数控机床由于采用机电一体化技术,技术先进,控制复杂,元器件较多,系统控制类型也多,容易出现故障,出现故障维修难度也比较大。因此对维修电工而言,面对目前众多的教材和有限的厂家资料,怎样才能快速掌握一定的数控原理及故障诊断方法,提高维修效率是非常必要的。
数控机床,主要由数控装置,伺服驱动装置,测量反馈装置和机床本体等四大部分,再加上程序的输入输出设备,可编程控制器(PLC或称PMC)等几部分组成,如图所示:
数控装置由两个主要部件组成,NC系统(数字控制系统)与PLC部分(可编程序控制器部分),也就是实现位置控制和PMC控制两种功能。位置控制—就是加工程序中G代码+轴要移动距离。PMC控制—就是加工辅助功能M,S,T的实现。主要控制:主轴正反转;润滑;冷却;换刀;工件夹紧,松开;工作台的分度等。因与外界种类繁多的各种信号源和执行元件相连接,变化频繁,所以发生故障的可能性就比较多,而且故障类型亦千变万化。
下面将对数控机床具体部位及故障现象进行分析。
l CNC故障维修
电源故障:电源故障是数控机床维修过程中经常遇到的故障之一,有些系统电源控制线路比直接电源加入型系统要复杂。对照原理图进行维修是最有效,最可靠的方法。在某些机床上,由于机床互锁的需要,使用了外部电源切断信号,这时应根据机床电气原理图,综合分析故障原因,排除外部电源切断的因素,才能起动。
系统显示故障:系统无显示的原因,大多数是由于硬件故障引起的。除公共电源外,一般都是由于连接不良引起的,重点检查系统与显示器的连接电缆及显示器本身。而显示混乱或显示不正常,一般来说是系统的软件出错造成的。
CNC单元故障:数控系统通电后,系统内部自诊断软件对系统中最关键的硬件和控制软件,如装置中CPU,RAM,ROM等芯片,MDI,CRT,I/O等模块及监控软件,系统软件等逐一进行检测,并将检测结果在CRT上显示出来。一旦检测通不过,既在CRT上显示报警信息或报警号,指出哪个部分发生了故障。只有当全部开机诊断项目都正常通过后,系统才能进入正常运行准备状态。
这类故障的硬件如果采用人工检查方法往往是很难找到的,除非有一套备用电路板逐一调换试验。因此建议不要轻易动,最好请系统厂家来处理。对于软件故障,维修人员需要通过维修手册中所指出的有关数种可能造成的原因及相应排除方法中找到真正的故障原因并加以排除。如系统初始化,参数重新设定。国外系统电路稳定性好,不易出故障,出现故障部位大多在外围电路。
例如数控机床在使用过程中经常无规律地出现“死机”,系统无法正常起动等故障,若重新开机,又可以恢复正常工作:而数控系统本身的组成模块,软件及硬件均无损坏:在正常工作期间,机床所有的动作,加工精度都满足要求。这类“软故障”维修重点针对系统的电源输入回路与外部电源进行,以及检查数控系统,机床,车间的接地系统。
急停报警故障:在发生“急停”或“NOT READY”故障时,主要考虑的因素有以下几点:
1)面板上的“急停”生效。






