数控机床故障诊断篇1
远程诊断实现远程诊断的数控系统，必须具备计算机网络功能。因此，远程诊断是近几年发展起来的一种新型的诊断技术。数控机床利用数控系统的网络功能通过互联网连接到机床制造厂家，数控机床出现故障后，通过机床厂家的专业人员远程诊断，快速确诊故障。
2数控机床故障的实用诊断方法
①诊断常用的仪器、仪表及工具万用表－可测电阻、交、直流电压、电流。
相序表－可检测直流驱动装置输入电流的相序。转速表－可测量伺服电动机的转速，是检查伺服调速系统的重要依据。钳形电流表－可不断线检测电流。测振仪－是振动检测中最常用、最基本的仪器。短路追踪仪－可检测电气维修中经常碰到的短路故障现象。逻辑测试笔－可测量数字电路的脉冲、电平。IC测试仪－用于数控系统集成电路元件的检测和筛选。工具－弹头钩形扳手、拉锥度平键工具、弹性手锤、拉卸工具等。
②诊断用技术资料主要有：数控机床电气说明书，电气控制原理图，电气连接图，参数表，PLC程序，编程手册，数控系统安装与维修手册，伺服驱动系统使用说明书等。数控机床的技术资料非常重要，必须参照机床实物认真仔细地阅读。一旦机床发生故障，在进行分析的同时查阅相关资料。
③故障处理。故障软故障－由调整、参数设置或操作不当引起硬故障－由数控机床（控制、检测、驱动、液气、机械装置）的硬件失效引起。
故障处理对策除非出现影响设备或人身安全的紧急情况，不要立即切断机床的电源，应保持故障现场。从机床外观、CRT显示的内容、主板或驱动装置报警灯等方面进行检查。可按系统复位键，观察系统的变化，报警是否消失。如消失，说明是随机性故障或是由操作错误引起的。如不能消失，把可能引起该故障的原因罗列出来，进行综合分析、判断，必要时进行一些检测或试验，达到确诊故障的目的。
④数控系统故障诊断方法。直观法（望闻问切）：问－机床的故障现象、加工状况等看－CRT报警信息、报警指示灯、电容器等元件变形烟熏烧焦、保护器脱扣等听－异常声响闻－电气元件焦糊味及其它异味摸－发热、振动、接触不良等。参数检查法：参数通常是存放在RAM中，有时电池电压不足、系统长期不通电或外部干扰都会使参数丢失或混乱，应根据故障特征，检查和校对有关参数。隔离法：一些故障，难以区分是数控部分，还是伺服系统或机械部分造成的，常采用隔离法。同类对调法用同功能的备用板替换被怀疑有故障的模板，或将功能相同的模板或单元相互交换。功能程序测试法：将G、M、S、T、功能的全部指令编写一些小程序，在诊断故障时运行这些程序，即可判断功能的缺失。
摘要：数控机床是机电一体化紧密结合的典范，是一个庞大的系统，涉及机、电、液、气、电子、光等各项技术，在运行使用中不可避免地要产生各种故障，关键的问题是如何迅速诊断，确定故障部位，并及时排除解决，保证正常使用，提高生产效率。
关键词：数控机床；故障诊断；检测
1数控机床的故障诊断技术
①数控系统自诊断。开机自诊断数控系统在通电开机后，都要运行开机自诊断程序，对系统中关键的硬件和控制软件进行检测，并将检测结果在CRT上显示出来。运行自诊断运行自诊断是数控系统正常工作时，运行内部诊断程序，对系统本身、PLC、位置伺服单元以及与数控装置相连的其他外部装置进行自动测试、检查，并显示有关状态信息和故障信息。
②在线诊断和离线诊断。在线诊断是指通过数控系统的控制程序，在系统处于正常运行状态下，实时自动地对数控装置、PLC控制器、伺服系统、PLC的输入输出和其他外部装置进行自检，并显示状态信息、故障信息。脱机诊断当数控系统出现故障时，需要停机进行检查，这就是脱机诊断。脱机诊断的目的是修复系统的错误和定位故障，将故障定位在最小的范围。
远程诊断实现远程诊断的数控系统，必须具备计算机网络功能。因此，远程诊断是近几年发展起来的一种新型的诊断技术。数控机床利用数控系统的网络功能通过互联网连接到机床制造厂家，数控机床出现故障后，通过机床厂家的专业人员远程诊断，快速确诊故障。
2数控机床故障的实用诊断方法
①诊断常用的仪器、仪表及工具万用表－可测电阻、交、直流电压、电流。
相序表－可检测直流驱动装置输入电流的相序。转速表－可测量伺服电动机的转速，是检查伺服调速系统的重要依据。钳形电流表－可不断线检测电流。测振仪－是振动检测中最常用、最基本的仪器。短路追踪仪－可检测电气维修中经常碰到的短路故障现象。逻辑测试笔－可测量数字电路的脉冲、电平。IC测试仪－用于数控系统集成电路元件的检测和筛选。工具－弹头钩形扳手、拉锥度平键工具、弹性手锤、拉卸工具等。
②诊断用技术资料主要有：数控机床电气说明书，电气控制原理图，电气连接图，参数表，PLC程序，编程手册，数控系统安装与维修手册，伺服驱动系统使用说明书等。数控机床的技术资料非常重要，必须参照机床实物认真仔细地阅读。一旦机床发生故障，在进行分析的同时查阅相关资料。
③故障处理。故障软故障－由调整、参数设置或操作不当引起硬故障－由数控机床（控制、检测、驱动、液气、机械装置）的硬件失效引起。
故障处理对策除非出现影响设备或人身安全的紧急情况，不要立即切断机床的电源，应保持故障现场。从机床外观、CRT显示的内容、主板或驱动装置报警灯等方面进行检查。可按系统复位键，观察系统的变化，报警是否消失。如消失，说明是随机性故障或是由操作错误引起的。如不能消失，把可能引起该故障的原因罗列出来，进行综合分析、判断，必要时进行一些检测或试验，达到确诊故障的目的。
数控机床故障诊断篇2
1常规诊断与检查
数控机床的常规检查通常涉及到液、电、机的诊断与检查，一般包括：1.查看电源的规格是否符合相关的质检要求，这里主要包括电压的规格，电压频率以及电源的容量等几个方面。
2.第二点包括查看电机主轴的驱动是否正常
电机的连接是否在正常范围内，进行输入及输出信号传输的连接是否稳定、可靠等。
3.对电机设备之内安装电路板的牢固性
安全性进行详细的检查，同时针对接头部位进行检查，确保无松动及脱落等现象发生，并加以适当的调试。
4.主轴驱动等关键部分的设定与调整需要定期关注与维护。
5、数控机床可见的零部件与气压元件是否有明显的毁损，需及时更换
2通过工作状态判定故障的成因在数控机床产生故障后，我们可以对监控机床元件的工作状态进行记录并进行判定，在此基础上分析可能出现各种故障的原因。对于现代数控机床系统，可以对主轴的驱动系统以及电气的元件等部件进行细致的检查，并将检查所得的各种参数展开全面的记录及分析，以机床信号输入与输出系统的状态、定时器运行状态进行检查、判定及数据记录，除此之外，还可以以机床系统的诊断参数作为判断的依据。3判定不良元件诊断故障要做到这一点，就要求我们平时需要留心观察机床的各种动作，通过机床的各种动作可以判定出不良元件产生的部位，并以此作为根据，判断出机床的故障源。4利用系统的诊断程序加以诊断每一台精密的数控机床都有自诊断程序以及相关软件，主要包括开机诊断，实时监控以及脱机诊断。在系统发生故障时，自诊断程序随后启动，对机床内部的重要硬件重要进行诊断与测试。5故障的分析与调查阶段这个阶段很关键，主要需要做好以下几项工作：
5.1调查询问
维修人员在最初接到维修设备的故障判断信息时，首先需要通知机床操作者务必确保机床操作现场状态不被破坏，且不要擅自进行维修处理，这样便于维修人员能够精准地分析出故障原因，一旦操作人员擅自进行维修，就会破坏最初的机床状态，使得维修人员无法精准判断。保持现场故障状态，还有利于维修人员询问机床指示灯的情况，故障报警以及产生的背景等，维修人员可以依据这些情况做出判断，以便维修人员确定维修时需要的工具，尽量缩短往返时间。
5.2现场检查
到达现场后，会有各种问题摆放在维修人员面前。维修人员需要先对机床设备操作人员提供机床信息的可信性进行判断。由于操作者的实际水平存在一定的差异，对于机床所发生故障的描述能力也有可能存在一定的偏差，因此，建议维修人员到达现场后，先对现场情况展开全面的了解及判断，在此基础之上再进行维修，确保机床维修现场不被损毁及破坏。
5.3故障分析
维修人员到达维修现场之后，需要首先根据操作人员所反馈的机床故障以及对机床现场的观察，进行综合性的判断，对机床故障进行故障类型分析，并判断出机床出现故障的原因以及维修方案。由于数控机床所出现的大部分故障均具有指示性（及指示灯会进行提示），故而一般情况下，参照数控机的床诊断说明书以及机床配套的数控系统诊断手册，即可对数控机床所出现的故障原因进行判断。
6确定原因
这也是很关键的一步，需要维修人员具有娴熟的故障排查的能力，此时，维修人员的工作量进一步加大，他们需要对多种原因进行排查，并寻找出导致数控机床出现该故障的真正原因，这需要维修人员具备较高的专业知识水平、丰富的实践能力、敏锐的判断能力以及对机床较高的熟悉度，同时还要求维修人员具有丰富的经验与现场的把控能力。
7准备工作
由于机床故障产生的原因千差万别，对故障排除的操作也存在不同的难易度，有些故障操作起来比较简单，往往只要几个步骤就能完成，有故障处理起来则较为复杂，甚至需要事先做好充分的准备工作，比如各种器具如检测仪表等的准备，对于一些专业维修工具的采购需要制定详细的计划。就数控机床的电气系统所出现的故障进行调查、分析以及诊断的过程即为对数控机床的故障进行排除的过程，故障的顺利排除，需要查明机床出现故障的原因，在此基础上进行针对性的解决并能保证机床所出现的故障被及时有效的排除。故而故障分析诊断也就变得异常重要了。
7.1电源
电源是数控机床正常运行以及对维修系统进行维修的能量支持，电源的缺失会导致机床出现故障以及各种数据的丢失、甚至导致停机。我们在设计数控机床的电源时尽量做到以下几点：（1）尽量保证使用独立配电箱。（2）供电质量若是不稳定则及时进行多相交流稳压装置的配置。（3）电源始端也要进行处理，必须可靠安全。
7.2位置环可能产生的故障
（1）测量元件损坏，位置报警，这点是由于测量元件出现毁损，出现回路现象，导致对位置信号的检测灵敏性不够。（2）坐标轴产生漂移，无操作指令情况下却出现过度运动，导致位置的环坐标轴出现漂移，元件毁损。
7.3机床坐标远离零点
这点是由于线路损坏，发生界限开路，减速开关失灵，零点表示发生一定移位。
8偶发故障
造成这种情况的主要原因是由于数控机床的软件程序在设计过程中存在一定瑕疵导致的偶发性停机，一般情况先断电重启即可。同时，由于温度，适度等元素的干扰也会产生这种情况，如较为潮湿的南方地区床长时间运转会产生大量粉尘，在影响机床正常运行的同时，还会导致整台机床出现故障的可能发生。
9结语
要想做好数控机床故障的排查及修理工作，需要对数控机床故障进行监察。对数控机床外部故障的诊断应遵从先掌握机床工作原理及动作顺序为先的原则；然后在此基础上利用相关图形以及懂得相关的检测程序和状态态。一般情况下只要遵从以上原则,平日里注意对机器的保养与维护，定期对数控机床进行检修，,常见的数控故障都会及时排除。
参考文献
[1]李国华.浅谈数控机床机械故障的诊断方法[J].大众科技，2015，(12)123-125.
数控机床故障诊断篇3
数控机床PLC总体上可分为两类：一类是综合设计PLC与CNC装置的产品，PLC含在CNC的装置内，装置间的信号传递通过CNC本身的接口来完成，因此称为内装型，或者集成型。另一类则是利用专业厂家生产的PLC产品来单独完成数控机床的控制功能，可独立完成CNC系统需求的任务，因此称为独立型，或者外装型。
PLC在数控机床上起着连接机床侧与数控装置的桥梁作用。一方面，PLC接受CNC处理经过译码、输出等处理后，送到机床侧，机床完成相应的操作，控制机床的运行；另一方面，PLC可接受机床侧的逻辑信号，对于数控系统进行信息的反馈。
数控机床已广泛应用在模具加工行业之中。在其使用的过程中，数控机床会出现较为常见的故障。数控机床的故障可分为机床侧故障和控制系统故障，由于科学的发展使控制系统的可靠性越来越高，系统故障率也越来越低，因此，常见的故障大部分是机床侧故障。数控机床侧故障，是指机床的非控制系统出现故障，包括机械、液压、检测开关、强电等一系列问题，可分为主机故障和辅助装置故障。利用PLC进行机床侧故障诊断的准确性和效率较高。
当数控机床出现PLC故障时，一般有三种形式：一是CNC故障报警；二是提示CNC故障显示但不反映故障的真正原因；三是没有任何提示。对于后面得两种情况，我们可以根据PLC的输入、输出信息来分析和判断故障的原因，这是解决数控机床故障的基本方法。本文通过实例，总结了一些有效的数控机床PLC故障诊断的方法。
1 数控机床PLC 故障的显示情况
1.1 故障报警并且直接找到故障原因
数控机床发生故障报警，并且能直接找到故障的发生原因，这种能够根据报警信息直接查找到故障的数控机床，要求CNC与PLC之间的信息传递功能非常强大，CNC有非常充分完善的检测功能。因此，软件和硬件系统需要非常复杂复杂，机床的造价要求较高。
随着科技的发展，机床的数控系统功能正在日益完善，尤其是自诊技术的发展进程加快。越来越多的数控机床已经具有这种故障诊断报警功能。对于数控维修人员来说，机床的故障诊断与维修变得简单起来。
1.2 产生故障显示但不反映故障的原因
一般而言，数控机床的自身故障诊断功能还不是很完善。出现故障时，CNC的报警信息只能大概地指出故障部位，甚至会发生CNC报警信息的显示的内容与报警部位毫无关系的情况。这种情况可能会误导维修人员的思路。因此，维修人员需要根据自己的经验和数控机床的具体情况来进行综合分析判断，才能快速找出故障的真正原因。
1.3 出现故障没有任何显示
由于数控系统没有故障方面的检测，CNC不会做出任何提示显示，维修人员只能根据数控机床的故障现象进行综合理论分析和判断。当涉及线路板维修时，由于没有技术图纸，有时需要自己绘制草图，维修难度较大。
2 数控机床PLC 故障的信号输入、输出情况
数控机床的部分故障可根据故障的现象、机床的电气原理图，以及查看PLC相关的输入、输出状态来诊断。现在较多数控系统都有PLC输入、输出状态显示功能。利用这些功能，可在线观察PLC输入和输出的瞬时状态，对于诊断数控机床的故障非常有用。
2.1 输入信号的故障
PLC主要完成顺序控制，在PLC状态中，观察所需的输入开关量是否正确。当没有信号输入，则逻辑条件不满足，PLC也就不能执行下一个动作。这时可根据PLC的梯形图来分析输入信号无效的具体原因，检查由输出开关量直接控制的接触器或继电器是否动作，进行故障的进一步分析，直到找到故障产生的原因。
2.2 输出信号的故障
输出信号主要是控制元件或执行元件故障，一般情况下，经常出现有机械动作的零件损坏的现象，例如接机械磨损导致阻力增加，触器触头机构的不灵活导致的触点接触不良，传动器件移动不到位，电磁阀体内有异物导致的阀芯堵塞等。若执行机构出现了故障，造成控制的下一个动作输入条件得不到满足，顺序控制就不能正常进行。
3 数控机床PLC 故障诊断方法
3.1 根据控制对象的工作原理进行故障诊断
数控机床的PLC程序，是按照控制对象的工作原理设计的。通过结合PLC的I/O状态对控制对象工作原理进行分析，是诊断故障很有效的方法。
3.2 根据报警号进行故障诊断
现代的数控系统具有丰富的自身诊断功能，一般都可以在显示器上显示出故障的报警信息，为维修人员提供充分的各种状态信息，帮助维修人员迅速排除故障。
3.3 根据动态跟踪梯形图进行故障诊断
当PLC发生故障时，查看输入、输出及标志状态均处于正常水平。此时必须通过PLC的动态跟踪，跟踪输入输出标志状态的瞬间变化，根据PLC动作原理作出诊断。
3.4 根据PLC 梯形图进行故障诊断
根据PLC的梯形图来分析和诊断故障，是解决数控机床故障的基本方法。采用这种方法来诊断机床故障，首先应该查清机床的工作原理、联锁关系和动作顺序，利用CNC系统的自诊断功能，根据PLC梯形图查看相关的输入、输出及标志位的状态，以确定故障原因。
3.5 根据PLC的I/O状态进行故障诊断
在数控机床中输入输出信号的传递通过PLC的I/O接口来实现。因此，一些故障可能会在PLC的I/O接口上反映出来。通过查询PLC的I/O接口状态即可找出故障原因。
3.6 根据动作顺序进行故障诊断
在数控机床上，刀具。器械及托盘等装置的自动交换动作都是按一定顺序来完成的。因此，细致地观察机械装置的运动过程，比较故障时的情况和正常时的情况，就能够发现疑点并且诊断出故障原因。
综上所述，在数控机床中，采用PLC完成机床侧的顺序控制。因此，利用PLC梯形图的动态显示功能或数控系统的PLC状态显示功能来进行故障诊断与排除是非常便利的。
参考文献
[1龚仲华.数控机床故障诊断与维修500例[M].机械工业出版社，2004.
[2]夏庆观.数控机床故障诊断与维修[M].高等教育出版社，2002.
数控机床故障诊断篇4
数控机床机械故障的诊断过程大体可分为3步：①识别数控机床的运行状态，检查是否存在异常。②检测数控机床的运行过程，在动态过程中观察运行情况。③判断故障的发展趋势，从而预测未来一段时间内数控机床的运行状态。有经验的操作人员可通过机床机械部分的某些特征或参数判断故障，这些特征或参数包括振动、声音和温度等。如果特征和信息正常，处于合理范围，则证明数控机床运行正常；如果特征和信息不正常，处于不合理范围，则证明机械存在一定的故障。
2.1简易故障诊断法
2.1.1用眼睛观察
该方法利用人的视觉观察机床机械部分的运行情况，比如查看机床机械的部件是否松动、零件是否损伤、油是否充足、是否存在漏油现象等；观察机床机械外部的颜色，从而判断机床机械的温度；观察机械油箱中油料的黏稠度、颜色，从而判断油箱内部积淀物的量；根据金属废弃物的量判断相关机件的磨损情况；观察机械内部的关键轴承部位是否完好。
2.1.2用耳朵听
该方法利用人的听觉判断数控机床运行情况。由于数控机床属于精密机械，在运行过程中会发出有规律的声音，其节奏具有一定的稳定性。而存在故障的机床发出的声音紊乱，比如出现重音、杂音等。如果出现无规则、涣散的声音，则机床内部的零件可能已松动；如果出现碰撞的声音，则机床内部可能正在遭受撞击。一些有经验的维修人员会敲击数控机床的零件，从而判断机床零件是否存损伤。
2.1.3用手去触碰
使用皮肤触碰的方式可判断机床的运行温度。在人的皮肤触碰机床时，可先用手指或手指指节处对机床表面进行试探性触碰，如果温度较低，再使用手掌碰触机床表面，从而确定具体的温度。此外，使用皮肤触碰的方式还可以感受机床的振动程度，从而判断故障位置。
2.1.4用鼻子嗅
利用人的嗅觉可判断机床高温部位的故障位置。机床上温度较高的部位往往是因机械剧烈的摩擦而造成的，当可燃物高温氧化时，会发出一定的气味，维修人员可根据气味找到故障位置。由于不同材料燃烧发出的气味不同，因此，采用该方法还可以快速找到故障原因。
2.2故障检测中的油样分析法
在数控机床的运行中，通常会使用油和液压油。根据油样分析结果可获得大量的数控机床运行信息。机床的运行离不开机械间的互相摩擦，而油在摩擦中发挥了重要的作用。油在机床内部的流动过程中，常产生一定的碎屑，工作人员通过对油样的检验和分析，可间接地判断一些机械内部磨损的程度，从而找出磨损部位。
数控机床故障诊断篇5
①数控系统自诊断。开机自诊断数控系统在通电开机后，都要运行开机自诊断程序，对系统中关键的硬件和控制软件进行检测，并将检测结果在crt上显示出来。运行自诊断运行自诊断是数控系统正常工作时，运行内部诊断程序，对系统本身、plc、位置伺服单元以及与数控装置相连的其他外部装置进行自动测试、检查，并显示有关状态信息和故障信息。
②在线诊断和离线诊断。在线诊断是指通过数控系统的控制程序，在系统处于正常运行状态下，实时自动地对数控装置、plc控制器、伺服系统、plc的输入输出和其他外部装置进行自检，并显示状态信息、故障信息。脱机诊断当数控系统出现故障时，需要停机进行检查，这就是脱机诊断。脱机诊断的目的是修复系统的错误和定位故障，将故障定位在最小的范围。
远程诊断实现远程诊断的数控系统，必须具备 计算 机 网络 功能。因此，远程诊断是近几年 发展 起来的一种新型的诊断技术。数控机床利用数控系统的网络功能通过互联网连接到机床制造厂家，数控机床出现故障后，通过机床厂家的专业人员远程诊断，快速确诊故障。
2数控机床故障的实用诊断方法
①诊断常用的仪器、仪表及工具万用表－可测电阻、交、直流电压、电流。
相序表－可检测直流驱动装置输入电流的相序。转速表－可测量伺服电动机的转速，是检查伺服调速系统的重要依据。钳形电流表－可不断线检测电流。测振仪－是振动检测中最常用、最基本的仪器。短路追踪仪－可检测电气维修中经常碰到的短路故障现象。逻辑测试笔－可测量数字电路的脉冲、电平。ic测试仪－用于数控系统集成电路元件的检测和筛选。工具－弹头钩形扳手、拉锥度平键工具、弹性手锤、拉卸工具等。
②诊断用技术资料主要有：数控机床电气说明书，电气控制原理图，电气连接图，参数表， plc程序，编程手册，数控系统安装与维修手册，伺服驱动系统使用说明书等。数控机床的技术资料非常重要，必须参照机床实物认真仔细地阅读。一旦机床发生故障，在进行分析的同时查阅相关资料。
③故障处理。故障软故障－由调整、参数设置或操作不当引起硬故障－由数控机床（控制、检测、驱动、液气、机械装置）的硬件失效引起。
故障处理对策除非出现影响设备或人身安全的紧急情况，不要立即切断机床的电源，应保持故障现场。从机床外观、crt显示的内容、主板或驱动装置报警灯等方面进行检查。可按系统复位键，观察系统的变化，报警是否消失。如消失，说明是随机性故障或是由操作错误引起的。如不能消失，把可能引起该故障的原因罗列出来，进行综合分析、判断，必要时进行一些检测或试验，达到确诊故障的目的。
④数控系统故障诊断方法。直观法（望闻问切）：问－机床的故障现象、加工状况等看－crt报警信息、报警指示灯、电容器等元件变形烟熏烧焦、保护器脱扣等听－异常声响闻－电气元件焦糊味及其它异味摸－发热、振动、接触不良等。参数检查法：参数通常是存放在ram中，有时电池电压不足、系统长期不通电或外部干扰都会使参数丢失或混乱，应根据故障特征，检查和校对有关参数。隔离法：一些故障，难以区分是数控部分，还是伺服系统或机械部分造成的，常采用隔离法。同类对调法用同功能的备用板替换被怀疑有故障的模板，或将功能相同的模板或单元相互交换。功能程序测试法：将g、m、s、t、功能的全部指令编写一些小程序，在诊断故障时运行这些程序，即可判断功能的缺失。
⑤故障诊断应遵循的原则。第一，先外部后内部数控机床的检修要求维修人员掌握先外部后内部的原则，由外向内逐一进行检查排除。第二，先机械后电气首先检查机械是否正常，行程开关是否灵活，气动液压部分是否正常等，在故障检修之前，首先注意排除机械的故障。第三，先静后动维修人员本身要做到先静后动。首先询问机床操作人员故障发生的过程及状态，查阅机床说明书、图纸资料，进行分析后，才可动手查找和处理故障。
数控机床是 现代 化 企业 进行生产的一种重要物质基础，是完成生产过程的重要技术手段，强化管理是关键，“防”与“治”的结合是解决数控机床“使用难、维修难”的唯一途径。
数控机床故障诊断篇6
①数控系统自诊断。开机自诊断数控系统在通电开机后，都要运行开机自诊断程序，对系统中关键的硬件和控制软件进行检测，并将检测结果在CRT上显示出来。运行自诊断运行自诊断是数控系统正常工作时，运行内部诊断程序，对系统本身、PLC、位置伺服单元以及与数控装置相连的其他外部装置进行自动测试、检查，并显示有关状态信息和故障信息。
②在线诊断和离线诊断。在线诊断是指通过数控系统的控制程序，在系统处于正常运行状态下，实时自动地对数控装置、PLC控制器、伺服系统、PLC的输入输出和其他外部装置进行自检，并显示状态信息、故障信息。脱机诊断当数控系统出现故障时，需要停机进行检查，这就是脱机诊断。脱机诊断的目的是修复系统的错误和定位故障，将故障定位在最小的范围。
远程诊断实现远程诊断的数控系统，必须具备计算机网络功能。因此，远程诊断是近几年发展起来的一种新型的诊断技术。数控机床利用数控系统的网络功能通过互联网连接到机床制造厂家，数控机床出现故障后，通过机床厂家的专业人员远程诊断，快速确诊故障。
2数控机床故障的实用诊断方法
①诊断常用的仪器、仪表及工具万用表－可测电阻、交、直流电压、电流。
相序表－可检测直流驱动装置输入电流的相序。转速表－可测量伺服电动机的转速，是检查伺服调速系统的重要依据。钳形电流表－可不断线检测电流。测振仪－是振动检测中最常用、最基本的仪器。短路追踪仪－可检测电气维修中经常碰到的短路故障现象。逻辑测试笔－可测量数字电路的脉冲、电平。IC测试仪－用于数控系统集成电路元件的检测和筛选。工具－弹头钩形扳手、拉锥度平键工具、弹性手锤、拉卸工具等。
②诊断用技术资料主要有：数控机床电气说明书，电气控制原理图，电气连接图，参数表，PLC程序，编程手册，数控系统安装与维修手册，伺服驱动系统使用说明书等。数控机床的技术资料非常重要，必须参照机床实物认真仔细地阅读。一旦机床发生故障，在进行分析的同时查阅相关资料。
③故障处理。故障软故障－由调整、参数设置或操作不当引起硬故障－由数控机床（控制、检测、驱动、液气、机械装置）的硬件失效引起。
故障处理对策除非出现影响设备或人身安全的紧急情况，不要立即切断机床的电源，应保持故障现场。从机床外观、CRT显示的内容、主板或驱动装置报警灯等方面进行检查。可按系统复位键，观察系统的变化，报警是否消失。如消失，说明是随机性故障或是由操作错误引起的。如不能消失，把可能引起该故障的原因罗列出来，进行综合分析、判断，必要时进行一些检测或试验，达到确诊故障的目的。
数控机床故障诊断篇7
一、数控机床的维护
对于数控机床来说,合理的日常维护措施,可以有效的预防和降低数控机床的故障发生几率。
首先,针对每一台机床的具体性能和加工对象制定操作规程建立工作、故障、维修档案是很重要的。包括保养内容以及功能器件和元件的保养周期。
其次,在一般的工作车间的空气中都含有油雾、灰尘甚至金属粉末之类的污染物,一旦他们落在数控系统内的印制线路或电子器件上,很容易引起元器件之间绝缘电阻下降,甚至倒是元器件及印制线路受到损坏。所以除非是需要进行必要的调整及维修,一般情况下不允许随便开启柜门,更不允许在使用过程中敞开柜门。
另外,对数控系统的电网电压要实行时时监控,一旦发现超出正常的工作电压,就会造成系统不能正常工作,甚至会引起数控系统内部电子部件的损坏。所以配电系统在设备不具备自动检测保护的情况下要有专人负责监视,以及尽量的改善配电系统的稳定作业。
二、数控机床的故障诊断技术
1、数控系统自诊断。开机自诊断数控系统在通电开机后,都要运行开机自诊断程序,对系统中关键的硬件和控制软件进行检测,并将检测结果在CRT上显示出来。运行自诊断运行自诊断是数控系统正常工作时,运行内部诊断程序,对系统本身、PLC、位置伺服单元以及与数控装置相连的其他外部装置进行自动测试、检查,并显示有关状态信息和故障信息。
2、在线诊断和离线诊断。在线诊断是指通过数控系统的控制程序,在系统处于正常运行状态下,实时自动地对数控装置、PLC控制器、伺服系统、PLC的输入输出和其他外部装置进行自检,并显示状态信息、故障信息。脱机诊断当数控系统出现故障时,需要停机进行检查,这就是脱机诊断。脱机诊断的目的是修复系统的错误和定位故障,将故障定位在最小的范围。
远程诊断实现远程诊断的数控系统,必须具备计算机网络功能。因此,远程诊断是近几年发展起来的一种新型的诊断技术。数控机床利用数控系统的网络功能通过互联网连接到机床制造厂家,数控机床出现故障后,通过机床厂家的专业人员远程诊断,快速确诊故障。
三、数控机床故障的实用诊断方法
1、诊断常用的仪器、仪表及工具万用表――可测电阻、交、直流电压、电流。相序表――可检测直流驱动装置输入电流的相序。转速表――可测量伺服电动机的转速,是检查伺服调速系统的重要依据。钳形电流表-可不断线检测电流。测振仪-是振动检测中最常用、最基本的仪器。短路追踪仪――可检测电气维修中经常碰到的短路故障现象。逻辑测试笔――可测量数字电路的脉冲、电平。IC测试仪――用于数控系统集成电路元件的检测和筛选。工具――弹头钩形扳手、拉锥度平键工具、弹性手锤、拉卸工具等。
2、诊断用技术资料主要有:数控机床电气说明书,电气控制原理图,电气连接图,参数表, PLC程序,编程手册,数控系统安装与维修手册,伺服驱动系统使用说明书等。数控机床的技术资料非常重要,必须参照机床实物认真仔细地阅读。一旦机床发生故障,在进行分析的同时查阅相关资料。
3、故障处理。故障软故障-由调整、参数设置或操作不当引起硬故障-由数控机床(控制、检测、驱动、液气、机械装置)的硬件失效引起。
故障处理对策除非出现影响设备或人身安全的紧急情况,不要立即切断机床的电源,应保持故障现场。从机床外观、CRT显示的内容、主板或驱动装置报警灯等方面进行检查。可按系统复位键,观察系统的变化,报警是否消失。如消失,说明是随机性故障或是由操作错误引起的。如不能消失,把可能引起该故障的原因罗列出来,进行综合分析、判断,必要时进行一些检测或试验,达到确诊故障的目的。
4、数控系统故障诊断方法。直观法:问-机床的故障现象、加工状况等看-CRT报警信息、报警指示灯、电容器等元件变形烟熏烧焦、保护器脱扣等听-异常声响闻-电气元件焦糊味及其它异味摸-发热、振动、接触不良等。参数检查法:参数通常是存放在RAM中,有时电池电压不足、系统长期不通电或外部干扰都会使参数丢失或混乱,应根据故障特征,检查和校对有关参数。隔离法:一些故障,难以区分是数控部分,还是伺服系统或机械部分造成的,常采用隔离法。同类对调法用同功能的备用板替换被怀疑有故障的模板,或将功能相同的模板或单元相互交换。功能程序测试法:将G、M、S、T、功能的全部指令编写一些小程序,在诊断故障时运行这些程序,即可判断功能的缺失。
5、故障诊断应遵循的原则。第一,先外部后内部数控机床的检修要求维修人员掌握先外部后内部的原则,由外向内逐一进行检查排除。第二,先机械后电气首先检查机械是否正常,行程开关是否灵活,气动液压部分是否正常等,在故障检修之前,首先注意排除机械的故障。第三,先静后动维修人员本身要做到先静后动。首先询问机床操作人员故障发生的过程及状态,查阅机床说明书、图纸资料,进行分析后,才可动手查找和处理故障。
四、数控机床故障诊断实例
数控机床故障诊断篇8
随着我国工业化程度的不断提高，数控机床在机械制造领域的应用愈来愈普遍，数量也逐渐增多。但是由于数控机床系统种类的多样性、结构的差异性，机械加工工艺的复杂性，以及当前从事数控机床故障诊断与维修的技术人员非常紧缺等原因，一旦数控机床发生故障，维修难的问题就变得尤为突出，这样导致了大量的数控机床因为得不到及时维修而影响正常的使用。要改变这一状况，我们在数控机床的使用和维修实践中，要善于总结维修经验，掌握数控机床常见故障的诊断与排除方法。
2、故障的定义与分类
数控系统全部或部分丧失了系统规定的功能称为故障。数控机床的故障多种多样，在诊断和排除前首先要了解故障的种类。按数控机床发生故障的部件分为主机故障、电气故障；按数控机床发生故障的性质分为系统性故障、随机性故障；按故障的发生过程或状态分为突然性故障、渐变性故障；按数控机床发生故障的有无报警显示分为有报警显示故障、无报警显示故障；按数控机床发生故障的原因分为数控机床的自身故障、数控机床外部故障。
3、故障的排除思路与原则
故障分析是进行进行数控机床维修的第一步，通过故障分析，一方面可以迅速查明数控机床故障原因，及时的排除故障；同时亦可起到预防故障发生与扩大的作用。故障处理的思路步骤可分为：确认故障现象，调查故障现场，充分掌握故障信息；根据所掌握的故障信息，明确故障的复杂程度并列出故障部件的全部疑点；分析故障原因，制定排除故障方案；检测故障，逐级定位故障部位；故障的排除；解决故障后的资料整理。
数控机床系统出现报警，发生故障时，不要急于动手处理，而应多进行观察，应遵循两条原则：一是充分调查故障现场，充分掌握故障信息。二是认真分析故障原因，确定检查的方法与步骤。另外，从监测排除故障中还应掌握以下若干原则：先方案后操作；先外部后内部；先机械后电气；先公用后专用；先软件后硬件；先简单后复杂；先一般后特殊。
4、故障诊断与排除的方法
对于数控机床出现的大多数故障，一般可采用下述几种方法来进行故障诊断和排除。
4.1常规检查法
常规检查法是指依靠人的感官并借助于一些简单的仪器来寻找机床故障原因的一种检查方法。这种方法在维修中是常用的，也是首先采用的。维修人员通过对故障发生时产生的各种光、声、味等异常现象的观察、检查，可以将故障缩小到某个模块，甚至到一块电路板。
4.1.1问。就是询问机床故障发生的经过，弄清故障是突发的，还是渐发的。一般操作人员熟知机床性能，故障发生时在现场，所提供的情况对故障的分析是很有帮助的。
4.1.2看。就是仔细检查设备各工作状态指示灯是否正常，各电控装置有无报警指示，局部查看有无保险烧断、元器件烧焦、烟熏、开裂等现象，有无异物断路现象，以此判断板内有无过流、过压、短路问题。
4.1.3听。就是利用人体的听觉功能查询数控机床因故障而产生的各种异常响声的生源，如电气部分常见的异常响声有：电源变压器、阻抗变换器与电抗器等因为铁芯松动、锈蚀等原因引起的铁片振动的吱吱声；继电器、接触器等磁回路间隙过大线圈欠压运行等原因引起的电磁嗡嗡声。机械运动常见的异常响声有摩擦声、泄漏声、冲击声、对比声等。
4.1.4触。也称敲捏法。可用绝缘物轻轻敲击电路板可疑部位，来检测电路虚焊或接触不良而引起的故障。用手捏压组件、元器件，如故障消失或出现，可以认为捏压处或捏压作用力波及范围是故障原件。
4.1.5嗅。在电气设备诊断或各种易挥发物体的器件采用此方法效果较好。如一些烧毁的烟气、焦糊味等异味。因剧烈摩擦，电器元件绝缘处磨损短路，使附着的油脂或其他可燃物质发生 氧化蒸发或燃烧而产生的烟气、焦糊气等。
4.2系统自诊断法
数控系统的自诊断是利用系统内部自诊断程序或专用的诊断软件，对系统内部的关键硬件以及系统的控制软件进行自我诊、测试的诊断方法。它主要包括开机自诊断、在线监控与脱机测试这些方面内容。
4.3功能测试法
所谓功能测试法是通过功能测试程序，检查机床的实际动作，判别故障的一种方法。功能测试可以将系统的功能用手工编程方法，编制一个功能测试程序，并通过运行测试程序，来检查机床执行这些功能的准确性和可靠性，进而判断出故障发生的原因。
4.4交换法
所谓交换法，就是在故障范围大致确认，并在确认外部条件完全正确的情况下，利用装置上同样的印制电路板、模块、集成电路芯片或元器替换有疑点部分的方法。交换法简单、易行、可靠，能把故障范围缩小到相应的部件上。例如数控机床的进给模块，检测装置有多套，当出现进给故障，可以考虑模块互换。
4.5拔出插入法
拔出插入法是通过监视相关的接头、插卡或接插件拔出再插入这个过程中，确定拔出插入的连接件是否为故障部位。还有的本身就只是接插件不良引起的故障，经过重新插入后，问题就解决了。
除了上面介绍的几种常用的检查方法外，还有参数检查法、隔离法、升降温法、电源拉偏法、测量比较法及原理分析法等，这些检查方法各有特点，在机床故障诊断与排除过程中并无严格界限，可能用一种方法就能排除故障，也可能需要多种方法相互配合同时进行，在实际工作中，可以根据不同的故障现象，加以灵活运用，对故障进行综合分析，逐步缩小故障范围，排除故障。
5、结语
数控机床故障诊断与排除，除了要有一定的专业基础知识外，经验也十分重要，因此，在数控机床的使用和维修实践中，要善于总结维修经验，掌握数控机床常见故障的诊断与排除方法，从而提高数控机床的使用效率。
参考文献
[1] 熊军. 数控机床维修与调试[M]. 人民邮电出版社，2010
数控机床故障诊断篇9
数控机床是数字控制机床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床，是典型的机电一体化产品。由于数控机床的先进性、复杂性、智能化程度高，故障原因一般都比较复杂，其维修比普通机床有更大的难度。在维修过程中，必须对出现的故障进行研究，找其原因，摸其规律，不断积累经验，建立一套排除故障的有效方法。
1 数控机床常见的故障分类
1.1 按故障发生部位分类
分为主机故障和电气故障。数控机床的主机通常指组成数控机床的机械、液压、气动、、冷却、排屑与防护等部分。主机故障主要表现为传动噪声大、运行阻力大、加工精度差、机械部件动作不进行、机械部件损坏等。液压、气动、、冷却系统的管路堵塞和密封不良，是主机发生故障的常见原因。电气故障又分为弱电故障和强电故障。强电故障是指继电器﹑接触器﹑熔断器﹑电磁铁﹑开关﹑行程开关等电气元件及其所组成的电路故障。弱电故障指CNC装置﹑PLC控制器﹑CRT显示器以及伺服单元﹑输入﹑输出装置等电子电路故障。强电故障发生的几率要高于弱电部分，但其维修、诊断相对简单。
1.2 按故障性质分类
分为系统性故障和随机性故障。系统性故障是指只要满足一定的条件则必产生的确定的故障。随机性故障是指在相同的条件下偶尔发生的故障，多与机床机械结构的局部松动错位、电气元件特性漂移或可靠性降低、电气装置内部温度过高有关。由于此类故障发生存在偶然性，其原因分析与故障诊断较系统性故障困难得多。
1.3 按故障产生时有无报警分类
有报警显示故障分为硬件报警和软件报警。硬件报警是指通过控制系统各单元上的状态指示灯（通常为LED发光管）显示的报警，可大致判断出故障发生的部位与性质，能直观地发现故障源。软件报警是指显示器显示出报警号及报警信息的报警。维修人员结合机床厂家有关的故障指示及诊断说明书可以找到故障发生的原因、部位，而且还有排除方法的提示。无报警显示的故障需要分析机床故障前后状态，具体情况具体分析，因而对维修人员机床的熟悉程度和技术水平要求更高。
1.4 按故障发生时有无破坏性分类
破坏性故障发生时损坏工件甚至机床，故其故障过程不能再现，只能根据产生故障时的现象进行相应的检查、分析，技术难度较高且有一定风险。非破坏性故障则允许维修人员卸下工件，试着重现故障，帮助排查，但此过程应十分小心。
1.5 按故障发生原因分类
分为机床自身故障和人为因素。机床在运行过程中，其设备常受到许多不利因素的影响，如供电电压波动过大、电源相序不正确或三相输入电压的不平衡；机械振动和过电流的热效应将加速电器元件的绝缘老化变质、长期动作的自然磨损、周围环境的温度和湿度的影响、有害介质的侵蚀等因素，以上各种因素造成机床自身故障。而机床在工作过程中，由于操作人员的操作不当、安装不合理或者其他外力破坏而造成的故障，称为人为因素。有关资料统计，首次使用数控机床或由不熟练工人来操作数控机床，在使用的第一年，机床操作不当造成的故障要占机床总故障的三分之一以上。
2 数控机床故障诊断流程
2.1 故障现场调查
2.1.1 故障调查。
（1）机床在什么情况下出现故障？
（2）故障产生时有什么现象？
（3）故障产生后操作者采取了哪些措施？
2.1.2 故障诊断。
如果故障现场还保持着，维修人员最好按下列步骤进行：
（1）观察是否有报警显示。
（2）用自诊断功能观察发现故障。
（3）检查零件加工程序有无错误。
（4）观察CNC系统、主轴驱动系统印制电路板上的指示灯有无不正常显示。
2.2 排除可能引起故障的诸多因素
维修人员应遵循充分调查故障现场和认真分析故障的原因这两大原则。分析故障时，也不应局限于CNC部分，而是要对机床强电、机械、液压、气动等方面都做详细的检查并进行综合判断，达到确诊和最终排除故障的目的。
2.3 确定故障产生原因常用的方法
2.3.1 直观法。维修人员通过目测、手摸、嗅觉察看系统的各部分，以此发现一些较为明显的故障，从而缩小检修范围，节约维修工时。这种方法在维修中是常用的，也是首先使用的。
2.3.2 CNC系统自诊断功能法。数控系统的自诊断功能随时监视数控系统的工作状态，已经成为衡量数控系统性能特性的重要指标。一旦发生异常情况，立即在CRT上显示报警信息或用发光二极管指示故障的大致起因，这是维修中最有效的一种方法。常用的自诊断方法包括开机自诊断、运行自诊断、机床状态信息诊断。维修人员利用自诊断功能分析故障起因时，应尽可能将各方面原因，包括机械、液压、气动等全面考虑，这样才能得到正确结论。
2.3.3 部件替换法。在分析出故障大致原因的情况下，可以利用备用的印刷线路板、模板、集成电路芯片或元件替换有疑点的部分部件。交换法是一种简单、易行、可靠的方法，也是维修过程中最常用的故障判别方法之一。如果无现成的备件替换，需从相同的其他设备上拆卸时应谨慎从事，避免原有故障没解决，替换上的新部件又损坏，造成新的故障。
2.3.4 功能程序测试法。功能程序测试法就是将数控系统的常用功能和特殊功能用手工编程或自动编程的方法，编制成一个功能测试程序，输入数控系统，让系统运行这个测试程序，检查机床执行这些功能的准确性和可靠性，进而判断出故障发生的可能原因。
2.3.5 原理分析法。从系统各部件的工作原理着手进行分析和判断，确定故障部位的维修方法。这种方法要求维修人员对整个系统或每个部件的工作原理都有清楚的、较深的了解，才可能对故障部位进行定位，是排除故障的最基本方法。
2.3.6 参数检查法。数控系统参数的变化会直接影响到机床的性能，甚至使机床不能正常工作。特别当机床长期闲置或无缘无故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。
2.3.7 隔离法。有些故障如轴抖动、爬行，一时难以区分是数控部分，还是伺服系统或是机械部分造成，常可采用隔离法，将机电分离、数控与伺服分离或将位置闭环分离做开环处理，从而将复杂的问题简单化，就能较快地找到故障原因。
3 结语
数控机床是一个融机械、电气、液压、气动等技术于一体的复杂系统，因此在使用过程中不可避免会出现故障。及时确定和排除故障对提高机床的工作效率、延长机床的使用寿命以及保证产品质量具有极其重要的意义。
参考文献
数控机床故障诊断篇10
故障诊断始于机械设备故障诊断,主要指制造设备和制造过程的状态监测与故障诊断。制造设备主要指加工机床、夹具、量具和刀具;制造过程指制造工艺过程、工艺参数。机械设备运行时的状态监测与故障诊断包含两方面内容:一是对设备的运行状态进行监测;二是在发现异常情况后对设备的故障进行分析、诊断。
设备故障诊断是随设备管理和设备维修发展起来的。欧洲各国在欧洲维修团体联盟(fenms)推动下,主要以英国倡导的设备综合工程学为指导;美国以后勤学为指导;日本吸收二者特点,提出了全员生产维修(tpm)的观点。
美国自1961年开始执行阿波罗计划后,出现一系列因设备故障造成的事故,导致1967年在美国宇航局(nasa)倡导下,由美国海军研究室(onr)主持成立了美国机械故障预防小组(mfpg),并积极从事技术诊断的开发。美国诊断技术在航空、航天、军事、核能等尖端部门仍处于世界领先地位。
英国在上世纪60-70年代,以机器保健和状态监测协会(mhmg&cma)为最先开始研究故障诊断技术,在摩擦磨损、汽车和飞机发电机监测和诊断方面具领先地位。
日本的新日铁自1971年开发诊断技术,1976年达到实用化。日本诊断技术在钢铁、化工和铁路等部门处领先地位。
我国在故障诊断技术方面起步较晚,1979年才初步接触设备诊断技术,近年来得到迅速发展。目前国内对装备的故障诊断技术,尤其是板级故障诊断技术的研究有了较大的进展。经过二十多年的研究与发展,我国的故障诊断技术己广泛应用于军工、化工、 工业 制造等领域,如数控机床、汽车、发电、船舶、飞机、卫星、核反应堆等。
二、 现代 故障诊断技术概述
1.故障诊断主要内容
故障诊断的实质是在诊断对象出现故障的前提下,通过来自外界或系统本身的信息输入,经过处理,判断出故障种类,定为故障部位(元部件),进而估计出故障可能时间、严重程度、故障原因等,甚至还可以提供评价、决策以及进行维修的建议。
现代故障诊断的主要内容应包括实时监测技术,故障分析(诊断)技术和故障修复方法三个部分。从信息获取到故障定位,再到故障的排除,作为单独的技术领域发展的同时,又作为故障诊断的技术共同协调发展。
2.数控机床故障诊断常用的方法
(1)直观法。由维修人员利用感觉器官,观察故障发生时的各种声、光、味等异常现象,查看cnc机床系统的各个模块和线路,有无烧毁和损伤痕迹,迅速将故障范围缩小到一个模块或一块印刷线路板。这是一种最基本和常用的方法。
(2)cnc系统自诊断法。数控系统的自诊断功能,已经成为衡量数控系统性能的重要指标,数控系统的自诊断功能实时监视数控系统的工作状态。一旦发生异常情况,立即在crt上显示报警信息,或通过发光二极管指示故障的原因、故障模块,这是cnc机床故障诊断维修中最有效和直接的一种方法。
(3)功能程序测试法。功能程序测试法就是将数控系统的常用功能和特殊功能用手工编程或自动编程的方法,编制成一个功能测试程序,送入数控系统,然后让数控系统运行这个测试程序,借以检查机床执行这些功能的准确性和可靠性,进而判断出故障发生可能的部位和故障原因。
(4)模块交换法。所谓模块交换法就是在分析出故障大致起因的情况下,利用备用的印刷线路板、模板、集成电路芯片或元件替换有疑点的部分,将功能相同的模板或单元相互交换,观察故障的转移情况,从而快速判断故障部位的方法。
(5)原理分析法。根据cnc组成原理,从系统各部件的工作原理着手进行分析和判断,从逻辑关系上分析电路故障疑点的逻辑电平和特征参数,从而确定故障部位的方法。这种方法对维修人员要求很高,必须熟悉整个系统或每个部件的工作原理,才能对故障部位进行定位。
(6)plc程序法。根据plc报警信息,查阅有关plc程序,对照报警点相应的模块程序,比较相关i/o元件的逻辑状态,判断故障。
数控机床的故障诊断的方法还有参数检查法、测量比较法、敲击法、局部升温法、隔离法和开环检测法等,这些方法各有特点,维修时常同时采用几种方法综合运用,分析并逐步缩小故障范围,以达到排除故障的目的。
3.数控机床故障诊断技术 发展 趋势
(1)针对数控车床不完整信息和不精确信息的处理利用,更强调信息融合策略和处理技术,知识的表示方法;(2)针对 现代 数控设备复杂化、集成化、自动化程度的提高以及可持续工作能力和可靠性要求的提高,更强调多智能技术的融合,系统级诊断技术,混合智能诊断技术的研究;(3)针对专家系统知识获取的瓶颈问题,更强调自适应能力和自学习能力的研究,在线诊断技术、多传感器技术的研究。
三、数控机床故障的诊断展望
数控机床故障诊断篇11
数控机床故障自诊断能力是数控机床CNC系统十分重要的指标，自诊断技术是评价数控机床CNC系统性能的一项重要技术。数控系统是先进技术密集型设备，技术员要迅速而准确地确定其故障部位并查明故障原因，必须借助于自诊断技术。自诊断技术也开始朝着智能化、多功能的高级诊断方向发展。目前CNC控制系统都装有故障自诊断系统，并能随时监视加工过程中数控系统软件和硬件的工作状态，CNC控制系统有较强的自诊断功能。只要系统本身出现故障，显示系统和显示装置就会显示报警信息，通过系统珍断号判断故障发生在数控部分、电气部分还是机械部分，判断产生故障的具体部位。自诊断与维修实例：FANUC-Oi伺服不能就绪报警“401”报警号。1.系统检测原理（图1）:开机后系统开始自动检测，如果系统没有报警和急停，系统自动发出MCON信号给伺服系统，伺服系统接收到MCON信号后，自动接通主继电器，并送回DRDY信号，检测系统在规定时间内如果没有收到DRDY信号，系统自动发出“401”报警号。2.故障的诊断方法。（1）工作人员检查各插头接触是否良好，主要包括主控回路的连接、控制面板以及电源与主轴系统、伺服系统的连接。（2）查看LED发光二极管是否显示，如果LED没有显示，可能是电源回路断路或控制板没有通电。检查直流电源输出到24V电源线路连接是否正常，检查控制板上的直流电源电路接线是否良好，检查伺服放大器交流电压3相220V输入是否正常。（3）采用信号短接的方法来判别故障的部位,把伺服模块JV1B（JV2B）的8-10短接后系统上电,如果伺服放大器LED显示“00”则故障可能在轴板或系统主板；如果伺服放大器显示“--”则故障可能在伺服放大器本身。（4）检查急停ESP和MCC回路，ESP短接，伺服放大器显示“--”，应为伺服装置的继电器MCC控制回路或线圈本身故障。
二、FANUC数控机床换刀故障———示波器观察时序故障诊断
数控刀架故障比较常见。换刀过程：刀架松开旋转和选刀锁紧。实例：一台数控车床（FANUC0TC）配备12工位电动刀架，在换刀中旋转不停，故障现象为找不到刀号报警。1.刀架换刀过程中旋转不停故障分析。图2刀位信号由PMC输入，X20.3、X20.2、X20.1、X20.0有刀架主轴后面的绝对编码器检测。电动刀架找不到刀位故障，可能是绝对编码器刀位没有输出。先松开急停再松开刀架，图3用示波器观察刀位时序，如果能从1号依次变到12号刀位，说明刀位输出正常。绝对编码器输出刀位信号同时还输出选通X20.5和奇偶检验X20.4，换刀时输出时序如图3。2.故障诊断。查看换刀绝对编码器的时序（图3），X20.5上升延时，当前与目标刀号对比。比较后刀号一致，选刀电机停止旋转，预分度电磁铁得电吸合，电机反转锁紧刀架。正常工作每选取一次工作刀位X20.5会发生一次电平变化（高低高）。本机床换刀中出现X20.5信号没有变化，说明数控系统没有完成目标和当前刀号对比，在设定时间内找不到目标刀号系统就报警。通过分析故障是选通信号X20.5没有输出。更换同型号绝对编码器。
三、FANUC数控机床
PMC故障实例与维修1.故障现象：一台卧式加工中心数控系统配置FANUC0i-M。工作台交换时，按下“手/自动”启动按钮后，托板架没有上升、托板内工作台升起，无法实现工作台的交换。2.故障分析与诊断：首先检查液压系统的压力，再查看控制托板架上升的电磁阀是否得电。电磁阀由继电器常开KA13控制，PMC输出点Y1004.1直接提供24V给继电器KA13的线圈。通过PMC梯形图检查Y1004.1，执行前后Y1004.1始终为“0”没信号，此故障为某一输入条件未得到满足使机床处于等待。从Y1004.1输出入手，利用梯形图动态显示诊断故障。图4看出手动时交换工作台条件是R68.3、R62.0和Y1003.5导通，R68.3的导通条件是R68.2和R62.0导通，R62.0由外部继电器控制。动态显示X1004.5导通后，X1006.3没有信号。检查X1006.3确定为托板上升到位信号。检查发现24V直流断路，维修后恢复正常。
四、结束语
本文用实例阐述了数控系统的维修方法，指出了自诊断技术朝着多功能和智能化发展的方向；介绍了运用PMC进行故障诊断的方向，为规范数控维修行业奠定坚实的基础。
参考文献：
[1]王学鹏.数控机床维护与维修的研究[J].山东工业技术，2014(13)：154.
数控机床故障诊断篇12
故障诊断始于机械设备故障诊断,主要指制造设备和制造过程的状态监测与故障诊断。制造设备主要指加工机床、夹具、量具和刀具;制造过程指制造工艺过程、工艺参数。机械设备运行时的状态监测与故障诊断包含两方面内容:一是对设备的运行状态进行监测;二是在发现异常情况后对设备的故障进行分析、诊断。
设备故障诊断是随设备管理和设备维修发展起来的。欧洲各国在欧洲维修团体联盟(FENMS)推动下,主要以英国倡导的设备综合工程学为指导;美国以后勤学为指导;日本吸收二者特点,提出了全员生产维修(TPM)的观点。
美国自1961年开始执行阿波罗计划后,出现一系列因设备故障造成的事故,导致1967年在美国宇航局(NASA)倡导下,由美国海军研究室(ONR)主持成立了美国机械故障预防小组(MFPG),并积极从事技术诊断的开发。美国诊断技术在航空、航天、军事、核能等尖端部门仍处于世界领先地位。
英国在上世纪60-70年代,以机器保健和状态监测协会(MHMG&CMA)为最先开始研究故障诊断技术,在摩擦磨损、汽车和飞机发电机监测和诊断方面具领先地位。
日本的新日铁自1971年开发诊断技术,1976年达到实用化。日本诊断技术在钢铁、化工和铁路等部门处领先地位。
我国在故障诊断技术方面起步较晚,1979年才初步接触设备诊断技术,近年来得到迅速发展。目前国内对装备的故障诊断技术,尤其是板级故障诊断技术的研究有了较大的进展。经过二十多年的研究与发展,我国的故障诊断技术己广泛应用于军工、化工、工业制造等领域,如数控机床、汽车、发电、船舶、飞机、卫星、核反应堆等。
二、现代故障诊断技术概述
1.故障诊断主要内容
故障诊断的实质是在诊断对象出现故障的前提下,通过来自外界或系统本身的信息输入,经过处理,判断出故障种类,定为故障部位(元部件),进而估计出故障可能时间、严重程度、故障原因等,甚至还可以提供评价、决策以及进行维修的建议。
现代故障诊断的主要内容应包括实时监测技术,故障分析(诊断)技术和故障修复方法三个部分。从信息获取到故障定位,再到故障的排除,作为单独的技术领域发展的同时,又作为故障诊断的技术共同协调发展。
2.数控机床故障诊断常用的方法
(1)直观法。由维修人员利用感觉器官,观察故障发生时的各种声、光、味等异常现象,查看CNC机床系统的各个模块和线路,有无烧毁和损伤痕迹,迅速将故障范围缩小到一个模块或一块印刷线路板。这是一种最基本和常用的方法。
(2)CNC系统自诊断法。数控系统的自诊断功能,已经成为衡量数控系统性能的重要指标,数控系统的自诊断功能实时监视数控系统的工作状态。一旦发生异常情况,立即在CRT上显示报警信息,或通过发光二极管指示故障的原因、故障模块,这是CNC机床故障诊断维修中最有效和直接的一种方法。
(3)功能程序测试法。功能程序测试法就是将数控系统的常用功能和特殊功能用手工编程或自动编程的方法,编制成一个功能测试程序,送入数控系统,然后让数控系统运行这个测试程序,借以检查机床执行这些功能的准确性和可靠性,进而判断出故障发生可能的部位和故障原因。
(4)模块交换法。所谓模块交换法就是在分析出故障大致起因的情况下,利用备用的印刷线路板、模板、集成电路芯片或元件替换有疑点的部分,将功能相同的模板或单元相互交换,观察故障的转移情况,从而快速判断故障部位的方法。
(5)原理分析法。根据CNC组成原理,从系统各部件的工作原理着手进行分析和判断,从逻辑关系上分析电路故障疑点的逻辑电平和特征参数,从而确定故障部位的方法。这种方法对维修人员要求很高,必须熟悉整个系统或每个部件的工作原理,才能对故障部位进行定位。
(6)PLC程序法。根据PLC报警信息,查阅有关PLC程序,对照报警点相应的模块程序,比较相关I/O元件的逻辑状态,判断故障。
数控机床的故障诊断的方法还有参数检查法、测量比较法、敲击法、局部升温法、隔离法和开环检测法等,这些方法各有特点,维修时常同时采用几种方法综合运用,分析并逐步缩小故障范围,以达到排除故障的目的。
3.数控机床故障诊断技术发展趋势
(1)针对数控车床不完整信息和不精确信息的处理利用,更强调信息融合策略和处理技术,知识的表示方法;(2)针对现代数控设备复杂化、集成化、自动化程度的提高以及可持续工作能力和可靠性要求的提高,更强调多智能技术的融合,系统级诊断技术,混合智能诊断技术的研究;(3)针对专家系统知识获取的瓶颈问题,更强调自适应能力和自学习能力的研究,在线诊断技术、多传感器技术的研究。
三、数控机床故障的诊断展望
数控机床故障诊断篇13
故障诊断始于机械设备故障诊断，主要指制造设备和制造过程的状态监测与故障诊断。制造设备主要指加工机床、夹具、量具和刀具；制造过程指制造工艺过程、工艺参数。机械设备运行时的状态监测与故障诊断包含两方面内容：一是对设备的运行状态进行监测；二是在发现异常情况后对设备的故障进行分析、诊断。
设备故障诊断是随设备管理和设备维修发展起来的。欧洲各国在欧洲维修团体联盟（FENMS）推动下，主要以英国倡导的设备综合工程学为指导；美国以后勤学为指导；日本吸收二者特点，提出了全员生产维修（TPM）的观点。
我国在故障诊断技术方面起步较晚，1979年才初步接触设备诊断技术，近年来得到迅速发展。目前国内对装备的故障诊断技术，尤其是板级故障诊断技术的研究有了较大的进展。经过二十多年的研究与发展，我国的故障诊断技术己广泛应用于军工、化工、工业制造等领域，如数控机床、汽车、发电、船舶、飞机、卫星、核反应堆等。
2 现代故障诊断技术概述
2.1故障诊断主要内容 故障诊断的实质是在诊断对象出现故障的前提下，通过来自外界或系统本身的信息输入，经过处理，判断出故障种类，定为故障部位（元部件），进而估计出故障可能时间、严重程度、故障原因等，甚至还可以提供评价、决策以及进行维修的建议。
现代故障诊断的主要内容应包括实时监测技术，故障分析（诊断）技术和故障修复方法三个部分。从信息获取到故障定位，再到故障的排除，作为单独的技术领域发展的同时，又作为故障诊断的技术共同协调发展。
2.2数控机床故障诊断常用的方法
2.2.1直观法 由维修人员利用感觉器官，观察故障发生时的各种声、光、味等异常现象，查看CNC机床系统的各个模块和线路，有无烧毁和损伤痕迹，迅速将故障范围缩小到一个模块或一块印刷线路板。这是一种最基本和常用的方法。
2.2.2 CNC系统自诊断法 数控系统的自诊断功能，已经成为衡量数控系统性能的重要指标，数控系统的自诊断功能实时监视数控系统的工作状态。一旦发生异常情况，立即在CRT上显示报警信息，或通过发光二极管指示故障的原因、故障模块，这是CNC机床故障诊断维修中最有效和直接的一种方法。
2.2.3功能程序测试法 功能程序测试法就是将数控系统的常用功能和特殊功能用手工编程或自动编程的方法，编制成一个功能测试程序，送入数控系统，然后让数控系统运行这个测试程序，借以检查机床执行这些功能的准确性和可靠性，进而判断出故障发生可能的部位和故障原因。
2.2.4模块交换法 所谓模块交换法就是在分析出故障大致起因的情况下，利用备用的印刷线路板、模板、集成电路芯片或元件替换有疑点的部分，将功能相同的模板或单元相互交换，观察故障的转移情况，从而快速判断故障部位的方法。
2.2.5原理分析法 根据CNC组成原理，从系统各部件的工作原理着手进行分析和判断，从逻辑关系上分析电路故障疑点的逻辑电平和特征参数，从而确定故障部位的方法。这种方法对维修人员要求很高，必须熟悉整个系统或每个部件的工作原理，才能对故障部位进行定位。
2.2.6 PLC程序法 根据PLC报警信息，查阅有关PLC程序，对照报警点相应的模块程序，比较相关I/O元件的逻辑状态，判断故障。
数控机床的故障诊断的方法还有参数检查法、测量比较法、敲击法、局部升温法、隔离法和开环检测法等，这些方法各有特点，维修时常同时采用几种方法综合运用，分析并逐步缩小故障范围，以达到排除故障的目的。
2.3数控机床故障诊断技术发展趋势
2.3.1针对数控车床不完整信息和不精确信息的处理利用，更强调信息融合策略和处理技术，知识的表示方法；
2.3.2针对现代数控设备复杂化、集成化、自动化程度的提高以及可持续工作能力和可靠性要求的提高，更强调多智能技术的融合，系统级诊断技术，混合智能诊断技术的研究。
2.3.3针对专家系统知识获取的瓶颈问题，更强调自适应能力和自学习能力的研究，在线诊断技术、多传感器技术的研究。
