数控机床控制器维修

编辑：楚素瑶 2026-10-09 07:56 浏览：9 次举报

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1、数控机床控制器维修数控机床维修 2、数控机床控制器维修 3、数控机床主轴修理 4、CNC维修 5、数控机床维修的主要内容

数控机床控制器维修数控机床维修

数控机床是由nc系统、伺服系统、位置检测、强电部分及机床本体组成，比一般机床要复杂得多，故障的表现形式也就比较复杂。这就相应地要求维修人员多掌握几种维修方法，遇到不同的故障才能灵活地使用不同的方法，力求在最短的时间内排除故障，保证机床正常运转。

（1）诊断法

利用nc系统自带的诊断功能可以检查输入[mt（机床）→nc或pc（可编程序控制器）]信号、输出（nc或pc→mt）信号、pc→nc信号、nc→pc信号及中间继电器的状态等。利用诊断可迅速确定故障点的产生部位，然后集中力量在该部位范围内找出故障原因。

（2）观察法

观察法在维修数控机床过程中是常用的。有时，有的故障用观察法可很容易解决。观察法一是用眼看，观察电缆外皮有无破损，元器件有无冒烟、烧坏现象，插头、接线有无脱落，按钮、开关有无撞坏，指示灯是否完整，元器件表面有无大量尘埃等；二是用手摸，停电检查时可用手轻轻摇拨变压器的接线是否有松动、烧坏现象，端子和导线之间结合是否紧固，旋转电动机轴是否过紧，电气元器件是否发热及焊接点是否牢固等；三是用耳听，听电动机旋转时有无噪声和异常声响，变压器有无蜂鸣声。加工中机床振动异常及振动声音过大等应引起注意，这些都会成为故障的因素。

（3）测量法

测量法是查找数控机床故障的基本方法。当机床发生故障时，利用手中的仪器、仪表（示波器、万用表等）参照电气原理图和控制系统的逻辑图等资料，沿着发生故障的通道，一步一步地测量，直到找到故障点为止。

用测量法找故障不一定要从起点一直测量到终点，可采用优选法进行，并要求维修人员不但要较好地掌握电路图和逻辑图，而且要较熟悉地了解电气元器件的实际位置，才能迅速地排除故障。

（4）代换法

代换法能够迅速地把故障由大范围缩小到小范围，进而缩小到更小的范围之内。电气系统越是复杂用该方法越好。

用代换法时有个问题必须注意：在调换电路板之前一定要保证该电路板的损坏不是因为电路板外原因(外部高压窜人板内，或是板外负载短路等）造成的。在这种情况下，要首先排除相应故障后再代换，以免烧坏新更换上的好电路板。

（5）经验法

经验法是对数控机床经常重复性发生的故障，凭借长期积累的经验，针对故障的表现形式，便立即想到故障可能发生在哪一部位中。

（6）综合法

综合法就是全面掌握以上各方法的技巧，综合使用、融会贯通、灵活运用。

数控机床控制器维修

1.1 数控基床电气装置常见故障

数控机床的电气装置部分的故障主要是硬件故障，其中的硬件故障为：控制系统某元器件接触不良或损坏、无供电电源等,这种故障必须更换损坏的器件或者维修后才能排除故障。

1.2 数控机床可编程控制器的故障分析

数控机床可编程控制器，也就是plc控制器部分的故障分为：（1）软件故障：包括数控机床用户程序,如果用户程序出现故障，在数控机床运行时会发生一些无报警的机床故障,因此PLC用户程序要编制好。（2）硬件故障：也即是在PLC输入输出模块出现问题而引起的故障。对于个别输入输出口出现故障,可以通过修改PLC程序,可使用备用接口替代出现故障的接口。

1.3 数控机床伺服系统的故障分析

数控机床伺服控制系统是数控机床故障率最高的部分。伺服控制系统可分为直流伺服控制单元、直流永磁电动机和交流伺服控制单元、交流伺服电动机有两个部分,两者各有其优、缺点。伺服系统的故障一般都是由于伺服控制单元、伺服电动机、测速装置、编码器等出现问题引起的,要分别对各单元进行分析。

1.4显示器的故障分析

通常情况下，数控机床显示器出现错误的表现为：系统的软件出错,从而会导致系统显示的混乱或者不正常或根本无法显示,如果机床的电源出现故障或者系统主板出现故障的话都会导致系统的不正常显示。显示系统本身出现故障是引起系统显示器不正常的最主要原因,如果系统不能正常显示,就必须首先要分清造成此现象的主要原因。

数控机床的显示不正常可以分为完全无显示和显示不正常两种情况。当电源和系统的其他部分工作正常时,系统无显示的原因,一般情况下是由于硬件原因引起,而显示混乱或显示不正常,一般来说是由于系统软件引起的。另外,系统不同,所引起的原因也不同,这要根据实际情况进行分析。

1.5 控制元件、检测开关的故障分析

数控机床常用的控制元件有液压元件、气动元件、电气执行元件、机械装置、检测开关，检测元件有:检测开关,这些常见的机床控制元件、检测开关由于接触不良引起各种故障比较多,这类故障很容易解决,但是必须用仪器仪表配合检查。

2 数控机床常见电气故障诊断与排除方法

数控机床故障排查的方法很多，大致可以分为以下几种：

2.1直观检查法

这是故障分析之初必用的方法，就是利用感官的检查。

（1）问。即向故障现场人员仔细询问故障产生的过程、故障表象及故障后果，并且在整个分析判断过程中可能要多次询问。

（2）看。总体查看机床各部分工作状态是否处于正常状态(例如各坐标轴位置、主轴状态、刀库、机械手位置等)，各电控装置(如数控系统、温控装置、润滑装置等)有无报警指示，局部查看有无保险烧煅，元器件烧焦、开裂、电线电缆脱落，各操作元件位置正确与否等等。

（3）摸。在整机断电条件下可以通过触摸各主要电路板的安装状况、各插头座的插接状况、各功率及信号导线(如伺服与电机接触器接线)的联接状况等来发现可能出现故障的原因。

（4）试。这是指为了检查有无冒烟、打火、有无异常声音、气味以及触摸有无过热电动机和元件存在而通电，一旦发现立即断电分析。

2.2仪器检查法

仪器检查法就是使用常规电工仪表对各组交、直流电源电压及相关直流和脉冲信号等进行测量，从中找寻可能的故障。例如用万用表检查各电源情况，及对某些电路板上设置的相关信号状态测量点的测量，用示波器观察相关的脉动信号的幅值、相位甚至有无，用PLC 编程器查找PLC程序中的故障部位及原因等。

2.3 信号与报警指示分析法

（1）硬件报警指。这是指包括数控系统、伺服系统在内的各电子、电器装置上的各种状态和故障指示灯，结合指示灯状态和相应的功能说明便可获知指示内容及故障原因与排除方法。

（2）软件报警指示。如前所述的系统软件、PLC程序与加工程序中的故障通常都设有报警显示，依据显示的报警号对照相应的诊断说明手册便可获知可能的故障原因及故障排除方法。

2.4 接口状态检查法　

现代数控系统多将PLC集成于而CNC与PLC之间则以一系列接口信号形式相互通讯联接。有些故障是与接口信号错误或丢失相关的，这些接口信号有的可以在相应的接口板和输入/输出板上有指示灯显示，有的可以通过简单操作在CRT屏幕上显示，而所有的接口信号都可以用PLC编程器调出。检修时，要求维修人员既要熟悉本机床的接口信号，又要熟悉PLC编程器的应用。

2.5 参数调整法　

数控系统都设置许多可修改的参数以适应不同机床、不同工作状态的要求。这些参数不仅能使各电气系统与具体机床相匹配，而且更是使机床各项功能达到最佳化所必需的。任何参数的变化(尤其是模拟量参数)甚至丢失都是不允许的；而机床运行所引起的机械或电气性能的变化会改变其最佳化状态。此类故障需要重新调整相关的一个或多个参数方可排除。这种方法对维修人员的要求是很高的，不仅要对具体系统主要参数十分了解，既熟悉其作用，而且要有较丰富的电气调试经验。

2.6 备件置换法　

当故障集中于某一印制电路板上时，由于电路集成度的不断扩大而要把故障落实于某一区域乃至某一元件比较困难，为了缩短停机时间，在有相同备件的条件下可以先将备件换上，然后再检查修复故障板。备件板的更换要注意以下问题：

（1）更换任何备件都必须在断电情况下进行。

（2）在更换备件板上要记录下原有的开关位置和设定状态，并将新板作好同样的设定，否则会产生报警而不能工作。

（3）某些印制电路板的更换还需在更换后进行某些特定操作以完成其中软件与参数的建立。这一点需要仔细阅读相应电路板的使用说明。

（4）有些印制电路板是不能轻易拔出的，例如含有工作存储器的板，或者备用电池板，它会丢失有用的参数或者程序。必须更换时也必须遵照有关说明操作。

鉴于以上条件，在拔出旧板更换新板之前一定要先仔细阅读相关资料，弄懂要求和操作步骤之后再动手，以免造成更大的故障。

2.7交叉换位法　

当发现故障板或者不能确定是否故障板而又没有备件的情况下，可以将系统中相同或相兼容的两个板互换检查分散机涂料分散机高速分散机实验室分散机真空分散机升降分散机高粘度分散机实验室分散机双行星混合机双行星搅拌机多功能混合机电池浆料搅拌机环氧树脂搅拌机电池浆料混合机，不仅硬件接线的正确交换，还要将一系列相应的参数交换，一定要事先考虑周全，设计好软、硬件交换方案，准确无误再行交换检查。

2.8 特殊处理法

当今的数控系统其中软件含量越来越丰富，有系统软件、机床制造者软件、甚至还有使用者自己的软件，由于软件逻辑的设计中不可避免的一些问题，会使得有些故障状态无从分析，例如死机现象。对于这种故障现象则可以采取特殊手段来处理，比如整机断电，稍作停顿后再开机，有时则可能将故障消除。维修人员可以在自己的长期实践中摸索其规律或者其他有效的方法。

数控机床主轴修理

机床主轴指的是机床上带动工件或刀具旋转的轴。通常由主轴、轴承和传动件（齿轮或带轮）等组成主轴部件。选择品质机械主轴认准机械，值得信赖；主轴是机器中最常见的一种零件，主要由内外圆柱面螺纹花键和横向孔组成，主轴的作用是机床的执行件，它主要起支撑传动件和传动转矩的作用，在工作时由它带动工件直接参加表面成形运动，同时主轴还保证工件对机床其他部件有正确的相对位置。

数控主轴故障的维修技巧，主轴故障的诊断方法一般采用直观法和振动法。在诊断前应仔细分析其机械结构，同时还应把各因素综合考虑。在维修技巧方面应注意以下几点：

1、注意零件的拆装顺序

主轴维修必须打开主轴箱，拆卸主轴部件。因为数控的主轴结构复杂、零部件较多，拆下的零部件应按顺序编号，然后再逐件进行清洗、检测，更换失效零件。主轴选择，品质保障，安装复原时，要遵循拆卸的反顺序。

2、拆卸用专用拔销器

主轴箱顶盖的拆卸要用拔销器。顶盖上面有两个定位销。定位销上端有拔销用的M5螺纹孔，一般用户没有专用拔销器，可自制一个的专用工具，在钢板上钻三个孔，中间一个为6mm的光孔，两边各有一个M6的螺纹孔。拔销时，6mm光孔对准定位销上的M5螺纹孔，旋上一个M5的螺钉，使螺钉压紧钢板。然后在钢板的两侧螺纹孔中分别旋人M6螺钉，均匀下旋把钢板抬起，钢板带动M5螺钉，从而把定位销拔出。

3、波形弹簧组装

主轴部件组装时，波形弹簧必须先恢复到拆卸前的压缩状态。这时用拉马压缩可能有困难，可制作专用工具完成压缩。

4、数控主轴部件常见的故障与排除方法

数控主轴的回转精度直接影响到工件的加工精度。主轴部件发生故障的主要形式是主轴发热、主轴运转时有噪声、主轴振动大或夹不住刀具等。产生以上故障的主要原因有主轴长期工作产生磨损、主轴切削负荷过大、主轴维护与润滑不良。

机械主轴常见故障的维修处理措施：

1、主轴发热、旋转精度下降问题

故障发生的现象：加工出来的工件孔精度偏低，圆柱度很差，主轴发热很快，加工噪声很大。

故障原因分析：经过对机床主轴长期观察可以确定，机床主轴的定心锥孔在多次换刀过程中受到损伤，主要损伤原因是使用过程中换刀的拔、插到失误，损伤了主轴定心孔的锥面，维修机械主轴认准机械，专业品质保障，仔细分析后发现主轴部件的故障原因有四点：

（1）主轴轴承的润滑脂不合要求，混有粉尘杂质和水分，这些杂质主要来源于该加工中心用的没有经过精馏和干燥的压缩空气，在气动清屑时，粉尘和水气进入到主轴轴承的润滑脂内，导致主轴轴承润滑不好，产生大量热河噪声；

（2）主轴内用于定位刀具的锥形孔定位面上有损伤，导致主轴的锥面和刀柄的锥面不能完美配合，加工的孔出现微量偏心；

（3）主轴的前轴承预紧力下降，导致轴承的游隙变大；

（4）主轴内部的自动夹紧装置的弹簧疲劳失效，刀具不能完整拉紧，偏离了原本位置。

针对以上原因，故障处理措施：

（1）更换主轴的前端轴承，使用合格的润滑脂，并调整轴承游隙；

（2）将主轴内锥形孔定位面研磨合格，用涂色法检测保证与刀柄的接触面不低于90%；

（3）更换夹紧装置的弹簧，调整轴承的预紧力。

在操作过程中要经常检查主轴的轴孔、刀柄的清洁和配合状况，要增加空气精滤和干燥装置，要合理安排加工工艺，不可使机器超负荷工作。

2、加工中心的主轴部件的拉杆钢球损坏问题

故障发生的现象：主轴内刀具自动夹紧机构的拉杆钢球经常损坏，刀具的刀柄尾部锥面也经常损坏。

故障原因分析：经研究发现，主轴松刀动作与机械手拔刀动作不协调，具体原因是限位开关安装在增压气缸的尾部，在气缸的活塞动作到位时，增压缸的活塞不能及时到位，导致在夹紧结构的机械手还未完全松开时就进行了暴力拔刀，严重损坏了拉杆钢球和拉紧螺钉。

故障处理措施：对油缸和气缸进行清洗，更换密封环，调整压强，使两者动作协调一致，同时定期对气液增压缸进行检查，及时消除安全隐患。

3、主轴部件的定位键损坏问题

故障发生的现象：换刀声音较大，主轴前端拨动刀柄旋转的定位键发生局部变形。

故障原因分析：经过研究发现，换刀过程中的巨大声响发生在机械手插刀阶段，原因是主轴准停位置有误差问题以及主轴换刀的参考点发生漂移问题。加工中心通常采用霍尔元件进行定向检测，霍尔元件的固定螺钉在长时间使用后出现了松动，导致机械手插刀时刀柄的键槽没有对准主轴上的定位键，故而会撞坏定位键；机械主轴维修认准，而主轴换刀的参考点发生漂移可能是CNC系统的电路板发生接触不良、电气参数变化、接近开关固定松动等，参考点漂移导致刀柄插入到主轴锥孔时，锥面直接撞击定心锥孔，产生异响。

故障处理措施：调整霍尔元件的安装位置，并加防松胶紧固，同时调整换刀参考点，更换主轴前端的定位键。在加工中心使用过程中要定期检查主轴准停位置和主轴换刀参考点的位置变化，发生异常现象要及时检查。

机械主轴的保养：

降低轴承的工作温度，经常采用的办法是润滑油。润滑方式有，油气润滑方式、油液循环润滑两种。在使用这两种方式时要注意以下几点：

1、在采用油液循环润滑时，要保证主轴恒温油箱的油量足够充分。

2、油气润滑方式刚好和油液循环润滑相反，它只要填充轴承空间容量的百分之十时即可。

循环式润滑的优点是，在满足润滑的情况下，能够减少摩擦发热，而且能够把主轴组件的一部分热量给以吸收。

对于主轴的润滑同样有两种放式：油雾润滑方式和喷注润滑方式。主轴部件的冷却主要是以减少轴承发热，有效控制热源为主。

主轴部件的密封则不仅要防止灰尘、屑末和切削液进入主轴部件，还要防止润滑油的泄漏。主轴部件的密封有接触式和非接触式密封。对于采用油毡圈和耐油橡胶密封圈的接触式密封，要注意检查其老化和破损；对于非接触式密封，为了防止泄漏，重要的是保证回油能够尽快排掉，要保证回油孔的通畅。良好的润滑效果，可以降低轴承的工作温度和延长使用寿命；在操作使用中要注意到：低速时，采用油脂、油液循环润滑；高速时采用油雾、油气润滑方式。在采用油脂润滑时，主轴轴承的封入量通常为轴承空间容积的10％，切忌随意填满，因为油脂过多，会加剧主轴发热。对于油液循环润滑，在操作使用中要做到每天检查主轴润滑恒温油箱，看油量是否充足，如果油量不够，则应及时添加润滑油；同时要注意检查润滑油温度范围是否合适。

机械主轴的精度：

主轴部件的运动精度和结构刚度是决定加工质量和切削效率的重要因素。衡量主轴部件性能的指标主要是旋转精度、刚度和速度适应性。

①旋转精度：主轴旋转时在影响加工精度的方向上出现的径向和轴向跳动（见形位公差），主要决定于主轴和轴承的制造和装配质量。

②动、静刚度：主要决定于主轴的弯曲刚度、轴承的刚度和阻尼。

③速度适应性：允许的最高转速和转速范围，主要决定于轴承的结构和润滑，以及散热条件。

机械主轴的特点就是三高一低（即：高速度、高精度、高效率、低噪音）。

1、高速度：机械主轴CNC雕铣机选用精密及高速的配对轴承，弹性/刚性预紧结构，可以达到较高的转速，可以让刀具达到最佳的切削效果。

2、高速度：7：24锥孔针对安装甚而的径向跳动可以确保小于0.005mm。因为高精度的加上高精度的零件制造就可以确保了。

3、高效率：可以利用连续微高来改变速度，使得在加工过程中可以随时控制切削速度，这样就可以达到高加工效率。

4、低噪音：平衡测试表明：凡是达到了G1/G0.4(ISO1940-1等级的，主轴在高速运转时，具有噪音小的特点。

机械主轴的发展形势：

10世纪30年代以前，大多数机床的主轴采用单油楔的滑动轴承。随着滚动轴承制造技术的提高，后来出现了多种主轴用的高精度、高刚度滚动轴承。这种轴承供应方便，价格较低，摩擦系数小，润滑方便，并能适应转速和载荷变动幅度较大的工作条件，因而得到广泛的应用。但是滑动轴承具有工作平稳和抗振性好的优点,特别是各种多油楔的动压轴承，在一些精加工机床如磨床上用得很多。50年代以后出现的液体静压轴承，精度高，刚度高，摩擦系数小，又有良好的抗振性和平稳性，但需要一套复杂的供油设备，所以只用在高精度机床和重型机床上。气体轴承高速性能好,但由于承载能力小,而且供气设备也复杂，主要用于高速内圆磨床和少数超精密加工机床上。70年代初出现的电磁轴承，兼有高速性能好和承载能力较大的优点，并能在切削过程中通过调整磁场使主轴作微量位移，以提高加工的尺寸精度，但成本较高，可用于超精密加工机床。