三、CNC的故障自診斷 

　　1．開機（jī）自診斷 

　　所謂桂林數（shù）控銑（xǐ）床開機（jī）自診斷是指數控係統通電（diàn）時，由（yóu）係（xì）統內部診斷程序自動（dòng）執行的診斷，它類似於計算機的開機診斷。 

　　開機自診斷可以對係統中的關鍵硬件，如：CPU、存儲器、I/O單元、CRT/MDI單元（yuán），紙帶閱讀機、軟驅（qū）等裝置進行自（zì）動檢查；確定指定設備的安裝、連接狀態與性能：部分係統還能對某（mǒu）些重要（yào）的芯片，如：PAM、ROM、專用LSI等進行診斷。數控係統的（de）自診斷在開機（jī）時進行，隻有當全部項日都被確認無誤後，才能進入正常運行狀（zhuàng）態。 

　　診斷的時間決定十數控係統一（yī）般隻需數秒鍾，但有的需要（yào）幾分鍾。開機自（zì）診斷一般按規定的步驟進行，以FANUC公司的FANUCII係統為例診斷程序的執行過程中，係統主板上的七段顯示按9→8→7→6→5→4→3→2→1的順序變化，相應的檢查內容為： 

　　9―對CPU進行複位，開始（shǐ）執行診斷指令： 

　　8―進行ROM測試，表示ROM檢查出錯時，顯示（shì）器變為b； 

　　7―對RAM清零，係統對RAM中的內容進行清除，為正常運行作好準備（bèi）； 

　　6一對BAC（總線隨機控製）芯（xīn）片進行初始（shǐ）化。此時，若顯示變為A，說明主板與CRT之 

　　間的傳輸出（chū）了差錯；變為C，表（biǎo）示連（lián）接錯誤：變為F，表示（shì）I/O板或連接電纜不（bú）良：變為H,表示所（suǒ）用的（de）連接單元識別號不對；顯示（shì）小寫（xiě）字母c表示（shì）光纜傳輸出錯；顯示J，表示PLC或接口轉換電路不良等等。 

　　5―對MDI單元（yuán）進行檢查 

　　4―對CRT單元進行初始化 

　　3―顯示（shì）CRT的初始畫（huà）麵，如：軟件版本號、係列（liè）號（hào）等。此時（shí）若顯示變成L，表明PLC的 

　　控製軟件存在問題：變為O，則表示係統未能通過初始（shǐ）化，控製軟件存在問題（tí）： 

　　2―表示已完（wán）成（chéng）係統的（de）初始化（huà）工作； 

　　1―表示係統已（yǐ）可以正常運轉此時若顯示變為E表示係統的（de）主板（bǎn）或ROM板（bǎn），或CNC控製軟件有故障。 

　　在一般清況下CRT初始化完成後，若其他部分存在故障，CRT即可以顯示出報（bào）警信息。 

　　2．在線監控 

　　在線監控可以分為CNC內部程序監控與通過外部設備監控（kòng）兩種形式CNC內部程序（xù）監控（kòng）是通過係統內部程序，對各部分狀態進行自動診（zhěn）斷、檢查和監視的種方法（fǎ）。在線監控範圍包括CNC本身以及與CNC相連的伺服單（dān）元、伺服電動機、主軸伺服單元、主（zhǔ）軸電動機、外部設備等。在線監控在係統工作過程中始終生效。 

　　數控係統內部程序監控包括接口（kǒu）信號顯示、內部狀（zhuàng）態顯示（shì）和故障顯示三方麵。 

　　⑴接口信號顯示（shì）它可以顯示CNC和PLC、CNC和機床之間的全部接（jiē）口信號的現行狀態（tài）。 

　　指（zhǐ）不數（shù）字輸入／輸出信號的通斷清祝，幫助分析故障。維修（xiū）時必須了解（jiě）CNC和（hé）PLC、CNC和機床（chuáng）之間各信號（hào）所代表的意義，以及（jí）信號產生撤消應具備（bèi）的各種條件才能（néng）進行相（xiàng）應檢查。數控係統生產廠家所（suǒ）提（tí）供的“功能說明書’、“連接說明書”以及機床生產廠（chǎng）家提供的“機床電氣原理圖”是進行以上狀態檢查的技術指南。 

　　⑵內部狀態顯示一般（bān）來（lái）說利用內部（bù）狀態顯不功能，可以顯示以下幾方麵的內容： 

　　1）造（zào）成循環指令（加工程（chéng）序（xù））不執行的外部原因。如：CNC係（xì）統是否處於“到位檢（jiǎn）查”中：是否處於“機床鎖住”狀態：是否處於（yú）“等待速度到達”信號接通：在主軸每轉進給編（biān）程時（shí）是否等待“位置編碼器（qì）”的測量信號；在螺紋（wén）切削時，是否處於等待‘主軸I轉信號（hào）”進給速度倍率是否設定為0%，等等。 

　　2）複位狀態顯示，指示係統是（shì）否處於“急停”狀態或是“外部複位”信號（hào）接通狀態。 

　　3）TH報警狀態（tài）顯示。它可以顯示出報警時的紙（zhǐ）帶錯誤孔的位置。 

　　4）存儲器內容以及磁泡存儲器（qì）異常狀態的顯示。 

　　5）位置跟隨誤差的（de）顯示。 

　　6）伺服駱動部分的控（kòng）製信息顯（xiǎn）示（shì） 

　　7）編（biān）碼器、光柵等位（wèi）置（zhì）測量元件的輸入脈衝顯示等（děng）等 

　　⑶故障信息（xī）顯示在數控（kòng）係統中，故障信息（xī）一般以“報警顯示”的形式在CRT進行顯示。報警顯示的內容根據數控係（xì）統的不同有（yǒu）所區別。這些信息大都以“報警號”，加文本的形式出現，具體內容以及排除方法在數控係統生產廠家提供的“維修說明書”上可以（yǐ）查閱。 

　　通過（guò）外（wài）部設備監控是指采用計算機、PLC編程器等設備，對數控機床的各部分狀態進行自動診斷、檢查和監視的一種方法。如：通過計算機、PLC編（biān）程器對PLC程序以梯形圖、功能圖的形式進（jìn）行（háng）動態檢測，它可以在機床生產廠家未提供PLC程序時，進行PLC程序（xù）的閱動態（tài）波形顯示等內容，通常也（yě）需要借助必要的在線監控設備（bèi）進行。 

　　隨著計算機網絡技術的發展，作為外部設備在線監（jiān）控的一種，通過網絡聯接進行的遠（yuǎn）程診（zhěn）斷技術正在（zài）進一步普（pǔ）及（jí）、完善。通過網（wǎng）絡，數控係（xì）統生產廠家可以直（zhí）接對其生產（chǎn）的產品在現（xiàn）場的工作情況（kuàng）進行檢測、監控，及時解決係統中所出現的問題，為現場維（wéi）修（xiū）人員（yuán）提供指導和幫助。 

　　3．脫（tuō）機測試 

　　脫機測試亦稱“離線診斷”，它（tā）是將數控係統與機床脫離後，對數控係統本身進行的測試與檢查。通過脫機測試可以對係統的故障作進一步（bù）的定位，力求把故（gù）障範圍縮到最小。如：通過對印製線路板的脫機測試（shì），可以將故障範圍定位到印製電路板的某部分甚至某個芯片或器件，這對印製電路板的修複是I分必（bì）要的。數控係統的（de）脫機測試需要（yào）專用診斷軟件或專用測試裝置，因此，它隻能（néng）在（zài）數控係（xì）統的生產廠家或（huò）專（zhuān）門的維修部門進（jìn）行。 

　　隨著計算機技術的發展，現代CNC的離線診（zhěn）斷軟件（jiàn）正在逐（zhú）步與CNC控製軟件（jiàn）一體化有的係（xì）統已將（jiāng）“專（zhuān）家係統”引入故障診斷（duàn）中。通過這樣的軟件，操作者隻要在CRT/MDI上作一些簡單的會話操作，即可診斷（duàn）出CNC係統或機床的故障（zhàng）。 

　　數控機床常見機械故障及防範措施 

　　一、主軸部件故障 

　　由於使用調速電（diàn）機，數（shù）控（kòng）機床主軸箱結構比較簡單，容易出現故障的部位是主軸內部的刀具自動夾緊機構、自動調速裝置等。為保證在工作中或（huò）停電時刀夾不會自行鬆脫（tuō），刀具自動（dòng）夾緊機構采（cǎi）用彈簧夾緊，並（bìng）配行程開關發出夾緊或放鬆信號。若刀具夾緊後不能鬆開，則考慮調（diào）整鬆刀液（yè）壓缸壓力和行（háng）程開關裝置或調整碟形（xíng）彈簧上的螺母（mǔ），減小彈（dàn）簧壓合量。此外，主軸發熱和主軸箱噪聲問題，也不容忽視（shì），此時主要考慮清洗主軸箱（xiāng），調整潤滑油量（liàng），保證主軸箱（xiāng）清潔度和更換主軸軸承，修理或更換主軸箱齒輪等。 

　　二、進給傳動（dòng）鏈故障（zhàng） 

　　在數控機床進給傳動係統中，普遍采用滾珠絲杠副（fù）、靜壓絲杠螺母副、滾動導軌、靜壓導軌和塑料導軌。所以進給傳動鏈有故障，主要反映是運動（dòng）質量下降。如：機械部件未運動到規定位置、運行中（zhōng）斷、定位精度下降、反向間隙（xì）增大、爬行、軸承噪（zào）聲變大(撞車後)等。 

　　對於此類故障可以通過以下措施預（yù）防： 

　　(1)提高傳動精度調節各運動副預（yù）緊力，調整鬆動環節，消除傳動間隙，縮短傳動鏈和在傳動鏈中設置減速齒輪，也可提（tí）高傳動精（jīng）度（dù）。 

　　(2)提高傳動剛度。調節絲杠螺母副、支承部件的（de）預緊力及合理選擇絲（sī）杠本身尺寸，是提高傳動（dòng）剛度的有效措施。剛度不足還會導致工作台或拖板產生爬（pá）行（háng）和（hé）振動以及造（zào）成反向死（sǐ）區（qū），影響傳動準（zhǔn）確性。 

　　(3)提高（gāo）運動精度。在滿足部件（jiàn）強度和（hé）剛度的前提下，盡可能減小運動部件的質量，減小旋轉零件的直徑和質量（liàng），以減小運動（dòng）部件的慣性，提高運動精度。 

　　(4)導（dǎo）軌滾動導軌對（duì）贓物比較敏感，必須（xū）要有良好的防護裝置，而（ér）且滾動導軌的預緊（jǐn）力選擇要（yào）恰當，過大會使牽引力顯著增加。靜壓導軌應有一套過濾效果良好的（de）供油係統。 

　　三、自動換刀裝置故障 

　　自動換刀裝置故障主要表（biǎo）現在：刀庫運動故障、定位誤差過大、機械手夾持（chí）刀柄不穩（wěn）定、機械手（shǒu）運（yùn）動誤差較大等。故障嚴（yán）重時會造成換刀動作卡住，機床被迫停止（zhǐ）工作。 

　　1.刀庫運動故障 

　　若連接（jiē）電機軸與蝸杆軸的聯軸器鬆動或機械聯接過緊（jǐn）等機械原因，會造成（chéng）刀庫不能轉動，此時必須緊固聯軸器上的螺釘。若（ruò）刀庫轉動不（bú）到位，則屬於電機轉動故障或（huò）傳動誤（wù）差造成（chéng）。若出現刀套不能夾緊（jǐn）刀具，則需調整（zhěng）刀套（tào）上的調節螺釘，壓緊（jǐn）彈簧，頂緊卡（kǎ）緊銷當出現刀套上/下不（bú）到位時，應檢（jiǎn）查撥叉位置或限位開關的安裝與調整情況（kuàng）。 

　　2.換刀機械手故障 

　　若刀具夾不緊、掉刀，則調整卡緊爪彈簧，使其壓力增大，或更換（huàn）機械手卡緊銷若刀具夾緊（jǐn）後鬆不開，應調整鬆鎖彈簧（huáng）後的螺母，使最大載荷不超過額定（dìng）值。若刀具交換時掉刀（dāo），則屬於換刀時主軸箱沒有回到換刀點或換刀點漂（piāo）移造成，應（yīng）重新操作主軸箱，使其回到換刀位置，重新設定換（huàn）刀點（diǎn）。 

　　四、各（gè）軸運動位置行（háng）程開關壓合故障 

　　在數控機（jī）床上，為保證自動化（huà）工作的可靠（kào）性，采用了大量檢測（cè）運動位置的行程開關機床。經過長期（qī）運行，運（yùn）動部件（jiàn）的運動特性發（fā）生變化，行程開關壓合裝置的可靠性及行程開關本身（shēn）品質特性的改變，對整機性能產生（shēng）較大影（yǐng）響（xiǎng）。一般要適時檢查和更（gèng）換行程開關，可消除因此類開關不良（liáng）對機床（chuáng）的影響。 

　　五、配套輔助裝置故障 

　　1.液（yè）壓係統（tǒng） 

　　液壓泵（bèng）應（yīng）采用變量（liàng）泵，以減少液壓係統的（de）發熱油（yóu）箱內安裝的過濾器，應定期用汽油或超聲波振動清洗。常見故障主（zhǔ）要是（shì）泵體（tǐ）磨損、裂紋和機械損傷此時一（yī）般必須大修（xiū）或更換零件。 

　　2.氣壓係（xì）統 

　　用於刀具或工（gōng）件夾緊、安全防護門開（kāi）關以及主軸錐孔吹屑的氣壓係統中，分水濾氣器（qì）應定時放（fàng）水，定期清洗，以保證（zhèng）氣動元件中運動零件（jiàn）的靈敏性。閥心動作失（shī）靈（líng）、空氣（qì）泄漏、氣動元件損傷及動作失靈等故障均由（yóu）潤滑不（bú）良造成，故油霧器應定期清洗。此外，還應經（jīng）常檢查氣（qì）動係統的密封性。 

　　3.潤滑係統 

　　包括對機床導軌、傳動齒輪、滾珠絲杠、主軸箱等的潤（rùn）滑。潤（rùn）滑泵內的過濾器需定期清洗、更換，一般每年應更換（huàn）一次。 

　　4.冷卻係（xì）統 

　　它對刀具和工（gōng）件起冷卻和衝（chōng）屑作用。冷卻液噴嘴應定期清洗。 

　　5.排（pái）屑裝置 

　　排屑裝（zhuāng）置是（shì）具有獨立功能的（de）附件，主要保證自動切削（xuē）加上順利進行（háng）和減（jiǎn）少數控機床的發熱。因此排屑裝置應（yīng）能及時自動排屑，其安裝位置一般應盡可能靠近刀具切削（xuē）區域。 

　　六、結語 

　　數控（kòng）機床是采（cǎi）用計算機控製，機電一體化的（de）自動（dòng）化加工設備，數控機床的使用是（shì）一項技術應用工程。正確預（yù）防和有效維修是提高數控機床使用效率的基本保證（zhèng）。對於（yú）常見的機械故障，雖（suī）然出現的機會不多，但絕不容忽視應綜（zōng）合分析（xī）和判斷故障根源（yuán），盡可能縮短故障（zhàng）停機時間（jiān），以利於數控機床性能的高效發揮。　　 

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