維修項(xiàng)目
數(shù)控機(jī)床相關(guān)故障分析的基本方法介紹
發(fā)布者：宋麗影 來源：蘇州吉海機(jī)電設(shè)備有限公司 發(fā)布時(shí)間：2020-9-12
數(shù)控機(jī)床相關(guān)故障分析的基本方法介紹：
故障分析是進(jìn)行數(shù)控機(jī)床維修的第一步，通過故障分析，一方面可以迅速查明故障原因排除故障:同時(shí)也可以起到預(yù)防故障的發(fā)生與擴(kuò)大的作用。一般來說，數(shù)控機(jī)床的故障分析主要方法有以下幾種：
(1) 常規(guī)分析法常規(guī)分析法是對(duì)數(shù)控機(jī)床的機(jī)、電、液等部分進(jìn)行的常規(guī)檢查，以此來判斷故障發(fā)生原因的一種方法。在數(shù)控機(jī)床上常規(guī)分析法通常包括以下內(nèi)容:
1)檢查電源的規(guī)格(包括電壓、頻率、相序、容量等)是否符合要求.
2)檢查CNC伺服驅(qū)動(dòng)、主軸驅(qū)動(dòng)、電動(dòng)機(jī)、輸入/輸出信號(hào)的連接是否正確、可靠.
3)檢查CNC伺服驅(qū)動(dòng)等裝置內(nèi)的印刷電路板是否安裝牢固，接插部位是否有松動(dòng).
4)檢查CNC伺服驅(qū)動(dòng)，主軸驅(qū)動(dòng)等部分的設(shè)定端、電位器的設(shè)定、調(diào)整是否正確.
5)檢查液壓、氣動(dòng)、潤(rùn)滑部件的油壓、氣壓等是否符合機(jī)床要求.
6)檢查電器元件、機(jī)械部件是否有明顯的損壞等.
(2)動(dòng)作分析法動(dòng)作分析法是通過觀察、監(jiān)視機(jī)床實(shí)際動(dòng)作，判定動(dòng)作不良部位并由此來追溯故障根源的-種方法。
一般來說，數(shù)控機(jī)床采用液壓、氣動(dòng)控制的部位如:自動(dòng)換刀裝置、交換工作臺(tái)裝置、夾具與傳輸裝置等均可以通過動(dòng)作診斷來判定故障原因。
(3)狀態(tài)分析法狀態(tài)分析法是通過監(jiān)測(cè)執(zhí)行元件的工作狀態(tài)，判定故障原因的一種方法，這一方法在數(shù)控機(jī)床維修過程中使用最廣。
在現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)中伺服進(jìn)給系統(tǒng)、主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、電源模塊等部件的主要參數(shù)都可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)、靜態(tài)檢測(cè)，這些參數(shù)包括:輸入/輸出電壓，輸入/輸出電流，給定/實(shí)際轉(zhuǎn)速、位置實(shí)際的負(fù)載的晴況等。此外，數(shù)控系統(tǒng)全部輸入/輸出信號(hào)包括內(nèi)部繼電器、定時(shí)器等的狀態(tài)，亦可以通過數(shù)控系統(tǒng)的診斷參數(shù)予以檢查。
通過狀態(tài)分析法，可以在無儀器、設(shè)備的情祝下根據(jù)系統(tǒng)的內(nèi)部狀態(tài)迅速找到故障的原因，在數(shù)控機(jī)床維修過程中使用最廣，維修人員必須熟練掌握。
（4）操作、編程分析法操作.編程分析法是通過某些特殊的操作或編制專門的測(cè)試程序段，確認(rèn)故障原因的一種方法。如通過手動(dòng)單步執(zhí)行自動(dòng)換刀、自動(dòng)交換工作臺(tái)動(dòng)作，執(zhí)行單一功能的加工指令等方法進(jìn) 行動(dòng)作與功能的檢測(cè)。通過這種方法，可以具體判定故障發(fā)生的原因與部件，檢查程序編制的正確性。
(5）系統(tǒng)自診斷法數(shù)控系統(tǒng)的自診斷是利用系統(tǒng)內(nèi)部自診斷程序或?qū)Ｓ玫脑\斷軟件,對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部的關(guān)鍵硬件以及系統(tǒng)的控制軟件進(jìn)行自我診斷、測(cè)試的診斷方法。它主要包括開機(jī)自診斷、在線監(jiān)控與脫機(jī)測(cè)試這一個(gè)方面內(nèi)容。
數(shù)控機(jī)床CNC的故障自診斷方法及應(yīng)用
1.開機(jī)自診斷
所謂開機(jī)自診斷是指數(shù)控系統(tǒng)通電時(shí)，由系統(tǒng)內(nèi)部診斷程序自動(dòng)執(zhí)行的診斷，它類似于計(jì)算機(jī)的開機(jī)診斷。
開機(jī)自診斷可以對(duì)系統(tǒng)中的關(guān)鍵硬件。如。CPU、存儲(chǔ)器、1o單元、CRTADI單元，紙帶閱讀機(jī)、軟驅(qū)等裝置進(jìn)行自動(dòng)檢查，確定指定沒備的安裝、連接狀態(tài)與性能：部分系統(tǒng)還能對(duì)某些重要的芯片，如: PAM、 ROM、專用LSI等進(jìn)行診斷。
數(shù)控系統(tǒng)的自診斷在開機(jī)時(shí)進(jìn)行，只有當(dāng)全部項(xiàng)日都被確認(rèn)無誤后，才能進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài)。診斷的時(shí)間決定十?dāng)?shù)控系統(tǒng)一般只 需數(shù)秒鐘，但有的需要幾分鐘。開機(jī)自診斷一般按規(guī)定的步驟進(jìn)行，以FANUC公司的FANUCII系統(tǒng)為例診斷程序的執(zhí)行過程中，系統(tǒng)主板上的七段顯示按9→8→7→6→5→4→3→→2→1的順序變化，相應(yīng)的檢查內(nèi)容為:
9--對(duì)CPU進(jìn)行復(fù)位，開始執(zhí)行診斷指令:
8--進(jìn)行ROM測(cè)試，表示ROM檢查出錯(cuò)時(shí)，顯示器變?yōu)閎;
7一對(duì)RAM清零，系統(tǒng)對(duì)RAM中的內(nèi)容進(jìn)行清除，為正常運(yùn)行作好準(zhǔn)備;
6一對(duì)BAC (總線隨機(jī)控制)芯片進(jìn)行初始化。此時(shí)，若顯示變?yōu)锳，說明主板與CRT之間的傳輸出了差錯(cuò);變?yōu)镃,表示連接錯(cuò)誤:變?yōu)镕,表示I/O板或連接電纜不良:變?yōu)镠,表示所用的連接單元識(shí)別號(hào)不對(duì);顯示小寫字母c表示光纜傳輸出錯(cuò);顯示J，表示PLC或接口轉(zhuǎn)換電路不良等等。
5一對(duì)MDI單元進(jìn)行檢查
4--對(duì)CRT單元進(jìn)行初始化
3--顯示CRT的初始畫面，如:軟件版本號(hào)、系列號(hào)等。此時(shí)若顯示變成L，表明PLC的控制軟件存在問題:變?yōu)閛，則表示系統(tǒng)未能通過初始化，控制軟件存在問題:
2--表示已完成系統(tǒng)的初始化工作，
1一表示系統(tǒng)已可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)此時(shí)若顯示變?yōu)镋表示系統(tǒng)的主板或ROM板,或CNC控制軟件有故障。
在一般情況下CRT初始化完成后，若其他部分存在故障，CRT 即可以顯示出報(bào)警信息。
在線監(jiān)控：
在線監(jiān)控可以分為CNC內(nèi)部程序監(jiān)控與通過外部設(shè)備監(jiān)控兩種形式：
CNC內(nèi)部程序監(jiān)控是通過系統(tǒng)內(nèi)部程序，對(duì)各部分狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)診斷、檢查和監(jiān)視的多種方法。在線監(jiān)控范圍包括CNC本身以及 與CNC相連的伺服單元、伺服電動(dòng)機(jī)、主軸伺服單元、主軸電動(dòng)機(jī)、外部設(shè)備等。在線監(jiān)控在系統(tǒng)工作過程中始終生效。
數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部程序監(jiān)控包括接口信號(hào)顯示。內(nèi)部狀態(tài)顯示和故障顯示三方面。
接口信號(hào)顯示 它可以顯示CNC和PLC、CNC和機(jī)床之間的全部接口信號(hào)的現(xiàn)行狀態(tài)，指數(shù)字輸入/輸出信號(hào)的通斷情況，幫助分析故障。
維修時(shí)必須了解CNC和PLC、CNC和機(jī)床之間各信號(hào)所代表的意義，以及信號(hào)產(chǎn)生撤銷應(yīng)具備的各種條件才能進(jìn)行相應(yīng)的檢查，數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家所提供的“功能說明書”、“連接說明書”以及機(jī)床生產(chǎn)廠家提供的“機(jī)床電氣原理圖”是進(jìn)行以上狀態(tài)檢查的技術(shù)指南。
內(nèi)部狀態(tài)顯示 一般來說利用內(nèi)部狀態(tài)顯示功能，可以顯示以下幾方面的內(nèi)容：
1）造成循環(huán)指令（加工程序）不執(zhí)行的外部原因。如，CNC系統(tǒng)是否處于“到位檢查”中，是否處于“機(jī)床鎖住”狀態(tài)；是否處于“等待速度到達(dá)”信號(hào)接通，在主軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給編程時(shí)是否等待“位置編碼器”的測(cè)量信號(hào)，在螺紋切削時(shí)，是否處于等待“主軸I轉(zhuǎn)信號(hào)”進(jìn)給速度倍率是否設(shè)定為0%等。
2)復(fù)位狀態(tài)顯示，指示系統(tǒng)是否處于“急停”狀態(tài)或是“外部復(fù)位”信號(hào)接通狀態(tài)。
3) TH報(bào)警狀態(tài)顯示。它可以顯示出報(bào)警時(shí)的紙帶錯(cuò)誤孔的位置。
4)存儲(chǔ)器內(nèi)容以及磁泡存儲(chǔ)器異常狀態(tài)的顯示。
5)位置跟隨誤差的顯示。
6)伺服駱動(dòng)部分的控制信息顯示.
7)編碼器、光柵等位置測(cè)量元件的輸入脈沖顯示等等
(3)故障信息顯示在數(shù)控系統(tǒng)中，故障信息一般以“報(bào)警顯示”的形式在CRT進(jìn)行顯示。報(bào)警顯示的內(nèi)容根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的不同有所區(qū)別。這些信息大都以“報(bào)警號(hào)”，加文本的形式出現(xiàn)，具體內(nèi)容以及排除方法在數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家提供的“維修說明書”上可以查閱。
通過外部設(shè)備監(jiān)控是指采用計(jì)算機(jī)、PLC編程器等設(shè)備，對(duì)數(shù)控機(jī)床的各部分狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)診斷、檢查和監(jiān)視的一種方法。如:通過計(jì)算機(jī)、PLC編程器對(duì)PLC程序以梯形圖、功能圖的形式進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測(cè)，它可以在機(jī)床生產(chǎn)廠家未提供PLC程序時(shí)，進(jìn)行PLC程序的閱動(dòng)態(tài)波形顯示等內(nèi)容，通常也需要借助必要的在線監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行。
隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，作為外部設(shè)備在線監(jiān)控的一種，通過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接進(jìn)行的遠(yuǎn)程診斷技術(shù)正在進(jìn)一步普及、完善。通過網(wǎng)絡(luò)，數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家可以直接對(duì)其生產(chǎn)的產(chǎn)品在現(xiàn)場(chǎng)的工作情況進(jìn)行檢測(cè)、監(jiān)控，及時(shí)解訣系統(tǒng)中所出現(xiàn)的問題，為現(xiàn)場(chǎng)維修人員提供指導(dǎo)和幫助。
3.脫機(jī)測(cè)試
脫機(jī)測(cè)試亦稱“ 離線診斷”，它是將數(shù)控系統(tǒng)與機(jī)床脫離后，對(duì)數(shù)控系統(tǒng)本身進(jìn)行的測(cè)試與檢查。通過脫機(jī)測(cè)試可以對(duì)系統(tǒng)的故障作進(jìn)一步的定位，力求把故障范圍縮到最小。如:通過對(duì)印制線路板的脫機(jī)測(cè)試，可以將故障范圍定位到印制電路板的某部分甚至某個(gè)芯片或器件，這對(duì)印制電路板的修復(fù)是十分必要的。數(shù)控系統(tǒng)的脫機(jī)測(cè)試需要專用診斷軟件或?qū)Ｓ脺y(cè)試裝置，因此，它只能在數(shù)控系統(tǒng)的生產(chǎn)廠家或?qū)ｉT的維修部門進(jìn)行。
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代CNC的離線診斷軟件正在逐步與CNC控制軟件一體化有的系統(tǒng)已將“專家系統(tǒng)”引入故障診斷中。通過這樣的軟件，操作者只要在CRT/MDI上作一些簡(jiǎn)單的會(huì)話操作，即可診斷出CNC系統(tǒng)或機(jī)床的故障。
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