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摘要 数控系统故障维修的难点，在于查找故障原因。笔者从事数控系统故障维修多年，总结出一些行之有效的快速诊断方法。
关键词 数控系统；故障；维修
中图分类号 TG659 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2013）012-0104-01
数控系统故障维修的难点，在于查找故障原因。笔者从事数控系统故障维修多年，总结出一些行之有效的快速诊断方法，现介紹如下。
1 直观法
这是最基本最常用的方法。充分利用人的感觉器官，注意发生故障时的各种现象，如有无火花、亮光，有无异常响声，有无焦糊味等。仔细观察可能发生故障的每块印刷电路板的表面状况，看看有无烧毁和损伤痕迹，以进一步缩小检查范围。用好直观法，要求维修人员具有丰富的实际经验、多学科的知识和综合判断能力。
2 CNC系统自诊断功能法
现代的数控机床具有丰富的自诊断功能，能在CRT上显示故障报警信息。数控系统自诊断功能可分为两类：一类为“开机自诊断”，它是指从每次通电开始至进入正常运行准备状态为止，系统内部的诊断程序自动对CPU、存储器、总线和I/O单元等模块、印刷电路板、CRT单元、阅读机及软盘驱动器等外围设备进行运行前的功能测试，确认系统的主要硬件是否可以正常工作。另一类是故障信息提示，当机床运行中发生故障时，在CRT上会显示编号和内容。根据提示，可查阅有关维修手册，确认引起故障的原因及排除方法。但要注意的是，有些故障的真正原因与故障内容和提示不相符，或一个故障显示有多个故障原因，这就要求维修人员分析故障原因时要思路开阔，对可能引起该故障的原因，要尽可能全面地进行综合判断和筛选，通过必要的试验，达到确诊和最终排除故障的目的。这个方法是维修时最有效的一种方法。
3 参数检查法
数控系统的数据是经过一系列试验和调整而获得的重要参数，是机床正常运行的保证。这些数据包括增益、加速度、轮廓监控允差、反向间隙补偿值和丝杠螺距补偿值等。它们通常存放在磁泡存储器或存放在需由电池保持的CMOSRAM中，一旦电池不足或由于外界某些干扰的因素，会使个别参数丢失或变化，发生混乱，使机床不能正常工作。可通过核对修正参数将故障排除。当机床长期闲置，工作中无缘无故地出现不正常现象或有故障而无报警时，就应该根据故障特征，检查和核对有关参数。
4 测量比较法
CNC系统生产厂家在设计印刷电路板时，为了调整、维修的方便，在印刷电路上设计了多个监测用端子。用户可利用这些端子，比较测量正常印刷电路板和有故障印刷电路板之间的差异，检测这些测量端子的电压或波形，分析故障的所在位置。或者可以对正常的印刷电路板人为地制造“故障”，如断开连线或短路，拔去组件等，以判断真实故障的起因。
5 功能程序测试法
所谓功能程序测试法，就是将数控系统的正常功能和特殊功能，如直线定位、圆弧插补、螺纹切削、固定循环、用户宏程度等手工编程或自动编程方法，编制成一个功能程序测试纸带，通过纸带阅读机送入数控系统中，然后起动数控系统使之运行，借以检查机床执行这些功能的准确性和可靠性，进而判断出故障发生的可能起因。对于长期闲置的数控机床第一次开机时的检查，以及对于机床加工造成废品但又无报警的情况，或者当确定是编程错误、操作错误，还是数控系统故障时，这是一种较好的方法。
6 原理分析法
根据CNC系统的组成原因，可从逻辑上分析各点的逻辑电平和特征参数（如电压值或波形），然后利用万用表、逻辑笔、示波器或逻辑分析仪进行测量、分析和比较，从而对故障定位。运用这种方法，要求维修人员必须对整个系统或每个电路的原理有清楚的、较深的了解。
7 备板置换法
维修人员利用备用的印刷电路板、模板、集成电路芯片或元器件替换有疑点的部分，从而把故障范围缩小到印刷电路板或芯片一级。在备板置换前，应仔细检查备板是否完好，并且备板的状态应与原板状态完全一致。这包括检查备板上的选择开关、短路棒的设定位置，以及电位器的位置。在置换CNC装置的存储器板时，还需要对系统作存储器的初始化操作，重新设定各种数据，否则系统仍将不能正常工作。另外，断电后才可置换印刷电路板或组件。
8 交换判断法
相互之间具有相同功能的电路板和控制装置，局部交换后观察故障转移情况，即可快速确定故障的部位。若用交换法诊断故障，应将好的装置换在出故障机床上，决不能将坏的装置放在好机床上试机，否则得出的结果是不正确的。这种方法常用于伺服进给驱动装置的故障检查，或用于两相同数控系统之间相同模块的互换。
维修实例：MAZK H500/50卧式加工中心，曾出现下述故障：当NC电源接通时，无报警信息，但急停放开；液压起动时，面板上NC报警灯亮，CRT上出现28#、211#报警，主伺服板上报警显示37#，X、Y、Z轴伺服报警显示56#，机床所有动作停止。
分析与处理：28#报警为（PRINT CIRCU-TIT BOAOAMALF）印刷电路板故障，211#报警为主轴控制报警，37#报警为参数错误。试将主轴04#参数改为“1”，SF-CA板上LE03灯亮（与NC信号交换未完成），有意让主轴部分不动作。打开“急停按钮”，机床正常起动。用手动方法试，X、Y、Z轴均正常，刀库及分度台也能手动转动，故将故障范围缩小为主轴控制部分。对参数反复修改，均无效果，最后更换SF-CA板，结果运转正常。
注意：更换SF-CA板时，应将原板上的三片EPROM和一片EEPROM（2817）插入备板，短路棒PIN7由开路变为短路，其他短路棒和设定开关逐个检查，设定状态应保持与原板一致。
关键词 数控系统；故障；维修
中图分类号 TG659 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2013）012-0104-01
数控系统故障维修的难点，在于查找故障原因。笔者从事数控系统故障维修多年，总结出一些行之有效的快速诊断方法，现介紹如下。
1 直观法
这是最基本最常用的方法。充分利用人的感觉器官，注意发生故障时的各种现象，如有无火花、亮光，有无异常响声，有无焦糊味等。仔细观察可能发生故障的每块印刷电路板的表面状况，看看有无烧毁和损伤痕迹，以进一步缩小检查范围。用好直观法，要求维修人员具有丰富的实际经验、多学科的知识和综合判断能力。
2 CNC系统自诊断功能法
现代的数控机床具有丰富的自诊断功能，能在CRT上显示故障报警信息。数控系统自诊断功能可分为两类：一类为“开机自诊断”，它是指从每次通电开始至进入正常运行准备状态为止，系统内部的诊断程序自动对CPU、存储器、总线和I/O单元等模块、印刷电路板、CRT单元、阅读机及软盘驱动器等外围设备进行运行前的功能测试，确认系统的主要硬件是否可以正常工作。另一类是故障信息提示，当机床运行中发生故障时，在CRT上会显示编号和内容。根据提示，可查阅有关维修手册，确认引起故障的原因及排除方法。但要注意的是，有些故障的真正原因与故障内容和提示不相符，或一个故障显示有多个故障原因，这就要求维修人员分析故障原因时要思路开阔，对可能引起该故障的原因，要尽可能全面地进行综合判断和筛选，通过必要的试验，达到确诊和最终排除故障的目的。这个方法是维修时最有效的一种方法。
3 参数检查法
数控系统的数据是经过一系列试验和调整而获得的重要参数，是机床正常运行的保证。这些数据包括增益、加速度、轮廓监控允差、反向间隙补偿值和丝杠螺距补偿值等。它们通常存放在磁泡存储器或存放在需由电池保持的CMOSRAM中，一旦电池不足或由于外界某些干扰的因素，会使个别参数丢失或变化，发生混乱，使机床不能正常工作。可通过核对修正参数将故障排除。当机床长期闲置，工作中无缘无故地出现不正常现象或有故障而无报警时，就应该根据故障特征，检查和核对有关参数。
4 测量比较法
CNC系统生产厂家在设计印刷电路板时，为了调整、维修的方便，在印刷电路上设计了多个监测用端子。用户可利用这些端子，比较测量正常印刷电路板和有故障印刷电路板之间的差异，检测这些测量端子的电压或波形，分析故障的所在位置。或者可以对正常的印刷电路板人为地制造“故障”，如断开连线或短路，拔去组件等，以判断真实故障的起因。
5 功能程序测试法
所谓功能程序测试法，就是将数控系统的正常功能和特殊功能，如直线定位、圆弧插补、螺纹切削、固定循环、用户宏程度等手工编程或自动编程方法，编制成一个功能程序测试纸带，通过纸带阅读机送入数控系统中，然后起动数控系统使之运行，借以检查机床执行这些功能的准确性和可靠性，进而判断出故障发生的可能起因。对于长期闲置的数控机床第一次开机时的检查，以及对于机床加工造成废品但又无报警的情况，或者当确定是编程错误、操作错误，还是数控系统故障时，这是一种较好的方法。
6 原理分析法
根据CNC系统的组成原因，可从逻辑上分析各点的逻辑电平和特征参数（如电压值或波形），然后利用万用表、逻辑笔、示波器或逻辑分析仪进行测量、分析和比较，从而对故障定位。运用这种方法，要求维修人员必须对整个系统或每个电路的原理有清楚的、较深的了解。
7 备板置换法
维修人员利用备用的印刷电路板、模板、集成电路芯片或元器件替换有疑点的部分，从而把故障范围缩小到印刷电路板或芯片一级。在备板置换前，应仔细检查备板是否完好，并且备板的状态应与原板状态完全一致。这包括检查备板上的选择开关、短路棒的设定位置，以及电位器的位置。在置换CNC装置的存储器板时，还需要对系统作存储器的初始化操作，重新设定各种数据，否则系统仍将不能正常工作。另外，断电后才可置换印刷电路板或组件。
8 交换判断法
相互之间具有相同功能的电路板和控制装置，局部交换后观察故障转移情况，即可快速确定故障的部位。若用交换法诊断故障，应将好的装置换在出故障机床上，决不能将坏的装置放在好机床上试机，否则得出的结果是不正确的。这种方法常用于伺服进给驱动装置的故障检查，或用于两相同数控系统之间相同模块的互换。
维修实例：MAZK H500/50卧式加工中心，曾出现下述故障：当NC电源接通时，无报警信息，但急停放开；液压起动时，面板上NC报警灯亮，CRT上出现28#、211#报警，主伺服板上报警显示37#，X、Y、Z轴伺服报警显示56#，机床所有动作停止。
分析与处理：28#报警为（PRINT CIRCU-TIT BOAOAMALF）印刷电路板故障，211#报警为主轴控制报警，37#报警为参数错误。试将主轴04#参数改为“1”，SF-CA板上LE03灯亮（与NC信号交换未完成），有意让主轴部分不动作。打开“急停按钮”，机床正常起动。用手动方法试，X、Y、Z轴均正常，刀库及分度台也能手动转动，故将故障范围缩小为主轴控制部分。对参数反复修改，均无效果，最后更换SF-CA板，结果运转正常。
注意：更换SF-CA板时，应将原板上的三片EPROM和一片EEPROM（2817）插入备板，短路棒PIN7由开路变为短路，其他短路棒和设定开关逐个检查，设定状态应保持与原板一致。