数控车床操作面板无显示故障诊断与排除教学

数控车床操作面板无显示故障诊断与排除教学第1页/共56页

学习任务数控系统不能正常显示的原因很多，当系统的软件出错、电源故障、系统主板故障、显示器故障时都可能都引起数控系统无显示故障，系统不同，引起的原因也不同，要根据实际的情况进行分析。维修人员通过查阅数控机床的电源部分图册、数控系统连接与调试说明书、数控维修说明书等技术资料，使用通用工具及万用表，按照数控机床故障诊断的原则和方法，分析可能的故障原因，合作制定数控诊断与维修的工作计划和方案，并加以实施，在整个过程中，要严格执行相关技术标准规范和安全操作规程，有纪律观念和团队意识，并具备环境保护和文明生产的基本素质。第2页/共56页

学习任务要求华中世纪星系统数控车床开机后面板无显示，现对数控机床面板无显示故障进行诊断与维修，使其开机后能够正常显示。1．时间要求：10学时2．质量要求：能够准确无误地诊断与排除故障3．安全要求：严格按照安全操作规程进行项目作业4．文明要求：自觉按照文明生产规则进行项目作业5．环保要求：努力按照环境保护要求进行项目作业第3页/共56页

学习目标专业目标方法目标社会目标1、能看懂数控系统电源电路，学会分析数控机床显示系统电路的工作原理；2、借助技术资料和现场相关信息，能对可能的故障原因进行分析，制定合理的故障诊断与维修方案；3、会使用各种诊断与维修用的仪器，对数控机床显示器无显示故障进行诊断与排除。具有决策和执行能力；具有语言及文字表达能力；具有通过自学获取新技术的自我更新能力；具有利用网络、文献等获取信息和综合处理信息的能力；具有制定工作计划、评估工作结果的能力。能熟练表达自己的维修方案；能共同交流合作制定维修方案；能主动适应环境的变化；能遵守车间规章制度和做到安全文明生产；具有良好的职业道德和责任感。第4页/共56页任务实施过程资讯：明确任务/收集信息计划：分析故障可能原因决策：小组共同制定维修方案实施：诊断与排除故障检查：是否排除故障？评价：总结反馈、提高完整维修过程第5页/共56页一、数控机床维修的基本要求1、维修人员的素质要求(1)工作态度要端正(2)具有较广的知识面

①掌握或了解计算机原理、电子技术、电工原理、自动控制与电机拖动、检测技术、机械传动及机械加工工艺方面的基础知识。

②既要懂的电气方面的知识，又要懂机械方面的知识，懂的NC和PLC编程。③具有一定的工程识图能力。资讯——收集信息第6页/共56页一、数控机床维修的基本要求1、维修人员的素质要求(3)具有一定的外语基础和专业外语基础(4)勤于学习，善于学习，善于思考

(5)重视经验的积累

(6)能熟练操作机床和使用维修仪器⑺具有较强的动手能力资讯——收集信息第7页/共56页一、数控机床维修的基本要求2、必要的技术资料

⑴数控机床使用说明书

它是由机床生产厂家编制井随机床提供的随机资料。机床使用说明书通常包括以下与维修有关的内容：1）机床的操作过程和步骤2）机床主要机械传动系统及主要部件的结构原理示意图3）机床的液压、气动、润滑系统图4）机床安装和调整的方法与步骤5）机床电气控制原理图6）机床使用的特殊功能及其说明等。资讯——收集信息第8页/共56页一、数控机床维修的基本要求2、必要的技术资料

(2)PLC程序清单

它是机床厂根据机床的具体控制要求设计、编制的机床控制软件，PLC程序中包含了机床动作的执行过程，以及执行动作所需的条件，它表明了指令信号、检测元件与执行元件之间的全部逻辑关系。借助PLC程序，维修人员可以迅速找到故障原因，它是数控机床维修过程中使用最多、最重要的资料。在某些系统中，利用数控系统的显示器可以直接对PLC程序进行动态检测和观察，它为维修提供了极大的便利，因此，在维修中定要熟练掌握这方面的操作和使用技能。第9页/共56页一、数控机床维修的基本要求2、必要的技术资料

(3)机床参数清单

它是由机床生产厂根据机床的实际情况，对数控系统进行的设置与调整。机床参数是系统与机床之间的“桥梁”，它不仅直接决定了系统的配置和功能，而且也关系到机床的动、静态性能和精度，因此也是维修机床的重要依据与参考。在维修时，应随时参考系统“机床参数”的设置清况来调整、维修机床；特别是在更换数控系统模块时．一定要记录机床的原始设置参数，以便机床功能的恢复。

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(5)伺服驱动系统、主轴驱动系统的使用说明书

它是伺服系统及主轴驱动系统的原理与连接说明书，主要包括伺服、主轴的状态显示与报警显示、驱动器的调试、设定要点，信号、电压、电流的测试点，驱动器设置的参数及意义等方面的内容，可供伺服驱动系统、主轴驱动系统维修参考。

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(6)PLC使用与编程说明

它是机床中所使用的外置或内置式PLC的使用、编程说明书。通过PLC的说明书，维修人员可以通过PLC的功能与指令说明、分析、理解PLC程序，并由此详细了解、分析机床的动作过程、动作条件、动作顺序以及各信号之间的逻辑关系，必要时还可以对PLC程序进行部分修改。

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(7)机床主要配套功能部件的说明书与资料在数控机床上往往会使用较多功能部件如数控转台、自动换刀装置、润滑与冷却系统排屑器等。这些功能部件，其生产厂家一般都提供了较完整的使用说明书，机床生产厂家应将其提供给用户，以便功能部件发生故障时进行参考。以上都是在理想情况下应具备的技术资料，但是实际维修时往往难以做到这一点。因此在必要时，维修人员应通过现场测绘、平时积累等方法完善、整理有关技术资料。

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(8)维修人员对机床维修过程的记录与维修的总结

最理想的情况是，维修人员应对自己所进行的每一步维修都进行详细的记录，不管当时判断是否正确。这样不仅有助于今后进一步维修，而且也有助于维修人员的经验总结与水平的提高。第14页/共56页一、数控机床维修的基本要求3、常用工具的要求

(1)数字万用表数字万用表可用于大部分电气参数(电压、电流、电阻）的准确测量，判别电气元件的性能好坏。

数字万用表的使用方法第15页/共56页一、数控机床维修的基本要求3、常用工具的要求

(2)数字转速表转速表用于测量与调整主轴的转速，通过测量主轴实际转速，以及调整系统及驱动器的参数可以使编程的主轴转速理论值与实际主轴转速值相符，它是主轴维修与调整的测量工具之一。

第16页/共56页一、数控机床维修的基本要求3、常用工具的要求

(3)示波器

示波器用于检测信号的动态波形如脉冲编码器、测速机、光栅的输出波形，伺服驱动、主轴驱动单元的各级输入、输出波形等，其次还可以用于检测开关电源显示器的垂直、水平振荡与扫描电路的波形等。数控机床维修用的示波器通常选用频带宽为10~100MHz的双通道示波器。第17页/共56页一、数控机床维修的基本要求3、常用工具的要求

(4)相序表

相序表主要用于测量三相电源的相序，它是直流伺服驱动、主轴驱动维修的必要测量工具之一。本仪表专作三相正弦交流电源相序的顺、逆及断相检查。

LED和蜂鸣器指示正相、反相和缺相。

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(5)常用的长度测量工具

长度测量工具（如：千分表、百分表等）用于测量机床移动距离、反向间隙值等。通过测量，可以大致判断机床的定位精度、重复定位精度、加工精度等，根据测量值可以调整数控系统的电子齿轮比、反向间隙等主要参数，以恢复机床精度。占是机械部件维修测量的主要检测工具之一。第19页/共56页一、数控机床维修的基本要求3、常用工具的要求

常用工具类：

(1)电烙铁它是最常用的焊接工其一般应采用30W左右的尖头、带接地保护线的内铁式电烙铁，最好使用恒温式电烙铁。

(2)吸锡器

常用的是便携式手动吸锡器，也可采用电动吸锡器。

(3)旋具类

规格齐全的一字与十字旋具各一套旋具以采用树脂或塑料手柄为宜为了进行伺服驱动器的调整与装卸，还应配备无感螺旋刀与梅花形六角旋具各一套。第20页/共56页一、数控机床维修的基本要求3、常用工具的要求

常用工具类：

(4)钳类工具各种规格的斜口钳、尖嘴钳、剥线钳、镊子、压线钳等。

(5)扳手类各种规格的米制、英制内、外六角扳手各一套等。

(6)其它类剪刀、吹尘器、卷尺、焊锡丝、松香、酒精、刷子等。第21页/共56页一、数控机床维修的基本要求3、常用工具的要求

常用的元件：

数控机床的维修所涉及的元器件、零件众多，备用的元器件不可能全部准备充分、齐全，但是，若维修人员能准备一些最为常见的易损元器件，可以给维修带来很大的方便，有助于迅速处理解决问题。

配置数控系统的备件要根据实际情况来处理。通常一些易损的电气元器件，如各种规格的熔断器、保险丝、开关、电刷，还有易出故障的大功率模块和印刷电路板等，均应当配备。第22页/共56页一、数控机床维修的基本要求3、常用工具的要求

常用的元件：

数控机床的维修所涉及的元器件、零件众多，备用的元器件不可能全部准备充分、齐全，但是，若维修人员能准备一些最为常见的易损元器件，可以给维修带来很大的方便，有助于迅速处理解决问题。

配置数控系统的备件要根据实际情况来处理。通常一些易损的电气元器件，如各种规格的熔断器、保险丝、开关、电刷，还有易出故障的大功率模块和印刷电路板等，均应当配备。第23页/共56页二、数控机床常见故障的分类

1.故障的基本概念故障—数控机床全部或部分丧失原有的功能。

故障诊断—在数控机床运行中，根据设备的故障现象，在掌握数控系统各部分工作原理的前提下，对现行的状态进行分析，并辅以必要检测手段，查明故障的部位和原因。提出有效的维修对策。第24页/共56页二、数控机床常见故障的分类

2.故障的分类

1）从故障的起因分类

关联性故障—和系统的设计、结构或性能等缺陷有关而造成（分固有性和随机性）。非关联性故障—和系统本身结构与制造无关的故障。

2）从故障发生的状态分类

突然故障—发生前无故障征兆，使用不当。渐变故障—发生前有故障征兆，逐渐严重。第25页/共56页二、数控机床常见故障的分类

3）按故障发生的性质分类

软件故障—程序编制错误、参数设置不正确、机床操作失误等引起。

硬件故障—电子元器件、润滑系统、限位机构、换刀系统、机床本体等硬件损坏造成。

干扰故障—由于系统工艺、线路设计、电源地线配置不当等以及工作环境的恶劣变化而产生。第26页/共56页二、数控机床常见故障的分类

4）按故障的严重程度分类

危险性故障—数控系统发生故障时，机床安全保护系统在需要动作时，因故障失去保护动作，造成人身或设备事故。

安全性故障—机床安全保护系统在不需要动作时发生动作，引起机床不能起动。

第27页/共56页三、数控机床故障排除的思路1确认故障现象，调查故障现场，充分掌握故障信息2根据所掌握故障信息明确故障的复杂程度，并列出故障部位的全部疑点3分析故障原因，制定排除方案4检测故障，逐级定位故障部位（先方案后操作）6解决故障后资料的整理5故障的排除第28页/共56页四、故障排除应遵循的原则先方案后操作先检查后通电先软件后硬件先外部后内部先机械后电气先公用后专用先简单后复杂先一般后特殊在数控机床出现故障后，要视故障的难易程度，以及故障是否属于常见故障，合理采用不同的分析问题和解决问题的方法！维修方案制定的原则第29页/共56页五、数控机床故障排除的基本步骤1、故障记录

数控机床发生故障时，操作人员应首先停止机床，保护现场，然后对故障进行尽可能详细的记录，并及时通知维修人员。故障的记录可为维修人员排除故障提供第一手材料，应尽可能详细。记录内容最好包括下述几个方面：

(1)故障发生时的情况记录

(2)故障发生的频繁程度记录

(3)故障的规律性记录

(4)故障时的外界条件记录第30页/共56页五、数控机床故障排除的基本步骤2、维修前的检查

维修人员故障维修前，应根据故障现象与故障记录，认真对照系统、机床使用说明书进行各项检查，以便确认故障的原因。这些检查包括：

(1)机床的工作状况检查

(2)机床运转情况检查

(3)机床和系统之间连接情况检查

(4)CNC装置的外观检查

(5)有关穿孔纸带的检查第31页/共56页五、数控机床故障排除的基本步骤3、数控机床故障诊断

数控机床发生故障时，为了进行故障诊断，找出产生故障的根本原因，维修人员应遵循以下两条原则：

（1）充分调查故障现场

（2）认真分析故障原因

第32页/共56页六、数控机床故障诊断的主要方法1．直观法

这是一种最基本、最简单的方法。维修人员通过对故障发生时产生的各种光、声、味等异常现象的观察、检查，可将故障缩小到某一个模块，甚至一块印制电路板，但是，它要求维修人员具有丰富的实践经验，以及综合判断能力。第33页/共56页六、数控机床故障诊断的主要方法2．系统自诊断法

充分利用数控系统的自诊断功能，根据CRT上显示的报警信息及各模块上的发光二极管等器件的指示，可判断出故障的大致起因。过一步利用系统的自诊断功能，还能显示系统与各部分之间的接口信号状态，找出故障的大致部位，它是故障诊断过程中最常用、有效的方法之一。第34页/共56页六、数控机床故障诊断的主要方法

开机自诊断—系统内部自诊断程序通电后动执行对CPU、存储器、总线和I/O等模块及功能板、CRT、软盘等外围设备进行功能测试，确定主要硬件能正常工作。

FANUC10TE系统的数控机床，开机后CRT显示：FS107E1399BROMTEST：ENDRAMTEST未通过测试故障原因：参数丢失、支持电池失效或接触不良等第35页/共56页六、数控机床故障诊断的主要方法3．参数检查法

数控系统的机床参数是保证机床正常运行的前提条件，它们直接影响着数控机床的性能。参数通常存放在系统存储器中，一旦电池不足或受到外界的干扰，可能导致部分参数的丢失或变化，使机床无法正常工作。通过核对、调整参数，有时可以迅速排除故障。

第36页/共56页六、数控机床故障诊断的主要方法

功能程序测试法常应用于以下场合：

1.机床加工造成废品而一时无法确定是编程，操作不当、还是数控系统故障时；

2.数控系统出现随机性故障，一时难以区别是外来干扰，还是系统稳定性不好。如不能可靠地执行各加工指令，可连续循环执行功能测试程序来诊断系统的稳定性；

3.闲置时间较长的数控机床在投入使用时或对数控机床进行定期检修时。

第37页/共56页六、数控机床故障诊断的主要方法5．部件交换法

是在故障范围大致确认，并在确认外部条件完全正确的情况下，利用同样的印制电路板、模块、集成电路芯片或元器件替换有疑点的部分的方法。部件交换法是一种简单、易行、可靠的方法，也是维修过程中最常用的故障判别方法之一。交换的部件可以是系统的备件，也可以用机床上现有的同类型部件替换。通过部件交换，就可以逐一排除故障可能的原因，把故障范围缩小到相应的部件上。第38页/共56页六、数控机床故障诊断的主要方法6．测量比较法

数控系统的印制电路板制造时，为了调整、维修的便利，通常都设置有检测用的测量端子。维修人员利用这些检测端子，可以测量、比较正常的印制电路板和有故障的印制电路板之间的电压或波形的差异，进而分析、判断故障原因及故障所在位置。第39页/共56页六、数控机床故障诊断的主要方法7．原理分析法

根据数控系统的组成及工作原理，从原理上分析各点的电平和参数，并利用万用表、示波器或逻辑分析仪等仪器对其进行测量、分析和比较，进而对故障进行系统检查的一种方法。维修人员可以根据不同的故障现象，加以灵活应用，以便对故障进行综合分析，逐步缩小故障范围，排除故障第40页/共56页故障现象：按下系统启动按钮后，显示器不能正常显示。思考：

如果计算机屏幕无显示，可能的原因有哪些呢？第41页/共56页故障现象：按下系统启动按钮后，显示器不能正常显示。

故障可能原因分析：数控系统不能正常显示的原因很多，当系统的软件出错，在多数情况下会导致系统显示的混乱、不正常或是无法显示。电源出现故障、系统主板出现故障也都有可能会导致系统的不正常显示，显示系统本身的故障是造成系统显示不正常的主要原因。因此，系统不能正常显示的时候，首先要分清造成系统不能正常显示的主要原因，不能简单地认为系统不能正常显示就是显示系统的故障。第42页/共56页故障现象：按下系统启动按钮后，显示器不能正常显示。组成显示系统的硬件，主要包括电源回路、显示器、显示驱动回路、显示板、连接电缆等；以上部分的硬件损坏，将导致系统画面无显示。

软件出错引起的显示不正常，主要包括系统存储器(ROM)出错、RAM出错、软件版本出错等。以上故障会使显示器混乱(出现乱码)或显示不能正常进行(停留在某一页面)，但在有些系统中(如：SIEMENS810M)也可能使得系统完全无显示。第43页/共56页系统显示类常见故障及排除故障现象故障原因排除方法系统上电后花屏系统文件被破坏修复系统文件或重装系统系统内存不足对系统进行整理，删除一些不必要的垃圾外部干扰增加一些防干扰的措施第44页/共56页系统显示类常见故障及排除第45页/共56页收集信息请大家通过查阅教材、机床资料、课程网站、学习指南等完成学生工作页资讯部分内容。

同学们可进行相关问题咨询！资讯——收集信息第46页/共56页故障列表注意事项工具分工分配任务互相协助

计划——制定工作计划第47页/共56页审核维修方案组织填写学生工作页接受学生咨询监控学生制定