數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修報(bào)告實(shí)習(xí)文檔

控機(jī)床故障診斷與維修--

文字系統(tǒng)可靠性的基本概念

系統(tǒng)可靠性是指數(shù)控系統(tǒng)在規(guī)定的條件和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力，故障是指系統(tǒng)在規(guī)定的條件和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)失去了規(guī)

定的功能。

數(shù)控機(jī)床是復(fù)雜的大系統(tǒng)，它涉及光、機(jī)、電、液等很多技術(shù)，發(fā)生故障是難免的。機(jī)械銹蝕、機(jī)械磨損、機(jī)械失效，電子元器件老化、

插件接觸不良、電流電壓波動(dòng)、溫度變化、干擾、噪聲，軟件丟失或本身有隱患、灰塵，操作失誤等都可導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床出故障。

數(shù)控機(jī)床故障診斷

一．故障診斷內(nèi)容

1）動(dòng)作診斷：監(jiān)視機(jī)床各動(dòng)作部分，判定動(dòng)作不良的部位。診斷部位是ATC、APC和機(jī)床主軸。

2）狀態(tài)診斷：當(dāng)機(jī)床電機(jī)帶動(dòng)負(fù)載時(shí)，觀(guān)察運(yùn)行狀態(tài)。

3）點(diǎn)檢診斷：定期點(diǎn)檢液壓元件、氣動(dòng)元件和強(qiáng)電柜。

4）操作診斷：監(jiān)視操作錯(cuò)誤和程序錯(cuò)誤。

5）數(shù)控系統(tǒng)故障自診斷：

二．CNC系統(tǒng)診斷技術(shù)

當(dāng)前使用的各種CNC系統(tǒng)的診斷方法歸納起來(lái)大致可分為三大類(lèi)。

（1）啟動(dòng)診斷（StarupDiagnostics）

把CNC系統(tǒng)每次從通電開(kāi)始到進(jìn)入正常的運(yùn)行準(zhǔn)備狀態(tài)為止，系統(tǒng)內(nèi)部診斷程序自動(dòng)執(zhí)行的診斷。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單元等模塊以及CRT/MDI單元、紙帶閱讀機(jī)、軟盤(pán)單元等裝置或外部設(shè)備。

（2）在線(xiàn)診斷（OnLineDiagnostics）

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)本身以及與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機(jī)以及外部設(shè)備等進(jìn)行自動(dòng)診斷、檢查。一般來(lái)說(shuō)，包括自診斷功能的狀態(tài)顯示和故障信息顯示兩部分。．接口顯示：為了區(qū)分出故障發(fā)生在數(shù)控內(nèi)部，還是發(fā)生在PLC或機(jī)床側(cè)，有必要了解CNC和PLC或CNC和機(jī)床之間的接狀態(tài)以

及CNC內(nèi)部狀態(tài)。．內(nèi)部狀態(tài)顯示：

（a）由于外因造成不執(zhí)行指令的狀態(tài)顯示。

（b）復(fù)位狀態(tài)顯示。

（c）TH報(bào)警狀態(tài)顯示，即紙帶水平和垂直校驗(yàn)，顯示出報(bào)警時(shí)的紙帶錯(cuò)誤孔的位置。

（d）磁泡存儲(chǔ)器異常狀態(tài)顯示。

（e）位置偏差量的顯示。

（f）旋轉(zhuǎn)變壓器或感應(yīng)同步器的頻率檢測(cè)結(jié)果顯示。

（g）伺服控制信息顯示。（h）存儲(chǔ)器內(nèi)容顯示等。

故障信息顯示的內(nèi)容一般有上百條，最多可達(dá)600條。這許多信息大都以報(bào)警號(hào)和適當(dāng)注釋的形式出現(xiàn)。一般可分成下述幾大類(lèi)：

（a）過(guò)熱報(bào)警類(lèi)；（b）系統(tǒng)報(bào)警類(lèi)；（c）存儲(chǔ)器報(bào)警類(lèi)；

（d）編程/設(shè)定類(lèi)，這類(lèi)故障均為操作、編程錯(cuò)誤引起的軟故障；

（e）伺服類(lèi)：即與伺服單元和伺服電機(jī)有關(guān)的故障報(bào)警；

（f）行程開(kāi)關(guān)報(bào)警類(lèi)；

（g）印刷線(xiàn)路板間的連接故障類(lèi)。

（3）離線(xiàn)診斷（OffLineDiagnostics）

離線(xiàn)診斷的主要目的是故障導(dǎo)通知故障定位，力求把故障定位在盡可能小的范圍內(nèi)�，F(xiàn)代CNC系統(tǒng)的離線(xiàn)診斷用軟件，一般多已與

CNC系統(tǒng)控制軟件一起存在CNC系統(tǒng)中，這樣維修診斷時(shí)更為方便。

（a）通訊診斷：用戶(hù)只需反CNC系統(tǒng)中專(zhuān)用"通信接口"連接到普通電話(huà)線(xiàn)上，而在西門(mén)子公司維修中心的專(zhuān)用通信診斷計(jì)算機(jī)的"數(shù)據(jù)

電話(huà)"也連接到電話(huà)線(xiàn)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)行分析關(guān)得出結(jié)論。（b）自修復(fù)系統(tǒng)：備用模塊則系統(tǒng)能自動(dòng)使故障模塊脫機(jī)而接通備用模塊，從而使系統(tǒng)較快地進(jìn)入正常工作狀態(tài)。

（c）具有AI（人工智能）功能的專(zhuān)家故障診斷系統(tǒng)：

①在處理實(shí)際問(wèn)題時(shí)，通過(guò)具有某個(gè)領(lǐng)域的專(zhuān)門(mén)知識(shí)的專(zhuān)家分析和解釋數(shù)據(jù)并作出決定。②專(zhuān)家系統(tǒng)利用專(zhuān)家推理方法的計(jì)算機(jī)模型來(lái)解決問(wèn)題，并且得到的結(jié)論和專(zhuān)家相同。

三．伺服系統(tǒng)的診斷方法

采用發(fā)光二級(jí)管來(lái)批示故障可能產(chǎn)生的原因，例如過(guò)熱報(bào)警，過(guò)流報(bào)警，過(guò)壓報(bào)警，欠壓報(bào)警，I2t值監(jiān)控（用于電源電路）等。

數(shù)控機(jī)床維修

一．概述

數(shù)控機(jī)床的維修概念，不能單純局限于數(shù)控系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，如何排除故障和及時(shí)修復(fù)，使數(shù)控系統(tǒng)盡早投入使用，還應(yīng)包括正確

使用和日常保養(yǎng)等。

二．正確操作和使用數(shù)控系統(tǒng)的步驟

（1）數(shù)控系統(tǒng)通電前的檢查

1）檢查CNC裝置內(nèi)的各個(gè)印刷線(xiàn)路板是否緊固，各個(gè)插頭有無(wú)松動(dòng)。

2）認(rèn)真檢查CNC裝置與外界之間的全部連接電纜是否按隨機(jī)提供的連接手冊(cè)的規(guī)定，正確而可靠地連接。

3）交流輸入電源的連接是否符合CNC裝置規(guī)定的要求。

文字

文字4）確認(rèn)CNC裝置內(nèi)的各種硬件設(shè)定是否符合CNC裝置的要求。

只有經(jīng)過(guò)上述檢查，CNC裝置才能投入通電運(yùn)行。

（2）數(shù)控系統(tǒng)通電后的檢查

1）首先要檢查數(shù)控裝置中各個(gè)風(fēng)扇是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

2）確認(rèn)各個(gè)印刷線(xiàn)路或模塊上的直流電源是否正常，是否在允許的波動(dòng)范圍之內(nèi)。

3）進(jìn)一步確認(rèn)CNC裝置的各種參數(shù)。

4）當(dāng)數(shù)控裝置與機(jī)床聯(lián)機(jī)通電時(shí)，應(yīng)在接通電源的同時(shí)，作為按壓緊急停止按鈕的準(zhǔn)備，以備出現(xiàn)緊急情況時(shí)隨時(shí)切斷電源。

5）用手動(dòng)以低速給移動(dòng)各個(gè)軸，觀(guān)察機(jī)床移動(dòng)方向的顯示是否正確。

6）進(jìn)行幾次返回機(jī)床基準(zhǔn)點(diǎn)的動(dòng)作，用來(lái)檢查數(shù)控機(jī)床是否有返回基準(zhǔn)點(diǎn)功能，以及每次返回基準(zhǔn)點(diǎn)的位置是否完全一致。

7）CNC裝置的功能測(cè)試。

三．CNC系統(tǒng)的日常維護(hù)

1）制訂CNC系統(tǒng)的日常維護(hù)的規(guī)章制度。2）應(yīng)盡量少開(kāi)數(shù)控柜和強(qiáng)電柜的門(mén)。3）定時(shí)清理數(shù)控裝置的散熱通風(fēng)系統(tǒng)。4）CNC系統(tǒng)的輸入/輸出裝置的定期維護(hù)。

5）定期檢查和更換直流電機(jī)電刷。6）經(jīng)常監(jiān)視CNC裝置用的電網(wǎng)電壓。

7）存儲(chǔ)器用電池的定期更換。8）CNC系統(tǒng)長(zhǎng)期不用時(shí)的維護(hù)。

9）備用印刷線(xiàn)路板的維護(hù)。對(duì)于已購(gòu)置的備用印刷線(xiàn)路板應(yīng)定期裝到CNC裝置上通電運(yùn)行一段時(shí)間，以防損壞。

10）做好維修前期的準(zhǔn)備工作：

①技術(shù)準(zhǔn)備：維修人員應(yīng)在平時(shí)充分了解系統(tǒng)的性能。

②工具準(zhǔn)備：作為最終用戶(hù)，維修工具只需準(zhǔn)備一些常規(guī)的儀器設(shè)備，如交流電壓表，直流電壓表，可能用指針式的也可以是數(shù)字式的，

測(cè)量誤差在±2%范圍內(nèi)即可。萬(wàn)用表也是一種常用的儀表。

③備件準(zhǔn)備：一旦由于CNC系統(tǒng)的部件或元器件損壞，使系統(tǒng)發(fā)生故障。為能及時(shí)排除故障，用戶(hù)應(yīng)準(zhǔn)備一些常用的備件。

四．故障處置

一旦CNC系統(tǒng)發(fā)生故障，系統(tǒng)操作人員應(yīng)采取急停措施，停止系統(tǒng)運(yùn)行，保護(hù)好現(xiàn)場(chǎng)。

（1）故障的表現(xiàn)①系統(tǒng)發(fā)生故障的工作方式

工作方式有：Tape（紙帶方式）、MDI（手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入方式）、MEMORY（存儲(chǔ)器方式）、EDIT（編輯）、HANDLE（手輪）、JOG（點(diǎn)

動(dòng)）方式。

②MDI/DPL（手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入/顯示）。

③系統(tǒng)狀態(tài)顯示有時(shí)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)卻沒(méi)有報(bào)警，此時(shí)需要通過(guò)診斷畫(huà)面觀(guān)察系統(tǒng)所處的狀態(tài)。

④定位誤差超差情況。⑤在CRT上的報(bào)警及報(bào)警號(hào)。⑥刀具軌跡出現(xiàn)誤差時(shí)的速度。

（2）故障的頻繁程度①故障發(fā)生的時(shí)間及頻率。②加工同類(lèi)工件時(shí)，發(fā)生故障的概率。

③故障發(fā)生的方式，判別是否與進(jìn)給速度、換刀方式或是與螺紋切削有關(guān)。

④出現(xiàn)故障的程序段。

（3）故障的重復(fù)性

①將引起故障的程序段重復(fù)執(zhí)行多次進(jìn)行觀(guān)察，來(lái)考察故障的重復(fù)性。②將該程序段的編程值與系統(tǒng)內(nèi)的實(shí)際數(shù)值進(jìn)行比較，確認(rèn)兩者是否有差異。

③本系統(tǒng)以前是否發(fā)生過(guò)同樣故障？

（4）外界狀況①環(huán)境溫度。②周?chē)�的振�?dòng)源。

③系統(tǒng)的安裝位置檢查，出故障時(shí)是否受到陽(yáng)光的直射等。

④切削液、潤(rùn)滑油是否飛濺到了系統(tǒng)柜、系統(tǒng)柜里是否進(jìn)水，受到水的浸漬（如暖氣漏水）等。

⑤輸入電壓調(diào)查，輸入電源是否有波動(dòng)、電壓值等。

⑥工廠(chǎng)內(nèi)是否有使用大電流的裝置。

⑦近處是否存在干擾源。

⑧附近是否正在修理或調(diào)試機(jī)床、安裝了新機(jī)床等。

⑨重復(fù)出現(xiàn)的故障是否與外界因素有關(guān)？

（5）有關(guān)操作情況

①經(jīng)過(guò)什么操作之后才發(fā)生的故障？

②機(jī)床的操作方式對(duì)嗎？③程序內(nèi)是否包含有增量指令？

（6）機(jī)床情況①機(jī)床調(diào)整狀況。

②機(jī)床在運(yùn)輸過(guò)程中是否發(fā)生振動(dòng)？

③所用刀具的刀尖是否正常？④換刀時(shí)是否設(shè)置了偏移量？⑤間隙補(bǔ)償給的是否恰當(dāng)？⑥機(jī)械另件是否隨溫度變化而變形？

⑦工件測(cè)量是否正確？

（7）運(yùn)轉(zhuǎn)情況

①在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中是否改變過(guò)或調(diào)整過(guò)運(yùn)轉(zhuǎn)方式？②機(jī)床側(cè)是否處于報(bào)警狀態(tài)？是否已作好運(yùn)轉(zhuǎn)準(zhǔn)備？③機(jī)床操作面板上的售率開(kāi)關(guān)是否設(shè)定為"0"？

④機(jī)床是否處于鎖住狀態(tài)？⑤系統(tǒng)是否處于急停狀態(tài)？⑥系統(tǒng)的保險(xiǎn)絲是否燒斷？

⑦機(jī)床操作面板上的方式選擇開(kāi)關(guān)設(shè)定是否正確？

（8）機(jī)床和系統(tǒng)之間接線(xiàn)情況

①電纜是否完整無(wú)損？

②交流電源線(xiàn)和系統(tǒng)內(nèi)部電線(xiàn)是否分開(kāi)安裝？

③電源線(xiàn)和信號(hào)線(xiàn)是否分開(kāi)走線(xiàn)？④信號(hào)屏蔽線(xiàn)接地是否正確？

⑤繼電器、電磁鐵以及電動(dòng)機(jī)等電磁部件是否裝有噪聲抑制器？

（9）CNC裝置的外觀(guān)檢查

①機(jī)柜。檢查破損情況和是否是在打開(kāi)柜門(mén)的狀態(tài)下操作。②機(jī)柜內(nèi)部。風(fēng)扇電機(jī)工作是否正常？控制部分污染程序。

③紙帶閱讀機(jī)。紙帶閱讀機(jī)是否有污物？

④電源單元。保險(xiǎn)絲是否正常？

⑤電纜。電纜連接器插頭是否完全插入、擰緊？⑥印刷線(xiàn)路板。印刷線(xiàn)路板數(shù)量有無(wú)缺損？

⑦M(jìn)DI/CRT單元。

（10）有關(guān)穿孔紙帶的檢查①紙帶閱讀機(jī)天關(guān)是否正常？②有關(guān)紙帶操作的設(shè)定是否正確？③紙帶是否折、皺和存有污物？

④紙帶的連接處正常否？⑤紙帶上的孔有無(wú)破損？⑥這條紙帶是否用過(guò)？

⑦使用的是黑色紙帶還是其它顏色的紙帶？

五．故障檢查方法

１．直觀(guān)法

這是一種最基本的方法。維修人員通過(guò)對(duì)故障發(fā)生時(shí)的各種光、聲、味等異�，F(xiàn)象的觀(guān)察以及認(rèn)真察看系統(tǒng)的每一處，往往可將故

障范圍縮小到一個(gè)模塊或一塊印刷線(xiàn)路板。這要求維修人員具有豐富的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，要有多學(xué)科的較寬的知識(shí)和綜合判斷的能力。

２．自診斷功能法

現(xiàn)代的數(shù)控系統(tǒng)雖然尚未達(dá)到智能化很高的程度，但已經(jīng)具備了較強(qiáng)的自診斷功能。能隨時(shí)監(jiān)視數(shù)控系統(tǒng)的硬件和軟件的工作狀況。一旦發(fā)現(xiàn)異常，立即在CRT上報(bào)警信息或用發(fā)光二極管批示出故障的大致起因。利用自診斷功能，也能顯示出系統(tǒng)與主機(jī)之間接口信號(hào)的狀態(tài)，從而判斷出故障發(fā)生在機(jī)械部分還是數(shù)控系統(tǒng)部分，并批示出故障的大致部位。這個(gè)方法是當(dāng)前維修時(shí)最有效的一種方法。

３．功能程序測(cè)試法

所謂功能程序測(cè)試法就是將數(shù)控系統(tǒng)的常用功能和特殊功能，如直線(xiàn)定位、圓弧插補(bǔ)、螺紋切削、固定循環(huán)、用戶(hù)宏程序等用手工編程或自動(dòng)編程方法，編制成一個(gè)功能程序測(cè)試紙帶，通過(guò)紙帶閱讀機(jī)送入數(shù)控系統(tǒng)中，然后啟動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)使之進(jìn)行運(yùn)行，藉以檢查機(jī)床執(zhí)行這些功能的準(zhǔn)確性和可靠性，進(jìn)而判斷出故障發(fā)生的可能起因。本方法對(duì)于長(zhǎng)期閑置的數(shù)控機(jī)床第一次開(kāi)機(jī)時(shí)的檢查以及機(jī)床加

工造成廢品但又無(wú)報(bào)警的情況下，一時(shí)難以確定是編程錯(cuò)誤或是操作錯(cuò)誤，還是機(jī)床故障時(shí)的判斷是一較好的方法。

４．交換法

這是一種簡(jiǎn)單易行的方法，也是現(xiàn)場(chǎng)判斷時(shí)最常用的方法之一。所謂交換法就是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線(xiàn)路板、模板，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(xiàn)路板或芯片一級(jí)。它實(shí)際上也是

在驗(yàn)證分析的正確性。

在備板交換之前，應(yīng)仔細(xì)檢查備板是否完好，并應(yīng)檢查備板的狀態(tài)應(yīng)與原板狀態(tài)完全一致。這包括檢查板上的選擇開(kāi)關(guān)，短路棒的設(shè)定位置以及電位器的位置。在置換CNC裝置的存儲(chǔ)器板時(shí)，往往還需要對(duì)系統(tǒng)作存儲(chǔ)器的初始化操作（如日本FANUC公司的FS6系統(tǒng)用的磁泡存儲(chǔ)器就需要進(jìn)行這項(xiàng)工作），重新設(shè)定各種數(shù)控?cái)?shù)據(jù)，否則系統(tǒng)仍將不能正常地工作。又如更換FANUC公司的7系統(tǒng)的存儲(chǔ)器板之后，需重新輸入?yún)��?shù)，并對(duì)存儲(chǔ)器區(qū)進(jìn)行分配操作。缺少了后一步，一旦零件程序輸入，將產(chǎn)生60號(hào)報(bào)警（存儲(chǔ)器容量不夠）。有的CNC系統(tǒng)在更換了主板之后，帶需進(jìn)行一些特定的操作。如FNUC公司在FS10系統(tǒng)，必須按一定的操作步驟，先輸入9000～9031號(hào)選擇參數(shù)，然后才能輸入0000號(hào)至8010號(hào)的系統(tǒng)參數(shù)和PC參數(shù)。總之，一定要嚴(yán)格地按照有關(guān)系統(tǒng)的操作、維修說(shuō)明書(shū)的要求進(jìn)行

操作。

５．轉(zhuǎn)移法

所謂轉(zhuǎn)移法就是將CNC系統(tǒng)中具有相同功能的二塊印刷線(xiàn)路板、模塊、集成電路芯片或元器件互相交換，觀(guān)察故障現(xiàn)象是否隨之轉(zhuǎn)

移。藉此，可迅速確定系統(tǒng)的故障部位。這個(gè)方法實(shí)際上就是交換法的一種。因此，有關(guān)注意事項(xiàng)同交換法所述。

６．參數(shù)檢查法

眾所周知，數(shù)控參數(shù)能直接影響數(shù)控機(jī)床的功能。參數(shù)通常是存放在磁泡存儲(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某種干擾等因素，會(huì)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)，通過(guò)核對(duì)、修正參數(shù)，就能將故障排除。當(dāng)機(jī)床長(zhǎng)期閑置工作時(shí)無(wú)緣無(wú)故地出現(xiàn)不正常現(xiàn)象或有故障而無(wú)報(bào)警時(shí)，就應(yīng)根據(jù)故障特征，檢查和校對(duì)有關(guān)參數(shù)。另外，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行的數(shù)控機(jī)床，由于其機(jī)械傳動(dòng)部件磨損，電氣無(wú)件性能變化等原因，也需對(duì)其有關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。有些機(jī)床的

故障往往就是由于未及時(shí)修改某些不適應(yīng)的參數(shù)所致。當(dāng)然這些故障都是屬于故障的范疇。

７．測(cè)量比較法

CNC系統(tǒng)生產(chǎn)廠(chǎng)在設(shè)計(jì)印刷線(xiàn)路板時(shí)，為了調(diào)整、維修的便利，在印刷線(xiàn)路板上設(shè)計(jì)了多個(gè)檢測(cè)用端子。用戶(hù)也可利用這些端子比較測(cè)量正常的印刷線(xiàn)路板和有故障的印刷線(xiàn)路板之間的差異�？梢詸z測(cè)這些測(cè)量端子的電壓或波形，分析故障的起因及故障的所在位置。甚至，有時(shí)還可對(duì)正常的印刷線(xiàn)路人為地制造"故障"，如斷開(kāi)連線(xiàn)或短路，撥去組件等，以判斷真實(shí)故障的起因。為此，維修人員應(yīng)在平時(shí)積累印刷線(xiàn)路板上關(guān)鍵部位或易出故障部位在正常時(shí)的正確波形和電壓值。因?yàn)镃NC系統(tǒng)生產(chǎn)廠(chǎng)往往不提供有關(guān)這方面的資料。

８．敲擊法

當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)的故障表現(xiàn)為若有若無(wú)時(shí)，往往可用敲擊法檢查出故障的部位所在。這是由于CNC系統(tǒng)是由多塊印刷線(xiàn)路板組成，每塊板上又有許多焊點(diǎn)，板間或模塊間又通過(guò)插接件及電纜相連。因此，任何虛焊或接觸不良，都可能引起故障。當(dāng)用絕緣物輕輕敲打有虛

焊及接觸不良的疑點(diǎn)處，故障肯定會(huì)重復(fù)再現(xiàn)。

９．局部升溫

CNC系統(tǒng)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行后元器件均要老化，性能會(huì)變壞。當(dāng)它們尚未完全損壞時(shí)，出現(xiàn)的故障變得時(shí)有時(shí)無(wú)。這時(shí)可用熱吹風(fēng)機(jī)或電烙鐵等來(lái)局部升溫被懷疑的元器件，加速其老化，以便徹底暴露故障部件。當(dāng)然，采用此法時(shí)，一定要注意元器件的溫度參數(shù)等，不

要將原來(lái)是好的器件烤壞。

１０．原理分析法

根據(jù)CNC系統(tǒng)的組成原理，可從邏輯上分析各點(diǎn)的邏輯電平和特征參數(shù)（如電壓值或波形），然后用萬(wàn)用表、邏輯筆、示波器或邏輯分析儀進(jìn)行測(cè)量、分析和比較，從而對(duì)故障定位。運(yùn)用這種方法，要求維修人員必須對(duì)整個(gè)系統(tǒng)或每個(gè)電路的原理有清楚的、較深的

了解。

除了以上常用的故障檢查測(cè)試方法外，還有拔板法，電壓拉偏法，開(kāi)環(huán)檢測(cè)法以及在上章中曾提出的診斷方法等多種。這些檢查方法各有特點(diǎn)，按照不同的故障現(xiàn)象，可以同時(shí)選擇幾種方法靈活應(yīng)用，對(duì)故障進(jìn)行綜合分析，才能逐步縮小故障范圍，較快地排除故障。

六．故障排除的一般方法

當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)報(bào)警發(fā)生故障時(shí)，維修人員不要急于動(dòng)手處理，而應(yīng)多進(jìn)行觀(guān)察和試驗(yàn)。

１．充分調(diào)查故障現(xiàn)場(chǎng)

這是維修人員取得第一手材料的一個(gè)重要手段。一方面要向操作者調(diào)查，詳細(xì)詢(xún)問(wèn)出現(xiàn)故障的全過(guò)程，查看故障記錄單，了解發(fā)生過(guò)什么現(xiàn)象，曾采取過(guò)什么措施等；另一方面，要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)要做細(xì)致的勘查。從系統(tǒng)的外觀(guān)到系統(tǒng)內(nèi)部各印刷線(xiàn)路板都應(yīng)細(xì)心地察看是否

有異常之處。在確認(rèn)系統(tǒng)通電無(wú)危險(xiǎn)有情況下，方可通電，觀(guān)察系統(tǒng)有何異常，CRT顯示的內(nèi)容等。

２．認(rèn)真分析產(chǎn)生故障的起因

當(dāng)前的CNC系統(tǒng)智能化程度都比較低，系統(tǒng)尚不能自動(dòng)診斷出發(fā)生故障的確切原因。往往是同一報(bào)警號(hào)可以有多種起因，不可能將故障縮小到具體的某一部件。因此，在分析故障的起因時(shí)，一定要思路開(kāi)闊。往往有這種情況，自診斷出系統(tǒng)的某一部分有故障，但究其起源，卻不在數(shù)控系統(tǒng)，而是在機(jī)械部分。所以，無(wú)論是CNC系統(tǒng)，機(jī)床強(qiáng)電，還是機(jī)械、液壓、氣路等，只要有可能引起該故障的

原因，都要盡可能全面地列出來(lái)，進(jìn)行綜合判斷和篩選，然后通過(guò)必要的試驗(yàn)，達(dá)到確診和最終排除故障的目的。

造成數(shù)控系統(tǒng)故障而又不易發(fā)現(xiàn)的另一個(gè)重要原因是干擾。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，大致有下面幾種原因。

（１）機(jī)床生產(chǎn)廠(chǎng)的裝配工藝問(wèn)題

裝配工藝不好反映在干擾方面的表現(xiàn)大致有如下幾點(diǎn)。①?zèng)]有采用一點(diǎn)接地法。有些機(jī)床生產(chǎn)為了圖省事，到處就近接地，結(jié)果造成多點(diǎn)接地，形成地環(huán)流。②由于接地點(diǎn)選擇不當(dāng)或接觸不良，甚至虛焊造成接地電阻變大而引起噪聲干擾。③CNC系統(tǒng)與主機(jī)的信號(hào)通訊，有許多是采用屏蔽線(xiàn)連接的，若對(duì)屏蔽地處理不當(dāng)，沒(méi)有按照規(guī)定連接（如有的屏蔽地按規(guī)定只許接在系統(tǒng)側(cè)，而不能接在機(jī)床側(cè)，

如圖4.31所示）也是造成干擾的一種因素。

（２）強(qiáng)電干擾

數(shù)控機(jī)床的強(qiáng)電柜中的接觸器、繼電器等電磁部件均是CNC系統(tǒng)的干擾源。交流接觸器，交流電機(jī)的頻繁起動(dòng)、停止時(shí)，其電磁感應(yīng)現(xiàn)象會(huì)使CNC系統(tǒng)控制電路中產(chǎn)生尖峰或波涌等噪聲，干擾系統(tǒng)的正常工作。因此，一定要對(duì)這些電磁干擾采取措施，予以消除。通常是采用在交流接觸器線(xiàn)圈的兩端或交流電機(jī)的三相輸入端并聯(lián)RC網(wǎng)絡(luò)，而在直流接觸器或在直流電磁閥的線(xiàn)圈兩端反相并入一個(gè)續(xù)流二極管等的辦法來(lái)抑制這些電器產(chǎn)生的干擾噪聲（如圖4.32所示）。但要注意一點(diǎn)，這些并入的吸收網(wǎng)絡(luò)的連線(xiàn)不應(yīng)大于20cm，

否則，其效果就不理想。

同時(shí)，查CNC系統(tǒng)的控制電路的輸入電源部分，也要采取措施。一般多用浪涌吸收器并聯(lián)在電源線(xiàn)間，如圖4.33所示，從而可有

效地吸收電網(wǎng)中的尖峰電壓，起到一定的保護(hù)作用。

（３）供電線(xiàn)路的干擾

由于我國(guó)局部地區(qū)電力不足和供電頻率不穩(wěn)和用戶(hù)廠(chǎng)電網(wǎng)分配不合理等因素造成供電線(xiàn)路的干擾�，F(xiàn)象可歸納為超壓、欠壓、頻率

和相位漂移、諧波失真、共模噪聲及常模噪聲等原因。為養(yǎng)活供電電線(xiàn)路干擾可采取下列措施。

①在電網(wǎng)電壓變化較大的地區(qū)，應(yīng)在CNC系統(tǒng)的輸入電源前增加電子穩(wěn)壓器，以養(yǎng)活電網(wǎng)電壓波動(dòng)。如果能加入電源調(diào)節(jié)器，則效果更

好，但切不可串入自耦變壓器。

②用戶(hù)廠(chǎng)的供電線(xiàn)路的容量應(yīng)能滿(mǎn)足數(shù)控機(jī)床電器容量的要求。

③數(shù)控機(jī)床避免與電火花設(shè)備以及大功率的起、停頻繁的設(shè)備共用一干線(xiàn)，以免這些設(shè)備的干擾通過(guò)供電線(xiàn)串入到CNC系統(tǒng)中。

④數(shù)控機(jī)床設(shè)備安置時(shí)應(yīng)遠(yuǎn)離中頻爐、高頻感應(yīng)爐等變頻設(shè)備。

３．動(dòng)手修復(fù)

一旦故障部位已找到，但手頭卻無(wú)可更換的備件時(shí)，可用移植借用辦法，作為應(yīng)急措施來(lái)解決。例如某一組件壞了（如與非門(mén)或觸發(fā)器等），但損壞的往往只是組件中的某一路，其它幾部分還是好的。而在印刷線(xiàn)路板的設(shè)計(jì)中，又往往只是用了組件中的一部分，沒(méi)有全部用滿(mǎn)。此時(shí)，可將沒(méi)有使用的富余部分取來(lái)作為應(yīng)急用。具體的作法是，切斷已損壞部分的插腳（包括輸入和輸出腳），然后由區(qū)線(xiàn)

將信號(hào)輸入、輸出線(xiàn)引至富余的組件插腳上即可。

典型數(shù)控機(jī)床維修方法

一．西門(mén)子3系統(tǒng)的維修

1）電源接通后無(wú)基本畫(huà)面顯示

（a）電路板03840號(hào)板上無(wú)監(jiān)控?zé)麸@示

（b）03840號(hào)電路板上監(jiān)控?zé)袅?/p>

①監(jiān)控?zé)糸W爍。如果監(jiān)控?zé)糸W爍頻率為1Hz，則EPROM有故障；如果閃爍頻率為2Hz，則PLC有故障；如以4Hz頻率閃爍，則保持電

池報(bào)警，表示電壓已不足。

②監(jiān)控?zé)糇鬁缬伊�。表示操作面板的接口�?3731板有故障或CRT有故障。

③監(jiān)控?zé)舫Ａ�。這種故障，通常的原因有：CPU有故障；EPROM有故障；系統(tǒng)總線(xiàn)（即背板）有故障、電路板上設(shè)定有誤、機(jī)床數(shù)據(jù)錯(cuò)

誤、以及電路板（如存儲(chǔ)器板、耦合板、測(cè)量板）的硬件有故障。

2）CRT上顯示混亂

（a）保持電池（鋰電池）電壓太低，這時(shí)一般能顯示出711號(hào)報(bào)警。

（b）由于電源板或存儲(chǔ)曾被拔出，從而造成存儲(chǔ)區(qū)混亂。這是一種軟故障，只要將CNC內(nèi)部程序清除并重新輸入即可排除故障。

（c）電源板或存儲(chǔ)器板上的硬件故障造成程序顯示混亂。（d）如CRT上顯示513號(hào)報(bào)警，表示存儲(chǔ)器的容量不夠。

3）在自動(dòng)方式下程序不能啟動(dòng)

（a）如此時(shí)產(chǎn)生351號(hào)報(bào)警，表示CNC系統(tǒng)啟動(dòng)之后，未進(jìn)行機(jī)床回基準(zhǔn)點(diǎn)的操作。

（b）系統(tǒng)處于自動(dòng)保持狀態(tài)。

（c）禁止循環(huán)啟動(dòng)。檢查PLC與NC間的接口信號(hào)Q64.3。

4）進(jìn)給軸運(yùn)動(dòng)故障

（a）進(jìn)給軸不能運(yùn)動(dòng)。造成此故障的原因有：

①操作方式不對(duì)；

②從PLC傳至NC的信號(hào)不正常；

③位控板有故障（如03350，03325，03315板有故障）。

④發(fā)生22號(hào)報(bào)警，它表示位置環(huán)未準(zhǔn)備好。

⑤測(cè)量系統(tǒng)有故障。如產(chǎn)生108，118，128，138號(hào)報(bào)警，這是測(cè)量傳感器太臟引起的。如產(chǎn)生104，114，124，134報(bào)警，則位置環(huán)有硬

件故障。

⑥運(yùn)動(dòng)軸處于軟件限位狀態(tài)。只要將機(jī)床軸往相反方向運(yùn)動(dòng)即可解除。⑦當(dāng)發(fā)生101，111，121，131號(hào)報(bào)警時(shí)，表示機(jī)床處于機(jī)械夾緊狀態(tài)。

（b）進(jìn)給軸運(yùn)動(dòng)不連續(xù)。

（c）進(jìn)給軸顫動(dòng)。

①進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元的速度環(huán)和電流環(huán)參數(shù)沒(méi)有進(jìn)行最佳化或交流電機(jī)缺相或測(cè)速元件損壞，均可引起進(jìn)給軸顫動(dòng)。

②CNC系統(tǒng)的位控板有故障。

③機(jī)構(gòu)磨擦力太大。

④數(shù)控機(jī)床數(shù)據(jù)有誤，有關(guān)機(jī)床數(shù)據(jù)的正確設(shè)定如下。

（d）進(jìn)給軸失控。

①如有101，111，121，131號(hào)報(bào)警請(qǐng)對(duì)夾緊進(jìn)行檢查。②如有102，112，122，132號(hào)報(bào)警，則說(shuō)明指令值太高。

③進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元有故障。

④數(shù)控機(jī)床數(shù)據(jù)設(shè)定錯(cuò)誤，造成位置控制環(huán)路為正反饋。

⑤CNC裝置輸至驅(qū)動(dòng)單元的指令線(xiàn)極性錯(cuò)誤。

（e）103～133號(hào)報(bào)警。這是輪廓監(jiān)控報(bào)警。速度環(huán)參數(shù)沒(méi)有最佳化或者KV系數(shù)太大。

（f）105～135號(hào)報(bào)警。位置漂移太大引起的。移量超過(guò)500mv，檢查漂移補(bǔ)償參數(shù)N230～N233。

5）主軸故障

如果實(shí)際主軸轉(zhuǎn)速超過(guò)所選齒輪的最高轉(zhuǎn)速，則產(chǎn)生225號(hào)報(bào)警；如主軸位置環(huán)監(jiān)控發(fā)生故障，則發(fā)生224號(hào)報(bào)警。

6）V24串行接口報(bào)警

（a）20秒內(nèi)仍未發(fā)送或接收到數(shù)據(jù)時(shí)：

①外部設(shè)備故障；②電纜有誤；③03840板有故障。

（b）穿孔紙帶信息不能輸入，其原因有：

①操作面板上鑰匙開(kāi)關(guān)在關(guān)的位置，從而造成紙帶程序不能輸入；②如果0384號(hào)板上的數(shù)據(jù)保護(hù)開(kāi)關(guān)不在釋放位置時(shí)，不能輸入數(shù)據(jù)紙帶；

③如果不能輸入L80～L99和L900～L999號(hào)子程序，則多是由于PLC與NC接口信號(hào)Q643為"1"（循環(huán)禁止）引起的。

（c）停止位錯(cuò)誤。①波特率設(shè)定錯(cuò)誤；②閱讀機(jī)有故障；③機(jī)床數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。

二．FANUC公司的Ⅲ系統(tǒng)維修

可參考《數(shù)控機(jī)床使用與維修》一書(shū)[s:18]

擴(kuò)展閱讀：數(shù)控機(jī)床故障診斷與維護(hù)實(shí)訓(xùn)報(bào)告

專(zhuān)業(yè)機(jī)電一體化班級(jí)0906104學(xué)號(hào)_201*0687姓名許江波指導(dǎo)教師羅紹華起止日期201*.9-201*.

數(shù)控機(jī)床故障診斷和維修實(shí)訓(xùn)內(nèi)容：

這是我們?cè)谛Ｆ陂g最后的一期數(shù)控機(jī)床故障診斷和維修實(shí)訓(xùn)課，實(shí)訓(xùn)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)18周，不僅是我們學(xué)習(xí)新的技術(shù)和技能，還是對(duì)過(guò)去所學(xué)知識(shí)的一次次檢驗(yàn)。本期實(shí)訓(xùn)安排如下：

時(shí)間：118周實(shí)訓(xùn)地點(diǎn)：A01106實(shí)訓(xùn)室一、數(shù)控機(jī)床使用前的知識(shí)準(zhǔn)備（華中數(shù)控）

1、了解數(shù)控機(jī)床的主要組成：數(shù)控機(jī)床由機(jī)床本體機(jī)械系統(tǒng)與電控系統(tǒng)組成。機(jī)床本體包括：主運(yùn)動(dòng)部件、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)執(zhí)行部件（如工作臺(tái)、拖板及其傳動(dòng)部件）以及床身立柱等支撐部件。此外還有冷卻、潤(rùn)滑、轉(zhuǎn)位、夾緊等輔助裝置，液壓與氣壓傳動(dòng)裝置。電控系統(tǒng)包括：數(shù)控裝置系統(tǒng)（CNC裝置系統(tǒng)）、位置檢測(cè)與伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、強(qiáng)電控制與輔助控制裝置系統(tǒng)。

2、了解數(shù)控機(jī)床的故障類(lèi)型與主要故障：

故障診斷的三個(gè)環(huán)節(jié)：故障類(lèi)型判斷、故障隔離與故障定位。故障類(lèi)型判斷是最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。

數(shù)控機(jī)床的故障類(lèi)型：機(jī)械故障和電氣故障。電氣故障又包括：強(qiáng)電故障和弱電故障，弱電故障又分為：硬件故障和軟件故障。數(shù)控機(jī)床的主要故障：

普通機(jī)床的主要故障是機(jī)械傳動(dòng)副的故障，而數(shù)控機(jī)床的主要故障則為電氣故障。

3、數(shù)控機(jī)床的故障診斷與維修應(yīng)遵守的原則：主要有：先靜后動(dòng)、先外后內(nèi)、先軟后硬、先公后專(zhuān)、先一般后特殊、先機(jī)后電、先簡(jiǎn)后繁（先易后難）、先查輸入后查負(fù)載等。4、數(shù)控機(jī)床的使用條件：

數(shù)控機(jī)床必須工作在一定的條件下，也就是說(shuō)，必須滿(mǎn)足一定的使用要求。使用要求一般可以分成電源要求與工作地環(huán)境要求等兩個(gè)方面。電源要求：電壓相對(duì)穩(wěn)定，在允許波動(dòng)范圍內(nèi)；頻率穩(wěn)定與波形畸變�。浑娫聪嘈�，應(yīng)按要求正規(guī)排序；電源線(xiàn)與保險(xiǎn)絲應(yīng)滿(mǎn)足總供電容量與機(jī)床匹配；完好的電源電纜線(xiàn)與接頭，良好的插座，可靠的接地保護(hù)等。工作地環(huán)境要求：包括溫度、濕度要求與位置環(huán)境要求。溫度與濕度要求：環(huán)境溫度小于35度，相對(duì)濕度小于80%（不結(jié)露）。位置環(huán)境要求：具有防振溝或遠(yuǎn)離振源、遠(yuǎn)離高頻電感設(shè)備；無(wú)直接日照與熱輻射；潔凈的空氣無(wú)導(dǎo)電粉塵、鹽霧、油霧；無(wú)腐蝕性氣體；無(wú)易爆氣體；無(wú)塵埃，周?chē)�有足夠的活�?dòng)空間，堅(jiān)實(shí)牢固的基礎(chǔ)。

5、對(duì)數(shù)控維修人員的要求：

（1）強(qiáng)烈的責(zé)任心、良好的職業(yè)道德、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)工作作風(fēng)與良好的工作習(xí)慣。（2）安全意思強(qiáng)

（3）知識(shí)面廣、具有分析與解決問(wèn)題的能力。6、維修中應(yīng)該特別關(guān)注的器件：

器件：易污染、易擊穿、易老化與有壽命問(wèn)題的、易氧化與腐蝕的、易磨損、易疲勞失效、易松動(dòng)移位的元件、易造成卡死的元器件、易升溫的、易泄漏的等等。

二、具體的實(shí)訓(xùn)過(guò)程及內(nèi)容

1、熟悉和練習(xí)操作面板：

首先，我們實(shí)訓(xùn)運(yùn)用的是華中數(shù)控機(jī)床，練習(xí)的面板也是華中系統(tǒng)的。熟悉和練習(xí)操作面板是接觸和了解數(shù)控機(jī)床的門(mén)戶(hù)，從它的表面能直觀(guān)的看到數(shù)控機(jī)床的內(nèi)部功能，也是我們程序輸入的接口，及程序校正的可視窗口。操作面板看示簡(jiǎn)單，其實(shí)它是熟悉數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵，當(dāng)你熟悉和掌握如何正確快捷的使用該操作面板，你就已經(jīng)掌握了數(shù)控機(jī)床的基本操作。也就是說(shuō)，你就擁有了一門(mén)了生存技術(shù)。通過(guò)兩周操作面板的熟悉和練習(xí)，起初我犯了很多的錯(cuò)誤，連機(jī)床的基本操作都不會(huì)，看著他們每一個(gè)都熟練地操作面板，讓機(jī)床的各個(gè)傳動(dòng)部件在他們的操作下正常的工作著，我心里很是著急。在同學(xué)和老師的幫助我克服了困難，最后我學(xué)會(huì)了機(jī)床的界面的操作�，F(xiàn)在可以自信的說(shuō)，數(shù)控機(jī)床已沒(méi)有那么害怕了。（操作面板如下圖所示）

2、數(shù)控機(jī)床的傳動(dòng)部件拆裝：

操作面板的熟悉過(guò)后，我們進(jìn)行的是傳動(dòng)部件的拆裝，主要有十字工作臺(tái)、四方刀架、主軸電機(jī)等；這是對(duì)理論知識(shí)的一次實(shí)踐，讓我們親自動(dòng)手去對(duì)工件的拆裝，使我們更加深刻的明白數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)。當(dāng)我們?cè)诓鹧b十字工作臺(tái)的時(shí)候，由于我們沒(méi)有按照維修要求來(lái)，導(dǎo)致工作臺(tái)面無(wú)法取下，取下后又不能正確的安裝，在我們查閱和咨詢(xún)老師后，才將構(gòu)件還原。其次數(shù)控機(jī)床上面有很多相同大小不一的螺母，所以我們必須清楚拆下來(lái)的螺母該裝在何處，這不僅是對(duì)實(shí)訓(xùn)要求的負(fù)責(zé)，更是對(duì)自己的負(fù)責(zé)，讓我們以后出社會(huì)要具有強(qiáng)烈的責(zé)任心和安全感。其次我們還對(duì)電氣控制裝置進(jìn)行了拆裝，采用的是分組形勢(shì)，一組拆另一組裝；不僅鍛煉了我們的判斷能力和解決問(wèn)題的能力，更讓我們學(xué)會(huì)了團(tuán)結(jié)互助，對(duì)于將來(lái)我們走向社會(huì)，能更好的適應(yīng)當(dāng)前局勢(shì)。（十字工作臺(tái)和四方刀架如下圖所示）

十字工作臺(tái)四方刀架

三、實(shí)訓(xùn)的總結(jié)及感受：

轉(zhuǎn)眼間18次的維修實(shí)訓(xùn)就這樣順利的畫(huà)上了句號(hào)，我們迎來(lái)了新的開(kāi)始。通過(guò)本次實(shí)訓(xùn)我們學(xué)到了很多課堂上學(xué)不到的東西，也讓我們將理論與實(shí)際進(jìn)行了完美結(jié)合。在動(dòng)手中我發(fā)現(xiàn)自己是那么的不足，原以為學(xué)得還可以的我，一但遇到具體事件時(shí)卻不能將問(wèn)題解決。在實(shí)訓(xùn)中我學(xué)會(huì)了數(shù)控機(jī)床的基本操作，并能正確的編輯程序及程序的校驗(yàn)。通過(guò)對(duì)構(gòu)件的拆裝我進(jìn)一步理解了數(shù)控機(jī)床的工作原理，及運(yùn)動(dòng)軌跡。與此同時(shí)，我學(xué)會(huì)了如何查詢(xún)機(jī)床手冊(cè)、機(jī)床相關(guān)資料，更重要的是我懂得如何團(tuán)結(jié)所能團(tuán)結(jié)的力量，如何求助身邊的每一個(gè)人及如何關(guān)心和幫我身邊需要幫助的每一個(gè)人�？傊�，通過(guò)這次實(shí)訓(xùn)對(duì)于我今后出社會(huì)，從事數(shù)控機(jī)床這個(gè)行業(yè)的時(shí)候打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，有信心能更好融入這個(gè)行業(yè)。我深深地明白了如下幾點(diǎn)：1、維修中應(yīng)該詳細(xì)記錄從故障的發(fā)生、分析判斷到排除全過(guò)程中出現(xiàn)的各種問(wèn)題，及采取的措施、方法、各種資料、電路圖等，以便下次使用時(shí)查閱。

2、從排故過(guò)程中發(fā)現(xiàn)自己欠缺的知識(shí)，制定學(xué)習(xí)計(jì)劃，力爭(zhēng)盡快補(bǔ)課這樣能提高我們的理論水平和維修能力。

3、每次維修完成后，應(yīng)該寫(xiě)維修總結(jié)，找出維修中易出現(xiàn)的故障問(wèn)題，無(wú)論是機(jī)械部分還是電氣部分，以便以后遇到類(lèi)似的故障，能更好更快解決問(wèn)題；甚至改進(jìn)操作規(guī)程，提高機(jī)床壽命和利用率，從而提高我們的維修能力和技術(shù)水平。

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