數控機床的故障維修三部曲

數控機床的故障維修三部曲

來源↟◕│：數控車床廠家山東精力機械 www.816810.com

　　數控機床採用KENT-18TC或FANUC系統或廣數系統✘◕▩•，控制機床的各種不同加工✘◕▩•，縱橫向進給採用交流伺服電機驅動✘◕▩•，採用自動迴轉刀架或排刀✘◕▩•，可配手動或液壓卡盤╃↟。本機床特別適用於大中批次的多臺階軸及套類零件的加工✘◕▩•，也可進行錐度·₪↟☁₪、圓弧·₪↟☁₪、螺紋等零件的自動車削加工╃↟。

　　數控系統故障維修通常按照↟◕│：現場故障的診斷與分析·₪↟☁₪、故障的測量維修排除·₪↟☁₪、系統的試車這三大步進行╃↟。

　　1·₪↟☁₪、數控機床故障診斷

　　在故障診斷時應掌握以下原則↟◕│：

　　1.1先外部後內部

　　現代數控系統的可靠性越來越高✘◕▩•，數控系統本身的故障率越來越低✘◕▩•，而大部分故障的發生則是非系統本身原因引起的╃↟。由於數控機床是集機械·₪↟☁₪、液壓·₪↟☁₪、電氣為一體的機床✘◕▩•，其故障的發生也會由這三者綜合反映出來╃↟。維修人員應先由外向內逐一進行排查╃↟。儘量避免隨意地啟封·₪↟☁₪、拆卸✘◕▩•，否則會擴大故障✘◕▩•，使機床喪失精度·₪↟☁₪、降低效能╃↟。系統外部的故障主要是由於檢測開關·₪↟☁₪、液壓元件·₪↟☁₪、氣動元件·₪↟☁₪、電氣執行元件·₪↟☁₪、機械裝置等出現問題而引起的╃↟。

　　1.2先機械後電氣

　　一般來說✘◕▩•，機械故障較易發覺✘◕▩•，而數控系統及電氣故障的診斷難度較大╃↟。在故障檢修之前✘◕▩•，首先注意排除機械性的故障╃↟。

　　1.3先靜態後動態

　　先在機床斷電的靜止狀態✘◕▩•，通過了解·₪↟☁₪、觀察·₪↟☁₪、測試·₪↟☁₪、分析✘◕▩•，確認通電後不會造成故障擴大·₪↟☁₪、發生事故後✘◕▩•，方可給機床通電╃↟。在執行狀態下✘◕▩•，進行動態的觀察·₪↟☁₪、檢驗和測試✘◕▩•，查詢故障╃↟。而對通電後會發生破壞性故障的✘◕▩•，必須先排除危險後✘◕▩•，方可通電╃↟。

　　1.4先簡單後複雜

　　當出現多種故障互相交織✘◕▩•，一時無從下手時✘◕▩•，應先解決容易的問題✘◕▩•，後解決難度較大的問題╃↟。往往簡單問題解決後✘◕▩•，難度大的問題也可能變得容易╃↟。

　　2·₪↟☁₪、數控機床的故障診斷技術

　　數控系統是高技術密集型產品✘◕▩•，要想迅速而正確的查明原因並確定其故障的部位✘◕▩•，要藉助於診斷技術╃↟。隨著微處理器的不斷發展✘◕▩•，診斷技術也由簡單的診斷朝著多功能的診斷或智慧化方向發展╃↟。診斷能力的強弱也是評價CNC數控系統性能的一項重要指標╃↟。目前所使用的各種CNC系統的診斷技術大致可分為以下幾類↟◕│：

　　2.1起動診斷

　　起動診斷是指CNC系統每次從通電開始✘◕▩•，系統內部診斷程式就自動執行診斷╃↟。診斷的內容為系統中關鍵的硬體和系統控制軟體✘◕▩•，如CPU·₪↟☁₪、儲存器·₪↟☁₪、I／O等單元模組✘◕▩•，以及MDI／CRT單元·₪↟☁₪、紙帶閱讀機·₪↟☁₪、軟盤單元等裝置或外部裝置╃↟。只有當全部專案都確認正確無誤之後✘◕▩•，整個系統才能進入正常執行的準備狀態╃↟。否則✘◕▩•，將在CRT畫面或發光二極體用報警方式指示故障資訊╃↟。此時起動診斷過程不能結束✘◕▩•，系統無法投入執行╃↟。

　　2.2線上診斷

　　線上診斷是指透過CNC系統的內裝程式✘◕▩•，在系統處於正常執行狀態時對CNC系統本身及CNC裝置相連的各個伺服單元·₪↟☁₪、伺服電機·₪↟☁₪、主軸伺服單元和主軸電動機以及外部裝置等進行自動診斷·₪↟☁₪、檢查╃↟。只要系統不停電✘◕▩•，線上診斷就不會停止╃↟。

　　2.3離線診斷

　　離線診斷是指數控系統出現故障後✘◕▩•，數控系統製造廠家或專業維修中心利用的診斷軟體和測試裝置進行停機（或離線）檢查╃↟。力求把故障定位到儘可能小的範圍內✘◕▩•，如縮小到某個功能模組·₪↟☁₪、某部分電路✘◕▩•，甚至某個晶片或元件✘◕▩•，這種故障定位更為╃↟。

　　2.4現代診斷技術

　　隨著電信技術的發展✘◕▩•，IC和微機價效比的提高✘◕▩•，近年來國外已將一些新的概念和方法成功地引用到診斷領域╃↟。

　　（1）通訊診斷

　　也稱遠端診斷✘◕▩•，即利用電話通訊線把帶故障的CNC系統和專業維修中心的通訊診斷計算機透過連線進行測試診斷╃↟。如西門子公司在CNC系統診斷中採用了這種診斷功能✘◕▩•，使用者把CNC系統中的“通訊介面”連線在普通電話線上✘◕▩•，而兩門子公司維修中心的通迅診斷計算機的“資料電話”也連線到電話線路上✘◕▩•，然後由計算機向CNC系統傳送診斷程式✘◕▩•，並將測試資料輸回到計算機進行分析並得出結論✘◕▩•，隨後將診斷結論和處理辦法通知使用者╃↟。

　　（2）自修復系統

　　就是在系統內設定有備用模組✘◕▩•，在CNC系統的軟體中裝有自修復程式✘◕▩•，當該軟體在執行時一旦發現某個模組有故障時✘◕▩•，系統一方面將故障資訊顯示在CRT上✘◕▩•，同時自動尋找是否有備用模組✘◕▩•，如有備用模組✘◕▩•，則系統能自動使故障離線✘◕▩•，而接通備用模組使系統能較快地進入正常工作狀態╃↟。這種方案適用於無人管理的自動化工作場合╃↟。

　　3·₪↟☁₪、數控機床的常見故障排除方法

　　由於數控機床故障比較複雜✘◕▩•，同時數控系統自診斷能力還不能對系統的所有部件進行測試✘◕▩•，往往是一個報警號指示出眾多的故障原因✘◕▩•，使人難以入手╃↟。下面介紹維修人員任生產實踐中常用的排除故障方法╃↟。

　　3.1直觀檢查法

　　直觀檢查法是維修人員根據對故障發生時的各種光·₪↟☁₪、聲·₪↟☁₪、味等異常現象的觀察✘◕▩•，確定故障範圍✘◕▩•，可將故障範圍縮小到一個模組或一塊電路板上✘◕▩•，然後再進行排除╃↟。

　　3.2初始化復位法

　　一般情況下✘◕▩•，由於瞬時故障引起的系統報警✘◕▩•，可用硬體復位或開關係統電源依次來清除故障╃↟。若系統工作存貯區由於掉電·₪↟☁₪、撥插線路板或電池欠壓造成混亂✘◕▩•，則必須對系統進行初始化清除✘◕▩•，清除前應注意作好資料複製記錄✘◕▩•，若初始化後故障仍無法排除✘◕▩•，則進行硬體診斷╃↟。

　　3.3自診斷法

　　數控系統已具備了較強的自診斷功能✘◕▩•，並能隨時監視數控系統的硬體和軟體的工作狀態╃↟。利用自診斷功能✘◕▩•，能顯示出系統與主機之間的介面資訊的狀態✘◕▩•，從而判斷出故障發生在機械部分還是數控部分✘◕▩•，並顯示出故障的大體部位（故障程式碼）╃↟。

　　3.4功能程式測試法

　　功能程式測試法是將數控系統的功能用程式設計法編成一個功能試驗程式✘◕▩•，並存儲在相應的介質上✘◕▩•，如紙帶和磁帶等╃↟。在故障診斷時執行這個程式✘◕▩•，可快速判定故障發生的可能起因╃↟。

　　3.5備件替換法

　　用好的備件替換診斷出壞的線路板✘◕▩•，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·₪↟☁₪、積體電路晶片或元器件替換有疑點的部分✘◕▩•，從而把故障範圍縮小到印刷線路板或晶片一級╃↟。並做相應的初始化起動✘◕▩•，使機床迅速投入正常運轉╃↟。

　　3.6交叉換位法

　　當發現故障板或者個能確定是否是故障板而又沒有備件的情況下✘◕▩•，可以將系統中相同或相相容的兩個板互換檢查✘◕▩•，例如兩個座標的指令板或伺服板的交換✘◕▩•，從中判斷故障板或故障部位╃↟。這種交叉換位法應特別注意✘◕▩•，不僅要硬體接線的正確交換✘◕▩•，還要將一系列相應的引數交換✘◕▩•，否則不僅達不到目的✘◕▩•，反而會產生新的故障造成思維混亂✘◕▩•，一定要事先考慮周全✘◕▩•，設計好軟·₪↟☁₪、硬體交換方案✘◕▩•，準確無誤再行交換檢查╃↟。

　　3.7引數檢查法

　　系統引數是確定系統功能的依據✘◕▩•，引數設定錯誤就可能造成系統的故障或某功能無效╃↟。發生故障時應及時核對系統引數✘◕▩•，引數一般存放在磁泡儲存器或存放在需由電池保持的CMOSRAM中✘◕▩•，一旦電池電量不足或由於外界的干擾等因素✘◕▩•，使個別引數丟失或變化✘◕▩•，發生混亂✘◕▩•，使機床無法正常工作╃↟。此時✘◕▩•，可透過核對·₪↟☁₪、修正引數✘◕▩•，將故障排除╃↟。