数控机床控制故障排除方法及应用

数控机床是一种高效的自动化机床，具有高性价比。由于它价格昂贵，结构复杂，所涉及
到的知识面很广，一旦出现故障维修困难，常带来较大的经济损失。本文根据生产中经常
遇到实际问题介绍几种常用控制故障维修方法及应用实例，希望能对数控机床操作者有

  

所启发。
    1.

 

直接法

    维修人员通过故障发生时的各种光、声、味等异常现象的观察，认真察看系统的各个部
分将故障范围缩小到一个模块或一块印刷线路板。通过目测故障线路板，仔细检查有无熔
断丝熔断、元器件烧坏、开裂现象，从而判定有无过流、过压或短路。用手触摸元器件有无

 

松动，以检查一些虚焊、断裂问题。
    应用案例: 配置有发那科系统 FANUC 0i Mate C 的数控车床加工过程中，突然出现主轴
停机。首先检查主电源插座是否断电，如果完好检查保险。打开电器柜检查发现电机主电
路保险管烧坏，更换新保险。分析原因，由于主轴电机功率较小，加工时切削用量较大，

 

电机过载不能正常工作导致。更换新保险故障消除，机床恢复正常。
    2.

 

交换法

    交换法就是在分析出故障大致起因的情况下，利用备用的印刷线路板、模板、集成电路

 

芯片或元件替换有疑点的部分，从而把故障范围缩小到印刷线路板或芯片一级。
    应用案例: 一台工业型数控铣床，配置华中世纪星系统 H N C-21M 系统，故障现象为
Y 轴在加工过程中突然不动且无报警，此后不论在手动还是自动、MDI 方式下 Y 轴均无动
作，但 X 轴和 Z

 

轴正常。先确定机械部分无故障后把故障定位在电气部分。

    分析与 Y 轴控制有关数控装置、伺服驱动器和伺服电机三者中任何一个出现故障均会
出现此故障。由于 X 轴与 Y 轴的伺服驱动器一样，因此采用交换法，将 Y 轴伺服驱动器
与确认无故障的 X 轴伺服驱动器互换，发现 Y 轴故障消失，X 轴不动。此时可断定原 Y

 

轴驱动器损坏。更换新的驱动器故障消除，机床恢复正常。
    3.

 

原理分析法

    根据 CNC 组成原理，从逻辑上分析各点的逻辑电平和特征参数，从系统各部件的工
作原理着手进行分析和判断，确定故障部位的维修方法。这种方法的运用，要求维修人员
对整个系统或每个部件的工作原理都有清楚的、较深入的了解，才可能对故障部位进行定

 

位。
    应用案例 1：西门子系统 SINUMERIK 810D 数控装置，在加工螺纹时出现乱牙现象。
根据数控系统位置控制的基本原理，可以确定故障出在旋转编码器上，而且很有可能是
反馈信号丢失，这样，一旦数控装置给出进给量的指令位置，反馈的实际位置始终不正
确，位置误差始终不能消除，导致螺纹插补出现问题，拆下脉冲编码器进行检查，发现

 

编码器里灯丝已断，导致无反馈输入信号。更换编码器后，故障排除。
    应用案例 2：配置有华中世纪星系统 HNC - 21M 的数控铣床一直处于急停状态，不能
复位。整个电气回路的接线图如图 2 所示，从图上可以清晰地看出可能引起急停回路不闭
合的原因有：(1)急停回路断路；(2)限位开关损坏；(3)

 

急停按钮损坏。

    如果机床一直处于急停状态，首先检查急停回路中 KA 继电器是否吸合，继电器如果
吸合而系统仍然处于急停状态，可以判断出故障不是出自电气回路方面。这时可以从别的
原因查找，如果继电器没有吸合，可以判断出故障是因为急停回路断路引起，这时可以
利用万用表对整个急停回路逐步进行检查，检查急停按钮的常闭触点，并确认急停按钮

 

或者行程开关是否损坏。
    急停按钮是急停回路中的一部分，急停按钮的损坏，可以造成整个急停回路的断路，
检查超程限位开关的常闭触点，若未装手持单元或手持单元上无急停按钮，XS8 接口中