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 数控机床在故障检测过程中,应充分利用数控系统的自诊断功能来进行判断,同时还要灵活运用故障检查的一些常用方法。
    1.常规检查法
    常规检查法主要是利用人的手、眼、耳、鼻等器官对故障发生时的各种光、声、味等异常现象的观察以及认真察看系统的每一处,遵循“先外后内”的原则,诊断故障采用望、听、嗅、问、模等方法,由外向内逐一检查,往往可将故障范围缩小到一个模块或一块印刷线路板。这要求维修人员具有丰富的实际经验,要有多学科的较宽的知识和综合判断的能力。比如,数控机床加工过程中突然出现停机。打开数控柜检查发现Y轴电机主电路保险烧坏,经检查是与Y轴有关的部件,最后发现Y轴电机动力线有几处磨破,搭在床身上,造成短路。更换动力线后故障消除,机床恢复正常。
    2.自诊断功能法
    现代的数控系统虽然尚未达到智能化很高的程度.但已经具备了较强的自诊断功能。能随时监视数控系统的硬件和软件的工作状况。一旦发现异常,立即在CRT上显示报警信息或用发光二极管指示出故障的大致起因。利用自诊断功能,也能显示出系统与主机之间接口信号的状态,从而判断出故障发生在机械部分还是数控系统部分,并指示出故障的大致部位。这个方法是当前维修工作最有效的一种方法。
    3.功能程序测试法
    所谓功能程序测试法就是将数控系统的常用功能和特殊功能,如直线定位、圆弧插补、螺旋切削、固定循环、用户宏程序等用手工编程或自动编程方法,编制成一个功能程序测试程序,送入数控系统中,然后启动数控系统使之运行,借以检查机床执行这些功能的淮确性和可靠性,进而判断出故障发生的可能起因。本方法对于长期闲置的数控机床第一次开机时的检查以及机床加工造成废品但又无报警的情况下,一时难以确定是编程错误或是操作错误,还是机床故障的原因是一个较好的判断方法。
    4.备件替换法
    备件替换法是一种简单易行的方法,也是现场判断时最常用的方法之一。所谓备件替换法就是在分析故障大致起因的情况下,维修人员可以利用备用的印刷线路板、模板,集成电路芯片或元器件替换有疑点的部分,从而把故障范围缩小到印刷线路板或芯片一级。它实际上也是在验证分析的正确性。但在备用板交换之前,应仔细检查备用板是否完好,并应检查备用板的状态应与原板状态完全一致。这包括检查用板上的选择开关,短路棒的设定位置以及电位器的位置。在置换CNC的存储器板时,往往还需要对系统作存储器的初始化操作(如日本FANUC公司的FS-6系统用的磁泡存储器就需要进行这项工作),重新设定各种数控数据,否则系统仍将不能正常工作。又如更换FANUC公司的FS-7系统的存储器板之后,须重新输入参数,并对存储器区进行分配操作。有的数控系统在更换了主板之后,还需进行一些特定的操作。总之,一定要严格地按照有关系统的操作、维修说明书的要求进行操作。
    在确定对某部分要进行替换前,应认真检查与其连接的有关线路和其他相关的电器,确认无故障后才能将新的替换上去,防止外部故障引起替换上去的部件损坏。备件替换时的注意点有:
    (1)低压电器的替换应注意电压、电流和其它有关的技术参数,并尽量采用相同规格的替换。
    (2)电子元件的替换,如果没有相同的,应采用技术参数相近的,而且主要参数最好能胜过原来的被替换件。
    (3)拆卸时应对各部分做好记录,特别是接线较多的地方,可防止反馈错误引起的人为故障。
    (4)在有反馈环节的线路中,更换时要注意信号的极性,以防止反馈错误引起的其它故障。
    (5)在需要从其它设备上拆卸相同的备件替换时,要注意方法,不要在拆卸中造成被拆件损坏。如果替换电路板,在新板换上前要检查一下使用的电压是否正常。
    5.转移法
    所谓转移法就是将数控系统中具有相同功能的两块印刷线路板、模板、集成电路芯片或元器件互相交换,观察故障现象是否随之转移。借此,可迅速确定系统的故障部位。这个方法实际上就是备件替换法的一种。因此,有关注意事项同备件替换法所述。
    6.参数检查法
    众所周知,数控参数能直接影响数控机床的性能。参数通常是存放在磁泡存储器或存放在需由电池保持的CMOS RAM中,一旦电池不足或由于外界的干扰等因素,会使个别参数丢失或变化,发生混乱,使机床无法正常工作。此时,通过校对、修正参数,就能将故障排除。当机床长期闲置重新工作时无缘无故地出现不正常现象或有故障而无报警时,就应根据故障特征,检查和校对有关参数。
    经过长期运行的数控机床,由于其机械传动部件磨损,电气元件性能变化等原因,也需对其有关参数进行调整。有些机床的故障往往就是由于未及时修改某些不适应的参数所致。当然这些故障都是属于软故障的范畴。
    7.测量比较法
    数控系统生产厂在设计印刷线路板时,为了调整、维修的便利,在印刷线路板上设计了多个检测端子。用户也可利用这些端子比较测量正常的印刷线路板和有故障的印刷线路板之间的差异。可以检测这些测量端子的电压和波形,分析故障的起因和故障的所在位置。甚至,有时还可对正常的印刷线路板人为地制造“故障”,如断开连线或短路、拔去组件等,以判断真实故障的起因。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。因为数控系统生产厂往往不提供有关这方面的资料。
    8.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,每块板上有许多焊点,板间或模块间又通过插接件及电线相连。因此,任何虚焊或接触不良,都可能引起故障。当用绝缘物轻轻敲打有虚焊及接触不良的疑点处,故障肯定会重复再现。

 9.局部升温法
    数控系统经过长期运行后元器件均要老化,性能会变坏。当它们尚未完全损坏时,出现的故障会变得时有时无。这时可用热吹风机或电烙铁等来局部升温被怀疑的元器件,加速其老化,以便彻底暴露故障部件。当然,采用此法时,一定要注意元器件的温度参数,不要将原来是好的器件烤坏。
    10.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的逻辑电平和特征参数(如电压值或波形),然后用万用表、逻辑笔、示波器或逻辑分析仅进行测量、分析和比较,从而对故障定位。运用这种方法,要求维修人员必须对整个系统或每个电路的原理有清楚的、较深的了解。
    11.机、电、液综合分析法
    数控机床是一种高度机、电、液一体化的产品,它应用了精密机械、液压技术、电气技术、微电子技术等,对数控机床的故障分析也要从机、电、液不同的角度对同一故障进行分析诊断,可以避免片面性,少走弯路。最后确认是机、电、液中的哪一个系统有问题,以便在相应系统中做进一步的诊断及排除故障。
    除了以上常用的故障检查测试方法外,还有拔板法、电压拉偏法、开环检测法等等。包括上面提到的诊断方法在内,所有这些检查方法各有特点,按照不同的故障现象,可以同时选择几种方法灵活应用,对故障进行综合分析,才能逐渐缩小故障范围,较快地排除故障。
    数控机床是机、电、液(气)、光等技术的结晶,所以在诊断中应紧紧抓住微电子系统与机、电、液(气)、光等装置的交换点,这些节点是信息传输的焦点,对数控机床的故障诊断会大有帮助,可以很快初步判断故障发生的区段,如故障可能是在CNC系统、PLC、MT及液压等系统的哪一侧,以缩小检查范围。
    故障部位一旦找到,但手头却无可更换的备件,可用移植借用办法作为应急措施来解决。例如某一组件坏了(如与非门或触发器等)但损坏的往往只是组件中的某一路,其他几部分还是好的。而在印刷线路板的设计中,又往往只是用了组件中的一部分,没有全部用满。此时,可将没有使用的剩余部分取出做为应急用。具体的做法是,切断已损坏部分的插脚(包括输入和输出脚),然后用区线将信号输入、输出线引至剩余的组件插脚上即可,从而使数控机床尽快地恢复工作。

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