数控技术应用教程数控车床1第4章

1、第四章 CNC故障诊断及维修 知识点：数控系统的自诊断技术电源故障诊断及维修数控系统的软件故障及典型CNC装置的软件结构和故障排除数控系统的硬件故障和维修利用数控机床参数来维修数控系统4.1.1 自诊断技术概述1.自诊断技术 自诊断系统的思想是：向被诊断的部件或装置写入一串成为测试码的数据，然后观察系统相应的输出数据（称为校验码），根据事先已知的测试码、校验码与故障的对应关系，经过观察结果并进行分析来确定故障。 2.自诊断技术的应用 CNC系统自诊断技术应用主要有三种方式:启动诊断在线诊断离线诊断4.1.2 西门子810系统的自诊断功能及报警处理方法 CPU监控EPROM存储器的自诊断其他报警

2、的处理方法4.2.1 电源配置当机床出现电源故障时，首先要查看熔断器、断路器等保护装置是否熔断或跳闸，找出故障的原因，如短路，过载等。 4.2.2 通过电气原理图诊断故障当机床运行中停电或无法起动，从电源方面来看，故障原因多为电源指标没有达到而进行的自我保护。 4.2.3 负载对地短路的故障诊断当一个电源同时供几个负载使用时，若其中一个负载发生短路，就可能引起其他的负载产生失电故障。4.3.1 数控系统的软件配置1.数控系统软件包括三个部份： 第一部份由数控系统的生产厂家研制的启动芯片、基本系统程序、加工循环、测量循环等组成。 第二部份由机床制造厂编制的针对具体机床所用的CNC机床数据、PLC

3、机床数据、PLC报警文本、PLC用户程序等组成。 第三部份由机床用户编制的加工主程序、加工子程序、刀具补偿参数、零点偏置参数等组成。 2.加工程序 代码的合开关性质 代码的续效性质代码的单语句性质代码的内含性质代码的双重含义性质4.3.2 典型CNC装置的软件结构1.目前CNC的软件一般采用两种类型的结构：前、后台型结构和中断型结构。前、后台型结构 所谓前、后台型是指在一个定时采样周期中，前台任务开销部份时间后台任务开销剩余部份的时间，共同完成数控加工任务。 中断型结构 CNC系统软件的各种功能子程序被安排在级别不同的中断服务程序中，整个数控软件是一个大的中断系统。 4.3.3 软件故障发生的

4、原因和排除1.软件故障是由软件变化或丢失而形成的。机床软件一般存储于RAM中。软件故障形成的可能原因如下：误操作引起供电电池电压不足干扰信号引起 软件死循环操作不规范用户程序出错 4.4.1 数控系统元器件的故障和维修1.元器件识别(1)电阻器的识别 电阻器可分为固定电阻器和可变电阻器。一般，将固定电阻器称为电阻，将可变电阻器称为电位器。按制作材料的不同电阻器分为三大类： 电阻的类别、标称阻值及误差、额定功率一般标注在电阻外表面上。目前常用的标注方法有两种:直标法色标法(2)电容器的识别 电容器分为三大类：固定、可变和微调。电容常用的单位有法（F）、毫法（mF）、微法（F）、纳法（nF）和皮法

5、（pF）。 2.半导体器件 在半导体器件中通常只标出器件的型号、制造厂家的符号及制造日期等信息。半导体二极管半导体三极管集成电路3. 元器件的故障与维修 固定电容器的故障一般不外乎断路、短路、漏电、接触不良和电容量变值等。 固定电容器发生击穿与短路故障时，一般只能更换新的电容器。而受潮漏电的电容器，可利用日光照射或烘箱烘烤以驱除潮气（注意：不要使电容器过热而损坏）。 电容器由于引线受力或来回摇动造成断路和接触不良，一般多发生在极片和引线连接处。电容器短路通常是因为工作电压过高而造成介质击穿或通过过量电流所致。特别是电解电容器，更容易发生短路故障。 4.4.2 数控系统硬件故障和维修1.数控机床

6、控制系统硬件结构 电源系统交流电源直流电源电池电源 控制系统 对于一种数控机床的控制系统，从读图人手，全面消化其电器原理图，仔细分析，先把系统由繁变简地全面构思出其结构的大框图，掌握各方框（单元）的功能，其输入输出、信号流向及各方框间的相互关系。这种方框图要能概括控制原理，对故障诊断有指导意义。 独立单元 独立单元是指能够以简单的适配关系与系统中其他部份结合在一起的一部份。例如NC系统本身、外接PLC、伺服单元、电机及转速传感器、光栅系统、纸带穿孔阅读机、操作面板等。 C装置的分类 现在所说的CNC装置就是指MNC装置。CNC装置从功能上分类可分为高、中、低三类：从价格、功能、使用等综合指标考

7、虑可分为经济型数控装置和全功能数控装置；从硬件结构上可分为单微处理器和多微处理器结构两大类。2.硬件的检查和分析 故障检查过程因故障类型而异，以下所述方法无先后次序之分，可穿插进行，综合分析，逐个排除。(1)常规检查外观检查 连接电缆、连接线检查 连接端及接插件检查 恶劣环境下工作的元器件检查 易损部位的元器件检查 定期保养的部件及元器件的检查 电源电压检查 (2)故障现象分析法 故障分析是寻找故障的特征。最好组织机械、电气技术人员及操作者会诊，捕捉出现故障时机器的异常现象，分析产品检验结果及仪器记录的内容，必要和可能时可以让故障再现，经过分析可能找到故障规律和线索。 (3)面板显示与指示灯显

8、示分析法 数控机床控制系统多配有面板显示器、指示灯。面板显示器可把大部份被监控的故障识别结果以报警的方式给出。对于各个具体的故障，系统有固定的报警号和文字显示给予提示。 (4)系统分析法 判断系统存在故障的部位时，可对控制系统方框图中的各方框单独考虑。在对具体单元内部结构了解不透彻的情况下，可不管单元内容如何，只考虑其输入和输出。这样就简化了系统，便于维修人员排除故障。 (5)信号追踪法 信号追踪法是指按照控制系统方框图从前往后或从后向前地检查有关信号的有无、性质、大小及不同运行方式的状态。 (6)静态测量法 静态测量法主要使用万用表测量元器件的在线电阻及晶体管上的PN电压；检查集成电路块等元

9、件的好坏。(7)动态测量法 动态测量法是通过直观检查和静态测量后，用万用表、示波器等对电路板的输出电压、电流及波形等全面诊断并排除故障。动态测量法有：电压测量法、电流测量法及信号注入及波形观察法。 4.5.1 数控机床参数的分类1.按参数的表示形式来划分，数控机床的参数可分为三类:状态型参数比率型参数真实值参数4.5.2 数控机床的参数故障及其诊断数控机床在使用过程中，在一些情况下会出现使数控机床参数全部丢失或个别参数改变的现象，主要原因如下： 数控系统后备电池失效 后备电池失效将导致全部参数丢失。因此，在机床正常工作时应注意CRT上是否显示有电池电压低的报警。 操作者的误操作 误操作在初次接触数控机床的操作者中是经常出现的问题。由于误操作，有的将全部参数清除，有的将个别参数改变。 机床在CNC状态下加工工件或进行数据通讯过程