数控机床的故障诊断内容及方法

　一、故障诊断内容

　　系统可靠性的基本概念：系统可靠性是指数控系统在规定的条件和规定的时间内完成规定功能的能力，故障是指系统在规定的条件和规定的时间内失去了规定的功能。数控机床是复杂的大系统，它涉及光、机、电、液等很多技术，发生故障是难免的。机械锈蚀、机械磨损、机械失效，电子元器件老化、插件接触不良、电流电压波动、温度变化、干扰、噪声，软件丢失或本身有隐患、灰尘，操作失误等都可导致数控机床出故障。

　　1、动作诊断：监视机床各动作部分，判定动作不良的部位。诊断部位是ATC、APC和机床主轴。

　　2、状态诊断：当机床电机带动负载时，观察运行状态。

　　3、点检诊断：定期点检液压元件、气动元件和强电柜。

　　4、操作诊断：监视操作错误和程序错误。

　　5、数控系统故障自诊断。

　　二、各种CNC系统的诊断方法

    CNC系统诊断技术当前使用的各种CNC系统的诊断方法归纳起来大致可分为三大类。

　　1、启动诊断（Star up Diagnostics）：把CNC系统每次从通电开始到进入正常的运行准备状态为止，系统内部诊断程序自动执行的诊断。诊断的内容为系统中最关键的硬件和系统控制软件，如CPU、存储器、I/O单元等模块以及CRT/MDI单元、纸带阅读机、软盘单元等装置或外部设备。

　　2、在线诊断（On—Line Diagnostics）：指通过CNC系统的内装程序，在系统处于正常运行状态时，对CNC系统本身以及与CNC装置相连的各个伺服单元，伺服电机，主轴伺服单元和主轴电机以及外部设备等进行自动诊断、检查。一般来说，包括自诊断功能的状态显示和故障信息显示两部分。

　　①接口显示：为了区分出故障发生在数控内部，还是发生在PLC或机床侧，有必要了解CNC和PLC或CNC和机床之间的接状态以及CNC内部状态。

　　②内部状态显示：（a）由于外因造成不执行指令的状态显示。（b）复位状态显示。（c）TH报警状态显示，即纸带水平和垂直校验，显示出报警时的纸带错误孔的位置。进口泵（d）磁泡存储器异常状态显示。（e）位置偏差量的显示。（f）旋转变压器或感应同步器的频率检测结果显示。（g）伺服控制信息显示。（h）存储器内容显示等。

　　③故障信息显示的内容一般有上百条，最多可达600条。这许多信息大都以报警号和适当注释的形式出现。一般可分成下述几大类：（a）过热报警类；（b）系统报警类；（c）存储器报警类；（d）编程/设定类，这类故障均为操作、编程错误引起的软故障；（e）伺服类：即与伺服单元和伺服电机有关的故障报警；（f）行程开关报警类；（g）印刷线路板间的连接故障类。

　　3、离线诊断（Off—Line Diagnostics）：离线诊断的主要目的是故障导通知故障定位，力求把故障定位在尽可能小的范围内。现代CNC系统的离线诊断用软件，一般多已与CNC系统控制软件一起存在CNC系统中，这样维修诊断时更为方便。（a）通讯诊断：用户只需反CNC系统中专用“通信接口”连接到普通电话线上，而在西门子公司维修中心的专用通信诊断计算机的“数据电话”也连接到电话线路上，然后由计算机向CNC系统发送诊断程序，并将测试数据输回到计算机进行分析关得出结论。（b）自修复系统：备用模块则系统能自动使故障模块脱机而接通备用模块，从而使系统较快地进入正常工作状态。（c）具有AI（人工智能）功能的专家故障诊断系统：

　　①在处理实际问题时，通过具有某个领域的专门知识的专家分析和解释数据并作出决定。

　　②专家系统利用专家推理方法的计算机模型来解决问题，并且得到的结论和专家相同。

　　三、伺服系统的诊断方法

　　采用发光二级管来批示故障可能产生的原因，例如过热报警，过流报警，过压报警，欠压报警，I2t值监控（用于电源电路）等。

　　四、数控机床维修中应注意的事项

　　1、从整机上取出某块线路板时，应注意记录其相对应的位置，连接的电缆号，对于固定安装的线路板，还应按前后取下相应的压接部件及螺钉作记录。拆卸下的压件及螺钉应放在专门的盒内，以免丢失，装配后，盒内的东西应全部用上，否则装配不完整。

　　2、电烙铁应放在顺手的前方，远离维修线路板。烙铁头应作适当的修整，以适应集成电路的焊接，并避免焊接时碰伤别的元器件。

　　3、测量线路间的阻值时，应断电源，测阻值时应红黑表笔互换测量两次，以阻值大的为参考值。

　　4、线路板上大多刷有阻焊膜，因此测量时应找到相应的焊点作为测试点，不要铲除焊膜，有的板子全部刷有绝缘层，则只有在焊点处用刀片刮开绝缘层。

　　5、不应随意切断印刷线路。有的维修人员具有一定的家电维修经验，习惯断线检查，但数控设备上的线路板大多是双面金属孔板或多层孔化板，印刷线路细而密，一旦切断不易焊接，且切线时易切断相邻的线，再则有的点，在切断某一根线时，并不能使其和线路脱离，需要同时切断几根线才行。

　　6、不应随意拆换元器件。有的维修人员在没有确定故障元件的情况下只是凭感觉那一个元件坏了，就立即拆换，这样误判率较高，拆下的元件人为损坏率也较高。进口泵 阀门

　　7、拆卸元件时应使用吸锡器及吸锡绳，切忌硬取。同一焊盘不应长时间加热及重复拆卸，以免损坏焊盘。

　　8、更换新的器件，其引脚应作适当的处理，焊接中不应使用酸性焊油。

　　9、记录线路上的开关，跳线位置，不应随意改变。进行两极以上的对照检查时，或互换元器件时注意标记各板上的元件，以免错乱，致使好板亦不能工作。

　　10、查清线路板的电源配置及种类，根据检查的需要，可分别供电或全部供电。应注意高压，有的线路板直接接入高压，或板内有高压发生器，需适当绝缘，操作时应特别注意.