数控机床检测装置故障分析,数控机床故障诊断与维修常用的检测装置有哪些？
1、数控机床检测装置故障分析
1位置检测元件的维护
1、1光栅尺的维护光栅尺本身具有一定的防护措施，有的需要给尺盒里面通入洁净的气源，保持尺内气压大于外部气压，防止潮气进入，但限于现场的生产环境及机床本身的加工条件(如高压力的切削液等)，还是要做好防污、防振等维护工作。
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1、1防污光栅尺由于直接安装于工作台和机床床身上，因此，极易受到冷却液的污染，从而造成信号丢失，影响位置控制精度。冷却液在使用过程中会产生轻微结晶，这种结晶会在扫描头上形成一层薄膜且透光性差，不易清除，故在选用冷却液时要慎重。加工过程中，冷却液的压力和流量过大，容易形成大量的水雾，会污染光栅尺。光栅尺最好通入低压压缩空气，以免扫描头运动时形成的负压把污物吸入光栅，压缩空气必须净化，滤芯应保持洁净并定时更换。
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1、2防振光栅尺拆装时要用静力，不能用硬物敲击，以免引起光学元件的损坏。
1、2光电脉冲编码器的维护光电脉冲编码器是在一个圆盘的边缘上开有间距相等的缝隙，在其两面分别装有光源和光敏元件，当圆盘转动时，光线的明暗变化，经过光敏元件检测变成电信号的强弱，从而得到脉冲信号。编码器的输出信号有：两个相位差90°的信号，用于辨向；一个零信号(又称一转信号)，用于机床回参考点的控制；另外还有+5 V电源和接地端信号。编码器的维护主要注意以下两个问题。
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2、1防振和防污编码器是一个精密的测量元件，本身密封很好，在使用和拆装时要与光栅尺一样注意防振和防污。污染容易出现在导线引出段、接插头处，要做好这些部位的防护措施。振动容易造成内部紧固件松动脱落，造成内部短路。
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2、2连接问题连接问题分为连接松动和连接调整不当。编码器的连接方式有内装式和外装式。内装式与伺服电机同轴安装，如：SIEMENS 1FT
5、1FT6伺服电机上的ROD320编码器。外装式安装于传动链的末端，当传动链较长时，这种安装方式可以减小传动链累积误差对位置检测精度的影响。由于连接的松动，所以往往会影响位置控制精度。另外，有些交流伺服电机的内装式编码器除了位置检测外，还同时有测速和交流伺服电机转子位置检测作用，因此编码器连接松动还会引起进给运动的不稳定，影响交流伺服电动机的换向控制，从而引起机床的振动。另外编码器是通过皮带传动的，若传动皮带调整过紧，给编码器轴承施加力过大，则容易损坏编码器。维修实例1：一数控机床出现进给轴飞车失控的故障。该机床伺服系统为SIEMENS 6SC610驱动装置和1FT5交流伺服电机带ROD320编码器，在排除数控系统、驱动装置及速度反馈等因素后，将故障定位在位置检测控制装置。经检查，编码器输出电缆及连接均正常，拆开ROD320编码器，发现一紧固螺钉脱落并置于+5 V与接地端之间，造成电源短路，编码器无信号输出，数控系统处于开环状态，从而引起飞车失控故障。维修实例2：一加工中心在主轴换刀时，主轴定位不准，重新设定后，试验位置又有偏差。该机床的主轴位置检测用一个脉冲编码器，主轴和编码器通过皮带1：1传动。由于系统有C轴位置显示功能，手动将主轴旋转一圈，发现位置变化小于360°。怀疑编码器问题，卸下来检查发现，圆光栅部分区域磨损。经分析后认为，主轴和编码器的传动皮带调整过紧，长时间运行后，编码器轴承损坏，使圆光栅与读数头部分摩擦。更换新的编码器，将皮带松紧调整适当后，未出现类似故障。2位置检测元件故障诊断及维修实例当出现位置环报警时，将J2连接器脱开，在CNC系统一侧，把J2连接器上的+5 V线同报警线ALM连在一起，合上数控系统电源，根据报警是否再现，便可迅速判断故障部位是在测量装置还是在系统接口板上。若问题出现在测量装置，便可测J1连接器上有无信号输入，这样便可将故障定位在光栅尺或EXE脉冲整形电路。维修实例1：一卧式加工中心采用SIN8系统，带EXE光栅测量装置，运行中出现114号报警，同时伴有113号报警。从报警产生的原因看，由于114号报警，引起113号报警，因此将故障定位在位置检测装置。114号报警有两种可能：一是电缆断线或接地；二是信号丢失。前者可通过外观检查和测量诊断，后者主要是信号漏读。如果某种原因使光栅尺输出的正弦信号幅度降低，则在信号处理过程中，将会影响到被处理信号过零的位置，严重时会使输出脉冲挤在一起，造成丢失。因为光电池所产生的信号与光照强度成正比，所以信号幅度下降无非是因为光源亮度下降或光学系统脏污所致。从尺身中抽出扫描单元，分解后看到，灯泡下的透镜表面呈毛玻璃状，指示光栅表面有一层雾状物，灯泡和光电池上也有这种污物，这些污物导致了光源发光效率下降和输出信号降低，通过对光栅的清洗可消除故障。维修实例2：某数控立式铣床配备FANUC 3M数控系统，位置检测装置为与伺服电动机同轴连接的编码器。在运行过程中Z轴产生31号报警。查维修手册，31号报警为误差寄存器内容大于规定值，根据31号报警提示，将误差寄存器的设定极限值放大，即将对应的参数由2 000改为5 000，然后用手摇脉冲发生器给Z轴发移动指令，又发生32号报警，32号报警表示误差寄存器的内容超过±32 767，或数模转换指令值超过了-8 192~+8 191的范围。这种故障需要检查系统的位置偏差诊断。误差寄存器是用来存放指令值和反馈值之差的，当位置检测装置或位置控制单元发生故障时，就会引起误差寄存器的超差，为此，将故障定位在位置控制装置上。位置控制信号可以用诊断号800（X轴）、801（Y轴）、802（Z轴）来诊断。将三个诊断号调出，用手摇脉冲发生器分别给各轴发出指令，观察其变化，给X、Y轴发出指令，位置偏差变化的过程与机床的移动是一致的。给Z轴发出指令偏差不消失。进一步定位故障是在Z轴控制单元还是在编码器上，采用交换法，将Z轴和Y轴驱动装置和反馈信号同时互换，发现同样的故障现象出现在Y轴上，这说明Z轴控制单元没问题，故障出现在与Z轴伺服电动机同轴连接的编码器上。维修实例3：某数控铣床，配备DECKEL系统，位置检测装置采用HEIDENHAIN LS907光栅尺，故障报警为Z轴检测系统脏污。系统启动后，移动Z轴时，低速时比较稳定，当跟随误差超过60时，机床就过冲，并发出该报警，且上升时不报警，下降时报警。根据报警内容，首先确认光栅尺是否需要清洁。拆下检查后，发现光栅尺外壳上有较多润滑油，这是由于机床对光栅尺的保护措施不到位，长时间使用后，机床导轨润滑油顺着床身流到光栅尺部位。清洗光栅尺，安装上重试，还发生光栅尺报警。这时，分析光栅尺是否本身有故障。正好该机床Y轴光栅尺与Z轴规格、型号相同，采用置换法将两根光栅尺进行互换，结果Y轴出现测量系统故障，可以确定是光栅尺本身故障，进一步对光栅尺进行鉴定，确认读数头有故障，更换读数头，机床恢复正常。位置检测装置是数控机床的关键部件，在数控机床故障中经常出现，在维修过程中，要仔细认真的研究，才能迅速查找出故障所在，保证机床的正常运行。
2、数控机床故障诊断与维修常用的检测装置有哪些？
数控机床常用的检测装置有感应同步器位置检测装置、旋转变压器位置检测装置、磁尺位置检测装置、光栅位置检测装置、激光干涉位置检测装置、 脉冲编码器等。如果你要问维修用的检测工具的话就有：逻辑测试笔、信号发生笔、万用表、示波器、检验棒、百分表、千分表、千分尺、水平仪、方规、角尺、平尺、激光干涉仪、振动检测器、红外温度检测器、转速检测器、噪声检测器等等。
3、数控车床刀架的常见故障与维修？
数控车床刀架系统出现故障的比率在数控车床操作中比较高，产生故障的原因也比较多。刀架电机过载报警号：700022。出现这两种信号是由于空气开关的辅助触点接到PI。C上的一个信号。当这个开关断开时，CRT显示报警信息。当电机过流、过热或者短路时，空气开关就会断开。产生该故障的情况一般有以下几种：
1、撞刀闷车。该现象一般出现在对刀、切削量过大或者G54(零点偏置)设置不正确的情况下。出现这种情况时，刀具与工件（或卡盘）猛烈撞击，形成闷车现象。此时，刀架(六工位)内部蜗轮蜗杆脱开，链轮空转，无法执行换刀。该故障属于机械故障，可拆卸刀架机械部分，将链条挂上(蜗杆头部有链轮)，手动将蜗杆旋入，使之与蜗轮完全啮合，检查啮合间隙，如无间隙则该故障即可解决。
2、伺服系统故障。根据工作原理和故障现象进行分析，刀架转动是由伺服电机驱动的，电机一启动，伺服电机就产生报警，切断伺服电源，并反馈给NC系统，显示刀架电机过载报警信息。检查机械部分及伺服单元均未发现问题，经测试，刀架电机烧毁，更换伺服电机后，故障排除。
3、光电感应装置失效。该现象表现为光电感应装置错位或光源受阻，刀架无法接受系统的换刀信号。拆卸光电感装置重新装配或清理光源孔后，刀架即恢复正常。
4、电气故障。控制柜中刀架控制器的继电器跳断或烧毁，造成系统无法向刀架供电。继电器上电或更换继电器，报警即可解除。
5、程序失效。撞刀后按急停按钮，系统停止工作。更换新刀具后刀架不工作。通过PLC程序检查分析，发现换刀过程不正确，系统认为换刀没有结束，不能进行其他操作。将刀架移至安全位置，按复位键，重新启动系统，加载程序。刀架恢复正常。当以上故障因素排除后，只需重新合上空气开关，刀架就可以完全正常工作。
6、出现电动刀架在进行换刀操作时旋转不止，无法定位。造成这一现象的主要原因是：当程序在调用某刀号时，由电动刀架正转选择刀具，当旋转位置到达该号刀具时，无法取得应答信息，从而引起刀架的旋转不止，无法定位。这时，应对电动刀架上的霍尔元件进行检查，因为当霍尔元件故障损坏时，会引起所要刀具到位时，无法输出检测信号，从而造成电动刀架的旋转不停现象，此时，对该号刀的霍尔元件进行更换就可以排除故障。
7、刀具空走刀时运转正常，但是加工零部件时误差非常大。造成这一故障的原因可能是丝杠或者是丝母与车床部位连接松动引起的。刀具在空走时因没有阻力限制，所以溜板运行正常，但是加上零部件之后就增加了原有的吃刀阻力，容易引起丝杠或者是丝母与车床连接处发生松动，从而引起加工零部件的尺寸发生漂移。对于这类故障，采用坚固连接部分的方式，即可排除故障。另一种原因也可能是由电动刀架引起的。如果刀架在换刀后无法完成自动锁紧，从而引起吃刀时刀具偏离加工点，也很容易造成上述故障的发生。此时，要对刀架锁紧装置以及刀架控制箱进行诊断，排除故障。
4、数控车床常见故障有哪些
1、主轴部件故障由于使用调速电机，数控机床主轴箱结构比较简单，容易出现故障的部位是主轴内部的刀具自动夹紧机构、自动调速装置等。为保证在工作中或停电时刀夹不会白行松脱，刀具自动夹紧机构采用弹簧夹紧，并配行程开关发出夹紧或放松信号。若刀具夹紧后不能松开，则考虑调整松刀液压缸压力和行程开关装置或调整碟形弹簧上的螺母，减小弹簧压合量。此外，主轴发热和主轴箱噪声问题，也不容忽视，此时主要考虑清洗主轴箱，调整润滑油量，保证主轴箱清洁度和更换主轴轴承，修理或更换主轴箱齿轮等。
2、进给传动链故障在数控机床进给传动系统中，普遍采用滚珠丝杠副、静压丝杠螺母副、滚动导轨、静压导轨和塑料导轨。所以进给传动链有故障，主要反映是运动质量下降。如：机械部件未运动到规定位置、运行中断、定位精度下降、反向间隙增大、爬行、轴承噪声变大(撞车后)等。对于此类故障可以通过以下措施预防：(1)提高传动精度调节各运动副预紧力，调整松动环节，消除传动间隙，缩短传动链和在传动链中设置减速齿轮，也可提高传动精度。(2)高传动刚度调节丝杠螺母副、支承部件的预紧力及合理选择丝杠本身尺寸，是提高传动刚度的有效措施。刚度不足还会导致工作台或拖板产生爬行和振动以及造成反向死区，影响传动准确性。(3)提高运动精度在满足部件强度和刚度的前提下，尽可能减小运动部件的质量，减小旋转零件的直径和质量，以减小运动部件的惯性，提高运动精度。(4)导轨滚动导轨对赃物比较敏感，必须要有良好的防护装置，而且滚动导轨的预紧力选择要恰当，过大会使牵引力显著增加。静压导轨应有一套过滤效果良好的供油系统。
3、自动换刀装置故障自动换刀装置故障主要表现在：刀库运动故障、定位误差过大、机械手夹持刀柄不稳定、机械手运动误差较大等。故障严重时会造成换刀动作卡住，机床被迫停止工作。(1)刀库运动故障若连接电机轴与蜗杆轴的联轴器松动或机械联接过紧等机械原因，会造成刀库不能转动，此时必须紧固联轴器上的螺钉。若刀库转动不到位，则属于电机转动故障或传动误差造成。若现刀套不能夹紧刀具，则需调整刀套上的调节螺钉，压紧弹簧，顶紧卡紧销。当出现刀套上/下不到位时，应检查拨又位置或限位开关的安装与调整情况。(2)换刀机械手故障若刀具夹不紧、掉刀，则调整卡紧爪弹簧，使其压力增大，或更换机械手卡紧销。若刀具夹紧后松不开。
