简单讲讲数控机床电气故障的排除方法

伯特利数控陈生

随着数字技术和计算机技术的日益发展和提高，以数控机床为代表的数控设备应用越来越广泛，并显示出巨大的社会效益和经济效益 目前，它已成为机械制造行业的主要力量 现在，数控机床的管理 故障诊断 检测 维护与修理已经形成了一门专门的科学，并且已普遍引起了很多工业企业的重视 但由于数控机床是机电一体化高技术产品，它的维护内容比传统机床要多，它从内容上涉及机械 电气 液压 气动 光学与计算机技术等许多专业；尤其在故障诊断 状态检测等方面涉及数字测试技术与计算机网络技术 同时，数控机床所产生的故障涉及的因素较多，要从方方面面去考虑进行故障处理，情况比较复杂，因而给维修工作带来一定的难度 而数控机床是一种价格昂贵的精密设备，一般都是企业中关键产品 关键工序的关键设备，一旦故障停机，其影响和损失往往很大 所以，为了充分发挥数控机床的效益，数控机床故障的检查分析 诊断和排除尤为重要 数控机床日常出现的故障多为电气故障，下面介绍电气故障判别和维修的一般方法

一 初始化复位法

一般情况下，由于瞬时故障引起的系统报警，可用硬件复位或开关系统电源依此来清除故障 若系统工作存储区由于掉电 拔插线路或电池欠压造成混乱，则必须对系统进行初始化清除 清除前，应注意做好数据拷贝记录 如配备FANUC- 0TD系统的数控车床，在强电线路维修完成 更换电池后，开机显示器显示乱码 估计维修时电池已失效，系统数据失效，对系统进行初始化处理后恢复正常

二 实用诊断法

利用人的感官对机床进行问 看 听 触 嗅等的诊断 注意发生故障时的现象并判断故障的可能部位 如有故障时是否有响声 火花 亮光发生，它们来自何方，何处出现焦糊味，何处发热异常，然后进一步观察可能发生故障的每块印制线路板的表面状况，例如，是否有烧焦 烟熏黑处或元器件断裂处，以进一步缩小检查范围 在现场维修中应首先对工作在恶劣环境下的元器件和易损件进行检测，并逐步缩小检查范围，找到故障点进行故障排除 例如，一台FANUC- 7CM系统卧式加工中心 Z 轴在运行中偶尔出现报警，经仔细观察发现Z轴运动实际位置与指令值不一致 直观发现Z轴编码器外壳被撞变形，换上一个新编码器后，故障排除 这是一种最基本 最简单的方法，但却要求维修人员要有一定的经验

三 充分利用数控系统的自诊断功能

现代数控系统都设计有完美的自诊断程序，实时监控整个系统的软 硬件性能，一旦发现故障则会立即将故障以报警方式显示在CRT上或点亮各种报警指示灯，或者还有简要文字说明在屏幕上显示出来，结合系统配备的诊断手册不仅可以找到故障发生的原因 部位，而且还有排除的方法提示

例如，一台 FANUC- 0T系统数控车床，开机后 CRT无画面，电源模块报警指示灯亮 检查发现 CRT和I/O 接口公用的 24VDC 电源正端与直流地之间的电阻值仅有 1-2? ，而正常值应为155 ，顺线查出插头有短路现象 排除后，机床恢复正常 又如，配置 SIEMENS 802D 系统的数控铣床，开机时出现报警ALM380500 ，驱动器显示报警号 ALM504 报警含义为编码器电压太低，编码器反馈监控失效 检查发现是由于伺服电动机加入电枢电压的瞬间干扰引起的 重新连接伺服驱动的电动机编码线，进行正确的接地连接后，机床恢复正常

四 备件置换法

当故障分析结果集中于某一块印刷电路板上时，由于电路集成度的不断扩大而要把故障落实在某一区域或某一元件上是十分困难的 为了缩短停机时间，在有相同备件的条件下可以先将备件换上，然后再去检查修复故障板 备件板的更换要注意以下问题：

（1）更换任何备件都必须在断电情况下进行

（2）许多印刷电路板上都有一些开关或短路棒的设定以匹配实际需要，因此在更换备件板上一定要记录下原有的开关位置和设定状态，并将新板作好同样的设定，否则会产生报警而不能工作

（3）某些印刷电路板还需在更换后进行某些特定操作，以完成其中软件与参数的建立 这一点需要仔细阅读相应电路板的使用说明

（4）有些印刷电路板是不能轻易拔出的，例如，含有工作存储器的板，或者备用电池板，它们会丢失有用的参数或者程序 必须更换时，一定要遵照有关说明进行操作

鉴于以上条件，在拔出旧板更换新板之前一定要先仔细阅读相关资料，弄懂要求和操作步骤之后再动手，以免造成更大的故障

五 参数更正，程序更正法

系统参数是确定系统功能的依据 参数设定错误可能造成系统的故障或某功能无效，这类问题可根据使用手册输入正确的参数即可，有时由于用户程序错误，亦可造成故障停机，可以采用系统的块搜索功能进行检查，改正所有错误，以确保其正常运行 在外界干扰或不慎引起存储器个别参数发生变化时，会引起系统故障 例如，一台采用 SINUMERIK SYSTEM 3 系统的数控镂铣机，在批量加工中系统显示 Y轴行程超出软件设定的极限值，经检查设置并无不当，仔细研究发现是补偿值参数输入过大引起的，适当调整限位设置后故障被排除

六 敲击法

当数控系统出现的故障表现为若有若无时，往往可用敲击法检查出故障的部位所在 这是由于数控系统是由多块印刷线路板组成，每块板上又有许多焊点，当用绝缘物轻轻敲打有虚焊或接处不良的疑点处，故障肯定会重复出现 例如，一台配备

FANUC- 0M系统卧式加工中心在安装调试时， CRT显示器突然出现无显示故障，而机床还可继续运转 停机后再开，又一切正常检查显示板，用手触动板上元件，当触动某一集成块管脚时， CRT显示就会消失 怀疑此管脚虚焊，重新焊接该引脚后，故障消除

七 测量比较法

在印制线路板上多有供测量电路电压和波形用的检测端子，以便在调试和维修时确定该部分电路工作是否正常 但在利用这些检测端子进行测量之前，应熟悉有关部分的电路或逻辑关系 为此，维修人员应在平时积累印刷线路板上关键部位或易出故障部位在正常时的正确波形和电压值 熟悉各印刷线路板检测端子及有关电路作用，弄清相互之间的逻辑关系，通过各检测端子测量各电路电压及波形，检查其工作状态是否正常 在有关逻辑关系不熟悉的情况下，也可利用相同的两块板互相进行比较测量，来分析故障的原因及故障的所在位置 例如，一台西门子平台的数控机床，其PLC采用S5-130W/B，故障为通过数控系统PC 功能输入的R值在加工中不起作用，不能更改程序中 R 参数的数值，经过对检测端子波形的分析，判定是 PLC 主板问题，在调换了 PLC 主板后，故障被排除

八 调节 最佳化调整法

调节是一种最简单易行的办法 通过对电位计的调节，修正系统故障 最佳化调整是系统地对伺服驱动系统与被拖动的机械系统实现最佳匹配的综合调节方法 办法是用一台多线记录仪或具有存贮功能的双踪示波器，分别观察指令和速度反馈或电流反馈的响应关系，通过调节调节器的比例系统和积分时间，来使伺服系统达到具有较高的动态响应，而又不振荡的最佳工作状态

九 维修信息跟踪法

对于一些大的制造公司，可根据在实际工作中由于设计缺陷而造成的偶然故障，不断修改和完善系统软件或硬件，这些信息可以作为故障排除的依据，以正确彻底排除故障

十 改善电源质量法

我国的电源质量较差，为解决这一问题，目前一般采用稳压电源来改善电源波动，对于高频干扰，可以采用电容滤波法，通过这些预防性措施来减少电源板的故障

十一 升降温法

人为地将元器件温度升高（注意元器件的参数）或降低，加速一些温度特性较差的元器件老化，以便彻底暴露故障部件 例如，一数控机床工作半小时后CRT逐渐变暗，无显示 关机数小时再开，工作半小时后又 旧病复发 人为使 CRT箱内接口板冷却风扇停转，发现开机几分钟出现上述故障，可见该电路板热稳定差调换此板后故障消除

十二 原理分析法

根据数控系统的组成原理，可从逻辑上分析各点逻辑电平和特征参数，然后用万用表 逻辑笔 示波器或逻辑分析仪进行测量分析和比较 这要求维修人员必须对整个系统或每个电路的原理都非常清楚

十三 特殊处理法

现在数控系统所用的软件越来越丰富，有系统软件 机床制造者软件 软件逻辑设计中难免有一些问题，导致机床死机现象，有的故障状态无从分析，就可以采取特殊方法，比如整机断电，稍做停顿再开机，有时可能排除故障，此方法维修人员可以在自己的长期实践中探索

维修人员在设备出现故障后，要能迅速找出故障并排除，其难度是相当大的 冰冻三尺，非一日之寒 ，要实现高效维修，此能力并非一日之功，需要作长期的技术储备 最起码要能达到对于经常接触的设备，当说出机床型号，就要知道所用的是何系统 驱动器的类型等 要想迅速准确地判断故障并排除故障，还需要加强对数控机床知识的学习，及时了解前沿知识动态，不断地总结 积累经验 因此，维修人员要刻苦学习，富有热情，勇于探索，勤于实践，不断归纳和总结经验，以提高自己的维修技术水平

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