数控系统故障维修通常分三步进行:现场故障诊断与分析、故障测量与维修排除、系统调试。 1.数控机床的故障诊断在故障诊断中应掌握以下原则:1.1现代数控系统的可靠性越来越高，数控系统本身的故障率越来越低，而大部分故障都是非系统原因造成的。 因为数控机床是集机械、液压、电气功能于一体的机床，其故障的发生会由这三个功能综合反映出来。 维修人员应由外向内逐一检查。 尽量避免随意启封和拆卸，否则会扩大故障，使机器失去精度，降低性能。 系统的外部故障主要是由检测开关、液压元件、气动元件、电动执行器和机械装置的问题引起的。 1.2机械先于电气一般来说，机械故障容易发现，而数控系统和电气故障的诊断比较困难。 排除故障前，首先注意排除机械故障。 1.3先静后动，在机床断电的静止状态下，经过了解、观察、测试、分析，确认通电不会引起故障扩大和事故，才可以给机床通电。 在运行状态下，进行动态观察、检查和测试，找出故障。 但是，如果通电后发生破坏性故障，则必须在通电前消除危险。 1.4先简单后复杂。当多种故障交织在一起，一时无从下手时，先解决容易的问题，再解决比较难的问题。 往往简单的问题解决后，困难的问题可能会变得更容易。 2.数控机床故障诊断技术数控系统是一种高科技密集型产品。要想快速正确地找出原因，确定故障位置，就需要诊断技术的帮助。 随着微处理器的不断发展，诊断技术也在从简单诊断向多功能高级诊断或智能化方向发展。 诊断能力也是评价数控系统性能的重要指标。 目前各种数控系统的诊断技术大致可以分为以下几类:2.1启动诊断。启动诊断是指每次数控系统上电时，系统内部诊断程序自动进行诊断。 诊断内容是系统中最关键的硬件和系统控制软件，如CPU、内存、I/O等单元模块，以及MDI/CRT单元、纸带阅读机、软盘单元等设备或外部设备。 只有确认所有项目正确无误，整个系统才能进入正常运行的准备状态。 否则，故障信息将通过报警的方式显示在CRT屏幕或LED上。 此时，启动诊断过程无法完成，系统无法投入运行。 2.2在线诊断在线诊断是指在系统正常运行时，通过数控系统的内置程序，对数控系统本身和所有伺服单元、伺服电机、主轴伺服单元和主轴电机以及连接到数控装置的外部设备进行自动诊断和检查。 只要系统没有断电，在线诊断就不会停止。 在线诊断一般包括自诊断功能的数千个状态显示，状态通常用二进制0和1显示。 对于正逻辑，0表示关闭状态，1表示开启状态。在状态显示的帮助下，可以确定故障位置。 常用的接口状态和内部状态显示，如I/O接口状态显示，结合plc梯形图和高压控制电路图，通过推理判断故障点的真实位置，排除故障。 大多数故障以报警号的形式出现。 一般可分为以下几类:过热报警；系统报警等级；存储报警类；编程/设置类；伺服类；行程报警类；印刷电路板之间的连接故障 2.3离线诊断离线诊断是指对数控系统故障，数控系统制造商或专业维修中心使用专用诊断软件和检测装置进行停机(或离线)检查。 尽量把故障定位在尽可能小的范围内，比如某个功能模块，某个电路部分，甚至某个芯片或元器件，这种故障定位比较准确。 2.4现代诊断技术随着电信技术的发展和集成电路、微型计算机性能价格比的提高，近年来国外在诊断领域成功引入了一些新概念和新方法。 (1)通信诊断也称远程诊断，即将发生故障的数控系统通过电话通信线路连接到专业维修中心的专用通信诊断计算机上进行测试和诊断。 例如，西门子已经在数控系统诊断中采用了该诊断功能。用户将CNC系统中的专用通信接口连接到普通电话线上，两个子公司维修中心的专用通信诊断计算机的数据电话也连接到电话线上。然后，计算机将诊断程序发送给CNC系统，并将检测数据传回计算机进行分析总结，再将诊断结论和处理方法告知用户。 该通信系统还可以为用户进行定期预防性诊断。维修人员不需要亲临现场，只需要在预定的时间对机床进行一系列的运行检查。通过分析维修中心的诊断数据，可以发现隐患，以便尽早采取措施。 当然，这种数控系统必须具有远程诊断接口和联网功能。 (2)自修复系统是指系统中有备用模块，在数控系统的软件中安装一个自修复程序。当软件运行时发现某个模块有故障，系统一方面会在CRT上显示故障信息，同时会自动查找是否有备用模块。如果有备用模块，系统可以自动将故障下线，并开启备用模块，使系统快速进入正常工作状态。 该方案适用于无人值守的自动化工作场所。 需要注意的是，机床在实际使用中会出现一些故障，既不报警，也不明显，所以处理这种情况不是那么简单的。 另外，设备出现故障后，不仅没有报警信息，也缺乏维修所需的信息。 这种故障的诊断和处理必须根据具体情况仔细检查，对现象的微小点进行分析，找出其真正的原因。 要找出这类故障的原因，首先要从各种表面现象中找出真正的故障，再从已确认的故障中找出原因。 对一个故障现象进行综合分析，是决定判断正确与否的重要因素。 在寻找故障原因之前，首先要了解以下几点:故障是发生在正常工作时还是刚启动机器后；出山次数是第一次还是多次；确认机床加工程序的正确性；还有其他人吗？ 3.数控机床常见故障排除方法由于数控机床的故障比较复杂，数控系统的自诊断能力无法检测系统的所有部件，往往是一个报警号就预示了很多故障原因，启动困难。 下面介绍生产实践中维修人员常用的故障排除方法。 3.1目视检查法目视检查法是维修人员根据故障发生时对光、声、气味等各种异常现象的观察，确定故障范围，可以将故障范围缩小到一个模块或一个电路板，然后再排除。 一般包括:a .询问:向故障现场人员询问故障发生的过程、表象、后果等。b .外观检查:检查机床各部件是否处于正常工作状态，各电气控制装置是否有报警指示，检查有无安全烧损、元器件烧损和开裂、电线电缆脱落、各操作元件位置是否正确等。本地；c .触摸:在整机断电的情况下，可以触摸主电路板的安装状态，插头插座的插接状态，电源和信号线的连接状态，触摸并轻轻晃动元器件，特别是大体积的电阻和电容，半导体器件是否有松动的感觉，这样可以检查出一些诸如断腿、虚焊、接触不良等故障。d、通电:通电检查是否有冒烟、着火、异响、异味、电机及部件过热，一旦发现立即断电分析。 如果有破坏性故障，必须在通电前排除。 比如一台数控加工中心运行一段时间后，CRT显示器突然无法显示，机床还能继续运行。 关机后再开机，一切正常。 发现在设备运行过程中，只要出现振动，就有可能发生故障。 初步判断是元器件接触不良。 检查显示面板时，CRT显示突然消失。 发现一个晶体振荡器的两个管脚因虚焊而松动。 重新焊接后，故障消除。 3.2初始化复位法一般情况下，瞬时故障引起的系统报警可以通过硬件复位或依次切换系统电源来清除。 如果系统的工作存储区由于电源故障、插入的电路板或电池欠压而出现混乱，则必须对系统进行初始化和清除。在清除之前，应记录数据副本。如果初始化后故障不能消除，应进行硬件诊断。 例:在数控车床上按下自动运行键时，微机拒绝执行加工程序，不显示故障自检提示，显示屏处于复位状态(只显示菜单)。 有时手动和编辑功能正常，检查用户程序和各种参数完全正确；有时，由于内存电池故障、更换内存电池等。，系统显示一个方向尺寸超尺寸或所有方向尺寸超尺寸(显示尺寸超过机床能加工的最大尺寸或系统能识别的最大尺寸)。 方法:使用初始化复位法复位系统(一般使用特殊组合键或密码)。 3.3自诊断数控系统具有很强的自诊断功能，可以随时监控数控系统硬件和软件的工作状态。 使用自诊断功能，可以显示系统与主机之间的接口信息的状态，从而确定故障发生在机械部分还是数控部分，并且可以显示故障的一般部分(故障代码)。 A.硬件报警指示:指各种电气设备上的各种状态和故障指示，包括数控系统和伺服系统。结合指示灯状态和相应的功能描述，可以了解指示内容、故障原因和故障排除方法；b .软件报警指示:系统软件、PLC程序和加工程序中的故障通常有报警显示。根据显示的报警号，可以参考相应的诊断说明手册，了解可能的故障原因和排除方法。 功能测试法是将数控系统的G、M、S、T、F功能编程为功能测试程序，存储在相应的介质上，如纸带、磁带等。 在故障诊断期间运行该程序可以快速确定故障的可能原因。 功能测试法常用于以下情况:a .机床加工造成废品，无法确定是编程操作不当还是数控系统故障；b .数控系统的随机故障，很难区分是外界干扰还是系统稳定；c .长期闲置的数控机床投入使用前或数控机床定期检修时。 比如FANUC9系统的立式铣床，自动加工曲面零件时爬行，表面粗糙度极差。 运行测试程序时，直线插补和圆弧插补都没有爬行，这是编程中决定的原因。 仔细检查加工程序，发现曲线是由许多小圆弧组成的，编程中使用了正确定位和外部检查的C61指令。 取消程序中的G61，使用G64后，爬行现象消除。 3.5备件更换法用良好的备件更换已诊断为不良的电路板，即在分析出故障的一般原因时，维修人员可以用备用的印刷电路板、集成电路芯片或元器件来更换可疑的零件，从而将故障范围缩小到印刷电路板或芯片的水平。 并做相应的初始化启动，使机床快速投入正常运行。 对于现代数控的维修来说，越来越多的情况是通过这种方法进行诊断，然后用备件更换损坏的模块，使系统正常工作。 尽量缩短停机时间。使用这种方法时，注意断电，仔细检查电路板的版本、型号、各种标记、跳线是否相同。如果不一致，则无法替换。 拆线时做好标记和记录。 一般不要轻易更换CPU板、内存板和电气接地，否则可能造成程序和机床参数的丢失，扩大故障。 比如一台采用西门子SINUMERIK SYSTEM 3系统的数控机床，其PLC采用S5-130W/B，一旦出现故障，通过数控系统的PC功能输入的R参数在加工中就不起作用，程序中R参数的值也不能改变。 通过对数控系统工作原理和故障现象的分析，认为是PLC的主板有问题，与另一台机床的主板交换后进一步确定是PLC主板的问题。 经专业厂家维修，故障排除。 3.6交叉换位法当一块故障板或一块可以确定是否是故障板而没有备件时，系统中两块相同或兼容的板可以互换检查，如交换两个坐标的命令板或伺服板，从而判断故障板或故障位置。 这种交叉换位法不仅要特别注意硬件接线的正确互换，还要注意一系列相应的参数。否则不仅达不到目标，反而会导致新的失败和思维的混乱。需要事先仔细考虑，设计好软硬件交换方案，然后检查交换无误。

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