国家标准 GB/T39129一2020 机床数控系统故障诊断与维修规范 Numericalcontrolsystemofmachinetool一 Faultdiagnosisandcorrectionspecificationm 2020-10-11发布 2021-05-01实施国家市场监督管理总局发布国家标涯花管理委员会国家标准
GB/39129一2020 前言本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草本标准由机械工业联合会提出本标准由全国机床数控系统标准化技术委员会(SAC/TC367)归口本标准起草单位:华中科技大学,武汉华中数控股份有限公司、广州数控设备有限公司、北京航空航天大学、沈阳高精数控智能技术股份有限公司、长春禹衡光学有限公司、沈机上海)智能系统研发设计有限公司、科德数控股份有限公司本标准主要起草人:金健、张航军、何英武,彭珈、吴文江、林长友、王声文
GB/T39129一2020 引言数控机床是制造装备的装备,有“工作母机”之称,在装备制造业中具有极为重要的地位,广泛应用于航空、航天、造船、轻工、汽车、纺织等产业领域数控系统是数控机床的核心部件,在很大程度上决定着数控机床的功能和性能随着功能的逐步强大,数控系统在高速、高精、曲面、柔性复合等复杂工艺中的应用越来越多然而功能越强大,发生故障时造成的危害就越大因故障诊断与维修不及时或诊断与维修不当造成的直接和间接损失(包括坯料、刀具、工作台、机床本体、数控系统本身等的损坏、对人身及环境的伤害以及因停机误工造成的损失等)大约在数亿元量级(数控系统行业产值在百亿元量级为了降低这些危害,减少损失,采取并实施行之有效的故障诊断与维修方法,对故障进行定位并使其得到快速修复显得尤为重要制定数控系统故障诊断与维修技术标准,对数控系统故障诊断与维修方法、故障诊断与维修流程、故障与维修数据统计等加以规范,对于提高故障诊断和维修效率具有重要的意义,能够有效提升数控系统的可靠性,减少用户损失
GB/39129一2020 机床数控系统故障诊断与维修规范范围本标准规定了机床数控系统在故障诊断与维修方面的技术要求本标准适用于机床数控系统术语和定义下列术语和定义适用于本文件机床数控系统 numeriealcontrlsystemofmachinetool 采用数值控制方式控制机床加工功能的控制系统注1:机床数控系统一般包含硬件装置和相应的软件机床数控系统主要由数控装置也称控制单元、驱动装置电动机的驱动单元和电动机,传感器)等组成数控装置是机床数控系统的主要部分,主要包括微处理器,运动<位置)控制器、存储器,输人/输出(Io)与通信接口、人机界面(显示与键盘),操动按钮(按键)等硬件(和/" 或电路)以及相应的控制软件注2机床数控系统有多种分类方法根据功能的不同,机床数控系统通常分为简易型,高性能型和普及型三种;根据应用工艺的不同,可分为专用和通用数控系统两种;根据反馈控制形式的不同,可分为开环控制、半闭环控制和闭环控制三种;根据加工控制方式的不同,可分为点位控制、直线控制和轮席控制三种注3改写JB/T11989一2014,定义2.l.3 2.2 故障fawlt 机床数控系统不能完成要求的功能的状态预防性维修或其他计划的行动或因缺乏外部资源的情况除外注1:故障通常是产品自身失效引起的,但即使失效未发生,故障也可能存在注2，改写GB/T2900.13一2008,定义1910G-0. 故障诊断tadliuganmsts 为故障识别故障定位和分析故障原因所采取的行动 [GB/T2900.132008,定义191-07-22] 2.4 故障维修faultcorreetionm 故障修复放敞定位后,为使放廓产品恢复到能完成要求的功能的状态所采取的行动注;改写GB/T2900.132008,定义191-07-23 机床数控系统故障 3.1概述机床数控系统常与其控制对象(如机床)配合运行,二者之间具有复杂的结构和功能关系,机床数控
GB/T39129一2020 系统故障也因此涉及机床数控系统本体及其控制对象两个层面通常以故障现象判定故障发生,以故障原因或机理判定故障归属 3.2故障判据故障判据是判断某事件是否为故障的依据如无特别约定，一般认为在机床数控系统发生下列任何一项事件时,即判定发生故障在规定的工作条件下,不能进人工作状态; a 在规定的工作条件下,不能完成规定的功能; b 在规定的工作条件下,任一性能参数值偏离规定的范围 c 在规定的工作条件下,对人员、环境、能源和物资等方面的影响超出了允许范围 d 出现机械零部件、结构件或元器件的松动,断裂或损毁" e 其他约定的和/或技术文件中规定的事件 f 注:故障判据用来判断是否发生故障,不用来判定故障归属 3.3故障类型 3.3.1概述对机床数控系统故障进行分类,其目的在于对故障形成多角度,多层面的认识和理解,有利于故障数据的统计、分析和应用 3.3.2关联故障关联故障通常指在规定条件使用、存储、运输等情况下由机床数控系统内在原因造成的故障,主要用来分析数控系统内在的可靠性状况,是机床数控系统主要的故障统计对象机床数控系统出现下列任何一种事件即应判为关联故障设计缺陷或制造工艺缺陷造成的故障 aa b 元器件缺陷造成的故障; c 耗损件在寿命期内造成的故障; 由于软件造成的故障; d 测试期间由于非从属性故障原因产生的故障征兆(未超出性能极限)而引起的更换原因不明的故障 f 3.3.3非关联故障非关联故障通常指由机床数控系统外部原因造成的故障,主要用来分析外部条件对数控系统可靠性的影响机床数控系统出现下列任何一种事件即应判为非关联故障: 由于安装、调试不当造成的故障 a b)测试设备、检测设备、仪器等故障引起的受试机床数控系统的故障; c 由于意外事故或误操作引起的故障; 由机床本体、负载电机等其他产品引起的从属故障; d 由测试程序、规程等方面的错误引起的故障; 在正常筛选、寻找故障、,修复验证或维护调整中发生的故障由于超过设计引起的过应力所造成的故障; g 超寿命期工作时出现的故障; 其他数控系统外部原因引起的故障; 其他规定或约定的非关联故障(如间歇性的故障) N
GB/39129一2020 3.3.4阶段故障根据在寿命周期中发生阶段的不同,故障可分为以下儿种早期故障;一般指出厂投人使用后的一段时间内发生的故障,主要由设计和制造的缺陷引起早期故障发生概率通常随时间推移呈现由高到低的变化趋势 b 稳定期故障;在早期故障期和后期故障期之间发生的故障,也称偶发故障此期间故障发生概率较低,故障率趋于平稳,具有一定的偶然性后期故障;也称损耗故障稳定期之后发生的故障,故障发生概率随时间的推移而增大一般认为后期阶段时数控系统处于加剧损耗甚至报废状态 3.3.5环节故障根据所处生产,使用等环节的不同,故障可分为以下几种材料故障;由于材质不当引起的故障; a 设计故障;由于设计不当引起的故障 b 制造故障:由于制造不当引起的故障 e d 运输故障;由于运输不当引起的故障贮存故障;由于贮存不当引起的故障(正常的老化除外) ee 安装调试故障;由于安装调试不当引起的故障; fD 使用故障:由于使用不当引起的故障 g 3.3.6严重度故障根据造成后果严重程度的不同,故障可分为以下几种致命故障;导致数控系统无法运行、人员受到伤害、故障之外物件受到损毁或其他严重后果的 a 故障重度故障;导致数控系统主要功能无法实现的故障 b 轻度故障:除致命故障和重度故障外的其他故障 c 注，定性分析时,严重度故障各等级之间没有十分清晰的界限定量分析时,可根据需要设定指标给各等级划分具体的数值边界,可参考GB/T7826的有关做法 3.3.7持续性与非持续性故障根据是否具有持续性,故障可分为以下两种持续性故障;直到实施修复性维修前持续存在的故障也叫持久性故障 a 非持续性故障;在有限的持续时间内出现,随后未经任何修复性维修即能恢复完成要求功能的 b 故障 3.4故障原因故障原因即导致故障发生的原因根据来源的不同,故障原因可分为内部原因和外部原因两种其中,内部原因指机床数控系统材料,设计、制造等内在的原因;外部原因包括外部人为原因和非人为原因外部人为原因指操作、管理等人员误操作、人为提高机床数控系统工作强度、条件应力或恶化工作条件等原因;外部非人为原因指外界产生的电磁干扰、电源中断、雷击、振动等原因根据导致故障原因数量的不同,故障原因可分为单原因和多原因两种机床数控系统故障诊断与维修 4.1概述机床数控系统故障诊断与维修一般指对故障进行定位,确认并排除的做法和过程机床数控系统
GB/T39129一2020 的故障诊断与维修工作可人为执行,也可利用具有相应功能的设备来执行机床数控系统故障诊断与维修可能需要与其控制对象的故障诊断与维修结合起来进行 4.2故障诊断与维修基本流程机床数控系统故障诊断与维修的基本流程如图1所示故障现象发生查看状态及向现场员了解情况有损坏、断裂、查看报警信息及故障代码松动、异味等有报警信息进行故障诊断与维修或故障代码开机调试试运行运行数挖系统故障是否再现故障是否排除故障诊断与维修记录故障诊断与维修结束注1:本流程仅为机床数控系统故障诊断与维修工作的开展提供基本参考,并不是唯一流程注2数控系统电源有控制电源和动力电源两种,两者的接通与断开可能会对故障诊断与维修造成不同的影响图1机床数控系统故障诊断与维修的基本流程 4.3故障诊断与维修方法 4.3.1故障诊断方法故障诊断方法有很多种,原则上可分为自诊断和人工诊断两类
GB/39129一2020 自诊断;主要利用机床数控系统的自诊断功能来对故障进行定位;常用的自诊断方法包括开机 a 自诊断、运行自诊断、脱机自诊断三种开机自诊断;机床数控系统通电后,系统内部自诊断软件对系统中关键的硬件和控制软件 lD 如装置中的CPU,RAM等芯片,MDI、I/o等模块及监控软件、系统软件等)逐一进行检测,并将检测的结果显示出来运行自诊断;机床数控系统正常或部分正常)运行时,运行内部诊断程序,对系统本身 PLC,伺服驱动装置、主轴驱动装置等及与数控装置相连的其他外部装置进行自动测试、检查,并显示有关的状态信息和故障信息 3 脱机自诊断;机床数控系统出现故障时,利用外部的诊断程序对系统进行诊断并显示有关的状态信息和故障信息人工诊断,主要利用人力的介人对故障进行定位常用的人工故障诊断方法包括以下儿种 b 感官诊断法;主要通过观察、听,嗅、触摸以及询问等来了解故障信息,从而对故障进行 1 定位互换诊断法;主要通过互换相同元器件或相容模块等来观察故障的转移情况,从而对故障 22 进行定位 33 隔离诊断法(也叫拆分诊断法):主要通过拆分或隔离的方法将故障所涉及的较长链条分段处理,从而对故障进行定位接口信号法:通过PLC程序等,检查机床数控系统的接口信号,并与接口手册的正确信号相对比,以确定相应的故障点参数调整法:通过调整一个或多个参数来观察故障的状态变化,从而对故障进行定位主要用于使用时间较久的机床数控系统,其机械或电气性能的变化打破了最初的匹配状态和最佳的状态,调整相关的一个或多个参数方可使故障状态发生变化功能程序测试法;是利用数控系统的G,M,S,T,F等功能程序进行测试,可对机床数控系统功能故障进行定位一般在机床出现随机性故障时或因闲置时间较长而出现故障时使用远程诊断法;远程诊断方利用机床数控系统的网络通信接口向机床数控系统发送诊断程序,同时接收返回的测试数据通过对测试数据进行分析、运算、处理,对故障进行定位测量法、敲击法、局部升温法插拔法,分段程序检查法,原理分析法等其他诊断法 4.3.2故障维修方法故障维修是故障诊断的后续工作不同类型的故障可能需要采用不同的维修方法常用的维修方法包括以下几种直接修复法;主要针对松动、开裂、磨损、系统失调、参数丢失等类型的故障; a b)器件更换法;主要针对硬件损坏的故障; 隔离法;主要针对绝缘、干扰、病毒等类型故障; c d)其他维修法 4.4故障诊断与维修记录 4.4.1故障诊断记录故障诊断记录,其目的在于对故障诊断的过程进行记录,以便于对机床数控系统故障信息进行统计、分析和反馈,为可靠性改进提供参考和依据机床数控系统故障诊断记录应包含但不限于以下内容
GB/T39129一2020 用户信息(包括用户名称、用户地区等) a b)机床数控系统信息(包括数控装置、伺服驱动装置,主轴驱动装置等信息); c 故障及诊断信息(包括故障部位、故障现象、发生故障的时间,发生故障的条件、故障发生前状态是否有异常,采用的故障诊断的方法、故障诊断结果以及最终的故障诊断结论 4.4.2故障维修记录故障维修记录,其目的在于对故障维修过程进行记录,以便于相关方了解维修资源的动态变化,为制定维修资源计划提供参考和依据机床数控系统故障维修记录应包含但不限于以下内容用户信息(包括用户名称,用户地区等 a b 机床数控系统信息(包括数控装置、伺服驱动装置、主轴驱动装置等信息) c 故障诊断结论(见4.4.1); 故障维修信息《包括采用的维修方法,更换零部件及其信息、维修过程中出现的问题以及维修 d 的结果,包括是否维修成功,维修后相关部位/模块/的状态等) 人员信息(包括操作人员、故障诊断人员、机床数控系统管理人员等》. 4.5故障诊断与维修要求开展机床数控系统故障诊断与维修,应满足以下要求做好安全防护措施; a) b 控制故障源,防止故障进一步发展在参与人员和相关信息上有延续性和连贯性(如故障诊断与维修为同一组人员;故障诊断环节 c 的信息能准确及时传递至维修环节) 记录故障诊断与维修相关信息并反馈给相关方(机床数控系统故障诊断记录表参见附录A,故 d 障维修记录表参见附录B); 相关方可根据需要将故障诊断与维修纳人单位管理工作;故障诊断与维修管理等内容参见附录C
GB/39129一2020 录附 A 资料性附录机床数控系统故障诊断记录表表A.1给出了机床数控系统故障诊断记录表表A.1机床数控系统故障诊断记录表用户名称用户地区用户地址用户联系方式用户信息数控装置信息伺服驱动装置信息主轴驱动装置信息其他配件信息机床数控系统信息发生故障时的条件故障部位故障发生时间故障现象温度、湿度、工况、电磁等故障持续性故障发生前异常现象采用的故障诊断方法故障类型关联故障持续性故障非关联故障口非持续性故障口故障阶段故障环节故障严重度复现故障及日期故障诊断信息材料故障C 设计故障口致命故障口早期故障口制造故障口重度故障口稳定期故障口运输故障口中度故障口后期故障口 -般故障口贮存故障口安装调试故障口轻度故障口使用故障口故障原因分析故障诊断结论及维修和使用建议故障诊断人员数控系统操作人员数控系统管理人员时间相关人员信息
GB/T39129一2020 附录 B 资料性附录) 机床数控系统故障维修记录表表B.1给出了机床数控系统故障维修记录表表B.1机床数控系统故障维修记录表用户名称用户地区用户地址用户联系方式用户信息数控装置信息伺服驱动装置信息主轴驱动装置信息其他配件信息机床数控系统信息故障诊断结论及维修故障部位故障发生时间故障现象和使用建议维修过程(维修方法、遇到的问题及处理结果维修信息更换备件信息(如有) 故障维修人员数控系统操作人员数控系统管理人员时间相关人员信息
GB/39129一2020 附录 C 资料性附录机床数控系统故障诊断与维修管理 C.1概述开展故障诊断与维修管理工作,其目的在于保障并推动故障诊断与维修具体工作的落实,同时将故障诊断与维修工作过程中收集的故障相关信息反馈给研发、设计、生产、检测等各个环节通过问题改进,提高机床数控系统的可靠性水平 C.2 内容故障诊断与维修管理应重点围绕以下内容展开制定年度计划/规划 a b 制定配件/备件预置和管理 l)配件/备件的规格和数量规划 22 配件/备件资源分配; 33 配件/备件消耗记录制定人员管理方案人才队伍建设; 技术培训和考核 2) 业务能力和人员素质管理; 33 人才队伍资源分配！ d)对发生的故障进行响应包括响应的时效控制 1 故障诊断与维修人员的安排， 22 配件/备件的安排 3 故障诊断与维修过程的跟踪; 4 故障诊断与维修后的回访 5 对故障诊断与故障维修信息进行管理 e 确定故障归属,并将故障诊断与维修记录反馈给相关的设计、生产、组装、测试、包装、存储、运输、安装调试等部门 c.3管理要求机床数控系统故障诊断与维修管理应满足以下要求管理机构人员的确定应以能履行管理机构职责为目标,必要时可增加监督人员; aa b 故障诊断与维修年度计划/规划应纳人单位整体年度/规划之中; 故障诊断与维修人员应在通过技术考核后上岗 c d 应明确故障的归属,即直接或间接造成故障发生的相关部门或环节，应根据故障归属将故障诊断与维修的记录反馈给相关的设计、生产,组装、测试,包装、存储,运
GB/T39129一2020 输、安装调试等部门; fD 已反馈的故障记录,应留存签收证明对于归属有争议的故障,应由管理机构组织各相关部门进行综合分析研究,然后商讨做出 8 裁决; h)对于重大故障(通常指致命故障、严重故障),应与相关部门提出具体的解决和预防措施 0
GB/39129一2020 参考文献 [1]GB/T2900.13一2008电工术语可信性与服务质量 [[2]GB/T7826系统可靠性分析技术失效模式和影响分析(FMEA)程序 [3]JB/T119892014机床数控系统术语与定义

机床数控系统故障诊断与维修规范GB/T39129-2020详解

什么是机床数控系统故障诊断与维修规范？

机床数控系统故障诊断与维修规范GB/T39129-2020是由国家标准化管理委员会发布的一份关于机床数控系统故障诊断与维修的技术规范。该规范主要针对机床数控系统在使用过程中出现的各种故障进行了详细的分类、描述以及相应的处理措施，旨在提高机床数控系统的故障诊断和维修效率。

规范的主要内容

机床数控系统故障诊断与维修规范GB/T39129-2020主要包括以下内容：

术语和定义：明确了规范中所使用的关键术语及其定义。
故障分类：对机床数控系统的各种故障进行了分类，并分别列出了可能存在的原因和处理方法。
故障诊断流程：对机床数控系统故障的诊断流程进行了详细的描述，包括从故障现象到故障原因的全过程。
故障维修流程：对机床数控系统故障的维修流程进行了详细的描述，包括必要的安全措施、维修工具及器材、维修过程中的注意事项等。

规范的应用场景

机床数控系统故障诊断与维修规范GB/T39129-2020是一份非常实用的技术规范，适用于各类机床数控系统的故障诊断和维修。特别是在大型制造企业中，机床数控系统是生产过程中不可或缺的重要设备之一，其稳定性和运行效率对企业生产线的正常运转至关重要。因此，对于从事机床数控系统的维修人员来说，熟悉掌握该规范的内容对于提高自身的技术水平和工作效率至关重要。

规范的价值

机床数控系统故障诊断与维修规范GB/T39129-2020的发布，为机床数控系统的故障诊断和维修提供了一种标准化的处理方式。其具有以下价值：

规范了机床数控系统的故障分类及处理方法，提高了维修效率。
明确了机床数控系统故障的诊断流程，避免了无谓的时间浪费和错误操作。
规定了机床数控系统维修过程中需要注意的安全措施和操作规范，提高了维修过程中的安全性。
为机床数控系统的使用、检测、维修、保养等环节提供了一份可靠的技术参考。

总结

机床数控系统故障诊断与维修规范GB/T39129-2020是一份非常实用的技术规范，适用于各类机床数控系统的故障诊断和维修。熟悉掌握该规范的内容对于从事机床数控系统维修工作的人员来说至关重要，可以提高工作效率、降低出错率、确保维修过程中的安全性。我们相信，在不久的将来，这份规范将在制造业领域得到越来越广泛的应用，推动中国制造的发展。