數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修項(xiàng)目1 數(shù)控機(jī)床維護(hù)維修基礎(chǔ)

1項(xiàng)目一數(shù)控機(jī)床維護(hù)維修基礎(chǔ)2工程分析工程實(shí)施知識(shí)拓展工程作業(yè)工程導(dǎo)入項(xiàng)目導(dǎo)航3學(xué)習(xí)目標(biāo)*知識(shí)目標(biāo)1.掌握數(shù)控機(jī)床的組成；2.掌握數(shù)控機(jī)床維護(hù)；3.掌握數(shù)控機(jī)床的故障與分類；4.了解數(shù)控機(jī)床故障排除的思路和原那么；5.熟悉數(shù)控機(jī)床維修的根本步驟。*能力目標(biāo)通過對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)，從而延長(zhǎng)電子器件的壽命和機(jī)械部件的磨損周期，預(yù)防各種故障，提高數(shù)控機(jī)床的平均無(wú)故障工作時(shí)間和使用壽命。4【工程導(dǎo)入】

華中數(shù)控車床一臺(tái)。質(zhì)量要求：能夠到達(dá)延長(zhǎng)機(jī)床使用壽命的目的。平安要求：嚴(yán)格按照平安操作規(guī)程進(jìn)行工程作業(yè)。文明要求：自覺按照文明生產(chǎn)規(guī)那么進(jìn)行工程作業(yè)。環(huán)保要求：努力按照環(huán)境保護(hù)要求進(jìn)行工程作業(yè)。5【工程分析】6

圖1-1數(shù)控機(jī)床的組成7數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)方框圖如圖1-2。它是由X、Y、Z三個(gè)坐標(biāo)來(lái)實(shí)現(xiàn)刀具和工件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的立式數(shù)控銑床。數(shù)控機(jī)床由信息輸入、信息運(yùn)算及控制、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和位置檢測(cè)反響、機(jī)床本體、機(jī)電接口五大局部組成。8

圖1-2數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)方框圖9

1．信息輸入/輸出這一局部是數(shù)控機(jī)床的信息輸入通道，加工零件的程序和各種參數(shù)、數(shù)據(jù)通過輸入設(shè)備送進(jìn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(數(shù)控裝置)。早期的輸入方式為穿孔紙帶、磁帶。目前較多采用磁盤；在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，特別是一些簡(jiǎn)單的零件程序都采用按鍵配合顯示器(CRT)的手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入(MDI)方式；手搖脈沖發(fā)生器輸入都是在調(diào)整機(jī)床和對(duì)刀時(shí)使用；通過通信接口，可由上位機(jī)輸入。10

2.信息運(yùn)算及控制〔CNC)數(shù)控裝置是由中央處理單元(CPU)、存儲(chǔ)器、總線和相應(yīng)的軟件構(gòu)成的專用計(jì)算機(jī)，它接收到輸入信息后，經(jīng)過譯碼、軌跡計(jì)算(速度計(jì)算)、插補(bǔ)運(yùn)算和補(bǔ)償計(jì)算，再給各個(gè)坐標(biāo)的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分配速度、位移指令。這一局部是數(shù)控機(jī)床的核心。整個(gè)數(shù)控機(jī)床的功能強(qiáng)弱主要由這一局部決定。

11

3.伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)又稱為伺服驅(qū)動(dòng)裝置，它接收計(jì)算機(jī)運(yùn)算處理后分配來(lái)的信號(hào)。該信號(hào)經(jīng)過調(diào)解、轉(zhuǎn)換、放大以后去驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)，帶動(dòng)數(shù)控機(jī)床的執(zhí)行部件運(yùn)動(dòng)。數(shù)控機(jī)床的伺服驅(qū)動(dòng)裝置分為主軸驅(qū)動(dòng)單元(主要是速度控制)、進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元(包括速度控制和位置控制)、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)和刀庫(kù)伺服控制裝置以及它們相應(yīng)的伺服電機(jī)等。伺服系統(tǒng)分為直流伺服系統(tǒng)和交流伺服系統(tǒng)，而交流伺服系統(tǒng)正在取代直流伺服系統(tǒng)；以步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的伺服系統(tǒng)在某些具體場(chǎng)合仍可采用；12

直線電機(jī)系統(tǒng)是適應(yīng)高速、高精度的一種伺服機(jī)構(gòu)。在伺服系統(tǒng)中還包括安裝在伺服電機(jī)上(或機(jī)床的執(zhí)行部件上)的速度、位移檢測(cè)元件及相應(yīng)電路，該局部能及時(shí)將信息反響回來(lái)，構(gòu)成閉環(huán)控制(交流數(shù)字閉環(huán)控制中還包括電流檢測(cè)反響)。一般來(lái)說(shuō)，數(shù)控機(jī)床的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，要求具有很好的快速響應(yīng)性能以及能夠靈敏而準(zhǔn)確地跟蹤指令的功能。所以，伺服驅(qū)動(dòng)及檢測(cè)反響是數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，一定程度決定機(jī)床的性能。13

4.主機(jī)(機(jī)床本體)數(shù)控機(jī)床的主機(jī)包括機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)部件、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部件、執(zhí)行部件和根底部件，如床身、底座、立柱、滑鞍、工作臺(tái)(刀架)、導(dǎo)軌等。數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床不同，它的主運(yùn)動(dòng)、各個(gè)坐標(biāo)軸的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)都由單獨(dú)的伺服電機(jī)(無(wú)級(jí)變速)驅(qū)動(dòng)，所以它的傳動(dòng)鏈短、結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。為了保證數(shù)控機(jī)床的快速響應(yīng)特性，在數(shù)控機(jī)床上普遍采用精密滾珠絲杠和直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副。為了保證數(shù)控機(jī)床的高精度、高效率和高自動(dòng)化加工，機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)應(yīng)具有較高的動(dòng)態(tài)特性、動(dòng)態(tài)剛度、阻尼精度、耐磨性以及抗熱變形性能。在加工中心上還具備有刀庫(kù)和自動(dòng)交換刀具的機(jī)械手。同時(shí)還有一些良好的配套設(shè)施，如冷卻、自動(dòng)排屑、防護(hù)、可靠的潤(rùn)滑、編程機(jī)和對(duì)刀儀等，以利于充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的功能。145.機(jī)電接口數(shù)控機(jī)床上除了點(diǎn)位、軌跡控制采用數(shù)字控制外，還有許多其他的控制，如主軸的啟停，刀具的更換，工件的夾緊松開，各種輔助交流電動(dòng)機(jī)的啟停，電磁鐵的吸合、釋放，離合器的開、合，電磁閥的翻開與關(guān)閉等。它們的動(dòng)力來(lái)源是由電源變壓器、控制變壓器、各種斷路器、保護(hù)開關(guān)、接觸器、功率斷路器及熔斷器等組成的強(qiáng)電線路提供的，而這種強(qiáng)電線路不能與低壓下工作的控制電路或弱電線路直接連接，只能通過斷路器、熱動(dòng)開關(guān)、中間繼電器等轉(zhuǎn)換成直流低壓下工作的觸點(diǎn)的開、合(關(guān))工作，成為繼電器邏輯電路或PLC可接收的信號(hào)。其他還有為了保證人身和設(shè)備平安或者為了操作、兼容性所必需的，如急停、進(jìn)給保持、循環(huán)啟動(dòng)、行程限位、JOG命令(手動(dòng)連續(xù)進(jìn)給)、NC報(bào)警、程序停止、復(fù)位、M信號(hào)、S信號(hào)、T信號(hào)等也需由PLC來(lái)傳送。PLC控制的雖是動(dòng)作先后邏輯順序，但它處理的是數(shù)字信息。數(shù)控機(jī)床的計(jì)算機(jī)都能將數(shù)字控制信息和開關(guān)量控制信息很好地協(xié)調(diào)起來(lái)，實(shí)現(xiàn)正常的運(yùn)轉(zhuǎn)和工作。以上這些都是屬于數(shù)控裝置和機(jī)床之間的接口問題，統(tǒng)稱為機(jī)電接口15

一般將信息輸入、運(yùn)算及控制、伺服驅(qū)動(dòng)中的位置控制、PC控制統(tǒng)稱為數(shù)控系統(tǒng)，將它們安裝在一個(gè)類似柜式的裝置中，稱為數(shù)控裝置。伺服驅(qū)動(dòng)(常指速度控制環(huán))單元、伺服電機(jī)、機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)統(tǒng)稱為伺服系統(tǒng)。

16

1．預(yù)防性維護(hù)方法的重要性預(yù)防性維護(hù)，就是要將有可能造成設(shè)備故障和出了故障后難以解決的因素排除在故障發(fā)生之前。數(shù)控機(jī)床在運(yùn)行一定時(shí)間之后，某些元器件或機(jī)械部件難免會(huì)出現(xiàn)一些損壞或故障現(xiàn)象，對(duì)這種高精度、高效益且又昂貴的設(shè)備，如何延長(zhǎng)元器件的壽命和零部件的磨損周期，預(yù)防各種事故，特別是將惡性事故消滅在萌芽狀態(tài)，從而提高系統(tǒng)的平均無(wú)故障工作時(shí)間和使用壽命，一個(gè)重要方面是要做好預(yù)防性維護(hù)。二、數(shù)控機(jī)床維護(hù)172.預(yù)防性維護(hù)工作的主要內(nèi)容對(duì)數(shù)控機(jī)床的維護(hù)要有科學(xué)的管理方法，要有方案、有目的地制定相應(yīng)的規(guī)章制度。對(duì)維護(hù)過程中發(fā)現(xiàn)的故障隱患應(yīng)及時(shí)加以去除，防止停機(jī)待修，以延長(zhǎng)平均無(wú)故障工作時(shí)間，增加機(jī)床的開動(dòng)率。數(shù)控系統(tǒng)的維護(hù)保養(yǎng)的具體內(nèi)容，在隨機(jī)的使用和維修手冊(cè)中通常都做了規(guī)定。維護(hù)從時(shí)間上來(lái)看，分為點(diǎn)檢與日常維護(hù)。18

1〕點(diǎn)檢〔1〕點(diǎn)檢的概念：所謂點(diǎn)檢，就是按有關(guān)維護(hù)文件的規(guī)定，對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行定點(diǎn)、定時(shí)的檢查和維護(hù)。從點(diǎn)檢的要求和內(nèi)容上看，點(diǎn)檢可分為專職點(diǎn)檢、日常點(diǎn)檢和生產(chǎn)點(diǎn)檢三個(gè)層次，圖1-3所示為數(shù)控機(jī)床點(diǎn)檢維修過程示意圖。19

1-3點(diǎn)檢維修過程示意圖20

①專職點(diǎn)檢。專職點(diǎn)檢人員負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵部位和重要部位按周期進(jìn)行重點(diǎn)檢查、設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)與故障診斷，制定點(diǎn)檢方案，做好診斷記錄，分析維修結(jié)果，提出改善設(shè)備維護(hù)管理的建議。②日常點(diǎn)檢。日常點(diǎn)檢人員負(fù)責(zé)對(duì)機(jī)床的一般部位進(jìn)行檢查，處理和排除數(shù)控機(jī)床在運(yùn)行過程中出現(xiàn)的故障。③生產(chǎn)點(diǎn)檢。生產(chǎn)點(diǎn)檢人員負(fù)責(zé)對(duì)生產(chǎn)運(yùn)行中的數(shù)控機(jī)床進(jìn)行檢查，并負(fù)責(zé)潤(rùn)滑、緊固等工作。21

22

B.機(jī)械及氣、液壓儀器儀表：〔開機(jī)后先讓機(jī)床低速運(yùn)轉(zhuǎn)3～5分鐘，然后檢查如下工程〕①主軸運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，有無(wú)異味、異聲。②各軸向?qū)к壥欠裾?，有無(wú)異?，F(xiàn)象發(fā)生。③各軸能否正?；貧w參考點(diǎn)。④空氣枯燥裝置中濾出的水分是否已經(jīng)放出。⑤氣壓、液壓系統(tǒng)是否正常，儀表讀數(shù)是否在正常值范圍之內(nèi)。23

C.電氣防護(hù)裝置：①各種電氣開關(guān)、行程開關(guān)是否正常。②電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，有無(wú)異聲。

D.加油潤(rùn)滑：①機(jī)床低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，檢查導(dǎo)軌的供油情況是否正常。②按要求位置及規(guī)定的油號(hào)加注潤(rùn)滑油，注油后，將油蓋蓋好，然后檢查油路是否暢通。24

E.清潔文明生產(chǎn)：①設(shè)備外觀應(yīng)無(wú)灰塵、無(wú)油污，呈現(xiàn)本色。②各潤(rùn)滑面無(wú)黑油、無(wú)銹蝕，應(yīng)有潔凈的油膜。③絲杠應(yīng)潔凈、無(wú)黑油，亮澤有油膜。④生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)保持整潔有序。25

27

28

29

〔2)對(duì)紙帶閱讀機(jī)或磁盤閱讀機(jī)的定期維護(hù)。紙帶閱讀機(jī)是老一代數(shù)控系統(tǒng)信息輸入的一個(gè)重要部件，CNC系統(tǒng)參數(shù)、零件程序等數(shù)據(jù)通過它輸入到CNC系統(tǒng)的存放器中。如果閱讀機(jī)讀帶局部有污物，會(huì)使讀入的紙帶信息出現(xiàn)錯(cuò)誤。所以操作者每天應(yīng)對(duì)閱讀頭、紙帶壓板、紙帶通道外表進(jìn)行檢查，用紗布蘸酒精擦凈污物。對(duì)紙帶閱讀機(jī)的運(yùn)動(dòng)局部，如主動(dòng)輪滾軸、導(dǎo)向滾軸、壓緊滾軸等每周應(yīng)定時(shí)清理；對(duì)導(dǎo)向滾軸、張緊臂滾軸等每半年一次加注潤(rùn)滑油。對(duì)于磁盤閱讀機(jī)中的磁盤驅(qū)動(dòng)器內(nèi)的磁頭應(yīng)用專用清洗盤定期進(jìn)行清洗。30

〔3)防止數(shù)控裝置過熱。應(yīng)定期清理數(shù)控裝置的散熱通風(fēng)系統(tǒng)，應(yīng)經(jīng)常檢查數(shù)控裝置上各冷卻風(fēng)扇工作是否正常。應(yīng)視車間環(huán)境狀況，每半年或一個(gè)季度檢查清掃一次。環(huán)境溫度過高常會(huì)使數(shù)控裝置內(nèi)溫度超過55℃以上。這在我國(guó)南方常會(huì)發(fā)生這種情況，安裝空調(diào)裝置之后，數(shù)控系統(tǒng)的可靠性有比較明顯的提高。31

〔4)經(jīng)常監(jiān)視數(shù)控系統(tǒng)的電網(wǎng)電壓。通常數(shù)控系統(tǒng)允許的電網(wǎng)電壓范圍在額定值的+10％～-15％之間，如果超出此范圍，輕那么使數(shù)控系統(tǒng)不能穩(wěn)定工作，重那么會(huì)造成重要的電子部件損壞。因此，要經(jīng)常注意電網(wǎng)電壓的波動(dòng)。對(duì)于電網(wǎng)質(zhì)量比較惡劣的地區(qū)，應(yīng)及時(shí)配置數(shù)控系統(tǒng)專用的交流穩(wěn)壓電源裝置，這將使故障率有比較明顯的降低。32

〔5)防止塵埃進(jìn)入數(shù)控裝置內(nèi)。①除了進(jìn)行檢修外，應(yīng)盡量少開電氣柜門。因?yàn)楣耖T常開易使空氣中漂浮的灰塵和金屬粉末落在印制電路板和電器接插件上，容易造成元件之間的絕緣電阻下降，從而出現(xiàn)故障甚至造成元件損壞。有些數(shù)控機(jī)床的主軸控制系統(tǒng)安置在強(qiáng)電柜中，強(qiáng)電柜門關(guān)得不嚴(yán)是使電器元件損壞、數(shù)控系統(tǒng)控制失靈的一個(gè)原因。②一些已受外部塵埃、油霧污染的電路板和接插件可采用專用電子清潔劑噴洗。331〔6)存儲(chǔ)器用電池要定期檢查和更換。通常，數(shù)控系統(tǒng)存儲(chǔ)參數(shù)用的存儲(chǔ)器采用CMOS器件，其存儲(chǔ)的內(nèi)容在數(shù)控系統(tǒng)斷電期間靠支持電池供電保持。支持電池一般采用鋰電池或可充電的鎳鎘電池，當(dāng)電池電壓下降至一定值時(shí)就會(huì)造成參數(shù)喪失。因此，要定期檢查電池電壓，當(dāng)該電壓下降至限定值或出現(xiàn)電池電壓報(bào)警時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換電池。在一般情況下，即使電池尚未消耗完，也應(yīng)每年更換一次，以確保數(shù)控系統(tǒng)能正常工作。更換電池時(shí)一般要在數(shù)控系統(tǒng)通電狀態(tài)下進(jìn)行，這樣才不會(huì)造成存儲(chǔ)參數(shù)喪失。一旦參數(shù)喪失，在調(diào)換新電池后，須重新將參數(shù)輸入。34〔7)備用印制線路板的定期通電。已經(jīng)購(gòu)置的備用印制線路板應(yīng)定期裝到CNC系統(tǒng)上通電運(yùn)行。實(shí)踐證明，印制線路板長(zhǎng)期不用時(shí)易出故障。3536三、數(shù)控機(jī)床的故障與分類1．按數(shù)控機(jī)床發(fā)生的故障性質(zhì)分類1〕系統(tǒng)性故障這類故障是指只要滿足一定的條件，機(jī)床或者數(shù)控系統(tǒng)就必然出現(xiàn)的故障。例如電網(wǎng)電壓過高或者過低，系統(tǒng)就會(huì)產(chǎn)生電壓過高報(bào)警或者過低報(bào)警；切削量過大時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生過載報(bào)警等。372)隨機(jī)故障這類故障是指在同樣條件下，只偶爾出現(xiàn)一次或者兩次的故障。要想人為地再現(xiàn)同樣的故障那么是不容易的，有時(shí)很長(zhǎng)時(shí)間也很難再遇到一次。這類故障的分析和診斷是比較困難的。一般情況下，這類故障往往與機(jī)械結(jié)構(gòu)的松動(dòng)、錯(cuò)位，數(shù)控系統(tǒng)中局部元件工作特性的漂移、機(jī)床電器元件可靠性下降有關(guān)。382.按故障類型分類1)機(jī)械故障這類故障主要發(fā)生在機(jī)床主機(jī)局部，還可以分為機(jī)械部件故障、液壓系統(tǒng)故障、氣動(dòng)系統(tǒng)故障和潤(rùn)滑系統(tǒng)故障等。392〕電氣故障電氣故障是指電氣控制系統(tǒng)出現(xiàn)的故障，主要包括數(shù)控裝置、PLC控制器、伺服單元、CRT顯示器、電源模塊、機(jī)床控制元件以及檢測(cè)開關(guān)的故障等。這局部的故障是數(shù)控機(jī)床的常見故障，應(yīng)該引起足夠的重視。403.按數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障后有無(wú)報(bào)警顯示分類1〕有報(bào)警顯示故障這類故障又可以分為硬件報(bào)警顯示和軟件報(bào)警顯示兩種?！?〕硬件報(bào)警顯示故障硬件報(bào)警顯示通常是指各單元裝置上的指示燈的報(bào)警指示。在數(shù)控系統(tǒng)中有許多用以指示故障部位的指示燈，如控制系統(tǒng)操作面板、CPU主板、伺服控制單元等部位，一旦數(shù)控系統(tǒng)的這些指示燈指示故障狀態(tài)后，根據(jù)相應(yīng)部位上的指示燈的報(bào)警含義，均可以大致判斷故障發(fā)生的部位和性質(zhì)，這無(wú)疑會(huì)給故障分析與診斷帶來(lái)極大好處。因此維修人員在日常維護(hù)和故障維修時(shí)應(yīng)注意檢查這些指示燈的狀態(tài)是否正常。41〔2〕軟件報(bào)警顯示故障軟件報(bào)警顯示通常是指數(shù)控系統(tǒng)顯示器上顯示出的報(bào)警號(hào)和報(bào)警信息。由于數(shù)控系統(tǒng)具有自診斷功能，一旦檢查出故障，即按故障的級(jí)別進(jìn)行處理，同時(shí)在顯示器上顯示報(bào)警號(hào)和報(bào)警信息。軟件報(bào)警又可分為NC報(bào)警和PLC報(bào)警，前者為數(shù)控局部的故障報(bào)警，可通過報(bào)警號(hào)，在?數(shù)控系統(tǒng)維修手冊(cè)?上找到這個(gè)報(bào)警的原因與怎樣處理方面的內(nèi)容，從而確定可能產(chǎn)生故障的原因；后者的報(bào)警信息來(lái)自機(jī)床制造廠家編制的報(bào)警文本，大多屬于機(jī)床側(cè)的故障報(bào)警，遇到這類故障，可根據(jù)報(bào)警信息，或者PLC用戶程序確診故障。422〕無(wú)報(bào)警顯示的故障這類故障發(fā)生時(shí)沒有任何硬件及軟件報(bào)警顯示，因此分析診斷起來(lái)比較困難。對(duì)于沒有報(bào)警的故障，通常要具體問題做具體分析。遇到這類問題，要根據(jù)故障現(xiàn)象、機(jī)床工作原理、數(shù)控系統(tǒng)工作原理、PLC梯形圖以及維修經(jīng)驗(yàn)來(lái)分析診斷故障。434.按故障發(fā)生部位分類1〕數(shù)控裝置局部的故障數(shù)控裝置局部的故障又可以分為軟件故障和硬件故障。(1〕軟件故障有些機(jī)床故障是由于加工程序編制出現(xiàn)錯(cuò)誤造成的，有些故障是由于機(jī)床數(shù)據(jù)設(shè)置不當(dāng)引起的，這類故障屬于軟件故障。只要將故障原因找到并修改后，這類故障就會(huì)排除。(2)硬件故障有些機(jī)床故障是因?yàn)榭刂葡到y(tǒng)硬件出現(xiàn)問題，這類故障必須更換損壞的器件或者維修后才能排除。例如一臺(tái)數(shù)控沖床出現(xiàn)故障，屏幕沒有顯示，檢查電源模塊上沒有5V電壓，說(shuō)明電源模塊損壞，維修后，機(jī)床恢復(fù)正常使用。442)PLC局部的故障PLC局部的故障也分為軟件和硬件故障兩種。(1〕軟件故障由于PLC用戶程序編制有問題，在數(shù)控機(jī)床運(yùn)行時(shí)滿足一定的條件即可發(fā)生故障。另外，PLC用戶程序編制得不好，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些無(wú)報(bào)警的機(jī)床側(cè)故障，所以PLC用戶程序要編制得盡量完善。(2)硬件故障由于PLC輸入輸出模塊出現(xiàn)問題而引起的故障屬于硬件故障。有時(shí)個(gè)別輸入輸出口出現(xiàn)故障，可以通過修改PLC程序，使用備用接口替代出現(xiàn)故障的接口，從而排除故障。453)伺服系統(tǒng)故障：伺服系統(tǒng)的故障一般都是由于伺服控制單元、伺服電動(dòng)機(jī)、測(cè)速裝置、編碼器等出現(xiàn)問題引起的。4)機(jī)床主體局部的故障：這類故障大多數(shù)是由于外部原因造成的，如機(jī)械裝置不到位、液壓系統(tǒng)出現(xiàn)問題，開關(guān)損壞、驅(qū)動(dòng)裝置出現(xiàn)問題。機(jī)床主軸、導(dǎo)軌、絲杠、軸承、刀庫(kù)等由于種種原因，會(huì)出現(xiàn)喪失精度、爬行、過載等問題。這些問題往往會(huì)造成數(shù)控系統(tǒng)的報(bào)警。因此，數(shù)控系統(tǒng)的故障判斷是一個(gè)綜合問題。46

5.按故障發(fā)生的破壞程度分類

1)破壞性故障：這類故障出現(xiàn)會(huì)對(duì)操作者或設(shè)備造成傷害或損害，如超程運(yùn)行、飛車、部件碰撞等。發(fā)生破壞性故障后，例如，一臺(tái)數(shù)控車床在正常加工的情況下，刀具撞到工件，造成重大的損失，經(jīng)過仔細(xì)分析，發(fā)現(xiàn)返回參考點(diǎn)錯(cuò)誤。

2)非破壞性故障：數(shù)控機(jī)床的絕大多數(shù)故障屬于這類故障，出現(xiàn)故障時(shí)對(duì)機(jī)床和操作人員不會(huì)造成任何傷害，所以診斷這類故障時(shí)，可以再現(xiàn)故障，并仔細(xì)觀察故障現(xiàn)象，通過故障現(xiàn)象對(duì)故障進(jìn)行分析和診斷。47四、數(shù)控機(jī)床故障排除的思路和原那么1．?dāng)?shù)控機(jī)床故障排除的思路1〕確認(rèn)故障現(xiàn)象，調(diào)查故障現(xiàn)場(chǎng)，充分掌握故障信息當(dāng)數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障時(shí)，維護(hù)維修人員對(duì)故障確實(shí)認(rèn)是很有必要的，特別是在操作使用人員不熟悉機(jī)床的情況下尤為重要。此時(shí)，不應(yīng)該也不能讓非專業(yè)人士隨意開動(dòng)機(jī)床，特別是出現(xiàn)故障后的機(jī)床，以免故障的進(jìn)一步擴(kuò)大。48

在數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，不要急于動(dòng)手，盲目處理。首先要查看故障記錄，向操作人員詢問故障出現(xiàn)的全過程；其次，在確認(rèn)通電對(duì)數(shù)控系統(tǒng)無(wú)危險(xiǎn)的情況下，再通電親自觀察。特別要注意主要故障信息，包括數(shù)控系統(tǒng)有何異常、CRT顯示的報(bào)警內(nèi)容是什么等，具體如下。49(1)在故障發(fā)生時(shí)，報(bào)警號(hào)和報(bào)警提示是什么?有哪些指示燈和發(fā)光管報(bào)警?(2)如無(wú)報(bào)警，數(shù)控系統(tǒng)處于何種工作狀態(tài)?數(shù)控系統(tǒng)的工作方式和診斷結(jié)果如何?(3)故障發(fā)生在哪個(gè)程序段?執(zhí)行何種指令?故障發(fā)生前進(jìn)行了何種操作?(4)故障發(fā)生時(shí)，進(jìn)給在何種速度下?機(jī)床軸處于什么位置?與指令值的誤差量有多大?(5)以前是否發(fā)生過類似故障?現(xiàn)場(chǎng)有無(wú)異?，F(xiàn)象?故障能否重復(fù)發(fā)生?(6)觀察數(shù)控系統(tǒng)的外觀、內(nèi)部各局部是否有異常之處。502〕根據(jù)所掌握故障信息明確故障的復(fù)雜程度，并列出故障部位的全部疑點(diǎn)在充分調(diào)查和現(xiàn)場(chǎng)掌握第一手材料的根底上，把故障問題正確地羅列出來(lái)。俗話說(shuō)，能夠把問題說(shuō)清楚，就已經(jīng)解決了問題的一半。513〕分析故障原因，制定排除故障的方案在分析故障時(shí)，維修人員不應(yīng)僅局限于CNC局部，而要對(duì)機(jī)床強(qiáng)電、機(jī)械、液壓、氣動(dòng)等方面都做詳細(xì)的檢查，并進(jìn)行綜合判斷，制定出故障排除的方案，到達(dá)快速確診和高效率排除故障的目的。52分析故障原因時(shí)應(yīng)注意以下兩個(gè)方面。，(1)思路一定要開闊，無(wú)論是數(shù)控系統(tǒng)、強(qiáng)電局部，還是機(jī)械、液壓、氣壓傳動(dòng)等，要將有可能引起故障的原因以及每一種解決的方法全部列出來(lái)，進(jìn)行綜合判斷和篩選。(2)在對(duì)故障進(jìn)行深入分析的根底上，預(yù)測(cè)故障原因并擬定檢查的內(nèi)容、步驟和方法，制定故障排除方案。534〕檢測(cè)故障，逐級(jí)定位故障部位根據(jù)預(yù)測(cè)的故障原因和預(yù)先確定的排除方案，用試驗(yàn)的方法進(jìn)行驗(yàn)證，逐級(jí)來(lái)定位故障部位，最終找出發(fā)生故障的真正部位。為了準(zhǔn)確、快速地定位故障，應(yīng)遵循“先方案后操作〞等原那么。54

5)故障的排除根據(jù)故障部位及發(fā)生故障的準(zhǔn)確原因，應(yīng)采用合理的故障排除方法，高效、高質(zhì)量地修復(fù)數(shù)控機(jī)床，盡快讓數(shù)控機(jī)床投入生產(chǎn)。

6)解決故障后資料的整理故障排除后，應(yīng)迅速恢復(fù)機(jī)床現(xiàn)場(chǎng)，并做好相關(guān)資料的整理工作，以便提高自己的業(yè)務(wù)水平，方便機(jī)床的后續(xù)維護(hù)和維修。552.故障排除應(yīng)遵循的原那么在檢測(cè)故障的過程中，應(yīng)靈活應(yīng)用檢查數(shù)控系統(tǒng)故障的一些行之有效的方法，在檢測(cè)、排除故障中，應(yīng)掌握以下假設(shè)干原那么。1)先方案后操作(或先靜后動(dòng))維護(hù)維修人員碰到機(jī)床故障后，應(yīng)先靜下心來(lái)，考慮解決方案后再動(dòng)手。維修人員本身要做到先靜后動(dòng)，不可盲目動(dòng)手，應(yīng)先詢問機(jī)床操作人員故障發(fā)生的過程及狀態(tài)，閱讀機(jī)床說(shuō)明書、圖樣資料后，方可動(dòng)手查找和處理故障。如果上來(lái)就碰這敲那，連此斷彼，徒勞的結(jié)果也許尚可容忍；假設(shè)現(xiàn)場(chǎng)的破壞導(dǎo)致誤判，或者引入新的故障或?qū)е赂鼑?yán)重的后果，那么會(huì)后患無(wú)窮。562)先檢查后通電確定方案后，對(duì)有故障的機(jī)床要秉承“先靜后動(dòng)〞的原那么，先在機(jī)床斷電的靜止?fàn)顟B(tài)下，通過觀察、測(cè)試、分析，確認(rèn)為非惡性循環(huán)性故障或非破壞性故障后，方可給機(jī)床通電；在運(yùn)行的工況下，進(jìn)行動(dòng)態(tài)的觀察、檢驗(yàn)和測(cè)試，查找故障。對(duì)惡性的破壞性故障，必須先排除危險(xiǎn)前方可通電，在運(yùn)行的工況下進(jìn)行動(dòng)態(tài)診斷。573)先軟件后硬件當(dāng)發(fā)生故障的機(jī)床通電后，應(yīng)先檢查數(shù)控系統(tǒng)的軟件工作是否正常。有些故障可能是軟件的參數(shù)喪失，或者是操作人員的使用方式、操作方法不當(dāng)而造成的。切忌一上來(lái)就大拆大卸，以免造成更嚴(yán)重的后果。584)先外部后內(nèi)部數(shù)控機(jī)床是機(jī)械、液壓、電氣等一體化的機(jī)床，故其故障必然要從機(jī)械、液壓、電氣這三個(gè)方面綜合反映出來(lái)。當(dāng)數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障后，維修人員應(yīng)先采用望、聞、聽、問等方法，由外向內(nèi)逐一進(jìn)行檢查。比方在數(shù)控機(jī)床中，外部的行程開關(guān)、按鈕開關(guān)、液壓氣動(dòng)元件的連接部位，印制電路板插頭座、邊緣接插件與外部或相互之間的連接部位，電控柜插座或端子板這些機(jī)電設(shè)備之間的連接部位，因其接觸不良造成信號(hào)傳遞失真是造成數(shù)控機(jī)床故障的重要因素。此外，由于在工業(yè)環(huán)境中，溫度、濕度變化較大，油污或粉塵對(duì)元件及線路板的污染，機(jī)械的振動(dòng)等，都會(huì)對(duì)信號(hào)傳送通道的接插件部位產(chǎn)生嚴(yán)重影響。在檢修中要重視這些因素，首先檢查這些部位就可以迅速排除較多的故障。另外，盡量防止隨意啟封、拆卸。不適當(dāng)?shù)拇蟛鸫笮?，往往?huì)擴(kuò)大故障，使數(shù)控機(jī)床喪失精度，降低性能。5960617)先簡(jiǎn)單后復(fù)雜當(dāng)出現(xiàn)多種故障相互交織掩蓋、一時(shí)無(wú)從下手時(shí)，應(yīng)先解決容易的問題，后解決難度較大的問題。常常在解決簡(jiǎn)單故障的過程中，難度大的問題也可能變得容易，或者在排除簡(jiǎn)易故障時(shí)受到啟發(fā)，對(duì)復(fù)雜故障的認(rèn)識(shí)更為清晰，從而也就有了解決的方法。628〕先一般后特殊在排除某一故障時(shí)，要先考慮最常見的可能原因，然后再分析很少發(fā)生的特殊原因。例如當(dāng)數(shù)控車床Z軸回零不準(zhǔn)時(shí)，常常是由降速擋塊位置變動(dòng)而造成的。一旦出現(xiàn)這一故障，應(yīng)先檢查該擋塊位置；在排除這一故障常見的可能性之后，再檢查脈沖編碼器、位置控制等其他環(huán)節(jié)?？傊?，在數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)故障后，要視故障的難易程度，以及故障是否屬于常見性故障，合理采用不同的分析問題和廨決問題的方法。63五、數(shù)控機(jī)床維修的根本步驟1．故障記錄數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障時(shí)，操作人員應(yīng)首先停止機(jī)床，保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)，然后對(duì)故障進(jìn)行盡可能詳細(xì)的記錄，并及時(shí)通知維修人員。故障的記錄可為維修人員排除故障提供第一手材料。記錄內(nèi)容應(yīng)包括下述幾個(gè)方面：641〕故障發(fā)生時(shí)的情況記錄(1)發(fā)生故障的機(jī)床型號(hào)，采用的控制系統(tǒng)型號(hào)，系統(tǒng)的軟件版本號(hào)。(2)發(fā)生故障的部位以及故障的現(xiàn)象，如有異常聲音、煙、異味等。(3)故障發(fā)生時(shí)數(shù)控系統(tǒng)所處的操作方式，如AUTO／SINGLE(自動(dòng)／單段方式)、MDI(手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入方式)、STEP(步進(jìn)方式)、HANDLE(手輪方式)、JOG(手動(dòng)方式)、HOME(回零方式)等。(4)假設(shè)故障發(fā)生在自動(dòng)方式下，那么應(yīng)記錄故障發(fā)生時(shí)的加工程序號(hào)，出現(xiàn)故障的程序段號(hào)，加工時(shí)采用的刀具號(hào)以及刀具的位置等。65(5)假設(shè)故障發(fā)生在精度超差或輪廓誤差過大時(shí)，那么應(yīng)記錄被加工工件號(hào)，并保存不合格工件。(6)在發(fā)生故障時(shí)，假設(shè)系統(tǒng)有報(bào)警顯示，那么應(yīng)記錄報(bào)警顯示情況與報(bào)警號(hào)。(7)通過診斷畫面，記錄機(jī)床故障時(shí)所處的工作狀態(tài)。如數(shù)控系統(tǒng)是否在執(zhí)行M、S、T等功能，數(shù)控系統(tǒng)是否進(jìn)入暫停狀態(tài)或是急停狀態(tài)，數(shù)控系統(tǒng)坐標(biāo)軸是否處于“互鎖〞狀態(tài)，進(jìn)給倍率是否為0％等。(8)記錄故障發(fā)生時(shí)各坐標(biāo)軸的位置跟隨誤差的值。(9)記錄故障發(fā)生時(shí)各坐標(biāo)軸的移動(dòng)速度、移動(dòng)方向，主軸轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向等數(shù)據(jù)。662〕故障發(fā)生的頻繁程度的記錄(1)故障發(fā)生的時(shí)間與周期，如機(jī)床是否一直存在故障，假設(shè)為隨機(jī)故障，那么一天發(fā)生幾次，是否頻繁發(fā)生。(2)故障發(fā)生時(shí)的環(huán)境情況，如是否總是在用電頂峰期發(fā)生。故障發(fā)生時(shí)(如雷擊后)，周圍其他機(jī)械設(shè)備的工作情況如何。(3)假設(shè)為加工工件時(shí)發(fā)生的故障，那么應(yīng)記錄加工同類工件時(shí)發(fā)生故障的概率。(4)檢查故障是否與“進(jìn)給速度〞、“換刀方式〞或“螺紋切削〞等特殊動(dòng)作有關(guān)。673〕故障的規(guī)律性記錄(1)在不危及人身平安和設(shè)備平安的情況下，是否可以重現(xiàn)故障現(xiàn)象。(2)檢查故障是否與機(jī)床的外界因素有關(guān)。(3)如果是在執(zhí)行某固定程序段時(shí)出現(xiàn)故障，那么可利用MDI方式單獨(dú)執(zhí)行該程序段，檢查是否還存在同樣的故障。(4)假設(shè)機(jī)床故障與機(jī)床動(dòng)作有關(guān)，在可能的情況下，應(yīng)在手動(dòng)方式下執(zhí)行該動(dòng)作，檢查是否也有同樣的故障。(5)機(jī)床是否發(fā)生過同樣的故障?周圍的數(shù)控機(jī)床是否也發(fā)生同一故障等。684〕故障的外界條件記錄在發(fā)生故障時(shí)(1)周圍環(huán)境溫度是否超過允許溫度，是否有局部的高溫存在。(2)周圍是否有強(qiáng)烈的振動(dòng)源存在。(3)數(shù)控系統(tǒng)是否受到陽(yáng)光的直射。(4)電氣柜內(nèi)是否有切削液、潤(rùn)滑油、水的進(jìn)入等。(5)輸入電壓是否超過了數(shù)控系統(tǒng)允許的波動(dòng)范圍。(6)車間內(nèi)或線路上是否有使用大電流的設(shè)備正在進(jìn)行啟、制動(dòng)。(7)機(jī)床附近是否存在吊車、高頻機(jī)械、焊接機(jī)或電加工機(jī)床等強(qiáng)電磁干擾源。(8)附近是否正在安裝或修理、調(diào)試機(jī)床，是否正在修理、調(diào)試電氣和數(shù)控系統(tǒng)。692.維修前的檢查維修人員在維修故障前，應(yīng)根據(jù)故障現(xiàn)象與故障記錄，認(rèn)真對(duì)照數(shù)控系統(tǒng)與機(jī)床使用說(shuō)明書進(jìn)行各項(xiàng)檢查，以便確認(rèn)故障的原因。1〕數(shù)控機(jī)床的工作狀況檢查(1)數(shù)控機(jī)床的調(diào)整狀況如何，工作條件是否符合要求。(2)加工時(shí)所使用的刀具是否符合要求，切削參數(shù)的選擇是否合理、正確。(3)自動(dòng)換刀時(shí)，坐標(biāo)軸是否到達(dá)了換刀位置，程序中是否設(shè)置了刀具偏移量。(4)數(shù)控系統(tǒng)的刀具補(bǔ)償量等參數(shù)設(shè)定是否正確。70(5)數(shù)控系統(tǒng)的坐標(biāo)軸的間隙補(bǔ)償量是否正確。(6)數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)定參數(shù)(包括坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)、比例縮放因子、鏡像軸、編程尺寸單位選擇等)是否正確。(7)數(shù)控系統(tǒng)的工作坐標(biāo)系的“零點(diǎn)偏置值〞的設(shè)置是否正確。(8)工件安裝是否合理，測(cè)量手段與方法是否正確、合理。(9)機(jī)械零件是否存在因溫度、加工而產(chǎn)生變形的現(xiàn)象等。712〕數(shù)控機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)情況檢查(1)數(shù)控機(jī)床在自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中是否改變或調(diào)整過操作方式，是否插入了手動(dòng)操作。(2)數(shù)控機(jī)床側(cè)是否處于正常加工狀態(tài)，工作臺(tái)、夾具等裝置是否處于正常工作位置。(3)數(shù)控機(jī)床操作面板上的按鈕、開關(guān)位置是否正確。數(shù)控機(jī)床是否處于鎖住狀態(tài)，倍率開關(guān)是否設(shè)定為“0〞。(4)數(shù)控機(jī)床各操作面板上、數(shù)控系統(tǒng)上的“急停〞按鈕是否處于急停狀態(tài)。(5)電氣柜內(nèi)的熔斷器是否有熔斷現(xiàn)象，自動(dòng)開關(guān)、斷路器是否有跳閘現(xiàn)象。(6)數(shù)控機(jī)床操作面板上的方式選擇開關(guān)位置是否正確，進(jìn)給保持按鈕是否被按下等。723〕數(shù)控機(jī)床與數(shù)控系統(tǒng)之間連接情況的檢查(1)檢查電纜是否有破損，電纜拐彎處是否有破裂、損傷現(xiàn)象。(2)電源線與信號(hào)線布置是否合理，電纜連接是否正確、可靠。(3)數(shù)控機(jī)床電源進(jìn)線是否可靠接地，接地線的規(guī)格是否符合要求。(4)信號(hào)屏蔽線的接地是否正確，端子板上接線是否牢固、可靠，數(shù)控系統(tǒng)接地線是否連接可靠。(5)繼電器、電磁鐵等電磁部件是否裝有噪聲抑制器(滅弧器)等。734〕CNC裝置的外觀檢查(1)是否在電氣柜門翻開的狀態(tài)下運(yùn)行數(shù)控系統(tǒng)，有元切削液或切削粉末進(jìn)入柜內(nèi)，空氣過濾器清潔狀況是否良好。(2)電氣柜內(nèi)部的風(fēng)扇、熱交換器等部件的工作是否正常。(3)電氣柜內(nèi)部系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)器的模塊、印制電路板是否有灰塵、金屬粉末等污染。(4)在使用紙帶閱讀機(jī)的場(chǎng)合，檢查閱讀機(jī)上是否有污物，閱讀機(jī)上的制動(dòng)電磁鐵動(dòng)作是否正常。74

(5)電源單元的熔斷器是否熔斷。

(6)電纜連接器插頭是否完全插入、擰緊。

(7)數(shù)控系統(tǒng)模塊、線路板的數(shù)量是否齊全，模塊、線路板安裝是否牢固、可靠。

(8)數(shù)控機(jī)床操作面板MDI／CRT、單元上的按鈕有無(wú)破損，位置是否正確。

(9)數(shù)控系統(tǒng)的總線設(shè)置、模塊的設(shè)定端的位置是否正確等?？傊诰S修時(shí)應(yīng)記錄、檢查的原始數(shù)據(jù)、狀態(tài)越多，記錄越詳細(xì)，維修就越方便。753.CNC故障自診斷功能齊全的CNC、PLC裝置都配有故障診斷系統(tǒng)，它們可以將由各種開關(guān)、傳感器反映的油位、溫度、油壓、電流、速度等狀態(tài)信息，設(shè)置成數(shù)百個(gè)報(bào)警提示，并診斷、指示出發(fā)生故障的部位。維修人員在維修時(shí)要首先利用自診斷提示進(jìn)行故障處理。自診斷程序主要包括啟動(dòng)自診斷、在線診斷、離線診斷等主要局部。所謂診斷程序就是對(duì)數(shù)控機(jī)床的各局部，包括CNC系統(tǒng)本身進(jìn)行狀態(tài)或故障監(jiān)測(cè)的軟件，當(dāng)數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)故障時(shí)，可利用該診斷程序診斷出故障范圍及其具體位置。761〕啟動(dòng)自診斷(初始化診斷)啟動(dòng)自診斷是指在數(shù)控系統(tǒng)通電時(shí)，由數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部診斷程序自動(dòng)執(zhí)行的診斷，它類似于計(jì)算機(jī)的開機(jī)自檢。啟動(dòng)自診斷可以對(duì)數(shù)控系統(tǒng)中的關(guān)鍵硬件，如CPU、存儲(chǔ)器、I／0接口單元、CRT／MDI單元、紙帶閱讀機(jī)、軟驅(qū)等裝置或外部設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)檢查，確定數(shù)控系統(tǒng)的安裝、連接狀態(tài)與性能。局部數(shù)控系統(tǒng)還能對(duì)某些重要的芯片，如RAM、ROM、專用LSI等進(jìn)行診斷。數(shù)控系統(tǒng)的自診斷功能在開機(jī)時(shí)啟動(dòng)，只有當(dāng)全部檢查工程都被確認(rèn)無(wú)誤后，才能進(jìn)入正常運(yùn)行準(zhǔn)備狀態(tài)，即CRT顯示進(jìn)入正常運(yùn)行的根本畫面(一般為位置顯示畫面)。如果檢查出有錯(cuò)，數(shù)控機(jī)床那么不再轉(zhuǎn)入正常運(yùn)行狀態(tài)，而是進(jìn)入報(bào)警狀態(tài)，它通過CRT或硬件(發(fā)光二極管)顯示報(bào)警信息或報(bào)警號(hào)。772〕在線診斷(后臺(tái)診斷)CNC機(jī)床的在線診斷是指CNC系統(tǒng)通過內(nèi)裝程序，在數(shù)控系統(tǒng)處于正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，對(duì)CNC系統(tǒng)內(nèi)部的各種狀態(tài)以及與其相連的各執(zhí)行部件進(jìn)行自動(dòng)診斷、檢查。在線診斷包括CNC系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)置的自診斷功能和用戶單獨(dú)設(shè)計(jì)的對(duì)加工過程狀態(tài)的監(jiān)測(cè)與診斷功能，這些功能都是在機(jī)床正常運(yùn)行過程中監(jiān)視其運(yùn)行狀態(tài)的。只要數(shù)控系統(tǒng)不斷電，在線診斷就一直進(jìn)行而不停止。另外，在線診斷采用監(jiān)控的方式來(lái)提示報(bào)警，所以也稱在線監(jiān)控。78CNC系統(tǒng)內(nèi)部監(jiān)控是通過CNC系統(tǒng)的內(nèi)部程序，對(duì)每一局部的狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)診斷、監(jiān)視和檢查的一種方法。在線監(jiān)控的范圍包括CNC系統(tǒng)本身，以及與CNC系統(tǒng)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)控功能在CNC系統(tǒng)工作過程中始終生效。CNC機(jī)床自診斷系統(tǒng)功能的強(qiáng)弱是評(píng)價(jià)一個(gè)CNC系統(tǒng)性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。793)離線診斷當(dāng)CNC系統(tǒng)出現(xiàn)故障或要判斷其是否真正有故障時(shí)，往往要停機(jī)檢查，此時(shí)稱為離線診斷(或脫機(jī)診斷)方法。采用這種方法的主要目的是最終查明故障和進(jìn)行故障定位，力求把故障定位在盡可能小的范圍內(nèi)，如縮小到某一模塊上，某塊線路板上或線路板上的某局部電路，甚至某個(gè)芯片或元器件。這種診斷方法屬于高層次診斷。數(shù)控系統(tǒng)的離線診斷需要專用的診斷軟件或?qū)Ｓ玫臏y(cè)試裝置，因此，這種方法只能在數(shù)控系統(tǒng)的生產(chǎn)廠家或?qū)ｉT的維修部門使用。804.故障診斷與排除的根本方法當(dāng)數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)報(bào)警、發(fā)生故障時(shí)，維修人員不要急于動(dòng)手處理，而應(yīng)多觀察。一是充分調(diào)查故障現(xiàn)場(chǎng)，充分掌握故障信息。二是認(rèn)真分析故障的起因，確定檢查的方法與步驟。因此，在分析故障的起因時(shí)，一定要開闊思路。對(duì)于數(shù)控機(jī)床發(fā)生的大多數(shù)故障，總體上來(lái)說(shuō)可采用下述幾種方法來(lái)進(jìn)行故障診斷和排除。811〕直觀法(常規(guī)檢查法)直觀檢查指依靠人的感覺器官并借助于一些簡(jiǎn)單的儀器來(lái)尋找機(jī)床故障的原因。這種方法在維修中是常用的，也是首先采用的?！跋韧夂髢?nèi)〞的維修原那么要求維修人員在遇到故障是應(yīng)先采取問、看、聽、觸、嗅等方法，由外向內(nèi)逐一進(jìn)行檢查。有些故障采用這種方法可迅速找到故障原因，而采用其他方法要花費(fèi)許多時(shí)間，甚至一時(shí)解決不了。8283(3)聽。利用人的聽覺可探到數(shù)控機(jī)床因故障而產(chǎn)生的各種異常聲響的聲源，如電氣局部常見的異常聲響有：電源變壓器、阻抗變換器與電抗器等因?yàn)殍F心松動(dòng)、銹蝕等原因引起的鐵片振動(dòng)的吱吱聲；繼電器、接觸器等的磁回路間隙過大，短路環(huán)斷裂、動(dòng)靜鐵心或鑲鐵軸線偏差，線圈欠壓運(yùn)行等原因引起的電磁嗡嗡聲或者觸點(diǎn)接觸不良的嗡嗡聲，以及元器件因?yàn)檫^流或過壓運(yùn)行失常引起的擊穿爆裂聲。伺服電動(dòng)機(jī)、氣控器件或液控器件等發(fā)生的異常聲響根本上和機(jī)械故障方面的異常聲響相同，主要表現(xiàn)在機(jī)械的摩擦聲、振動(dòng)聲與撞擊聲等。(4)嗅。在診斷電氣設(shè)備或故障后產(chǎn)生特殊異味時(shí)采用此方法效果較好。因劇烈摩擦，電器元件絕緣處破損短路，使附著的油脂或其他可燃物質(zhì)發(fā)生氧化蒸發(fā)或燃燒而產(chǎn)生的煙氣、焦煳味，用此法往往可以迅速判斷故障的類型和故障部位。84(5)觸，也稱敲捏法。CNC系統(tǒng)由多塊線路板組成，板上有許多焊點(diǎn)，板與板之間或模塊與模塊之間又通過插件或電纜相連。所以，任何一處的虛焊或接觸不良，就會(huì)成為產(chǎn)生故障的主要原因。在檢查數(shù)控系統(tǒng)時(shí)，用絕緣物(一般為帶橡皮頭的小錘)輕輕敲打可疑部位(即認(rèn)為虛焊或接觸不良的插件板、組件、元器件等)。如果確實(shí)是因虛焊或接觸不良而引起的故障，那么該故障會(huì)重現(xiàn)，有些故障會(huì)在敲擊后消失，那么也可以認(rèn)為敲擊處或敲擊作用力涉及的范圍為故障部位。同樣，用手捏壓組件、元器件時(shí)，如故障消失或故障出現(xiàn)，可以認(rèn)為捏壓處或捏壓作用力涉及范圍為故障部位。這種“觸〞的方法常用于檢查因虛焊、虛接、碰線、多余物短路、多余物卡觸點(diǎn)等原因引起的時(shí)好時(shí)壞的故障。在敲捏過程中，要實(shí)時(shí)地觀察機(jī)床工作狀況。在敲捏組件、元器件時(shí)，應(yīng)一個(gè)人專門敲捏，另外的人負(fù)責(zé)觀察故障是否消失或故障復(fù)現(xiàn)，防敲偏漏檢。檢查時(shí)，敲捏的力度要適當(dāng)，并且應(yīng)由弱到強(qiáng)，防止引入新的故障。852)系統(tǒng)自診斷法充分利用數(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。進(jìn)一步利用數(shù)控系統(tǒng)的自診斷功能，還能顯示數(shù)控系統(tǒng)與各局部之間的接口信號(hào)狀態(tài)，找出故障的大致部位。它是故障診斷過程中最常用、有效的方法之一。86

3)拔出插入法拔出插入法是通過相關(guān)的接頭、插卡或插拔件拔出再插入這個(gè)過程，確定拔出插入的連接件是否為故障部位。有的本身就只是接插件接觸不良而引起的故障，經(jīng)過重新插入后，問題就解決了。在應(yīng)用拔出插入法時(shí)，需要特別注意的是，在插件板或組件拔出再插入的過程中，改變狀態(tài)的部位可能不只是連接接口。因此，不能因?yàn)榘纬霾迦牒蠊收舷?，就肯定是接口的接觸不良，還存在內(nèi)部的焊點(diǎn)虛焊恢復(fù)接觸狀態(tài)、內(nèi)部的短路點(diǎn)恢復(fù)正常等可能性(雖然這種可能性很小)。874)參數(shù)檢查法數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床參數(shù)是經(jīng)過理論計(jì)算并通過一系列試驗(yàn)、調(diào)整而獲得的重要數(shù)據(jù)，是保證機(jī)床正常運(yùn)行的前提條件，直接影響著數(shù)控機(jī)床的性能。參數(shù)通常存放在數(shù)控系統(tǒng)的存儲(chǔ)器(RAM)中，一旦電池電量缺乏或受到外界的干擾或數(shù)控系統(tǒng)長(zhǎng)期不通電，可能導(dǎo)致局部參數(shù)的喪失或變化，使機(jī)床無(wú)法正常工作。通過核對(duì)、調(diào)整參數(shù)，有時(shí)可以迅速排除故障。特別是在數(shù)控機(jī)床長(zhǎng)期不用的情況下，參數(shù)喪失的現(xiàn)象經(jīng)常發(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)過長(zhǎng)期運(yùn)行之后，由于機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件磨損，電器元器件性能變化等原因，也需要對(duì)有關(guān)參數(shù)進(jìn)行重新調(diào)整。885〕功能測(cè)試法所謂功能測(cè)試法，是指通過功能測(cè)試程序檢查機(jī)床的實(shí)際動(dòng)作來(lái)判別故障的一種方法?？梢詫?duì)數(shù)控系統(tǒng)的功能(如直線定位，圓弧插補(bǔ)、螺紋切削、固定循環(huán)、用戶宏程序等G、M、S、T、F功能)進(jìn)行測(cè)試：用手工編程方法編制一個(gè)功能測(cè)試程序，并通過運(yùn)行測(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。常常應(yīng)用于以下場(chǎng)合。(1)機(jī)床加工造成廢品而一時(shí)無(wú)法確定是編程、操作不當(dāng)，還是數(shù)控系統(tǒng)故障。(2)數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)隨機(jī)性故障，一時(shí)難以區(qū)別是外來(lái)干擾，還是數(shù)控系統(tǒng)穩(wěn)定性不好。如不能可靠執(zhí)行各加工指令，可連續(xù)循環(huán)執(zhí)行功能測(cè)試程序來(lái)診斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。(3)閑置時(shí)間較長(zhǎng)的數(shù)控機(jī)床再投入使用時(shí)，或?qū)?shù)控機(jī)床進(jìn)行定期檢修時(shí)。8990在使用交換部件法時(shí)要注意以下幾個(gè)方面。(1)在備件交換之前，應(yīng)仔細(xì)檢查、確認(rèn)部件的外部工作條件；在線路中存在短路、過電壓等情況時(shí)，切不可以輕易更換備件。(2)有些電路板，例如PLC的I／O板上有地址開關(guān)，交換時(shí)要相應(yīng)改變?cè)O(shè)置值。(3)有的電路板上有跳線及橋接調(diào)整電阻、喜容，應(yīng)調(diào)整到與原板相同時(shí)方可交換。(4)模塊的輸入、輸出必須相同。以驅(qū)動(dòng)器為例，互換時(shí)型號(hào)要相同，假設(shè)不同，那么要考慮接口、功能的影響，防止故障擴(kuò)大。(5)備件(或交換板)應(yīng)完好。91927〕隔離法當(dāng)某些故障(如軸抖動(dòng)、爬行等)，因一時(shí)難以區(qū)分是數(shù)控局部，還是伺服系統(tǒng)或機(jī)械局部造成的，常采用隔離法來(lái)處理。隔離法將機(jī)電別離，數(shù)控系統(tǒng)與伺服系統(tǒng)分開，或?qū)⑽恢瞄]環(huán)分開做開環(huán)處理等。這樣，將復(fù)雜的問題就化為簡(jiǎn)單的問題，就能較快地找出故障原因。例如配置某系統(tǒng)的JCS-018立式加工中心，Z軸突然出現(xiàn)異常振動(dòng)聲，馬上停機(jī)，將Z軸電動(dòng)機(jī)與絲杠分開，試車時(shí)仍然振動(dòng)，可見振動(dòng)不是由機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的原因所造成。為區(qū)分是伺服單元故障，還是電動(dòng)機(jī)的故障，采用了Y軸伺服單元控制Z軸電動(dòng)機(jī)的方法，還是振動(dòng)，所以初步可判斷為Z軸電動(dòng)機(jī)故障。更換后，故障排除。938〕升降溫法當(dāng)設(shè)備運(yùn)行時(shí)間比較長(zhǎng)或者環(huán)境溫度比較高時(shí)，機(jī)床容易出現(xiàn)故障。這時(shí)可人為地(例如可用電熱器或紅外燈直接照射)將可疑的元器件溫度升高(應(yīng)注意器件的溫度參數(shù))或降低，加速一些溫度特性較差的元器件產(chǎn)生“病癥〞或使“病癥〞消除來(lái)尋找故障原因。例如配有某系統(tǒng)的一臺(tái)XK715型數(shù)控立式銑床工作數(shù)小時(shí)后，液晶顯示屏(LCD)中部逐漸變白，直至全部變暗，無(wú)顯示。關(guān)機(jī)一定時(shí)間，再開機(jī)工作數(shù)小時(shí)后，又“舊病復(fù)發(fā)〞。故障發(fā)生時(shí)機(jī)床其他局部工作正常，估計(jì)故障在LCD局部，且與溫度有關(guān)。翻開數(shù)控系統(tǒng)，成心將內(nèi)部冷卻風(fēng)扇停轉(zhuǎn)，使溫度上升，發(fā)現(xiàn)開機(jī)后，馬上就出現(xiàn)上述故障，可見，該顯示器散熱參數(shù)不符合條件。更換此LCD后，故障消除。949510〕測(cè)量比較法(比照法)為了調(diào)整、維修的便利，在數(shù)控系統(tǒng)的印制電路板上，通常都設(shè)置有檢測(cè)用的端子。維修人員利用這些檢測(cè)端子，可以測(cè)量、比較正常的印制電路板和有故障的印制電路板之間的電壓或波形的差異，進(jìn)而分析、判斷故障原因及故障所在位置。有時(shí)，還可以將正常局部試驗(yàn)性地造成“故障〞或報(bào)警(如斷開連線、拔去組件)，看其是否和相同局部產(chǎn)生的故障現(xiàn)象相似，以判斷故障原因。通過測(cè)量比較法，有時(shí)還可以糾正因在印制電路板上的調(diào)整、設(shè)定不當(dāng)而造成的“故障〞。9611)原理分析法(邏輯線路追蹤法)原理分析法是排除故障的最根本方法之一。當(dāng)其他檢查方法難以奏效時(shí)，可從電路的根本原理出發(fā)，一步一步進(jìn)行檢查，最終查出故障原因。所謂原理分析法，是指通過追蹤與故障相關(guān)聯(lián)的信號(hào)，從中找到故障單元，根據(jù)CNC系統(tǒng)原理圖(即組成原理)，從前往后或從后往前地檢查有關(guān)信號(hào)的有無(wú)、性質(zhì)、大小及不同運(yùn)行方式的狀態(tài)，并與正常情況比較，看有什么差異或是否符合邏輯關(guān)