第五章 数控系统故障诊断
¨故障分类
1) 有报警显示的故障
2) 硬件报警显示的故障:各单元装置上的报警灯
3) 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
4) 存储器报警
5) 过热报警
6) 伺服系统报警
7) 轴超程报警
8) 程序出错报警
9) 主轴报警
10) 过载报警
11) 断线报警
12) 无报警显示的故障
13) 无任何硬件或软件的报警显示,分析难度较大
¨故障诊断原则
故障诊断原则
¨先外部后内部
14) 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
15) 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
16) 机械故障容易察觉
17) 大部分故障是机械部件失灵造成的
¨先静后动
18) 不盲目动手
19) 了解故障发生的过程及状态
20) 查阅说明书、系统资料
21) 先在机床断电的静止状态，观察、分析
22) 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
23) 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
24) 如CNC、PLC、电源、液压等公用部分
¨先简单后复杂
¨先一般后特殊
故障诊断步骤
¨详细了解故障情况
¨分析故障原因
¨由表及里进行故障源查找
故障诊断技术
¨故障自诊断技术是数控系统一项十分重要的技术，它的强弱是评价系统性能的一项重要指标，应熟悉和运用系统的自诊断功能
¨CNC系统的诊断方法：
1）启动诊断：
2）从通电开始至进入正常的运行准备状态为止
3）诊断的内容：
4）系统中最关键的硬件和系统控制软件
5）系统的配置如：外设接口、RAM、ROM
6）启动诊断过程不结束，系统不能投入运行
7）在线诊断
8）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
9）只要系统不停电，在线诊断就不会停止
¨在线诊断
10）内容：
11）接口显示，CNC和PLC，CNC与机床、PLC与机床、CNC内部和状态
12）报警类型：
13）过热报警
14）系统报警
15）存储器报警
16）编程/设定报警，操作、编程错误引起的软故障
17）伺服报警
18）行程开关报警
19）印刷电路板间的连接故障报警
¨离线诊断：
20）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。
¨现代诊断技术：
21）通信诊断
22）自修复系统
23）人工智能专家故障诊断系统
24）FANUC 15
25）知识库（Knowledge base)
26）推理机(Inference Engine)
27）人机控制器(MMC-Man Machine Control)
故障诊断方法
¨观察检查法
28）直观检查法
29）预检查
30）电源检查
31）熔丝熔断
32）熔丝不断，输出无电压
33）电源输出电压不准
34）开关电源发出重复的“滴嗒”响声
35）接地检查与插头、连接电缆检查
36）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
伺服系统故障诊断
¨常见伺服系统故障及诊断
37）伺服超差:机床的实际进给值与指令值之差超过限定的允许值.
38）检查CNC控制系统与驱动放大模块之间,CNC控制系统与位置检测器之间,驱动放大器与伺服电机之间的边线是否正确、可靠
39）检查位置检测器的信号及相关的D/A转换电路是否有问题
40）检查驱动放大器电压是否有问题
41）检查电动机轴与传动机械间是否配合良好，是否有松动或间隙存在
42）检查位置环增益是否符合要求，若不符合要求对有关的电位器应予以调整
常见伺服系统故障及诊断
¨机床停止时，有关进给轴振动
43）检查高频脉动信号并观察其波形及振幅，若不符合应调节有关电位器
44）检查伺服放大器速度环的补偿功能，若不符合应调节补偿用电位器
45）检查位置检测用编码盘的轴、联轴节、齿轮系是否啮合良好
¨机床运行时声音不好，有摆动现象
46）首先检查测速发电机换向器表面是否光滑、清洁，电刷与换向器间是否接触良好
47）检查伺服放大器速度环的补偿功能，若不符合应调节补偿用电位器
48）检查伺服放大器位置环增益是否符合要求，若不符合要求对有关的电位器应予以调整
49）检查位置检测器与联轴节间的装配是否有松动
50）检查由位置检测器来的反馈信号的波形及D/A转换后的波形幅度
常见伺服系统故障及诊断
¨飞车现象
51）位置传感器或速度传感器的信号反相，或者是电枢线接反了，即整个系统不是负反馈而变成正反馈了
52）速度指令给的不正确
53）位置传感器或速度传感器的反馈信号没有接或者是有接线断开
54）CNC控制系统或伺服控制板有故障电源板有故障而引起的逻辑混乱
¨所有的轴均不运动
55）用户保护性锁紧如急停\\制动,或有关运动的相应开关位置不正确
56）主电源熔丝断
57）由于过载保护用断路器动作或监控用继电器的触点未接触好
常见伺服系统故障及诊断
¨电动机过热
25) 滑板运行时摩擦力或阻力太大
26) 热保护继电器脱扣,电流设定错误
27) 励磁电流太低或永磁式电动机失磁时,为获得所需力矩也可引起电枢电流增高而使电动机发热
28) 切削条件恶劣
29) 运动夹紧\\制动装置没充分释放
30) 齿轮传动系损坏或传感器有问题
31) 电机本身内部匝间短路而引起的过热
32) 带风扇冷却的电动机,风扇坏
¨机床定位精度不准
33) 滑板运行时阻力太大
34) 位置环的增益或速度环的低频增益太低
35) 机械传动部分有反向间隙
36) 位置环或速度环的零点平衡调整不合理
37) 接地\\屏蔽不好或电缆布线不合理
常见伺服系统故障及诊断
¨零件加工表面粗糙
58）检查测速发电机换向器的表面光滑状况及电刷的磨合状况
59）检查高频脉冲波形的振幅、频率、及滤波形状
60）检查切削条件是否合理，刀尖是否损坏
61）检查机械传动的反向间隙
62）检查位置检测信号的振幅
63）检查机床的振动状况如机床水平状态、地基、主轴旋转时有否振动等
