機(jī)床電氣故障診斷及維修技術(shù)分析

麻瑞普+龐坤亮+劉竹青

摘 要：數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)故障有控制系統(tǒng)、電氣、機(jī)械等多種因素，所以，維修人員應(yīng)熟悉機(jī)床電氣控制原理及機(jī)械結(jié)構(gòu)，在故障分析時(shí)，把各種造成故障的因素盡可能想到，逐一排除，縮小故障范圍，快速、準(zhǔn)確地找出故障點(diǎn)以排除故障。

關(guān)鍵字：數(shù)控機(jī)床;電氣故障診斷;維護(hù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

不同的數(shù)控系統(tǒng)之間互相具有的設(shè)計(jì)思想也是各異的，但是不管是哪一種系統(tǒng)，他們具有極其相依的原理以及構(gòu)成。所以當(dāng)機(jī)床有故障出現(xiàn)的時(shí)候，維修人員針對(duì)故障所需要展開(kāi)的維修思路必須是清晰的：首先對(duì)故障現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查，對(duì)于故障現(xiàn)象要做的及時(shí)明確、還要弄清楚故障性質(zhì)，對(duì)于故障信息應(yīng)該盡可能地進(jìn)行掌握，在出手開(kāi)始修理之前要做到深思熟慮，以免故障出現(xiàn)擴(kuò)大。依靠已經(jīng)得到的故障信息就可以初步明確故障具有的復(fù)雜程度，同時(shí)將可能出現(xiàn)故障的部位和可能出現(xiàn)故障的疑點(diǎn)羅列出來(lái)。將需要用到的技術(shù)資料準(zhǔn)備好，將這樣資料作為分析故障的基礎(chǔ)，將可能排除故障的合理方案設(shè)計(jì)出來(lái)。

1、數(shù)控機(jī)床電氣故障分析

從所使用的元器件類(lèi)型上.根據(jù)通常習(xí)慣，電氣控制系統(tǒng)故障通常分為“弱電”故障和“強(qiáng)電”故障兩大類(lèi)，“弱電”部分是指控制系統(tǒng)中以電子元器件、集成電路為主的控制部分。數(shù)控機(jī)床的弱電部分包括CNC、PLC、MDI/C RT以及伺服驅(qū)動(dòng)單元、輸為輸出單元等?！叭蹼姟惫收嫌钟杏布收吓c軟件故障之分.硬件故障是指上述各部分的集成電路芯片、分立電子元件、接插件以及外部連接組件等發(fā)生的故障。軟件故障是指在硬件正常情況下所出現(xiàn)的動(dòng)作出鍺、數(shù)據(jù)丟失等故障，常見(jiàn)的有.加工程序出錯(cuò)，系統(tǒng)程序和參數(shù)的改變或丟失，計(jì)算機(jī)運(yùn)算出錯(cuò)等?！皬?qiáng)電”部分是指控制系統(tǒng)中的主回路或高壓、大功率回路中的繼電器、接觸器、開(kāi)關(guān)、熔斷器、電源變壓器、電動(dòng)機(jī)、電磁鐵、行程開(kāi)關(guān)等電氣元器件及其所組成的控制電路。這部分的故障雖然維修、診斷較為方便，但由于它處于高壓、大電流工作狀態(tài)，發(fā)生故障的幾率要高于“弱電”部分.必須引起維修人員的足夠的重視。

2、數(shù)控機(jī)床電氣故障分類(lèi)

2.1信號(hào)檢測(cè)故障

這類(lèi)故障又可分為檢測(cè)元件自身故障和檢測(cè)元件的機(jī)械關(guān)聯(lián)故障。檢測(cè)元件一般分為：速度、位置檢測(cè)元件（用于機(jī)床位置定位及速度控制，如測(cè)速電動(dòng)機(jī)、位置編碼器、旋轉(zhuǎn)編碼器、光柵尺、同步感應(yīng)尺等）和順序控制檢測(cè)元件（用于檢測(cè)機(jī)械動(dòng)作是否到位以及工件條件是否滿足，如接近開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)、磁感應(yīng)干簧開(kāi)關(guān)、壓力開(kāi)關(guān)、液位開(kāi)關(guān)等）。所有元件都與機(jī)械傳動(dòng)和氣液回路相關(guān)聯(lián)，因此一方面要檢查檢測(cè)元件自身是否損壞，另一方面也要檢查元件及相關(guān)動(dòng)作機(jī)構(gòu)的安裝位置是否正確，工作條件是否正常。

2.2動(dòng)作執(zhí)行故障

這類(lèi)故障也可分為動(dòng)作執(zhí)行元件自身故障和動(dòng)作執(zhí)行元件的機(jī)械關(guān)聯(lián)故障。動(dòng)作執(zhí)行元件一般分為：伺服電機(jī)（用于各驅(qū)動(dòng)軸的運(yùn)行及機(jī)械定位）和順序控制執(zhí)行元件（用于機(jī)械動(dòng)作的控制與執(zhí)行，如電磁閥、電磁線圈、伺服閥、比例閥、電動(dòng)機(jī)、油缸、汽缸等）。機(jī)床的所有功能都靠這些元件來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于此類(lèi)故障，我們首先應(yīng)檢查動(dòng)作執(zhí)行元件的動(dòng)作條件是否滿足，如：該元件是否得電，電壓、電流是否正常，氣液回路是否暢通，壓力是否正常等。同時(shí)也要檢查與其相連的機(jī)械部分狀態(tài)是否正確。

2.3中間控制故障

這類(lèi)故障可分為數(shù)控系統(tǒng)故障和輔助功能電器控制回路故障。數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)一般都有較明確的報(bào)警信息，而且故障信號(hào)越小，嚴(yán)重程度越高。對(duì)于這類(lèi)報(bào)警要按系統(tǒng)說(shuō)明書(shū)上的報(bào)警信息的詳細(xì)內(nèi)容，按步驟一一檢查確認(rèn)，必要時(shí)應(yīng)及時(shí)與數(shù)控系統(tǒng)廠商聯(lián)系。對(duì)于輔助功能電器控制回路，一般包含弱電轉(zhuǎn)換強(qiáng)電控制繼電器及接觸器、完成某些保護(hù)功能（如壓力機(jī)上使用的雙手操作保護(hù)、防護(hù)門(mén)的互鎖等）的多功能繼電器等元器件及其連線。如果這些回路有故障，機(jī)床同樣不能運(yùn)行。特別是進(jìn)口設(shè)備的保護(hù)功能及回路更多，只要某點(diǎn)有保護(hù)功能故障，便會(huì)停機(jī)。

3、機(jī)床電氣故障診斷方法

3.1儀器檢查法

使用常規(guī)電工儀表，對(duì)各組交、直流電源電壓，對(duì)相關(guān)直流及脈沖信號(hào)等進(jìn)行測(cè)量，從中找尋可能的故障。例如用萬(wàn)用表檢查各電源情況，及對(duì)某些電路板上設(shè)置的相關(guān)信號(hào)狀態(tài)測(cè)量點(diǎn)的測(cè)量，用示波器觀察相關(guān)的脈動(dòng)信號(hào)的幅值、相位甚至有無(wú)，用PLC 編程器查找PLC 程序中的故障部位及原因等。

3.2信號(hào)指示分析法

硬件報(bào)警指示：這是指包括數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)在內(nèi)的各電子、電器裝置上的各種狀態(tài)和故障指示燈，結(jié)合指示燈狀態(tài)和相應(yīng)的功能說(shuō)明便可獲知指示內(nèi)容及故障原因與排除方法。軟件報(bào)警指示：如前所述的系統(tǒng)軟件、PLC 程序與加工程序中的故障通常都設(shè)有報(bào)警顯示，依據(jù)顯示的報(bào)警號(hào)對(duì)照相應(yīng)的診斷說(shuō)明手冊(cè)便可獲知可能的故障原因及故障排除方法。

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(hào)形式相互通訊聯(lián)接。有些故障是與接口信號(hào)錯(cuò)誤或丟失相關(guān)的，這些接口信號(hào)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(guò)簡(jiǎn)單操作在CRT 屏幕上顯示，而所有的接口信號(hào)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(jī)床的接口信號(hào)，又要熟悉PLC 編程器的應(yīng)用。

3.5參數(shù)調(diào)整法

數(shù)控系統(tǒng)、PLC 及伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)都設(shè)置許多可修改的參數(shù)以適應(yīng)不同機(jī)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(jī)床相匹配，而且更是使機(jī)床各項(xiàng)功能達(dá)到最佳化所必需的。因此，任何參數(shù)的變化（尤其是模擬量參數(shù)）甚至丟失都是不允許的;而隨機(jī)床的長(zhǎng)期運(yùn)行所引起的機(jī)械或電氣性能的變化會(huì)打破最初的匹配狀態(tài)和最佳化狀態(tài)。此類(lèi)故障多指故障分類(lèi)一節(jié)中后一類(lèi)故障，需要重新調(diào)整相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)方可排除。這種方法對(duì)維修人員的要求是很高的，不僅要對(duì)具體系統(tǒng)主要參數(shù)十分了解，既知曉其地址熟悉其作用，而且要有較豐富的電氣調(diào)試經(jīng)驗(yàn)。

4、結(jié)束語(yǔ)

數(shù)控機(jī)床是高科技機(jī)電一體化產(chǎn)品，技術(shù)含量較高，這就對(duì)數(shù)控機(jī)床維修人員提出了更高的要求，即能準(zhǔn)確判斷和及時(shí)排除各類(lèi)故障。

參考文獻(xiàn)：

[1]王宏偉.數(shù)控機(jī)床常見(jiàn)故障診斷及維修[J].機(jī)床修理，2012

[2]唐富民.數(shù)控機(jī)床常見(jiàn)元件故障診斷[J].機(jī)床與液壓，2013