浅析数控系统维修技术
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浅析数控系统维修技术 【摘要】本文介绍了数控系统的构成 与特点，现代数控系统维修人员应具备的基 本条件，数控系统故障诊断方法，并进行总结， 以便提高维修者的维修能力，迅速处理设备 故障，保证设备的正常运行。 【关键词】数控系统；维修技术；故障 随着微电子、计算机、信息处理、自动 检测和自动控制技术的发展，数控系统的应用 越来越广泛。它给工业生产的发展创造了机 会，提高了社会生产率与产品质量，为社会 创造出巨大的财富！数控技术广泛应用到各 个领域，特别是工业生产中。出现故障后若 不能及时维修处理，将影响正常生产，从而 造成经济损失。本文从现代数控系统的基本 构成人手，探讨数控系统的故障诊断方法与 维修技术。 一、数控系统的构成与特点 １．构成 当前，工厂所使用的数控系统种类繁多， 包括有西门子、ＦＡＮＵＣ、ＮＵＭ、Ｈｅｉｄｅｎｈａｉｎ、 华中、广州、航天数控系统等等。生产厂家 不同，在设计上各有区别。但无论哪种系统， 它们的基本原理和构成是非常相似的。数控 系统一般由系统程序、输人输出设备、通信 设备、数控装置、可编程控制器、伺服驱动 装置和测量装置等构成。 ２．特点 （１）数控系统发生故障若得不到及时维 修，将影响生产，造成经济损失。因而对数 控系统的维修人员的技能水平有更高的要求。 （２）数控系统的工作环境一般为工厂， 要求数控系统具有在抗噪音、震动、高温、 粉尘、金属屑等恶劣环境条件下工作的能力。 （３）数控系统要与各种数控设备及外部 设备通信，通常接口电路复杂、可靠性要求高。 二、数控系统维修工作的基本条件 １．在维修手段方面应具备的条件 必要的参考资料，包括维修手册、线路图、 说明书及元器件分配表格等；常备易损坏配 件，方便及时更换故障配件，保证设备正常 运转；必要的检测维修工具、仪器、仪表、 编程器、计算机。最好有便携式编程器，用 以现场修改参数，编写程序，节省维修时间； 建立起技术交流小组，对疑难杂症进行会诊， 实现资源的共享。 ２维修工作人员应具备的基本条件 具有严谨的工作态度与良好的职业素养； 具有较强的动手操作能力；会使用测试仪器、 仪表等维修工具；掌握微机原理与接口技术、 模拟与数字电路基础、自动控制与电机拖动、 检测技术、可编程控制器原理、编程语言等 基础知识和一定的外语水平；并经过专业的 数控系统知识的培训。 三、数控系统的故障诊断方法 １．直观检查法 （１）向现场操作人员询问故障产生的现 重庆市ｒ，＿ｌｋ学校叶 象。故障发生时（或故障发生后）是否有异响、 火花亮光出现，它们来自何方，何处发热异常， 何处有异常震动等，就能判断故障产生的主 要部位。然后，进一步观察可能产生故障的 每块电路板或是各种电控元件（继电器、热 继电器、断路器等）的表面状况。是否有烧焦、 烟熏黑处或元件、连线断裂，从而进一步缩 小检查范围；再者，检查系统的各种连接电 缆是否有松脱、断开、接触不良等现象，这 些也是处理数控系统故障时首先需要想到的。 而后，观察指示灯的变化情况：观察各部件 有无报警指示（如数控系统、温控装置、润滑 装置、变频装置等）；观察显示屏上有无提示 的故障信号。通常在说明书上有报警信号的 处理方法。一般来讲，温控、润滑装置的报 警故障比较容易处理。而对于数控系统等部 件的报警，维修人员需根据说明书上报警信 号的处理方法仔细分析，判断故障点出现的 位置，逐步圈定范围，对症处理。也可以利 用操作面板或编程器根据电路图和ＰＬＣ程序， 查出相应的信号状态，按逻辑关系找出故障 点进行处理。 （２）用手摸。停电检查时可用手轻轻摇 拨接线是否有松动、烧坏现象，端子和导线 之间结合是否紧固，旋转部件轴是否过紧， 电气元器件是否发热及焊接点是否牢固等。 各插头座的插接状况、各功率及信号导线（如 伺服与电机接触器接线）的联接状况，查看是 否有异常情况等 （３）用耳听。听电动机旋转时有无噪声 和异常声响，变压器有无蜂鸣声。查看设备 各部件工作状态是否正常。振动异常及振动 声音过大等应引起注意，这些都会成为故障 的因素。 ２．仪器测量法 仪器测量法是查找数控机床故障的基本 方法。当机床发生故障时，利用手中的仪器、 仪表（示波器、万用表等）参照电气原理图和 控制系统的逻辑图等资料，沿着发生故障的 通道，一步一步地测量，直到找到故障点为止。 用仪器测量法找故障不一定要从起点一直 测量到终点，可采用优选法进行，并要求维 修人员不但要较好地掌握电路图和逻辑图， 而且要较熟悉地了解电气元器件的实际位置， 才能迅速地排除故障。 ３．接口状态检查法 现代数控系统多将ＰＬＣ集成于其中，而 ＣＮＣ与ＰＬＣ之间则以一系列接口信号形式相 互通讯联接。有些故障是与接１３信号错误或 丢失相关的，这些接口信号有的可以在相应 的接口板和输入，输出板上有指示灯显示，有 的可以通过简单操作在ＣＲＴ屏幕上显示，而 所有的接口信号都可以用ＰＬＣ编程器调出。 这种检查方法，对于诊断动作复杂的机构故 障起到极大作用，但要求维修人员既要熟悉 本设备的接口信号，又要熟悉ＰＬＣ编程器的 应用。 ４．参数调整法 数控系统、ＰＬＣ及伺服驱动系统都设置 有可修改的参数以适应不同设备、不同工作 状态的要求。通过参数调整，既可以让电气 系统与具体设备相匹配，也可以使设备各项 功能达到最佳化。系统参数变化会直接影响 到机床的性能，甚至使整机不能正常工作。 在设计和制造数控系统时，虽已考虑到系统 的可靠性问题，但不可能排除外界的一切干 扰，而这些干扰有可能引起存储器内个别参 数的变化。这类故障便是我们所说的“软” 故障，在维修时是很难克服的。此类故障需 要重新调整相关的一个或多个参数方可排除。 ５．模板互换法 数控系统大都采用模块化设计，按功能 不同划分不同模块，随着现代技术的发展， 电路的集成规模越来越大技术也越来越复杂， 按常规方法，很难把故障定位到一个很小的 区域，而一旦系统发生故障，为了缩短停机 时间，我们可以根据模块的功能与故障现象， 初步判断出可能的故障模块，用好的备件交 换诊断出坏的线路板，并做相应的初始化启 动，而后将坏板修理或返修，对于现代数控 的维修，越来越多的情况采用这种方法进行 诊断，使系统正常工作，敏捷投入正常运转。 尽最大可能缩短故障停机时间，使用这种方 法在操作时注意一定要在停电状态下进行， 还要仔细检查线路板的版本，型号，各种标记， 是否相同，对于有关的机床数据和电位计的 位置应做好记录并做好标志。否则不仅达不 到目的，反而会把故障扩大。 通过对数控系统的了解，维修技术，诊 断方法的认识，在实际中应灵活应用。在维 修方法上可能用一种方法就能排除故障，亦 可能需要多种方法同时进行。我们在实际的 维修工作中应根据情况，运用了各种诊断方 法，养成记录的习惯，并进行深层次分析故 障原因，并采取适当措施避免故障再次发生， 保证设备正常运行。必要时可根据现场条件 使用成熟技术对设备进行改进。同时在运用 故障诊断的过程中发现自己欠缺的知识，制定 学习计划，最终充实自己。 参考文献： ［１］吴国经．《数控机床床故障诊断与维 修》电子工业出版社出版，２００５． ［２］叶蓓华．数字控制技术．北京：清 华大学出版社，２００２ ［３］孙汉卿．数控机床维修技术．北京： 机械工业出版社，２００２． ［４］刘希金．机床数控系统故障检测与维 修．北京：兵器工业出版社，１９９５． ［５］张拄银．陈思义：数控原理与数控机 床．北京：化学工业出版社，２００３ ［６］郭士义主编．数控机床故障诊断与维 修．北京：机械工业出版社，２００５．
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