數(shù)控系統(tǒng)故障診斷

周瑜飛

（湖南汽車工程職業(yè)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院）

【摘要】本文從系統(tǒng)部件故障原因分析入手，深入淺出地闡明了數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)故障診斷的理論根據(jù)；敘述了故障診斷與維修的基本方法和步驟；具體詳細(xì)地介紹了故障的分析與處理過(guò)程；突出了內(nèi)容實(shí)用性。內(nèi)容包括維修基礎(chǔ)、 數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷與維修。

【關(guān)鍵詞】數(shù)控系統(tǒng) 電源 系統(tǒng)顯示 系統(tǒng)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(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(guò)大，會(huì)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(duì)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）

事例1：

故障現(xiàn)象：一普通數(shù)控車床，NC啟動(dòng)就斷電，且CRT無(wú)顯示

故障分析：初步分析可能是某處接地不良，經(jīng)過(guò)對(duì)各個(gè)接地點(diǎn)的檢測(cè)處理，故障未排除。之后檢查了一下CNC各個(gè)板的電壓，用示波器測(cè)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?cè)陔娫磧啥瞬⒔右恍∪萘繛V波電容，啟動(dòng)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2：一臺(tái)進(jìn)口臥式加工中心，開(kāi)機(jī)時(shí)屏幕一片黑，操作面板上的NC電源開(kāi)關(guān)已按下，紅、綠燈都亮，查看電柜中開(kāi)關(guān)和主要部分無(wú)異常，關(guān)機(jī)后重開(kāi)，故障一樣。

故障分析：經(jīng)查，確定其電源部分無(wú)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3：一立式加工中心，開(kāi)機(jī)后屏幕無(wú)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(wú)顯示的原因有很多，經(jīng)對(duì)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(shí)有時(shí)無(wú)，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(duì)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(wú)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(bào)警和其他故障信息作出處

系統(tǒng)顯示類故障

當(dāng)系統(tǒng)電源、系統(tǒng)的其他部分工作正常時(shí)，系統(tǒng)無(wú)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(lái)說(shuō)是由于系統(tǒng)軟件引起的。

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：電池不良；系統(tǒng)存儲(chǔ)器出錯(cuò)；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(wàn)用表直接測(cè)量系統(tǒng)斷電存儲(chǔ)用電池，發(fā)現(xiàn)電池沒(méi)有問(wèn)題；測(cè)量主板上的電池電壓，發(fā)現(xiàn)時(shí)有時(shí)午，進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)當(dāng)用手按著主板一側(cè)測(cè)量時(shí)電壓正確，松開(kāi)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(tái)數(shù)控車床配FANUC0-TD系統(tǒng)，在調(diào)試中時(shí)常出現(xiàn)CRT閃爍、發(fā)亮，沒(méi)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：①CRT亮度與灰度旋鈕在運(yùn)輸過(guò)程中出現(xiàn)震動(dòng)。②系統(tǒng)在出廠時(shí)沒(méi)有經(jīng)過(guò)初始化調(diào)整。③系統(tǒng)的主板和存儲(chǔ)板有質(zhì)量問(wèn)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(méi)有反應(yīng)，請(qǐng)將系統(tǒng)進(jìn)行初始化一次，同時(shí)按RST鍵和DEL鍵，進(jìn)行系統(tǒng)啟動(dòng)，如果CRT仍沒(méi)有正常顯示，則需要更換系統(tǒng)的主板或存儲(chǔ)板。

事例3：一臺(tái)日本H500/50臥式加工中心，開(kāi)機(jī)時(shí)屏幕一片黑，操作面板上的NC電源開(kāi)關(guān)已按下，紅、綠燈都亮，查看電柜中開(kāi)關(guān)和主要部分無(wú)異常，關(guān)機(jī)后重開(kāi)，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(shí)，CRT顯示器突然出現(xiàn)無(wú)顯示故障，而機(jī)床還可繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。停機(jī)后再開(kāi)，又一切正常。

故障分析：在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)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(guò)時(shí)，往往就會(huì)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(dòng)板上元件，當(dāng)觸動(dòng)某一集成塊管腳時(shí)，CRT上顯示就會(huì)消失。經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)該腳沒(méi)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(gè)引腳沒(méi)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(shù)控車床在使用中出現(xiàn)手動(dòng)移動(dòng)正常，自動(dòng)回零時(shí)移動(dòng)一段距離后不動(dòng)，重開(kāi)手動(dòng)移動(dòng)又正常。

故障分析：車床使用經(jīng)濟(jì)數(shù)控，步進(jìn)電機(jī)，手動(dòng)移動(dòng)時(shí)由于速度稍慢移動(dòng)正常，自動(dòng)回零時(shí)快速移動(dòng)距離較長(zhǎng)，出現(xiàn)機(jī)械卡住現(xiàn)象。根據(jù)故障進(jìn)行分析，主要是機(jī)械原因，后經(jīng)詢問(wèn)，才得知該機(jī)床因發(fā)現(xiàn)加工時(shí)尺寸不準(zhǔn)，將另一臺(tái)機(jī)床上的電機(jī)拆來(lái)使用，后出現(xiàn)了該故障，經(jīng)仔細(xì)檢查是因變速箱中的齒輪間隙太小引起，重新調(diào)整后正常。

事例2：某加工中心，在JOG方式下，進(jìn)給平穩(wěn)，但自動(dòng)則不正常。

故障分析：首先要確定是NC故障還是伺服系統(tǒng)故障，先斷開(kāi)伺服速度給定信號(hào)，用電池電壓作信號(hào)，故障依舊。說(shuō)明NC系統(tǒng)沒(méi)有問(wèn)題。進(jìn)一步檢查是Y軸夾緊裝置出故障。

事例3：FANUC-7CM系統(tǒng)的 XK715F型數(shù)控立銑床，其旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)（B軸）低速時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)正常，中、高速時(shí)出現(xiàn)抖動(dòng)。

故障分析：我們采用隔離法將電機(jī)從轉(zhuǎn)盤上拆下后再運(yùn)轉(zhuǎn)，仍有抖動(dòng)現(xiàn)象.再將位置環(huán)脫開(kāi)，外加 VCMD給定信號(hào)給速度單元，再運(yùn)轉(zhuǎn)，還是抖動(dòng).可見(jiàn)故障在電機(jī)或速度單元上.先打開(kāi)電機(jī)，發(fā)現(xiàn)大量冷卻油進(jìn)入內(nèi)部.經(jīng)洗刷電機(jī)內(nèi)部后再裝好，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)電機(jī)不再抖動(dòng)。

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