数控机床全部或部分丧失了规定嘚功能的现象称为数控机床的故障

数控机床是机电一体化的产物，技术先进、结构复杂数控机床的故障也是多种多样、各不相同，故障原因一般都比较复杂这给数控机床的故障诊断和维修带来不少困难。为了便于机床的故障分析和诊断本节按故障的性质、故障产生嘚原因和故障发生的部位等因素大致把数控机床的故障划分为以下几类。

1、按数控机床发生的故障性质分类

这类故障是指只要满足一定的條件机床或者数控系统就必然出现的故障。例如电网电压过高或者过低系统就会产生电压过高报警或者过低报警；切削量过大时，就會产生过载报警等

例如一台采用SINUMERIK810系统的数控机床在加工过程中，系统有时自动断电关机重新启动后，还可以正常工作根据系统工作原理和故障现象怀疑故障原因是系统供电电压波动，测量系统电源模块上的24V输人电源发现为22.3V左右，当机床加工时这个电压还向下波动，特别是切削量大时电压下降就大，有时接近21V这时系统自动断电关机，为了解决这个问题更换容量大的24V电源变压器将这个故障彻底消除。

这类故障是指在同样条件下只偶尔出现一次或者二次的故障。要想人为地再现同样的故障则是不容易的有时很长时间也很难再遇到一次。这类故障的分析和诊断是比较困难的一般情况下，这类故障往往与机械结构的松动、错位数控系统中部分元件工作特性的漂移、机床电气元件可靠性下降有关。

例如一台数控沟槽磨床在加工过程中偶尔出现问题，磨沟槽的位置发生变化造成废品。分析这囼机床的工作原理在磨削加工时首先测量臂向下摆动到工件的卡紧位置，然后工件开始移动当工件的基准端面接触到测量头时，数控裝置记录下此时的位置数据然后测量臂抬起，加工程序继续运行数控装置根据端面的位置数据，在距端面一定距离的位置磨削沟槽所以沟槽位置不准与测量的准确与否有非常大的关系。因为不经常发生所以很难观察到故障现象。因此根据机床工作原理对测量头进荇检查并没有发现问题；对测量臂的转动检查时发现旋转轴有些紧，可能测量臂有时没有精确到位使测量产生误差。将旋转轴拆开检查發现已严重磨损制作新备件，更换上后再也没有发生这个故障

按照机床故障的类型区分，故障可分为机械故障和电气故障

这类故障主要发生在机床主机部分，还可以分为机械部件故障、液压系统故障、气动系统故障和润滑系统故障等

810系统的数控淬火机床开机回参考點、走X轴时，出现报警1680“SERVOENABLETRAV．AXISX"手动走X轴也出现这个报警，检查伺服装置发现有过载报警指示。根据西门子说明书产生这个故障的原因可能是机械负载过大、伺服控制电源出现问题、伺服电动机出现故障等本着先机械后电气的原则，首先检测X轴滑台手动盘动X轴滑台，发現非常沉盘不动，说明机械部分出现了问题将X轴滚珠丝杠拆下检查，发现滚珠丝杠已锈蚀原来是滑台密封不好，淬火液进人滚珠丝杠造成滚珠丝杠的锈蚀，更换新的滚珠丝杠故障消除。

电气故障是指电气控制系统出现的故障主要包括数控装置、plc控制器、伺服单え、CRT显示器、电源模块、机床控制元件以及检测开关的故障等。这部分的故障是数控机床的常见故障应该引起足够的重视。

3、按数控机床发生的故障后有无报警显示分类

按故障产生后有无报警显示可分为有报警显示故障和无报警显示故障两类。

这类故障又可以分为硬件報警显示和软件报警显示两种

1)硬件报警显示的故障。硬件报警显示通常是指各单元装置上的指示灯的报警指示在数控系统中有许多用鉯指示故障部位的指示灯，如控制系统操作面板、CPU主板、伺服控制单元等部位一旦数控系统的这些指示灯指示故障状态后，根据相应部位上的指示灯的报警含义均可以大致判断故障发生的部位和性质，这无疑会给故障分析与诊断带来极大好处因此维修人员在日常维护囷故障维修时应注意检查这些指示灯的状态是否正常。

2)软件报警显示的故障软件报警显示通常是指数控系统显示器上显示出的报警号和報警信息。由于数控系统具有自诊断功能一旦检查出故障，即按故障的级别进行处理同时在显示器上显示报警号和报警信息。

软件报警又可分为NC报警和PLC报警前者为数控部分的故障报警，可通过报警号在《数控系统维修手册》上找到这个报警的原因与怎样处理方面的內容，从而确定可能产生故障的原因；后者的PLC报警的报警信息来自机床制造厂家编制的报警文本大多属于机床侧的故障报警，遇到这类故障可根据报警信息，或者PLC用户程序确诊故障

（2）无报警显示的故障

这类故障发生时没有任何硬件及软件报警显示，因此分析诊断起來比较困难对于没有报警的故障，通常要具体问题具体分析遇到这类问题，要根据故障现象、机床工作原理、数控系统工作原理、PLC梯形图以及维修经验来分析诊断故障

例如一台数控淬火机床经常自动断电关机，停一会再开还可以工作分析机床的工作原理，产生这个故障的原因一般都是系统保护功能起作用所以首先检查系统的供电电压为24V，没有间题；在检查系统的冷却装置时发现冷却风扇过滤网堵塞，出故障时恰好是夏季系统因为温度过高而自动停机，更换过滤网机床恢复正常使用。

810系统的数控沟槽磨床在自动磨削完工件、修整砂轮时，带动砂轮的Z轴向上运动停下后砂轮修整器并没有修整砂轮，而是停止了自动循环但屏幕上没有报警指示。根据机床的笁作原理在修整砂轮时，应该喷射冷却液冷却砂轮修整器，但多次观察发生故障的过程却发现没有切削液喷射。切削液电磁阀控制原理图如图所示在出现故障时利用数控系统的PLC状态显示功能，观察控制切削液喷射电磁阀的输出Q4.5其状态为“1”，没有问题根据电气原理图它是通过直流继电器K45来控制电磁阀的，检查直流继电器K45也没有问题接着检查电磁阀，发现电磁阀的线圈上有电压说明问题是出茬电磁阀上，更换电磁阀机床故障消除。

4、按故障发生部位分类

按机床故障发生的部位可把故障分为如下几类：

（1）数控装置部分的故障

数控装置部分的故障又可以分为软件故障和硬件故障

1)软件故障。有些机床故障是由于加工程序编制出现错误造成的有些故障是由于機床数据设置不当引起的，这类故障属于软件故障只要将故障原因找到并修改后，这类故障就会排除

2）硬件故障。有些机床故障是因為控制系统硬件出现问题这类故障必须更换损坏的器件或者维修后才能排除故障。

例如一台数控冲床出现故障,屏幕没有显示,检查机床控淛系统的电源模块的24V输人电源,没有问题, NC-ON信号也正常,但在电源模块上没有5V电压,说明电源模块损坏,维修后,机床恢复正常使用

PLC部分的故障也分為软件和硬件故障两种。

1)软件故障由于PLC用户程序编制有问题,在数控机床运行时满足-定的条件即可发生故障。另外, PLC用户程序编制的不好,经瑺会出现一些无报警的机床侧故障,所以PLC用户程序要编制的尽量完善

2)硬件故障。由于PLC输人输出模块出现问题而引|起的故障属于硬件故障囿时个别输入输出口出现故障,可以通过修改PLC程序,使用备用接口替代出现故障的接口,从而排除故障。

例如一台采用德国SIEMENS810系统的数控磨床自動加工不能连续进行,磨削完一个工件后,主轴砂轮不退回修整,自动循环中止。分析机床的工作原理,机床的工作状态是通过机床操作面板上的鈕子开关设定的,钮子开关接人PLC的输人E7.0 ,利用数控系统的PLC状态显示功能,检查其状态,但不管怎样拨动钮子开关,其状态-直为"0”, 不发生变化,而检查开關没有发现问题,将该开关的连接线连接到PLC的备用输人接口E3.0上,这时观察这个状态的变化,正常跟随钮子开关的变化,没有问题,由此证明PLC的输人接接口E7.0损坏,因为手头没有备件,将钮子开关接到PLC的E3.0的输人接口上,然后通过编程器将PLC程序中的所有E7.0都改成E3.0 ,这时机床恢复了正常使用

伺服系统的故障一般都是由于伺服控制单元、伺服电动机、测速装置、编码器等出现问题引起的。

(4 )机床主体部分的故障

这类故障:大多数是由于外部原洇造成的,机械装置不到位、液压系统出现问题、检查开关损坏、驱动装置出现问题机床主轴、导轨、丝杠、轴承、刀库等由于种种原因,會出现丧失精度、爬行、过载等问题。这些问题往往会造成数控系统的报警因此,数控系统的故障判断是一个综合问题。

5、按故障发生的破坏程度分类

按故障发生时的破坏程度分为破坏性故障和非破坏性故障

这类故障出现会对操作者或设备造成伤害或损害, 如超程运行、飞車、 部件碰撞等。

发生破坏性故障后,例如, -台数控车在正常加工的情况下,具撞到工件,造成重大的损失,经过仔细的分析,发现返回参考点错误,认嫃地分析发现行程开关(档块)位置与电子栅格位置重合( 偶而)造成Z方向进给多出一个电子栅格,从而造成刀具工件相撞的破坏性故障。移动行程开关位置,从问题得到圆满解决

数控机床的绝多数故障属于这类故障,出现故障时对机床和操作人不会造成任何伤害,所以诊断这类故障时,鈳以再现故障，并可以仔细观察故障现象,通过故障现象对故障进行分析和诊断

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防盗系统是在无人值守的地方，通过电子探测技术判断非法入侵行为然后自动在现场发出警报，并同时自动传达警情到专门处理警情的报警中心一个完整的区域性防盗系统由用户端报警系统和报警中心两大部分组成。用户端报警系统包括输入(探测器)、控制(报警控制/通讯主机)、输出(警号闪灯/电话联網)三个部分；报警中心端是专门接收处理警情的地方一般利用公共电话网传输报警信号，包括数字接警机和警情管理软件

    2、有线防盗報警系统     是指探测器和报警主机之间采用的是有线传输的方式。同时报警主机与上一级接警中心也采用的是有线传输方式适合于被警戒嘚现场与值班中心的报警主机距离不太远的情况。一般应在房屋建筑设计时预先考虑安装线路的铺设

    利用专线传输的有线报警系统：在探测器、报警主机、上一级接警中心之间铺设专用的传输线路，来完成所有信息的传输

    利用公用电话网传输的联网报警系统：在探测器、报警主机之间一般还是铺设专用的传输线路，但在报警主机与上一级接警中心之间的传输线路则是利用现有的公用电话通讯网

是指探測器和报警主机之间采用无线通信的方式将电信号连通，即借助空间电磁波来传输电信号如果报警主机需要向上一级接警中心发送报警信号时，同样也可以采用这种类似的传输方式无线报警系统特别适合于在监控点较多，防范现场的分布又较分散、较远或不便架设传输線的场所采用

    无线报警接收机和无线报警发射机共同的技术指标

    ①无线通讯方式，即调制与解调的方式

    ③频率准确度（±xxKHz）：工作频率偏离规定工作频率的程度。

    ④频率稳定度（±xxPPM）：工作过程中振荡器保持频率不变的能力。

    ①灵敏度（微伏—?V）：可以触发接收机发絀报警信号的最小输入电压信号

    ②控制距离（米m或公里km）：正常工作下，发射机与接收机之间的最大无线传输距离

    ③最大容量：无线報警系统中可接入无线报警发射机的最大数量或路数。

    ①报警方式：触点开或触点闭报警

    ③探测器输入接口的个数和要求：可接探测器嘚数量及所接探测器的类型（如红外、微波、烟感等）。

    ④静态警戒电流即在非报警时的工作电流（mA）。

    ⑤发射工作电流即在报警时嘚工作电流（mA）。

    ⑥发射机可向探测器提供的电源

    4、基本概念     探测器（Detector）：自动通过电子手段侦测各类异常情况，并且把得到的信号（┅般为开关信号）送往报警主机处理的器件如被动红外探头、门磁开关、紧急按钮等。

    报警主机（Control Panel）：通常又称为报警控制/通讯主机茬报警系统中，处理探测器的信号并且使用键盘等手段提供布撤防操作去控制系统，在报警时可以提供声或光提示同时还可以（通过電话线）将警情传送到报警中心。

    防区（Zone）：每个防区是指一个在防盗系统中可以识别的位置（单独识别的一个最小单位）每一个防盗系统都包含有多个探测器，这些探测器连接在防盗系统中构成防区每一个防区需设置为一种防区类型来对探测器的动作作出特定的反应。

    有线扩充（Wired）：即主机外加防区扩充板从板上接入常规四线制探头（即开关信号输出的探头），从而达到增加防区的目的该扩充方法只是单纯增加防区数量，而不会给系统增加功能

    无线扩充（Wireless）：主机外加无线接收机，使用配套的无线探头使用该种扩充方法，可鉯达到安装简单、不破坏原建筑的目的还可以利用无线按钮达到遥控开关、遥控布撤防的功能。

    总线扩充（Polling Loop）：主机可直接接入两线总線制探头（编址信号输出电源与信号共用2芯线），而且所有总线制探头采用并联方式连接；又能使用“总线扩充器”的编码器接入常規四线制探头。该种扩充方法使得接入线更为简洁尤其适合于防区数目多和长距离传输信号的大系统中。

    防区类型（Zone Type）：各种探测器安裝在不同位置根据其探测原理可以起到不同的保护作用。按照用户的实际情况可以分成多种防护类型来构成对用户的可靠保护，这些防护类型在系统中的设置就是防区类型

    出入防区：在布防后外出延时结束时生效，在外出延时期间探测器触发后不产生报警。在触发該防区时有进入延时，必须在进入延时结束前对系统进行撤防否则会发出报警。控制器会在进入延时时间里发出蜂鸣（作为撤防系统嘚提示信号）用于主要出入口处（如正门、主要入口）。

    周边防区：布防后有效没有延时。触发后立即发出报警用于周边场所（如外部门窗或围墙）。

    内部防区（跟随）：外出布防后有效留守布防无效。如果出入防区未首先触发该防区触发后会立即报警；否则要延时结束后才报警。使用该防区的前提是必须要有出入防区否则采用具有延时的内部防区类型。用于出入防区首先触发而需要进入延时嘚地方（如大厅、过厅）

    内部防区（延时）：外出布防后有效，留守布防无效不论出入防区是否被首先触发，该防区触发后都要在延時结束后才报警用于室内空间的保护。

日夜防区：24小时处于警戒状态在撤防状态下（白天），触发该防区键盘会发出快速蜂鸣并显示防区号与检查显示（如果需要可向中心站报告）但不产生报警；在布防状态下（夜晚），触发该防区会发出报警控制键盘和外部警号會发出警报，通讯设备也会报告警情不提供延时。用于装有薄箔保护的门、窗（如商店）或“敏感”地区，如商品库、药品仓库等戓其他需要密切注意入口的控制进入区。

    24小时防区（无声）：无论布防与否这种防区都处于有效保护状态，触发后立即报警但不会显礻防区号，也不会发出警报用于紧急按钮（如银行、珠宝柜台、办公桌）。这些报警只有有效的密码持有人才可能清除

    24小时防区（有聲）：无论布防与否，这种防区都处于有效保护状态触发后引发外接警号警报，在键盘报警及显示用于紧急按钮（如床边应急报警）。这些报警只有有效的密码持有人才可能清除

    24小时防区（辅助）：无论布防与否，触发后仅提供键盘有声报警及显示而外接警号不发聲。用于个人突发事件使用的紧急按钮（医疗急救报警）或各类紧急事件（如水、温度传感器）

    火警防区：触发时发出火警信号，键盘顯示防区号并触发外接警号发出特别的报警声，同时向中心站报告该防区在撤防时也有效，同时不提供延时用于装有烟雾探测器、熱探测器或紧急按钮的24小时设防的区域。

    外出延时：是指布防后对出入或内部防区提供一段延时时间（这段延时可以编程为10到255秒）让操莋人员离开报警区域，在该时间内触发出入或内部防区不会引起报警

    进入延时：是指进入已布防的区域时，对出入或内部防区提供一段延时时间（这段延时可以编程为10到255秒）让操作人员对系统撤防。在该时间内触发出入或内部防区不会引起报警

    布防（Arm）：是指操作人員执行指令（从键盘输入密码）后，使该系统的探测器已开始工作（俗称“开机”）并进入正常警戒状态。此时系统对探测器探测到嘚入侵行为作出报警。

    外出布防：是指需要对全体防区进行布防时进行的操作此时全部防区都有效，提供延时

    留守布防：是指只对周堺防区进行布防时进行的操作，布防时系统自动旁路内部防区提供延时。

    快速布防：布防时系统自动旁路内部防区只有外出延时，而沒有进入延时

    全防布防：布防时整个系统所有防区都有效，只有外出延时而没有进入延时。

    撤防（Disarm）：是指操作人员执行指令（从键盤输入密码）后使该系统的探测器不能进入正常警戒工作状态，或从警戒状态下退出使探测器无效（俗称“关机”）。此时系统对探测器探测到的动作不作反应（24小时类型防区除外）。

    旁路（Bypass）：是指操作人员执行指令后指定防区的探测器就会从整个探测器的群体Φ失效，而不能进入工作状态把某个防区从系统中排除，旁路问题防区其他的防区可以正常布防。旁路内部防区可以让允许人在保护區内自由走动而周边防区处于保护状态。注意：旁路的防区不受保护

    报警中心（Central Station）：报警时报警主机通过电话线发送报告去的处警单位。报警中心接到报警后会采取相应的处理措施是专门处理警情的地方。通过电话线或其他媒介（如数字接警机）自动接收用户报警主机发送的报警信号，通过计算机及管理软件管理警情、用户资料由专人处理。通常安装在具有保安力量的派出所、公安局、保安部等哋方

    报警：系统布防时，某个防区的探测器触发即引发报警（火警或24小时防区除外）

    报警记忆：报警状态保存在报警主机内存中直到被清除。

    失效：系统撤防时某个防区的探测器触发或故障等不正常情况。

    级别 "A"：提供发射器或原始设备监测的系统(如, 探测设备和接线)。

    密码：用于布撤防或其他特殊功能需要输入的数码组合密码长度必须是4 位。

    可同时接入多个探头对每个探头的位置都可清楚报告。

    鈳设定4种不同的布防方式：留守、外出、快速（即时）、全防

    必要时可将某些探头旁路，不影响系统工作

    可设置为响铃模式，监控门窗开关情况

    可使用钥匙开关锁设定工作方式，免除记密码的烦恼

    可将报警类型、发生位置迅速准确报告，方便报警中心处理

    某些主機可使用无线的探头，安装灵活美观

    使用无线系统的主机可用遥控键盘操作，还可遥控家里的电器开关

    某些主机有定时控制功能，可萣时将系统布防、撤防还能定时控制电器的开关。

    某些主机可记录过去发生的各种情况如报警、布防、撤防、掉电等。

    可分为：户内型、户外型、周界、重点物体保护探测器等

    B、按探测原理不同或应用的传感器不同来分

    可分为：雷达式微波、微波墙式、主动式红外、被动式红外、开关式、超声波、声控、振(震)动、玻璃破碎、电场感应式、电容变化、视频、微波-被动红外双技术、超声波-被动红外双技术探测器。

    可分为：点控制型、线控制型、面控制型、空间控制型探测器

    点控制型探测器的警戒范围是一个点，线控制型探测器的警戒范圍是一条线面控制型探测器的警戒范围是一条面，空间控制型探测器的警戒范围是一条空间

    主动式探测器在担任警戒期间要向所防范嘚现场不断发出某种形式的能量，如红外线、超声波、微波等能量

    被动式探测器在担任警戒期间本身则不需要向所防范的现场发出任何形式的能量，而是直接探测来自被探测目标自身发出的某种形式的能量如红外线、震动等能量。

    可分为常开型、常闭型、常开/常闭型探測器

    常开型（NO）探测器：在正常情况下开关是断开的，EOL(线末电阻)电阻与之并联当探测器被触发时，开关闭合回路电阻为零，该防区報警

    常闭型（NC）探测器：在正常情况下，开关是闭合的EOL(线末电阻)电阻与之串联。当探测器被触发时开关断开，回路电阻为无穷大該防区报警。

    常开/常闭型探测器：具有常开和常闭两种输出方式

    F、按探测器与报警控制器各防区的连接方式不同来分

    可分为四线制、两線制、无线制三种。

    四线制：是指探测器上有四个接线端(两个接报警开关信号输出两个接供电输入线)。一般常规需要供电的探测器如紅外探测器、双鉴探测器、玻璃破碎探测器等均采用的是四线制。

    两线制：是指探测器上有两个接线端又可分为三种情况。

    ①探测器本身不需要供电(报警开关信号线)如紧急按钮、磁控开关、震动开关。

    ②探测器需要供电(报警开关信号线和供电输入线是共用的)如火灾探測器。

    ③两总线制需采用总线制探测器(都具有编码功能)。所有防区都共用两芯线每个防区的报警开关信号线和供电输入线是共用的(特別适用于防区数目多)。另外增加总线扩充器就可以接入四线制探测器。

    无线制：无线探测器是由探测器和发射机两部分组合在一起的咜需要由无线发射机将无线报警探测器输出的电信号调制(调幅或调频)到规定范围的载波上，发射到空间而后再由无线接收机接收、解调後，再送往报警主机

    可以应用在一切需要进行安全防范、防盗、防入侵的场所，如政府机关、军事单位和设施、广播电视通讯系统、工礦企业、科研单位、财政金融系统、商业系统、文物保护单位……以至居民区、住家户等处

第二章 全防护 装置装置,第二,二章,苐二章,全防护,防护装置,第 二 章,全 防 护,装 置,装???