數(shù)控機(jī)床是集計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、伺服驅(qū)動(dòng)、精密測(cè)量和精密機(jī)械等領(lǐng)域新技術(shù)于一身的自動(dòng)化機(jī)床，具有生產(chǎn)率高、經(jīng)濟(jì)效益好的優(yōu)勢(shì).數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的核心，直接關(guān)系到設(shè)備運(yùn)行正常與否。目前，我國(guó)數(shù)控機(jī)床上的數(shù)控系統(tǒng)型號(hào)繁多，有國(guó)產(chǎn)的，也有國(guó)外進(jìn)口的.在復(fù)雜程度參差不齊、功能各異、結(jié)構(gòu)多樣的系統(tǒng)中，迅速捕捉系統(tǒng)的故障點(diǎn)是迫切需要解決的問題。

1 數(shù)控機(jī)床故障診斷的內(nèi)容及方法

　　1.1 診斷的內(nèi)容

　　數(shù)控機(jī)床故障診斷內(nèi)容包括:(1)動(dòng)作診斷.主要監(jiān)視機(jī)床各動(dòng)作部分的動(dòng)作，判定不良的動(dòng)作部位。診斷部位有ATC,A PC和機(jī)床主軸。(2)狀態(tài)診斷。主要觀察機(jī)床電機(jī)帶動(dòng)負(fù)載時(shí)運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)。(3)點(diǎn)檢診斷。主要是定期點(diǎn)檢液壓元件、氣動(dòng)元件和強(qiáng)電柜。(4)操作診斷.主要監(jiān)測(cè)操作錯(cuò)誤和程序錯(cuò)誤。(5)數(shù)控系統(tǒng)故障自診斷等。

　　1.2 診斷常用的方法

　　1.2.1 觀察法在發(fā)生故障時(shí)或故障發(fā)生后，利用人的感官感覺到的各種外部現(xiàn)象，如異響、火花亮光等，判斷故障發(fā)生的可能部位一般情況下，簡(jiǎn)單的故障可以通過這種直接觀察，就能解決問題。觀察時(shí)應(yīng)特別注意可能發(fā)生故障的每塊電路板，或各種電控元件(如繼電器、熱電器、斷路器等)的表面狀況，例如是否有燒焦、煙熏黑處或元件、連線斷裂，從而進(jìn)一步縮小檢查范圍。同時(shí)要細(xì)心檢查系統(tǒng)各種連接電纜是否有松脫、斷開、接觸不良等現(xiàn)象。

　　1.2.2 系統(tǒng)的硬件報(bào)警在現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)中設(shè)有眾多的硬件報(bào)警指示裝置，如在NC主板、各軸控制板、電源單元、主軸伺服驅(qū)動(dòng)模塊、各軸伺服驅(qū)動(dòng)單元等部件上均有發(fā)光二極管或多段數(shù)碼管，通過指示燈的亮與滅及數(shù)碼管的顯示狀態(tài)(如數(shù)字編號(hào)、符號(hào)等)來指示故障所在位置及其類型?？筛鶕?jù)其指示，按照隨機(jī)說明書來處理故障。

　　1.2.3 系統(tǒng)的軟件報(bào)警CNC系統(tǒng)都具有自診斷功能，在系統(tǒng)工作期間，能定時(shí)用自診斷程序?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行快速診斷.一量檢測(cè)到故障，立即將故障以分類報(bào)警的方式顯示在CRT上或點(diǎn)亮面板上報(bào)警指示燈.自診斷功能的故障分類報(bào)警包括誤操作、伺服系統(tǒng)、設(shè)定錯(cuò)誤、各種行程開關(guān)等方面.

2 PLC初始故障診斷原理

　　PLC具有顯示和檢測(cè)故障的能力，并能根據(jù)故障顯示號(hào)確定故障類別。但有時(shí)也同時(shí)顯示幾個(gè)故障，而且?guī)讉€(gè)故障都是由某一個(gè)初始故障引起的連鎖故障，但只要排除初始引發(fā)故障，其他故障報(bào)警就會(huì)消失。因此當(dāng)PLC同時(shí)顯示幾個(gè)故障時(shí)，準(zhǔn)確地判斷并檢測(cè)出初始故障是非常重要的。初始故障診斷功能就是通過PLC程序，準(zhǔn)確判斷出初始故障報(bào)警信號(hào)，以快速、準(zhǔn)確地進(jìn)行故障診斷。圖1為PLC初始故障判斷邏輯框圖。

圖1 PLC初始故障判斷邏輯框圖

　　以3個(gè)故 障為例，其中設(shè)置了3個(gè)故障檢測(cè)位(R500.0 ,R510.0 ,R520.0) 和3個(gè)初始故障檢測(cè)位(R500.2 ,R510.2 ,R520.2 )及1個(gè)F149.1 系統(tǒng)復(fù)位信號(hào).初始狀態(tài)時(shí)，無報(bào)警出現(xiàn)，故障檢測(cè)位、初始故障檢測(cè)位、復(fù)位信號(hào)F149.1 均為“0”.在3個(gè)故障中，假設(shè)首先發(fā)生第2個(gè)故障，在程序掃描的第1個(gè)周期內(nèi)，其對(duì)應(yīng)的故障檢測(cè)位R510.0 變?yōu)椤?"R500.2 ,R520.2 ,F149.1 初始值為“0"，初始故障檢測(cè)位R510.2 變?yōu)椤?"，通過自鎖保持為“1"，直到故障被排除和系統(tǒng)復(fù)位信號(hào)發(fā)出后，LL1" 狀態(tài)才被解除.在程序掃描的第2個(gè)周期內(nèi)，由于R510.2 保持為“1"，實(shí)現(xiàn)了對(duì)R500. 1,R520. 1的封鎖，因此，即使此時(shí)另外某一個(gè)故障檢測(cè)為“1"，也不會(huì)導(dǎo)致其初始故障檢測(cè)位變?yōu)椤?"E21。

3 應(yīng)用

　　在對(duì) JCS 018數(shù)控機(jī)床進(jìn)行故障診斷時(shí)，當(dāng)遇有多個(gè)故障同時(shí)發(fā)生(如換刀報(bào)警和液壓報(bào)警同時(shí)出現(xiàn))，一般是從故障根源液壓控制部分查起，當(dāng)查明液壓控制部分無故障時(shí)才能確認(rèn)故障出在換刀過程中。因換刀的動(dòng)力由液壓驅(qū)動(dòng)來提供，在PLC控制程序中，為防止更大的意外發(fā)生，如遇換刀故障時(shí)，在報(bào)警的同時(shí)也斷開了液壓控制，因而出現(xiàn)了兩個(gè)報(bào)警信息。為遵循原機(jī)床的設(shè)計(jì)思路，而又能準(zhǔn)確地發(fā)出報(bào)警信息，給JCS018數(shù)控機(jī)床增加了初始故障的檢查功能。按照前面的程序分析，換刀和液壓故障檢測(cè)位分別為R500.0 和R510。，初始故障可從初始故障檢測(cè)位R500.2 和R510.2 讀出.當(dāng)該機(jī)床再發(fā)生類似故障時(shí)，就能很快地判斷出初始故障。

　　此外，數(shù)控系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)故障時(shí)應(yīng)及時(shí)核對(duì)系統(tǒng)參數(shù)，否則，系統(tǒng)參數(shù)的變化會(huì)直接影響到數(shù)控機(jī)床的性能，甚至使機(jī)床不能正常工作.參數(shù)通常存放在磁泡存儲(chǔ)器或由電池保持的CMOSRAM中，當(dāng)發(fā)生外界干擾或電池電壓不足，使系統(tǒng)參數(shù)丟失或發(fā)生變化而引起混亂現(xiàn)象時(shí)，通過核對(duì)，可及時(shí)修正參數(shù)。

4 結(jié)語

　　利用 數(shù) 控機(jī)床PLC初始檢測(cè)功能，在幾個(gè)故障同時(shí)顯示時(shí)，可準(zhǔn)確地判斷出初始引發(fā)的故障，給故障診斷帶來了極大的方便。