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數(shù)控系統(tǒng)故障的現(xiàn)場診斷

2013年05月11日 20:07點擊：610來源：喬揚(yáng)數(shù)控數(shù)控設(shè)備有限公司>>進(jìn)入該公司展臺

數(shù)控維修技術(shù)是保障系統(tǒng)正常運(yùn)行的前提，對數(shù)控技術(shù)的發(fā)展和完善也起到了巨大的作用。我國目前的維修狀況和水平與國外進(jìn)口設(shè)備設(shè)計與制造技術(shù)水平還存在很大的差距，造成差距的原因在于：人員素質(zhì)較差，缺乏數(shù)字測試分析手段，數(shù)域和數(shù)域與頻域綜合方面的測試分析技術(shù)等有待提高等等。

下面我們就從現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的基本構(gòu)成入手，探討數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷與維修。

現(xiàn)代數(shù)控維修工作的基本條件

維修工作人員的基本條件

維修工作開展的好壞首先取決于人員條件，維修工作人員必須具備以下要求：

1）高度的責(zé)任心與良好的職業(yè)道德；

2）知識面廣，掌握計算機(jī)技術(shù)，模擬與數(shù)字電路基礎(chǔ) 。自動控制與電機(jī)拖動，檢測技術(shù)及機(jī)械加工工藝方面的基礎(chǔ)知識與一定的外語水平；

3）經(jīng)過良好的技術(shù)培訓(xùn)，掌握有關(guān)數(shù)控、驅(qū)動及PLC的工作原理，懂得CNC編程和編程語言；

4）熟悉結(jié)構(gòu)，具有實驗技能和較強(qiáng)的動手操作能力；

5）掌握各種常用（尤其是現(xiàn)場）的測試儀器、儀表和各種工具。

在維修手段方面應(yīng)具備的條件

1）準(zhǔn)備好常用備品，配件；

2）隨時可以得到微電子元器件的實際支援或供應(yīng)；

3）必要的維修工具（儀器、儀表、接線、微機(jī)），有小型編程系統(tǒng)或編程器，用以支援設(shè)備調(diào)試；

4）完整的資料、手冊、線路圖、維修說明書（包括CNC操作說明書），接口、調(diào)整與診斷、驅(qū)動說明書，PLC說明書（包括PLC用戶程序單），元器件表格等。

維修前的準(zhǔn)備

數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷

初步判別

報警處理

機(jī)床報警和操作信息的處理　

系統(tǒng)報警的處理　數(shù)控系統(tǒng)發(fā)生故障時，一般在顯示屏或操作面板上給出故障號和相應(yīng)的信息。通常系統(tǒng)的操作手冊或調(diào)整手冊中都有詳細(xì)的報警號、報警內(nèi)容和處理方法，由于系統(tǒng)的報警設(shè)置單一、齊全、嚴(yán)密、明確，維修人員可根據(jù)每一警報后面給出的信息與處理方法自行處理。通常在資料較齊全的條件下，可通過資料分析判斷故障所在，或采取接口信號法判別。根據(jù)故障現(xiàn)象，判別可能發(fā)生故障的部位，而后再按照故障特征，與這一部位的具體特點，逐個部位檢查。在實際應(yīng)用中，可能對一個故障用一種方法即可查到并排除，有時可能需要多種方法并用。對各種判別故障點的方法的掌握程度主要取決于對故障設(shè)備原理與結(jié)構(gòu)掌握的深度。現(xiàn)場維修是整個維修工作的主要部分。現(xiàn)場維修是對數(shù)控機(jī)床所出現(xiàn)的故障（主要是數(shù)控部分）進(jìn)行診斷，找出故障部位，以相應(yīng)的正常備件更換，從而恢復(fù)數(shù)控系統(tǒng)及數(shù)控機(jī)床正常運(yùn)行的工作過程。其中的關(guān)鍵是診斷，即對系統(tǒng)或外圍線路進(jìn)行檢測，確定有*，并對故障定位即指出故障確切位置。從整機(jī)定位到插線板，在某些場合下甚至定位到元器件。接到用戶的直接要求之后，應(yīng)盡可能直接與用戶，以使盡快地獲取到現(xiàn)場信息、現(xiàn)場情況及故障信息。如數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給與主軸驅(qū)動型號、掃警指示或故障現(xiàn)象，用戶現(xiàn)場有無備件等，據(jù)此預(yù)先分析可能出現(xiàn)的故障原因與部位。而后在到現(xiàn)場之前準(zhǔn)備好有關(guān)的技術(shù)資料與維修服務(wù)工具、儀器備件等，做到有備而去。

機(jī)床制造廠根據(jù)機(jī)床的電氣特點，應(yīng)用PLC程序，將一些能反映機(jī)床接口電氣控制方面的故障或操作信息以特定的標(biāo)志，通過顯示器給出，并可通過一個特定的鍵，看到更詳盡的報警說明。這類報警可以根據(jù)機(jī)床廠提供的排故手冊進(jìn)行處理，也可以利用操作面板或編程器，根據(jù)電路圖和PLC程序，查出相應(yīng)的信號狀態(tài)，按邏輯關(guān)系找出故障點，并進(jìn)行處理。

無報警或無法報警的故障處理

當(dāng)系統(tǒng)的PLC無法進(jìn)行，系統(tǒng)已停機(jī)時，或系統(tǒng)沒有報警但工作不正常時，需要根據(jù)故障發(fā)生前后的系統(tǒng)狀態(tài)信息，運(yùn)用已掌握的理論基礎(chǔ)進(jìn)行分析，做出正確的判斷。下面根據(jù)我們的維修經(jīng)驗，闡述這種故障診斷辦法。

常規(guī)檢查法：

手摸　用手摸并輕搖元器件，尤其是阻容、半導(dǎo)體器件有無松動之感，以此可檢查出一些斷腳、虛焊等問題。

通電　首先用萬用表檢查各種電源之間有無斷路現(xiàn)象，如無即可接入相應(yīng)的電源，目測有無冒煙、打火等現(xiàn)象。手摸元器件有無異常發(fā)熱的現(xiàn)象，以此可發(fā)現(xiàn)一些較為明顯的故障，而縮小檢修范圍。

例如，在哈爾濱某工廠排除故障時，機(jī)床的數(shù)控和PLC運(yùn)行正常，但機(jī)床的液壓無法啟動，用編程器檢查PLC程序運(yùn)行正常，各所需信號狀態(tài)均滿足開機(jī)條件，進(jìn)一步檢查時發(fā)現(xiàn)，PLC 信號狀態(tài)與圖紙和設(shè)備上的標(biāo)記不一致，停機(jī)后，拔出電路板檢查，發(fā)現(xiàn)PLC兩塊輸出板地址不對，與另兩塊位置搞錯，經(jīng)交換后，機(jī)床正常運(yùn)轉(zhuǎn)。對于發(fā)生這個故障的機(jī)床所采用的 SIMATIC S5-150K可編程控制器來說，只要地址正確，無論將線路板的位置怎樣排列，系統(tǒng)均能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，但相應(yīng)的執(zhí)行元件和信號必須正確地對應(yīng)，一旦對應(yīng)錯誤就會發(fā)生故障，甚至毀壞機(jī)床。另外，根據(jù)用戶提供的故障現(xiàn)象，結(jié)合自己的現(xiàn)場觀察，運(yùn)用系統(tǒng)工作原理亦可迅速做出正確判斷。

儀器測量法：　

目測　目測故障板，仔細(xì)檢查有無保險絲燒斷、元器件燒焦、煙熏、開裂現(xiàn)象，有無異物斷路現(xiàn)象，以此可判斷板內(nèi)有無過流、過壓、短路等問題。

當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障后，采用常規(guī)電工檢測儀器、工具，按系統(tǒng)電路圖及機(jī)床圖，對故障部分的電壓、電源、脈沖信號等進(jìn)行實測，判斷故障所在。

如電源的輸入電壓超限，應(yīng)對電源監(jiān)控，可用電壓表測網(wǎng)絡(luò)電壓，或用電壓測試儀實時監(jiān)控，以排除其它原因。如發(fā)生位置控制環(huán)故障，可用示波器檢查測量回路的信號狀態(tài)，或用示波器觀察其信號輸出是否缺相，有無干擾。

例如，在上海某廠的排故中，系統(tǒng)報警，位置環(huán)硬件故障，用示波器檢查發(fā)現(xiàn)有一干擾信號，我們在電路中用接一電容的方法將其濾掉使系統(tǒng)工作正常。如果出現(xiàn)系統(tǒng)無法回基準(zhǔn)點的情況，可用示波器檢查是否有零標(biāo)記脈沖，若沒有，可考慮是測量系統(tǒng)損壞。

用可編程器進(jìn)行PLC中斷狀態(tài)分析　可編程控制器發(fā)生故障時，其中斷原因以中斷堆棧的方式記憶。使用編程器可以在系統(tǒng)停止?fàn)顟B(tài)下，調(diào)出中斷堆棧和塊堆棧，按其所指示的原因，查明故障之所在，在可編程序控制器的維修中這是zui常用、有效和快速的辦法。

接口信號檢查　通過用可編程序控制器檢查機(jī)床控制系統(tǒng)的接口信號，并與接口手冊的正確信號相對比，亦可查出相應(yīng)的故障點。

診斷備件替換法：　

現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)大都采用模塊化設(shè)計，按功能不同劃分為不同模塊，隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，電路的集成規(guī)模越來越大，技術(shù)也越來越復(fù)雜。按照常規(guī)的方法，很難把故障定位到一個很小的區(qū)域，而一旦系統(tǒng)發(fā)生故障，可縮短停機(jī)時間。我們可以根據(jù)模塊的功能與故障現(xiàn)象，初步判斷出可能的故障模塊，用診斷備件將其替換，這樣可迅速判斷出有故障的模塊。在沒有診斷備件的情況下采用現(xiàn)場相同或相容的模塊進(jìn)行替換檢查。對于現(xiàn) 代數(shù)控的維修，越來越多的情況下采用這種方法進(jìn)行診斷，然后用備件替換損壞模塊，使系統(tǒng)正常工作，盡zui大可能縮短故障停機(jī)時間，使用這種方法在操作時注意一定要在停電狀態(tài) 下進(jìn)行，還要仔細(xì)檢查線路板的版本、型號、各種標(biāo)記，跨接是否相同，對于有關(guān)的機(jī)床數(shù)據(jù)和電位計的位置應(yīng)做好記錄，拆線時應(yīng)做好標(biāo)志。

利用系統(tǒng)的自診斷功能判斷：　

現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)尤其是全功能數(shù)控具有很強(qiáng)的自診斷能力，通過實施實時監(jiān)控系統(tǒng)各部分的工作，及時判斷故障，給出報警信息，并做出相應(yīng)的動作，避免事故發(fā)生。然而有時當(dāng)硬件發(fā)生故障時，就無法報警，有的數(shù)控系統(tǒng)可通過發(fā)光管不同的閃爍頻率或不同的組合做出相應(yīng)的指示，這些指示配合使用就可幫助我們準(zhǔn)確地診斷出故障模板的位置。

如SINUMERIK 8 系統(tǒng)根據(jù)MS100 CPU板上4個指示燈和操作面板上的FAULT燈的亮滅組合就可判斷出故障位置。

上述診斷方法，在實際應(yīng)用時，他們之間并無嚴(yán)格的界限，可能用一種方法就可排除故障，亦可能需要多種方法同時進(jìn)行。其效果主要取決于對系統(tǒng)原理與結(jié)構(gòu)的理解與掌握的深度，以及維修經(jīng)驗的多少等。

關(guān)鍵詞：數(shù)控系統(tǒng) 數(shù)控機(jī)床控制器檢測儀器電壓表

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