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1、数控系统故障诊断技术数控系统故障诊断技术n第一节第一节 数数控机床的维护控机床的维护n第二节第二节 数控系统维修数控系统维修技术技术n第三节第三节 数控系统故障诊断数控系统故障诊断第一节 数控机床的维护一、数控机床维修管理的特点：一、数控机床维修管理的特点：选择合理的维修方式维修方式有：事后维修、预防维修、改善维修、预知维修或状态监测维修、维修预防从修理费用、停产损失、维修组织工作和修理效果等方面去衡量建立专业维修组织和维修协作网点检管理:按有关文件的规定,对设备进行定点、定时的检查和维护点检的内容:定点、定标、定期、定项、定人、定法、检查、记录、处理、分析分类:日常点检:对机床一般部件的点检
2、,处理和检查机床在运行过程中出现的故障,由机床操作人员进行专职点检:对机床关键部位和重要部件按周期进行重点点检和设备状态监测与故障诊断,制定点检计划,做好诊断记录,分析维修结果,提出改善设备维护管理的建议,由专职维修人员进行二、数控机床的维护数控机床使用中应注意的问题使用环境:避免阳光的直射和其他辐射避免太潮湿或粉尘过多的场所避免有腐蚀气体的场所要远离振动大的设备电源要求:允许波动10%有操作规程不宜长期封存不用每周通电1-2次，每次空运行1小时左右数控系统的维护严格遵守操作规程和日常维护制度应尽量少开数控柜和强电柜的门数控系统的输入/输出装置的定期维护定时清扫数控柜的散热通风系统定期检查和更
3、换直流电动机电刷经常监视数控系统的电网电压定期更换存储器用电池每年更换一次电池的更换应在数控系统供电的状态下进行，以免参数丢失数控系统长期不用时的维护经常给数控系统通电对于直流电动机应将电刷取出,以免腐蚀换向器备用电路板的维护做好维修前的准备工作:技术准备工具准备备件准备三、数控机床的可靠性指标1、平均无故障时间平均无故障时间（Mean Time Between Failure）:指数控机床在两次故障之间能正常工作的时间的平均值。（该时间越长越好）MTBF=总工作时间总工作时间/总故障次数总故障次数2、平均修复时间平均修复时间（Mean Time To Restore）指数控机床在寿命范围内，
4、每次从出现故障开始维修，直至能正常工作所用的平均时间。（该时间越短越好）MTTR=总故障时间总故障时间/总故障次数总故障次数 有效度有效度（Availability）是考核数控机床可靠性和可维修性的指标。(A是一个小于1的数，越接近1越好。)A=MTBF/(MTBF+MTTR)第二节 数控系统维修技术一、数控系统现场维修要求一、数控系统现场维修要求现场维修的基本条件必要的维修工具必要的技术资料和技术准备必要的备件现场维修的阶段划分与工作步骤维修中的元器件替代二、必要的维修用器具二、必要的维修用器具测量仪器、仪表万用表逻辑测试笔和脉冲信号笔使用TTL和CMOS逻辑电平通用型示波器频带宽度为101
5、00MHZ范围内的双通道示波器测电平、脉冲上下沿、脉宽、周期、频率、两信号的相位和电平幅度的比较PLC编程器IC测试仪离线快速测试集成电路的好坏IC在线测试仪在线对电路板上的芯片直接进行功能、状态和外特性测试，确认其逻辑功能是否失效短路追踪仪逻辑分析仪专门用于测量多路数字信号的测试仪器，可同时显示8、16、64个通道的逻辑方波信号维修工具电烙铁吸锡器螺丝刀钳类工具扳手其他化学用品松香、纯酒精、清洁触点用喷剂、润滑油三、必要的技术资料和技术准备数控装置部分PLC装置部分PLC装置及其编程器的连接、编程、操作方面的技术说明书PLC用户程序清单或梯形，I/O地址及意义清单、报警文本及PLC的外部连接
6、图伺服单元进给和主轴伺服单元原理、连接、调整和维修方面的技术说明书包括：伺服单元的电气原理图、接线图、故障的报警显示、重要的调整点和测试点，伺服单元参数的意义和设置机床部分机床安装、使用、操作和维修的技术说明机床的操作面板布置及其操作说明机床电气原理图、布置图、接线图液压回路图和气动回路图其他元器件技术资料元器件清单、备件清单、通用元器件手册数据程序备份故障维修记录四、维修中注意事项从数控系统中取下某电路板时，应记录相对应的位置和连接的电缆号电路板上刷有阻焊膜，不要任意铲除；测线路间阻值时，先切断电源。每测一处均应红黑笔对调一次，以阻值大的为参考值不应随意切断印刷电路在无把握确定某一元件为故障
7、元件时，不要随意拆卸，更换故障元件时避免同一焊点的长时间加热和对故障元件的硬取查清电路板的电源配置及种类，按检测需要，采取局部供电或全部供电第三节 数控系统故障诊断一、故障分类一、故障分类有报警显示的故障硬件报警显示的故障:各单元装置上的报警灯软件报警显示故障:CRT显示器上显示出来的报警号报警信息 来自NC的报警和来自PLC的报警存储器报警过热报警伺服系统报警轴超程报警程序出错报警主轴报警过载报警断线报警无报警显示的故障无任何硬件或软件的报警显示,分析难度较大二、故障诊断原则先外部后内部外部的行程开关、按钮开关、液压气动元件、印刷电路板间的连接部位，接触不良，是产生数控机床故障的重要因素尽量
8、避免随意地启封、拆卸，以避免扩大故障，降低机床性能先机械后电气机械故障容易察觉大部分故障是机械部件失灵造成的先静后动不盲目动手了解故障发生的过程及状态查阅说明书、系统资料先在机床断电的静止状态，观察、分析确认无恶性故障或破坏性故障，方可给机床通电，进行动态观察检验和测试恶性故障或破坏性故障先排除故障才通电诊断先公用后专用如CNC、PLC、电源、液压等公用部分先简单后复杂先一般后特殊三、故障自诊断技术CNC系统的自诊断系统的自诊断：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（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。开机
9、运行，自动诊断整个硬件系统，为正常工作做好准备发现错误，自动进入自诊断状态，经故障检测定位报警启动诊断启动诊断：从通电开始至进入正常的运行准备状态为止诊断的内容：系统中最关键的硬件和系统控制软件系统的配置如：外设接口、RAM、ROM启动诊断过程不结束，系统不能投入运行在线诊断在线诊断通过CNC系统的内装程序，在系统处于正常运行状态时，对CNC系统本身及与CNC装置相连的各个进给伺服单元、伺服电动机、主轴伺服单元和主轴电动机、外围设备等进行自动诊断、检查只要系统不停电，在线诊断就不会停止 离线诊断离线诊断：n用离线诊断软件，一般与CNC系统控制软件装在CNC系统中，可调用，在CRT上观察诊断结果。四、故障诊断方法观察检查法直观检查法预检查电源检查熔丝熔断熔丝不断，输出无电压电源输出电压不准开关电源发出重复的“滴嗒”响声接地检查与插头、连接电缆检查机床数据检查功能程序测试法PLC程序法修改状态识别法接口信号法试探交换法故障：故障：不能联机不能联机故障：故障：急停、超程故障急停、超程故障故障：故障：联机正常，但三个进给联机正常，但三个进给轴不能执行进给运动轴不能执行进给运动故障：故障：只出现一个轴或二个轴不只出现一个轴或二个轴不执行进给运动执行进给运动故障：故障：主轴正、反转都不执行主轴正、反转都不执行故障：故障：主轴某方向不转主轴某方向不转