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數(shù)控系統(tǒng)，也叫計(jì)算機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)（CNC，NC）,是通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字程序控制位置、角度、速度等機(jī)械量和與機(jī)械能量流向有關(guān)的開(kāi)關(guān)量等的一種控制器，目前廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工、飛剪、同步傳動(dòng)、機(jī)器人等行業(yè)，是基于一種多軸聯(lián)動(dòng)的一種控制系統(tǒng)。中國(guó)作為世界性的加工工廠，數(shù)控系統(tǒng)使用日益增多，數(shù)控系統(tǒng)維修成了生產(chǎn)過(guò)程中最根本的保證，數(shù)控系統(tǒng)維修也因此成為了當(dāng)前控制行業(yè)的一個(gè)技術(shù)熱點(diǎn)，目前已經(jīng)成了一個(gè)行業(yè)，它也是在工控維修的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的另外一門技術(shù)學(xué)科。 數(shù)控系統(tǒng)一般都是采用DSP等高速芯片作為控制核心（有些采用PC架構(gòu)），板件集成度非常高，同時(shí)數(shù)控系統(tǒng)不單只存在CNC控制器，同時(shí)擴(kuò)連有伺服系統(tǒng)、光柵編碼器器等傳感系統(tǒng)、邏輯控制器（PLC）、顯示界面，另外還同絲桿等機(jī)械部件關(guān)系緊密，所以數(shù)控系統(tǒng)維修也是一項(xiàng)龐大的技術(shù)工程，對(duì)維修工程師不僅僅是硬件和軟件的，還有系統(tǒng)性的分析能力要求，因此數(shù)控系統(tǒng)維修是一種技術(shù)含量非常高的專業(yè)了。 編輯本段常見(jiàn)數(shù)控系統(tǒng)故障分類數(shù)控系統(tǒng)的故障可按故障的性質(zhì)、表象、原因或后果等分類。 (1) 以故障發(fā)生的部位，分為硬件故障和軟件故障。硬件故障是指電子、電器件、印制電路板、電線電纜、接插件等的不正常狀態(tài)甚至損壞，這是需要修理甚至更換才可排除的故障。而軟件故障一般是指PLC邏輯控制程序中產(chǎn)生的故障，需要輸入或修改某些數(shù)據(jù)甚至修改PLC程序方可排除的故障。零件加工程序故障也屬于軟件故障。最嚴(yán)重的軟件故障則是數(shù)控系統(tǒng)軟件的缺損甚至丟失，這就只有與生產(chǎn)廠商或其服務(wù)機(jī)構(gòu)聯(lián)系解決了。 (2) 以故障出現(xiàn)時(shí)有無(wú)指示，分為有診斷指示故障和無(wú)診斷指示故障。當(dāng)今的數(shù)控系統(tǒng)都設(shè)計(jì)有完美的自診斷程序，時(shí)實(shí)監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)的軟、硬件性能，一旦發(fā)現(xiàn)故障則會(huì)立即報(bào)警或者還有簡(jiǎn)要文字說(shuō)明在屏幕上顯示出來(lái)，結(jié)合系統(tǒng)配備的診斷手冊(cè)不僅可以找到故障發(fā)生的原因、部位，而且還有排除的方法提示。機(jī)床制造者也會(huì)針對(duì)具體機(jī)床設(shè)計(jì)有相關(guān)的故障指示及診斷說(shuō)明書(shū)。上述這兩部分有診斷指示的故障加上各電氣裝置上的各類指示燈使得絕大多數(shù)電氣故障的排除較為容易。無(wú)診斷指示的故障一部分是上述兩種診斷程序的不完整性所致(如開(kāi)關(guān)不閉合、接插松動(dòng)等)。這類故障則要依靠對(duì)產(chǎn)生故障前的工作過(guò)程和故障現(xiàn)象及后果，并依靠維修人員對(duì)機(jī)床的熟悉程度和技術(shù)水平加以分析、排除。 (3) 以故障出現(xiàn)時(shí)有無(wú)破壞性，分為破壞性故障和非破壞性故障。對(duì)于破壞性故障，損壞工件甚至設(shè)備的故障，維修時(shí)不允許重演，這時(shí)只能根據(jù)產(chǎn)生故障時(shí)的現(xiàn)象進(jìn)行相應(yīng)的檢查、分析來(lái)排除之，技術(shù)難度較高且有一定風(fēng)險(xiǎn)。如果可能會(huì)損壞工件，則可卸下工件，試著重現(xiàn)故障過(guò)程，但應(yīng)十分小心。 (4) 以故障出現(xiàn)的或然性，分為系統(tǒng)性故障和隨機(jī)性故障。系統(tǒng)性故障是指只要滿足一定的條件則一定會(huì)產(chǎn)生的確定的故障；而隨機(jī)性故障是指在相同的條件下偶爾發(fā)生的故障，這類故障的分析較為困難，通常多與機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的局部松動(dòng)錯(cuò)位、部分電氣工件特性漂移或可靠性降低、電氣裝置內(nèi)部溫度過(guò)高有關(guān)。此類故障的分析需經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)、綜合判斷才可能排除。 (5)以設(shè)備的運(yùn)動(dòng)品質(zhì)特性來(lái)衡量，則是設(shè)備運(yùn)動(dòng)特性下降的故障。在這種情況下，設(shè)備雖能正常運(yùn)轉(zhuǎn)卻加工不出合格的工件。例如設(shè)備定位精度超差、反向死區(qū)過(guò)大、坐標(biāo)運(yùn)行不平穩(wěn)等。這類故障必須使用檢測(cè)儀器確診產(chǎn)生誤差的機(jī)、電環(huán)節(jié)，然后通過(guò)對(duì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)的最佳化調(diào)整來(lái)排除。 編輯本段故障的調(diào)查與分析這是排故的第一階段，是非常關(guān)鍵的階段，主要應(yīng)作好下列工作： ① 詢問(wèn)調(diào)查在接到機(jī)床現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)故障要求排除的信息時(shí)，首先應(yīng)要求操作者盡量保持現(xiàn)場(chǎng)故障狀態(tài)，不做任何處理，這樣有利于迅速精確地分析故障原因。同時(shí)仔細(xì)詢問(wèn)故障指示情況、故障表象及故障產(chǎn)生的背景情況，依此做出初步判斷，以便確定現(xiàn)場(chǎng)排故所應(yīng)攜帶的工具、儀表、圖紙資料、備件等，減少往返時(shí)間。 ② 現(xiàn)場(chǎng)檢查到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，首先要驗(yàn)證操作者提供的各種情況的準(zhǔn)確性、完整性，從而核實(shí)初步判斷的準(zhǔn)確度。由于操作者的水平，對(duì)故障狀況描述不清甚至完全不準(zhǔn)確的情況不乏其例，因此到現(xiàn)場(chǎng)后仍然不要急于動(dòng)手處理，重新仔細(xì)調(diào)查各種情況，以免破壞了現(xiàn)場(chǎng)，使排故增加難度。 ③ 故障分析根據(jù)已知的故障狀況按上節(jié)所述故障分類辦法分析故障類型，從而確定排故原則。由于大多數(shù)故障是有指示的，所以一般情況下，對(duì)照設(shè)備配套的數(shù)控系統(tǒng)診斷手冊(cè)和使用說(shuō)明書(shū)，可以列出產(chǎn)生該故障的多種可能的原因。 ④ 確定原因?qū)Χ喾N可能的原因進(jìn)行排查從中找出本次故障的真正原因，這時(shí)對(duì)維修人員是一種對(duì)該設(shè)備熟悉程度、知識(shí)水平、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和分析判斷能力的綜合考驗(yàn)。 ⑤排故準(zhǔn)備有的故障的排除方法可能很簡(jiǎn)單，有些故障則往往較復(fù)雜，需要做一系列的準(zhǔn)備工作，例如工具儀表的準(zhǔn)備、局部的拆卸、零部件的修理，元器件的采購(gòu)甚至排故計(jì)劃步驟的制定等等 數(shù)控系統(tǒng)故障的調(diào)查、分析與診斷的過(guò)程也就是故障的排除過(guò)程，一旦查明了原因，故障也就幾乎等于排除了。因此故障分析診斷的方法也就變得十分重要了。 編輯本段診斷方法直觀檢查法 這是故障分析之初必用的方法，就是利用感官的檢查。 ① 詢問(wèn)向故障現(xiàn)場(chǎng)人員仔細(xì)詢問(wèn)故障產(chǎn)生的過(guò)程、故障表象及故障后果，并且在整個(gè)分析判斷過(guò)程中可能要多次詢問(wèn)。 ② 目視總體查看設(shè)備各部分工作狀態(tài)是否處于正常狀態(tài)(例如各坐標(biāo)軸位置、主軸狀態(tài)、刀庫(kù)、機(jī)械手位置等)，各電控裝置(如數(shù)控系統(tǒng)、溫控裝置、潤(rùn)滑裝置等)有無(wú)報(bào)警指示，局部查看有無(wú)保險(xiǎn)燒煅，元器件燒焦、開(kāi)裂、電線電纜脫落，各操作元件位置正確與否等等。 ③ 觸摸在整機(jī)斷電條件下可以通過(guò)觸摸各主要電路板的安裝狀況、各插頭座的插接狀況、各功率及信號(hào)導(dǎo)線(如伺服與電機(jī)接觸器接線)的聯(lián)接狀況等來(lái)發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)故障的原因。 ④ 通電這是指為了檢查有無(wú)冒煙、打火、有無(wú)異常聲音、氣味以及觸摸有無(wú)過(guò)熱電動(dòng)機(jī)和元件存在而通電，一旦發(fā)現(xiàn)立即斷電分析。 儀器檢查法 使用常規(guī)電工儀表，對(duì)各組交、直流電源電壓，對(duì)相關(guān)直流及脈沖信號(hào)等進(jìn)行測(cè)量，從中找尋可能的故障。例如用萬(wàn)用表檢查各電源情況，及對(duì)某些電路板上設(shè)置的相關(guān)信號(hào)狀態(tài)測(cè)量點(diǎn)的測(cè)量，用示波器觀察相關(guān)的脈動(dòng)信號(hào)的幅值、相位甚至有無(wú)，用PLC編程器查找PLC程序中的故障部位及原因等。 信號(hào)與報(bào)警指示分析法 ① 硬件報(bào)警指示這是指包括數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)在內(nèi)的各電子、電器裝置上的各種狀態(tài)和故障指示燈，結(jié)合指示燈狀態(tài)和相應(yīng)的功能說(shuō)明便可獲知指示內(nèi)容及故障原因與排除方法。 ② 軟件報(bào)警指示如前所述的系統(tǒng)軟件、PLC程序與加工程序中的故障通常都設(shè)有報(bào)警顯示，依據(jù)顯示的報(bào)警號(hào)對(duì)照相應(yīng)的診斷說(shuō)明手冊(cè)便可獲知可能的故障原因及故障排除方法。 接口狀態(tài)檢查法 現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)多將PLC集成于其中，而CNC與PLC之間則以一系列接口信號(hào)形式相互通訊聯(lián)接。有些故障是與接口信號(hào)錯(cuò)誤或丟失相關(guān)的，這些接口信號(hào)有的可以在相應(yīng)的接口板和輸入/輸出板上有指示燈顯示，有的可以通過(guò)簡(jiǎn)單操作在CRT屏幕上顯示，而所有的接口信號(hào)都可以用PLC編程器調(diào)出。這種檢查方法要求維修人員既要熟悉本設(shè)備的接口信號(hào)，又要熟悉PLC編程器的應(yīng)用。 參數(shù)調(diào)整法 數(shù)控系統(tǒng)、PLC及伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)都設(shè)置許多可修改的參數(shù)以適應(yīng)不同設(shè)備、不同工作狀態(tài)的要求。這些參數(shù)不僅能使各電氣系統(tǒng)與具體設(shè)備相匹配，而且更是使設(shè)備各項(xiàng)功能達(dá)到最佳化所必需的。因此，任何參數(shù)的變化(尤其是模擬量參數(shù))甚至丟失都是不允許的；而隨機(jī)床的長(zhǎng)期運(yùn)行所引起的機(jī)械或電氣性能的變化會(huì)打破最初的匹配狀態(tài)和最佳化狀態(tài)。此類故障多指故障分類一節(jié)中后一類故障，需要重新調(diào)整相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)方可排除。這種方法對(duì)維修人員的要求是很高的，不僅要對(duì)具體系統(tǒng)主要參數(shù)十分了解，既知曉其地址熟悉其作用，而且要有較豐富的電氣調(diào)試經(jīng)驗(yàn)。 備件置換法 當(dāng)故障分析結(jié)果集中于某一印制電路板上時(shí)，由于電路集成度的不斷擴(kuò)大而要把故障落實(shí)于其上某一區(qū)域乃至某一元件是十分困難的，為了縮短停機(jī)時(shí)間，在有相同備件的條件下可以先將備件換上，然后再去檢查修復(fù)故障板。備件板的更換要注意以下問(wèn)題。 更換任何備件都必須在斷電情況下進(jìn)行。 許多印制電路板上都有一些開(kāi)關(guān)或短路棒的設(shè)定以匹配實(shí)際需要，因此在更換備件板上一定要記錄下原有的開(kāi)關(guān)位置和設(shè)定狀態(tài)，并將新板作好同樣的設(shè)定，否則會(huì)產(chǎn)生報(bào)警而不能工作。 某些印制電路板的更換還需在更換后進(jìn)行某些特定操作以完成其中軟件與參數(shù)的建立。這一點(diǎn)需要仔細(xì)閱讀相應(yīng)電路板的使用說(shuō)明。 有些印制電路板是不能輕易拔出的，例如含有工作存儲(chǔ)器的板，或者備用電池板，它會(huì)丟失有用的參數(shù)或者程序。必須更換時(shí)也必須遵照有關(guān)說(shuō)明操作。 鑒于以上條件，在拔出舊板更換新板之前一定要先仔細(xì)閱讀相關(guān)資料，弄懂要求和操作步驟之后再動(dòng)手，以免造成更大的故障。 交叉換位法 當(dāng)發(fā)現(xiàn)故障板或者不能確定是否故障板而又沒(méi)有備件的情況下，可以將系統(tǒng)中相同或相兼容的兩個(gè)板互換檢查，例如兩個(gè)坐標(biāo)的指令板或伺服板的交換從中判斷故障板或故障部位。這種交叉換位法應(yīng)特別注意，不僅硬件接線的正確交換，還要將一系列相應(yīng)的參數(shù)交換，否則不僅達(dá)不到目的，反而會(huì)產(chǎn)生新的故障造成思維的混亂，一定要事先考慮周全，設(shè)計(jì)好軟、硬件交換方案，準(zhǔn)確無(wú)誤再行交換檢查。 特殊處理法 當(dāng)今的數(shù)控系統(tǒng)已進(jìn)入PC基、開(kāi)放化的發(fā)展階段，其中軟件含量越來(lái)越豐富，有系統(tǒng)軟件、設(shè)備制造者軟件、甚至還有使用者自己的軟件，由于軟件邏輯的設(shè)計(jì)中不可避免的一些問(wèn)題，會(huì)使得有些故障狀態(tài)無(wú)從分析，例如死機(jī)現(xiàn)象。對(duì)于這種故障現(xiàn)象則可以采取特殊手段來(lái)處理，比如整機(jī)斷電，稍作停頓后再開(kāi)機(jī)，有時(shí)則可能將故障消除。維修人員可以在自己的長(zhǎng)期實(shí)踐中摸索其規(guī)律或者其他有效的方法 編輯本段數(shù)控系統(tǒng)維修與故障的排除這是排故的第二階段，是實(shí)施階段。 如前所述，數(shù)控系統(tǒng)故障的分析過(guò)程也就是故障的排除過(guò)程，因此數(shù)控故障的一些常用排除方法在上面的分析方法中已綜合介紹過(guò)了，下邊則列舉幾個(gè)常見(jiàn)數(shù)控系統(tǒng)故障做一簡(jiǎn)要介紹，供數(shù)控系統(tǒng)維修者參考。 電源 電源是維修系統(tǒng)乃至整個(gè)設(shè)備正常工作的能量來(lái)源，它的失效或者故障輕者會(huì)丟失數(shù)據(jù)、造成停機(jī)。重者會(huì)毀壞系統(tǒng)局部甚至全部。西方國(guó)家由于電力充足，電網(wǎng)質(zhì)量高，因此其電氣系統(tǒng)的電源設(shè)計(jì)考慮較少，這對(duì)于我國(guó)有較大波動(dòng)和高次諧波的電力供電網(wǎng)來(lái)說(shuō)就略顯不足，再加上某些人為的因素，難免出現(xiàn)由電源而引起的故障。我們?cè)谠O(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床的供電系統(tǒng)時(shí)應(yīng)盡量做到： 提供獨(dú)立的配電箱而不與其他設(shè)備串用。 電網(wǎng)供電質(zhì)量較差的地區(qū)應(yīng)配備三相交流穩(wěn)壓裝置。 電源始端有良好的接地。 進(jìn)入數(shù)控機(jī)床的三相電源應(yīng)采用三相五線制，中線(N)與接地(PE)嚴(yán)格分開(kāi)。 電柜內(nèi)電器件的布局和交、直流電線的敷設(shè)要相互隔離。 數(shù)控系統(tǒng)位置環(huán)故障 ① 位置環(huán)報(bào)警。可能是位置測(cè)量回路開(kāi)路；測(cè)量元件損壞；位置控制建立的接口信號(hào)不存在等。 ② 坐標(biāo)軸在沒(méi)有指令的情況下產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。可能是漂移過(guò)大；位置環(huán)或速度環(huán)接成正反饋；反饋接線開(kāi)路；測(cè)量元件損壞。 設(shè)備坐標(biāo)找不到零點(diǎn) 可能是零方向在遠(yuǎn)離零點(diǎn)；編碼器損壞或接線開(kāi)路；光柵零點(diǎn)標(biāo)記移位；回零減速開(kāi)關(guān)失靈。 設(shè)備動(dòng)態(tài)特性變差 工件加工質(zhì)量下降，甚至在一定速度下機(jī)床發(fā)生振動(dòng) 這其中有很大一種可能是機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)間隙過(guò)大甚至磨損嚴(yán)重或者導(dǎo)軌潤(rùn)滑不充分甚至磨損造成的；對(duì)于電氣控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)則可能是速度環(huán)、位置環(huán)和相關(guān)參數(shù)已不在最佳匹配狀態(tài)，應(yīng)在機(jī)械故障基本排除后重新進(jìn)行最佳化調(diào)整。 偶發(fā)性停機(jī)故障 這里有兩種可能的情況：一種情況是如前所述的相關(guān)軟件設(shè)計(jì)中的問(wèn)題造成在某些特定的操作與功能運(yùn)行組合下的停機(jī)故障，一般情況下數(shù)控系統(tǒng)斷電后重新通電便會(huì)消失；另一種情況是由環(huán)境條件引起的，如強(qiáng)力干擾(電網(wǎng)或周邊設(shè)備)、溫度過(guò)高、濕度過(guò)大等。這種環(huán)境因素往往被人們所忽視，例如南方地區(qū)將設(shè)備置于普通廠房甚至靠近敞開(kāi)的大門附近，電柜長(zhǎng)時(shí)間開(kāi)門運(yùn)行，附近有大量產(chǎn)生粉塵、金屬屑或水霧的設(shè)備等等。這些因素不僅會(huì)造成故障，嚴(yán)重的還會(huì)損壞數(shù)控系統(tǒng)與設(shè)備，務(wù)必注意改善。 編輯本段現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)目前數(shù)控系統(tǒng)的核心技術(shù)都掌握在外國(guó)人的手里，數(shù)控系統(tǒng)的軟件、圖紙等都比較缺乏，國(guó)內(nèi)自主品牌這幾年的發(fā)展雖然很快，但市場(chǎng)占有率還不夠高特別是高端產(chǎn)品幾乎為零，因此國(guó)內(nèi)的數(shù)控?cái)?shù)控維修還沒(méi)有形成很大的行業(yè)規(guī)模，目前很多數(shù)控系統(tǒng)維修公司都停留在摸索階段，或者只能是解決一些部件問(wèn)題和局部故障，用戶在選擇數(shù)控系統(tǒng)維修供應(yīng)商時(shí)候一定要找規(guī)模比較大，技術(shù)實(shí)力比較雄厚的企業(yè)，比如LONGI等大的技術(shù)服務(wù)公司，客戶不要因?yàn)樨潏D小便宜和廣告而誤了自己的大事，有些責(zé)任心和技術(shù)差的維修公司可能會(huì)把小問(wèn)題搞成大故障，給自己的設(shè)備帶來(lái)不可修復(fù)的遺憾。 隨著數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)維修從時(shí)域維修趨向于數(shù)據(jù)域維修，新出的數(shù)控系統(tǒng)的傳輸基本上已經(jīng)開(kāi)始以SERCOS等總線為主，網(wǎng)絡(luò)化控制，靠以往的那種頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳的傳統(tǒng)方法是無(wú)法診斷這類故障的了，數(shù)控系統(tǒng)維修也必須借助網(wǎng)絡(luò)診斷工具來(lái)分析整體系統(tǒng)的數(shù)據(jù)才可能找到故障點(diǎn)，這些對(duì)數(shù)控維修工程師的技術(shù)都是一種考驗(yàn)和挑戰(zhàn)。以上提供參考謝謝！