數(shù)控系統(tǒng)故障診斷課件

1、第9章 數(shù)控系統(tǒng)故障診斷 9.1 概 述 9.2 故障診斷方法 9.3 控制系統(tǒng)故障診斷9.4 伺服系統(tǒng)故障診斷設(shè)備故障診斷及維修第9章 數(shù)控系統(tǒng)故障診斷 9.1 概 述 設(shè)備故障學(xué)習(xí)目的數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的核心，為便于學(xué)生對(duì)查找數(shù)控系統(tǒng)的故障，本章介紹了數(shù)控系統(tǒng)故障分類，數(shù)控系統(tǒng)故障診斷原則，數(shù)控系統(tǒng)故障診斷步驟，數(shù)控系統(tǒng)故障診斷方法，控制系統(tǒng)故障診斷，伺服系統(tǒng)故障診斷，通過(guò)介紹常見(jiàn)故障的現(xiàn)象，可能產(chǎn)生這種故障的原因，以便學(xué)生按照故障現(xiàn)象、綜合現(xiàn)場(chǎng)情況，從最可能產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因開(kāi)始查找故障。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，數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷技術(shù)也由簡(jiǎn)單的診

2、斷朝著多功能的高級(jí)診斷或智能化方向發(fā)展，在故障診斷上有它們的共性。熟悉和掌握數(shù)控系統(tǒng)故障診斷的步驟和方法，了解組成數(shù)控裝置的控制系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)的常見(jiàn)故障及其診斷，對(duì)提高故障診斷效率是很有幫助的。設(shè)備故障診斷及維修學(xué)習(xí)目的設(shè)備故障診斷及維修9.1 概 述9.1.1故障分類數(shù)控系統(tǒng)故障分類的方法很多，按故障發(fā)生后有無(wú)報(bào)警顯示分；1.有報(bào)警顯示的故障這類故障又可分為硬件報(bào)警顯示與軟件報(bào)警顯示兩種。2.無(wú)報(bào)警顯示的故障設(shè)備故障診斷及維修9.1 概 述9.1.1故障分類設(shè)備故障診斷及維修(1)硬件報(bào)警顯示的故障硬件報(bào)警顯示通常是指各單元裝置上的警示燈(一般由LED發(fā)光管或小型指示燈組成)的指示。在數(shù)控系

3、統(tǒng)中設(shè)有用以指示故障部位的警示燈，如控制操作面板、位置控制印制電路板、伺服控制單元、主軸單元、電源單元以及光電閱讀機(jī)、穿孔機(jī)等外設(shè)裝置上常設(shè)有這類警示燈。一旦數(shù)控系統(tǒng)的這些警示燈指示故障狀態(tài)后，均可大致分析判斷出故障發(fā)生的部位與性質(zhì)，這無(wú)疑給故障分析診斷帶來(lái)極大方便。因此，維修人員日常維護(hù)和排除故障時(shí)應(yīng)認(rèn)真檢查這些警示燈的狀態(tài)是否正常。 設(shè)備故障診斷及維修(1)硬件報(bào)警顯示的故障硬件報(bào)警顯示通常是指各單元裝置上的警(2)軟件報(bào)警顯示故障軟件報(bào)警顯示通常是指CRT顯示器上顯示出來(lái)的報(bào)警號(hào)報(bào)警信息。由于數(shù)控系統(tǒng)具有自診斷功能，一旦檢測(cè)到故障，即按故障的級(jí)別進(jìn)行處理，同時(shí)在CRT上以報(bào)警號(hào)形式顯示該

4、故障信息。這類報(bào)警顯示常見(jiàn)的有：存儲(chǔ)器警示、過(guò)熱警示，伺服系統(tǒng)警示、軸超程警示、程序出錯(cuò)警示、主軸警示、過(guò)載警示以及斷線警示等等，通常，少則幾十種，多則上千種，這無(wú)疑為故障判斷和排除提供極大幫助。 軟件報(bào)警有來(lái)自NC的報(bào)警和來(lái)自PLC的報(bào)警，NC報(bào)警為數(shù)控部分的故障報(bào)警，可通過(guò)顯示的報(bào)警號(hào)，對(duì)照維修手冊(cè)中有關(guān)NC故障報(bào)警原因內(nèi)容，來(lái)確定可能產(chǎn)生該故障的原因。PLC報(bào)警顯示由PLC的報(bào)警信息文本所提供，大多數(shù)屬于機(jī)床側(cè)的故障報(bào)警，可通過(guò)所顯示的報(bào)警號(hào)，對(duì)照維修手冊(cè)中有關(guān)PLC故障報(bào)警信息、PLC接口說(shuō)明以及PLC程序等內(nèi)容，檢查PLC有關(guān)接口和內(nèi)部繼電器狀態(tài)，來(lái)確定該故障所產(chǎn)生的原因。通常，PL

5、C報(bào)警發(fā)生的可能性要比NC報(bào)警高得多。 設(shè)備故障診斷及維修(2)軟件報(bào)警顯示故障軟件報(bào)警顯示通常是指CRT顯示器上顯示2.無(wú)報(bào)警顯示的故障 這類故障發(fā)生時(shí)無(wú)任何硬件或軟件的報(bào)警顯示，因此分析診斷難度較大。例如：機(jī)床通電后，在手動(dòng)方式或自動(dòng)方式運(yùn)行X軸時(shí)出現(xiàn)爬行現(xiàn)象，無(wú)任何報(bào)警顯示；機(jī)床在自動(dòng)方式運(yùn)行突然停止，而CRT顯示器上無(wú)任何報(bào)警顯示；在運(yùn)行機(jī)床某軸時(shí)發(fā)生異常聲響，一般也無(wú)故障報(bào)警顯示。一些早期的數(shù)控系統(tǒng)由于自診斷功能不強(qiáng)，尚未采用PLC控制器，無(wú)PLC報(bào)警信息文本，出現(xiàn)無(wú)報(bào)警顯示的故障情況會(huì)更多一些。對(duì)于無(wú)報(bào)警顯示故障，通常要具體情況具體分析，要根據(jù)故障發(fā)生的前后變化狀態(tài)進(jìn)行分析判斷。例

6、如上述X軸在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)爬行現(xiàn)象，可首先判斷是數(shù)控部分故障還是伺服部分故障，具體做法是：在手搖脈沖進(jìn)給方式，可均勻地旋轉(zhuǎn)手搖脈沖發(fā)生器，同時(shí)分別觀察比較CRT顯示器上y軸、Z軸與X軸進(jìn)給數(shù)字的變化速率。通常，如數(shù)控部分正常，三個(gè)軸的上述變化速率應(yīng)基本相同，從而可確定爬行故障是X軸的伺服部分或是機(jī)械傳動(dòng)所造成。 設(shè)備故障診斷及維修2.無(wú)報(bào)警顯示的故障設(shè)備故障診斷及維修9.1.2故障診斷原則在診斷故障時(shí)應(yīng)掌握以下原則：(1)先外部后內(nèi)部(2)先機(jī)械后電氣 (3)先靜后動(dòng) (4)先公用后專用(5)先簡(jiǎn)單后復(fù)雜(6)先一般后特殊設(shè)備故障診斷及維修9.1.2故障診斷原則在診斷故障時(shí)應(yīng)掌握以下原則：設(shè)備故障

7、(1)先外部后內(nèi)部數(shù)控機(jī)床是機(jī)械、液壓、電氣一體化的機(jī)床，故其故障的發(fā)生必然要從機(jī)械、液壓、電氣這三者綜合反映出來(lái)。數(shù)控機(jī)床的維修要求維修人員掌握“先外部后內(nèi)部”的原則，即當(dāng)數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障后，維修人員應(yīng)先采用望、聽(tīng)、嗅、問(wèn)、摸等方法，由外向內(nèi)逐一進(jìn)行檢查。比如：數(shù)控機(jī)床中，外部的行程開(kāi)關(guān)、按鈕開(kāi)關(guān)、液壓氣動(dòng)元件以及印制電路間的連接部位，因其接觸不良造成信號(hào)傳遞失靈，是產(chǎn)生數(shù)控機(jī)床故障的重要因素。此外，由于工業(yè)環(huán)境中，溫度、濕度變化較大，油污或粉塵對(duì)元件及電路板的污染，機(jī)械的振動(dòng)等，對(duì)于信號(hào)傳送通道和接插件都將產(chǎn)生嚴(yán)重影響。在維修中重視這些因素，首先檢查這些部位就可以迅速排除較多的故障。另外，

8、盡量避免隨意地啟封、拆卸、不適當(dāng)?shù)拇蟛鸫笮?，往往?huì)擴(kuò)大故障，使機(jī)床大傷元?dú)?，喪失精度，降低性能?設(shè)備故障診斷及維修(1)先外部后內(nèi)部數(shù)控機(jī)床是機(jī)械、液壓、電氣一體化的機(jī)床，故 (2)先機(jī)械后電氣 由于數(shù)控機(jī)床是一種自動(dòng)化程度高、技術(shù)復(fù)雜的先進(jìn)機(jī)械加工設(shè)備，一般來(lái)講，機(jī)械故障較易察覺(jué)，而數(shù)控系統(tǒng)故障的診斷則難度較大些。先機(jī)械后電氣就是在數(shù)控機(jī)床的維修中，首先檢查機(jī)械部分是否正常，行程開(kāi)關(guān)是否靈活，氣動(dòng)、液壓部分是否存在阻塞現(xiàn)象等等。從實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，數(shù)控機(jī)床的故障中有很大部分是由機(jī)械動(dòng)作失靈引起的。所以，在故障檢修之前，首先注意排除機(jī)械性的故障，往往可以達(dá)到事半功倍的效果。 設(shè)備故障診斷及維修

9、 (2)先機(jī)械后電氣 由于數(shù)控機(jī)床是一種自動(dòng)化程度高、技術(shù)復(fù) (3)先靜后動(dòng) 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(wèn)機(jī)床操作人員故障發(fā)生的過(guò)程及狀態(tài)，閱讀機(jī)床說(shuō)明書、圖樣資料后，方可動(dòng)手查找處理故障。其次，對(duì)有故障的機(jī)床也要本著先靜后動(dòng)的原則，先在機(jī)床斷電的靜止?fàn)顟B(tài)，通過(guò)觀察測(cè)試、分析，確認(rèn)為非惡性故障，或非破壞性故障后，方可給機(jī)床通電，在運(yùn)行工況下，進(jìn)行動(dòng)態(tài)的觀察、檢驗(yàn)和測(cè)試，查找故障。然而對(duì)惡性的破壞性故障，必須先行排除危險(xiǎn)后，方可進(jìn)行通電，在運(yùn)行工況下進(jìn)行動(dòng)態(tài)診斷。 設(shè)備故障診斷及維修 (3)先靜后動(dòng) 維修人員本身要做到先靜后動(dòng)，不可盲目動(dòng)手，(4)先公用后專用公用性的問(wèn)題往

10、往影響全局，而專用性的問(wèn)題只影響局部。如機(jī)床的幾個(gè)進(jìn)給軸都不能運(yùn)動(dòng)，這時(shí)應(yīng)先檢查和排除各軸公用的CNC、PLC、電源、液壓等公用部分的故障，然后再設(shè)法排除某軸的局部問(wèn)題。又如電網(wǎng)或主電源故障是全局性的，因此一般應(yīng)首先檢查電源部分，看看熔絲是否正常，直流電壓輸出是否正常?？傊挥邢冉鉀Q影響一大片的主要矛盾，局部的、次要的矛盾才有可能迎刃而解。 設(shè)備故障診斷及維修(4)先公用后專用公用性的問(wèn)題往往影響全局，而專用性的問(wèn)題只(5)先簡(jiǎn)單后復(fù)雜當(dāng)出現(xiàn)多種故障互相交織掩蓋、一時(shí)無(wú)從下手時(shí)，應(yīng)先解決容易的問(wèn)題，后解決難度較大的問(wèn)題。常常在解決簡(jiǎn)單故障的過(guò)程中，難度大的問(wèn)題也可能變得容易，或者在排除簡(jiǎn)單故

11、障時(shí)受到啟發(fā)，對(duì)復(fù)雜故障的認(rèn)識(shí)更為清晰，從而也有了解決辦法。 設(shè)備故障診斷及維修(5)先簡(jiǎn)單后復(fù)雜當(dāng)出現(xiàn)多種故障互相交織掩蓋、一時(shí)無(wú)從下手時(shí)(6)先一般后特殊在排除某一故障時(shí)，要先考慮最常見(jiàn)的可能原因，然后再分析很少發(fā)生的特殊原因。例如：一臺(tái)FANUC 0T數(shù)控車床Z軸回零不準(zhǔn)，常常是由于降速擋塊位置移動(dòng)所造成。一旦出現(xiàn)這一故障，應(yīng)先檢查該擋塊位置，在排除這一常見(jiàn)的可能性故障之后，再檢查脈沖編碼器、位置控制等環(huán)節(jié)。 設(shè)備故障診斷及維修(6)先一般后特殊在排除某一故障時(shí)，要先考慮最常見(jiàn)的可能原因9.1.3故障診斷步驟 無(wú)論是早期故障，還是偶發(fā)故障，數(shù)控機(jī)床故障診斷的一般步驟都是相同的。當(dāng)數(shù)控機(jī)床

12、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)象作好記錄，維修人員不要急于動(dòng)手盲目處理，首先要查看故障記錄，向操作人員詢問(wèn)故障出現(xiàn)的全過(guò)程。若已經(jīng)關(guān)機(jī)，要確認(rèn)通電對(duì)系統(tǒng)無(wú)危險(xiǎn)的情況下，再通電觀察，特別要注意確定以下主要故障信息： 1)故障發(fā)生時(shí)報(bào)警號(hào)和報(bào)警提示是什么?哪些指示燈和發(fā)光管指示了什么報(bào)警? 2)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? 3)故障發(fā)生在何種速度下?某軸處于什么位置?與指令值的誤差量有多大? 4)以前是否發(fā)生過(guò)類似故障?現(xiàn)場(chǎng)有無(wú)異?，F(xiàn)象?故障是否重復(fù)發(fā)生? 5)有無(wú)其

13、他偶然因素，如突然停電、外線電壓波動(dòng)較大、打雷、某部位進(jìn)水等。設(shè)備故障診斷及維修9.1.3故障診斷步驟設(shè)備故障診斷及維修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CRT上的顯示內(nèi)容、控制柜中的故障指示燈、狀態(tài)指示燈或作報(bào)警用的數(shù)碼管。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。 設(shè)備故障診斷及維修故障診斷一般按下列步驟進(jìn)行：設(shè)備故障診斷及維修(

14、2)分析故障原因 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，即哪一部分出現(xiàn)故障可能導(dǎo)致如此現(xiàn)象。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查找方向，這就要仔細(xì)查閱有關(guān)的數(shù)控機(jī)床資料，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。 設(shè)備故障診斷及維修(2)分析故障原因 根據(jù)故障情況進(jìn)行分析，縮小范圍，確定故(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)

15、上的復(fù)雜程度是指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。 設(shè)備故障診斷及維修(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9.1.4故障診斷技術(shù) 絕大部分?jǐn)?shù)控系統(tǒng)都有診斷程序。所謂診斷程序就是對(duì)數(shù)控機(jī)床各部分包括數(shù)控系統(tǒng)本身進(jìn)行狀態(tài)或故障檢測(cè)的軟件。當(dāng)數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障時(shí)，可利用該程序診斷出故障源所在范圍或具體位置。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)，它的強(qiáng)弱是評(píng)價(jià)系統(tǒng)性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。隨著微處理機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)的自診斷能力越

16、來(lái)越強(qiáng)，從原來(lái)簡(jiǎn)單的診斷朝著多功能和智能化方向發(fā)展。其報(bào)警種類，由不足10種發(fā)展到現(xiàn)在的上千種。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)確地查明原因并確定故障部位。因此，對(duì)維修人員來(lái)說(shuō)，熟悉和運(yùn)用系統(tǒng)的自診斷動(dòng)能是十分重要的。設(shè)備故障診斷及維修9.1.4故障診斷技術(shù)設(shè)備故障診斷及維修當(dāng)前使用的各種CNC系統(tǒng)的診斷方法歸納起來(lái)大致可分為三大類。 1.啟動(dòng)診斷(Start Diagnostics) 2.在線診斷(OnLine Diagnostics) 3.離線診斷(OffLine Diagnostics) 4.現(xiàn)代診斷技術(shù)設(shè)備故障診斷及維修當(dāng)前使用的各種CNC系統(tǒng)的診斷方法歸

17、納起來(lái)大致可分為三大類。1.啟動(dòng)診斷(Start Diagnostics) 所謂啟動(dòng)診斷是指CNC系統(tǒng)每次從通電開(kāi)始到進(jìn)入正常的運(yùn)行準(zhǔn)備狀態(tài)為止，系統(tǒng)內(nèi)部診斷程序自動(dòng)執(zhí)行的診斷。診斷的內(nèi)容為系統(tǒng)中最關(guān)鍵的硬件和系統(tǒng)控制軟件，如CPU、存儲(chǔ)器、IO單元等模塊以及CRTMDI單元、紙帶閱讀機(jī)、軟盤單元等裝置或外圍設(shè)備。有的CNC系統(tǒng)啟動(dòng)診斷程序還能對(duì)配置進(jìn)行檢查，用以確定所有指定的設(shè)備、模塊是否都已正常地聯(lián)接，甚至還能對(duì)某些重要的芯片，如RAM、ROM、LSI(專用大規(guī)模集成電路)是否插裝到位、選擇的規(guī)格型號(hào)是否正確進(jìn)行診斷。只有當(dāng)全部項(xiàng)目都確診無(wú)誤之后，整個(gè)系統(tǒng)才能進(jìn)入正常運(yùn)行的準(zhǔn)備狀態(tài)，否則，

18、CNC系統(tǒng)將通過(guò)CRT畫面或用硬件(如發(fā)光二極管)報(bào)警方式指出故障信息。此時(shí)，啟動(dòng)診斷過(guò)程不能結(jié)束，系統(tǒng)不能投入運(yùn)行。上述啟動(dòng)診斷程序約在數(shù)秒鐘內(nèi)結(jié)束，一般不會(huì)超過(guò)一分鐘。設(shè)備故障診斷及維修1.啟動(dòng)診斷(Start Diagnostics)設(shè)備故障例如，F(xiàn)ANUC 11系統(tǒng)的啟動(dòng)診斷程序在執(zhí)行時(shí)，在系統(tǒng)主板上的七段顯示器反映出診斷情況，在診斷執(zhí)行過(guò)程中按：898765432l的過(guò)程變化。在正常結(jié)束時(shí)將停在1的位置。在每次數(shù)字變化過(guò)程中反映出不同的檢查內(nèi)容，其中： 9是對(duì)CPU進(jìn)行復(fù)位，并開(kāi)始執(zhí)行診斷指令。 8進(jìn)行RAM試驗(yàn)檢查。如出錯(cuò)，則顯示B，表示RAM檢查出錯(cuò)。3顯示CRT初始化畫面(如軟

19、件系列號(hào)，版號(hào)等)。此時(shí)，如顯示L，表示PLC未通過(guò)檢查，亦即PLC控制軟件有誤；如顯示O，則是系統(tǒng)末通過(guò)初始化(TPL)方式，表示系統(tǒng)的控制軟件有問(wèn)題。 2表示完成系統(tǒng)的初始化工作。 1表示系統(tǒng)可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)。如此時(shí)不是顯示1而是E，則表示系統(tǒng)出錯(cuò)。也即系統(tǒng)的主板或ROM板上硬件有故障或是CNC控制軟件有故障。在一般情況下，CRT也將顯示出報(bào)警信息，但當(dāng)故障與顯示功能有關(guān)時(shí)，CRT就不能顯示報(bào)警信息，只能依靠七段顯示器的顯示來(lái)判斷。 設(shè)備故障診斷及維修例如，F(xiàn)ANUC 11系統(tǒng)的啟動(dòng)診斷程序在執(zhí)行時(shí)，在系統(tǒng)主板 2.在線診斷(OnLine Diagnostics) 在線診斷是指通過(guò)CNC系統(tǒng)的

20、內(nèi)裝程序，在系統(tǒng)處于正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，對(duì)CNC系統(tǒng)本身以及與CNC裝置相連的各個(gè)進(jìn)給伺服單元、伺服電動(dòng)機(jī)、主軸伺服單元和主軸電動(dòng)機(jī)以及外圍設(shè)備等進(jìn)行自動(dòng)診斷、檢查。只要系統(tǒng)不停電，在線診斷就不會(huì)停止。 現(xiàn)代的數(shù)控系統(tǒng)具有豐富的運(yùn)行自診斷功能，CNC系統(tǒng)的自診斷能力不僅能在CRT上顯示故障報(bào)警信息，而且還能以多頁(yè)的“診斷地址”和“診斷數(shù)據(jù)”的形式為用戶提供各種機(jī)床狀態(tài)信息，這些信息有：CNC系統(tǒng)與機(jī)床之間的接口輸入輸出信號(hào)狀態(tài)；CNC與PLC之間輸入輸出信號(hào)狀態(tài)；PLC與機(jī)床之間輸入輸出信號(hào)狀態(tài)；各坐標(biāo)軸位置的偏差值；刀具距機(jī)床參考點(diǎn)的距離；CNC內(nèi)部各存儲(chǔ)器的狀態(tài)信息；伺服系統(tǒng)的狀態(tài)信息；MDI

21、面板、機(jī)床操作面板的狀態(tài)信息等等。 設(shè)備故障診斷及維修 2.在線診斷(OnLine Diagnostics) 設(shè)3.離線診斷(OffLine Diagnostics) 當(dāng)CNC系統(tǒng)出現(xiàn)故障或要判定系統(tǒng)是否真有故障時(shí)，往往要停止加工和停機(jī)作檢查，這就叫離線診斷(或稱脫機(jī)診斷)，離線診斷的主要目的是故障導(dǎo)通和故障定位，力求把故障定位在盡可能小的范圍內(nèi)，例如縮小到某個(gè)模塊，某個(gè)電路板上的某部分電路，某個(gè)芯片或器件，這種更為精確的故障定位，對(duì)于徹底修復(fù)故障系統(tǒng)是十分必要的。 離線診斷可以在現(xiàn)場(chǎng)，也可以在維修中心或CNC系統(tǒng)制造廠進(jìn)行。 早期的CNC裝置是采用專用診斷紙帶對(duì)CNC系統(tǒng)進(jìn)行脫機(jī)診斷，診斷紙

22、帶提供診斷所需數(shù)據(jù)。診斷時(shí)將診斷紙帶內(nèi)容讀入CNC系統(tǒng)的RAM中，系統(tǒng)中的微處理器根據(jù)相應(yīng)的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以判斷系統(tǒng)是否有故障并確定故障的位置。現(xiàn)代CNC系統(tǒng)離線診斷用軟件，一般多已與CNC系統(tǒng)控制軟件一起存在CNC系統(tǒng)中，這樣維修診斷時(shí)更為方便。Cincinnati Acramatic850和950即將這些診斷程序與CNC控制程序一同存入CNC中，維修人員可以隨時(shí)用鍵盤調(diào)用這些程序并使之運(yùn)行，在CRT上觀察診斷結(jié)果。 設(shè)備故障診斷及維修3.離線診斷(OffLine Diagnostics)設(shè)上述診斷程序的調(diào)用和執(zhí)行并不復(fù)雜，首先接通控制系統(tǒng)電源，并按下MANUAL鍵，再將控制柜內(nèi)的一個(gè)轉(zhuǎn)

23、換開(kāi)關(guān)由“0”打到“1”的位置，即將整個(gè)控制系統(tǒng)從工作狀態(tài)變?yōu)樵\斷狀態(tài)。按下MENU鍵，控制系統(tǒng)主菜單即出現(xiàn)在CRT上。將光標(biāo)移到DIAGNOSTIC項(xiàng)上，按下ENTER鍵，CRT上即出現(xiàn)12個(gè)診斷程序的名稱，以供選擇。用光標(biāo)確定要進(jìn)行診斷的項(xiàng)目，按規(guī)定的方法進(jìn)行診斷運(yùn)行即可。設(shè)備故障診斷及維修上述診斷程序的調(diào)用和執(zhí)行并不復(fù)雜，首先接通控制系統(tǒng)電源，并按4.現(xiàn)代診斷技術(shù)隨著IC和微機(jī)的性能價(jià)格比的提高，近年來(lái)，國(guó)外已將一些新的概念和方法成功地引入到診斷領(lǐng)域，使診斷技術(shù)進(jìn)入到一個(gè)更高的階段。這些新的診斷技術(shù)，有的已走向?qū)嵱茫械恼谘兄坪屯晟七^(guò)程中，主要有下述幾種：設(shè)備故障診斷及維修4.現(xiàn)代診斷

24、技術(shù)設(shè)備故障診斷及維修(1)通信診斷 通信診斷也稱遠(yuǎn)程系統(tǒng)診斷或“海外診斷”。德國(guó)的西門子公司在CNC系統(tǒng)診斷中采用了這種診斷功能。用戶只需把CNC系統(tǒng)中專用“通信接口”連接到普通電話線路上，而在西門子公司維修中心的專用通信診斷計(jì)算機(jī)的“數(shù)據(jù)電話”也連接到電話線路上，然后由計(jì)算機(jī)向CNC系統(tǒng)發(fā)送診斷程序，并將測(cè)試數(shù)據(jù)輸回到計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析并得出結(jié)論。隨后又將診斷結(jié)論和處理辦法通知用戶。診斷系統(tǒng)除用于故障發(fā)生后的診斷外，還可為用戶作定期的預(yù)防性診斷，維修人員不必親臨現(xiàn)場(chǎng)，只需按預(yù)定的時(shí)間對(duì)機(jī)床作一系列運(yùn)行檢查，在維修中心分析診斷數(shù)據(jù)，以發(fā)現(xiàn)可能存在的故障隱患。這類CNC系統(tǒng)必須具備遠(yuǎn)程診斷接口及聯(lián)

25、網(wǎng)功能。 設(shè)備故障診斷及維修(1)通信診斷 通信診斷也稱遠(yuǎn)程系統(tǒng)診斷或“海外診斷”。德 (2)自修復(fù)系統(tǒng) 所謂自修復(fù)系統(tǒng)就是在系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有備用模塊，在CNC系統(tǒng)的軟件中裝有自修復(fù)程序，當(dāng)該軟件在運(yùn)行時(shí)一旦發(fā)現(xiàn)某個(gè)模塊有故障時(shí)，系統(tǒng)一方面將故障信息顯示在CRT上，同時(shí)自動(dòng)尋找是否有備用模塊。如有備用模塊，則系統(tǒng)能自動(dòng)使故障模塊脫機(jī)而接通備用模塊，從而使系統(tǒng)較快地進(jìn)入正常工作狀態(tài)。由此可見(jiàn)，所謂自修復(fù)實(shí)際上是“冗余”概念的一種應(yīng)用。這個(gè)方案非常適用于無(wú)人管理的自動(dòng)化或是不允許長(zhǎng)時(shí)間停止工作的重要場(chǎng)合。美國(guó)的A950系統(tǒng)就已采用了這種自修復(fù)技術(shù)。在A950系統(tǒng)的機(jī)籠空余處安裝了一塊備用的CPU板，一

26、旦系統(tǒng)中所用的4塊CPU板中任何一塊出現(xiàn)故障時(shí)，均能立即用備用板替代故障板。但自修復(fù)技術(shù)需要將備板插入到機(jī)籠中的備用插槽上。從理論上講，備用模塊的品種越多越好，但這無(wú)疑增加了系統(tǒng)的成本，所以往往只是配備一些極其重要的或易出故障的備用板。另一方面，要求備用模板其他部分通信聯(lián)系應(yīng)與被替換的模板相同，所以本方案只適用于總線結(jié)構(gòu)的CNC系統(tǒng)。 設(shè)備故障診斷及維修 (2)自修復(fù)系統(tǒng) 所謂自修復(fù)系統(tǒng)就是在系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有備用模(3)人工智能(A1)專家故障診斷系統(tǒng) 所謂專家系統(tǒng)是指這樣的一種系統(tǒng)：在處理實(shí)際問(wèn)題時(shí)，本來(lái)需要有具有某個(gè)領(lǐng)域的專門知識(shí)的專家來(lái)，通過(guò)專家分析和解釋數(shù)據(jù)并作出決定。為了像專家那樣地解決

27、問(wèn)題，以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的專家系統(tǒng)就是力求去收集足夠多的專家知識(shí)：專家系統(tǒng)利用專家推理方法的計(jì)算機(jī)模型來(lái)解決問(wèn)題，并且得到的結(jié)論和專家相同，因此，專家系統(tǒng)的重要部分是推理，這也是專家系統(tǒng)不同于一般的資料庫(kù)系統(tǒng)和知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)。在后者的系統(tǒng)中，只是簡(jiǎn)單地儲(chǔ)存答案，人們可在機(jī)器中搜索，而在專家系統(tǒng)中儲(chǔ)存的不只是答案，還應(yīng)具有推理能力與知識(shí)。專家系統(tǒng)的組成如圖91所示。 設(shè)備故障診斷及維修(3)人工智能(A1)專家故障診斷系統(tǒng) 所謂專家系統(tǒng)是指這圖9-1 專家系統(tǒng)的組成 設(shè)備故障診斷及維修圖9-1 專家系統(tǒng)的組成 設(shè)備故障診斷及維修根據(jù)上述原理，F(xiàn)ANUC公司已將專家系統(tǒng)引入FANUC 15系統(tǒng)中，用于故障

28、的診斷。它是由知識(shí)庫(kù)(Knowledge Base)，推理機(jī)(1nference Engine)和人機(jī)控制器(MMCMan Machine Control)三部分組成。其中，知識(shí)庫(kù)存在15系統(tǒng)的存儲(chǔ)器中，它儲(chǔ)存著專家們掌握的有關(guān)CNC領(lǐng)域的各種故障原因及其處理方法，而推理機(jī)具有推理的能力，能夠根據(jù)知識(shí)推導(dǎo)出結(jié)論，不是簡(jiǎn)單地去搜索現(xiàn)成的答案。因此，它的推理軟件，以知識(shí)庫(kù)為根據(jù)，分析、查找故障原因。FANUCl5系統(tǒng)的推理機(jī)是一種采用“后向推理”策略的高級(jí)診斷系統(tǒng)。所謂后向推理，是指先假設(shè)結(jié)論，然后回頭檢查支持結(jié)論的條件是否具備。如條件具備，則結(jié)論成立，所以它不同于先有條件、后得結(jié)果的前向推理，以

29、便更快地獲得診斷結(jié)論。在使用時(shí)，普通操作者通過(guò)15系統(tǒng)上的MDICRT操作，只作簡(jiǎn)單的會(huì)話式問(wèn)答操作，就能如同專家一樣，診斷出CNC系統(tǒng)或機(jī)床的故障。 設(shè)備故障診斷及維修根據(jù)上述原理，F(xiàn)ANUC公司已將專家系統(tǒng)引入FANUC 159.2 故障診斷方法由于數(shù)控系統(tǒng)故障千變?nèi)f化，其原因往往比較復(fù)雜。同時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)自診斷能力還不能對(duì)系統(tǒng)的所有部件進(jìn)行測(cè)試，也不能將故障原因定位到具體的元器件上，往往是一個(gè)報(bào)警號(hào)指示出眾多的故障原因，使人難以下手。因此，要迅速診斷故障原因，及時(shí)排除故障，很有必要總結(jié)出一些行之有效的方法。多年來(lái)，廣大維修人員在大量的數(shù)控機(jī)床維修實(shí)踐中，摸索出不少實(shí)踐證明可快速找出故障、排

30、除故障的方法。下面將結(jié)合維修實(shí)例，詳細(xì)介紹常用的幾種故障診斷方法。9.2.1觀察檢查法9.2.2功能程序測(cè)試法9.2.3 PLC程序法9.2.4 修改狀態(tài)識(shí)別法9.2.5接口信號(hào)法9.2.6試探交換法設(shè)備故障診斷及維修9.2 故障診斷方法設(shè)備故障診斷及維修9.3 控制系統(tǒng)故障診斷常見(jiàn)控制系統(tǒng)故障數(shù)控裝置控制系統(tǒng)故障主要利用自診斷功能報(bào)警號(hào)，計(jì)算機(jī)各板的信息狀態(tài)指示燈、各關(guān)鍵測(cè)試點(diǎn)的波形、電壓值，各有關(guān)電位器的調(diào)整，各短路銷的設(shè)定，專用診斷元件，并參考控制系統(tǒng)維修手冊(cè)、電氣圖冊(cè)等加以排除?？刂葡到y(tǒng)部分的常見(jiàn)故障如下：設(shè)備故障診斷及維修9.3 控制系統(tǒng)故障診斷設(shè)備故障診斷及維修9.2.1觀察檢查法

31、一般檢查方法和步驟如下1.直觀檢查2.預(yù)檢查3.電源檢查4.接地檢查與插頭、連接電纜檢查5.機(jī)床數(shù)據(jù)檢查設(shè)備故障診斷及維修9.2.1觀察檢查法設(shè)備故障診斷及維修9.2.2功能程序測(cè)試法功能程序測(cè)試法是將所修數(shù)控系統(tǒng)的G、M、S、T、F功能的全部使用指令編成一試驗(yàn)程序，并穿成紙帶或存儲(chǔ)在軟盤上。在故障診斷時(shí)運(yùn)行這個(gè)程序，可快速判定哪個(gè)功能不良或喪失。功能程序測(cè)試法常應(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)故障時(shí)；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，還是系統(tǒng)穩(wěn)定性不好。如不能可靠地執(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；

32、3)閑置時(shí)間較長(zhǎng)的數(shù)控機(jī)床在投入使用，或?qū)?shù)控機(jī)床進(jìn)行定期檢修時(shí)。 設(shè)備故障診斷及維修9.2.2功能程序測(cè)試法功能程序測(cè)試法是將所修數(shù)控系統(tǒng)的G圖95 功能程序測(cè)試流程圖 設(shè)備故障診斷及維修圖95 功能程序測(cè)試流程圖 設(shè)備故障診斷及維修9.2.3 PLC程序法PLC程序法在診斷、控制和剖析數(shù)控系統(tǒng)PLC部分故障時(shí)，應(yīng)用十分廣泛。現(xiàn)以西門子SINUMERIK850系統(tǒng)為例，說(shuō)明如何應(yīng)用PLC程序法排除和維修PLC方面的故障。SINUMERIK850系統(tǒng)一般有兩種報(bào)警，即NC報(bào)警和PLC報(bào)警。其中，NC報(bào)警是由西門子公司設(shè)置的，其具體的診斷和處理方法，詳見(jiàn)西門子專用報(bào)警說(shuō)明。而PLC報(bào)警則是由用戶

33、設(shè)置的機(jī)床報(bào)警，它是機(jī)床制造廠根據(jù)機(jī)床的電器控制特點(diǎn)，結(jié)合PLC程序的邏輯關(guān)系，將一些能夠反映機(jī)床接口電器控制的故障或操作信息，以特定的報(bào)警號(hào)或文字在CRT上顯示出來(lái)。PLC程序法就是針對(duì)此類報(bào)警提示對(duì)故障進(jìn)行分析處理的。 設(shè)備故障診斷及維修9.2.3 PLC程序法PLC程序法在診斷、控制和剖析數(shù)控一般用PLC程序法處理故障分以下6個(gè)步驟：步驟1：按PLC報(bào)警號(hào)查閱機(jī)床廠提供的排故手冊(cè)，以找到相應(yīng)的“PLC程序模塊號(hào)”(如PB、FB、SB等)和相應(yīng)的報(bào)警點(diǎn)(如輸入點(diǎn)、輸出點(diǎn)、標(biāo)志位、計(jì)時(shí)器等)。這里所謂的“報(bào)警點(diǎn)”并不一定是故障點(diǎn)，也可能是指某標(biāo)志位，其報(bào)警是受上位邏輯運(yùn)算結(jié)果的影響，而不是直

34、接的故障報(bào)警點(diǎn)。步驟2：按查到的“模塊號(hào)”或“報(bào)警點(diǎn)”查找機(jī)床廠提供的PLC程序，找到所有有關(guān)的程序段(SEGMENT)及所有影響“報(bào)警點(diǎn)”信號(hào)狀態(tài)的編序塊(BLOCK)。步驟3：對(duì)上述BLOCK進(jìn)行信號(hào)邏輯狀態(tài)分析，力求確定各BLOCK中操作數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)狀態(tài)。步驟4：進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)診斷。通過(guò)操作選擇“診斷”功能(按DIAGNOSIS軟件或通過(guò)PG675編程器的在線測(cè)試)，即可實(shí)時(shí)讀出所需操作數(shù)的信號(hào)狀態(tài)。然后，將實(shí)時(shí)狀態(tài)與標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)進(jìn)行比較，若有不同點(diǎn)，則該點(diǎn)即是所要搜尋的故障點(diǎn)。步驟5：按電氣圖查找故障點(diǎn)對(duì)應(yīng)的故障元件(可用BW4040EX等在線測(cè)試儀)，并查詢?cè)陉P(guān)廠商提供的資料說(shuō)明。步驟6：

35、調(diào)整或更換元器件，排除故障。設(shè)備故障診斷及維修一般用PLC程序法處理故障分以下6個(gè)步驟：設(shè)備故障診斷及維修對(duì)于機(jī)床報(bào)警的處理，其方法是多種多樣的，具體采用何種方法，可視實(shí)際報(bào)警特征而定。與傳統(tǒng)電路圖法相比較，PLC程序法的適應(yīng)性更廣泛。傳統(tǒng)電路圖法只能局限于直接報(bào)警的PLC報(bào)警處理，而PLC程序法不僅能處理直接報(bào)警點(diǎn)，而且更適用于間接報(bào)警點(diǎn)的報(bào)警處理。因此，結(jié)合這種方法，即可實(shí)現(xiàn)機(jī)床報(bào)警的全面處理。同時(shí)，由于PLC程序是機(jī)床廠根據(jù)機(jī)床電氣控制部分的特點(diǎn)而編制設(shè)計(jì)的，它等效于傳統(tǒng)的繼電器邏輯控制系統(tǒng)，所以，PLC程序的邏輯分析過(guò)程，是完全符合機(jī)床設(shè)計(jì)和控制原理的。并且，此方法簡(jiǎn)單易學(xué)，便于維修人

36、員掌握運(yùn)用。此外，PLC程序法遵循一定的執(zhí)行步序，整個(gè)診斷流程的實(shí)現(xiàn)保證了故障定位的準(zhǔn)確性和時(shí)效性。因此，正確運(yùn)用PLC程序法，可以大大縮短機(jī)床的故障停機(jī)時(shí)間。 設(shè)備故障診斷及維修對(duì)于機(jī)床報(bào)警的處理，其方法是多種多樣的，具體采用何種方法，可9.2.4 修改狀態(tài)識(shí)別法早期生產(chǎn)的數(shù)控系統(tǒng)在使用中為彌補(bǔ)不足而修改其軟、硬件，可能引起“狀態(tài)”故障。此時(shí)，應(yīng)及時(shí)了解和掌握NC(包括PLC)方面的最新維修資料，以便在出現(xiàn)故障后獲取故障提示，從而盡快確定故障源。設(shè)備故障診斷及維修9.2.4 修改狀態(tài)識(shí)別法設(shè)備故障診斷及維修9.2.5接口信號(hào)法當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，由于數(shù)控機(jī)床各個(gè)控制部分大多采用半閉環(huán)或閉環(huán)

37、控制方法，其控制鏈回路中的每一個(gè)環(huán)節(jié)都代表一個(gè)控制部分。各環(huán)節(jié)之間又是通過(guò)IO接口互為控制。如果利用接口部分輸入、輸出信號(hào)的變化狀況加以分析，一般可找出故障出現(xiàn)的控制環(huán)節(jié)，從而迅速排除非故障區(qū)域，以達(dá)到縮小故障源診斷范圍的目的。 設(shè)備故障診斷及維修9.2.5接口信號(hào)法設(shè)備故障診斷及維修9.2.6試探交換法 這是一種在一定條件下采用的方法。當(dāng)經(jīng)過(guò)努力仍不能確定故障源在哪塊電路板時(shí)，采用試探交換法是行之有效的。具體來(lái)說(shuō)，就是將懷疑目標(biāo)用備用板進(jìn)行更換，或用機(jī)床上相同的板進(jìn)行互換。然后啟動(dòng)機(jī)床，觀察故障現(xiàn)象是否消失或轉(zhuǎn)移，以確定故障的具體位置。如果故障現(xiàn)象仍然存在，說(shuō)明故障與所更換的電路板無(wú)關(guān)；若故

38、障消失或轉(zhuǎn)移，則說(shuō)明更換之板正是故障板。設(shè)備故障診斷及維修9.2.6試探交換法設(shè)備故障診斷及維修采用此法之前要認(rèn)定： 1)故障在該板的可能性最大，用其他方法難以確定其好壞，做到有的放矢，而不能盲目換板； 2)數(shù)控系統(tǒng)各種電源正常，負(fù)載不短路，若將舊板拔下，不經(jīng)檢查和判斷就輕易地?fù)Q上新板，有可能造成新板的損壞。 采用此法時(shí)還要注意： 1)若非對(duì)系統(tǒng)十分了解，有相當(dāng)?shù)陌盐眨话悴灰p易更換CPU板及存儲(chǔ)器板，否則有可能造成程序和機(jī)床參數(shù)的丟失，造成故障的擴(kuò)大； 2)若是EPROM板或板上有EPROM芯片，請(qǐng)注意存儲(chǔ)器芯片上貼的軟件版本標(biāo)簽是否與原板完全一致，若不一致，則不能更換；3)有些板是通用的

39、，要根據(jù)機(jī)床的具體情況及使用位置進(jìn)行設(shè)定。因此要注意板上撥動(dòng)開(kāi)關(guān)的位置是否與原板一致，短路棒的設(shè)置是否與原板相同。 試探交換法一般是行之有效的，是一種常用的故障診斷方法。但要小心謹(jǐn)慎地進(jìn)行，否則，達(dá)不到預(yù)期的目的，反而使故障復(fù)雜化，也可能損壞備用板或引起嚴(yán)重后果。 設(shè)備故障診斷及維修采用此法之前要認(rèn)定：設(shè)備故障診斷及維修9.3 控制系統(tǒng)故障診斷常見(jiàn)控制系統(tǒng)故障數(shù)控裝置控制系統(tǒng)故障主要利用自診斷功能報(bào)警號(hào)，計(jì)算機(jī)各板的信息狀態(tài)指示燈、各關(guān)鍵測(cè)試點(diǎn)的波形、電壓值，各有關(guān)電位器的調(diào)整，各短路銷的設(shè)定，專用診斷元件，并參考控制系統(tǒng)維修手冊(cè)、電氣圖冊(cè)等加以排除?？刂葡到y(tǒng)部分的常見(jiàn)故障如下： 設(shè)備故障診斷

40、及維修9.3 控制系統(tǒng)故障診斷設(shè)備故障診斷及維修設(shè)備故障診斷及維修設(shè)備故障診斷及維修設(shè)備故障診斷及維修設(shè)備故障診斷及維修1.電池報(bào)警故障 當(dāng)數(shù)控機(jī)床斷電時(shí)，為保存好機(jī)床控制系統(tǒng)的機(jī)床參數(shù)及加工程序，需靠后備電池予以支持。這些電池到了使用壽命其電壓低于允許值時(shí)，就產(chǎn)生電池故障報(bào)警。當(dāng)報(bào)警燈亮?xí)r，應(yīng)及時(shí)予以更換，否則，機(jī)床參數(shù)就容易丟失。因?yàn)閾Q電池容易丟失機(jī)床參數(shù)，因此應(yīng)該在機(jī)床通電時(shí)更換電池，以保證系統(tǒng)能正常地工作。 設(shè)備故障診斷及維修1.電池報(bào)警故障設(shè)備故障診斷及維修 2.鍵盤故障 在用鍵盤輸入程序時(shí)，若發(fā)現(xiàn)有關(guān)字符不能輸入、不能消除、程序不能復(fù)位或顯示屏不能變換頁(yè)面等故障，應(yīng)首先考慮有關(guān)按鍵

41、是否接觸不好，予以修復(fù)或更換。若不見(jiàn)成效或者所用按鍵都不起作用，可進(jìn)一步檢查該部分的接口電路、系統(tǒng)控制軟件及電纜連接狀況等。 設(shè)備故障診斷及維修 2.鍵盤故障設(shè)備故障診斷及維修3.熔絲故障 控制系統(tǒng)內(nèi)熔絲燒斷故障，多出現(xiàn)于對(duì)數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量時(shí)的誤操作，或由于機(jī)床發(fā)生了撞車等意外事故。因此，維修人員要熟悉各熔絲的保護(hù)范圍，以便發(fā)生問(wèn)題時(shí)能及時(shí)查出并予以更換。 設(shè)備故障診斷及維修3.熔絲故障 設(shè)備故障診斷及維修4.刀位參數(shù)的更改 FANUCl0T系統(tǒng)控制的F12數(shù)控車床帶有兩個(gè)換刀臺(tái)，在加工過(guò)程中，由于機(jī)床的突然斷電或因意外操作了急停按鈕，使機(jī)床刀具的實(shí)際位置與計(jì)算機(jī)內(nèi)存的刀位號(hào)不符，如果操作者不

42、注意，往往會(huì)發(fā)生撞車或打刀廢活等事故。因此，一旦發(fā)現(xiàn)刀位不對(duì)時(shí)，應(yīng)及時(shí)核對(duì)控制系統(tǒng)內(nèi)存刀位號(hào)與實(shí)際刀臺(tái)位置是否相符，若不符，應(yīng)參閱說(shuō)明書介紹的方法，及時(shí)將控制系統(tǒng)內(nèi)存中的刀位號(hào)改為與刀臺(tái)位置一致。設(shè)備故障診斷及維修4.刀位參數(shù)的更改設(shè)備故障診斷及維修5.控制系統(tǒng)的“NOTREADY(沒(méi)準(zhǔn)備好)”故障 1)應(yīng)首先檢查CRT顯示面板上是否有其他故障指示燈亮及故障信息提示，若有問(wèn)題應(yīng)按故障信息目錄的提示去解決。 2)檢查伺服系統(tǒng)電源裝置是否有熔絲斷、斷路器跳閘等問(wèn)題，若合閘或更換了熔絲后斷路器再跳閘，應(yīng)檢查電源部分是否有問(wèn)題；檢查是否有電動(dòng)機(jī)過(guò)熱，大功率晶體管組件過(guò)電流等故障而使計(jì)算機(jī)監(jiān)控電路起作用

43、；檢查控制系統(tǒng)各板是否有故障燈顯示。 3)檢查控制系統(tǒng)所需各交流電源、直流電源的電壓值是否正常。若電壓不正常也可造成邏輯混亂而產(chǎn)生“NOTREADY故障。 設(shè)備故障診斷及維修5.控制系統(tǒng)的“NOTREADY(沒(méi)準(zhǔn)備好)”故障設(shè)備故障診6.機(jī)床參數(shù)的修改 對(duì)每臺(tái)數(shù)控機(jī)床都要充分了解并掌握各機(jī)床參數(shù)的含義及功能，它除能幫助操作者很好地了解該機(jī)床的性能外，有的還有利于提高機(jī)床的工作效率或用于排除故障。 例如西門子7ME系統(tǒng)控制的FP5C加工中心，隨著溫度及使用狀況的變化，可能會(huì)使伺服系統(tǒng)的漂移值超過(guò)給定的允許值，使機(jī)床不能工作并產(chǎn)生報(bào)警。如果及時(shí)對(duì)控制系統(tǒng)的TEl6參數(shù)值，作適當(dāng)更改并進(jìn)行手動(dòng)補(bǔ)償即

44、可排除故障。再如，該機(jī)床有時(shí)出現(xiàn)進(jìn)給軸時(shí)走時(shí)停等現(xiàn)象，這是由于行程開(kāi)關(guān)接觸電阻過(guò)大，使有關(guān)信號(hào)沒(méi)能及時(shí)發(fā)出。若不屬上述原因，可通過(guò)對(duì)有關(guān)軸位置測(cè)量回路的測(cè)量，使感應(yīng)同步器產(chǎn)生的正弦信號(hào)與DEST信號(hào)的相位對(duì)齊，并對(duì)TE7參數(shù)進(jìn)行必要的修改使故障排除。 近年來(lái)數(shù)控機(jī)床的軟件功能比較豐富，通過(guò)對(duì)有關(guān)參數(shù)的更改可擴(kuò)展機(jī)床的功能、提高各軸的進(jìn)給率及主軸轉(zhuǎn)速的上限值、在循環(huán)加工中縮短退刀的空行程距離等，從而達(dá)到提高工作效率的目的。 設(shè)備故障診斷及維修6.機(jī)床參數(shù)的修改設(shè)備故障診斷及維修7機(jī)床軟超程故障的排除 FANUCl0系統(tǒng)控制的F12數(shù)控車床， 由于編程或操作失誤而發(fā)生OT001OT006等軟超程故

45、障，有時(shí)以超程的反方向運(yùn)動(dòng)可以解除。若上述方法無(wú)效時(shí)，可按如下辦法解除： 同時(shí)按壓“”和“”鍵起動(dòng)電源；CRT上顯示IPL方式及如下內(nèi)容：1 CUMP MEMORY23 CLEAR FILE4 SETTING56 END IPL 鍵人“4”、“INPUT”以選擇“SETTING”； 鍵人“N之后，顯示“CHECKSOFT AT POWERON?”； 第項(xiàng)再次顯示之后，鍵人“6”、“INPUT”則改變IPL方式，故障自然消除。設(shè)備故障診斷及維修7機(jī)床軟超程故障的排除設(shè)備故障診斷及維修當(dāng)然，控制系統(tǒng)部分的故障現(xiàn)象遠(yuǎn)不止這些。如CRT顯示裝置的亮度不夠、幀不同步，無(wú)顯示；光電閱讀機(jī)的故障；輸入、輸出

46、打印機(jī)故障；機(jī)床參數(shù)的全消除方法；數(shù)控裝置的初始化方法；備板的更換方法及注意事項(xiàng)等因系統(tǒng)的不同，其方法也有所不同。這就需要根據(jù)具體情況，參考有關(guān)維修資料及個(gè)人工作經(jīng)驗(yàn)予以解決。 設(shè)備故障診斷及維修當(dāng)然，控制系統(tǒng)部分的故障現(xiàn)象遠(yuǎn)不止這些。如CRT顯示裝置的亮9.4 伺服系統(tǒng)故障診斷 9.4.1常見(jiàn)伺服系統(tǒng)故障及診斷 伺服系統(tǒng)故障可利用CNC控制系統(tǒng)自診斷的報(bào)警號(hào)，CNC控制系統(tǒng)及伺服放大驅(qū)動(dòng)板上的各信息狀態(tài)指示燈、故障報(bào)警指示燈，參閱有關(guān)維修說(shuō)明書上介紹的關(guān)鍵測(cè)試點(diǎn)的波形、電壓值，CNC控制系統(tǒng)、伺服放大板上有關(guān)參數(shù)的設(shè)定、短路銷的設(shè)置及相關(guān)電位器的調(diào)整，功能兼容板或備板的替換等方式來(lái)解決。比較

47、常見(jiàn)的故障有：設(shè)備故障診斷及維修9.4 伺服系統(tǒng)故障診斷設(shè)備故障診斷及維修設(shè)備故障診斷及維修設(shè)備故障診斷及維修1.伺服超差 所謂伺服超差，即機(jī)床的實(shí)際進(jìn)給值與指令值之差超過(guò)限定的允許值。對(duì)于此類問(wèn)題應(yīng)作如下檢查：1)檢查CNC控制系統(tǒng)與驅(qū)動(dòng)放大模塊之間，CNC控制系統(tǒng)與位置檢測(cè)器之間，驅(qū)動(dòng)放大器與伺服電動(dòng)機(jī)之間的連線是否正確、可靠； 2)檢查位置檢測(cè)器的信號(hào)及相關(guān)的DA轉(zhuǎn)換電路是否有問(wèn)題； 3)檢查驅(qū)動(dòng)放大器輸出電壓是否有問(wèn)題，若有問(wèn)題，應(yīng)予以修理或更換； 4)檢查電動(dòng)機(jī)軸與傳動(dòng)機(jī)械間是否配合良好，是否有松動(dòng)或間隙存在； 5)檢查位置環(huán)增益是否符合要求。若不符合要求，對(duì)有關(guān)的電位器應(yīng)予以調(diào)整。

48、設(shè)備故障診斷及維修1.伺服超差設(shè)備故障診斷及維修2.機(jī)床停止時(shí)，有關(guān)進(jìn)給軸振動(dòng) 1)檢查高頻脈動(dòng)信號(hào)并觀察其波形及振幅，若不符合要求應(yīng)調(diào)節(jié)有關(guān)電位器，如三菱TR23伺服系統(tǒng)中的VRll電位器； 2)檢查伺服放大器速度環(huán)的補(bǔ)償功能。若不合適，應(yīng)調(diào)節(jié)補(bǔ)償用電位器，如三菱TR23伺服系統(tǒng)中的VR3電位器，一般順時(shí)針調(diào)節(jié)響應(yīng)快，穩(wěn)定性差易振動(dòng)，逆時(shí)針調(diào)節(jié)響應(yīng)差，穩(wěn)定性好； 3)檢查位置檢測(cè)用編碼盤的軸、聯(lián)軸節(jié)、齒輪系是否嚙合良好，有無(wú)松動(dòng)現(xiàn)象，若有問(wèn)題應(yīng)予以修復(fù)；設(shè)備故障診斷及維修2.機(jī)床停止時(shí)，有關(guān)進(jìn)給軸振動(dòng)設(shè)備故障診斷及維修3.機(jī)床運(yùn)行時(shí)聲音不好，有擺動(dòng)現(xiàn)象 1)首先檢查測(cè)速發(fā)電機(jī)換向器表面是否光

49、滑、清潔，電刷與換向器間是否接觸良好，因?yàn)閱?wèn)題往往多出現(xiàn)在這里，若有問(wèn)題應(yīng)及時(shí)進(jìn)行清理或修整； 2)檢查伺服放大部分速度環(huán)的功能，若不合適應(yīng)予以調(diào)整，如三菱TR23系統(tǒng)的VR3電位器； 3)檢查伺服放大器位置環(huán)的增益，若有問(wèn)題應(yīng)調(diào)節(jié)有關(guān)電位器，如三菱TR23系統(tǒng)的VR2； 4)檢查位置檢測(cè)器與聯(lián)軸節(jié)間的裝配是否有松動(dòng)；5)檢查由位置檢測(cè)器來(lái)的反饋信號(hào)的波形及DA轉(zhuǎn)換后的波形幅度。若有問(wèn)題，應(yīng)進(jìn)行修理或更換。設(shè)備故障診斷及維修3.機(jī)床運(yùn)行時(shí)聲音不好，有擺動(dòng)現(xiàn)象設(shè)備故障診斷及維修4.飛車現(xiàn)象(即通常所說(shuō)的失控) 1)位置傳感器或速度傳感器的信號(hào)反相或者是電樞線接反了，即整個(gè)系統(tǒng)不是負(fù)反饋而變成正反

50、饋了； 2)速度指令給的不正確；3)位置傳感器或速度傳感器的反饋信號(hào)沒(méi)有接或者是有接線斷開(kāi)情況；4)CNC控制系統(tǒng)或伺服控制板有故障；5)電源板有故障而引起的邏輯混亂。 設(shè)備故障診斷及維修4.飛車現(xiàn)象(即通常所說(shuō)的失控)設(shè)備故障診斷及維修5.所有的軸均不運(yùn)動(dòng) 1)用戶的保護(hù)性鎖緊如急停按鈕、制動(dòng)裝置等沒(méi)有釋放，或有關(guān)運(yùn)動(dòng)的相應(yīng)開(kāi)關(guān)位置不正確； 2)主電源熔絲斷； 3)由于過(guò)載保護(hù)用斷路器動(dòng)作或監(jiān)控用繼電器的觸點(diǎn)未接觸好，正常開(kāi)狀態(tài)而使伺服放大部分信號(hào)沒(méi)有發(fā)出。 設(shè)備故障診斷及維修5.所有的軸均不運(yùn)動(dòng)設(shè)備故障診斷及維修6.電動(dòng)機(jī)過(guò)熱 1)滑板運(yùn)行時(shí)其摩擦力或阻力太大； 2)熱保護(hù)繼電器脫扣，電流

51、設(shè)定錯(cuò)誤； 3)勵(lì)磁電流太低或永磁式電動(dòng)機(jī)失磁時(shí)，為獲得所需力矩也可引起電樞電流增高而使電動(dòng)機(jī)發(fā)熱； 4)切削條件惡劣，刀具的反作用力太大引起電動(dòng)機(jī)電流增高； 5)運(yùn)動(dòng)夾緊、制動(dòng)裝置沒(méi)有充分釋放，使電動(dòng)機(jī)過(guò)載； 6)由于齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的損壞或傳感器有問(wèn)題，所引入的噪聲進(jìn)入伺服系統(tǒng)而引發(fā)的周期性噪聲，可使電動(dòng)機(jī)過(guò)熱； 7)電動(dòng)機(jī)本身內(nèi)部匝間短路而引起的過(guò)熱； 8)帶風(fēng)扇冷卻的電動(dòng)機(jī)，若風(fēng)扇損壞，也可使電動(dòng)機(jī)過(guò)熱。 設(shè)備故障診斷及維修6.電動(dòng)機(jī)過(guò)熱 設(shè)備故障診斷及維修7.機(jī)床定位精度不準(zhǔn) 1)滑板運(yùn)行時(shí)的阻力太大； 2)位置環(huán)的增益或速度環(huán)的低頻增益太低； 3)機(jī)械傳動(dòng)部分有反向間隙； 4)位置環(huán)或

52、速度環(huán)的零點(diǎn)平衡調(diào)整不合理； 5)由于接地、屏蔽不好或電纜布線不合理，而使速度指令信號(hào)滲入噪聲干擾和偏移。設(shè)備故障診斷及維修7.機(jī)床定位精度不準(zhǔn) 設(shè)備故障診斷及維修8.零件加工表面粗糙1)首先檢查測(cè)速發(fā)電機(jī)換向器的表面光滑狀況以及電刷的磨合狀況，若有問(wèn)題，應(yīng)修整或更換；2)檢查高頻脈沖波形的振幅、頻率及濾波形狀是否符合要求，若不合適應(yīng)予調(diào)整；3)檢查切削條件是否合理，刀尖是否損壞，若有問(wèn)題需改變加工狀態(tài)或更換刀具；4)檢查機(jī)械傳動(dòng)部分的反向間隙，若不合適應(yīng)調(diào)整或進(jìn)行軟件上的反向間隙補(bǔ)償；5)檢查位置檢測(cè)信號(hào)的振幅是否合適并進(jìn)行必要的調(diào)整；6)檢查機(jī)床的振動(dòng)狀況，如機(jī)床水平狀態(tài)是否符合要求，機(jī)床

53、的地基是否有振動(dòng)，主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)機(jī)床是否振動(dòng)等。 設(shè)備故障診斷及維修8.零件加工表面粗糙設(shè)備故障診斷及維修9.4.2主軸伺服系統(tǒng)故障及診斷主軸伺服系統(tǒng)分直流和交流兩種。20世紀(jì)80年代后期的數(shù)控機(jī)床，大多采用交流主軸伺服系統(tǒng)，而在此之前都用直流主軸伺服系統(tǒng)?，F(xiàn)以FANUC公司生產(chǎn)的主軸伺服系統(tǒng)為例，介紹其故障及診斷。設(shè)備故障診斷及維修9.4.2主軸伺服系統(tǒng)故障及診斷設(shè)備故障診斷及維修2、PWM速度控制系統(tǒng)脈寬調(diào)速的原理是利用脈寬調(diào)制器對(duì)大功率晶體管開(kāi)關(guān)放大器的開(kāi)關(guān)時(shí)間進(jìn)行控制，將直流電壓轉(zhuǎn)換成某種頻率的方波電壓，加在直流伺服電動(dòng)機(jī)的電樞兩端。通過(guò)對(duì)方波脈沖寬度的控制，改變電樞的平均電壓，從而達(dá)到調(diào)

54、節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的目的.PWM速度控制系統(tǒng)的核心是晶體管脈寬放大器設(shè)備故障診斷及維修2、PWM速度控制系統(tǒng)設(shè)備故障診斷及維修數(shù)控系統(tǒng)中的CPU發(fā)出的信號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)值積分器DDA(即為插補(bǔ)器)輸出一系列的均勻脈沖,然后經(jīng)過(guò)指令倍率器CRM之后,與位置反饋脈沖比較之后的差值,送到誤差寄存器ER,隨后與位置增益(G),偏移量補(bǔ)償(D)運(yùn)算之后送到脈寬調(diào)制器進(jìn)行脈寬調(diào)制。被調(diào)制的脈沖經(jīng)D/A變換器轉(zhuǎn)換成模擬電壓，作為速度控制單元（V）的控制指令VCMD。電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)后，由檢測(cè)元件-脈沖編碼器（PC）發(fā)出的脈沖，經(jīng)斷線檢查器（BL）確認(rèn)無(wú)信號(hào)斷線之后，送到鑒相器（DG），用以確定電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。從鑒相器再分二路

55、輸出，一路經(jīng)F/V變換器，將脈沖變換成電壓（TSA），送速度控制單元，并與VCMD指令進(jìn)行比較，從而完成速度環(huán)控制。另一路輸出到檢測(cè)倍率器（DMR），經(jīng)倍率后送到比較器完成位置環(huán)控制。設(shè)置CMR和DMR的目的，是為了使指令的每個(gè)脈沖的移動(dòng)量和實(shí)際的每個(gè)脈沖量一致，從而使控制系統(tǒng)適合各種絲杠螺距的場(chǎng)合。CPUDDACMRCPUPWMD/AVMDMRVCMDDGTSAF/VBLPCGDPWM型直流伺服系統(tǒng)設(shè)備故障診斷及維修數(shù)控系統(tǒng)中的CPU發(fā)出的信號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)值積分器DDA(即為插補(bǔ)器1.FANUC公司直流主軸伺服系統(tǒng)故障及診斷(1)主軸不轉(zhuǎn) 引起這一故障的原因有：印制電路板太臟；觸發(fā)脈沖電路故障，不

56、產(chǎn)生脈沖；主軸電動(dòng)機(jī)動(dòng)力線斷線或主軸控制單元的連接不良；高低擋齒輪切換離合器切換不正常；機(jī)床負(fù)載太大；機(jī)床未給出主軸旋轉(zhuǎn)信號(hào)。 設(shè)備故障診斷及維修1.FANUC公司直流主軸伺服系統(tǒng)故障及診斷設(shè)備故障診斷及維(2)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速異?；蜣D(zhuǎn)速不穩(wěn)定 造成此故障的原因有：DA(數(shù)模)變換器故障；測(cè)速發(fā)電機(jī)故障；速度指令錯(cuò)誤；電動(dòng)機(jī)不良(包括勵(lì)磁損失)；過(guò)負(fù)荷；印制電路板不良。(3)主軸電動(dòng)機(jī)振動(dòng)或噪聲太大 這類故障的起因有：電源缺相或電源電壓不正常；控制單元上的電源頻率開(kāi)關(guān)(5060Hz切換)設(shè)定錯(cuò)誤；伺服單元上的增益電路和顫抖電路調(diào)整不好；電流反饋電路調(diào)整不好；三相輸入的相序不對(duì)；電動(dòng)機(jī)軸承故障；主軸齒

57、輪嚙合不好或主軸負(fù)荷太大。 設(shè)備故障診斷及維修(2)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速異?；蜣D(zhuǎn)速不穩(wěn)定 造成此故障的原因有：D (4)發(fā)生過(guò)流報(bào)警 發(fā)生過(guò)流的可能原因有：電流極限設(shè)定錯(cuò)誤；同步脈沖紊亂；主軸電動(dòng)機(jī)電樞線圈內(nèi)部短路；十15V電源異常。 (5)速度偏差過(guò)大 其原因：負(fù)荷太大；電流零信號(hào)沒(méi)有輸出；主軸被制動(dòng)。 (6)熔絲燒斷 其原因有：印制電路板不良(LEDl燈亮)；電動(dòng)機(jī)不良；發(fā)電機(jī)不良(LEDl燈亮)；輸入電源反相(LED3燈亮)；輸入電源缺相。 (7)熱繼電器跳閘 這時(shí)LED4燈亮，表示過(guò)負(fù)荷。 (8)電動(dòng)機(jī)過(guò)熱 這時(shí)LED4燈亮，表示過(guò)載。 (9)過(guò)電壓吸收器燒壞 這是由于外加電壓過(guò)高或干擾。 (1

58、0)運(yùn)轉(zhuǎn)停止 這時(shí)LED5燈亮，表示電源電壓過(guò)低，控制電源混亂。 (11)這時(shí)LED2燈亮，表示勵(lì)磁喪失。 設(shè)備故障診斷及維修 (4)發(fā)生過(guò)流報(bào)警 發(fā)生過(guò)流的可能原因有：電 (12)速度達(dá)不到高轉(zhuǎn)速 其原因是：勵(lì)磁電流太大；勵(lì)磁控制回路不動(dòng)作；晶閘管整流部分太臟造成絕緣降低。 (13)主軸在加減速時(shí)工作不正常 造成此故障的原因有下述幾種：減速極限電路調(diào)整不當(dāng)；電流反饋回路不良；加減速回路時(shí)間常數(shù)設(shè)定和負(fù)載慣量不匹配；皮帶聯(lián)接不良。 (14)電動(dòng)機(jī)電刷磨損嚴(yán)重或電刷上有火花痕跡或電刷滑動(dòng)面上有深溝 造成此故障的原因有過(guò)負(fù)荷；換向器表面太臟或有傷痕；電刷上粘有多量的切削液；驅(qū)動(dòng)回路給定不正確。設(shè)備

59、故障診斷及維修 (12)速度達(dá)不到高轉(zhuǎn)速 其原因是：勵(lì)磁電流太大2.FANUC公司交流主軸伺服系統(tǒng)故障及診斷在伺服單元的中間偏左處有四個(gè)發(fā)光二極管，它們從右至左排列分別代表十六進(jìn)制1、2、4、8。表9-1列出了相應(yīng)的故障及其分類。 故障診斷與處理如下：報(bào)警1：表示電動(dòng)機(jī)過(guò)熱。其可能的原因是電動(dòng)機(jī)超載或電動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)太臟或風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)斷線等不良故障。設(shè)備故障診斷及維修2.FANUC公司交流主軸伺服系統(tǒng)故障及診斷設(shè)備故障診斷及維報(bào)警2：表示電動(dòng)機(jī)速度偏離指令值。其可能的原因是：電動(dòng)機(jī)過(guò)載；轉(zhuǎn)矩極限設(shè)定?。还β示w管損壞；再生放電回路中熔絲熔斷，這時(shí)需降低加減速頻率；速度反饋信號(hào)不對(duì)，此時(shí)用示波器檢

60、查CH7和CH8的波形并調(diào)整RVl8和RVl9，使波形的占空比為1：1；連接斷線或接觸不良。報(bào)警3：如果此時(shí)還發(fā)生直流回路上的F7熔絲燒毀，其故障原因是大功率晶體管模塊壞了。此時(shí)可用機(jī)械式萬(wàn)用表檢查，如果晶體管模塊CE間、CB間、BE間不是幾百歐姆而是無(wú)窮大或短路，則說(shuō)明該模塊已損壞。 設(shè)備故障診斷及維修報(bào)警2：表示電動(dòng)機(jī)速度偏離指令值。其可能的原因是：電動(dòng)機(jī)過(guò)報(bào)警4：它表示交流輸入電路的熔絲F1、F2、F3熔斷。其原因是：交流電源側(cè)的阻抗太高，如自耦變壓器串聯(lián)在系統(tǒng)中；晶體管模塊損壞；二極管模塊或晶閘管模塊損壞；交流電源輸入端的浪涌吸收器或電容損壞；印制電路板損壞。報(bào)警5：表示印制電路板上A