故障诊断常用方法

真正

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数控系统的故障诊断有故障检测，故障判断及隔离和故障定位。为了及时发现系统出现故障，快速确定故障所在部位并能及时排除，要求：1）故障检测应简便，不需要复杂的操作和指示。2）故障诊断所需要的仪器应尽可能少，为此可以采用以下的诊断方法。
1   问
+ d. d- h7 {$ B: n1 t9 T; W由于机床发生故障的前后机床操作人员都在现场, 他们对故障发生的前因,过程和结果都是非常清楚的 ,所以从他们的回答可以了解到机床故障的一些重要信息. 问题一般有如下要点:
: p% E4 N8 a  b5 }2 h8 E1)故障发生的经过(何时发生,怎样发生)
2)故障发生后造成的结果和现象
6 P% Z: c1 L2 v8 h8 ]/ B6 n3)故障是渐发的,还是突发的
3 y* Q$ D( Y% B: D! h4)以前是否出现过该现象
5)维修纪录
, w2 h8 y' B) K* n# l例1 LK—32+928TC,在切削螺纹时,螺距不准.
分析   在一系列的提问中得知,该故障已经发生了十多天了,厂家也一直派维修人员维修过XZ 轴的机械传动部件,并更换了系统主板,但故障一直不能排除.既然不是机械,也不是主板问题,本来怀疑是加工工艺问题,但故障发生前他们也是这样加工步骤,所以排除,后经问得知在此故障前也出现过失步,但换主板之后失步消失,但切削螺纹功能就不正常,因此怀疑维修人员在更换主板时没有恢复原来机机床的参数,由于928TC中的11号参数的LINE是选择编码器线性的,假如该位参数设置不对,是可能出现上述故障的.LINE为1时表示该机床应该是配1024的编码器,为0表示该机床应该是配1200的编码器,但由于本机床的编码器的标注已经消失,所以只能把该位的参数改为以原来相反的数,修改后试车,螺纹功能正常.
例2 兰溪数控铣床,在回零时,X轴一直快速移动,直到撞机床.从而系统有X轴报警.
8 \) Z5 \4 [; I! Z: F分析   经询问该故障是昨天的一次撞机后出现.此可知有可能是在撞机时把回零接近开关撞坏或撞开了,使接近开关感应到减速档板,使CNC一直没有接收到减速信号,从而出现上述故障,拆下钣金发现回零接近开关已经撞裂,更换调整后回零正常.
2 }% t# L" _, X! J4 o, }2 看
在维修过程中,有些故障点是可以观察到的.如下:
1)烧焦和打火现象
2)机械卡死和机械部件变形.
3)接线松动,断路,虚焊等.
4)故障现象表现特征.
例3，广机6136+DA98+980，当运行切削螺纹指令时，有时机床停止不动，有时又正常工作。
0 f  E/ H8 d7 X! }, D* a分析：运行切削螺纹时，也即是当系统遇到G92指令时，系先检查主轴光电编码器反馈回来的一转信号和转速信号，当接收到这些数据后，系统才根据这些数据和G92里的数据进行运算，然后发出指令使机床开始切削。
6 J9 {& |7 V" a4 b/ W3 Q% f排除步骤 :我们根据故障现象和切削螺纹的工作原理可知，引起故障可能是编码器回路某地方接触不好，使电路时断时通，系统接收到的信号时有时没，从而出现上述的故障，首先观察编码器线两头的插座是否虚焊，再检查系数接收电路和编码器内部电路，当拆开编码器插头发现有引脚焊点已经生锈，更换插头后，一切正常。
$ Z  o% h, p4 D) e7 Z) n) Y6 I例4 荆州6136+980+DA98，Z轴运动时，偶尔系统显示Z轴驱动器报警，而DA98显示9号报警。
4 a, k5 b  r7 w9 D) a9 i4 v工作原理: 在980T中，驱动器报警报警信号从驱动器发送过来，一般有高电平和低电平有效两种选择， 当9号参数为11时表示高电平有效，为0时表示低电平有效，在980T+DA98一般是设高电平有效，也即是当驱动有高电平输入到系统，系统就显示报警。由于驱动也报警，所示可以排除是系统故障，驱动器9号报警是编码器出错报警，只要检查电机反馈端到驱动接收这一环就可以，拆下钣金发现电机编码器已破裂，更换后报警消除。
% e/ R' O. _! z. H* V例5 南通铣配990M，手动移动Z轴时，套筒不能上下移动。
) v4 G- f( n3 @分析:套筒不能移动，有可能是机械卡死，也有可能是皮带松动打滑，拆下保护电机钣金和Z轴箱盖发现皮带已裂开，更换皮带后工作正常。
3 听
- R) Z9 A2 J2 v2 |听是根据声音来判断故障原因，在维修过程可以听的声音有：
1）主轴噪音
2）进给轴移动声。
' [9 [4 S5 a# g3）各电 机转动声
4）继电器，接触器动作声等
$ T. i* \) X- q  U6 N- Z例6   德州6140机床，MST功能不正常，有时行，有时不行。
分析：MST功能不正常，我们可以分三层来分析，首先是系统的MST输出电路，假如+24V和芯片2803不正常。其次，控制电路 控制电压110V不正常。最后是主电路中的380V电压不正常。上述三种都可以引MST功能不正常。我们首先检查强电柜，当打开电柜箱时，听到控制变压器“吱吱”响，而正常是不会发出这种声音的，假如真的是电压器不正常，就符合第二种推断。更换同型号变压器后MST功能正常。
例7   武义6132在手动移动X轴拖板时，拖板来回振荡。
分析：X轴拖板来回振荡有可能是机械卡死引起皮带打滑，也有可能是电机内部卡死或缺相供电。为了区别是机械卡死还是电气故障。把电机拆下，用钣手手动移动拖板，拖板可以来回自由移动。排除机械故障。给拆下的电机上电使其转动，电机在来回振荡，怀疑电机损坏，更换电机现象如旧。最后拆开电机插头发现一相接线已脱落，重新焊上工作正常。
8 p2 w8 O% n. k4 O, b) H4 嗅觉和触摸
有时机床出故障时，通过嗅觉和触摸也可以定位出故障点，一般有芯片和电线烧焦的糊味，而手摸电器表面感觉温度，机械部件的振动和反向间隙等。
3 q$ L, Y$ n1 s( f* K/ h% j0 |2 a' r例8   云南机床厂6140+980T在上电加工一个小时，换刀时无动作，但停机半小时再上电时换刀正常。
7 ^5 d3 V1 s0 h% ?" S( a分析：由于故障出现后手动换刀时，强电柜的交流触接器一直有动作，说明系统输出的刀架正转信号是正常的，出现上述故障有可能是刀架的绝缘性不好，当工作一段时间发热引起短路跳闸。查强电柜的空气断路器肯确已跳闸保护，后用触摸刀架电机明显发热，更换刀架电机上电工作两小时正常，说明推测正确。
5 互换法
在数控系统中常有型号完全相同的电路板，模块，集成电路和其它零部件。我们可将相同部分互相交换，观察故障转移情况，以快速确定故障部位。当数控系统某个轴运动不正常，如爬行，抖动，时动时不动，一个方向另一个方向不动等故障时。常采互换法来确定故障部位。
0 s% ?+ s. R6 M7 k例9 配980T+DA98系统的LK---32型数控车床出现X轴进给正常，反向不正常。时动时不动。采用手轮进给也如此。
: z" |- s4 p5 L, r( `" g4 y( s9 `分析：980T系统是以位置，方向脉冲两路信号差分式输出 到DA98进行运算放大，以三相正弦波驱动伺服电机动转。由上述故障说明系统输出的位置脉冲正常，但由于反向失常，有如下的可能：1） 系数方向脉冲不正常。2）也有可能是方向脉冲传输线路时断时好。3）驱动方向接收电路失常。4）电机故障。先把X轴和Z轴信号线系统端的插头对调。也即是把XS30和XS31的插头对调。上电在手动方式下+Z和-Z来回按住，观察X轴的拖板会不会来回走动，若来回走动说明是第一种可能。若还是不正常，即X轴和Z轴的信号线整根对换，若正常，说明是信号线的问题，若不正常，对换X轴和Z轴驱动器输出到电机的三相电线和电机反馈回来的信号线插头。若X轴正常就明是驱动器故障，若不正常即说明是电机故障。通过上面的更换法为驱动器故障，更换后工作正常。
" q( h- s5 z9 O' W2 Z# A0 S3 Y例10 配980T+变频器的CK6132I 数控切削螺纹时，重复切削几次时，把牙全部扫平。

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分析：出现上述现象可由多方面原因引起，我们只能一个个排除。1）机床的机械故障。2）设置参数不当。3）主板故障。4） 编码器故障。 5）编码器反馈线接触不好。首先通过更换法来排除，更换编码器，假如正常，说明编器故障，否则更换编码器反馈线，若正常，说明编码器反馈线接触不好，否则更换主板，正常可能设置参数不当和主板故障。否则为机械故障。
5   隔离法
在维修过程中，有些故障是关系到一个很长的链，如果一个个部件排除，既费时，又烦琐。以某一部件为界隔离一部分后再进行排除，有时起到事半功倍的效果。
4 w: Y8 c' Z$ z9 l* K) {  |, \例11 荆州荷花6125+980T+DF3A，在换刀时出现跳闸。
分析：由于跳闸是在换刀时出现的，我们可以得知是刀架控制回路某处漏电引起跳闸保护。但由于不知某个部件，假如一个个排除不必要，我们可以把强电柜的接线排的刀架三相电断开，使刀架电机断开，然后上电换刀观察是否跳闸，假如有，即是三相输入到接线排的线路有漏电现象，否则是接线排到刀架电机线路有漏电现象。经观察,断开上电换刀并没跳闸，说明是接线排到刀架电机线路有漏电现象。由于机床的刀架电机是采用内接法，而接线排到刀架电机的连线点在刀架底下一个槽内。由于加工加冷却液时，有冷却液渗透到槽内引起短路。拆下刀架把线取出吹干，用热缩重新包好，装进槽再用玻璃胶封好。装好上电换刀正常。
( j- i, W: R2 j0 K* f2 }; o例12   中星数控6125+980T+DA98，在加工过程中X轴驱动器出现4号报警。关机重新上机移动X轴就出现报警。
8 d/ f) z$ u! V% w* J" ~& X0 _分析：查驱动器说明书4号报警为位置超差报警。原因有：1）电路板故障。2）电机U，V，W引线接错。3）编码器电缆引线接错。4）编码器故障。4）设定位置超差检测范围太小。5） 位置比例增益太小。6）转矩不足。由于是在加工过程出现报警，所以2，3，4和5的可能性先排除，余下的1 ，4和6。1和4的可能是电气故障，而6的可能是由于机械卡死而使转矩不足，为了弄清是电气故障和机械故障，可以把电机和丝杠分开，上电移动X轴观察电机是否转动，若转动则说明是机械卡死，否则电气故障。拆下上电观察电机是可以转动，后来拆下丝杠的钣金，发现丝杠的螺母座有很多铁屑。用钣手也转不动丝杠，说明是机械卡死。后来把螺母座用汽油清洗一次重新装好上电一切正常。
6 自诊断
0 ^" ]: w, ^$ i自诊断技术是当今数控系统的一项十分重要技术，它是评价系统性能一项重要技术的主要指标。数控系统自诊断越来越强，从原来的简单的诊断朝着多功能化的方向发展，其报警种类也越来越多。当数控系统一旦出现故障，借助系统的诊断功能可以迅速，准确地查明原因并确定故障部位。因此，对维修人员来说，熟悉系统的自诊断功能是十分重要。
1）开机自诊断
, s5 Q( k. P- z) Z数控系统通电后，系统自诊断软件会对系统最关键的硬件和控制软件检查，如CPU ，RAM，ROM等芯片，I/O口及监控软件，如果正常，将进入正常操作界面。如检测不通过，即在液晶上显示报警信息或报警号。指出哪个部分发生了故障，将故障原因定位在一定的范围内，然后通过维修手册找出造成故障的真正原因，根据书上的说明进行排除。
4 o1 _; I- l& d6 @例13   配980T的数控机床每次开机会显示“未能保持有效型数据”。

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分析：在查维修手册该报警为RAM对新设置的参数和程序存储不了，为RAM损坏，更换主板两片RAM芯片上电开机一切正常。
5 z+ j- M! p- y) V5 U6 E5 V例14     南通铣配990M开机时出现“科能报警”。
" d- r( G/ w+ P: `& \* z" G; V分析：在查维修手册该报警为CPU 处理出错。一般由于工作电压偏低或偏高；或是芯片的引脚接触不良。先用万用表测电源盒的+5V是否正常。如不正常可以用小螺丝刀调节电源盒的电位器使输出为+5V。如正常，可把系统的主板拆下，把CPU，CLPD等芯片拨出，然后把IC座的触头重新调整再把芯片插回。
% `; w8 s, \# M  Q, n( h2） 运行自诊断
运行自诊断是数控系统正常时，运行内部诊断程序对系统本身，位置伺服单元以及数控装置相连的其它外部装置进行自动测试并显示有关信息和故障信号。只要系统不断电，这种诊断将会反复进行下去，不会停止。诊断信息有：CNC与机床之间的I/O接口；CNC内部各存储器的信息；伺服系统的状态信息；MDI面板操作面板的状态信息等。
+ O/ b5 \5 A. x$ X% R例15    数控系统为980TA，伺服为DA98，开机运行时系统显示X轴驱动器报警，而驱动器显示11号报警。
分析：驱动器11号报警可从驱动器使用说明书可了解其故障原因和排除故障方法。原因：1）电路板故障。 2）驱动U、V、W之间短路。 3）电机绝缘损坏 。4）供电电压偏低 等。按上面的互换法把X轴和Z轴的驱动对换，驱动报警并没清除。故可排除X轴驱动器。后来把电机的插头扭下进发现插头的绝缘体已经烧焦使驱动U、V、W之间短路。 后来更换电机插头上电一切正常。

mengcy0007

好东西啊 ！！

wenlian

分析的诊断方法比较有用。