数控系统故障诊断技术及维修研究

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1、数控系统故障诊断技术及维修研究摘要数控系统的故障诊断及维修技术是目前我国针对于高端机床生产加工工业必不可缺的研究课题之一。而鉴于我国当前数控机床应用与发展的现状，数控系统的故障诊断及维修问题仍没有一个被广泛认定的统一标准，亟待解决。本文就我国数控系统的诊断技术及维修问题展开讨论与分析。关键词数控机床；数控系统；故障诊断技术中图分类号TG659文献标识码A文章编号1673-9671-(2012)051-0129-021数控系统的常见故障1.1常见故障分类数控机床数控系统常见的故障一般具有一定规律，按照出现的阶段不同可分为：初期运行阶段、正常运行阶段和衰老阶段。初期运行

2、阶段出现故障的频率相对较高，且故障频率曲线明显呈上升之势，多为设计制作和装配缺陷造成。正常运行阶段故障发生则趋于水平，频率较低，多为人员操作和维护不良所致。而衰老阶段出现的系统故障出现频率极大且曲线呈上升趋势，多为运行时间过长、机件磨损老化所致。数控机床出现故障问题可按照结构不同分为机械类与电气类两种，按照故障发生源不同分为机械故障与控制故障两种，而究其数控系统来说可分为软件故障、硬件故障和干扰故障三种。判定故障的发生原因在电气方面还是机械方面，则需先检查数控系统是否能够正常运行，“看门狗”预警系统是否出现报警现象。然后检查电机电路和原构件组成是否能够正常运行，关注

3、是否出现间歇或抖动现象和定位不准等现象。在检查完毕后如没有出现以上问题则初步诊断可排除问题源不在电气方面，进而转向机械故障的检查环节。应在保证切断电机电源的前提下着重检查系统传动环节，配合手动打表检查系统工作状态。1.2故障分析数控机床伺服驱动系统是与系统电源、电气及机械系统联系，系统运行过程中不断处于启动与关闭状态。容易岀现故障一般会出现系统瘫坏、加工工件面表不达标和保险烧断等问题，系统瘫坏问题是因为电压不稳导致电压波动过大或电压冲击所致。而加工工件面表不达标的问题则是由于生产过程伺服驱动系统调整不合理导致走圆弧补轴换向出现凸台，电机爬行低速或振动情况所致。烧断保

4、险是以机械系统超载负荷导致电机温度过高烧断保险；电源故障：电源失去效用造成的结果是整个系统瘫痪，根本原因在于系统设计方面的不足，而我国大部分地区的供电都存在电压不稳定、品质差等问题，再有人为操作的原因都是造成电源故障的重要原因；内部器件逻辑故障：数控系统主以系统内部器件的逻辑处理模式作为控制的核心，通常以PLC核心技术来实现。内部器件与外界采集的信息接触甚多，执行元构件出现故障的可能性就相对较大。2数控机床系统的诊断技术2.1数控系统故障诊断技术数控系统的诊断与维修概念，不能仅仅局限于数控系统发生故障时，如何能够排除故障和及时修复，使数控系统尽早投入使用，还应包括正

5、确使用和日常保养等。正确操作和使用数控系统的步骤是数控系统通电前的检查和数控系统通电后的检查两个阶段。数控系统通电前的检查内容包括:检查CNC装置内的各个印刷线路板是否紧固，各个插头有无松动；认真检查CNC装置与外界之间的全部连接电缆是否按随机提供的连接手册的规定，正确而可靠地连接；交流输入电源的连接是否符合CNC装置规定的要求；确认CNC装置内的各种硬件设定是否符合CNC装置的要求。只有经过上述检查，CNC装置才能投入通电运行。数控系统通电后的检查的内容则包括：首先要检查数控装置中各个风扇是否正常运转；确认各个印刷线路或模块上的直流电源是否正常，是否在允许的波动范

6、围之内；进一步确认CNC装置的各种参数；当数控装置与机床联机通电时，应在接通电源的同时，作为按压紧急停止按钮的准备，以备出现紧急情况时随时切断电源；用手动以低速给移动各个轴，观察机床移动方向的显示是否正确；进行几次返回机床基准点的动作，用来检查数控机床是否有返回基准点功能，以及每次返回基准点的位置是否完全一致；CNC装置的功能测试等等。2.2诊断程序法维修技术很多数控系统都具有程序单步执行功能，这个功能是在调试加工程序时使用的。当执行加工程序出现故障时，采用单步执行程序可快速确认故障点，从而排除故障。本文就以常用的诊断程序法进行分析讨论。所谓诊断程序就是对数控机床各

7、部分包括数控系统本身进行状态或故障检测的软件，当数控机床发生故障时，可利用该程序诊断出故障源所在范围或具体位置。诊断程序一般分为三套，即启动诊断、在线诊断或称后台诊断和离线诊断。启动诊断指从每次通电开始至进入正常的运行准备状态止，CNC内部诊断程序自动执行的诊断，一般情况下数秒之内即告完成，其目的是确认系统的主要硬件可否正常工作。主要检查的硬件包括：CPU、存储器、I/O单元等印刷板或模块;CRT/MDI单元、阅读机、软盘单元等装置或外设。若被检测内容正常，则CRT显示表明系统已进入正常运行的基本画面（一般是位置显示画面）o否则，将显示报警信息。在线诊断是指在系