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數(shù)控維修中的故障自診斷
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摘要： 故障自診斷技術(shù)是當(dāng)今數(shù)控系統(tǒng)一項(xiàng)十分重要的技術(shù)，它的強(qiáng)弱是評(píng)價(jià)系統(tǒng)性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。利用自診斷功能，也能顯示出系統(tǒng)與主機(jī)之間接口信號(hào)的狀態(tài)，從而判斷出故障發(fā)生在機(jī)械部分還是數(shù)控系統(tǒng)部分，并批示出故障的大致部位。這個(gè)方法是當(dāng)前維修時(shí)最有效的一種方法。
關(guān)鍵詞： 開機(jī)自診斷 運(yùn)行自診斷 脫機(jī)診斷
1.引言
現(xiàn)代的數(shù)控系統(tǒng)雖然尚未達(dá)到智能化很高的程度，但隨著徽處理機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)的自診斷能力越來越強(qiáng)，從原來簡(jiǎn)單的診斷朝著多功能和智能化方向發(fā)展。其報(bào)警種類開始只有10種，現(xiàn)在已達(dá)到幾千種�，F(xiàn)已具備了較強(qiáng)的自診斷功能，能隨時(shí)監(jiān)視數(shù)控系統(tǒng)的硬件和軟件的工作狀況。當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)一旦發(fā)生故障，借助系統(tǒng)的自診斷功能，往往可以迅速、準(zhǔn)確地查明原因并確定故障部位。因此，對(duì)維修人員來說，熟悉和運(yùn)用系統(tǒng)的自診斷功能是十分重要的。
2.常用的故障自診斷技術(shù)
常用的自診斷方法歸納起來一般可分三種。下面分別介紹三種自診斷方法在維修中的應(yīng)用。
1.開機(jī)自診斷
每當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)通電開始，系統(tǒng)內(nèi)部自診斷軟件對(duì)系統(tǒng)中最關(guān)鍵的硬件和控制軟件，如裝置中CPU、RAM、ROM等芯片，MDI、CRT、I/O等模塊及監(jiān)控軟件、系統(tǒng)軟件等逐一進(jìn)行檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果在CRT上顯示出來。一旦檢測(cè)通不過，即在CRT上顯示報(bào)警信息或報(bào)警號(hào)，指出哪個(gè)部分發(fā)生了故障。只有當(dāng)全部開機(jī)診斷項(xiàng)目都正常通過后，系統(tǒng)才能進(jìn)入正常運(yùn)行準(zhǔn)備狀態(tài)。開機(jī)診斷通常在一分鐘內(nèi)結(jié)束，有些采用硬盤驅(qū)動(dòng)器的數(shù)控系統(tǒng)，如SINUMER 802S系統(tǒng)因要調(diào)用硬盤中的文件，時(shí)間要略長一些。上述開機(jī)診斷有些可將故障原因定位到電路板或模塊上，有些甚至可定位到芯片上，如指出哪塊EPROM出了故障，在不少情況下僅將故障原因定位在某一范圍內(nèi)，維修人員通過維修手冊(cè)中所指出的有關(guān)數(shù)種可能造成的原因及相應(yīng)排除方法中就能找到真正的故障原因并加以排除。
例如：浙江凱達(dá)機(jī)械有限公司的SIEMENS802D系統(tǒng)，開機(jī)通電后，1號(hào)報(bào)警顯示“BATTERY ALARM POWER SUPPLY”，很明顯指示數(shù)控系統(tǒng)斷電保護(hù)電池沒電，更換新的電池后(注意：一定要在系統(tǒng)帶電的情況下更換電池)，將故障復(fù)位，機(jī)床恢復(fù)使用。
例如：一臺(tái)采用日本FANUC 0i系統(tǒng)的數(shù)控車床，出現(xiàn)2043號(hào)報(bào)警，顯示“HYD. PRESSURE DOWN”，指示液壓系統(tǒng)壓力低。根據(jù)報(bào)警信息，對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)液壓壓力確實(shí)很低，對(duì)液壓壓力進(jìn)行調(diào)整，機(jī)床便恢復(fù)了正常使用。
以上是兩個(gè)典型的開機(jī)自診斷實(shí)例。從上例中可以看出，開機(jī)自診斷對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的最重要部分――計(jì)算機(jī)主柜上的裝置進(jìn)行檢查，以確定哪塊裝置出了故障。這類故障如果采用人工檢查方法往往是很難找到，除非有一套備用裝置逐一調(diào)換試驗(yàn)。
在對(duì)數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行維修時(shí)，維修人員應(yīng)了解該系統(tǒng)的自診斷能力，所能檢查的內(nèi)容及范圍，做到心中有數(shù)。在遇到級(jí)別較高的故障報(bào)警時(shí)，可以重新開機(jī)，讓系統(tǒng)再進(jìn)行開機(jī)自診斷，檢查數(shù)控系統(tǒng)這些關(guān)鍵部分是否正常。
2.運(yùn)行自診斷
運(yùn)行自診斷是數(shù)控系統(tǒng)正常工作時(shí)，運(yùn)行內(nèi)部診斷程序，對(duì)系統(tǒng)本身、 PLC、位置伺服單元及與數(shù)控裝置相連的其它外部裝置進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試、檢查，并顯示有關(guān)狀態(tài)信息和故障信息。只要數(shù)控系統(tǒng)不斷電，這種自診斷會(huì)反復(fù)進(jìn)行，不會(huì)停止。
CNC系統(tǒng)的自診斷能力不僅能在CRT上顯示故障報(bào)警信息，而且能以多頁的“診斷地址”和“診斷數(shù)據(jù)”的形式為用戶提供各種機(jī)床狀態(tài)信息。這些狀態(tài)信息有：
①CNC系統(tǒng)與機(jī)床之間的接口輸入輸出信號(hào)狀態(tài);
�、贑NC與PLC之間輸人輸出信號(hào)狀態(tài);
③PLC與機(jī)床之間輸入/輸出信號(hào)狀態(tài);
�、芨髯鴺�(biāo)軸位置的偏差值;刀具距機(jī)床參考點(diǎn)的距離;
�、軨NC內(nèi)部各存儲(chǔ)器的狀態(tài)信息;伺服系統(tǒng)的狀態(tài)信息;
�、轒DI面板、機(jī)床操作面板的狀態(tài)信息，等等。
充分利用CNC系統(tǒng)提供的這些狀態(tài)信息，就能迅速準(zhǔn)確地查明故障、排除故障。
例如：一臺(tái)采用日本FANUC 0i系統(tǒng)的數(shù)控車床出現(xiàn)故障：開機(jī)運(yùn)行后就出現(xiàn)2041號(hào)報(bào)警，指示X軸超限位的報(bào)警，但觀察X軸并沒有超限位，并且X軸的限位開關(guān)也沒有壓下，但利用NC系統(tǒng)的PMC狀態(tài)顯示功能，檢查X軸限位開關(guān)的PMC輸入X0.0的狀態(tài)為“1”，開關(guān)觸點(diǎn)確實(shí)已經(jīng)接通，說明開關(guān)出現(xiàn)了問題，更換新的開關(guān)后，機(jī)床故障消除。
例如：一臺(tái)采用華中HNC-21系統(tǒng)的數(shù)控車床出現(xiàn)故障：開機(jī)運(yùn)行后就出現(xiàn)報(bào)警，指示“Z軸跟蹤誤差過大”的報(bào)警，經(jīng)觀察在系統(tǒng)中顯示Z軸已經(jīng)運(yùn)動(dòng)，利用NC系統(tǒng)的PMC狀態(tài)顯示功能，檢查Z軸伺服的PMC輸入狀態(tài)為“1”，開關(guān)觸點(diǎn)確實(shí)已經(jīng)接通，說明Z軸機(jī)械出現(xiàn)了問題，沒有運(yùn)動(dòng)。經(jīng)檢查后發(fā)現(xiàn)裝置過熱，冷卻后，機(jī)床故障消除。
3.脫機(jī)診斷
一些早期的數(shù)控系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，往往需要停機(jī)，使用隨機(jī)的專用診斷紙帶對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行脫機(jī)診斷，根據(jù)脫機(jī)診斷做出相應(yīng)的故障排除工作。對(duì)于早期數(shù)控系統(tǒng)，脫機(jī)自診在數(shù)控機(jī)床故障排除占有重要的作用。
4.結(jié)束語
對(duì)維修人員來說，熟悉和運(yùn)用系統(tǒng)的自診斷功能十分重要。在數(shù)控系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)借助系統(tǒng)的自診斷功能，往往可以迅速、準(zhǔn)確地查明原因并確定故障部位，使診斷故障難度大大降低。因此自診斷功能是數(shù)控維修中最有效的方法。
參考文獻(xiàn)：
[1]陳吉紅，楊克沖.數(shù)控機(jī)床實(shí)驗(yàn)指南.華中科技大學(xué)出版社.
[2]楊克沖，陳吉紅，鄭小年.數(shù)控機(jī)床電氣控制.華中科技大學(xué)出版社.
[3]王侃夫.數(shù)控機(jī)床故障診斷及維護(hù).機(jī)械工業(yè)出版社.
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