數(shù)控機(jī)床是一種技術(shù)含量很高的機(jī)、電、儀一體化的高效的自動(dòng)化機(jī)床个绍，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)浪汪、伺服驅(qū)動(dòng)巴柿、精密測(cè)量和精密機(jī)械等各個(gè)領(lǐng)域的新的技術(shù)成果，是一門(mén)新興的工業(yè)控制技術(shù)书吗。不同的數(shù)控系統(tǒng)雖然在結(jié)構(gòu)和性能上有所區(qū)別栓属，但在故障診斷上有它的共性，現(xiàn)結(jié)合工作實(shí)際談一下數(shù)控系統(tǒng)故障分析和維修的一般方法女践。

　　數(shù)控系統(tǒng)故障維修通常按照：現(xiàn)場(chǎng)故障的診斷與分析周矢、故障的測(cè)量維修排除、系統(tǒng)的試車(chē)這三大步進(jìn)行萤忘。

　　1蔽掀、數(shù)控機(jī)床故障診斷

　　在故障診斷時(shí)應(yīng)掌握以下原則：

　　1.1先外部后內(nèi)部

　　現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的可靠性越來(lái)越高龄羽，數(shù)控系統(tǒng)本身的故障率越來(lái)越低悔邀，而大部分故障的發(fā)生則是非系統(tǒng)本身原因引起的。由于數(shù)控機(jī)床是集機(jī)械砂姥、液壓删舀、電氣為一體的機(jī)床，其故障的發(fā)生也會(huì)由這三者綜合反映出來(lái)掠记。維修人員應(yīng)先由外向內(nèi)逐一進(jìn)行排查梭狱。盡量避免隨意地啟封拍随、拆卸，否則會(huì)擴(kuò)大故障猾瘸，使機(jī)床喪失精度界赔、降低性能。系統(tǒng)外部的故障主要是由于檢測(cè)開(kāi)關(guān)牵触、液壓元件淮悼、氣動(dòng)元件、電氣執(zhí)行元件揽思、機(jī)械裝置等出現(xiàn)問(wèn)題而引起的袜腥。

　　1.2先機(jī)械后電氣

　　一般來(lái)說(shuō)，機(jī)械故障較易發(fā)覺(jué)钉汗，而數(shù)控系統(tǒng)及電氣故障的診斷難度較大羹令。在故障檢修之前，首先注意排除機(jī)械性的故障损痰。

　　1.3先靜態(tài)后動(dòng)態(tài)

　　先在機(jī)床斷電的靜止?fàn)顟B(tài)福侈，通過(guò)了解、觀察卢未、測(cè)試癌刽、分析，確認(rèn)通電后不會(huì)造成故障擴(kuò)大寥伍、發(fā)生事故后虑治，方可給機(jī)床通電。在運(yùn)行狀態(tài)下撼腹，進(jìn)行動(dòng)態(tài)的觀察瘪棱、檢驗(yàn)和測(cè)試，查找故障瓦腋。而對(duì)通電后會(huì)發(fā)生破壞性故障的窒兼，必須先排除危險(xiǎn)后，方可通電妙旅。

　　1.4先簡(jiǎn)單后復(fù)雜

　　當(dāng)出現(xiàn)多種故障互相交織军裂，一時(shí)無(wú)從下手時(shí)，應(yīng)先解決容易的問(wèn)題战覆，后解決難度較大的問(wèn)題威沙。往往簡(jiǎn)單問(wèn)題解決后，難度大的問(wèn)題也可能變得容易柬乓。

　　2攘活、數(shù)控機(jī)床的故障診斷技術(shù)

　　數(shù)控系統(tǒng)是高技術(shù)密集型產(chǎn)品，要想迅速而正確的查明原因并確定其故障的部位玄呛，要借助于診斷技術(shù)阅懦。隨著微處理器的不斷發(fā)展和二，診斷技術(shù)也由簡(jiǎn)單的診斷朝著多功能的高級(jí)診斷或智能化方向發(fā)展。診斷能力的強(qiáng)弱也是評(píng)價(jià)CNC數(shù)控系統(tǒng)性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)耳胎。目前所使用的各種CNC系統(tǒng)的診斷技術(shù)大致可分為以下幾類：

　　2.1起動(dòng)診斷

　　起動(dòng)診斷是指CNC系統(tǒng)每次從通電開(kāi)始惯吕，系統(tǒng)內(nèi)部診斷程序就自動(dòng)執(zhí)行診斷。診斷的內(nèi)容為系統(tǒng)中最關(guān)鍵的硬件和系統(tǒng)控制軟件怕午，如CPU混埠、存儲(chǔ)器、I／O等單元模塊诗轻，以及MDI／CRT單元钳宪、紙帶閱讀機(jī)、軟盤(pán)單元等裝置或外部設(shè)備扳炬。只有當(dāng)全部項(xiàng)目都確認(rèn)正確無(wú)誤之后吏颖，整個(gè)系統(tǒng)才能進(jìn)入正常運(yùn)行的準(zhǔn)備狀態(tài)。否則恨樟，將在CRT畫(huà)面或發(fā)光二極管用報(bào)警方式指示故障信息综俄。此時(shí)起動(dòng)診斷過(guò)程不能結(jié)束，系統(tǒng)無(wú)法投入運(yùn)行仲寇。

　　2.2在線診斷

　　在線診斷是指通過(guò)CNC系統(tǒng)的內(nèi)裝程序制沦，在系統(tǒng)處于正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)對(duì)CNC系統(tǒng)本身及CNC裝置相連的各個(gè)伺服單元、伺服電機(jī)购具、主軸伺服單元和主軸電動(dòng)機(jī)以及外部設(shè)備等進(jìn)行自動(dòng)診斷榛青、檢查。只要系統(tǒng)不停電惯醇，在線診斷就不會(huì)停止曙惋。

　　在線診斷一般包括自診斷功能的狀態(tài)顯示有上千條，常以二進(jìn)制的0款野、1來(lái)顯示其狀態(tài)妙声。對(duì)正邏輯來(lái)說(shuō)，0表示斷開(kāi)狀態(tài)侮增，1表示接通狀態(tài)年铝，借助狀態(tài)顯示可以判斷出故障發(fā)生的部位。常用的有接口狀態(tài)和內(nèi)部狀態(tài)顯示月腋，如利用I／O接口狀態(tài)顯示蟀架，再結(jié)合PLC梯形圖和強(qiáng)電控制線路圖，用推理法和排除法即可判斷出故障點(diǎn)所在的真正位置罗售。故障信息大都以報(bào)警號(hào)形式出現(xiàn)辜窑。一般可分為以下幾大類：過(guò)熱報(bào)警類钩述；系統(tǒng)報(bào)警類寨躁；存儲(chǔ)報(bào)警類穆碎；編程／設(shè)定類；伺服類职恳；行程開(kāi)關(guān)報(bào)警類所禀；印刷線路板間的連接故障類。

　　2.3離線診斷

　　離線診斷是指數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障后放钦，數(shù)控系統(tǒng)制造廠家或?qū)I(yè)維修中心利用專用的診斷軟件和測(cè)試裝置進(jìn)行停機(jī)（或脫機(jī)）檢查色徘。力求把故障定位到盡可能小的范圍內(nèi)，如縮小到某個(gè)功能模塊操禀、某部分電路褂策，甚至某個(gè)芯片或元件，這種故障定位更為精確颓屑。

　　2.4現(xiàn)代診斷技術(shù)

　　隨著電信技術(shù)的發(fā)展般六，IC和微機(jī)性價(jià)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用到診斷領(lǐng)域饵卸。

　〔弧（1）通信診斷

　　也稱遠(yuǎn)程診斷，即利用電話通訊線把帶故障的CNC系統(tǒng)和專業(yè)維修中心的專用通訊診斷計(jì)算機(jī)通過(guò)連接進(jìn)行測(cè)試診斷驻奇。如西門(mén)子公司在CNC系統(tǒng)診斷中采用了這種診斷功能镐刽，用戶把CNC系統(tǒng)中專用的“通信接口”連接在普通電話線上，而兩門(mén)子公司維修中心的專用通迅診斷計(jì)算機(jī)的“數(shù)據(jù)電話”也連接到電話線路上峰抽，然后由計(jì)算機(jī)向CNC系統(tǒng)發(fā)送診斷程序汪阱，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，隨后將診斷結(jié)論和處理辦法通知用戶榛开。

　　通訊診斷系統(tǒng)還可為用戶作定期的預(yù)防性診斷呛营，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)行檢查逢痕，在維修中心分析診斷數(shù)據(jù)嘲谚，可發(fā)現(xiàn)存在的故障隱患，以便及早采取措施钳枕。當(dāng)然缴渊，這類CNC系統(tǒng)必須具備遠(yuǎn)程診斷接口及聯(lián)網(wǎng)功能。

　∮愠础（2）自修復(fù)系統(tǒng)

　　就是在系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有備用模塊衔沼，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)昔瞧，系統(tǒng)一方面將故障信息顯示在CRT上指蚁，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)使故障脫機(jī)凝化，而接通備用模塊使系統(tǒng)能較快地進(jìn)入正常工作狀態(tài)稍坯。這種方案適用于無(wú)人管理的自動(dòng)化工作場(chǎng)合。

　　需要注意的是：機(jī)床在實(shí)際使用中也有些故障既無(wú)報(bào)警搓劫，現(xiàn)象也不是很明顯瞧哟，對(duì)這種情況，處理起來(lái)就不那樣簡(jiǎn)單了枪向。另外有此設(shè)備出現(xiàn)故障后勤揩，不但無(wú)報(bào)警信息，而且缺乏有關(guān)維修所需的資料糠牍。對(duì)這類故障的診斷處理产掂，必須根據(jù)具體情況仔細(xì)檢查，從現(xiàn)象的微小之處進(jìn)行分析卑我，找出它的真正原因针容。要查清這類故障的原因，首先必須從各種表面現(xiàn)象中找山它的真實(shí)故障現(xiàn)象柴哈，再?gòu)拇_認(rèn)的故障現(xiàn)象中找出發(fā)生的原因补蛋。全面地分析一個(gè)故障現(xiàn)象是決定判斷是否正確的重要因素。在查找故障原因前冶巴，首先必須了解以下情況：故障是在正常工作中出現(xiàn)還是剛開(kāi)機(jī)就出現(xiàn)的为毛；山現(xiàn)的次數(shù)是第一次還是已多次發(fā)生；確認(rèn)機(jī)床加工程序的正確性顺鸯；是否有其他人

　　3芦格、數(shù)控機(jī)床的常見(jiàn)故障排除方法

　　由于數(shù)控機(jī)床故障比較復(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)試尊捞，往往是一個(gè)報(bào)警號(hào)指示出眾多的故障原因俄删，使人難以入手。下面介紹維修人員任生產(chǎn)實(shí)踐中常用的排除故障方法奏路。

　　3.1直觀檢查法

　　直觀檢查法是維修人員根據(jù)對(duì)故障發(fā)生時(shí)的各種光畴椰、聲、味等異掣敕郏現(xiàn)象的觀察斜脂，確定故障范圍，可將故障范圍縮小到一個(gè)模塊或一塊電路板上触机，然后再進(jìn)行排除帚戳。一般包括：

　　A。詢問(wèn)：向故障現(xiàn)場(chǎng)人員仔細(xì)詢問(wèn)故障產(chǎn)生的過(guò)程儡首、故障表象及故障后果等片任；

　　B偏友。目視：總體查看機(jī)床各部分工作狀態(tài)是否處于正常狀態(tài)，各電控裝置有無(wú)報(bào)警指示对供，局部查看有無(wú)保險(xiǎn)燒斷位他，元器件燒焦、開(kāi)裂犁钟、電線電纜脫落填篱，各操作元件位置正確與否等等徙掠；

　　C恃葫。觸摸：在整機(jī)斷電條件下可以通過(guò)觸摸各主要電路板的安裝狀況、各插頭座的插接狀況乌窿、各功率及信號(hào)導(dǎo)線的聯(lián)接狀況以及用手摸并輕搖元器件悉镜，尤其是大體積的阻容、半導(dǎo)體器件有無(wú)松動(dòng)之感庙炮，以此可檢查出一些斷腳后谱、虛焊、接觸不良等故障种司；

　　D刷桐。通電：是指為了檢查有無(wú)冒煙、打火娶得，有無(wú)異常聲音痛只、氣味以及觸摸有無(wú)過(guò)熱電動(dòng)機(jī)和元件存在而通電，一旦發(fā)現(xiàn)立即斷電分析懊湾。如果存在破壞性故障漱竖，必須排除后方可通電。

　　例：一臺(tái)數(shù)控加工中心在運(yùn)行一段時(shí)間后畜伐，CRT顯示器突然出現(xiàn)無(wú)顯示故障馍惹，而機(jī)床還可繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。停機(jī)后再開(kāi)又一切正常玛界。觀察發(fā)現(xiàn)万矾，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，每當(dāng)發(fā)生振動(dòng)時(shí)故障就可能發(fā)生慎框。初步判斷是元件接觸不良勤众。當(dāng)檢查顯示板時(shí)，CRT顯示突然消失鲤脏。檢查發(fā)現(xiàn)有一晶振的兩個(gè)引腳均虛焊松動(dòng)们颜。重新焊接后，故障消除猎醇。

　　3.2初始化復(fù)位法

　　一般情況下窥突，由于瞬時(shí)故障引起的系統(tǒng)報(bào)警，可用硬件復(fù)位或開(kāi)關(guān)系統(tǒng)電源依次來(lái)清除故障。若系統(tǒng)工作存貯區(qū)由于掉電阻问、撥插線路板或電池欠壓造成混亂檩翁，則必須對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化清除，清除前應(yīng)注意作好數(shù)據(jù)拷貝記錄族逻，若初始化后故障仍無(wú)法排除景絮，則進(jìn)行硬件診斷。

　　例：一臺(tái)數(shù)控車(chē)床當(dāng)按下自動(dòng)運(yùn)行鍵崎络，微機(jī)拒不執(zhí)行加工程序说悄，也不顯示故障自檢提示，顯示屏幕處于復(fù)位狀態(tài)（只顯示菜單）颗酷。有時(shí)手動(dòng)合圃、編輯功能正常，檢查用戶程序戏丽、各種參數(shù)完全正確砂猿；有時(shí)因記憶電池失效，更換記憶電池等耙屹，系統(tǒng)顯示某一方向尺寸超量或各方向的尺寸都超最（顯示尺寸超過(guò)機(jī)床實(shí)斤能加工的最大尺寸或超過(guò)系統(tǒng)能夠認(rèn)可的最大尺寸）铲醉。排除方法：采用初始化復(fù)位法使系統(tǒng)清零復(fù)位（一般要用特殊組合健或密碼）。

　　3.3自診斷法

　　數(shù)控系統(tǒng)已具備了較強(qiáng)的自診斷功能抗俄，并能隨時(shí)監(jiān)視數(shù)控系統(tǒng)的硬件和軟件的工作狀態(tài)脆丁。利用自診斷功能，能顯示出系統(tǒng)與主機(jī)之間的接口信息的狀態(tài)橄镜，從而判斷出故障發(fā)生在機(jī)械部分還是數(shù)控部分偎快，并顯示出故障的大體部位（故障代碼）。

　　A洽胶。硬件報(bào)警指示：是指包括數(shù)控系統(tǒng)晒夹、伺服系統(tǒng)在內(nèi)的各電氣裝置上的各種狀態(tài)和故障指示燈，結(jié)合指示燈狀態(tài)和相應(yīng)的功能說(shuō)明便可獲知指示內(nèi)容及故障原因與排除方法姊氓；

　　B丐怯。軟件報(bào)警指示：系統(tǒng)軟件、PLC程序與加工程序中的故障通常都設(shè)有報(bào)警顯示翔横，依據(jù)顯示的報(bào)警號(hào)對(duì)照相應(yīng)的診斷說(shuō)明手冊(cè)便可獲知可能的故障原因及排除方法读跷。

　　3.4功能程序測(cè)試法

　　功能程序測(cè)試法是將數(shù)控系統(tǒng)的G、M禾唁、S效览、T、F功能用編程法編成一個(gè)功能試驗(yàn)程序穗狞，并存儲(chǔ)在相應(yīng)的介質(zhì)上踱封，如紙帶和磁帶等客净。在故障診斷時(shí)運(yùn)行這個(gè)程序，可快速判定故障發(fā)生的可能起因脏诈。

　　功能程序測(cè)試法常應(yīng)用于以下場(chǎng)合：

　　A冀烘。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)故障引起锯政；

　　B纬惶。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)干擾尚档，還是系統(tǒng)穩(wěn)定性個(gè)好诽闲；

　　C。閑置時(shí)間較長(zhǎng)的數(shù)控機(jī)床在投入使用前或?qū)?shù)控機(jī)床進(jìn)行定期檢修時(shí)竞茂。

　　例：一臺(tái)FANUC9系統(tǒng)的立式銑床在自動(dòng)加工某一曲線零件時(shí)出現(xiàn)爬行現(xiàn)象匾蛆，表面粗糙度極差漓客。在運(yùn)行測(cè)試程序時(shí)固啡，直線、圓弧插補(bǔ)時(shí)皆無(wú)爬行蝙斜，由此確定原因在編程方面名惩。對(duì)加工程序仔細(xì)檢查后發(fā)現(xiàn)該曲線由很多小段圓弧組成，而編程時(shí)又使用了正確定位外檢查C61指令之故孕荠。將程序中的G61取消娩鹉，改用G64后，爬行現(xiàn)象消除稚伍。

　　3.5備件替換法

　　用好的備件替換診斷出壞的線路板弯予，即在分析出故障大致起因的情況下，維修人員可以利用備用的印刷電路板个曙、集成電路芯片或元器件替換有疑點(diǎn)的部分锈嫩，從而把故障范圍縮小到印刷線路板或芯片一級(jí)。并做相應(yīng)的初始化起動(dòng)垦搬，使機(jī)床迅速投入正常運(yùn)轉(zhuǎn)呼寸。

　　對(duì)于現(xiàn)代數(shù)控的維修，越來(lái)越多的情況采用這種方法進(jìn)行診斷猴贰，然后用備件替換損壞模塊对雪，使系統(tǒng)正常工作。盡最大可能縮短故障停機(jī)時(shí)間证摩，使用這種方法在操作時(shí)注意一定要在停電狀態(tài)下進(jìn)行树颖，還要仔細(xì)檢查線路板的版本、型號(hào)诡亥、各種標(biāo)記效聂、跨接是否相同悍暴，若不一致則不能更換。拆線時(shí)應(yīng)做好標(biāo)志和記錄尔芯。

　　一般不要輕易更換CPU板汽心、存儲(chǔ)器板及電地，否則有可能造成程序和機(jī)床參數(shù)的丟失拓嗽，使故障擴(kuò)大熏疾。

　　3.6交叉換位法

　　當(dāng)發(fā)現(xiàn)故障板或者個(gè)能確定是否是故障板而又沒(méi)有備件的情況下，可以將系統(tǒng)中相同或相兼容的兩個(gè)板互換檢查尖初，例如兩個(gè)坐標(biāo)的指令板或伺服板的交換葵昂，從中判斷故障板或故障部位。這種交叉換位法應(yīng)特別注意纯末，不僅要硬件接線的正確交換寥掐，還要將一系列相應(yīng)的參數(shù)交換，否則不僅達(dá)不到目的磷蜀，反而會(huì)產(chǎn)生新的故障造成思維混亂召耘，一定要事先考慮周全，設(shè)計(jì)好軟褐隆、硬件交換方案污它，準(zhǔn)確無(wú)誤再行交換檢查。

　　例：一臺(tái)數(shù)控車(chē)床出現(xiàn)X向進(jìn)給正常庶弃，Z向進(jìn)給出現(xiàn)振動(dòng)衫贬、噪音大、精度差歇攻，采用手動(dòng)和手搖脈沖進(jìn)給時(shí)也如此固惯。觀察各驅(qū)動(dòng)板指示燈亮度及其變化基本正常，疑是Z軸步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及其引線開(kāi)路或Z軸機(jī)械故障缴守。遂將Z軸電機(jī)引線換到X軸電機(jī)上葬毫，X軸電機(jī)運(yùn)行正常，說(shuō)明Z軸電動(dòng)機(jī)引線正常斧散；又將X軸電機(jī)引線換到Z軸電機(jī)上诚咪，故障依舊；可以斷定是Z軸電動(dòng)機(jī)故障或Z軸機(jī)械故障啸席。測(cè)量電動(dòng)機(jī)引線搭肠，發(fā)現(xiàn)一相開(kāi)路。修復(fù)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)币皂，故障排除眯华。

　　3.7參數(shù)檢查法

　　系統(tǒng)參數(shù)是確定系統(tǒng)功能的依據(jù)，參數(shù)設(shè)定錯(cuò)誤就可能造成系統(tǒng)的故障或某功能無(wú)效筋擒。發(fā)生故障時(shí)應(yīng)及時(shí)核對(duì)系統(tǒng)參數(shù)拇掺，參數(shù)一般存放在磁泡存儲(chǔ)器或存放在需由電池保持的CMOSRAM中则菌，一旦電池電量不足或由于外界的干擾等因素，使個(gè)別參數(shù)丟失或變化赚毫，發(fā)生混亂踏靴，使機(jī)床無(wú)法正常工作。此時(shí)筹柠，可通過(guò)核對(duì)窜无、修正參數(shù)，將故障排除适袜。

　　例：一臺(tái)數(shù)控銑床上采用了測(cè)量循環(huán)系統(tǒng)柄错，這一功能要求有一個(gè)背景存貯器，調(diào)試時(shí)發(fā)現(xiàn)這一功能無(wú)法實(shí)現(xiàn)苦酱。檢查發(fā)現(xiàn)確定背景存貯器存在的數(shù)據(jù)位沒(méi)有設(shè)定售貌，經(jīng)設(shè)定后該功能正常。

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