數控機床常見的故障與基本處理技術分析
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摘 要：本文結合多年的工作實踐，分析、研究了數控機床電氣故障的檢修技術。
關鍵詞：數控機床;電氣故障;檢修
數控機床有控制先進、復雜、智能化程度高、檢修難度大的特點，其故障檢測、診斷與維修工作必須由掌握先進數控技術的復合型技術人員來擔任。此文分別介紹數控機床電氣故障的檢修步驟、分析與排除方法。
一、電氣故障檢修分析、排除方法
1.數控系統的自診斷功能及報警處理方法
?。?）開機自檢。數控系統通電時，系統內部自診斷軟件對系統中關鍵的硬件和控制軟件逐一進行檢測。一旦檢測通不過，就在CRT上顯示報警號或報警信息，指出故障部位。只有開機自檢項目全都正常通過后，系統才能進入正常運行準備狀態。
開機自檢一般可將故障定位到電路或模塊上，有些甚至可定位到芯片上。但在不少情況下只能將故障原因定位在某一范圍內，需要通過進一步的檢查、判斷才能找到故障原因并予以排除。
?。?）實時自診斷。數控系統在正常運行時，隨時對系統內部、伺服系統、I/O接口以及數控裝置的其他外部裝置進行自動測試檢查，并顯示有關狀態信息。若檢測有問題，則立即顯示報警號及報警內容，并根據故障性質自動決定是否停止動作或停機。檢查時，維修人員可根據報警內容，結合實時顯示的NC內部關鍵標志寄存器及PLC的操作單元狀態，進一步對故障進行診斷與排除。
故障排除以后，報警往往不會自動消除。根據不同的報警，需要按“ RESET”或“STOP”軟鍵來消除，或者需用電源復位或關機重新啟動的方法消除，恢復系統運行。
2.數控系統的參數故障
?。?）參數故障的產生原因。①后備電池失效將導致全部參數丟失。因此，在正常工作時應經常檢查是否有電池電壓低的報警信息或LED信號燈指示。如果發現該報警，應及時更換后備電池。更換電池應嚴格按照該系統的說明書要求進行操作，如有的系統要求停電后一定時間范圍內將電池更換完畢，有的則要求系統在通電狀態中方可更換電池，以保證證更換電池時數據不會丟失。②由于操作者的誤操作，可能將個別或全部參數清除。③數控系統在DNC狀態下運行或進行數據通訊時電網瞬間停電。
?。?）數控系統參數的恢復。數控系統的種類繁多，參數恢復的方法也各不相同。以下為三種常用的參數恢復方法：①對照隨機資料參數表逐個檢查，發現有不一致的參數就用手動輸入恢復。這種方法不需要外圍設備，但效率太低，容易出錯。②利用生產廠家提供的專用數據輸入/輸出設備，如紙帶機，磁帶機，軟盤驅動器、IC卡等。參數輸入的操作步驟可參照數控系統的操作說明書進行。③利用計算機或數控系統的DNC功能通過DNC軟件進行參數輸入。這種方式操作簡單，輸人效率高，出錯率極低。
3.數控系統的軟件故障
?。?）軟件故障發生的原因。軟件故障是由軟件變化或丟失，或者軟件運行中斷引起的。①在調試用戶程序或修改機床參數時，刪除或更改了軟件內容或參數，造成軟件故障（某些參數的改變也可引起軟件故障）。②后備電池電壓不足，引起軟件及參數丟失。③電源的波動及干擾脈沖竄入數控系統，引起時序錯誤或程序執行錯誤。④軟件編制不完善，當運行復雜程序或進行大量計算時，有時會造成系統死循環而引起系統中斷。⑤用戶程序出錯，在運行或輸入過程中出現故障報警。
?。?）軟件故障的排除。對于軟件丟失或參數改變引起的軟件故障，可通過對參數、程序進行更改或清除后重新輸入的方法來恢復。
對于程序運行中發生中斷而造成的故障，可采取關機再重新啟動的方法恢復。
開關數控系統電源是清除軟件故障常用的方法，但在關機之前應將報警信息記錄下來，以便于排除故障。
4.數控系統硬件故障的檢查與分析
?。?）常規檢查。①系統發生故障后，首先進行外觀檢查。判斷明顯的故障，有針對性地檢查可疑部分（包括元器件外觀、保護電路、開關設置等）。對于故障發生時的現象、操作過程以及故障發生前進行過的維修、保養，要進行詳細地詢問，這對分析故障原因很有幫助。②針對故障有關部分，檢查連接電纜、連接線、接線端子、接觸件等連接是否良好，檢查有無斷線、絕緣破壞、松動、發熱、氧化或接觸不良等現象;檢查在惡劣環境下工作的元器件以及應定期保養的部件或元器件，是否按規定定期進行了檢查和保養。③檢查電源電壓是非常重要的環節。許多莫名其妙的故障往往是由電源電壓不正常引起的，而電源電壓不正?？赡苁请娫幢旧淼膯栴}，也可能是由負載引起的，一定要仔細地檢查分析后再進行處理。
?。?）故障現象分析法。故障分析所涉及的專業面很廣，分析要以找到的現象（包括故障時的異?，F象、儀器測量記錄的內容、產品檢查結果等）為依據，找出故障的規律和產生原因。為了找到足夠的線索，在可能的情況下（不會擴大故障和產生危險）可重復故障發生過程，讓故障重復出現。
?。?）面板顯示與指示燈顯示分析法。面板顯示可把大部分被監視的故障識別結果以報警的方式給出，但有時只能識別到某一裝置或某一部位。這時，可進一步根據面板上的指示燈或該裝置上的指示燈指示，較快地找到故障點。
?。?）系統分析法。判斷系統存在故障的部位時，應弄清楚整個系統方框圖的工作原理，根據故障的現象，判斷問題可能出在哪一個功能單元?？刹还軉卧獌炔康墓ぷ髟?，根據系統方框圖將該單元的輸入/輸出信號以及它們之間的關系摘清楚。測試這個單元的輸入與輸出，判斷其是否正常。必要時可將該單元與其他單元脫離開，提供必要的輸入信號，觀察其輸出結果。如果確定問題出在某一單元后，就要搞清楚該單元內部的工作原理，必要時可測繪出局部的電氣原理圖，并通過進一步的檢查與分析，最終把故障定位于元件。
在維修的初步階段及有條件時，可對懷疑單元或元器件采用替換法診斷故障，逐步縮小故障范圍，直至找到故障點。
?。?）信號追蹤法。按照控制系統方框圖，從前往后或從后向前檢查有關信號的有無、性質、大小及不同運行方式的狀態，與正常情況比較有無差異或是否符合邏輯。在較長的“串聯”電路中，可采用分割法，從中間開始向兩個方向查。查出某一方向有問題時，可繼續對這一段采用分割法進行檢查，直至找到故障點。兩個相同的線路，在可能的情況下可對它們進行交換試驗。
?。?）靜態測量法。用萬用表測量元器件的在線電阻及晶體管的PN結電壓;用集成電路測試儀檢查集成電路的好壞;亦可用線路板在線測試儀對線路板及板上元器件進行檢測。由于線路板上的電路連接在一起，互相影響，有時不好判斷，在有條件的情況下可找一塊相同的好板，采用對比法進行測量。
?。?）動態測量法?？捎眉娱L板將待測板接出后開機測量，也可單獨給待測板加上必要的電源電壓和信號，然后用萬用表、示波波器、邏輯分析儀等對線路板的電壓、電流、波形及邏輯關系進行全面診斷。將測量值與已知值或經驗值進行比較，再用邏輯推理的方法判斷出故障點。
二、結語
數控系統種類繁多，故障千變萬化，維修方法也不盡相同，有的故障部位相同但現象不盡相同，有的現象相同但故障點不同，在排除故障時，不可生搬硬套，要熟練掌握數控設備的控制原理、掌握正確的維修方法，并靈活應用，力求迅速準確地判明故障原因，及時正確排除故障，同時不斷地學習和掌握新的知識與技術，尋找新的維修診斷的方法和手段，不斷提高維修能力。
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