《 數控機床故障診斷與維修（第4版） 》p13-數控機床常見故障分析 -p290-任務實施液壓系統出油不暢造成潤滑不良

數控機床常見故障分析1按故障發生的部位分析1）主機故障數控機床的主機部分，主要包括機械、潤滑、冷卻、排屑、液壓、氣動與防護裝置。常見的主機故障有：因機械安裝、調試及操作使用不當等原因引起的機械傳動故障與導軌副摩擦過大故障。故障表現為傳動噪聲大，加工精度差，運行阻力大。例如：傳動鏈的撓性連軸器松動，齒輪、絲杠與軸承缺油，導軌塞鐵調整不當，導軌潤滑不良以及系統參數設置不當等原因均可造成以上故障。尤其應引起重視的是，機床各部位標明的注油點（注油孔）須定時、定量加注潤滑油（脂），這是機床各傳動鏈正常運行的保證。另外，液壓、潤滑與氣動系統的故障主要是管路阻塞或密封不良，引起泄漏，造成系統無法正常工作。2）電氣故障電氣故障分弱電故障與強點故障。弱電部分主要指CNC裝置、PLC控制器、CRT顯示器以及伺服單元、輸入/輸出裝置等電子電路，這部分又有硬件故障與軟件故障之分。硬件故障主要是指上述各裝置的印制電路板上的集成電路芯片、分立元件、接插件以及外部連接組件等發生的故障。常見的軟件故障有：加工程序出錯，系統程序和參數的改變或丟失、計算機的運算出錯等。強電故障是指繼電器、接觸器、開關、熔斷器、電源變壓器、、電磁鐵、行程開關等電器元器件及其所組成的電路故障。這部分的故障十分常見，必須引起足夠的重視。2.按故障的性質分析1）系統性故障系統性故障，通常是指只要滿足一定的條件或超過某一設定的限度，工作中的數控機床必然會發生的故障。這一類故障現象極為常見。例如：液壓系統的壓力值隨著液壓回路過濾器的阻塞而降到某一設定參數時，必然會發生液壓系統故障報警使系統斷電停機；又如：潤滑、冷卻或液壓等系統由于管路泄漏引起游標下降到使用限值，必然會發生液位報警使機床停機；再如：機床加工中因切削用量過大達到某一限值是必然會發生過載或超溫報警，導致系統迅速停機。因此，正確的使用與精心維護是杜絕或避免這類系統性故障發生的切實保障。2）隨機性故障隨機性故障，通常是指數控機床在同樣的條件下工作時只偶然發生一次或兩次的故障。有的文獻上稱此為“軟故障”。由于此類故障在各種條件相同的狀態下只偶然發生一兩次，因此，隨機性故障的原因分析與故障診斷較其它故障困難得多。一般而言，這類故障的發生往往與安裝質量、組件排列、參數設定、元器件品質、操作失誤與維護不當，以及工作環境影響等諸因素有關。例如：接插件與連接組件因疏忽未加鎖定，印制電路板上的元器件松動變形或焊點虛脫，繼電器觸點、各類開關觸頭因污染銹蝕以及直流電刷不良等所造成的接觸不可靠等。另外，工作環境溫度過高或過低、濕度過大、電源波動與機械振動、有害粉塵與氣體污染等原因均可引發此類偶然性故障。因此，加強數控系統的維護檢查，確保電器箱門的密封，嚴防工業粉塵及有害氣體的侵襲等，均可避免此類故障的發生。3.按故障的指示形式分析1）有報帶顯示的故障，數控機床的故障顯示可分為指示燈顯示與顯示器顯示兩種情況。指示燈顯示報警指示燈顯示報警是指通過控制系統各單元上的狀態指示燈（一般由LED發光管或小型指示燈組成）顯示的報警。根據數控系統的狀態指示燈，即使在顯示器故障時，仍可大致分析判斷出故障發生的部位與性質，因此在維修、排除故障過程中應認真檢查這些狀態指示燈的狀態。顯示器顯示報警：顯示器顯示報警是指可以通過CNC顯示器顯示出報警號和報警信息的報警。由于數控系統一般都具有較強的自診斷功能，如果系統的診斷軟件以及顯示電路工作正常，一旦系統出現故障，可以在顯示器上以報警號及文本的形式顯示故障信息。數控系統能進行顯示的報警少則幾十種，多則上千種，它是故障診斷的重要信息。2）無報警顯示的故障，這類故障發生時．機床與系統均無報警顯示，其分析診斷難度通常較大．需要通過仔細、認真的分析判斷才能予以確認。特別是對于一些早期的數控系統，由于系統本身的診斷功能不強，或無PLC報警信息文本，出現無報警顯示的故障情祝則更多。對于無報警顯示故障，通常要具體情況具體分析，根據故障發生前后的變化．進行分析判斷，原理分析法與PLC程序分析法是解決無報警顯示故障的主要方法。4.按故障產生的原因分析1）數控機床自身故障，這類故障的發生是由于數控機床自身的原因所引起的，與外部使用環境條件無關，數控機床所發生的極大多數故障均屬此類故障。2）數控機床外部故障這類故障是由于外部原因所造成的。供電電壓過低、過高，波動過大：電源相序不正確或三相輸入電壓的不平衡；環境溫度過高：有害氣體、潮氣、粉塵授入：外來振動和干擾等都是引起故障的原因。電源單元狀態顯示LED指示為“1”故障排查1.故障現象電源單元狀態顯示LED指示為“1”，故障原因指向主電路電源模件(IPM)出現異常，同時數控系統顯示“SV437轉換器輸入電路過電流”、“SP030轉換器輸入電路過電流”報警。2.故障排查1）測量交流接觸器前端三相交流電壓是否在正常范圍，三相間是否平衡。2）檢查交流接觸器是否良好，并嘗試更換。3）測量電抗器繞組間阻值是否正常、平衡，并嘗試更換。4）以上沒有問題，請更換電源單元模塊。電源單元狀態顯示LED指示為“2/A”故障排查1.故障現象電源單元狀態顯示LED指示為“2/A”時，數控系統也同時顯示伺服報警和主軸報警，數控系統顯示報警如表5-3所示，從故障描述可以看出，電源單元數碼指示、主軸、伺服報警全部指向風扇故障。表5-3電源單元狀態顯示LED指示為“2/A”時數控系統顯示報警電源單元數碼顯示報警數控系統顯示報警2-控制電路部的冷卻風扇停止SV443轉換器、冷卻風扇停止A-外部冷卻散熱片的冷卻風扇停止SV606轉換器、散熱器冷卻風扇停止風扇電動機有三根線，兩根是電源線，提供電動機旋轉動力；另外一根是風扇轉速模擬檢測信號線，連接到控制器的主板上的，正常旋轉時是+5V電壓，允許誤差范圍是正負5%。如果風扇扇葉臟了，轉速下降造成模擬電壓值低于4.75V就會出現風扇報警。2.故障排查1）首先確認內部開始外部風扇報警。2）確認風扇扇葉是否附著油污，嘗試清潔風扇。3）更換風扇。4)更換電源單元。電源單元狀態顯示LED指示為“4”故障排查

1.故障現象

電源單元狀態顯示LED指示為“4”，故障原因指向主電路電源切斷，同時數控系統顯示“SV433轉換器DC鏈路部低電壓”、“SP9051轉換器DC鏈路部低電壓”報警。此時電源單元、主軸模塊數碼管顯示如圖5-46所示。

圖5-46電源單元、主軸模塊數碼管顯示圖

2.故障排查

1）確認三相交流輸入電壓以及接觸器線圈控制回路是否正常正常。

2）嘗試更換電源單元。

3）如果在運動中出現該故障時，請動態監測輸入電源以及交流接觸器吸合狀態。

電源單元狀態顯示LED指示為“5”故障排查

1.故障現象

電源單元狀態顯示LED指示為“5”，故障原因指向DC鏈路短路、充電電流限制電阻故障，同時數控系統顯示“SV442轉換器DC鏈路充電異常”“SP9033轉換器DC鏈路充電異常”報警。

2.故障排查

1）斷電情況下，測量CX48與L1／L2／L3之間是否連接良好且相序是否一致。

2）測量交流接觸器前端電壓是否正常。

3）檢查交流接觸器線圈回路是否存在除CX3之外的觸點，并確認其狀態。

4）嘗試更換電源單元。

5）如以上仍未解決故障，則嘗試判斷是否為直流母線回路短路引起的，確認連接的伺服或主軸單元是否良好。

6）CX48管腳示意圖，如圖5-45所示。

圖5-45CX48管腳示意圖

電源單元狀態顯示LED指示為“6”故障排查1.故障現象電源單元狀態顯示LED指示為“6”，故障原因指向控制電源電壓下降，同時數控系統顯示“SV432轉換器控制電流低電壓”、“SP9111轉換器控制電流低電壓”報警。2.故障排查全軸報警，首先檢查電源單元，正常情況下電源單元控制電源電壓值應≥22.8V，低于該值就會出現報警。這時應檢查提供24V直流電壓的開關電源至電源單元CXA2D接口的整個鏈路的連接情況和電壓情況。3.如果外部電源異常請更換，反之請更換電源單元。數控返回參考點的必要性數控機床位置檢測裝置如果采用絕對編碼器時，由于系統斷電后位置檢測裝置靠電池來維持坐標值實際位置的記憶，所以機床開機時，不需要進行返回參考點操作。但是目前，大多數數控機床采用增量編碼器作為位置檢測裝置，系統斷電后，工作坐標系的坐標值就失去記憶，機械坐標值盡管靠電池維持坐標值得記憶，但只是記憶機床斷電前的坐標值而不是機床的實際坐標，所以機床首次啟動系統或在執行了系統“急停”或“復位”操作后，要進行返回參考點操作，是系統的位置記數與脈沖編碼器的零位脈沖同步。機床執行返回參考點操作具有以下優點1.系統通過參考點來確定機床的原點位置，以正確建立機床坐標系。2.可以消除絲杠間隙的累計誤差及絲杠螺距誤差補償對加工的影響。基頻向下向上調變頻調速1.從基頻向下調變頻調速降低電源頻率時，必需同時降低電源電壓。降低電源電壓U1，有以下兩種控制方法：（1）保持El/f1為常數。降低電源頻率f1時，保持El/f1為常數，則φm為常數，是恒磁通控制方式，也稱恒轉矩調速方式。降低電源頻率f1調速的人為機械特性，如圖6-1(a）所示。降低電源頻率f1調速的人為機械特性特點為：同步速度n1與頻率f1成正比；最大轉矩不變；轉速降落Dn=常數，特性斜率不變(與固有機械特性平行)。這種變頻調速方法與他勵直流電動機降低電源電壓調速相似，機械特性較硬，在一定靜差率的要求下，調速范圍寬，而且穩定性好。由于頻率可以連續調節，因此變頻調速為無級調速，平滑性好，另外，轉差功率Ps較小，效率較高。(a）保持El/f1為常數的機械特性(b）保持Ul/f1為常數的機械特性圖6-1基頻向下變頻調速時的機械特性（2）保持Ul/f1為常數。降低電源頻率f1，保持Ul/f1為常數，則φm近似為常數，在這種情況下，當降低頻率f1時，Dn不變。但最大轉矩會變小，特別在低頻低速時的機械特性會變壞，如圖6.1.1（b)所示。其中虛線是恒磁通調速時為常數的機械特性，以示比較。保持Ul/f1為常數，則低頻率調速近似為恒轉矩調速方式。2.從基頻向上變頻調速從基頻向上變頻調速，升高電源電壓是不允許的。因此，升高頻率向上調速時，只能保持電壓為不變，頻率越高，磁通φm越低，是一種降低磁通升速的方法，類似他勵直流電動機弱磁升速情況，其機械特性如圖6-2所示。保持電壓不變升速，近似為恒功率調速方式。隨著，而p2近似為常數。因而該方法適合于帶恒功率負載。圖6-2基頻向上變頻調速時的機械特性FR-S500變頻器基本參數功能含義闡述說明a.上限頻率Pr.1和下限頻率Pr.2 圖6-4上限頻率Pr.1和下限頻率Pr.2圖6-.5加速時間Pr.7和減速時間Pr.8如圖6-4所示為上限頻率Pr.1和圖6-5下限頻率Pr.2用于確定變頻器的運行范圍。如要求某電機工作在10-50HZ之間，則可設定為Pr.1=50，Pr.2=10，這樣電機就不能再低于10HZ運行。b.基波頻率Pr.3基波頻率Pr.3是指電動機額定轉矩時的基準頻率。按照電動機的銘牌來設置，可在0-120HZ范圍內設定，一般國產標準電機的額定頻率為50HZ，故出廠設置為50HZ，使用時多不需改變；c.加減速時間（Pr.7、Pr.8、Pr.20）如圖6.1.7所示為加速時間Pr.7是指從0HZ開始上升到加減速基準頻率Pr.20所設定的頻率時所需的加速時間；減速時間Pr.8是指從加減速基準頻率Pr.20所設定的頻率開始減速到0HZ時所需的減速時間。Pr.20為加減速基準頻率，出廠設定為50HZ。d.電子過流保護Pr.9電子過流保護Pr.9是為保護電動機不過熱而設定的電流值。設定范圍為0-50A,設定值為0時保護功能無效，通常設定為電動機的額定電流值，對于0.4K、0.75K的電機設定為電動機的額定電流值的85%；e.擴展功能顯示選擇Pr.30當設定Pr.30=0時，僅顯示基本功能參數；當設定Pr.30=1時，顯示全部參數；f.操作模式選擇Pr.79變頻器的操作模式可以用PU（旋鈕、RUN鍵）操作，也可以用外部信號操作或組合使用。設定值可取0-4，7，8，在數控機床的調試和使用中多涉及的為：當設定Pr.79=0時，用鍵可以切換PU（旋鈕、RUN鍵）操作或外部信號操作；當設定Pr.79=1時，只能執行PU（旋鈕、RUN鍵）操作;當設定Pr.79=2時，只能執行外部信號操作；Pr.79出廠設定為0.g.轉矩提升Pr.0圖6-6轉矩提升Pr.0轉矩提升的使用場合是當低速范圍時，電動機輸出轉矩不足。如圖6-6所示直線1表示V～f特性，橫坐標為運行頻率，縱坐標為對應的輸出電壓,100%表示變頻器輸出的最大電壓，也就是電源電壓。變頻器的運行都有這樣的特性，就是在改變其輸出頻率時也改變輸出電壓，從V～f特性線上可看出運行頻率越低，變頻器輸出的電壓也越低，當運行頻率達到50HZ時，輸出電壓等于電源電壓，而電機得到的輸入電壓越低，其輸出轉矩就越小，因此如果按照原有的V～f特性運行，當頻率很低時，變頻器輸出電壓也很低，電動機的輸出轉就很小，無法帶動負載，為了滿足電機在低頻運行時也能帶動負載的要求，把V～f曲線的起點進行提高，稱之為轉矩提升。這樣就保證了在很低的頻率下運行時，變頻器仍有一定的輸出電壓，從而使電機具有一定的輸出轉矩。注意：轉矩提升并非越大越好，因為設定值大時，電機的電流也較大，會使電機過熱，同時變頻器的輸出電流較大，可能引起過電流斷路。串行數字主軸相關功能參數

雖然系統出廠時已把串行數字電動機的標準控制參數存儲在系統中，通過主軸參數初始化操作選擇與實際主軸電動機相對應的標準參數，但在主軸參數初始化時，還需進行系統相關功能參數的設定，那么與串行數字主軸相關的功能參數有哪些呢？

主軸電機相關參數主要包括主軸電機類型設定、主軸編碼器類型指定,電機相關參數的初始化,主軸檔位轉遷的設定。由于標準參數文件中所使用主軸電機的種類、數量與用戶實際情況存在差異,因此有如下參數必須進行確認,確認存在差異后需要進行手動調整。

①主軸數量的確認和設定，見表6.2.3所示。

表6.2.3主軸數量的確認和設定參數號設定值備注No.088(設定后需要重啟系統)0/1當只使用一個主軸電機時(模擬主軸或FANUC串行主軸);(標準化參數文件默認使用1個FANUC串行主軸電機n當侍用n個主軸電機時(1≤n≥3);-1無主軸電機時②主軸電機的類型的確認和設定，見表6.2.4所示。

表6.2.4主軸電機的類型的確認和設定參數號設定值備注No.3716#01當主軸電機為FANUC串行主軸電機0當主軸為模擬主軸電機③主軸放大器數量的確認與設定，見表6.2.5所示。

表6.2.5主軸放大器數量的確認與設定參數號設定值備注No.3717注:如果2個主軸其中一個是模擬主軸,請將其設置為第2主軸,且模擬主軸至多1個;1無論主軸電機是否使用FANUC串行主軸電機2無論主軸電機是否使用FANUC串行主軸電機④使用FANUC主軸電機,則可以按照如下操作進行主軸電機初始化按【YSYTEM】鍵進入參數畫面,使用MDI面板輸入“4133”,按[搜索號碼],根據實際中所使用的電機在附錄Ⅱ“主軸電機代碼表”中查找對應電機代碼,按【.輸入】填入該參數當中。

按【YSYTEM】鍵進入參數畫面,使用MDI而板輸入“4019”,按[搜索號碼],設定參數No.4019#7為1,如圖6.2.6所示,之后切斷NC及放大器電源圖6.2.6參數4019#7設置

⑤主軸速度相關參數的確認和設定

標準參數文件是以電機和主軸之間按照1:1的直連方式連接進行設定的。

需要修改的情況:如果主軸電機和主軸之間連接存在減速比,或者存在2檔(或者幾個檔),其間齒輪比分別為M:1的減速比(第一檔減速比,電機旋轉M次,主軸旋轉1次)和N:1(第二檔減速比,則按照如表6.2.6所示進行設定。

表6.2.6主軸速度相關參數的確認和設定

參數號設定值備注4020——電機最高轉達值;電機在初始化后,系統自動設定37350主軸電機最低鉗制速度37364095主軸電機最高鉗制速度〔設定值=(主軸電機的最高鉗制轉速/主軸電機的最大轉速*4095)3741——第一檔位主軸最高轉速:通過公式:M/1=[參數No.4020中的值]/[參數No.3741設定的值],可得出NO.3741的具體設定值。3742——第二檔位主軸最高轉速:通過公式:N/1=[參數No.4020中的值]/[參數No.3742設定的值],可得出NO.3742的具體設定值。4056——主軸與電機間的齒輪比,NO.4056的設定值為:100*M[注釋1、2]4057100主軸與電機間的齒輪比。[注釋1、2]4058——主軸與電機間的齒輪比,NO.4058的設定倩為:100*N[注釋1、2]4059100主軸與電機間的齒輪比。[注釋1、2]4171——電機傳感器與主軸之間的齒輪比;根據公式:[No.4171的值]/[No.4172的值]-[No.4056的值],算出[No.4171值]/[No.4172的值]的最小約分值,即分別為No.4171,No.4172的參數設置值。[注釋1、2]4172——4173——電機傳感器與主軸之間的齒輪比;根據公式:[No.4173的值]/[No.4174的值]-[No.4058的值],算出[No.4173值]/[No.4174的值]的最小約分值,即分別為No.4173,No.4174的參數設置值。[注釋1、2]4174——串行主軸參數設定、調整和監控畫面①主軸伺服畫面顯示參數為了顯示主軸伺服畫面，需要將主軸伺服畫面顯示參數（SPS）設置為“1”，FANUC0i-MFPLUS系統的參數為3111#1，如圖6.2.1所示。圖6.2.1參數3111#1設置②主軸畫面顯示操作在FANUC0i-MFPLUS系統，執行下面操作即可顯示主軸設定畫面，按【SYSTEM】系統功能鍵,出現參數等畫面，繼續按【向下系統擴展】軟鍵，最后按下【主軸設定】軟鍵時，出現主軸設定調整畫面，如圖6.2.2所示。

圖6.2.2主軸設定調整畫面

③主軸設定調整畫面主軸設定調整畫面包含主軸設定畫面、主軸調整畫面和主軸監視畫面。通過系統軟件選擇相應的主軸伺服畫面。按下【SYSTEM】→[→]→[主軸設定]→[主軸設定]，進入主軸設定調整畫面中的主軸設定畫面，如圖6.2.3所示，在該畫面下顯示當前主軸擋位下相關主軸參數，如主軸、電機型號、電機名稱、主軸最高速度、電機最高速度、主軸編碼器種類、最佳定位功能、剛性攻絲的電壓模式。圖6.2.3主軸設定畫面主軸調整畫面，可以針對運行方式的變化，修改對應運行方式下的相關參數（比例增益、積分增益、及電機電壓）。

運行主軸后，按下[主軸設定]→[主軸調整]，可進入主軸調整畫面，如圖6.2.4所示。確認當前的運行方式是否正確,主軸擋位狀態是否正確，如不是當前運行方式或擋位時，如執行M19時，仍顯示速度控制，請先檢查相關功能參數或信號狀態，然后再繼進行參數的設定。圖6.2.4主軸調整畫面

主軸監視畫面，在這個畫面可以確認主軸當前運行方式、監控主軸的報警、運行速度、運行負荷及信號狀態。

運行主軸后，按下[主軸設定]→[主軸監視]，如圖6.2.5所示所示。可以觀察信息如下：主軸報警、運行方式、主軸速度、電機速度、主軸、負載表和控制輸入信號/輸出信號。

圖6.2.5主軸監視畫面

不執行螺紋加工的故障排查故障現象：某配套FANUC0i系統的數控車床，在自動加工時不執行螺紋加工程序。控制原理分析數控車床螺紋加工的實質就是主軸旋轉與Z軸進給之間的插補。執行螺紋加工指令時，當系統得到主軸位置檢測裝置發出的一轉信號后開始進行螺紋加工，根據主軸的位置反饋脈沖進行Z軸的插補控制，即主軸轉一周，Z軸進給一個螺距或導程（多頭螺紋加工）。2．故障成因分析造成自動加工時不執行螺紋加工指令的可能故障原因有以下：=1\*GB2⑴主軸編碼器與系統之間的連接不良；=2\*GB2⑵主軸編碼器的位置信號PA和*PA、PB和*PB不良或連接電纜斷開；=3\*GB2⑶主軸編碼器的一轉信號PZ和*PZ不良或連接電纜斷開；=4\*GB2⑷系統或主軸放大器故障；3．故障診斷處理=1\*GB2⑴對于可能的故障原因=1\*GB2⑴，如系統采用的是FANUC主軸模塊，系統會發出9027（AL-27）報警，檢查連接電纜接口及電纜線的校線查出故障并進行修復；=2\*GB2⑵對于可能的故障原因=2\*GB2⑵，查看系統顯示裝置上是否有主軸轉速顯示，如無主軸轉速顯示，則是該原因導致此故障；=3\*GB2⑶對于可能的故障原因=3\*GB2⑶，可通過加工指令G99（每轉進給）和G98（每分鐘進給）切換來判別，如果G98進給切削正常而G99進給切削不正常，即為該原因所致。對于可能的故障原因=3\*GB2⑶也可利用示波器檢查PZ和*PZ信號，確認是否是因為主軸編碼器一轉信號輸出故障造成；=4\*GB2⑷如果以上故障成因均已排除，則需檢查系統或主軸放大器，需送售后服務進一步檢測維修。螺紋加工時，出現起始段螺紋“亂扣”的故障排查

故障現象：某配套FANUC系統的數控機床，主軸采用變頻器驅動，在執行G92車削螺紋時，出現起始段螺紋“亂扣”的現象。

1．控制原理分析

同于基本任務一的控制原理分析，數控車床螺紋加工的實質就是主軸旋轉與Z軸進給之間的插補。“亂扣”是由于主軸與Z軸的進給不能實現同步引起的。

螺紋加工時，出現起始段螺紋“亂扣”現象是由于該機床使用變頻器作為主軸驅動裝置，主軸速度為開環控制，在不同的負載下，主軸的起動時間不同，且起動時的主軸速度不穩，轉速有相應變化，導致了主軸與Z軸的進給不能實現同步引起。

2．故障排除

分別采用下述兩種方法解決上述故障：

⑴在主軸旋轉指令（M03）之后，螺紋加工指令G92之前增加G04延時指令，以保證在主軸速度穩定后在開始進行螺紋切削加工；

⑵更改螺紋加工程序的起始點，使其離開工件一段距離，保證在主軸速度穩定后，再接觸工件，開始進行螺紋切削加工。螺紋加工時出現“亂扣”、螺距不準現象的故障排查1．控制原理分析一般的螺紋加工需要經過幾次切削才能完成，每次重復切削時，開始的進刀位置必須相同。為了保證重復切削不亂扣，數控系統在接收到主軸編碼器的一轉信號后才開始螺紋切削的計算。2．故障成因分析及排查當數控系統接收到的一轉信號不穩時，就會出現“亂扣”、螺距不準等現象。=1\*GB2⑴檢查主軸編碼器是否存在連接不良，將兩端連接頭連接處插緊；=2\*GB2⑵檢查是否存在主軸編碼器的一轉信號PZ和*PZ不良或連接電纜斷開；=3\*GB2⑶排除主軸編碼器信號線受到干擾，檢查確認信號線屏蔽完好，確保兩端的屏蔽街頭可靠接地；=4\*GB2⑷檢查主軸編碼器內部太臟或編碼器本身出現問題，必要時更換主軸編碼器；=5\*GB2⑸從機械方面檢查絲杠有無竄動，主軸跳動是否過大，機械傳動是否穩定，負載是否松動，刀架定位是否準確；如果以上故障成因均已排除，還出現“亂扣”現象，則需檢查系統或主軸放大器，需送售后服務進一步檢測維修。低壓伺服系統介紹數控機床的伺服驅動系統按其功能和用途劃分為：主軸驅動系統和進給伺服系統。數控機床的進給伺服是一種位置隨動系統，是數控裝置和機床的聯系環節。它的作用是快速、準確地執行由數控裝置發出的控制命令，通過伺服驅動系統轉換成坐標軸的運動，精確地控制機床進給傳動鏈的坐標運動，完成程序所規定的操作。數控機床伺服系統的本質特點在于：能夠根據指令信號精確地控制執行部件的位置和進給速度。伺服系統由伺服驅動裝置、伺服電機、位置檢測裝置等組成。數控機床運動中，主軸運動和進給伺服運動是機床的基本成形運動。數控機床伺服系統按功能可分為：主軸伺服系統和進給伺服系統。主軸伺服用于控制機床主軸的運動，提供機床的切削動力；進給伺服實現機床各進給軸的位置控制，不僅對單個坐標軸的運動速度和位置精度進行嚴格控制，而且在多軸聯動時，還要求各軸有很多的動態配合，是要求最高的位置控制。對于進給伺服系統，按有無反饋檢測元件將其分為：開環伺服系統和閉環伺服系統。其主要區別為是否采用了位置和速度檢測反饋元件組成了反饋系統。開環控制常用步進電機作為驅動元件，它不需要由位置和速度檢測元件組成反饋檢測回路。閉環控制采用伺服電機作為驅動元件，根據位置檢測元件所處在數控機床位置的不同，它可以分為半閉環控制、全閉環控制和混合閉環控制。半閉環控制一般將檢測元件安裝在伺服電機的非輸出軸端，伺服電機角位移通過滾珠絲杠等機械傳動機構轉換為數控機床工作臺的直線位移。全閉環控制是將位置檢測元件安裝在機床工作臺或某些部件上，以獲取工作臺的實際位移量。混合閉環控制則采用半閉環控制和全閉環控制相結合的方式。伺服參數初始化伺服參數初始化就是將系統的參數按設定條件恢復到系統出廠時的標準設定。當數控系統的伺服驅動更換，或因為更換電池等原因，使伺服參數出現錯誤時，必須對伺服系統進行初始化處理與重新調整。1．伺服初始化參數設定（1）分離型檢測裝置是否有效的系統參數（2）絕對位置檢測是否使用參數2．伺服參數初始化操作（1）在緊急停止狀態，接通電源。（2）顯示伺服參數的設定畫面系統功能鍵SYSTEM—系統擴展軟件—系統軟件[SV-PRM]（3）使用光標，翻頁鍵，將伺服初始化設定參數2000#1的1設定為0，然后系統斷電在重新上電，從而完成了數字伺服參數的初始化操作。當伺服初始化結束后，初始化定位#1自動變為1。初始化設定為如下：#7#6#5#4#3#2#1#02000PRMCALDGPRMPLC01其中，#0：PLC01 0：檢測單位為1μm。 1：檢測單位為0.1μm。#1：DGPRM 0：系統進行數字伺服參數初始化的設定。 1：伺服參數初始化后，該項自動變化為1。#3（PRMCAL）：進行伺服初始化設定時，該項自動變化為1。根據編碼器的脈沖數自動計算下列參數：2043、2044、2047、2053、2054、2056、2057、2059、2074、2076。伺服參數設定的準備工作（1）CNC單元的類型及相應軟件（功能），如系統是FANUC-0iMFplus還是FANUC-16/18/21/0i系統。（2）伺服電動機的類型及規格，如進給伺服電動機是系列、i系列、系列還是IS系列。（3）電動機內裝的脈沖編碼器類型，如編碼器是增量編碼器還是絕對編碼器。（4）系統是否適用分離型位置檢測裝置，如是否采用獨立型旋轉編碼器或光柵尺作為伺服系統的位置檢測裝置。（5）電動機一轉機床工作臺移動的距離，如機床絲杠的螺距是多少，進給電動機與絲杠的傳動比是多少。（6）機床的檢測單位（例如0.001mm），檢測裝置的分辨率。（7）CNC的指令單位（例如0.001mm）。光柵基礎知識光柵利用光的透射、衍射原理，通過光敏元件測量莫爾條紋移動的數量來測量機床工作臺的位移量。一般用于機床數控系統的閉環控制。光柵主要由標尺光柵和光柵讀數頭兩部分組成。通常，標尺光柵固定在機床運動部件上（如工作臺或絲杠上），光柵讀數頭產生相對移動。光柵尺測量原理如圖7-42所示。圖7-42光柵尺測量原理透射光柵測量系統由光源、透鏡、標尺光柵、指示光柵、光敏元件和信號處理電路組成，信號處理電路又包括放大、整型和鑒向倍頻等。透射光柵測量系統工作原理如圖7-43所示，通常情況下，標尺光柵與工作臺裝在一起隨工作臺移動外，光源、透鏡、指示光柵、光敏元件和信號處理電路均裝在一個殼體內，做成一個單獨部件固定在機床上，這個部件稱為光柵讀數頭，其作用是將光信號轉換成所需的電脈沖信號。光柵讀數是利用莫爾條紋的形成原理進行的，將指示光柵和標尺光柵疊合在一起，中間保持0.01-0.1mm的間隙，并且指示光柵和標尺光柵的線紋相互交叉保持一個很小的夾角θ，如圖7-44所示。當光源照射光柵時，在α-α線上，兩塊光柵的線紋彼此重合，形成一條橫向透光亮帶：在b-b線上，兩塊光柵的線紋彼此錯開，形成一條不透光的暗帶。這些橫向明暗相間出現的亮帶和暗帶酒是莫爾條紋。直線光柵尺外觀如圖7-45所示。兩塊光柵每相對移動一個柵距，則光柵某一固定點的光強按明—暗—明規律變化一個周期，即莫爾條紋移動一個莫爾條紋的間距。因此，光電元件只要讀出移動的莫爾條紋數目，就可以知道光柵移動了多少柵距也就知道了運動部件的準確位移量。圖7-43透射光柵測量系統工作原理示意圖圖7-44莫爾條紋圖7-45直線光柵數控機床對檢測元件的要求檢測元件是檢測裝置的重要部件，其主要作用是檢測位移和速度，發送反饋信號。位移檢測系統能夠測量的最小位移量稱為分辨率。分辨率不僅取決于檢測元件本身。也取決于測量電路。數控機床對檢測元件的主要要求是：①壽命長，可靠性高，抗干擾能力強；②滿足精度和速度要求；③使用維護方便，適合機床運行環境；④成本低；⑤便于與計算機聯接。數控機床對位置檢測裝置的要求

位置檢測裝置是數控機床伺服系統的重要組成部分。它的作用是檢測位移和速度，發送反饋信號，構成閉環或半閉環控制。數控機床的加工精度主要由檢測系統的精度決定。不同類型的數控機床，對位置檢測元件，檢測系統的精度要求和被測部件的最高移動速度各不相同。現在檢測元件與系統的最高水平是：被測部件的最高移動速度高至240m/min時，其檢測位移的分辨率（能檢測的最小位移量）可達1μm，如24m/min時可達0.1μm。最高分辨率可達到0.01μm。

數控機床對位置檢測裝置有如下要求：

①受溫度、濕度的影響小，工作可靠，能長期保持精度，抗干擾能力強。

②在機床執行部件移動范圍內，能滿足精度和速度的要求

③使用維護方便，適應機床工作環境。

④成本低系統PMC畫面功能及具體操作FANUC數控系統可通過屏幕對PMC實施操作，進行PMC梯形圖的動態顯示，監控與診斷PMC的各種輸入/輸出信號狀態；可對定時器、計數器、保持型繼電器、數據表等寄存器進行設定和顯示；還能夠對梯形圖進行編輯等，由此來判斷和查找數控機床故障位置。在MDI方式下按系統功能鍵，再按若干次向右的擴展軟鍵，則在屏幕上顯示PMC基本菜單結構畫面，如圖8-10所示。圖8-10PMC基本畫面注意：要顯示下面5個軟件，需要按一下擴展鍵。（1）PMC維護畫面(PMCMNT)通過查看PMC各操作畫面，可以完成查看地址狀態、參數設置、梯形圖監控等功能。按“SYSTEM”鍵，在右邊擴展翻頁找到【PMC維護】選項。①信號狀態畫面在PMC維護畫面下，按下[信號]軟鍵，即進入信號狀態監控畫面。在信號狀態畫面，顯示所有地址的狀態以及地址的符號注釋，如圖8-11所示。信號狀態有三種顯示方法：以為模式“0”或“1”顯示，以16進制顯示或以十進制顯示。可以對部分信號進行強制。

圖8-11PMC信號狀態畫面圖8-12I/O設備畫面在PMC運行時可以通過信號狀態顯示監控機床設備運行正常與否或判斷故障原因。（信號按位可顯示各位的狀態，狀態值為1或0兩種狀態，信號X8.4顯示為“1”的狀態，表明急停功能無效。信號按16進制或10進制可顯示一個字節的狀態，16進制、10進制可以通過軟鍵相互切換。②I/O設備畫面I/O輸入輸出畫面如圖8-12所示。在該畫面上，可以完成對順序程序和PMC參數的寫入和讀取。可用的輸入輸出設備有：存儲卡，FLASHROM，U盤，其他。

③PMC報警畫面PMC報警畫面如圖8-13所示，顯示在PMC中發生的報警信息。圖8-13PMC報警畫面圖8-14輸入與輸出畫面I/O輸入輸出畫面

I/O輸入輸出畫面如圖8-14所示。在該畫面上，可以完成對順序程序和PMC參數的寫入和讀取。可用的輸入輸出設備有：存儲卡，FLASHROM，U盤，其他。PMC數據設定畫面(C、T、K、D)在PMC基本界面上按軟鍵[PMCPRM］，能夠顯示PMC的參數界面，如圖8-15所示，可以分別打開TIMER(定時器）、COUNTR(計數）、KEPRL(保持型繼電器）、DATA(數據表）等界面。按光標鍵，把光標移到希望修改的地址丐碼上，輸入數值，按功能鍵"INPUT"，數據被輸入。圖8-15PMC數據設定畫面PMC其它數據設定畫面(跟蹤、跟蹤設定、I/O診斷)信號跟蹤可監控當前PMC各信號時序變化情況,便于PMC編寫邏輯關系的檢查與故障的判斷,如圖8-165所示。圖8-16PMC跟蹤、跟蹤設定畫面如圖8-17所示為I/O診斷畫面雖然可以顯示地址的狀態,但在該畫面下,僅顯示巳經定義符號的地址的狀態,對于未進行符號定義的地址則不會顯示。單擊擊“網絡順序”后,可直接進入I/O單獨診斷畫面,該畫面只顯示已經分配且定義符號的X地址與Y地址的狀態。如果習慣該畫面的顯示方式且梯形圖中相關地址均已定義符號和注釋的情況下,可在此畫面查看地址狀態。圖8-17PMCI/O診斷數據畫面（2）PMC梯圖畫面(PMCLAD)梯形圖界面可以編輯和監控梯形圖狀態，按“PMCLAD”軟鍵進入。梯形圖畫面主要顯示梯形圖的結構等內容，如圖8-18所示，在PMC程序列表畫面中，可以選擇對應的首級來查看編輯。圖8-18PMC梯圖列表畫面8-19PMC梯圖編輯畫面按下【SYSTEM】鍵–[＞]-[PLC梯圖]-[梯形圖]-[操作]-[編輯]，進入PLC梯形圖編輯畫面。如圖8-19所示。追加新的梯形圖網格，通過軟鍵操作，梯形圖的網格編輯畫面如所示，新網格的追加梯形圖編輯畫面中，按軟鍵產生。然后可以添加常開、常閉、線圈等網格要素“與”、“或”與功能指令等編輯操作，如圖8-20所示。圖8-20PMC梯圖新建畫面圖8-21PMC梯圖雙線圈檢查畫面PMC梯形圖雙線圈檢查，按下按鍵“雙重圈檢查”，進入雙線圈輸出畫面，如圖8-21所示。（3）PMC配置畫面(PMCCNF)PMC配置畫面按“PMC配置”軟鍵進入，分為標頭、構成參數、設定、PMC狀態、SYS參數、模塊、符號、信息、在線、I/OLinki組設定和PROGLIST。①PMC標頭畫面如圖8-22所示用于顯示PMC程序的信息。定義順序程序的名稱，PMC的版本號，相關的機械制造信息。構成參數畫面如圖8-23所示用于CNC-PMC間接口、機床信號接口、LADDER執行設定和PMC內存。圖8-22標頭畫面圖8-23構成參數畫面PMC設定畫面PMC設定畫面如圖8-24所示，顯示PMC一些設定的內容，用于調試，編輯，保護PMC程序，調試人員可以通過設置保證PMC梯形圖的正常運行。PMC狀態畫面PMC狀態畫面如圖8-25所示，顯示多路徑PMC切換。圖8-24PMC設定畫面圖8-25PMC狀態畫面5.系統參數畫面系統參數畫面如圖8-26所示，系統參數顯示/編輯畫面。6.模塊畫面模塊畫面顯示I/O地址的設定的內容，可以對I/O信號進行地址分配,如圖8-27所示。圖8-26系統參數畫面圖8-27模塊畫面7.符號畫面符號畫面顯示和編輯PMC程序中用到的符號地址與注釋等信息，如圖8-28所示。8.信息畫面信息畫面如圖8-29所示，信息顯示/編輯畫面，CNC畫面所顯示的報警信息和操作信息的文字。圖8-28符號畫面圖8-29信息畫面9.在線畫面在線畫面用于在線監控的相關參數設定。在線監控用于設定數控系統與PC端的互聯互通，完成梯形圖的在線監測，上傳下載，NC程序的傳輸等內容，如圖8-30所示。圖8-30在線畫面圖8-31I/OLinki畫面10．I/OLinki畫面（I/OLinki）使用I/OLinki畫面,跡行I/OLinki通訊,還需確認I/OLinki模塊設定有效,否則會報ER97報蕃。點擊“屬性“,可以看到SEL是沒有勾選上的,因此此時I/OLinki設備是不生效的，如圖8-31所示11.程序列表畫面（PROGLIST）程序列表畫面（PROGLIST）如圖8-32所示，畫面顯示序號、程序、程序號、PMC版本和注釋。圖8-32程序列表畫面任務導入在機床工作過程中，發現一些部位無潤滑，檢查后發現是液壓系統出油不暢造成。現找出出油不暢的原因，并排除故障。任務分析

數控機床已成為機械制造的重要機床設備之一，要保證數控機床可靠穩定的工作，除了在機械結構和數控系統等方面要達到一定的要求之外，良好的冷卻、潤滑也是不可忽視的部分，數控機床的輔助裝置主要是指潤滑系統和冷卻系統。

一、數控機床潤滑系統

隨著數控機床朝高速度、大功率、高精度的方向上發展，其可靠性已成為衡量其性能的置要指標。要保證數控機床可靠穩定的工作，除了在機械結構和數控系統等方面要達到一定的要求之外，良好的冷卻、潤滑也是不可忽視的因素，它們對延長數控機床的使用壽命、提高切削效率、保證工作正常具有十分重要的作用。

1．潤滑的作用及分類

在數控機床中潤滑主要有以下幾個方面的作用：

（1）減小摩擦

在兩個具有相對運動的接觸表面之間存在著摩擦，摩擦使零件、部件產生磨損，增大運動阻力，劇烈的摩擦甚至會使接觸表面發熱損壞。以潤滑油或者潤滑脂加人到摩擦表面后，可以降低摩擦系數，從而減小摩擦。

（2）減小磨損

潤滑油或潤滑脂在相對運動件之間可以形成一層油膜，避免了兩接觸相對運動件的直接接觸，可以減小磨損。

（3）降低溫度

流動的潤滑油可以把摩擦產生的大量熱量帶走，從而起到降低潤滑表面溫度的作用。

（4）防止銹蝕

潤滑油在摩擦表面形成的保護油膜，阻擋了金屬與空氣或其他氧化源的直接接觸，在一定程度上防止了金屬零件的銹蝕。

（5）形成密封

潤滑脂除具有主要的潤滑作用外，還具有防止潤滑劑的流出和外界塵屑進人摩擦表面的作用，避免了摩擦、磨損的加劇。

2．數控機床的潤滑系統

數控機床良好的潤滑對提高各相對運動件的壽命、保持良好的動態性能和運動精度等具有較大的意義。在數控機床的運動部件中，既有高速的相對運動，也有低速的相對運動，既有重載的部位，也有輕載的部位，所以在數控機床中通常采用分散潤滑與集中潤滑、油潤滑與脂潤滑相結合的綜合潤滑方式對數控機床的各個需潤滑部位進行潤滑。數控機床中潤滑系統主要包括主軸傳動部分、軸承、絲杠和導軌等部件的潤滑。

在數控機床的主軸傳動部分中，齒輪和主軸軸承等零件轉速較高、負載較大，溫升劇烈，所以一般采用潤滑油強制循環的方式，對這些零件進行潤滑的同時完成對主軸系統的冷卻。這些潤滑和冷卻兼具的液壓系統對液壓油的過濾要求較為嚴格，否則容易影響齒輪、軸承等零件的使用壽命。一般在這部分液壓系統中采用沉淀、過濾、磁性精過濾等手段保持液壓油的潔凈，并要求經過規定的時間后進行液壓油的清理更換。

軸承、絲杠和導軌是決定加工中心各個運動精度的主要部件。為了維持它們的運動精度并減少摩擦及磨損，必須采用適當的潤滑，具體采用何種潤滑方式取決于數控機床的工作狀況及結構要求。對負載不大、極限轉速或移動速度不高的數控機床一般采用脂潤滑，采用脂潤滑可以減少設置專門的潤滑系統，避免潤滑油的泄露污染和廢油的處理，而且脂潤滑具有一定的密封作用，降低外部灰塵、水氣等對軸承、絲杠和導軌副的影響。對一些負載較大、極限轉速或移動速度較高的數控機床一般采用油潤滑，采用油潤滑既能起到對相對運動件之間的潤滑作用，又可以起到一定的冷卻作用。在數控機床的軸承、絲杠和導軌部位，無論是采用油潤滑還是脂潤滑，都必須保持潤滑介質的潔凈無污染，按照相應潤滑介質的要求和工況定期地清理潤滑元件，更換或補充潤滑介質。

數控車床主軸軸承潤滑可采用油脂潤滑、迷宮式密封，也可采用集中強制型潤滑，為保證潤滑的可靠性，常裝有壓力繼電器作為失壓報警裝置。

主軸軸承的潤滑與密封是機床使用和維護