分析：简易数控车床故障的产生

　　【编者按】简易数控车床其自动控制系统主要由单片机构成，通过控制程序，控制机床的纵向及横向进给装置及换刀装置，自动完成零件的加工。简易数控车床是较复杂的机—电一体化设备，因而在出现故障时也要从机床的机械结构和电气控制两个方面综合分析。

    现结合自己在实际维修工作中的一点经验，对其常见故障作几点分析

    1.程序启动后，步进电机抖动不转，这一现象一般是步进电机或其控制系统断相造成的。有可能是步进电机本身的故障也可能是其驱动电路的故障。首先检查步进电机的连接插头是否接触良好，若连接插头接触良好，可再将没有故障的一相电机调换过来，若调换电机后运行正常，则说明原步进电机有故障，若调换电机后仍不能正常工作，则说明其控制部分不正常，可重点检查驱动板上的大功率三极管极其保护元件释放二极管，一般情况下，这两个元件损坏的几率比较大。

    2.加工程序运行过程中，工作台突然停止运行，步进电机抖动不转，这一现象一般是由机械故障引起的，但也可能是控制系统发生故障造成的。这时，可先将工作台退回原点，重新启动加工程序，若工作台总是运行到某一位置时停止运行，应该是传动系统的某一部位损坏、变形或被异物卡住等原因造成的。首先将控制系统断电，然后用手转动丝杠，若在某一部位感觉阻力特大甚至根本转不动，则证明这一位置有故障。应检查丝母与丝杠间隙或溜板镶条是否太紧、滚珠丝杠的滚珠导槽内有无异物、丝杠有无弯曲变形、步进电机减速器内柔性齿轮是否松动或有无异物卡住等。若手动盘车没有异常，则是控制系统有故障，应按照1的步骤进行检查。

    3.低速时步进电机运行正常，高速时步进电机丢步，这一现象可能是驱动电源电压降低，使步进电机输出转矩减小造成的。所以应重点检查驱动电源部分。当高压开头三极管损坏后，高压电源无法接通，使高速时步进电机输出力矩减少，造成丢步。也可能是机械故障造成的。所以在检查上述部件未果的情况下，还应检查丝杠、丝母、溜板、步进电机减速器等部分，当有部件弯曲、变型、或有异物卡住时会使运行阻力增大，当低速运行时，现象不明显，但高速运行时则不能完全克服运行阻力而造成丢步。

    4.程序运行结束，刀具返回不到零点，这一现象一般是控制系统故障引起的。刀具在进给或在加工时要求低速运行，这时步进电机运转速度较低，采用低压电源供电，而程序回零点时，要求快速退回，这时要求步进电机高速运行，采用高压驱动电源，使输出转矩增大，保证正常回零。控制高压驱动电源输出的有一开关三极管，当开关三极管损坏后，高速回零点时，高压电源打不开，步进电机输出转矩不够，造成回零丢步，致使刀具返回不到原点。这一故障更换开关三极管即可消除。

    5.程序运行结束，刀具返回原点时越位，这种现象一般是由机械传动系统运行阻力太大引起的。切削进给时，刀架低速运行，低电压驱动，步进电机运转转矩小，不足以克服阻力造成丢步。而回零时步进电机高压驱动，运行速度高，力矩大，又没有吃力阻力，步进电机运转正常不丢步。这样去时丢步而返回时正常就会造成上述现象。

这时可检查步进电机减速箱内传动齿轮或步进电机与丝杠之间传动齿轮上有无铁屑异物，或溜板镶条是否太紧使运行阻力增大等原因。

    6.空走刀时一切正常，但加工工件时尺寸误差很大此现象一种可能是丝杠或丝母与车床部位连接松动造成。空走时没有吃刀阻力，溜板运行正常，加工工件时由于吃刀阻力增大，丝杠或丝母与车床连接处松动，造成加工工件尺寸漂移。坚固连接部分，故障即可消除。另一种可能是由电动刀架造成的。如果刀架换刀后不能自动锁紧，从而吃刀时刀具偏离加工点，也会造成上述现象。这时应检查刀架锁紧装置及刀架控制箱。

    7.工件局部尺寸误差大，这种现象主要是丝母与丝杠间存在间隙所引起。由于丝母与丝杠长期在某一段运行，使该段的间隙增大，在程序开始时，测定的丝杠间隙被补偿到程序里，但在磨损段无法补偿时，则工件局部尺寸超差。解决的办法是修理或更换丝杠。

    8.电动刀架换刀时旋转不止，不能定位，这是由于当程序要某号刀时，电动刀架正转选择刀具，当旋转到该号刀具时，没有应答信号，从而使刀架旋转不止，不能定位。这时应检查电动刀架上的霍尔元件，当霍尔元件损坏时，会使所要刀具到位时，没有检测信号输出，从而造成上述现象，这时，更换该号刀的霍尔元件即可。

    9.程序执行过程中，计算机返回监控状态，一切工作不能进行，这种现象一般是监控程序出现故障造成的，也有可能是强磁干扰引起的。对于强磁干扰可采用接地或屏蔽的办法解决。若不按程序执行或起动程序时不按指令执行立即返回监控状态，一般是监控程序或计算机硬件出现故障，可更换可疑芯片，如片外程序存贮器芯片，可编程接口芯片或单片机本身，有时片外数据存贮器故障也可能引起此现象。若实在不能解决，可找生产厂家重新进行调试。

    10.加工程序经常丢失，严重时造成控制系统不能正常工作，若控制系统断电后加工程序丢失，而机床上电后从新输入加工程序，机床可以正常加工，则可能是备用电池电压降低或断开，造成数据存贮器中的加工程序在机床断电后无法保持而丢失，这时，更换备用电池即可。若加工程序在加工过程中经常部分或全部丢失，则极有可能是数据存贮器故障引起的，这时可更换片外数据存贮器或单片机本身。总之，简易数控车床由机械和电气两部分组成，出现故障后要从机械和电气两个方面进行分析，判断出是机械故障还是电气故障，再深入分析，找出故障点，准确快速地处理故障，提高机床维修效率

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