數(shù)控技術(shù)應(yīng)用教程數(shù)控車床1第4章

1、第四章 CNC故障診斷及維修 知識(shí)點(diǎn)：數(shù)控系統(tǒng)的自診斷技術(shù)電源故障診斷及維修數(shù)控系統(tǒng)的軟件故障及典型CNC裝置的軟件結(jié)構(gòu)和故障排除數(shù)控系統(tǒng)的硬件故障和維修利用數(shù)控機(jī)床參數(shù)來(lái)維修數(shù)控系統(tǒng)4.1.1 自診斷技術(shù)概述1.自診斷技術(shù) 自診斷系統(tǒng)的思想是：向被診斷的部件或裝置寫入一串成為測(cè)試碼的數(shù)據(jù)，然后觀察系統(tǒng)相應(yīng)的輸出數(shù)據(jù)（稱為校驗(yàn)碼），根據(jù)事先已知的測(cè)試碼、校驗(yàn)碼與故障的對(duì)應(yīng)關(guān)系，經(jīng)過(guò)觀察結(jié)果并進(jìn)行分析來(lái)確定故障。 2.自診斷技術(shù)的應(yīng)用 CNC系統(tǒng)自診斷技術(shù)應(yīng)用主要有三種方式:啟動(dòng)診斷在線診斷離線診斷4.1.2 西門子810系統(tǒng)的自診斷功能及報(bào)警處理方法 CPU監(jiān)控EPROM存儲(chǔ)器的自診斷其他報(bào)警

2、的處理方法4.2.1 電源配置當(dāng)機(jī)床出現(xiàn)電源故障時(shí)，首先要查看熔斷器、斷路器等保護(hù)裝置是否熔斷或跳閘，找出故障的原因，如短路，過(guò)載等。 4.2.2 通過(guò)電氣原理圖診斷故障當(dāng)機(jī)床運(yùn)行中停電或無(wú)法起動(dòng)，從電源方面來(lái)看，故障原因多為電源指標(biāo)沒(méi)有達(dá)到而進(jìn)行的自我保護(hù)。 4.2.3 負(fù)載對(duì)地短路的故障診斷當(dāng)一個(gè)電源同時(shí)供幾個(gè)負(fù)載使用時(shí)，若其中一個(gè)負(fù)載發(fā)生短路，就可能引起其他的負(fù)載產(chǎn)生失電故障。4.3.1 數(shù)控系統(tǒng)的軟件配置1.數(shù)控系統(tǒng)軟件包括三個(gè)部份： 第一部份由數(shù)控系統(tǒng)的生產(chǎn)廠家研制的啟動(dòng)芯片、基本系統(tǒng)程序、加工循環(huán)、測(cè)量循環(huán)等組成。 第二部份由機(jī)床制造廠編制的針對(duì)具體機(jī)床所用的CNC機(jī)床數(shù)據(jù)、PLC

3、機(jī)床數(shù)據(jù)、PLC報(bào)警文本、PLC用戶程序等組成。 第三部份由機(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)偏置參數(shù)等組成。 2.加工程序 代碼的合開(kāi)關(guān)性質(zhì) 代碼的續(xù)效性質(zhì)代碼的單語(yǔ)句性質(zhì)代碼的內(nèi)含性質(zhì)代碼的雙重含義性質(zhì)4.3.2 典型CNC裝置的軟件結(jié)構(gòu)1.目前CNC的軟件一般采用兩種類型的結(jié)構(gòu)：前、后臺(tái)型結(jié)構(gòu)和中斷型結(jié)構(gòu)。前、后臺(tái)型結(jié)構(gòu) 所謂前、后臺(tái)型是指在一個(gè)定時(shí)采樣周期中，前臺(tái)任務(wù)開(kāi)銷部份時(shí)間后臺(tái)任務(wù)開(kāi)銷剩余部份的時(shí)間，共同完成數(shù)控加工任務(wù)。 中斷型結(jié)構(gòu) CNC系統(tǒng)軟件的各種功能子程序被安排在級(jí)別不同的中斷服務(wù)程序中，整個(gè)數(shù)控軟件是一個(gè)大的中斷系統(tǒng)。 4.3.3 軟件故障發(fā)生的

4、原因和排除1.軟件故障是由軟件變化或丟失而形成的。機(jī)床軟件一般存儲(chǔ)于RAM中。軟件故障形成的可能原因如下：誤操作引起供電電池電壓不足干擾信號(hào)引起 軟件死循環(huán)操作不規(guī)范用戶程序出錯(cuò) 4.4.1 數(shù)控系統(tǒng)元器件的故障和維修1.元器件識(shí)別(1)電阻器的識(shí)別 電阻器可分為固定電阻器和可變電阻器。一般，將固定電阻器稱為電阻，將可變電阻器稱為電位器。按制作材料的不同電阻器分為三大類： 電阻的類別、標(biāo)稱阻值及誤差、額定功率一般標(biāo)注在電阻外表面上。目前常用的標(biāo)注方法有兩種:直標(biāo)法色標(biāo)法(2)電容器的識(shí)別 電容器分為三大類：固定、可變和微調(diào)。電容常用的單位有法（F）、毫法（mF）、微法（F）、納法（nF）和皮法

5、（pF）。 2.半導(dǎo)體器件 在半導(dǎo)體器件中通常只標(biāo)出器件的型號(hào)、制造廠家的符號(hào)及制造日期等信息。半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體三極管集成電路3. 元器件的故障與維修 固定電容器的故障一般不外乎斷路、短路、漏電、接觸不良和電容量變值等。 固定電容器發(fā)生擊穿與短路故障時(shí)，一般只能更換新的電容器。而受潮漏電的電容器，可利用日光照射或烘箱烘烤以驅(qū)除潮氣（注意：不要使電容器過(guò)熱而損壞）。 電容器由于引線受力或來(lái)回?fù)u動(dòng)造成斷路和接觸不良，一般多發(fā)生在極片和引線連接處。電容器短路通常是因?yàn)楣ぷ麟妷哼^(guò)高而造成介質(zhì)擊穿或通過(guò)過(guò)量電流所致。特別是電解電容器，更容易發(fā)生短路故障。 4.4.2 數(shù)控系統(tǒng)硬件故障和維修1.數(shù)控機(jī)床

6、控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu) 電源系統(tǒng)交流電源直流電源電池電源 控制系統(tǒng) 對(duì)于一種數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)，從讀圖人手，全面消化其電器原理圖，仔細(xì)分析，先把系統(tǒng)由繁變簡(jiǎn)地全面構(gòu)思出其結(jié)構(gòu)的大框圖，掌握各方框（單元）的功能，其輸入輸出、信號(hào)流向及各方框間的相互關(guān)系。這種方框圖要能概括控制原理，對(duì)故障診斷有指導(dǎo)意義。 獨(dú)立單元 獨(dú)立單元是指能夠以簡(jiǎn)單的適配關(guān)系與系統(tǒng)中其他部份結(jié)合在一起的一部份。例如NC系統(tǒng)本身、外接PLC、伺服單元、電機(jī)及轉(zhuǎn)速傳感器、光柵系統(tǒng)、紙帶穿孔閱讀機(jī)、操作面板等。 C裝置的分類 現(xiàn)在所說(shuō)的CNC裝置就是指MNC裝置。CNC裝置從功能上分類可分為高、中、低三類：從價(jià)格、功能、使用等綜合指標(biāo)考

7、慮可分為經(jīng)濟(jì)型數(shù)控裝置和全功能數(shù)控裝置；從硬件結(jié)構(gòu)上可分為單微處理器和多微處理器結(jié)構(gòu)兩大類。2.硬件的檢查和分析 故障檢查過(guò)程因故障類型而異，以下所述方法無(wú)先后次序之分，可穿插進(jìn)行，綜合分析，逐個(gè)排除。(1)常規(guī)檢查外觀檢查 連接電纜、連接線檢查 連接端及接插件檢查 惡劣環(huán)境下工作的元器件檢查 易損部位的元器件檢查 定期保養(yǎng)的部件及元器件的檢查 電源電壓檢查 (2)故障現(xiàn)象分析法 故障分析是尋找故障的特征。最好組織機(jī)械、電氣技術(shù)人員及操作者會(huì)診，捕捉出現(xiàn)故障時(shí)機(jī)器的異常現(xiàn)象，分析產(chǎn)品檢驗(yàn)結(jié)果及儀器記錄的內(nèi)容，必要和可能時(shí)可以讓故障再現(xiàn)，經(jīng)過(guò)分析可能找到故障規(guī)律和線索。 (3)面板顯示與指示燈顯

8、示分析法 數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)多配有面板顯示器、指示燈。面板顯示器可把大部份被監(jiān)控的故障識(shí)別結(jié)果以報(bào)警的方式給出。對(duì)于各個(gè)具體的故障，系統(tǒng)有固定的報(bào)警號(hào)和文字顯示給予提示。 (4)系統(tǒng)分析法 判斷系統(tǒng)存在故障的部位時(shí)，可對(duì)控制系統(tǒng)方框圖中的各方框單獨(dú)考慮。在對(duì)具體單元內(nèi)部結(jié)構(gòu)了解不透徹的情況下，可不管單元內(nèi)容如何，只考慮其輸入和輸出。這樣就簡(jiǎn)化了系統(tǒng)，便于維修人員排除故障。 (5)信號(hào)追蹤法 信號(hào)追蹤法是指按照控制系統(tǒng)方框圖從前往后或從后向前地檢查有關(guān)信號(hào)的有無(wú)、性質(zhì)、大小及不同運(yùn)行方式的狀態(tài)。 (6)靜態(tài)測(cè)量法 靜態(tài)測(cè)量法主要使用萬(wàn)用表測(cè)量元器件的在線電阻及晶體管上的PN電壓；檢查集成電路塊等元

9、件的好壞。(7)動(dòng)態(tài)測(cè)量法 動(dòng)態(tài)測(cè)量法是通過(guò)直觀檢查和靜態(tài)測(cè)量后，用萬(wàn)用表、示波器等對(duì)電路板的輸出電壓、電流及波形等全面診斷并排除故障。動(dòng)態(tài)測(cè)量法有：電壓測(cè)量法、電流測(cè)量法及信號(hào)注入及波形觀察法。 4.5.1 數(shù)控機(jī)床參數(shù)的分類1.按參數(shù)的表示形式來(lái)劃分，數(shù)控機(jī)床的參數(shù)可分為三類:狀態(tài)型參數(shù)比率型參數(shù)真實(shí)值參數(shù)4.5.2 數(shù)控機(jī)床的參數(shù)故障及其診斷數(shù)控機(jī)床在使用過(guò)程中，在一些情況下會(huì)出現(xiàn)使數(shù)控機(jī)床參數(shù)全部丟失或個(gè)別參數(shù)改變的現(xiàn)象，主要原因如下： 數(shù)控系統(tǒng)后備電池失效 后備電池失效將導(dǎo)致全部參數(shù)丟失。因此，在機(jī)床正常工作時(shí)應(yīng)注意CRT上是否顯示有電池電壓低的報(bào)警。 操作者的誤操作 誤操作在初次接觸數(shù)控機(jī)床的操作者中是經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題。由于誤操作，有的將全部參數(shù)清除，有的將個(gè)別參數(shù)改變。 機(jī)床在CNC狀態(tài)下加工工件或進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊過(guò)程