数控系统故障诊断及维护的一般方法
【摘 要】对数控系统的故障查找，及维护（以数控钻床为例）的简单阐述
【关键词】数控系统 数控钻床
引言
数控技术和数控装备是制造工业现代化的重要基础。这个基础是否牢固直接影响到一个国家的经济发展和综合国力，关系到一个国家的战略地位。因此，世界上各工业发达国家均采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业。
数控机床具有机、电、液集于一身，技术密集和知识密集的特点，有较高自动化水平和生产效率。现今，数控设备的广泛运用是工业企业提高设备技术水平有效手段，也是发展的必由之路。而数控设备的数控系统是其核心所在，它的可靠运行，直接关系到整个设备运行正常与否。也就是说，当数控系统故障发生后，如何迅速诊断的故障出处并解决问题使其恢复正常，是提高数控高设备使用率的迫切需要。在维修过程中，对于这样复杂，综合的系统，故障的诊断是否遵循一定的规律和方法了，如何在诸多故障现象当中，捕捉到症结所在。
1.直观法
就是利用人的感官注意发生故障时（或故障发生后）的各种外部现象并判断故障的可能部位。这是处理数控系统故障首要的切入点，往往也是最直接，最行之有效的方法，对于一般情况下“简单”故障通过这种直接观察，就能解决问题。在故障的现场，通过观察故障时（或故障发生后）是否有异响，火花亮光发生，它们来自何方，何处出现焦糊味，何处发热异常，何处有异常震动等等，就能判断故障的主要部分，然后，进一步观察可能发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，例如是否有烧焦、烟熏黑处或元件、连线断裂处，从而进一步缩小检查范围。再者，检查系统各种连接电缆有否松脱，断开、接触不良也是处理数控系统故障时首先需要想到的。这是一种最基本、最简单、最常用的方法。该方法既适用于有故障报警显示的较为先进系统，也适用于无故障报警显示的早期限的系统。使用该方法，对于处理一些电气短路，断路，过载等是最常用的。使用这一方法虽然简单，但却要求维修人员要有一定经验。在检验过程中，养成细致严谨工作态度，善于发现问题，解决问题。往往是一丝异常，便是症结所在。同时要求维修人员能及时到达，并要求建立迅捷应付机智。
2.利用数控系统的硬件报警功能
为了提高系统的可维护性，在现代数控系统中设置有众多的硬件报警指示装置，如在主板上，各轴控制板上，电源单元，主轴伺服驱动模块，各轴伺服驱动单元等部件上均有发光二极管或多段数码管，通过指示灯的亮与灭，数码管的显示状态（如数字编号、符号等）来为维修人员指示故障所在位置及其类型。因此，在处理数控系统故障过程中，如果直观法不能奏效的，即从外观上，很难判断问题所在，或是CRT屏幕不能点亮（电源模块有故障）的时候，我们可以借助审视上述各报警装置，观察有无报警指示，然后根据指示查阅随机说明书，依照指示来处理故障。
这一方法，对于通用型的各类数控系统比较适用，因其系统设计较为完善，已充分考虑到系统中最常见可能故障形式，内置较多硬件报警装置，所以尤为见效。但这一方法，是以手头有详尽报警说明为前提的，要求维修人员了解机器的说明、不断增加对机器的了解。
3.充分利用数控系统的软件报警功能
现今，CNC系统都具有自诊断功能。在系统工作期间，能定时用自诊断程序对系统进行快速诊断。一旦检测到故障，立即将故障以报警的方式显示在CRT上或点亮面板上报警指示灯。而且这种自诊断功能还能将故障分类报警。如①误操作报警；②有关伺服系统报警；③设定错误报警；④各种行程开关报警等等，维修时，可根据报警内容提示来查找问题的症结所在。但这一方法，同样是以手头有详尽报警说明为前提的。
现代数控系统不但能将故障诊断信息显示出来，如上所述，而且能以诊断地址和诊断数据的形式提供诊断的各种状态。如机床侧各种主令开关，行程开关等通断触发的开关信号是否按要求正确输入到数控系统中。总之，通过列出上述状态情况，可将故障区分出是在机床一侧还是数控系统一侧，从而可将故障锁定在某一元件上，得而解决问题。
这一切都得益于系统提供完善的状态显示功能，为故障诊断打开了一扇明了“窗口”，运用这一方法，对于诊断动作复杂机构故障如换刀机构起到极大作用。也是诊断故障基本方法之一。但使用的前提是系统提供状态显示功能。
4.发生故障时，应及时核对数控系统参数
系统参数变化会直接影响到机床的性能，甚至使机床发生故障，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。同时，人为误操作使得系统参数变更也是可能的，作者在工作中，就碰到过。因误操作使得系统出现动作异常，有些机器不稳定，每次开机都有可能产生系统参数丢失。所以，在诊断故障过程，如果尝试上述几项方法后，问题仍不能解决的话，我们可以核对系统参数，看是否是参数变更导致的，这类故障便是我们的“软”故障。
以上几种方法，各有特点，及使用范围。对于较为复杂的故障，需要将几种方法同时综合运用，才能产生较好的效果，正确判断出故障起因和故障的具体部位。当然，任何一种方法都取决于对机器性能的了解，维修人员应熟知系统的构造、电路及各项控制功能，只有在平时的不断积累才能及时有效的解决问题！
对于数控系统故障解决同样重要的就是维护问题，只有定期的维护保养才能有效的避免故障的发生，使系统有良好的运行环境。如何维护系统就要求从日常抓起：对于机器的硬件而言，需要完善的操作规程，操作失误就有可能导致硬件损坏甚至报废。这就要求对操作者有完善的培训机制，避免不和要求的操作失误产生，将故障的产生消除无形。
如意大利Mega数控钻床：
对X、Y、Z轴的滚珠丝杠坚持每半年用不掉毛的软件或稠布浸上煤油将丝杠擦干净并涂上一薄层润滑油，丝杠上不能没有润滑油也不能太多。压缩空气的送气量和压力要满足数控钻床的要求并且配有冷冻式空气干燥器。同时定期清扫机器本身的压缩空气过滤器，清除其污物、水和油。
主轴的冷却液要每半年更换一次。有的机器使用支离子水，有的机器使用去离子水和汽车防冻液1：1的混合液。对主轴的冷却有的采用压力报警、有的采用流量报警、有的采用温度报警。因为数控钻床的主轴都是中频电机再加之带负载运行，将产生很高的温度，冷却不好将烧毁主轴及控制硬件。
数控钻床要接与用电源，地线接到埋入地下1米以上的铜排上，铜排周围撒些盐，并且要为其配备稳压电源。数控钻床工作的环境温度很重要，一般说温度太高控制器容易损坏，温度太低润滑油粘带。现代数控系统对温度都有严格的要求，超过工作温度就会导致机器停止运行。因此，在工作车间应装有中央空调控制温度。
同时维护人员应做到及时调校，始终将机器的状态调整好，并时时注意观察机器是否异常、不断总结机器问题，将故障消于无形。
结束语
制定符合所在单位的操作规程、应包措施，确立数控设备的安全生产，是对维护人员的具体要求。本文在对数控系统的故障诊断是基于作者平时的学习当中，提出了相应的看法和观点。
参考文献
1.《现代数控机动性床》 毕承恩等编 机械工业出版社1993年
2.《印制电路工艺》 王德有等编
编辑:(tanjunrong)
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