数控系统常见故障与分析课件.ppt
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- 数控系统 常见故障 分析 课件
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1、 目前目前数控系统种类繁多,形式各异,组成数控系统种类繁多,形式各异,组成结构上都有各自的特点。结构上都有各自的特点。这些结构特点来源于系统初始设计的基本要求和工程设计的思路。这些结构特点来源于系统初始设计的基本要求和工程设计的思路。对于不同的生产厂家来说,在设计思想上对于不同的生产厂家来说,在设计思想上也可能各有千秋。也可能各有千秋。有的系统采用小板结构,便于板子更换和灵活结合,而有的系统则有的系统采用小板结构,便于板子更换和灵活结合,而有的系统则趋向大板结构,使之有利于系统工作的可靠性,促使系统的平均无趋向大板结构,使之有利于系统工作的可靠性,促使系统的平均无故障率不断提高。故障率不断提高
2、。无论哪种系统,它们的基本原理和构成是无论哪种系统,它们的基本原理和构成是十分相似的。十分相似的。数控系统是由硬件控制系统和软件控制系统两大数控系统是由硬件控制系统和软件控制系统两大部分组成:部分组成:硬件控制系统硬件控制系统 是以微处理器为核心,采用大规模集成电路芯片、可编程控制器、是以微处理器为核心,采用大规模集成电路芯片、可编程控制器、伺服驱动单元、伺服电机、各种输入输出设备(包括显示器、控制面伺服驱动单元、伺服电机、各种输入输出设备(包括显示器、控制面板、输入输出接口等)等可见部件组成板、输入输出接口等)等可见部件组成。软件控制系统软件控制系统 即数控软件,包括数据输入输出、插补控制、
3、刀具补偿控制、加减速即数控软件,包括数据输入输出、插补控制、刀具补偿控制、加减速控制、位置控制、伺服控制、键盘控制、显示控制、接口控制等控制控制、位置控制、伺服控制、键盘控制、显示控制、接口控制等控制软件及各种参数、报警文本等组成。软件及各种参数、报警文本等组成。数控系统出现故障后,就要分别对软硬件进行分析、判断,定位数控系统出现故障后,就要分别对软硬件进行分析、判断,定位故障并维修。故障并维修。一一 、电源类故障、电源类故障1 1、强电电源:、强电电源:变压器、伺服、变频器;变压器、伺服、变频器;冷却、润滑、刀库、刀架电机;冷却、润滑、刀库、刀架电机;2 2、控制类电源:、控制类电源:伺服、
4、变频器;伺服、变频器;PLC PLC及其接口电路;及其接口电路;CNCCNC、电源模块。电源模块。主回路分析:主回路分析:普通车床强电回路普通车床强电回路电源回路图电源回路图 电源电路分析:电源电路分析:FANUC FANUC 0i0i电电源连源连接图接图FANUC 0i 24VFANUC 0i 24V电源电源推荐的连接方法:推荐的连接方法:推荐的电源指标:推荐的电源指标:不推荐使用的电路配置:不推荐使用的电路配置:外部电源开关未接通;外部电源开关未接通;电源进线熔断器熔芯断或机床总熔断器熔芯断;电源进线熔断器熔芯断或机床总熔断器熔芯断;机床电源进线断;机床电源进线断;机床总电源开关坏;机床总
5、电源开关坏;控制变压器输入端熔断器熔芯断控制变压器输入端熔断器熔芯断(或断路器跳或断路器跳);指示灯控制电路中熔断器熔芯断或断线;指示灯控制电路中熔断器熔芯断或断线;电源指示灯灯泡坏电源指示灯灯泡坏 。1.1.接通总电源开关后,电源指示灯不亮。接通总电源开关后,电源指示灯不亮。2.2.强电部分接通后,马上跳闸。强电部分接通后,马上跳闸。机床设计时选择的空气开关容量过小,或空气机床设计时选择的空气开关容量过小,或空气 开关的电流选择拨码开关选择了一个较小的电流;开关的电流选择拨码开关选择了一个较小的电流;机床上使用了较大功率的变频器或伺服驱动。机床上使用了较大功率的变频器或伺服驱动。3.FANU
6、C输入电源故障输入电源故障 FANUCFANUC的数控系统,一般采用的数控系统,一般采用FANUCFANUC公司生产的公司生产的“输入输入单元单元”模块,通过相应的外部控制信号,进行数控系统、模块,通过相应的外部控制信号,进行数控系统、伺服驱动的电源的通、断控制。伺服驱动的电源的通、断控制。电源接通条件如下:电源接通条件如下:电柜门互锁触电闭合;电柜门互锁触电闭合;外部电源切换触电闭合;外部电源切换触电闭合;MDI/CRTMDI/CRT单元的电源切断单元的电源切断OFFOFF按钮触电闭合;按钮触电闭合;系统电源模块无报警,报警触点断开。系统电源模块无报警,报警触点断开。不符合以上条件之任何一条
7、不符合以上条件之任何一条,则会出现电源断电故障则会出现电源断电故障 维修要点:维修要点:a.FANUC 6/11a.FANUC 6/11等系统的电源输入单元的元器件,等系统的电源输入单元的元器件,除熔断器外,其他元器件损坏的几率非常小,除熔断器外,其他元器件损坏的几率非常小,维修时切勿轻易更换元器件。维修时切勿轻易更换元器件。b.b.在某些机床上,由于机床互锁的需要,使用了在某些机床上,由于机床互锁的需要,使用了外部电源切断信号,这时应根据机床电气原理外部电源切断信号,这时应根据机床电气原理图,综合分析故障原因,排除外部电源切断的图,综合分析故障原因,排除外部电源切断的因素,才能启动。因素,才
8、能启动。4.4.CNCCNC电源单元不能通电(电源单元不能通电(FANUCFANUC)1 1)当电源单元不能接通时,如果电源指示灯当电源单元不能接通时,如果电源指示灯(绿色)不亮。(绿色)不亮。电源单元的保险熔断;电源单元的保险熔断;a.a.输入高电压输入高电压 b.b.元器件损坏,造成短路或过流元器件损坏,造成短路或过流输入电压低;输入电压低;检查输入电压,电压的允许值为检查输入电压,电压的允许值为 AC200VAC200V10%,10%,50HZ50HZ1HZ1HZ。电源单元不良,元器件损坏。电源单元不良,元器件损坏。2 2)电源指示等亮,报警灯也消失,但电源不能接通。)电源指示等亮,报警
9、灯也消失,但电源不能接通。电源接通条件如下:电源接通条件如下:电源电源ONON按钮闭合按钮闭合 电源电源OFFOFF按钮闭合按钮闭合 外部报警接点打开外部报警接点打开 3 3)电源单元报警灯亮)电源单元报警灯亮2424V V输出电压的保险丝熔断输出电压的保险丝熔断a.9”9”显示器屏幕使用显示器屏幕使用2424v v电压,电压,2424v v与地短路与地短路 b.b.显示器显示器/手动数据输入板不良,或短路。手动数据输入板不良,或短路。电源单元不良电源单元不良检查步骤:检查步骤:a.a.把电源单元的所有输出插头拔掉,只留下电源输入线和把电源单元的所有输出插头拔掉,只留下电源输入线和开关控制线。
10、开关控制线。b.b.把机床所有电源关掉,把电源控制部分整体拔掉。把机床所有电源关掉,把电源控制部分整体拔掉。c.c.再开电源,此时如果电源报警灯熄灭,那么可以认为电再开电源,此时如果电源报警灯熄灭,那么可以认为电源单元正常,而如果电源报警灯仍然亮,那么电源单元源单元正常,而如果电源报警灯仍然亮,那么电源单元坏。坏。注意事项:注意事项:16/18 16/18 系统电源拔下的时间不要超过半小时,因为系统电源拔下的时间不要超过半小时,因为SRAMSRAM的后备电源在电源单元上。的后备电源在电源单元上。2424V V的保险熔断的保险熔断a.a.24V24V是提供外部输入是提供外部输入/输出信号用的,参
11、照下输出信号用的,参照下图检查外部输入图检查外部输入/输出回路是否短路。输出回路是否短路。b.b.外部输入外部输入/输出开关引起输出开关引起2424V V短路或补充短路或补充I/OI/O板不良。板不良。5 5V V电源负荷短路电源负荷短路检查方法:检查方法:a.a.把把5 5V V电源所带负荷一个一个地拔掉,每拔一次,必须关电源所带负荷一个一个地拔掉,每拔一次,必须关电源再开电源。电源再开电源。b.b.在拔掉任何一个在拔掉任何一个5 5V V电源负荷后,电源报警灯熄电源负荷后,电源报警灯熄 灭,那么可以证明该负荷及其连接电缆出现故障灭,那么可以证明该负荷及其连接电缆出现故障注意事项:注意事项:
12、当拔掉电机编码器的插头时,如果是绝对位当拔掉电机编码器的插头时,如果是绝对位置编码器,还需要重新回零,机床才能恢复正常。置编码器,还需要重新回零,机床才能恢复正常。系统的印刷电流板上有短路。系统的印刷电流板上有短路。检查:检查:用完用表测量用完用表测量5 5V,V,15V,+24D15V,+24D与与0 0V V之间的电阻之间的电阻必须在电源关的状态下测量。必须在电源关的状态下测量。a.a.把系统各印刷板一个一个的往下拔,再开电源,确认报警灯是把系统各印刷板一个一个的往下拔,再开电源,确认报警灯是否再亮否再亮b.b.如果当某一印刷板拔下后,电源报警灯不亮,那就证明该板有如果当某一印刷板拔下后,
13、电源报警灯不亮,那就证明该板有问题,需更换该板或维修问题,需更换该板或维修c.c.对于对于O O系统,如果系统,如果2424D D与与0 0V V短路,更换时一定要把输入短路,更换时一定要把输入/输出输出板与主板同时更换板与主板同时更换d.d.当计算机与当计算机与CNCCNC系统进行通信作业,如果系统进行通信作业,如果CNCCNC通信接口烧坏,有通信接口烧坏,有时也会使系统电源不能接通时也会使系统电源不能接通5.5.电源开关与机床开关后,电源不能接通。电源开关与机床开关后,电源不能接通。电源输入端熔断器熔芯熔断或爆断电源输入端熔断器熔芯熔断或爆断(或自动开或自动开关跳闸关跳闸)机床电源进线断机
14、床电源进线断机床总电源开关或电源开关坏机床总电源开关或电源开关坏电气控制柜门未关好,开门断电保护开关动作电气控制柜门未关好,开门断电保护开关动作电气控制柜上的开门断电保护开关损坏或关门电气控制柜上的开门断电保护开关损坏或关门后与碰块接触不良后与碰块接触不良6.6.控制电源故障:控制电源故障:控制变压器无输入电压(输入端保险烧断或断路器跳)控制变压器无输入电压(输入端保险烧断或断路器跳)原因:原因:变压器内部短路、过载线短路,电流过大变压器内部短路、过载线短路,电流过大无无DCDC电流输出电流输出 原因:原因:因直流侧短路、过流、过压、过热等造成整流模块或直因直流侧短路、过流、过压、过热等造成整
15、流模块或直流电源损坏;整流电路有断线或接触不良流电源损坏;整流电路有断线或接触不良电源连接线接触不良或断线电源连接线接触不良或断线控制变压器输入电源电压过高过低(超过控制变压器输入电源电压过高过低(超过10%10%)或电压浪涌)或电压浪涌控制变压器损坏控制变压器损坏 原因:原因:熔断器,断路器的电流过大,没有起到保护作熔断器,断路器的电流过大,没有起到保护作用;电源短路,串接;负荷过大,内部绕组短路,短用;电源短路,串接;负荷过大,内部绕组短路,短路等。路等。控制变压器副边熔断器熔断或爆断控制变压器副边熔断器熔断或爆断7 7I/OI/O无输入信号,无输入信号,2424V V电源报警电源报警24
16、24V V电源保险烧坏电源保险烧坏 I/O I/O输入短路,检查输入输入短路,检查输入2424V V电源是否对电源是否对地短路,排除故障;更换保险。地短路,排除故障;更换保险。I/OI/O无输入信号无输入信号8.8.系统不能正常上电,且输入系统不能正常上电,且输入/输出板上有严重输出板上有严重的烧毁痕迹的烧毁痕迹维修:维修:更换输入更换输入/输出板输出板 9.9.在机床运行中,控制系统偶尔出现突然掉电现象在机床运行中,控制系统偶尔出现突然掉电现象原因:原因:电源供应系统故障电源供应系统故障维修:维修:a.a.更换系统电源更换系统电源 b.b.更换电源输入单元更换电源输入单元10.10.系统工作
17、半个月或一个月左右,必须更换电系统工作半个月或一个月左右,必须更换电池,不然参数有可能丢失:池,不然参数有可能丢失:原因:原因:电池是为了保障系统在不通电的情况下,电池是为了保障系统在不通电的情况下,不会丢失不会丢失NCNC数据数据维修:维修:a.a.检查确认电池连接电缆是否有破损检查确认电池连接电缆是否有破损b.b.存储板上的电池保持回路不良存储板上的电池保持回路不良,请更换存储板。请更换存储板。c.c.电池质量不好,更换质量较好的电池电池质量不好,更换质量较好的电池1111、伺服电源故障、伺服电源故障伺服变压器输入端断路器跳闸:伺服变压器输入端断路器跳闸:原因:原因:过流、短路、断路器内部
18、故障等。过流、短路、断路器内部故障等。机床进行预启动操作后,伺服变压器控制接触机床进行预启动操作后,伺服变压器控制接触器未吸合:器未吸合:原因:原因:a.a.机床操作面板上预启动按钮接触不良或损坏;机床操作面板上预启动按钮接触不良或损坏;b.b.控制电路接触不良,连接不好或断线;控制电路接触不良,连接不好或断线;c.c.接触器接触不良或损坏。接触器接触不良或损坏。伺服变压器温控开关断开:伺服变压器温控开关断开:原因:原因:a.a.电气控制柜过热,伺服变压器温度升高,伺服变压器电气控制柜过热,伺服变压器温度升高,伺服变压器内部温控开关断开;内部温控开关断开;b.b.负载过重引起伺服变压器温度升高
19、。负载过重引起伺服变压器温度升高。伺服变压器电源电路断路器跳闸或副边无输出伺服变压器电源电路断路器跳闸或副边无输出电压电压原因:原因:伺服变压器损坏(内部短路、断线、输出电路短路等)伺服变压器损坏(内部短路、断线、输出电路短路等)伺服放大器无电源伺服放大器无电源原因:原因:伺服变压器输出端接触器未吸合伺服变压器输出端接触器未吸合12.12.FANUCFANUC电源模块(单元)不良维修要点:电源模块(单元)不良维修要点:根据维修经验,在根据维修经验,在FANUCFANUC系统中,电源单元故系统中,电源单元故障的原因多发生在电网供电不良的地区。障的原因多发生在电网供电不良的地区。由于加工过程中的外
20、部突然断电或在工厂自发电由于加工过程中的外部突然断电或在工厂自发电供电的情况下工作,是引起电源单元故障的主要原因。供电的情况下工作,是引起电源单元故障的主要原因。在一般情况下,电源单元的故障以进线的浪涌在一般情况下,电源单元的故障以进线的浪涌吸收器(吸收器(VS11VS11)的故障居多。的故障居多。当当VS11VS11故障,但维修现场无器件时,为了保证机故障,但维修现场无器件时,为了保证机床的正常生产,通常的做法是暂时取消床的正常生产,通常的做法是暂时取消VS11VS11,确保机确保机床的使用,待备件到位后,再予以更换。床的使用,待备件到位后,再予以更换。在电网电压波动太大:在电网电压波动太大
21、:(特别是自发电的场合),(特别是自发电的场合),也有整流桥、开关管、滤波电容、续流管损坏的也有整流桥、开关管、滤波电容、续流管损坏的情况。对于以上器件,在无备件时,一般可以直接利情况。对于以上器件,在无备件时,一般可以直接利用同规格的整流桥、开关管、电容、续流管进行替代。用同规格的整流桥、开关管、电容、续流管进行替代。FANUCFANUC电源单元的电源单元的+24+24E E熔断器熔断,是机床维熔断器熔断,是机床维修过程中经常遇到的问题之一:修过程中经常遇到的问题之一:这一故障引起的原因一般与系统本身无关,属于这一故障引起的原因一般与系统本身无关,属于系统外部故障。系统外部故障。2424E
22、E为系统提供外部(机床侧)输入、输出为系统提供外部(机床侧)输入、输出信号使用电源:信号使用电源:熔断器熔断一般是由机床侧的输入、输出信号对熔断器熔断一般是由机床侧的输入、输出信号对地短路引起的。地短路引起的。为了确定短路的大致范围,维修时可以通过逐为了确定短路的大致范围,维修时可以通过逐一取下系统一取下系统I/OI/O信号连接插头信号连接插头M1M1、M2M2、M18M18、M19M19、M20M20等,进行检查,以缩小故障范围。等,进行检查,以缩小故障范围。机床侧的可动部位的接线(如:车床的脚踏开机床侧的可动部位的接线(如:车床的脚踏开关、操作面板上的波段开关),液压、冷却系关、操作面板上
23、的波段开关),液压、冷却系统的输入、输出信号是容易引起短路的场合,统的输入、输出信号是容易引起短路的场合,维修时可进行重点检查。维修时可进行重点检查。继电器线圈两侧并联的保护二极管方向,更换继电器线圈两侧并联的保护二极管方向,更换时必须十分仔细,防止出错。时必须十分仔细,防止出错。13.13.西门子系统电源单元故障维修要点西门子系统电源单元故障维修要点SIEMENS 810M SIEMENS 810M 由于使用的是由于使用的是DC24VDC24V电源,因此电源,因此电源回路相对比较简单,故障原因多数是内部电源回路相对比较简单,故障原因多数是内部熔断器、保护二极管等元件损坏。熔断器、保护二极管等
24、元件损坏。判定判定810810系统电源是否存在故障的方法较简单,系统电源是否存在故障的方法较简单,可以在系统加入可以在系统加入DC24VDC24V电源后,通过直接短接电源后,通过直接短接系统的系统的NC-ONNC-ON触点进行检测。短接后若系统正触点进行检测。短接后若系统正常启动,显示器工作,证明系统单元无故障;常启动,显示器工作,证明系统单元无故障;否则应对系统电源单元进行维修。否则应对系统电源单元进行维修。由于由于810810风机与系统在内部采用了独立的供电风机与系统在内部采用了独立的供电回路,因此,即使风机正常工作,只能代表外回路,因此,即使风机正常工作,只能代表外部部DC24VDC24
25、V供电正常,但不能代表系统内部电源供电正常,但不能代表系统内部电源的工作正常。的工作正常。SIEMENS SIEMENS 其他型号的数控系统(如其他型号的数控系统(如 3 3、8 8、850850、880880等),其电源控制方式与等),其电源控制方式与810810系统基本相同,系统基本相同,维修时可以参照进行。维修时可以参照进行。事例事例1 1:故障现象:故障现象:一台进口卧式加工中心,开机时屏幕一片一台进口卧式加工中心,开机时屏幕一片黑,操作面板上的黑,操作面板上的NCNC电源开关已按下,红、绿电源开关已按下,红、绿灯都亮,查看电柜中开关和主要部分无异常,灯都亮,查看电柜中开关和主要部分无
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