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数控机床疑难故障的特殊诊断方法

1．采用电阻比对法诊断负载短路故障
故障实例：fanuc一besk伺服驱动板十15v负载软击穿烧保险丝 。
我们维修时，通过初步检查判定故障原因是负载局部短路，并且用数字表测得十15v对“地”电阻，正常板为1．3kω 故障板为300ω 。因为通电好烧保险丝，根本无法通电检查，所以只能做电阻测量或拆元件检查 。
但是，由于该伺服板的十15v电源与其负载（24只集成元件）的印刷电路成放射型结构，所以，电阻测量时无法做电路切割分离，并且由于元件多且为直接焊装，也不可能逐一拆卸检查 。维修的实际操作十分困难，即使故障解决了，也往往弄得电路板伤痕累累 。处理这种既不能做电路切割分离或元件拆卸也无法通电检查的故障，我们采用电阻比对法检查很方便 。诊断检查时，不切割电路也不焊脱元件，而是直接测量十15v端与各集成元件的有关管脚问的电阻值，同时将故障板与正常板做对应值比较，即可查出故障 。处理以上故障时，考虑到元件管脚多，所以首先分析厚膜块内部电路（图中已标出）和集成块管脚功能图，然后从中筛选出若干主要的测试点，做电阻测量 。当测量到q7时，发现其3脚（ ＋ 15v）对14脚（输出）电阻为150ω（正常为6kω，怀疑q7（lm339）有问题，更换q7后，伺服板恢复正常，说明q7管脚间阻值异常系内部软击穿，从而引起电源短路 。
2. 快速过程的分步模拟法
有些控制过程，如的自动升降速过程，直流调速器的停车制动过程，只有零点几秒的瞬间时间 。查寻这种快速过程的电路故障，显然无法采用一般仪表进行故障跟踪检测，所以故障诊断比较困难 。下面通过故障实例一5v型直流可控硅主驱动停车时间太长的故障，介绍我们采用的特殊方法一分步模拟法 。
经过对故障板的初步检查，判断故障原因在v5主驱动器制动电路 。该制动控制逻辑复杂，涉及电路多，诊断故障决非举手之劳，而且由于制动过程短，无法测量，所以我们采用分步模拟法进行诊断检查 。由电路原理得知制动过程如下：
（1）本桥逆变，释放能量；（2）自动换桥，再生制动；（3）再次换桥，电路复原 。
为了分步测量的需要，以速度指令、速度反馈和电流反馈为设定量，将以上过程细分为八个步骤（列成一张表），然后逐步改变相应设定量，检测有关电路信号，对照电路逻辑，查出故障 。我们做分步测试进行到第二步（即速度指令由1变0）时，发现“a后移”和“积分停止”均为高电平，按电路逻辑，应为低电平，据此查对电路，很快找出a2板中与非门dl06（型号：fzhi01）有问题，更换后，故障排除 。
3．ct4一os3型查频器的一例特殊故障
【数控机床疑难故障的特殊诊断方法】ct4一os3型常用于ybm90和mk5oo的刀库驱动 。在维修中，我们多次碰到该变频器时好时坏的缺相故障，并且测得缺相电压只有60至2oov（正常为400v) 。由于这是一种时好时坏的软故障，诊断查寻困难 。
但是，我们发现该变频器这种故障的多数原因是脉冲隔离级问题——振荡不稳定 。这种故障现象，用检查，很难发现“波形丢失”，但一般都有三组脉冲幅值不相等，甚至差异软大的现象 。
其实，仔细分析一下隔离级电路的特点就能看出问题，这是一个比较特殊的间歇振荡器，仅用二只三级管，分别做振荡管和振荡器电源开关 。由于采用单管振荡，而且振荡电路串入限流电阻和二只，加上变压器输出负载，所以振荡电路损耗大，增益低，容易造成电路偶发性停振和脉冲幅值不足的毛病，即产生时好时坏的电机缺相故障 。从以上分析可以看出，这种电路对脉冲变压器q值和三极管β值要求严格，用户维修时，可以采用如下措施得到弥补：（1）选用高β（120至180）振荡管；（2）适当减少限流电阻阻值，即在51ω电阻上并接100一270ω 。
4．诊断多种故障综合症
下面通过cvt035型晶体管直流驱动器的典型实例，说明多种故障综合症的诊断方法 。该故障伺服板，经初步检查看出，电路板外观很脏，输出级烧损严重，可见用户的维护保养比较欠缺，处理这种故障，应该首先清除脏物，修复输出级，切忌贸然通电，否则可能引发短路，扩大故障面 。例如铁粉灰尘的导电短路，输出级开关管击穿对前级和电源的短路等等 。经上述处理后，通电检查又发现如下故障：（1）“欠压”红灯有时闪亮（“ready”绿灯闪灭）；（2）电机不转；（3）（±15v）变压器tl和电源开关管v69异常发烫 。
这是一例典型的综合症，而且故障之间可能存在某种因果关系，所以处理故障需要顺序进行，否则可能事倍功半，甚至引发故障面扩大 。我们通过分析，做出如下维修排序：开关电源一＞“欠压”灯——＞电机运转 。首先检查电源板，通过测量主回路150v直流电压和断开±15v负载的检查后，得知故障在开关电源板内部，在检查电源板中发现10v稳压管v32的电压只有9．5v，由此检查下去，找到故障原因：v32的限流电阻rl85阻值变大 。更换rl85后，±15v电源板和“欠压”灯等均恢复正常，但电机仍不转 。可见，以上灯闪和元件发烫均由rl85变值引起，电机不转则另有原因 。按通常的检查方法，可以逐级检测，但由于经验的缘故，我们只做简单的变换转向试验，结果发现反向运转正常，所以很快查出故障原因：换向电路的集成块n5（tl084）失效，更换n5后，一切正常 。
5．pc接口法
由于各单元（除驱动器外）与数控系统之间都是通过pc接口（1／o）实现信号的传递和控制，因此，许多故障都会通过pc接口信号反映出来，我们可以通过查阅pc机床侧的1／o信号诊断各种复杂的机床故障或判别故障在数控系统还是在机床 。其方法很简单，即要求熟悉全部pc（机床侧）接口信号的现行状态和正常状态（或制成一张表格），诊断时，通过对全部pc（机床侧）接口信号的现行状态和正常状态逐一查看比对，找出有故障的接口信号，然后根据信号的外部逻辑关系，查出故障原因 。当你熟悉了pc接口信号后，应用这种pc接口比对法，非常简便快快捷，而且避免了分板复杂的梯形图程序 。
6．西门子3gg系统数据异常的恢复
瑞士studer s45一6磨床配备西门子3gg系统，为双nc双结构，该系统具有很强的自诊断功能，发生故障时，可以借助屏幕提示，快速诊断修复故障 。但是如果发生系统无法启动，并且plc处于停止状态，屏幕不亮，那么系统的自诊断功能将无法发挥作用，导致诊断困难 。发生这种故障的原因比较多，如果电池电压低于2．7v，必须更换电池；如果nc或plc硬件损坏，需要更换电路板；如果机床的24v电源低于21v，需要检查电源电路和负载 。
但是我们碰到更多的故障原因并不是硬件故障，而是机床数据异常这类软故障 。其原因比较复杂，如电网干扰、电磁波干扰、电池失效、操作失误等均有可能造成机床数据的丢失或混乱，以致系统无法启动 。
象这类软故障我们可以采用全清恢复法使系统恢复运行 。3gg系统的全清步骤如下：
（1） 机床数据、用户程序、设定数据和背景存贮器的清除；
（2） 3gg系统的初始化；
（3） plc清零；
（4） 恢复被清除的全部数据、程序 。一般需要设定波特率，调出128kb内存，然后，通过磁盘等媒体输入数据、程序 。
（5） 试验并检查伺服系统的全部kv系数 。
（6） 完成这些步骤后，系统恢复正常 。

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