數(shù)控機(jī)床常見故障診斷及排除方法

數(shù)控機(jī)床常見故障診斷及排除方法不同的數(shù)控系統(tǒng)雖然在結(jié)構(gòu)和性能上有所區(qū)別，但隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，在故障診斷上有它的共性。1、 數(shù)控機(jī)床故障診斷原則在故障診斷時(shí)應(yīng)掌握以下原則：（1）先外部后內(nèi)部數(shù)控機(jī)床是集機(jī)械、液壓、電氣和光學(xué)為一體的機(jī)床，故其故障的發(fā)生也會(huì)由這四者綜合反映出來(lái)。維修人員應(yīng)先由外向內(nèi)逐一進(jìn)行排查。盡量避免隨意地啟封、拆卸機(jī)床，否則會(huì)擴(kuò)大故障，使機(jī)床大傷元?dú)?，喪失精度，降低性能。?） 先機(jī)械后電氣一般來(lái)說(shuō)，機(jī)械故障較易發(fā)覺(jué)，而數(shù)控系統(tǒng)故障的診斷則難度較大些。在故障檢修之前，首先注意排除機(jī)械性的故障，往往可達(dá)到事半功倍的效果。（3） 先靜后動(dòng)先在機(jī)床斷電的靜止?fàn)顟B(tài)，通過(guò)了解、觀察測(cè)試、分析確認(rèn)為非破壞性故障后，方可給機(jī)床通電。在運(yùn)行工況下，進(jìn)行動(dòng)態(tài)的觀察、檢驗(yàn)和測(cè)試，查找故障。而對(duì)破壞性故障，必須先排除危險(xiǎn)后，方可通電。（4）先簡(jiǎn)單后復(fù)雜 當(dāng)出現(xiàn)多種故障互相交織掩蓋，一時(shí)無(wú)從下手時(shí)，應(yīng)先解決容易的問(wèn)題，后解決難度較大的問(wèn)題。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。2、 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，要借助于診斷技術(shù)。隨著微處理器的不斷發(fā)展。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)。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：1.啟動(dòng)診斷（StartUpDiagnostics）啟動(dòng)診斷是指CNC系統(tǒng)每次從通電開始，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，如CPU、存儲(chǔ)器、I/O等單元模塊，以及MDI/CRT單元、紙帶閱讀機(jī)、軟盤單元等裝置或外部設(shè)備。只有當(dāng)全部項(xiàng)目都確認(rèn)正確無(wú)誤之后，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，將在CRT畫面或發(fā)光二極管用報(bào)警方式指示故障信息。此時(shí)啟動(dòng)診斷過(guò)程不能結(jié)束，系統(tǒng)無(wú)法投入運(yùn)行。2,在線診斷（On-LineDiagnostics）在線診斷是指通過(guò)CNC系統(tǒng)的內(nèi)裝程序，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)、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、檢查。只要系統(tǒng)不停電，在線診斷就不會(huì)停止。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、1來(lái)顯示其狀態(tài)。對(duì)正邏輯來(lái)說(shuō)，0表示斷開狀態(tài)，1表示接通狀態(tài)，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，如利用I/O接口狀態(tài)顯示，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。故障信息大都以報(bào)警號(hào)形式出現(xiàn)。一般可分為以下幾大類：①過(guò)熱報(bào)警類；②系統(tǒng)報(bào)警類；③存儲(chǔ)報(bào)警類；④編程/設(shè)定類；⑤伺服類；⑥行程開關(guān)報(bào)警類；⑦印刷線路板間的連接故障類。離線診斷（Off-LineDiagnostics）離線診斷是指數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，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。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、某部分電路，甚至某個(gè)芯片或元件，這種故障定位，更為精確?，F(xiàn)代診斷技術(shù)隨著電信技術(shù)的發(fā)展，IC和微機(jī)性能/價(jià)格比的提高，近年來(lái)國(guó)外己將一些新的概念和方法成功地引用到診斷領(lǐng)域。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。如德國(guó)西門子公司在CNC系統(tǒng)診斷中采用了這種診斷功能，用戶把CNC系統(tǒng)中專用的“通信接口”連接在普通電話線上，而西門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，然后由計(jì)算機(jī)向CNC系統(tǒng)發(fā)送診斷程序，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。通訊診斷系統(tǒng)還可為用戶作定期的預(yù)防性診斷，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，在維修中心分析診斷數(shù)據(jù)，可發(fā)現(xiàn)存在的故障隱患，以便及早采取措施。當(dāng)然，這類CNC系統(tǒng)，必須是具備遠(yuǎn)程診斷接口及聯(lián)網(wǎng)功能。2）自修復(fù)系統(tǒng)就是在系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有備用模塊，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)，系統(tǒng)一方面將故障信息顯示在CRT上，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)，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)。這種方案適用于無(wú)人管理的自動(dòng)化工作的場(chǎng)合。3、數(shù)控機(jī)床的故障診斷方法由于數(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，往往是一個(gè)報(bào)警號(hào)指示出眾多的故障原因，使人難以下手。下面介紹維修人員在生產(chǎn)實(shí)踐中常用的排除故障方法。直觀檢查法它是維修人員最先使用的方法，即在故障診斷時(shí)，由外向內(nèi)逐一進(jìn)行觀察檢查。特別要注意觀察電路板的元器件及線路是否有燒傷、裂痕等現(xiàn)象、電路板上是否有短路、斷路，芯片接觸不良等現(xiàn)象，對(duì)于已維修過(guò)的電路板，更要注意有無(wú)缺件、錯(cuò)件及斷線等情況。例8-1XHK716立式加工中心，在安裝調(diào)試時(shí)，CRT顯示器突然出現(xiàn)無(wú)顯示故障，而機(jī)床還可繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。停機(jī)后再開，又一切正常。觀察發(fā)現(xiàn)，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，每當(dāng)車間上方的門式起重機(jī)經(jīng)過(guò)時(shí)，往往會(huì)出現(xiàn)故障，由此初步判斷是元件接觸不良。檢查顯示板，用手觸動(dòng)板上元件，當(dāng)觸動(dòng)某一集成塊管腳時(shí)，CRT上顯示就會(huì)消失。細(xì)查發(fā)現(xiàn)該腳沒(méi)有完全插入插座中。另外，發(fā)現(xiàn)此集成塊旁邊的晶振有一個(gè)引腳沒(méi)有焊錫。將這兩種原因排除后，故障消除。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、S、T、F功能用編程法編成一個(gè)功能試驗(yàn)程序，并存儲(chǔ)在相應(yīng)的介質(zhì)上，如紙帶和磁帶等。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。功能程序測(cè)試法常應(yīng)用于以下場(chǎng)合1） 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2） 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，還是系統(tǒng)穩(wěn)定性不好3） 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)例8-2配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，表面粗糙度極差。在運(yùn)行測(cè)試程序時(shí)，直線、圓弧插補(bǔ)時(shí)皆無(wú)爬行，由此確定原因在編程方面。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G61指令之故。將程序中的G61取消，改用G64后，爬行現(xiàn)象消除。試探交換法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、集成電路芯片或元器件替換有疑點(diǎn)的部分，從而把故障范圍縮小到印刷線路板或芯片一級(jí)。采用此法之前要注意備用板的設(shè)定狀態(tài)與原板的狀態(tài)是否完全一致，這包括檢查板上的選擇開關(guān)、短路棒的設(shè)定位置以及電位器的位置。一般不要輕易更放CPU板及存儲(chǔ)器板，否則有可能造成程序和機(jī)床參數(shù)的丟失，造成故障的擴(kuò)大;若是EPROM板或EPROM芯片，請(qǐng)注意存儲(chǔ)器芯片上貼的軟件版本標(biāo)簽是否與原板完全一致，若不一致，則不能更換。例8-3配FANUC7CM系統(tǒng)的XK715F型數(shù)控立銑床出現(xiàn)縱向拖板（Y軸）正向進(jìn)給正常，反向進(jìn)給失常，時(shí)動(dòng)時(shí)不動(dòng)，采用手搖脈沖進(jìn)給時(shí)也如此。圖8-3為該系統(tǒng)X、Y兩軸伺服系統(tǒng)電氣連接圖，采用試探交換法的診斷流程圖如圖8-4所示。第一次交換后故障仍在縱拖板軸，第*次交換后故障轉(zhuǎn)移到橫拖板軸，從*確定Y軸速度控制器有故障。將其拆下檢查，發(fā)現(xiàn)板上一電容損壞。換上新電容后，故障消除。參數(shù)檢查法發(fā)生故障時(shí)應(yīng)及時(shí)核對(duì)系統(tǒng)參數(shù)，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，一旦電池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，發(fā)生混亂，使機(jī)床無(wú)法正常工作。此時(shí)，可通過(guò)核對(duì)、修正參數(shù)，將故障排除。測(cè)量比較法CNC系統(tǒng)生產(chǎn)廠在設(shè)計(jì)印刷線路板時(shí)，為了調(diào)整和維修方便，在印刷線路板上設(shè)計(jì)了一些檢測(cè)量