数控机床是集计算机技术、自动化技术、伺服驱动、精密测量和精密机械等领域新技术于一身的自动化机床，具有生产率高、经济效益好的优势.数控系统是数控机床的核心，直接关系到设备运行正常与否。目前，我国数控机床上的数控系统型号繁多，有国产的，也有国外进口的.在复杂程度参差不齐、功能各异、结构多样的系统中，迅速捕捉系统的故障点是迫切需要解决的问题。
1 数控机床故障诊断的内容及方法
1.1 诊断的内容
数控机床故障诊断内容包括:(1)动作诊断.主要监视机床各动作部分的动作，判定不良的动作部位。诊断部位有ATC,A PC和机床主轴。(2)状态诊断。主要观察机床电机带动负载时运行时的状态。(3)点检诊断。主要是定期点检液压元件、气动元件和强电柜。(4)操作诊断.主要监测操作错误和程序错误。(5)数控系统故障自诊断等。
1.2 诊断常用的方法
1.2.1 观察法在发生故障时或故障发生后，利用人的感官感觉到的各种外部现象，如异响、火花亮光等，判断故障发生的可能部位一般情况下，简单的故障可以通过这种直接观察，就能解决问题。观察时应特别注意可能发生故障的每块电路板，或各种电控元件(如继电器、热电器、断路器等)的表面状况，例如是否有烧焦、烟熏黑处或元件、连线断裂，从而进一步缩小检查范围。同时要细心检查系统各种连接电缆是否有松脱、断开、接触不良等现象。
1.2.2 系统的硬件报警在现代数控系统中设有众多的硬件报警指示装置，如在NC主板、各轴控制板、电源单元、主轴伺服驱动模块、各轴伺服驱动单元等部件上均有发光二极管或多段数码管，通过指示灯的亮与灭及数码管的显示状态(如数字编号、符号等)来指示故障所在位置及其类型。可根据其指示，按照随机说明书来处理故障。
1.2.3 系统的软件报警CNC系统都具有自诊断功能，在系统工作期间，能定时用自诊断程序对系统进行快速诊断.一量检测到故障，立即将故障以分类报警的方式显示在CRT上或点亮面板上报警指示灯.自诊断功能的故障分类报警包括误操作、伺服系统、设定错误、各种行程开关等方面.
2 PLC初始故障诊断原理
PLC具有显示和检测故障的能力，并能根据故障显示号确定故障类别。但有时也同时显示几个故障，而且几个故障都是由某一个初始故障引起的连锁故障，但只要排除初始引发故障，其他故障报警就会消失。因此当PLC同时显示几个故障时，准确地判断并检测出初始故障是非常重要的。初始故障诊断功能就是通过PLC程序，准确判断出初始故障报警信号，以快速、准确地进行故障诊断。图1为PLC初始故障判断逻辑框图。
图1 PLC初始故障判断逻辑框图
以3个故 障为例，其中设置了3个故障检测位(R500.0 ,R510.0 ,R520.0) 和3个初始故障检测位(R500.2 ,R510.2 ,R520.2 )及1个F149.1 系统复位信号.初始状态时，无报警出现，故障检测位、初始故障检测位、复位信号F149.1 均为“0”.在3个故障中，假设首先发生第2个故障，在程序扫描的第1个周期内，其对应的故障检测位R510.0 变为“1"R500.2 ,R520.2 ,F149.1 初始值为“0"，初始故障检测位R510.2 变为“1"，通过自锁保持为“1"，直到故障被排除和系统复位信号发出后，LL1" 状态才被解除.在程序扫描的第2个周期内，由于R510.2 保持为“1"，实现了对R500. 1,R520. 1的封锁，因此，即使此时另外某一个故障检测为“1"，也不会导致其初始故障检测位变为“1"E21。
3 应用
在对 JCS 018数控机床进行故障诊断时，当遇有多个故障同时发生(如换刀报警和液压报警同时出现)，一般是从故障根源液压控制部分查起，当查明液压控制部分无故障时才能确认故障出在换刀过程中。因换刀的动力由液压驱动来提供，在PLC控制程序中，为防止更大的意外发生，如遇换刀故障时，在报警的同时也断开了液压控制，因而出现了两个报警信息。为遵循原机床的设计思路，而又能准确地发出报警信息，给JCS018数控机床增加了初始故障的检查功能。按照前面的程序分析，换刀和液压故障检测位分别为R500.0 和R510。，初始故障可从初始故障检测位R500.2 和R510.2 读出.当该机床再发生类似故障时，就能很快地判断出初始故障。
此外，数控系统发现故障时应及时核对系统参数，否则，系统参数的变化会直接影响到数控机床的性能，甚至使机床不能正常工作.参数通常存放在磁泡存储器或由电池保持的CMOSRAM中，当发生外界干扰或电池电压不足，使系统参数丢失或发生变化而引起混乱现象时，通过核对，可及时修正参数。
4 结语
利用 数 控机床PLC初始检测功能，在几个故障同时显示时，可准确地判断出初始引发的故障，给故障诊断带来了极大的方便。
(审核编辑: 沧海一土)
