故障診斷方法

　　常規(guī)檢查法

　　目測　目測故障板蠢涝，仔細檢查有無保險絲燒斷溺联，元器件燒焦鲜映，煙熏，開裂現(xiàn)象羹卷，有無異物斷路現(xiàn)象粮忍。以此可判斷板內(nèi)有無過流，過壓帮声，短路等問題。

　　手摸　用手摸并輕搖元器件搞督，尤其是阻容专散，半導(dǎo)體器件有無松動之感，以此可檢查出一些斷腳，虛焊故障診斷方法

　　常規(guī)檢查法

　　目測　目測故障板喉隙，仔細檢查有無保險絲燒斷叶皿，元器件燒焦，煙熏畏帖，開裂現(xiàn)象拢掷，有無異物斷路現(xiàn)象。以此可判斷板內(nèi)有無過流曹动，過壓斋日，短路等問題。

　　手摸　用手摸并輕搖元器件墓陈，尤其是阻容恶守，半導(dǎo)體器件有無松動之感，以此可檢查出一些斷腳贡必，虛焊等問題兔港。

　　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)的電源仔拟，目測有無冒煙衫樊，打火等現(xiàn)象，手摸元器件有無異常發(fā)熱利花，以此可發(fā)現(xiàn)一些較為明顯的故障科侈，而縮小檢修范圍。

　　例如：在哈爾濱某工廠排除故障時晋被，機床的數(shù)控系統(tǒng)和PLC運行正常兑徘，但機床的液壓系統(tǒng)無法啟動，用編程器檢查PLC程序運行正常彪趣，各所需信號狀態(tài)均滿足開機條件嘹征。進一步檢查中發(fā)現(xiàn)，PLC信號狀態(tài)與圖紙和設(shè)備上的標記不一致拌微，停機拔出電路板檢查纸靠，發(fā)現(xiàn)PLC兩塊輸出板編址不對，與另兩塊位置搞錯殊储，經(jīng)交換后誓读，機床正常運轉(zhuǎn)。對于發(fā)生這個故障的機床所采用的SIMATIC S5—150K可編程控制器瘤慕，只要編址正確伞让，無論將線路板的位置怎樣排列，系統(tǒng)均能正常運轉(zhuǎn)鹰柄，但相應(yīng)地執(zhí)行元件和信號源必須正確地對應(yīng)停濒，一旦對應(yīng)錯誤就會發(fā)生故障菲恢，甚至毀壞機床。另外衣右，根據(jù)用戶提供的故障現(xiàn)象锁孟，結(jié)合自己的現(xiàn)場觀察，運用系統(tǒng)工作原理亦可迅速做出正確判斷茁瘦。

　　儀器測量法　當系統(tǒng)發(fā)生故障后品抽，采用常規(guī)電工檢測儀器，工具甜熔，按系統(tǒng)電路圖及機床電路圖對故障部分的電壓圆恤，電源，脈沖信號等進行實測判斷故障所在纺非。如電源的輸入電壓超限哑了，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)控以排除其它原因烧颖。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)弱左，或用示波器觀察其信號輸出是否缺相，有無干擾炕淮。例如拆火，上海某廠在排除故障中，系統(tǒng)報警涂圆，位置環(huán)硬件故障叶奈，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)工作正常还纤。如出現(xiàn)系統(tǒng)無法回基準點的情況尸惭，可用示波器檢查是否有零標記脈沖，若沒有可考慮是測量系統(tǒng)損壞埠邻。

　　用可編程控制器進行PLC中斷狀態(tài)分析：可編程序控制器發(fā)生故障時男磅，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)停止狀態(tài)下苞惰，調(diào)出中斷堆棧和塊堆棧蜂澄，按其所指示的原因，查明故障所在咕诊。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墨攻。

　　接口信號檢查：通過用可編程序控制器檢查機床控制系統(tǒng)的接口信號，并與接口手冊的正確信號相對比焚卖，亦可查出相應(yīng)的故障點汹魁。

　　診斷備件替換法：現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)大都采用模塊化設(shè)計，按功能不同劃分不同模塊晰绎，隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展寓落，電路的集成規(guī)模越來越大技術(shù)也越來越復(fù)雜蠢莺，按常規(guī)方法，很難把故障定位到一個很小的區(qū)域零如，而一旦系統(tǒng)發(fā)生故障，為了縮短停機時間锄弱，我們可以根據(jù)模塊的功能與故障現(xiàn)象考蕾，初步判斷出可能的故障模塊，用診斷備件將其替換会宪，這樣可迅速判斷出有故障的模塊肖卧。在沒有診斷備件的情況下可以采用現(xiàn)場相同或相容的模塊進行替換檢查，對于現(xiàn)代數(shù)控的維修掸鹅，越來越多的情況采用這種方法進行診斷塞帐，然后用備件替換損壞模塊，使系統(tǒng)正常工作巍沙。盡最大可能縮短故障停機時間葵姥，使用這種方法在操作時注意一定要在停電狀態(tài)下進行，還要仔細檢查線路板的版本句携，型號献舍，各種標記，跨接是否相同宴亦，對于有關(guān)的機床數(shù)據(jù)和電位計的位置應(yīng)做好記錄苟及，拆線時應(yīng)做好標志。

　　利用系統(tǒng)的自診斷功能判斷：現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)尤其是全功能數(shù)控具有很強的自診斷能力啥闪，通過實施時監(jiān)控系統(tǒng)各部分的工作夷钥，及時判斷故障，給出報警信息曙悠，并做出相應(yīng)的動作婿残，避免事故發(fā)生。然而有時當硬件發(fā)生故障時影其，就無法報警脖煮，有的數(shù)控系統(tǒng)可通過發(fā)光管不同的閃爍頻率或不同的組合做出相應(yīng)的指示，這些指示配合使用就可幫助我們準確地診斷出故障模板的位置乍厉。如SINUMERIK 8系統(tǒng)根據(jù)MS100 CPU板上四個指示燈和操作面板上的FAULT燈的亮滅組合就可判斷出故障位置蜀骗。

　　上述診斷方法，在實際應(yīng)用時并無嚴格的界限凹蜈，可能用一種方法就能排除故障限寞，亦可能需要多種方法同時進行。其效果主要取決于對系統(tǒng)原理與結(jié)構(gòu)的理解與掌握的深度仰坦，以及維修經(jīng)驗的多少履植。

　　3.2　數(shù)控系統(tǒng)的常見故障分析

　　根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的構(gòu)成计雌，工作原理和特點，結(jié)合我們在維修中的經(jīng)驗玫霎，將常見的故障部位及故障現(xiàn)象分析如下凿滤。

　　（1）位置環(huán)　這是數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出控制指令庶近，并與位置檢測系統(tǒng)的反饋值相比較翁脆，進一步完成控制任務(wù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。它具有很高的工作頻度鼻种，并與外設(shè)相聯(lián)接反番，所以容易發(fā)生故障。

　　常見的故障有：①位控環(huán)報警：可能是測量回路開路叉钥；測量系統(tǒng)損壞罢缸，位控單元內(nèi)部損壞。②不發(fā)指令就運動码累，可能是漂移過高譬椰，正反饋，位控單元故障锦镶；測量元件損壞虑庇。③測量元件故障，一般表現(xiàn)為無反饋值偶屯；機床回不了基準點光丢；高速時漏脈沖產(chǎn)生報警可能的原因是光柵或讀頭臟了；光柵壞了冶习。

　×（2）伺服驅(qū)動系統(tǒng)　伺服驅(qū)動系統(tǒng)與電源電網(wǎng)，機械系統(tǒng)等相關(guān)聯(lián)琐幔，而且在工作中一直處于頻繁的啟動和運行狀態(tài)炸诚，因而這也是故障較多的部分。

　　其主要故障有：①系統(tǒng)損壞为稽。一般由于網(wǎng)絡(luò)電壓波動太大碗屏，或電壓沖擊造成。我國大部分地區(qū)電網(wǎng)質(zhì)量不好疑苔，會給機床帶來電壓超限甫匹，尤其是瞬間超限，如無專門的電壓監(jiān)控儀惦费，則很難測到兵迅，在查找故障原因時，要加以注意，還有一些是由于特殊原因造成的損壞恍箭。如華北某廠由于雷擊中工廠變電站并竄入電網(wǎng)而造成多臺機床伺服系統(tǒng)損壞刻恭。②無控制指令，而電機高速運轉(zhuǎn)扯夭。這種故障的原因是速度環(huán)開環(huán)或正反饋鳍贾。如在東北某廠，引進的西德WOTAN公司轉(zhuǎn)子銑床在調(diào)試中交洗，機床X軸在無指令的情況下贾漏，高速運轉(zhuǎn)，經(jīng)分析我們認為是正反饋造成的藕筋。因為系統(tǒng)零點漂移，在正反饋情況下呕摹，就會迅速累加使電機在高速下運轉(zhuǎn)蒂抒，而我們按標簽檢查線路后完全正確，機床廠技術(shù)人員認為不可能接錯二搀，在充分分析與檢測后我們將反饋線反接先兆，結(jié)果機床運轉(zhuǎn)正常。機床廠技術(shù)人員不得不承認德方工作失誤诸恤。還有一例子爵例，我們在天津某廠培訓(xùn)講學(xué)時，應(yīng)廠方要求對他們廠一臺自進廠后一直無法正常工作的精密磨床進行維修微惦，其故障是：機床一啟動電機就運轉(zhuǎn)豌淹，而且越來越快，直至最高轉(zhuǎn)速婶耕。我們分析認為是由于速度環(huán)開路措坐，系統(tǒng)漂移無法抑制造成。經(jīng)檢查其原因是速度反饋線接到了地線上造成赖厅。③加工時工件表面達不到要求拣播，走圓弧插補軸換向時出現(xiàn)凸臺，或電機低速爬行或振動收擦，這類故障一般是由于伺服系統(tǒng)調(diào)整不當贮配，各軸增益系統(tǒng)不相等或與電機匹配不合適引起，解決辦法是進行最佳化調(diào)節(jié)塞赂。④保險燒斷泪勒，或電機過熱，以至燒壞减途，這類故障一般是機械負載過大或卡死酣藻。

　　（3）電源部分　電源是維持系統(tǒng)正常工作的能源支持部分鳍置，它失效或故障的直接結(jié)果是造成系統(tǒng)的停機或毀壞整個系統(tǒng)辽剧。一般在歐美國家送淆，這類問題比較少，在設(shè)計上這方面的因素考慮的不多怕轿，但在中國由于電源波動較大偷崩，質(zhì)量差，還隱藏有如高頻脈沖這一類的干擾撞羽，加上人為的因素（如突然拉閘斷電等）欣挠。這些原因可造成電源故障監(jiān)控或損壞。另外蚀攘，數(shù)控系統(tǒng)部分運行數(shù)據(jù)怕枣，設(shè)定數(shù)據(jù)以及加工程序等一般存貯在RAM存貯器內(nèi)，系統(tǒng)斷電后嘴略，靠電源的后備蓄電池或鋰電池來保持庸既。因而，停機時間比較長卑蚓，拔插電源或存貯器都可能造成數(shù)據(jù)丟失技熊，使系統(tǒng)不能運行。

　【度（4）可編程序控制器邏輯接口　數(shù)控系統(tǒng)的邏輯控制望吧，如刀庫管理，液壓啟動等缰兄，主要由PLC來實現(xiàn)俊炒，要完成這些控制就必須采集各控制點的狀態(tài)信息，如斷電器上煤，伺服閥子姜，指示燈等。因而它與外界種類繁多的各種信號源和執(zhí)行元件相連接楼入，變化頻繁哥捕，所以發(fā)生故障的可能性就比較多，而且故障類型亦千變?nèi)f化嘉熊。

　∫Ｗ（5）其他　由于環(huán)境條件，如干擾阐肤，溫度凫佛，濕度超過允許范圍，操作不當孕惜，參數(shù)設(shè)定不當愧薛，亦可能造成停機或故障。有一工廠的數(shù)控設(shè)備，開機后不久便失去數(shù)控準備好信號毫炉，系統(tǒng)無法工作瓮栗，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)機體溫度很高，原因是通氣過濾網(wǎng)已堵死垄套，引起溫度傳感器動作番链，更換濾網(wǎng)后，系統(tǒng)正常工作沦浆。不按操作規(guī)程拔插線路板蝉齐，或無靜電防護措施等，都可能造成停機故障甚至毀壞系統(tǒng)将盾。

　　一般在數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)計多梅、使用和維修中，必須考慮對經(jīng)常出現(xiàn)故障的部位給予報警再僧，報警電路工作后锚拳，一方面在屏幕或操作面板上給出報警信息，另一方面發(fā)出保護性中斷指令慰奉，使系統(tǒng)停止工作，以便查清故障和進行維修氧胳。

　　3.3　故障排除方法

　≈ど（1）初始化復(fù)位法　一般情況下，由于瞬時故障引起的系統(tǒng)報警伴鳖，可用硬件復(fù)位或開關(guān)系統(tǒng)電源依次來清除故障节值，若系統(tǒng)工作存貯區(qū)由于掉電，拔插線路板或電池欠壓造成混亂榜聂，則必須對系統(tǒng)進行初始化清除搞疗，清除前應(yīng)注意作好數(shù)據(jù)拷貝記錄，若初始化后故障仍無法排除须肆，則進行硬件診斷匿乃。

　　（2）參數(shù)更改豌汇，程序更正法　系統(tǒng)參數(shù)是確定系統(tǒng)功能的依據(jù)幢炸，參數(shù)設(shè)定錯誤就可能造成系統(tǒng)的故障或某功能無效。例如拒贱，在哈爾濱某廠轉(zhuǎn)子銑床上采用了測量循環(huán)系統(tǒng)宛徊，這一功能要求有一個背景存貯器，調(diào)試時發(fā)現(xiàn)這一功能無法實現(xiàn)逻澳。檢查發(fā)現(xiàn)確定背景存貯器存在的數(shù)據(jù)位沒有設(shè)定闸天，經(jīng)設(shè)定后該功能正常。有時由于用戶程序錯誤亦可造成故障停機，對此可以采用系統(tǒng)的塊搜索功能進行檢查侧碍，改正所有錯誤雾逢，以確保其正常運行。

　∮群酢（3）調(diào)節(jié)翼养，最佳化調(diào)整法　調(diào)節(jié)是一種最簡單易行的辦法。通過對電位計的調(diào)節(jié)波寓，修正系統(tǒng)故障缘嗦。如某軍工廠維修中，其系統(tǒng)顯示器畫面混亂报逛，經(jīng)調(diào)節(jié)后正常烦草。在山東某廠，其主軸在啟動和制動時發(fā)生皮帶打滑任疤，原因是其主軸負載轉(zhuǎn)矩大幽摔，而驅(qū)動裝置的斜升時間設(shè)定過小，經(jīng)調(diào)節(jié)后正常丙图。

　　最佳化調(diào)整是系統(tǒng)地對伺服驅(qū)動系統(tǒng)與被拖動的機械系統(tǒng)實現(xiàn)最佳匹配的綜合調(diào)節(jié)方法刮便，其辦法很簡單，用一臺多線記錄儀或具有存貯功能的雙蹤示波器绽慈，分別觀察指令和速度反饋或電流反饋的響應(yīng)關(guān)系恨旱。通過調(diào)節(jié)速度調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)和積分時間，來使伺服系統(tǒng)達到即有較高的動態(tài)響應(yīng)特性坝疼，而又不振蕩的最佳工作狀態(tài)搜贤。在現(xiàn)場沒有示波器或記錄儀的情況下，根據(jù)經(jīng)驗钝凶，即調(diào)節(jié)使電機起振仪芒，然后向反向慢慢調(diào)節(jié)，直到消除震蕩即可耕陷。

　〉嗝（4）備件替換法　用好的備件替換診斷出壞的線路板，并做相應(yīng)的初始化啟動哟沫，使機床迅速投入正常運轉(zhuǎn)铆隘，然后將壞板修理或返修，這是目前最常用的排故辦法南用。

　“蚰啤（5）改善電源質(zhì)量法　目前一般采用穩(wěn)壓電源，來改善電源波動末径。對于高頻干擾可以采用電容濾波法俺媳，通過這些預(yù)防性措施來減少電源板的故障情丛。

　　（6）維修信息跟蹤法　一些大的制造公司根據(jù)實際工作中由于設(shè)計缺陷造成的偶然故障驮桐，不斷修改和完善系統(tǒng)軟件或硬件暂铭。這些修改以維修信息的形式不斷提供給維修人員。以此做為故障排除的依據(jù)寝丹，可正確徹底地排除故障底咳。

　　3.4　維修中應(yīng)注意的事項

　　（1）從整機上取出某塊線路板時肩堡，應(yīng)注意記錄其相對應(yīng)的位置珍霉，連接的電纜號，對于固定安裝的線路板都璃，還應(yīng)按前后取下相應(yīng)的壓接部件及螺釘作記錄嘿杖。拆卸下的壓件及螺釘應(yīng)放在專門的盒內(nèi)，以免丟失以舒，裝配后趾痘，盒內(nèi)的東西應(yīng)全部用上，否則裝配不完整蔓钟。

　∮榔薄（2）電烙鐵應(yīng)放在順手的前方，遠離維修線路板滥沫。烙鐵頭應(yīng)作適當?shù)男拚录赃m應(yīng)集成電路的焊接，并避免焊接時碰傷別的元器件佣谐。

　　（3）測量線路間的阻值時方妖，應(yīng)斷電源狭魂，測阻值時應(yīng)紅黑表筆互換測量兩次，以阻值大的為參考值党觅。

　〈瞥巍（4）線路板上大多刷有阻焊膜，因此測量時應(yīng)找到相應(yīng)的焊點作為測試點杯瞻，不要鏟除焊膜略雪，有的板子全部刷有絕緣層，則只有在焊點處用刀片刮開絕緣層渴肿。

　∧κ辍（5）不應(yīng)隨意切斷印刷線路。有的維修人員具有一定的家電維修經(jīng)驗肥爵，習(xí)慣斷線檢查隘唁，但數(shù)控設(shè)備上的線路板大多是雙面金屬孔板或多層孔化板敌灰，印刷線路細而密，一旦切斷不易焊接杏疑，且切線時易切斷相鄰的線甥晦，再則有的點，在切斷某一根線時参枯，并不能使其和線路脫離敢亥，需要同時切斷幾根線才行。

　”缫纭（6）不應(yīng)隨意拆換元器件梳命。有的維修人員在沒有確定故障元件的情況下只是憑感覺那一個元件壞了，就立即拆換钞诡，這樣誤判率較高郑现，拆下的元件人為損壞率也較高。

　∮怠（7）拆卸元件時應(yīng)使用吸錫器及吸錫繩接箫，切忌硬取。同一焊盤不應(yīng)長時間加熱及重復(fù)拆卸朵诫，以免損壞焊盤辛友。

　　（8）更換新的器件剪返，其引腳應(yīng)作適當?shù)奶幚矸侠郏附又胁粦?yīng)使用酸性焊油。

　⊥衙ぁ（9）記錄線路上的開關(guān)邑滨，跳線位置，不應(yīng)隨意改變钱反。進行兩極以上的對照檢查時掖看，或互換元器件時注意標記各板上的元件，以免錯亂冷泵，致使好板亦不能工作馁捌。

　　（10）查清線路板的電源配置及種類傀脑，根據(jù)檢查的需要往蚕，可分別供電或全部供電。應(yīng)注意高壓茅苏，有的線路板直接接入高壓纱栓，或板內(nèi)有高壓發(fā)生器，需適當絕緣推兄，操作時應(yīng)特別注意维愈。

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