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1、,第9章数控机床的安装、验收、维护与故障排除,第一节数控机床的选型第二节数控机床的安装与调试第三节数控机床的验收第四节数控机床的维护与故障排除,第一节数控机床的选型,一、确定被加工工件,数控机床种类繁多，同类型的数控机床具有不同的使用特点。数控机床只有在一定的工作条件下加工一定的工件，才能达到最佳的加工效果。因此，在确定购买对象之前，应该首先确定被加工对象。,二、机床规格的选择,根据被加工工件的尺寸规格选用相应规格的数控机床。数控机床的主要规格包括工作台尺寸、各坐标轴的行程范围和主轴电动机功率。,三、机床精度的选择,表6-1加工中心精度,四、自动换刀装置和刀库容量的选择,自动换刀装置(ATC)
2、的工作质量直接影响到整个数控机床尤其是加工中心的工作质量。ATC的工作质量主要表现在换刀时间和故障率两方面。ATC装置一般故障率比较高，而且价格大约是一台数控机床价格的30%50%，因此用户在选择ATC装置时最好在满足使用要求的条件下，尽量选择结构简单和可靠性高的ATC。现在，随着数控机床零部件生产的专业化，ATC的换刀时间大大缩短，故障率也明显较少，其质量有明显改善。,五、数控系统的选择,(一)根据数控机床类型选择相应的数控系统,一般来说，不同类型的数控系统适用于车、铣、镗、磨、冲压等不同的加工类型，选择时要有针对性。,(二)根据数控机床的设计指标选择数控系统,数控系统的性能差别很大，价格上
3、可相差数倍。选用时应该对系统的性能和价格等因素作一个综合分析，选用合适的系统，不能片面地追求高水平、新系统。,(三)根据数控机床的性能选择数控系统功能,一个数控系统具有很多功能，有的属于基本功能，系统中本来已经具备；有的属于选择性功能，由用户特定选择后由供方提供。数控系统生产厂对具有基本功能的系统定价便宜，而对有选择功能要求的系统却较贵。所以，对选择功能一定要根据机床性能需要加以选择，不可求全，否则许多功能用不上而使产品成本大幅度增加。,(四)订购系统时要考虑周全,订购时把需要的系统功能考虑全面，一次订全。对于那些价格增加不多，但对使用会带来许多方便的功能，应该适当配置齐全，附件也应成套配置，
4、保证机床到厂后可立即投入生产。切忌因漏订功能而使机床功能降低或不能使用。用户选用数控机床数控系统种类不宜过多、过杂，否则会给使用和维护带来极大困难。,六、加工节拍与机床台数估算,根据已经确定的工件，分析其加工路线，在这个工艺路线中选择出准备在机床上加工的工序，对这些工序作工序节拍计算。,一、加工中心的安装,(一)机床安装前的准备工作,第二节数控机床的安装与调试,在与机床制造厂签订购置数控机床的合同之后，即可向机床生产厂索取机床安装地基图、安装技术要求及整机用电量等有关接机准备工作的资料，并结合有关国标要求做好机床安装基础。一般小型数控机床，只对地平有一定的要求，不用地脚螺钉紧固，只用支承来调整
5、机床的水平。而大中型机床一般都需要做地基，并用地脚螺钉紧固，精密机床还需要在地基周围做防振沟。,(二)机床的初就位,由于加工中心一般都属于大中型数控机床，在出厂时一般都经过解体后分别装箱运输，到厂后须按说明书要求再重新拼装成整机。拼装时，先将机床各个部件在地基上分别就位，使垫铁、调整垫铁、地脚螺栓相应对号入座，并找正安装水平的基准面然后再进行组装。组装前要把导轨和滑动面、接触面上的防锈涂料清洗干净，并涂上一层薄润滑油。接着把机床各零部件按图样分别安装到主机上，如立柱、刀库安装到床身上，数控电气柜、交换台等按要求就位。安装中应特别注意对各结合面要仔细清理，去除由于磕碰而形成的毛刺，有精度要求的部
6、件在组装过程中随时按要求找正。并注意组装时使用原来的定位销、定位块等定位元件，以保证下一步精度调整的顺利进行。部件组装完成后就要进行电缆、油管和气管的连接。机床说明书中有电气接线图和气、液管路图，应据此把有关电缆和管道按标记一一对号接好。,(三)数控系统的连接与调整,1.数控系统的开箱检查,无论是单个购入的数控系统还是与机床配套整机购入的数控系统，到货开箱后都应进行仔细检查。检查包括系统本体和与之配套的进给速度控制单元和伺服电动机、主轴控制单元和主轴电动机。检查它们的包装是否完整无损，实物和订单是否相符。此外还应检查数控柜内各插接件有无松动，接触是否良好。,2.数控系统的连接范围,机间接线、各
7、装置间接线采用电缆及连接器连接。电缆及连接器的用途、名称、规格、代号及电缆长度在数控系统制造厂的连接手册中有详细说明。各装置间的连接有：CNC和电源连接，CNC和CRT/MDI面板连接，CNC与位置编码器的连接，CNC与手摇脉冲发生器的连接，CNC和I/O驱动的连接，CNC和盒式软磁带的连接，CNC与伺服驱动装置的连接，CNC和主轴驱动装置的连接等。以上连接应严格按照数控系统制造厂连接手册规定进行。,3.信号规定、信号地址表及信号明细,(1)输入信号规定本规定针对数控系统与机床之间的往来信号。在设计强电线路及操作面板时应予考虑。(2)输出信号规定(3)信号地址表及明细信号明细将数控系统使用的信
8、号按项目代号、信号名称、符号及信号种类列成一览表，供用户查阅。,4.数控系统的调整,图6-1一点接地法,图6-2项序测量a)项序表法b)示波器法,(四)通电试车,按机床说明书要求给机床润滑油箱、润滑点灌注规定的油液和油脂，清洗液压油箱及过滤器，灌入规定标号的液压油。液压油事先要经过过滤，接通外界输入的气源。机床通电操作可以是一次性全面供电，或各部件分别供电，然后再作总供电试验两种类型。分别供电比较安全，但时间较长。通电后首先观察有无报警故障，然后用手动方式陆续起动各部件。,。通电起的准备：清洗、润滑、粗调几何精度。第一次通电的过程：一次全部接通或部分接通 注意事项：安全问题 机床运行状态。通电
9、正常后，检查内容：手动进给、主轴、手轮。限位开关 回零动作,数控系统的连接和调整,。外部电缆的连接：系统及各单元、接地、三相电源的连接。确认电压、频率，检查相序。检查连接、排除短路隐患。接通数控柜。参数的设定和确认。硬件短路棒及开关的设定。参数的设定。主要是核查。参数的备份。系统与机床的接口：熟悉系统调试的技术知识、通过接口检测机床的状态。,二、加工中心的调试,机床精度和功能调试,。精调机床水平。调试换刀动作（ATC）。调试交换工作台动作（APC）。试验各主要操作功能：常用指令、辅助动作等。检查附件是否完整及工作是否正常,三、机床的试运行,1)主轴转动要包括标称的最低、中间及最高转速在内五种以
10、上速度的正转、反转及停止等指令。2)各坐标轴运动包括标称的最低、中间及最高进给速度及快速移动，进给移动范围应接近全行程，快速移动距离应在各坐标轴全行程的二分之一以上。3)一般自动加工所用的一些功能和代码要尽量用到。4)自动换刀应至少交换刀库中三分之二以上的刀号，而且取用刀柄重量应接近规定重量。5)必须使用的特殊功能，如测量功能、APC交换功能和用户宏程序等。,四、机床性能检验,1.主轴性能,(1)手动操作选择高、中、低三挡转速，主轴连续进行五次正转和反转的起动、停止，检验其动作的灵活性和可靠性。(2)手动数据输入方式使主轴由最低一级开始运转，逐级提高到允许的最高速，测量各级转速值，转速允差为设
11、定值的10%。(3)主轴准停连续操作五次以上，检验其动作的灵活性和可靠性。,2.进给性能,(1)手动操作分别对X、Y、Z直线坐标轴(回转坐标A、B、C)进行手动操作，检验正、反向的低、中、高速进给和快速移动的起动、停止、点动等动作的平稳性和性。(2)手动数据输入方式通过G00和G01指令功能，测定快速移动及各进给速度，其允差为5%。(3)软硬限位通过上述两种方法，还可检验各伺服轴在进给时软硬限位的可靠性。(4)回原点用回原点方式，检验各伺服轴回原点的可靠性。,3.自动换刀(ATC)性能,(1)手动和自动操作刀库在装满刀柄的满负载条件下，通过手动操作运行和M06T指令自动运行，检验刀具自动交换的
12、可靠性和灵活性，机械手抓取最大长度和直径刀柄的可靠性、刀库内刀号选择的准确性以及换刀过程的平稳性。(2)刀具交换时间根据技术指标，测定交换刀具的时间。,4.自动交换工作台(APC)性能,在工作台装载设计额定负荷的条件下，通过手动操作和M50指令自动运行，检验工作台自动交换的准确性、可靠性、灵活性和平稳性。,5.机床噪声,数控机床噪声包括主轴箱的齿轮噪声、主轴电动机的冷却风扇噪声、液压系统液压泵噪声、气压系统排气噪声等。机床空运转时，机床噪声不得超过国家标准规定的85dB。,6.润滑装置,检验定时定量润滑装置的可靠性，润滑油路有无泄漏，油温是否过高，以及润滑油路到润滑点的油量分配状况等。,7.气
13、、液装置,检查压缩空气和液压油路的密封，气液系统的调压功能及液压油箱的工作情况等。,8.附属装置,检查冷却装置能否正常工作，排屑器的工作状况，冷却防护罩有无泄漏，接触式测量头能否正常工作。,9.安全装置,检查对操作者的安全性和机床保护功能的可靠性。如各种安全防护罩、机床各运动坐标行程极限保护自动停止功能，各种电源电压过载保护和主轴电动机过热过负荷时紧急停止功能等。,1.运动指令功能,检验快速移动指令和直线及圆弧插补指令的正确性。,2.准备指令功能,检验坐标系选择、平面选择、暂停、刀具长度和半径补偿、镜像功能、极坐标功能、自动加减速、固定循环及用户宏程序等指令的准确性。,3.操作功能,检验回原点
14、、单段程序、程序段跳读、主轴和进给倍率调整、进给保持、紧急停止、主轴和切削液的起动和停止等功能的准确性。,4.CRT显示功能,检验位置显示、程序显示、各种菜单显示以及编辑修改等功能的准确性。,五、数控功能检验,数控机床的精度主要精度指标：几何精度、定位精度、切削精度。一、几何精度：概念：机床各关键零部件组装后的几何形状误差的综合反映立式加工中心的几何精度指标：工作台的平面度；各坐标方向移动的相互垂直度（图9-1（a）；X轴方向移动对工作台面的平行度（图9-1（b）；Y轴方向移动对工作台面的平行度（图9-1（c）；X轴方向移动对工作台上T形槽侧面的平行度（图9-1（d）；主轴的轴向串动（图9-1
15、（e）；主轴孔的径向跳动（图9-1（f）；主轴箱沿坐标方向移动时对主轴轴心线的平行度（图9-1（g）；主轴回转轴心线对工作台面的垂直度（图9-1（h）；主轴箱在Z坐标方向移动的直线度（图9-1（i）；,第三节数控机床的验收,上述10项精度可分为两类：第一类：针对机床大件的直线度、平行度、垂直度要求。第二类：针对主轴自身回转精度的要求。几何精度对加工零件形位误差的影响如图,如图所示的立式加工中心，工作台面在X坐标方向移动的平行度充差为0.025mm/750mm，在加工孔距为200mm的两孔时，误差达0.006mm。而工件的安装位置越高，误差将越大。,二、定位精度概念：机床运动部件到达指令位置的准
16、确度。主要检测内容:直线运动定位精度（包括X、Y、Z、U、V、W轴）；直线运动重复定位精度；直线运动轴机械原点的返回精度；直线运动的矢动量；回转运动定位精度（转台A、B、C轴）；回转运动重复定位精度；回转轴原点的返回精度；回转运动的矢动量；,定位精度的检测方法检测要求：采用激光测量仪并在机床空载条件下进行。但因激光仪造价昂贵，目前也有采用标准尺进行比较测量的。,检测方法：运动件高速朝目标位置趋近定位，测量其实际到达位置。运动件反向朝目标位置趋近定位，测量其实际到达位置。每个方向上测量次数不小于5（一般为7次）对测量值进行数学计算，结算结果即为定位精度指标。算法见P227,直线运动重复定位精度概
17、念：机床运动件到达指令位置的一致性程度。检测方法：在靠近各坐标行程中点及两端任选三个测量位置；快速向每个位置进行定位，在相同条件下重复7次。以三个位置测得数值的最大差值的1/2，附上正负号即为重复定位精度。直线运动的轴机械原点返回精度概念：返回坐标轴机械原点的重复定位精度。检测方法：与直线运动重复定位精度检测方法相同。,直线运动矢动量的测定概念：坐标轴进给传动链上驱动部件（伺服电机）的反向死区、机械传动副反向间隙和弹性变形等综合反映。检测方法：在靠近各坐标行程中点及两端任选三个测量位置；沿坐标轴移动一个距离到基准点，然后同向移动一个指令值，在反向移动同一个指令值，测量停止位置与基准位置之差，在
18、相同条件下重复7次；求得各个位置所测平均值，以平均之中最大值为矢动量值。,回转轴运动精度的测定检测方法：与上述各项直线运动的检测方法相同。要求：重点检测角度为0、90、180、270 要求这4个检测位置精度比其他角度位置精度高一个等级。关于精度的补充说明定位精度和重复定位精度综合反映了各运动部件的综合精度。定位精度会直接影响加工的尺寸精度，重复定位精度反映了控制轴的定位稳定性。定位精度可采取螺距补偿装置进行补偿，重复定位精度时随机的，无法补偿。因此重复定位精度更重要。定位精度一般是加工精度的1/21/3，重复定位精度一般是定位精度的1/21/3。,三、切削精度概念：切削精度是几何精度和定位精度
19、在实际加工条件下的综合反映。检测方法：一般进行单项加工或加工一个标准的综合性试件。主要单项精度：镗孔精度（图9-4（a）；单面铣刀铣削平面的精度（图9-4（b）；镗孔的孔距精度和孔径分散度（图9-4（c）；直线铣削精度（图9-4（d）；斜线铣削精度（图9-4（e）；圆弧铣削精度（图9-4（f）；,机床的切削精度是一项综合精度切削精度检验可分为：单项加工精度检验加工一个标准的综合性试件精度检验卧式加工中心切削精度检验内容：镗孔精度-圆度、圆柱度端铣刀铣平面精度-平面度、阶梯差端端铣刀铣侧面精度-垂直度、平行度镗孔孔距精度X轴方向、Y轴方向、对角线方向、孔径偏差立铣刀铣四周面精度直线度、平行度、厚
20、度差、垂直度两轴联动铣削直线精度直线度、平行度、垂直度立铣刀铣削圆弧精度圆度,图6-3直线运动定位精度检测a)标准尺比较测量b)激光测量,图6-5几种不正常定位精度曲线,综合试件检验,(1)试件的数量标准中提供了两种型式，且每种型式具有两种规格试件。(2)试件的定位试件应位于X行程的中间位置，并沿Y和Z轴在适合试件和夹具定位及刀具长度的适当位置放置。(3)试件的固定试件应在专用的夹具上安装方便，以达到刀具和夹具的最大稳定性。(4)轮廓试件加工该检测包括在不同轮廓上的一系列精加工，用来检查不同运动条件下的机床性能。(5)可选用直径为32mm的同一把立铣刀加工试件的所有外表面，所加工的试件如图6-
21、8所示。(6)切削参数推荐下列切削参数:(7)毛坯和预加工毛坯底部为正方形底座，高度由安装方法确定。(8)检验与允差轮廓试件检验项目及检验方法如表6-5所示。,表6-4试件的型式、规格和标志,表6-5检验与允许轮廓试件检验项目及检验方法,数控机床故障诊断与维修的必要性数控机床是是将电力电子技术、自动控制技术、计算机控制技术、电机控制技术、自动检测与转换技术、液压与气动技术、机械制造与工艺技术等集中于一体的典型机电一体化产品。利用维修普通机床的方法及相应手段来解决现代数控机床的故障很显然是行不通的，必须结合现代数控机床的构造特点及其工作原理来进行对其故障诊断和排除。要发挥数控机床的高效率，就应保
22、证它的开动率，这就对数控机床提出了稳定性和可靠性的要求。数控机床的正确使用和维护维修在数控机床的使用中占有举足轻重的地位，学习和掌握数控机床故障诊断与维护维修技术已越来越引起相关企业和工程技术人员的关注。数控维修技术不仅是保障数控机床正常运行的前提，对数控技术的发展和完善也起到大的推动作用，目前它已经成为一门一专门的学科。随着数控机床的推广和使用，培养更多的掌握数控机床故障诊断与维修的高素质人才的任务也越来越迫切。,第四节数控机床的维护与故障排除,二、数控机床维修的技术指标1.平均无故障工作时间MTBF（Mean Time Between Failure）MTBF=总工作时间/总故障次数2.平
23、均修复时间MTTR（Mean Time To Repair）3.平均有效度A A=MTBF/（MTBF+MTTR）,一、数控机床故障诊断与维修工作的基本条件1人员条件2物质条件3工作环境4维修前的准备二、数控机床的预防性维护1从维修角度看数控设备的选型2人员的合理安排与培训3正确地使用数控机床4坚持设备运行中的巡回检查及其隐患处理5日常保养,数控机床的基本要求及特点,三、数控机床故障诊断的类型与特点1数控机床故障诊断与维修的特点（1）数控机床维修的特点（2）数控系统的维修（3）接口电路（4）光电编码器（5）显示器（CRT）2.数控机床常见故障类型与特点（1）故障出现时有无指示（2）故障出现时有
24、无破坏性（3）故障出现的必然性和偶然性（4）机床的运动品质特性故障(5)自动换刀（ATC）装置的故障(6)回参考点故障（7）其他故障,数控机床维修管理及维护中与普通机床相同的内容：必须坚持设备使用上的定人、定机、定岗制度开展岗位培训，严禁无证操作严格执行设备点检和定期、定级保养制度对维修者实行派工卡，认真做好故障现象、原因、维修的记录，建立完整的维修档案建立维修协作网，开展专家诊断系统工作,数控系统的维护,数控机床维修管理应强调的内容：1、选择合理的维修方式 维修方式有：事后维修、预防维修、改善维修、预知维修或状态监测维修、维修预防从修理费用、停产损失、维修组织工作和修理效果等方面去衡量建立专
25、业维修组织和维修协作网2、点检管理 按有关文件的规定,对设备进行定点、定时的检查和维护 点检的内容:定点、定标、定期、定项、定人、定法、检查、记录、处理、分析分类:日常点检:对机床一般部件的点检,处理和检查机床在运行过程中出现的故障,由机床操作人员进行专职点检:对机床关键部位和重要部件按周期进行重点点检和设备状态监测与故障诊断,制定点检计划,做好诊断记录,分析维修结果,提出改善设备维护管理的建议,由专职维修人员进行,某加工中心的维护点检表,每半年滚珠丝杠清洗旧润滑脂，涂上新的油脂液压油路清洗溢流阀、减压阀、滤油器及油箱箱底更换或过滤液压油主轴润滑恒温油箱每年检查并更换直流伺服电机碳刷检查换向器
26、表面，吹净碳粉，去毛刺更换长度过短的电刷，跑合后使用润滑液压泵、滤油器清洗清理池底，更换滤油器,不定期检查各轴轨道上镶条、压紧滚轮松紧状态按机床说明书调整冷却水箱检查液面高度太脏、更换清理水箱底部经常清洗过滤器排屑器经常清理铁屑检查有无卡住清理废油池及时取油池中废油，以免外溢调整主轴驱动带松紧按机床说明书调整,数控机床的维护,数控机床使用中应注意的问题使用环境:避免阳光的直射和其他辐射避免太潮湿或粉尘过多的场所避免有腐蚀气体的场所要远离振动大的设备电源要求:允许波动10%有操作规程不宜长期封存不用每周通电1-2次，每次空运行1小时左右,数控系统的维护,严格遵守操作规程和日常维护制度应尽量少开数
27、控柜和强电柜的门定时清扫数控柜的散热通风系统数控系统的输入/输出装置的定期维护定期检查和更换直流电动机电刷经常监视数控系统的电网电压定期更换存储器用电池每年更换一次电池的更换应在数控系统供电的状态下进行，以免参数丢失数控系统长期不用时的维护经常给数控系统通电对于直流电动机应将电刷取出,以免腐蚀换向器备用电路板的维护做好维修前的准备工作:技术准备工具准备备件准备,机械部件的维护,主传动链的维护熟悉主传动链的结构、性能和主轴调整方法对于带传动的主传动,定期调整带的松紧,防止打滑造成的丢转检查主轴箱温度,检查主轴润滑恒温箱,防杂质,每年更换一次润滑油,并清洗过滤器经常检查压缩空气气压,保持主轴与刀柄
28、连接部位的清洁刀具拉紧装置长时间使用后会产生间隙,需调整液压缸吨活塞的位移量滚珠丝杠螺母副的维护定期检查、调整丝杠螺母副的轴向间隙 检查丝杠支承与床身的连接是否松动采用润滑脂润滑的滚珠丝杠，每一个半年清洗丝杠上的旧润滑脂，换上新的润滑脂；用润滑油润滑的滚珠丝杠，每次机床工作前加油一次丝杠防护装置一有损坏要及时更换,机械部件的维护,刀库及换刀机械手的维护手动装刀时要确保装至位，装牢严禁超重、超长刀具装入刀库采用顺序选刀方式的，注意刀库上刀具的顺序注意保持刀柄和刀套的清洁开机后，先空运行检查机械手和刀库是否正常液压系统维护定期对油箱内的油进行检查、过滤、更换检查冷却器和加热器的工作性能，控制油温定
29、期检查更换密封件，防止液压系统泄漏定期检查清洗或更换液压件、滤芯、定期检查清洗油箱和管路严格执行日常点检制度，检查系统的泄漏、噪声、振动、压力、温度等是否正常,机械部件的维护,气动系统维护选用合适的过滤器，清除压缩空气中的杂质和水分检查系统中油雾器的供油量，保证空气中有适量的润滑油来润滑气动元件，防止生锈、磨损造成空气泄漏和元件动作失灵定期检查更换密封件注意调节工作压力定期检查清洗或更换气动元件、滤芯机床精度的维护检查遇到以下情况必须进行机床精度检查操作失误或机床故障造成撞车后机床动态精度发生变化后,故障分类1、故障：是指设备或系统由于自身的原因丧失了规定的功能，不能在进行正常工作的现象。2、
30、故障种类：机械部分的故障、数控系统的故障、伺服与主轴驱动系统的故障及辅助装置等故障,故障分类,3、故障的分类1）按时间上分早期故障、偶然故障和耗损故障2）按与故障的相互关系来分关联性故障和非关联性故障3）按诊断方式诊断显示故障和无诊断显示故障4）按故障破坏性破坏性故障和非破坏性故障5）按故障起因分硬故障和软故障,6）.有无报警显示的故障,(1)硬件报警显示的故障硬件报警显示通常是指各单元装置上的警示灯(一般由LED发光二极管或小型指示灯组成)的指示。(2)软件报警显示故障软件报警显示通常是指CRT显示器上显示出来的报警号和报警信息。,2.无报警显示的故障,这类故障发生时无任何硬件或软件的报警显
31、示，因此分析诊断难度较大。例如:机床通电后，在手动方式或自动方式运行X轴时出现爬行现象，无任何报警显示。又如机床在自动方式运行时突然停止，而CRT显示器上无任何报警显示。还有在运行时机床某轴发出异常响声，一般也无报警显示。一些早期数控系统由于自诊断功能不强，尚未采用PLC控制器，无PLC报警信息文本，出现无报警显示的故障情况会更多一些。,1.有报警显示的故障,先外部后内部外部的行程开关、按钮开关、液压气动元件、印刷电路板间的连接部位，接触不良，是产生数控机床故障的重要因素尽量避免随意地启封、拆卸，以避免扩大故障，降低机床性能先机械后电气机械故障容易察觉大部分故障是机械部件失灵造成的,检测故障的
32、原则,先静后动不盲目动手了解故障发生的过程及状态查阅说明书、系统资料先在机床断电的静止状态，观察、分析确认无恶性故障或破坏性故障，方可给机床通电，进行动态观察、检验和测试恶性故障或破坏性故障先排除故障才通电诊断先公用后专用如CNC、PLC、电源、液压等公用部分先简单后复杂先一般后特殊,故障诊断一般步骤,1.调查现场，充分掌握信息,1)故障发生时的报警号和报警提示是什么?那些指示灯和发光管指示了什么报警?2)如无报警，系统处于何种工作状态?系统的工作方式诊断结果是什么?3)故障发生在哪个程序段?执行何种指令?故障发生前进行了何种操作?4)故障发生在何种速度下?轴处于什么位置?与指令的误差值的误差
33、量有多大?5)以前是否发生过类似故障?现场有无异常现象?故障是否重复发生?,2.分析故障原因,1)要在充分调查现场掌握第一手资料的基础上，把故障问题正确地列出来。2)思路要开阔，无论是数控系统、强电部分，还是机、液、气等，都要将有可能引起故障的原因以及每一种可能解决的方法全部列出来，进行综合、判断和筛选。3)在对故障进行深入分析的基础上，预测故障原因并拟订检查内容、步骤和方法。,一、自诊断技术的概念 在数控系统中装入自诊断程序，当数控系统开机后，开始运行系统内部的诊断程序，自动诊断并扫描整个硬件系统，为系统的正常工作做好准备；另外，在数控机床运行或输入加工程序的过程中，一旦发现错误，则数控系统
34、自动进入自诊断状态，通过运行系统内部诊断程序，进行故障检测，并发出故障报警信息。自诊断技术是数控系统进行自我故障诊断并发出故障信息的特殊功能。二、自诊断技术的实际内容CNC系统自诊断技术的实际内容主要包括三种方式，即启动诊断、在线诊断和离线诊断。,常用的故障诊断技术,1启动诊断 启动诊断是指CNC系统每次从通电开始进入到正常的运行准备状态为止，系统内部诊断程序自动执行的诊断。每当数控系统通电开始，系统内部自诊断软件对系统中最关键的硬件和控制软件，如装置中的CPU、RAM、ROM等芯片，MDI、CRT、I0等模块及监控软件、系统软件等逐一进行检测，并将检测结果在CRT上显示出来。一旦检测通不过，
35、即在CRT上显示出报警信息或报警号，指出哪个部分发生了故障。只有当全部开机诊断项目都正常通过后，系统才能进入正常运行准备状态。2.在线诊断 在线诊断是指通过CNC系统的内装程序，在系统处于正常运行状态时，实时自动对数控装置、伺服系统、外部的IO及与数控装置相连的其它外部装置进行自动测试、检查，并显示有关状态信息和故障。,3.离线诊断当CNC系统出现故障或要判断系统是否真有故障时，往往要停止加工和停机进行检查，这就是离线诊断(或称脱机诊断)。离线诊断的主要目的是修复系统和故障定位，力求把故障定位在尽可能小的范围内。如离线诊断可做到将故障缩小到某个模块，某个印制线路板上或板上的某部分电路，甚至某个
36、芯片，对数控维修做到器件级维修大有帮助。三、自诊断技术的发展趋势1通讯诊断2自修复系统3具有人工智能功能的专家故障诊断系统4基于因特网的远程故障诊断系统5应用人工神经网络(ANN)进行诊断6多传感器信息融合技术7小波理论在机械监测中的应用,一、直观检查法：这是故障分析之初所必用的方法，实际上就是利用感官进行检查。包括询问、目视、触摸、敲击、通电等。二、仪器检查法：使用各种常规仪器仪表，对机床各故障部位等进行测量，从中找寻故障的原因。三、数控系统报警号故障诊断法：数控系统内部一般都配置自诊断程序，使数控系统具有很强的自诊断功能。当机床发生故障时，可对整个机床包括数控系统自身进行全面的检查和诊断，
37、并将诊断到的故障或错误以报警号或错误代码的形式显示在CRT上。利用报警号进行故障诊断是数控系统故障诊断的主要方法之一。四、数控系统发光二极管或数码管指示故障诊断法：利用数控系统中各控制板上的发光二极管（LED）或数码管来指示机床及数控系统的故障是另一种自诊断指示的方法，一般在机床各个控制板上都配备发光二极管（LED）或数码管。五、可编程序控制器状态或梯形图故障诊断法：维修人员要熟悉各测量反馈元件的位置、作用及发生故障时的现象和后果，对可编程序控制器（PLC）本身也要有所了解，特别是梯形图或逻辑图要尽量弄明白，这样，一旦发生故障，可帮助维修人员从更深的层次认识故障的实质。一般数控机床都能够从CR
38、T或LED指示灯上非常方便地确定其输入输出状态。,故障诊断方法,六、数控系统参数故障诊断法：数控系统参数也称为机床常数，是通用的数控系统与具体的机床相匹配时所确定的一组数据，它实际上是数控系统程序中设定的数据或可选择的方式。由于某种原因，存于RAM中的数控机床参数可能发生改变甚至全部丢失而引起数控机床故障。在维修过程中，有时也要利用某些数控机床参数对数控机床进行调整，还有的参数必须根据数控机床的运行情况及状态进行必要的修正。七、备板置换和试探交换法：当经过努力仍不能确定故障源在哪块线路板时，采用交换电路板的方案是行之有效的。具体说来，就是将怀疑有故障的电路板用备件电路板进行更换，或用数控机床上相同的电路板进行互换。八、功能程序测试法：该方法是指将所维修数控系统G、M、S、T、F功能全部编制成机床测试程序并备份保存。在故障诊断时，运行这一程序，用以判断哪个功能不良或丧失。九、隔离法：就是将机电部分、数控部分、伺服系统部分分离，或将速度环、位置环分离做开环处理，从而达到逐步缩小故障范围，并且准确查找故障点的目的。十、原理分析法：当用其它方法很难奏效时，可以从整个数控机床的原理出发，使用一些测量仪表或仪器，从前往后或从后往前检查相关信号及运动部位，并与正常情况比较，分析判断故障原因，再缩小故障范围，直至最终查找出故障原因。,
