有關(guān)數(shù)控機床電氣故障維修技術(shù)的探析

廉發(fā)波

【摘 要】數(shù)控機床是機電一體化的產(chǎn)物。但由于其技術(shù)的復(fù)雜性，多樣性和多變性等技術(shù)特點，使得數(shù)控機床在使用中會出現(xiàn)許多的問題，歸咎其原因；就在于數(shù)控機床的使用和保養(yǎng)、維修等相關(guān)知識確沒有得到足夠的重視。由此，產(chǎn)生的結(jié)果可能導(dǎo)致設(shè)備利用率低，故障繁多，使用壽命縮短，甚至可能影響生產(chǎn)，直到造成重大經(jīng)濟損失。在數(shù)控機床運行中，要根據(jù)設(shè)備的故障現(xiàn)象，在掌握數(shù)控系統(tǒng)各部分工作原理的前提下，對現(xiàn)行的狀態(tài)進行分析，并用必要檢測手段，檢查故障的部位和原因，從而提出有效的維修對策。就數(shù)控機床電氣的故障診斷與維修進行探討。

【關(guān)鍵詞】數(shù)控機床；電氣故障；診斷；維修

1.數(shù)控機床常見電氣故障分類

數(shù)控機床的電氣故障可按故障的性質(zhì)、表象、原因或后果等分類。

（1）以故障發(fā)生的部位，分為硬件故障和軟件故障。硬件故障是指電子、電器件、印制電路板、電線電纜、接插件等的不正常狀態(tài)甚至損壞，這是需要修理甚至更換才可排除的故障。

（2）以故障出現(xiàn)時有無指示，分為有診斷指示故障和無診斷指示故障。當(dāng)今的數(shù)控系統(tǒng)都設(shè)計有完美的自診斷程序，時實監(jiān)控整個系統(tǒng)的軟、硬件性能，一旦發(fā)現(xiàn)故障則會立即報警或者還有簡要文字說明在屏幕上顯示出來，結(jié)合系統(tǒng)配備的診斷手冊不僅可以找到故障發(fā)生的原因、部位，而且還有排除的方法提示這類故障則要依靠對產(chǎn)生故障前的工作過程和故障現(xiàn)象及后果，并依靠維修人員對機床的熟悉程度和技術(shù)水平加以分析、排除。

（3）以故障出現(xiàn)時有無破壞性，分為破壞性故障和非破壞性故障。對于破壞性故障，損壞工件甚至機床的故障，維修時不允許重演，這時只能根據(jù)產(chǎn)生故障時的現(xiàn)象進行相應(yīng)的檢查、分析來排除之，技術(shù)難度較高且有一定風(fēng)險。如果可能會損壞工件，則可卸下工件，試著重現(xiàn)故障過程，但應(yīng)十分小心。

（4）以故障出現(xiàn)的或然性，分為系統(tǒng)性故障和隨機性故障。系統(tǒng)性故障是指只要滿足一定的條件則一定會產(chǎn)生的確定的故障；而隨機性故障是指在相同的條件下偶爾發(fā)生的故障，這類故障的分析較為困難，通常多與機床機械結(jié)構(gòu)的局部松動錯位、部分電氣工件特性漂移或可靠性降低、電氣裝置內(nèi)部溫度過高有關(guān)。此類故障的分析需經(jīng)反復(fù)試驗、綜合判斷才可能排除。

（5）以機床的運動品質(zhì)特性來衡量，則是機床運動特性下降的故障。在這種情況下，機床雖能正常運轉(zhuǎn)卻加工不出合格的工件。例如機床定位精度超差、反向死區(qū)過大、坐標(biāo)運行不平穩(wěn)等。這類故障必須使用檢測儀器確診產(chǎn)生誤差的機、電環(huán)節(jié)，然后通過對機械傳動系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)的最佳化調(diào)整來排除。

2.數(shù)控機床電氣故障的維護

數(shù)控機床種類多，各類數(shù)控機床因其功能，結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)的不同，各具不同的特性。其維護保養(yǎng)的內(nèi)容和規(guī)則也各有其特色，具體應(yīng)根據(jù)其機床種類、型號及實際使用情況，并參照機床使用說明書要求，制訂和建立必要的定期、定級保養(yǎng)制度。以下是一些常見的日常維護保養(yǎng)。

2.1機床精度的維護

定期進行機床水平和機械精度檢查并校正。機械精度的校正方法有軟硬兩種。所謂的軟方法主要是通過系統(tǒng)參數(shù)補償，如絲杠反向間隙補償、各坐標(biāo)定位精度定點補償、機床回參考點位置校正等；而所謂的硬方法一般要在機床大修時進行，如進行導(dǎo)軌修刮等。

2.2提高數(shù)控機床的利用率

數(shù)控機床如果較長時間閑置不用，當(dāng)需要使用時，首先機床的各運動環(huán)節(jié)會由于油脂凝固、灰塵甚至生銹而影響其靜、動態(tài)傳動性能，降低機床精度。所以應(yīng)當(dāng)提高數(shù)控機床的使用率和利用率。

2.3定期更換存儲用電池

一般數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)對存儲器件設(shè)有可充電電池維護電路，以保證系統(tǒng)不通電期間能保持其存儲器的內(nèi)容。在一般情況下，即使尚未失效，也應(yīng)每年更換一次，以確保系統(tǒng)正常工作。電池的更換應(yīng)在數(shù)控系統(tǒng)供電狀態(tài)下進行，以防更換時信息丟失。

3.機床電氣故障的診斷及維修

數(shù)控機床電氣系統(tǒng)故障的調(diào)查、分析與診斷的過程也就是故障的排除過程，一旦查明了原因，故障也就幾乎等于排除了。因此故障分析診斷的方法也就變得十分重要了。

3.1參數(shù)檢查法

數(shù)控系統(tǒng)、PLC及伺服驅(qū)動系統(tǒng)都設(shè)置許多可修改的參數(shù)以適應(yīng)不同機床、不同工作狀態(tài)的要求。這些參數(shù)不僅能使各電氣系統(tǒng)與具體機床相匹配，而且更是使機床各項功能達到最佳化所必需的。造成機床運行異常、程序中斷、停機。此時，可通過校對、修正相關(guān)參數(shù)，甚至清除重新再輸入的方法，使機床恢復(fù)正常工作。當(dāng)然此法的前提條件是對數(shù)控機床的參數(shù)做了備份。另外，數(shù)控機床經(jīng)過長期運行后，由于機械運動部件磨損，電器元件性能變化等原因，也需要對相關(guān)參數(shù)進行調(diào)整。有些機床的故障往往就是由于未及時修改某些不適應(yīng)的參數(shù)所致。

3.2儀器檢查法

使用常規(guī)電工儀表，對各組交、直流電源電壓，對相關(guān)直流及脈沖信號等進行測量，從中尋找可能的故障。例如用萬用表檢查各電源情況及對某些電路板上設(shè)置的相關(guān)信號狀態(tài)測量點的測量，用示波器觀察相關(guān)的脈動信號的幅值、相位的有無，用PLC編程器查找PLC程序中的故障部位及原因等。

3.3接口狀態(tài)檢查法

現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)多將PLC集成于其中，而CNC與 PLC 之間則以一系列接口信號形式相互通訊聯(lián)接。有些故障是與接口信號錯誤或丟失相關(guān)的，這些接口信號有的可以在相應(yīng)的接口板和輸入/輸出板上有指示燈顯示，有的可以通過簡單操作在CRT屏幕上顯示，而所有的接口信號都可以用 PLC 編程器調(diào)出.這種檢查方法要求維修人員既要熟悉本機床的接口信號，又要熟悉 PLC編程器的應(yīng)用。

【參考文獻】

[1]李剛斌.數(shù)控機床維修實例分析[J].制造技術(shù)與機床，2007，04.

[2]侯曉方.數(shù)控機床電氣故障診斷與維修.裝備制造技術(shù)，2009，12.

[3]趙慶雨.淺談數(shù)控機床電氣故障的常用診斷方法[J].2009，06.

[4]李穎翰.數(shù)控機床的電氣故障診斷與維修[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2009，07.