数控机床故障诊断及处理

1、 数控机床故障诊断及处理 引言 随着我国加工制造业的发展， 以微电子技术为基础， 以大规 模集成电路为标志的数控机床在我国得到了广泛的应用， 并给制 造业带来了较高的经济效益。 数控机床中， 大部分的故障都有据 可查，而有些故障CNC系统提供的报警信息相对比较含糊甚至根 本没有任何征兆， 甚至出现故障的周期较长， 没有规律， 不定期， 这些疑难故障给查找分析带来了很多困难。 对于这类数控机床故 障，需要对具体故障情况做具体检查和分析， 逐步缩小故障范围， 而且检查时特别需要机械、电气、液压等方面进行综合判断，不 然就很难快速、正确地找到故障的真正原因。 1. 数控机床故障的类型 数控机床是机电

2、一体化的产物，技术先进、结构复杂。数控 机床的故障也是多种多样、 各不相同，故障原因一般都比较复杂， 这给数控机床的故障诊断和维修带来不少困难。 虽然数控机床有 很多种，但数控机床发生的类型可分为两类：系统性故障、随机 故障。 系统性故障是指只要满足一定的条件， 机床或者数控系统就 必然出现的故障。 例如电网电压过高或者过低， 系统就会产生电 压过高报警或者过低报警； 切削量过大时， 就会产生过载报警等。 随机故障是指在同样条件下，只偶尔出现一次或者二次的故障。 要想人为地再现同样的故障则是不容易的， 有时很长时间也很难 再遇到一次。这类故障的分析和诊断是比较困难的。 一般情况下， 这类故障往

3、往与机械结构的松动、 错位，数控系统中部分元件工 作特性的漂移、机床电气元件可靠性下降有关。 2. 数控机床的故障诊断方法 2.1 动态梯形图诊断法 通过动态梯形图信号的明暗或颜色的变化来判定故障的具 体部位，这种方法对机床厂家编制的报警号的故障诊断特别有 效，但要求维修者必须理解并掌握 PMC具体控制原理，新型 PMC 还具有信号跟踪功能和强制功能， 可以帮助分析故障出现前后系 统输入 / 输出信号状态的变化情况及信号无效是由系统内部还是 由系统外部信号导致的，从而更加完善了这种诊断方法。 2.2 自诊断功能法 数控系统的自诊断功能， 已成为衡量数控系统性能特性的重 要指标，数控系统的自诊断

4、功能随时监视数控系统的工作状态。 一旦发生异常情况，立即在CRT上显示报警信息或用二极管指示 故障的导致起因， 这是维修中最有效的一种方法。 通常有硬件报 警指示和软件报警指示两种。 硬件报警指示： 这是指包括数控系 统、伺服系统在内的各电子电器装置上的各种状态和故障指示 灯，结合指示灯状态和相应的功能说明便可获知指示内容及故障 原因与排除方法。软件报警指示：如前所述的系统软件、PLC程 序与加工程序中的故障通常都设有报警显示， 依据显示的报警号 对照相应的诊断说明手册便可获知可能的故障原因及故障排除 方法。 2.3 仪器检查法 仪器检查法使用常规电工仪表，对各组交、直流电源电压， 对相关直流

5、及脉冲信号等进行测量， 从中找寻可能的故障。 例如 用万用表检查各电源情况， 及对某些电路板上设置的相关信号状 态测量点的测量， 用示波器观察相关的脉动信号的幅值、 相位甚 至有无，用PLC编程器查找PLC程序中的故障部位及原因等。 2.4 功能参数封锁法 所谓参数封锁法就是通过修改系统参数来判定故障是系统 内部故障还是外部故障。数控机床某些控制功能由系统参数设 定，通过参数维修数控机床是一种高效快捷的方法。 如某一数控 机床进给采用全闭环（位置检测采用光栅尺）控制，加工中出现 了位置反馈信号断线报警， 故障原因可能是光栅尺本身断线或系 统内部检测电路故障。通过重新设定系统控制功能参数 （FA

6、NUC-Oi系统为1815#1设为“0”）及伺服设定参数，使系 统由原来的全闭环控制改为半闭环控制（通过参数封锁了光栅 尺），数控机床可以正常运行，则故障为光栅尺本身故障。最后 仔细检测发现光栅尺内部有油污导致反馈信号不良。 3. 数控机床的处理及维护 在现场维修结束后， 应认真填写维修记录， 列出有关必备的 备件清单， 建立用户档案。 对于故障时间、 现象、分析诊断方法、 采用排故方法， 如果有遗留问题应详尽记录， 这样不仅使每次故 障都有据可查，而且也可以不断积累维修经验。 对于数控机床 来说，合理的日常维护措施可以有效预防和降低数控故障的发生 机率。首先，针对每一台机床的具体性能和加工对象制定操作规 程，建立工作、故障、维修档案是很重要的。其次，在一般的工 作车间的空气都含有油雾、 灰尘甚至金属粉末之类的污染物， 一 旦落在数控系统内的印制或线路电子器件上， 就会引起元器之间 绝缘电阻下降， 甚至导致元器件及印制线路受到损坏。 所以除非 是需要进行必要的调整及维修，一般情况下不允许随便开启柜 门，更不允许在使用过程中敞开柜门。 数控机床目前一般都会采 用专用稳压电源，这样提高电源负载能力。遇到强干扰时，可以 采用接地， 利用电容滤波法抑制高频干扰， 通过这些预防性措施 减少供电开关电源的故障。 4.结束语 总之，对于数控机床的调试和维修， 重要的是吃透控