数控系统的故障诊断技术

        由于数控系统是高技术密集型产品，要想迅速而正确的查明故障原因并确定故障部位，不借助于诊断技术将是很困难的，又是甚至是不可能的。随着微处理器的不断发展，诊断技术也由简单的诊断朝着多功能高能诊断或智能化方向发展。诊断能力的强弱也是评价当今CNC数控系统性能的一项重要指标。

        不过，对数控系统诊断技术提供的信息也应持分析态度，就是要充分重视、牢牢抓住系统自诊断提供的各种信息，进行综合分析，从而尽快排出故障。

        目前，所使用的各种CNC系统的诊断方法归纳起来大致可分为三大类，即启动诊断、在线诊断和离线诊断。

        1.       启动诊断

        启动诊断是指CNC系统每次从通电开始进入到正常的运行准备状态为止，系统内部诊断程序自动执行的诊断。利用启动诊断可以测出系统大部分硬件故障，因此它是提高系统可靠性的有力措施。每当数控系统通电开始，系统内部自诊断软件中最关键的硬件和控制软件，如装置中的CPU、RAM、ROM等芯片，MDI、CRT、I/O等模块及监控软件、系统软件等逐一进行检测，并将检测结果在CRT上显示出来。如加工中心最常见的气压检测，一旦出现气压低报警，系统就会停止运行，以保护刀库和主轴不会被损坏。

        启动诊断技术几乎在所有现代数控系统中得到广泛应用和发展。如德国SIEMENS公司、美国AB公司、日本FANUC公司20世纪70年代以后推出的CNC系统，在自诊断技术的实现上，大都采用了启动诊断方式。启动诊断为数控系统的正常运行提供了可靠地保证。

        2.在线诊断

        在线诊断是指通过CNC系统的内装型程序，在系统处于正常运行状态时，实时自动对数控装置、伺服系统、外部的I/O及与数控装置相连的其他外部装置进行自动测试、检查，并显示有关状态信息和故障。系统不仅能在屏幕上显示报警号及报警内容，而且还能实时显示NC内部关键标志寄存器及PLC内操作单元的状态，为故障诊断提供极大地方便。

        20世纪80年代，美国AB公司推出和生产的A-B8600系统、日本FANUC公司推出的F15系统以及德国SIEMENS公司推出的SINUMERIK850/880系统等都引入在线智能机制。在线诊断对CNC系统的操作者和维修人员分析系统故障原因、确定故障部位等都大有帮助。

        2.       离线诊断

       当CNC系统出现故障或要诊断是否有故障时，往往要停止加工和停机进行检查，这就是离线诊断（或称脱机诊断）。离线诊断的主要目的是修复系统和故障部位，力求把故障定位在尽可能小的范围内。例如缩小到某个模块，某个印制电路板上或板上的某部分电路，甚至某个芯片部位。

        早期的CNC装置是采用专用诊断纸带对CNC系统进行脱机诊断。诊断纸带提供诊断所需数据，诊断时将诊断纸袋内容读入CNC系统的RAM中，系统中的微处理器根据响应的输出数据进行分析，以判断系统是否有故障并确定故障的位置。近期的CNC系统则是采用工程师面板，改装的CNC系统或专用测试装置进行测试。现代CNC系统中，这样维修诊断更为方便。

        由于计算机技术及网络通信技术的飞速发展，自诊断系统也在朝着两个方向发展：一方面依靠系统资源发展人工智能专家故障诊断系统；另一方面将利用网络技术发展网络远程通信自诊断系统。例如SINUMERIK840D，FANUC16均支持网络功能。

枣庄市滕东机床有限公司

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