【正文】 少則幾十種，多則上千種，它是故障診斷的重要信息。 在顯示器顯示報警中，又可分為 NC 的報警和 PLC 的報警兩類。前者為數(shù)控生產(chǎn)廠家設置的故障顯示，它可對照系統(tǒng)的 “ 維修手冊 ” ，來確定可能產(chǎn)生該故障的原因。后者是由數(shù)控機床生產(chǎn)廠家設置的 PLC 報警信息文本，屬于機床側的故障顯示。它可對照機床生產(chǎn)廠家所提供的 “ 機床維修手冊 ” 中的有關內(nèi)容，確定故障所產(chǎn)生的原因。 2)無報警顯示的故障這類故障 發(fā)生時，機床與系統(tǒng)均無報警顯示，其分析診斷難度通常較大，需要通過仔細、認真的分析判斷才能予以確認。特別是對于一些早期的數(shù)控系統(tǒng)，由于系統(tǒng)本身的診斷功能不強，或無 PLC 報警信息文本，出現(xiàn)無報警顯示的故障情況則更多。 對于無報警顯示故障，通常要具體情況具體分析，根據(jù)故障發(fā)生前后的變化，進行分析判斷，原理分析法與 PLC 程序分析法是解決無報警顯示故障的主要方法。 按故障產(chǎn)生的原因分類 1)數(shù)控機床自身故障 這類故障的發(fā)生是由于數(shù)控機床自身的原因所引起的，與外部使用環(huán)境條件無關。數(shù)控機床所發(fā)生的極大多數(shù) 故障均屬此類故障。 2) 數(shù)控機床外部故障 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)控機床故障的外部原因之一。據(jù)有關資料統(tǒng)計，首次使用數(shù)控機床或由不熟練工人來操作數(shù)控機床，在使用的第一年，操作不當所造成的外部故障要占機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，進給伺服系統(tǒng)故障，主軸驅動系統(tǒng)故障，自動換刀系統(tǒng)故障等等，這一分類方法在維修時常用。 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)控機床是集機械、液壓、電氣為一體的機床，其故障的發(fā)生也會由這三者綜合反映出來。維修人員應先由外向內(nèi)逐一進行排查。盡量避免隨意地啟封、拆卸，否則會擴大故障，使 機床喪失精度、降低性能。系統(tǒng)外部的故障主要是由于檢測開關、液壓元件、氣動元件、電氣執(zhí)行元件、機械裝置等出現(xiàn)問題而引起的。 2)先機械后電氣 一般來說，機械故障較易發(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，首先注意排除機械性的故障。 3)先靜態(tài)后動態(tài) 先在機床斷電的靜止狀態(tài)，通過了解、觀察、測試、分析，確認通電后不會造成故障擴大、發(fā)生事故后，方可給機床通電。在運行狀態(tài)下，進行動態(tài)的觀察、檢驗和測試，查找故障。而對通電后會發(fā)生破壞性故障的，必須先排除危險后，方可通 電。 4)先簡單后復雜 當出現(xiàn)多種故障互相交織，一時無從下手時，應先解決容易的問題，后解決難度較大的問題。往往簡單問題解決后，難度大的問題也可能變得容易。 數(shù)控機床的故障診斷技術 數(shù)控系統(tǒng)是高技術密集型產(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。隨著微處理器的不斷發(fā)展，診斷技術也由簡單的診斷朝著多功能的高級診斷或智能化方向發(fā)展。診斷能力的強弱也是評價 CNC 數(shù)控系統(tǒng)性能的一項重要指標。目前所使用的各種 CNC 系統(tǒng)的診斷技術大致可分為以下幾類： 1) 起動診斷 起動診斷是指 CNC 系統(tǒng)每次從通電開始，系統(tǒng)內(nèi)部診斷程序就自動執(zhí)行診斷。診斷的內(nèi)容為系統(tǒng)中最關鍵的硬件和系統(tǒng)控制軟件，如 CPU、存儲器、 I/O 等單元模塊，以及 MDI/CRT 單元、紙帶閱讀機、軟盤單元等裝置或外部設備。只有當全部項目都確認正確無誤之后，整個系統(tǒng)才能進入正常運行的準備狀態(tài)。否則，將在 CRT 畫面或發(fā)光二極管用報警方式指示故障信息。此時起動診斷過程不能結束，系統(tǒng)無法投入運行。 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)處于正常運行狀態(tài)時對 CNC系統(tǒng)本身及 CNC 裝置相連的各個伺服單元、伺服電機、主軸伺服單元和主軸電動機以及外部設備等進行自動診斷、檢查。只要系統(tǒng)不停電，在線診斷就不會停止。 在線診斷一般包括自診斷功能的狀態(tài)顯示有上千條，常以二進制的 0、 1 來顯示其狀態(tài)。對正邏輯來說， 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，再結合 PLC 梯形圖和強電控制線路圖，用推理法和排除法即可判斷出故障點所在的真正位置。故障信息大都以報警號形式出現(xiàn)。一般可分為以下幾大類：過熱報警類； 系統(tǒng)報警類；存儲報警類；編程 /設定類；伺服類；行程開關報警類；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)制造廠家或專業(yè)維修中心利用專用的診斷軟件和測試裝置 進 行停機（或脫機）檢查。力求把故障定位到盡可能小的范圍內(nèi)，如縮小到某個功能模塊、某部分電路，甚至某個芯片或元件，這種故障定位更為精確。 4)現(xiàn)代診斷技術 隨著電信技術的發(fā)展， IC 和微機性價比的提高，近年來國外已將一些新的概念和方法成功地引用到診斷領域。 1） 通信診斷 也稱遠程診斷，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算機通過連接進行測試診斷。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算機的 “ 數(shù)據(jù)電話 ” 也連接到電話線路上，然后由計算機向 CNC 系統(tǒng)發(fā)送診斷程序，并將測試數(shù)據(jù)輸回到計算機進行分析并得出結論，隨后將診斷結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防性診斷，維修人員不必親臨現(xiàn)場，只需按預定的時間對機床作一系列運行檢查，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。當然，這類 CNC 系統(tǒng)必須具備遠程診斷接口及聯(lián)網(wǎng)功能。 2) 自修復系統(tǒng) 就是在系統(tǒng)內(nèi)設置有備用模塊，在 CNC 系統(tǒng)的軟件中裝有自修復程序，當該軟件在運行時一旦發(fā)現(xiàn)某個模塊有故障時，系統(tǒng)一方面將故障信息顯示在 CRT上，同時自動尋找是否有備用模塊，如有備用模塊，則系統(tǒng)能自動使故障脫機，而接通備用模塊使系統(tǒng)能較快地進入正常工作狀態(tài)。這種方案適用于無人管理的自動化工作場合。 需要注意的是：機床在實際使用中也有些故障既無報警，現(xiàn)象也不 是很明顯，對這種情況，處理起來就不那樣簡單了。另外有此設備出現(xiàn)故障后，不但無報警信息，而且缺乏有關維修所需的資料。對這類故障的診斷處理，必須根據(jù)具體情況仔細檢查，從現(xiàn)象的微小之處進行分析，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)象中找山它的真實故障現(xiàn)象，再從確認的故障現(xiàn)象中找出發(fā)生的原因。全面地分析一個故障現(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；確認機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)控機床故障比較復雜，同時數(shù)控系統(tǒng)自診斷能力還不能對系統(tǒng)的所有部件進行測試，往往是一個報警號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)對故障發(fā)生時的各種光、聲、味等異?，F(xiàn)象的觀察，確定故障范圍，可將故障范圍縮小到一個模塊或一塊電路板上，然后再進行排除。一般包括： :向故障現(xiàn)場人員仔細詢問故障產(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)，各電控裝置有無報警指示，局部查看有無保險燒斷，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、各功率及信號導線的聯(lián)接狀況以及用手摸并輕搖元器件，尤其是大體積的阻容、半導體器件有無松動之感，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機和元件存在而通電，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. 初始化復位法 一般情況下，由于瞬時故障引起的系統(tǒng)報警，可用硬件復位或開關系統(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，則必須對系統(tǒng)進行初始化清除，清除前應注意作好數(shù)據(jù)拷貝記錄，若初始化后故障仍無法排除，則進行硬件診斷。 3. 自診斷法 數(shù)控系統(tǒng)已具備了較強的自診斷功能，并能隨時監(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)與主機之間的接口信息的狀態(tài)，從而判斷出故障發(fā)生在機械部分還是數(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，結合指示燈狀態(tài)和相應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有報警顯示，依據(jù)顯示的報警號對照相應的診斷說明手冊便可獲知可能的故障原因及排除方法。 功能程序測試法是將數(shù)控系統(tǒng)的 G、 M、 S、 T、 F 功能用編程法編成一個功能試驗程序，并存儲在相應的介質(zhì)上，如紙帶和磁帶等。在故障診斷時運行這個程序 ，可快速判定故障發(fā)生的可能起因。 功能程序測試法常應用于以下場合： 、還是數(shù)控系統(tǒng)故障引起； b. 數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)隨機性故障，一時難以區(qū)別是外來干擾，還是系統(tǒng)穩(wěn)定性個好； c. 閑置時間較長的數(shù)控機床在投入使用前或對數(shù)控機床進行定期檢修時。 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的部分，從而把故障范圍縮小到印刷 線路板或芯片一級。并做相應的初始化起動，使機床迅速投入正常運轉。 對于現(xiàn)代數(shù)控的維修，越來越多的情況采用這種方法進行診斷，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時間，使用這種方法在操作時注意一定要在停電狀態(tài)下進行，還要仔細檢查線路板的版本、型號、各種標記、跨接是否相同，若不一致則不能更換。拆線時應做好標志和記錄。 一般不要輕易更換 CPU 板、存儲器板及電地，否則有可能造成程序和機床參數(shù)的丟失，使故障擴大。 當發(fā)現(xiàn)故障板或者個能確定是否是故 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板互換檢查，例如兩個坐標的指令板或伺服板的交換，從中判斷故障板或故障部位。這種交叉換位法應特別注意，不僅要硬件接線的正確交換，還要將一系列相應的參數(shù)交換，否則不僅達不到目的，反而會產(chǎn)生新的故障造成思維混亂，一定要事先考慮周全，設計好軟、硬件交換方案，準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)設定錯誤就可能造成系統(tǒng)的故障或某功能無效。發(fā)生故障時應及時核對系統(tǒng)參數(shù)，參數(shù)一般存放在磁泡存儲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，使個別參數(shù)丟失或變化，發(fā)生混亂，使機床無法正常工作。此時，可通過核對、修正參數(shù)，將故障排除。 有時由于用戶程序和參數(shù)錯誤亦可造成故障停機，對此可以采用系統(tǒng)的程序自診斷功能進行檢查，改正所有錯誤，以確保其正常運行。 CNC 系統(tǒng)生產(chǎn)廠在設計印刷線路板時，為了調(diào)整和維修方便，在印刷線路板上設計了一些檢測端子。維修人員通過測量這些檢測端子的電壓或波形，可檢查有關電路的工作狀態(tài)是否正常。但利用檢測端子進行測量之前，應先熟 悉這些檢測端子的作用及有關部分的電路或邏輯關系。 8. 敲擊法 當 系統(tǒng)故障表現(xiàn)為有時正常有時不正常時，基本可以斷定為元器件接觸不良或焊點開焊，利用敲擊法檢查時，當敲擊到虛焊或接觸不良的故障部位時，故障就會出現(xiàn)。 數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)過長期運行后元件均要老化，性能變壞。當它們尚未完全損壞時，出現(xiàn)的故障就會時有時無。這時用電烙鐵或電吹風對被懷疑的元件進行局部加溫，會使故障快速出現(xiàn)。