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【摘要】：本文针对数控机床伺服系统在加工中心可能出现的如五面体加工中心零点漂移等常见故障的现象进行阐述，并对其产生原因以及解决方案等加以认真分析研究。
【关键词】：故障；零点漂移；数控机床；伺服系统
随着科技的进步，机床由普通机床逐渐发展为数控机床。数控机床的伺服系统在机床中起核心作用，但在实际生产中，伺服系统较容易出现故障，占整个数控机床系统的30%以上，其通常会使机床不能正常工作或停机，造成严重后果。因此，在实际生产过程中，应加强对设备的维护保养，规范操作，确保各项安全。
通常，数控机床的故障主要包括两方面，一是当伺服系统出现故障时，系统会及时报警，在CRT显示屏上会出现诊断程序的报警信息，查阅相关手册得出，这些故障通常发生在电动机脉冲或编码器。另一方面是操作人员不经意间的人为操作事故，如主轴刀具号地址输送错误、刀具号呼叫信号错误、输入刀具长度错误、编译程序错误等。伺服系统在排除这两方面故障时，难度较大。因为有些事故是由伺服系统本身产生的，而有些事故则是受机械、液压、温度等外界因素影响，外界环境也会对伺服系统产生不同程度的影响。
目前，在我厂数控机床中，操作系统通常采用日本的FANUC系统，现对实际生产中，加工中心中出现的常见故障处理进行叙述。
1.五面体加工中心零点漂移故障
故障现象：一台五面体加工中心，近期出现加工坐标系的零点漂移，大大降低了工件的加工精度。在工件加工时，工件的加工精度时好时坏，有些工件往往达不到其位置度公差要求。初步认为是机床的几何精度不够造成的，但经测试，排除这一可能性。仔细分析研究，得到可能是由于温度以及环境的变化造成的。经统计发现，工件加工的精度较差大多发生在早八点，开机一小时后机床稳定工作。
故障分析原因：早上机床温度较低，油温也低，这就导致了机床的热膨胀不能得到完全的释放，致使工件的加工精度降低。
解决方案：对操作工人进行工作培训，着重强调机床预热对于工件加工精度以及生产效率的重要性，确保机床每天使用前有足够的预热时间。除此之外，还要为机床编制合适的热机程序。
2.数控机床电机过载故障
故障现象：龙门型加工中心，该机床使用的操作系统为日本 FANUC -15M，十年前开始使用。最近几年，X轴伺服电动机常发出间断的异常响声，检测系统也会发出报警。经现场实际检查，X轴的滚珠丝杠并没有发现问题，润滑油零件也正常。当检测系统发出警报后，断电后重新启动，机床检测报警消失。出现上述情况，对X轴伺服电机进行检查发现，伺服电机的零部件正常工作，PLC设定的参数值是正常的。但经检查发现，电动机与滚珠丝杠建的接头有松动，还发现电动机晶体导线接口处和伺服解码器周围的灰尘油污太多。
故障分析原因：外界环境对机器造成不良影响，使伺服电机的电流过大，造成电机过载，最终导致机器的软性故障。
解决方案：将伺服电机清理干净。对有污垢灰尘地方用油液进行清洗、烘干，对部件链接处进行紧固，防止松动，安装时进行设备检测，进一步排除故障。
3.数控机床检测系统故障
故障现象：加工中心同事例1，FANUC -15M机床正常运转时，Y轴伺服电动机停止运转，未能接收输出信号，当位置空置将要结束，将要发出速度信号时，信号被切断。
故障分析原因：当检测系统出现警报后，机床断电停止运行，关机后重新启动，警报自动消除。经检查发现，接收的PLC参数读入信号正常，且Y轴的伺服电机正常工作，但电机运行一段时间后，系统仍出现警报。对于这种情况，对系统进行全面分析，系统硬件并未出现故障，也不应该是操作系统问题，发现是由机床的外界环境影响所致。在Y轴伺服电动机的开关、行程开关、传感器开关处有较多油污粉尘，行程开关及传感器开关并没有工作，使动作不能正常运行。
解决方案：将Y轴伺服电动机的开关、行程开关、传感器开关处的油污粉尘清洗干净，洗净后擦干，涂防护油脂，防止生锈。重新安装设备，开机检测后系统正常工作，故障排除。
4.数控机床加工中心故障
故障现象：加工中心同事例1，FANUC -15M的故障为在换刀时机械手未动作。检查故障时，CRT显示屏上发出报警，刀具设置参数为0 。
故障分析原因：一、主轴进行换刀时，又输出呼叫刀信号，使系统混乱；二、刀具过长或质量过大，使机械手在换刀时不能正常运动；三、换刀时输出错误信号。
解决方案：先将机械手调整到正常工作位置，关闭机床电源，再重新启动电源，电机运行后将测试参数调整为ON，再按下软体键开关，最后修改数据D206的参数，确保主轴对应号，刀库刀号为D207 。然后再将测试参数调整为OFF，观察换刀显示灯灯正常，系统开始正常调用空置刀具号。开机检测后系统正常工作，故障排除。
5.继电器过载故障
故障现象：油箱温升过高，导致继电器热过载。
故障分析原因：根据警报内容分析，先检查油箱油位记镜面，检查结果符合标准。对散热系统进行清理，包括散热片，空气过滤网等，将油污，粉尘清理干净，清理干净后，重新启动电机，发现警报仍然存在，仍然显示油温过高。停机重新检查，发现冷却系统的通风机与液压油箱距离太近，且通风方向不符合设计标准，不便通风，属于设计方面问题。
解决方案：将冷却系统的通风机反向安装，并增大与液压油箱的距离，以便优化通风方向。开机检测后系统正常工作，故障排除。
6.结束语
数控机床伺服系统在机械加工中有着十分重要的地位，本文对于数控机床伺服系统在加工中可能出现的常见故障的现象进行阐述，并对其产生原因以及解决方案等加以认真分析研究，对今后数控机床伺服系统故障的诊断与维修有着很重要的意义。
【参考文献】
[1]龚忠华，数控机床故障诊断与维修500例，北京：机械工业出版社，2004
[2]郑小年、杨克冲，数控机床故障诊断与维修，武汉：华中科技大学出版社，2005
[3]刘永久，数控机车故障诊断与维修技术，北京：机械工业出版社出版，2005
[4]王风蕴、张超英，数控原理与典型数控系统，北京；高等教育出版社出版，2003
[5]张涛、李立宗，数控技术的现状与发展趋势，中国数控技术网，2003.12
【关键词】：故障；零点漂移；数控机床；伺服系统
随着科技的进步，机床由普通机床逐渐发展为数控机床。数控机床的伺服系统在机床中起核心作用，但在实际生产中，伺服系统较容易出现故障，占整个数控机床系统的30%以上，其通常会使机床不能正常工作或停机，造成严重后果。因此，在实际生产过程中，应加强对设备的维护保养，规范操作，确保各项安全。
通常，数控机床的故障主要包括两方面，一是当伺服系统出现故障时，系统会及时报警，在CRT显示屏上会出现诊断程序的报警信息，查阅相关手册得出，这些故障通常发生在电动机脉冲或编码器。另一方面是操作人员不经意间的人为操作事故，如主轴刀具号地址输送错误、刀具号呼叫信号错误、输入刀具长度错误、编译程序错误等。伺服系统在排除这两方面故障时，难度较大。因为有些事故是由伺服系统本身产生的，而有些事故则是受机械、液压、温度等外界因素影响，外界环境也会对伺服系统产生不同程度的影响。
目前，在我厂数控机床中，操作系统通常采用日本的FANUC系统，现对实际生产中，加工中心中出现的常见故障处理进行叙述。
1.五面体加工中心零点漂移故障
故障现象：一台五面体加工中心，近期出现加工坐标系的零点漂移，大大降低了工件的加工精度。在工件加工时，工件的加工精度时好时坏，有些工件往往达不到其位置度公差要求。初步认为是机床的几何精度不够造成的，但经测试，排除这一可能性。仔细分析研究，得到可能是由于温度以及环境的变化造成的。经统计发现，工件加工的精度较差大多发生在早八点，开机一小时后机床稳定工作。
故障分析原因：早上机床温度较低，油温也低，这就导致了机床的热膨胀不能得到完全的释放，致使工件的加工精度降低。
解决方案：对操作工人进行工作培训，着重强调机床预热对于工件加工精度以及生产效率的重要性，确保机床每天使用前有足够的预热时间。除此之外，还要为机床编制合适的热机程序。
2.数控机床电机过载故障
故障现象：龙门型加工中心，该机床使用的操作系统为日本 FANUC -15M，十年前开始使用。最近几年，X轴伺服电动机常发出间断的异常响声，检测系统也会发出报警。经现场实际检查，X轴的滚珠丝杠并没有发现问题，润滑油零件也正常。当检测系统发出警报后，断电后重新启动，机床检测报警消失。出现上述情况，对X轴伺服电机进行检查发现，伺服电机的零部件正常工作，PLC设定的参数值是正常的。但经检查发现，电动机与滚珠丝杠建的接头有松动，还发现电动机晶体导线接口处和伺服解码器周围的灰尘油污太多。
故障分析原因：外界环境对机器造成不良影响，使伺服电机的电流过大，造成电机过载，最终导致机器的软性故障。
解决方案：将伺服电机清理干净。对有污垢灰尘地方用油液进行清洗、烘干，对部件链接处进行紧固，防止松动，安装时进行设备检测，进一步排除故障。
3.数控机床检测系统故障
故障现象：加工中心同事例1，FANUC -15M机床正常运转时，Y轴伺服电动机停止运转，未能接收输出信号，当位置空置将要结束，将要发出速度信号时，信号被切断。
故障分析原因：当检测系统出现警报后，机床断电停止运行，关机后重新启动，警报自动消除。经检查发现，接收的PLC参数读入信号正常，且Y轴的伺服电机正常工作，但电机运行一段时间后，系统仍出现警报。对于这种情况，对系统进行全面分析，系统硬件并未出现故障，也不应该是操作系统问题，发现是由机床的外界环境影响所致。在Y轴伺服电动机的开关、行程开关、传感器开关处有较多油污粉尘，行程开关及传感器开关并没有工作，使动作不能正常运行。
解决方案：将Y轴伺服电动机的开关、行程开关、传感器开关处的油污粉尘清洗干净，洗净后擦干，涂防护油脂，防止生锈。重新安装设备，开机检测后系统正常工作，故障排除。
4.数控机床加工中心故障
故障现象：加工中心同事例1，FANUC -15M的故障为在换刀时机械手未动作。检查故障时，CRT显示屏上发出报警，刀具设置参数为0 。
故障分析原因：一、主轴进行换刀时，又输出呼叫刀信号，使系统混乱；二、刀具过长或质量过大，使机械手在换刀时不能正常运动；三、换刀时输出错误信号。
解决方案：先将机械手调整到正常工作位置，关闭机床电源，再重新启动电源，电机运行后将测试参数调整为ON，再按下软体键开关，最后修改数据D206的参数，确保主轴对应号，刀库刀号为D207 。然后再将测试参数调整为OFF，观察换刀显示灯灯正常，系统开始正常调用空置刀具号。开机检测后系统正常工作，故障排除。
5.继电器过载故障
故障现象：油箱温升过高，导致继电器热过载。
故障分析原因：根据警报内容分析，先检查油箱油位记镜面，检查结果符合标准。对散热系统进行清理，包括散热片，空气过滤网等，将油污，粉尘清理干净，清理干净后，重新启动电机，发现警报仍然存在，仍然显示油温过高。停机重新检查，发现冷却系统的通风机与液压油箱距离太近，且通风方向不符合设计标准，不便通风，属于设计方面问题。
解决方案：将冷却系统的通风机反向安装，并增大与液压油箱的距离，以便优化通风方向。开机检测后系统正常工作，故障排除。
6.结束语
数控机床伺服系统在机械加工中有着十分重要的地位，本文对于数控机床伺服系统在加工中可能出现的常见故障的现象进行阐述，并对其产生原因以及解决方案等加以认真分析研究，对今后数控机床伺服系统故障的诊断与维修有着很重要的意义。
【参考文献】
[1]龚忠华，数控机床故障诊断与维修500例，北京：机械工业出版社，2004
[2]郑小年、杨克冲，数控机床故障诊断与维修，武汉：华中科技大学出版社，2005
[3]刘永久，数控机车故障诊断与维修技术，北京：机械工业出版社出版，2005
[4]王风蕴、张超英，数控原理与典型数控系统，北京；高等教育出版社出版，2003
[5]张涛、李立宗，数控技术的现状与发展趋势，中国数控技术网，2003.12