第四章数控系统的故障诊断与维修技术

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1、第四章数控系统的故障诊断与维修技术数控系统是由硬件控制系统和软件控制系统两大部分组成。其中硬件控制系统是以微处理器为核心，包括可编程控制器、伺服驱动单元、伺服电机等可见部件。软件控制系统即数控软件，包括数据输入输出、插补控制、刀具补偿控制、位置控制、伺服控制等控制软件及各种机床参数、PLC参数、报警文本等组成。§4.1数控系统维修的基础一、现代数控系统维修的基本条件1．维修人员应具备的基本素质(1)要有高度的责任心和良好的职业道德；1(2)具备计算机、模拟与数字技术、自动控制技术、检测技术以及机械加工工艺

2、、刀具等方面的知识。(3)进行过良好的数控技术培训，已掌握有关数控、驱动及PLC的工作原理，了解CNC编程和编程语言；(4)熟悉机床的基本结构，具有较强的动手操作能力。(5)掌握常用检测仪器、仪表和各种维修工具的使用。2．应具备的维修手段(1)准备好常用备件、配件；(2)随时可以得到微电子元器件的供应；(3)必要的维修工具(仪器、仪表、接线等)，最好有小型编程机或编程器等；2(4)完整的技术资料、手册、线路图、维修说明书(包括CNC操作说明书)、接口、调整与诊断、驱动说明书、PLC说明(包括PLC用户程序

3、单)、元器件表格等。二、现代数控系统维修的阶段划分现代数控系统的维修一般划分为三个阶段：准备阶段、现场维修阶段和维修后的处理阶段。（1）准备阶段包括现场调研、故障信息的采集、工具与备件的准备等。它是开展维修工作的基础和前提，也是搞好维修工作的基本保障。（2）现场维修阶段是维修的具体工作过程，它包括对故障的诊断、检测、分析、故障定位、修复等。（3）维修后的处理阶段是指在数控设备重新投入运行后的技术维护及技术管理等项工作。3三、故障发生时的处理当数控系统故障发生时，操作人员应采取紧急措施，停止运行，保护现场。

4、如果操作人员不能及时排除故障，除应及时通知维修人员之外，还应对故障做如下的记录：(1)故障的种类要了解机床在出现故障时，机床处于何种运行方式，如手动数据输入方式(MDI)、存储器方式、编辑，以及NC系统的状态显示，CRT有无报警显示，刀具轨迹、速度，定位误差等。(2)故障的频繁程度故障发生的时间、发生的次数，发生故障时的外界情况，出现故障的程序段等。(3)故障的重复性将引起故障的程序段重复执行几次，观察故障的重复性。(4)外界状态外界状态包括环境温度、是否有强烈振动?以及其他干扰源等。4(5)操作状况切削

5、液、冷却油是否溅进数控系统，系统是否受水浸渍?数控系统是否有阳光直射?输入电压值是否稳定?(6)运转情况机床在运转中是否改变过或调整过运转方式？机床是否处于报警状态？是否作好了运转准备，保险丝是否正常？机床是否处于锁住状态？(7)机床情况机床的调整状况？机床在运行过程中是否发生振动？刀尖正常吗？等。(8)机床与数控系统之间的接线及接口情况信号屏蔽线接地是否正确?电缆线是否正常、完整无损，特别是在拐弯处是否有破裂或损伤，信号线与电源线是否分开走线?(9)数控装置的外观检查及程序检查此外，有无其他偶然或突发因

6、素，如突然停电，外线电压波动较大、打雷、某部件进水等。5§4.2现代数控系统的自诊断一、自诊断技术概述故障自诊断技术是当今数控系统一项十分重要的技术，它的强弱是评价系统性能的一个重要指标。(1)开机自检每当数控系统通电开始，系统内部自诊断软件对系统中最关键的硬件和控制软件，如数控装置中的CPU、RAM、ROM等芯片，MDI、CRT、I/O等模块及监控软件、系统软件等逐一进行检测，并将检测结果在CRT上显示出来。(2)实时自诊断数控系统在正常运行时，自动对系统、伺服系统、外部的I/O及数控装置相连的其它外部

7、装置进行自动测试、检查，并显示有关状态信息和故障。6自诊断系统的思想是：向被诊断的部件或装置写入一串成为测试码的数据，然后观察系统相应的输出数据(称为校验码)，根据事先已知的测试码、校验码与故障的对应关系，通过对观察结果的分析以确定故障。二、西门子810系统的自诊断功能及报警处理方法810系统具有很强的自诊断功能，实时监控系统各部分的工作，并能及时识别出NC、PLC和机床中的故障，从而避免工件、刀具或机床的事故。1、CPU监控CPU模块上的红色发光二极管(LED)指示控制系统的状态。正常情况下，按下系统启

8、动按钮的最初6～7s内，这个LED频繁闪亮，然后熄灭，这时系统启动完成。而如果这个LED常亮，则系统不能被启动，CRT也往往没有显示，这时可从以下几方面着手查找故障原因：7(1)CPU模块硬件故障；(2)模块中有跨接桥错接；(3)EPROM存储器故障；(4)总线板损坏；(5)机床数据错误；(6)启动芯片用错或损坏。2、EPROM存储器的自诊断基本系统软件全部存储于EPROM存储器中，它们的正确无误是系统正常工作的基本前提。因此