2024年4月4日发(作者：张廖嘉荣)
・
材料・工艺・设备・
浅谈数控系统故障诊断的一般方法
张宏军
（陕西汉德车桥有限公司）
摘要：故障的诊断是否遵循一定的规律和方法了，如何在诸多故障现象当中，捕捉到症结所在。经过几年来
的探求和工作实践，总结出几点方法，主要以接触最多的，较典型的ＦＡＮＵＣ系统和西门子系统为背景介绍如下，
希望能从方法论的层面上，剖析上述问题：
关键词：故障的诊断维修方法
ＣＮＣ ｇｅｎｅｒａｌ ａｐｐｒｏａｃｈ ｔｏ ｆａｕｌｔ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ
Ｚｈａｎｇ Ｈｏｎ￣ｕｎ
Ｓｈａａｎｘｉ Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｈａｎ Ｄｅ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｆａｕｌｔ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ｉｆ ｔｈｅｙ ｃｏｍｐｌｙ ｗｉｔｈ ｃｅｒｔａｉｎ ｌａｗｓ ａｎｄ ｍｅｔｈｏｄｓ，ａｎｄ ｈｏｗ ｍａｎｙ ｓｙｍｐｔｏｍｓ ｗｅｒｅ ｔｏ ｃａｐｔｕｒｅ
ｔｈｅ ｃｒｕｘ ｏｆｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ．Ａｆｔｅｒ ｙｅａｒｓ ｏｆｅｘｐｌｏｒｉｎｇ ａｎｄ ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒａｃｔｉｃｅｓ，ｓｕｍｍｅｄ ｕｐ ｓｅｖｅｒａｌ ｗａｙｓ，ｐｒｉｍａｒｉｌｙ ｔｏ ｒｅａｃｈ
ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ ｓｙｓｔｅｍ ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ ａｌｅ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ｂｅｌｏｗ，ｉｔ ｗｏｕｌｄ ｂｅ ｔ０ ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｉｃａｌ ｌｅｖｅｌ，ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆｔｈｅｓｅ ｉｓｓｕｅｓ；
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｆａｕｌｔ Ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ａｎｄ Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ Ｍｅｔｈｏｄｓ
数控机床具有机、电、液集于一身，技术密集 是处理数控系统故障首要的切入点，往往也是最直
和知识密集的特点，有较高自动化水平和生产效
接，最行之有效的方法，对于一般情况下“简单”
率。现今，数控设备的广泛运用是工业企业提高设 故障通过这种直接观察，就能解决问题。在故障的
备技术水平有效手段，也是发展的必由之路。而数 现场，通过观察故障时（或故障发生后）是否有异
控设备的数控系统是其核心所在，它的可靠运行，
响，火花亮光发生， 它们来自何方，何处出现焦
直接关系到整个设备运行正常与否。也就是说，当
糊味，何处发热异常，何处有异常震动等等，就能
数控系统故障发生后，如何迅速诊断的故障出处并 判断故障的主要部分，然后，进一步观察可能发生
解决问题使其恢复正常，是提高数控设备使用率的 故障的每块电路板，或是各种电控元件（继电器，
迫切需要。但是，我国现有数控机床上的数控系统 热继电器，断路器等）的表面状况，例如是否有烧
品种极其繁多，既有国产的各档数控系统，也有来
焦、烟熏黑处或元件、连线断裂处，从而进一步缩
自世界各国的系统。就我所在企业而言，各式数控 小检查范围。再者，检查系统各种连接电缆有否松
机床上使用到的系统就有好几种，如ＦＡＮＵＣ Ｏ－ＴＣ，
脱，断开、接触不良也是处理数控系统故障时首先
０一ＴＤ及０ｉ系列１６ｉ系列系统，西门子８４０Ｄ系统，
需要想到的。这是一种最基本、最简单、最常用的
三菱系统，等等。各型系统复杂程度参差不齐，功 方法。该方法既适用于有故障报警显示的较为先进
能各异，结构样式也不谋多样。 因此，维修方法
系统，也适用于无故障报警显示的早期的系统。使
也多中多样。
用该方法，对于处理一些电气短路，断路，过载等
１．直观法
是最常用的。使用这一方法虽然简单，但却要求维
修人员要有一定经验。在检修过程中，养成细致严
就是利用人的感官注意发生故障时（或故障发
谨工作态度，善于发现问题，解决问题。往往是一
生后）的各种外部现象并判断故障的可能部位。这
丝异常，便是症结所在。
２０１０年第４期
．
６５．
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材料・工艺・设备・
２．利用数控系统的硬件报警功能
为了提高系统的可维护性，在现代数控系统中
关，行程开关等通断触发的开关信号是否按要求正
确输入到数控系统中。总之，通过列出上述状态情
况，可将故障区分出是在机床一侧还是数控系统一
侧，从而可将故障锁定在某一元件上，得而解决问
设置有众多的硬件报警指示装置，如在Ｎｃ主板上，
各轴控制板上，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，数码管的显示状态
（如数字编号、符号等）来为维修人员指示故障所
题。这一切都得益于系统提供完善的状态显示功
能，为故障诊断打开了一扇明了“窗口”，运用这
一
方法，对于诊断动作复杂机构故障如换刀机构起
在位置及其类型。因此，在处理数控系统故障过程
中，如果直观法不能奏效的，即从外观上，很难判
断问题所在，或是ＣＲＴ屏幕不能点亮（电源模块有
故障）的时候，我们可以借助审视上述各报警装置，
观察有无报警指示，然后根据指示查阅随机说明
书，依照指示来处理故障。这一方法，对于通用型
的各类数控系统，例如ＦＡＮＵＣ，三菱，西门子系统，
因其系统设计较为完善，已充分考虑到系统中最常
见可能故障形式，内置较多硬件报警装置，所以尤
为见效。但这一方法，是以手头有详尽报警说明为
前提的。
３．充分利用数控系统的软件报警功能
现今，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。一旦检测到故障，立即将故障以报警的方式显
示在ＣＲＴ上或点亮面板上报警指示灯。而且这种自
诊断功能还能将故障分类报警。如①误操作报警②
有关伺服系统报警；③设定错误报警④各种行程开
关报警等等，维修时，可根据报警内容提示来查找
问题的症结所在。但这一方法，同样是以手头有详
尽报警说明为前提的。
４．利用状态显示的诊断功能
现代数控系统不但能将故障诊断信息显示出
来，即方法３所述，而且能以诊断地址和诊断数据
的形式提供诊断的各种状态，就ＦＡＮＵＣ系统为例，
系统提供指示系统与机床之间接口ｉ／ｏ信号状态，
或ＰＣ与ＣＮＣ装置之间，ＰＣ与机床之间接口的Ｉ／Ｏ
信号状态的“Ｄ”（ｄｉａｇｎｏｓｉＳ ｐａｒａｍｅｔｅｒ）参数，
也就是说，可以利用ＣＲＴ画面的状态显示（通常是
二进制字节“０”和“１”指示），来检查数控系统
是否将信号输入到机床；或是机床侧各种主令开
．
６６．
到极大作用。也是诊断故障基本方法之一。但使用
的前提是系统提供状态显示功能。
５．发生故障时，应及时核对数控系
统参数
系统参数变化会直接影响到机床的性能，甚至
使机床发生故障，整机不能正常工作。在设计和制
造数控系统时，虽已考虑到系统的可靠性问题，但
不可能排除外界的一切干扰，而这些干扰有可能引
起存储器内个别参数的变化。同时，人为误操作使
得系统参数变更也是可能的，作者在工作中，就碰
到过，因误操作使得系统出现动作异常。所以，在
诊断故障过程，如果尝试上述几项方法后，问题仍
不能解决的话，我们可以核对系统参数，看是否是
参数变更导致的，这类故障便是我们的“软”故障。
６．其它方法
①采用电阻比对法诊断电源负载短路故障
故障实例：ＦＡＮＵＣ—ＢＥＳＫ伺服驱动板十１５Ｖ
负载软击穿烧保险丝。我们维修时，通过初步检查
判定故障原因是负载局部短路，并且用数字表测得
十１５Ｖ对“地”电阻，正常板为１．３Ｋ Ｑ故障板
为３００ Ｑ。因为通电好烧保险丝，根本无法通电检
查，所以只能做电阻测量或拆元件检查。但是，由
于该伺服板的十１５Ｖ电源与其负载（２４只集成元
件）的印刷电路成放射型结构，所以，电阻测量时
无法做电路切割分离，并且由于元件多且为直接焊
装，也不可能逐一拆卸检查。维修的实际操作十分
困难，即使故障解决了，也往往弄得电路板伤痕累
累。处理这种既不能做电路切割分离或元件拆卸也
无法通电检查的故障，我们采用电阻比对法检查很
方便。诊断检查时，不切割电路也不焊脱元件，而
是直接测量十１５Ｖ端与各集成元件的有关管脚问
的电阻值，同时将故障板与正常板做对应值比较，
即可查出故障。处理以上故障时，考虑到元件管脚
汽车实用技术
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多，所以首先分析厚膜块内部电路（图中已标出） ＴＨ６５６３卧式加工中心配备西门子８４０Ｄ系统，，
和集成块管脚功能图，然后从中筛选出若干主要的
该系统具有很强的白诊断功能，发生故障时，可以
测试点，做电阻测量。当测量到Ｑ７时，发现其３
借助屏幕提示，快速诊断修复故障。但是如果发生
脚（＋１５Ｖ）对１４脚（输出）电阻为１５０ Ｑ（正
系统无法启动，并且ＰＬＣ处于停止状态，屏幕不亮，
常为６Ｋ Ｑ，怀疑Ｑ７（ＬＭ３３９）有问题，更换Ｑ７后， 那么系统的自诊断功能将无法发挥作用，导致诊断
伺服板恢复正常，说明Ｑ７管脚问阻值异常系内部 困难。发生这种故障的原因比较多，如果电池电压
软击穿，从而引起电源短路。 低于２．７Ｖ，必须更换电池；如果ＮＣ或ＰＬＣ硬件
损坏，需要更换电路板；如果机床的２４Ｖ电源低于
有些控制过程，如步进电机的自动升降速过
２１Ｖ，需要检查电源电路和负载。但是我们碰到更
程，直流调速器的停车制动过程，只有零点几秒的
多的故障原因并不是硬件故障，而是机床数据异常
瞬间时间。查寻这种快速过程的电路故障，显然无
这类软故障。其原因比较复杂，如电网干扰、电磁
法采用一般仪表进行故障跟踪检测，所以故障诊断
波干扰、电池失效、操作失误等均有可能造成机床
比较困难。下面通过故障实例一５Ｖ型直流可控硅
数据的丢失或混乱，以致系统无法启动。
②快速过程的分步模拟法
主驱动停车时间太长的故障，介绍我们采用的特殊 象这类软故障我们可以采用全清恢复法使系
方法一分步模拟法。经过对故障板的初步检查，判
统恢复运行。８４０Ｄ系统的全清步骤如下：
断故障原因在Ｖ５主驱动器制动电路。该制动控制
ＮＣ总清步骤如下：
逻辑复杂，涉及电路多，诊断故障决非举手之劳，
而且由于制动过程短，无法测量，所以我们采用分
（１）将ＮＣ启动开关Ｓ３置ｌ；
（２）启动Ｎｃ，如ＮＣ已启动，可按一下复位
步模拟法进行诊断检查。由电路原理得知制动过程
按钮Ｓ１；
如下：（１）本桥逆变，释放能量；（２）自动换桥，
（３）待Ｎｃ启动成功，七段码显示６，将Ｓ３
再生制动；（３）再次换桥，电路复原。为了分步测
置０，ＮＣ总清执行完成；
量的需要，以速度指令、速度反馈和电流反馈为设 （４）利用系统自带硬盘保存的ＮＣ数据恢复
定量，将以上过程细分为八个步骤（列成一张表），
系统：
然后逐步改变相应设定量，检测有关电路信号，对
ＰＬＣ总清步骤如下：
照电路逻辑，查出故障。我们做分步测试进行到第 （１）将ＰＬＣ启动开关Ｓ４置２，＝》ＰＳ灯会亮：
二步（即速度指令由１变０）时，发现“ａ后移”
（２）Ｓ４置３并保持３秒直到ＰＳ灯再次亮；＝》
和“积分停止”均为高电平，按电路逻辑，应为低
ＰＳ灯灭了又再亮：
电平，据此查对电路，很快找出Ａ２板中与非门Ｄ１０６
（３）在３秒之内，快速执行下述操作ｓ４：２—３
（型号：ＦＺＨＩＯ１）有问题，更换后，故障排除。
—２ＰＳ灯先闪，后又再亮，
⑧２／０诊断法
（４）等ＰＳ和ＰＦ灯亮了，Ｓ４置０，ＰＳ和ＰＦ灯
由于数控机床各单元（除驱动器外）与数控系
灭而ＰＲ灯亮。
统之间都是通过ＰＣ接口（１／０）实现信号的传递
（５）利用系统白带硬盘保存的ＰＬＣ数据恢复
和控制，因此，许多故障都会通过ＰＣ接口信号反
控制程序。
映出来，我们可以通过查阅ＰＣ机床侧的１／０信号
以上几种方法，各有特点，及使用范围。对于
诊断各种复杂的机床故障或判别故障在数控系统
较为复杂的故障，需要将几种方法同时综合运用，
还是在机床电气。其方法很简单，即要求熟悉全部 才能产生较好的效果，正确判断出故障起因和故障
Ｐｃ（机床侧）接口信号的现行状态和正常状态（或
的具体部位。
制成一张表格），诊断时，通过对全部ＰＣ（机床侧）
接口信号的现行状态和正常状态逐一查看比对，找
参考文献：
出有故障的接口信号，然后根据信号的外部逻辑关
［１］《现代数控机床》 毕承恩等编机械工业出版社１９９３
钲
系，查出故障原因。当你熟悉了ＰＣ接口信号后，
应用这种Ｐｃ接口比对法，非常简便快快捷，而且
［２］（（ＣＮＣ维修教材》 （０３．１１．２５）
避免了分析复杂的梯形图程序。
［３］（（８４０Ｄ简明调试指南》
④西门子８４０Ｄ系统数据异常的恢复
２ｏ１０年第４期
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浅谈数控系统故障诊断的一般方法
张宏军
（陕西汉德车桥有限公司）
摘要：故障的诊断是否遵循一定的规律和方法了，如何在诸多故障现象当中，捕捉到症结所在。经过几年来
的探求和工作实践，总结出几点方法，主要以接触最多的，较典型的ＦＡＮＵＣ系统和西门子系统为背景介绍如下，
希望能从方法论的层面上，剖析上述问题：
关键词：故障的诊断维修方法
ＣＮＣ ｇｅｎｅｒａｌ ａｐｐｒｏａｃｈ ｔｏ ｆａｕｌｔ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ
Ｚｈａｎｇ Ｈｏｎ￣ｕｎ
Ｓｈａａｎｘｉ Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｈａｎ Ｄｅ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｆａｕｌｔ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ｉｆ ｔｈｅｙ ｃｏｍｐｌｙ ｗｉｔｈ ｃｅｒｔａｉｎ ｌａｗｓ ａｎｄ ｍｅｔｈｏｄｓ，ａｎｄ ｈｏｗ ｍａｎｙ ｓｙｍｐｔｏｍｓ ｗｅｒｅ ｔｏ ｃａｐｔｕｒｅ
ｔｈｅ ｃｒｕｘ ｏｆｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ．Ａｆｔｅｒ ｙｅａｒｓ ｏｆｅｘｐｌｏｒｉｎｇ ａｎｄ ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒａｃｔｉｃｅｓ，ｓｕｍｍｅｄ ｕｐ ｓｅｖｅｒａｌ ｗａｙｓ，ｐｒｉｍａｒｉｌｙ ｔｏ ｒｅａｃｈ
ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ ｓｙｓｔｅｍ ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ ａｌｅ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ｂｅｌｏｗ，ｉｔ ｗｏｕｌｄ ｂｅ ｔ０ ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｉｃａｌ ｌｅｖｅｌ，ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆｔｈｅｓｅ ｉｓｓｕｅｓ；
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｆａｕｌｔ Ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ａｎｄ Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ Ｍｅｔｈｏｄｓ
数控机床具有机、电、液集于一身，技术密集 是处理数控系统故障首要的切入点，往往也是最直
和知识密集的特点，有较高自动化水平和生产效
接，最行之有效的方法，对于一般情况下“简单”
率。现今，数控设备的广泛运用是工业企业提高设 故障通过这种直接观察，就能解决问题。在故障的
备技术水平有效手段，也是发展的必由之路。而数 现场，通过观察故障时（或故障发生后）是否有异
控设备的数控系统是其核心所在，它的可靠运行，
响，火花亮光发生， 它们来自何方，何处出现焦
直接关系到整个设备运行正常与否。也就是说，当
糊味，何处发热异常，何处有异常震动等等，就能
数控系统故障发生后，如何迅速诊断的故障出处并 判断故障的主要部分，然后，进一步观察可能发生
解决问题使其恢复正常，是提高数控设备使用率的 故障的每块电路板，或是各种电控元件（继电器，
迫切需要。但是，我国现有数控机床上的数控系统 热继电器，断路器等）的表面状况，例如是否有烧
品种极其繁多，既有国产的各档数控系统，也有来
焦、烟熏黑处或元件、连线断裂处，从而进一步缩
自世界各国的系统。就我所在企业而言，各式数控 小检查范围。再者，检查系统各种连接电缆有否松
机床上使用到的系统就有好几种，如ＦＡＮＵＣ Ｏ－ＴＣ，
脱，断开、接触不良也是处理数控系统故障时首先
０一ＴＤ及０ｉ系列１６ｉ系列系统，西门子８４０Ｄ系统，
需要想到的。这是一种最基本、最简单、最常用的
三菱系统，等等。各型系统复杂程度参差不齐，功 方法。该方法既适用于有故障报警显示的较为先进
能各异，结构样式也不谋多样。 因此，维修方法
系统，也适用于无故障报警显示的早期的系统。使
也多中多样。
用该方法，对于处理一些电气短路，断路，过载等
１．直观法
是最常用的。使用这一方法虽然简单，但却要求维
修人员要有一定经验。在检修过程中，养成细致严
就是利用人的感官注意发生故障时（或故障发
谨工作态度，善于发现问题，解决问题。往往是一
生后）的各种外部现象并判断故障的可能部位。这
丝异常，便是症结所在。
２０１０年第４期
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材料・工艺・设备・
２．利用数控系统的硬件报警功能
为了提高系统的可维护性，在现代数控系统中
关，行程开关等通断触发的开关信号是否按要求正
确输入到数控系统中。总之，通过列出上述状态情
况，可将故障区分出是在机床一侧还是数控系统一
侧，从而可将故障锁定在某一元件上，得而解决问
设置有众多的硬件报警指示装置，如在Ｎｃ主板上，
各轴控制板上，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，数码管的显示状态
（如数字编号、符号等）来为维修人员指示故障所
题。这一切都得益于系统提供完善的状态显示功
能，为故障诊断打开了一扇明了“窗口”，运用这
一
方法，对于诊断动作复杂机构故障如换刀机构起
在位置及其类型。因此，在处理数控系统故障过程
中，如果直观法不能奏效的，即从外观上，很难判
断问题所在，或是ＣＲＴ屏幕不能点亮（电源模块有
故障）的时候，我们可以借助审视上述各报警装置，
观察有无报警指示，然后根据指示查阅随机说明
书，依照指示来处理故障。这一方法，对于通用型
的各类数控系统，例如ＦＡＮＵＣ，三菱，西门子系统，
因其系统设计较为完善，已充分考虑到系统中最常
见可能故障形式，内置较多硬件报警装置，所以尤
为见效。但这一方法，是以手头有详尽报警说明为
前提的。
３．充分利用数控系统的软件报警功能
现今，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。一旦检测到故障，立即将故障以报警的方式显
示在ＣＲＴ上或点亮面板上报警指示灯。而且这种自
诊断功能还能将故障分类报警。如①误操作报警②
有关伺服系统报警；③设定错误报警④各种行程开
关报警等等，维修时，可根据报警内容提示来查找
问题的症结所在。但这一方法，同样是以手头有详
尽报警说明为前提的。
４．利用状态显示的诊断功能
现代数控系统不但能将故障诊断信息显示出
来，即方法３所述，而且能以诊断地址和诊断数据
的形式提供诊断的各种状态，就ＦＡＮＵＣ系统为例，
系统提供指示系统与机床之间接口ｉ／ｏ信号状态，
或ＰＣ与ＣＮＣ装置之间，ＰＣ与机床之间接口的Ｉ／Ｏ
信号状态的“Ｄ”（ｄｉａｇｎｏｓｉＳ ｐａｒａｍｅｔｅｒ）参数，
也就是说，可以利用ＣＲＴ画面的状态显示（通常是
二进制字节“０”和“１”指示），来检查数控系统
是否将信号输入到机床；或是机床侧各种主令开
．
６６．
到极大作用。也是诊断故障基本方法之一。但使用
的前提是系统提供状态显示功能。
５．发生故障时，应及时核对数控系
统参数
系统参数变化会直接影响到机床的性能，甚至
使机床发生故障，整机不能正常工作。在设计和制
造数控系统时，虽已考虑到系统的可靠性问题，但
不可能排除外界的一切干扰，而这些干扰有可能引
起存储器内个别参数的变化。同时，人为误操作使
得系统参数变更也是可能的，作者在工作中，就碰
到过，因误操作使得系统出现动作异常。所以，在
诊断故障过程，如果尝试上述几项方法后，问题仍
不能解决的话，我们可以核对系统参数，看是否是
参数变更导致的，这类故障便是我们的“软”故障。
６．其它方法
①采用电阻比对法诊断电源负载短路故障
故障实例：ＦＡＮＵＣ—ＢＥＳＫ伺服驱动板十１５Ｖ
负载软击穿烧保险丝。我们维修时，通过初步检查
判定故障原因是负载局部短路，并且用数字表测得
十１５Ｖ对“地”电阻，正常板为１．３Ｋ Ｑ故障板
为３００ Ｑ。因为通电好烧保险丝，根本无法通电检
查，所以只能做电阻测量或拆元件检查。但是，由
于该伺服板的十１５Ｖ电源与其负载（２４只集成元
件）的印刷电路成放射型结构，所以，电阻测量时
无法做电路切割分离，并且由于元件多且为直接焊
装，也不可能逐一拆卸检查。维修的实际操作十分
困难，即使故障解决了，也往往弄得电路板伤痕累
累。处理这种既不能做电路切割分离或元件拆卸也
无法通电检查的故障，我们采用电阻比对法检查很
方便。诊断检查时，不切割电路也不焊脱元件，而
是直接测量十１５Ｖ端与各集成元件的有关管脚问
的电阻值，同时将故障板与正常板做对应值比较，
即可查出故障。处理以上故障时，考虑到元件管脚
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多，所以首先分析厚膜块内部电路（图中已标出） ＴＨ６５６３卧式加工中心配备西门子８４０Ｄ系统，，
和集成块管脚功能图，然后从中筛选出若干主要的
该系统具有很强的白诊断功能，发生故障时，可以
测试点，做电阻测量。当测量到Ｑ７时，发现其３
借助屏幕提示，快速诊断修复故障。但是如果发生
脚（＋１５Ｖ）对１４脚（输出）电阻为１５０ Ｑ（正
系统无法启动，并且ＰＬＣ处于停止状态，屏幕不亮，
常为６Ｋ Ｑ，怀疑Ｑ７（ＬＭ３３９）有问题，更换Ｑ７后， 那么系统的自诊断功能将无法发挥作用，导致诊断
伺服板恢复正常，说明Ｑ７管脚问阻值异常系内部 困难。发生这种故障的原因比较多，如果电池电压
软击穿，从而引起电源短路。 低于２．７Ｖ，必须更换电池；如果ＮＣ或ＰＬＣ硬件
损坏，需要更换电路板；如果机床的２４Ｖ电源低于
有些控制过程，如步进电机的自动升降速过
２１Ｖ，需要检查电源电路和负载。但是我们碰到更
程，直流调速器的停车制动过程，只有零点几秒的
多的故障原因并不是硬件故障，而是机床数据异常
瞬间时间。查寻这种快速过程的电路故障，显然无
这类软故障。其原因比较复杂，如电网干扰、电磁
法采用一般仪表进行故障跟踪检测，所以故障诊断
波干扰、电池失效、操作失误等均有可能造成机床
比较困难。下面通过故障实例一５Ｖ型直流可控硅
数据的丢失或混乱，以致系统无法启动。
②快速过程的分步模拟法
主驱动停车时间太长的故障，介绍我们采用的特殊 象这类软故障我们可以采用全清恢复法使系
方法一分步模拟法。经过对故障板的初步检查，判
统恢复运行。８４０Ｄ系统的全清步骤如下：
断故障原因在Ｖ５主驱动器制动电路。该制动控制
ＮＣ总清步骤如下：
逻辑复杂，涉及电路多，诊断故障决非举手之劳，
而且由于制动过程短，无法测量，所以我们采用分
（１）将ＮＣ启动开关Ｓ３置ｌ；
（２）启动Ｎｃ，如ＮＣ已启动，可按一下复位
步模拟法进行诊断检查。由电路原理得知制动过程
按钮Ｓ１；
如下：（１）本桥逆变，释放能量；（２）自动换桥，
（３）待Ｎｃ启动成功，七段码显示６，将Ｓ３
再生制动；（３）再次换桥，电路复原。为了分步测
置０，ＮＣ总清执行完成；
量的需要，以速度指令、速度反馈和电流反馈为设 （４）利用系统自带硬盘保存的ＮＣ数据恢复
定量，将以上过程细分为八个步骤（列成一张表），
系统：
然后逐步改变相应设定量，检测有关电路信号，对
ＰＬＣ总清步骤如下：
照电路逻辑，查出故障。我们做分步测试进行到第 （１）将ＰＬＣ启动开关Ｓ４置２，＝》ＰＳ灯会亮：
二步（即速度指令由１变０）时，发现“ａ后移”
（２）Ｓ４置３并保持３秒直到ＰＳ灯再次亮；＝》
和“积分停止”均为高电平，按电路逻辑，应为低
ＰＳ灯灭了又再亮：
电平，据此查对电路，很快找出Ａ２板中与非门Ｄ１０６
（３）在３秒之内，快速执行下述操作ｓ４：２—３
（型号：ＦＺＨＩＯ１）有问题，更换后，故障排除。
—２ＰＳ灯先闪，后又再亮，
⑧２／０诊断法
（４）等ＰＳ和ＰＦ灯亮了，Ｓ４置０，ＰＳ和ＰＦ灯
由于数控机床各单元（除驱动器外）与数控系
灭而ＰＲ灯亮。
统之间都是通过ＰＣ接口（１／０）实现信号的传递
（５）利用系统白带硬盘保存的ＰＬＣ数据恢复
和控制，因此，许多故障都会通过ＰＣ接口信号反
控制程序。
映出来，我们可以通过查阅ＰＣ机床侧的１／０信号
以上几种方法，各有特点，及使用范围。对于
诊断各种复杂的机床故障或判别故障在数控系统
较为复杂的故障，需要将几种方法同时综合运用，
还是在机床电气。其方法很简单，即要求熟悉全部 才能产生较好的效果，正确判断出故障起因和故障
Ｐｃ（机床侧）接口信号的现行状态和正常状态（或
的具体部位。
制成一张表格），诊断时，通过对全部ＰＣ（机床侧）
接口信号的现行状态和正常状态逐一查看比对，找
参考文献：
出有故障的接口信号，然后根据信号的外部逻辑关
［１］《现代数控机床》 毕承恩等编机械工业出版社１９９３
钲
系，查出故障原因。当你熟悉了ＰＣ接口信号后，
应用这种Ｐｃ接口比对法，非常简便快快捷，而且
［２］（（ＣＮＣ维修教材》 （０３．１１．２５）
避免了分析复杂的梯形图程序。
［３］（（８４０Ｄ简明调试指南》
④西门子８４０Ｄ系统数据异常的恢复
２ｏ１０年第４期
一
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