數控系統常見故障與分析演示文稿當前1頁，總共59頁。優選數控系統常見故障與分析ppt當前2頁，總共59頁。五.急停報警故障

用于當數控系統或數控機床出現緊急情況，需要使數控機床立即停止運動或切斷動力裝置（如伺服驅動器等）的主電源；當數控系統出現自動報警信息后，須按下急停按鈕。待查看報警信息并排除故障后，再松開急停按鈕，使系統復位并恢復正常。

當前3頁，總共59頁。西門子802D急停回路當前4頁，總共59頁。當前5頁，總共59頁。當前6頁，總共59頁。1.機床一直處與急停狀態，不能復位①電氣方面的原因，

a.急停回路斷路

b.限位開關損壞

c.急停按鈕損壞②系統參數設置錯誤，使系統信號不能正常輸入輸出或復位條件不能滿足引起的急停故障；PLC軟件未向系統發送復位信息。檢查KA中間繼電器；檢查PLC程序。③PLC中規定的系統復位所需要完成的信息未滿足要求。如伺服動力電源準備好、主軸驅動準備好等信息。若使用伺服，伺服動力電源是否未準備好：檢查電源模塊；檢查電源模塊接線；檢查伺服動力電源空氣開關。④PLC程序編寫錯誤當前7頁，總共59頁。2.數控系統在自動運行的過程中，報跟蹤誤差過大引起的急停故障

①負載過大：如負載過大，或者夾具夾偏造成的摩擦力或阻力過大，從而造成加在伺服電動機的扭矩過大，使電動機造成了丟步形成了跟蹤誤差過大。②編碼器的反饋出現問題，如：編碼器的電纜是否出現了松動，或者用示波器檢查編碼其所反饋回來的脈沖是否正常。③伺服驅動器報警或損壞。④進給伺服驅動系統強電電壓不穩或者是電源缺相引起。當前8頁，總共59頁。3.伺服單元報警引起的急停伺服單元如果報警或者出現故障，PLC檢測到后可以使整個系統處在急停狀態，直到將伺服部分的故障排除，系統才可以復位，如果是因為伺服驅動器報警而出現的急停，有些系統可以通過急停對整個系統進行復位，包括伺服驅動器，可以消除一般的報警。當前9頁，總共59頁。4.主軸單元報警引起的急停

主軸單元如果報警或者出現故障，PLC檢測到后可以使整個系統處在急停狀態，直到將主軸部分故障排除，系統才可以復位，如果是因為主軸驅動器報警而出現的急停，有些系統可以通過急停對整個系統進行復位，包括伺服驅動器，可以消除一般的報警。常見原因：a.主軸空開跳閘b.主軸單元報警或主軸驅動器出錯，當前10頁，總共59頁。5.其他各類報警及故障引起的急停報警6.機床超程引起的急停報警

當前11頁，總共59頁。按機床檢測元件檢測原點信號方式的不同，返回機床參考點的方法有兩種，即柵點法和磁開關法。

在柵點法中，檢測器隨著電機一轉信號同時產生一個柵點或一個零位脈沖，在機械本體上安裝一個減速擋塊及一個減速開關，當減速撞塊壓下減速開關時，伺服電機減速到接近原點速度運行。當減速撞塊離開減速開關時，即釋放開關后，數控系統檢測到的第一個柵點或零位信號即為原點。

在磁開關法中，在機械本體上安裝磁鐵及磁感應原點開關或者接近開關，當磁感應開關或接近開關檢測到原點信號后，伺服電機立即停止運行，該停止點被認作原點參考點編碼器類類故障分析與維修當前12頁，總共59頁。當前13頁，總共59頁。當前14頁，總共59頁。當前15頁，總共59頁。“FANUC”及“西門子”回零參考圖及說明

當前16頁，總共59頁。回參考點動作過程如下：1)在手動方式（JOG）下，選擇“回參考點”操作方式2)按對應軸的方向鍵3)坐標軸以機床參數設定的“回參考點快移”速度Vc向參考點移動4)當“參考點減速”擋塊壓上后（壓上減速開關），參考點減速信號（*DEC）生效，電機減速5)圖（a）方式減速到零后，機床參數設定的“參考點減速”速度Vm反向運行;圖（b）方式則減速到機床參數設定的“參考點搜索速度”Vm繼續向前運行6)越過參考點減速擋塊后（減速開關放開），*DEC信號恢復，坐標軸繼續以搜索速度運動7)在參考點減速擋塊防開后，位置檢測裝置的第一個“零脈沖”到達后開始記數，當到達機床參數設置的“參考點偏移量”后，坐標軸停止運動，回參考點運動結束。（注：圖（a）方式中，Vp為

“參考點定位速度”

）當前17頁，總共59頁。1.回零重復性差或參考點位置偏差1)滾珠絲桿間隙增大（修磨滾珠絲桿螺母調整墊片，重調間隙）2)回零軸軸承座潤滑不良，軸承磨損或損壞（加潤滑脂，更換軸承）3)電機與機床的連接松動或不正確（如：聯軸節松動）4)回零減速開關或擋塊變動，引起重復性不穩5)回零減速開關或擋塊變動，引起參考點位置偏差6)位置編碼器的供電電壓太低（供電電壓不能低于4.8V，采用多芯絞束方法給編碼器供電，減小線路壓降）當前18頁，總共59頁。7)位置編碼器不良；8)電動機代碼輸入錯，電動機力矩小；9)回參考點計數器容量設置錯誤；（重新計算并設置參考點計數器的容量）10)相應軸的伺服參數；11)伺服控制板或伺服接口模塊不良（更換）；12)機械剛接通電源時，沒有執行返回參考點。當前19頁，總共59頁。13)干擾引起a.檢查位置編碼器反饋信號線是否屏蔽（需采用屏蔽雙絞線，并雙端接地）b.位置編碼器的反饋信號線與電機的動力線應分開走線c.電機、伺服驅動器外殼需通過電柜共地并接大地2.考點位置偏差一個柵格（參考點發生整螺距偏移）故障處理：用診斷功能監視減速信號，并記下參考點位置與減速信號起作用的那點位置。這兩點之間的距離應該等于大約電機轉一圈時機床所走的距離的一半。調整參考點減速擋塊位置或將電機旋轉一個角度（180°左右），使得擋塊放開點與“零脈沖”位置相差在半個螺距左右，機床即可以恢復正常工作當前20頁，總共59頁。①減速擋塊位置不正確②減速擋塊太短③回零開關不良a.在一柵格內，*DECX發生變化，則*DECX電氣開關性能不良，請更換或處理。b.在一柵格內，*DECX信號不發生變化，則擋塊安裝不正確。當前21頁，總共59頁。3.回參考點時，出現超程報警①運行中擋塊松動或參考點開關損壞、松動，無減速信號,造成超程。檢查連線、開關、卡線端子、擋塊等②回參考點快移速度設得太高，減速動作未能完成時超程；修改回參考點快移速度當前22頁，總共59頁。③在開機時，若工作已在參考點減速區內④回參考點時，壓上減速擋塊后，以參考點搜索速度向前運動并超程。a.位置反饋信號的1轉信號沒有輸出；b.位置編碼器不良；c.位置編碼器的供電電壓偏低，要求一般不能低于4.8V；d.伺服控制部分和伺服接口部分不良。當前23頁，總共59頁。⑤回參考點時，壓上減速擋塊后，以參考點搜索速度反方向運行，并出現反方向的超程（圖a回零方式）原因同④⑥回參考點時，機床向相反方向慢速運行，直至超程報警（圖a回零方式）；當機床回參考點時，減速開關閉合系統會將軸向相反運動a.減速開關被壓下或損壞b.減速開關被短路c.減速開關進油、進水當前24頁，總共59頁。4.參考點返回時，位置偏差量未超過128個脈沖時，會出現“90”號報警（FANUC）因為起始點離參考點太近或速度過低，而不能正常進行參考點返回位置誤差量可由下面的公式計算：ess＝16.6*V/Kv式中：ess——位置偏差量（位置跟隨誤差）；V——進給速度（mm/min）,回參考點時，應取減速擋塊壓上后的速度FL；Kv——伺服位置環增益（S-1）當前25頁，總共59頁。a.檢查確認快進速度b.檢查確認快進速度的倍率選擇信號（ROV1、ROV2）c.檢查確認參考點減速信號（*DECX）d.檢查確認外部減速信號±*EDCXe.離參考點太近維修要點：位置環增益設定不當，回參考點速度設定不當（太小），參考點計數器容量（Refcounter）設置不當時，易出現“90”號報警

當前26頁，總共59頁。5.在參考點位置停止后，“未到位”燈不熄滅，機床無法進行下一步操作。機床關機后，又可手動操作，回參考點后上述現象又出現（西門子或其他系統）軸“位置跟蹤誤差”超過了定位精度的允許范圍；調整相應參數及自動漂移補償功能，使“位置跟蹤誤差”的值接近“0”機床恢復正常工作。當前27頁，總共59頁。6.回參考點過程中出現“軟超程”報警此類故障一般是由于參數設定不當造成的，可以通過重新設定參數進行解決，處理方法如下：a.將機床運動到正常位置，進行手動回參考點，并利用手動方式壓上“回參考點減速”開關，進行回參考點，驗證回參考點動作的正確性b.在回參考點動作確認正確后，通過MDI/CRT面板，修改軟件限位參數（為了方便可以將其改為最大值±99999999）c.再次執行正常的手動回參考點操作，機床到達參考點定位停止d.恢復軟件限位參數（由±99999999改回原參數值）e.再次執行正常的手動回參考點操作，機床動作正常，報警清除當前28頁，總共59頁。7.攻絲時或車螺紋時出現亂扣

①零脈沖不良引起的故障②時鐘不同步出現的故障③主軸部分沒有調試好，如主軸轉速不穩，跳動過大或因為主軸過載能力太差，加工時因受力使主軸轉速發生太大的變化當前29頁，總共59頁。8.主軸定向不能夠完成，不能夠進行鏜孔，換刀等動作

①脈沖編碼器出現問題

②機械部分出現問題

③PLC調試不良，定向過程沒有處理好當前30頁，總共59頁。事例1：故障現象： 一臺數控車床，X、Z軸使用半閉環控制，在用戶中運行半年后發現Z軸每次回參考點，總有2、3mm的誤差，而且誤差沒有規律。故障分析： 調整控制系統參數后現象仍沒消失，更換伺服電機后現象依然存在，后來仔細檢查發現是絲杠末端沒有備緊，經過螺母備緊后現象消失當前31頁，總共59頁。七、數控加工類故障1.加工尺寸或精度誤差過大： 誤差故障的現象較多，在各種設備上出現時的表現不一。如數控車床在直徑方向出現時大時小的現象較多。在加工中心上垂直軸出現誤差的情況較多，常見的是尺寸向下逐漸增大，但也有尺寸向上增大的現象，在水平軸上也經常會有一些較小誤差的故障出現，有些經常變化，時好時壞使零件的尺寸難以控制。造成數控機床中誤差故障但又無報警的情況，主要有幾種情況：

當前32頁，總共59頁。①機床幾何誤差太大，機床機械精度達不到要求。②機床的數控系統較簡單，在系統中對誤差沒有設置檢測，因此在機床出現故障時不能有報警顯示③機床中出現的誤差情況不在設計時預測的范圍內，因此當出現誤差時檢測不到，由于大多數的數控機床使用的是半閉環系統，因此不能檢測到機床的實際位置當前33頁，總共59頁。④絲杠與電機的聯軸器結構對故障發生的頻率和可能性不同，出現故障后現象也不同，有些尺寸只會向負方向增加，但有些正負方向變化的可能彈性聯接的基本上是負向增加的多，而中間使用鍵聯接的兩種故障均會發生⑤機床的電氣系統中回零不當，回零點不能保證一致，該種故障出現的誤差一般較小。除了一般的因減速開關不良造成故障外，回零時的減速距離太短也會使零點偏離。在有些系統中的監控頁面中有“刪格量”一項，記錄并經常核對可及時發現問題當前34頁，總共59頁。⑥機床運動時由于超調引起加工精度和加工尺寸誤差過大如果加減速時間常數調節的過小,電機電流已經形成飽和,引起伺服運動的超調,可以引起系統的加工精度與加工尺寸,這時可以通過調節伺服驅動器的參數來改善軸的運動性能,來消除加工誤差⑦在利用刀尖半徑補償時，G41、G42使用不正確或者在走刀換向時沒有相應修改G41、G42⑧刀具與工件的相對位置方位號設定錯誤⑨對刀不正確，或者加工時沒有考慮刀尖半徑尺寸當前35頁，總共59頁。事例1:故障現象: 某加工中心運行九個月后,發生Z軸方向加工尺寸不穩定,尺寸超差且無任何規律,顯示屏及伺服驅動器沒有任何報警或異.故障分析: 該加工中心是采用的國外進口數控系統,絲杠采用的是直聯的方式,根據故障分析,原因可能是因為聯軸器聯結螺釘松動,導致聯軸器與滾軸絲杠或伺服電機間滑動,經過對Z軸仔細檢查發現聯軸器6只緊固螺釘都出現了松動,緊固螺釘后,故障排除.當前36頁，總共59頁。2.兩軸聯動銑削圓周時圓度超差

圓度超差一般出現兩種情況：一種是圓的軸向變形；另一種情況是出現斜橢圓，即在45度方向上的橢圓①圓的軸向變形，其原因是由于機床的機械未調整好而造成軸的定位精度不好，或者是機床的絲杠間隙補償不當，從而導致每當機床在過向限時，就產生圓度誤差②產生斜橢圓誤差時,一般是由各軸的位置偏差過大造成,可以通過調整各軸的增益來改善各軸的運動性能.使每個軸的運動特性比較接近,另外，如果機械傳動副之間的間隙如果過大或者間隙補償不合適的話,也可能引起該故障當前37頁，總共59頁。3.兩軸聯動銑削圓周時圓弧上有突起現象 圓弧切削在特定的角度（0、90、180、270度）過象限時，由于電機需要反轉，由于機械的摩擦力、反向間隙等原因造成速度無法連續，造成圓弧上有突起現象。當前38頁，總共59頁。事例1:故障現象:

某加工中心在加工整圓時,發生X軸方向加工尺寸不對,尺寸超差,顯示屏及伺服驅動器沒有任何報警或異常。故障分析:

該加工中心是采用的國內數控系統,絲杠采用的是直聯的方式,根據故障分析,原因可能是因為是由于機床的機械未調整好而造成軸的定位精度不好，或者是機床的絲杠間隙補償不當，從而導致每當機床在過向限時，就產生圓度誤差。對該機床進行重新校平調整,檢查該機床的參數,發現該機床的軸的間隙補償為零,用百分表測量X軸的反向間隙,實際測量值超過0.003MM,對該機床的X軸進行了調整,并利用了系統的軟件補償功能,消除了X軸的間隙,再次加工整圓進行檢驗,故障消除。當前39頁，總共59頁。4.

加工零件尺寸不準（不穩）A加工的零件尺寸時大時小首先應確定尺寸誤差是CNC系統的故障造成的還是機械故障造成的：1）參考點返回位置隨機變化2）電機軸磨損3）電機與絲桿聯軸節磨損4）滾珠絲桿與電機結合處松動，聯軸器磨5）滾珠絲桿與支架定位處螺母松動，支架軸承磨損當前40頁，總共59頁。6）滾珠絲桿磨損7）絲桿反向間隙過大8）（車床）檢查刀架的定位精度，同時檢查刀架是否有松動9）（車床）檢查加工過程中，是否造成刀具上時而有切削瘤，時而切削瘤又消失了。（改進刀具和加工工藝，減少切削瘤的生成機會）10）（車床）如果加工外圓，尺寸愈來愈大，則首先應該檢查刀具與加工材料和加工工藝的配合是否合適，加工過程是否造成刀具的磨損太快了11）伺服增益設得太小，需調整伺服參數12）干擾當前41頁，總共59頁。2.加工精度差，表面光潔度不好A機床定位精度差和重復定位精度差1）定位超差，絲桿螺母研損2）反向不一致性差，是由于軸承未消除軸向間隙或軸承座螺釘松動或絲桿與電機彈性連軸節松動或皮帶過松造成3）導軌面研損4）壓板、鑲條面研損5）滾動導軌研損6）導軌、絲桿潤滑不充分當前42頁，總共59頁。7）傳動調整不當8）螺母座安裝未按圖紙要求進行9）導軌平行/導軌與壓板面平行/導軌與絲桿的平行度超差10）導軌防護板變形11）數控系統補償參數丟失（或為進行補償）12）數控系統漂移13）當采用全閉環時光柵尺進了污物14）光柵尺定尺、滑尺安裝松動不符合要求或設計

當前43頁，總共59頁。

B工件表面產生明顯振紋，粗糙度增加（表面光潔度不好）1）

主要由于主軸徑向跳動形成的振動引起2）

進給系統間隙大或預緊不足，引起振動3）

工件未夾緊4）

切削用量選用不當5）

驅動器參數設定不合理（應合理設定慣量比及各種增益及加減速時間常數等）6）

主軸轉速波動7）干擾

當前44頁，總共59頁。3.機床加工零件時躁聲大1）棒料的不直度直接影響到機床的工作噪聲（車床）2）機床使用已久，滾珠絲桿間隙增大（修磨絲桿螺母，調整墊片，重調間隙）3）

運動軸軸承座潤滑不良，軸承磨損或損壞4）其他機械故障引起加工噪聲大

當前45頁，總共59頁。4.切削時振動1）主軸剛性不足（調整切削參數）2）主軸箱傳動軸軸承松動（修換主軸箱軸承）3）進給傳動部分剛性差4）機床鑲條磨損，導軌間隙大5）工件未夾緊或夾緊方法不合理6）主軸及進給伺服系統參數設置不當

當前46頁，總共59頁。5.螺紋功能不對

數控車床加工螺紋，其實質是主軸的轉角與Z軸進給之間進行插補，主軸的角度位移是通過主軸編碼器進行測量的A系統執行螺紋加工程序時，停止在螺紋加工的程序上，沒有報警信息，此故障一般是CNC找不到主軸的同步脈沖所至1）主軸編碼器的零脈沖故障，根本就發不出零脈沖2）主軸編碼器電纜故障3）CNC系統零脈沖檢測電路故障4）CNC設定了檢測“主軸速度到達”信號，而“主軸速度到達”信號未輸出或CNC未檢測到該信號

當前47頁，總共59頁。B螺紋加工時出現“亂牙”故障

“亂牙”是由于主軸與Z軸進給不能實現同步引起的C車削螺紋時不能執行或者加工的螺紋尺寸短系統參數設定錯誤，螺紋加工的加減速時的起始速度設的太高當前48頁，總共59頁。6.

車床車削的螺紋精度不好1）正確選擇伺服電動機，高精度螺紋應選快速性（加減速特性）好的電動機2）使用性能好的主軸電機3）主軸與位置編碼器按1:1安裝，而且盡量用剛性連線。若用皮帶相連，應調好松緊力，運動中不要抖動4）檢查伺服電動機上脈沖編碼器的安裝是否松動，特別是使用分離型編碼器時，其安裝要求同（3）5）主軸參數調整

主要是比例增益，積分增益和加減速時間常數，有的軟件版本有前饋功能，此時，可加大前饋系數當前49頁，總共59頁。6）伺服參數調整a.根據工作臺的實際情況，調整電動機的負載慣量比（須根據實際的電動機負載計算慣量比）b.使用PI控制或者HRV控制（伺服軟件中，帶有HRV算法）c.使用250us加速反饋（FANUC系統）d.使用速度回路高速端比例處理功能e.增加伺服增益f.設定工作臺的反向間隙值根據伺服軟件版本，還可以使用伺服的前饋控制和精細加/減速功能

當前50頁，總共59頁。7.

車床：G02或G03加工軌跡不是圓X軸：a.半徑編程輸入的是直徑值；直徑編程輸入的是半徑值b.半徑編程用了直徑刀補值；直徑編程用了半徑刀補值

8.

車床：加工的尺寸不對1）G41和G42使用不對2）走刀變向后未相應修改G41、G423）刀具與工件的相對位置方位號設定錯4）對刀不對，對刀時應考慮是否含有刀尖半徑尺寸

當前51頁，總共59頁。9.

變頻或伺服主軸加工時螺距不對1）主軸編碼器每轉脈沖數設置錯誤2）主軸編碼器不良3）主軸編碼器連軸器松動或損壞4）主軸編碼器接線錯5）主軸編碼器的供電電壓低，一般要大于4.8V當前52頁，總共59頁。10.

圓弧插補加工的圓度差1）軸線不垂直度的影響（調整兩軸線的垂直度）a.當X軸線和Y軸線上不垂直并且兩軸線的夾角大于90°，圓形軌跡在長短軸方向分別為±45°時變成一個橢圓。長軸方向為－45°b.當兩軸線間的夾角小與90度，圓弧軌跡在長短軸方向分別為±45°時同樣變成為一個橢圓，但長軸方向是＋45°當前5