華中數(shù)控系統(tǒng)故障檢修方法的實(shí)踐和探討

摘要：數(shù)控機(jī)床（或?qū)嶒?yàn)臺(tái)）在使用的過(guò)程中，或多或少總會(huì)出現(xiàn)不同的故障，影響了日常教學(xué)和生產(chǎn)進(jìn)度。為此，快速查找故障點(diǎn)和解決故障成了一個(gè)急需解決的問(wèn)題。本文從華中數(shù)控的HED-21S實(shí)驗(yàn)臺(tái)多次實(shí)驗(yàn)及數(shù)控機(jī)床維修經(jīng)驗(yàn)總結(jié)而得，從強(qiáng)電線路、弱電控制線路出發(fā)，分別介紹了電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)故障、PLC的I/O口故障等分析，希望能為數(shù)控機(jī)床的部分故障提供借鑒和分享。

關(guān)鍵詞：機(jī)床故障  PLC故障  機(jī)床強(qiáng)電故障  機(jī)床弱電故障  刀架故障  I/O接口

一、數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)框架及故障類型

數(shù)控機(jī)床由四大部分組成：CNC裝置、輸入輸出、機(jī)床伺服電氣控制和機(jī)床主體。而CNC裝置是數(shù)控系統(tǒng)的核心，CNC數(shù)控是由軟件（存儲(chǔ)的程序）來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制，實(shí)現(xiàn)動(dòng)作的執(zhí)行，完成相關(guān)任務(wù)要求。而CNC裝置結(jié)構(gòu)包括了軟件結(jié)構(gòu)（管理軟件、控制軟件）與硬件結(jié)構(gòu)。其中硬件結(jié)構(gòu)由CPU及總線（數(shù)據(jù)運(yùn)算、控制器）、存儲(chǔ)器（RAM、EPROM）、PLC裝置（邏輯程序、邏輯運(yùn)算）、I/O接口電路（I接口、O接口）、MDI/CRT接口、位置控制器等構(gòu)成。在一個(gè)設(shè)備的使用中或多或少會(huì)出現(xiàn)故障，有主機(jī)故障和電氣故障。 主機(jī)故障主要是發(fā)生于機(jī)床本體部分（機(jī)床側(cè)）的機(jī)械故障。 電氣故障分成強(qiáng)電故障與弱電故障。強(qiáng)電故障，主要是指發(fā)生于機(jī)床側(cè)的電器器件及其組成電路故障。弱電故障是數(shù)控機(jī)床故障診斷的主要難點(diǎn)，存在于CNC裝置系統(tǒng)，可以分成硬件故障與軟件故障。（如圖一 數(shù)控機(jī)床故障類型）

根據(jù)統(tǒng)計(jì)，約30%的故障來(lái)自于機(jī)床低壓電器，如：檢測(cè)元件及其電路、機(jī)床的I/O接口電路、印刷電路板及其元器件； 約占5%的“不明故障”是起因于被干擾的數(shù)字信號(hào)（或存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)與參數(shù)）；約10%的故障起因于監(jiān)控程序、管理程序以及微程序等造成的軟件故障；新程序或機(jī)床調(diào)試階段，操作工失誤造成不少“軟件”故障。

（注：本文重點(diǎn)集中在電氣故障的分析與維修，對(duì)機(jī)械部件故障不做講述）

二、數(shù)控機(jī)床電氣故障維修原則

1、先經(jīng)問(wèn)、聽(tīng)、看診后動(dòng)手。先詢問(wèn)產(chǎn)生故障的前后經(jīng)過(guò)及故障現(xiàn)象，了解其維修史，使用年限等，觀察外圍狀況，有無(wú)明顯裂痕、缺損，并熟悉電路原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。拆卸前要充分熟悉每個(gè)電氣部件的功能、位置、連接方式及周圍其他器件的關(guān)系，做好標(biāo)記。 

2、先外后內(nèi) 。在拆卸前先檢查設(shè)備周邊的故障因素，由表及內(nèi)，確定為機(jī)內(nèi)故障后才能拆卸。否則，盲目拆卸，可能使設(shè)備越修越壞。

3、先機(jī)械后電氣。只有在確定機(jī)械零件無(wú)故障后，再進(jìn)行電氣方面的檢查。檢查電路故障時(shí)，應(yīng)利用檢測(cè)儀器尋找故障部件，確認(rèn)無(wú)接觸不良故障后，再有針對(duì)性地查看線路與機(jī)械的動(dòng)作關(guān)系，以免誤判。 

4、先靜態(tài)后動(dòng)態(tài)。在設(shè)備未通電時(shí)，判斷電氣設(shè)備按鈕接觸器、熱繼電器以及保險(xiǎn)絲的好壞，從而斷定故障的所在。通電試驗(yàn)聽(tīng)其聲，測(cè)參數(shù)判斷故障，最后進(jìn)行維修。如電機(jī)缺相時(shí)，若測(cè)量三相電壓值無(wú)法判斷時(shí)，就應(yīng)該聽(tīng)其聲單獨(dú)測(cè)每相對(duì)地電壓，方可判斷那一相缺損。

5、先清潔后維修。對(duì)污染較重的電氣設(shè)備，先對(duì)其按鈕、接線點(diǎn)、接觸點(diǎn)進(jìn)行清潔，檢查外部控制鍵是否失靈，許多故障都是由臟污及導(dǎo)電塵塊引起的。經(jīng)清潔故障往往會(huì)排除。

6、先電源后設(shè)備。電源部分的故障率在整個(gè)故障設(shè)備中占的比例很高，所以先檢修電源往往可以事半功倍。 

7、先普遍后特殊。因裝配配件質(zhì)量或其他設(shè)備故障而引起的故障，一般占常見(jiàn)故障的50%，電氣設(shè)備的特殊故障多為軟故障，要靠經(jīng)驗(yàn)和儀表來(lái)測(cè)量和維修。例如，一個(gè)0.5KW電機(jī)帶不動(dòng)負(fù)載，有人認(rèn)為是負(fù)載故障，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)用手抓電機(jī)，結(jié)果是電機(jī)本身問(wèn)題。

8、先故障后調(diào)試。對(duì)于調(diào)試和故障并存的電氣設(shè)備，應(yīng)先排除故障，再進(jìn)行調(diào)試，調(diào)試必須在電氣線路正常的前提下進(jìn)行。

三、常見(jiàn)的故障分析及維修

對(duì)于機(jī)床的電氣故障，按其原理可分為電源回路和動(dòng)作回路（強(qiáng)電控制動(dòng)作，弱電控制強(qiáng)電）。下面分別從結(jié)構(gòu)到故障點(diǎn)再到解決方法進(jìn)行陳述。

（一）強(qiáng)電控制回路（電源回路）

1）強(qiáng)電回路電氣原理結(jié)構(gòu)圖（如圖二  強(qiáng)電控制回路圖）。從圖可反映出兩個(gè)信息：

（1）反映各部件所需電源的供電情況。三相電源經(jīng)熔斷器、電源開(kāi)關(guān)導(dǎo)入系統(tǒng)，先后接入主軸電機(jī)、伺服電機(jī)、刀架電機(jī)、220V變壓器和24V變壓器（系統(tǒng)電源），為整個(gè)CNC系統(tǒng)提供了電源支持。

（2）反映直接使用交流強(qiáng)電的部件控制情況。其中三個(gè)部分使用了交流強(qiáng)電，而且連接簡(jiǎn)單明了。

2）故障分析及解決方法：

（1）黑屏或整機(jī)系統(tǒng)不通電。檢查是否有電源，電源開(kāi)關(guān)是否合上，熔斷器是否燒損，用萬(wàn)用表測(cè)量是否來(lái)電，電壓多少，檢查是否缺相（如果缺相，會(huì)出現(xiàn)黑屏，同時(shí)部分電器元件通電；也可能系統(tǒng)可以啟動(dòng)，但是無(wú)法運(yùn)行），合上電源總開(kāi)關(guān)，更換熔斷器。

（2）電網(wǎng)電壓不穩(wěn)/突然停電/干擾突發(fā)性的欠壓/過(guò)壓/過(guò)流/熱損耗等。斷開(kāi)機(jī)床，可用萬(wàn)用表檢測(cè)輸入電源電壓是否穩(wěn)定，是否達(dá)到額定電壓值，如果處于波動(dòng)狀態(tài)，請(qǐng)等待輸入電壓穩(wěn)定后再啟動(dòng)。如果經(jīng)常出現(xiàn)，請(qǐng)聯(lián)系供電公司處理，盡量專線專供，避免因同網(wǎng)干擾而造成用電電器的損壞。例１：一臺(tái)普通數(shù)控車床上電后NC無(wú)法啟動(dòng)，CRT有輝光。故障分析：初步分析是給數(shù)控裝置供電的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源工作異常，開(kāi)關(guān)電源前的低頻濾波器工作異?；蛘唠娋W(wǎng)電壓波動(dòng)過(guò)大造成。用萬(wàn)用表檢測(cè)電網(wǎng)電壓正常，濾波器正常，穩(wěn)壓電源輸入AC220V正常，輸出電壓只有DC16V，而正常輸入為DC24V。通過(guò)電平調(diào)整修調(diào)回復(fù)，啟動(dòng)機(jī)床正常，本故障由于開(kāi)關(guān)電源模塊不良所致。

（3）電機(jī)有響聲或跳動(dòng)。用萬(wàn)用表檢查各輸入三相電壓，發(fā)現(xiàn)一相電源與其他兩相電源的電壓值不同（多少值視電機(jī)容量和負(fù)載性質(zhì)而定。如果是0V，說(shuō)明電機(jī)內(nèi)繞

圖二  強(qiáng)電控制回路圖

組已經(jīng)燒毀,也不能轉(zhuǎn)了），說(shuō)明有一相斷路，及時(shí)接上。確不可缺相運(yùn)行電機(jī)，否則電機(jī)會(huì)因?yàn)槠渌麅上嚯娏鞯脑龃螅ㄘ?fù)載越大，電流曾大越大）而燒毀。

（4）主軸電機(jī)正反轉(zhuǎn)相反。本實(shí)驗(yàn)臺(tái)使用日立(HITACHI)L200變頻器，那么可以進(jìn)入F004查看變頻器的設(shè)定，00為正轉(zhuǎn)，01為反轉(zhuǎn)；或KA1和KA2中間繼電器所控制的信號(hào)線互換了，更換過(guò)來(lái)即可；要不就是外部的三相電源接線互換了，任意改變兩相電源接線即可。

（5）交流伺服電機(jī)及步進(jìn)電機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)。在排除非控制信號(hào)及非電源的原因后，就只能更換交流伺服器及步進(jìn)控制器的驅(qū)動(dòng)模塊了（這兩個(gè)元件均是高度集成的電子模塊，難于維修）。其中X軸使用的是四相電機(jī)，驅(qū)動(dòng)為兩相，接線時(shí)將A+\A-、B+\B-分別和A+、C+、B+、D+連接，而A-、B-、C-、D-分別短接(如圖三 X軸四相電機(jī)連接)。而Z軸輸入電源的R、S、T無(wú)順序之分，他們的順序的改變不能改變轉(zhuǎn)動(dòng)的方向，r、t為驅(qū)動(dòng)控制器電源線（圖四 伺服控制器電源輸入）。

（6）刀架及換刀常見(jiàn)故障和排除。①一臺(tái)普通數(shù)控車床在輸入換刀指令后接觸器KM有動(dòng)作而刀架無(wú)動(dòng)作，經(jīng)過(guò)約10秒鐘后系統(tǒng)顯示“刀架換刀超時(shí)”，機(jī)床電柜中換刀回路的空氣開(kāi)關(guān)跳閘。故障分析：機(jī)床各回路中換刀回路最為簡(jiǎn)單。初步分析為電柜的強(qiáng)電接入相序錯(cuò)誤。用萬(wàn)用表測(cè)量回路為正常，斷開(kāi)電源后調(diào)換AC380的任意兩相相序，故障排除。②一臺(tái)車床無(wú)法實(shí)現(xiàn)換刀，刀架始終正轉(zhuǎn)，找不到目標(biāo)刀。故障分析：初步分析為控制刀架反轉(zhuǎn)信號(hào)的繼電器KA10或者強(qiáng)電回路的接觸器KM2工作異常，也可能為刀位到位檢測(cè)的霍爾元件DC+5V電源斷路或信號(hào)電纜斷路（后有敘述）。經(jīng)萬(wàn)用表測(cè)量控制反轉(zhuǎn)的接觸器KM2線圈燒毀，進(jìn)一步檢查為該線圈兩極并聯(lián)的滅弧器不良。更換滅弧器和接觸器后故障排除。

（7）刀架、X、Z均無(wú)動(dòng)作。首先按下X軸移動(dòng)，看X軸顯示數(shù)值是否變化，如果有，且無(wú)錯(cuò)誤提示，說(shuō)明是電機(jī)的強(qiáng)電輸入QF2段斷路。用萬(wàn)用表檢查接通即可。這種情況還會(huì)出現(xiàn)按下Z軸移動(dòng)，刀架選擇旋轉(zhuǎn)按鈕，顯示出錯(cuò)。主要原因是Z軸、刀架是具有反饋裝置的半閉環(huán)系統(tǒng)，而X軸是步進(jìn)電機(jī)控制的開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)所導(dǎo)致的不同現(xiàn)象表現(xiàn)。所以了解機(jī)床各個(gè)輸出的控制系統(tǒng)類型才有利于故障的分析和解決。但是，如果只是QF3斷路，表現(xiàn)只是有以上X軸所顯示情況。

（二）交流控制回路（動(dòng)作回路）

1）交流控制回路電氣原理結(jié)構(gòu)圖（如圖五 刀架電機(jī)的互鎖控制電路圖），通篇讀圖，交流控制主要出現(xiàn)在以下兩個(gè)地方：

（1）負(fù)載電路的互鎖控制。這是機(jī)床刀架的交流互鎖控制回路，通過(guò)220V的繼電器KA4、KA5來(lái)控制兩個(gè)380V的高壓接觸器KM1、KM2，并且完成互鎖的控制要求。

（2）不便通過(guò)直流控制的回路。如機(jī)床的照明電路（也可是24V）和備用插座等，也方便和日常用電電器連接。

2）故障分析及解決方法：

在重新連接時(shí)要注意連接，否則會(huì)出現(xiàn)控制刀架繼電器無(wú)動(dòng)作的故障或者只是單向轉(zhuǎn)動(dòng)，無(wú)法反轉(zhuǎn)復(fù)位，使刀架無(wú)法入位。部分故障參考（一）強(qiáng)電控制回路的（5）（6）點(diǎn)。

（三）直流控制回路（動(dòng)作回路）。

1）急停及超程解除回路（如圖六）。急停按鈕是兩個(gè)串聯(lián)兩個(gè)限位開(kāi)關(guān)共同控制一個(gè)中間繼電器KA，用于外部允許信號(hào)的輸入。而超程解除按鈕與各個(gè)限位開(kāi)關(guān)并聯(lián)的常開(kāi)觸點(diǎn)，在限位開(kāi)關(guān)斷開(kāi)的情況下通過(guò)按下超程解除按鈕連接KA繼電器，得到外部允許信號(hào)。

2）PLC信號(hào)控制回路（圖七），應(yīng)該說(shuō)，在此端口圖中包含了幾乎80%的直流控制要求，從限位、回零、刀位信號(hào)等等，是機(jī)床故障的多發(fā)方地。

（注：由于PLC的輸出多于孔座針直接接入控制單元，故障的發(fā)生率也較少，但是一旦發(fā)生故障，解決將倍加困難，基本上得更換控制總線或控制單元了，所以此處將不做講述）

3）故障分析及解決方法：

（1）24V電源斷路。使用萬(wàn)用表逆向沿電源線路檢查，找出斷路點(diǎn)接通。通常故障可能是在交-直變電器的輸出端。

（2）超程無(wú)故障報(bào)警或始終超程報(bào)警。我們先來(lái)看圖形分析（圖八 限位開(kāi)關(guān)連接圖）：

①201、202、203、204分別是各點(diǎn)限位開(kāi)關(guān)的常閉觸點(diǎn)，127為急停接頭觸點(diǎn)一端，在他們?nèi)拷油〞r(shí)為外部使能信號(hào)輸入PLC的X23，說(shuō)明外部準(zhǔn)備就緒。

②X00、X01、X02、X03為超程報(bào)警常開(kāi)觸點(diǎn)，X04、X05為回零信號(hào)常開(kāi)觸點(diǎn)。

綜上所述，限位開(kāi)關(guān)是一組常閉與常開(kāi)的觸點(diǎn)所組成（如圖九 限位開(kāi)關(guān)原理圖）。所以在連接限位開(kāi)關(guān)時(shí)勿把常開(kāi)和常閉接反，這樣會(huì)造成使能信號(hào)無(wú)法導(dǎo)通導(dǎo)致機(jī)床無(wú)法啟動(dòng)；接斷路會(huì)導(dǎo)致無(wú)報(bào)警或者始終報(bào)警。當(dāng)然，PLC軟件上的設(shè)置也會(huì)引起類似問(wèn)題。如本應(yīng)該是高電平的報(bào)警輸出設(shè)置成了低電平，這里只需要把“0”改為“1”。 而X04與X05的斷路會(huì)導(dǎo)致無(wú)法使系統(tǒng)正確“回零”， “回零”就出現(xiàn)超程系統(tǒng)故障。

（3）刀架故障分析。刀架除上面介紹的故障情景外，還有如找不到某個(gè)刀位，轉(zhuǎn)個(gè)不停，出現(xiàn)換刀超時(shí)的現(xiàn)象。例如：找不到4號(hào)到位，原因可能有倆：一是4號(hào)到位的反饋線X11斷路，查找接通即可解決；二是電路板輸入端口燒毀，解決方法就是利用多余的端口替換毀壞端口，同時(shí)在PLC到位的軟件設(shè)置上增加一位“1”，原來(lái)的4號(hào)到位名設(shè)置為“-1,0”（否則只是有點(diǎn)點(diǎn)的動(dòng)作又反轉(zhuǎn)回），電平位均設(shè)置位“0”的低電平（原因是為“*”后PLC就不再掃描后面的端口，就檢測(cè)不到新的修改端口，設(shè)置位“1”的高電平時(shí)刀架就轉(zhuǎn)個(gè)不停，原因是置位重復(fù)了），換句話說(shuō)就是給了4號(hào)刀位重新命名為了5號(hào)到位。

（4）一臺(tái)普通數(shù)控車床啟動(dòng)后Ｘ軸無(wú)法執(zhí)行系統(tǒng)默認(rèn)的正向回零操作。按下回零按鈕后作負(fù)向運(yùn)動(dòng)。故障分析：通過(guò)觀察運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，判斷其負(fù)向運(yùn)動(dòng)速度約為回參考點(diǎn)定位速度，而且只能通過(guò)拍下急停按鈕才能停止其運(yùn)動(dòng)。初步分析為系統(tǒng)參數(shù)中回參考點(diǎn)方式、方向設(shè)置錯(cuò)誤，或者是回零硬件電路出現(xiàn)斷路。首先我們來(lái)了解下華中系統(tǒng)坐標(biāo)軸的回零過(guò)程：如果機(jī)床不執(zhí)行回零指令，回參考點(diǎn)電路應(yīng)始終為通路，監(jiān)測(cè)PLC狀態(tài)顯示，Ｘ回零輸入信號(hào)X04應(yīng)為高電平狀態(tài)，只有在回零時(shí)，坐標(biāo)軸先以回參考點(diǎn)快移速度逼近參考點(diǎn)，直到該常閉的行程開(kāi)關(guān)被壓下，通路斷開(kāi)，坐標(biāo)軸會(huì)按照系統(tǒng)默認(rèn)的＋－＋方式以回參考點(diǎn)定位速度再向負(fù)向運(yùn)動(dòng)直到行程開(kāi)關(guān)被釋放，再向正向移動(dòng)至第二次壓下開(kāi)關(guān)，最后找到Z脈沖的正確位置，機(jī)床坐標(biāo)系清零，回零結(jié)束。在確認(rèn)這一過(guò)程之后，檢查系統(tǒng)參數(shù)中回零方式、方向?yàn)檎?，用萬(wàn)用表檢查回零回路，發(fā)現(xiàn)由行程開(kāi)關(guān)至機(jī)床電柜端子排的部分為斷路，由于線路采用密封結(jié)構(gòu)，如果要更換電纜必須作大量拆卸工作，會(huì)破壞機(jī)床的密閉性，因此考慮臨時(shí)用Ｘ軸負(fù)向超程報(bào)警信號(hào)的一對(duì)電纜替代，這樣做系統(tǒng)將在Ｘ軸負(fù)向超程時(shí)無(wú)報(bào)警，但不影響機(jī)床使用，隨后再聯(lián)系機(jī)床廠家前來(lái)更換。本故障為信號(hào)線路老化、破損導(dǎo)致斷路所致。

（5）急停不能解除。在Y17的伺服允許未導(dǎo)通的時(shí)，顯示為“急停”，KA10信號(hào)燈不亮，按急停按鈕、超程按鈕均無(wú)法解除急?，F(xiàn)象。用萬(wàn)用表檢查伺服允許信號(hào)線，找出斷路點(diǎn)導(dǎo)通。但是此處的Y17為PLC輸出口，檢查要不就是更換輸出控制總線，要不就是系統(tǒng)內(nèi)部的微電子元件故障，維修難度較高。

（四）其他控制回路。

1）各部件接線圖（主軸驅(qū)動(dòng)或變頻器、進(jìn)給驅(qū)動(dòng)、手搖等）。（如圖十 主軸變頻器與電機(jī)及控制器的連接圖）涉及的有電機(jī)的三相電源輸入輸出、自我故障檢測(cè)反饋X22、正反轉(zhuǎn)及CNC送來(lái)的控制指令DAS+和DAS-。而速度跟蹤系統(tǒng)是另一個(gè)支系，它直接通過(guò)編碼器檢測(cè)，通過(guò)數(shù)據(jù)總線導(dǎo)入CNC內(nèi)部比較分析，再反饋回DAS信號(hào)線，達(dá)到速度的及時(shí)跟蹤修正的目的。

2）PLC參數(shù)及信號(hào)線端的定義（數(shù)據(jù)做好備份）。前面講直流控制回路時(shí)也涉及各端口信號(hào)的介紹，在此不再介紹，而參數(shù)的設(shè)置是廠家出廠前已經(jīng)設(shè)置好的系統(tǒng)軟件，數(shù)據(jù)量也多而雜。

3）故障分析及解決方法：

（1）一臺(tái)普通數(shù)控車床在工作過(guò)程中主軸有轉(zhuǎn)速，但CRT無(wú)速度顯示。故障分析：初步分析是系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤，或者主軸編碼器損壞、斷線。首先利用華中系統(tǒng)得PLC狀態(tài)監(jiān)視器觀察系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)正常，利用MDI功能讓主軸轉(zhuǎn)動(dòng)但無(wú)速度到達(dá)，退出交互界面執(zhí)行Editpara.exs進(jìn)入系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置，經(jīng)檢查參數(shù)正常，用萬(wàn)用表檢查端子排上主軸編碼器電源DC5V，沒(méi)有電壓顯示，更換電纜線后正常。本故障為編碼器電纜線斷線所致。

（2）普通數(shù)控車床NC啟動(dòng)后進(jìn)入交互界面正常，但機(jī)床無(wú)法執(zhí)行任何操作，無(wú)故障顯示。故障分析：初步分析為系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)文件丟失或PLC參數(shù)設(shè)置不對(duì)，導(dǎo)致輸入輸出點(diǎn)不匹配所致。進(jìn)入PLC參數(shù)存儲(chǔ)目錄下執(zhí)行參數(shù)設(shè)置文件，檢查PLC參數(shù)設(shè)置正常，后將備份的Hnc-21.drv、Hnc-21v4.drv文件拷貝至DRV驅(qū)動(dòng)文件存儲(chǔ)目錄下覆蓋，啟動(dòng)機(jī)床后正常，本故障由于機(jī)床斷電讀寫(xiě)錯(cuò)誤造成數(shù)據(jù)丟失所致。

（3）一臺(tái)數(shù)控試驗(yàn)臺(tái)可執(zhí)行程序，手動(dòng)操作工進(jìn)時(shí)正常，但Ｚ軸一旦執(zhí)行G00或者手動(dòng)快移時(shí)就出現(xiàn)急停，系統(tǒng)報(bào)警為跟蹤誤差過(guò)大，消除報(bào)警后，故障仍然存在。故障分析：初步分析為系統(tǒng)參數(shù)中Ｚ軸定位允差限值過(guò)小，或Z軸的外部脈沖當(dāng)量分子設(shè)置不對(duì)。經(jīng)檢查定位允差設(shè)置正常，用百分表測(cè)量機(jī)床工作臺(tái)位移，發(fā)現(xiàn)實(shí)際位移和指令位移不一致，查閱說(shuō)明書(shū)，經(jīng)計(jì)算后重新修改外部脈沖當(dāng)量分子值，故障消失。

（4）一臺(tái)數(shù)控試驗(yàn)臺(tái)手動(dòng)移動(dòng)工作臺(tái)超程后無(wú)法解除。故障分析：初步分析為系統(tǒng)的超程信號(hào)接反或者數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)方向相反，PLC文件編寫(xiě)錯(cuò)誤，或者為系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤。這里應(yīng)介紹下：比如Ｘ負(fù)向超程后，急?；芈窋嚅_(kāi)，各軸伺服驅(qū)動(dòng)器強(qiáng)電不允許，機(jī)床處于急停狀態(tài)，按下超程解除按鈕后急?；芈方油ǎ欧蠌?qiáng)電，但為保護(hù)工作臺(tái)不繼續(xù)因?yàn)椴僮髡叩腻e(cuò)誤導(dǎo)致繼續(xù)向負(fù)向運(yùn)動(dòng)從而造成事故，PLC會(huì)限制操作者執(zhí)行繼續(xù)負(fù)向移動(dòng)的指令，只能向正向運(yùn)動(dòng)才能解除超程，這就意味著如果超程信號(hào)接反或者機(jī)床的運(yùn)動(dòng)方向錯(cuò)誤就會(huì)在硬件上導(dǎo)致不能超程解除的故障。經(jīng)檢查，硬件部分接線正常，通過(guò)華中系統(tǒng)提供的PLC狀態(tài)監(jiān)測(cè)功能發(fā)現(xiàn)指令信號(hào)也正常。用備份的PLC文件覆蓋原文件，故障消失。此故障為PLC文件在編譯過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)誤所致。

（5）一臺(tái)普通數(shù)控車床在開(kāi)始使用后發(fā)現(xiàn)機(jī)床工作臺(tái)的Ｚ軸移動(dòng)時(shí)出現(xiàn)“囂叫”，震動(dòng)較大，試加工一個(gè)零件完成后，對(duì)零件質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，相應(yīng)軸向尺寸偏大超差。故障分析：初步分析為系統(tǒng)參數(shù)中位置環(huán)和速度環(huán)參數(shù)設(shè)置不合理導(dǎo)致。檢查位置環(huán)開(kāi)環(huán)增益值和前饋系數(shù)，經(jīng)過(guò)調(diào)整測(cè)試，故障排除。注意：系統(tǒng)參數(shù)中速度環(huán)和位置環(huán)的參數(shù)設(shè)置應(yīng)根據(jù)機(jī)床的自身情況進(jìn)行合理的設(shè)置，如果設(shè)置不對(duì)，常會(huì)導(dǎo)致工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)噪音、振蕩或者超調(diào)等現(xiàn)象，一般都在機(jī)床出廠時(shí)由機(jī)械專業(yè)、數(shù)控專業(yè)人員配合進(jìn)行調(diào)整，因此此參數(shù)的設(shè)置應(yīng)謹(jǐn)慎，否則會(huì)影響所加工零件的精度。

（6）一臺(tái)數(shù)控車床在使用一段時(shí)間后主軸指令轉(zhuǎn)速和編碼器反饋的實(shí)際轉(zhuǎn)速不符，有比較大的差距，在低速和高速也有不同的表現(xiàn)。故障分析：機(jī)床使用一段時(shí)間后通常都會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)速偏差，多數(shù)為轉(zhuǎn)速偏低的問(wèn)題，華中數(shù)控系統(tǒng)可以通過(guò)PLC參數(shù)中主軸轉(zhuǎn)速修調(diào)對(duì)其進(jìn)行修正。解決方法為：在機(jī)床調(diào)速范圍內(nèi)選取一低、一高兩個(gè)轉(zhuǎn)速，例如50r/min和2500r/min，利用MDI功能讓主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，記錄編碼器的反饋值。分別輸入到PLC參數(shù)中該檔位的設(shè)定轉(zhuǎn)速與實(shí)測(cè)轉(zhuǎn)速的上下限內(nèi)。經(jīng)調(diào)整后，轉(zhuǎn)速恢復(fù)正常，故障排除。由于篇幅有限，在以上例子中只列出了幾種華中系統(tǒng)的常見(jiàn)故障，其他諸如機(jī)械部分、伺服驅(qū)動(dòng)器及控制部分的故障處理無(wú)法一一闡述。總之，透過(guò)故障的表象，針對(duì)可能導(dǎo)致故障的原因，通過(guò)分析故障產(chǎn)生的過(guò)程，仔細(xì)思考，不斷積累經(jīng)驗(yàn)，才能夠更加高效地找到故障所在并加以排除。

（7）Z軸手動(dòng)可動(dòng)，松手出錯(cuò)。Z軸可動(dòng)，說(shuō)明強(qiáng)電驅(qū)動(dòng)部分正常，外部允許正常，問(wèn)題可能出現(xiàn)在伺服系統(tǒng)與數(shù)控裝置相連的數(shù)據(jù)總線上，更換數(shù)據(jù)總線。

（8）X軸運(yùn)動(dòng)故障。（圖十一 X軸控制指令線圖）。①X軸點(diǎn)動(dòng)。按下X軸移動(dòng)按鈕，X軸出現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)，問(wèn)題出在CP+和CP-互換連接了。②X軸只朝負(fù)方向運(yùn)動(dòng)。按下X軸移動(dòng)按鈕，X軸只能往負(fù)方向移動(dòng)，不能外正方向移動(dòng)，問(wèn)題出在DIR+和DIR-之一斷路，檢查接通就可，其根本原因是DIR的兩路不能同時(shí)輸入，就得不到正傳的組合值。（或許它們兩是一個(gè)邏輯電路“與”聯(lián)接或一組輸入相位差為900的檢測(cè)信號(hào)線）③X軸電機(jī)不動(dòng)。步進(jìn)脈沖分配器紅燈亮，X軸不動(dòng)，數(shù)值變化，也不顯示出錯(cuò)，那是X

軸控制指令線中的電源線斷路了，檢查接通V和GND就可解決。

（9）手搖脈沖發(fā)生器故障。手動(dòng)控制伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)的方式，相當(dāng)于點(diǎn)動(dòng)方式運(yùn)行，伺服速度跟手輪脈沖的頻率相關(guān)，伺服移動(dòng)距離跟手輪轉(zhuǎn)過(guò)的總脈沖數(shù)相關(guān)，方向與兩條信號(hào)輸入線的相位超前與滯后有關(guān)。（圖十二 手搖脈沖線路連接圖）手動(dòng)脈沖發(fā)生器它中心有軸的光電碼盤，其上有環(huán)形通、暗的刻線，搖動(dòng)手輪后，由光電發(fā)射和接收器件讀取,獲得2組

正弦波信號(hào)HA、HB、,每個(gè)正弦波相差900相位差。由于HA、HB兩信號(hào)相差900，可通過(guò)A相在前還是B相在前，給出正轉(zhuǎn)脈沖或反轉(zhuǎn)脈沖.去控制伺服電機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。檢查XS8接口、HA、HB是否斷路、輸入電源是否為5V，如果都沒(méi)問(wèn)題，那么更換手搖脈沖發(fā)生器。

(10)電腦白屏。出現(xiàn)白屏說(shuō)明數(shù)控裝置有外部電源輸入，只是主板（集成）沒(méi)有輸出。問(wèn)題多數(shù)出現(xiàn)在接口松動(dòng)，主要是主板的電源接口松動(dòng)、信號(hào)輸出接口松動(dòng)，檢查裝緊，基本能解決；如果還是沒(méi)有辦法恢復(fù)，可能是主板電器元件故障，得更換主板。

數(shù)控機(jī)床是一個(gè)技術(shù)知識(shí)的集合，它涵蓋了光、機(jī)、電、磁、自動(dòng)化和計(jì)算機(jī)技術(shù)等多學(xué)科的知識(shí)，而且隨著工業(yè)生產(chǎn)的成熟，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，所以對(duì)它的維護(hù)維修已經(jīng)是一個(gè)必不可少的課題。本總結(jié)了一些基本故障并給出了基本的解決方法，但還是不能完全適用，因?yàn)橥瑯拥墓收犀F(xiàn)象但原因相差甚遠(yuǎn)。如電機(jī)不轉(zhuǎn)：原因可能是強(qiáng)電電路不通、電源模塊故障、驅(qū)動(dòng)模塊故障、空氣開(kāi)關(guān)故障、參數(shù)設(shè)置不符、外部允許故障等等。所以，對(duì)于數(shù)控機(jī)床的維修還是需要現(xiàn)場(chǎng)不斷的摸索學(xué)習(xí)和總結(jié)，這樣才有利于故障問(wèn)題的分析和解決。

對(duì)于數(shù)控機(jī)床的維修工作，個(gè)人認(rèn)為對(duì)數(shù)控機(jī)床的保養(yǎng)比維修更為重要，定時(shí)對(duì)數(shù)控機(jī)床的維護(hù)保養(yǎng)能有效地減少故障的發(fā)生率，也更能體現(xiàn)機(jī)床的價(jià)值和減少維修成本，創(chuàng)造出更多的效益。

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