【正文】 少則幾十種，多則上千種，它是故障診斷的重要信息。 在顯示器顯示報(bào)警中，又可分為 NC 的報(bào)警和 PLC 的報(bào)警兩類。前者為數(shù)控生產(chǎn)廠家設(shè)置的故障顯示，它可對(duì)照系統(tǒng)的 “ 維修手冊(cè) ” ，來確定可能產(chǎn)生該故障的原因。后者是由數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)廠家設(shè)置的 PLC 報(bào)警信息文本，屬于機(jī)床側(cè)的故障顯示。它可對(duì)照機(jī)床生產(chǎn)廠家所提供的 “ 機(jī)床維修手冊(cè) ” 中的有關(guān)內(nèi)容，確定故障所產(chǎn)生的原因。 2)無報(bào)警顯示的故障這類故障 發(fā)生時(shí)，機(jī)床與系統(tǒng)均無報(bào)警顯示，其分析診斷難度通常較大，需要通過仔細(xì)、認(rèn)真的分析判斷才能予以確認(rèn)。特別是對(duì)于一些早期的數(shù)控系統(tǒng)，由于系統(tǒng)本身的診斷功能不強(qiáng)，或無 PLC 報(bào)警信息文本，出現(xiàn)無報(bào)警顯示的故障情況則更多。 對(duì)于無報(bào)警顯示故障，通常要具體情況具體分析，根據(jù)故障發(fā)生前后的變化，進(jìn)行分析判斷，原理分析法與 PLC 程序分析法是解決無報(bào)警顯示故障的主要方法。 按故障產(chǎn)生的原因分類 1)數(shù)控機(jī)床自身故障 這類故障的發(fā)生是由于數(shù)控機(jī)床自身的原因所引起的，與外部使用環(huán)境條件無關(guān)。數(shù)控機(jī)床所發(fā)生的極大多數(shù) 故障均屬此類故障。 2) 數(shù)控機(jī)床外部故障 這類故障是由于外部原因所造成的。供電電壓過低、過高，波動(dòng)過大；電源相序不正確或三相輸人電壓的不平衡；環(huán)境溫度過高；有害氣體、潮氣、粉塵侵入；外來振動(dòng)和干擾等都是引起故障的原因。 此外，人為因素也是造成數(shù)控機(jī)床故障的外部原因之一。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，首次使用數(shù)控機(jī)床或由不熟練工人來操作數(shù)控機(jī)床，在使用的第一年，操作不當(dāng)所造成的外部故障要占機(jī)床總故障的三分之一以上。 除上述常見故障分類方法外，還有其他多種不同的分類方法。如：按故障發(fā)生時(shí)有無破壞性，可分為破壞性故障和非破 壞性故障兩種。按故障發(fā)生與需要維修的具體功能部位，可分為數(shù)控裝置故障，進(jìn)給伺服系統(tǒng)故障，主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故障，自動(dòng)換刀系統(tǒng)故障等等，這一分類方法在維修時(shí)常用。 三、西門子數(shù)控銑床常見故障的診斷 故障診斷原則 1） 先外部后內(nèi)部 現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的可靠性越來越高，數(shù)控系統(tǒng)本身的故障率越來越低，而大部分故障的發(fā)生則是非系統(tǒng)本身原因引起的。由于數(shù)控機(jī)床是集機(jī)械、液壓、電氣為一體的機(jī)床，其故障的發(fā)生也會(huì)由這三者綜合反映出來。維修人員應(yīng)先由外向內(nèi)逐一進(jìn)行排查。盡量避免隨意地啟封、拆卸，否則會(huì)擴(kuò)大故障，使 機(jī)床喪失精度、降低性能。系統(tǒng)外部的故障主要是由于檢測(cè)開關(guān)、液壓元件、氣動(dòng)元件、電氣執(zhí)行元件、機(jī)械裝置等出現(xiàn)問題而引起的。 2)先機(jī)械后電氣 一般來說，機(jī)械故障較易發(fā)覺，而數(shù)控系統(tǒng)及電氣故障的診斷難度較大。在故障檢修之前，首先注意排除機(jī)械性的故障。 3)先靜態(tài)后動(dòng)態(tài) 先在機(jī)床斷電的靜止?fàn)顟B(tài)，通過了解、觀察、測(cè)試、分析，確認(rèn)通電后不會(huì)造成故障擴(kuò)大、發(fā)生事故后，方可給機(jī)床通電。在運(yùn)行狀態(tài)下，進(jìn)行動(dòng)態(tài)的觀察、檢驗(yàn)和測(cè)試，查找故障。而對(duì)通電后會(huì)發(fā)生破壞性故障的，必須先排除危險(xiǎn)后，方可通 電。 4)先簡(jiǎn)單后復(fù)雜 當(dāng)出現(xiàn)多種故障互相交織，一時(shí)無從下手時(shí)，應(yīng)先解決容易的問題，后解決難度較大的問題。往往簡(jiǎn)單問題解決后，難度大的問題也可能變得容易。 數(shù)控機(jī)床的故障診斷技術(shù) 數(shù)控系統(tǒng)是高技術(shù)密集型產(chǎn)品，要想迅速而正確的查明原因并確定其故障的部位，要借助于診斷技術(shù)。隨著微處理器的不斷發(fā)展，診斷技術(shù)也由簡(jiǎn)單的診斷朝著多功能的高級(jí)診斷或智能化方向發(fā)展。診斷能力的強(qiáng)弱也是評(píng)價(jià) CNC 數(shù)控系統(tǒng)性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。目前所使用的各種 CNC 系統(tǒng)的診斷技術(shù)大致可分為以下幾類： 1) 起動(dòng)診斷 起動(dòng)診斷是指 CNC 系統(tǒng)每次從通電開始，系統(tǒng)內(nèi)部診斷程序就自動(dòng)執(zhí)行診斷。診斷的內(nèi)容為系統(tǒng)中最關(guān)鍵的硬件和系統(tǒng)控制軟件，如 CPU、存儲(chǔ)器、 I/O 等單元模塊，以及 MDI/CRT 單元、紙帶閱讀機(jī)、軟盤單元等裝置或外部設(shè)備。只有當(dāng)全部項(xiàng)目都確認(rèn)正確無誤之后，整個(gè)系統(tǒng)才能進(jìn)入正常運(yùn)行的準(zhǔn)備狀態(tài)。否則，將在 CRT 畫面或發(fā)光二極管用報(bào)警方式指示故障信息。此時(shí)起動(dòng)診斷過程不能結(jié)束，系統(tǒng)無法投入運(yùn)行。 2) 在線診斷 在線診斷是指通過 CNC 系統(tǒng)的內(nèi)裝程序，在系統(tǒng)處于正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)對(duì) CNC系統(tǒng)本身及 CNC 裝置相連的各個(gè)伺服單元、伺服電機(jī)、主軸伺服單元和主軸電動(dòng)機(jī)以及外部設(shè)備等進(jìn)行自動(dòng)診斷、檢查。只要系統(tǒng)不停電，在線診斷就不會(huì)停止。 在線診斷一般包括自診斷功能的狀態(tài)顯示有上千條，常以二進(jìn)制的 0、 1 來顯示其狀態(tài)。對(duì)正邏輯來說， 0 表示斷開狀態(tài)， 1 表示接通狀態(tài)，借助狀態(tài)顯示可以判斷出故障發(fā)生的部位。常用的有接口狀態(tài)和內(nèi)部狀態(tài)顯示，如利用 I/O接口狀態(tài)顯示，再結(jié)合 PLC 梯形圖和強(qiáng)電控制線路圖，用推理法和排除法即可判斷出故障點(diǎn)所在的真正位置。故障信息大都以報(bào)警號(hào)形式出現(xiàn)。一般可分為以下幾大類：過熱報(bào)警類； 系統(tǒng)報(bào)警類；存儲(chǔ)報(bào)警類；編程 /設(shè)定類；伺服類；行程開關(guān)報(bào)警類；印刷線路板間的連接故障類。 3) 離線診斷 離線診斷是指數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，數(shù)控系統(tǒng)制造廠家或?qū)I(yè)維修中心利用專用的診斷軟件和測(cè)試裝置 進(jìn) 行停機(jī)（或脫機(jī)）檢查。力求把故障定位到盡可能小的范圍內(nèi)，如縮小到某個(gè)功能模塊、某部分電路，甚至某個(gè)芯片或元件，這種故障定位更為精確。 4)現(xiàn)代診斷技術(shù) 隨著電信技術(shù)的發(fā)展， IC 和微機(jī)性價(jià)比的提高，近年來國(guó)外已將一些新的概念和方法成功地引用到診斷領(lǐng)域。 1） 通信診斷 也稱遠(yuǎn)程診斷，即利用電話通訊線把帶故障的 CNC 系統(tǒng)和專業(yè)維修中心的專用通訊診斷計(jì)算機(jī)通過連接進(jìn)行測(cè)試診斷。如西門子公司在 CNC 系統(tǒng)診斷中采用了這種診斷功能，用戶把 CNC 系統(tǒng)中專用的 “ 通信接口 ” 連接在普通電話線上，而兩門子公司維修中心的專用通迅診斷計(jì)算機(jī)的 “ 數(shù)據(jù)電話 ” 也連接到電話線路上，然后由計(jì)算機(jī)向 CNC 系統(tǒng)發(fā)送診斷程序，并將測(cè)試數(shù)據(jù)輸回到計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析并得出結(jié)論，隨后將診斷結(jié)論和處理辦法通知用戶。 通訊診斷系統(tǒng)還可為用戶作定期的預(yù)防性診斷，維修人員不必親臨現(xiàn)場(chǎng)，只需按預(yù)定的時(shí)間對(duì)機(jī)床作一系列運(yùn)行檢查，在 維修中心分析診斷數(shù)據(jù)，可發(fā)現(xiàn)存在的故障隱患，以便及早采取措施。當(dāng)然，這類 CNC 系統(tǒng)必須具備遠(yuǎn)程診斷接口及聯(lián)網(wǎng)功能。 2) 自修復(fù)系統(tǒng) 就是在系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有備用模塊，在 CNC 系統(tǒng)的軟件中裝有自修復(fù)程序，當(dāng)該軟件在運(yùn)行時(shí)一旦發(fā)現(xiàn)某個(gè)模塊有故障時(shí)，系統(tǒng)一方面將故障信息顯示在 CRT上，同時(shí)自動(dòng)尋找是否有備用模塊，如有備用模塊，則系統(tǒng)能自動(dòng)使故障脫機(jī)，而接通備用模塊使系統(tǒng)能較快地進(jìn)入正常工作狀態(tài)。這種方案適用于無人管理的自動(dòng)化工作場(chǎng)合。 需要注意的是：機(jī)床在實(shí)際使用中也有些故障既無報(bào)警，現(xiàn)象也不 是很明顯，對(duì)這種情況，處理起來就不那樣簡(jiǎn)單了。另外有此設(shè)備出現(xiàn)故障后，不但無報(bào)警信息，而且缺乏有關(guān)維修所需的資料。對(duì)這類故障的診斷處理，必須根據(jù)具體情況仔細(xì)檢查，從現(xiàn)象的微小之處進(jìn)行分析，找出它的真正原因。要查清這類故障的原因，首先必須從各種表面現(xiàn)象中找山它的真實(shí)故障現(xiàn)象，再?gòu)拇_認(rèn)的故障現(xiàn)象中找出發(fā)生的原因。全面地分析一個(gè)故障現(xiàn)象是決定判斷是否正確的重要因素。在查找故障原因前，首先必須了解以下情況：故障是在正常工作中出現(xiàn)還是剛開機(jī)就出現(xiàn)的；山現(xiàn)的次數(shù)是第一次還是已多次發(fā)生；確認(rèn)機(jī)床加工程序的正確性；是否有其 他人 。 四、西門子數(shù)控銑床故障的排除方法 故障的排除方法 由 于數(shù)控機(jī)床故障比較復(fù)雜，同時(shí)數(shù)控系統(tǒng)自診斷能力還不能對(duì)系統(tǒng)的所有部件進(jìn)行測(cè)試，往往是一個(gè)報(bào)警號(hào)指示出眾多的故障原因，使人難以入手。下面介紹維修人員任生產(chǎn)實(shí)踐中常用的排除故障方法。 直觀檢查法是維修人員根據(jù)對(duì)故障發(fā)生時(shí)的各種光、聲、味等異常現(xiàn)象的觀察，確定故障范圍，可將故障范圍縮小到一個(gè)模塊或一塊電路板上，然后再進(jìn)行排除。一般包括： :向故障現(xiàn)場(chǎng)人員仔細(xì)詢問故障產(chǎn)生的過程、故障表象及故障后果等； ：總體查看機(jī)床各部分工作狀態(tài)是否處于正常狀態(tài)，各電控裝置有無報(bào)警指示，局部查看有無保險(xiǎn)燒斷，元器件燒焦、開裂、電線電纜脫落，各操作元件位置正確與否等等； ：在整機(jī)斷電條件下可以通過觸摸各主要電路板的安裝狀況、各插頭座的插接狀況、各功率及信號(hào)導(dǎo)線的聯(lián)接狀況以及用手摸并輕搖元器件，尤其是大體積的阻容、半導(dǎo)體器件有無松動(dòng)之感，以此可檢查出一些斷腳、虛焊、接觸不良等故障； ：是指為了檢查有無冒煙、打火，有無異常聲音、氣味以及觸摸有無過熱電動(dòng)機(jī)和元件存在而通電，一旦發(fā)現(xiàn)立即 斷電分析。如果存在破壞性故障，必須排除后方可通電。 2. 初始化復(fù)位法 一般情況下，由于瞬時(shí)故障引起的系統(tǒng)報(bào)警，可用硬件復(fù)位或開關(guān)系統(tǒng)電源依次來清除故障。若系統(tǒng)工作存貯區(qū)由于掉電、撥插線路板或電池欠壓造成混亂，則必須對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化清除，清除前應(yīng)注意作好數(shù)據(jù)拷貝記錄，若初始化后故障仍無法排除，則進(jìn)行硬件診斷。 3. 自診斷法 數(shù)控系統(tǒng)已具備了較強(qiáng)的自診斷功能，并能隨時(shí)監(jiān)視數(shù)控系統(tǒng)的硬件和軟件的工作狀態(tài)。利用自診斷功能，能顯示出系統(tǒng)與主機(jī)之間的接口信息的狀態(tài)，從而判斷出故障發(fā)生在機(jī)械部分還是數(shù) 控部分，并顯示出故障的大體部位（故障代碼）。 ：是指包括數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)在內(nèi)的各電氣裝置上的各種狀態(tài)和故障指示燈，結(jié)合指示燈狀態(tài)和相應(yīng)的功能說明便可獲知指示內(nèi)容及故障原因與排除方法 ： ：系統(tǒng)軟件、 PLC 程序與加工程序中的故障通常都設(shè)有報(bào)警顯示，依據(jù)顯示的報(bào)警號(hào)對(duì)照相應(yīng)的診斷說明手冊(cè)便可獲知可能的故障原因及排除方法。 功能程序測(cè)試法是將數(shù)控系統(tǒng)的 G、 M、 S、 T、 F 功能用編程法編成一個(gè)功能試驗(yàn)程序，并存儲(chǔ)在相應(yīng)的介質(zhì)上，如紙帶和磁帶等。在故障診斷時(shí)運(yùn)行這個(gè)程序 ，可快速判定故障發(fā)生的可能起因。 功能程序測(cè)試法常應(yīng)用于以下場(chǎng)合： 、還是數(shù)控系統(tǒng)故障引起； b. 數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)隨機(jī)性故障，一時(shí)難以區(qū)別是外來干擾，還是系統(tǒng)穩(wěn)定性個(gè)好； c. 閑置時(shí)間較長(zhǎng)的數(shù)控機(jī)床在投入使用前或?qū)?shù)控機(jī)床進(jìn)行定期檢修時(shí)。 4. 備件替換法 用好的備件替換診斷出壞的線路板，即在分析出故障大致起因的情況下，維修人員可以利用備用的印刷電路板、集成電路芯片或元器件替換有疑點(diǎn)的部分，從而把故障范圍縮小到印刷 線路板或芯片一級(jí)。并做相應(yīng)的初始化起動(dòng)，使機(jī)床迅速投入正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 對(duì)于現(xiàn)代數(shù)控的維修，越來越多的情況采用這種方法進(jìn)行診斷，然后用備件替換損壞模塊，使系統(tǒng)正常工作。盡最大可能縮短故障停機(jī)時(shí)間，使用這種方法在操作時(shí)注意一定要在停電狀態(tài)下進(jìn)行，還要仔細(xì)檢查線路板的版本、型號(hào)、各種標(biāo)記、跨接是否相同，若不一致則不能更換。拆線時(shí)應(yīng)做好標(biāo)志和記錄。 一般不要輕易更換 CPU 板、存儲(chǔ)器板及電地，否則有可能造成程序和機(jī)床參數(shù)的丟失，使故障擴(kuò)大。 當(dāng)發(fā)現(xiàn)故障板或者個(gè)能確定是否是故 障板而又沒有備件的情況下，可以將系統(tǒng)中相同或相兼容的兩個(gè)板互換檢查，例如兩個(gè)坐標(biāo)的指令板或伺服板的交換，從中判斷故障板或故障部位。這種交叉換位法應(yīng)特別注意，不僅要硬件接線的正確交換，還要將一系列相應(yīng)的參數(shù)交換，否則不僅達(dá)不到目的，反而會(huì)產(chǎn)生新的故障造成思維混亂，一定要事先考慮周全，設(shè)計(jì)好軟、硬件交換方案，準(zhǔn)確無誤再行交換檢查。 6. 參數(shù)檢查法 系統(tǒng)參數(shù)是確定系統(tǒng)功能的依據(jù)，參數(shù)設(shè)定錯(cuò)誤就可能造成系統(tǒng)的故障或某功能無效。發(fā)生故障時(shí)應(yīng)及時(shí)核對(duì)系統(tǒng)參數(shù)，參數(shù)一般存放在磁泡存儲(chǔ)器或存放在需由電池保 持的 CMOS RAM 中，一旦電池電量不足或由于外界的干擾等因素，使個(gè)別參數(shù)丟失或變化，發(fā)生混亂，使機(jī)床無法正常工作。此時(shí)，可通過核對(duì)、修正參數(shù)，將故障排除。 有時(shí)由于用戶程序和參數(shù)錯(cuò)誤亦可造成故障停機(jī)，對(duì)此可以采用系統(tǒng)的程序自診斷功能進(jìn)行檢查，改正所有錯(cuò)誤，以確保其正常運(yùn)行。 CNC 系統(tǒng)生產(chǎn)廠在設(shè)計(jì)印刷線路板時(shí)，為了調(diào)整和維修方便，在印刷線路板上設(shè)計(jì)了一些檢測(cè)端子。維修人員通過測(cè)量這些檢測(cè)端子的電壓或波形，可檢查有關(guān)電路的工作狀態(tài)是否正常。但利用檢測(cè)端子進(jìn)行測(cè)量之前，應(yīng)先熟 悉這些檢測(cè)端子的作用及有關(guān)部分的電路或邏輯關(guān)系。 8. 敲擊法 當(dāng) 系統(tǒng)故障表現(xiàn)為有時(shí)正常有時(shí)不正常時(shí)，基本可以斷定為元器件接觸不良或焊點(diǎn)開焊，利用敲擊法檢查時(shí)，當(dāng)敲擊到虛焊或接觸不良的故障部位時(shí)，故障就會(huì)出現(xiàn)。 數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)過長(zhǎng)期運(yùn)行后元件均要老化，性能變壞。當(dāng)它們尚未完全損壞時(shí)，出現(xiàn)的故障就會(huì)時(shí)有時(shí)無。這時(shí)用電烙鐵或電吹風(fēng)對(duì)被懷疑的元件進(jìn)行局部加溫，會(huì)使故障快速出現(xiàn)。