数控机床进给系统的故障诊断与维修

2026/4/23 23:58:09

CNC间的信号电缆连接不良 干扰 缆信号线各引脚的通断 检查屏蔽线 处理好地线以及屏蔽层 参数设置不当 检查设置位置跟随误差的参数,如:依参数说明书正确设置伺服系统增益设置不当,位置偏差参数 值设定错误或过小 速度控制单元故障 系统主板的位置控制部分故障 编码器反馈不良 机械传动系统有故障 用手转动电动机,看反馈的数值是如果确认不良,更换编码否相符 器 如: 进给传动链累计误差过大或机排除机械故障,确保工作械结构连接不好而造成的传动间隙正常 过大; 都可以用同型号的备用电路板来测如果确认故障,更换相应试现在的电路板是否有故障 电路板或驱动器

5. 超程 当进给运动超过由软件设定的软限位或由限位开关决定的硬限位时,就会发生超程报警,一般会在CRT上显示报警内容,根据数控系统说明书,即可排除故障,解除超程。具体情况见表4-21

表4-21 超程故障的原因及排除 故障现象 可能原因 排除措施 零件太大,不适合在此机重新考虑加工次零件的条件 系统出错,提示某轴硬件床上加工 超程 伺服的超程回路短路 此次检验超程回路,避免超程信号的误输入 系统报警,提示某轴软超程序错误 程 刀具起点位置有误 重新编制程序 重新对刀

6. 超过速度控制范围(一般CRT上有超速的提示)速度控制单元超速的原因及排除见表4-22:

表4-22 超速的报警及处理 故障原因 测速反馈连接错误 检测信号不正确或无速度与位置检测信号 检查步骤 用万用表测量各端子极性 检查联轴器、与工作台的连接是否良好 排除措施 按相应端子连接好反馈线 正确连接工作台与联轴器之间的连接 第37页

速度控制单元参数设定不当或设置过低 位置控制板发生故障 检查相应参数是否不当,如加减速捷速时间常数设置过小 检查来自F/V转速的速度反馈信号为输入到速度控制单元工作是否正常 重新设置参数 更换位置控制板或驱动器

7. 过载 当进给运动的负载过大、频繁正、 反向运动以及进给传动链润滑状态不良时,均会引起过载的故障。一般会在CRT上显示伺服电动机过载、过热或过流等报警信息。同时,在强电柜中的进给驱动单元上,用指示灯或数码管提示驱动单元过载、过电流等信息。具体故障原因及排除见表4-23。

表4-23:过载故障的可能原因及排除综述 可能原因 检查步骤 排除措施 需要变更切削条件,减轻机床负荷。 依参数说明书,正确设置参数 采用减电流启动的方式,或直接采用启动扭矩小的驱动系统 改善切削条件,减少冲击 目测工作过程中是否有频繁正、反向 编制数控加工程序时,尽量不要有这种现象 机床负荷异常 用检查电动机电流来判断 参数设定错误 检查设置电动机过载的参数是否正确 起动扭矩超过最大扭矩 负载有冲击现象 频繁正、 反向运动 进给传动链润滑状态不良 电动机或编码器等反馈装置配线异常 目测启动或带有负载情况下的工作状况 听工作时的声音,观察工作做好机床的润滑,确保润滑的电状态 动机工作正常并且润滑油足够 检查其连接的通断情况或是否有信号线接反的状况 确保电动机和位置反馈装置配线正常 更换编码器等反馈装置 编码器有故障 测量编码器等的反馈信号是否正常 驱动器有故障 用更换法,判断驱动器是否更换驱动器 有故障

8. 窜动 在进给时出现窜动现象,其可能原因及排除见表4-24。

表4-24:进给过程中窜动的可能原因和排除综述

可能原因 检查步骤 第38页

排除措施 位置反馈信号不稳定 位置控制信号不稳定 位置控制信号受到干扰 测量反馈信号是否均匀与稳定 在驱动电动机端测量位置控制信号是否稳定 测试其位置控制信号是否有噪声 确保反馈信号正常、稳定 确保位置控制信号正常稳定 做好屏蔽处理 紧固好螺钉,同时检查其接线是否正常 接线端子接触不良 检查紧固的螺钉是否松动等 如果窜动发生在正、机械传动系统不良,如反向间进行机械的调整,排除机反向运动的瞬间 隙过大 械故障 伺服系统增益过大 依参数说明书,正确设置参数

9. 发生在起动加速段或低速进给时的爬行 一般是由于进给传动链的润滑状态不良、伺服系统增益过低及外加负载过大等因素所致。尤其要注意的是,伺服和滚珠丝杠连接用的联轴器,由于连接松动或联轴器本身的缺陷,如裂纹等,造成滚珠丝杠转动或伺服的转动不同步,从而使进给忽快忽慢,产生爬行现象。其可能原因及排除见表4-25。

表4-25 爬行现象的可能原因及排除综述 可能原因 进给传动链的润滑状态不良 伺服系统增益过低 外加负载过大 联轴器的机械传动有故障

10. 伺服电动机不转 数控系统至进给驱动单元除了速度与位置控制信号外,还会有控制信号,也叫使能信号或伺服允许信号,一般为DC+24V继电器线圈电压。造成伺服电动机不转的可能原因及排除见表4-26。

表4-26:伺服电动机不转的故障综述 可能原因 速度、位置控制信号未输出 使能信号是否接通 检查步骤 测量数控装置的指令输出端子的信号是否正常 通过CRT观察I/O状态,分析机床 第39页

检查步骤 听工作时的声音,观察工作状态 检查伺服的增益参数 校核工作负载是否过大 可目测联轴器的外形 排除措施 做好机床的润滑,确保润滑的电动机工作正常并且润滑油足够 依参数说明书正确设置相应参数 改善切削条件,重新考虑切削负载 更换联轴器 排除措施 确保控制信号已正常输出 确保使能的条件PLC梯形图(或流程图),以确定进都能具备,并且给轴的启动条件,如润滑、冷却等是使能正常 否满足。 制动电磁阀是否释放 如果伺服电动机本身带有制动电磁确保制动电磁阀阀,应检查阀是否释放,确认是因为能正常工作 控制信号没到位或是电磁阀有故障 进给驱动单元故障 用交换法,可判断出相应单元是否有更换伺服驱动单故障 元 伺服电动机故障 更换伺服电动机 例一台配套某系统的进口立式加工中心,在加工过程中发现某轴不能正常移动。

分析与处理过程:通过机床电器原理图分析,该机床采用的是HSV-16型交流伺服驱动。

现场分析、观察机床动作,发现运行程序后,测量其输出的速度信号和位置控制信号均正常。在观察PLC状态,发现伺服允许信号没有输入。

依次排查,

“刀库给定值转换/定位控制”板原理图逐级测量,最终发现该板上的模拟开关(型号DG201)已损坏,更换同型号备件后,机床恢复正常工作。

11. 定位超调 也叫位置“过冲”现象。其可能原因及排除措施见表4-27。

表4-27:位置“过冲”故障综述

可能原因 加减速时间设定不当 位置环比例增益设置不当 速度环比例增益设置不当 速度环积分时间设置不当

12. 回参考点故障。 回参考点故障一般分为找不到参考点和找不准参考点两类,前一类故障一般是回参考点减速开关产生的信号或零位脉冲信号失效,可以通过检查脉冲编码器零标志位或光栅尺零标志位是否有故障。后一类故障时参考点开关档块位置设置不当引起的,需要重新调整档块位置。可能原因见表4-28。

表4-28:回参考点故障综述

第40页

检查步骤 依次检查数控装置或伺服驱动器上的这几个参数的设置是否与说明书要求相同 排除措施 依照参数说明书,正确设置个参数


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