數控系統故障診斷

周瑜飛

（湖南汽車工程職業學院機電工程學院）

【摘要】本文從系統部件故障原因分析入手，深入淺出地闡明了數控機床系統故障診斷的理論根據；敘述了故障診斷與維修的基本方法和步驟；具體詳細地介紹了故障的分析與處理過程；突出了內容實用性。內容包括維修基礎、 數控系統的故障診斷與維修。

【關鍵詞】數控系統 電源 系統顯示 系統操作

電源類故障

電路板的工作電源，有的是由外部電源系統供給；有的由板上本身的穩壓電路產生，電源檢查包括輸出電壓穩定性檢查和輸出紋波檢查。輸出紋波過大，會引起系統不穩定，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壓器損壞或濾波電容不良引起。運算放大器、比較器，有些用單電源供電，有些用雙電源供電，用雙電源的運放，要求正負供電對稱，其差值一般不能大于0.2V（具有調零功能的運放除外）

事例1：

故障現象：一普通數控車床，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，經過對各個接地點的檢測處理，故障未排除。之后檢查了一下CNC各個板的電壓，用示波器測量發現數字接口板上集成電路的工作電壓有較強的紋波，經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，啟動機床正常，本故障屬于CNC系統電源抗干擾能力不強所致。

事例2：一臺進口臥式加工中心，開機時屏幕一片黑，操作面板上的NC電源開關已按下，紅、綠燈都亮，查看電柜中開關和主要部分無異常，關機后重開，故障一樣。

故障分析：經查，確定其電源部分無故障，各處電壓都正常，仔細檢查發現數控系統有多處損壞，在更換了顯示器，顯示控制板后屏幕出現了顯示，使機床能進入其它的故障維修。

事例3：一立式加工中心，開機后屏幕無顯示。

故障分析：該加工中心使用進口數控系統，造成屏幕無顯示的原因有很多，經對故障進行了檢查，后確認系統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，可以確認是因主板故障造成，因此進行了更換，更換主板后系統有顯示，由于主板更換后參數需要重新設置，按系統參數設置步驟，對照機床附帶的參數表進行了設置調整后機床正常。

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，根據機床的報警和其他故障信息作出處

系統顯示類故障

當系統電源、系統的其他部分工作正常時，系統無顯示的原因，在大多數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軟件引起的。

事例1：故障現象：一數控系統，工作后系統經常死機，停電后經常丟失機床參數和程序。

故障分析：電池不良；系統存儲器出錯；軟件本身不穩定。根據如上分析，逐條進行檢查：首先用萬用表直接測量系統斷電存儲用電池，發現電池沒有問題；測量主板上的電池電壓，發現時有時午，進一步檢查發現當用手按著主板一側測量時電壓正確，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，仔細檢查發現該主板已經彎曲變形，校正后重新試驗，故障排除。

事例2：一臺數控車床配FANUC0-TD系統，在調試中時常出現CRT閃爍、發亮，沒有字符出現的現象，

故障分析：我們發現造成的原因主要有：①CRT亮度與灰度旋鈕在運輸過程中出現震動。②系統在出廠時沒有經過初始化調整。③系統的主板和存儲板有質量問題。

解決辦法可按如下步驟進行：首先，調整CRT的亮度和灰度旋鈕，如果沒有反應，請將系統進行初始化一次，同時按RST鍵和DEL鍵，進行系統啟動，如果CRT仍沒有正常顯示，則需要更換系統的主板或存儲板。

事例3：一臺日本H500/50臥式加工中心，開機時屏幕一片黑，操作面板上的NC電源開關已按下，紅、綠燈都亮，查看電柜中開關和主要部分無異常，關機后重開，故障一樣。

故障分析：經查，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了顯示，使機床能進入其它的故障維修。

事例4：XHK716立式加工中心，在安裝調試時，CRT顯示器突然出現無顯示故障，而機床還可繼續運轉。停機后再開，又一切正常。

故障分析：在設備運轉過程中經常出現這種故障。采用直觀法進行檢查，發現每當車間上方的門式起重機經過時，往往就會出現優故障，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，當觸動某一集成塊管腳時，CRT上顯示就會消失。經觀察發現該腳沒有完全插人插座中。另外，發現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。

操作類故障分析與維修

事例1：數控車床在使用中出現手動移動正常，自動回零時移動一段距離后不動，重開手動移動又正常。

故障分析：車床使用經濟數控，步進電機，手動移動時由于速度稍慢移動正常，自動回零時快速移動距離較長，出現機械卡住現象。根據故障進行分析，主要是機械原因，后經詢問，才得知該機床因發現加工時尺寸不準，將另一臺機床上的電機拆來使用，后出現了該故障，經仔細檢查是因變速箱中的齒輪間隙太小引起，重新調整后正常。

事例2：某加工中心，在JOG方式下，進給平穩，但自動則不正常。

故障分析：首先要確定是NC故障還是伺服系統故障，先斷開伺服速度給定信號，用電池電壓作信號，故障依舊。說明NC系統沒有問題。進一步檢查是Y軸夾緊裝置出故障。

事例3：FANUC-7CM系統的 XK715F型數控立銑床，其旋轉工作臺（B軸）低速時轉動正常，中、高速時出現抖動。

故障分析：我們采用隔離法將電機從轉盤上拆下后再運轉，仍有抖動現象.再將位置環脫開，外加 VCMD給定信號給速度單元，再運轉，還是抖動.可見故障在電機或速度單元上.先打開電機，發現大量冷卻油進入內部.經洗刷電機內部后再裝好，運轉時電機不再抖動。

參考文獻：

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[2]王愛玲.[現代數控機床結構與設計].北京：兵器工業出版社，1999年

[3]熊軍.[數控機床維修與調整].北京：人民郵電出版社，2007年