數(shù)控機(jī)床故障診斷方法

1、摘要科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品提出了高精度、高復(fù)雜性的要求，而且產(chǎn)品的更新?lián)Q代也在加快，這對(duì)機(jī)床設(shè)備不僅提出了精度和效率的要求，而且也對(duì)其提出了通用性和靈活性的要求。數(shù)控機(jī)床就是針對(duì)這種要求而產(chǎn)生的一種新型自動(dòng)化機(jī)床。數(shù)控機(jī)床集微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)及伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)、精密機(jī)械技術(shù)于一體，是高度機(jī)電一體化的典型產(chǎn)品。它本身又是機(jī)電一體化的重要組成部分，是現(xiàn)代機(jī)床技術(shù)水平的重要標(biāo)志，堅(jiān)持做好數(shù)控機(jī)床的日常保養(yǎng)和維修工作，可以有效地提高元器件的使用壽命，避免產(chǎn)生或及時(shí)消除事故隱患，使機(jī)床保持良好的運(yùn)行狀態(tài)。關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；故障；診斷目錄文摘1 目錄2 數(shù)控機(jī)床故障的診斷研究意義所在3

2、1數(shù)控機(jī)床的組成及工作原理31.數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)組成32.數(shù)控機(jī)床的工作原理4 2數(shù)控機(jī)床的故障診斷敘述61.數(shù)控機(jī)床的故障規(guī)律62.數(shù)控機(jī)床故障的一般診斷步驟7 3數(shù)控機(jī)床的故障分類(lèi)81按故障發(fā)生的位置分類(lèi)8 2按故障的性質(zhì)分類(lèi)9 3按故障有無(wú)顯示分類(lèi)9 4按故障產(chǎn)生的性質(zhì)分類(lèi)10 4數(shù)控機(jī)床常用的診斷方法10 5自診斷技術(shù)在數(shù)控維修中的應(yīng)用141自診斷技術(shù)14 2開(kāi)機(jī)自診斷15 3在線診斷16 4離線診斷17 6結(jié)束語(yǔ)17 致謝17 參考文獻(xiàn)18數(shù)控機(jī)床故障的診斷研究意義所在故障診斷始于機(jī)械設(shè)備故障診斷,主要指制造設(shè)備和制造過(guò)程的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷。制造設(shè)備主要指加工機(jī)床、夾具、量具和刀具;

3、制造過(guò)程指制造工藝過(guò)程、工藝參數(shù)。機(jī)械設(shè)備運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷包含兩方面內(nèi)容:一是對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè);二是在發(fā)現(xiàn)異常情況后對(duì)設(shè)備的故障進(jìn)行分析、診斷。設(shè)備故障診斷是隨設(shè)備管理和設(shè)備維修發(fā)展起來(lái)的。歐洲各國(guó)在歐洲維修團(tuán)體聯(lián)盟(FENMS)推動(dòng)下,主要以英國(guó)倡導(dǎo)的設(shè)備綜合工程學(xué)為指導(dǎo);美國(guó)以后勤學(xué)為指導(dǎo);日本吸收二者特點(diǎn),提出了全員生產(chǎn)維修(TPM)的觀點(diǎn)。美國(guó)自1961年開(kāi)始執(zhí)行阿波羅計(jì)劃后,出現(xiàn)一系列因設(shè)備故障造成的事故,導(dǎo)致1967年在美國(guó)宇航局(NASA)倡導(dǎo)下,由美國(guó)海軍研究室(ONR)主持成立了美國(guó)機(jī)械故障預(yù)防小組(MFPG),并積極從事技術(shù)診斷的開(kāi)發(fā)。美國(guó)診斷技術(shù)在航空、

4、航天、軍事、核能等尖端部門(mén)仍處于世界領(lǐng)先地位。英國(guó)在上世紀(jì)60-70年代,以機(jī)器保健和狀態(tài)監(jiān)測(cè)協(xié)會(huì)(MHMG&CMA)為最先開(kāi)始研究故障診斷技術(shù),在摩擦磨損、汽車(chē)和飛機(jī)發(fā)電機(jī)監(jiān)測(cè)和診斷方面具領(lǐng)先地位。日本的新日鐵自1971年開(kāi)發(fā)診斷技術(shù),1976年達(dá)到實(shí)用化。日本診斷技術(shù)在鋼鐵、化工和鐵路等部門(mén)處領(lǐng)先地位。我國(guó)在故障診斷技術(shù)方面起步較晚,1979年才初步接觸設(shè)備診斷技術(shù),近年來(lái)得到迅速發(fā)展。目前國(guó)內(nèi)對(duì)裝備的故障診斷技術(shù),尤其是板級(jí)故障診斷技術(shù)的研究有了較大的進(jìn)展。經(jīng)過(guò)二十多年的研究與發(fā)展,我國(guó)的故障診斷技術(shù)己廣泛應(yīng)用于軍工、化工、工業(yè)制造等領(lǐng)域,如數(shù)控機(jī)床、汽車(chē)、發(fā)電、船舶、飛機(jī)、衛(wèi)星

5、、核反應(yīng)堆等。數(shù)控機(jī)床的組成及工作原理1.數(shù)控機(jī)床組成數(shù)控機(jī)床按照事先編制好的程序，由數(shù)控系統(tǒng)控制完成預(yù)定的運(yùn)動(dòng)軌跡和輔助動(dòng)作。它一般由程序載體、輸入裝置、輸出裝置、CNC單元、PLC、伺服系統(tǒng)、位置檢測(cè)反饋系統(tǒng)和機(jī)床本體組成?？刂平橘|(zhì)數(shù)控機(jī)床工作時(shí)，不需要操作工人直接操縱機(jī)床，但機(jī)床又必須執(zhí)行人的意圖，這就需要在人與機(jī)床之間建立某種聯(lián)系，這種聯(lián)系的中間媒介物即稱(chēng)為控制介質(zhì)。 數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控裝置是一種控制系統(tǒng)，是數(shù)控機(jī)床的中心環(huán)節(jié)。它能自動(dòng)閱讀輸入載體上事先給定的數(shù)字，并將其譯碼，從而使機(jī)床進(jìn)給并加工零件，數(shù)控系統(tǒng)通常由輸入裝置、控制器、運(yùn)算器和輸出裝置4大部分組成 。伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)由伺服驅(qū)動(dòng)

6、電動(dòng)機(jī)和伺服驅(qū)動(dòng)裝置組成，它是數(shù)控系統(tǒng)的執(zhí)行部分。伺服系統(tǒng)接受數(shù)控系統(tǒng)的指令信息，并按照指令信息的要求帶動(dòng)機(jī)床的移動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)或使執(zhí)行部分動(dòng)作，以加工出符合要求的工件。每一個(gè)脈沖使機(jī)床移動(dòng)部件產(chǎn)生的位移量叫做脈沖當(dāng)量。目前所使用的數(shù)控系統(tǒng)脈沖當(dāng)量通常為0.001mm/脈沖。 輔助控制系統(tǒng)輔助控制系統(tǒng)是介于數(shù)控裝置和機(jī)床機(jī)械、液壓部件之間的強(qiáng)電控制裝置。 機(jī)床本體機(jī)床本體是數(shù)控機(jī)床的主體，由機(jī)床的基礎(chǔ)大件（如床身、底座）和各運(yùn)動(dòng)部件（如工作臺(tái)、床鞍、主軸等）所組成。1. 2 數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部件伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)（1）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)通常用于開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng)機(jī)床。（2）直流伺服電動(dòng)機(jī) 小慣量直流電

7、動(dòng)機(jī) 寬調(diào)速直流電動(dòng)機(jī) 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)（3）交流伺服電動(dòng)機(jī)近年來(lái)新型功率開(kāi)關(guān)器件、專(zhuān)用集成電路和新的控制算法等的發(fā)展帶動(dòng)了交流驅(qū)動(dòng)電源的發(fā)展，使其調(diào)速性能更能適應(yīng)數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)的要求。交流速度控制系統(tǒng)正逐步取代直流速度控制系統(tǒng)。1.3位置檢測(cè)裝置檢測(cè)裝置是把位移和速度測(cè)量信號(hào)作為反饋信號(hào)，并將反饋信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字送回計(jì)算機(jī)，和脈沖指令信號(hào)相比較，以控制驅(qū)動(dòng)元件正確運(yùn)轉(zhuǎn)。（1）感應(yīng)同步器感應(yīng)同步器是一種電磁式的高精度位移檢測(cè)元件，按其結(jié)構(gòu)方式的不同可分為直線式和旋轉(zhuǎn)式兩種，前者用于長(zhǎng)度測(cè)量，后者用于角度測(cè)量。感應(yīng)同步器的特點(diǎn)是：精度高，工作可靠，抗干擾性強(qiáng)，維護(hù)簡(jiǎn)單，壽命長(zhǎng)，可測(cè)量長(zhǎng)距離位置，成

8、本低，易于批量生產(chǎn)。（2）光柵光柵就是在一塊長(zhǎng)條形的光學(xué)玻璃上均勻地刻劃很多條與運(yùn)動(dòng)方向垂直的條紋，條紋之間的距離成為柵距。光柵測(cè)量裝置是一種非接觸式測(cè)量，利用光路減少了機(jī)械誤差，具有精度高，響應(yīng)速度快等特點(diǎn)，因此是數(shù)控機(jī)床和數(shù)顯系統(tǒng)常用的檢測(cè)元件。（3）磁柵磁柵是用電磁的方法計(jì)算磁波數(shù)目的一種位置檢測(cè)元件，磁柵測(cè)量裝置由磁性標(biāo)尺、讀取磁頭和檢測(cè)電路組成。磁柵位置檢測(cè)電路的特點(diǎn)是：容易制造，檢測(cè)精度高（能達(dá)到每米±3 m），安裝使用方便，對(duì)環(huán)境條件要求較低，若磁性標(biāo)尺膨脹系數(shù)與機(jī)床一致，可在一般車(chē)間使用。由于磁頭與磁柵為有接觸的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因而有磨損，使用壽命受到一定的限制。一般使用壽

9、命可達(dá)到5年，涂上保護(hù)膜后壽命則可進(jìn)一步延長(zhǎng)。（4）旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器是一種角位移檢測(cè)元件，由定子和轉(zhuǎn)子組成，分為有刷和無(wú)刷兩種形式。有刷旋轉(zhuǎn)變壓器定子和轉(zhuǎn)子均為兩相交流分布繞組。數(shù)控機(jī)床檢測(cè)裝置主要使用無(wú)刷旋轉(zhuǎn)變壓器，因?yàn)闊o(wú)刷旋轉(zhuǎn)變壓器具有可靠性高、壽命長(zhǎng)、體積小、不用維修以及輸出信號(hào)大、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。（5）脈沖編碼器脈沖編碼器是把機(jī)械轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)化為電脈沖的一種常用角位移傳感器。（6）測(cè)速發(fā)電機(jī)測(cè)速發(fā)電機(jī)是速度反饋元件，相當(dāng)于一臺(tái)永磁式直流電動(dòng)機(jī)。1.4進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)部件滾珠絲杠螺母副是回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與直線運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)換的新型理想傳動(dòng)裝置。具有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）傳動(dòng)效率高。（2）摩擦力小。（3）使用

10、壽命長(zhǎng)。（4）經(jīng)預(yù)緊后可以消除軸向間隙，提高系統(tǒng)的剛度。（5）反向運(yùn)動(dòng)時(shí)無(wú)空行程，可以提高軸向運(yùn)動(dòng)精度。1.5 數(shù)控機(jī)床加工過(guò)程的控制與特點(diǎn)數(shù)控系統(tǒng)的主要任務(wù)之一就是控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)按預(yù)定的軌跡運(yùn)動(dòng)。一般情況是已知運(yùn)動(dòng)軌跡的起點(diǎn)坐標(biāo)、終點(diǎn)坐標(biāo)和曲線方程，由數(shù)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)地算出各個(gè)中間點(diǎn)的坐標(biāo)。即需要“插入、補(bǔ)上”運(yùn)動(dòng)軌跡各個(gè)中間點(diǎn)的坐標(biāo)，通常這個(gè)過(guò)程就稱(chēng)為“插補(bǔ)”。2.數(shù)控機(jī)床的工作原理1. 在數(shù)控機(jī)床上加工零件通常需要經(jīng)過(guò)以下幾個(gè)步驟。 制訂工藝規(guī)程。 將NC程序通過(guò)輸入裝置傳輸?shù)綌?shù)控機(jī)床的CNC系統(tǒng)。 CNC系統(tǒng)分析程序段，并按要求將相應(yīng)的指令、數(shù)值傳送到各個(gè)坐標(biāo)軸的伺服系統(tǒng)及機(jī)床強(qiáng)電控制系統(tǒng)。

11、 伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)部件。 位置編碼器檢測(cè)并反饋給數(shù)控系統(tǒng)。 機(jī)床輔助動(dòng)作由數(shù)控系統(tǒng)的PLC直接控制。2程序載體程序載體用于記錄數(shù)控機(jī)床加工零件所需的程序。3輸入裝置輸入裝置的作用是將程序載體上的程序完整、正確地讀入數(shù)控機(jī)床的CNC中。4CNC單元CNC單元是數(shù)控機(jī)床的核心 。5伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)用于完成坐標(biāo)軸的驅(qū)動(dòng)。直接影響數(shù)控機(jī)床加工的速度、位置精度及加工的形狀精度。6位置反饋系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)半閉環(huán)控制系統(tǒng)7機(jī)床本體是數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)故障診斷的內(nèi)容：（1）動(dòng)作診斷：監(jiān)視機(jī)床各動(dòng)作部分，判定動(dòng)作不良的部位。診斷部位是ATC、APC和機(jī)床主軸。（2）狀態(tài)診斷：當(dāng)機(jī)床電機(jī)帶動(dòng)負(fù)載時(shí)，觀察運(yùn)行

12、狀態(tài)。（3）點(diǎn)檢診斷：定期點(diǎn)檢液壓元件、氣動(dòng)元件和強(qiáng)電柜。（4）操作診斷：監(jiān)視操作錯(cuò)誤和程序錯(cuò)誤。（5）數(shù)控系統(tǒng)故障自診斷：不同的數(shù)控系統(tǒng)雖然在結(jié)構(gòu)和性能上有所區(qū)別，但隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，在故障診斷上有它的共性。 數(shù)控機(jī)床的故障診斷概述數(shù)控機(jī)床是個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，由于種種原因，不可避免地會(huì)發(fā)生不同程度、不同類(lèi)型的故障，導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床不能正常工作。一般這些原因大致包括機(jī)械銹蝕、磨損和失效；元器件老化、損壞和失效；電氣元件、接插件接觸不良；環(huán)境變化，如電流或電壓波動(dòng)、溫度變化、液壓壓力和流量的波動(dòng)以及油污等；隨機(jī)干擾和噪聲；軟件程序丟失或被破壞等。此外，錯(cuò)誤的操作也會(huì)引起數(shù)控機(jī)床不能正常工作。數(shù)控機(jī)床

13、一旦發(fā)生故障，必須及時(shí)予以維修，將故障排除。數(shù)控機(jī)床維修的關(guān)鍵是故障的診斷，即故障源的查找和故障定位。一般來(lái)說(shuō)，隨著故障類(lèi)型的不同，采用的故障診斷的方法也就不同。2.1數(shù)控機(jī)床的故障規(guī)律與一般設(shè)備相同，數(shù)控機(jī)床的故障率隨時(shí)間變化的規(guī)律可用下圖所示的故障曲線表示。根據(jù)數(shù)控機(jī)床的故障度，整個(gè)使用壽命期大致可以分為 3 個(gè)階段，即初始運(yùn)行期、有效壽命期和衰老期。 初始運(yùn)行期初始運(yùn)行期的特點(diǎn)是故障發(fā)生的頻率高，系統(tǒng)的故障率為負(fù)指數(shù)曲線函數(shù)。使用初期之所以故障頻繁，原因大致如下。 機(jī)械部分。機(jī)床雖然在出廠前進(jìn)行過(guò)運(yùn)行磨合，但時(shí)間較短，而且主要是對(duì)主軸和導(dǎo)軌進(jìn)行磨合。由于零件的加工表面存在著微觀的和宏觀的

14、幾何形狀偏差，在完全磨合前，零件的加工表面還比較粗糙，部件的裝配可能存在誤差，因而，在機(jī)床使用初期會(huì)產(chǎn)生較大的磨合磨損，使設(shè)備相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件之間產(chǎn)生較大的間隙，導(dǎo)致故障的發(fā)生。 電氣部分。數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)使用了大量的電子元器件，這些元器件雖然在制造廠經(jīng)過(guò)了相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間的老化試驗(yàn)和其他方式的篩選，但實(shí)際運(yùn)行時(shí)，由于電路的發(fā)熱、交變負(fù)荷、浪涌電流及反電勢(shì)的沖擊，性能較差的某些元器件經(jīng)不住考驗(yàn)，因電流沖擊或電壓擊穿而失效，或特性曲線發(fā)生變化，從而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)不能正常工作。 液壓部分。由于出廠后運(yùn)輸及安裝階段時(shí)間較長(zhǎng)，液壓系統(tǒng)中某些部位長(zhǎng)時(shí)間無(wú)油，氣缸中潤(rùn)滑油干涸，而油霧潤(rùn)滑又不可能立即起作用，造成液壓

15、缸或氣缸可能產(chǎn)生銹蝕。此外，新安裝的空氣管道若清洗不干凈，一些雜物和水分也可能進(jìn)入系統(tǒng)，造成液壓、氣動(dòng)部分的初期故障。有效壽命期數(shù)控機(jī)床在經(jīng)歷了初期的各種老化、磨合和調(diào)整后，開(kāi)始進(jìn)入相對(duì)穩(wěn)定的正常運(yùn)行期。在這個(gè)階段，故障率低而且相對(duì)穩(wěn)定，近似常數(shù)。偶發(fā)故障是由于偶然因素引起的。一般說(shuō)來(lái)，數(shù)控系統(tǒng)要經(jīng)過(guò) 914 個(gè)月的運(yùn)行才能進(jìn)入有效壽命期。因此，用戶(hù)在安裝數(shù)控機(jī)床后最好能使其長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行，以便讓初始運(yùn)行期在一年的保修期內(nèi)結(jié)束。 衰老期衰老期出現(xiàn)在數(shù)控機(jī)床使用的后期，其特點(diǎn)是故障率隨著運(yùn)行時(shí)間的增加而升高。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的基本原因是由于數(shù)控機(jī)床的零部件及電子元器件經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行，出現(xiàn)疲勞、磨損、

16、老化等問(wèn)題，已接近衰竭，從而處于頻發(fā)故障狀態(tài)。2.2數(shù)控機(jī)床故障診斷的一般步驟故障診斷是指在系統(tǒng)運(yùn)行或基本不拆卸的情況下， 即可掌握系統(tǒng)當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)的信息，查明產(chǎn)生故障的部位和原因， 或預(yù)知系統(tǒng)的異常和劣化的動(dòng)向并采取必要對(duì)策的一門(mén)技術(shù)。 當(dāng)數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障時(shí)，除非出現(xiàn)危及數(shù)控機(jī)床或人身安全的緊急情況，一般不要關(guān)斷電源，要盡可能地保持機(jī)床原來(lái)的狀態(tài)不變，并對(duì)出現(xiàn)的一些信號(hào)和現(xiàn)象做好記錄。這主要包括：故障現(xiàn)象的詳細(xì)記錄；故障發(fā)生時(shí)的操作方式及內(nèi)容；報(bào)警號(hào)及故障指示燈的顯示內(nèi)容；故障發(fā)生時(shí)機(jī)床各部分的狀態(tài)與位置；有無(wú)其他偶然因素，如突然停電、外線電壓波動(dòng)較大、雷電、局部進(jìn)水等。無(wú)論是處于哪一個(gè)故障

17、期，數(shù)控機(jī)床故障診斷的一般步驟都是相同的。數(shù)控機(jī)床一旦發(fā)生故障，首先要沉著冷靜，根據(jù)故障情況進(jìn)行全面的分析，確定查找故障源的方法和手段，然后有計(jì)劃、有目的地一步步仔細(xì)檢查，切不可急于動(dòng)手，憑著看到的部分現(xiàn)象和主觀臆斷亂查一通。這樣做具有很大的盲目性，很可能越查越亂，走很多彎路，甚至造成嚴(yán)重的后果。 故障診斷一般按下列步驟進(jìn)行。(1) 詳細(xì)了解故障情況。例如，當(dāng)數(shù)控機(jī)床發(fā)生顫振、振動(dòng)或超調(diào)現(xiàn)象時(shí)，要弄清楚是發(fā)生在全部軸還是某一軸；如果是某一軸，是全程還是某一位置；是一運(yùn)動(dòng)就發(fā)生還是僅在快速、進(jìn)給狀態(tài)某速度、加速或減速的某個(gè)狀態(tài)下發(fā)生。為了進(jìn)一步了解故障情況，要對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行初步檢查，并著重檢查熒

18、光屏上的顯示內(nèi)容，控制柜中的故障指示燈、狀態(tài)指示燈等。當(dāng)故障情況允許時(shí)，最好開(kāi)機(jī)試驗(yàn)，詳細(xì)觀察故障情況。(2) 根據(jù)故障情況進(jìn)行分析，縮小范圍，確定故障源查找的方向和手段。對(duì)故障現(xiàn)象進(jìn)行全面了解后，下一步可根據(jù)故障現(xiàn)象分析故障可能存在的位置。有些故障與其他部分聯(lián)系較少，容易確定查找的方向，而有些故障原因很多，難以用簡(jiǎn)單的方法確定出故障源的查找方向，這就要仔細(xì)查閱數(shù)控機(jī)床的相關(guān)資料，弄清與故障有關(guān)的各種因素，確定若干個(gè)查找方向，并逐一進(jìn)行查找。(3) 由表及里進(jìn)行故障源查找。故障查找一般是從易到難、從外圍到內(nèi)部逐步進(jìn)行。所謂難易，包括技術(shù)上的復(fù)雜程度和拆卸裝配方面的難易程度。技術(shù)上的復(fù)雜程度是指

19、判斷其是否有故障存在的難易程度。在故障診斷的過(guò)程中，首先應(yīng)該檢查可直接接近或經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的拆卸即可進(jìn)行檢查的那些部位，然后檢查需要進(jìn)行大量的拆卸工作之后才能接近和進(jìn)行檢查的那些部位。數(shù)控機(jī)床常見(jiàn)故障分類(lèi)系統(tǒng)可靠性是指數(shù)控系統(tǒng)在規(guī)定的條件和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。故障是指系統(tǒng)在規(guī)定的條件和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)失去了規(guī)定的功能。數(shù)控機(jī)床是個(gè)很復(fù)雜的大系統(tǒng)，它涉及光、機(jī)、電、液、氣等很多技術(shù)，發(fā)生故障是難免的。機(jī)械磨損、機(jī)械銹蝕、機(jī)械失效、插件接觸不良、電子元器件老化、電流電壓波動(dòng)、溫度變化、干擾、噪聲、軟件丟失或本身有隱患、灰塵、操作失誤等都可導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床出故障。數(shù)控機(jī)床是各企業(yè)加工線上的關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備

20、，如果發(fā)生故障，而維修又跟不上，它的長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)將給生產(chǎn)帶來(lái)巨大損失。為了將這種損失減少到最低，一方面必須提高生產(chǎn)設(shè)備的可靠性，另一方面可以通過(guò)盡量縮短設(shè)備故障診斷和維修時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)。生產(chǎn)設(shè)備的可靠性不論有多高，其發(fā)生故障都是不可避免的，因此用戶(hù)最關(guān)心的還是在設(shè)備出現(xiàn)故障征兆信號(hào)時(shí)如何提前進(jìn)行診斷以及發(fā)生故障之后如何及時(shí)進(jìn)行維修等。這就要求設(shè)備制造企業(yè)對(duì)其所生產(chǎn)的設(shè)備及售出產(chǎn)品能夠提供快捷的服務(wù)和技術(shù)支持，并能對(duì)產(chǎn)品的故障提供及時(shí)、靈活的診斷和維修。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，基于網(wǎng)絡(luò)的故障診斷系統(tǒng)的出現(xiàn)，很好的解決了上述問(wèn)題。基于網(wǎng)絡(luò)的故障診斷系統(tǒng)就是利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)讓故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)獲取機(jī)床的異

21、?；蚬收腺Y料并對(duì)其進(jìn)行分析，得出可能的異常或故障原因后，再通過(guò)網(wǎng)絡(luò)及時(shí)地反饋診斷結(jié)果，供制造企業(yè)的設(shè)備維修人員參考。常見(jiàn)的故障類(lèi)型有以下幾種。1按數(shù)控發(fā)生的位置分（1）電氣控制系統(tǒng)故障。該類(lèi)故障是數(shù)控機(jī)床最常見(jiàn)的故障，也是最難診斷的故障。電氣控制系統(tǒng)故障通常分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是以電氣元器件、集成電路為主的控制部分，人們通常稱(chēng)為“弱電”，主要包括CNC、PLC、MDICRT以及伺服驅(qū)動(dòng)單元、輸入輸出單元，這部分電路常常與軟件有關(guān)，是的故障變得復(fù)雜，難以診斷與維修。另一類(lèi)是以高壓和大功率器件組成的控制電路，在這個(gè)回路中有大量的繼電器、接觸器、開(kāi)關(guān)、熔斷器、電源變壓器、電動(dòng)機(jī)、電磁鐵、行程開(kāi)關(guān)等電器器

22、件，人們稱(chēng)為“強(qiáng)電”，故障率較高，但故障診斷較容易，維修較方便。（2）機(jī)床本體故障。數(shù)控機(jī)床本體通常指組成數(shù)控機(jī)床的機(jī)械、潤(rùn)滑、冷卻、排屑、液壓、氣動(dòng)與防護(hù)等部分。主機(jī)常見(jiàn)的故障主要有：因機(jī)械部件安裝、調(diào)試、操作使用不當(dāng)?shù)仍蛞鸬臋C(jī)械傳動(dòng)故障，因?qū)к?、主軸等運(yùn)動(dòng)部件的干涉、摩擦過(guò)大等原因引起的故障，因機(jī)械零件的損壞、聯(lián)結(jié)不良等原因引起的故障，因液壓裝置故障而產(chǎn)生的液壓壓力不足等故障。這類(lèi)故障主要表現(xiàn)為傳動(dòng)噪聲大、加工精度差、運(yùn)行阻力大機(jī)械部分動(dòng)作不靈活或不動(dòng)作、機(jī)械部分損壞等。潤(rùn)滑不良、液壓、氣動(dòng)系統(tǒng)的管路堵塞和密封不良，是發(fā)生這類(lèi)故障的常見(jiàn)原因。2按故障的性質(zhì)分（1）隨機(jī)性故障。隨機(jī)性故障

23、是指數(shù)控機(jī)床在工作過(guò)程中偶然發(fā)生的故障，此類(lèi)故障的發(fā)生故障較隱蔽，很難找出其規(guī)律。隨機(jī)性故障的原因分析與故障診斷比較困難，一般而言，故障的發(fā)生往往與部件的安裝質(zhì)量、參數(shù)的設(shè)定、元器件的品質(zhì)、工作環(huán)境的影響等諸多因素有關(guān)。隨機(jī)性故障有可恢復(fù)性，故障發(fā)生后，通過(guò)重新開(kāi)機(jī)等措施，機(jī)床通?？苫謴?fù)正常，但在運(yùn)行過(guò)程中，又可能發(fā)生同樣的故障。加強(qiáng)數(shù)控系統(tǒng)的維護(hù)檢查，確保電氣箱的密封，可靠的安裝、連接，正確的接地和屏蔽是減少、避免此類(lèi)故障發(fā)生的重要措施。（2）確定性故障。確定性故障是指數(shù)控機(jī)床中的某一部件損壞或滿(mǎn)足一定的故障條件，數(shù)控機(jī)床必然發(fā)生的故障。這一類(lèi)故障現(xiàn)象在數(shù)控機(jī)床上最為常見(jiàn)，但由于它具有一定的

24、規(guī)律，因此維修比較方便。正確的使用與精心維護(hù)時(shí)避免這類(lèi)故障發(fā)生的重要措施。3按故障有無(wú)顯示分（1）可顯示報(bào)警信息的故障。數(shù)控機(jī)床的故障顯示可分為指示燈顯示與顯示器顯示兩種情況：指示燈報(bào)警是指通過(guò)控制系統(tǒng)各單元上的狀態(tài)指示燈顯示的報(bào)警，根據(jù)狀態(tài)指示燈的不同顯示或顯示組合信息，可大致分析判斷出故障發(fā)生的部位與性質(zhì)。因此，在維修、排除故障過(guò)程中應(yīng)認(rèn)真檢查這些狀態(tài)指示燈的狀態(tài)。顯示器顯示報(bào)警是指可以通過(guò)CNC顯示器顯示出報(bào)警信號(hào)和報(bào)警信息的報(bào)警。由于數(shù)控系統(tǒng)一般都具有較強(qiáng)的自診斷功能，如果系統(tǒng)的診斷軟件以及顯示電路工作正常，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)故障，可以在顯示器上以報(bào)警號(hào)及文本的形式顯示故障信息。數(shù)控系統(tǒng)能進(jìn)

25、行顯示的報(bào)警少則幾十種，多則上千種，它是故障診斷的重要信息。在可顯示報(bào)警信息的故障報(bào)警中，又可以分為NC報(bào)警和PLC報(bào)警兩類(lèi)。前者為數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家設(shè)置的故障顯示，它可對(duì)照系統(tǒng)的“維修手冊(cè)”來(lái)確定可能產(chǎn)生該故障的原因，一般維修手冊(cè)有詳細(xì)的說(shuō)明。后者是由數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)廠家設(shè)置的PLC報(bào)警信息文本，屬于機(jī)床測(cè)的故障顯示。它對(duì)照機(jī)床生產(chǎn)廠家所提供的“機(jī)床維修手冊(cè)”中的有關(guān)內(nèi)容，確定故障產(chǎn)生的原因。（2）無(wú)報(bào)警顯示的故障。這類(lèi)故障發(fā)生時(shí)，機(jī)床與系統(tǒng)均無(wú)報(bào)警顯示，其分析診斷難度通常較大，需要維修人員的經(jīng)驗(yàn)與維修技巧，需要通過(guò)仔細(xì)熱真的分析判斷才能予以確認(rèn)。對(duì)于無(wú)報(bào)警顯示故障，通常根據(jù)故障發(fā)生前后的故障、現(xiàn)

26、場(chǎng)查看的信息進(jìn)行綜合分析判斷，原理分析發(fā)于PLC狀態(tài)分析法是解決這類(lèi)故障的主要方法。4按故障產(chǎn)生的原因分（1）內(nèi)部故障原因。內(nèi)部原因故障是指數(shù)控機(jī)床自身故障，這類(lèi)故障的發(fā)生是由于數(shù)控機(jī)床自身的原因引起的，與外部使用環(huán)境條件無(wú)關(guān)。數(shù)控機(jī)床所發(fā)生的大多說(shuō)故障均屬此類(lèi)故障。（2）外部原因故障。外部原因故障是指數(shù)控機(jī)床外部故障，這類(lèi)故障是由于外部原因造成的。供電電壓過(guò)低過(guò)高，波動(dòng)過(guò)大，電源相序不正確或三相輸入電壓不平衡，環(huán)境溫度過(guò)高，有害氣體、潮氣、粉塵的侵入，外來(lái)振動(dòng)和干擾等都是引起這類(lèi)故障的原因。此外，人為因素也是造成數(shù)控機(jī)床故障的外部原因之一，尤其是首次使用數(shù)控或由不熟練工人來(lái)操作數(shù)控機(jī)床，因操

27、作不當(dāng)所造成的外部故障是主要原因。另外還有其他多種分類(lèi)方法。如：按故障發(fā)生時(shí)有無(wú)破壞性，可分為破壞性故障和非破壞性故障兩種。按故障發(fā)生的具體功能部位，可分為數(shù)控裝置，進(jìn)給伺服系統(tǒng)故障，主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故障等。 數(shù)控機(jī)床常用的故障診斷方法數(shù)控機(jī)床是綜合應(yīng)用微電子、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、自動(dòng)檢測(cè)、液壓傳動(dòng)和精密機(jī)械等技術(shù)的最新成果而發(fā)展起來(lái)的新型機(jī)械加工設(shè)備。它的發(fā)展趨勢(shì)是工序集中、高速、高效、高精度以及使用方便、可靠性高。要達(dá)到這些要求，就需要對(duì)機(jī)床的維護(hù)保養(yǎng)、日常檢查、故障診斷等做復(fù)雜、有效的工作。在生產(chǎn)過(guò)程中，數(shù)控機(jī)床頻繁地發(fā)生故障，必然影響產(chǎn)品的加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率，影響數(shù)控機(jī)床效益的發(fā)揮。因此，必

28、須對(duì)出現(xiàn)的故障進(jìn)行廣泛深入的研究，找出其原因和規(guī)律，不斷積累經(jīng)驗(yàn)，采取有效措施，對(duì)故障進(jìn)行預(yù)防、預(yù)測(cè)，建立一套排除故障的有效方法。1感官的檢查法這是故障分析之處必用的方法，主要是對(duì)數(shù)控機(jī)床的機(jī)、電、液等部分進(jìn)行的初步檢查，這是一種最基本、最簡(jiǎn)單的方法。就是利用人的感官注意發(fā)生故障時(shí)，或故障發(fā)生后的各種外部現(xiàn)象并判斷故障發(fā)生的可能部位。在故障的現(xiàn)場(chǎng)，通過(guò)觀察故障時(shí)（或故障發(fā)生后）是否有異響、火花亮光發(fā)生，是否有焦糊味，是否有異常發(fā)熱，是否有異常振動(dòng)等現(xiàn)象來(lái)判斷故障發(fā)生的主要部分，通過(guò)觀察可能發(fā)生故障的每塊電路板，或是各種電控原件（繼電器，熱繼電器，斷路器等）的表面狀況，例如是否燒焦、煙熏黑處或原

29、件、連線斷裂處，從而進(jìn)一步縮小檢查范圍。還有，檢查系統(tǒng)各種連接電纜有否松脫、斷開(kāi)、接觸不良等。該方法既適用于有故障報(bào)警顯示的較為先進(jìn)系統(tǒng)，也適用于無(wú)故障報(bào)警顯示的早期系統(tǒng)。使用該方法，對(duì)處理一些電氣短路、斷路、過(guò)載等是最常用的。維修人員通過(guò)對(duì)故障發(fā)生時(shí)產(chǎn)生的各種光、聲、味等異常現(xiàn)象的觀察、檢查，可將故障縮小到某個(gè)模塊，甚至一塊印制電路板，但是他要求維修人員具有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及綜合判斷能力。通過(guò)這種方法可以發(fā)現(xiàn)一些明顯的故障如熱繼電器脫口、熔絲斷裂、線路板的斷裂過(guò)熱、插頭的連接不牢固、開(kāi)關(guān)位置的不合適、電位器的設(shè)置與短路棒的設(shè)置錯(cuò)誤等。主要包括：（1） 詢(xún)問(wèn)。向故障現(xiàn)場(chǎng)人員仔細(xì)詢(xún)問(wèn)故障產(chǎn)生的過(guò)

30、程、故障表象及故障后果，還有機(jī)床開(kāi)機(jī)時(shí)的異常，比較故障前后工件的精度、變化等。（2） 目視?？傮w查看機(jī)床各部分工作狀態(tài)是否處于正常狀態(tài)（例如各坐標(biāo)軸位置、主軸狀態(tài)、刀庫(kù)、機(jī)械手位置等），各電控裝置（如數(shù)控系統(tǒng)、溫控裝置、潤(rùn)滑裝置等）有無(wú)報(bào)警指示，局部查看有無(wú)保險(xiǎn)絲燒毀，元器件燒焦、開(kāi)裂、電線電纜脫落，各操作元件位置正確與否等。主傳動(dòng)齒輪是否跳、擺，傳動(dòng)軸是否彎曲、晃動(dòng)，轉(zhuǎn)速是否正常。（3） 觸摸。在整機(jī)斷電條件下可以通過(guò)觸摸各各主要電路板的安裝狀況、各插頭座的插接狀況、各功率及信號(hào)導(dǎo)線的連接狀況等來(lái)發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)故障的原因。（4） 聽(tīng)與嗅。聽(tīng)電源變壓器、阻抗變換器與電抗器是否有因鐵心松動(dòng)產(chǎn)生振動(dòng)

31、而發(fā)出“吱吱”聲，繼電器、接觸器是否出現(xiàn)異常聲響，伺服電機(jī)，氣控件、液控件是否有異常聲響。是否嗅到一些煙氣、焦糊味等味道。2機(jī)床動(dòng)作檢查法動(dòng)作法時(shí)通過(guò)觀察、監(jiān)視機(jī)床實(shí)際動(dòng)作，判斷動(dòng)作不良部位并由此來(lái)追溯故障根源的一種方法。一般來(lái)說(shuō)，數(shù)控機(jī)床采用液壓、氣動(dòng)控制的部位，如自動(dòng)換刀裝置、交換工作臺(tái)裝置、夾具與傳輸裝置等均可以通過(guò)動(dòng)作診斷來(lái)判斷故障原因。3狀態(tài)分析法現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)不但能將故障診斷信息顯示出來(lái)，而且能以診斷地址和診斷數(shù)據(jù)的形式提供診斷的各種狀態(tài)，例如系統(tǒng)會(huì)參考點(diǎn)錯(cuò)誤時(shí)，可以在故障時(shí)查看相關(guān)參數(shù)的狀態(tài)值，進(jìn)而判斷出故障的原因，這一方法在數(shù)控機(jī)床維修過(guò)程中使用廣泛，維修人員必須熟練掌握。4編程

32、檢查法又叫程序功能測(cè)試法，它是通過(guò)編制專(zhuān)門(mén)的測(cè)設(shè)程序段，確認(rèn)故障原因的一種方法。這種方法可以將系統(tǒng)的功能（如直線定位、圓弧插補(bǔ)、螺紋切削、固定循環(huán)、用戶(hù)宏程序等）用手工編程方法，編制一個(gè)功能測(cè)試程序，并通過(guò)運(yùn)動(dòng)測(cè)試程序，來(lái)檢查機(jī)床執(zhí)行這些功能的準(zhǔn)確性和可靠性，進(jìn)而判斷出故障發(fā)生的原因。通常做法是，用所維修的機(jī)床的G、M、S、T、F等指令編寫(xiě)一個(gè)試驗(yàn)程序，并儲(chǔ)存在軟盤(pán)上，在故障時(shí)運(yùn)行這個(gè)程序，可確定哪個(gè)不良。例如有一FANUC系統(tǒng)的機(jī)床，在加工過(guò)程中出現(xiàn)尺寸相差較大的現(xiàn)象，用測(cè)試程序進(jìn)行測(cè)試，發(fā)現(xiàn)運(yùn)行到還有G01、G02、G18、G19、G40、G41等指令時(shí)與要求不符合，可以確定到不不良。還可

33、以通過(guò)手動(dòng)單步執(zhí)行自動(dòng)換刀、自動(dòng)交換工作臺(tái)動(dòng)作，執(zhí)行單一功能的加工指令等方法進(jìn)行與功能的檢測(cè)。聽(tīng)過(guò)這種方法，可以具體判定故障發(fā)生的原因與部件，檢查程序編制的正確性。5儀器檢查法使用常規(guī)電工儀器表，對(duì)各組交、直流電源電壓，對(duì)相關(guān)及脈沖信號(hào)等進(jìn)行測(cè)量，從中尋找可能的故障。例如用萬(wàn)用表檢查電源情況。以及對(duì)某些電路板上設(shè)置的相關(guān)信號(hào)狀態(tài)測(cè)量點(diǎn)的測(cè)量，用示波器觀察相關(guān)的脈動(dòng)信號(hào)的幅值、相位，用PLC編程器查找PLC程序中的故障部位等。6系統(tǒng)自診斷法數(shù)控系統(tǒng)的自診斷是利用系統(tǒng)內(nèi)部自診斷程序或?qū)Ｓ玫脑\斷軟件，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部的關(guān)鍵硬件以及系統(tǒng)的控制軟件進(jìn)行自我診斷、測(cè)試的診斷方法。它主要包括開(kāi)機(jī)自診斷、在線監(jiān)控與

34、脫機(jī)測(cè)試。充分利用數(shù)控系統(tǒng)的自診斷功能，根據(jù)CRT上顯示的報(bào)警信息及各模塊上的發(fā)光二極管等器件的指示，可判斷出故障的大致起因。利用系統(tǒng)的自診斷功能，將系統(tǒng)與各部分之間的接口狀態(tài)顯示出來(lái)，找出故障的大致部位，它是故障診斷過(guò)程中最常用的方法之一。7參數(shù)檢查法數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床參數(shù)是保證機(jī)床正常運(yùn)行的前提條件，它們直接影響著數(shù)控機(jī)床的性能。系統(tǒng)參數(shù)變化會(huì)直接影響到機(jī)床的性能，甚至使機(jī)床發(fā)生故障，整機(jī)不能正常運(yùn)行。參數(shù)通常存放在系統(tǒng)存儲(chǔ)器中，一旦電池不足或受到外界干擾，可能導(dǎo)致部分參數(shù)丟失或變化，是機(jī)床無(wú)法正常工作。通過(guò)核對(duì)、調(diào)整參數(shù)，有時(shí)可以迅速排除障礙，特別是對(duì)于機(jī)床長(zhǎng)期不用的情況，參數(shù)丟失的現(xiàn)象經(jīng)常

35、發(fā)生。因此，檢查和恢復(fù)機(jī)床參數(shù)是維修中行之有效的方法之一。另外，數(shù)控機(jī)床經(jīng)長(zhǎng)期運(yùn)行之后，由于機(jī)械運(yùn)行部件磨損，電氣元件性能變化等原因，也需對(duì)有關(guān)參數(shù)進(jìn)行重新調(diào)整。因此，發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)及時(shí)核對(duì)數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)。數(shù)控系統(tǒng)、PLC及伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)都設(shè)置許多可修改的參數(shù)以適應(yīng)不同的機(jī)床、不同工作狀態(tài)放入要求。這些參數(shù)不僅能使各電氣系統(tǒng)與具體機(jī)床相匹配、而且使機(jī)床各項(xiàng)功能達(dá)到最佳化。因此，任何參數(shù)的變化（尤其是模擬量參數(shù)）甚至丟失都是不允許的。而隨著機(jī)床的長(zhǎng)期運(yùn)行所引起的機(jī)械或電氣性能的變化會(huì)打破最初的匹配狀態(tài)和最佳化狀態(tài)。此類(lèi)故障需要重新調(diào)整相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)方可排除。這種方法對(duì)維修人員的要求是很高的，不

36、僅要對(duì)具體系統(tǒng)主要參數(shù)十分了解，而且要有較豐富的電氣調(diào)試經(jīng)驗(yàn)。8測(cè)量比較法控系統(tǒng)生產(chǎn)廠在設(shè)計(jì)印制電路板時(shí)，為了調(diào)整、維修的便利，通常在印制電路板上設(shè)計(jì)了多個(gè)檢測(cè)用端子。維修人員也可利用這些端子比較、測(cè)量正常的印制電路板和有故障的印制電路板之間的差異?？梢詸z測(cè)這些測(cè)量端子的電壓或波形，分析故障的起因及故障的所在位置。甚至有時(shí)還可對(duì)正常的印制電路板人為地制造“故障”，如斷開(kāi)連接或短路，拔去組件等，以判斷真實(shí)故障的起因。9部件交換法所謂部件交換法，就是在故障范圍大致確定，并在確認(rèn)外部條件完全正確的情況下利用同樣的印制電路板、模塊、集成電路芯片或元器件替換有疑點(diǎn)部分的方法。部件交換法是一種簡(jiǎn)單易行、可

37、靠地方法，也是維修過(guò)程中最常見(jiàn)的故障判別方法之一。交換的部件可以是系統(tǒng)的備件，也可以用機(jī)床上現(xiàn)有的同類(lèi)型部件替換，通過(guò)部件替換就可以逐一排除故障可能出現(xiàn)的原因，把故障范圍縮小到相應(yīng)的部件上。必須注意的是：在斷電的情況下進(jìn)行部件的更換，有些電路板如PLC德IO板上的地址開(kāi)關(guān)的設(shè)置要相同，電路板上的跳線、電位器的狀態(tài)也應(yīng)當(dāng)與原板相同，在備件交換之前要仔細(xì)檢查、確認(rèn)部件的外部工作線路中存在短路、過(guò)電壓等情況時(shí)且不可以輕易更換備件。此外，備件（或交換板）應(yīng)完好，且與原板的各種設(shè)定狀態(tài)一致。在更換CNC裝置的儲(chǔ)存器板或CPU板時(shí)，通常還要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行某些特定的操作，如存儲(chǔ)器所謂初始化操作等，并重新設(shè)定各種

38、參數(shù)，否則系統(tǒng)不能正常工作。這些操作步驟應(yīng)嚴(yán)格按照系統(tǒng)的操作說(shuō)明書(shū)、維修說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。在替換之前，應(yīng)該對(duì)原部件的狀態(tài)、連接情況進(jìn)行記錄，如電源電壓的極性、大小，插頭的連接型式等。10原理分析法這是根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的組成及工作原理，從原理上分析各點(diǎn)的電平和參數(shù)，并利用萬(wàn)用表、示波器或邏輯分析儀器對(duì)其進(jìn)行測(cè)量、分析和比較，進(jìn)而對(duì)故障進(jìn)行系統(tǒng)檢查的一種方法。運(yùn)用這種方法要求維修人員有較高的水平，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)或各部分電路要清楚或深入的了解后才能進(jìn)行。對(duì)于氣體的故障，也可以通過(guò)測(cè)繪部分控制部分的方法或通過(guò)繪制原理圖進(jìn)行維修。11IO接口信號(hào)檢查法接口是信息的重要通道，都過(guò)IO信號(hào)的狀態(tài)診斷，確定故障部位和分析故

39、障原因是維修時(shí)用的最多的方法之一。以FANUC系統(tǒng)為例，系統(tǒng)提供了系統(tǒng)與機(jī)床之間接口IO信號(hào)狀態(tài)、PLC、與CNC裝置之間、PLC與機(jī)床接口的IO信號(hào)狀態(tài)的參數(shù)，也就是說(shuō)，可以利用CRT畫(huà)面的顯示，來(lái)檢查數(shù)控系統(tǒng)是否將信號(hào)輸入到機(jī)床；或是機(jī)床測(cè)各種開(kāi)關(guān)通斷觸發(fā)的開(kāi)關(guān)信號(hào)是否按要求正確輸入到數(shù)控系統(tǒng)中?？傊?，通過(guò)列出上述狀態(tài)情況，可將故障區(qū)分出是機(jī)床一側(cè)還是數(shù)控系統(tǒng)一側(cè)，從而可將故障鎖定在某一元件上，從而解決問(wèn)題。12指示燈顯示故障法為了提高系統(tǒng)的可維修性，在現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)中設(shè)置有眾多的硬件報(bào)警指示裝置，如在NC主板上、各軸控制板上、電源單元、主軸伺服驅(qū)動(dòng)模塊、各軸伺服驅(qū)動(dòng)單元等部件上均有發(fā)光二極

40、管或多段數(shù)碼管，通過(guò)指示燈的亮與滅，數(shù)碼管的顯示狀態(tài)（如數(shù)字編號(hào)、符號(hào)等）來(lái)為維修人員指示故障所在位置及其類(lèi)型。因此，在處理數(shù)控系統(tǒng)故障過(guò)程中，如果直觀法不能奏效，即從外觀上很難判斷問(wèn)題所在，或是CRT屏幕不能點(diǎn)亮（電源模塊有故障）的時(shí)候，我們可以借助上述各報(bào)警裝置，觀察有無(wú)報(bào)警指示，然后根據(jù)指示查閱隨機(jī)說(shuō)明書(shū)，依照指示來(lái)處理故障。如下圖為FS0i系統(tǒng)的報(bào)警指示1.電源接通時(shí)的LED變化（綠色LED）：燈滅 ：燈亮13插拔法這種方法的基本原理是將懷疑的故障部件從系統(tǒng)中取出，然后觀察故障現(xiàn)象是否發(fā)生變化，從而達(dá)到故障診斷的目的，如系統(tǒng)提供的+24V和+5V電源使用的部件往往很多，當(dāng)某個(gè)模塊發(fā)生故

41、障電源時(shí)，電源指示燈會(huì)有故障指示或者電源指示燈不亮，若逐個(gè)取出各個(gè)部件，如發(fā)現(xiàn)電源指示燈不亮了，說(shuō)明剛?cè)〕龅哪K是故障模塊。14.敲擊法當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)的故障表現(xiàn)為時(shí)有時(shí)無(wú)時(shí)，往往可用敲擊法檢查出故障的部位所在。這是由于數(shù)控系統(tǒng)是由多塊印制電路板組成，每塊板上又有許多焊點(diǎn)，板間或模塊間又通過(guò)接插件及電纜相連。因此，任何虛焊或接觸不良，都可能引起故障。當(dāng)用絕緣物輕輕敲打有虛焊或接觸不良的疑點(diǎn)時(shí)，故障會(huì)重復(fù)再現(xiàn)。15.局部升溫法數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行后元器件均會(huì)逐步老化，性能變壞。當(dāng)它們尚未完全損壞時(shí)，相應(yīng)的故障時(shí)有時(shí)無(wú)。這時(shí)可用熱吹風(fēng)機(jī)或電烙鐵等來(lái)局部升溫被懷疑的元器件，加速其老化，以便徹底暴露故障

42、部件。當(dāng)然，采用此法時(shí)，一定要注意元器件的溫度參數(shù)等，不要將原來(lái)好的元器件烤壞。故障分析的方法并不是單純的地應(yīng)用一種，而是綜合運(yùn)用各種方法，靈活多樣的進(jìn)行問(wèn)題分析，最后解決問(wèn)題，達(dá)到維修目的。自診斷技術(shù)在數(shù)控機(jī)床維修中的應(yīng)用1什么是自診斷技術(shù)自診斷技術(shù)是指系統(tǒng)診斷軟件的支持下，向被診斷的部件或裝置寫(xiě)入一串預(yù)先編號(hào)的代碼，然后觀察系統(tǒng)相應(yīng)的輸出數(shù)據(jù)，并與事先已知的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，經(jīng)過(guò)比較綜合分析以確定故障的技術(shù)。現(xiàn)代的CNC、PLC裝置都配有故障診斷系統(tǒng)，把各種開(kāi)關(guān)、溫度、電流、電壓、油位、油壓、速度等狀態(tài)信息，設(shè)置成許多的報(bào)警提示，當(dāng)某個(gè)部件發(fā)生故障時(shí)，診斷系統(tǒng)就會(huì)把相應(yīng)的故障信息顯示出來(lái)，供維

43、修人員參考，故障自診斷技術(shù)是當(dāng)今數(shù)控系統(tǒng)一項(xiàng)十分重要的技術(shù)，他的強(qiáng)弱是評(píng)價(jià)數(shù)控系統(tǒng)性能的一個(gè)重要指標(biāo)，當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)一旦發(fā)生故障，借助系統(tǒng)的自診斷功能，往往可以迅速、準(zhǔn)確的查明原因并確定故障的部位。因此，對(duì)維修人員來(lái)說(shuō)，熟悉和運(yùn)用系統(tǒng)的自診斷技術(shù)是十分重要的。如SIEMENS系統(tǒng)設(shè)有較強(qiáng)的自診斷功能，能及時(shí)識(shí)別NC、PLC和機(jī)床中的故障，從而避免發(fā)生事故。監(jiān)控范圍包括程序?qū)懭?、程序格式、系統(tǒng)處理器、串行接口、控制電壓、溫度、驅(qū)動(dòng)、位置反饋回路及位置傳感器、NC與PLC之間的數(shù)據(jù)傳送、加工的輪廓、系統(tǒng)存儲(chǔ)器、主軸等多個(gè)方面。例如對(duì)CPU的監(jiān)控，810820的CPU監(jiān)控通過(guò)CPU模塊上的紅色發(fā)光二極管

44、（LED）指示。正常情況下，接通系統(tǒng)后在67秒內(nèi)LED閃爍，然后熄滅，系統(tǒng)啟動(dòng)完成，進(jìn)入正常工作狀態(tài)。如果LED一直發(fā)光無(wú)閃爍，則系統(tǒng)不能正常啟動(dòng)，CRT通常無(wú)顯示。故障可能有CPU模塊中的硬件故障、CPU模塊中短接端設(shè)定錯(cuò)誤、EPROM存儲(chǔ)器故障、系統(tǒng)總線板損壞、機(jī)床參數(shù)設(shè)定錯(cuò)誤、啟動(dòng)芯片安裝錯(cuò)誤或損壞等。CNC的故障自診斷技術(shù)主要有三種方式：即啟動(dòng)診斷、在線診斷和離線診斷。2開(kāi)機(jī)自診斷所謂開(kāi)機(jī)自診斷是指數(shù)控系統(tǒng)通電時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)部診斷程序自動(dòng)執(zhí)行并判別系統(tǒng)是否正常的診斷，它類(lèi)似于計(jì)算機(jī)的開(kāi)機(jī)自自檢。開(kāi)機(jī)自診斷可以對(duì)系統(tǒng)中的主要硬件，如CPU、存儲(chǔ)器、IO單元、CRTMDI單元等裝置進(jìn)行自動(dòng)檢查

45、，確定這些部件的安裝情況、連接狀態(tài)與性能指標(biāo)，先進(jìn)的系統(tǒng)還能對(duì)某寫(xiě)重要的芯片，如RAM、ROM、專(zhuān)用大規(guī)模集成電路等進(jìn)行診斷，判別工作是否正常。 數(shù)控系統(tǒng)的自診斷在開(kāi)機(jī)時(shí)進(jìn)行，只有當(dāng)全部項(xiàng)目都被確認(rèn)無(wú)誤后，才能進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài)。如果檢查有錯(cuò)，則轉(zhuǎn)向報(bào)警過(guò)程，通過(guò)CRT或硬報(bào)警（發(fā)光二極管）將故障顯示出來(lái)，診斷的時(shí)間決定于數(shù)控系統(tǒng)，一般只需數(shù)秒鐘，但有的需要幾分鐘。開(kāi)機(jī)自診斷一般按規(guī)定的步驟進(jìn)行，以FANUC公司的FANUC11系統(tǒng)為例診斷程序的執(zhí)行過(guò)程中，系統(tǒng)主板上的七段顯示按987654321的順序變化，相應(yīng)的檢查內(nèi)容為： 9對(duì)CPU進(jìn)行復(fù)位，開(kāi)始執(zhí)行診斷指令。8進(jìn)行ROM測(cè)試，表示ROM檢

46、查出錯(cuò)時(shí)，顯示器變?yōu)閎。7對(duì)RAM進(jìn)行清零，系統(tǒng)對(duì)RAM中的內(nèi)容進(jìn)行清除，為正常運(yùn)行做準(zhǔn)備。6對(duì)BAC（總線隨機(jī)控制）芯片進(jìn)行初始化。此時(shí)，若顯示為A，說(shuō)明主板與CRT之間的傳輸出了差錯(cuò)；變?yōu)镃，表示連接錯(cuò)誤；變?yōu)镕，表示IO板或連接電纜不良；變?yōu)镠，表示所用的單元識(shí)別號(hào)不對(duì)；顯示小寫(xiě)字母c表示光纜傳輸出錯(cuò)；顯示J，表示PLC或接口轉(zhuǎn)換電路不良等。5對(duì)MDI單元進(jìn)行檢查4對(duì)CRT單元進(jìn)行初始化。3顯示CRT的初始畫(huà)面，如軟件版本號(hào)、系列號(hào)等。此時(shí)若顯示變?yōu)長(zhǎng)，表明PLC的控制軟件存在問(wèn)題；變?yōu)镺，則表示系統(tǒng)未能通過(guò)初始化，控制軟件存在問(wèn)題。 2表示已完成數(shù)控系統(tǒng)的初始化工作。1表示系統(tǒng)已可以正

47、常運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)如顯示變?yōu)镋表示系統(tǒng)的主板或ROM板或CNC控制軟件有故障。一般情況下CRT初始化完成后，若其他部分存在故障，CRT就可顯示出報(bào)警信息。 西門(mén)子810820的基本系統(tǒng)軟件存儲(chǔ)于EPROM存儲(chǔ)器中，它是系統(tǒng)正常工作的前提。每次啟動(dòng)系統(tǒng)，系統(tǒng)都要自動(dòng)對(duì)存儲(chǔ)器的內(nèi)容進(jìn)行檢查，一旦發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，系統(tǒng)可以顯示文字報(bào)警，并指出出錯(cuò)的芯片號(hào)。在維修過(guò)程中，EPROM存儲(chǔ)器損壞的情況并不多見(jiàn)，引起此類(lèi)故障的原因一般有：（1）存儲(chǔ)器模塊或EPROM芯片插接不良、安裝位置出錯(cuò)。（2）不同版本、不同型號(hào)、不同種類(lèi)的軟件混用。對(duì)于以上情況，維修時(shí)只要進(jìn)行糾正，并重新啟動(dòng)系統(tǒng)，故障即可排除。3.在線診斷在線診斷

48、可以分為CNC內(nèi)部程序診斷與外部設(shè)備診斷兩種形式。 CNC內(nèi)部程序診斷CNC內(nèi)部程序診斷是通過(guò)系統(tǒng)內(nèi)部的診斷程序，在系統(tǒng)處于正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，對(duì)各部分狀態(tài)進(jìn)行自診斷、檢查和監(jiān)視的方法。在線診斷范圍包括cnc本身以及與CNC相連的伺服單元、伺服電動(dòng)機(jī)、主軸伺服單元、主軸電動(dòng)機(jī)、外部設(shè)備等。在線監(jiān)控在系統(tǒng)工作過(guò)程中始終生效。數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部程序監(jiān)控包括借口信息顯示、內(nèi)部狀態(tài)顯示和故障顯示三方面。 借口信息顯示。他可以顯示CNC和PLC、CNC和機(jī)床之間的全部借口信號(hào)的現(xiàn)性狀態(tài)，輸入輸出信號(hào)的通斷情況。 內(nèi)部狀態(tài)顯示。是指系統(tǒng)工作中各種信號(hào)的狀態(tài)顯示。如CNC系統(tǒng)是否處“于到位檢查”中，是否處于“機(jī)床鎖住”狀態(tài)，是否處于“等待速度到達(dá)”信號(hào)接通，在主軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給程序時(shí)是否等待“位置編碼器的測(cè)量信號(hào)，進(jìn)給速度倍率是否設(shè)定為0%，指示系統(tǒng)是否處于“急?！睜顟B(tài)或是“外部復(fù)位”信號(hào)接通狀態(tài)，位置跟隨誤差的顯示，伺服驅(qū)動(dòng)部分的控制信息顯示等。注意：系統(tǒng)提供的報(bào)警信息并不是唯一準(zhǔn)確的，它僅僅提供了一些查找故障的線索，因?yàn)橛袝r(shí)故障現(xiàn)象與