出，若沒有到位信號(hào)，則是發(fā)訊盤故障。此時(shí)可檢查：發(fā)訊盤彈性觸頭是否磨壞、發(fā)訊盤地線是否斷路或接觸不良或漏接，是否需要更換彈性片觸頭或重修，針對(duì)其線路中的繼電器接觸情況、到位開關(guān)接觸情況、線路連接情況相應(yīng)地進(jìn)行線路故障排除。

2.2當(dāng)僅出現(xiàn)某號(hào)刀不能定位時(shí)，則一般是由于該號(hào)刀位線斷路所至。

3刀架越位過(guò)沖或轉(zhuǎn)不到位

刀架越位過(guò)沖故障的機(jī)械原因可能性較大。主要是后靠裝置不起征作用。

3.1檢查后靠定位銷是否靈活，彈簧是否疲勞。此時(shí)應(yīng)修復(fù)定位銷使其靈活或更換彈簧。

3.2檢查后靠棘輪與蝸桿連接是否斷開，若斷開，需更換連接銷。若仍出現(xiàn)過(guò)沖現(xiàn)象，則可能是由于刀具太長(zhǎng)過(guò)重，應(yīng)更換彈性模量稍大的定位銷彈簧。

3.3出現(xiàn)刀架運(yùn)轉(zhuǎn)不到位（有時(shí)中途位置突然停留），主要是由于發(fā)訊盤觸點(diǎn)與彈性片觸點(diǎn)錯(cuò)位，即刀位信號(hào)膠木盤位置固定偏移所至。此時(shí)，應(yīng)重新調(diào)整發(fā)訊盤與彈性片觸頭位置并固定牢靠。

3.4若仍不能排除故障，則可能是發(fā)訊盤夾緊螺母松動(dòng)，造成位置移動(dòng)。

4刀架不能正常夾緊

出現(xiàn)該故障時(shí)應(yīng)當(dāng):

4.1檢查夾緊開關(guān)位置是否固定不當(dāng)，并調(diào)整至正常位置。

4.2用萬(wàn)用表檢查其相應(yīng)線路繼電器是否能正常工作，觸點(diǎn)接觸是否可靠。若仍不能排除，則應(yīng)考慮刀架內(nèi)部機(jī)械配合是否松動(dòng)。有時(shí)會(huì)出現(xiàn)由于內(nèi)齒盤上有碎屑造成夾緊不牢而使定位不準(zhǔn)，此時(shí)，應(yīng)調(diào)整其機(jī)械裝配并清潔內(nèi)齒盤。

5其它故障現(xiàn)象

除以上故障外，有時(shí)還出現(xiàn)：無(wú)法機(jī)控選刀、夾緊后無(wú)回答信號(hào)、啟動(dòng)或松開手控按紐刀架返原來(lái)位置等故障現(xiàn)象。出現(xiàn)這些故障的主要原因是電路中繼電器接觸不良、膠木盤位置不正、電源相序不對(duì)所致，可分別讀其加以調(diào)整、修復(fù)，使故障排除。

熟悉以上分析、檢查方法及解決措施，對(duì)于及時(shí)、有效地找到根源，對(duì)癥下藥，迅速排除故障至關(guān)重要。但是，我們?cè)诳偨Y(jié)故障產(chǎn)生的原因之后，有目的地預(yù)防故障的發(fā)生或減少故障發(fā)生的次數(shù)，也是我們所必須要做的。換言之，我們必須把維護(hù)和故障的排除結(jié)合起來(lái)，才能保證我們的機(jī)床穩(wěn)定、高效地使用。

實(shí)例 3 伺服電動(dòng)機(jī)故障的維修

故障現(xiàn)象：一臺(tái)配套 SINUMERIK810 T 系統(tǒng)的數(shù)控車床，一次刀塔出現(xiàn)故障，轉(zhuǎn)動(dòng)不到位，刀塔轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，出現(xiàn)6016號(hào)報(bào)警。
   分析及處理過(guò)程：根據(jù)工作原。理和故障現(xiàn)象進(jìn)行分析，刀塔轉(zhuǎn)動(dòng)是由伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的，電動(dòng)機(jī)一起動(dòng)，伺服單元就產(chǎn)生過(guò)載報(bào)警，切斷伺服電源，并反饋給收據(jù)控制系統(tǒng)，顯示 6016 報(bào)警。檢查機(jī)械部分，更換伺服單元都沒有解決問(wèn)題。更換伺服電動(dòng)機(jī)后，故障被排除

實(shí)例 4 電動(dòng)機(jī)聯(lián)軸器松動(dòng)的故障維修

故障現(xiàn)象：一臺(tái)數(shù)控車床，加工零件時(shí)，常出現(xiàn)徑向尺寸忽大忽小的故障。

分析及處理過(guò)程：檢查控制系統(tǒng)及加工程序均正常，然后檢查傳動(dòng)鏈中電動(dòng)機(jī)與絲杠的聯(lián)接處，發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)聯(lián)軸器緊固螺釘松動(dòng)，使得電動(dòng)機(jī)軸與絲杠產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。由于半閉環(huán)系統(tǒng)的位置檢測(cè)器件在電動(dòng)機(jī)側(cè)，絲杠的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)量無(wú)法檢測(cè)，從而導(dǎo)致零件尺寸不穩(wěn)定：緊固電動(dòng)機(jī)聯(lián)軸器后故障消除。

6．4 數(shù)控銑床故障分析與排除

實(shí)例 1 HEIDENHAIN公司TNCl55 的數(shù)控銑床控制系統(tǒng)主板彎曲變形

    故障現(xiàn)象：一臺(tái)采用德國(guó) HEIDENHAIN 公司 TNCl55 的數(shù)控銑床，工作時(shí)系統(tǒng)經(jīng)常死機(jī)，停電后經(jīng)常丟失機(jī)床參數(shù)和程序。

分析及處理過(guò)程：經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)分析與診斷，出現(xiàn)該故障的原因一般有以下幾點(diǎn)：

1)電池不良。

2)系統(tǒng)存儲(chǔ)隨機(jī)存取儲(chǔ)存器出錯(cuò)。

3)系統(tǒng)軟件本身不穩(wěn)定。

根據(jù)以上分析，逐條進(jìn)行了如下檢查：首先用萬(wàn)用表直接測(cè)量系統(tǒng)斷電存儲(chǔ)用電池，發(fā)現(xiàn)正常：測(cè)量主板上的電池電壓，發(fā)現(xiàn)時(shí)有時(shí)無(wú)，進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)當(dāng)用手按著主板的一側(cè)測(cè)量時(shí)電壓正常，而按住另一側(cè)時(shí)則不正常，因此初步診斷為接觸不良導(dǎo)致；拆下該主板，仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)主板已彎曲變形，糾正后重新試驗(yàn)，故障排除。

實(shí)例 2 姆歐的新項(xiàng)目系統(tǒng) Profibus 總線報(bào)警的故障維修

故障現(xiàn)象：一臺(tái)配套姆歐的新項(xiàng)目 SINUMERIK 802 D 系統(tǒng)的四軸四聯(lián)動(dòng)的數(shù)控銑床，開機(jī)后有時(shí)會(huì)出現(xiàn) 380500 Profibus-DP ：驅(qū)動(dòng) A1(有時(shí)是 X,Y 或 Z) 出錯(cuò)。但關(guān)機(jī)片刻后重新開機(jī)，機(jī)床又可以正常工作。

分析及處理過(guò)程：因?yàn)樵搱?bào)警時(shí)有時(shí)無(wú)，維修時(shí)經(jīng)過(guò)數(shù)次開關(guān)機(jī)試驗(yàn)機(jī)床無(wú)異常，于是檢查總線、總線插頭，確認(rèn)連接牢固、正確，接地可靠。但數(shù)日后，故障重新出現(xiàn)；仔細(xì)檢查 611 UE 驅(qū)動(dòng)報(bào)警顯示為 "電子 B280" ，故障原因?yàn)殡娏鳈z測(cè)錯(cuò)誤，測(cè)量驅(qū)動(dòng)器的輸入電壓，發(fā)現(xiàn)實(shí)際輸入電壓為 406 V 。重新調(diào)節(jié)變壓器的輸出電壓，機(jī)床恢復(fù)正常，報(bào)警從此不再出現(xiàn)。

實(shí)例 3 換刀故障的維修

故障現(xiàn)象：一臺(tái)數(shù)控銑床發(fā)生打刀事故，按急停按鈕后，換上新刀，但工作臺(tái)不旋轉(zhuǎn)。

分析及處理過(guò)程：通過(guò)PLC梯形圖分析，發(fā)現(xiàn)其換刀過(guò)程不正確，計(jì)算機(jī)認(rèn)為換刀過(guò)程沒有結(jié)束，不能進(jìn)行其他操作。因此，按正確程序重新?lián)Q刀后，機(jī)床恢復(fù)正常。

6．5 加工中心故障分析與排除

6．5 ．1 加工中心的維護(hù)

   加工中心的維護(hù)工作是減少其故障的有效手段。

6．5 ．2 加工中心故障分析與排除實(shí)例

實(shí)例 1 機(jī)床過(guò)載報(bào)警的故障維修

故障現(xiàn)象：某配套 FANUC-0 M 系統(tǒng)的數(shù)控立式加工中心，在加工中經(jīng)常出現(xiàn)過(guò)載報(bào)警，報(bào)警號(hào)為 434 ，表現(xiàn)形式為 Z 軸電動(dòng)機(jī)電流過(guò)大，電動(dòng)機(jī)發(fā)熱，停上 40 min 左右報(bào)警消失，接著再工作一陣，又出現(xiàn)同類報(bào)警。
分析及處理過(guò)程：經(jīng)檢查電氣伺服系統(tǒng)無(wú)故障，估計(jì)是負(fù)載過(guò)重帶不動(dòng)造成。
為了區(qū)分是電氣故障還是機(jī)械故障，將 Z 軸電動(dòng)機(jī)拆下與機(jī)械脫開，再運(yùn)行時(shí)該故障不再出現(xiàn)。由此確認(rèn)為機(jī)械絲杠或運(yùn)動(dòng)部位過(guò)緊造成。調(diào)整 Z 軸絲杠防松螺母后，效果不明顯，后來(lái)又調(diào)整 Z 軸導(dǎo)軌鑲條，機(jī)床負(fù)載明顯減輕，該故障消除。

實(shí)例 2 壓力開關(guān)損壞的故障維修

故障現(xiàn)象：某配套姆歐的新項(xiàng)目?840 C 系統(tǒng)的加工中心，一次開機(jī)后 B 軸不能運(yùn)動(dòng)。
   分析及處理過(guò)程：經(jīng)檢查， B 軸電磁閥已動(dòng)作，但 PLC 顯示 B 軸未放松，故判斷壓力開關(guān)有問(wèn)題。拆下后經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)該開關(guān)觸點(diǎn)損壞；換一個(gè)壓力開關(guān)后，故障消除。

實(shí)例 3 B 軸伺服報(bào)警的故障維修

故障現(xiàn)象：一臺(tái)配套 OKUMA?OSP700 ，型號(hào)為 XHAD765 的數(shù)控機(jī)床，加工中 B 軸出現(xiàn)伺服報(bào)警 ALARMA ： "高級(jí)副總裁速度指令越限， B 軸 11 F9FD76"。
   分析及處理過(guò)程：按復(fù)位后，報(bào)警消除。分析報(bào)警內(nèi)容，估計(jì)轉(zhuǎn)臺(tái)阻力大或是速度反饋有問(wèn)題。將快速進(jìn)給倍率開關(guān)拔到 10 ％， MDI 方式下轉(zhuǎn)動(dòng) B 軸， B 軸上升后，抖動(dòng)一下立即報(bào)警，同時(shí)有機(jī)械沖擊聲，感覺是 B 軸轉(zhuǎn)不動(dòng)，懷疑轉(zhuǎn)臺(tái)上升未到位或是機(jī)械卡滯，或是 B 軸電氣有問(wèn)題。MDI 方式下執(zhí)行 M20 ， M21 指令升起,落下轉(zhuǎn)臺(tái)，查 PLC 數(shù)據(jù) IAXBUl 在轉(zhuǎn)臺(tái)上升后能亮顯，用尺檢查轉(zhuǎn)臺(tái)上升的高度值正常，不應(yīng)存在上下鼠齒盤未完全脫開的問(wèn)題；再打開護(hù)板及轉(zhuǎn)臺(tái)側(cè)蓋查電動(dòng)機(jī)插頭和傳動(dòng)蝸輪蝸桿，在拉 B 軸電動(dòng)機(jī)電纜時(shí)，發(fā)現(xiàn) B 軸電動(dòng)機(jī)三相電纜磨破，有一根電纜斷裂。將電纜修復(fù)后開機(jī)， B 軸運(yùn)轉(zhuǎn)恢復(fù)正常。

實(shí)例 4 轉(zhuǎn)臺(tái)報(bào)警的故障維修

故障現(xiàn)象：一臺(tái)配套 OKUMA?OSP700 ，型號(hào)為 XHAD765 的數(shù)控機(jī)床，早上開機(jī)后轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)位后下落時(shí)顯示 "2870 旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)夾緊檢測(cè)器異常" ，同時(shí)工作臺(tái)上升到旋轉(zhuǎn)準(zhǔn)備位置。
   分析及處理過(guò)程：復(fù)位后，報(bào)警清除。根據(jù)報(bào)警內(nèi)容應(yīng)查轉(zhuǎn)臺(tái)夾緊開關(guān)，由于轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)位前是正常的，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，筆者懷疑其準(zhǔn)確性。在 MDI 方式下執(zhí)行 M20 工作臺(tái)夾緊指令，工作臺(tái)下落后又報(bào)警上升，經(jīng)仔細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)工作臺(tái)下落緩慢，故懷疑下落時(shí)間超時(shí)而報(bào)警；讓兩個(gè)人站在工作臺(tái)上，再執(zhí)行 M20 指令，工作臺(tái)落下明顯加快,不再報(bào)警，證實(shí)了判斷。
   該轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)計(jì)為上升時(shí)，液壓缸壓縮轉(zhuǎn)臺(tái)夾緊彈簧將轉(zhuǎn)臺(tái)頂起，夾緊時(shí)靠彈簧力將液壓缸內(nèi)油擠出，壓緊工作臺(tái)液壓缸堵塞節(jié)流，彈簧力變小，油粘度增大等均會(huì)導(dǎo)致油流速變慢而引起轉(zhuǎn)臺(tái)下落超時(shí)。讓機(jī)床熱機(jī) 10 min ，其間連續(xù)執(zhí)行 M20,M21 指令，等液壓油溫上升后再轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺(tái)正常。由于天氣轉(zhuǎn)冷，液壓油隨溫度下降變稠，液壓缸中油不能及時(shí)排出，造成超時(shí)報(bào)警。

實(shí)例 5 轉(zhuǎn)臺(tái)回零不準(zhǔn)的故障維修

故障現(xiàn)象：一臺(tái)配套 FANUC?OMC ，型號(hào)為 XH754 的數(shù)控機(jī)床，轉(zhuǎn)臺(tái)回零不準(zhǔn)，回零后工作臺(tái)歪斜。
   分析及處理過(guò)程：出現(xiàn)這種故障一般是由于轉(zhuǎn)臺(tái)回零開關(guān)不良、行程壓塊松動(dòng)或開關(guān)松動(dòng)。關(guān)機(jī)后將轉(zhuǎn)臺(tái)側(cè)蓋打開，用手壓行程開關(guān)正常，查行程壓塊正常，查開關(guān)座正常，估計(jì)行程開關(guān)壓合斷開點(diǎn)變化。將開關(guān)座向正確方向調(diào)整小段距離后開機(jī)，故障消除。

實(shí)例 6 X 軸振蕩的故障維修

故障現(xiàn)象：一臺(tái)配套 FANUC?OMC ，型號(hào)為 XH754 的數(shù)控機(jī)床，加工中 X 軸負(fù)載有時(shí)突然上升到 80 ％，同時(shí) X 軸電動(dòng)機(jī)嗡嗡作響；有時(shí)又正常。
   分析及處理過(guò)程：現(xiàn)場(chǎng)觀察發(fā)現(xiàn) X 軸電動(dòng)機(jī)嗡嗡作響的頻率較低，故判斷 X 軸發(fā)生低頻振蕩。發(fā)生振蕩的原因有：1)軸位置環(huán)增益不合適。2)機(jī)械部分間隙大，傳動(dòng)鏈剛性差，有卡滯。3)負(fù)載慣量較大。
   經(jīng)查 X 軸位置增益未變，負(fù)載也正常，經(jīng)詢問(wèn)，操作工介紹此機(jī)床由于一直進(jìn)行重切削加工， X 軸間隙較大，剛進(jìn)行過(guò)間隙補(bǔ)償。經(jīng)查 X 軸間隙補(bǔ)償參數(shù) 0535 ，發(fā)現(xiàn)設(shè)定值為 250 ，用百分表測(cè)得 X 軸實(shí)際間隙為 0.22 ，看來(lái)多補(bǔ)了；直至將設(shè)定值改為 200 后， X 軸振蕩才消除。注： X 軸這么大間隙，要想提高加工精度，只有消除機(jī)械間隙。

實(shí)例 7 光柵尺故障的故障維修

故障現(xiàn)象：某配套姆歐的新項(xiàng)目?8 M 系統(tǒng)的進(jìn)口加工中心，出現(xiàn) 114# 報(bào)警，手冊(cè)提示為 Y 軸測(cè)量有故障，電纜損壞或信號(hào)不良。
   分析及處理過(guò)程：該機(jī)測(cè)量采用海德漢直線光柵尺，根據(jù)故障內(nèi)容查 Y 軸電纜正常。為判斷光柵尺是否正常，將 Y 軸光柵尺插到與其能配用的光柵數(shù)顯表上通電，用手轉(zhuǎn)動(dòng) Y 軸絲杠，發(fā)現(xiàn) Y 軸坐標(biāo)不變，則說(shuō)明光柵尺故障。拆下該光柵尺，發(fā)現(xiàn)一光電池線頭脫落：重新焊接好后，通電檢查，數(shù)顯表顯示跟隨光柵變化；再將光柵尺裝回機(jī)床，開機(jī)報(bào)警消除，機(jī)床恢復(fù)正常。

實(shí)例 8 檢測(cè)信號(hào)斷線引起坐標(biāo)軸故障的維修

故障現(xiàn)象：某配套姆歐的新項(xiàng)目?8 系統(tǒng)的臥式加工中心，在工作過(guò)程中機(jī)床突然停止運(yùn)行，圖像管出現(xiàn)收據(jù)控制報(bào)警 104 ；重新起動(dòng)機(jī)床，報(bào)警消除，可以恢復(fù)正常，但工作不久，故障重復(fù)出現(xiàn)。
   分析及處理過(guò)程：查詢收據(jù)控制?l04 報(bào)警，其含義為 "X 軸測(cè)量系統(tǒng)電纜斷線" 。
   根據(jù)故障現(xiàn)象和報(bào)警，我們先檢查讀數(shù)頭和光柵尺，光柵密封良好，里面潔凈，讀數(shù)頭和光柵沒有受到污染，并且讀數(shù)頭和光柵正常；隨后檢查測(cè)量電路板，經(jīng)檢查未發(fā)現(xiàn)不良現(xiàn)象，經(jīng)過(guò)這些工作后，把重點(diǎn)放在反饋電纜上。測(cè)量反饋端子，發(fā)現(xiàn) 13 號(hào)線電壓不穩(wěn)，停電后測(cè)量 13 號(hào)線，發(fā)現(xiàn)有較大電阻，經(jīng)仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)此線在 X 軸運(yùn)動(dòng)過(guò)程中有一處斷路，造成反饋值不穩(wěn)，偏離其實(shí)際值。經(jīng)重新接線后，機(jī)床故障消除。

6．6 柔性加工單元故障分析與排除

6．6 ．1 概述

數(shù)控技術(shù)與計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)簡(jiǎn)介

為滿足現(xiàn)代生產(chǎn)中的多品種、中小批量、產(chǎn)品更新?lián)Q代周期快的要求，出現(xiàn)許多先進(jìn)制造方法和系統(tǒng)，概括起來(lái)主要有：

1.柔性制造單元(FMC)

2.柔性制造系統(tǒng)(FMS)

3.計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)

只介紹一下 FMC,FMS 的定義以及它們的特點(diǎn)。

（一）柔性制造單元（ FMC ）

1. FMC 的概念

柔性制造單元（有柔性的制造業(yè)的細(xì)胞，簡(jiǎn)稱 FMC ）由一臺(tái)或多臺(tái)數(shù)控設(shè)備，自動(dòng)化物流存儲(chǔ),傳輸和交換裝置，及一臺(tái)單元控制計(jì)算機(jī)組成。單元控制計(jì)算機(jī)協(xié)調(diào)和控制單元內(nèi)各設(shè)備的運(yùn)行并與上級(jí)計(jì)算機(jī)通信。

2. FMC 的組成

一般情況下， FMC 中存在著信息流,物流和加工三個(gè)子系統(tǒng)。信息流子系統(tǒng)包括 FMC 控制系統(tǒng)，監(jiān)視系統(tǒng)，控制與管理軟件；物流子系統(tǒng)包括工件流和刀具流的裝卸,搬運(yùn)和存儲(chǔ)。下圖就是一個(gè) FMC 的控制結(jié)構(gòu)框圖。

3. FMC 的特點(diǎn)

⑴在單元計(jì)算機(jī)控制下，可在不同或同一機(jī)床上進(jìn)行不同零件的加工；

⑵在單元計(jì)算機(jī)控制下，可以組成柔性制造系統(tǒng)并進(jìn)行通信；

⑶在機(jī)床加工過(guò)程中可自動(dòng)進(jìn)行刀具的更換和工件的自動(dòng)傳輸；

⑷在機(jī)床加工過(guò)程中可實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程監(jiān)控；

（二）柔性制造系統(tǒng)（ FMS ）

1. FMS 的定義

柔性制造系統(tǒng)（有柔性的制造業(yè)的系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱 FMS ）的定義是：柔性制造系統(tǒng)是由數(shù)控加工設(shè)備,物料運(yùn)儲(chǔ)裝置和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等組成的自動(dòng)化制造系統(tǒng)。它包括多個(gè)柔性制造單元，能根據(jù)制造任務(wù)或生產(chǎn)環(huán)境的變化迅速進(jìn)行調(diào)整，適用于多品種、小批量生產(chǎn)。

2. FMS的基本組成

從硬件的形式看有三部分組成：多個(gè)加工設(shè)備、一套自動(dòng)的物料儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)以及一套計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。

從軟件內(nèi)容看主要包括：運(yùn)行控制軟件、質(zhì)量控制軟件以及數(shù)據(jù)管理和通信軟件。

從功能上看應(yīng)該有：能自動(dòng)進(jìn)行零件的批量生產(chǎn)；改變軟件，便能制造出某一零件族的任何零件；物料的運(yùn)輸和存儲(chǔ)是自動(dòng)完成的；能解決多機(jī)條件下零件的混合比，且無(wú)需額外增加費(fèi)用。

3. FMS的效益

由于FMS是自動(dòng)化系統(tǒng),，應(yīng)用FMS可以獲得明顯的效益，主要由于以下幾方面的因素：

(1)主要設(shè)備利用率高。

(2)降低主要設(shè)備成本。

(3)降低直接人工成本。

(4)減少在制品庫(kù)存量及生產(chǎn)周期。

(5)生產(chǎn)具有柔性、能適應(yīng)市場(chǎng)需求的變化。

(6)具有自診斷和維護(hù)生產(chǎn)的能力。

(7)產(chǎn)品質(zhì)量高。

(8)占地面積減少。

6．6．2 柔性加工單元的故障監(jiān)測(cè)和診斷

數(shù)控柔性加工單元故障條目

1．伺服電源模塊故障。

2．主軸放大器故障。

3．伺服放大器故障。

4．主軸電機(jī)故障。

5．伺服電機(jī)故障。

6．主軸溫升超標(biāo)。

7．主軸噪聲超標(biāo)。

8．主軸精度超標(biāo)。

9．換刀時(shí)，主軸刀柄取不下。

10．換刀時(shí)，主軸不能拉上刀柄。

11．主軸不能起動(dòng)。

12．機(jī)床執(zhí)行了主軸定向指令后，主軸定向位置出現(xiàn)偏差。

13．換刀時(shí)頂?shù)丁?/p>

14．主軸精度超差。

15．加工中CRT上顯示704號(hào)報(bào)警。

16．超程報(bào)警。

17．油霧發(fā)生器故障。

18．運(yùn)動(dòng)軸運(yùn)行時(shí)有抖動(dòng)，噪聲較大。

19．運(yùn)動(dòng)軸單脈沖進(jìn)給達(dá)不到要求或低速爬行。

20．機(jī)床電源開關(guān)接通，CNC啟動(dòng)按鈕按下，CRT上顯示1001號(hào)報(bào)警。

21．機(jī)床電源開關(guān)接通，CNC啟動(dòng)按鈕按下，CRT上顯示1000號(hào)報(bào)警。

22、托盤交換故障。

23．手動(dòng)方式按下刀庫(kù)分度向前或分度向后按鈕，自動(dòng)方式執(zhí)行選刀指令，刀鏈不啟動(dòng)。

24．刀庫(kù)選刀故障。

25．刀庫(kù)換刀故障。

26．排屑器故障

27．機(jī)床防護(hù)門不靈活，錯(cuò)位、卡死、關(guān)不嚴(yán)。

28．液壓系統(tǒng)故障。

29．冷卻系統(tǒng)故障。

30．CRT屏幕顯示1000～1068號(hào)報(bào)警。（自定義的機(jī)床報(bào)警。）

31．機(jī)床電源接通后，按下CNC啟動(dòng)按鈕，CNC未啟動(dòng)。

32．?dāng)?shù)控系統(tǒng)電源接通后無(wú)畫面顯示。

33．加工程序丟失或機(jī)床參數(shù)丟失。。

34．CRT顯示屏畫面抖動(dòng)或晃動(dòng)。

35．CRT上顯示910～998報(bào)警。36、

36．手動(dòng)（JOG）操作、手輪（MPG）操作、自動(dòng)操作無(wú)法執(zhí)行。

37．CRT屏幕顯示400、401、4n0、4n1、4n4、4n6號(hào)報(bào)警。

38．位置檢測(cè)反饋報(bào)警（硬斷線報(bào)警）。

39．位置檢測(cè)反饋報(bào)警（軟斷線報(bào)警）。

40．電機(jī)編碼器無(wú)信號(hào)輸出。

41．工件表面產(chǎn)生明顯振紋，粗糙度增加。

42．工件圓度誤差較大。

43．電氣控制柜內(nèi)通風(fēng)不良。

44．回零重復(fù)性不穩(wěn)與加工尺寸不穩(wěn)。

45．機(jī)床某軸返回參考點(diǎn)時(shí)發(fā)生“90”號(hào)報(bào)警

46．總電源開關(guān)接通后電源指示燈不亮。

47．控制電源故障。

48．伺服電源故障。

6．6．3 柔性加工單元故障分析與排除實(shí)例

機(jī)床維修之前應(yīng)首先閱讀隨機(jī)技術(shù)文件、資料，弄清原理后再進(jìn)行修理。

故障檢查與排除時(shí)，關(guān)斷電源后，方可插、拔插頭、連接器或拆卸電氣元器件；檢修操作過(guò)程中必須遵守安全操作規(guī)程。