数控机床检测系统的故障诊断与排除实例

数控机床检测系统的故障诊断与排除实例

1、 故障现象：某配套FANUC 11M系统的卧式加工中心，在x轴回参考点PS200报警。

分析及处理过程：机床同前，检查该机床回参考点减速动作正确，系统与回参考点有关的全部参数设定无误，初步判定故障是由于“零脉冲”不良引起的。

由于机床使用了HEIDENHA IN光栅，通过更换EXE601前置放大器，故障仍然不变，由此确认故障是由于光栅尺不良引起的。

拆下光栅尺检查，发现该光栅尺由于使用时间较长，内部光栅尺已被污染，重新清洗处理，经测试确认光栅输出信号恢复后，重新安装光栅尺，故障排除，机床恢复正常。

2、测速发电机异常，轴进给时振动。

故障现象：X轴在静止时不振动，在运动中出现较强振动，伴有振动噪声。另一表现是振动频率与运动速度有关，运动速度快振动频率高，运动速度慢则振动频率低。

故障分析：数控机床型号是MC1210卧式加工中心，配置FANUC 6ME数控系统。由于振动和位移速度直接相关，所以故障应该在反馈环节或执行环节。首先，检查X轴伺服电动机，发现换向器表面积有较多的炭粉，使用干燥的压缩空气进行清理，故障并未消除。然后，检查同轴安装的测速发电机，换向器表面也有很多炭粉，清理后故障依旧。最后，用数字万用表测量测速发电机相对换向片之间的电阻值，发现有一对极片间的电阻值比其他各对极片间的电阻值大很多，说明测速发电机绕组内部有缺陷。

故障处理：从FANUC公司购买了一个新的测速发电机，换上后恢复正常。

3、TH5632-4立式加工中心，FANUC 6ME系统。测速发电机连接松动，进给轴工作时速度不稳。

故障现象：该机x坐标轴在运动时速度不稳，当停止指令发出后，在指令停止的位置左右出现较大幅度的振荡。有时振动几次后可稳定下来，有时一直停不下来，必须关机才消除。振荡频率较低，没有异常声音出现。

故障分析：从现象上看故障当属伺服环路的增益过高所致，结合振荡频率很低、x轴可见明显的振荡位移来分析，问题极可能出在时间常数较大的位置环或速度环增益方面。首先检查位置环增益设置正常，将x轴伺服放大器上的速度环增益电位器调至最低，降低速度环增益，观察故障现象。

开机后故障未消除，判断故障可能来自伺服执行部件及反馈元件。拆开伺服电动机，对测速发电机和电动机换向器用压缩空气进行清理，故障仍没有消除。检查测速发电机绕组情况，发现测速发电机转子部件与电动机轴之间的连接松动（测速机转子铁心与伺服电动机轴之间的连接是用胶粘接在一起的）。

由于制造上存在缺陷，在频繁的正反向运动及加速、减速冲击下，连接部分脱开，测速发电机转子和电动机转动轴之间出现相对运动，导致x轴进给时速度不稳。

故障处理：认真清洗连接表面后，用101胶重新粘接，故障消除。

4、 工作台定位后仍移动，但数控系统不报警。

故障现象：进给轴定位时数控系统显示正常，但用千分表测量发现工作台定位后机床仍移动10υm的距离。

故障分析：检查CNC、进给驱动部分均未发现异常，因此重点检查位置反馈装置。该机床采用HE1-ENHAIN光栅尺，易受到污染，检查发现该光栅尺周围油污较多，分析可能是油污染严重，引起位置环节测量反馈有微量误差，但不足以使系统报警。

故障处理：按照光栅尺维护保养的要求，对其进行认真细致的清洗，该故障消除。

5、 数控机床产生飞车故障。

故障现象：所谓飞车是指机床的速度失控。该机床伺服系统为西门子6SC610驱动装置，采用1FT5交流伺服电动机。在机床运行中，x进给轴很快从低速升到高速，产生速度失控报警。

故障分析：在排除数控系统、驱动装置、速度反馈等故障因素后，将故障定位在位置检 测装置。经检查，编码器输出电缆及连接器均正常，拆开编码器(ROD320)，发现一紧固螺钉脱落，造成+5V与接地端之间短路，编码器无信号输出，数控系统位置环处于开环状态，从而引起速度失控的故障。

故障处理：重装紧固螺钉后，并检查所有的连接件，故障消除。

6、一卧式加工中心，采用SIEMENS 8系统，位置检测报警。

故障现象：该机床带EXE光栅测量装置，在机床运行中出现114号报警，同时伴有113号报警。

故障分析：查阅机床维修手册，根据报警信息将故障部位定位在位置测量装置。114号报警有两种可能：

一是电缆断线或接地；二是信号丢失。前者可通过外观检查和测景来诊断，对后者主要是通过示波器测量。如果由于某种原因，光栅尺输出的正弦信号幅度降低，在信号处理过程中，影响到被处理信号过零的位置，严重时会使输出脉冲挤在一起，造成丢失。信号幅度下降是因为光源亮度下降或光学系统脏污所致，从尺身中抽出扫描单元，仔细观察透镜表面呈毛玻璃状，指示光栅表面也有一层雾状物，发光灯泡和光电池上也有这种污物，这些污物导致了光源发光率下降和输出信号降低。

故障处理：按照光栅尺维护保养的要求，认真细致地清洗，重装后报警消除。

7、 某车削中心配SIEMENS 840C数控系统，坐标轴网不到参考点。

故障现象：开机后X坐标轴回不到参考点，x坐标轴在回零过程中有减速但不停，直至压上硬限位标值突变、显示值很大，同时显示“x AXIS SW LIMIT SWITCH MINUS”报警。

故障检修：检查机床参数设置无误，电缆连接可靠。机床在手动方式下能动作和定位，坐标值显示常。机床所使用的德国HEIDENHAIN公司光栅尺采用的回零方式与其他产品有所不同，它是将参考标距离来编码，在光栅尺刻线旁增加了一道刻线，通过两个相邻参考标记来确定基准位置。为了检查是否部分的问题，将防护拆下检查，发现零标志被油雾遮盖，导致没有零标志位脉冲信号输出，进行清洁维护后故障除。