数控车床常见故障诊断实例分析
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摘要：本文结合学院实习工厂数控车间的数控车床在学生实习实训以及一体化教学中遇到的机床故障现象为研究载体，以5种常见故障现象进行故障机理分析，并简明阐述了故障诊断过程。
关键词：数控机床；故障诊断；伺服过热
基金项目：本文系“湖南理工职业技术学院科研基金一般资助项目”（项目编号：Lgy12y005）的研究成果。
一、数控机床故障诊断的常用方法
数控机床集机械、电气、计算机控制技术、编程与操作于一体，自动化的程度相对于普通机床提高了很多。由于结构与控制方式的改变，在维修上，数控机床除了普通机床的维修方法外，在电气维修方面也由硬件故障为主向软件故障为主转变。增加了一些新的维修方法。比如说系统自诊断方法、参数封锁法、报警号故障诊断、梯形图故障诊断、参数初始化故障诊断、备件置换法、同类对调法等数控机床常用维修方法。
二、数控机床常见故障表现形式
数控机床故障根据有无报警显示分为有报警显示和无报警显示两种。而数控机床的报警形式一般又分为系统显示屏显示报警；系统主模块、伺服驱动装置等上面的LED状态指示灯、报警指示灯、数码管显示报警；数控机床PMC动态控制梯形图报警。
以学院实习工厂数控车床为载体，重点对系统无法启动、四方回转刀架换刀故障、伺服系统故障、机械加工精度误差故障、机床超程故障进行故障机理分析，参照数控机床配套的维修说明书，连接说明书，根据故障现象，找到故障点以及故障原因从而排除故障，保证系统正常启动稳定运行。
1、机械加工精度故障
故障现象：配备FANUC系统数控车床，加工零件时出现径向尺寸大小不稳定故障。
故障分析与诊断：加工尺寸不稳定故障产生的原因有：系统输出信号受到干扰；半闭环数控车床的编码器连接松动；机械故障。通过排除，最终确定为机械故障。故检查传动链中电动机与丝杠的连接处，发现电动机联轴器紧固螺钉松动，使电动机转子轴与机床丝杠之间产生相对运动。由于半闭环系统的检测装置位于电动机轴端，所以丝杠的实际转动量无法检测，从而导致了零件尺寸不稳定现象，紧固电动机联轴器后故障解除。
2、机床超程故障
故障现象：CK6132A型FANUC系统数控车床，Z轴靠近卡盘方向移动时产生超程报警“OVER TRAVEL。-X”。
故障分析与诊断：根据报警现象现场调查发现z轴报警时离行程极限相差还有一段距离，只是系统显示器显示的z轴坐标超过了z轴负向范围，因此确认是软限位超程报警，查找参数1321号，修改参数后执行机床回零操作，并将系统断电重启，解除软限位报警故障。
3、系统无法启动故障
故障现象：长征机床厂生产的CK6132A 型数控车床，配备FANUC 0i Mate c数控系统，开机时，系统无法启动。
故障分析与诊断：通过分析，确定是数控系统未供电故障。可能原因为CP1电源输入故障，检查系统DC24V电源输入状况，结果为DC23.6V，在正负10%范围内，属正常。后检查控制器面板上的熔断器，已烧坏，后更换熔断器，并清洁电气柜灰尘，故障解除。
4、四方回转刀架换刀故障
故障现象：广州数控980系统数控车床，四方回转刀架执行自动换刀指令时不能选刀并且刀架旋转不停，只有当复位按钮按下才能停止刀架旋转。
故障分析与诊断：根据数控机床维修原则中先机械后电气的原则进行故障检修，通过拆卸检查广数车床刀架，发现其弹簧定位反靠销磨损严重，导致其自动锁紧功能不能完成，更换反靠销，安装后刀架运行正常。但是执行T0303指令时，刀架一直旋转，排除其不能锁紧故障，根据刀架定位不准的故障现象，检测刀架电气及传输控制信号，怀疑霍尔元件可能存在故障，更换霍尔元件，故障解除。
5、伺服系统故障
故障现象：配备FANUC数控系统的数控车床在开机启动后，系统显示屏出现报警：401# Z轴 VRDY OFF”；430# Z AXIS：SV。MOTOROVERHEAT。
故障分析与诊断：查阅数控机床系统维修说明书，报警内容401为z轴的伺服放大器准备未绪故障报警；430为伺服过热故障报警。经调查，该机床并不是一直出现此两类报警号，而是当天气炎热及连续加工时间较长时出现频繁，从故障现象上看，401故障的产生原因有连接电缆故障；伺服装置的继电器MCC控制回路或线圈本身故障；内部控制回路或检测电路故障，根据故障现象的现场调查怀疑本机床401故障很有可能是连接不良引起，检查伺服系统电路的连接状况，401报警解除。但是430伺服过热故障报警存在。通过伺服电动机调整画面的ALM1和ALM2的#7为1或者0进行判定伺服电动机过热或是伺服单元过热故障，最终确定430是因为伺服单元过热报警，怀疑是伺服系统通风不畅引起，清理电气柜内灰尘和排气电扇，430报警消除。
实习工厂作为学院制造类学生实习实训的重要基地与场所，数控机床成为了实训环节中至关重要的实训载体，其正常运转的可靠性决定了实训的进度与实训的质量。在学生实习实训中避免不了出现系统故障，且因维修不及时直接影响到实训实习进度与质量。所以了解数控机床硬件连接，掌握其控制功能，及时准确的诊断数控机床故障显得更加重要。参考文献
[1] 刘永久·数控机床故障诊断与维修技术[M]·机械工业出版社？2009（8）
[2] BEIJING FANUC 0i CB/0i Mate –C维修说明书
[3] BEIJING FANUC 0i Mate MODEL C硬件连接说明书
[4] 周兰·数控机床故障诊断与维修[M]·人民邮电出版社·2007（12）
作者简介：向云南（1986-），女，汉族，湖南常德人，湖南理工职业技术学院，助教。
吴爱华（1985-），男，土家族，湖南理工职业技术学院，助理实验师。
彭四海（1965-），男，湖南理工职业技术学院，高级实验师。