数控系统故障诊断与分析维宏股份（300508）：红阳沐龙目录页contents故障分析及维修要求一二故障的检测方法第一章 故障分析处理及维修要求 维宏股份（300508）：红阳沐龙 故障分类 1 23 故障的常规处理方法 维修的基本要求数控机床是一种技术复杂的机电一体化设备，其故障发生原因一般比较复杂，为了便于故障分析和处理，本节将按照故障的关联性、故障的部件、故障的性质及故障的原因等对常见故障做分类。

故障分类1关联性故障非关联性故障 按关联性分类是指数控系统本身条件引起的故障。

如更换系统的元器件、对接插件、电缆、印刷电路板等进行修整，以消除短路、断路和接触不良，方可消除的故障等均属于关联性故障。

从属性故障：是指由于外部设备故障而直接引起的数控系统故障，或者由于外界条件变化已超出规定的范围而造成的故障。

误用性故障：是由于操作人员的过失而造成的故障。

诱发性故障：是在维修期间确因维修的过失造成的故障。

主机故障电气故障按故障部件分类数控机床的主机部分主要包括机械、润滑、冷却、排屑、液压、气动与防护等装置。

常见主机故障有：因机械安装、调试及操作使用不当等原因引起的机械传动故障与导轨运动摩擦过大故障。

故障表现：传动噪声大、加工精度差、运行阻力大、 电气故障分弱电故障和强电故障。

弱电部分：CNC 装置、PLC 控制器、伺服单元、输入输出装置。

强电部分：继电器、接触器、开关、熔断器、电源变压器、电动机、行程开关等系统性故障随机性故障按故障性质分类通常指只要满足一定的条件或超过某一设定的限度，工作中的机床必然会发生故障。

如：润滑、冷却或液压的系统系统由于管路泄露引起有标下降到使用限值，必然会发生液位报警使机床停机。

如：机床加工中因切削量过大超过极限值，必然会发生的过载或超温报警，而使机床停机。

通常是指数控机床在同样的条件下工作时只偶然发生一次货两次的故障。

这类故障的发生往往与安装质量、组件排列、参数设定、元器件品质、操作失误与维护不当，以及工作环境影响等诸因素有关。

有报警显示的故障无报警显示的故障 按有无报警显示分类可分为硬件报警显示和软件报警显示。

•硬件报警显示故障：通常指各个单元装置上的警示灯。

•软件报警显示故障：通常指显示器上显示出来的报警号和报警信息。

这类故障发生时无任何硬件或软件的报警显示。

对于无报警显示故障，分析诊断难度较大，通常要具体情况具体分析，要根据故障发生的前后变化状态进行分析诊断。

数控机床自身故障数控机床外部故障按发生原因分类这类故障的发生是由于数控机床的自身原因引起的，与外部使用环境条件无关。

这类故障是由于外部原因造成的。

如：数控机床的供电电压过低、波动过大、相序不对或三相电压不平衡。

如：周围的环境温度过高、有害气体、潮气、粉尘侵入，外来振动和干扰。

故障的常规处理方法步骤1 调查故障现场，充分掌握故障信息。

数控系统出故障后，不要急于动手盲目处理，首先要查看故障记录，向操作人员询问故障出现的全过程。

在确认通电对系统无危害的情况下，在通电亲自观察，特别注意确定以下主要故障信息：1.故障发生时报警号和报警提示是什么？指示灯和数码管指示了什么报警？2.如无报警，系统处于何种工作状态？系统的工作方式诊断结果是什么？（系统日志内容等）3.故障发生在哪个程序段？执行何种指令？故障发生前进行了何种操作？4.故障发生在何种速度下？轴处于什么位置？与指令值的误差量有多大？5.以前是否发生过类似故障？现场有无异常现象？故障是否重复发生？步骤2 分析故障原因，确定检查的方法和步骤在调查故障现象，掌握第一手材料的基础上分析故障的起因。

故障分析可采用归纳法和演绎法。

归纳法：是从故障的起因出发摸索其功能联系，调查原因及结果，即根据可能产生该故障的原因分析，看其最后是否与故障现象相符来确定故障点。

演绎法：是从所发生的故障现象出发，对故障原因进行分割式的分析方法，即从故障现象开始，根据故障机理，列出多种可能产生故障的原因，然后对这些原因逐点进行分析，排除不正确的原因，最后确定故障点。

步骤2 分析故障原因，确定检查的方法和步骤分析故障原因时应注意以下几点：①要在充分调查现场掌握第一手材料的基础上，把故障问题正确地列出来。

俗话说：能够把问题说清楚，就已经解决了问题的一半。

②要思路开阔，无论是数控系统、强电部分、还是机、液、气等，都要将有可能引起故障的原因以及每一种可能解决的方法全部列出来，进行综合、判断和筛选。

③在对故障进行深入分析的基础上，预测故障原因并拟定检测的内容、步骤和方法。

步骤3 故障的检测和排查在检测排除故障中掌握以下原则：1、先外部后内部当数控机床发生故障后，维修人员应先采用望、闻、听、问等方法，由外向内的原则逐一进行检查。

如：外部的行程开关、按钮开关、液压气动元件以及线路板的插头座、电控柜插座、端子排连接部位。

如：油污或粉尘对元件及线路板的污染、机床的振动。

尽量避免随意地启封、拆卸、不适当的大拆大卸，往往会扩大故障，是机床大伤元气，丧失精度，降低性能。

步骤3 故障的检测和排查在检测排除故障中掌握以下原则：2、先机械后电气一般来讲，机械故障较易察觉，而数控系统故障的诊断则难度要大些。

在数控机床检修中，首先检查机械部分是否正常，行程开关是否灵活，气动、液压部分是否正常等。

先排除机械性故障，往往可以达到事半功倍的效果。

步骤3 故障的检测和排查在检测排除故障中掌握以下原则：3、先静后动维修人员本身要做到先静后动，不可盲目动手。

首先询问机床操作人员故障发生的过程及状态，阅读机床说明书、图样资料后，方可动手查找和处理故障。

其次先在机床断电的静止状态，通过观察测试、分析，确认为非恶性循环性故障或非破坏性故障后，方可给机床断电，在运行工况下，进行动态观察、检验和测试，查找故障。

步骤3 故障的检测和排查在检测排除故障中掌握以下原则：4、先公用后专用公用性的问题往往会影响全局，而专用性问题只影响局部。

一般应先检查电源部分，看看熔断丝是否正常，直流电压是否正常。

步骤3 故障的检测和排查在检测排除故障中掌握以下原则：5、先简单后复杂当出现多种故障相互交织掩盖，一时无从下手时，应先解决容易的问题，后解决难打较大的问题。

6、先一般后特殊在排除某一故障时，要先考虑最常见的可能原因，然后在分析很少发生的特殊原因。

维修的基本要求3维修的基本要求对维修人员的素质要求数控系统故障千奇百怪，各不相同，其起因往往不是简而易见，涉及电、机、液、气各种技术，边学边干，刻苦钻研，才能真正掌握。

既要懂电，又要懂机掌握或了解计算机原理、电子技术、电工原理、自动控制与电力拖动。

检测技术、机械传动以及加工工艺的基础知识，掌握伺服驱动、PLC等编程。

会使用维修所必需的工具、仪表和仪器。

维修的基本要求必要的维修用器具测量仪器、仪表：万用表、逻辑测试笔和脉冲信号笔、示波器、PLC编辑器、IC测试仪、IC在线测试仪、VI特性测试、LSI分析测试、短路追综仪、逻辑分析仪。

维修工具：电烙铁、吸锡器、螺钉旋具、钳类工具、扳手等。

第二章 故障的检测方法 维宏股份（300508）：红阳沐龙功能程序测试法 1 35交换法 隔离法 参数检查法 2 4 6 备板置换法 升降温法 79 直观法 对比法 8 敲击法 原理分析法10功能程序测试法是将所修数控系统的G 、M 、S 、T 、F 功能的全部使用指令编成一个实验程序，在故障诊断时运行此程序，可以快速判断是哪个功能不良或丧失。

功能程序测试法常用于以下场合：①机床加工造成废品而一时无法确定是编程，操作不当，还是数控系统故障时。

②数控系统出现随机性故障，一时难以区别是外来干扰，还是系统稳定性不好。

如不能可靠地执行各加工指令，可连续循环执行功能测试程序来诊断系统的稳定性。

③闲置时间较长的数控机床在投入使用时或对数控机床进行定期检修时。

功能程序测试法11 23 4 5 6 7 8 YYYYYY9N10N11N12N13N14N功能程序测试流程图1-所加工零件尺寸不对2-自动回零功能正常否 9-自动回原点故障3-直线插补功能正常否 10-直线插补故障4-圆弧插补功能正常否 11-圆弧插补故障5-刀补功能正常否 12-刀补功能故障6-自动换刀功能正常否 13-自动换刀故障7-固定循环功能正常否 14-固定循环故障8-功能齐全正常功能程序测试法1该程序段含有G01/G02/G03/G18/G19/G41/G42等指令，图形可为四角带圆弧的长方形。

数控系统的参数是经过一些系列试验、调整而获得的重要数据。

数控系统长期不通电或外部干扰或电池电压不足会使参数丢失或混乱，从而使系统不能正常工作。

当机床长期闲置或无缘无故出现不正常的现象，或有故障而无报警时，就应根据故障特征，检查和校队有关参数。

对于经过长时间运行的数控机床，由于机械传动部件磨损，电气元件性能变化或调换部件所引起的变化，也需要对有关参数进行调整。

有些故障往往是由于未及时修改某些不适当的参数引起的。

参数检查法2在数控系统中常有完全相同的电路板、模块、集成电路和其他零部件。

我们可将相同的部件相互交换，观察故障转移情况，以快速确定故障部位。

当数控系统某个轴运行不正常，如爬行、抖动、时动时不动、一个方向动另一个方向不动等故障时，常采用交换法来确定故障部位。

交换法3驱动器 数控系统 X驱动器 电机 电机 Y XL1 XL2YL1 YL2 配WH 数控系统的加工中心,X 轴与Y 轴功率相同，出现Y 轴正向进给正常，反向进给失常，时动时不动，采用手摇脉冲进给时也是如此。

这类故障可先采用交换法来确定故障部位。

该系统X/Y 两轴伺服系统电气连接示意图如左图，我们可以采用下面的流程图步骤来进行检查。

1-Y 轴反向进给失常 2-插头XL1与YL1，进行交换接线3-Y 轴反向进给正常否 4-插头XL1与YL1复原位，将XL2与YL2交换接线 5-Y 轴反向进给正常否 6-故障转移至Y 轴驱动器 7-故障转移至数控系统 8-故障转移至电机组件或机械故障 12 34 568 7 YN Y N 交换法 3利用备用电路板、模块、集成电路芯片及其他元器件替换有疑点的部件，是一种快速而简便找出故障的方法。

有时若无备板，可借用同型号系统上的电路板来实验。

备板置换前，应检查有关部分电路，以免造成好板损坏；应检查试验板上的选择开关和跨接线是否与原板一致；应注意板上电位器的调整。

备板置换法4231 4 5 6 78 9 10配FANUCFS6-M 系统加工中心出现开机后CRT 无显示，我们可以采用右图所示的故障排查步骤，先检查外围接线，测量关键点信号，将疑点缩小到几块电路板后逐一调换，最后，可以确定哪块板有故障。

当置换CRT 接口控制板后，CRT 显示正常，这表明接口板已坏。