问数控机床的故障维修需要哪些仪器

由于现代数控系统的可靠性越来越高，数控系统本身的故障越来越低，而大部分故障的发生则是非系统本身原因引起的。系统外部的故障主要指由于检测开关、液压元件、气动元件、电气执行元件、机械装置等出现问题而引起的。数控设备的外部故障可以分为软故障和外部硬件损坏引起的硬故障。软故障是指由于操作、调整处理不当引起的，这类故障多发生在设备使用前期或设备使用人员调整时期。对于数控系统来说，另一个易出故障的地方为伺服单元。由于各轴的运动是靠伺服单元控制伺服电机带动滚珠丝杠来实现的。用旋转编码器作速度反馈，用光栅尺作位置反馈。一般易出故障的地方为旋转编码器与伺服单元的驱动模块。也有个别的是由于电源原因而引起的系统混乱。特别是对那些带计算机硬盘保存数据的系统。例如，德国西门子系统840c。 例1：一数控车床刚投入使用的时候，在系统断电后重新启动时，必须要返回到参考点。即当用手动方式将各轴移到非干涉区外后，再使各轴返回参考点。否则，可能发生撞车事故。所以，每天加工完后，最好把机床的轴移到安全位置。此时再操作或断电后就不会出现问题。 外部硬件操作引起的故障是数控修理中的常见故障。一般都是由于检测开关、液压系统、气动系统、电气执行元件、机械装置出现问题引起的。这类故障有些可以通过报警信息查找故障原因。对一般的数控系统来讲都有故障诊断功能或信息报警。维修人员可利用这些信息手段缩小诊断范围。而有些故障虽有报警信息显示，但并不能反映故障的真实原因。这时需根据报警信息和故障现象来分析解决。 例2：我厂一车削单元采用的是sinumerik840c系统。机床在工作时突然停机。显示主轴温度报警。经过对比检查，故障出现在温度仪表上，调整外围线路后报警消失。随即更换新仪表后恢复正常。 例3：同样是这台车削中心，工作时crt显示9160报警“9160 no part with gripper 1 closed verify v14-5”。这是指未抓起工件报警。但实际上抓工件的机械手已将工件抓起，却显示机械手未抓起工件报警。查阅plc图，此故障是测量感应开关发出的。经查机械手部位，机械手工作行程不到位，未完全压下感应开关引起的。随后调整机械手的夹紧力，此故障排除。 例4：一台立式加工中心采用fanuc-om控制系统。机床在自动方式下执行到x轴快速移动时就出现414＃和410＃报警。此报警是速度控制off和x轴伺服驱动异常。由于此故障出现后能通过重新启动消除，但每执行到x轴快速移动时就报警。经查该伺服电机电源线插头因电弧爬行而引起相间短路，经修整后此故障排除。 例5：操作者操作不当也是引起故障的重要原因。如我厂另一台采用840c系统的数控车床，第一天工作时完全正常，而第二天上班时却无论如何也开不了机，工作方式一转到自动方式下就报警“emptying selected mooe selector”。加工完工件后，主轴不停，机械手就去抓取工件，后来仔细检查各部位都无毛病，而是自动工作条件下的一个模式开关位置错了。所以，当有些故障原因不明的报警出现的话，一定要检查各工作方式下的开关位置。

1．万用表数控机床的维修涉及弱电和强电领域，最好配备指针式万用表和数字式万用表各一块。指针式万用表除了用于测量强电回路之外，还用于判断二极管、三极管、晶闸管、电容器等元器件的好坏，测量集成电路引脚的静态电阻值等。指针式万用表可以很方便地用于监视电压和电流的瞬间变化及电容的充放电过程。数字式万用表可以准确测量电压值、电流值、电阻值，还可以测量三极管的放大倍数和电容值；它的短路测量蜂鸣器，可方便测量电路通断；也可以利用其精确的显示，测量电动机三相绕组阻值的差异，从而判断电动机的好坏。2．示波器数控系统修理通常使用频带为10 N100MHz范围内的双通道示波器，它不仅可以测量电平、脉冲上下沿、脉宽、周期、频率等参数，还可以进行两信号的相位和电平幅度的比较，常用来观察主开关电源的振荡波形，直流电源的波动，测速发电机输出的波形，伺服系统的超调、振荡波形，编码器和光栅尺的脉冲等。3．PLC编程器很多数控系统的PLC必须使用专用的机外编程器才能对其进行编程、调试、监控和动态状态监视。如西门子810T/M系统可以使用PG685、PG710、PG750等专用编程器，也可以使用西门子专用编程软件利用通用计算机作为编程器。使用编程器可以对PLC程序进行编辑和修改，可以跟踪梯形图的变化，以及在线监视定时器、计数器的数值变化。在运行状态下修改定时器和计数器的设置值，可强制内部输出，对定时器和计数器进行置位和复位等。西门子的编程器都可以显示PLC梯形图。4．逻辑测试笔和脉冲信号笔逻辑测试笔可测量电路是处于高电平还是低电平，或是不高不低的浮空电平，判断脉冲的极性是正脉冲还是负脉冲，输出的脉冲是连续的还是单个脉冲，还可以大概估计脉冲的占空比和频率范围。脉冲信号笔可发出单脉冲和连续脉冲，可以发出正脉冲和负脉冲，它和逻辑测试笔配合起来使用，就能对电路的输入和输出的逻辑关系进行测试。5．集成电路测试仪集成电路测试仪可以离线快速测试集成电路的好坏，数控系统进行片级维修时是必要的仪器。6．集成电路在线测试仪集成电路在线测试仪是一种使用计算机技术的新型集成电路在线测试仪器。其主要特点是能够对焊接在电路板上的集成电路进行功能、状态和外特性测试，确认其功能是否失效。它所针对的是每个器件的型号以及该型号器件应具备全部逻辑功能，而不管这个器件应用在何种电路中，因此它可以检查各种电路板，而且无需图样资料或了解其工作原理，为缺乏图样而使维修工作无从下手的数控机床维修人员提供一种有效的手段，目前在国内应用日益广泛。7．短路跟踪仪短路是电气维修中经常遇到的问题，使用万用表寻找短路点往往费时费力。如果遇到电路中某个元器件击穿，由于在两条连线之间可能并接有多个元器件，用万用表测量出哪一个元器件短路是比较困难的。再如对于变压器绕组局部轻微短路的故障，用一般万用表测量也是无能为力的，而采用短路故障跟踪仪可以快速找出电路中任何短路点。8．逻辑分析仪逻辑分析仪是专门用于测量和显示多路数字信号的测试仪器。它与测量连续波形的通用示波器不同，逻辑分析仪显示各被测试点的逻辑电平、二进制编码或存储器的内容。维修时，逻辑分析仪可检查数字电路的逻辑关系是否正常，时序电路的各点信号的时序关系是否正确，信号传输中是否有竞争、毛刺和干扰。通过测试软件的支持，对电路板输入给定的数据进行监测，同时跟踪测试它的输出信息，显示和记录瞬间产生的错误信号，找到故障所在。