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  • 數控機床的常見故障排除方法

    發布時間:2018-04-25 10:12:12   來源:    瀏覽次數:

    據深圳啟程自動化培訓了解,由于數控機床故障比較復雜,同時數控系統自診斷能力還不能對系統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實踐中常用的排除故障方法。

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    1直觀檢查法

     

    直觀檢查法是維修人員根據對故障發生時的各種光、聲、味等異常現象的觀察,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:

     

    a.詢問:向故障現場人員仔細詢問故障產生的過程、故障表象及故障后果等;

     

    b.目視:總體查看機床各部分工作狀態是否處于正常狀態,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;

     

    c.觸摸: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;

     

    d.通電: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,一旦發現立即斷電分析。如果存在破壞性故障,必須排除后方可通電。

     

    例:一臺數控加工中心在運行一段時間后,CRT顯示器突然出現無顯示故障,而機床還可繼續運轉。停機后再開又一切正常。觀察發現,設備運轉過程中,每當發生振動時故障就可能發生。初步判斷是元件接觸不良。當檢查顯示板時,CRT顯示突然消失。檢查發現有一晶振的兩個引腳均虛焊松動。重新焊接后,故障消除。

     

    2 初始化復位法

     

    據深圳啟程自動化培訓了解,一般情況下,由于瞬時故障引起的系統報警,可用硬件復位或開關系統電源依次來清除故障。若系統工作存貯區由于掉電、撥插線路板或電池欠壓造成混亂,則必須對系統進行初始化清除,清除前應注意作好數據拷貝記錄,若初始化后故障仍無法排除,則進行硬件診斷。

     

    例:一臺數控車床當按下自動運行鍵,微機拒不執行加工程序,也不顯示故障自檢提示,顯示屏幕處于復位狀態(只顯示菜單)。有時手動、編輯功能正常,檢查用戶程序、各種參數完全正確;有時因記憶電池失效,更換記憶電池等,系統顯示某一方向尺寸超量或各方向的尺寸都超最(顯示尺寸超過機床實斤能加工的最大尺寸或超過系統能夠認可的最大尺寸)。排除方法:采用初始化復位法使系統清零復位(一般要用特殊組合健或密碼)。

     

    3 自診斷法

     

    數控系統已具備了較強的自診斷功能,并能隨時監視數控系統的硬件和軟件的工作狀態。利用自診斷功能,能顯示出系統與主機之間的接口信息的狀態,從而判斷出故障發生在機械部分還是數控部分,并顯示出故障的大體部位(故障代碼)。

     

    a.硬件報警指示:是指包括數控系統、伺服系統在內的各電氣裝置上的各種狀態和故障指示燈,結合指示燈狀態和相應的功能說明便可獲知指示內容及故障原因與排除方法;

     

    b.軟件報警指示:系統軟件、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。

     

    4 功能程序測試法

     

    功能程序測試法是將數控系統的GMSTF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,可快速判定故障發生的可能起因。

     

    功能程序測試法常應用于以下場合:

     

    a. 機床加工造成廢品而一時無法確定是編程操作不當、還是數控系統故障引起;

     

    b. 數控系統出現隨機性故障,一時難以區別是外來干擾,還是系統穩定性個好;

     

    c. 閑置時間較長的數控機床在投入使用前或對數控機床進行定期檢修時。

    例:一臺FANUC9系統的立式銑床在自動加工某一曲線零件時出現爬行現象,表面粗糙度極差。在運行測試程序時,直線、圓弧插補時皆無爬行,由此確定原因在編程方面。對加工程序仔細檢查后發現該曲線由很多小段圓弧組成,而編程時又使用了正確定位外檢查C61指令之故。將程序中的G61取消,改用G64后,爬行現象消除。

     

    5 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。

     

    對于現代數控的維修,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的丟失,使故障擴大。

     

    例:一臺采用西門子SINUMERIK SYSTEM 3系統的數控機床,其PLC采川S5130w/B,一次發生故障時,通過NC系統PC功能輸入的R參數,在加工中不起作用,不能更改加上程序中R參數的數值。通過對NC系統工作原理及故障現象的分析,認為PLC的主板有問題,與另一臺機床的主板對換后,進一步確定為PLC主板的問題。經專業廠家維修,故障被排除。

     

    6 交叉換位法

     

    當發現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交換,否則不僅達不到目的,反而會產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。

     

    例:一臺數控車床出現X向進給正常,Z向進給出現振動、噪音大、精度差,采用手動和手搖脈沖進給時也如此。觀察各驅動板指示燈亮度及其變化基本正常,疑是Z軸步進電動機及其引線開路或Z軸機械故障。遂將Z軸電機引線換到X軸電機上,X軸電機運行正常,說明Z軸電動機引線正常;又將X軸電機引線換到Z軸電機上,故障依舊;可以斷定是Z軸電動機故障或Z軸機械故障。測量電動機引線,發現一相開路。修復步進電動機,故障排除。

     

    7 參數檢查法

     

    系統參數是確定系統功能的依據,參數設定錯誤就可能造成系統的故障或某功能無效。發生故障時應及時核對系統參數,參數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,使個別參數丟失或變化,發生混亂,使機床無法正常工作。此時,可通過核對、修正參數,將故障排除。

     

    例:一臺數控銑床上采用了測量循環系統,這一功能要求有一個背景存貯器,調試時發現這一功能無法實現。檢查發現確定背景存貯器存在的數據位沒有設定,經設定后該功能正常。

     

    又如:一臺數控車床數控刀架換對突然出現故障,系統無法自動運行,在手動換刀時,總要過一段時間才能再次換刀。遂對刀補等參數進行檢查,發現一個手冊上沒有說明的參數P20變為20,經查有關資料P20是刀架換刀時間參數,將其清零,故障排除。

     

    有時由于用戶程序和參數錯誤亦可造成故障停機,對此可以采用系統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。

     

    8 測量比較法

     

    CNC系統生產廠在設計印刷線路板時,為了調整和維修方便,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。

     

    9 敲擊法

     

    當系統故障表現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。

     

    10 局部升溫法

     

    數控系統經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。操作時,要注意元器件的溫度參數等,注意不要損壞好的元器件。

     

    11 原理分析法

     

    根據數控系統的組成原理,可從邏輯上分析各點的邏輯電平和特性參數,如電壓值和波形,使用儀器儀表進行測量、分析、比較,從而確定故障部位。

     

    除以上常用的故障檢測方法之外,還可以采用拔插板法、電壓拉偏法、開環檢測法等。總之,根據不同的故障現象,可以同時選用幾個方法靈活應用、綜合分析,才能逐步縮小故障范圍,較快地排除故障。

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