數(shù)控機(jī)床電氣故障與維修探微

張 軍

（中國航發(fā)西安航空動力控制科技有限公司，陜西西安 710077）

0 引言

近年來，在科學(xué)技術(shù)的推動下，我國制造業(yè)水平得到顯著提升，作為我國機(jī)械制造業(yè)中重要的加工技術(shù)之一，數(shù)控機(jī)床在日常生產(chǎn)過程中得到廣泛應(yīng)用[1]。伴隨數(shù)控機(jī)床類型的增加，相關(guān)使用問題與設(shè)備故障引起了操作人員的高度關(guān)注。在生產(chǎn)過程中，數(shù)控機(jī)床操作人員需要根據(jù)機(jī)床加工程序及加工參數(shù)對數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置，以便確保系統(tǒng)對設(shè)備各個(gè)功能部件實(shí)現(xiàn)有效控制。然而，由于部分使用人員對設(shè)備的保養(yǎng)不到位、違規(guī)操作、加工參數(shù)選擇不合理以及設(shè)備使用環(huán)境問題導(dǎo)致機(jī)床電氣故障頻繁出現(xiàn)，為日常生產(chǎn)工作埋下安全隱患[2]。因此，為了有效提升我國機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)力水平，相關(guān)人員應(yīng)積極做好數(shù)控機(jī)床的使用、保養(yǎng)工作，以便保障設(shè)備的合理運(yùn)行。

1 數(shù)控機(jī)床電氣故障概述

作為一種先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備，數(shù)控機(jī)床具有較高的自動化程度與生產(chǎn)效率，得到企業(yè)的高度關(guān)注與廣泛應(yīng)用。隨著數(shù)控機(jī)床類型的不斷發(fā)展，部分?jǐn)?shù)控機(jī)床工作人員在生產(chǎn)過程中存在違規(guī)操作的情況，導(dǎo)致設(shè)備電氣故障發(fā)生率不斷增加，對數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)安全造成極大威脅[3]。數(shù)控機(jī)床電氣故障的誘發(fā)因素相對復(fù)雜，電源故障、控制系統(tǒng)故障以及設(shè)備過熱故障的情況較為常見。再加上電氣系統(tǒng)相對脆弱，受外界因素的影響較大，增加了電氣故障的發(fā)生概率。

2 數(shù)控機(jī)床常見電氣故障類型

2.1 機(jī)床電源故障

作為系統(tǒng)的主要動力來源，電源對于數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行具有重要影響。數(shù)控機(jī)床的電源故障容易導(dǎo)致系統(tǒng)損壞與停運(yùn)，造成設(shè)備壽命縮短。造成此類故障的主要原因是我國供電網(wǎng)的兼容性較差，導(dǎo)致電源對電網(wǎng)波動的抵御能力較差[4]。同時(shí)，在機(jī)床設(shè)計(jì)過程中對于電源缺乏完善的考量，也是導(dǎo)致此類問題的主要因素。

2.2 系統(tǒng)位置環(huán)故障

系統(tǒng)位置環(huán)故障的主要表現(xiàn)形式為坐標(biāo)軸運(yùn)動故障、坐標(biāo)軸回零故障以及位置環(huán)警報(bào)故障等。其中坐標(biāo)軸運(yùn)動故障主要指坐標(biāo)軸在接收系統(tǒng)指令時(shí)出現(xiàn)運(yùn)動偏差過大的情況；坐標(biāo)回零功能故障主要指系統(tǒng)無法有效進(jìn)行零點(diǎn)的查找；位置環(huán)警報(bào)故障主要指由于測量元件損壞導(dǎo)致的位置反饋失效。

2.3 PLC 控制器故障

多數(shù)情況下，PLC 控制器故障可以分為硬件與軟件兩種類型：硬件故障指由于輸入與輸出單元存在問題而導(dǎo)致的故障，該故障多數(shù)可以采用更換檢測元件或執(zhí)行元件實(shí)現(xiàn)解決；軟件故障主要指設(shè)計(jì)人員在編制程序的過程中存在漏洞，導(dǎo)致PLC 控制器出現(xiàn)無報(bào)警故障的情況。

2.4 伺服控制系統(tǒng)故障

在數(shù)控機(jī)床電氣故障中，由于伺服控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障而造成的故障較為常見。由于伺服電機(jī)、編碼器、控制單元以及測速裝置出現(xiàn)問題而造成故障的情況較為常見，檢修過程中為了有效明確故障位置情況，應(yīng)對各個(gè)單元分別進(jìn)行相應(yīng)的檢測與分析。

3 數(shù)控機(jī)床電氣故障維修措施

3.1 對故障設(shè)備進(jìn)行直觀觀測

直觀法是維修人員通過感官應(yīng)用對數(shù)控機(jī)床的故障原因進(jìn)行判斷。在應(yīng)用該方法的過程中，操作人員應(yīng)對故障的起因、經(jīng)過及結(jié)果進(jìn)行綜合分析，以便有效搜集故障判斷的相關(guān)信息[5]。為了滿足信息搜集的要求，操作人員應(yīng)查看數(shù)控機(jī)床各個(gè)部分的工作狀態(tài)，重點(diǎn)檢查元器件是否有開裂、燒焦及脫落等情況，有效確定設(shè)備故障的位置。為了有效檢修發(fā)熱故障，操作人員應(yīng)在斷電的前提下對相關(guān)設(shè)備的插接情況與溫度進(jìn)行檢測。此過程中，電控電路應(yīng)通電，觀察是否存在異響、電弧及冒煙等情況，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)則立即對相關(guān)部分進(jìn)行斷電檢查。

3.2 落實(shí)電器模塊交換檢測

導(dǎo)致機(jī)床系統(tǒng)出現(xiàn)停機(jī)情況的主要原因可分為系統(tǒng)自身故障與運(yùn)行環(huán)境異常兩種情況。其中，系統(tǒng)故障的原因相對難以有效確定，多數(shù)是由于運(yùn)行過程中多個(gè)程序發(fā)生沖突導(dǎo)致。運(yùn)行環(huán)境異常主要是系統(tǒng)運(yùn)行外環(huán)境的濕度較大或者空氣雜質(zhì)含量較多導(dǎo)致[6]。在對該故障進(jìn)行檢修時(shí)，操作人員可以采用交叉置換法進(jìn)行相關(guān)檢測，即在確保硬件接線的前提下對系統(tǒng)中兩個(gè)模塊進(jìn)行位置與數(shù)據(jù)的互換，可有效判定故障。隨著數(shù)控機(jī)床種類的不斷豐富，軟件程序的邏輯問題逐漸增加，相關(guān)操作人員應(yīng)對系統(tǒng)定期進(jìn)行有效的調(diào)試。

3.3 對設(shè)備參數(shù)進(jìn)行有效調(diào)整

參數(shù)的設(shè)定對于數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行具有重要的指導(dǎo)價(jià)值，為有效避免數(shù)控機(jī)床電氣故障的出現(xiàn)，在維修過程中，維修人員應(yīng)有效保障參數(shù)的準(zhǔn)確性，堅(jiān)決避免任何參數(shù)出現(xiàn)失誤與丟失的情況，為數(shù)控機(jī)床合理運(yùn)行提供保障。在此過程中，相關(guān)維修人員應(yīng)積極對機(jī)床的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行核查，對存在問題的參數(shù)進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，有效降低實(shí)際損失。同時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)設(shè)備停機(jī)時(shí)間的縮短，維修人員應(yīng)在備件相同的條件下對故障板及時(shí)進(jìn)行置換與檢測。在此過程中，為了保障維修人員的生命安全，應(yīng)確保電源已有效切斷，保障系統(tǒng)處于斷電狀態(tài)。此外，更換的電路板應(yīng)確保與原板的狀態(tài)與設(shè)置具有一致性，以便保障系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3.4 做好數(shù)控裝置的過熱防控

數(shù)控機(jī)床數(shù)控管理裝置過熱是電氣故障中較為常見的問題之一，在維修過程中，相關(guān)操作人員應(yīng)有效做好數(shù)控裝置溫度的有效管控，以便進(jìn)一步保障設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行[7]。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，在應(yīng)用過程中，操作人員定期對數(shù)控裝置內(nèi)安裝的通風(fēng)與散熱系統(tǒng)進(jìn)行清理，并檢查各個(gè)冷卻風(fēng)扇，確保其處于正常運(yùn)作狀態(tài)，為設(shè)備的使用安全提供保障。

3.5 密切監(jiān)控?cái)?shù)控系統(tǒng)的電壓

多數(shù)情況下，數(shù)控系統(tǒng)的電網(wǎng)電壓約在額定電壓值的90%～105%，若實(shí)際電壓脫離這一范圍，則無法保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)可能導(dǎo)致電子元器件的損壞。因此，在維修過程中，相關(guān)操作人員應(yīng)對電網(wǎng)中電壓的變化情況進(jìn)行有效監(jiān)測與分析，以便保障電壓值符合標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，針對電網(wǎng)質(zhì)量相對較差的地區(qū)，為了實(shí)現(xiàn)電壓的合理控制，相關(guān)部門應(yīng)為其配備相應(yīng)的穩(wěn)壓電源，以便有效實(shí)現(xiàn)電壓的控制，確保電壓值穩(wěn)定。

3.6 預(yù)防塵埃對設(shè)備造成影響

設(shè)備所處環(huán)境內(nèi)，空氣中含有的金屬顆粒物與塵埃會造成電氣元件電阻下降，從而導(dǎo)致元器件出現(xiàn)故障或損壞。為了避免故障的出現(xiàn)，應(yīng)盡可能避免重要電路元件與塵埃接觸。多數(shù)數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)處于強(qiáng)電柜中，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，操作人員在日常工作中，應(yīng)盡量避免頻繁開關(guān)柜門。當(dāng)環(huán)境溫度過高時(shí)，應(yīng)及時(shí)做好數(shù)控柜的降溫工作，以便有效降低柜門內(nèi)溫度，避免過熱故障的出現(xiàn)。

3.7 組織操作人員的技術(shù)培訓(xùn)

作為數(shù)控機(jī)床主要的使用者，操作人員的技術(shù)能力往往與電氣故障之間具有密切的聯(lián)系。為了有效避免誤操作造成的電氣設(shè)備故障，相關(guān)部門應(yīng)積極做好數(shù)控機(jī)床操作人員的培訓(xùn)工作，強(qiáng)化相關(guān)操作人員對操作制度與數(shù)控機(jī)床專業(yè)知識的理解程度，從而有效保障操作人員在對機(jī)床進(jìn)行使用的過程中可以嚴(yán)格遵循相關(guān)操作規(guī)范進(jìn)行操作，以便有效提升機(jī)床的使用壽命。同時(shí)，通過思想觀念教育工作的開展，推動操作人員隊(duì)伍專業(yè)素養(yǎng)的強(qiáng)化，推動操作能力的進(jìn)一步優(yōu)化，從而及時(shí)實(shí)現(xiàn)問題的解決，避免損失擴(kuò)大。

4 結(jié)語

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國生產(chǎn)力水平在未來將會進(jìn)一步提升，對于數(shù)控集成技術(shù)等先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)的依賴性必將隨之強(qiáng)化[8]。在機(jī)械制造業(yè)中，數(shù)控機(jī)床將會進(jìn)一步代替?zhèn)鹘y(tǒng)人力生產(chǎn)方式，并得到廣泛應(yīng)用。在此過程中，為了有效降低數(shù)控機(jī)床設(shè)備電氣故障的發(fā)生率，相關(guān)人員應(yīng)積極做好相關(guān)專業(yè)知識的學(xué)習(xí)，確保設(shè)備故障診斷能力的提升，同時(shí)實(shí)現(xiàn)故障維修水平的強(qiáng)化，以便做好設(shè)備的維修與定期保養(yǎng)，保障設(shè)備的合理運(yùn)行，為生產(chǎn)效率的提升奠定基礎(chǔ)。此外，通過數(shù)控機(jī)床維修與保養(yǎng)工作的開展，有利于提升設(shè)備的使用壽命，從而延長設(shè)備使用年限，對于企業(yè)生產(chǎn)成本的降低具有積極的意義，有利于企業(yè)的良性發(fā)展。