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| 数控设施问题及养护方案探讨剖析 | |
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| 详细信息 |
| 一、常见故障分类 1.硬件故障和软件故障硬件故障是只有更换已损坏的器件才能排除的故障。软件故障是程序编制或参数错误造成的故障，只要相应改变程序内容或修改参数才能排除。 2.系统性故障和随机性故障系统性故障是只要满足一定的条件，数控设备必然出现的故障。而随机性故障是在同样的条件下，只偶然出现1～2次的故障。因此，随机性故障的分析和排除较为困难，这类故障往往与机械结构的局部松动错位、数控系统中部分元器件工作特性漂移及机床电气元件可靠性下降等有关。这类故障的排除要经过反复试验，综合判断才能排除。 3.破坏性故障和非破坏性故障对破坏性故障，如伺服系统失控造成飞车等，维修人员在维修时不许重演故障现象，只能根据现场人员介绍，经过检查、分析来排除，所以技术难度较高，且有一定风险。 4.有诊断和无诊断显示故障现今的数控设备都有较丰富的自诊断功能，如目前国内配置较多的发那科和西门子数控系统都具有几百条报警号。有诊断显示的故障一般都与控制部分有关，可根据报警内容，很容易找到故障原因。无诊断显示的故障维修时只能根据出现故障前后现象来分析判断，排除这类故障的难度较大。 5.运动品质特性下降故障故障时数控设备仍可照常运行，但加工不出合格的工件。因无任何报警显示，只能用检测仪器的检测来发现。例如，数控设备定位精度超差，反向死区太大，运动中发生振荡等。这类故障必须配合检测仪器，采取对机械、数控系统和伺服系统等进行调整的措施来解决。 二、故障的处理步骤 1.查故障现象充分掌握故障信息数控机床一旦发生故障，不要急于动手，盲目处理。首先要查看故障记录，询问现场人员故障出现的全过程。在确认通电无危险的情况下再通电，亲自观察故障现象，特别要注意确定主要故障信息。如：故障发生时报警号和报警提示是什么？哪个报警指示灯和发光二极管指示报警？如无报警，系统处于何种工作状态？系统工作方式的诊断结果是什么？故障发生时运动轴处于什么位置？是以何种速度运动？故障发生时执行了什么指令、进行了何种操作？以前是否发生类似故障？故障是否重复发生等。 2.分析故障原因分析原因时应注意：要在充分调查，掌握现场第一手材料的基础上，把故障问题正确列出来；要开阔思路，无论是机、液、气，还是数控系统及强电部分，把可能引起故障的原因和每一种可能解决的方法全部列出来，进行综合判断和筛选。 三、常见故障检测原则 1.先简单后复杂。当出现多种故障现象时，先解决简单问题。常常在解决简单故障过程中，难度大的问题往往变得容易，或在排除简单故障时受到启发，对复杂故障的认识更清晰，从而有了解决办法。 2.先机械后电气。一般来说，机械故障易察觉，而数控系统故障的诊断难度要大些。根据经验，数控机床的故障中有很大一部分是由机械动作失灵引起的。首先应注意排除机械性故障，往往可以达到事半功倍的效果。 3.先外部后内部。当数控机床发生故障后，维修人员通过望、闻、听、问等方法，由外部向内部逐个进行检查。首先应检查外部的开关、接插件连接等，因其接触不良造成信号传递失灵，是产生数控机床故障的重要因素。通过检查这些部位可迅速排除较多的故障。 4.先静后动。先在机床断电的静止状态，通过观察、测试、分析，确认为非恶性或破坏性故障后，方可给机床通电。在运行工况下，进行动态的观察、测试和检验。对于恶性的破坏性故障，必须先行处理排除危险后，方可进行通电状态，然后在运行工况下进行动态诊断。 四、维修方法 1.机械部分（1）主轴部件故障。由于采用电气调速、主轴箱内部结构比较简单。自动变挡装置、自动拉紧刀柄装置及主轴运动精度的保持性等是可能出现故障的部位。 （2）进给传动链故障。由于普遍采用了滚动摩擦副，进给传动链故障大部分是以运动品质下降表现出来的。如定位精度下降、反向间隙过大、机械爬行、轴承噪声过大（一般都在撞车后出现）等。因此，这部分检修常与运动副预紧力、松动环节和补偿环节的调整有关。 （3）行程开关故障。为保证数控机床的工作可靠性，大量采用了限制运动位置的行程开关。机床长期工作后，运动部件运动特性变化、压合行程开关的机械装置及行程开关本身品质特性等都影响整机的故障率。 2.数控系统（1）直观法。这是一种最基本、最简单的方法。维修人员通过对故障发生的各种光、声、味等异常现象的认真观察，可将故障范围缩小到一个模块上。这往往要求维修人员具有丰富的实践经验以及综合判断能力。 （2）参数诊断。数控系统的参数是经过一系列试验、调整而获得的重要数据，这些直接影响着数控机床的性能。参数通常是存放在存储器中。一旦电池电量不足或由于外界的某种干扰等因素，会使个别参数丢失或变化，使系统发生混乱机床无法正常工作。通过核对、修正参数，就能将故障排除。因此，当机床长期闲置之后启动系统时，无缘无故地出现不正常现象或有故障而无报警时，就应根据故障特征，检查和校对有关参数。 （3）交换法。这是现场判断故障简单易行的常用方法之一。 交换法是在分析出故障大致起因的情况下，维修人员可以利用备用的印刷电路板、模板、集成电路芯片或元器件换有疑点的部分，从而把故障范围缩小到印刷电路板或芯片一级。 （4）自诊断功能法。故障自诊断功能是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项重要指标。当数控系统一旦发生故障，借助系统的自诊断功能，往往可以迅速、准确查明原因并确定故障部位。这个方法是当前维修中最常用、最有效的方法。 自诊断方法有3种。 ①开机自诊断。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、PAM、ROM等芯片，MDI、CRT、I／O等模块及监控软件、系统软件等逐个进行检测，并将检测结果显示在CRT上。开机自诊断通常需一分钟左右的时间。一旦检测通不过，即在CRT上显示报警信息或报警号，指出哪个部分发生故障。 ②在线诊断。 系统处于正常运转状态时，运行内部诊断程序，对系统本身、PLC、位置伺服单元以及与数控装置相连的其他外部设备进行自动测试和检查，并及时显示有关故障信息。只要系统不停电，在线诊断就不会停止。 ③离线诊断。也称脱线诊断。当CNC系统故障或要判定系统是否真有故障时，将数控系统与机床脱离作检查，以便对故障作进一步定位，力求把故障定位在尽可能小的范围内。 （5）对比法。是以正确的电压、电平或波形与异常的相比较来寻找故障部位。有时还可以将正常部分试验性地造成“故障” 或报警（如断开连线、拔去组件），看其是否和相同部分产生的故障现象相似，以判断故障原因。 （6）敲击法。如果数控系统的故障若有若无，这时可用敲击法检查出故障所在部位。这种若有若无的故障多是由于虚焊或接触不良引起的，当用绝缘物轻轻敲击有虚焊或接触不良的疑点处，故障肯定会重复再现。 （7）局部升温法。数控系统经过长期运行后元器件均要老化，性能变坏。当它们尚未完全损坏时，出现的故障会变得时隐时现。这时可用热吹风机或电烙铁等对被怀疑的元器件进行局部升温，加速其老化，以便彻底暴露故障部件。 （8）原理分析法。根据数控系统的组成原理，可从逻辑上分析出各点的逻辑电平和特征参数（如电压值或波形等），然后用万用表、逻辑笔、示波器或逻辑分析仪对其进行测量、分析和比较，从而对故障进行定位。 （9）隔离法。有些故障，如运动爬行、抖动等，当一时难以区分是数控部分还是伺服部分或是机械部分故障造成时，常采用隔离法。将电机分离，数控与伺服分离，位置闭环分离作开环处理。这样能将复杂的问题化为简单，较快地找到故障的原因。 （10）更新建立法。当CNC或PLC装置由于电网干扰，或其他偶然原因发生异常情况或死机时，应清除有关内存区，重新进行冷启动或热启动。并对CNC参数进行重新设置，便可排除故障。 除上述方法外，还有电压拉偏法、软件检测法等多种方法。 这些检查方法各有特点，在处理故障时，可按不同情况灵活应用或数种方法结合使用，逐渐缩小故障可疑范围，找出故障所在。 |
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