【導讀】加工過程進行控制的一種方法。由于現代數控都采用了計算機進行控制，因此，也可以。為了對機械運動及加工過程進行數字化信息控制，必須具備相應的硬件和軟件。機技術、自動控制技術、精密測量技術和機床設計等先進技術的典型機電一體化產品，機床的水平代表了當前數控技術的性能、水平和發(fā)展方向。架的數控車床除外）稱為加工中心。心是目前數控機床中產量最大、應用最廣的數控機床。數控系統的主要控制對象是坐標軸的位移（包括移動速度、在數控系統中，它們是通過接口，以信號的形式提供給外部輔助控制裝置，由。此外，在金屬切削機床上，主軸驅動裝置也可以成為數控系統的一個部分；在閉環(huán)數控機床上，測量、檢測裝置也是數控系統必不可少的。圖1-1的虛線框部分表示計算機數控系統。NC、SV與PLC是數控設備中最為常用的英文縮寫，在實際使用中，

　　

【正文】 是否正常？ ③ 電氣柜內部系統、驅動器的模塊、印制電路板是否有灰塵、金屬粉末等污染？ ④ 在使用紙帶閱讀機的場合，檢查紙帶閱讀機是否有污物？閱讀機上的制動電磁鐵動作是否正常？ ⑤ 電源單元的熔斷器是否熔斷？ ⑥ 電纜連接器插頭是否完全插入、擰緊？ ⑦ 系統模塊、線路板的數量是否齊全？模塊、線路板安裝是否牢固、可靠？ ⑧ 機床操作面板 MDI/CRT 單元上的按鈕有無破損，位置 是否正確？ ⑨ 系統的總線設置，模塊的設定端的位置是否正確？ 總之，維修時應記錄、檢查的原始數據、狀態(tài)越多，記錄越詳細，維修就越方便。用戶最好根據本廠的實際情況，編制一份故障維修記錄表，在系統出現故障時，操作者可以根據表的要求及時填入各種原始材料，供維修時參考。 CNC 故障自診斷 大型的 CNC、 PLC 裝置都配有故障診斷系統，可以由各種開關、傳感器等把油位、溫度、油壓、電流、速度等狀態(tài)信息，設置成數百個報警提示，診斷指示出發(fā)生故障的部位。所以要首先利用自診斷提示進行故障處理。自診斷程序主要包括啟動自診斷、在線診斷 、離線診斷等。所謂診斷程序就是對數控機床各部分包括 CNC 系統本身進行狀態(tài)或故障監(jiān)測的軟件，當機床出現故障時，可利用該診斷程序診斷出故障源范圍及其具體位置。診斷程序一般分為三套：即啟動診斷、在線診斷和離線診斷。 1. 啟動自診斷（初始化診斷） 啟動自診斷 是指數控系統通電時，由系統內部診斷程序自動執(zhí)行的診斷，它類似于計算機的開機診斷。 啟動自診斷可以對系統中的關鍵硬件，如 :CPU、存儲器、 I/O 接口單元、 CRT/MDI單元、紙帶閱讀機、軟驅等裝置或外部設備進行自動檢查；確定數控設備的安裝、連接狀態(tài)與性能；部分系統還能 對某些重要的芯片，如： RAM、 ROM、專用 LSI 等進行診斷。 數控系統的自診斷在開機時進行，只有當全部項目都被確認無誤后，才能進入正常運行準備狀態(tài)，即 CRT 顯示進入正常運行的基本畫面（一般為位置顯示畫面）。如果檢查出有錯，機床則不再轉入正常運行過程，而是轉成報警過程，通過 CRT 或硬件（發(fā)光二極管）顯示報警信息或報警號。診斷的時間決定于數控系統，一般只需數十秒鐘，但有的采用硬盤驅動器的驅動系統則需要幾分鐘，如 SINUMER1K840C 系統因 中國最大的管理資源中心 第 18 頁 共 32 頁 要調用硬盤中的文件，時間要略長一些。上述啟動診斷有些可將故障原因定位到 電路板或模塊上，有些甚至可定位到芯片上，如指出哪塊 EPROM 出了故障，但不少情況僅將故障原因定位在某一范圍內，維修人員需要通過維修手冊中所指出的有關數控可能造成的原因及相應排除方法中找到真正的故障原因并加以排除。 在對數控系統進行維修時，維修人員應了解該系統的自診斷能力，所能檢查的內容及范圍，做到心中有數。在遇到級別較高的故障報警時，可以關機，重新開機，讓系統在進行啟動自診斷，檢查數控系統這些關鍵部分是否正常。下面舉例介紹開機自診斷在排除系統故障中的應用。 例：由意大利 F90 鉆床改制的大型數控導軌鉆床，采用 FUNAC6M 系統。每次系統通電，進行開機診斷時， CRT 上出現“ SYSTEM ERROR 908”，系統不能進入正常工作狀態(tài)。 分析診斷 ： 908 號報警為磁泡驅動器軟件奇偶校驗錯故障?，F對磁泡存儲器重新進行初始化。然而，故障仍存在。將備用 BMU 磁泡存儲器存儲板調上，調前先將備板的壞環(huán)信息記下。以便對其進行初始化時輸入新的壞環(huán)信息。調上備板并進行初始化后，故障仍然存在?？梢姡收显虿辉?BMU 板上。后從故障記錄上發(fā)現，該機在頻繁出現 908 號報警時，曾在 CRT 上偶爾出現過一次 081 號 ROM 故障報警，因此，可調ROM 或 ROM 版的方法來排除故障疑點。 故障排除：將備用 ROM 電路板與原 ROM 版調換。調換之后故障消除。 維修實例表明，開機自診斷可保證所檢測重要部件的可靠性，一旦發(fā)生故障，馬上禁止運行。同時，為維修人員迅速排除一些疑難故障提供幫助。然而，目前一些數控系統的自診斷上存在局限性，不可能將全部故障原因，準確定位到一個具體的模塊上。因此，維修人員要思路開闊，不放過任意故障疑點，注意排除，最終找出故障真正原因。 2. 在線診斷（后臺診斷） CNC 機床的在線診斷是指 CNC 系統通過系統的內裝程序，在系統處于正常運行狀態(tài)時，對CNC 系統內部的各種狀態(tài)外以及與 CNC 裝置相連的機床各執(zhí)行部件進行自動診斷檢查。在線診斷包括 CNC 系統內部設置的自診斷功能和用戶單獨設計的對加工過程狀態(tài)的監(jiān)測與診斷系統，都是在機床正常運行過程中，監(jiān)視其運行狀態(tài)的。只要系統不斷電，在線診斷就一直進行而不停止。 另外，在線診斷是采用監(jiān)控的方式來提示報警的，所以也叫在線監(jiān)控?？煞譃?CNC 內部程序監(jiān)控與通過外部設備監(jiān)控兩種診斷形式。 CNC 內部自診斷監(jiān)控是通過系統內部程序，對各部分狀態(tài)進行自動診斷、監(jiān)視和檢查的一種方法。在線監(jiān)控范圍包括 CNC 本身以及與 CNC 相連的伺 服單元、伺服、主軸伺服單元、主軸、外部設備等。在線監(jiān)控在系統工作過程中始終生效。 數控系統內部程序監(jiān)控 包括接口信號顯示、內部狀態(tài)顯示和故障顯示三方面。 （ 1） 接口信號顯示 它可以顯示 CNC 和 PLC、 CNC 和機床之間的全部接口信號的現行狀態(tài) 。指示數字輸入 /輸出信號的通斷情況，幫助分析故障。 維修時，必須了解上述各信號所代表的意義， 以及信號產生、撤銷應具備的各種條件， 才能進行相應檢查。數控系統生產廠家所提供的“功能說明書”、“連接說明書”以及機床生產廠家提供的“機床電氣原理圖”是進行以上狀態(tài)檢查的技術指南。 （ 2） 內部狀態(tài)顯示 一般來說，利用內部狀態(tài)顯示功能，可以顯示以下幾方面的內容： 中國最大的管理資源中心 第 19 頁 共 32 頁 ① 造成循環(huán)指令（加工程序）不執(zhí)行的外部原因。如： CNC系統是否處于“到位檢查”中；是否處于“機床鎖住”狀態(tài)；是否處于“等待速度到達”信號接通；在主軸每轉進給編程時，是否等待“位置編碼器”的測量信號；進給速度倍率是否設定為 0%，等等。 ② 復位狀態(tài)顯示。指示系統是否處于“急?！睜顟B(tài)或是“外部復位”信號接通狀態(tài)。 ③ 存儲器內容是否能被正常讀取的顯示。 ④ 負載電流的顯示。 ⑤ 位置跟隨誤差的顯示。 ⑥ 伺服驅動部分的控制信息顯示。 ⑦ 編碼器、光柵等位置檢 測元件的輸入脈沖顯示，等等。 （ 3） 故障信息顯示 在數控系統中，故障信息一般以“報警顯示”的形式在 CRT 上進行顯示。報警顯示的內容根據數控系統的不同有所區(qū)別。這些信息大都以“報警號”加文本形式出現，具體內容以及排除方法在數控系統生產廠家提供的“維修說明”上可以查閱。 外部設備監(jiān)控 是指采用計算機、 PLC 編程器等設備，對數控機床的各部分狀態(tài)進行自動診斷、檢查和監(jiān)視的一種方法。如：通過計算機、 PLC 編程器對 PLC 程序以梯形圖、功能圖的形式進行動態(tài)監(jiān)測，它可以在機床生產廠家未提供 PLC 程序時，進行PLC 程序的閱讀、檢 查，從而加快數控機床的維修進度。此外，伺服驅動、主軸驅動系統的動態(tài)性能測試、動態(tài)波形顯示等內容，通常也需要借助必要的在線監(jiān)控設備進行。 隨著計算機網絡技術的發(fā)展，作為外部設備在線監(jiān)控的一種，通過網絡聯接進行的遠程診斷技術正在進一步普及、完善。通過網絡，數控系統生產廠家可以直接對其生產的產品在現場的工作情況進行檢測、監(jiān)控，及時解決系統中所出現的問題，為現場維修人員提供指導和幫助。 在線診斷一旦監(jiān)視的信息超限，診斷系統就通過顯示器或指示燈等發(fā)出報警信號，提供報警號，配以適當注釋，并顯示在屏幕上。維修人員根據這些 故障信息，經過分析處理，確診故障點并及時排除故障。 當然，實際診斷并不是那么容易的，因為所提供的報警信息，并非是唯一準確的，而僅僅是故障可能原因的因素，即僅僅提供了一些查找故障原因的線索。維修人員應結合機床結構，查閱機床維修手冊，憑借自己的實踐經驗，注意排除故障假象，找出真正的故障所在。另外，故障現象與故障原因并非一一對應關系，而往往是一種故障所引發(fā)出的現象是由幾種原因引起的，或一種原因引起幾種故障，即大部分故障是以綜合故障形式出現的。 CNC 機床自診斷系統功能的強弱是評價一個 CNC 系統性能高低的一項重要指 標。 各種 CNC 機床的自診斷功能報警號不盡完全相同，只能根據具體機床的使用說明書和維修手冊進行分析、診斷。不過報警編號的分類方法大同小異，一般是按機床上各元器件的功能分別編號的。例如某機床的 CNC 系統的報警信號編組如下： 與 CNC 系統硬件（如：存儲器、伺服系統等）有關的報警編號為 1~99； 與機械控制有關的報警編號為 100~339； 與操作失誤有關的報警編號為 400~499； 與外部通信對話有關的報警編號為 500~599； 與加工程序編制錯誤有關的報警編號為 600~699。 此外，還有與可編程控制器故障，連 接方面的故障，溫度、壓力、液壓等不正常，行程開關 中國最大的管理資源中心 第 20 頁 共 32 頁 （或接近開關）狀態(tài)不正常等都應有對應的編號。在每一類報警范圍內，又按故障分類報警。如過熱報警類、系統故障報警類、存儲器故障報警類、伺服系統報警類、行程開關報警類、印制線路板間的連接故障報警類、編程 /設定錯誤報警類、無操作報警類等。 機床自診斷功能的故障報警顯示給維修帶來了極大的方便。故在使用和維修過程中，一定要充分重視，并利用故障報警顯示的狀態(tài)信息，經分析后加一些必要的測試，最后找出真正的故障原因。 為此，要特別重視、注意保護系統軟件及系統數據，特別是 CNC 與 PLC 機床數據、 PLC 用戶程序、報警文本等隨機所帶的 CNC 系統的關鍵技術資料，它們是用電池保存于 RAM 存儲器中。 例：配置某系統的臥式加工中心出現故障。機床工作過程中突然發(fā)生 Y、 Z 軸不能動作，發(fā)出 401 號報警。后來關機后再啟動，還能繼續(xù)工作，此后關機也不起作用（即不動了）。 故障診斷 ：檢查 401 號報警內容表： X、 Y、 Z 軸速度控制“ READY”信號斷開。由此檢查 X、Y、 Z 軸的速度控制單元板，發(fā)現 Y 軸速度控制單元板（ A06B6045C001）的 TGLS 報警燈亮，說明是 Y 軸伺服系統的故障。提示可能原因有： ① 印制電路板設定不合適； ② 速度反饋電壓沒給或是斷續(xù)給； ③ 電動機動力電纜沒有接到速度控制單元 T1 板的 8 端子上或動力電纜短路。 （ 1） 故障排除 經檢查電動機動力電纜已燒斷，更換電刷，故障排除。 維修實例表明，數控系統的自診斷功能在故障的診斷中起著十分重要的作用，它不但能保證系統的可靠運行，而且是維修人員排除故障的基本手段和方法。 3. 離線診斷 當 CNC 系統出現故障或要判斷系統是否真正有故障時，往往要停機檢查，此時稱為離線診斷（或脫機診斷）。其主要目的和任務是最終查明故障和進行故障定位，力求 把故障定位在盡可能小的范圍內，如縮小到某一模塊上，某個線路板上或線路板上的某部分電路，甚至某個芯片或元器件。這種診斷方法屬于高層次診斷，其診斷程序存儲及使用方法一般不相同。 數控系統的脫機診斷需要專用診斷軟件或專用測試裝置，因此，它只能在數控系統的生產廠家或專門的維修部門進行。隨著計算機技術的發(fā)展，現在 CNC 的離線診斷軟件正在逐步與 CNC控制軟件一體化，有的系統已將“專家系統”引入故障診斷中。通過這樣的軟件，操作者只要在CRT/MDI 上作一些簡單的會話操作，即可診斷出 CNC 系統或機床的故障。如美國 AB 公司 8200系統離線診斷時，只需要把專用的診斷程序讀入 CNC 中既可運行檢查故障。而有的將這些診斷程序與 CNC 控制程序一同存入 CNC 中，維修人員可隨時用鍵盤調用這些程序并使之運行，在CRT 上觀察診斷結果。離線診斷可以在現場、維修中心或 NC 系統制造廠進行操作和控制。 故障診斷與排除的基本方法 數控機床系統出現報警，發(fā)生故障時，維修人員不要急于動手處理，而應多進行觀察，應遵循兩條原則，一是充分調查故障現場，充分掌握故障信息，這是維修人員取得第一手材料的一個重要手段。一方面要查看故障記錄單，向操作者調查、詢問出現故障 的全過程，徹底了解