摘 要：由于數(shù)控設(shè)備沒(méi)有控制單元（模塊）內(nèi)的線路圖，因此大多數(shù)用戶的維修少、員甚至廠商的售后服務(wù)人員，只能做到板級(jí)或單元級(jí)的維修這無(wú)疑增加了維修成本本文根據(jù)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出用“局部電路測(cè)繪法”實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控設(shè)備的器件級(jí)維修，取得了良好效果，為企業(yè)創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。
數(shù)控設(shè)備自動(dòng)化程度高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，“當(dāng)數(shù)控設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，維修人員應(yīng)注意維修的時(shí)效性和經(jīng)濟(jì)性，在保證企業(yè)科研和生產(chǎn)進(jìn)度前提下應(yīng)盡可能地進(jìn)行器件的維修—即通過(guò)檢測(cè)出故障單元或電路板內(nèi)的故障器件，以較小的成本修復(fù)沒(méi)備。 一、c-2000數(shù)控沖床電源無(wú)法啟動(dòng)的故障
c-2000數(shù)控沖床（日本村田產(chǎn)）在使用中發(fā)生如下故障：開(kāi)機(jī)，按“啟動(dòng)”鍵，crt顯示屏即出現(xiàn)“黑屏”，無(wú)法進(jìn)行操作。
根據(jù)故障現(xiàn)象分析，較大的可能是cnc系統(tǒng)電源板發(fā)生故障。觀察電源板發(fā)現(xiàn)其紅色發(fā)光二極管alm亮，無(wú)5v和24v直流電源輸出。因此，認(rèn)為是電源板的保護(hù)電路動(dòng)作或發(fā)生故障，斷開(kāi)負(fù)載試機(jī)，故障現(xiàn)象依舊。所以可以確定是電源板故障。經(jīng)測(cè)繪得到相關(guān)電路如圖1。
交流220v經(jīng)保險(xiǎn)f11和f12后分成兩路，一路經(jīng)繼電器ry3和ry4的常開(kāi)觸點(diǎn)及保護(hù)可控硅ta11為開(kāi)關(guān)振蕩電路的整流橋ds11提供220v交流電源；一路供給電源輸入單元m1啟動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)，當(dāng)cnc系統(tǒng)電源單元輸出電壓正常時(shí)，繼電器ry3和ry4得電吸合，供給整流橋ds11交流電源，從而使電源板的電路正常工作，輸出5v和24v直流電源；當(dāng)cnc系統(tǒng)電源單元輸出電壓不正常時(shí)，電壓檢測(cè)電路輸出控制信號(hào)，接通繼電器ry12，保護(hù)可控硅cr1觸發(fā)導(dǎo)通，使繼電器ry1得電，紅色故障發(fā)光二極管alm點(diǎn)亮，同時(shí)其常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)ry3和ry4的線圈回路；ry3和ry4的常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)振蕩電路整流橋ds11的交流電源，使電源板的電源電路停比工作，切斷所有的直流輸出電源。
觀察電路板無(wú)短路痕跡，保險(xiǎn)f11，f12未燒壞，故試將保護(hù)可控硅cr1焊下試機(jī)，檢測(cè)仍無(wú)5v和24v輸出，測(cè)量整流橋ds11交流電源為0v。發(fā)現(xiàn)繼電器ry3和ry4線圈吸合，而其常開(kāi)觸點(diǎn)未閉合，導(dǎo)致整流橋ds11的交流輸入電源為0v，開(kāi)關(guān)振蕩電路便無(wú)法工作，引起保護(hù)電路動(dòng)作拔下ry3和ry4，經(jīng)仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)ry4觸點(diǎn)打壞。換上相同規(guī)格的繼電器后，開(kāi)機(jī)，5v和24v等直流電源全部產(chǎn)生，系統(tǒng)恢復(fù)正常。
二、phs50×200數(shù)控折彎?rùn)C(jī)e001號(hào)報(bào)警故障
phs50×200數(shù)控折彎?rùn)C(jī)采用k-yaps口自動(dòng)程控系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)的nc控制單元、坐標(biāo)軸控制或數(shù)據(jù)輸入出錯(cuò)時(shí)，系統(tǒng)設(shè)置為報(bào)警狀態(tài)，crt顯示屏顯示報(bào)警號(hào)。
開(kāi)機(jī)后系統(tǒng)自檢，crt顯示屏顯示報(bào)警號(hào)e001，系統(tǒng)進(jìn)入報(bào)警狀態(tài)，無(wú)法進(jìn)行操作查閱機(jī)床維護(hù)手冊(cè)得知：e001號(hào)報(bào)警信息為伺服放大故障。但未顯示具體位置，為了定位故障，我們對(duì)ds（左右）軸、bs（前后）軸、z（上下）軸的伺服放大單元進(jìn)行了檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)bs軸的led發(fā)光二極管組成的8421碼故障指示為“41”，表示故障“0v”。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)推測(cè)有兩種可能：（1）過(guò)電壓報(bào)警；（2）零電壓報(bào)警。由于ds軸和z軸的伺服放大單元led發(fā)光二極管組成的8421碼沒(méi)有“41”故障代碼指示，因此斷定bs軸的伺服放大單元電路或其控制的伺服電機(jī)發(fā)生故障。
該故障的8421碼顯示與電壓檢測(cè)有關(guān)，因此只對(duì)電壓檢測(cè)及相關(guān)保護(hù)電路測(cè)繪，電路如圖2。
由p、n輸入的直流250電源經(jīng)fu1、d1以及r1’對(duì)u、v、w三組功率場(chǎng)效應(yīng)管提供主電路工作電壓，經(jīng)觸發(fā)信號(hào)控制，轉(zhuǎn)換成所需的交流伺服電壓，供給伺服電機(jī)工作。電壓檢測(cè)信號(hào)由cn5-1和cn5-5引入，經(jīng)r6、d15和r11后與zd2穩(wěn)壓后的基準(zhǔn)電壓相比較后，得到一個(gè)參考點(diǎn)電壓（ref），輸入至伺服放大單元的檢測(cè)處理電路，由cpu對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行處理；如果該電壓值不正常，則輸出由led發(fā)光二極管組成的8421碼故障代碼指示，同時(shí)系統(tǒng)的crt顯示屏顯示出相應(yīng)的報(bào)警號(hào)。
經(jīng)檢測(cè)，參考測(cè)試點(diǎn)ref對(duì)地電壓u （ref）=0v，這顯然不正常檢查ref點(diǎn)附近相關(guān)器件，穩(wěn)壓管zd2 （c 1093）的a、k兩管腳間的阻值為零，即zd2的a、k短路。由圖2，k接地，從而導(dǎo)致u （ref）=0v，使電壓檢測(cè)處理電路得到一個(gè)錯(cuò)誤的電壓檢測(cè)信息，輸出8421碼led指示“41”；同時(shí)也將故障信息傳至cnc數(shù)控系統(tǒng)，并且在crt顯示屏顯示出報(bào)警號(hào)e001。
換一相同型號(hào)的穩(wěn)壓管，試機(jī)，報(bào)警解除，系統(tǒng)恢復(fù)正常。
此次報(bào)警故障的排除，采用局部測(cè)繪得到故障相關(guān)部分電路圖，檢測(cè)出故障單元內(nèi)的故障器件，排除故障，節(jié)約維修經(jīng)費(fèi)8萬(wàn)元；僅用兩天時(shí)間修復(fù)了設(shè)備，保證生產(chǎn)任務(wù)按時(shí)完成，創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
三、phs50×200數(shù)控折彎?rùn)C(jī)e002號(hào)報(bào)警故障
phs50×200數(shù)控折彎?rùn)C(jī)在周末停機(jī)兩天后開(kāi)機(jī)，系統(tǒng)自檢，發(fā)生e002號(hào)報(bào)警。報(bào)警信息表示“外部引起的緊急停止”?？赡墚a(chǎn)生該報(bào)警的原因：（1）來(lái)自plc可編程控制器的緊急停止請(qǐng)求；（2）主電機(jī)關(guān)斷進(jìn)入系統(tǒng)的診斷模式，查看相關(guān)的自診斷信息，發(fā)現(xiàn)主電機(jī)已經(jīng)接通，緊急停止信號(hào)來(lái)自plc。檢查plc可編程控制器，發(fā)現(xiàn)plc無(wú)輸入／輸出（in/out）指示，這表明plc沒(méi)有進(jìn)入正常的工作狀態(tài)。檢查plc可編程控制器的220v交流輸入電源和+24v直流輸入電源，發(fā)現(xiàn)+24v直流輸入電源僅為+7v。查看機(jī)床電路原理圖，+24v直流輸入電源是由開(kāi)關(guān)電源ps1產(chǎn)生。斷開(kāi)開(kāi)關(guān)電源ps1的plc負(fù)載，再測(cè)量+24v電源恢復(fù)止常；而測(cè)量plc的+24v電源兩輸入端無(wú)短路現(xiàn)象。
為進(jìn)一步判斷是開(kāi)關(guān)電源自身故障還是plc可編程控制器內(nèi)部電路故障導(dǎo)致+24v電源降低，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)電源ps1的+24、輸出，外接一24v直流穩(wěn)壓電源至plc可編程控制器的+24v電源端，開(kāi)機(jī)，檢查發(fā)現(xiàn)其輸入／輸出指示恢復(fù)正常，e002號(hào)報(bào)警消除，整個(gè)機(jī)床系統(tǒng)工作恢復(fù)正常。說(shuō)明是開(kāi)關(guān)電源ps1發(fā)生故障。
對(duì)該電源輸入交流220v后，測(cè)量空載+24v電源輸出電壓正常；當(dāng)調(diào)節(jié)調(diào)壓器，使開(kāi)關(guān)電源的交流輸入電壓在一定范圍內(nèi)發(fā)生變化（調(diào)節(jié)范圍約為士30v），+24v電壓保持穩(wěn)定；但加入負(fù)載（用一24v/40w的燈泡作為假負(fù)載）后，+24v下降為+6.5v；試降低交流輸入電壓，當(dāng)輸入電壓降低至85v左右，帶負(fù)載輸出+24v電壓恢復(fù)正常，因此懷疑是過(guò)壓保護(hù)電路誤動(dòng)作。斷開(kāi)過(guò)壓保護(hù)穩(wěn)壓管，輸入220v交流電源，帶上假負(fù)載，+24v電源電壓恢復(fù)正常。用萬(wàn)用表測(cè)量過(guò)壓保護(hù)穩(wěn)壓器，正反向阻值正常，可能是其動(dòng)態(tài)性能變壞，導(dǎo)致過(guò)壓保護(hù)電路誤動(dòng)作。換上同型號(hào)的穩(wěn)壓管后，帶載測(cè)量+24v輸出電源電壓正常，當(dāng)交流輸入電壓在士40v范圍內(nèi)變化時(shí)，+24v輸出電壓保持穩(wěn)定。將開(kāi)關(guān)電源重新安裝于該機(jī)床上，24v直流電源輸出正常，整個(gè)機(jī)床系統(tǒng)工作恢復(fù)正常由于該設(shè)備的及時(shí)修復(fù)，為科研、生產(chǎn)任務(wù)的順利完成提供了可靠保障。
從以上維修實(shí)例可以看出，運(yùn)用“局部電路測(cè)繪法”，對(duì)設(shè)備尤其是進(jìn)口數(shù)控設(shè)備器件級(jí)的維修，具有以下特點(diǎn)。
1．充分利用了cnc系統(tǒng)的自診斷信息和故障報(bào)警信息以及控制電路板的led故障指示等信息。
2．綜合運(yùn)用電氣控制、計(jì)算機(jī)與電子技術(shù)等相關(guān)學(xué)科的知識(shí)，測(cè)繪出故障相關(guān)電路，并檢測(cè)出故障器件
3．減少了對(duì)設(shè)備廠家售后服務(wù)的依賴性，縮短了維修的備件供貨周期，zui大程度地降低了維修成本，直接為企業(yè)創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。