《機床電氣控制線路故障維修》課件第11章

第11章數(shù)控機床故障維修

11.1數(shù)控機床故障檢測與維修的對象和故障分類11.2數(shù)控機床故障檢測與維修方法11.3數(shù)控系統(tǒng)的常見故障檢測與分析

隨著現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展，對機械加工范圍和加工精度都提出了更高的要求，傳統(tǒng)普通的加工機床已不能滿足現(xiàn)代生產(chǎn)的需要。因此，數(shù)控機床技術(shù)得到了快速的發(fā)展并被廣泛地應(yīng)用到了制造業(yè)的各個領(lǐng)域。所以作為一個電氣維修人員，必須掌握數(shù)控機床的維修。11.1數(shù)控機床故障檢測與維修的對象和故障分類

11.1.1數(shù)控機床故障檢測的對象

1．?dāng)?shù)控機床本體(包括液壓、氣動和潤滑裝置)

對于數(shù)控機床本體而言，由于機械部件處于運動摩擦過程中，因此對它的維護(hù)就顯得特別重要，如主軸箱的冷卻和潤滑、導(dǎo)軌副和絲杠螺母副的間隙調(diào)整與潤滑及支承的預(yù)緊、液壓和氣動裝置的壓力調(diào)整和流量調(diào)整等。

2．電氣控制系統(tǒng)

電氣控制系統(tǒng)包括數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、機床電器柜(也稱強電柜)及操作面板等。

數(shù)控系統(tǒng)與機床電氣設(shè)備之間的接口有四個部分：

(1)驅(qū)動電路：主要指與坐標(biāo)軸進(jìn)給驅(qū)動和主軸驅(qū)動之間的電路。

(2)位置反饋電路：指數(shù)控系統(tǒng)與位置檢測裝置之間的連接電路。

(3)電源及保護(hù)電路：由數(shù)控機床強電線路中的電源控制電路構(gòu)成。強電線路由電源變壓器、控制變壓器、各種斷路器、保護(hù)開關(guān)、接觸器、熔斷器等連接而成，以便為交流電動機、電磁鐵、離合器和電磁閥等功率執(zhí)行元件供電。

(4)開關(guān)信號連接電路：開關(guān)信號是數(shù)控系統(tǒng)與機床之間的輸入/輸出控制信號，輸入/輸出信號在數(shù)控系統(tǒng)和機床之間的傳送通過I/O接口進(jìn)行。數(shù)控系統(tǒng)中的各種信號均可用機床數(shù)據(jù)位“1”或“0”來表示。數(shù)控系統(tǒng)通過對輸入開關(guān)量的處理，向I/O接口輸出各種控制命令，控制強電線路的動作。

從電氣的角度來看，數(shù)控設(shè)備最明顯的特征就是用電氣驅(qū)動代替了普通機床的機械傳動，相應(yīng)的主運動和進(jìn)給運動由主軸電動機和伺服電動機共同完成，而電動機的驅(qū)動必須有相應(yīng)的驅(qū)動裝置和電源配置?，F(xiàn)代數(shù)控機床一般用可編程序控制器代替普通機床強電控制柜中的大部分機床電器，從而實現(xiàn)對主軸、進(jìn)給、換刀、潤滑、冷卻、液壓以及氣壓傳動等系統(tǒng)的邏輯控制。特別要注意的是機床上各部位的按鈕、行程開關(guān)、接近開關(guān)及電器、電磁閥等機床電器開關(guān)，因為它們的可靠性會直接影響到機床能否正確執(zhí)行動作。這些設(shè)備的故障是數(shù)控設(shè)備最常見的故障。為了保證精度，數(shù)控機床一般都采用了反饋裝置，包括速度檢測裝置和位置檢測裝置。檢測裝置的好壞將直接影響到數(shù)控機床的運動精度及定位精度。

因此，電氣系統(tǒng)的故障檢測及維護(hù)是數(shù)控機床維護(hù)和故障檢測的重點部分。

資料表明：數(shù)控設(shè)備的操作、保養(yǎng)和調(diào)整不當(dāng)占整個系統(tǒng)故障的57%，伺服系統(tǒng)、電源及電氣控制部分的故障占整個故障的37.5%，而數(shù)控系統(tǒng)的故障占5.5％。11.1.2數(shù)控機床故障檢測的分類

數(shù)控機床故障是指數(shù)控機床失去了規(guī)定的功能。按照數(shù)控機床故障頻率的高低，機床的使用期可以分為三個階段，即初始運行期、相對穩(wěn)定期和衰老期。這三個階段故障頻率可以由故障發(fā)生概率曲線來表示，如圖11-1所示。數(shù)控機床從整機安裝調(diào)試后至運行1年左右的時間稱為機床的初始運行期。在這段時間內(nèi)，機械處于磨合階段，部分電子元器件在電器干擾中經(jīng)受不了初期的考驗而破壞，所以數(shù)控機床在這段時間內(nèi)的故障較多。數(shù)控機床經(jīng)過了初始運行期就進(jìn)入了相對穩(wěn)定期，機床在該期間仍然會產(chǎn)生故障，但是故障頻率相對降低。數(shù)控機床的相對穩(wěn)定期一般為7～10年。數(shù)控機床經(jīng)過相對穩(wěn)定期之后是數(shù)控機床的衰老期，由于機械的磨損、電器元器件的品質(zhì)因數(shù)下降，數(shù)控機床的故障頻率又開始升高。圖11-1故障發(fā)生概率曲線數(shù)控設(shè)備的故障是多種多樣的，可以從不同角度對其進(jìn)行分類，按其表現(xiàn)形式、性質(zhì)、起因等可分類如下。

1．從故障的起因分類

從故障的起因上看，數(shù)控系統(tǒng)故障分為關(guān)聯(lián)性和非關(guān)聯(lián)性故障。非關(guān)聯(lián)性故障是指與數(shù)控系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)和制造無關(guān)的故障，故障的發(fā)生是由諸如運輸、安裝、撞擊等外部因素人為造成的。關(guān)聯(lián)性故障是指由于數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計、結(jié)構(gòu)或性能等缺陷造成的故障。關(guān)聯(lián)性故障又分為固有性故障和隨機性故障。固有性故障是指一旦滿足某種條件，如溫度、振動等條件，就出現(xiàn)故障。隨機性故障是指在完全相同的外界條件下，故障有時發(fā)生或不發(fā)生的情況。一般隨機性故障由于存在著較大的偶然性，給故障的檢測和排除帶來了較大的困難。

2．從故障出現(xiàn)的時間分類

從故障出現(xiàn)的時間上看，數(shù)控系統(tǒng)故障可分為隨機故障和有規(guī)則故障。隨機故障的發(fā)生時間是隨機的；有規(guī)則故障的發(fā)生有一定的規(guī)律性。

3．從故障的發(fā)生狀態(tài)分類

從故障的發(fā)生狀態(tài)來看，數(shù)控系統(tǒng)故障可分為突然故障和漸變故障。突然故障是指數(shù)控系統(tǒng)在正常使用過程中，事先并無任何故障征兆而突然出現(xiàn)的故障。突然故障的例子有：因機器使用不當(dāng)或出現(xiàn)超負(fù)荷而引起的零件折斷；因設(shè)備各項參數(shù)達(dá)到極限而引起的零件變形和斷裂等。漸變故障是指數(shù)控系統(tǒng)在發(fā)生故障前的某一時期內(nèi)，已經(jīng)出現(xiàn)故障的征兆，但此時(或在消除系統(tǒng)報警后)數(shù)控機床還能夠正常使用，并不影響加工出的產(chǎn)品質(zhì)量。漸變故障與材料的磨損、腐蝕、疲勞及蠕變等過程有密切的關(guān)系。

4．按故障的影響程度分類

從故障的影響程度來看，數(shù)控系統(tǒng)故障可分為完全失效故障和部分失效故障。完全失效故障是指數(shù)控機床出現(xiàn)故障后，不能再正常加工工件，只有等到故障排除后，才能讓數(shù)控機床恢復(fù)正常工作的情況。部分失效故障是指數(shù)控機床喪失了某種或部分系統(tǒng)功能，而數(shù)控機床在不使用該部分功能的情況下，仍然能夠正常加工工件的情況。

5．按故障的嚴(yán)重程度分類

從故障的嚴(yán)重程度來看，數(shù)控系統(tǒng)故障可分為危險性故障和安全性故障。危險性故障是指數(shù)控系統(tǒng)發(fā)生故障時，機床安全保護(hù)系統(tǒng)在需要動作時因故障失去保護(hù)作用，造成了人身傷亡或機床故障。安全性故障是指機床安全保護(hù)系統(tǒng)在不需要動作時發(fā)生動作，引起機床不能啟動。

6．按故障的性質(zhì)分類

從故障的性質(zhì)來看，數(shù)控系統(tǒng)故障可分為軟件故障、硬件故障和干擾故障三種。其中，軟件故障是指由程序編制錯誤、機床操作失誤、參數(shù)設(shè)定不正確等引起的故障。對于軟件故障，通過認(rèn)真消化、理解隨機資料，掌握正確的操作方法和編程方法，就可避免和消除。硬件故障是指由CNC電子元器件、潤滑系統(tǒng)、換刀系統(tǒng)、限位機構(gòu)、機床本體等硬件因素造成的故障。干擾故障則表現(xiàn)為內(nèi)部干擾和外部干擾，是指由于系統(tǒng)工藝、線路設(shè)計、電源地線配置不當(dāng)?shù)纫约肮ぷ鳝h(huán)境的惡劣變化而產(chǎn)生的故障。

11.2數(shù)控機床故障檢測與維修方法

11.2.1故障檢測與維修的方法

1．常規(guī)方法

1)直觀法

直觀法是一種最基本的方法。維修人員通過對故障發(fā)生時的各種光、聲、味等異?，F(xiàn)象的觀察以及認(rèn)真查看系統(tǒng)的每一處，往往可將故障范圍縮小到一個模塊或一塊印制電路板。這要求維修人員具有豐富的實際經(jīng)驗，要有多學(xué)科的知識和綜合判斷的能力。我們在第4章中講述的“看、問、聽、摸、操作”的方法，在數(shù)控機床的檢修中同樣適用。

(1)看：觀察機床電器或線路的表面情況，有的故障能一目了然。例如，有些元器件或?qū)Ь€連接處有無燒焦痕跡，熔斷器內(nèi)的熔芯是否熔斷等。根據(jù)具體情況采取相應(yīng)的措施予以排除，這樣可以事半功倍。比如看CRT報警信息、報警指示燈、熔絲斷否、元器件煙熏燒焦、電容器膨脹變形、開裂、保護(hù)器脫扣、觸頭火花等。

(2)問：向機床操作者了解故障發(fā)生的前后情況、機床的故障現(xiàn)象及加工狀況，故障是突然發(fā)生的還是經(jīng)常發(fā)生的，有什么異常現(xiàn)象出現(xiàn)，有什么失?，F(xiàn)象等。這樣掌握初始的資料，有利于判斷故障發(fā)生的部位，迅速找出故障點。

(3)聽：啟動機床，聽電動機、控制變壓器、接觸器、繼電器等是否有異常聲和閉合聲(鐵芯、欠壓、振動等)。

(4)摸：當(dāng)機床運行一段時間后，切斷電源，用手摸有關(guān)電器的外殼或電磁線圈，看是否有不正常的發(fā)熱現(xiàn)象、振動、接觸不良等。

(5)操作：對機床的所有功能進(jìn)行操作，在操作中發(fā)現(xiàn)機床的故障。

此外，還可以通過聞電氣元件是否有焦糊味及其他異味等來判斷機床的故障位置等。

2)自檢測功能法

現(xiàn)代的數(shù)控系統(tǒng)雖然尚未達(dá)到智能化很高的程度，但已經(jīng)具備了較強的自診斷功能，能隨時監(jiān)視數(shù)控系統(tǒng)的硬件和軟件的工作狀況。一旦發(fā)現(xiàn)異常，立即在CRT上顯示報警信息或用發(fā)光二極管指示出故障的大致起因。利用自檢測功能，也能顯示出系統(tǒng)與主機之間接口信號的狀態(tài)，從而判斷出故障發(fā)生在機械部分還是數(shù)控系統(tǒng)部分，并指示出故障的大致部位。這個方法是當(dāng)前數(shù)控機床維修時最有效的一種方法。

3)功能程序測試法

所謂功能程序測試法，就是將數(shù)控系統(tǒng)的常用功能和特殊功能，如直線定位、圓弧插補、螺紋切削、固定循環(huán)、用戶宏程序等用手工編程或自動編程方法，編制成一個功能程序，送入數(shù)控系統(tǒng)中，然后啟動數(shù)控系統(tǒng)，使之進(jìn)行運行加工，借以檢查機床執(zhí)行這些功能的準(zhǔn)確性和可靠性，進(jìn)而判斷出故障發(fā)生的可能起因。對于長期閑置的數(shù)控機床第一次開機時的檢查以及機床加工造成廢品但又無報警的情況下，一時難以確定是編程錯誤還是操作錯誤或是機床故障，這里采用功能程序測試法來判斷是一種較好的方法。

4)交換法

交換法是一種簡單易行的方法，也是現(xiàn)場判斷時最常用的方法之一。所謂交換法，就是在分析出故障大致起因的情況下，維修人員可以利用備用的印制電路板、模板、集成電路芯片或元器件替換有疑點的部分，從而把故障范圍縮小到印制電路板或芯片一級。它實際上也是在驗證分析的正確性。在備板交換之前，應(yīng)仔細(xì)檢查備板是否完好，并應(yīng)檢查備板的狀態(tài)與原板狀態(tài)是否完全一致。這包括檢查板上的選擇開關(guān)、短路棒的設(shè)定位置以及電位器的位置。在置換CNC裝置的存儲器板時，往往還需要對系統(tǒng)進(jìn)行存儲器的初始化操作，重新設(shè)定各種數(shù)控數(shù)據(jù)，否則系統(tǒng)仍將不能正常地工作。又如更換FANUC公司的7系統(tǒng)的存儲器板之后，需重新輸入?yún)?shù)，并對存儲器區(qū)進(jìn)行分配操作。缺少了后一步，一旦零件程序輸入，將產(chǎn)生60號報警(存儲器容量不夠)。有的CNC系統(tǒng)在更換了主板之后，還需進(jìn)行一些特定的操作。如FANUC公司的FS-10系統(tǒng)，必須按一定的操作步驟，先輸入9000～9031號選擇參數(shù)，然后才能輸入0000～8010號系統(tǒng)參數(shù)和PC參數(shù)。總之，一定要嚴(yán)格按照有關(guān)系統(tǒng)的操作、維修說明書的要求進(jìn)行操作。

5)轉(zhuǎn)移法

所謂轉(zhuǎn)移法，就是將CNC系統(tǒng)中具有相同功能的兩塊印制電路板、模板、集成電路芯片或元器件互相交換，觀察故障現(xiàn)象是否隨之轉(zhuǎn)移。由此可迅速確定系統(tǒng)的故障部位。

6)參數(shù)檢查法

眾所周知，數(shù)控參數(shù)能直接影響數(shù)控機床的功能。參數(shù)通常存放在磁泡存儲器或需由電池保持的CMOSRAM中，一旦電池電量不足或由于外界的某種干擾等因素，會使個別參數(shù)丟失或變化，發(fā)生混亂，使機床無法正常工作。此時，通過核對、修正參數(shù)，就能將故障排除。長期閑置的機床在工作中無緣無故地出現(xiàn)不正?，F(xiàn)象或有故障而無報警時，就應(yīng)根據(jù)故障特征，檢查和校對有關(guān)參數(shù)。

另外，經(jīng)過長期運行的數(shù)控機床，由于其機械傳動部件磨損、電氣元件性能變化等原因，也需對其有關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。有些機床的故障往往就是由于未及時修改某些不適應(yīng)的參數(shù)導(dǎo)致的。

7)測量比較法

CNC系統(tǒng)生產(chǎn)廠在設(shè)計印制電路板時，為了調(diào)整、維修的便利，在印制電路板上設(shè)計了多個檢測用端子。用戶也可利用這些端子比較測量正常的印制電路板與有故障的印制電路板之間的差異?？梢詸z測這些測量端子的電壓或波形，分析故障的起因及故障的所在位置，甚至有時還可對正常的印制電路板人為地制造“故障”，如斷開連線或短路、拔去組件等，以判斷真實故障的起因。為此，維修人員應(yīng)注意印制電路板上關(guān)鍵部位或易出故障部位在正常時的正確波形和電壓值，因為CNC系統(tǒng)生產(chǎn)廠往往不提供有關(guān)這方面的資料。

8)敲擊法

當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)的故障表現(xiàn)為若有若無時，往往可用敲擊法檢查出故障的部位所在。由于CNC系統(tǒng)是由多塊印制電路板組成的，每塊板上有許多焊點，板間或模塊間又通過插接件及電纜相連，因此，任何虛焊或接觸不良都可能引起故障。當(dāng)用絕緣物輕輕敲打有虛焊及接觸不良的疑點處時，故障肯定會重復(fù)再現(xiàn)。

9)局部升溫

CNC系統(tǒng)經(jīng)過長期運行后元器件均會老化，性能會變差。當(dāng)它們尚未完全損壞時，出現(xiàn)的故障就是時有時無的。這時可用熱吹風(fēng)機或電烙鐵等來局部升溫被懷疑的元器件，加速其老化，以便徹底暴露故障部件。當(dāng)然，采用此法時，一定要注意元器件的溫度參數(shù)等，不要將原來是好的元器件烤壞。

10)原理分析法

根據(jù)CNC系統(tǒng)的組成原理，可從邏輯上分析各點的邏輯電平和特征參數(shù)(如電壓值或波形)，然后用萬用表、邏輯筆、示波器或邏輯分析儀進(jìn)行測量、分析和比較，從而對故障定位。運用這種方法，要求維修人員必須對整個系統(tǒng)或每個電路的原理有清楚的、較深的了解。除了以上常用的故障檢查測試方法外，還有拔板法、電壓拉偏法、開環(huán)檢測法等多種檢測方法。這些檢查方法各有特點，按照不同的故障現(xiàn)象，可以同時選擇幾種方法靈活應(yīng)用，對故障進(jìn)行綜合分析，才能逐步縮小故障范圍，較快地排除故障。

2．先進(jìn)方法

1)遠(yuǎn)程檢測

遠(yuǎn)程檢測是數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家維修部門提供的一種先進(jìn)的檢測方法，這種方法采用網(wǎng)絡(luò)通信手段。該系統(tǒng)一端連接用戶的CNC系統(tǒng)中的專用“遠(yuǎn)程通信接口”，通過局域網(wǎng)或?qū)⑵胀娫捑€連接到Internet上，另一端則通過Internet連接到設(shè)備遠(yuǎn)程維修中心的專用檢測計算機上。由檢測計算機向用戶的CNC系統(tǒng)發(fā)送檢測程序，并將測試數(shù)據(jù)送回到檢測計算機進(jìn)行分析，得出檢測結(jié)論，然后再將檢測結(jié)論和處理方法通知用戶。大約20%左右的服務(wù)可以通過遠(yuǎn)程檢測和遠(yuǎn)程服務(wù)進(jìn)行處理和解決，而且用于故障檢測和故障排除的時間可以減少90%，維修和維護(hù)的費用可以減少20%～50%。

采用遠(yuǎn)程檢測和遠(yuǎn)程服務(wù)將降低服務(wù)費用的支出，提高經(jīng)濟效益，從而進(jìn)一步增強市場競爭力。這種遠(yuǎn)程故障檢測系統(tǒng)不僅可用于故障發(fā)生后對CNC系統(tǒng)進(jìn)行檢測，還可對用戶作定期預(yù)防性檢測。雙方只需按預(yù)定時間對數(shù)控機床作一系列試運行檢查，將檢測數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳送到維修中心的檢測計算機進(jìn)行分析、處理，維修人員不必親臨現(xiàn)場，就可及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)可能出現(xiàn)的故障隱患。

SIEMENS公司生產(chǎn)的數(shù)控系統(tǒng)、荷蘭Delem公司的DA65W和DA66W數(shù)控系統(tǒng)、MAZAK公司的Mazatrol數(shù)控系統(tǒng)以及華中世紀(jì)星等數(shù)控系統(tǒng)都具有遠(yuǎn)程故障檢測功能。數(shù)控設(shè)備E-服務(wù)平臺是建立在互聯(lián)網(wǎng)上的一個特殊網(wǎng)站，內(nèi)容包括數(shù)控設(shè)備制造企業(yè)的用戶檔案、協(xié)助其進(jìn)行設(shè)備故障檢測的領(lǐng)域?qū)＜覚n案、用戶設(shè)備電子病歷，設(shè)備遠(yuǎn)程操作、檢測、維護(hù)模塊，以及網(wǎng)絡(luò)會診工具等。平臺的作用是通過Web這一靈活、方便的形式，將與設(shè)備技術(shù)支持與服務(wù)相關(guān)的設(shè)備檢測信息、用戶信息、專家信息組織在一起，形成一個網(wǎng)絡(luò)化設(shè)備故障檢測與服務(wù)保障體系，提高產(chǎn)品售后服務(wù)質(zhì)量和效率。機床網(wǎng)關(guān)是由運行在生產(chǎn)現(xiàn)場的一臺PC或筆記本計算機構(gòu)成的一個數(shù)控機床連接器，它一端通過電話網(wǎng)、移動通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)與數(shù)控設(shè)備E-服務(wù)平臺相連，另一端則通過局域網(wǎng)／RS232等形式與數(shù)控機床相連。其作用是將數(shù)控機床內(nèi)部的PLC信息和外部的音頻、視頻信息、傳感器信息發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)上，供設(shè)備遠(yuǎn)程檢測使用。另外，它也可以將遠(yuǎn)程終端用戶瀏覽器發(fā)送來的控制信息轉(zhuǎn)發(fā)給與之連接的數(shù)控機床。

設(shè)備使用工程師、設(shè)備制造工程師或領(lǐng)域?qū)＜彝ㄟ^運行在遠(yuǎn)程終端上的瀏覽器，從數(shù)控設(shè)備E-服務(wù)平臺上獲取和發(fā)布信息，對數(shù)控設(shè)備故障進(jìn)行遠(yuǎn)程協(xié)作檢測，提供遠(yuǎn)程技術(shù)支持。當(dāng)企業(yè)用戶遇到技術(shù)問題時先登錄數(shù)控設(shè)備E-服務(wù)平臺，利用平臺提供的典型案例、設(shè)備常見故障、數(shù)控設(shè)備檢測專家系統(tǒng)等工具嘗試自行解決問題；如果用戶無法利用平臺提供的工具解決問題，則請求作為平臺管理員的設(shè)備制造企業(yè)工程師協(xié)助解決問題；如果問題還是不能解決，則由平臺管理員請求異地領(lǐng)域?qū)＜疫M(jìn)行聯(lián)合會診，直至問題解決。

2)自修復(fù)系統(tǒng)

自修復(fù)系統(tǒng)就是在系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有備用模塊，在CNC系統(tǒng)的軟件中裝有自修復(fù)程序。當(dāng)該軟件在運行中一旦發(fā)現(xiàn)某個模塊有故障時，系統(tǒng)一方面將故障信息顯示在CRT上，同時自動尋找是否有備用模塊，如有備用模塊，則系統(tǒng)能自動使故障脫機，而接通備用模塊，使系統(tǒng)能較快地進(jìn)入正常工作狀態(tài)。這種方案適用于無人管理的自動化工作的場合。

3)專家檢測系統(tǒng)

專家檢測系統(tǒng)又稱智能檢測系統(tǒng)。它將專業(yè)技術(shù)人員、專家的知識和維修技術(shù)人員的經(jīng)驗整理出來，運用推理的方法編制成計算機故障檢測程序庫。專家檢測系統(tǒng)主要包括知識庫和推理機兩部分。知識庫中以各種規(guī)則形式存放著分析和判斷故障的實際經(jīng)驗和知識，推理機對知識庫中的規(guī)則進(jìn)行解釋，運行推理程序，尋求故障原因和排除故障的方法。操作人員通過CRT/MDI用人機對話的方式使用專家檢測系統(tǒng)，輸入數(shù)據(jù)或選擇故障狀態(tài)，從專家檢測系統(tǒng)處獲得故障檢測的結(jié)論。11.2.2檢測與維修的一般步驟

數(shù)控設(shè)備的故障檢測與維修的過程大體上可分為故障原因的調(diào)查與分析、電氣維修與故障的排除及總結(jié)提高三個階段。

1．故障原因的調(diào)查與分析

這是排除故障的第一階段，也是非常關(guān)鍵的階段。

數(shù)控機床出現(xiàn)故障后，不要急于動手處理，首先要摸清楚故障發(fā)生的過程，分析產(chǎn)生故障的原因。為此要做好下面幾項工作：

(1)詢問調(diào)查。在接到機床現(xiàn)場出現(xiàn)故障要求排除的信息時，首先應(yīng)要求操作者盡量保持現(xiàn)場故障狀態(tài)，不做任何處理，這樣有利于迅速精確地分析故障原因。同時仔細(xì)詢問故障指示情況、故障表象及故障產(chǎn)生的背景情況，依此做出初步判斷，以便確定現(xiàn)場排故(排除故障)所應(yīng)攜帶的工具、儀表、圖樣資料、備件等，減少往返時間。

(2)現(xiàn)場檢查。到達(dá)現(xiàn)場后，首先要驗證操作者提供的各種情況的準(zhǔn)確性與完整性，從而核實初步判斷的準(zhǔn)確度。由于操作者的水平，對故障狀況描述不清甚至完全不準(zhǔn)確的情況不乏其例，因此到現(xiàn)場后仍然不要急于動手處理，重新仔細(xì)調(diào)查各種情況，以免破壞了現(xiàn)場，使排除故障的難度增加。

(3)故障分析。根據(jù)已知的故障狀況按上述故障分類辦法分析故障類型，從而確定排除故障的原則。由于大多數(shù)故障是有指示的，所以一般情況下，對照機床配套的數(shù)控系統(tǒng)診斷手冊和使用說明書，可以列出產(chǎn)生該故障的多種可能的原因。

(4)確定原因。對多種可能的原因進(jìn)行排查，從中找出本次故障的真正原因，對于維修人員來說這是一種對該機床熟悉程度、知識水平、實踐經(jīng)驗和分析判斷能力的綜合考驗。當(dāng)前的CNC系統(tǒng)智能化程度都比較低，系統(tǒng)尚不能自動檢測出發(fā)生故障的確切原因，往往是同一報警信號可以有多種起因，不可能將故障縮小到具體的某一部件。因此，在分析故障的起因時，一定要思路開闊。有時會見到這種情況，自檢測出系統(tǒng)的某一部分有故障，但究其起源，卻不在數(shù)控系統(tǒng)，而是在機械部分。所以，無論是CNC系統(tǒng)、機床強電，還是機械、液壓、氣路等，只要有可能引起該故障的原因，都要盡可能全面地列出來，進(jìn)行綜合判斷和篩選，然后通過必要的試驗，達(dá)到確診和最終排除故障的目的。

(5)排故準(zhǔn)備。有些故障的排除方法可能很簡單，有些故障則比較復(fù)雜，需要做一系列的準(zhǔn)備工作，例如工具儀表的準(zhǔn)備、局部的拆卸、零部件的修理、元器件的采購，甚至排故計劃步驟的制訂等。數(shù)控機床電氣系統(tǒng)故障的調(diào)查、分析與檢測的過程也就是故障的排除過程，一旦查明了原因，故障也就幾乎等于排除了。因此故障分析檢測的方法也就變得十分重要了。

一般情況下，在檢測系統(tǒng)故障的過程中應(yīng)掌握以下幾個原則：

(1)先外部后內(nèi)部。數(shù)控機床是集機械、液壓、電氣為一體的機床，故其故障的發(fā)生也會由這三者綜合反映出來。維修人員應(yīng)先由外向內(nèi)逐一進(jìn)行排查，盡量避免隨意地啟封、拆卸，否則會擴大故障，使機床大傷元氣，喪失精度，降低性能。

(2)先機械后電氣。一般來說，機械故障較易發(fā)覺，而數(shù)控系統(tǒng)故障的檢測難度則大一些。在故障檢修之前，首先排除機械性的故障，往往可達(dá)到事半功倍的效果。

(3)先靜后動。先在機床斷電的靜止?fàn)顟B(tài)，通過了解、觀察測試、分析確認(rèn)為非破壞性故障后，方可給機床通電。在運行工作狀況下，進(jìn)行動態(tài)的觀察、檢驗和測試，查找故障。而對破壞性故障，必須先排除危險后，方可通電。

(4)先簡單后復(fù)雜。當(dāng)出現(xiàn)多種故障互相交織掩蓋，一時無從下手時，應(yīng)先解決容易的問題，后解決難度較大的問題。通常解決了簡單的問題后，難度大的問題也可能變得容易了。

2．電氣維修與故障的排除

這是排除故障的第二階段，是實施階段。如前所述，完成了電氣故障的分析，也就基本上完成了故障的排除，剩下的工作就是按照相關(guān)操作規(guī)程具體實施。

3．維修排故后的總結(jié)提高工作

對數(shù)控機床電氣故障進(jìn)行維修和分析排除后的總結(jié)與提高工作是排故的第三階段，也是十分重要的階段，應(yīng)引起足夠的重視?？偨Y(jié)提高工作的主要內(nèi)容包括：

(1)詳細(xì)記錄從故障的發(fā)生、分析判斷到排除全過程中出現(xiàn)的各種問題，采取的各種措施，涉及的相關(guān)電路圖、相關(guān)參數(shù)和相關(guān)軟件，其間錯誤分析和排故方法也應(yīng)記錄，并記錄其無效的原因。除填入維修檔案外，內(nèi)容較多者還要另文詳細(xì)書寫。

(2)有條件的維修人員應(yīng)該從較典型的故障排除實踐中找出帶有普遍意義的內(nèi)容作為研究課題，進(jìn)行理論性探討，寫出論文，從而達(dá)到提高的目的。特別是在有些故障的排除中并未經(jīng)認(rèn)真系統(tǒng)的分析判斷，而是帶有一定偶然性地排除了故障，這種情況下的事后總結(jié)研究就更加必要。

(3)總結(jié)故障排除過程中所需要的各類圖樣、文字資料，若有不足應(yīng)事后想辦法補齊，而且在隨后的日子里研讀，以備將來之需。

(4)從排故過程中發(fā)現(xiàn)自己欠缺的知識，制訂學(xué)習(xí)計劃，力爭盡快補課。

(5)找出工具、儀表、備件之不足，條件允許時補齊。

總結(jié)提高工作的好處是：

(1)迅速提高維修者的理論水平和維修能力。

(2)提高重復(fù)性故障的維修速度。

(3)利于分析設(shè)備的故障率及可維修性，改進(jìn)操作規(guī)程，提高機床壽命和利用率。

(4)可改進(jìn)機床電氣原設(shè)計之不足。

(5)資源共享。總結(jié)資料可作為其他維修人員的參考資料、學(xué)習(xí)培訓(xùn)教材。11.2.3檢測及維修常用工具與設(shè)備

1．萬用表

萬用表是最常用的一種測量電路及元器件電信號的工具。它通常可測量電壓、電流、電阻及音頻電平等多種電參量。有的萬用表還可測量三極管的放大倍數(shù)和電氣元件(三極管、二極管、電容、電感等)的有關(guān)參數(shù)，并以此作為判斷元器件質(zhì)量好壞的依據(jù)。由于萬用表的輸入阻抗高，不會過多地產(chǎn)生分流，故其測量結(jié)果是可靠的。萬用表的顯示方式目前有指針式和數(shù)字式兩種，兩者相比，前者既有測量誤差又有讀數(shù)誤差，而后者僅有測量誤差，故其結(jié)果的準(zhǔn)確性以后者為佳。另外，可利用數(shù)字式萬用表內(nèi)的蜂鳴器方便地判斷電路中有無短路、斷路現(xiàn)象。萬用表在使用前應(yīng)選擇合適的擋位和適當(dāng)?shù)牧砍蹋苑缹嶋H測量時錯擋或測量值大于所設(shè)量程范圍，燒壞表內(nèi)部件。另外，在使用萬用表前須先校零(指針式校零位，數(shù)字式校零顯示)，以求測量值的準(zhǔn)確性。

2．邏輯夾

邏輯夾是一種測試數(shù)字電路的工具。這種小小的工具夾在集成電路芯片的引腳上，并在其頂端有導(dǎo)線連到集成電路芯片的每一個引腳上。使用者可以將測試探針或輸入信號的夾子夾在頂端的導(dǎo)線上，由此可以測量或監(jiān)測待測電路芯片特定引腳上邏輯電平的變化情況。另一種形式的邏輯夾，本身就具有監(jiān)視電壓變化的能力，這種夾子的頂端不是一根根裸露的導(dǎo)線，而是由兩排發(fā)光二極管(LED)所組成。

其上每一個發(fā)光二極管的亮暗狀態(tài)表示集成電路芯片對應(yīng)引腳上的邏輯狀態(tài)(亮：表示邏輯狀態(tài)1；暗：表示邏輯狀態(tài)0)。此外，夾子上的每一引腳都有緩沖的電子線路，從而不至于在待測芯片上造成負(fù)載效應(yīng)。邏輯夾有若干種不同規(guī)格，因此可以適用于包括TTL系列以及CMOS系列在內(nèi)的所有邏輯電路芯片，其輸入直流電壓可達(dá)30?V。

邏輯夾的使用方法是將夾的頂點壓緊后，將夾子的下部對準(zhǔn)待測芯片的引腳，使其夾到該芯片上。當(dāng)電源打開后，夾子頂端的LED就會指出芯片各個引腳的邏輯狀態(tài)。需要特別注意的是，在使用邏輯夾之前，一定要先將系統(tǒng)電源關(guān)掉，再夾上邏輯夾。待邏輯夾夾好后，再打開系統(tǒng)電源進(jìn)行測試。這樣可以防止在使用邏輯夾的過程中，不小心造成短路的現(xiàn)象發(fā)生。

3．邏輯筆

邏輯筆亦稱邏輯探針，它是目前在數(shù)字電路測試中使用最為廣泛的一種工具。雖然它不能處理像邏輯分析儀所能做的那種復(fù)雜工作，但對檢測數(shù)字電路中的各點電平是十分有效的。對于大部分?jǐn)?shù)字電路中的故障，這種邏輯筆可以很快地將90％以上的故障芯片找出來。如果將邏輯筆的探針尖端放在某一點上(例如某一芯片的某一引腳、電路中的某一點)，邏輯筆上的指示燈會將此點的邏輯狀態(tài)指示出來(邏輯高電位、邏輯低電位或高阻抗?fàn)顟B(tài))。大部分邏輯筆的探針尖端都加有保護(hù)電路，以防止不小心觸碰到比邏輯門限電壓(+5?V)更高的電壓點時可能造成的損壞(其保護(hù)能力最高電壓可達(dá)?+12?V、接觸時間在30?s內(nèi))。邏輯筆一般提供四種邏輯狀態(tài)指示：

①綠色發(fā)光二極管亮?xí)r，表示邏輯低電位(邏輯0)；

②紅色發(fā)光二極管亮?xí)r，表示邏輯高電位(邏輯1)；

③黃色發(fā)光二極管亮?xí)r，表示浮空或三態(tài)的高阻抗?fàn)顟B(tài)；

④如果紅、綠、黃三色發(fā)光二極管同時閃爍，則表示有脈沖信號存在。

邏輯筆的電源取自于被測試電路。測試時，將邏輯筆的電源夾子夾在被測試電路的任一電源點，另一個夾子夾到被測試電路的公共地端。雖然邏輯筆是可以用來尋找示波器不易發(fā)現(xiàn)的瞬間而且頻率較低的脈沖信號的理想工具，但其主要還是用于測試輸出信號相對固定于高電位或低電位的邏輯門電路。

使用邏輯筆檢修電路時，一般應(yīng)從可能出現(xiàn)故障的電路中心部分開始檢查邏輯電平的正確性(當(dāng)然，使用這種方法時必須要有一份系統(tǒng)的電路圖)。一般方法是根據(jù)邏輯門電路的輸入值，測試其輸出電平的合理性。采用此種方法，通常不需要太長的時間就可將輸出總是停留在某一固定邏輯狀態(tài)的故障芯片找出。對于邏輯筆的唯一限制是一次只能監(jiān)測一條導(dǎo)線上的信號。

4．邏輯脈沖發(fā)生器

在測試電路時，如果被測試電路的信號不變或有脈沖信號產(chǎn)生，可以使用邏輯脈沖發(fā)生器將受控制的脈沖信號送至電路中。

當(dāng)打開邏輯脈沖發(fā)生器上的開關(guān)或啟動按鈕時，邏輯脈沖信號發(fā)生器首先檢查目前被測試點上的邏輯狀態(tài)，然后自動產(chǎn)生一個或一組邏輯狀態(tài)相反的脈沖信號，此脈沖信號的邏輯狀態(tài)可由邏輯脈沖信號發(fā)生器上的LED顯示出來。

由于不需除焊或切斷導(dǎo)線即可將不同的信號送至電路中，因此使得邏輯脈沖發(fā)生器能配合邏輯筆成為理想的測試工具。這兩種工具配合使用，可以一步一步測試電路的每一部分是否工作正常。

5．電流跟蹤器

電流跟蹤器是一種便攜式檢修輔助工具，這種輔助測試工具可以幫助檢修者準(zhǔn)確地找出系統(tǒng)電路板中的短路點。電流跟蹤器可以感應(yīng)電路中電流所產(chǎn)生的磁場，如果用邏輯脈沖發(fā)生器來產(chǎn)生一脈沖信號，這個信號就可以由電流跟蹤器查出。當(dāng)電流跟蹤器上的指示燈閃亮?xí)r，就表示有電流存在。

如果將電流跟蹤器的探頭放在印制電路板上，并沿著電路導(dǎo)線移動，此時只要電流存在就會使電流跟蹤器上的指示燈發(fā)亮。當(dāng)探頭移至短路點時，LED指示燈會變暗甚至不亮，這說明已經(jīng)找到短路點了。

6．集成電路芯片測試儀

由于微型計算機中大量使用集成電路芯片，因此，經(jīng)常會遇到檢測芯片好壞的測試工作。此時，如果有一臺集成電路芯片測試儀，將對測試工作十分有利。

由MicroSciences公司生產(chǎn)的集成電路芯片測試儀，可以測試100種以上的74系列TTL集成電路以及4000系列CMOS集成電路，這種測試儀還可選配RAM及ROM測試硬件，以強化芯片測試功能。

由MicroLeb公司所研制的集成電路芯片測試儀，可以針對所有54系列及74系列900多種TTL集成電路芯片的每一引腳做完整的功能測試。這種測試儀利用液晶顯示器將被測芯片的測試狀況顯示出來，并用LED顯示GO/NOGO(正常/故障)的測試結(jié)果。由VuData公司推出的一種電路元件測試儀是一種工作頻帶為50?MHz，可顯示電路板上所有電壓與電流關(guān)系特性的顯示器。所能測試的元器件包括電阻、電容、二極管、三極管以及集成電路芯片等。有了這種測試儀后，便可從屏幕的顯示圖形看到被測元件的工作情況，也可以方便地找出電路中發(fā)生斷路、短路、漏電的二極管和三極管、損壞的集成電路芯片等故障。由于這類儀器可以測試仍焊接在電路板上的各類元件，因此特別有實用價值。

7．示波器

一般來說，示波器是一種電子顯示設(shè)備。示波器的顯示屏幕可以將信號電壓與時間或頻率的關(guān)系以圖形方式在陰極射線管(CRT)的熒光屏上繪出。電路中測試點上的電子信號可以經(jīng)由示波器上的探頭送入示波器內(nèi)，并對其特性加以分析；示波器亦可以當(dāng)做測量工具，用來測定特定信號的電壓波形。示波器有多種規(guī)格，其體積大小亦多種多樣，并且功能也不盡相同。簡單的單蹤示波器只有一個探頭，每次只能檢測一路電子信號，然后加以分析并顯示其波形。雙蹤示波器有兩個探頭，可同時分析并顯示兩路電子信號。示波器最多可達(dá)8蹤，亦即可同時分析并顯示8路電子信號的波形。此外，彩色數(shù)字示波器具有彩色顯像能力，它使得由電路各部分取出的信號可以迅速地進(jìn)行比較。有些示波器內(nèi)部還裝有存儲器，可將重要的信號加以儲存，以便日后計算使用。示波器除了具有靈敏度高且能同時處理多路信號的特點外，還有一項重要的特性，即它能處理的信號可以位于相當(dāng)寬的頻率范圍，在此范圍內(nèi)信號的波形都能有效地“凍結(jié)”在CRT熒光屏上以供觀察和分析。示波器所能測試信號的頻率范圍稱為示波器的帶寬。由于一般示波器所能測試信號的最低頻率為直流信號(頻率為0的信號)，所以其帶寬通常

是指其所能測試信號的最高頻率。示波器的帶寬一般為5?MHz、10?MHz、100?MHz直至300?MHz。帶寬越寬，示波器的價格越貴。示波器是用來“凍結(jié)”一個模擬信號或時間變化信號的有效工具，可以從顯示熒光屏上的方格和選用的檔次來測量其參數(shù)(如電壓幅度、周期以及頻率或時間寬度等)值。此外，示波器還可以測量被測信號的延遲時間、上升沿(上升時間)、下降沿(下降時間)，甚至可以找出間歇性的雜亂脈沖等。

雙蹤、4蹤甚至8蹤示波器的最大優(yōu)點是可以同時觀察數(shù)個不同信號或信號路徑。例如，可以同時觀察一個門電路的輸入與輸出信號，并測量信號從其輸入到輸出所造成的延遲時間。此外，多蹤示波器可以用于同時顯示總線(如數(shù)據(jù)總線、地址總線)上的所有信號或其部分信號，可以看出邏輯電平(邏輯高電平為+5?V，邏輯低電平為0?V)與所代表的地址或二進(jìn)制數(shù)據(jù)。

8．邏輯分析儀

邏輯分析儀實際上是一種帶存儲器的多蹤示波器，它可以把拾取或儲存的許多數(shù)字信號同時顯示出來。如果每個信號代表數(shù)據(jù)總線上的一位數(shù)據(jù)，則用邏輯分析儀可同時看到整個數(shù)據(jù)總線上的信息，即所傳遞的數(shù)據(jù)。這意味著可將信號取樣時間內(nèi)所儲存任一瞬間各數(shù)據(jù)位的邏輯電平顯示出來。換句話說，將總線上的信號儲存于存儲器后，可隨時加以顯示與分析，這是邏輯分析儀的突出優(yōu)點。如同示波器一樣，邏輯分析儀所能處理的信號也有一定的帶寬，其帶寬一般為(2～200)?MHz。例如一種32蹤邏輯分析儀，其數(shù)據(jù)輸入頻率可高達(dá)100?MHz；另有一種48蹤、200?MHz的邏輯分析儀，同時還配有微機以及兩個雙密度軟盤驅(qū)動器。邏輯分析儀每條信號通道上都有一個探針夾，用來從電路測試點拾取信號。這種夾子的體積很小，且易于使用。

目前邏輯分析儀的取樣能力可由下列規(guī)格中看出：在25?MHz下提供104個數(shù)據(jù)通道取樣能力，在100?MHz下取樣32個數(shù)據(jù)通道，在330?MHz下取樣16個數(shù)據(jù)通道。還有的規(guī)格是在8通道輸入數(shù)據(jù)時，其工作頻率可高達(dá)600?MHz。邏輯分析儀的用途之一是做軟件分析和偵錯的工作?？捎脵C器碼的形式將程序或數(shù)據(jù)讀入，并追蹤這些數(shù)據(jù)在電路中的流動情形?？梢葬槍δ硞€可能有故障的芯片(例如RAM)同時進(jìn)行輸入及輸出分析。此時，可以發(fā)現(xiàn)間歇性的雜亂脈沖，這種干擾可能會對計算機系統(tǒng)造成極大的破壞。此外，邏輯分析儀還可用于其他許多方面。

邏輯分析儀可以稱為數(shù)字領(lǐng)域中的示波器，對于軟件或硬件設(shè)計及維修人員來說是一種強有力的測試輔助工具，但邏輯分析儀的價格很貴。

9．工具包

工具包應(yīng)包括常用的簡單工具，如十字螺絲刀、一字螺絲刀等。

(1)大、中、小號十字螺絲刀及一字螺絲刀各一把，用以完成機器、設(shè)備的拆裝。如果可能，最好選擇頂部帶磁性的螺絲刀，這樣便于安裝機箱內(nèi)部或不易操作處的螺釘。

(2)鉗子若干把，常用的尖嘴鉗用于協(xié)助安裝較小的螺釘或插接件，偏口鉗用于細(xì)導(dǎo)線或電纜的鉸斷和焊接時的“剝線”，臺虎鉗用于較大物體的固定。

(3)鑷子，用于維修工作中微小物體的揀拾，作板子的清洗和焊接的輔助工具。

(4)割線刀一把，可利用較鋒利的裁紙刀或刻刀，在維修、改線等工作時割斷已有的連線或切削之用。

(5)微型扳手，用以協(xié)助螺釘?shù)臄Q動。

(6)電烙鐵一把，用以焊接電纜或微機板、卡的簡單接觸、虛焊等方面的焊接工作。

(7)芯片起拔器，用以取下板上帶有插座的ROM芯片或其他芯片。

11.3數(shù)控系統(tǒng)的常見故障檢測與分析

11.3.1數(shù)控系統(tǒng)硬件故障檢測與分析

數(shù)控機床的控制系統(tǒng)比較復(fù)雜，而且各單元模塊之間的關(guān)系比較緊密，當(dāng)數(shù)控機床的硬件系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，很難準(zhǔn)確地確定故障部位與故障原因。要解決數(shù)控系統(tǒng)的硬件故

障，不僅要求維修人員有較高的電子技術(shù)水平，熟練掌握控制系統(tǒng)中各模塊、單元的工作原理，還要能熟練運用各種故障檢測方法綜合分析。下面列舉一些硬件故障的檢測實例以供參考。例1一臺KMC—3000SD型龍門式加工中心，在安裝調(diào)試后不久，軸偶爾出現(xiàn)報警，只是實際位置與指令不一致。檢查時發(fā)現(xiàn)，軸編碼器外殼有變形的現(xiàn)象，故懷疑該編碼器發(fā)生故障，已經(jīng)被損壞，調(diào)換一個新的編碼器安裝后開機運行，故障現(xiàn)象消除。例2一臺XHK716立式加工中心，在安裝調(diào)試時，CRT顯示器突然不顯示任何內(nèi)容，但是機床可以正常運轉(zhuǎn)。停機后重新開機，又一切正常。在其后運行過程中此故障經(jīng)常發(fā)生。由于此故障不定期出現(xiàn)，因此很難判斷出其故障原因，于是在旁對其進(jìn)行長時間觀察。最后發(fā)現(xiàn)每當(dāng)車間上方的門式起重機經(jīng)過時就會出現(xiàn)此故障，由此判斷出可能是干擾或元件接觸不良。檢查顯示板，用絕緣棒逐個接觸板上的元件，當(dāng)觸動其中一個集成芯片時，CRT上的顯示突然消失。仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)該芯片的引腳沒有完全插入插座中，而且其旁邊的一個晶振引腳上沒有焊錫。進(jìn)行處理后故障消失。例3某XK715F型立式數(shù)控銑床，系統(tǒng)通電后，正常運行20?min左右非正常停機，CRT無任何報警顯示。斷電半小時左右后可以正常啟動，但工作數(shù)分鐘后依舊出現(xiàn)上述故障。

系統(tǒng)因故中斷又無任何報警顯示，分析認(rèn)為CPU控制系統(tǒng)中出現(xiàn)故障的概率較大，而且是斷電停機半小時后能正常啟動，運行20?min后又出現(xiàn)故障，斷定故障與溫度有關(guān)。檢查系統(tǒng)板時，觸摸到CPU板上ROM存儲器區(qū)域一個ROM集成芯片溫度較其他芯片異常偏高。用氣泵為其吹風(fēng)強制降溫時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)能夠正常運行，停止冷卻后故障重新出現(xiàn)。證實該芯片已損壞，調(diào)換后故障排除。例4WY203型自動換箱數(shù)控組合機床Z軸一啟動，即出現(xiàn)跟隨誤差過大報警而停機。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)位置控制環(huán)反饋元件光柵電纜由于運動中受力而拉傷斷裂，造成丟失反饋信號。

例5JCS—081立式加工中心，加工的零件不合標(biāo)準(zhǔn)。檢查時發(fā)現(xiàn)，軸電動機偶爾出現(xiàn)異常振動的聲音，于是將電動機和絲杠分開，試車時仍然振動，可見振動不是機械傳動機構(gòu)引起的。為區(qū)分是電動機故障還是伺服系統(tǒng)出現(xiàn)故障，采用Y軸伺服單元控制軸電動機，故障依然，所以確定是電動機損壞。更換電動機后故障消失。例6TC1000型加工中心控制面板顯示消失。經(jīng)檢查面板MS401板電源熔絲斷，檢測發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部無短路現(xiàn)象，換上熔絲后顯示恢復(fù)。

例7TC1000型加工中心NC系統(tǒng)運行異常，經(jīng)檢查，NC系統(tǒng)冷卻風(fēng)扇未能按時清除污物，空氣道堵塞，風(fēng)扇過負(fù)荷而燒壞，導(dǎo)致冷卻對象過熱，出現(xiàn)異常。更換風(fēng)扇后故障消除。

例8一臺從意大利進(jìn)口的數(shù)控銑床，數(shù)控系統(tǒng)是德國HEIDENHAIN公司的TNC155。經(jīng)過幾年的使用后，在某冬季CNC系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，電池雖然是新更換的，但關(guān)機后機床數(shù)據(jù)和加工程序仍經(jīng)常丟失，有時機床在自動加工時，程序突然中斷，CNC系統(tǒng)死機。冬季過后，故障自然消失，直到下一個冬季來到時，這個故障又重新出現(xiàn)，并且特別頻繁，有時因關(guān)機使機床參數(shù)丟失，而重新輸入數(shù)據(jù)時，CNC系統(tǒng)就死機，使這臺機床基本處于癱瘓狀態(tài)。根據(jù)有時可以開機操作，且夏季并不出現(xiàn)故障的現(xiàn)象分析，認(rèn)為其一是干擾問題，其二最大的可能是接觸問題，由于溫度、濕度的變化，導(dǎo)致一些插接件接觸不良。檢查所有的接地線，并關(guān)掉所有能產(chǎn)生干擾的干擾源，但故障仍未消失。后來將機箱拆下并打開，發(fā)現(xiàn)總線槽上插接的三塊電路板，其中主塊已彎曲變形，導(dǎo)致印制電路板線路斷路或接觸不良。技術(shù)人員將該板校直，并采取加固措施，再裝上后通電試驗，系統(tǒng)穩(wěn)定工作，再也沒有發(fā)生這個故障。總結(jié)：以上例子說明，系統(tǒng)發(fā)生故障后，首先進(jìn)行外觀檢查。運用自己的感官感受判斷明顯的故障，有針對性地檢查有懷疑部分的元器件，看空氣斷路器、繼電器是否脫扣，繼電器是否有跳閘現(xiàn)象，熔絲是否熔斷，印制電路板上有無元件破損、斷裂、過熱，連接導(dǎo)線是否斷裂、劃傷，插接件是否脫落等；若有人檢修過電路板，還得檢查開關(guān)位置、電位器設(shè)定、短路棒選擇、線路更改是否與原來的狀態(tài)相符；同時注意觀察故障出現(xiàn)時的噪聲、振動、焦煳味、異常發(fā)熱、冷卻風(fēng)扇是否轉(zhuǎn)動正常等。其次要進(jìn)行連接電纜、連接線、連接端及插接件檢查。針對故障有關(guān)部分，用一些簡單的維修工具檢查各連接線、電纜是否正常。尤其注意檢查機械運動部位的連接線及電纜，這些部位的連接線易受力、疲勞而斷裂。再次就是將在惡劣環(huán)境下工作的相關(guān)元器件、易損部位的元器件進(jìn)行全面檢查。這些元器件容易受熱、受潮、受振動、沾灰塵或油污而失效或老化。例9一臺TC500型加工中心INDRAMATX軸交流伺服單元一接通電源就出現(xiàn)停機現(xiàn)象。維修人員把X軸控制電壓線路接到其他軸伺服單元供給控制電壓，其他調(diào)節(jié)器正常且故障現(xiàn)象消失。拆下X軸伺服單元進(jìn)行測量，直流電壓為?+15?V，在X軸伺服單元中有短路現(xiàn)象，+15?V與0?V間電阻為0。檢查出?+15?V與0?V在PCB上有一個47?mF/50?V電容被擊穿，更換該電容后，再檢查?+15?V不再短路，伺服單元恢復(fù)正常。例10FANUC3T-A系統(tǒng)CRT無顯示故障。在調(diào)試一零件程序當(dāng)中，將機床鎖住進(jìn)行空運行時，按下啟動按鈕顯示器無任何顯示，也無光柵。

CK7815/1型數(shù)控車床采用日本FANUC公司的3T-A閉環(huán)CNC控制系統(tǒng)。進(jìn)給伺服機構(gòu)采用FANUC-BESK直流伺服電動機(FB-15型)。主軸驅(qū)動采用FANUC-BESK直流主軸電動機，可在寬范圍內(nèi)實現(xiàn)無級調(diào)速和恒速切削。機床順序控制由3T-A系統(tǒng)內(nèi)裝的可編程序機床控制器(PMC)來實現(xiàn)。機床電源電路如圖11-2所示，檢查NC柜中電源板無24?V直流電壓輸出，關(guān)掉機床電源，將PCB主板上與直流24?V電源相連的插接件PC3拔下，然后給機床通電，電源板有直流24?V電壓，此時CRT有光柵，這說明在PCB主板或與其相連的插口及印制電路板中有短路的地方。關(guān)掉電源，將與PCB連接的輸入/輸出接口M1、M2和M18拔下，把PC3插口恢復(fù)，通電試車，CRT顯示正常。關(guān)掉電源，逐一連接M1、M2和M18。查出輸入接口Ml和與PLC板連接的M18中均有短路的地方，至此，排除了PCB主板和PLC板，說明故障出現(xiàn)在機床側(cè)。檢查M1和M18中的32P均與地短路，查看32P所接的線，都是5號(即系統(tǒng)直流24?V電源)，通過分線盒與強電柜中的5號端子相連，將5號端子上的信號線逐一用萬用表測量，有一條線與地短路，順此線查明，故障發(fā)生在刀盤接線盒內(nèi)的刀位開關(guān)上，重新調(diào)整刀位開關(guān)和接線，故障排除，機床恢復(fù)正常工作。圖11-2機床電源電路總結(jié)：電源電壓正常是機床控制系統(tǒng)正常工作的必要條件，電源電壓不正常，一般會造成故障停機，有時還會造成控制系統(tǒng)動作紊亂。出現(xiàn)硬件故障后，對電源電壓的檢查千萬不可忽視！檢查步驟可參考調(diào)試說明，方法是參照上述電源系統(tǒng)，從前(電源側(cè))向后地檢查各種電源電壓。應(yīng)注意到電源組功耗大、易發(fā)熱，容易出故障。多數(shù)情況電源故障是由負(fù)載引起的，因此更應(yīng)在仔細(xì)檢查后繼環(huán)節(jié)后再進(jìn)行處理，熔絲斷了只換熔絲是不夠的，應(yīng)檢查真正短路或過流過負(fù)載的原因。檢查電源時，不僅要檢查電源自身饋電線路，還應(yīng)檢查由它饋電的無電源部分是否獲得了正常的電壓；不僅要注意到正常時的供電狀態(tài)，還要注意到故障發(fā)生時電源的瞬時變化。

例11GPM900B—2型數(shù)控曲軸銑床多次出現(xiàn)程序中斷故障，顯示W(wǎng)軸伺服報警。經(jīng)檢查是由于滑板放松指令的執(zhí)行元件電磁閥卡死，造成前一程序段中斷不夠徹底，而后一程序段中又指令W軸移動，使W軸電動機伺服單元過負(fù)荷，致使程序中斷。

例12TC500型加工中心啟動不起來，面板顯示EPROM故障，并提示出報警部位在EPROMCHIP41。由于系統(tǒng)軟件全部存儲于EPROM存儲器中，它們的正確無誤是系統(tǒng)正常工作的基本條件，因此，機床每次啟動時系統(tǒng)都會對這些存儲器的內(nèi)容進(jìn)行校驗和檢查，一旦發(fā)現(xiàn)檢測校驗有誤，立即顯示文字報警，并指示出錯芯片的片號。據(jù)此可知故障與芯片41有關(guān)。經(jīng)檢查41號芯片在伺服處理器MS250上，更換芯片41無效，更換MS250故障消失。例13一臺采用西門子S1NUMERIK3M的數(shù)控磨床，在回參考點時軸不動，檢查機床的報警信息，有X軸超負(fù)向限位的報警信息，將取消限位的開關(guān)打開，手動讓X軸向正向運動，還是不動。檢查X軸的伺服使能條件，發(fā)現(xiàn)為0，根據(jù)PLC程序進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)一上料開關(guān)未打到正確位置，將這個開關(guān)打到正確位置后，將X軸走回，然后機床3軸正常回參考點。

例14瑞士SOHAUBLIN110數(shù)控車床開動機床回參考點時，CRT顯示510號報警。SOHAUBLIN110CNC數(shù)控車床是瑞士SCHAUBLIN公司的系列產(chǎn)品，系統(tǒng)為FANUCOTC系統(tǒng)。首先把檢查的重點放在與X坐標(biāo)有關(guān)的3個位置傳感器上。通過最簡單的方法，即在手動運行機床的狀態(tài)下，由電箱中的PLC顯示來直接觀察3個位置傳感器的工作狀態(tài)。觀察中發(fā)現(xiàn)，機床向-X方向運行時，在-X極限位置處，X3073.1(RefX)閃爍一下又常亮(表明SB150到位并有一負(fù)脈沖輸出，從而證明其工作正常)，繼續(xù)沿該方向向前運行一小段距離后，X3073.6(-X)閃爍一下又常亮(表明SB145到位并有一負(fù)脈沖輸出，從而證明其工作正常)。此后機床會自動停機并顯示1012號報警(提示內(nèi)容為可能碰撞)。重新啟動機床并向反方向(即向+X方向)運行，直至超過+X方向的極限位置而且出現(xiàn)510號報警(+X超程)并且停機時，X3073.1(RefX)和X3073.7(+X)均一直常亮并未閃爍過。為了進(jìn)一步確認(rèn)這兩只傳感器(SB150和SB148)工作狀態(tài)的好壞(實際上，前面的一個檢測步驟已經(jīng)證實了SB150的工作是正常的)，可以將這兩只傳感器從工作位置上拆下來，用靠近鐵質(zhì)物體的方法來檢查，證明兩只傳感器的工作都是正常的。這樣一來，就出現(xiàn)了這樣一種情況，即雖然出現(xiàn)了510號報警，但3只傳感器的工作都是正常的。這樣的現(xiàn)象，粗看似乎不容易發(fā)現(xiàn)，但只要仔細(xì)分析前面提到的前、后兩種試測過程就不難發(fā)現(xiàn)，后面一個測試中，兩只傳感器(SB150和SB148)雖一直常亮未閃爍，而機床卻出現(xiàn)了510號報警，并且已經(jīng)知道兩只傳感器的工作都是正常的，那么就只存在著一種可能來解釋這種現(xiàn)象，即表面上雖然超過了極限位置而且出現(xiàn)了超程報警，而實際上是兩只傳感器均未到達(dá)極限位置。而出現(xiàn)這種情況看來只有一種可能，即機床硬件所限定的極限位置與機床軟件所設(shè)定的極限位置間產(chǎn)生了誤差，從而導(dǎo)致出現(xiàn)了510號報警(如果為-X方向超程將出現(xiàn)511號報警)。這種故障實際上是機床硬件所限定的X行程(由SB145、SB148和SB150所決定)與機床軟件所設(shè)定的X行程(+X的位置由參數(shù)700決定；-X的位置由參數(shù)704決定)間偏移了一個誤差帶而產(chǎn)生的。因此，解決的方法可以有兩種，即軟件的方法和硬件的方法。軟件的方法是修改機床的軟件參數(shù)(700和704)，將軟件所設(shè)定的X行程區(qū)間向+X方向移動一個誤差帶，使之與機床硬件所限定的X行程區(qū)間相對應(yīng)；硬件的方法是將機床硬件所限定的X行程區(qū)間向-X方向移動一個誤差帶，使之與機床軟件所設(shè)定的X行程區(qū)間相對應(yīng)。這兩種方法的前提都是保證機床原有的X行程不變。比較上面兩種方法，軟件方法簡單易行、實施方便；而硬件的方法實施較為麻煩。但是由于是在維修場合，我們必須考慮機床原有的工作狀態(tài)，即引起機床故障的根本原因。經(jīng)仔細(xì)向操作者了解方得知在一次運行機床至+X極限超程位置并死機后，操作者曾自己用手工的方法將X坐標(biāo)的滾珠絲杠向+X方向調(diào)整了一段距離使之退出超程位置。

這樣一來問題就十分清楚了，故障是由人為因素的錯誤調(diào)整而造成的。在這種情況下，如采用上面所介紹的軟件方法來改變機床參數(shù)雖簡單易行，但卻容易造成機床參數(shù)的混亂而帶來不必要的麻煩；而采用硬件的方法雖然調(diào)整過程稍顯繁瑣，但卻可使機床真正回復(fù)到原有的正確狀態(tài)。因此應(yīng)考慮采用硬件的方法，即調(diào)整X坐標(biāo)絲杠使之恢復(fù)到原來的位置。采取的措施如下：

(1)按照機床機械維修手冊中的介紹，拆下X坐標(biāo)滑枕最下方的端蓋。

(2)用一內(nèi)六角扳手插入端部外露的絲框端面的內(nèi)六角孔中，旋轉(zhuǎn)絲杠，可使臺面上下移動。

(3)打開機床開關(guān)，并按下E-STOP鍵，仔細(xì)觀察電柜中的PLC顯示。

(4)旋轉(zhuǎn)絲杠，使臺面(滑枕)向上(即-X方向)運動一段距離(每次調(diào)整量以10?mm左右為宜)。

(5)松開E-STOP鍵，用手動方式使機床向+X方向運行，并走至極限位置且出現(xiàn)510號報警。此時應(yīng)特別留意觀察PLC中X3073.1是否閃爍過一下(原為常亮)。

(6)如果出現(xiàn)510號報警而X3073.1常亮不閃爍，應(yīng)使機床向-X方向運行退回，并再次旋轉(zhuǎn)絲杠使臺面向+X方向移動一段后，再重復(fù)上述操作并注意觀察。

(7)反復(fù)調(diào)整絲杠使臺面移動，使機床在手動運行狀態(tài)下達(dá)到：

①在+X方向上，X3073.1閃爍一下，而X3073.7常亮不閃；

②在-X方向上，X3073.1閃爍一下，而X3073.6常亮不閃。

如果在+X方向上出現(xiàn)X3073.1閃爍一下后X3073.7也閃爍一下，則為絲杠調(diào)整過頭，應(yīng)使臺面向反方向(-X方向)調(diào)整。

如果在-X方向上出現(xiàn)X3073.1閃爍一下后X3073.6也閃爍一下，則為絲杠調(diào)整不足，應(yīng)繼續(xù)向+X方向調(diào)整臺面。

至此，調(diào)整操作即告完成。重新啟動機床，510號報警消除，機床恢復(fù)正常運行?？偨Y(jié)：數(shù)控機床控制系統(tǒng)多配有面板顯示器和指示燈。面板顯示器可把大部分被監(jiān)控的故障識別結(jié)果以報警的方式給出。對于各個具體的故障，系統(tǒng)由固定的報警號和文字顯示給予提示。特別是彩色CRT的廣泛使用及反襯顯示的應(yīng)用使故障報警更為醒目。出現(xiàn)故障后，系統(tǒng)會根據(jù)故障情況和故障類型提示或者同時中斷運行而停機。對于加工中心運行中出現(xiàn)的故障，必要時系統(tǒng)會自動停止加工過程，等待處理。指示燈只能粗略地提示故障部位及類型等。程序能顯示報警出現(xiàn)時程序的中斷部位，坐標(biāo)值顯示能提示故障出現(xiàn)時運動部件的坐標(biāo)位置，狀態(tài)顯示能提示功能執(zhí)行結(jié)果。在維修人員未到現(xiàn)場前，操作者盡量不要破壞面板顯示狀態(tài)及機床故障后的狀態(tài)，并向維修人員報告自己發(fā)現(xiàn)的面板瞬時異?，F(xiàn)象。維修人員應(yīng)抓住故障信號及有關(guān)信息特征，分析故障原因。故障出現(xiàn)的程序段可能是指令執(zhí)行不徹底而發(fā)生報警。故障出現(xiàn)的坐標(biāo)位置可能有位置檢測元件故障、機械阻力太大等現(xiàn)象發(fā)生。維修人員和操作者要熟悉本機床報警目錄，對有些針對性不強、含義比較廣泛的報警要不斷總結(jié)經(jīng)驗，掌握這類故障報警發(fā)生的具體原因。11.3.2數(shù)控系統(tǒng)軟件故障檢測與分析

軟件故障是由軟件變化或丟失而形成的。機床軟件一般存儲于RAM中。軟件故障形成的可能原因如下：

(1)誤操作引起。在調(diào)試用戶程序或修改機床參數(shù)時，操作者刪除或更改了軟件內(nèi)容或參數(shù)，從而造成軟件故障。

(2)供電電池電壓不足。為RAM供電的電池經(jīng)過長時間的使用后，電池電壓降低到額定值以下，或在停電情況下拔下為RAM供電的電池或電池電路斷路或短路、接觸不良等都會造成RAM得不到維持電壓，從而使系統(tǒng)丟失軟件及數(shù)據(jù)。這里要特別注意以下幾點：

①應(yīng)對長期閑置不用的數(shù)控機床經(jīng)常定期開機，以防電池長期得不到充電，造成機床軟件及數(shù)據(jù)的丟失。實際上，數(shù)控機床開機也是對電池充電的過程。

②為RAM供電的電池當(dāng)出現(xiàn)電量不足報警時，應(yīng)及時更換新的電池，以防最后連報警都無法提供，出現(xiàn)軟件和數(shù)據(jù)的丟失。

(3)干擾信號引起。有時電源的波動及干擾脈沖會串入數(shù)控系統(tǒng)總線，引起時序錯誤或造成數(shù)控裝置等停止運行。

(4)軟件死循環(huán)。運行復(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)操作不規(guī)范。這里指操作者違反了機床的操作規(guī)程，從而造成機床報警或停機現(xiàn)象。如數(shù)控機床開機后沒有進(jìn)行回參考點，就進(jìn)行加工零件的操作。

(6)用戶程序出錯。由于用戶程序中出現(xiàn)語法錯誤、非法數(shù)據(jù)、運行或輸入中出現(xiàn)故障報警等現(xiàn)象。

對于軟件丟失或參數(shù)變化造成的運行異常、程序中斷、停機故障，可采取對數(shù)據(jù)、程序更改或清除重新輸入的方法來恢復(fù)系統(tǒng)的正常工作。

對于程序運行或數(shù)據(jù)處理中發(fā)生中斷而造成的停機故障，可采取硬件復(fù)位法或關(guān)掉數(shù)控機床總電源開關(guān)，然后再重新開機的方法來排除故障。

NC復(fù)位、PLC復(fù)位能使后續(xù)操作重新開始，而不會破壞有關(guān)軟件和正常處理的結(jié)果，以消除報警。亦可采用清除法，但對NC、PLC采用清除法時，可能會使數(shù)據(jù)全部丟失，應(yīng)注意保護(hù)不想清除的數(shù)據(jù)。

開關(guān)系統(tǒng)電源是清除軟件故障常用的方法，但在出現(xiàn)故障報警或開關(guān)機之前一定要將報警信息的內(nèi)容記錄下來，以便于排除故障。

下面列舉幾個軟件故障的檢測實例，以供參考。例1德國維爾納公司制造的TC800臥式加工中心，其控制系統(tǒng)是西門子850?M。機床使用一年后發(fā)現(xiàn)在停止?fàn)顟B(tài)下刀鏈(W?軸)來回小范圍抖動。該軸的驅(qū)動與其他各軸一樣采用交流伺服系統(tǒng)，其位置檢測為角度脈沖發(fā)生器。開始時抖動不很嚴(yán)重，后來越來越厲害并報警停機。在機床制動停機后，通過測量伺服驅(qū)動的指令值，發(fā)現(xiàn)該輸入電壓值“+”、“-”不斷變化，與抖動周期一致，從屏幕上也發(fā)現(xiàn)W軸的實際位置也不斷地發(fā)生增減變化，這說明位置反饋是好的。那么NC部分、伺服驅(qū)動、電動機這幾個環(huán)節(jié)哪一個有故障呢？首先考慮到是零點漂移，但經(jīng)調(diào)整無效。由于是閉環(huán)的數(shù)控系統(tǒng)，各環(huán)節(jié)互相控制、互相制約，分析起來比較復(fù)雜。而西門子850系統(tǒng)可分為硬件和軟件兩大部分，軟件部分

有許多用戶可以干預(yù)的參數(shù)，關(guān)于伺服軸的參數(shù)也不少。因此決定先從修改參數(shù)入手。經(jīng)幾次調(diào)整參數(shù)，最后將NC機床參數(shù)2604(W軸多項增益)從25500改至15000后，抖動立即停止。為使系統(tǒng)有比較高的快速性和較寬的穩(wěn)定裕量，經(jīng)幾次試驗將該參數(shù)定為20000。以后刀鏈一直正常運行。

抖動原因是元件老化，系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化，而且伺服系統(tǒng)回路的增益太大。理論上在閉環(huán)系統(tǒng)里開環(huán)增益過大，系統(tǒng)的穩(wěn)定裕量就小。由于系統(tǒng)某些原因引起參數(shù)發(fā)生變化或干擾造成系統(tǒng)振蕩或不穩(wěn)定。在全由硬件組成的系統(tǒng)里可以調(diào)整某一環(huán)節(jié)增益得以校正；而在現(xiàn)代計算機控制的加工中心往往可以通過修改某一個相關(guān)參數(shù)而收到事半功倍的效果。例2一臺采用FANUC0T系統(tǒng)的數(shù)控車床，開機之后出現(xiàn)死機，任何操作不起作用。將內(nèi)存全部清除后，重新輸入機床參數(shù)，系統(tǒng)恢復(fù)正常。該故障是由機床數(shù)據(jù)混亂造成的。

例3一臺帶FANUCOMC控制系統(tǒng)的數(shù)控加工中心，由于機床的控制裝置出現(xiàn)偶發(fā)性故障，引起了機床的加工坐標(biāo)軸方向發(fā)生偏移，偏移量為3?mm，導(dǎo)致ATC自動換刀不到位，使加工出來的零件在Z方向的尺寸不合格。但是機床的運轉(zhuǎn)狀況良好無反映，CRT顯示屏也無任何報警信息。在認(rèn)真調(diào)查了發(fā)生異常現(xiàn)象的前后狀況后，得出以下幾種可能的原因：

(1)?ATC機械手進(jìn)行刀具交換中沒有到位。

(2)機床Z軸坐標(biāo)位置原點有偏移。

(3)機床異常狀況與CNC數(shù)控裝置參數(shù)有關(guān)。

通過檢查，排除了第(1)、(2)兩項因素。于是，根據(jù)這類數(shù)控機床的特點，分析檢查了與坐標(biāo)位移有關(guān)的參數(shù)，發(fā)現(xiàn)第510號參數(shù)是Z軸的柵格位移量(GRDSZ)，其設(shè)定值在(0～+32?767)?mm或(0～-32?767)mm。機床在執(zhí)行參考原點時，首先會碰到減速限位開關(guān)，一旦減速信號發(fā)出，機床變?yōu)榈退僖苿?，?dāng)移動部位到達(dá)柵格位置時進(jìn)給也就停止，回參考點工作才完成。由于機床的異常原因使Z軸參考原點偏移約3?mm，這個偏移量是與坐標(biāo)軸柵格移位量有關(guān)的，查看CRT畫面510號參數(shù)，它的原始設(shè)定值是?-6907?mm，由于加工的工件是過切削而超差?，F(xiàn)將這一數(shù)據(jù)修改為?-9907?mm，再重新開機，先做機床回原點、自動交換刀具等一系列動作都正常后，再進(jìn)行加工試驗，將加工完成的工件送檢后證實合格。這種方法對維修人員來說，不同于以往的只忙于查找損壞器件的維修處理，而是根據(jù)CNC控制裝置的數(shù)據(jù)變化去分析和查找數(shù)控機床故障。11.3.3追蹤檢測法

追蹤檢測法是指維修人員對故障機床產(chǎn)生故障的時間、運行方式和故障類型進(jìn)行了解，尋找出故障產(chǎn)生的各種跡象。步驟如下：

1．追蹤故障的基本情況

(1)確定故障發(fā)生的時間。

(2)確定故障發(fā)生的次數(shù)。

(3)確定故障的發(fā)生有無重復(fù)性。

(4)確定故障發(fā)生時有否雷擊。

2．追蹤故障發(fā)生時機床的工作方式

(1)確定故障發(fā)生時系統(tǒng)處于哪種工作方式。

(2)確定是否在執(zhí)行M、S、T代碼時出現(xiàn)故障。

(3)確定故障發(fā)生時主軸的速度是否正常。

(4)確定故障發(fā)生時進(jìn)給軸的速度是否正常。

(5)確定故障發(fā)生時是否運行了新程序。

(6)確定故障發(fā)生時機床是否處于鎖定狀態(tài)。

(7)確定故障發(fā)生時是否進(jìn)行了螺紋車削。

3．追蹤故障現(xiàn)象

(1)檢查顯示器畫面是否正常。

(2)檢查各種狀態(tài)指示燈是否正常。

(3)檢查顯示器畫面是否顯示報警信息。

(4)檢查故障發(fā)生前是否調(diào)整過參數(shù)或機床。

(5)檢查機床各部位外觀有無異常。

(6)檢查氣動或液壓管路有無泄漏現(xiàn)象。

(7)檢查熔斷器有無熔斷。

(8)檢查電氣元件有無松動。例1長春某汽車配件廠一臺數(shù)控車床，配備了FANUC0-TE系統(tǒng)，機床使用過程中一直比較穩(wěn)定，有一天突然機床找不到刀號，出現(xiàn)“換刀時間過長”報警。

經(jīng)了解出現(xiàn)“換刀時間過長”報警時，正值天空打雷，停機修復(fù)后機床再沒有出現(xiàn)過“換刀時間過長”報警，故推斷該報警與雷擊有關(guān)。

例2某數(shù)控車床，配備了FANUC0-TD系統(tǒng)，在使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)414號報警，停機幾小時后開機機床運轉(zhuǎn)正常。經(jīng)了解，每次機床出現(xiàn)414號報警的時間均為凌晨1～3點，根據(jù)報警信息，查FANUC0-TD系統(tǒng)維修說明書，發(fā)現(xiàn)414號報警中有高電壓報警，經(jīng)測量機床出現(xiàn)414號報警時伺服驅(qū)動輸入電壓為250?V，而電網(wǎng)電壓高達(dá)460?V，給該機床配置穩(wěn)壓器后，機床414號報警消失。

例3某進(jìn)口車床，X軸出現(xiàn)失控故障。經(jīng)查，X軸出現(xiàn)失控故障前，曾出現(xiàn)過異常響聲，維修人員對X軸進(jìn)行維修后出現(xiàn)該報警。將X軸電動機拆下，并按下急停按鈕，通電檢測電動機，發(fā)現(xiàn)用于反饋的編碼器信號出現(xiàn)了跳躍。拆下編碼器檢測，發(fā)現(xiàn)碼盤有裂紋，更換新編碼器后故障消失。例4某數(shù)控車床，配備了FANUC0-TD系統(tǒng)，變頻主軸控制系統(tǒng)在使用過程中出現(xiàn)G01程序不執(zhí)行故障。

在一在般情況下，G01進(jìn)給與主軸速度到達(dá)信號有關(guān)，檢查變頻器速度到達(dá)信號輸出正常，而系統(tǒng)輸入點無速度到達(dá)信號，仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)主軸速度到達(dá)信號輸入繼電器損壞，更換新繼電器后故障消失。例5某數(shù)控車床，配備了SIEMENS公司802D系統(tǒng)，車削螺紋時進(jìn)給軸不移動，系統(tǒng)不報警。

系統(tǒng)車削螺紋的原理是接收到位置編碼器一轉(zhuǎn)信號后開始進(jìn)給，進(jìn)給量為主軸每轉(zhuǎn)軸向移動一個導(dǎo)程，由此可初步判定系統(tǒng)未接收到編碼器一轉(zhuǎn)信號。檢查編碼器及連接電纜，未見異常，查系統(tǒng)參數(shù)發(fā)現(xiàn)MD30230設(shè)置為“0”，即不使用主軸位置編碼器，將系統(tǒng)參數(shù)MD30230設(shè)置為“1”重新進(jìn)行螺紋車削，機床工作正常。

例6某數(shù)控車床開機后自動加工程序，出現(xiàn)1000號報警，內(nèi)容為“X、Z軸未回參考點”。

將操作方式選擇到回零方式，執(zhí)行回零操作，然后重新選擇自動加工程序，機床恢復(fù)正常。例7某機床開機后，出現(xiàn)1003號報警，內(nèi)容為“氣壓低報警”。

檢查系統(tǒng)氣源壓力發(fā)現(xiàn)氣動管路有破裂現(xiàn)象，修復(fù)管路后機床恢復(fù)正常。

例8某數(shù)控車床，配備了FANUC0-TD系統(tǒng)，機床快速移動時出現(xiàn)411號報警。

故障分析：查FANUC公司系統(tǒng)維修說明書，得知該報警內(nèi)容為動態(tài)跟蹤誤差過大，檢查系統(tǒng)參數(shù)及電動機均無異常，檢查機床潤滑系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)潤滑液泄漏嚴(yán)重，導(dǎo)致導(dǎo)軌無油長期運行，修復(fù)潤滑系統(tǒng)，機床恢復(fù)正常。例9CK6140數(shù)控車床，配備了FANUC0i-mateTC系統(tǒng)，機床換刀時突然出現(xiàn)刀架運轉(zhuǎn)不?，F(xiàn)象。

經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，用于提高電平的電阻板松動導(dǎo)致該故障，將電阻板緊固后運轉(zhuǎn)機床，故障消除。

例10CK6140數(shù)控車床，配備了FANUC0i-mateTC系統(tǒng)，刀架維修后重新通電運行，無法正常換刀。

調(diào)整電源相序，故障排除。11.3.4自檢測功能法

自檢測功能是數(shù)控系統(tǒng)一項十分重要的技術(shù)，它是評價數(shù)控系統(tǒng)性能的一個重要指標(biāo)。數(shù)控機床發(fā)生故障時，通過數(shù)控系統(tǒng)自檢測功能，可以幫助維修人員