数控机床故障诊断与维修 数控机床电控系统常见硬件故障的诊断分析
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【摘 要】结合数控机床的常见电气故障，说明故障诊断与维修方法，借助于系统原理图及自诊断，结合接口状态及PMC程序，较为快速诊断和维修数控机床是一种技能.同时结合自己的工作经验提出了数控机床维修的方法技能和步骤及维修原则。
【关键词】数控机床；故障；诊断
我们知道数控机床是机电一体化高精度、高附加值、高自动化设备,尽管它也具有高可靠性稳定性,但在实际生产工程中,由于环境复杂,干扰多,对数控机床实时控制系统的正常工作会产生很大的影响,加之人为因素及元器件特性变化，故障会随时产生,因此对常见电控故障的快速诊断和维修就显得格外重要。下面就结合FANUC数控系统机床具体故障，说明诊断分析方法。
1.FANUC 0i-MC数控机床开机急停报警
分析思路:由原理图可知，急停故障是由急停回路产生,使系统处于停止工作状态,通过线路分析可知,X8.4为外电路输入数控系统的急停信号,正常工作时,X8.4为1(高电平24V),出现急停报警时除了软件原因,X8.4必然为0(低电平0V),引起原因主要由急停按钮X/Y/Z轴的限位开关或KA2继电器引起。
诊断过程:首先进入PMC状态列表,查看X8.4的状态,为0,然后检查24V电压及继电器线圈触头,依次断电测量急停回路的开关,逐一排除后,更换相应的器件,开机故障消除。
2.回零故障
分析思路:回零故障分为,回零失效和X或进给轴找不到会零点,过行程。
1)回零失效,由系统原理图知,方式转换开关对应输入至系统的地址信号为X3.0-X3.3。
正常情况下,在转换方式时,会有24V的变化,如无变化,则不会有正确的工作方式,重点是X3.2 X3.3的状态。
诊断过程:进入系统的PMC状态列表,查看X3.0-X3.3的状态,转动方式开关,观察它们的状态变化,然后进入CB105接线处,用万用表测量X3.2.X3.2与0V的电压,正常情况下,转换开关,会有24V电压变化,不变化,则故障得以查处。
2)X轴找不到回零点,X轴回零减速开关输入至系统的地址为X9.0,正常情况下为0,当回零当快压到SQ时,X9.0变为1,诊断过程:首先进入系统PMC状态列表界面,检查X9.0状态变化(通过移动X轴),到达减速开关处,X9.0无变化,则进一步检查减速开关好坏。
3.手轮失效
分析:手轮只有在其方式时,才起作用。
分析过程:除了软件参数方面的原因,就是线路故障引起,通过原理图可知,首轮是通过I/O接口与系统相连,有4根线,5V电源及A、B两根信号线,首先检查线的通断,然后检查5V电源,逐一检查,问题得以解决。
4.主轴不能启动
分析;主轴不能启动，从硬件方面分析有二,1主轴按钮故障,2变频器接线故障。
1)按钮故障:停止按钮地址X3.0,常态下为0,断开为1,进入PMC状态列表界面,检查X3.0的状态,,然后检查CB104接线处,查X3.0与0V电压,若为24V,则不能启动,检查开关.线路,故障排除。
2)变频器接线故障:主轴变频器供电的接触器KM2,查进出线及电源,查接触器线圈及电源,其次检查给KM2线圈回路的KA10的常开触头,逐一排查,问题迎刃而解。
5.刀架故障
分析过程:刀架故障主要表现有:电动刀架锁不紧，找不到某到位,刀架找不到任何刀位连续转动。
1)电动刀架锁不紧,发信盘位置不正:拆开刀架的顶盖，旋动并调整发信盘位置，使刀架的霍尔元件对准磁钢，使刀位停在准确位置。
2)电动刀架找不到某到位,对应刀位的霍尔元件损坏或断线:确认是哪个刀位使刀架转不停，在系统上输入指令转动该刀位，用万用表量该刀位信号触点对+24V触点是否有电压变化，若无变化，可判定为该位刀霍尔元件损坏。
3)刀位转不停,检查发信盘及霍尔传感器电源及线路。
总之，数控机床的故障类型很多,有机械故障,电气故障,软件故障等,不管是那类故障,要正确快速诊断维修，首先必须对数控机床的结构及工作过程及工艺过程搞清楚并掌握一般的操作技能,其次对系统的原理图及实际分布要极为熟悉,同时要对系统的组成及连接心中有数,关键要对系统参数及PMC程序要熟练,特别是重要的参数和程序,其次要正确使用常用的诊断工具(包括软件工具)。同时平时注意收集数控机床技术资料以备随时使用，这些知识和技能是维修数控机床的必要条件。
诊断维修的原则基本遵循从简单到复杂，由外而内，由浅而深过程，逐步循序渐进，胆大而心细。首先是可以看得见摸得着的器件，然后线路电源，其次系统部分的外观接线及状态指示，再次之就是PCB板级，最后就是软件和参数，同时遵循一个原则就是遵循原系统技术要求，不得随意更换改变系统要求，不得扩大故障范围；做好维修记录及故障原因的分析。
具备了上述条件,还必须有正确的方法和技巧,方法和技巧不是教条的文字,是长期理论联系实践的产物,一句话,熟能生巧,达到巧,就能游刃有余,无往而不胜。
参考文献
[1]郭士义.数控机床故障诊断与维修.机械工业出版社,2005.5
[2]黄文广.FANUC数控系统连接与调试.高教出版社,2011.5
【关键词】数控机床；故障；诊断
我们知道数控机床是机电一体化高精度、高附加值、高自动化设备,尽管它也具有高可靠性稳定性,但在实际生产工程中,由于环境复杂,干扰多,对数控机床实时控制系统的正常工作会产生很大的影响,加之人为因素及元器件特性变化，故障会随时产生,因此对常见电控故障的快速诊断和维修就显得格外重要。下面就结合FANUC数控系统机床具体故障，说明诊断分析方法。
1.FANUC 0i-MC数控机床开机急停报警
分析思路:由原理图可知，急停故障是由急停回路产生,使系统处于停止工作状态,通过线路分析可知,X8.4为外电路输入数控系统的急停信号,正常工作时,X8.4为1(高电平24V),出现急停报警时除了软件原因,X8.4必然为0(低电平0V),引起原因主要由急停按钮X/Y/Z轴的限位开关或KA2继电器引起。
诊断过程:首先进入PMC状态列表,查看X8.4的状态,为0,然后检查24V电压及继电器线圈触头,依次断电测量急停回路的开关,逐一排除后,更换相应的器件,开机故障消除。
2.回零故障
分析思路:回零故障分为,回零失效和X或进给轴找不到会零点,过行程。
1)回零失效,由系统原理图知,方式转换开关对应输入至系统的地址信号为X3.0-X3.3。
正常情况下,在转换方式时,会有24V的变化,如无变化,则不会有正确的工作方式,重点是X3.2 X3.3的状态。
诊断过程:进入系统的PMC状态列表,查看X3.0-X3.3的状态,转动方式开关,观察它们的状态变化,然后进入CB105接线处,用万用表测量X3.2.X3.2与0V的电压,正常情况下,转换开关,会有24V电压变化,不变化,则故障得以查处。
2)X轴找不到回零点,X轴回零减速开关输入至系统的地址为X9.0,正常情况下为0,当回零当快压到SQ时,X9.0变为1,诊断过程:首先进入系统PMC状态列表界面,检查X9.0状态变化(通过移动X轴),到达减速开关处,X9.0无变化,则进一步检查减速开关好坏。
3.手轮失效
分析:手轮只有在其方式时,才起作用。
分析过程:除了软件参数方面的原因,就是线路故障引起,通过原理图可知,首轮是通过I/O接口与系统相连,有4根线,5V电源及A、B两根信号线,首先检查线的通断,然后检查5V电源,逐一检查,问题得以解决。
4.主轴不能启动
分析;主轴不能启动，从硬件方面分析有二,1主轴按钮故障,2变频器接线故障。
1)按钮故障:停止按钮地址X3.0,常态下为0,断开为1,进入PMC状态列表界面,检查X3.0的状态,,然后检查CB104接线处,查X3.0与0V电压,若为24V,则不能启动,检查开关.线路,故障排除。
2)变频器接线故障:主轴变频器供电的接触器KM2,查进出线及电源,查接触器线圈及电源,其次检查给KM2线圈回路的KA10的常开触头,逐一排查,问题迎刃而解。
5.刀架故障
分析过程:刀架故障主要表现有:电动刀架锁不紧，找不到某到位,刀架找不到任何刀位连续转动。
1)电动刀架锁不紧,发信盘位置不正:拆开刀架的顶盖，旋动并调整发信盘位置，使刀架的霍尔元件对准磁钢，使刀位停在准确位置。
2)电动刀架找不到某到位,对应刀位的霍尔元件损坏或断线:确认是哪个刀位使刀架转不停，在系统上输入指令转动该刀位，用万用表量该刀位信号触点对+24V触点是否有电压变化，若无变化，可判定为该位刀霍尔元件损坏。
3)刀位转不停,检查发信盘及霍尔传感器电源及线路。
总之，数控机床的故障类型很多,有机械故障,电气故障,软件故障等,不管是那类故障,要正确快速诊断维修，首先必须对数控机床的结构及工作过程及工艺过程搞清楚并掌握一般的操作技能,其次对系统的原理图及实际分布要极为熟悉,同时要对系统的组成及连接心中有数,关键要对系统参数及PMC程序要熟练,特别是重要的参数和程序,其次要正确使用常用的诊断工具(包括软件工具)。同时平时注意收集数控机床技术资料以备随时使用，这些知识和技能是维修数控机床的必要条件。
诊断维修的原则基本遵循从简单到复杂，由外而内，由浅而深过程，逐步循序渐进，胆大而心细。首先是可以看得见摸得着的器件，然后线路电源，其次系统部分的外观接线及状态指示，再次之就是PCB板级，最后就是软件和参数，同时遵循一个原则就是遵循原系统技术要求，不得随意更换改变系统要求，不得扩大故障范围；做好维修记录及故障原因的分析。
具备了上述条件,还必须有正确的方法和技巧,方法和技巧不是教条的文字,是长期理论联系实践的产物,一句话,熟能生巧,达到巧,就能游刃有余,无往而不胜。
参考文献
[1]郭士义.数控机床故障诊断与维修.机械工业出版社,2005.5
[2]黄文广.FANUC数控系统连接与调试.高教出版社,2011.5
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