數控車床常見故障

一、伺服系統故障

1.故障現象：SERVOXO2或SERVOYO2報警

該報警是最常見的故障，它表明機床伺服環中斷。見圖1。根據經驗，該報警中伺服驅動板的損壞要占很大比例。為了少走彎路，碰到此報警，首先檢查各連接插頭與保險絲，和更換相應的伺服板。如果故障排除，可斷定是該板有問題；否則，可能是伺服驅動裝置中的可控硅有問題，如可控硅的擊穿及燒斷。有一次初步斷定為可控硅損壞，但拆下來一量，可控硅并無損

壞，再裝上去又是02號報警，于是換上另一套可控硅裝置，故障即排除，因此可肯定是可控硅的問題，但為什么又量不出來呢?經仔細檢查，發現是由于可控硅上的一只接頭螺釘未擰緊，導致大電流流過而發熱氧化，使其接觸不良。另外，相序接反或電源缺相也會引起SERVO02報警，特別是新安裝的機床。一般機床接通后，可通過液壓泵的轉向來判斷相序是否正常。伺服電機發生故障的也較多，該伺服電機為直流伺服電機，一般是碳刷磨損導致接觸不良，也有因電機長期工作發熱使頂住碳刷的彈簧過熱而失去彈性，導致接觸不良。因編碼器損壞而致02報警的現象較少。

2.故障現象：SERVO01報警

該報警為伺服過熱報警。和該報警有關的有兩個過熱檢測點，即在伺服電機和伺服變壓器內各有一對金屬片制作的常閉點。當發生過熱時，該常閉點斷開而報警。因此該故障較易查找和處理。

3.故障現象：SERVO11或SERVO21報警

該報警表明X軸或Z軸進給量命令值過大。主機給定量是一串連續的脈沖信號，該脈沖信號的頻率決定了電機速度，脈沖的多少決定了移動的距離，反饋量也是一串連續的脈沖。如果由于伺服裝置發生故障，則同樣的指令值會引起不同的移動量(包括速度和距離)，因而編碼器的反饋脈沖及差值也不一樣，都會超過正常值，從而發生報警。當然，由于電機或編碼器工作不正常也可能會發生該報警。但在實際中，幾乎都是伺服裝置發生故障。更換伺服板即可解決問題。

4.故障現象：SERVO15或SERVO25報警

該報警表明X軸或Z軸漂移補償過大。其原因和SERVO11或21報警相類似，在實際中，往往也是伺服板損壞，更換后即可排除。

以上四種是伺服系統是最常見的報警，從其故障排除中可看出有很大一部分是伺服電路板損壞。該伺服板采用了較多的專用集成電路，其維修也需較齊全的檢測儀器和手段，因而對伺服板的檢修不作為本文的內容。

二、刀架換刀及定位故障

該刀架采用液壓馬達驅動，和刀架同軸裝有一星輪，星輪上裝有一置零開關，當置零開關被壓下時，PC中的刀庫計數值即回零。當所選刀號和計數值一致時，刀架落下，壓合復位開關。

1.故障現象：刀架不到位或過位

根據刀架工作情況，可用以下方法去調整。

(1)調節液壓流量由于刀架轉動采用液壓馬達驅動，因此液壓不穩定和流量的變化是導致刀架不到位的一個很重要因素。一般刀架如轉過頭，可將流量閥適當調?。蝗甾D不到位，可適當調大。但如果有時轉過頭，有時又轉不到位，就不是光靠流量的調整所能解決，需要看壓力值是否穩定。必要時，應清洗液壓泵和濾網。另外還應配合時間調整。

(2)調節延遲時間量(時間常數)在刀架的轉動中，設有兩個可調的時間常數，即正轉和反轉時分別壓合計數開關，當轉到所選刀號后，經適當延時，刀架落下，復位。這兩個時間常數可通過鍵盤調整設定。

當刀架在一個方向轉過頭而另一個方向又不到位，這時，不能只靠流量調節，還要調節時間常數，因為正、反轉時流量都是相同的。例如，假設正轉轉過頭，反轉轉不到位時，那么可將正轉時的延時時間調小，反轉延時時間調大，并可再適當調整流量大小。

(3)調節星輪及計數開關一般來說，經過上述兩個方面的多次調整，刀架不到位的情況可基本解決。如果還不能調整好，那么可從調節星輪及計數開關的位置著手，看是否有改進。

(4)由于電源不正常而引起換刀不正常曾經碰到一刀架換刀不到位，且時好時壞的故障，無論怎樣從上述幾個方面調整，都不能解決問題。后經多次仔細觀察，發現在卡盤松開或夾緊時換刀，刀架肯定不到位，而卡盤不動作時換刀，則很順利，由此懷疑是否為電源有問題。因為刀架要通過眾多電磁閥的吸放來完成一系列抬起、旋轉、落下的動作，如果電源容量不足，使電磁閥不能充分吸合，則流量不足，從而使刀架動作較慢而不到位。后檢查+24V的整流電源，果然，其中一只二極管燒壞，使全波整流成為半波整流，從而電源容量大為下降。一旦卡盤動作時，電磁閥會被分走部分電流而未能充分動作，更換一新的二極管，故障即排除。

2.故障現象：刀架轉動不停

這表明機床沒有選到所需的刀號。一般有以下兩類原因。

(1)星輪或計數開關松動

星輪沒有隨刀架的轉動而轉動，因而未能壓合計數開關，或者計數開關松動和安裝位置不好，使星輪壓合不到。重新緊固星輪和計數開關即可。

(2)兩個計數開關的計數值不一致

為保證刀架的準確換刀，該機床設有兩個計數開關，分別獨立地計數，必須使兩個計數開關的計數值都和所選刀號一致，刀架才會落下，從而使選錯刀號的可能性大大減小。但在實際使用中，卻未能很好地達到這一設計目的。往往由于某個原因，使得兩個計數開關的計數值不一致，從而使刀架轉動不停。這時，可將兩個計數器并聯起來，實際上作為一個來使用，實踐證明，這樣可使故障率大大下降，而且也未曾碰到過選錯刀號的情況。

三、主軸故障

該機床主軸采用傳統的雙速電機加機械變速箱進行調速，其剎車也是電磁離合器加摩擦片的結構。因此，主軸的一般故障和普通設備的檢修思路是一樣的。所不同的是主軸上裝有編碼器，用來檢測主軸轉速。

1.故障現象：車削工件表面呈弧形

我們從兩個軸的伺服裝置到主軸系統都作了檢查，均未發現有故障，最后偶然發現主軸編碼器的信號電纜連線有磨損并和機床外殼短路，將其包裹絕緣后，故障即排除。經分析認為是由于編碼器輸出了不正常的轉速檢測信號，從而影響了刀具的直線進給運動。

2.故障現象：主軸電機緊固螺釘經常切斷

這是由于剎車靈敏度過高、沖擊過大所致。一般是將M6螺釘改為M8，并使剎車靈敏度降低些。這可以通過加長切斷主軸電機電源到加上電磁離合器電源之間的間隔時間來完成，而這一間隔時間作為數控系統的一個時間常數可以很方便地通過鍵盤修改。

四、其它

1.加工尺寸不穩定

伺服電機和絲杠間是由聯軸器連接的，聯軸器的松動直接影響尺寸的穩定。有臺機床，操作工反映刀補值不準確，補0.10mm可能只進去0.01mm，也有可能突然進去0.20mm。開始，我們一直在電氣系統上查找、分析原因，未有結果，后從機械系統上拓展思路，才發覺是聯軸器不夠緊。

2.加工零件徑向(X軸)尺寸小0.01mm

首先檢查絲杠間隙，未發現有異常。再檢查刀架的重復定位精度，但也正常。又更換X軸電機的編碼器，依然如故。最后也是查至聯軸器，發現聯軸器和電機軸有略微松動現象。而X軸方向(和垂直線成30°角)刀架受重力作用很明顯，將笨重的刀架往上帶動進給過程中，聯軸器稍有不緊即易發生松動，使刀架上升未達到指令值位置；而往下進給時，按指令值準確地移動，從而使加工零件多車削掉0.01mm。將聯軸器重新緊固，故障即排除。