第三章數(shù)控系統(tǒng)故障分析與維護(hù)維修.doc

第二章 數(shù)控系統(tǒng)故障分析與維修隨著電子技術(shù)和自動化技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。以微處理器為基礎(chǔ)，以大規(guī)模集成電路為標(biāo)志的數(shù)控設(shè)備，已在我國批量生產(chǎn)、大量引進(jìn)和推廣應(yīng)用，它們給機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了條件，并帶來很大的效益。但同時，由于它們的先進(jìn)性、復(fù)雜性和智能化高的特點(diǎn)，在維修理論、技術(shù)和手段上都發(fā)生了飛躍的變化。任何一臺數(shù)控設(shè)備都是一種過程控制設(shè)備，這就要求它在實(shí)時控制的每一時刻都準(zhǔn)確無誤地工作。任何部分的故障與失效，都會使機(jī)床停機(jī)，從而造成生產(chǎn)停頓。因而對數(shù)控系統(tǒng)這樣原理復(fù)雜、結(jié)構(gòu)精密的裝置進(jìn)行維修就顯得十分必要了。 我們現(xiàn)有的維修狀況和水平，與國外進(jìn)口設(shè)備的設(shè)計與制造技術(shù)水平還存在一定的差距。下面我們從現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的基本構(gòu)成入手，探討數(shù)控系統(tǒng)的診斷與維修。數(shù)控系統(tǒng)的構(gòu)成與特點(diǎn):目前世界上的數(shù)控系統(tǒng)種類繁多，形式各異，組成結(jié)構(gòu)上都有各自的特點(diǎn)。這些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來源于系統(tǒng)初始設(shè)計的基本要求和工程設(shè)計的思路。例如對點(diǎn)位控制系統(tǒng)和連續(xù)軌跡控制系統(tǒng)就有截然不同的要求。對于T系統(tǒng)和M系統(tǒng)，同樣也有很大的區(qū)別，前者適用于回轉(zhuǎn)體零件加工，后者適合于異形非回轉(zhuǎn)體的零件加工。對于不同的生產(chǎn)廠家來說，基于歷史發(fā)展因素以及各自因地而異的復(fù)雜因素的影響，在設(shè)計思想上也可能各有千秋。有的系統(tǒng)采用小板結(jié)構(gòu)，便于板子更換和靈活結(jié)合，而有的系統(tǒng)則趨向大板結(jié)構(gòu)，使之有利于系統(tǒng)工作的可靠性，促使系統(tǒng)的平均無故障率不斷提高。然而無論哪種系統(tǒng)，它們的基本原理和構(gòu)成是十分相似的。數(shù)控系統(tǒng)是由硬件控制系統(tǒng)和軟件控制系統(tǒng)兩大部分組成。其中硬件控制系統(tǒng)是以微處理器為核心，采用大規(guī)模集成電路芯片、可編程控制器、伺服驅(qū)動單元、伺服電機(jī)、各種輸入輸出設(shè)備（包括顯示器、控制面板、輸入輸出接口等）等可見部件組成。軟件控制系統(tǒng)即數(shù)控軟件，包括數(shù)據(jù)輸入輸出、插補(bǔ)控制、刀具補(bǔ)償控制、加減速控制、位置控制、伺服控制、鍵盤控制、顯示控制、接口控制等控制軟件及各種參數(shù)、報警文本等組成。數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，就要分別對軟硬件進(jìn)行分析、判斷，定位故障并維修。作為一個好的數(shù)控設(shè)備維修人員，就必須具備電子線路、元器件、計算機(jī)軟硬件、接口技術(shù)、測量技術(shù)等方面的知識。由于現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的可靠性越來越高，數(shù)控系統(tǒng)本身的故障越來越低，數(shù)控設(shè)備的外部故障可以分為軟件故障和外部硬件損壞引起的硬故障。軟件故障是指由于操作、調(diào)整處理不當(dāng)引起的，這類故障多發(fā)生在設(shè)備使用前期或設(shè)備使用人員調(diào)整時期。數(shù)控機(jī)床的修理，重要的是發(fā)現(xiàn)問題。特別是數(shù)控機(jī)床的外部故障。有時診斷過程比較復(fù)雜，但一旦發(fā)現(xiàn)問題所在，解決起來比較簡單。對外部故障診斷應(yīng)遵從以下兩條原則。首先要熟練掌握機(jī)床的工作原理和動作順序。其次，要會利用PLC梯形圖。NC系統(tǒng)的狀態(tài)顯示功能或機(jī)外編程器監(jiān)測PLC的運(yùn)行狀態(tài)，一般只要遵從以上原則，小心謹(jǐn)慎，一般的數(shù)控故障都會及時排除。外部硬件操作引起的故障是數(shù)控修理中的常見故障。一般都是由于檢測開關(guān)、液壓系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)、電氣執(zhí)行元件、機(jī)械裝置出現(xiàn)問題引起的。這類故障有些可以通過報警信息查找故障原因。對一般的數(shù)控系統(tǒng)來講都有故障診斷功能或信息報警。維修人員可利用這些信息手段縮小診斷范圍。而有些故障雖有報警信息顯示，但并不能反映故障的真實(shí)原因。這時需根據(jù)報警信息和故障現(xiàn)象來分析解決。數(shù)控系統(tǒng)的組成數(shù)控（國外早已改稱計算機(jī)數(shù)控，即CNC，而我國仍習(xí)稱數(shù)控，即NC系統(tǒng)一般由輸入輸出裝置、數(shù)控裝置（或數(shù)控單元）、主軸單元、伺服單元、驅(qū)動裝置（或稱執(zhí)行機(jī)構(gòu)）、可編程控制器PLC及電氣控制裝置、輔助裝置、測量裝置組成。圖1虛線框內(nèi)即為計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)（CNC），它與機(jī)床本體一起構(gòu)成數(shù)控機(jī)床。操作面板PLC輔助裝置輸入/輸出 設(shè)備數(shù)控裝置電氣回路主軸驅(qū)動裝置進(jìn)給驅(qū)動裝置主軸單元進(jìn)給伺服單元測量裝置機(jī)床本體計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)圖1 數(shù)控機(jī)床的組成（1）數(shù)控裝置I/O設(shè)備計算機(jī)主板顯 示 卡功能模板m功能模板1電 子 盤多功能卡位置控制板n位置控制板1PLC模塊主軸控制模板機(jī)床I/O控制面板速度控制單元1速度控制單元n功能驅(qū)動1功能驅(qū)動m系 統(tǒng) 總 線（BUS）1.計算機(jī)部分CNC裝置CNC系統(tǒng)數(shù)控裝置是數(shù)控系統(tǒng)的核心，這一部分主要包括微處理器、存儲器、外圍邏輯電路及與數(shù)控系統(tǒng)其它組成部分聯(lián)系的接口等。其原理是根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)段插補(bǔ)出理想的運(yùn)動軌跡，然后輸出到執(zhí)行部件（伺服單元、驅(qū)動裝置和機(jī)床），加工出所需要的零件。因此，輸入、軌跡插補(bǔ)、位置控制是數(shù)控裝置的三個基本部分（即一般計算機(jī)的輸入-決策-輸出三個方面）。而所有這些工作是由數(shù)控裝置內(nèi)的系統(tǒng)程序（亦稱控制程序）進(jìn)行合理的組織，使整個系統(tǒng)有條不紊地進(jìn)行工作。（2）輸入輸出裝置輸入輸出裝置主要用于零件加工程序的編制、存儲、打印和顯示或是機(jī)床的加工的信息的顯示等。簡單的輸入輸出裝置只包括鍵盤和若干個數(shù)碼管，較高級的系統(tǒng)一般配有CRT顯示器和液晶顯示器。一般的輸入輸出裝置除了人機(jī)對話編程鍵盤和CRT顯示器外，還有紙帶閱讀機(jī)、磁帶機(jī)或磁盤，高級的輸入輸出裝置還包括自動編程機(jī)或CAD/CAM系統(tǒng)。（3）可編程控制器可編程控制器（PC，Programmable Controller）是一種以微處理器為基礎(chǔ)的通用型自動控制裝置，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的。由于最初研究這種裝置的目的，是為了解決生產(chǎn)設(shè)備的邏輯及開關(guān)量控制，故也稱為可編程邏輯控制器（PLC，Programmable Logic Controller）。當(dāng)PLC用于控制機(jī)床順序動作時，也可稱為可編程邏輯機(jī)床控制器（PMC，Programmable Machine Controller）。PLC主要完成與邏輯預(yù)算有關(guān)的一些動作，沒有軌跡上的具體要求，它接受數(shù)控裝置的控制代碼M（輔助功能）、S（主軸轉(zhuǎn)速）、T（選刀、換刀）等順序動作信息，對其進(jìn)行譯碼，轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的控制信號，控制輔助裝置完成機(jī)床相應(yīng)的開關(guān)動作，如工件的裝夾、刀具的更換、冷卻液的開關(guān)等一些輔助動作；它還機(jī)床操作面板的指令，一方面直接控制機(jī)床動作，另一方面將指令送往數(shù)控裝置用于加工過程的控制。（4）伺服單元和驅(qū)動裝置伺服單元接受來自數(shù)控裝置的進(jìn)給指令，經(jīng)變換和放大后通過驅(qū)動裝置轉(zhuǎn)變成機(jī)床工作臺的位移和速度。因此伺服單元是數(shù)控裝置和機(jī)床本體的聯(lián)系環(huán)節(jié)，它把來自數(shù)控裝置的微弱指令信號放大成控制驅(qū)動裝置的大功率信號。根據(jù)接受指令的不同伺服單元有脈沖式和模擬式之分，而模擬式伺服單元按電源種類又分為直流伺服單元和交流伺服單元。驅(qū)動裝置把放大的指令信號變成為機(jī)械運(yùn)動，通過機(jī)械連接部件驅(qū)動機(jī)床工作臺，是工作臺精確定位或按規(guī)定的軌跡作嚴(yán)格的相對運(yùn)動，最后加工出符合圖紙要求的零件。和伺服單元相對應(yīng)，驅(qū)動裝置有步進(jìn)電機(jī)、直流伺服電機(jī)和交流伺服電機(jī)。伺服單元和驅(qū)動裝置可合稱為伺服驅(qū)動系統(tǒng)，它是機(jī)床工作的動力裝置。從某種意義上說，數(shù)控機(jī)床功能強(qiáng)弱主要取決于數(shù)控裝置，性能的好壞主要取決于伺服驅(qū)動系統(tǒng)。（5）主軸驅(qū)動系統(tǒng) 主軸驅(qū)動系統(tǒng)和進(jìn)給伺服驅(qū)動系統(tǒng)有很大的差別，主軸驅(qū)動系統(tǒng)主要是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動?，F(xiàn)代數(shù)控機(jī)床對主軸驅(qū)動系統(tǒng)提出了更高的要求，這包括有很高的主軸轉(zhuǎn)速和很寬的無級調(diào)速范圍等，為滿足上述要求，現(xiàn)在絕大多數(shù)數(shù)控機(jī)床均采用鼠籠式感應(yīng)交流異步電動機(jī)配矢量變換變頻調(diào)速的主軸驅(qū)動系統(tǒng)（6）測量裝置測量裝置也稱反饋元件，通常安裝在機(jī)床的工作臺或絲杠上，它把機(jī)床工作臺的實(shí)際位移轉(zhuǎn)變成電信號反饋給數(shù)控裝置，供數(shù)控裝置與指令值比較產(chǎn)生誤差信號以控制機(jī)床向消除該誤差的方向移動。此外，由測量裝置和數(shù)顯環(huán)節(jié)構(gòu)成數(shù)顯裝置，可以在線顯示機(jī)床坐標(biāo)值，可以大大提高工作效率和工件的加工精度。常見測量裝置有光電編碼器、光柵尺、旋轉(zhuǎn)變壓器等。（7）其他輔助裝置 轉(zhuǎn)位刀架是一種刀具儲存裝置，可以同時安裝4、6、8、12把刀具不等。主要用于數(shù)控車床，是數(shù)控車床中的一種專用的自動化機(jī)械。它不但可以儲存刀具，而且在切削時要連同刀具一起承受切削力，在加工過程中完成刀具交換轉(zhuǎn)位、定位夾緊等動作。在卸裝過程中要認(rèn)真分析它的轉(zhuǎn)位定位和夾緊等機(jī)構(gòu)的工作原理。 刀庫是加工中心機(jī)床的關(guān)鍵部件之下，在加工中心機(jī)床中用來儲存和運(yùn)送刀具，它的結(jié)構(gòu)形式很多主要有盤式和鏈?zhǔn)絻煞N結(jié)構(gòu)形式（還有其它形式），盤式刀庫存儲容量較小（30把刀以下），鏈?zhǔn)降稁齑鎯θ萘枯^大。在加工過程中進(jìn)行換刀時控制系統(tǒng)選定刀具后，刀庫必須把選定的刀具運(yùn)送到特定的位置準(zhǔn)備由機(jī)械手取刀具或機(jī)床的主軸直接取刀。有的大型的加工中心還裝有特殊刀具運(yùn)輸裝置，從刀庫上取出刀具送到換刀位置。就機(jī)械運(yùn)動來講刀庫的結(jié)構(gòu)主要是由刀具的運(yùn)送和定位機(jī)構(gòu)組成，運(yùn)送速度要快，定位要準(zhǔn)。此外，刀具在刀庫中裝卡方法不同刀庫結(jié)構(gòu)也不相同，但是要求各個刀具的刀柄在刀庫中安裝位置必須一致，并且固定可靠又要便于新舊刀具交換（取下和裝上）。 機(jī)械手是加工中心換刀機(jī)構(gòu)的核心部件。換刀時機(jī)械手在機(jī)床主軸（或刀架）與刀庫之間，執(zhí)行新舊刀具交換的任務(wù)，在一個換刀程序中要完成抓刀、拔刀、交換（新舊刀對調(diào)）裝刀，復(fù)位等動作。通常有三個自由度，即抓刀與復(fù)位的是一個自由度；拔刀與裝刀是一個自由度；新舊刀具位置交換是一個自由度。換刀動作在加工過程中是一個輔助動作，要求換刀時間盡量縮短，目前多數(shù)機(jī)械換刀時間為5-8秒，少數(shù)可達(dá)0.7秒。要求機(jī)械手動動作迅速平穩(wěn)可靠。特別是在高速旋轉(zhuǎn)中交換刀具時，刀具不能從機(jī)械手中甩出來，因此機(jī)械手必須具有相應(yīng)的鎖緊機(jī)構(gòu)。機(jī)械手完成各個動作是靠位置控制的，一個動作結(jié)束后，必須發(fā)出一個回答信號給PLC，以便啟動下一個動作。拆裝時要著重分析它的鎖緊機(jī)械和各行程開關(guān)的安裝部位。本章內(nèi)容只對數(shù)控裝置，輸入輸出設(shè)備，PLC及其他一些輔助裝置常見故障進(jìn)行分析，對于伺服、主軸部分在以后的部分進(jìn)行介紹。4.1電源類故障電源是電路板的能源供應(yīng)部分，電源不正常，電路板的工作必然異常。而且，電源部分故障率較高，修理時應(yīng)足夠重視，在外觀法檢查后，可先對電源部分進(jìn)行檢查。電路板的工作電源，有的是由外部電源系統(tǒng)供給；有的由板上本身的穩(wěn)壓電路產(chǎn)生，電源檢查包括輸出電壓穩(wěn)定性檢查和輸出紋波檢查。輸出紋波過大，會引起系統(tǒng)不穩(wěn)定，用示波器交流輸入檔可檢查紋波幅值，紋波大一般是由集成穩(wěn)壓器損壞或?yàn)V波電容不良引起。運(yùn)算放大器、比較器，有些用單電源供電，有些用雙電源供電，用雙電源的運(yùn)放，要求正負(fù)供電對稱，其差值一般不能大于0.2V（具有調(diào)零功能的運(yùn)放除外）數(shù)控系統(tǒng)中對各電路板供電的系統(tǒng)電源大多數(shù)采用開關(guān)型穩(wěn)壓電源。這類電源種類繁多，故障率也較高，但大部分都是分立元件，用萬用表、示波器即可進(jìn)行檢查，機(jī)修開關(guān)電源時，最好在電源輸人端接一只1:1的隔離變壓器，以防觸電。另外為了防止在修理過程中可能導(dǎo)致好的元件損壞，或引發(fā)新的故障發(fā)生，最好按圖1.53的接線方法，使輸入電壓從OV開始逐漸增大，在輸入和輸出回路中都有電流、電壓檢測，一旦發(fā)現(xiàn)有過壓或過流現(xiàn)象，即可失掉，不致造成損失。關(guān)于電源類常見的幾種故障現(xiàn)象，現(xiàn)總結(jié)了幾點(diǎn)見下表：故障現(xiàn)象故障原因排除方法系統(tǒng)上電后系統(tǒng)沒有反應(yīng)，電源不能接通：電源指示燈不亮1外部電源沒有提供、電源電壓過低、缺相或外部形成了短路2電源的保護(hù)裝置跳閘或熔斷形成了電源開路3PLC的地址錯誤或者互鎖裝置使電源不能正常接通4系統(tǒng)上電按鈕接觸不良或脫落5電源模塊不良、元?dú)饧膿p壞引起的故障（熔斷器熔斷、浪涌吸收器的短路等）1.檢查外部電源2.合上開關(guān)、更換熔斷器3.更改PLC的地址或接線4.更換按鈕重新安裝5.更換元器件或更換電源模塊電源指示燈亮系統(tǒng)無反應(yīng)1. 接通電源的條件未滿足2. 系統(tǒng)黑屏3. 系統(tǒng)文件被破壞，沒有進(jìn)入系統(tǒng)1.檢查電源的接通條件是否滿足2.見“顯示類故障”排除方法3修復(fù)系統(tǒng)強(qiáng)電部分接通后，馬上跳閘1）. 機(jī)床設(shè)計時選擇的空氣開關(guān)容量過小，或空氣開關(guān)的電流選擇撥碼開關(guān)選擇了一個較小的電流2）. 機(jī)床上使用了較大功率的變頻器或伺服驅(qū)動，并且在變頻器或伺服驅(qū)動的電源進(jìn)線前沒有使用隔離變壓器或電感器，變頻器或伺服驅(qū)動在上強(qiáng)電時電流有較大的波動，超過了空氣開關(guān)的限定電流，引起跳閘。3）系統(tǒng)強(qiáng)電電源接通條件未滿足1.更換空氣開關(guān)，或重新選擇使用電流。2. 在使用時須外接一電抗。 3.逐步檢查電源上強(qiáng)電所需要的各種條件，排除故障。電源模塊故障1）整流橋損壞引起電源短路2） 續(xù)流二極管損壞引起的短路3） 電源模塊外部電源短路4） 濾波電容損壞引起的故障5） 供電電源功率不足使電源模塊不能正 常工作1. 更換2. 更換3. 調(diào)整線路4. 更換5. 增大供電電源的功率系統(tǒng)在工作過程中，突然斷電1.切削力太大，使機(jī)床過載引起空開跳閘2.機(jī)床設(shè)計時選擇的空氣開關(guān)容量過小，引起空開跳閘3.機(jī)床出現(xiàn)漏電1. 調(diào)整切削參數(shù)2. 更換空氣開關(guān)3. 檢查線路事例1：故障現(xiàn)象：一普通數(shù)控車床，NC啟動就斷電，且CRT無顯示故障分析：初步分析可能是某處接地不良，經(jīng)過對各個接地點(diǎn)的檢測處理，故障未排除。之后檢查了一下CNC各個板的電壓，用示波器測量發(fā)現(xiàn)數(shù)字接口板上集成電路的工作電壓有較強(qiáng)的紋波，經(jīng)檢查電源低頻濾波電容正常。我們在電源兩端并接一小容量濾波電容，啟動機(jī)床正常，本故障屬于CNC系統(tǒng)電源抗干擾能力不強(qiáng)所致。事例2： 一進(jìn)口數(shù)控系統(tǒng)，機(jī)床送電，CRT無顯示，查NC 電源+24V、+15V、-15V、+5V均無輸出故障分析：此現(xiàn)象可以確定是電源方面出了問題，所以可以根據(jù)電氣原理圖逐步從電源的輸入端進(jìn)行檢查，當(dāng)檢查到保險后的電噪聲濾波器時發(fā)現(xiàn)性能不良，后面的整流、振蕩電路均正常，拆開噪聲濾波器外殼發(fā)現(xiàn)里面燒焦，更換噪聲濾波器后，系統(tǒng)故障排除， 注意當(dāng)遇到無法修復(fù)的電源時，可采用市面上出售的開關(guān)電源，但是一定要保證電壓等級、容量一定要符合要求的情況下才可以使用。對這種故障的排除首先是使屏幕正常工作。有時也會僅僅是顯示部分的原因。但在許多時候可能并存著多種故障。事例3： 一臺進(jìn)口臥式加工中心，開機(jī)時屏幕一片黑，操作面板上的NC電源開關(guān)已按下，紅、綠燈都亮，查看電柜中開關(guān)和主要部分無異常，關(guān)機(jī)后重開，故障一樣。故障分析：經(jīng)查，確定其電源部分無故障，各處電壓都正常，仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)有多處損壞，在更換了顯示器，顯示控制板后屏幕出現(xiàn)了顯示，使機(jī)床能進(jìn)入其它的故障維修。 事例4：一立式加工中心，開機(jī)后屏幕無顯示。故障分析： 該加工中心使用進(jìn)口數(shù)控系統(tǒng)，造成屏幕無顯示的原因有很多，經(jīng)對故障進(jìn)行了檢查，后確認(rèn)系統(tǒng)提供的外部電源是正確的，但主板上的電壓不正常，時有時無，可以確認(rèn)是因主板故障造成，因此進(jìn)行了更換，更換主板后系統(tǒng)有顯示，由于主板更換后參數(shù)需要重新設(shè)置，按系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置步驟，對照機(jī)床附帶的參數(shù)表進(jìn)行了設(shè)置調(diào)整后機(jī)床正常。 屏幕上無顯示的故障原因很多，首先必須找出原因排除，如還有其他故障，根據(jù)機(jī)床的報警和其他故障信息作出處事例5：一加工中心，開機(jī)后打開急停，系統(tǒng)在復(fù)位的過程中，伺服強(qiáng)電上去后系統(tǒng)總空開馬上跳閘故障分析：該加工中心使用國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，經(jīng)對故障進(jìn)行了檢查分析，首先懷疑是否是空開電流選擇過小，經(jīng)過計算分析后確認(rèn)所選擇的空開有點(diǎn)偏小，但基本符合機(jī)床要求，然后用示波器觀察機(jī)床上電時的電流的變化波形，發(fā)現(xiàn)伺服強(qiáng)電在上電時電流沖擊比較大，也就是電流波形變化較大，進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)由于所選伺服功率較大，且伺服內(nèi)部未加阻抗等裝置，在使用時須外接一電抗與制動電阻，電氣人員在設(shè)計時加了制動電阻，為了節(jié)省成本沒有使用阻抗。按照要求加上阻抗后，系統(tǒng)上電恢復(fù)正常。4.2系統(tǒng)顯示類故障數(shù)控系統(tǒng)不能正常顯示的原因很多，當(dāng)系統(tǒng)的軟件出錯，在多數(shù)情況下回導(dǎo)致系統(tǒng)顯示的混亂、不正?；驘o法顯示，當(dāng)電源出現(xiàn)故障、系統(tǒng)主板出現(xiàn)故障是都有可能導(dǎo)致系統(tǒng)的不正常顯示。顯示系統(tǒng)本身的故障是造成系統(tǒng)顯示不正常的主要原因，因此，系統(tǒng)在不能正常顯示的時候，首先要分清造成系統(tǒng)不能正常顯示的主要原因，不能簡單的認(rèn)為系統(tǒng)不能正常顯示就是顯示系統(tǒng)的故障，數(shù)控系統(tǒng)顯示的 不正常，可以分為完全無顯示和顯示不正常兩種情況。當(dāng)系統(tǒng)電源、系統(tǒng)的其他部分工作正常時，系統(tǒng)無顯示的原因，在大多數(shù)的情況下是由于硬件原因引起，而顯示混亂或顯示不正常，一般來說是由于系統(tǒng)軟件引起的。當(dāng)然，系統(tǒng)不同，引起的原因也不同，要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行分析研究。關(guān)于電系統(tǒng)顯示類常見的幾種故障現(xiàn)象，現(xiàn)總結(jié)了下面幾點(diǎn)：故障現(xiàn)象故障原因排除方法運(yùn)行或操作中出現(xiàn)死機(jī)或重新啟動1）參數(shù)設(shè)置錯誤或參數(shù)設(shè)置不當(dāng)所引起2).同時運(yùn)行了系統(tǒng)以外的其他內(nèi)存駐留程序正從軟盤或網(wǎng)絡(luò)調(diào)用較大的程序或者從已損壞的軟盤上調(diào)用程序，都有可能造成系統(tǒng)的死機(jī)。這時應(yīng)該中斷零件程序的調(diào)用。3).系統(tǒng)文件受到破壞或者感染了病毒4）電源功率不夠5）系統(tǒng)元器件受到損害：1.正確設(shè)置參數(shù)2.停止部分正在運(yùn)行或調(diào)用的程序3.用殺毒軟件檢查軟件系統(tǒng)清除病毒或者重新安裝系統(tǒng)軟件進(jìn)行修復(fù)4.確認(rèn)電源的負(fù)載能力是否符合系統(tǒng)要求統(tǒng)上電后畫屏或亂碼：1）系統(tǒng)文件被破壞2）系統(tǒng)內(nèi)存不足3）外部干擾1.修復(fù)系統(tǒng)文件或重裝系統(tǒng)2.對系統(tǒng)進(jìn)行整理，刪除一些不必要的垃圾3.增加一些防干擾的措施系統(tǒng)上電后，NC電源指示燈亮但是屏幕無顯示或黑屏1）顯示模塊損壞，2）顯示模塊電源不良或沒有接通3）顯示屏由于電壓過高被燒壞4）系統(tǒng)顯示屏亮度調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)過暗1.更換顯示模塊2.對電源進(jìn)行修復(fù)3.更換顯示屏4.對亮度進(jìn)行重新調(diào)整主軸有轉(zhuǎn)速但CRT速度無顯示1） 主軸編碼器損壞2） 主軸編碼器電纜脫落或斷線3） 系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置不對，編碼器反饋的接口不對或者沒有選擇主軸控制的有關(guān)功能1.更換主軸編碼器2.重新焊接電纜3.正確設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速與所發(fā)指令不符1）主軸編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)設(shè)置錯誤確認(rèn)主軸編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)是否設(shè)置正確。2）PLC程序錯誤。檢查PLC程序中主軸速度和D/A輸出部分的程序；3）速度控制信號電纜連接錯誤1.正確設(shè)置主軸編碼器的每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)2.改寫PLC的程序，重新調(diào)試3.重新焊接電纜系統(tǒng)上電后，屏幕顯示高亮但沒有內(nèi)容1） 系統(tǒng)顯示屏亮度調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)過亮2） 系統(tǒng)文件被破壞或者感染了病毒3） 顯示控制板出現(xiàn)故障1.對亮度進(jìn)行重新調(diào)整2.用殺毒軟件檢查軟件系統(tǒng)清除病毒或者重新安裝系統(tǒng)軟件進(jìn)行修復(fù)3.更換顯示控制板系統(tǒng)上電后，屏幕顯示暗淡但是可以正常操作，系統(tǒng)運(yùn)行正常1）系統(tǒng)顯示屏亮度調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)過暗2）顯示器或顯示器的燈管損壞3）顯示控制板出現(xiàn)故障1.對亮度進(jìn)行重新調(diào)整2.更換顯示器或顯示器的燈管3.更換顯示控制板主軸轉(zhuǎn)動時顯示屏上沒有主軸轉(zhuǎn)速顯示或轉(zhuǎn)進(jìn)給是主軸轉(zhuǎn)動但進(jìn)給軸不動1.主軸位置編碼器與主軸連接的齒形皮帶斷裂2.主軸位置編碼器連接電纜斷線3.主軸位置編碼器的連接插頭接觸不良4.主軸位置編碼器損壞1.更換皮帶2.找出斷線點(diǎn)，重新焊接或更換電纜3.重新將連接插頭插緊4.更換損壞的主軸位置編碼器事例1：故障現(xiàn)象：一數(shù)控系統(tǒng)，工作后系統(tǒng)經(jīng)常死機(jī)，停電后經(jīng)常丟失機(jī)床參數(shù)和程序。故障分析：經(jīng)分析和診斷，出現(xiàn)該故障的原因一般有如下幾點(diǎn)：電池不良；系統(tǒng)存儲器出錯；軟件本身不穩(wěn)定。 根據(jù)如上分析，逐條進(jìn)行檢查：首先用萬用表直接測量系統(tǒng)斷電存儲用電池，發(fā)現(xiàn)電池沒有問題；測量主板上的電池電壓，發(fā)現(xiàn)時有時午，進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)當(dāng)用手按著主板一側(cè)測量時電壓正確，松開手是電壓不正確，因此初步診斷為接觸不良所知；拆下該主板，仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)該主板已經(jīng)彎曲變形，校正后重新試驗(yàn)，故障排除。事例2：一臺數(shù)控車床配FANUC0-TD系統(tǒng)，在調(diào)試中時常出現(xiàn)CRT閃爍、發(fā)亮，沒有字符出現(xiàn)的現(xiàn)象，故障分析：我們發(fā)現(xiàn)造成的原因主要有： CRT亮度與灰度旋鈕在運(yùn)輸過程中出現(xiàn)震動。 系統(tǒng)在出廠時沒有經(jīng)過初始化調(diào)整。 系統(tǒng)的主板和存儲板有質(zhì)量問題。 解決辦法可按如下步驟進(jìn)行：首先，調(diào)整CRT的亮度和灰度旋鈕，如果沒有反應(yīng)，請將系統(tǒng)進(jìn)行初始化一次，同時按RST鍵和DEL鍵，進(jìn)行系統(tǒng)啟動，如果CRT仍沒有正常顯示，則需要更換系統(tǒng)的主板或存儲板。事例3：一臺日本H500/50臥式加工中心，開機(jī)時屏幕一片黑，操作面板上的NC電源開關(guān)已按下，紅、綠燈都亮，查看電柜中開關(guān)和主要部分無異常，關(guān)機(jī)后重開，故障一樣。故障分析：經(jīng)查，故障是由多處損壞造成的，在更換了顯示器，顯示控制板后屏幕出現(xiàn)了顯示，使機(jī)床能進(jìn)入其它的故障維修。事例4：XHK716立式加工中心，在安裝調(diào)試時，CRT顯示器突然出現(xiàn)無顯示故障，而機(jī)床還可繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。停機(jī)后再開，又一切正常。在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過程中經(jīng)常出現(xiàn)這種故障。采用直觀法進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)每當(dāng)車間上方的門式起重機(jī)經(jīng)過時，往往就會出現(xiàn)優(yōu)故障，由此初步判斷是元件連接不良。檢查顯示板，用手觸動板上元件，當(dāng)觸動某一集成塊管腳時，CRT上顯示就會消失。經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)該腳沒有完全插人插座中。另外，發(fā)現(xiàn)此集成塊旁邊的晶振有一個引腳沒有焊錫。將這兩種原因排除后，故障消除4.3 CNC單元故障系統(tǒng)軟件故障分析與維修典型CNC軟件裝置的結(jié)構(gòu)：CNC系統(tǒng)軟件有管理軟件和控制軟件組成。管理軟件包括輸入、I/O處理、顯示、診斷等?？刂栖浖ㄗg碼、刀具補(bǔ)償、速度處理、插補(bǔ)計算、位置控制等。數(shù)控系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)和數(shù)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)兩者相互配合，共同完成數(shù)控系統(tǒng)的具體功能。早期的CNC裝置，數(shù)控功能全部由硬件實(shí)現(xiàn)，而現(xiàn)在的數(shù)控功能則由軟件和硬件共同完成。目前數(shù)控系統(tǒng)的軟件一般有兩種結(jié)構(gòu)：前后臺結(jié)構(gòu)和中斷型結(jié)構(gòu)：所謂前后臺型是指在一個定時采樣周期中，前臺任務(wù)開銷一部分時間，后臺任務(wù)開銷剩余部分的時間，共同完成數(shù)控加工任務(wù)。前臺任務(wù)一般設(shè)計成中斷服務(wù)程序，以西門子系統(tǒng)為例說明系統(tǒng)軟件的配置。總的來說系統(tǒng)軟件包括三部分：數(shù)控系統(tǒng)的生產(chǎn)廠家研制的啟動芯片、基本系統(tǒng)程序、加工循環(huán)、測量循環(huán)等。由機(jī)床廠家編制的針對具體機(jī)床所用的NC機(jī)床數(shù)據(jù)、PLC機(jī)床程序、PLC機(jī)床數(shù)據(jù)PLC報警文本。R參數(shù)等組成。等組成。由機(jī)床用戶編制的加工主程序、加工子程序、刀具補(bǔ)償參數(shù)、零點(diǎn)偏置分類名稱傳輸識別符說明制造者820/810850/880啟動芯片存儲或固化到EPROM中系統(tǒng)生產(chǎn)廠 基本系統(tǒng)軟件加工循環(huán) 測量循環(huán)NC機(jī)床數(shù)據(jù) %TEA1 TEA1存儲或固化到EPROM或 RAM中 機(jī)床生產(chǎn)廠 PLC機(jī)床數(shù)據(jù) %TEA2 TEA2PLC用戶程序 %PCP PLC報警文本 %PCA 系統(tǒng)設(shè)定數(shù)據(jù) %SEA SEA加工主程序 %MPF MPF 存儲在RAM中 機(jī)床用戶加工子程序 %SPF SPF 刀具補(bǔ)償參數(shù) %TOA TOA零點(diǎn)偏置參數(shù) %ZOA ZOA R參數(shù) %RPA RPA軟件故障發(fā)生的原因：軟件故障一般由軟件中文件的變化或丟失而形成的。機(jī)床軟件一般存儲與RAM中軟件故障可能形成的原因如下：1. 誤操作引起：在調(diào)試用戶程序或者修改參數(shù)時，操作者刪除或更改了軟件內(nèi)容，從而造成了軟件故障2. 供電電池電壓不足：為RAM 供電的電池或電池電路短路或斷路、接觸不良等都會造成RAM得不到維持電壓，從而使系統(tǒng)丟失軟件及參數(shù)。3. 干擾信號引起：有時電源的波動或干擾脈沖會串入數(shù)控系統(tǒng)總線，引起時序錯誤或數(shù)控裝置停止運(yùn)行。4. 軟件死循環(huán)：運(yùn)行比較復(fù)雜程序或進(jìn)行大量計算時，有時會造成系統(tǒng)死循環(huán)引起系統(tǒng)中斷，造成軟件故障。5. 系統(tǒng)內(nèi)存不足或軟件的溢出引起：在系統(tǒng)進(jìn)行大量計算時，或者是誤操作，引起系統(tǒng)的內(nèi)存不足，從而引起系統(tǒng)的死機(jī)。6. 軟件的溢出引起：調(diào)試程序時，調(diào)試者修改參數(shù)不合理，或進(jìn)行了大量錯誤的操作，引起了軟件的溢出。故障現(xiàn)象故障原因排除方法不能進(jìn)入系統(tǒng)，運(yùn)行系統(tǒng)時，系統(tǒng)界面無顯示1.可能是系統(tǒng)文件被病毒破壞或丟失，可能是計算機(jī)被病毒破壞，也可能是系統(tǒng)軟件中有文件損壞了或丟失了。2.電子盤或硬盤物理損壞3.系統(tǒng)CMOS設(shè)置不對1.重新安裝數(shù)控系統(tǒng)，將計算機(jī)的CMOS設(shè)為A盤啟動；插入干凈的軟盤啟動系統(tǒng)后，重新安裝數(shù)控系統(tǒng)。2.電子盤或硬盤在頻繁的讀寫中有可能損壞，這時應(yīng)該修復(fù)或更換電子盤或硬盤；3.更改計算機(jī)的CMOS運(yùn)行或操作中出現(xiàn)死機(jī)或重新啟動1.參數(shù)設(shè)置不當(dāng)；2.同時運(yùn)行了系統(tǒng)以外的其他內(nèi)存駐留程序；3.正從軟盤或網(wǎng)絡(luò)調(diào)用較大的程序；4.從已損壞的軟盤上調(diào)用程序；5. 系統(tǒng)文件被破壞。（系統(tǒng)在通訊時或用磁盤進(jìn)行考貝文件時，有可能感染病毒，用殺毒軟件檢查軟件系統(tǒng)清除病毒或者重新安裝系統(tǒng)軟件進(jìn)行修復(fù)）1.正確設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)2.3.4.停止正在運(yùn)行或調(diào)用的程序5.用殺毒軟件檢查軟件系統(tǒng)清除病毒或者重新安裝系統(tǒng)軟件進(jìn)行修復(fù)系統(tǒng)出現(xiàn)亂碼：1.參數(shù)設(shè)置不合理2.系統(tǒng)內(nèi)存不足或操作不當(dāng) 1.正確設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)2.對系統(tǒng)文件進(jìn)行整理，刪除系統(tǒng)產(chǎn)生的垃圾操作鍵盤不能輸入或部分不能輸入1.控制鍵盤芯片出現(xiàn)問題2.系統(tǒng)文件被破壞，3.主板電路或連接電纜出現(xiàn)問題4.CPU出現(xiàn)故障，1.更換控制芯片2.重新安裝數(shù)控系統(tǒng)3.修復(fù)或更換4.更換CPUI/O單元出現(xiàn)故障，輸入輸出開關(guān)量工作不正常1.I/O控制板電源沒有接通或電壓不穩(wěn)2.電流電磁閥、抱閘連接續(xù)流二極管損壞各個直流電磁閥、抱閘一定要連接續(xù)流二極管，否則，在電磁閥斷開時，因電流沖擊使得DC24V電源輸出品質(zhì)下降，而造成數(shù)控裝置或伺服驅(qū)動器隨機(jī)故障報警。1.檢查線路，改善電源2.更換續(xù)流二極管數(shù)據(jù)輸入輸出接口（RS-232）不能夠正常工作1.系統(tǒng)的外部輸入輸出設(shè)備的設(shè)定錯誤或硬件出現(xiàn)了故障在進(jìn)行通訊時，操作者首先確認(rèn)外部的通訊設(shè)備是否完好，電源是否正常，2.參數(shù)設(shè)置的錯誤通訊時需要將外部設(shè)備的參數(shù)與數(shù)控系統(tǒng)的參數(shù)相匹配，如波特率、停止位必須設(shè)成一致才能夠正常通訊。外部通訊端口必須于硬件相對應(yīng)。3.通訊電纜出現(xiàn)問題不同的數(shù)控系統(tǒng)，通訊電纜的管角定義可能不一致，如果管角焊接錯誤或者是虛焊等，通訊將不能正常完成。另外通訊電纜不能夠過長，以免引起信號的衰減引起故障。1.對設(shè)備重新設(shè)定，對損壞的硬件進(jìn)行更換2.按照系統(tǒng)的要求正確的設(shè)置參數(shù)3.對通訊電纜進(jìn)行重新焊接或更換系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接不正常1.系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置或文件配置不正確2.通訊電纜出現(xiàn)問題通訊電纜不能夠過長，以免引起信號的衰減引起故障。3.硬件故障 通訊網(wǎng)口出現(xiàn)故障或網(wǎng)卡出現(xiàn)故障，可以用置換法判斷出現(xiàn)問題的部位1.按照系統(tǒng)的要求正確的設(shè)置參數(shù)2. 對通訊電纜進(jìn)行重新焊接或更換3.對損壞的硬件進(jìn)行更換4.4 急停報警類故障數(shù)控裝置操作面板和手持單元上，均設(shè)有急停按鈕，用于當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)或數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)緊急情況，需要使數(shù)控機(jī)床立即停止運(yùn)動或切斷動力裝置（如伺服驅(qū)動器等）的主電源；當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)自動報警信息后，須按下急停按鈕。待查看報警信息并排除故障后，再松開急停按鈕，使系統(tǒng)復(fù)位并恢復(fù)正常。該急停按鈕及相關(guān)電路所控制的中間繼電器（KA）的一個常開觸點(diǎn)應(yīng)該接入數(shù)控裝置的開關(guān)量輸入接口，以便為系統(tǒng)提供復(fù)位信號。1.機(jī)床一直處與急停狀態(tài)，不能復(fù)位系統(tǒng)急停不能復(fù)位是一個常見的故障現(xiàn)象，引起此故障的原因也較多，總的說來，引起此故障的原因大致可以分為如下幾種原因：1）.電氣方面的原因，下圖為一普通數(shù)控機(jī)床的整個電氣回路的接線圖，從圖上可以清晰的看出可以引起急?；芈凡婚]和的原因有：（1）急停回路斷路（2）限位開關(guān)損壞（3）急停按鈕損壞 如果機(jī)床一直處于急停狀態(tài)，首先檢查急?；芈分蠯A繼電器是否吸合，繼電器如果吸合而系統(tǒng)仍然處于急停狀態(tài)，可以判斷出故障不是出自電氣回路方面，這時可以從別的原因查找，如果繼電器沒有吸合，可以判斷出故障是因?yàn)榧蓖；芈窋嗦芬穑@時可以利用萬用表對整個急?；芈分鸩竭M(jìn)行檢查，檢查急停按鈕的常閉觸點(diǎn)，并確認(rèn)急停按鈕或者行程開關(guān)是否損壞。急停按鈕是急?；芈分械囊徊糠郑蓖０粹o的損壞，可以造成整個急?；芈返臄嗦罚瑱z查超程限位開關(guān)的常閉觸點(diǎn)，若未裝手持單元或手持單元上無急停按鈕，XS8接口中的4、17腳應(yīng)短接，逐步測量，最終確認(rèn)故障的出處。2）系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置錯誤，使系統(tǒng)信號不能正常輸入輸出或復(fù)位條件不能滿足引起的急停故障；PLC軟件未向系統(tǒng)發(fā)送復(fù)位信息。檢查KA中間繼電器；檢查PLC程序。3）松開急停按鈕，PLC中規(guī)定的系統(tǒng)復(fù)位所需要完成的信息未滿足要求。如伺服動力電源準(zhǔn)備好、主軸驅(qū)動準(zhǔn)備好等信息。若使用伺服，伺服動力電源是否未準(zhǔn)備好：檢查電源模塊；檢查電源模塊接線；檢查伺服動力電源空氣開關(guān)。4）PLC程序編寫錯誤。檢查邏輯電路；另外：急?；芈肥菫榱吮ＷC機(jī)床的安全運(yùn)行而設(shè)計的，所以整個系統(tǒng)的各個部分出現(xiàn)故障均有可能引起急停，其常見故障現(xiàn)象如下表：故障現(xiàn)象故障原因排除方法機(jī)床一直處與急停狀態(tài)，不能復(fù)位1.電氣方面的原因， 2. 系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置錯誤，使系統(tǒng)信號不能正常輸入輸出或復(fù)位條件不能滿足引起的急停故障；PLC軟件未向系統(tǒng)發(fā)送復(fù)位信息。檢查KA中間繼電器；檢查PLC程序。3.PLC中規(guī)定的系統(tǒng)復(fù)位所需要完成的條件未滿足要求。如伺服動力電源準(zhǔn)備好、主軸驅(qū)動準(zhǔn)備好等信息未到達(dá)。4. PLC程序編寫錯誤。5.防護(hù)門沒有關(guān)緊。1.檢查急?；芈?，排除線路方面的原因2.按照系統(tǒng)的要求正確的設(shè)置參數(shù)3.根據(jù)電氣原理圖，再根據(jù)系統(tǒng)的檢測功能，判斷什么條件未滿足，并進(jìn)行排除4.重新調(diào)試PLC5.關(guān)緊防護(hù)門數(shù)控系統(tǒng)在自動運(yùn)行的過程中，報跟蹤誤差過大引起的急停故障1.負(fù)載過大，如負(fù)載過大，或者夾具夾偏造成的摩擦力或阻力過大，從而造成加在伺服電動機(jī)的扭矩過大，使電動機(jī)造成了丟步形成了跟蹤誤差過大。2.編碼器的反饋出現(xiàn)問題，如：編碼器的電纜出現(xiàn)了松動， 3.伺服驅(qū)動器報警或損壞，4.進(jìn)給伺服驅(qū)動系統(tǒng)強(qiáng)電電壓不穩(wěn)或者是電源缺相引起5.打開急停系統(tǒng)在復(fù)位的過程中，帶抱閘的電機(jī)由于打開抱閘時間過早，引起電機(jī)的實(shí)際位置發(fā)生了變動，產(chǎn)生了跟蹤誤差過大的報警1.減小負(fù)載，改變切削條件或裝夾條件2.檢查編碼器的接線是否正確，接口是否松動或者用示波器檢查編碼其所反饋回來的脈沖是否正常，3.對伺服驅(qū)動器進(jìn)行更換或維修4.改善供電電壓5.適當(dāng)延長抱閘電機(jī)打開抱閘的時間，當(dāng)伺服電機(jī)完全準(zhǔn)備好以后再打開抱閘時伺服單元報警引起的急停伺服單元如果報警或者出現(xiàn)故障，PLC檢測到后可以使整個系統(tǒng)處在急停狀態(tài)，如：（過載、過流、欠壓、反饋斷線等） 如果是因?yàn)樗欧?qū)動器報警而出現(xiàn)的急停，有些系統(tǒng)可以通過急停對整個系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位，包括伺服驅(qū)動器，可以消除一般的報警。找出引起伺服驅(qū)動器報警的原因，將伺服部分的故障排除，令系統(tǒng)重新復(fù)位主軸單元報警引起的急停1.主軸空開跳閘2.負(fù)載過大3.主軸過壓、過流或干擾4.主軸單元報警或主軸驅(qū)動器出錯，1.減小負(fù)載或增大空開的限定電流2.改變切削參數(shù)減小負(fù)載3、4.清除主軸單元或驅(qū)動器的報警事例1：一車削機(jī)床在工作時突然停機(jī)。系統(tǒng)顯示急停狀態(tài)，并顯示主軸溫度報警。故障分析：經(jīng)過實(shí)際測量檢查，發(fā)現(xiàn)主軸溫度并沒有超出允許的范圍之內(nèi)，故判斷故障出現(xiàn)在溫度儀表上，調(diào)整外圍線路后報警消失。隨即更換新儀表后恢復(fù)正常。事例2：一臺加工中心，在調(diào)試中C軸精度有很大偏差，機(jī)械精度經(jīng)過檢查沒有發(fā)現(xiàn)問題。故障分析：經(jīng)過技術(shù)人員的調(diào)試發(fā)現(xiàn)直線軸與旋轉(zhuǎn)軸的伺服參數(shù)的計算有很大區(qū)別，經(jīng)過重新計算伺服參數(shù)后，C軸回參考點(diǎn)，運(yùn)行精度一切正常。對于數(shù)控機(jī)床的調(diào)試和維修，重要的是吃透控制系統(tǒng)的PLC梯形圖和系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置，出現(xiàn)問題后，應(yīng)首先判斷是強(qiáng)電問題還是系統(tǒng)問題，是系統(tǒng)參數(shù)問題還是PLC梯形圖問題，要善于利用系統(tǒng)自身的報警信息和診斷畫面，一般只要遵從以上原則，小心謹(jǐn)慎，一般的數(shù)控故障都可以及時排除事例3：一臺立式加工中心采用國外進(jìn)口控制系統(tǒng)。機(jī)床在自動方式下執(zhí)行到X軸快速移動時就出現(xiàn)伺服單元報警。此報警是速度控制OFF和X軸伺服驅(qū)動異常。故障分析：由于此故障出現(xiàn)后能通過重新啟動消除，但每執(zhí)行到X軸快速移動時就報警。經(jīng)查該伺服電機(jī)電源線插頭因電弧爬行而引起相間短路，經(jīng)修整后此故障排除。事例4 一數(shù)控龍門銑床，采用TOSNUC600M數(shù)控系統(tǒng)和DSR一83型直流主軸調(diào)速單元。故障分析： PC4-00號報警為主軸單元故障。當(dāng)主軸調(diào)速單元出故障后，將故障信號送至PLC，再由PLC將此信息送至NC裝置，從而在CRT上顯示相應(yīng)的報警號。在PLC到NC的信號中，地址為E3F6輸出口發(fā)送主軸故障信號，只要通過PLC梯型圖監(jiān)控畫面，可方便地查出該信號的產(chǎn)生原因。調(diào)用如圖1.3-2所示的有關(guān)部分梯型圖，當(dāng)發(fā)生故障時有關(guān)觸點(diǎn)和繼電器的監(jiān)控狀態(tài)為：51X、 X085， T010、 E3F6等吸合， R010斷開。從中不難分析出是由于主軸調(diào)速單元送來的51X主電機(jī)過熱信號觸點(diǎn)閉合，導(dǎo)致X085、 T010吸合，R010斷電，其常閉觸點(diǎn)閉合，使E3F6輸出繼電器通電，從而產(chǎn)主了PC4-00號報警。主電機(jī)的過熱原因往往是由于機(jī)床主軸銑頭切削深度過大或切削速度過快，導(dǎo)致主電機(jī)工作電流超過限定值。但是檢查主軸銑頭切削正常，電機(jī)工作電流也未超過。手摸電機(jī)外殼，溫升異常。從而判斷可能是主電機(jī)強(qiáng)迫風(fēng)冷不良所造成，檢查風(fēng)冷電機(jī)及風(fēng)道，鳳道內(nèi)積滿塵埃。 故障排除：打開風(fēng)道蓋，清除內(nèi)部塵埃后故障消除。 我國早期應(yīng)用的數(shù)控系統(tǒng)，尚未采用PLC裝置，而多數(shù)采用PLC，即繼電器邏輯控制。這類系統(tǒng)使用大量的小型繼電器，可靠性較差。它們的運(yùn)行自診斷只能檢查數(shù)控裝置的輸入、輸出接口狀態(tài)。如下實(shí)例中，通過輸入口的自診斷來排除故障。事例5：配西門子820數(shù)控系統(tǒng)的加工中心，產(chǎn)生7035號報警，查閱報警信息為工作臺分度盤不回落。故障分析：針對故障的信息，調(diào)出PLCI/O狀態(tài)與拷貝清單對照。SQ28檢測分度盤旋轉(zhuǎn)到位，對應(yīng)PLC I/10.6,SQ26檢測分度盤旋轉(zhuǎn)到位，對應(yīng)PLC I/10.0,工作臺分度盤回落由PLC/O Q4.7通過KA32驅(qū)動電磁閥YV06動作來完成（在PLC狀態(tài)中觀察到I10.0 Q4.7均為0，KA32 YV06均不動作）手動YV06再觀察工作臺分度盤是否回落，以確定故障部位。例：配備SIN820系統(tǒng)的加工中心，產(chǎn)生“工作臺分度盤不回落”報警。在該數(shù)控系統(tǒng)中7字頭的報警為操作信息或機(jī)床廠家設(shè)定的報警，指示CNC系統(tǒng)外的機(jī)床側(cè)狀態(tài)不正常。處理方法是，針對故障信息，調(diào)出PLC輸入輸出狀態(tài)與拷貝清單對照。工作臺分度盤的回落是由工作臺下面的接近開關(guān)SQ25、SQ28來檢測的，其中SQ28檢測工作臺分度盤旋轉(zhuǎn)到位，對應(yīng)PLC輸入接口I10.6，SQ25檢測工作臺分度盤回落到位，對應(yīng)PLC輸入點(diǎn)I10.0。工作臺的回落是由輸出接口Q4.7通過繼電器KA32驅(qū)動電磁閥YV06動作來完成。從PLC STATUS中觀察，I10.6為“1”，表明工作臺分度盤旋轉(zhuǎn)到位，I10.0為“0”表明工作臺分度盤未落下。再觀察Q4.7為“0”，KA32繼電器不得電，YV06電磁閥不動作，因而工作臺分度盤不回落產(chǎn)生報警。處理方法：手動YV06電磁閥，觀察工作臺分度盤是否回落，如果能夠回落，再次自動執(zhí)行該動作，通過PLC程序，檢查是什么條件沒滿足事例6：配備SIN820系統(tǒng)的加工中心，產(chǎn)生“工作臺分度盤不回落”報警。故障分析：在該數(shù)控系統(tǒng)“工作臺分度盤不回落”報警為操作信息或機(jī)床廠家設(shè)定的報警，指示CNC系統(tǒng)外的機(jī)床側(cè)狀態(tài)不正常。處理方法是，針對故障信息，調(diào)出PLC輸入輸出狀態(tài)與拷貝清單對照。工作臺分度盤的回落是由工作臺下面的接近開關(guān)SQ25、SQ28來檢測的，其中SQ28檢測工作臺分度盤旋轉(zhuǎn)到位，對應(yīng)PLC輸入接口I10.6，SQ25檢測工作臺分度盤回落到位，對應(yīng)PLC輸入點(diǎn)I10.0。工作臺的回落是由輸出接口Q4.7通過繼電器KA32驅(qū)動電磁閥YV06動作來完成。從PLC STATUS中觀察，I10.6為“1”，表明工作臺分度盤旋轉(zhuǎn)到位，I10.0為“0”表明工作臺分度盤未落下。再觀察Q4.7為“0”，KA32繼電器不得電，YV06電磁閥不動作，因而工作臺分度盤不回落產(chǎn)生報警。處理方法：手動YV06電磁閥，觀察工作臺分度盤是否回落，如果能夠回落，再次自動執(zhí)行該動作，通過PLC程序，檢查是什么條件沒滿足事例7：一臥式加工中心，采用SINUMERIK8系統(tǒng)，帶EXE光柵測量裝置。運(yùn)行中出現(xiàn)“號電纜斷線或與地短路”報警，同時伴有“信號丟失號”報警。故障分析：外觀檢查和測量；（信號漏讀）檢查信號源和傳輸系統(tǒng)（光源和光學(xué)系統(tǒng)）實(shí)際：燈泡表面呈毛玻璃狀、指示光柵表面也有一層霧狀物，經(jīng)過清洗后，故障現(xiàn)象消失事例8：配備SIN810數(shù)控系統(tǒng)的加工中心, 出現(xiàn)分度工作臺不分度的故障且無報警，故障分析：根據(jù)工作原理，分度是首先將分度的齒條和齒輪嚙合，這個動作是靠液壓裝置來完成的，由PLC輸出Q1.4控制電磁閥YV14來執(zhí)行，PLC相關(guān)部分的梯形圖如下圖所示：通過數(shù)控系統(tǒng)的DIAGNOSIS中的“STATUS PLC”軟鍵，實(shí)時查看Q1.4的狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)其狀態(tài)為“0”，由PLC梯形圖查看F123.0也為“0”，按梯形圖逐個檢查，發(fā)現(xiàn)F105.2為“0”導(dǎo)致F123.0為“0”；根據(jù)梯形圖查看STATUS PLC中的輸入信號，發(fā)現(xiàn)I10.2為“0”從而導(dǎo)致F105.2為“0”。I9.3、I9.4、I10.2、I10.3為四個接近開關(guān)的檢測信號，以檢測齒條和齒輪是否嚙合。分度時，這四個接近開關(guān)都應(yīng)有信號，即都應(yīng)閉合，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)I10.2未閉合，處理方法：檢查機(jī)械部分確認(rèn)機(jī)械是否到位；檢查接近開關(guān)是否損壞。事例9：北京第一機(jī)床廠生產(chǎn)的XK5040數(shù)控立銑，數(shù)控系統(tǒng)為FANUC-3MA，驅(qū)動Z軸時就產(chǎn)生31號報警。故障分析：查維修手冊，31號報警為誤差寄存器的內(nèi)容大于規(guī)定值。我們根據(jù)31號警指示，將31號機(jī)床參數(shù)的內(nèi)容由2000改為5000，與X、Y軸的機(jī)床參數(shù)相同，然后用手輪驅(qū)動Z軸，31號報警消除，但又產(chǎn)生了32號報答。查維修手冊知，32號報警為：z軸誤差寄存器的內(nèi)容超過了32767或數(shù)模變換器的命令值超出了一8192+8191的范圍。我們將參數(shù)改為：3333后，32號報警消除，31號報警又出現(xiàn)。反復(fù)修改機(jī)床參數(shù)，故障均不能排除。為了診斷Z軸位置控制單元是否出了故障。將800、801、802診斷號調(diào)出，發(fā)現(xiàn)800在-1與-2間變化，801在+1與-1間變化，802卻為0，沒有任何變化，這說明Z軸位置控制單元出現(xiàn)了故障。為了準(zhǔn)確定位控制單元故障，將Z軸與Y軸的位置信號進(jìn)行變換，即用Y軸控制信號去控制Z軸，用Z軸控制信號去控制Y軸，Y軸就發(fā)生31號報警（實(shí)際是Z軸報警），同時，診斷號801也變?yōu)椤?”，802有了變化。通過這樣交換，再一次證明Z軸位置控制單元有問題。交換Z軸、Y軸伺服驅(qū)動系統(tǒng)，仍不能排除故障。交換伺服驅(qū)動控制信號及位置控制信號，z信號能驅(qū)動Y軸，Y信號不能驅(qū)動Z軸。這樣就將故障定點(diǎn)在Z軸伺服電機(jī)上，打開Z軸伺服電機(jī)，發(fā)現(xiàn)位置編碼器與電機(jī)之間的十字聯(lián)結(jié)塊脫落，（位置編碼器上的螺絲斷致使電機(jī)在工作中無反饋信號而產(chǎn)生上述故障報警。故障處理：將十字聯(lián)結(jié)塊與伺服電機(jī)、位置編碼器重新聯(lián)結(jié)好，故障排除。事例8配TOSNUC600M系統(tǒng)的MPA45120型數(shù)控龍門銑床在運(yùn)行中突然緊急停止，CRT屏幕上出現(xiàn)NC8018報警號，指示伺服馬達(dá)電流過大。故障分析：檢查X、Y、Z、W伺服單元，發(fā)現(xiàn)X軸伺服驅(qū)動電路板上LED指示故障信號。斷電后對該驅(qū)動箱進(jìn)行檢查。通常，該主回路中功率驅(qū)動晶體管模塊GTR擊穿可能性較大。用靜態(tài)電阻測量法逐一檢查各GTR模塊，發(fā)現(xiàn)GTR2模塊中的一個功率晶體管已被擊穿。該模塊型號為MG200H2CK1，內(nèi)部電路圖如圖1.5-4。當(dāng)用MF64型萬用表100歐姆檔測量時，B1C1結(jié)正向電阻1K，反向電阻，B1E1結(jié)正反向都為0.4K,B2-C2結(jié)與B2-E2結(jié)正反向電阻值皆為0,可見該晶體已擊穿。調(diào)換GTR2模塊后，伺服驅(qū)動系統(tǒng)恢復(fù)正常。4.5操作類故障分析與維修 故障現(xiàn)象故障原因排除方法手動運(yùn)行機(jī)床，機(jī)床不動作坐標(biāo)無變化1. 機(jī)床鎖住按鈕損壞，使機(jī)床按鈕一直處在機(jī)床鎖住的狀態(tài)數(shù)控機(jī)床機(jī)床如果機(jī)床鎖住按鈕被按下或者因?yàn)閾p壞而一直處于導(dǎo)通的狀態(tài)，機(jī)床各軸是不能夠運(yùn)動的，在自動狀態(tài)下，系統(tǒng)可以向各個軸發(fā)運(yùn)動指令，但軸不執(zhí)行，2.系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置錯誤錯誤數(shù)空系統(tǒng)如果與軸相關(guān)的一些參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，可以照成軸運(yùn)動不正?；虿荒軌蜻\(yùn)行。3.硬極限超程4. 倍率選者開關(guān)選者05. 手動按鈕損壞或接觸不良1.更換按鈕2.重新設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)3. 手動將超程解除4.正確選擇運(yùn)動倍率5. 更換按鈕坐標(biāo)有變化但軸不動作1. 系統(tǒng)驅(qū)動程序沒有安裝或安裝不正確，某些數(shù)控系統(tǒng)在調(diào)試時必須按裝相應(yīng)的驅(qū)動程序才能夠運(yùn)行，如果驅(qū)動程序沒有安裝或者安裝的不正確，機(jī)床軸是不能夠