數控維修技術(shù)是保障系統正常運行的前提，對數控技術(shù)的發(fā)展和完善也起到了巨大的作 用。我國目前的維修狀況和水平與國外進(jìn)口設備設計與制造技術(shù)水平還存在很大的差距，造 成差距的原因在于：人員素質(zhì)較差，缺乏數字測試分析手段，數域和數域與頻域綜合方面的 測試分析技術(shù)等有待提高等等。
下面我們就從現代數控系統的基本構成入手，探討數控系統的故障診斷與維修。
現代數控維修工作的基本條件
維修工作人員的基本條件
維修工作開(kāi)展的好壞首先取決于人員條件，維修工作人員必須具備以下要求：1)高度的責任心與良好的職業(yè)道德；2)知識面廣，掌握計算機技術(shù)，模擬與數字電路基礎 。自動(dòng)控制與電機拖動(dòng)，檢測技術(shù)及機械加工工藝方面的基礎知識與一定的外語(yǔ)水平；3) 經(jīng)過(guò)良好的技術(shù)培訓，掌握有關(guān)數控、驅動(dòng)及PLC的工作原理，懂得CNC編程和編程語(yǔ)言 ；4)熟悉結構，具有實(shí)驗技能和較強的動(dòng)手操作能力；5)掌握各種常用(尤其是現場(chǎng))的測 試儀器、儀表和各種工具。
在維修手段方面應具備的條件
1)準備好常用備品，配件；2)隨時(shí)可以得到微電子元器 件的實(shí)際支援或供應；3)必要的維修工具(儀器、儀表、接線(xiàn)、微機)，*有小型編程系 統或編程器，用以支援設備調試；4)完整的資料、手冊、線(xiàn)路圖、維修說(shuō)明書(shū)(包括CNC操 作說(shuō)明書(shū))，接口、調整與診斷、驅動(dòng)說(shuō)明書(shū)，PLC說(shuō)明書(shū)(包括PLC用戶(hù)程序單)，元器件表 格等。
維修前的準備
接到用戶(hù)的直接要求之后，應盡可能直接與用戶(hù)聯(lián)系，以使盡快地獲取到現場(chǎng)信息、現場(chǎng)情 況及故障信息。如數控機床的進(jìn)給與主軸驅動(dòng)型號、掃警指示或故障現象，用戶(hù)現場(chǎng)有無(wú)備 件等，據此預先分析可能出現的故障原因與部位。而后在到現場(chǎng)之前準備好有關(guān)的技術(shù) 資料與維修服務(wù)工具、儀器備件等，做到有備而去。
數控系統的故障診斷
現場(chǎng)維修是整個(gè)維修工作的主要部分?，F場(chǎng)維修是對數控機床所出現的故障(主要是數控部 分)進(jìn)行診斷，找出故障部位，以相應的正常備件更換，從而恢復數控系統及數控機床正常 運行的工作過(guò)程。其中的關(guān)鍵是診斷，即對系統或外圍線(xiàn)路進(jìn)行檢測，確定有無(wú)故障，并對 故障定位即指出故障確切位置。從整機定位到插線(xiàn)板，在某些場(chǎng)合下甚至定位到元器件。
初步判別
通常在資料較齊全的條件下，可通過(guò)資料分析判斷故障所在，或采取接口信號法判別。根據 故障現象，判別可能發(fā)生故障的部位，而后再按照故障特征，與這一部位的具體特點(diǎn)，逐個(gè) 部位檢查。
在實(shí)際應用中，可能對一個(gè)故障用一種方法即可查到并排除，有時(shí)可能需要多種方法并用。 對各種判別故障點(diǎn)的方法的掌握程度主要取決于對故障設備原理與結構掌握的深度。
報警處理
系統報警的處理 數控系統發(fā)生故障時(shí)，一般在顯示屏或操作面板上給出故障號和相應的 信息。通常系統的操作手冊或調整手冊中都有詳細的報警號、報警內容和處理方法，由于系 統的報警設置單一、齊全、嚴密、明確，維修人員可根據每一警報后面給出的信息與處理方 法自行處理。
機床報警和操作信息的處理 機床制造廠(chǎng)根據機床的電氣特點(diǎn)，應用PLC程序，將一些能 反映機床接口電氣控制方面的故障或操作信息以特定的標志，通過(guò)顯示器給出，并可通過(guò)一 個(gè)特定的鍵，看到更詳盡的報警說(shuō)明。這類(lèi)報警可以根據機床廠(chǎng)提供的排故手冊進(jìn)行處理， 也可以利用操作面板或編程器，根據電路圖和PLC程序，查出相應的信號狀態(tài)，按邏輯關(guān)系 找出故障點(diǎn)，并進(jìn)行處理。
無(wú)報警或無(wú)法報警的故障處理
當系統的PLC無(wú)法進(jìn)行，系統已停機時(shí)，或系統沒(méi)有報警但工作不正常時(shí)，需要根據故障發(fā) 生前后的系統狀態(tài)信息，運用已掌握的理論基礎進(jìn)行分析，做出正確的判斷。下面根據我 們的維修經(jīng)驗，闡述這種故障診斷辦法。
常規檢查法：
目測 目測故障板，仔細檢查有無(wú)保險絲燒斷、元器件燒焦、煙熏、開(kāi)裂現象，有無(wú)異 物斷路現象，以此可判斷板內有無(wú)過(guò)流、過(guò)壓、短路等問(wèn)題。
手摸 用手摸并輕搖元器件，尤其是阻容、半導體器件有無(wú)松動(dòng)之感，以此可檢查出一 些斷腳、虛焊等問(wèn)題。
通電 首先用萬(wàn)用表檢查各種電源之間有無(wú)斷路現象，如無(wú)即可接入相應的電源，目測 有無(wú)冒煙、打火等現象。手摸元器件有無(wú)異常發(fā)熱的現象，以此可發(fā)現一些較為明顯的故障 ，而縮小檢修范圍。
例如，在哈爾濱某工廠(chǎng)排除故障時(shí)，機床的數控和PLC運行正常，但機床的液壓無(wú)法啟動(dòng)， 用編程器檢查PLC程序運行正常，各所需信號狀態(tài)均滿(mǎn)足開(kāi)機條件，進(jìn)一步檢查時(shí)發(fā)現，PLC 信號狀態(tài)與圖紙和設備上的標記不一致，停機后，拔出電路板檢查，發(fā)現PLC兩塊輸出板地 址不對，與另兩塊位置搞錯，經(jīng)交換后，機床正常運轉。對于發(fā)生這個(gè)故障的機床所采用的 SIMATIC S5-150K可編程控制器來(lái)說(shuō)，只要地址正確，無(wú)論將線(xiàn)路板的位置怎樣排列，系統 均能正常運轉，但相應的執行元件和信號必須正確地對應，一旦對應錯誤就會(huì )發(fā)生故障，甚 至毀壞機床。另外，根據用戶(hù)提供的故障現象，結合自己的現場(chǎng)觀(guān)察，運用系統工作原理亦 可迅速做出正確判斷。
儀器測量法 當系統發(fā)生故障后，采用常規電工檢測儀器、工具，按系統電路圖及機床 圖，對故障部分的電壓、電源、脈沖信號等進(jìn)行實(shí)測，判斷故障所在。如電源的輸入電壓超 限，應對電源監控，可用電壓表測網(wǎng)絡(luò )電壓，或用電壓測試儀實(shí)時(shí)監控，以排除其它原因。 如發(fā)生位置控制環(huán)故障，可用示波器檢查測量回路的信號狀態(tài)，或用示波器觀(guān)察其信號輸出 是否缺相，有無(wú)干擾。
例如，在上海某廠(chǎng)的排故中，系統報警，位置環(huán)硬件故障，用示波器 檢查發(fā)現有一干擾信號，我們在電路中用接一電容的方法將其濾掉使系統工作正常。如果出 現系統無(wú)法回基準點(diǎn)的情況，可用示波器檢查是否有零標記脈沖，若沒(méi)有，可考慮是測量系 統損壞。
用可編程器進(jìn)行PLC中斷狀態(tài)分析 可編程控制器發(fā)生故障時(shí)，其中斷原因以中斷堆棧的 方式記憶。使用編程器可以在系統停止狀態(tài)下，調出中斷堆棧和塊堆棧，按其所指示的原因 ，查明故障之所在，在可編程序控制器的維修中這是最常用、有效和快速的辦法。
接口信號檢查 通過(guò)用可編程序控制器檢查機床控制系統的接口信號，并與接口手冊的 正確信號相對比，亦可查出相應的故障點(diǎn)。
診斷備件替換法 現代數控系統大都采用模塊化設計，按功能不同劃分為不同模塊，隨著(zhù) 現代技術(shù)的發(fā)展，電路的集成規模越來(lái)越大，技術(shù)也越來(lái)越復雜。按照常規的方法，很難把 故障定位到一個(gè)很小的區域，而一旦系統發(fā)生故障，可縮短停機時(shí)間。我們可以根據模塊 的功能與故障現象，初步判斷出可能的故障模塊，用診斷備件將其替換，這樣可迅速判斷出 有故障的模塊。在沒(méi)有診斷備件的情況下采用現場(chǎng)相同或相容的模塊進(jìn)行替換檢查。對于現 代數控的維修，越來(lái)越多的情況下采用這種方法進(jìn)行診斷，然后用備件替換損壞模塊，使系 統正常工作，盡*可能縮短故障停機時(shí)間，使用這種方法在操作時(shí)注意一定要在停電狀態(tài) 下進(jìn)行，還要仔細檢查線(xiàn)路板的版本、型號、各種標記，跨接是否相同，對于有關(guān)的機床數 據和電位計的位置應做好記錄，拆線(xiàn)時(shí)應做好標志。
利用系統的自診斷功能判斷 現代數控系統尤其是全功能數控具有很強的自診斷能力， 通過(guò)實(shí)施實(shí)時(shí)監控系統各部分的工作，及時(shí)判斷故障，給出報警信息，并做出相應的動(dòng)作， 避免事故發(fā)生。然而有時(shí)當硬件發(fā)生故障時(shí)，就無(wú)法報警，有的數控系統可通過(guò)發(fā)光管不同 的閃爍頻率或不同的組合做出相應的指示，這些指示配合使用就可幫助我們準確地診斷出故 障模板的位置。
如SINUMERIK 8 系統根據MS100 CPU板上4個(gè)指示燈和操作面板上的FAULT燈的亮滅組合就可 判斷出故障位置。
上述診斷方法，在實(shí)際應用時(shí)，他們之間并無(wú)嚴格的界限，可能用一種方法就可排除故障， 亦可能需要多種方法同時(shí)進(jìn)行。其效果主要取決于對系統原理與結構的理解與掌握的深度， 以及維修經(jīng)驗的多少等。
下面我們就從現代數控系統的基本構成入手，探討數控系統的故障診斷與維修。
現代數控維修工作的基本條件
維修工作人員的基本條件
維修工作開(kāi)展的好壞首先取決于人員條件，維修工作人員必須具備以下要求：1)高度的責任心與良好的職業(yè)道德；2)知識面廣，掌握計算機技術(shù)，模擬與數字電路基礎 。自動(dòng)控制與電機拖動(dòng)，檢測技術(shù)及機械加工工藝方面的基礎知識與一定的外語(yǔ)水平；3) 經(jīng)過(guò)良好的技術(shù)培訓，掌握有關(guān)數控、驅動(dòng)及PLC的工作原理，懂得CNC編程和編程語(yǔ)言 ；4)熟悉結構，具有實(shí)驗技能和較強的動(dòng)手操作能力；5)掌握各種常用(尤其是現場(chǎng))的測 試儀器、儀表和各種工具。
在維修手段方面應具備的條件
1)準備好常用備品，配件；2)隨時(shí)可以得到微電子元器 件的實(shí)際支援或供應；3)必要的維修工具(儀器、儀表、接線(xiàn)、微機)，*有小型編程系 統或編程器，用以支援設備調試；4)完整的資料、手冊、線(xiàn)路圖、維修說(shuō)明書(shū)(包括CNC操 作說(shuō)明書(shū))，接口、調整與診斷、驅動(dòng)說(shuō)明書(shū)，PLC說(shuō)明書(shū)(包括PLC用戶(hù)程序單)，元器件表 格等。
維修前的準備
接到用戶(hù)的直接要求之后，應盡可能直接與用戶(hù)聯(lián)系，以使盡快地獲取到現場(chǎng)信息、現場(chǎng)情 況及故障信息。如數控機床的進(jìn)給與主軸驅動(dòng)型號、掃警指示或故障現象，用戶(hù)現場(chǎng)有無(wú)備 件等，據此預先分析可能出現的故障原因與部位。而后在到現場(chǎng)之前準備好有關(guān)的技術(shù) 資料與維修服務(wù)工具、儀器備件等，做到有備而去。
數控系統的故障診斷
現場(chǎng)維修是整個(gè)維修工作的主要部分?，F場(chǎng)維修是對數控機床所出現的故障(主要是數控部 分)進(jìn)行診斷，找出故障部位，以相應的正常備件更換，從而恢復數控系統及數控機床正常 運行的工作過(guò)程。其中的關(guān)鍵是診斷，即對系統或外圍線(xiàn)路進(jìn)行檢測，確定有無(wú)故障，并對 故障定位即指出故障確切位置。從整機定位到插線(xiàn)板，在某些場(chǎng)合下甚至定位到元器件。
初步判別
通常在資料較齊全的條件下，可通過(guò)資料分析判斷故障所在，或采取接口信號法判別。根據 故障現象，判別可能發(fā)生故障的部位，而后再按照故障特征，與這一部位的具體特點(diǎn)，逐個(gè) 部位檢查。
在實(shí)際應用中，可能對一個(gè)故障用一種方法即可查到并排除，有時(shí)可能需要多種方法并用。 對各種判別故障點(diǎn)的方法的掌握程度主要取決于對故障設備原理與結構掌握的深度。
報警處理
系統報警的處理 數控系統發(fā)生故障時(shí)，一般在顯示屏或操作面板上給出故障號和相應的 信息。通常系統的操作手冊或調整手冊中都有詳細的報警號、報警內容和處理方法，由于系 統的報警設置單一、齊全、嚴密、明確，維修人員可根據每一警報后面給出的信息與處理方 法自行處理。
機床報警和操作信息的處理 機床制造廠(chǎng)根據機床的電氣特點(diǎn)，應用PLC程序，將一些能 反映機床接口電氣控制方面的故障或操作信息以特定的標志，通過(guò)顯示器給出，并可通過(guò)一 個(gè)特定的鍵，看到更詳盡的報警說(shuō)明。這類(lèi)報警可以根據機床廠(chǎng)提供的排故手冊進(jìn)行處理， 也可以利用操作面板或編程器，根據電路圖和PLC程序，查出相應的信號狀態(tài)，按邏輯關(guān)系 找出故障點(diǎn)，并進(jìn)行處理。
無(wú)報警或無(wú)法報警的故障處理
當系統的PLC無(wú)法進(jìn)行，系統已停機時(shí)，或系統沒(méi)有報警但工作不正常時(shí)，需要根據故障發(fā) 生前后的系統狀態(tài)信息，運用已掌握的理論基礎進(jìn)行分析，做出正確的判斷。下面根據我 們的維修經(jīng)驗，闡述這種故障診斷辦法。
常規檢查法：
目測 目測故障板，仔細檢查有無(wú)保險絲燒斷、元器件燒焦、煙熏、開(kāi)裂現象，有無(wú)異 物斷路現象，以此可判斷板內有無(wú)過(guò)流、過(guò)壓、短路等問(wèn)題。
手摸 用手摸并輕搖元器件，尤其是阻容、半導體器件有無(wú)松動(dòng)之感，以此可檢查出一 些斷腳、虛焊等問(wèn)題。
通電 首先用萬(wàn)用表檢查各種電源之間有無(wú)斷路現象，如無(wú)即可接入相應的電源，目測 有無(wú)冒煙、打火等現象。手摸元器件有無(wú)異常發(fā)熱的現象，以此可發(fā)現一些較為明顯的故障 ，而縮小檢修范圍。
例如，在哈爾濱某工廠(chǎng)排除故障時(shí)，機床的數控和PLC運行正常，但機床的液壓無(wú)法啟動(dòng)， 用編程器檢查PLC程序運行正常，各所需信號狀態(tài)均滿(mǎn)足開(kāi)機條件，進(jìn)一步檢查時(shí)發(fā)現，PLC 信號狀態(tài)與圖紙和設備上的標記不一致，停機后，拔出電路板檢查，發(fā)現PLC兩塊輸出板地 址不對，與另兩塊位置搞錯，經(jīng)交換后，機床正常運轉。對于發(fā)生這個(gè)故障的機床所采用的 SIMATIC S5-150K可編程控制器來(lái)說(shuō)，只要地址正確，無(wú)論將線(xiàn)路板的位置怎樣排列，系統 均能正常運轉，但相應的執行元件和信號必須正確地對應，一旦對應錯誤就會(huì )發(fā)生故障，甚 至毀壞機床。另外，根據用戶(hù)提供的故障現象，結合自己的現場(chǎng)觀(guān)察，運用系統工作原理亦 可迅速做出正確判斷。
儀器測量法 當系統發(fā)生故障后，采用常規電工檢測儀器、工具，按系統電路圖及機床 圖，對故障部分的電壓、電源、脈沖信號等進(jìn)行實(shí)測，判斷故障所在。如電源的輸入電壓超 限，應對電源監控，可用電壓表測網(wǎng)絡(luò )電壓，或用電壓測試儀實(shí)時(shí)監控，以排除其它原因。 如發(fā)生位置控制環(huán)故障，可用示波器檢查測量回路的信號狀態(tài)，或用示波器觀(guān)察其信號輸出 是否缺相，有無(wú)干擾。
例如，在上海某廠(chǎng)的排故中，系統報警，位置環(huán)硬件故障，用示波器 檢查發(fā)現有一干擾信號，我們在電路中用接一電容的方法將其濾掉使系統工作正常。如果出 現系統無(wú)法回基準點(diǎn)的情況，可用示波器檢查是否有零標記脈沖，若沒(méi)有，可考慮是測量系 統損壞。
用可編程器進(jìn)行PLC中斷狀態(tài)分析 可編程控制器發(fā)生故障時(shí)，其中斷原因以中斷堆棧的 方式記憶。使用編程器可以在系統停止狀態(tài)下，調出中斷堆棧和塊堆棧，按其所指示的原因 ，查明故障之所在，在可編程序控制器的維修中這是最常用、有效和快速的辦法。
接口信號檢查 通過(guò)用可編程序控制器檢查機床控制系統的接口信號，并與接口手冊的 正確信號相對比，亦可查出相應的故障點(diǎn)。
診斷備件替換法 現代數控系統大都采用模塊化設計，按功能不同劃分為不同模塊，隨著(zhù) 現代技術(shù)的發(fā)展，電路的集成規模越來(lái)越大，技術(shù)也越來(lái)越復雜。按照常規的方法，很難把 故障定位到一個(gè)很小的區域，而一旦系統發(fā)生故障，可縮短停機時(shí)間。我們可以根據模塊 的功能與故障現象，初步判斷出可能的故障模塊，用診斷備件將其替換，這樣可迅速判斷出 有故障的模塊。在沒(méi)有診斷備件的情況下采用現場(chǎng)相同或相容的模塊進(jìn)行替換檢查。對于現 代數控的維修，越來(lái)越多的情況下采用這種方法進(jìn)行診斷，然后用備件替換損壞模塊，使系 統正常工作，盡*可能縮短故障停機時(shí)間，使用這種方法在操作時(shí)注意一定要在停電狀態(tài) 下進(jìn)行，還要仔細檢查線(xiàn)路板的版本、型號、各種標記，跨接是否相同，對于有關(guān)的機床數 據和電位計的位置應做好記錄，拆線(xiàn)時(shí)應做好標志。
利用系統的自診斷功能判斷 現代數控系統尤其是全功能數控具有很強的自診斷能力， 通過(guò)實(shí)施實(shí)時(shí)監控系統各部分的工作，及時(shí)判斷故障，給出報警信息，并做出相應的動(dòng)作， 避免事故發(fā)生。然而有時(shí)當硬件發(fā)生故障時(shí)，就無(wú)法報警，有的數控系統可通過(guò)發(fā)光管不同 的閃爍頻率或不同的組合做出相應的指示，這些指示配合使用就可幫助我們準確地診斷出故 障模板的位置。
如SINUMERIK 8 系統根據MS100 CPU板上4個(gè)指示燈和操作面板上的FAULT燈的亮滅組合就可 判斷出故障位置。
上述診斷方法，在實(shí)際應用時(shí)，他們之間并無(wú)嚴格的界限，可能用一種方法就可排除故障， 亦可能需要多種方法同時(shí)進(jìn)行。其效果主要取決于對系統原理與結構的理解與掌握的深度， 以及維修經(jīng)驗的多少等。
