【導(dǎo)讀】加工過程進(jìn)行控制的一種方法。由于現(xiàn)代數(shù)控都采用了計算機(jī)進(jìn)行控制，因此，也可以。為了對機(jī)械運(yùn)動及加工過程進(jìn)行數(shù)字化信息控制，必須具備相應(yīng)的硬件和軟件。機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)、精密測量技術(shù)和機(jī)床設(shè)計等先進(jìn)技術(shù)的典型機(jī)電一體化產(chǎn)品，機(jī)床的水平代表了當(dāng)前數(shù)控技術(shù)的性能、水平和發(fā)展方向。架的數(shù)控車床除外）稱為加工中心。心是目前數(shù)控機(jī)床中產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的數(shù)控機(jī)床。數(shù)控系統(tǒng)的主要控制對象是坐標(biāo)軸的位移（包括移動速度、在數(shù)控系統(tǒng)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(jī)床上，主軸驅(qū)動裝置也可以成為數(shù)控系統(tǒng)的一個部分；在閉環(huán)數(shù)控機(jī)床上，測量、檢測裝置也是數(shù)控系統(tǒng)必不可少的。圖1-1的虛線框部分表示計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)。NC、SV與PLC是數(shù)控設(shè)備中最為常用的英文縮寫，在實(shí)際使用中，

　　

【正文】 是否正常？ ③ 電氣柜內(nèi)部系統(tǒng)、驅(qū)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(jī)的場合，檢查紙帶閱讀機(jī)是否有污物？閱讀機(jī)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(tǒng)模塊、線路板的數(shù)量是否齊全？模塊、線路板安裝是否牢固、可靠？ ⑧ 機(jī)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(tǒng)的總線設(shè)置，模塊的設(shè)定端的位置是否正確？ 總之，維修時應(yīng)記錄、檢查的原始數(shù)據(jù)、狀態(tài)越多，記錄越詳細(xì)，維修就越方便。用戶最好根據(jù)本廠的實(shí)際情況，編制一份故障維修記錄表，在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，操作者可以根據(jù)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(tǒng)，可以由各種開關(guān)、傳感器等把油位、溫度、油壓、電流、速度等狀態(tài)信息，設(shè)置成數(shù)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(jìn)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(shù)控機(jī)床各部分包括 CNC 系統(tǒng)本身進(jìn)行狀態(tài)或故障監(jiān)測的軟件，當(dāng)機(jī)床出現(xiàn)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(shù)控系統(tǒng)通電時，由系統(tǒng)內(nèi)部診斷程序自動執(zhí)行的診斷，它類似于計算機(jī)的開機(jī)診斷。 啟動自診斷可以對系統(tǒng)中的關(guān)鍵硬件，如 :CPU、存儲器、 I/O 接口單元、 CRT/MDI單元、紙帶閱讀機(jī)、軟驅(qū)等裝置或外部設(shè)備進(jìn)行自動檢查；確定數(shù)控設(shè)備的安裝、連接狀態(tài)與性能；部分系統(tǒng)還能 對某些重要的芯片，如： RAM、 ROM、專用 LSI 等進(jìn)行診斷。 數(shù)控系統(tǒng)的自診斷在開機(jī)時進(jìn)行，只有當(dāng)全部項(xiàng)目都被確認(rèn)無誤后，才能進(jìn)入正常運(yùn)行準(zhǔn)備狀態(tài)，即 CRT 顯示進(jìn)入正常運(yùn)行的基本畫面（一般為位置顯示畫面）。如果檢查出有錯，機(jī)床則不再轉(zhuǎn)入正常運(yùn)行過程，而是轉(zhuǎn)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(shù)控系統(tǒng)，一般只需數(shù)十秒鐘，但有的采用硬盤驅(qū)動器的驅(qū)動系統(tǒng)則需要幾分鐘，如 SINUMER1K840C 系統(tǒng)因 中國最大的管理資源中心 第 18 頁 共 32 頁 要調(diào)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(nèi)，維修人員需要通過維修手冊中所指出的有關(guān)數(shù)控可能造成的原因及相應(yīng)排除方法中找到真正的故障原因并加以排除。 在對數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行維修時，維修人員應(yīng)了解該系統(tǒng)的自診斷能力，所能檢查的內(nèi)容及范圍，做到心中有數(shù)。在遇到級別較高的故障報警時，可以關(guān)機(jī)，重新開機(jī)，讓系統(tǒng)在進(jìn)行啟動自診斷，檢查數(shù)控系統(tǒng)這些關(guān)鍵部分是否正常。下面舉例介紹開機(jī)自診斷在排除系統(tǒng)故障中的應(yīng)用。 例：由意大利 F90 鉆床改制的大型數(shù)控導(dǎo)軌鉆床，采用 FUNAC6M 系統(tǒng)。每次系統(tǒng)通電，進(jìn)行開機(jī)診斷時， CRT 上出現(xiàn)“ SYSTEM ERROR 908”，系統(tǒng)不能進(jìn)入正常工作狀態(tài)。 分析診斷 ： 908 號報警為磁泡驅(qū)動器軟件奇偶校驗(yàn)錯故障?，F(xiàn)對磁泡存儲器重新進(jìn)行初始化。然而，故障仍存在。將備用 BMU 磁泡存儲器存儲板調(diào)上，調(diào)前先將備板的壞環(huán)信息記下。以便對其進(jìn)行初始化時輸入新的壞環(huán)信息。調(diào)上備板并進(jìn)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(xiàn)，該機(jī)在頻繁出現(xiàn) 908 號報警時，曾在 CRT 上偶爾出現(xiàn)過一次 081 號 ROM 故障報警，因此，可調(diào)ROM 或 ROM 版的方法來排除故障疑點(diǎn)。 故障排除：將備用 ROM 電路板與原 ROM 版調(diào)換。調(diào)換之后故障消除。 維修實(shí)例表明，開機(jī)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(yùn)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(shù)控系統(tǒng)的自診斷上存在局限性，不可能將全部故障原因，準(zhǔn)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(diǎn)，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(jī)床的在線診斷是指 CNC 系統(tǒng)通過系統(tǒng)的內(nèi)裝程序，在系統(tǒng)處于正常運(yùn)行狀態(tài)時，對CNC 系統(tǒng)內(nèi)部的各種狀態(tài)外以及與 CNC 裝置相連的機(jī)床各執(zhí)行部件進(jìn)行自動診斷檢查。在線診斷包括 CNC 系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)置的自診斷功能和用戶單獨(dú)設(shè)計的對加工過程狀態(tài)的監(jiān)測與診斷系統(tǒng)，都是在機(jī)床正常運(yùn)行過程中，監(jiān)視其運(yùn)行狀態(tài)的。只要系統(tǒng)不斷電，在線診斷就一直進(jìn)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。可分為 CNC 內(nèi)部程序監(jiān)控與通過外部設(shè)備監(jiān)控兩種診斷形式。 CNC 內(nèi)部自診斷監(jiān)控是通過系統(tǒng)內(nèi)部程序，對各部分狀態(tài)進(jìn)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(shè)備等。在線監(jiān)控在系統(tǒng)工作過程中始終生效。 數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部程序監(jiān)控 包括接口信號顯示、內(nèi)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(jī)床之間的全部接口信號的現(xiàn)行狀態(tài) 。指示數(shù)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(chǎn)生、撤銷應(yīng)具備的各種條件， 才能進(jìn)行相應(yīng)檢查。數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家所提供的“功能說明書”、“連接說明書”以及機(jī)床生產(chǎn)廠家提供的“機(jī)床電氣原理圖”是進(jìn)行以上狀態(tài)檢查的技術(shù)指南。 （ 2） 內(nèi)部狀態(tài)顯示 一般來說，利用內(nèi)部狀態(tài)顯示功能，可以顯示以下幾方面的內(nèi)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(tǒng)是否處于“到位檢查”中；是否處于“機(jī)床鎖住”狀態(tài)；是否處于“等待速度到達(dá)”信號接通；在主軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給編程時，是否等待“位置編碼器”的測量信號；進(jìn)給速度倍率是否設(shè)定為 0%，等等。 ② 復(fù)位狀態(tài)顯示。指示系統(tǒng)是否處于“急?！睜顟B(tài)或是“外部復(fù)位”信號接通狀態(tài)。 ③ 存儲器內(nèi)容是否能被正常讀取的顯示。 ④ 負(fù)載電流的顯示。 ⑤ 位置跟隨誤差的顯示。 ⑥ 伺服驅(qū)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(shù)控系統(tǒng)中，故障信息一般以“報警顯示”的形式在 CRT 上進(jìn)行顯示。報警顯示的內(nèi)容根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)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(xiàn)，具體內(nèi)容以及排除方法在數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家提供的“維修說明”上可以查閱。 外部設(shè)備監(jiān)控 是指采用計算機(jī)、 PLC 編程器等設(shè)備，對數(shù)控機(jī)床的各部分狀態(tài)進(jìn)行自動診斷、檢查和監(jiān)視的一種方法。如：通過計算機(jī)、 PLC 編程器對 PLC 程序以梯形圖、功能圖的形式進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測，它可以在機(jī)床生產(chǎn)廠家未提供 PLC 程序時，進(jìn)行PLC 程序的閱讀、檢 查，從而加快數(shù)控機(jī)床的維修進(jìn)度。此外，伺服驅(qū)動、主軸驅(qū)動系統(tǒng)的動態(tài)性能測試、動態(tài)波形顯示等內(nèi)容，通常也需要借助必要的在線監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行。 隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，作為外部設(shè)備在線監(jiān)控的一種，通過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接進(jìn)行的遠(yuǎn)程診斷技術(shù)正在進(jìn)一步普及、完善。通過網(wǎng)絡(luò)，數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家可以直接對其生產(chǎn)的產(chǎn)品在現(xiàn)場的工作情況進(jìn)行檢測、監(jiān)控，及時解決系統(tǒng)中所出現(xiàn)的問題，為現(xiàn)場維修人員提供指導(dǎo)和幫助。 在線診斷一旦監(jiān)視的信息超限，診斷系統(tǒng)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(dāng)注釋，并顯示在屏幕上。維修人員根據(jù)這些 故障信息，經(jīng)過分析處理，確診故障點(diǎn)并及時排除故障。 當(dāng)然，實(shí)際診斷并不是那么容易的，因?yàn)樗峁┑膱缶畔?，并非是唯一?zhǔn)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(yīng)結(jié)合機(jī)床結(jié)構(gòu)，查閱機(jī)床維修手冊，憑借自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，注意排除故障假象，找出真正的故障所在。另外，故障現(xiàn)象與故障原因并非一一對應(yīng)關(guān)系，而往往是一種故障所引發(fā)出的現(xiàn)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(xiàn)的。 CNC 機(jī)床自診斷系統(tǒng)功能的強(qiáng)弱是評價一個 CNC 系統(tǒng)性能高低的一項(xiàng)重要指 標(biāo)。 各種 CNC 機(jī)床的自診斷功能報警號不盡完全相同，只能根據(jù)具體機(jī)床的使用說明書和維修手冊進(jìn)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(jī)床上各元器件的功能分別編號的。例如某機(jī)床的 CNC 系統(tǒng)的報警信號編組如下： 與 CNC 系統(tǒng)硬件（如：存儲器、伺服系統(tǒng)等）有關(guān)的報警編號為 1~99； 與機(jī)械控制有關(guān)的報警編號為 100~339； 與操作失誤有關(guān)的報警編號為 400~499； 與外部通信對話有關(guān)的報警編號為 500~599； 與加工程序編制錯誤有關(guān)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(guān) 中國最大的管理資源中心 第 20 頁 共 32 頁 （或接近開關(guān)）狀態(tài)不正常等都應(yīng)有對應(yīng)的編號。在每一類報警范圍內(nèi)，又按故障分類報警。如過熱報警類、系統(tǒng)故障報警類、存儲器故障報警類、伺服系統(tǒng)報警類、行程開關(guān)報警類、印制線路板間的連接故障報警類、編程 /設(shè)定錯誤報警類、無操作報警類等。 機(jī)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(jīng)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(hù)系統(tǒng)軟件及系統(tǒng)數(shù)據(jù)，特別是 CNC 與 PLC 機(jī)床數(shù)據(jù)、 PLC 用戶程序、報警文本等隨機(jī)所帶的 CNC 系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)資料，它們是用電池保存于 RAM 存儲器中。 例：配置某系統(tǒng)的臥式加工中心出現(xiàn)故障。機(jī)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(guān)機(jī)后再啟動，還能繼續(xù)工作，此后關(guān)機(jī)也不起作用（即不動了）。 故障診斷 ：檢查 401 號報警內(nèi)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(xiàn) 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(tǒng)的故障。提示可能原因有： ① 印制電路板設(shè)定不合適； ② 速度反饋電壓沒給或是斷續(xù)給； ③ 電動機(jī)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(jīng)檢查電動機(jī)動力電纜已燒斷，更換電刷，故障排除。 維修實(shí)例表明，數(shù)控系統(tǒng)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(tǒng)的可靠運(yùn)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(dāng) CNC 系統(tǒng)出現(xiàn)故障或要判斷系統(tǒng)是否真正有故障時，往往要停機(jī)檢查，此時稱為離線診斷（或脫機(jī)診斷）。其主要目的和任務(wù)是最終查明故障和進(jìn)行故障定位，力求 把故障定位在盡可能小的范圍內(nèi)，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(shù)控系統(tǒng)的脫機(jī)診斷需要專用診斷軟件或?qū)Ｓ脺y試裝置，因此，它只能在數(shù)控系統(tǒng)的生產(chǎn)廠家或?qū)ｉT的維修部門進(jìn)行。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)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(tǒng)已將“專家系統(tǒng)”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(tǒng)或機(jī)床的故障。如美國 AB 公司 8200系統(tǒng)離線診斷時，只需要把專用的診斷程序讀入 CNC 中既可運(yùn)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(diào)用這些程序并使之運(yùn)行，在CRT 上觀察診斷結(jié)果。離線診斷可以在現(xiàn)場、維修中心或 NC 系統(tǒng)制造廠進(jìn)行操作和控制。 故障診斷與排除的基本方法 數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)出現(xiàn)報警，發(fā)生故障時，維修人員不要急于動手處理，而應(yīng)多進(jìn)行觀察，應(yīng)遵循兩條原則，一是充分調(diào)查故障現(xiàn)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(diào)查、詢問出現(xiàn)故障 的全過程，徹底了解