數(shù)控機(jī)床電氣設(shè)備故障的維修與保養(yǎng)分析

張海鵬

（中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司，山東青島 266000）

0 引言

近年來，隨著我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)的快速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床在制造生產(chǎn)中的重要性也越來越高。數(shù)控技術(shù)，即通過數(shù)字信息控制機(jī)械運(yùn)動(dòng)以及工作。在數(shù)控技術(shù)操作過程中，數(shù)控設(shè)備順利運(yùn)行是生產(chǎn)的基礎(chǔ)產(chǎn)品，并且在近年來的發(fā)展中，數(shù)控設(shè)備已經(jīng)逐漸成為我國(guó)制造業(yè)的關(guān)鍵性設(shè)備之一。為了不斷提高數(shù)控機(jī)電設(shè)備的使用效率以及使用壽命，僅僅依靠數(shù)控設(shè)備性能是無法實(shí)現(xiàn)的，還需要正確的操作、及時(shí)的維護(hù)和保養(yǎng)。

在當(dāng)前的機(jī)械制造行業(yè)中，如何通過有效措施不斷提高機(jī)械設(shè)備使用效率，最大限度發(fā)揮機(jī)械設(shè)備作用非常重要。當(dāng)前我國(guó)數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)加工中仍然存在不少問題，并且在很大程度上影響企業(yè)的正常生產(chǎn)。因此，在當(dāng)前的機(jī)械制造行業(yè)發(fā)展過程中，分析和研究數(shù)控機(jī)床的維護(hù)和維修技術(shù)也是一項(xiàng)重要工作。

1 常見數(shù)控機(jī)床故障與維修

數(shù)控機(jī)床電氣設(shè)備在運(yùn)行過程中非常容易出現(xiàn)故障，影響其正常運(yùn)行。常見的數(shù)控機(jī)床故障分為3 種，分別是硬件故障、軟件故障和干擾故障。

1.1 硬件故障

硬件故障指的是電氣設(shè)備中的驅(qū)動(dòng)模塊、電源模塊、控制板、繼電器、限位等電器元器件及控制面板上的按鍵和電氣線路，設(shè)備在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)故障后進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)停機(jī)（圖1～圖2）。根據(jù)設(shè)備數(shù)控機(jī)床電氣設(shè)備在運(yùn)行過程中出現(xiàn)的故障，逐一對(duì)電氣部件進(jìn)行檢查。設(shè)備出現(xiàn)一般的硬件故障，通常進(jìn)行復(fù)位、斷電重新啟動(dòng)設(shè)備就能夠處理。對(duì)于出現(xiàn)某部位的硬件報(bào)警，如驅(qū)動(dòng)模塊、電源模塊、限位等問題，需要對(duì)各個(gè)硬件進(jìn)行查找問題，根據(jù)查找和檢查情況進(jìn)行維修和更換。更換完成后進(jìn)行試機(jī)，直至設(shè)備故障取消恢復(fù)使用。

1.2 軟件故障

軟件故障與硬件故障恰恰相反，軟件故障主要是設(shè)備參數(shù)、PLC 程序、系統(tǒng)程序故障（圖3），如在運(yùn)行中經(jīng)常出現(xiàn)參數(shù)設(shè)置不正確以及零件加工程序錯(cuò)誤、系統(tǒng)程序丟失及PLC 程序不執(zhí)行等。其中較為嚴(yán)重的故障是控制系統(tǒng)的軟件破損或丟失，進(jìn)而導(dǎo)致電氣設(shè)備運(yùn)行混亂。針對(duì)系統(tǒng)軟件及程序需要進(jìn)行提前備份，在出現(xiàn)破損和丟失后可以進(jìn)行程序覆蓋恢復(fù)。系統(tǒng)程序上傳完成后需校對(duì)和驗(yàn)證，也可在程序和參數(shù)程序內(nèi)對(duì)參數(shù)進(jìn)行修正和更改，進(jìn)而排除故障。在此情況下，需要提醒技術(shù)和維修人員在設(shè)備安裝調(diào)試完成后，必須對(duì)設(shè)備系統(tǒng)程序、PLC 程序等進(jìn)行備份，防止出現(xiàn)無備份的現(xiàn)象。

1.3 干擾故障

干擾故障在數(shù)控機(jī)床電氣設(shè)備中發(fā)生情況較多，其主要原因是由于機(jī)床設(shè)備在運(yùn)行過程中出現(xiàn)信號(hào)中斷及檢測(cè)不到信號(hào)，設(shè)備系統(tǒng)信號(hào)傳輸、信號(hào)接收的電源地線配置出現(xiàn)不穩(wěn)定情況，進(jìn)而導(dǎo)致機(jī)床在運(yùn)行過程中出現(xiàn)干擾故障。特別是信號(hào)傳輸和信號(hào)接收器的電壓電流在不穩(wěn)定的情況下，導(dǎo)致出現(xiàn)信號(hào)中斷等現(xiàn)象。另外就是外部干擾，設(shè)備自身的振動(dòng)和定位精度不夠也會(huì)造成干擾。干擾問題是有多種因素造成的，應(yīng)針對(duì)所出現(xiàn)的問題進(jìn)行查找，如果是設(shè)備本身的原因，在查找和確定問題后進(jìn)行修復(fù)。對(duì)于外部干擾，可以加強(qiáng)設(shè)備信號(hào)的屏蔽，檢查屏蔽是否牢靠，防止造成干擾。

圖1 設(shè)備配電柜電器元件

2 數(shù)控機(jī)床電氣設(shè)備在運(yùn)行中的注意事項(xiàng)

2.1 保障機(jī)床使用性能和使用壽命

在數(shù)控機(jī)床電氣設(shè)備運(yùn)行過程中，操作人員應(yīng)盡可能避免數(shù)控機(jī)床受到陽光直射，或是其他熱輻射。因此，在數(shù)控機(jī)床的存放過程中，存放人員必須嚴(yán)格控制地面的濕度以及潔凈度，進(jìn)而保證數(shù)控機(jī)床在存放過程中不會(huì)受到潮濕、雜質(zhì)等影響，導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)破損及故障。

2.2 保障電源供應(yīng)

圖2 操作面板

數(shù)控機(jī)床電氣設(shè)備在日常運(yùn)行生產(chǎn)過程中，供電必須使用專用線路，或利用穩(wěn)壓裝置穩(wěn)定電源。數(shù)控機(jī)床電氣設(shè)備在運(yùn)行過程中必須保證電源的穩(wěn)定供應(yīng)，其主要原因在于:通過穩(wěn)定電源能夠最大限度減少低質(zhì)量供電對(duì)數(shù)控機(jī)床電氣設(shè)備運(yùn)行所造成的負(fù)面影響，并有效控制電源振動(dòng)幅度瞬間變化對(duì)設(shè)備的影響。

圖3 設(shè)備軟件報(bào)警

2.3 完善規(guī)章制度

企業(yè)在使用數(shù)控機(jī)床電氣設(shè)備過程中，無論是使用、還是管理，均需要嚴(yán)格按照相關(guān)情況及規(guī)定進(jìn)行。根據(jù)企業(yè)自身實(shí)際情況和國(guó)家管理規(guī)定制定相應(yīng)的規(guī)章制度，對(duì)設(shè)備管理要有明確和針對(duì)性的規(guī)章制度。例如:設(shè)備的保養(yǎng)規(guī)范、大項(xiàng)修、精度普查、潤(rùn)滑制度等，設(shè)備點(diǎn)檢要求、清掃周期。在制定好相關(guān)的規(guī)章制度后，還應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照規(guī)章制度執(zhí)行，進(jìn)而保證數(shù)控機(jī)床電氣設(shè)備運(yùn)行的規(guī)范性。

3 數(shù)控機(jī)床電氣設(shè)備的維護(hù)與保養(yǎng)

數(shù)控機(jī)床電氣設(shè)備在使用過程中，正確的維護(hù)與保養(yǎng)是確保數(shù)控機(jī)床電氣設(shè)備正常運(yùn)行的關(guān)鍵。

3.1 數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)的維護(hù)

（1）在數(shù)控機(jī)床電氣設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)過程中，設(shè)備技術(shù)人員、維修人員、操作人員應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照相關(guān)的維護(hù)保養(yǎng)規(guī)定制度進(jìn)行。針對(duì)設(shè)備操作人員對(duì)設(shè)備的日常保養(yǎng)進(jìn)行專業(yè)的培訓(xùn)，提高設(shè)備操作人員的技能水平。另外，設(shè)備技術(shù)人員和維修人員對(duì)設(shè)備系統(tǒng)維護(hù)保養(yǎng)時(shí)，根據(jù)保養(yǎng)過程中設(shè)備上的各部件進(jìn)行分析，對(duì)于保養(yǎng)后狀態(tài)不能改觀的部件進(jìn)行分析是否更換。對(duì)技術(shù)人員和維修人員的專業(yè)技能和專業(yè)素養(yǎng)系統(tǒng)性的培訓(xùn)和提高，同樣也是影響數(shù)控機(jī)床電器設(shè)備運(yùn)行的關(guān)鍵。這樣可以提高設(shè)備維護(hù)的周期，有效降低設(shè)備的故障率。

（2）通常情況下，數(shù)控機(jī)床本身均會(huì)存有部分灰塵、金屬粉末以及生產(chǎn)加工的鐵屑和油污。一旦產(chǎn)生的灰塵和粉末落入數(shù)控機(jī)電設(shè)備內(nèi)部，將會(huì)損壞設(shè)備內(nèi)的電子元件以及電路板。尤其是天氣比較熱時(shí)，機(jī)床部分電器元件溫度過高，未能及時(shí)降溫時(shí)會(huì)導(dǎo)致?lián)p壞和系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p壞，造成設(shè)備停止工作，影響生產(chǎn)。應(yīng)該特別注意，在高溫季節(jié)嚴(yán)禁采用打開數(shù)控機(jī)床控制柜的方法降低設(shè)備溫度，這樣極易導(dǎo)致數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p壞。

（3）為了有效避免數(shù)控機(jī)電系統(tǒng)過熱，在日常工作中，應(yīng)不斷加強(qiáng)數(shù)控柜上的冷卻風(fēng)扇的檢查力度。另外，定期檢查冷卻風(fēng)扇和進(jìn)風(fēng)過濾器的情況，制定檢查及更換過濾棉的周期，防止堵塞，一旦發(fā)現(xiàn)堵塞和損壞，應(yīng)當(dāng)立即對(duì)其進(jìn)行清理及更換，避免造成更加嚴(yán)重的事故。

（4）最后，應(yīng)不斷加強(qiáng)對(duì)備用電路板的維護(hù)工作。盡管是備用部件，但如果長(zhǎng)時(shí)間不使用，其工作性能將會(huì)大大降低。因此，應(yīng)當(dāng)定期將備用電路板安裝到數(shù)控機(jī)床設(shè)備中運(yùn)行，進(jìn)而避免其電路板的損壞。

3.2 提高機(jī)械部件的維護(hù)和保養(yǎng)

（1）主要傳動(dòng)部位的維護(hù)和保養(yǎng)。對(duì)于主傳動(dòng)部位的維護(hù)和保養(yǎng)，其主要目的在于避免數(shù)控機(jī)床設(shè)備在運(yùn)行過程中由于保養(yǎng)潤(rùn)滑不到位，造成缺油生銹和磨損損壞。另外，應(yīng)當(dāng)制定對(duì)主軸潤(rùn)滑、自動(dòng)潤(rùn)滑裝置的潤(rùn)滑穩(wěn)定進(jìn)行檢查，如果出現(xiàn)高溫情況及時(shí)查找原因，使其潤(rùn)滑狀態(tài)正常，避免造成設(shè)備使用影響。在維護(hù)保養(yǎng)中應(yīng)當(dāng)對(duì)其認(rèn)真檢查，需要進(jìn)行調(diào)整的要按照要求調(diào)整。最后對(duì)所有機(jī)械部件做好保養(yǎng)和維護(hù)記錄工作，便于后期檢查和查閱。

（2）機(jī)床精度維護(hù)和保養(yǎng)。為了不斷提高機(jī)床精度維護(hù)和保養(yǎng)，相關(guān)技術(shù)人員制定檢查周期，根據(jù)檢查周期對(duì)機(jī)床精度進(jìn)行檢查與校正，并嚴(yán)格按照精度校正進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)補(bǔ)償。

4 數(shù)控機(jī)床電氣設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)周期

在數(shù)控機(jī)床電氣設(shè)備的電氣柜上的元件，通常是采用不定期維護(hù)的方式進(jìn)行保養(yǎng)，而數(shù)控機(jī)床電氣設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)周期主要是根據(jù)設(shè)備結(jié)構(gòu)、使用環(huán)境的差異性確定。數(shù)控機(jī)床電氣設(shè)備的保養(yǎng)一般分為一級(jí)保養(yǎng)、二級(jí)保養(yǎng)。

（1）一級(jí)保養(yǎng)。一級(jí)保養(yǎng)時(shí)間通常為每季度進(jìn)行一次，而每次的保養(yǎng)時(shí)間通常控制在6～12 h。在這期間所需進(jìn)行的保養(yǎng)工作主要有灰塵清掃、試車、緊固熔斷器以及整理線路等。

（2）二級(jí)保養(yǎng)。二級(jí)保養(yǎng)時(shí)間通常為每半年進(jìn)行一次，每次保養(yǎng)時(shí)間通常在3～6 d。在這期間所需進(jìn)行的保養(yǎng)工作有校驗(yàn)繼電器、檢驗(yàn)熱繼器以及接觸器、繼電器觸頭等。

5 結(jié)束語

在數(shù)控機(jī)床電氣設(shè)備故障的維修與保養(yǎng)過程中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)電氣設(shè)備的實(shí)際情況以及具體故障進(jìn)行維修，并對(duì)其進(jìn)行定期保養(yǎng)，從而保證數(shù)控機(jī)床電氣設(shè)備的正常運(yùn)行以及運(yùn)行質(zhì)量。