隨著電子技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展相誓，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。以微處理器為基礎(chǔ)寓吼，以大規(guī)模集成電路為標(biāo)志的數(shù)控設(shè)備书尚，已在我國(guó)批量生產(chǎn)、大量引進(jìn)和推廣應(yīng)用治牲，它們給機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了條件沐刷，并帶來(lái)很大的效益。但同時(shí)趁悦，由于它們的先進(jìn)性验柴、復(fù)雜性和智能化高的特點(diǎn)，在維修理論委蒿、技術(shù)和手段上都發(fā)生了飛躍的變化姊宗。 隨著電子技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛别粮。以微處理器為基礎(chǔ)懈词，以大規(guī)模集成電路為標(biāo)志的數(shù)控設(shè)備，已在我國(guó)批量生產(chǎn)辩诞、大量引進(jìn)和推廣應(yīng)用坎弯，它們給機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了條件，并帶來(lái)很大的效益译暂。但同時(shí)抠忘，由于它們的先進(jìn)性、復(fù)雜性和智能化高的特點(diǎn)外永，在維修理論崎脉、技術(shù)和手段上都發(fā)生了飛躍的變化。

　　數(shù)控維修技術(shù)不僅是保障正常運(yùn)行的前提伯顶，對(duì)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展和完善也起到了巨大的推動(dòng)作用囚灼，因此，目前它已經(jīng)成為一門專門的學(xué)科祭衩。
另外任何一臺(tái)數(shù)控設(shè)備都是一種過(guò)程控制設(shè)備灶体，這就要求它在實(shí)時(shí)控制的每一時(shí)刻都準(zhǔn)確無(wú)誤地工作阅签。任何部分的故障與失效，都會(huì)使機(jī)床停機(jī)捧懈，從而造成生產(chǎn)停頓列序。因而對(duì)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失叁。尤其對(duì)引進(jìn)的CNC機(jī)床睹肝，大多花費(fèi)了幾十萬(wàn)到上千萬(wàn)美元。在許多行業(yè)中隐辟，這些設(shè)備均處于關(guān)鍵的工作崗位画柜，若在出現(xiàn)故障后不及時(shí)維修排除故障，就會(huì)造成較大的經(jīng)濟(jì)損失退厕。

　　我們現(xiàn)有的維修狀況和水平软架，與國(guó)外進(jìn)口設(shè)備的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)水平還存在很大的差距纳帽。造成差距的原因在于：人員素質(zhì)較差寸颇，缺乏數(shù)字測(cè)試分析手段，數(shù)域和數(shù)域與頻域綜合方面的測(cè)試分析技術(shù)等有待提高等等挣呛。

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

　　1舰绘、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)種類繁多蹂喻，形式各異，組成結(jié)構(gòu)上都有各自的特點(diǎn)捂寿。這些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來(lái)源于系統(tǒng)初始設(shè)計(jì)的基本要求和工程設(shè)計(jì)的思路柠傍。例如對(duì)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浴麻。對(duì)于T系統(tǒng)和M系統(tǒng)，同樣也有很大的區(qū)別，前者適用于回轉(zhuǎn)體零件加工紧憾，后者適合于異形非回轉(zhuǎn)體的零件加工。對(duì)于不同的生產(chǎn)廠家來(lái)說(shuō)贩虾，基于歷史發(fā)展因素以及各自因地而異的復(fù)雜因素的影響旅薄，在設(shè)計(jì)思想上也可能各有千秋。例如顺又，美國(guó)Dynapath系統(tǒng)采用小板結(jié)構(gòu)更卒，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)稚照，使之有利于系統(tǒng)工作的可靠性蹂空，促使系統(tǒng)的平均無(wú)故障率不斷提高。然而無(wú)論哪種系統(tǒng)果录，它們的基本原理和構(gòu)成是十分相似的羹授。一般整個(gè)數(shù)控系統(tǒng)由三大部分組成，即控制系統(tǒng)，伺服系統(tǒng)和位置測(cè)量系統(tǒng)丐闲⌒登伲控制系統(tǒng)按加工工件程序進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算，發(fā)出控制指令到伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)索官；伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)將控制指令放大狰了，由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械按要求運(yùn)動(dòng)；測(cè)量系統(tǒng)檢測(cè)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)位置或速度势瘤，并反饋到控制系統(tǒng)乐标，來(lái)修正控制指令。這三部分有機(jī)結(jié)合勃否，組成完整的閉環(huán)控制的數(shù)控系統(tǒng)姚损。

　　控制系統(tǒng)主要由總線、CPU避掩、電源紊徊、存貯器、操作面板和顯示屏鬼雀、位控單元顷窒、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。最新一代的數(shù)控系統(tǒng)還包括一個(gè)通訊單元源哩，它可完成CNC鞋吉、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(dòng)系統(tǒng)主要包括伺服驅(qū)動(dòng)裝置和電機(jī)励烦。位置測(cè)量系統(tǒng)主要是采用長(zhǎng)光柵或圓光柵的增量式位移編碼器谓着。

　　數(shù)控系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是：可靠性要求高：因?yàn)橐坏?shù)控系統(tǒng)發(fā)生故障，即造成巨大經(jīng)濟(jì)損失坛掠；有較高的環(huán)境適應(yīng)能力赊锚，因?yàn)閿?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)境却音，要求它具有在震動(dòng)改抡，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系瓢；接口電路復(fù)雜阿纤，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(shí)處理生產(chǎn)過(guò)程中的各種情況撼由，適應(yīng)設(shè)備的各種工藝要求荡将，因而接口電路復(fù)雜，而且工作頻繁狭鳖。

　　2您账、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盲拐。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)道德爽附；

　『啪（2）知識(shí)面廣，掌握計(jì)算機(jī)技術(shù)蝗淡、模擬與數(shù)字電路基礎(chǔ)易震、自動(dòng)控制與電機(jī)拖動(dòng)、檢測(cè)技術(shù)及機(jī)械加工工藝方面的基礎(chǔ)知識(shí)與一定的外語(yǔ)水平避顶；

　×夜濉（3）經(jīng)過(guò)良好的技術(shù)培訓(xùn)，掌握有關(guān)數(shù)控蟋软、驅(qū)動(dòng)及PLC的工作原理镶摘，懂得CNC編程和編程語(yǔ)言；

　≡朗亍（4）熟悉結(jié)構(gòu)凄敢，具有實(shí)驗(yàn)技能和較強(qiáng)的動(dòng)手操作能力；

　」姿！（5）掌握各種常用（尤其是現(xiàn)場(chǎng)）的測(cè)試儀器贡未、儀表和各種工具种樱。

　　2.2 在維修手段方面應(yīng)具備的條件

　∶膳邸（1）準(zhǔn)備好常用備品、配件嫩挤；

　『Ψ（2）隨時(shí)可以得到微電子元器件的實(shí)際支援或供應(yīng)；

　∑裾选（3）必要的維修工具以现、儀器、儀表约啊、接線邑遏、微機(jī)。最好有小型編程系統(tǒng)或編程器瘫笋，用以支援設(shè)備調(diào)試路旬；

　　（4）完整資料锨堵、手冊(cè)哑回、線路圖、維修說(shuō)明書（包括CNC操作說(shuō)明書）以及接口粟墩、調(diào)整與診斷伊哮、驅(qū)動(dòng)說(shuō)明書稠眠，PLC說(shuō)明書（包括PLC用戶程序單），元器件表格等问嬉。

　　2.3 維修前的準(zhǔn)備

　　接到用戶的直接要求后碱暗，應(yīng)盡可能直接與用戶聯(lián)系，以便盡快地獲取現(xiàn)場(chǎng)信息炮姑、現(xiàn)場(chǎng)情況及故障信息锤扣。如數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給與主軸驅(qū)動(dòng)型號(hào)、報(bào)警指示或故障現(xiàn)象骡尽、用戶現(xiàn)場(chǎng)有無(wú)備件等遣妥。據(jù)此預(yù)先分析可能出現(xiàn)的故障原因與部位，而后在出發(fā)到現(xiàn)場(chǎng)之前攀细，準(zhǔn)備好有關(guān)的技術(shù)資料與維修服務(wù)工具箫踩、儀器備件等，做到有備而去谭贪。

　　3境钟、現(xiàn)場(chǎng)維修

　　現(xiàn)場(chǎng)維修是對(duì)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，找出故障部位俭识，以相應(yīng)的正常備件更換慨削，使機(jī)床恢復(fù)正常運(yùn)行。這過(guò)程的關(guān)鍵是診斷套媚，即對(duì)系統(tǒng)或外圍線路進(jìn)行檢測(cè)缚态，確定有無(wú)故障，并對(duì)故障定位指出故障的確切位置堤瘤。從整機(jī)定位到插線板玫芦，在某些場(chǎng)合下甚至定位到元器件。這是整個(gè)維修工作的主要部分本辐。

　　3.1 數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷

　∈氐印（1）初步判別

　　通常在資料較全時(shí)，可通過(guò)資料分析判斷故障所在懂崭，或采取接口信號(hào)法根據(jù)故障現(xiàn)象判別可能發(fā)生故障的部位溃艺，而后再按照故障與這一部位的具體特點(diǎn)，逐個(gè)部位檢查处淘，初步判別睡硫。在實(shí)際應(yīng)用中，可能用一種方法即可查到故障并排除谤郑，有時(shí)需要多種方法并用鲸嫁。對(duì)各種判別故障點(diǎn)的方法的掌握程度主要取決于對(duì)故障設(shè)備原理與結(jié)構(gòu)掌握的深度。

　≈背省（2）報(bào)警處理

　《档① 系統(tǒng)報(bào)警的處理：數(shù)控系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)翰鬓，一般在顯示屏或操作面板上給出故障信號(hào)和相應(yīng)的信息。通常系統(tǒng)的操作手冊(cè)或調(diào)整手冊(cè)中都有詳細(xì)的報(bào)警號(hào)惋涌，報(bào)警內(nèi)容和處理方法坟翠。由于系統(tǒng)的報(bào)警設(shè)置單一、齊全腰素、嚴(yán)密聘裁、明確、維修人員可根據(jù)每一警報(bào)后面給出的信息與處理辦法自行處理弓千。

　『獗恪② 機(jī)床報(bào)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)，應(yīng)用PLC程序洋访，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)志镣陕，通過(guò)顯示器給出，并可通過(guò)特定鍵姻政，看到更詳盡的報(bào)警說(shuō)明呆抑。這類報(bào)警可以根據(jù)機(jī)床廠提供的排除故障手冊(cè)進(jìn)行處理，也可以利用操作面板或編程器根據(jù)電路圖和PLC程序汁展，查出相應(yīng)的信號(hào)狀態(tài)鹊碍，按邏輯關(guān)系找出故障點(diǎn)進(jìn)行處理。

　∈陈獭（3）無(wú)報(bào)警或無(wú)法報(bào)警的故障處理

　　當(dāng)系統(tǒng)的PLC無(wú)法運(yùn)行侈咕，系統(tǒng)已停機(jī)或系統(tǒng)沒(méi)有報(bào)警但工作不正常時(shí)，需要根據(jù)故障發(fā)生前后的系統(tǒng)狀態(tài)信息措瑞，運(yùn)用已掌握的理論基礎(chǔ)剃杯，進(jìn)行分析，做出正確的判斷虹喉。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(cè)　目測(cè)故障板嘲孙，仔細(xì)檢查有無(wú)保險(xiǎn)絲燒斷啤糙，元器件燒焦，煙熏魂姆，開裂現(xiàn)象锉累，有無(wú)異物斷路現(xiàn)象。以此可判斷板內(nèi)有無(wú)過(guò)流澜茁，過(guò)壓猩蓝，短路等問(wèn)題。

　　手摸　用手摸并輕搖元器件从肮，尤其是阻容筐子，半導(dǎo)體器件有無(wú)松動(dòng)之感扰藕，以此可檢查出一些斷腳，虛焊等問(wèn)題芳撒。

　　通電　首先用萬(wàn)用表檢查各種電源之間有無(wú)斷路邓深，如無(wú)即可接入相應(yīng)的電源，目測(cè)有無(wú)冒煙笔刹，打火等現(xiàn)象芥备，手摸元器件有無(wú)異常發(fā)熱，以此可發(fā)現(xiàn)一些較為明顯的故障舌菜，而縮小檢修范圍萌壳。

　　例如：在哈爾濱某工廠排除故障時(shí)，機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)和PLC運(yùn)行正常日月，但機(jī)床的液壓系統(tǒng)無(wú)法啟動(dòng)讶凉，用編程器檢查PLC程序運(yùn)行正常，各所需信號(hào)狀態(tài)均滿足開機(jī)條件山孔。進(jìn)一步檢查中發(fā)現(xiàn)懂讯，PLC信號(hào)狀態(tài)與圖紙和設(shè)備上的標(biāo)記不一致，停機(jī)拔出電路板檢查台颠，發(fā)現(xiàn)PLC兩塊輸出板編址不對(duì)褐望，與另兩塊位置搞錯(cuò)，經(jīng)交換后为或，機(jī)床正常運(yùn)轉(zhuǎn)锤观。對(duì)于發(fā)生這個(gè)故障的機(jī)床所采用的SIMATIC S5—150K可編程控制器，只要編址正確特棕，無(wú)論將線路板的位置怎樣排列漱啥，系統(tǒng)均能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，但相應(yīng)地執(zhí)行元件和信號(hào)源必須正確地對(duì)應(yīng)创哩，一旦對(duì)應(yīng)錯(cuò)誤就會(huì)發(fā)生故障灶常，甚至毀壞機(jī)床。另外波笆，根據(jù)用戶提供的故障現(xiàn)象毯输，結(jié)合自己的現(xiàn)場(chǎng)觀察，運(yùn)用系統(tǒng)工作原理亦可迅速做出正確判斷褂苔。

　　儀器測(cè)量法　

　　當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障后霜甜，采用常規(guī)電工檢測(cè)儀器，工具贩贵，按系統(tǒng)電路圖及機(jī)床電路圖對(duì)故障部分的電壓箕昭，電源，脈沖信號(hào)等進(jìn)行實(shí)測(cè)判斷故障所在解阅。如電源的輸入電壓超限落竹，引起電源監(jiān)控可用電壓表測(cè)網(wǎng)絡(luò)電壓泌霍，或用電壓測(cè)試儀實(shí)時(shí)監(jiān)控以排除其它原因。如發(fā)生位置控制環(huán)故障可用示波器檢查測(cè)量回路的信號(hào)狀態(tài)筋量，或用示波器觀察其信號(hào)輸出是否缺相烹吵，有無(wú)干擾。例如桨武，上海某廠在排除故障中肋拔，系統(tǒng)報(bào)警，位置環(huán)硬件故障呀酸，用示波器檢查發(fā)現(xiàn)有干擾信號(hào)凉蜂，我們?cè)陔娐分杏媒与娙莸姆椒▽⑵錇V掉使系統(tǒng)工作正常。如出現(xiàn)系統(tǒng)無(wú)法回基準(zhǔn)點(diǎn)的情況性誉，可用示波器檢查是否有零標(biāo)記脈沖窿吩，若沒(méi)有可考慮是測(cè)量系統(tǒng)損壞。

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