診斷數(shù)控機(jī)床疑難故障的幾種特殊方法及實(shí)例應(yīng)用

　　診斷數(shù)控機(jī)床疑難故障的幾種特殊方法及實(shí)例應(yīng)用

1．采用電阻比對(duì)法診斷電源負(fù)載短路故障 
    故障實(shí)例：FANUC一BESK伺服驅(qū)動(dòng)板十15V負(fù)載軟擊穿燒保險(xiǎn)絲。
    我們維修時(shí)，通過初步檢查判定故障原因是負(fù)載局部短路，并且用數(shù)字表測(cè)得十15V對(duì)“地”電阻，正常板為1．3KΩ 故障板為300Ω。因?yàn)橥�電好燒保險(xiǎn)絲，根本無法通電檢查，所以只能做電阻測(cè)量或拆元件檢查。
    但是，由于該伺服板的十15V電源與其負(fù)載（24只集成元件）的印刷電路成放射型結(jié)構(gòu)，所以，電阻測(cè)量時(shí)無法做電路切割分離，并且由于元件多且為直接焊裝，也不可能逐一拆卸檢查。維修的實(shí)際操作十分困難，即使故障解決了，也往往弄得電路板傷痕累累。處理這種既不能做電路切割分離或元件拆卸也無法通電檢查的故障，我們采用電阻比對(duì)法檢查很方便。診斷檢查時(shí)，不切割電路也不焊脫元件，而是直接測(cè)量十15V端與各集成元件的有關(guān)管腳問的電阻值，同時(shí)將故障板與正常板做對(duì)應(yīng)值比較，即可查出故障。處理以上故障時(shí)，考慮到元件管腳多，所以首先分析厚膜塊內(nèi)部電路（圖中已標(biāo)出）和集成塊管腳功能圖，然后從中篩選出若干主要的測(cè)試點(diǎn)，做電阻測(cè)量。當(dāng)測(cè)量到Q7時(shí)，發(fā)現(xiàn)其3腳（ ＋ 15V）對(duì)14腳（輸出）電阻為150Ω（正常為6KΩ ，懷疑Q7（LM339）有問題，更換Q7后，伺服板恢復(fù)正常，說明Q7管腳間阻值異常系內(nèi)部軟擊穿，從而引起電源短路。
    2. 快速過程的分步模擬法
    有些控制過程，如步進(jìn)電機(jī)的自動(dòng)升降速過程，直流調(diào)速器的停車制動(dòng)過程，只有零點(diǎn)幾秒的瞬間時(shí)間。查尋這種快速過程的電路故障，顯然無法采用一般儀表進(jìn)行故障跟蹤檢測(cè)，所以故障診斷比較困難。下面通過故障實(shí)例一5V型直流可控硅主驅(qū)動(dòng)停車時(shí)間太長(zhǎng)的故障，介紹我們采用的特殊方法一分步模擬法。
    經(jīng)過對(duì)故障板的初步檢查，判斷故障原因在V5主驅(qū)動(dòng)器制動(dòng)電路。該制動(dòng)控制邏輯復(fù)雜，涉及電路多，診斷故障決非舉手之勞，而且由于制動(dòng)過程短，無法測(cè)量，所以我們采用分步模擬法進(jìn)行診斷檢查。由電路原理得知制動(dòng)過程如下：（1）本橋逆變，釋放能量；（2）自動(dòng)換橋，再生制動(dòng)；（3）再次換橋，電路復(fù)原。
    為了分步測(cè)量的需要，以速度指令、速度反饋和電流反饋為設(shè)定量，將以上過程細(xì)分為八個(gè)步驟（列成一張表），然后逐步改變相應(yīng)設(shè)定量，檢測(cè)有關(guān)電路信號(hào)，對(duì)照電路邏輯，查出故障。我們做分步測(cè)試進(jìn)行到第二步（即速度指令由1變0）時(shí)，發(fā)現(xiàn)“a后移”和“積分停止”均為高電平，按電路邏輯，應(yīng)為低電平，據(jù)此查對(duì)電路，很快找出A2板中與非門Dl06（型號(hào)：FZHI01）有問題，更換后，故障排除。
    3．CT4一OS3型查頻器的一例特殊故障
    CT4一os3型變頻器常用于YBM90和MK5oo加工中心的刀庫驅(qū)動(dòng)。在維修中，我們多次碰到該變頻器時(shí)好時(shí)壞的缺相故障，并且測(cè)得缺相電壓只有60至2ooV（正常為400v)。由于這是一種時(shí)好時(shí)壞的軟故障，診斷查尋困難。
    但是，我們發(fā)現(xiàn)該變頻器這種故障的多數(shù)原因是脈沖隔離級(jí)問題——振蕩不穩(wěn)定。這種故障現(xiàn)象，用示波器檢查，很難發(fā)現(xiàn)“波形丟失”，但一般都有三組脈沖幅值不相等，甚至差異軟大的現(xiàn)象。其實(shí)，仔細(xì)分析一下隔離級(jí)電路的特點(diǎn)就能看出問題，這是一個(gè)比較特殊的間歇振蕩器，僅用二只三級(jí)管，分別做振蕩管和振蕩器電源開關(guān)。由于采用單管振蕩，而且振蕩電路串入限流電阻和二只三極管，加上變壓器輸出負(fù)載，所以振蕩電路損耗大，增益低，容易造成電路偶發(fā)性停振和脈沖幅值不足的毛病，即產(chǎn)生時(shí)好時(shí)壞的電機(jī)缺相故障。從以上分析可以看出，這種電路對(duì)脈沖變壓器Q值和三極管β值要求嚴(yán)格，用戶維修時(shí)，可以采用如下措施得到彌補(bǔ)：（1）選用高β（120至180）振蕩管；（2）適當(dāng)減少限流電阻阻值，即在51Ω電阻上并接100一270Ω。
    4．診斷多種故障綜合癥
    下面通過CVT035型晶體管直流驅(qū)動(dòng)器的典型實(shí)例，說明多種故障綜合癥的診斷方法。該故障伺服板，經(jīng)初步檢查看出，電路板外觀很臟，輸出級(jí)燒損嚴(yán)重，可見用戶的維護(hù)保養(yǎng)比較欠缺，處理這種故障，應(yīng)該首先清除臟物，修復(fù)輸出級(jí)，切忌貿(mào)然通電，否則可能引發(fā)短路，擴(kuò)大故障面。例如鐵粉灰塵的導(dǎo)電短路，輸出級(jí)開關(guān)管擊穿對(duì)前級(jí)和電源的短路等等。經(jīng)上述處理后，通電檢查又發(fā)現(xiàn)如下故障：（1）“欠壓”紅燈有時(shí)閃亮（“READY”綠燈閃滅）；（2）電機(jī)不轉(zhuǎn)；（3）開關(guān)電源（±15V）變壓器Tl和電源開關(guān)管V69異常發(fā)燙。
    這是一例典型的綜合癥，而且故障之間可能存在某種因果關(guān)系，所以處理故障需要順序進(jìn)行，否則可能事倍功半，甚至引發(fā)故障面擴(kuò)大。我們通過分析，做出如下維修排序：開關(guān)電源一＞“欠壓”燈——＞電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。首先檢查電源板，通過測(cè)量主回路150V直流電壓和斷開±15V負(fù)載的檢查后，得知故障在開關(guān)電源板內(nèi)部，在檢查電源板中發(fā)現(xiàn)10V穩(wěn)壓管V32的電壓只有9．5V，由此檢查下去，找到故障原因：V32的限流電阻Rl85阻值變大。更換Rl85后，±15V電源板和“欠壓”燈等均恢復(fù)正常，但電機(jī)仍不轉(zhuǎn)。可見，以上燈閃和元件發(fā)燙均由Rl85變值引起，電機(jī)不轉(zhuǎn)則另有原因。按通常的檢查方法，可以逐級(jí)檢測(cè)，但由于經(jīng)驗(yàn)的緣故，我們只做簡(jiǎn)單的變換轉(zhuǎn)向試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)反向運(yùn)轉(zhuǎn)正常，所以很快查出故障原因：換向電路的集成塊N5（TL084）失效，更換N5后，一切正常。
    5．PC接口法
    由于數(shù)控機(jī)床各單元（除驅(qū)動(dòng)器外）與數(shù)控系統(tǒng)之間都是通過PC接口（1／O）實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞和控制，因此，許多故障都會(huì)通過PC接口信號(hào)反映出來，我們可以通過查閱PC機(jī)床側(cè)的1／O信號(hào)診斷各種復(fù)雜的機(jī)床故障或判別故障在數(shù)控系統(tǒng)還是在機(jī)床電氣。其方法很簡(jiǎn)單，即要求熟悉全部PC（機(jī)床側(cè)）接口信號(hào)的現(xiàn)行狀態(tài)和正常狀態(tài)（或制成一張表格），診斷時(shí)，通過對(duì)全部PC（機(jī)床側(cè)）接口信號(hào)的現(xiàn)行狀態(tài)和正常狀態(tài)逐一查看比對(duì)，找出有故障的接口信號(hào)，然后根據(jù)信號(hào)的外部邏輯關(guān)系，查出故障原因。當(dāng)你熟悉了PC接口信號(hào)后，應(yīng)用這種PC接口比對(duì)法，非常簡(jiǎn)便快快捷，而且避免了分板復(fù)雜的梯形圖程序。
    6．西門子3GG系統(tǒng)數(shù)據(jù)異常的恢復(fù)
    瑞士STUDER s45一6磨床配備西門子3GG系統(tǒng)，為雙NC雙PLC結(jié)構(gòu)，該系統(tǒng)具有很強(qiáng)的自診斷功能，發(fā)生故障時(shí)，可以借助屏幕提示，快速診斷修復(fù)故障。但是如果發(fā)生系統(tǒng)無法啟動(dòng)，并且PLC處于停止?fàn)顟B(tài)，屏幕不亮，那么系統(tǒng)的自診斷功能將無法發(fā)揮作用，導(dǎo)致診斷困難。發(fā)生這種故障的原因比較多，如果電池電壓低于2．7V，必須更換電池；如果NC或PLC硬件損壞，需要更換電路板；如果機(jī)床的24V電源低于21V，需要檢查電源電路和負(fù)載。
    但是我們碰到更多的故障原因并不是硬件故障，而是機(jī)床數(shù)據(jù)異常這類軟故障。其原因比較復(fù)雜，如電網(wǎng)干擾、電磁波干擾、電池失效、操作失誤等均有可能造成機(jī)床數(shù)據(jù)的丟失或混亂，以致系統(tǒng)無法啟動(dòng)。
    象這類軟故障我們可以采用全清恢復(fù)法使系統(tǒng)恢復(fù)運(yùn)行。3GG系統(tǒng)的全清步驟如下：
    （1） 機(jī)床數(shù)據(jù)、用戶程序、設(shè)定數(shù)據(jù)和背景存貯器的清除；
    （2） 3GG系統(tǒng)的初始化；
    （3） PLC清零；
    （4） 恢復(fù)被清除的全部數(shù)據(jù)、程序。一般需要設(shè)定波特率，調(diào)出128KB內(nèi)存，然后，通過磁盤等媒體輸入數(shù)據(jù)、程序。
    （5） 試驗(yàn)并檢查伺服系統(tǒng)的全部KV系數(shù)。
    （6） 完成這些步驟后，系統(tǒng)恢復(fù)正常。