数控机床CNC的故障自诊断方法及应用

数控机床数控机床 CNCCNC 的故障自诊断方法及应用的故障自诊断方法及应用 机制机制 08090809 范才彬范才彬 U U 1 开机自诊断 所谓开机自诊断是指数控系统通电时 由系统内部诊断程序自动执行的诊 断 它类似于计算机的开机诊断 开机自诊断可以对系统中的关键硬件 如 CPU 存储器 I O 单元 CRT MDI 单元 纸带阅读机 软驱等装置进行自动检查 确定指定设备的安装 连接状态与性能 部分系统还能对某些重要的芯片 如 PAM ROM 专用 LSI 等进行诊断 数控系统的自诊断在开机时进行 只有当全部项日都被确认无误后 才能 进入正常运行状态 诊断的时间决定十数控系统一般只需数秒钟 但有的需要 几分钟 开机自诊断一般按规定的步骤进行 以 FANUC 公司的 FANUC II 系 统为例诊断程序的执行过程中 系统主板上的七段显示按 9 8 7 6 5 4 3 2 1 的顺序变化 相应的检查内容为 9 对 CPU 进行复位 开始执行诊断指令 8 进行 ROM 测试 表示 ROM 检查出错时 显示器变为 b 7 对 RAM 清零 系统对 RAM 中的内容进行清除 为正常运行作好准备 6 一对 BAC 总线随机控制 芯片进行初始化 此时 若显示变为 A 说 明主板与 CRT 之间的传输出了差错 变为 C 表示连接错误 变为 F 表示 I O 板或连接电缆不良 变为 H 表示所用的连接单元识别号不对 显示小 写字母 c 表示光缆传输出错 显示 J 表示 PLC 或接口转换电路不良等等 5 对 MDI 单元进行检查 4 对 CRT 单元进行初始化 3 显示 CRT 的初始画面 如 软件版本号 系列号等 此时若显示变成 L 表明 PLC 的控制软件存在问题 变为 O 则表示系统未能通过初始化 控 制软件存在问题 2 表示已完成系统的初始化工作 1 表示系统已可以正常运转此时若显示变为 E 表示系统的主板或 ROM 板 或 CNC 控制软件有故障 在一般情况下 CRT 初始化完成后 若其他部分存在 故障 CRT 即可以显示出报警信息 2 在线监控 在线监控可以分为 CNC 内部程序监控与通过外部设备监控两种形式 CNC 内部程序监控是通过系统内部程序 对各部分状态进行自动诊断 检 查和监视的种方法 在线监控范围包括 CNC 本身以及与 CNC 相连的伺服单 元 伺服电动机 主轴伺服单元 主轴电动机 外部设备等 在线监控在系统 工作过程中始终生效 数控系统内部程序监控包括接口信号显示 内部状态显示和故障显示三方 面 接口信号显示它可以显示 CNC 和 PLC CNC 和机床之间的全部接口信 号的现行状态 指不数字输入 输出信号的通断情况 帮助分析故障 维修时必须了解 CNC 和 PLC CNC 和机床之间各信号所代表的意义 以 及信号产生撤消应具备的各种条件才能进行相应检查 数控系统生产厂家所提 供的 功能说明书 连接说明书 以及机床生产厂家提供的 机床电气原 理图 是进行以上状态检查的技术指南 内部状态显示一般来说利用内部状态显示功能 可以显示以下几方面的 内容 1 造成循环指令 加工程序 不执行的外部原因 如 CNC 系统是否处 于 到位检查 中 是否处于 机床锁住 状态 是否处于 等待速度到达 信号接通 在主轴每转进给编程时是否等待 位置编码器 的测量信号 在螺 纹切削时 是否处于等待 主轴 I 转信号 进给速度倍率是否设定为 0 等 等 2 复位状态显示 指示系统是否处于 急停 状态或是 外部复位 信号 接通状态 3 TH 报警状态显示 它可以显示出报警时的纸带错误孔的位置 4 存储器内容以及磁泡存储器异常状态的显示 5 位置跟随误差的显示 6 伺服骆动部分的控制信息显示 7 编码器 光栅等位置测量元件的输入脉冲显示等等 故障信息显示在数控系统中 故障信息一般以 报警显示 的形式在 CRT 进行显示 报警显示的内容根据数控系统的不同有所区别 这些信息大都 以 报警号 加文本的形式出现 具体内容以及排除方法在数控系统生产厂 家提供的 维修说明书 上可以查阅 通过外部设备监控是指采用计算机 PLC 编程器等设备 对数控机床的各 部分状态进行自动诊断 检查和监视的一种方法 如 通过计算机 PLC 编程 器对 PLC 程序以梯形图 功能图的形式进行动态检测 它可以在机床生产厂家 未提供 PLC 程序时 进行 PLC 程序的阅动态波形显示等内容 通常也需要借助 必要的在线监控设备进行 随着计算机网络技术的发展 作为外部设备在线监控的一种 通过网络联 接进行的远程诊断技术正在进一步普及 完善 通过网络 数控系统生产厂家 可以直接对其生产的产品在现场的工作情况进行检测 监控 及时解决系统中 所出现的问题 为现场维修人员提供指导和帮助 3 脱机测试 脱机测试亦称 离线诊断 它是将数控系统与机床脱离后 对数控系统 本身进行的测试与检查 通过脱机测试可以对系统的故障作进一步的定位 力 求把故障范围缩到最小 如 通过对印制线路板的脱机测试 可以将故障范围 定位到印制电路板的某部分甚至某个芯片或器件 这对印制电路板的修复是 I 分必要的 数控系统的脱机测试需要专用诊断软件或专用测试装置 因此 它 只能在数控系统的生产厂家或专门的维修部门进行 随着计