【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ①硬件報(bào)警指示 這是指包括數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)在內(nèi)的各電子、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(shuō)明便可獲知指示內(nèi)容及故障原因故障排除方法。②軟件報(bào)警指示 如前所述的系統(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(shuō)明手冊(cè)便可獲知可能的故障原因及故障排除方法。接口狀態(tài)檢查法現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)多將PLC集成與其中，而CNC與PLC之間則以一系列借口信號(hào)形式相互通訊聯(lián)結(jié)。有些信號(hào)是與接口信號(hào)錯(cuò)誤或丟失相關(guān)的，這些接口信號(hào)有的可以在相應(yīng)的接口板和輸入∕輸出板上有指示燈顯示，有的可以通過(guò)簡(jiǎn)單操作在CRT屏幕上顯示，而所有的接口信號(hào)都可以用PLC編程器調(diào)出。這種檢查方法要求維修人員既要熟悉本機(jī)床的借口信號(hào)，又要熟悉PLC編程器的應(yīng)用。參數(shù)調(diào)整法數(shù)控系統(tǒng)、PLC及伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)都設(shè)置許多可修改的參數(shù)以適應(yīng)不同的機(jī)床、不同工作狀態(tài)的要求。這些參數(shù)不僅能使各電氣系統(tǒng)與具體機(jī)床相匹配，而且更是使機(jī)床各項(xiàng)功能達(dá)到最佳化所必須的。因此，任何參數(shù)的變化（尤其是模擬量參數(shù)）甚至丟失都是不允許的；而隨機(jī)床的長(zhǎng)期運(yùn)行所引起的機(jī)械或電氣性能的變化會(huì)打破最初的匹配狀態(tài)和最佳化狀態(tài)。此類故障多指故障分類一節(jié)中后一類故障，需要重新調(diào)整相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)方可排除。這種方法對(duì)維修人員的要求是很高的，不僅要對(duì)具體系統(tǒng)主要參數(shù)十分了解，即知曉其地址熟悉其作用，而且要有較豐富的電氣調(diào)試經(jīng)驗(yàn)。備件置換法當(dāng)故障分析結(jié)果集中于某一硬質(zhì)電路板上時(shí)，由于電路集成度的不斷擴(kuò)大而要把故障落實(shí)于其上某一區(qū)域乃至某一元件是十分困難的，為了縮短停機(jī)時(shí)間，在有相同備件的條件下可以先將備件換上，然后再去檢查修復(fù)故障板。備件板的跟換要注意以下問(wèn)題。更換任何備件都必須在斷電條件下運(yùn)行。許多印制電路板上都有一些開(kāi)關(guān)或短路棒的設(shè)定以匹配實(shí)際需要，因此在更換備件板上一定要記錄下原有的開(kāi)關(guān)位置和設(shè)定狀態(tài)，并將新板做好同樣的設(shè)定，否則會(huì)產(chǎn)生報(bào)警而不能工作。某些硬質(zhì)電路板的更換還需要在更換后進(jìn)行某些特定操作以完成其中軟件與參數(shù)的建立。這一點(diǎn)需要仔細(xì)閱讀相應(yīng)電路板的使用說(shuō)明。有些電路板是不能輕易拔出的，例如含有工作存儲(chǔ)器的板，或者備用電池板，它會(huì)丟失有用的參數(shù)或者程序。必須更換時(shí)也必須遵照有關(guān)說(shuō)明操作。鑒于以上條件，在拔出舊板更換新版之前一定要仔細(xì)閱讀相關(guān)資料，弄懂要求和操作步驟之后再動(dòng)手，以免造成更大胡故障。交叉換位法當(dāng)發(fā)現(xiàn)故障板或者不能確定是否故障板而又沒(méi)有備件的情況下，可以將系統(tǒng)中相同或者相兼容胡兩個(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，不僅硬件接線的正確交換，還要將一系列的參數(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的混亂，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(wú)誤再行交換檢查。特殊處理法當(dāng)今的數(shù)控系統(tǒng)已進(jìn)入PC基、開(kāi)放化的發(fā)展階段，其中軟件含量越來(lái)越豐富，有系統(tǒng)軟件、機(jī)床制造者軟件、甚至還有使用者自己的軟件，由于軟件邏輯的設(shè)計(jì)中不可避免的一些問(wèn)題，會(huì)使得有些故障狀態(tài)無(wú)從分析，例如死機(jī)現(xiàn)象。對(duì)于這種故障現(xiàn)象則可以采取特殊手段來(lái)處理，比如整機(jī)斷電，稍做停頓后在開(kāi)機(jī)，有時(shí)則可能將故障消除。維修者則可以在自己的長(zhǎng)期實(shí)踐中摸索規(guī)律或者其他有效的方法。這是排除故障的第二階段，是實(shí)施階段。如前所述，電氣故障的分析過(guò)程也就是故障的排除過(guò)程，因此電氣故障的一些常用排除方法在上一節(jié)的分析方法中已綜合介紹過(guò)了，本節(jié)則列舉幾個(gè)常見(jiàn)電氣故障做一簡(jiǎn)要介紹。（！） 電源電源是維修系統(tǒng)乃至整個(gè)機(jī)床正常工作的能量來(lái)源，它的失效或者故障輕者會(huì)丟失數(shù)據(jù)、造成停機(jī)。重者會(huì)損壞系統(tǒng)局部甚至全部。西方國(guó)家由于電力充足，電網(wǎng)質(zhì)量高，因此其電氣系統(tǒng)的電源設(shè)計(jì)考慮較少，這對(duì)于我國(guó)有較大波動(dòng)和高次諧波的電力供電網(wǎng)來(lái)說(shuō)就略顯不足，再加上某些人為的因素，難免出現(xiàn)由電源而出現(xiàn)的故障，我們?cè)谠O(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床的供電系統(tǒng)時(shí)應(yīng)盡量做到：提供獨(dú)立的配電箱而不與其他設(shè)備串用。電網(wǎng)供電質(zhì)量較差的地區(qū)應(yīng)配備三相交流穩(wěn)壓裝置。電源始端有良好的接地。進(jìn)入數(shù)控機(jī)床的三相電源應(yīng)采用三相五線制，中線（N）與接地（PE）嚴(yán)格分開(kāi)。電柜內(nèi)電器件的布局和交、直流電線的敷設(shè)要相互隔離。（2）數(shù)控系統(tǒng)位置環(huán)故障①位置環(huán)報(bào)警。可能是位置測(cè)量回路開(kāi)路；測(cè)量元件損壞；位置控制建立的接口信號(hào)不存在等。②坐標(biāo)軸在沒(méi)有指令的情況下產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)?？赡苁瞧七^(guò)大；位置環(huán)或者是速度環(huán)接成正反饋；反饋接線開(kāi)路；測(cè)量元件損壞。（3）機(jī)床坐標(biāo)找不到零點(diǎn)可能是零方向在遠(yuǎn)離零點(diǎn)；編碼器順壞或接線開(kāi)路；光柵零點(diǎn)標(biāo)記位移；回零減速開(kāi)關(guān)失靈。（4）機(jī)床動(dòng)態(tài)特性變差，工件加工質(zhì)量下降，甚至在一定速度下機(jī)床發(fā)生振動(dòng)。這其中有很大一種可能是機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)間隙過(guò)大甚至磨損嚴(yán)重或者導(dǎo)軌潤(rùn)滑不充分甚至磨損造成；對(duì)于電氣控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)則可能是速度環(huán)、位置環(huán)和相關(guān)參數(shù)已不在最佳匹配狀態(tài)，應(yīng)在機(jī)械故障基本排除后重新進(jìn)行最佳化調(diào)整。（5）偶發(fā)性停機(jī)故障這是有兩種可能的狀況：一種情況是如前所述的相關(guān)軟件設(shè)計(jì)中的問(wèn)題造成在某些特定的操作與功能運(yùn)行組合下停機(jī)故障，一般情況下機(jī)床斷電后重新通電便會(huì)消失；另一種情況是由環(huán)境條件引起的，如強(qiáng)力干擾（電網(wǎng)或周邊設(shè)備）、溫度過(guò)高、濕度過(guò)大等。這種環(huán)境因數(shù)往往被人們所忽視，例如南方地區(qū)將機(jī)床置于普通廠房甚至徜開(kāi)的大門(mén)附近，電柜長(zhǎng)時(shí)間開(kāi)門(mén)運(yùn)行，附近有大量產(chǎn)生粉塵、金屬削或水霧的設(shè)備等等。這些因數(shù)不僅會(huì)導(dǎo)致故障，嚴(yán)重的還會(huì)損壞系統(tǒng)與機(jī)床，務(wù)必注意改善。對(duì)數(shù)控機(jī)床電氣故障進(jìn)行維修和分析排除后的總結(jié)與提高工作是排故的第三階段，也是十分重要的階段，應(yīng)引起足夠重視?？偨Y(jié)提高工作的主要內(nèi)容包括：詳細(xì)記錄從故障的發(fā)生、分析判斷到排除全過(guò)程中出現(xiàn)的各種問(wèn)題，采取的各種措施，涉及到的相關(guān)電路圖、相關(guān)參數(shù)和相關(guān)軟件，其間錯(cuò)誤分析和排故方法也應(yīng)記錄并記錄其無(wú)效的原因。除慎入維修檔案外，內(nèi)容較多者還要另文詳細(xì)書(shū)寫(xiě)。有條件的維修人員應(yīng)該從教典型故障排除實(shí)踐中找出常有普遍意義的內(nèi)容作為研究課題進(jìn)行理論性探討，寫(xiě)出論文，從而達(dá)到提高的目的。特別是在有些故障的排除中并未經(jīng)由認(rèn)真系統(tǒng)地分析判斷而是帶有一定的地偶然性排除了故障，這種情況下的事后總結(jié)研究就更加必要?？偨Y(jié)故障排除過(guò)程中需要的各種圖樣、文字資料，若有不足應(yīng)事后想辦法補(bǔ)濟(jì)，而且在隨后的日子里研讀，以備將來(lái)之需。從排故過(guò)程中發(fā)現(xiàn)自己欠缺的知識(shí)，制定學(xué)習(xí)計(jì)劃，力爭(zhēng)盡快補(bǔ)課。找出工件、儀表、備件之不足，條件允許時(shí)補(bǔ)齊。結(jié)提高工作的好處是：迅速提高工作者的理論水平和維修能力。提高重復(fù)性故障的維修速度。利于分析設(shè)備的故障率及可維修性，改進(jìn)操作規(guī)程，提高機(jī)床壽命和利用率?？筛倪M(jìn)機(jī)床電氣原設(shè)計(jì)之不足。第三節(jié) 數(shù)控機(jī)床的診斷數(shù)控機(jī)床故障診斷時(shí)應(yīng)掌握四項(xiàng)基恩原則現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的可靠性越來(lái)越高，數(shù)控系統(tǒng)本身的可靠率越來(lái)越低，而大部分故障的發(fā)生則是非系統(tǒng)本身引起的，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(lái)。維修人員應(yīng)先由外向內(nèi)逐一進(jìn)行排查。盡量避免隨意的啟封、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查開(kāi)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(wèn)題而引起的一般來(lái)說(shuō)機(jī)械故障較易發(fā)現(xiàn)，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。先在機(jī)床斷電的靜止?fàn)顟B(tài)，通過(guò)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)生故障后，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，必須先排除故障后，方可通電。當(dāng)出現(xiàn)多種故障互相交織，一時(shí)無(wú)從下手時(shí)，應(yīng)先解決容易的問(wèn)題，后解決難度較大的問(wèn)題。往往簡(jiǎn)單問(wèn)題解決后，難度大的問(wèn)題也變得容易。數(shù)控機(jī)床故障的處理思路及常用處理方法不同數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路千差萬(wàn)異，但無(wú)論那種系統(tǒng)，他們的基本原理和構(gòu)成是十分相似的。因此在機(jī)床出現(xiàn)故障時(shí)，要求維修人員必須有清晰的故障處理的思路：調(diào)查故障現(xiàn)場(chǎng)，確認(rèn)故障現(xiàn)象、故障性質(zhì)，應(yīng)充分掌握故障信息，做到“多動(dòng)腦，慎動(dòng)手”避免故障的擴(kuò)大化。根據(jù)所掌握故障信息明確故障的復(fù)雜程度，并列出故障部位的全部疑點(diǎn)。準(zhǔn)備必要的技術(shù)資料，不如機(jī)床說(shuō)明書(shū)，電氣控制原理圖等，以此為基礎(chǔ)分析故障原因，制定排除故障的方案，要求思路開(kāi)闊，不應(yīng)將故障局限與機(jī)床的某一部分。在確定故障排除方案后，利用示萬(wàn)用表、示波器等測(cè)量工具，用實(shí)驗(yàn)的方法驗(yàn)證并檢測(cè)故障，逐級(jí)定位故障部位，確認(rèn)出故障屬于電氣故障還是機(jī)械故障，是系統(tǒng)性的還是隨機(jī)性的，是自身故障還是外部故障等等。故障的排除。通常找到故障原因后問(wèn)題會(huì)馬上迎人而解。數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的核心所在，它的可靠運(yùn)行，直接關(guān)系到整個(gè)設(shè)備運(yùn)行的正常與否。下面總結(jié)提煉出一些判斷與排除數(shù)控機(jī)床的方法。(1)充分利用數(shù)控系統(tǒng)硬件、軟件報(bào)警功能。在現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)中均設(shè)置有眾多的硬件報(bào)警指示裝置，設(shè)置硬件報(bào)警指示裝置有利于提高數(shù)控系統(tǒng)的可維護(hù)性。數(shù)控機(jī)床的CNC系統(tǒng)都具有自診斷功能。在數(shù)控系統(tǒng)工作期間，能夠適時(shí)使用自診斷程序?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行自診斷程序?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行快速診斷。一旦檢測(cè)到故障，就會(huì)立即將故障以報(bào)警的方式顯示在CRT上或點(diǎn)亮面板上報(bào)警指示燈。而且這種自診斷功能還能夠?qū)⒐收戏诸悎?bào)警。(2)數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)單故障報(bào)警處理的方法通常，數(shù)控機(jī)床具有較強(qiáng)的自警功能，能夠隨時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)硬件和軟件的工作狀態(tài)，數(shù)控機(jī)床的大部分故障能夠出現(xiàn)報(bào)警提示，可以根據(jù)故障提示，確定機(jī)床的故障，及時(shí)處理、排除故障，提高機(jī)床完好率。(3)直接觀察法直接觀察法就是利用人的感覺(jué)器官注意發(fā)生故障時(shí)（或發(fā)生故障后）各種外部現(xiàn)象并判斷故障的可能部位的方法。這是處理數(shù)控系統(tǒng)故障首要的切入點(diǎn)，往往也是最直接、最行之有效的方法，對(duì)于一般情況下“簡(jiǎn)單”故障通過(guò)這種直接觀察，就能解決問(wèn)題。(4)利用狀態(tài)顯示診斷功能判斷故障的方法。現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)不但能夠?qū)⒐收显\斷信息顯示出來(lái)，而且還能夠以診斷地址和診斷數(shù)據(jù)的形式，提供診斷的各種狀態(tài)。(5)發(fā)生故障及時(shí)核對(duì)數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)判斷故障的方法。數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)的參數(shù)變化，會(huì)直接影響到數(shù)控機(jī)床的性能，使數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障，甚至整機(jī)不能正常工作。在對(duì)故障的分析診斷過(guò)程中，盡量采取了一些措施，任然不能解決一些問(wèn)題、排除故障，或者對(duì)故障出處不夠明朗的話，應(yīng)該改變思路，從人們所說(shuō)的“軟”故障著手。檢查核對(duì)數(shù)控機(jī)床的參數(shù)，是否是因?yàn)閿?shù)控系統(tǒng)參數(shù)變化所導(dǎo)致的故障，往往是一絲異常，便是癥結(jié)所在。第3章 FANUC 0i數(shù)控系統(tǒng)第一節(jié) FANUC數(shù)控系統(tǒng)FANUC數(shù)控系統(tǒng)以其高質(zhì)量、低成本、高性能、較全的功能及適用于各種機(jī)床和生產(chǎn)機(jī)械等特點(diǎn)，在市場(chǎng)的占有率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其他的數(shù)控系統(tǒng)。FANUC 0系列分別有A、B、C、D等產(chǎn)品，各產(chǎn)品又有不同。在這四種產(chǎn)品中，目前我國(guó)使用最多的是普及型FANUC 0D和全功能型FANUC 0C兩個(gè)系列。FANUC 0系統(tǒng)由數(shù)控單元本體，主軸和進(jìn)給伺服單元以及相應(yīng)的主軸電動(dòng)機(jī)和進(jìn)給電動(dòng)機(jī)、CRT顯示器、系統(tǒng)操作面板、機(jī)床操作面板、附加的I／O接口板、電池盒和手搖脈沖發(fā)生器等部件組成。FANUC數(shù)控系統(tǒng)中的FANUC 0系統(tǒng)的CNC單元為大板結(jié)構(gòu)?；九渲糜兄饔≈齐娐钒?PCB)、存儲(chǔ)器板、圖形顯示板、可編程序機(jī)床控制器板(PMCM)、伺服軸控制板、I／0接口板、子CPU(中央處理器)板、擴(kuò)展的軸控制板、數(shù)控單元電源和DNC控制板。各板插在主印制電路板上，與CPU的總線相連。FANUC 0系統(tǒng)基本軸控制板(AXE)與伺服放大器、伺服電動(dòng)機(jī)和編碼器等控制單元的連接，如圖616所示。M184～M199為軸控制板上的插座編號(hào)，其中M18M18M19M197為控制器指令輸出端；M18M18M19M198是內(nèi)裝型脈沖編碼器輸入端，在半閉環(huán)伺服系統(tǒng)中為速度／位置反饋，在全閉環(huán)伺服系統(tǒng)中作為速度反饋；M18M18M19M199只作為在全閉環(huán)伺服系統(tǒng)中的位置反饋，可以接分離型脈沖編碼器或光柵尺。H20表示20針HONDA插頭，M表示“針”，F(xiàn)表示“孔”。如果選用絕對(duì)編碼器，CPA9端接相應(yīng)電池盒。FANUC數(shù)控系統(tǒng)中FANUC 0i系統(tǒng)與FANUC 16／18／21等系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)相似，均為模塊化結(jié)構(gòu)。主CPU板上除了主CPU及外圍電路之外，還集成了FROMamp。sRAM模塊、PMC控制模板、存儲(chǔ)器和主軸模塊及伺服模塊等。其集成度較FANuc 0系統(tǒng)的集成度更高，因此FANUC 0i系統(tǒng)控制單元的體積更小，便于安裝排布。FANUC 0i系統(tǒng)由主板和I／0兩個(gè)模塊構(gòu)成。主板模塊包括主CPU、內(nèi)存、PMC控制、I／0 Link控制、伺服控制、主軸控制、內(nèi)存卡I／F、LED顯示等；I／O模塊包括電源、I／0接口、通信接口、MDI控制、顯示控制、手搖脈沖發(fā)生器控制和高速串行總線等。各部分與機(jī)床和外部設(shè)備通過(guò)插槽或插座連接。FANUC 0i系統(tǒng)各部件的連接。系統(tǒng)輸入電壓為DC24 V177。2．4 V，電流約7 A，伺服電動(dòng)機(jī)和主軸電動(dòng)機(jī)為AC200 V(不是220 V，其他系統(tǒng)如FANUC 0系統(tǒng)，系統(tǒng)電源和伺服電源均為AC200 V)輸入。這兩個(gè)電源的通電及斷電順序是有要求的，不滿足要求會(huì)出現(xiàn)報(bào)警或損壞驅(qū)動(dòng)放大器，其原則是要保證通電和斷電都在CNC的控制之下。第二節(jié) FANUC進(jìn)給伺服系統(tǒng)的簡(jiǎn)單分類FANUC系統(tǒng)寄給伺服的接口類型有A型和B型兩種 。其中，A型接口中，進(jìn)給伺服電動(dòng)機(jī)的內(nèi)裝編碼器信號(hào)反饋到CNC系統(tǒng)，B型接口中，進(jìn)給伺服電動(dòng)機(jī)的內(nèi)裝編碼器信號(hào)反饋到伺服放大器。FANUC 0i系統(tǒng)采用B型接口。直流可控硅伺服單元 只有單軸結(jié)構(gòu)，型號(hào)為A06B6045HXXX。主回路有2個(gè)可控硅模塊組成（國(guó)產(chǎn)的為6只可控硅），120V三相交流電輸入，六路可控硅全波整流，接觸器，三只保險(xiǎn)?？刂齐娐钒逵袃煞N，帶電源和不帶電源，其作用是接受系統(tǒng)的速度指令（010V模擬電壓），和速度反饋信號(hào)，給主回路提供六路觸發(fā)脈沖。 配早期系統(tǒng)，如：5，7，330C，200C