数控系统故障诊断技术

数控系统故障诊断技术第一节数控机床的维护第二节数控系统维修技术第三节数控系统故障诊断第一节数控机床的维护一、数控机床维修管理的特点：选择合理的维修方式维修方式有：事后维修、预防维修、改善维修、预知维修或状态监测维修、维修预防从修理费用、停产损失、维修组织工作和修理效果等方面去衡量建立专业维修组织和维修协作网点检管理:按有关文件的规定,对设备进行定点、定时的检查和维护点检的内容:定点、定标、定期、定项、定人、定法、检查、记录、处理、分析分类:日常点检:对机床一般部件的点检,处理和检查机床在运行过程中出现的故障,由机床操作人员进行专职点检:对机床关键部位和重要部件按周期进行重点点检和设备状态监测与故障诊断,制定点检计划,做好诊断记录,分析维修结果,提出改善设备维护管理的建议,由专职维修人员进行二、数控机床的维护数控机床使用中应注意的问题使用环境:避免阳光的直射和其他辐射避免太潮湿或粉尘过多的场所避免有腐蚀气体的场所要远离振动大的设备电源要求:允许波动±10%有操作规程不宜长期封存不用每周通电1-2次，每次空运行1小时左右数控系统的维护严格遵守操作规程和日常维护制度应尽量少开数控柜和强电柜的门数控系统的输入/输出装置的定期维护定时清扫数控柜的散热通风系统定期检查和更换直流电动机电刷经常监视数控系统的电网电压定期更换存储器用电池每年更换一次电池的更换应在数控系统供电的状态下进行，以免参数丢失数控系统长期不用时的维护经常给数控系统通电对于直流电动机应将电刷取出,以免腐蚀换向器备用电路板的维护做好维修前的准备工作:技术准备\工具准备\备件准备三、数控机床的可靠性指标1、平均无故障时间（MeanTimeBetweenFailure）:指数控机床在两次故障之间能正常工作的时间的平均值。（该时间越长越好）MTBF=总工作时间/总故障次数2、平均修复时间（MeanTimeToRestore）指数控机床在寿命范围内，每次从出现故障开始维修，直至能正常工作所用的平均时间。（该时间越短越好）MTTR=总故障时间/总故障次数有效度（Availability）是考核数控机床可靠性和可维修性的指标。(A是一个小于1的数，越接近1越好。)A=MTBF/(MTBF+MTTR)第二节数控系统维修技术一、数控系统现场维修要求现场维修的基本条件必要的维修工具必要的技术资料和技术准备必要的备件现场维修的阶段划分与工作步骤维修中的元器件替代二、必要的维修用器具测量仪器、仪表万用表逻辑测试笔和脉冲信号笔使用TTL和CMOS逻辑电平通用型示波器频带宽度为10~100MHZ范围内的双通道示波器测电平、脉冲上下沿、脉宽、周期、频率、两信号的相位和电平幅度的比较PLC编程器IC测试仪离线快速测试集成电路的好坏IC在线测试仪在线对电路板上的芯片直接进行功能、状态和外特性测试，确认其逻辑功能是否失效短路追踪仪逻辑分析仪专门用于测量多路数字信号的测试仪器，可同时显示8、16、64个通道的逻辑方波信号维修工具电烙铁吸锡器螺丝刀钳类工具扳手其他化学用品松香、纯酒精、清洁触点用喷剂、润滑油三、必要的技术资料和技术准备数控装置部分PLC装置部分PLC装置及其编程器的连接、编程、操作方面的技术说明书PLC用户程序清单或梯形，I/O地址及意义清单、报警文本及PLC的外部连接图伺服单元进给和主轴伺服单元原理、连接、调整和维修方面的技术说明书包括：伺服单元的电气原理图、接线图、故障的报警显示、重要的调整点和测试点，伺服单元参数的意义和设置机床部分机床安装、使用、操作和维修的技术说明机床的操作面板布置及其操作说明机床电气原理图、布置图、接线图液压回路图和气动回路图其他元器件技术资料——元器件清单、备件清单、通用元器件手册数据程序备份故障维修记录四、维修中注意事项从数控系统中取下某电路板时，应记录相对应的位置和连接的电缆号电路板上刷有阻焊膜，不要任意铲除；测线路间阻值时，先切断电源。每测一处均应红黑笔对调一次，以阻值大的为参考值不应随意切断印刷电路在无把握确定某一元件为故障元件时，不要随意拆卸，更换故障元件时避免同一焊点的长时间加热和对故障元件的硬取查清电路板的电源配置及种类，按检测需要，采取局部供电或全部供电第三节数控系统故障诊断一、故障分类有报警显示的故障硬件报警显示的故障:各单元装置上的报警灯软件报警显示故障:CRT显示器上显示出来的报警号报警信息来自NC的报警和来自PLC的报警存储器报警过热报警伺服系统报警轴超程报警程序出错报警主轴报警过载报警断线报警无报警显示的故障无任何硬件或软件的报警显示,分析难度较大二、故障诊断原则先外部后内部外部的行程开关、按钮开关、液压气动元件、印刷电路板间的连接部位，接触不良，是产生数控机床故障的重要因素尽量避免随意地启封、拆卸，以避免扩大故障，降低机床性能先机械后电气机械故障容易察觉大部分故障是机械部件失灵造成的先静后动不盲目动手了解故障发生的过程及状态查阅说明书、系统资料先在机床断电的静止状态，观察、分析确认无恶性故障或破坏性故障，方可给机床通电，进行动态观察检验和测试恶性故障或破坏性故障先排除故障才通电诊断先公用后专用如CNC、PLC、电源、液压等公用部分先简单后复杂先一般后特殊三、故障自诊断技术CNC系统的自诊断：向被诊断的部件或装置写入一串成为测试码的数据，然后观察系统相应的输出数据（校验码），根据事先已知的测试码、校验码与故障的对应关系，通过对观察结果的分析以确定故障。开机运行，自动诊断整个硬件系统，为正常工作做好准备发现错误，自动进入自诊断状态，经故障检测定位报警启动诊断：从通电开始至进入正常的运行准备状态为止诊断的内容：系统中最关键的硬件和系统控制软件系统的配置如：外设接口、RAM、ROM启动诊断过程不结束，系统不能投入运行在线诊断通过CNC系统的内装程序，在系统处于正常运行状态时，对CNC系统本身及与CNC装置相连的各个进给伺服单元、伺服电动机、主轴伺服单元和主轴电动机、外围设备等进行自动诊断、检查只要系统不停电，在线诊断就不会停止离线诊断：用离线诊断软件，一般与CNC系统控制软件装在CNC系统中，可调用，在CRT上观察诊断结果。四、故障诊断方法观察检查法直观检查法预检查电源检查熔丝熔断熔丝不断，输出无电压电源输出电压不准开关电源发出重复的“滴嗒”响声接地检查与插头、连接电缆检查机床数据检查功能程序测试法PLC程序法修改状态识别法接口信号法试探交换法故障：不能联机按说明书连接所有连线检查三相电源~380V确认?正确安装软件,设置系统文件打开所有电源开关重新进入系统联机?检查电源批示灯亮?HC5905板电源批示灯HC5602板指示灯重新进入系统更换计算机,重新安装软件更换HC5602亮?更换NC板检查员12V电源亮?联机?更换扁平线联机?与公司联系检查员12V电源排除检查220V电源排除排除松开急停开关解除?工作台是否处于行程范围内?检查NC板插头是否松动?检查NC板插头是否插反?检查接触器KM2是否损坏?检查继电器KA2是否损坏?检查X30、X31信号线重新接线更换继电器更换接触器重接插头插紧插头排除与华中数控联系YYYYYNN超程解除YYN排除N故障：急停、超程故障机床锁住按钮是否锁住？排除检查380V电源是否掉相？重新接线机床锁住按钮是否损坏？更换按钮检查FU1是否断路？更换FU1检查KM2上的接线是否松动？重新接线更换HC5602板排除检查KA2上的接线是否松动？重新接线更换HC5905板排除联机正常与华中数控公司联系YYYYYYYY故障：联机正常，但三个进给轴不能执行进给运动联机正常对应轴的状态是否变化？手动状态下，根据PLC状态显示检查X2组情况如是Z轴，则检查Z轴锁住按钮锁住否？检查NC板和驱动单元上的插头按钮损坏否？松动否？更换并重新接线插头是否插反？更换对应轴的驱动单元排除否？更换NC板更换HC5602板排除否？排除否？与华中数控公司联系排除YNYNYYNYNYNYYN故障：只出现一个轴或二个轴不执行进给运动联机正常主轴变速档到位否？档位拨到位机床锁住否？断电，将电柜里的QF2空开合上排除否？将面板上的主轴高低开关互换排除否？检查380V电源掉相否？重新接线与华中数控公司联系排除排除排除NYYNYNYNYN故障：主轴正、反转都不执行联机正常损坏否?打开PLC状态显示,检查正反转和主轴停的按钮检查KM3或KM4接触器损坏否?接线是否松动?更换并重新接线检查KA3或KA4继电器损坏否?接线是否松动?与华中数控公司联系排除故障：主轴某方向不转