CNC车床异常诊断与处理实例分享

CNC机床有不同种类、不同结构和不同控制方式，在实际使用中会出现各种各样的故障，不同程度地影响了CNC机床的正常运行。本文通过CNC车床产品技术咨询中的几个典型实列，分析了故障产生的原因、诊断与采取的对策。实例有通用性的，也有特例，准确的咨询诊断与快速分析处理，是使CNC机床得以恢复正常的保证。

CNC机床是具有高科技含量和高技术复杂性的自动化产品，也是现代先进制造技术的基础和核心。随着CNC机床应用领域的发展和日趋普及，迅速、及时而又准确地分析机床运行过程中出现故障的原因，有效诊断异常并确认故障部位，快速解答应用过程中咨询的各种各样问题，并采取相应处理对策，使之尽快恢复使用，由此减少为企业带来的经济损失，也是现代机床产业发展的重要课题，因为它直接影响到CNC设备的可靠运行。

一、CNC车床故障的诊断与分析处理

1.实例1

出现异常的CNC机床为：CK8450CNC车床，系统配置SIEMENS802Dsl，主轴传动为变频调速器控制，同时实现分挡无级调速， X、Z2轴采用交流伺服驱动电机，SIEMENS611驱动，配有光栅尺实现位置调节闭环控制，电子手轮手动进给，4工位刀架，SIEMENS PLC S7-300逻辑控制器，Profibus接口等功能，机床配有集中润滑装置及冷却装置。

异常现象描述：CNC机床低速运转2r/min，进给刺刀4s时，机床供电电源跳闸，系统出现207900，伴随206010BP03报警。高速运转正常，没有上述报警出现。

咨询诊断与分析：系统报警描述：206010 BP03显示为 206010：DP03：从动装置03：A-INF-02 (0002)供电：运行中缺少功率部件EP24"。207900报警显示内容为：电机锁定/挡块处的转速调节器。通过系统自诊断报警功能提示可以看出，机床故障有可能反应在驱动部位。

咨询诊断与分析处理方法1：206010 BP03，运行中缺少功率部件。分析的可能原因为：电源模块和驱动模块的+24V电源问题，检查相关连接及跨接线，同时检查驱动控制反馈电缆的连接、反馈线接地以及电机动力线连接情况。经反复检测均未发现异常，同时排除上述可能。

咨询诊断与分析处理方法2：由于是低速运转报警，从机床主轴传动特性来看，低速时运转扭矩大。而变频器的启动特性要求，低速启动时间短，高速运转时则启动时间长。实际应用中也有下列个别情况：如机床使用一定时间后，由于电机在使用过程中的磨损、锈蚀或负载的变化，导致电机启动转矩增大，显示出机床切削力不够，从而反映出变频器加减速时间参数设置不合适，保持原有启动时间加速度的变频器就显示输出不够了，从而产生异常报警。但经变频器加减速时间参数的调整后，问题仍未能排除。

咨询诊断与分析处理方法3：驱动：207900，电机锁定/挡块处的转速调节器报警。该报警有可能是驱动部分功率不足引起的。首先调整并改变伺服增益参数32200，故障现象有所改善，但报警仍然存在。进一步分析问题产生的可能原因：①伺服电机扭矩小造成的，但经过论证，可以排除这一可能;②抱闸制动没有打开，但控制设计没有制动回路，故可以排除这一可能;③由于机械问题原因导致的报警，同时采取以下机械检测方法――将伺服电机拆下，用手动摇柄转动丝杠，发现在丝杠有效行程范围内，有运转受力不均匀的现象出现，且伴随不间断的异常震动。进一步检查发现：滚珠丝杠的珠子坏了，并有个别珠子脱落，因机械转动受力不均衡，而产生机床电器过载。重新采取恢复措施并调整，同时开机试运行，机床驱动系统恢复正常，故障迅速得到排除。

2.实例2

出现异常的CNC机床为：CK64160 CNC车床，系统配置SIEMENS802Dsl，主轴传动为SIEMENS交流伺服驱动控制，经齿轮传动，实现分挡无级调速。 X、Z2轴采用交流伺服驱动电机，SIEMENS611驱动控制，配有光栅尺实现位置调节闭环控制，电子手轮手动进给，4工位刀架，SIEMENS PLC S7-300逻辑控制器，Profibus接口等功能，机床配有集中润滑及冷却装置。

异常现象描述：机床开机运行出现25050报警。

咨询诊断与分析：25050报警系轮廓监控报警。该报警实际产生的原因为：当需要轴运动时，CNC给定发出后，如果不能在设定的监测周期内到达给定的预计位置，并超出了误差带，就会出现“轮廓监控”报警。也即系统没有移动，而机械结构运动了，导致了编码器有移动，而与CNC系统位置不符，并超出轴启动时的位置超差，所造成的报警。

咨询诊断与分析处理方法1：首先按照报警诊断提示进行处理。①检查参数MD 36400 CONTOUR-TOL，将公差带轮廓监控中的公差值放大。②系统KV系数设定不当也是产生问题的原因之一，通过改变并调整伺服增益系数MD32200 POSCTRL―GAIN的数据设定的方法修改参数。③改变加速度MD32300 MAX―AX―ACCELL轴加速设定，同时检查MD32300的设定值，如果由于加速度很大，而使电流值达到极限值，位置调节回路也将会被断开，而产生系统报警。采取适当降低MD32300数值的方法，观察25050报警是否再出现。在通过调整MD36400、MD32300和MD32200的相关参数后，报警仍存在未消除。

咨询诊断与分析处理方法2：检查机械润滑状况，当润滑状况不好时，负载导轨上的润滑油供给不足或当电机转动时，由于润滑性能不好，静态摩擦造成负载没有跟随电机运动，此时也会出现此报警。此时出现25050报警时，只需按复位键即可消除。但经检测排除这一可能。

咨询诊断与分析处理方法3：检查测量元件，一般测量元件都接在负载上或经同步带连接，当电机转动时，测量元件会随负载一起运动。由于测量元件固定位置连接不当或松动，当负载运动时，测量元件没有跟随负载变化，此时CNC系统没有来自位置环的反馈信号，也会出现25050报警。通过检查电机的编码器发现，编码器与弹性连接轴的连接有否松动、同时同步皮带连接的张紧度较差，将其重新固定并调整好，报警消除。 　　产生轮廓监控报警原因有多种情况，在实际中需要细心观察，具体情况具体分析，才会更好地处理解决此类问题。

3.实例3

出现异常的CNC机床为：CK64125/1.5M端面车床，FANUC 0iTD数控系统，主传动系统为齿轮传动，经滑移齿轮，实现分挡无级调速， X、Z2轴采用交流伺服驱动电机，FANUC伺服驱动控制，配有光栅尺实现位置调节闭环控制、电子手轮手动进给、4工位刀架、FANUC内置式PLC逻辑控制器以及Profibus接口等功能，机床配有集中润滑装置及冷却装置。

异常现象描述：加工件圆弧过象限处有台阶，程序采用自动编程机编程处理，且已使用多次。

咨询诊断与分析处理方法：依据问题描述，不像是编程问题。判断机床运行位置误差偏差的可能性比较大，同时检查丝杠间隙及丝杠备帽连接情况。通过百分表检测丝杠间隙： x轴=0.1s， z轴=8-10s，进一步检查发现， z轴电机与同步带的连接松脱，同时采取了更换并重新紧固同步带的措施，经处理后的重新检测： z轴=4s，通过参数补偿的修正，并重新加工工件，圆弧过象限处的台阶消除，机床恢复正常。

4.实例4

出现异常的CNC机床为：CK64160CNC车床，系统配置SIEMENS802D，主电机采用变频电机，配置变频器控制，经主轴箱齿轮传动，实现分挡无级调速。 X、Z2轴采用交流伺服驱动电机，SIEMENS611驱动控制，配有光栅尺实现位置调节闭环控制、电子手轮手动进给、4工位刀架、SIEMENS PLC S7-300逻辑控制器以及Profibus接口等功能。

异常现象描述：CNC机床开机后， X、Z轴有进给位移，轴坐标显示有漂移。

咨询诊断与分析处理方法：很明显该现象与系统抗干扰抑制能力有关。根据分析对系统抗干扰进行了检查发现：CNC机床自身的屏蔽线共地点处有连接压合不紧、松脱现象，多处屏蔽线处理措施不够完善，有导线耦合形成的感应干扰。同时现场工况负荷变化较大，对电网电压造成冲击，也反映在变频器输入端未加电抗器，有来自外部电网谐波对CNC系统的干扰，反映出抗干扰抑制能力不强。根据以上诊断对CNC机床屏蔽并重新采取了处理措施，同时在变频器进线端增加了电抗器，故障现象很快就消除了。

值得一提的是，CNC机床在使用过程中，要结合企业自身电网及负载工况情况，充分考虑这一扰动对变频器系统所带来的干扰，并采取必要的抗干扰抑制措施，以有效避免上述情况的发生。

二、结语

CNC机床异常的咨询诊断与分析处理是机床应用的重要环节，实例反映出，要想准确诊断故障部位，必须系统掌握CNC的基本性能、机床工作原理以及控制过程，同时充分利用系统的自诊断报警功能，对快速、准确的异常咨询诊断具有现实意义，同时也反映出只有合理、正确运用CNC知识，才能确保CNC机床更加安全、可靠运行，提高设备使用率。