数控机床电气故障常用的诊断方法

1 数控系统的构成与特点

　　数控机床控制系统主要由总线、CPU、电源、存贮器、操作面板和显示屏、位控单元、PLC单元以及数据I/O单元等组成。较新的数控系统还包括一个通讯单元，它可完成CNC、PLC的内部数据交换和远程网络的连接。伺服驱动系统主要包括伺服驱动模块和电机。位置测量系统主要是采用光栅或伺服电机上安装的增量式位移编码器。

　　数控系统的主要特点是：⑴可靠性要求高。数控设备加工精度高，一旦系统发生故障，会造成加工质量和成本的提高；⑵工作环境要求高。数控设备的加工精度受现场温度、湿度、辐射影响明显。有些高精密机床要求单独隔离以便于机床环境温度、辐射和湿度调节。而绝大多数的数控机床安装基础都设置防震沟与外界隔离；⑶接口电路复杂。控制系统与各驱动模块、检测装置以及执行单元等进行数据实时通讯，接口单元较多，电路比较复杂。

2 故障的分析与诊断

　　故障分析是维修的第一步，设备维护人员应主要从以下方面入手：

　　⑴调查有何异常。

　　⑵初步判断故障原因。反推一下故障原因可能导致的设备故障动作或过程，对故障原因进行初步判断。

　　⑶确定维修步骤。有些故障液晶显示屏或指示灯会有代码提示，对照设备维修手册或使用说明书，查出该故障的多种可能原因，然后综合分析，逐一排查。

　　⑷有些故障机床可能没有报警提示，或报警信息是错误的，尤其是早期制造的机床，这就需要维修人员对该机床的控制系统有较深的了解和实践经验，透过现象找出本质原因。数控系统电气故障的常用诊断方法如下：

　　(1)直观检查：望、闻、问、切。

　　(2)仪器检查。

　　(3)信号与报警指示分析法。

　　①软件报警。

　　②硬件报警。

　　③备件置换。当故障分析结果集中于某一印制电路板上时，由于电路集成度较高，为了缩短停机时间，在有相同备件的条件下可以先将备件换上，然后再去检查修复故障板。

　　④交叉换位法。在没有备件，或部件拆卸检查比较困难的情况下，可以将系统中相近或相兼容的两个部件或板卡互换。

　　⑤参数调整。数控系统、PLC及伺服驱动系统在设备厂家安装、调试初期，根据机床当时的电气、机械性能对一些参数进行了调整设置，以满足机床加工要求。这些参数使机床总体加工效果达到最佳状态。

　　⑥接口状态检查。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I/O接口信号的传输错误或丢失相关的，这些接口信号有的可以在相应的接口板和I/O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。

　　⑦特殊处理法。比如整机断电，稍作停顿后再开机。