機床電氣故障的診斷與維修方法

高俊峰 蘭輝

摘要：隨著時代發(fā)展，一些現(xiàn)代設備對相關配件的精度標準不斷提高，這也相應地提高了機械制造業(yè)的生產標準。但是由于數控機床的技術復雜性，在使用過程中不可避免會出現(xiàn)電氣系統(tǒng)故障，有些故障的發(fā)生可能給企業(yè)造成巨大的損失。所以，在實際生產中不可避免地會出現(xiàn)一些問題，影響機床的正常運轉，甚至會導致機床停止運作。本文對數控機床常見電氣故障診斷方法以及維修技術要點進行了分析，提出了診斷與維修方法的策略。

關鍵詞：數控機床;電氣故障診斷;維修技術

隨著工業(yè)制造業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展，在現(xiàn)代制造業(yè)中零件的復雜程度、精度以及特異性的要求越來越高，這就促使了數控機床在制造業(yè)中的運用越來越廣泛。數控機床作為一種高度自動化設備，其在制造業(yè)中的廣泛運用不僅提高了企業(yè)的生產效率，還對我國的工業(yè)制造業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展有著重要意義。因此想要發(fā)揮出數控機床的制造效率，就要保證數控機床的正常工作，所以精確、及時的故障診斷和良好的故障維修是非常必要的。

一、數控機床概述

數控機床的工作原理就是按照生產標準，將原本生產所需要的各項工藝流程、工件尺寸等用代碼進行設置，通過控制編程，將代碼信息傳送到數控系統(tǒng)，系統(tǒng)再對信息進行處理，從而向各執(zhí)行元件輸送操作指令，控制其按照設置生產相應工件。利用數控機床進行加工有以下三方面優(yōu)勢。第一，加工質量穩(wěn)定可靠。因為數控機床在生產加工前，會先進行工藝分析，確定零件數控加工部分，并且進行軌跡仿真，因此保證了同批零件的生產質量。第二，加工精度較高。數控機床會通過數字信號對機床運動軌跡等進行規(guī)范化調整，其精度等級較高，而且會通過計算來消除一些設備誤差，從而保障加工精度。第三，簡化工作流程。利用數控機床進行生產，工人只需要做好前期參數設置、編程工作，機器就會自動進行批量生產。在生產過程中，工人僅需要刀具準備、觀測加工狀態(tài)、及時裝卸零件就可以了，大大降低了工作量，并且提高了操作安全系數與生產效率。

二、數控機床的電氣故障診斷及分析

1.診斷人員進行直觀診斷和參數分析

直觀判斷法是對數控機床電氣系統(tǒng)故障診斷最直接、最簡便的方法。直觀診斷法可以分為三個步驟，首先由診斷人員詢問操作人員發(fā)生故障的整個過程，了解故障表現(xiàn)，其次由診斷人員親自查看故障情況，最后根據診斷人員的診斷經驗做出故障診斷。這種診斷方法要求診斷人員對數控機床了解得非常透徹，診斷經驗要非常豐富，而且該方式無法精確判斷故障原因。尤其是數控機床越來越先進，就需要結合其他診斷方式來進行故障判定。這時就可以結合參數分析來進行診斷。數控機床的電氣系統(tǒng)是由一組組程序所組成，其運行過程中會有標準的運行參數，一旦出現(xiàn)故障，這些參數就會隨之變化。因此在進行故障診斷時可以將故障時的參數與標準參數進行比較，根據參數的變化量間接分析出故障所在。

2.電源故障

電源供電無異常是維持數控機床正常運行的前提，如果電源出現(xiàn)了問題，將會直接導致整個機床無法運轉，這也是電氣系統(tǒng)最基礎的常見故障之一。目前我國數控機床生產制造技術水平在不斷提高，但是很多情況下依然是選擇國外比較成熟的電子系統(tǒng)，確保設備軟硬件質量過硬。但是設備選用其他國家的電子系統(tǒng)，很多情況下電流電壓情況設計并不相同，這樣我國企業(yè)在選擇該類數控機床后，就需要面對電力供電存在的問題。并且在實際生產中還經常會遇到一些突發(fā)情況，導致電源出現(xiàn)異常，電氣系統(tǒng)死機以及數據庫信息丟失，甚至會導致整個機床系統(tǒng)癱瘓。為了解決此類問題，需要設置獨立的配電箱，避免與其他電氣設備共用。如果廠房所處區(qū)域電網供電不穩(wěn)定，就需要安裝三相交流穩(wěn)壓設備。另外，還需要對電源做可靠接地，減少漏電、串電問題的發(fā)生。為了提高數控機床電氣系統(tǒng)可靠性，可以對機床采用三相五線模式，而且要分隔開中線與接地線，避免相互接觸。

三、數控機床電氣系統(tǒng)故障的維修策略

1.進行備件替換并進行最佳化調節(jié)

備件替換適用于相關電氣元件受損的情況，當檢查出損壞的具體電氣元件時，將備份的零件與之替換，再配合機床初始化，從而讓機床盡快投入正常運行。而受損的電氣元件則由維修人員判定是否還能維修。有的電氣元件替換之后會出現(xiàn)一定的運行差異，這時候就需要對機床進行最佳化調節(jié)。一方面可以根據工作人員的操作經驗進行減震調節(jié)，另一方面則可以通過使用具有數據儲存功能的雙蹤示波器對相關速度反饋進行觀察，并在儀器的指導下進行調節(jié)，使機床恢復最佳狀態(tài)。

2.數控機床電氣故障維修措施

第一，要制定相應的維修制度，保證維修質量。在數控機床發(fā)生故障后，工作人員應及時聯(lián)系維修人員，并向其詳細描述故障情況及造成的結果;維修人員可以依照描述先檢查設備狀態(tài)，排除重復故障的可能性，接下來將多種診斷方法相配合，盡快確定故障范圍，進行維修。維修人員在診斷時要嚴格遵循診斷原則，在盡量避免造成設備功能、精度損失的情況下開展維修工作，并且照顧到數控機床的智能化特性，在診斷時，要保護好數控系統(tǒng)數據信息，確定數據設置正常再繼續(xù)維修工作。第二，針對系統(tǒng)報警故障解決。現(xiàn)在數控系統(tǒng)功能強大，都會帶有相應的自診功能，會時時監(jiān)控設備軟硬件運行程序，當出現(xiàn)輕微故障時，系統(tǒng)會通過自我調節(jié)，改變脈沖信號排除故障，當出現(xiàn)嚴重故障時，則會暫停運行在屏幕上出現(xiàn)報警提示及文字描述，維修人員可參照設備維修手冊找到相應部位進行檢查維修。另外，還可以通過檢測信號復位的方式進行一些偶然故障的排除，但如果故障無法排除，則說明故障程度超過了系統(tǒng)自我修復范圍，此時則需要維修人員在此進行全面檢查，診斷故障。第三，是針對數控系統(tǒng)參數匹配錯誤故障進行排除。由于數控機床由電氣控制系統(tǒng)及機械執(zhí)行系統(tǒng)兩部分構成，隨著使用時間的增長，各類機械傳動部分都會產生相應磨損，因此，會造成系統(tǒng)參數匹配不準的情況，影響加工精度，而且此類問題的嚴重程度與使用時間成正相關，因此要避免這種問題，就需要工作人員定期進行測試，來判斷校對各類參數的準確度。另外，如果更改了參數設置，在重啟后也要先讓設備空運轉，通過程序分段檢查設備運行是否正常，再進行進一步的測試工作。

3.系統(tǒng)優(yōu)化調整

對數控機床電氣系統(tǒng)進行優(yōu)化調整，其具有一定針對性，即主要以機械系統(tǒng)和伺服驅動系統(tǒng)作為對象，通過優(yōu)化調整確保其能夠科學匹配。該方法執(zhí)行操作難度小，對設備的需求少，一般只需要一臺可存儲數據的雙蹤示波器和一臺多條線記錄儀就可實現(xiàn)。對記錄儀顯示的各項數據曲線進行觀察分析，適當調整速度調節(jié)器的積分時間，將伺服系統(tǒng)帶來的震蕩影響控制到最小，為系統(tǒng)穩(wěn)定運行創(chuàng)造良好條件。

4.進行機器復位法及參數修正

對機器進行復位可通過硬件復位和對系統(tǒng)電源進行開關的方法依次對故障進行清除，但是這種方法會造成數據的丟失，因此在機床正常使用的時候要進行數據備份，以便進行了復位法后恢復數據。另外一種方法是參數修正，機床的正常運行是有一套標準的參數的。在機床的使用過程中，常會由于操作人員的失誤造成參數錯誤，進而帶來電氣故障，這種時候維修人員只需要對機床的運行參數進行更改修正就可以了。

結語

數控機床適用于零件加工、產品開發(fā)，提高了現(xiàn)代化生產效率。但在使用過程中也存在很多常見故障，因此，需要基于其電氣系統(tǒng)特點，對常見電氣故障進行可靠診斷，并采取有效手段進行檢修維護，最大限度地減少故障的發(fā)生。

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