浅析数控系统维修技术

【摘　要】本文介绍了数控系统的构成与特点，现代数控系统维修人员应具备的基本条件，数控系统故障诊断方法，并进行总结，以便提高维修者的维修能力,迅速处理设备故障,保证设备的正常运行。

【关键词】数控系统;维修技术;故障

随着微电子、计算机、信息处理、自动检测和自动控制技术的发展,数控系统的应用越来越广泛。它给工业生产的发展创造了机会，提高了社会生产率与产品质量，为社会创造出巨大的财富！数控技术广泛应用到各个领域，特别是工业生产中。出现故障后若不能及时维修处理，将影响正常生产，从而造成经济损失。本文从现代数控系统的基本构成入手，探讨数控系统的故障诊断方法与维修技术。

一、数控系统的构成与特点

1.构成

当前，工厂所使用的数控系统种类繁多，包括有西门子、FANUC、NUM、Heidenhain、华中、广州、航天数控系统等等。生产厂家不同，在设计上各有区别。但无论哪种系统，它们的基本原理和构成是非常相似的。数控系统一般由系统程序、输入输出设备、通信设备、数控装置、可编程控制器、伺服驱动装置和测量装置等构成。

2.特点

（1）数控系统发生故障若得不到及时维修，将影响生产，造成经济损失。因而对数控系统的维修人员的技能水平有更高的要求。

（2）数控系统的工作环境一般为工厂，要求数控系统具有在抗噪音、震动、高温、粉尘、金属屑等恶劣环境条件下工作的能力。

（3）数控系统要与各种数控设备及外部设备通信，通常接口电路复杂、可靠性要求高。

二、数控系统维修工作的基本条件

1.在维修手段方面应具备的条件

必要的参考资料,包括维修手册、线路图、说明书及元器件分配表格等；常备易损坏配件，方便及时更换故障配件，保证设备正常运转； 必要的检测维修工具、仪器、仪表、编程器、计算机。最好有便携式编程器，用以现场修改参数，编写程序，节省维修时间； 建立起技术交流小组，对疑难杂症进行会诊，实现资源的共享。

2.维修工作人员应具备的基本条件

具有严谨的工作态度与良好的职业素养；具有较强的动手操作能力；会使用测试仪器、仪表等维修工具；掌握微机原理与接口技术、模拟与数字电路基础、自动控制与电机拖动、检测技术、可编程控制器原理、编程语言等基础知识和一定的外语水平；并经过专业的数控系统知识的培训。

三、数控系统的故障诊断方法

1.直观检查法

（1）向现场操作人员询问故障产生的现象。故障发生时（或故障发生后）是否有异响、火花亮光出现，它们来自何方，何处发热异常，何处有异常震动等，就能判断故障产生的主要部位。然后，进一步观察可能产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。是否有烧焦、烟熏黑处或元件、连线断裂，从而进一步缩小检查范围；再者，检查系统的各种连接电缆是否有松脱、断开、接触不良等现象，这些也是处理数控系统故障时首先需要想到的。而后，观察指示灯的变化情况：观察各部件有无报警指示(如数控系统、温控装置、装置、变频装置等)；观察显示屏上有无提示的故障信号。通常在说明书上有报警信号的处理方法。一般来讲，温控、装置的报警故障比较容易处理。而对于数控系统等部件的报警，维修人员需根据说明书上报警信号的处理方法仔细分析，判断故障点出现的位置，逐步圈定范围，对症处理。也可以利用操作面板或编程器根据电路图和PLC程序，查出相应的信号状态，按逻辑关系找出故障点进行处理。

（2）用手摸。停电检查时可用手轻轻摇拨接线是否有松动、烧坏现象，端子和导线之间结合是否紧固，旋转部件轴是否过紧，电气元器件是否发热及焊接点是否牢固等。各插头座的插接状况、各功率及信号导线(如伺服与电机接触器接线)的联接状况，查看是否有异常情况等

（3）用耳听。听电动机旋转时有无噪声和异常声响，变压器有无蜂鸣声。查看设备各部件工作状态是否正常。振动异常及振动声音过大等应引起注意，这些都会成为故障的因素。

2.仪器测量法

仪器测量法是查找数控机床故障的基本方法。当机床发生故障时，利用手中的仪器、仪表（示波器、万用表等）参照电气原理图和控制系统的逻辑图等资料，沿着发生故障的通道，一步一步地测量，直到找到故障点为止。

用仪器测量法找故障不一定要从起点一直测量到终点，可采用优选法进行，并要求维修人员不但要较好地掌握电路图和逻辑图，而且要较熟悉地了解电气元器件的实际位置，才能迅速地排除故障。

3.接口状态检查法

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。有些故障是与接口信号错误或丢失相关的，这些接口信号有的可以在相应的接口板和输入/输出板上有指示灯显示，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。这种检查方法，对于诊断动作复杂的机构故障起到极大作用，但要求维修人员既要熟悉本设备的接口信号，又要熟悉PLC编程器的应用。

4.参数调整法

数控系统、PLC及伺服驱动系统都设置有可修改的参数以适应不同设备、不同工作状态的要求。通过参数调整，既可以让电气系统与具体设备相匹配，也可以使设备各项功能达到最佳化。系统参数变化会直接影响到机床的性能，甚至使整机不能正常工作。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。这类故障便是我们所说的“软”故障，在维修时是很难克服的。此类故障需要重新调整相关的一个或多个参数方可排除。

5.模板互换法

数控系统大都采用模块化设计，按功能不同划分不同模块，随着现代技术的发展，电路的集成规模越来越大技术也越来越复杂，按常规方法，很难把故障定位到一个很小的区域，而一旦系统发生故障，为了缩短停机时间，我们可以根据模块的功能与故障现象，初步判断出可能的故障模块，用好的备件交换诊断出坏的线路板，并做相应的初始化启动，而后将坏板修理或返修，对于现代数控的维修，越来越多的情况采用这种方法进行诊断，使系统正常工作，敏捷投入正常运转。尽最大可能缩短故障停机时间，使用这种方法在操作时注意一定要在停电状态下进行，还要仔细检查线路板的版本，型号，各种标记，是否相同，对于有关的机床数据和电位计的位置应做好记录并做好标志。 否则不仅达不到目的，反而会把故障扩大。

通过对数控系统的了解，维修技术，诊断方法的认识，在实际中应灵活应用。在维修方法上可能用一种方法就能排除故障，亦可能需要多种方法同时进行。我们在实际的维修工作中应根据情况，运用了各种诊断方法，养成记录的习惯，并进行深层次分析故障原因，并采取适当措施避免故障再次发生，保证设备正常运行。必要时可根据现场条件使用成熟技术对设备进行改进。同时在运用故障诊断的过程中发现自己欠缺的知识,制定学习计划,最终充实自己。

参考文献：

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