隨著電子技術(shù)和自動化技術(shù)的發(fā)展律馏，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛恬皆。以微處理器為基礎(chǔ)居然，以大規(guī)模集成電路為標(biāo)志的數(shù)控設(shè)備奖肋，已在我國批量生產(chǎn)、大量引進(jìn)和推廣應(yīng)用郑喊，它們給機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了條件遣拔，并帶來很大的效益。但同時阎臂，由于它們的先進(jìn)性嘶刚、復(fù)雜性和智能化高的特點(diǎn)，在維修理論贺勿、技術(shù)和手段上都發(fā)生了飛躍的變化紧碴。     

　　 數(shù)控維修技術(shù)不僅是保障正常運(yùn)行的前提，對數(shù)控技術(shù)的發(fā)展和完善也起到了巨大的推動作用甩卷，因此拔较，目前它已經(jīng)成為一門專門的學(xué)科。   

　　另外任何一臺數(shù)控設(shè)備都是一種過程控制設(shè)備劝薄，這就要求它在實時控制的每一時刻都準(zhǔn)確無誤地工作槽畔。任何部分的故障與失效，都會使機(jī)床停機(jī)胁编，從而造成生產(chǎn)停頓厢钧。因而對數(shù)控系統(tǒng)這樣原理復(fù)雜、結(jié)構(gòu)精密的裝置進(jìn)行維修就顯得十分必要了嬉橙。尤其對引進(jìn)的CNC機(jī)床早直，大多花費(fèi)了幾十萬到上千萬美元。在許多行業(yè)中市框，這些設(shè)備均處于關(guān)鍵的工作崗位霞扬，若在出現(xiàn)故障后不及時維修排除故障，就會造成較大的經(jīng)濟(jì)損失枫振。   

　　我們現(xiàn)有的維修狀況和水平祥得，與國外進(jìn)口設(shè)備的設(shè)計與制造技術(shù)水平還存在很大的差距。造成差距的原因在于：人員素質(zhì)較差蒋得，缺乏數(shù)字測試分析手段，數(shù)域和數(shù)域與頻域綜合方面的測試分析技術(shù)等有待提高等等乒疏。   

　　下面我們從現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的基本構(gòu)成入手额衙，探討數(shù)控系統(tǒng)的診斷與維修。   

　　1善薪、數(shù)控系統(tǒng)的構(gòu)成與特點(diǎn)     目前世界上的數(shù)控系統(tǒng)種類繁多氛拜，形式各異，組成結(jié)構(gòu)上都有各自的特點(diǎn)。這些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來源于系統(tǒng)初始設(shè)計的基本要求和工程設(shè)計的思路子钾。例如對點(diǎn)位控制系統(tǒng)和連續(xù)軌跡控制系統(tǒng)就有截然不同的要求即贰。對于T系統(tǒng)和M系統(tǒng)，同樣也有很大的區(qū)別团弧，前者適用于回轉(zhuǎn)體零件加工疲籍，后者適合于異形非回轉(zhuǎn)體的零件加工。對于不同的生產(chǎn)廠家來說幔瓮，基于歷史發(fā)展因素以及各自因地而異的復(fù)雜因素的影響谐浆，在設(shè)計思想上也可能各有千秋。例如谅练，美國Dynapath系統(tǒng)采用小板結(jié)構(gòu)姿记，便于板子更換和靈活結(jié)合，而日本FANUC系統(tǒng)則趨向大板結(jié)構(gòu)透劈，使之有利于系統(tǒng)工作的可靠性梧却，促使系統(tǒng)的平均無故障率不斷提高。然而無論哪種系統(tǒng)败去，它們的基本原理和構(gòu)成是十分相似的放航。一般整個數(shù)控系統(tǒng)由三大部分組成，即控制系統(tǒng)为迈，伺服系統(tǒng)和位置測量系統(tǒng)三椿。控制系統(tǒng)按加工工件程序進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算葫辐，發(fā)出控制指令到伺服驅(qū)動系統(tǒng)搜锰；伺服驅(qū)動系統(tǒng)將控制指令放大，由伺服電機(jī)驅(qū)動機(jī)械按要求運(yùn)動耿战；測量系統(tǒng)檢測機(jī)械的運(yùn)動位置或速度蛋叼，并反饋到控制系統(tǒng)，來修正控制指令剂陡。這三部分有機(jī)結(jié)合狈涮，組成完整的閉環(huán)控制的數(shù)控系統(tǒng)。    控制系統(tǒng)主要由總線鸭栖、CPU楣苇、電源、存貯器忽浓、操作面板和顯示屏绿凄、位控單元、可編程序控制器邏輯控制單元以及數(shù)據(jù)輸入/輸出接口等組成矮憔。最新一代的數(shù)控系統(tǒng)還包括一個通訊單元蔓踩，它可完成CNC、PLC的內(nèi)部數(shù)據(jù)通訊和外部高次網(wǎng)絡(luò)的連接。伺服驅(qū)動系統(tǒng)主要包括伺服驅(qū)動裝置和電機(jī)紧慧。位置測量系統(tǒng)主要是采用長光柵或圓光柵的增量式位移編碼器泰四。    數(shù)控系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是：可靠性要求高：因為一旦數(shù)控系統(tǒng)發(fā)生故障，即造成巨大經(jīng)濟(jì)損失盯窜；有較高的環(huán)境適應(yīng)能力兔页，因為數(shù)控系統(tǒng)一般為工業(yè)控制機(jī)，其工作環(huán)境為車間環(huán)境剧灰，要求它具有在震動栓栋，高溫，潮濕以及各種工業(yè)干擾源的環(huán)境條件下工作的能力匣吊；接口電路復(fù)雜儒拂，數(shù)控系統(tǒng)要與各種數(shù)控設(shè)備及外部設(shè)備相配套，要隨時處理生產(chǎn)過程中的各種情況色鸳，適應(yīng)設(shè)備的各種工藝要求社痛，因而接口電路復(fù)雜，而且工作頻繁命雀。   

　　2蒜哀、現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)維修工作的基本條件    

　　2.1 維修工作人員的基本條件    維修工作開展得好壞首先取決于人員條件。維修工作人員必須具備以下要求：   

　　(1)高度的責(zé)任心與良好的職業(yè)道德吏砂； 

　　(2)知識面廣撵儿，掌握計算機(jī)技術(shù)、模擬與數(shù)字電路基礎(chǔ)狐血、自動控制與電機(jī)拖動淀歇、檢測技術(shù)及機(jī)械加工工藝方面的基礎(chǔ)知識與一定的外語水平； 

　　(3)經(jīng)過良好的技術(shù)培訓(xùn)匈织，掌握有關(guān)數(shù)控浪默、驅(qū)動及PLC的工作原理，懂得CNC編程和編程語言圣掷； 

　　(4)熟悉結(jié)構(gòu)薛淆，具有實驗技能和較強(qiáng)的動手操作能力； 

　　(5)掌握各種常用(尤其是現(xiàn)場)的測試儀器匿贴、儀表和各種工具凑篇。   

　　2.2 在維修手段方面應(yīng)具備的條件   

　　(1)準(zhǔn)備好常用備品、配件耗述； 

　　(2)隨時可以得到微電子元器件的實際支援或供應(yīng)啥读； 

　　(3)必要的維修工具、儀器丹残、儀表、接線、微機(jī)搬体。最好有小型編程系統(tǒng)或編程器雾诈，用以支援設(shè)備調(diào)試； 

　　(4)完整資料垮川、手冊陶店、線路圖、維修說明書(包括CNC操作說明書)以及接口逾条、調(diào)整與診斷琢岩、驅(qū)動說明書，PLC說明書(包括PLC用戶程序單)师脂，元器件表格等担孔。   

　　2.3 維修前的準(zhǔn)備   

　　接到用戶的直接要求后，應(yīng)盡可能直接與用戶聯(lián)系吃警，以便盡快地獲取現(xiàn)場信息糕篇、現(xiàn)場情況及故障信息。如數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給與主軸驅(qū)動型號酌心、報警指示或故障現(xiàn)象拌消、用戶現(xiàn)場有無備件等。據(jù)此預(yù)先分析可能出現(xiàn)的故障原因與部位安券，而后在出發(fā)到現(xiàn)場之前墩崩，準(zhǔn)備好有關(guān)的技術(shù)資料與維修服務(wù)工具、儀器備件等侯勉，做到有備而去鹦筹。   

　　3、現(xiàn)場維修    

　　現(xiàn)場維修是對數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)的故障(主要是數(shù)控部分)進(jìn)行診斷躯饿，找出故障部位障翼，以相應(yīng)的正常備件更換，使機(jī)床恢復(fù)正常運(yùn)行犯弯。這過程的關(guān)鍵是診斷谚茅，即對系統(tǒng)或外圍線路進(jìn)行檢測，確定有無故障意澡，并對故障定位指出故障的確切位置昙椭。從整機(jī)定位到插線板，在某些場合下甚至定位到元器件蒜丙。這是整個維修工作的主要部分因饥。   

　　3.1 數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷   

　　(1)初步判別    通常在資料較全時，可通過資料分析判斷故障所在溯童，或采取接口信號法根據(jù)故障現(xiàn)象判別可能發(fā)生故障的部位请立，而后再按照故障與這一部位的具體特點(diǎn)脉织，逐個部位檢查，初步判別捐憔。在實際應(yīng)用中篙耗，可能用一種方法即可查到故障并排除，有時需要多種方法并用宪赶。對各種判別故障點(diǎn)的方法的掌握程度主要取決于對故障設(shè)備原理與結(jié)構(gòu)掌握的深度宗弯。   

　　(2)報警處理   

　　① 系統(tǒng)報警的處理：數(shù)控系統(tǒng)發(fā)生故障時搂妻，一般在顯示屏或操作面板上給出故障信號和相應(yīng)的信息蒙保。通常系統(tǒng)的操作手冊或調(diào)整手冊中都有詳細(xì)的報警號，報警內(nèi)容和處理方法欲主。由于系統(tǒng)的報警設(shè)置單一邓厕、齊全、嚴(yán)密岛蚤、明確邑狸、維修人員可根據(jù)每一警報后面給出的信息與處理辦法自行處理。

　〉佣省② 機(jī)床報警和操作信息的處理：機(jī)床制造廠根據(jù)機(jī)床的電氣特點(diǎn)单雾，應(yīng)用PLC程序，將一些能反映機(jī)床接口電氣控制方面的故障或操作信息以特定的標(biāo)志她紫，通過顯示器給出乐慌，并可通過特定鍵，看到更詳盡的報警說明泣幼。這類報警可以根據(jù)機(jī)床廠提供的排除故障手冊進(jìn)行處理飘含，也可以利用操作面板或編程器根據(jù)電路圖和PLC程序，查出相應(yīng)的信號狀態(tài)几垃，按邏輯關(guān)系找出故障點(diǎn)進(jìn)行處理鼓笨。   

　　(3)無報警或無法報警的故障處理    當(dāng)系統(tǒng)的PLC無法運(yùn)行，系統(tǒng)已停機(jī)或系統(tǒng)沒有報警但工作不正常時劈狼，需要根據(jù)故障發(fā)生前后的系統(tǒng)狀態(tài)信息锰胀，運(yùn)用已掌握的理論基礎(chǔ)，進(jìn)行分析艺崔，做出正確的判斷涣疑。下面闡述這種故障診斷和排除辦法。   

　　故障診斷方法常規(guī)檢查法

　　目測　

　　目測故障板藕壹，仔細(xì)檢查有無保險絲燒斷诞嗦，元器件燒焦，煙熏椿访，開裂現(xiàn)象乌企，有無異物斷路現(xiàn)象虑润。以此可判斷板內(nèi)有無過流，過壓加酵，短路等問題端辱。   

　　手摸　

　　用手摸并輕搖元器件，尤其是阻容虽画，半導(dǎo)體器件有無松動之感，以此可檢查出一些斷腳荣病，虛焊等問題码撰。   

　　通電　

　　首先用萬用表檢查各種電源之間有無斷路，如無即可接入相應(yīng)的電源个盆，目測有無冒煙脖岛，打火等現(xiàn)象，手摸元器件有無異常發(fā)熱颊亮，以此可發(fā)現(xiàn)一些較為明顯的故障柴梆，而縮小檢修范圍。   

　　例如：在哈爾濱某工廠排除故障時终惑，機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)和PLC運(yùn)行正常沸根，但機(jī)床的液壓系統(tǒng)無法啟動，用編程器檢查PLC程序運(yùn)行正常诊拦，各所需信號狀態(tài)均滿足開機(jī)條件瘟百。進(jìn)一步檢查中發(fā)現(xiàn)，PLC信號狀態(tài)與圖紙和設(shè)備上的標(biāo)記不一致霹糜，停機(jī)拔出電路板檢查掺变，發(fā)現(xiàn)PLC兩塊輸出板編址不對，與另兩塊位置搞錯淳篡，經(jīng)交換后帆骗，機(jī)床正常運(yùn)轉(zhuǎn)。對于發(fā)生這個故障的機(jī)床所采用的SIMATIC S5—150K可編程控制器些援，只要編址正確的席，無論將線路板的位置怎樣排列，系統(tǒng)均能正常運(yùn)轉(zhuǎn)挪其，但相應(yīng)地執(zhí)行元件和信號源必須正確地對應(yīng)顿蝇，一旦對應(yīng)錯誤就會發(fā)生故障，甚至毀壞機(jī)床什猖。另外票彪，根據(jù)用戶提供的故障現(xiàn)象，結(jié)合自己的現(xiàn)場觀察不狮，運(yùn)用系統(tǒng)工作原理亦可迅速做出正確判斷降铸。

　　儀器測量法　

　　當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障后在旱，采用常規(guī)電工檢測儀器，工具推掸，按系統(tǒng)電路圖及機(jī)床電路圖對故障部分的電壓桶蝎，電源，脈沖信號等進(jìn)行實測判斷故障所在谅畅。如電源的輸入電壓超限登渣，引起電源監(jiān)控可用電壓表測網(wǎng)絡(luò)電壓，或用電壓測試儀實時監(jiān)控以排除其它原因毡泻。如發(fā)生位置控制環(huán)故障可用示波器檢查測量回路的信號狀態(tài)胜茧，或用示波器觀察其信號輸出是否缺相，有無干擾仇味。例如呻顽，上海某廠在排除故障中，系統(tǒng)報警区为，位置環(huán)硬件故障喇纬，用示波器檢查發(fā)現(xiàn)有干擾信號，我們在電路中用接電容的方法將其濾掉使系統(tǒng)工作正常嫂衅。如出現(xiàn)系統(tǒng)無法回基準(zhǔn)點(diǎn)的情況凯书，可用示波器檢查是否有零標(biāo)記脈沖，若沒有可考慮是測量系統(tǒng)損壞述搀。   

　　用可編程控制器進(jìn)行PLC中斷狀態(tài)分析：可編程序控制器發(fā)生故障時寥药，其中斷原因以中斷堆棧的方式記憶。使用編程器可以在系統(tǒng)停止?fàn)顟B(tài)下恰避，調(diào)出中斷堆棧和塊堆棧颅蟹，按其所指示的原因，查明故障所在获殉。在可編程序控制器的維修中這是最常用有效和快速的辦法令消。

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