数控系统

数控系统（精选十篇）

数控系统 篇1

一拖 (洛阳) 柴油机有限公司的FANUC数控车属于立式单刀架数控车。这些设备大多已工作10年以上, 有些甚至已经工作超过20年, 对企业的发展做出了巨大贡献。然而, 随着时间的推移, 这批设备出现的故障也越来越严重, 出现故障的部位也越来越靠近核心。然而, 核心部件的采购难度越来越大, 给维修工作带来的难度也越来越大。因此, 这就需要加强对设备的认知, 熟练掌控设备的工作原理及编程控制技术。

1 存在问题

曲轴车间大连第二机床厂数控车 (CKA6780出厂编号:A040出厂日期:2002.10) 在电源启动后黑屏, 经交换CRT/MDI单元, 仍然黑屏;交换轴控板AEX I/O板电源, 屏幕仍然不亮, 确定故障为主板或者存储板损坏。该机床使用的数控系统是FANUC0-TD, 而该型号数控系统生产厂已停产, 无法采购备件。同时, 曲轴生产任务又急需该机床加工, 故需要攻关解决。

2 改造方案

调查发现, 机修站有一台汉川机床厂生产的镗铣床数控系统使用类似数控系统FANUC0-MD。观察发现, 储存板和控制板的订货号相同。于是, 尝试通过将汉川机床厂数控系统上的存储器控制板替换到数控车上, 使机床恢复正常工作。

3 改造实施

将数控系统主板和存储器控制板从电箱拆下, 使用清洗剂清洗, 烘干后重新安装试机, 故障现象依旧, 从而排除线路板灰尘大、接触不良的原因, 确定为存储器控制板损坏。在没有备件可以更换的情况下, 通过调查发现, 机修站有一台汉川机床厂生产的镗铣床数控系统使用类似数控系统——FANUC0-MD, 且该机床目前处于停用状态。于是, 尝试将汉川机床厂数控系统上的存储器控制板代换到数控车上, 如图1所示。

由于FAUNCO系统的PMC程序存储在只读存储器 (EPROM) 芯片中, 需要专用的编辑卡修改和编写程序。存储器控制板上面保存有数控系统的系统程序、机床参数、零件加工程序和用户PLC程序。这两台机床不同, PMC程序、系统参数、机床参数都不同。要将两台不同机床的存储器控制板代换, 需要交换保存有数控系统程序和PLC程序的只读存储器 (EPROM) 芯片。而保存机床参数、零件加工程序的读写存储器 (RAM) 芯片的数据内容, 将随着备份电池拆除丢失。在更换完只读存储器芯片后, 重新安装存储器板, 通电开机, 数控显示屏显示恢复正常。但是, 数控系统操作方式无法从手动切换到MDI方式, 这样就无法重新输入机床参数和零件加工程序。

经核对发现, 机床PLC程序没有更新, 造成机床操作面板无法工作, 致使数控操作方式无法切换。解决办法是机床通电时, 同时按delete+reset+can三个键进行系统总清。重新断电、上电后, PLC程序按照EPROM芯片数据进行更新, 在紧急停止状态下接通NC, 使PWE=1即为参数写入允许。在伺服参数设定画面上修改调整伺服参数。伺服参数设定画面方法:按压SYSTEM SV-PAM键, 伺服参数设定画面即显示, 否则设定参数3111#0 (SVS) =1后, 关NC电源, 再开NC电源, 即可显示伺服参数设定画面, 操作正常。重新手动输入机床参数、零件加工程序后, 机床恢复正常工作。

4 结论

当设备使用年限较长后, 比较容易出现设备核心部件的损坏。而这些核心部件市面上往往已经买不到, 给设备维修造成很大阻碍。分析和处理结果表明, 此时如果能够提前将已经达不到设备生产精度或其他不可抗因素造成的其他同期已报废设备的核心部件截流, 既能减少当前设备的维修成本, 又能额外增加当前设备的使用年限, 延缓报废, 减轻企业损失。

摘要：曲轴车间大连第二机床厂数控车黑屏, 不能正常启动。经判定, 该故障为主板或存储板损坏。然而, 该机床使用的数控系统FANUC0-TD现已停产, 无法采购备件。因此, 本文对数控系统进行改造, 从而使机床恢复正常工作。

关键词：数控车,FANUC,数控系统

参考文献

[1]张爱红.FANUC数控系统连接调试与维护[M].北京:人民邮电出版社, 2010.

[2]陈吉红, 杨克冲.数控机床实验指南--数控技术系列教材[M].武汉:华中科技大学出版社, 2003.

[3]张志军, 柳文灿.FANUC数控系统连接调试与维护[M].北京:北京理工大学出版社, 2010.

数控系统的正确使用 篇2

① 数控装置内的各个印制电路板安装是否紧固，各个插头有无松动。

② 数控装置与外界之间的连接电缆是否按随机所带说明书的规定正确而可靠地连接。

③ 交流输入电源的连接是否符合 CNC 装置规定的要求。

④ 数控装置中各种硬件的设定是否符合要求。

(2) 数控系统通电后的检查。

① 数控装置中各个风扇是否正常运转。

② 各个印制电路板或模块上的直流电源是否正常、是否在允许的波动范围之内。

③ 数控装置的各种参数(包括系统参数、PLC 参数等)，应根据随机所带的说明书一一予以确认，

④ 当数控装置与机床联机通电时，应在接通电源的同时，做好按压紧急停止按钮的准备，以备出现紧急情况时随时切断电源。如伺服电动机的速度反馈信号线接反，出现机床“飞车”现象，就需要立即切断电源，以免造成对人身和设备的危害。

⑤ 用手动以低速移动各个轴，观察机床移动方向的显示是否正确。然后让各轴碰到各个方向的超程开关，用以检查超程限位是否有效，数控装置是否在超程时发出报警。

⑥ 进行几次返回机床基准点的动作，用来检查数控机床是否有返回基准点功能，以及每次返回基准点的位置是否完全一致。

数控系统 篇3

随着国民经济快速的发展，汽车、船舶、工程机械、航空航天等行业将为我国机床行业提供巨大的需求。预计到2015年，我国数控机床所需的数控系统需求将达到40万台套以上（不包含进口机床所配套数控系统），其中中高档占比预计在60％左右，数控系统市场需求将超过92亿元。

《高档数控机床与基础制造装备》国家科技重大专项要求，到2020年，我国将实现高档数控机床主要品种立足于国内：航空航天、船舶、汽车、发电设备制造所需要的高档数控机床与基础制造装备80％实现国产化；国产中、高档数控机床用的国产数控系统市场占有率达到60％以上：高档数控系统市场占有率将从现在的1％提高到20％。

正是基于这些需求，中国机床工具工业协会副理事长、数控系统分会理事长陈吉红表示，数控系统行业“十二五”努力的方向是：抓住行业发展的重要战略机遇，以发展数控机床为主导、主机为龙头、完善配套为基础，重点突破数控系统和功能部件薄弱环节，加快高档数控机床产业化。依托科技重大专项，坚持科技进步和自主创新。加强创新人才队伍建设，提升企业核心竞争力，推动我国由机床工具生产大国向强国转变。

数控系统的三种发展模式

长期以来，我国数控系统与数控机床的发展呈现“两张皮”的现象比较突出。两者没有形成互相支持、互相促进和共同进步的局面，也没有形成开发与应用产业联盟和利益共同体的战略合作关系，这不仅制约我国数控机床产业的发展和市场竞争力，更制约了我国数控系统行业的发展。

陈吉红介绍说，目前，国际上发展数控系统产业有三种模式，每种模式各有优劣。

西门子模式：系统厂专业生产各种规格的数控系统，提供各种标准型的功能模块，为全世界的主机厂提供批量配套。这种模式的优点是：主机厂和系统厂发挥各自的优势，有利于形成专业化、规模化生产。缺点是：系统厂和主机厂主要是买卖关系，双方结合不够紧密主机厂为了保护自己的知识产权，不太愿意将这些特色技术提供给系统厂。

哈斯模式：主机厂独立开发数控系统，并与其自产的数控机床配套销售。这种模式的优点是：主机销售带动系统推广；其缺点是：主机厂独有品牌的数控系统很难被其他主机厂选用。

马扎克模式：主机厂在系统厂提供开发平台上，研发自主品牌的数控系统，并与所自产的数控机床配套销售。这一模式既避免了“西门子模式”和“哈斯模式”可能出现的缺点，又发扬了其自身的优点。这使得主机厂所需要的特殊控制要求、加工工艺和使用特色要求可方便地融入到数控系统中：主机厂用较少的投入，形成了自己的特色技术、知识产权和数控系统产品；主机厂自主品牌的数控系统的推广，还可以进一步强化主机厂的机床品牌，增加用户对主机厂的忠诚度；降低主机厂采购数控系统的成本同时带动数控系统产业的发展。

“根据多年经验分析，马扎克模式是主机厂发展数控系统产业最适合的模式，数控系统厂和机床厂以资产为纽带，建立战略合作关系，实现主机厂、系统厂、用户多方共赢。”陈吉红举例说，“十一五”期间，华中数控积极与大连机床、北一机床、武重集团、南通机床等重点机床企业建立战略合作关系，大大促进了中高档国产数控机床和数控系统发展。如华中数控与大连机床以资产为纽带，建立战略合作伙伴关系，在华中数控系统开放式平台的基础上，大连机床集成了用户工艺，开发特色功能和界面，研制了“大连数控”品牌的数控系统。这使得大连机床的整机性价比得到提高，用户得到了实惠，也改变了大连机床以往中、高档机床全部配置国外系统的状况。

为与主机全面配套奠定基础

“十一五”期间，国家启动实施《高档数控及基础制造装备》国家科技重大专项，国产数控系统技术水平和可靠性都取得了显著提升。陈吉红说，数控系统的研制与开发在关键技术方面取得了明显突破，已在国产机床上得到应用，为与主机全面配套奠定了基础。

例如，“十一五”期间，华中数控研制的五轴联动高档数控系统填补国内空白，打破国外封锁，300台五轴系统在军工等重点行业使用。基于“高档数控装置”、“国产CPU”、“全数字驱动及电机”三个重大专项课题研制而成的华中HNC-8型总线式高档数控系统，采用开放式软硬件体系结构及总线技术。目前，华中8型数控系统已与10类44台重大专项高档数控机床配套应用，主要技术指标已与国外高档数控系统相当。

广州数控研制的全数字高档数控系统具有高速程序预处理、多通道多轴联动控制、多通道及复合加工控制、等功能，系统基于工业以太网，具有自主知识产权的高速实时串行总线协议GSK—Link，支持EtherCAT，NCUC-Bus、GSK—Link三种协议的高速实时串行总线。

沈阳高精数控研制的高档数控系统系统，为基于多处理器，支持8通道、8轴联动、64轴控制，最小控制分辨率1纳米，具有7200段／秒、2000段前瞻的高速处理功能，可与5轴联动高速加工中心等数控机床配套应用。

大连光洋数控研制的总线数控系统，强大的多通道控制能力；优秀的五轴加工能力，支持多种五轴机床结构，支持斜面加工、定向退刀，支持3维刀具半径补偿；高速高精度控制。配合伺服驱动，可适配0.75～110KW交流同步伺服电机、交流异步主轴电机、力矩电机、直线电机；基于新一代光纤现场总线。

技术与市场差距

“十一五”期间，国产高档数控系统技术有了突破，但和国外高档数控系统相比，差距依然较大，陈吉红认为一方面是技术方面的差距。首先，产品在功能上存在差距：功能还不够完善，在实际应用中验证还不全面，在高速、高精、多通道控制、双轴同步控制等技术上不足；第二，产品的系列化不足：产品品种不齐、规格不足、成套性差、机电接口不一，影响配套。第三，产品的应用验证不够：产品生产完成后验证考核数量、时间不够，可靠性测试结果不能令人信服；第四，产业尚未起步：由以上等原因，导致产品的市场占有率偏低，用户认可度不高。

另一方面，是市场方面的差距。据工信部发布的《机床工具行业“十二五”发展规划》显示，“十一五”期间，数控系统发展滞后已成为制约行业发展的瓶颈。国产中档数控系统国内市场占有率只有35％，而高档数控系统95％以上依靠进口。

因此，为解决与国外高档数控系统的差距，需要通过在数控系统的关键共性技术、应用技术上取得突破，以此带动国产中高档数控系统的生产。陈吉红建议说，首先，以利益为纽带，整合国内的技术和人力资源，集中国家的财力支持建立国产数控系统软件、硬件和共性技术研发平台。建立技术研发管理机制，建立软件开发的质量管理体系（CMM）。

其次，加大在高档数控系统、数字交流伺服驱动自主技术研发的支持力度。组织国内数控系统企业制订下一代高档数控系统标准体系结构的规范和协议，形成中国数控系统的国家标准，从战略高度解决我国数控系统产业的发展瓶颈问题。

数控机床数控系统故障维修实例 篇4

1. 实例1

1台配置FANUC 0i-TB数控系统的数控机床开机出现607 CNV.SINGLE PHASE FAILURE报警。

分析处理:该报警含义是数控系统的PSM/PSMR输入电压在开相状态。首先检查机床三相输入电源电压, 确认不缺相, 电源用空气断路器也完好。再检查伺服电机及电源线, 确认完好, 故怀疑伺服放大器本身出现故障, 故障初步锁定在SVPM2-11i/A伺服放大器。该伺服放大器由智能电源模块、功率印刷电路板及控制印刷电路板等组成。检查测量其富士6MBP50RTA060、6MBP100RTC060及6MBP100RTA060等智能电源模块, 未见异常。检查SDA100AA80整流桥, 未见异常。在线检测控制印刷电路板的74F04、SN75115、SN75189A、74LS86A、74F32、74HC04A、74F161A、VT244A、LM46、SN75189A、LM339、MD1422N等集成电路及相关元件, 未见异常, 这样把故障进一步锁定在功率板元件上。检查其发那科A44L互感器、欧姆龙G2R-2继电器及TLP759光耦等元件, 未见异常。测量TB1接线端子与L1、L2、L3三相电源相连的18个贴片电阻阻值 (见表1) 相近, 未见异常。这些贴片电阻中每6个为一组分别与一相电源相连 (RR1—RR6相串联与L1相连由A10针去控制板;RS1—RS6相串联与L2相连由A11针去控制板;RT1—RT6相串联与L3相连由B10针去控制板) 。再进一步测量发现RR2与RR3、RR3与RR4、RS2与RS3、RT4与RT5相互之间共4处断路, 断路的印刷板基体已经变色、发黄, 把断路的印刷线重新焊接修复后故障排除。

2. 实例2

1台配置MITSUBISHI MELDAS50L数控系统的数控车床早上开机运转几分钟后, 屏幕出现伺服报警, 内容S03 SERVO ALARM:NR 0051 X。按复位键不能消除该报警, 机床不能动作。

分析处理:报警含义为X轴指令电流超过连续电流极限值的95%达0.5s以上。首先松开X轴联轴器伺服电机侧的内六方夹紧螺栓, 使夹紧毂松开, 把X轴HA100NC-S伺服电机与机械侧彻底脱开。开机后, 报警依旧, 排除机械侧故障, 故障应在伺服侧。检查其伺服电源供应模块 (POWER SUPPLY UNIT) 的直流母线间电压, 正常;伺服侧驱动模块 (SERVO DRIVE UNIT) 的输出电压, 正常;各接线端螺钉无松动无松脱现象;查电机动力线及编码器信号线无断线现象。为确认故障在伺服电机侧还是放大器侧, 把该伺服电机与同型号正常运转的完好机床互换, 互换后原完好机床重现上述报警, 而原故障机床一切正常, 则确认机床的放大器侧电源模块、驱动模块及外围电路正常, 排除放大器侧故障, 确认故障原因在伺服电机侧。用手转动电机轴, 转动灵活、无卡阻感觉, 无异常声音, 初步判断其轴承完好、无扫膛现象。拧下电机后盖的紧固螺钉, 拆下电机后盖, 发现后盖内有水, 再拧下编码器连接转接座的螺钉, 拆下编码器, 再拆下联结定子及前后端盖的4个长螺栓, 发现转子轴承完好无扫膛迹象;电机内部有积水, 腐蚀严重, 前后端盖内已长了一层白锈, 前轴承的定位挡圈也生出了深褐色锈, 对其进行烘干处理后用万用表测其线圈电阻, 用ZC25-3型摇表测绝缘电阻均正常;用智能SMD850A热风台逐级调高温度对其过热保护器吹风加热, 同时接入万用表观察其通断情况, 开关动作也正常, 把电机装配好后故障又重现。检查故障电机的编码器, 无断线及烧焦等明显故障迹象, 把它与同一加工线的完好电机编码器互换后, 完好电机运转正常, 故障电机重现报警, 因此, 排除故障电机的编码器故障。观察转子, 它的4块扇形永久磁铁完好、表面无破损、裂纹及掉屑等迹象, 再把故障电机的转子换到完好电机上, 正常, 排除该电机转子故障。经上述检查, 已把故障点锁定在定子上。经查看, 用手捏电机引出线端部与绕组线头连接处, 摸到一相引出线与绕组端部连接处有一环形沟槽, 把定子体后端绕组端部的捆扎绳割断, 剥开捆扎布等, 发现该相绕组线头焊接处已长出绿苔, 连接处的引出线焊接端部已变得很细, 处于将断未断状态, 轻轻一拨就断了。用砂纸磨光绕组线头, 进行除锈与清理, 把热缩管和黄蜡管套在引出线上, 截取一段紫铜套管, 用压线钳把绕组线头、引出线端部与紫铜管压好。把套在引出线上的热缩管移到紫铜套管处, 用热风台吹热缩管, 使其紧裹压接处, 进行防水密封;再把黄蜡管套在热缩管上, 用绝缘及防水包扎带包好, 再用细黄蜡管代替原捆扎绳把其捆扎与整形后再重新装配好, 机床报警消除。

3. 实例3

一台配置MITSUBISHI MELDAS50L数控系统的数控车床的FCUA-CT100通信终端装置显示的画面失真, 画面中的字母及数字残缺不全且整个画面不停地闪烁晃动。

分析处理:把出现故障的通信终端装置与现场同型号正常运转数控机床的通信终端装置互换后, 出现故障的通信终端在正常运转的数控机床上故障重现, 而正常运转数控机床的通信终端在出现故障的数控机床上故障消失, 因此把故障定位在其通信终端及其相关电路, 初步诊断该故障与数控机床外围电路及数控系统软件无关, 应为通信终端硬件故障。经查该通信终端, 没有电阻爆裂、电容漏液、集成电路外壳变形、印刷板局部发黑及碳化等明显异常现象。然后进行各个部分具体诊断:首先调节显示器主板上的可调旋钮 (H.HOLD钮、H.SHIFT钮、V.HOLD钮、V.LINE钮、FOCUS钮) , 无济于事。然后对其显示器故障查寻检查, 结果高压阳极帽处无漏气迹象, 锥体外层接地线良好, 管颈部分与尾部抽气封口薄弱处无断裂迹象, 管颈内电极引线无断线现象, 显像管锥体与管颈交界的小锥体部“马鞍”状线圈无烧损迹象, 锥体的环形线圈无烧损迹象, 管颈与小锥体交界处的调整件无松动迹象, 尾部与管座板的连接无接触不良迹象, 显示器的管座板、主板、控制板及电源板等无异常迹象。操作面板及按键未见异常, 操作面板后CR04插座与显示器后CRT1插座间CR04-1电缆无短路及断路异常现象, 操作面板后CRO5插座与输入/输出单元RIO1插座间R211电缆无短路及断路异常现象, 操作面板后CR02插座与控制器AUX插座间连接的R000电缆无短路及断路异常现象, 于是把故障范围缩小到RX211控制板。首先检查其插接件, 确认无接触不良等异常现象。RX211印刷电路板是多层的, 集成度高, 线路复杂, 采用各种片状结构的集成电路, 其故障诊断及维修难度较大。RX211电路板上贴装了74系列多种集成电路:74ACT08 (4组2输入与门, 正逻辑) 、74ACT32 (4组2输入或门, 正逻辑) 、74LS145BCD十进制译码器/驱动器 (驱动灯、继电器、MOS) 、74LS221双单稳态触发器、74ACT240八反相缓冲器/线驱动器/线接收器 (3态输出的8组反相缓冲器和总线驱动器) 、74ACT373八D型锁存器、74BC645八同相双向总线收发器。在现场利用PS-303型直流电源、POMONA SOIC测试夹、ICFT/VI测试电缆、SYB-118型面包板等测试了上述各个集成电路。通过加压功能测试、静态电阻测试后发现一个74BC645集成电路功能、特性异常, 诊断该74BC645集成电路损坏, 更换后故障排除。

原装进口数控系统硬件故障的诊断与维修难度大、国内数控机床用户现场一般没有先进的全功能故障诊断仪器, 但也不能因此就认为不管其出现任何硬件故障都不能自主故障诊断与维修。上述现场实例证明, 机床用户肯于钻研可以对其进口数控系统某些故障实现自主诊断与维修 (甚至达到元件级维修) 。这样, 既能减少机床故障停机时间又能节省维修费用。

摘要：介绍数控机床所配置的进口数控系统的3个典型现场硬件故障实例及其排除方法。

关键词：数控机床,数控系统,维修

参考文献

[1]龚仲华.数控机床故障诊断与维修500例[M].北京:机械工业出版社, 2004

[2]刘希金, 罗兰, 张魁林.机床数控系统故障检测与维修[M].北京:兵器工业出版社, 1995

[3]高浩国.QK1312A数控管子车丝机维修一例[J].设备管理与维修, 2006 (11)

[4]姜岩峰, 张晓波, 杨兵.集成电路测试技术基础[M].北京:化学工业出版社, 2008

华中数控系统硬件结构介绍 篇5

华 中数控系统是国内为数不多具有自主版权的高性能数控系统之一，它以通用的工业PC机(IPC)和DOS、WINDOWS操作系统为基础，采用开放式的体系 结构，使华中数控系统的可靠性和质量得到了保证。它适合多坐标(2～5)数控镗铣床和加工中心，在增加相应的软件模块后，也能适应于其它类型的数控机床(如数控磨床、数控车床等)以及特种加工机床(如激光加工机、线切割机等)。

华中数控装置的硬件基本结构，系统的硬件由工业PC机(IPC)、主轴驱动单元和交流伺服单元等几个部分组成。各组成部分介绍如下。

(1)虑线框为一台IPC的基本配置，其中ALL-IN-ONE CPU卡的配置是CPU 80386以上、内存2MB以上、cache 128kB以上、软硬驱接口、键盘接口、二串一并通信接口、DMA控制器、中断控制器和定时器;外存是包括软驱、硬驱和电子盘在内的存储器件。

(2)系统总线是一块由四层印刷电路板制成的无源母板。

(3)单点画线部分是数控系统的操作面板，其中数控键盘通过COM2口直接写标准键盘的缓冲区。

(4)双点画线的模块表示是可根据用户特殊要求而定制的功能模块。

(5)位置单元接口根据伺服单元的不同而有不同的具体实施方案;当伺服单元为数字交流伺服单元时，位置单元接口可采用标准RS232C串口;当伺服单元 为模拟式交/直流伺服单元时，位置单元接口采用位置环板;当用步进电机为驱动元件时(教学数控机床)，位置单元接口采用多功能数控接口板。

(6)光隔I/O板主要处理控制面板上以及机床测量的开关量信号。

数控系统 篇6

关键词：开放式数控系统；数控车床；上位机；下位机；现代制造业

中图分类号：TG519 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）08-0032-02

1 概述

数控车床是当今先进制造技术的主要组成部分，也是制造高精度、高质量、形状复杂的机械产品的必备设备。但是令人遗憾的是，传统数控车床系统随着现代制造业的快速发展，人机界面不灵活、功能不易扩展、兼容性差、系统封闭等问题日益凸现出来，尤其是封闭性问题大大阻碍了数控车床系统中采用先进的计算机技术，使得数控车床技术的发展受到了严重的阻碍。而在这种情况下，开放式数控系统的出现有效地解决了数控车床升级改造的问题，有效地解决了框架结构固定、控制系统专一与市场需求变化频繁之间的问题，也增强了控制系统的适应性和柔性，本文就开放式数控系统在数控车床改造中的应用进行探讨。

2 开放式数控系统的特点

开放式数控系统最大的特点就是“开放”，能够根据生产系统的要求来升级控制系统的相应软件或者硬件，同时将二者完全分开，构成网络化的制造环境，软件平台和定义接口都可以由用户自行定义，面向软件配置数控系统的结构，在开放式数控系统中不断地集成各种功能，按照加工过程的要求来提高数控车床的性能，并且还能够对控制系统的功能进行添加、删除、修改，用户还可以结合自己的实际需要来不断地增加新的控制功能。这样一来，开放式数控系统在数控车床改造中的应用，对于用户和机床制造商都是极为有利的，这也是机床控制技术的发展方向。开放式数控系统主要具有五大特点，分别是适应网络操作方式、平台无关性、模块化、可再次开发、标准化。

2.1 适应网络操作方式

开放式数控系统会考虑到工业生产领域的应用范围以及网络技术的迅速发展速率，信息交换的过程中通过通信来实现各相对独立的功能模块，以便有效地达到满足实时控制需要的要求。

2.2 平台无关性

开放式数控系统结构中能够实现各模块相互之间独立、无关联的效果，也能够有效地明确各模块接口协议，最终用户、机床厂、系统厂都能够根据自己生产的需要和市场的需要来开发出个性的模块。

2.3 模块化

开放式数控系统的构造是透明的和可移植的，采用分布式控制原则，具有模块化的特征。控制结构采用模块分级式、子系统式、系统式。

2.4 可再次开发

开放式数控系统允许用户在进行数控车床改造的过程中实现第二次开发，根据自己生产的需要和市场的需要来编辑、重构一个系统多种用途的作用。

2.5 标准化

开放式数控系统的“开放”不是毫无约束的开放，而是在一定条件下，一定约束规范的开发，因此，各类机床控制器的研发过程中应该用一个标准来进行约束。

3 开放式数控系统的应用——以T560_T开放式车床数控系统为例

T560_T开放式车床数控系统由PMAC-LITE四轴运动控制卡和工业控制计算机组成，它的软件分为上位机（PC）和下位机（PMAC）两部分。上位机主要完成系统的管理功能，如人机界面的实现、加工状态显示、仿真的实现、参数编辑、参数配置、程序文件编辑、端口状态监测和故障的诊断等工作。下位机的软件主要是实现机床的运动控制与信号的逻辑控制。PTALK部分为上位机与下位机的通信模块。servoworks提供丰富的用户开发工具——servoworks sdk，其核心部分是swapi。它提供设计数控系统所需要的各种函数，如系统初始化、速度和位置控制、系统和伺服控制参数设置、手动和自动加工方式操作、数据和状态的采集、系统自诊断、轴同步控制、PLC命令等。这些api提供对所有实时进程和资源的完全访问能力，用户可以使用它来开发自己的应用软件。运动程序命令是一组缓冲命令，存放在缓冲器中，用R命令执行，其作用是指定运动位置、运动方式和属性、程序逻辑控制、变量赋值。

作者简介：张志辉，男，广东广州人，广东技术师范学院工业中心助理实验师，研究方向：机械制造及自动化。

数控系统 篇7

关键词：CNC,插补,PCNC

1 国内外数控系统发展概况

目前, 数控技术正在发生根本性变革, 由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上, 数控系统实现了超薄型、超小型化;在智能化基础上, 综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术, 数控系统实现了高速、高精、高效控制, 加工过程中可以自动修正、调节与补尝各项参数, 实现了在线诊断和智能化故障处理;在网络化基础上, CAD/CAM与数控系统集成为一体, 机床联网, 实现了中央集中控制的群控加工。

长期以来, 我国的数控系统为传统的封闭式体系结构, CNC只能作为非智能的机床运动控制器。加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定, 加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节, 整个制造过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。在复杂环境以及多种条件下, 加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数, 无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整, 更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM中的设定量, 因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。由此可见, 传统CNC系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构, 限制了CNC向多变量智能化控制发展, 已不适应日益复杂的制造过程, 因此, 对数控技术实行变革势在必行。

2 数控技术发展趋势

2.1 性能发展方向

2.1.1 高速高精高效化

速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及高分辨绝对式检测元件的交流数字伺服系统, 同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施, 机床的高速、高精、高效化已大大提高。

2.1.2 柔性化

包含数控系统本身的柔性和群控系统的柔性。数控系统本身的柔性, 数控系统采用模块化设计, 功能覆盖面大, 可裁剪性强, 便于满足不同用户的需求;群控系统的柔性, 同一群控系统能依据不同生产流程的要求, 使物料流和信息自动进行动态调整, 从而最大限度地发挥群控系统的效能。

2.1.3 工艺复合性和多轴化

以减少工序、辅助时间这主要目的的复合加工, 正朝着多轴、多系列控制功能方向发展。数控机床的工艺复合化是指工件在一台机床上一次装夹后, 通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施, 完成多工序、多表面的复合加工。

2.1.4 实时智能化

早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境, 其作用是如何调度任务, 以确保任务在规定期限内完成。而人工智能则试图用计算模型实现人类的各种智能行为。科学技术发展到今天, 实时系统和人工智能相互结合, 人工智能正向着具有实时响应的、更现实的领域发展, 而实时系统也朝着具有智能行为的、更加复杂的应用发展, 由此产生了实时智能控制这一新的领域。在数控技术领域, 实时智能控制的研究和应用正沿着几个主要分支发展;自适应控制、模糊控制、神经网络控制、专家控制、学习控制、前馈控制等。例如在数控系统中配备编程专家系统、故障诊断自动设定和刀具自动管理及补尝等自动适应调节系统, 在高速加工时的综合运动控制中引入提前预测和预算功能、动态前馈功能, 在压力、温度、位置、速度控制等方面采用模糊控制, 使数控系统的控制性能大大提高, 从而达到最佳控制的目的。

2.2 功能发展方向

2.2.1 用户界面图形化

用户界面是数控系统与使用者之间的对话接口。由于不同用户对界面的要求不同, 因而开发用户界面的工作量极大, 用户界面成为计算机软件研制中最困难的部分之一。当前Internet、虚似现实、科学计算可视化及多媒体等技术也对用户界面提出了更高要求。图形用户界面极大地方便了非专业用户的使用, 人们可以通过窗口和菜单进行操作, 便于蓝图编程和快速编程、三维彩色图形显示、图形模似、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。

2.2.2 科学计算可视化

科学计算可视化可用于高效处理数据和解释数据, 使信息交流不再局限于用文字和语言表达, 而可以直接使用图形、图像、动画等可视信息。可视化技术与虚似环境技术相结合, 进一步拓宽了应用领域, 如无图纸设计、虚似样机技术等, 这对缩短产品设计周期、提高产品质量、降低产品成本具有重要意义。在数据控技术领域, 可视化技术可用于CAD/CAM, 如自动编程设计、参数自动设定、刀具补偿和马具管理数据的动态处理和显示及加工过程的可视化仿真演示等。

2.2.3 插补和补偿方式多样化

多种插补方式如直线插补、圆弧插补、圆柱插补、空间椭圆曲面插补、螺纹插补、极坐标插补、2D+2螺旋插补NANO插补、NURBS插补 (非均匀有理B样条插补) 、佯条插补 (A、B、C样条) 、多项式插补等。多种补偿功能如何间隙补偿、垂直度补偿、象限误差补偿、螺旋和测量系统误差补偿、与速度相关的前馈补偿、温度补偿、带平滑接近和退出以及相反点计算的刀具半径补偿等。

2.2.4 内装高性能PLC

数控系统内装高性能PIC控制模块, 可直接用梯形图或高级语言编程, 具有直观的在线调试和在线帮助功能。编程工具中包含用于车床铣床的标准PLC用户程序实例, 用户可在标准PLC用户程序基础上进行编辑修改, 从而方便地建立自己的应用程序。

2.2.5 多媒体技术应用

多媒体技术集计算机、声像和通信技术于一体, 使计算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力。在数控技术领域, 应用多媒体技术可以做到信息处理综合化、智能化, 在实时监控系统和生产现场设备的故障诊断、生产过程参数监测等方面有着重大的应用价值。

2.3 体系结构的发展

2.3.1 集成化

采用高度集成化CPU、RISC芯片和大规模可编程集成电路FPGA、EPLD、CPLD以及专用集成电路ASIC芯片, 可提高数控系统的集成度和软硬件运行速度。应用FPD平板显示技术, 可提高显示器性能。平板显示器具有科技含量高、重量轻、体积小、功耗低、便于携带等优点, 可实现超大尺寸显示, 成为和CRT抗衡的新兴显示技术, 是21世纪显示技术的主流。应用先进封装和互连技术, 将半导体和表面安装技术融为一体。通过提高集成密度、减少互连长度和数量来降低产品价格, 减少组件尺寸, 提高系统的可靠性。

2.3.2 模块化

硬件模块化易于实现数控系统的集成化和标准化。根据不同的功能需求, 将基本模块, 如CPU、存储器、位置伺服、PLC、输入输出接口、通讯等模块, 做成标准的系列化产品, 通过积木方式进行功能裁剪和模块数量的增减, 构成不同档次的数控系统。

2.3.3 网络化

机床联网可进行远程控制和无人化操作。通过机床联网, 可在任何一台机床上对其它机床进行编程、设定、操作、运行, 不同机床的画面可同时显示在每一台机床的屏幕上。

2.3.4 通用型开放式闭环控制模式

采用通用计算机组成总线式、模块化、开放式、嵌入式体系结构, 便于裁剪、扩展和升级, 可组成不同档次、不同类型, 不同集成程度的数控系统, 闭环控制模式是针对传统的数控系统仅有的专用型单机封闭式开环控制模式提出的。

2.3.5 智能化新一代PCNC数控系统

当前开发研究适应于复杂制造过程的、具有闭环控制体系结构的、智能化新一代PCNC数控系统已成为可能。

智能化新一化PCNC数控系统计算机智能技术、网络技术、CAD/CAM、伺服控制、自适应控制、动态数据管理及动态刀具补偿、动态仿真等高新技术融于一体, 形成严密的制造过程闭环控制体系。

参考文献

[1]周德俭.使用PC的开放式计算机数控系统——CNC的发展方向.

数控系统 篇8

数控机床的数控系统是数控机床的核心, 由于数控系统的复杂性使其故障具有复杂性和特殊性, 引起数控系统故障的因素又很多, 不能只看故障的表像, 要透过现象去检查引起故障的综合因素, 找到引起故障的根源, 采取合理的方法给予排除。

1 数控系统的常见故障分析

根据数控系统的构成、工作原理和特点[1], 结合在维修中的经验, 将常见的故障部位及故障现象分析如下。

1.1 位置环

这是数控系统发出控制指令, 并与位置检测系统的反馈值相比较, 进一步完成控制任务的关键环节。它具有很高的工作频度, 并与外设相联接, 所以容易发生故障。

常见的故障及引起故障的原因: (1) 位控环报警的起因可能是测量回路开路, 测量系统损坏或位控单元内部损坏。 (2) 不发指令就运动, 可能是漂移过高, 正反馈、位控单元故障。测量元件损坏。 (3) 测量元件故障, 一般表现为无反馈值;机床回不了基准点;高速时漏脉冲产生报警可能的原因是光栅或读头脏了;光栅坏了。

1.2 伺服驱动系统

伺服驱动系统与电源电网、机械系统等相关联, 而且在工作中一直处于频繁的启动和运行状态, 因而这也是故障较多的部分。

其主要故障原因: (1) 系统损坏。一般由于网络电压波动太大, 或电压冲击造成。我国大部分地区电网质量不好, 会给机床带来电压超限, 尤其是瞬间超限, 如无专门的电压监控仪, 则很难测到, 在查找故障原因时, 要加以注意, 还有一些是由于特殊原因造成的损坏。 (2) 无控制指令, 而电机高速运转。这种故障的原因是速度环开环或正反馈。 (3) 加工时工件表面达不到要求, 走圆弧插补轴换向时出现凸台, 或电机低速爬行或振动, 这类故障一般是由于伺服系统调整不当, 各轴增益系统不相等或与电机匹配不合适引起, 解决办法是进行最佳化调节。 (4) 保险烧断, 或电机过热, 以至烧坏, 这类故障一般是机械负载过大或卡死。

1.3 电源部分

电源是维持系统正常工作的能源支持部分, 它失效或故障的直接结果是造成系统的停机或毁坏整个系统。由于电源波动较大, 质量差, 还隐藏有如高频脉冲这一类的干扰, 加上人为的因素 (如突然拉闸断电等) 。这些原因可造成电源故障监控或损坏。另外, 数控系统部分运行数据, 设定数据以及加工程序等一般存贮在RAM存贮器内, 系统断电后, 靠电源的后备蓄电池或锂电池来保持。因而, 停机时间比较长, 拔插电源或存贮器都可能造成数据丢失, 使系统不能运行。

1.4 可编程序控制器逻辑接口

数控系统的逻辑控制, 如刀库管理、液压启动等, 主要由PLC来实现, 要完成这些控制就必须采集各控制点的状态信息, 如断电器、伺服阀、指示灯等。因而它与外界种类繁多的各种信号源和执行元件相连接, 变化频繁, 所以发生故障的可能性就比较多, 而且故障类型亦千变万化。

1.5 其他

由于环境条件, 如干扰, 温度, 湿度超过允许范围, 操作不当, 参数设定不当, 亦可能造成停机或故障。在操作者使用设备时, 不按操作规程拔插线路板, 或无静电防护措施等, 都可能造成停机故障甚至毁坏系统。

2 故障排除方法

2.1 初始化复位法

一般情况下, 由于瞬时故障引起的系统报警, 可用硬件复位或开关系统电源依次来清除故障, 若系统工作存贮区由于掉电, 拔插线路板或电池欠压造成混乱, 则必须对系统进行初始化清除, 清除前应注意作好数据拷贝记录, 若初始化后故障仍无法排除, 则进行硬件诊断。

2.2 自诊断法

数控机床的数控系统都具备较强的自诊断功能, 并能随时监视数控系统的硬件和软件的工作状态。利用自诊断功能, 能显示出系统与主机之间的接口信息的状态, 从而判断出故障发生在机械部分还是数控部分, 并显示出故障的大体部位 (故障代码) 。

1) 硬件报警指示:是指包括数控系统、伺服系统在内的各电气装置上的各种状态和故障指示灯, 结合指示灯状态和相应的功能说明便可获知指示内容及故障原因与排除方法。

2) 软件报警指示:系统软件、PLC程序与加工程序中的故障通常都设有报警显示, 依据显示的报警号对照相应的诊断说明手册便可获知可能的故障原因及排除方法[2]。

2.3 参数更改[3]

系统参数是确定系统功能的依据, 参数设定错误就可能造成系统的故障或某功能无效。有时由于用户程序错误亦可造成故障停机, 对此可以采用系统的块搜索功能进行检查, 改正所有错误, 以确保其正常运行。

2.4 备件替换法

用好的备件替换诊断出坏的线路板, 并做相应的初始化启动, 使机床迅速投入正常运转, 然后将坏板修理或返修, 这是目前最常用的排故办法。

对于数控设备的维修, 越来越多的情况采用这种方法进行诊断, 然后用备件替换损坏模块, 使系统正常工作。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、跨接是否相同, 若不一致则不能更换。拆线时应做好标志和记录。

一般不要轻易更换CPU板、存储器板及电地, 否则有可能造成程序和机床参数的丢失, 使故障扩大。

2.5 交叉换位法

当发现故障板或者个能确定是否是故障板而又没有备件的情况下, 可以将系统中相同或相兼容的两个板互换检查, 例如两个坐标的指令板或伺服板的交换, 从中判断故障板或故障部位。这种交叉换位法应特别注意, 不仅要硬件接线的正确交换, 还要将一系列相应的参数交换, 否则不仅达不到目的, 反而会产生新的故障造成思维混乱, 一定要事先考虑周全, 设计好软、硬件交换方案, 准确无误再行交换检查。

2.6 改善电源质量法

目前一般采用稳压电源, 来改善电源波动。对于高频干扰可以采用电容滤波法, 通过这些预防性措施来减少电源板的故障。

3 结语

数控系统种类繁多, 故障千变万化, 维修方法也不尽相同, 这里只是把一些基本方法与思路写出来, 希望能在维修中对故障的分析起到抛砖引玉的作用。

参考文献

[1]邓三鹏.数控机床故障诊断与维修[M].北京:机械工业出版社, 2009.

[2]李攀峰.数控机床维修工必备手册[M].北京:机械工业出版社, 2011.

数控系统 篇9

关键词：计算机技术,数控技术,制造技术

数控技术是一门集计算机技术、现代制造技术、信息技术、微电子技术和自动化控制技术为一体的综合技术, 是近年来工业发展领域应用最为广泛的高新技术。智能技术随着现代化科学技术的不断发展, 逐步朝着高精度、高速度和复杂零件施工设计发展, 是现代化机床装备的灵魂和核心, 也是目前机械制造领域的发展目标, 具有着广阔的应用前景。

1 国内外数控系统发展概况

目前, 数控技术正在发生根本性变革, 由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上, 数控系统实现了超薄型、超小型化;在智能化基础上, 综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术, 数控系统实现了高速、高精、高效控制, 加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数, 实现了在线诊断和智能化故障处理;在网络化基础上, CAD/CAM与数控系统集成为一体, 机床联网, 实现了中央集中控制的群控加工。随着计算机技术的高速发展, 传统的制造业开始了根本性变革, 各工业发达国家投入巨资, 对现代制造技术进行研究开发, 提出了全新的制造模式。在现代制造系统中, 数控技术是关键技术, 它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体, 具有高精度、高效率、柔性自动化等特点, 对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。

长期以来, 我国的数控系统为传统的封闭式体系结构, CNC只能作为非智能的机床运动控制器。加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定, 加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节, 整个制造过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。在复杂环境以及多变条件下, 加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数, 无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整, 更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM中的设定量, 因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。由此可见, 传统CNC系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构, 限制了CNC向多变量智能化控制发展, 已不适应日益复杂的制造过程, 因此, 对数控技术实行变革势在必行。

2 数控技术发展趋势

2.1 性能发展方向

2.1.1 高速度、高精度和高效化发展。

速度、精度和效率是目前机械制造业领域中的主要发展方向, 是机械制造技术中不容忽视的关键。在近年来, 随着微机技术和信息技术应用的逐步广泛, 在目前的机械工作中对其中存在的各方面都进行全面的提高和处理, 并采用合理的科学技术成果来完善和改进机床的动态和工作模式。这就为机床工作效率和速度的提高奠定了基础, 也为机床实现高精度、高效化工作提供了保障。

2.1.2 柔性化。

质量和效率作为目前制造业中的主要主体, 在应用的过程中对高新技术的要求也逐步提高。柔性化发展在机床的制造和应用领域中有着不容忽视的重要意义, 它主要包含两方面:数控系统本身的柔性, 数控系统采用模块化设计, 功能覆盖面大, 可裁剪性强, 便于满足不同用户的需求;群控系统的柔性, 同一群控系统能依据不同生产流程的要求, 使物料流和信息流自动进行动态调整, 从而最大限度地发挥群控系统的效能。

2.1.3 智能化、开放化。21世纪的数控装备将是具有一定智能

化的系统, 智能化的内容包括在数控系统中的各个方面:为追求加工效率和加工质量方面的智能化, 如加工过程的自适应控制, 工艺参数自动生成;为提高驱动性能及使用连接方便的智能化, 如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负自动选定模型、自整定等;简化编程、简化操作方面的智能化, 如智能化的自动编程、智能化的人机界面等;还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。

2.2 功能发展方向

2.2.1 用户界面图形化。

用户界面是数控系统与使用者之间的对话接口。由于不同用户对界面的要求不同, 因而开发用户界面的工作量极大, 用户界面成为计算机软件研制中最困难的部分之一。图形用户界面极大地方便了非专业用户的使用, 人们可以通过窗口和菜单进行操作, 便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。

2.2.2 科学计算可视化。

科学计算可视化可用于高效处理数据和解释数据, 使信息交流不再局限于用文字和语言表达, 而可以直接使用图形、图像、动画等可视信息。可视化技术与虚拟环境技术相结合, 进一步拓宽了应用领域, 如无图纸设计、虚拟样机技术等, 这对缩短产品设计周期、提高产品质量、降低产品成本具有重要意义。

2.3 体系结构的发展。

2.3.1 集成化。

采用高度集成化CPU、RISC芯片和大规模可编程集成电路FPGA、EPLD、CPLD以及专用集成电路ASIC芯片, 可提高数控系统的集成度和软硬件运行速度。应用FPD平板显示技术, 可提高显示器性能。平板显示器具有科技含量高、重量轻、体积小、功耗低、便于携带等优点, 可实现超大尺寸显示, 成为和CRT抗衡的新兴显示技术, 是21世纪显示技术的主流。应用先进封装和互连技术, 将半导体和表面安装技术融为一体。通过提高集成电路密度、减少互连长度和数量来降低产品价格, 改进性能, 减小组件尺寸, 提高系统的可靠性。

2.3.2 模块化。

硬件模块化易于实现数控系统的集成化和标准化。根据不同的功能需求, 将基本模块, 如CPU、存储器、位置伺服、PLC、输入输出接口、通讯等模块, 作成标准的系列化产品, 通过积木方式进行功能裁剪和模块数量的增减, 构成不同档次的数控系统。

3 智能化新一代PCNC数控系统

当前开发研究适应于复杂制造过程的、具有闭环控制体系结构的、智能化新一代PCNC数控系统已成为可能。智能化新一代PCNC数控系统将计算机智能技术、网络技术、CAD/CAM、伺服控制、自适应控制、动态数据管理及动态刀具补偿、动态仿真等高新技术融于一体, 形成严密的制造过程闭环控制体系。

结束语

浅谈数控系统维修技术 篇10

下面我们从现代数控系统的基本构成入手,探讨数控系统的诊断与维修

1 数控系统的构成与特点

目前世界上的数控系统种类繁多,形式各异,组成结构上都有各自的特点。这些结构特点来源于系统初始设计的基本要求和工程设计的思路。然而无论哪种系统,它们的基本原理和构成是十分相似的。一般整个数控系统由三大部分组成,即控制系统,伺服系统和位置测量系统。控制系统按加工工件程序进行插补运算,发出控制指令到伺服驱动系统;伺服驱动系统将控制指令放大,由伺服电机驱动机械按要求运动;测量系统检测机械的运动位置或速度,并反馈到控制系统,来修正控制指令。这三部分有机结合,组成完整的闭环控制的数控系统。

控制系统主要由总线、CPU、电源、存贮器、操作面板和显示屏、位控单元、可编程序控制器逻辑控制单元以及数据输入/输出接口等组成。最新一代的数控系统还包括一个通讯单元,它可完成CNC、PLC的内部数据通讯和外部高次网络的连接。伺服驱动系统主要包括伺服驱动装置和电机。位置测量系统主要是采用长光栅或圆光栅的增量式位移编码器。

数控系统的主要特点是:可靠性要求高:因为一旦数控系统发生故障,即造成巨大经济损失;有较高的环境适应能力,因为数控系统一般为工业控制机,其工作环境为车间环境,要求它具有在震动,高温,潮湿以及各种工业干扰源的环境条件下工作的能力;接口电路复杂,数控系统要与各种数控设备及外部设备相配套,要随时处理生产过程中的各种情况,适应设备的各种工艺要求,因而接口电路复杂,而且工作频繁。

2 数控系统维修工作的基本条件

2.1 维修工作人员的基本条件

(1)有高度的责任心与良好的职业道德;

(2)专业知识面广,掌握计算机技术、模拟与数字电路基础、自动控制与电机拖动、检测技术及机械加工工艺方面的基础知识;

(3)经过良好的技术培训,掌握有关数控、驱动及PLC的工作原理,懂得CNC编程和编程语言;

(4)熟悉数控机床结构,有较强的动手能力和实验技能;

(5)掌握各种常用(尤其是现场)的测试仪器、仪表和各种工具。

(6)有一定的专业英语阅读能力。

2.2 在维修手段方面应具备的条件

(1)准备好常用备品、配件;

(2)随时可以得到微电子元器件的实际支援或供应;

(3)必要的维修工具、仪器、仪表、接线、微机。最好有小型编程系统或编程器,用以支援设备调试;

(4)完整资料、手册、线路图、维修说明书(包括CNC操作说明书)以及接口、调整与诊断、驱动说明书,PLC说明书(包括PLC用户程序单),元器件表格等。

2.3 维修前的准备

接到用户的直接要求后,应尽可能直接与用户联系,以便尽快地获取现场信息、现场情况及故障信息。如数控机床的进给与主轴驱动型号、报警指示或故障现象、用户现场有无备件等。据此预先分析可能出现的故障原因与部位,而后在出发到现场之前,准备好有关的技术资料与维修服务工具、仪器备件等,做到有备而去。

3 数控系统的故障诊断方法

(1)目测:目测故障板,仔细检查有无保险丝烧断,元器件烧焦,烟熏,开裂现象,有无异物断路现象。以此可判断板内有无过流,过压,短路等问题。

(2)手摸:用手摸并轻摇元器件,尤其是阻容,半导体器件有无松动之感,以此可检查出一些断脚,虚焊等问题。

(3)通电:首先用万用表检查各种电源之间有无断路,如无即可接入相应的电源,目测有无冒烟,打火等现象,手摸元器件有无异常发热。

(4)仪器测量法:采用常规电工检测仪器,工具,按系统电路图及机床电路图对故障部分的电压,电源,脉冲信号等进行实测判断故障所在。

(5)用可编程控制器进行PLC中断状态分析:可编程序控制器发生故障时,其中断原因以中断堆栈的方式记忆。使用编程器可以在系统停止状态下,调出中断堆栈和块堆栈,按其所指示的原因,查明故障所在。在可编程序控制器的维修中这是最常用有效和快速的办法。

(6)接口信号检查:通过用可编程序控制器检查机床控制系统的接口信号,并与接口手册的正确信号相对比,亦可查出相应的故障点。

(7)诊断备件替换法: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,用诊断备件将其替换,这样可迅速判断出有故障的模块。

(8)利用系统的自诊断功能判断:现代数控系统尤其是全功能数控具有很强的自诊断能力,通过实施时监控系统各部分的工作,及时判断故障,给出报警信息,并做出相应的动作,避免事故发生。

4 维修中应注意的事项

(1)从整机上取出某块线路板时,应注意记录其相对应的位置,连接的电缆号,对于固定安装的线路板,还应按前后取下相应的压接部件及螺钉作记录。拆卸下的压件及螺钉应放在专门的盒内,以免丢失,装配后,盒内的东西应全部用上,否则装配不完整。

(2)电烙铁应放在顺手的前方,远离维修线路板。烙铁头应作适当的修整,以适应集成电路的焊接,并避免焊接时碰伤别的元器件。

(3)测量线路间的阻值时,应断电源,测阻值时应红黑表笔互换测量两次,以阻值大的为参考值。

(4)线路板上大多刷有阻焊膜,因此测量时应找到相应的焊点作为测试点,不要铲除焊膜,有的板子全部刷有绝缘层,则只有在焊点处用刀片刮开绝缘层。

(5)不应随意切断印刷线路。有的维修人员具有一定的家电维修经验,习惯断线检查,但数控设备上的线路板大多是双面金属孔板或多层孔化板,印刷线路细而密,一旦切断不易焊接,且切线时易切断相邻的线,再则有的点,在切断某一根线时,并不能使其和线路脱离,需要同时切断几根线才行。

(6)不应随意拆换元器件。有的维修人员在没有确定故障元件的情况下只是凭感觉那一个元件坏了,就立即拆换,这样误判率较高,拆下的元件人为损坏率也较高。

(7)拆卸元件时应使用吸锡器及吸锡绳,切忌硬取。同一焊盘不应长时间加热及重复拆卸,以免损坏焊盘。

(8)更换新的器件,其引脚应作适当的处理,焊接中不应使用酸性焊油。

(9)记录线路上的开关,跳线位置,不应随意改变。进行两极以上的对照检查时,或互换元器件时注意标记各板上的元件,以免错乱,致使好板亦不能工作。

(10)查清线路板的电源配置及种类,根据检查的需要,可分别供电或全部供电。应注意高压,有的线路板直接接入高压,或板内有高压发生器,需适当绝缘,操作时应特别注意。