第五章 状态监测与故障诊断
第一节 概述
5.1.2 故障的诊断原则
在故障检测过程中，应充分利用数控系统的自诊断功能，如系统的开机诊断，运行诊断，PLC 的监控功能。
在检测故障过程中还应掌握以下原则： 先外部后内部。数控机床的检修要求维修人员掌握先外部后内部的原则，即当数控机床发生故 障后，维修人员应先用望、听、闻等方法，由外向内逐一进行检查。 先机械后电气，先机械后电气就是在数控机床的维修中，首先检查机械部分是否正常，行程开 关是否灵活，气动液压部分是否正常等。在故障检修之前，首先注意排除机械的故障。 先静后动，维修人员本身要做到先静后动，不可盲目动手，应先询问机床操作人员故障发生的 过程及状态，阅读机床说明书，图纸资料，进行分析后，才可动手查找和处理故障。 先公用后专用。只有先解决影响一大片的主要矛盾，局部的、次要的矛盾才可迎刃而解。 先简单后复杂。应首先解决容易的问题，后解决难度较大的问题，常常在解决简单故障过程中， 难度大的问题也可变得容易，或者在排除简易故障时受到启发，对复杂的故障的认识更为清晰， 从而也有了解决办法。 先一般后特殊，在排除某一故障时，要首先考虑最常见的可能原因，然后在分析很少发生的特 殊原因。
第五章 状态监测与故障诊断
本章学习内容
第一节 概述 第二节 利用PLC进行数控机床的故障检测 第三节 系统的故障诊断及维修技术 第四节 伺服系统的故障及维修技术 第五节 检测装置的故障及诊断
本章总结 思考题
第五章 状态监测与故障诊断
第一节 概述
5.1.1 故障的分类 5.1.2 故障的诊断原则
5.1.3 故障的诊断步骤 5.1.4 故障的诊断方法
第五章 状态监测与故障诊断
第一节 概述
5.1.1 故障的分类
根据机床部件、故障性质以及故障原因等对常见故障作如下分类： 1 按数控机床发生故障的部件分类 2 按数控机床发生的故障的性质分类 3 按报警发生后有无报警显示分类 4 按故障发生的原因分类
按故障发生时有无破坏性来分，可分为破坏性故障和非破坏性故障； 按故障发生的部位分，可分为数控装置故障，进给伺服系统故障，主轴 系统故障，刀架、刀库、工作台故障等。
第五章 状态监测与故障诊断
第二节 利用PLC进行数控机床的故障检测
5.2.1 与PLC有关的故障的特点 5.2.2 与PLC有关故障检测的思路和方法
第五章 状态监测与故障诊断
第三节 系统的故障诊断及维修技术
5.3.1 系统维修的基础 5.3.2 数控系统的软件故障及维修 5.3.3 系统的硬件及维修 5.3.4 实例分析
2. 在PLC正常运行情况下，分析与PLC相关的故障时，应先定位 不正常的输出结果，定位了不正常的结果即故障查找的开始。
3. 大多数有关PLC的故障是外围接口信号故障，所以在维修时， 只要PLC有些部分控制的动作正常，都不应该怀疑PLC程序。如果 通过诊断确认运算程序有输出，而PLC的物理接口没有输出，则为 硬件接口电路故障。
第五章 状态监测与故障诊断
第四节 伺服系统的故障及维修技术
5.4.1 伺服系统的工作原理 5.4.2 进给伺服的故障及诊断 5.4.3 主轴伺服的故障及诊断
第五章 状态监测与故障诊断
第五节 检测装置的故障及诊断
5.5.1 检测元件工作原理（直线光栅测量装置） 5.5.2 位置检测元件的维护 5.5.3 实例分析
第五章 状态监测与故障诊断
第一节 概述
5.1.3 故障的诊断步骤
当机床出现故障时，从管理的角度，应使操作者停止机床运行、保留现场、除非 系统电气严重的故障（如短路，元件烧毁）都不应切断机床的电源。由维修人员到现 场分析机床当时的运行状态，对故障进行确认，在此过程中应注意以下的故障信息：
1)故障发生时报警号和报警提示是什么？哪些指示灯和发光管指示了什么报警？ 2)如无报警，系统处于何种状态？系统的工作方式诊断结果（如 FANUC-0C系统的 DGN700,701,712号诊断内容）是什么？ 3)故障发生在哪一个程序段？执行何种指令？故障发生前进行了何种操作？ 4)故障发生在何种速度下？轴处于什么位置？与指令的误差量有多大？ 5)以前是否发生过类似故障？现场有无异常现象？故障是否重复发生？ 6)有无其他偶然因素，如突然停电，外线电压波动较大，某部位进水等。
在调查故障现象，掌握第一手材料的基础上分析故障的起因，故障分析可采用归 纳法和演绎法。归纳法是从故障原因出发寻找其功能联系，调查来确定故障点。演 绎法是从所发生的故障现象出发，对故障原因进行分割式的分析方法。即从故障现象 开始，根据故障机理，列出可能产生该故障的原因；然后对这些原因逐点进行分析， 排除不正确的原因，最后确定故障点。
第五章 状态监测与故障诊断
第一节 概述
5.1.4 故障的诊断方法
1．观察检查法：它指检查机床的硬件的外观，特性连接等直观及易测的 部分，检查软件的参数数据等。
2．PLC程序法：借助PLC程序分析机床故障，这要求维修人员必须掌握 数控机床的PLC程序的基本指令和功能指令及接口信号的含义。
3．接口信号法：要求维修人员掌握数控系统的接口信号含义及功能， PLC和NC信号交换的知识。
4. 硬件故障多于软件故障，例如当程序执行M07(冷却液开)，而 机床无此动作，大多是由外部信号不满足，或执行元件故障，而不 是CNC与PLC接口信号的故障。
第五章 状态监测与故障诊断
第二节 利用PLC进行数控机床的故障检测
5.2.2 与PLC有关故障检测的思路和方法
根据故障号诊断故障 根据动作顺序诊断故障 根据控制对象的工作原理诊断故障 根据PLC的I/O状态诊断 通过梯形图诊断故障 动态跟踪梯形图诊断故障
4．试探交换法：适用对某单元，模块进行故障判断时，要求维修人员确 定插拔这些单元和模块可能造成的后果（如参数丢失等），事先采取措施， 确定更换部件的设定，交换后应将设定设置的与交换前一致。
第五章 状态监测与故障诊断
第二节 利用PLC进行数控机床的故障检测
5.2.1 与PLC有关的故障的特点
1. 与PLC有关的故障首先确认PLC的运行状态，判断是自动运行 方式还是停止方式。