浅谈如何诊断机床系统的故障
数控机床数控系统的故障诊断, 是指在系统运行中或在基本不拆卸的情况下,即可掌握现在运行状态的信息, 查明产生故障的部位及原因, 甚至预知系统的异常和劣化的动向, 从而采取必要的措施。由于数控系统是技术密集的高科技产品, 要想迅速而准确地查明故障原因并确定故障的部位, 不借助于诊断技术是困难的, 诊断技术在现代数控系统的生产、调试、使用、维护中起着重要的作用。随着技术的不断发展, 诊断技术由简单的诊断功能朝着多功能的高级诊断甚至是智能化的方向发展。
1 自诊断技术
就是利用数控装置中的计算机及相关运行诊断软件进行各种测试, 常用的自诊断技术可分为三种: 开机自诊断、运行自诊断、脱机诊断。
1.1 开机自诊断
数控系统通电后, 内部诊断软件对系统中各种元件如 cpu 、ram 及各种软件进行逐一检测, 并将检测结果显示出来, 如检测出现问题, 即显示报警信息或报警号。开机诊断通常会在一分钟内结束。有时开机诊断会将故障原因定位到电路板或模块上, 但不少情况下仅将故障原因定位在某一范围内, 这时候维修人员需查找相关维修手册找到真正原因并加以排除。
1.2 运行自诊断
运行自诊断也称在线诊断, 是指数控系统正常工作时, 运行内部诊断程序, 对系统本身、plc 、位置伺服单元以及于数控装置相连的其它外部装置进行自动测试、检查, 并显示有关信息, 一般这种诊断会反复进行。
1.3 脱机诊断
当系统出现故障时, 首先要停机, 然后使用随机的诊断纸带对系统进行脱机诊断, 诊断时先要将纸带上的程序读入ram 中系统, 计算机运行程序进行诊断,从而判定是否有故障及故障部位, 这种诊断一般用于早期的数控系统。
2 人工诊断技术
数控系统的故障种类非常多, 而自诊断往往不能对系统的所有部件进行测试,也不能将故障原因定位到具体元器件上,这时要迅速查明原因就需要采用人工诊断方法, 人工诊断法有很多种, 2.1 功能程序测试法
是将数控系统中的g、m、s、t、f 功能的全部指令编成一个试验程序, 穿成纸带或存储在软盘上, 在进行诊断时运行这个程序, 可快速判定哪个功能出现问题, 这种方法一般在机床出现随机性故障时使用或闲置时间较长的机床刚投入使用时。
2.2 参数检查法
一般系统的参数是存放在ram 中的,一旦出现干扰或其它原因会造成参数丢失或混乱,从而使系统不能正常工作,这时应根据故障特征,检查和核对有关参数,在排除某些故障时, 有时还需对某些参数进行调整。
2.3 交换法(备板置换法)
是指将系统中型号*相同的电路板、模块、集成电路或其它零部件进行互相交换比较, 或者利用备用的元器件替换有疑点的部件, 从而快速有效地确定故障部位。
2.4 直观法
就是利用维修中常用的“先外后内”的原则, 利用望、闻、嗅、摸等方法, 进行逐一检查, 如利用视觉可观察内部器件或外部连接的形状变化, 利用听觉功能可查寻各种异常声响; 利用嗅觉及触觉可查寻过流、过载或超温现象。
2.5 原理分析法
当采用其它检查方法难以奏效时, 可从电路基本原理出发, 一步一步用万用表、逻辑表、示波器对测点进行检查对照, 终查明故障原因。
3 高级诊断技术
在高级诊断中, 常用的是自修复、专家诊断系统和通讯诊断系统。
3.1 自修复诊断
正常情况下, 自修复诊断是指在系统内设置不参与运行的备用模块。自修复程序在控制系统每次开机时执行, 当发现某模块有故障时, 系统把故障信息显示在显示屏上, 同时自动查寻备用模块。如果机箱插槽上装有相同的备用模块, 则故障模块被备用模块顶替。若未检测到其他故障, 系统进行正常工作, 而故障模块待维修工方便时再更换。
自修复诊断软件需要较多的插槽安装备用模块, 备用模块与系统其他部分的通讯联接应与被替换模块相同, 所以自修复只适用于总线结构的系统。从理论上讲,备用模块越多越好, 这使系统体积增大, 价格提高。
3.2 确诊辅导专家体系
近 20 年来, 各个领域人工智能的开发研讨已获得很大发展。如图象辨认、声响辨认、主动翻译和智能工业机器人等。这种技能越来月多地应用到数控机床上。确诊专家体系以专家常识、经历为基础, 主动仿照专家利用常识处理复杂问题的思想活动, 这就使一般工作人员相同能对毛病作出具有专家级水平的确诊定论。
例如日本 fanuc 体系的确诊辅导专家体系是由常识库、推理计算机和人工控制器组成。常识库内存储了专家剖析、毛病判别和怎么消除毛病的经历常识。这些常识用于读出数控体系状况信息, 经过人工控制器, 编程员可用简捷的记叙把专家的常识编成程序, 并把程序成为常识库方针方法, 再存储到常识库中。推理机经过运转程序进行推理, 操作者也可经过显示单位, 用简略人机对话的方法挑选毛病状况, 必要时答复体系的发问以弥补为得出定论所需求的其他信息。
3.3 通讯诊断系统
通讯诊断系统又称海外诊断。是由*维修站通过线路, 甚至系统向用户设备发送诊断程序所进行的一种遥控诊断。
以德国西门子公司为例, 用户的数控系统经的通讯接口与普通线路连接, 计算机经数据也与线路连接。计算机向数控系统发送诊断程序,使计算机与数控系统或机床联机, 并使之执行某种运行测试, 数据送回计算机分析、比较并得出结论。*维修站再将诊断结论和处理办法通知用户。
通讯诊断系统除用于故障发生后的诊断外, 还可以为用户作定期的预防性诊断,维修工不必亲临现场, 只需按预定的时间对机床进行系列试运行检查, 在*维修站分析诊断数据, 以发现可能存在的故障隐患。
随着计算机技术的发展, 预计未来的诊断技术将有更多的发展。例如运用数字伺服技术使诊断范围扩大; 增加滚动缓冲器, 在后台方式下运行的滚动缓冲器记录数据,数据缓冲时间约 1min,当机床故障造成停机时, 滚动缓冲器记录的内容被“冻结” , 这给技术人员提供一份重要的历史记录; 图示技术的应用, 将提供直观的图形诊断画面以帮助操作者和维修人员迅速发现和排除故障; 各类传感器的开发利用也给维修人员带来方便。
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1.2 运行自诊断
运行自诊断也称在线诊断, 是指数控系统正常工作时, 运行内部诊断程序, 对系统本身、plc 、位置伺服单元以及于数控装置相连的其它外部装置进行自动测试、检查, 并显示有关信息, 一般这种诊断会反复进行。
1.3 脱机诊断
当系统出现故障时, 首先要停机, 然后使用随机的诊断纸带对系统进行脱机诊断, 诊断时先要将纸带上的程序读入ram 中系统, 计算机运行程序进行诊断,从而判定是否有故障及故障部位, 这种诊断一般用于早期的数控系统。
2 人工诊断技术
数控系统的故障种类非常多, 而自诊断往往不能对系统的所有部件进行测试,也不能将故障原因定位到具体元器件上,这时要迅速查明原因就需要采用人工诊断方法, 人工诊断法有很多种, 2.1 功能程序测试法
是将数控系统中的g、m、s、t、f 功能的全部指令编成一个试验程序, 穿成纸带或存储在软盘上, 在进行诊断时运行这个程序, 可快速判定哪个功能出现问题, 这种方法一般在机床出现随机性故障时使用或闲置时间较长的机床刚投入使用时。
2.2 参数检查法
一般系统的参数是存放在ram 中的,一旦出现干扰或其它原因会造成参数丢失或混乱,从而使系统不能正常工作,这时应根据故障特征,检查和核对有关参数,在排除某些故障时, 有时还需对某些参数进行调整。
2.3 交换法(备板置换法)
是指将系统中型号*相同的电路板、模块、集成电路或其它零部件进行互相交换比较, 或者利用备用的元器件替换有疑点的部件, 从而快速有效地确定故障部位。
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就是利用维修中常用的“先外后内”的原则, 利用望、闻、嗅、摸等方法, 进行逐一检查, 如利用视觉可观察内部器件或外部连接的形状变化, 利用听觉功能可查寻各种异常声响; 利用嗅觉及触觉可查寻过流、过载或超温现象。
2.5 原理分析法
当采用其它检查方法难以奏效时, 可从电路基本原理出发, 一步一步用万用表、逻辑表、示波器对测点进行检查对照, 终查明故障原因。
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3.1 自修复诊断
正常情况下, 自修复诊断是指在系统内设置不参与运行的备用模块。自修复程序在控制系统每次开机时执行, 当发现某模块有故障时, 系统把故障信息显示在显示屏上, 同时自动查寻备用模块。如果机箱插槽上装有相同的备用模块, 则故障模块被备用模块顶替。若未检测到其他故障, 系统进行正常工作, 而故障模块待维修工方便时再更换。
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