數(shù)控機(jī)床電氣維修的探討

故障的調(diào)查與分析是排故的第一階段，是非常關(guān)鍵的階段，主要應(yīng)做好下列工作。

一、詢(xún)問(wèn)調(diào)查

在接到機(jī)床現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)故障要求排除的信息時(shí)，首先應(yīng)要求操作者盡量保持現(xiàn)場(chǎng)故障狀態(tài)，不做任何處理，這樣有利于迅速、準(zhǔn)確地分析故障原因。同時(shí)仔細(xì)詢(xún)問(wèn)故障指示情況、故障表象及故障產(chǎn)生的背景情況，依此做出初步判斷，以便確定現(xiàn)場(chǎng)排故所應(yīng)攜帶的工具、儀表、圖紙資料、備件等，減少往返時(shí)間。

二、現(xiàn)場(chǎng)檢查

到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，首先要驗(yàn)證操作者提供各種情況的準(zhǔn)確性、完整性，從而核實(shí)初步判斷的準(zhǔn)確度。由于操作者的水平限制，對(duì)故障狀況描述不清甚至完全不準(zhǔn)確的情況不乏其例。因此，到現(xiàn)場(chǎng)后不要急于動(dòng)手處理，重新仔細(xì)調(diào)查各種情況，以免破壞了現(xiàn)場(chǎng)，使排故增加難度。

三、故障分析

根據(jù)已知的故障狀況分類(lèi)分析故障類(lèi)型，從而確定排故原則。由于大多數(shù)故障是有指示的，所以一般情況下對(duì)照機(jī)床配套的數(shù)控系統(tǒng)診斷手冊(cè)和使用說(shuō)明書(shū)，可以列出產(chǎn)生該故障的多種原因。

四、確定原因

對(duì)多種可能的原因進(jìn)行排查從中找出本次故障的真正原因，這時(shí)對(duì)維修人員是一種對(duì)該機(jī)床熟悉程度、知識(shí)水平、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和分析判斷能力的綜合考驗(yàn)。

五、排故準(zhǔn)備

有些故障的排除方法可能很簡(jiǎn)單，有些故障則往往較復(fù)雜，需要做一系列的準(zhǔn)備工作。例如工具儀表的準(zhǔn)備、局部的拆卸、零部件的修理、元器件的采購(gòu)甚至排故計(jì)劃步驟的制定等等。

數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障的調(diào)查、分析與診斷過(guò)程也就是故障的排除過(guò)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。下面把電氣故障的常用診斷方法綜列于下：

1.直觀檢查法即感官檢查是故障分析之初必用的方法

（1）詢(xún)問(wèn)。向故障現(xiàn)場(chǎng)人員仔細(xì)詢(xún)問(wèn)故障產(chǎn)生的過(guò)程、故障表象及故障后果，并且在整個(gè)分析判斷過(guò)程中可能要多次詢(xún)問(wèn)。

（2）目視。總體查看機(jī)床各部分工作狀態(tài)是否處于正常狀態(tài)，例如各坐標(biāo)軸位置、主軸狀態(tài)、刀庫(kù)、機(jī)械手位置等；各電控裝置如數(shù)控系統(tǒng)、溫控裝置、潤(rùn)滑裝置等，有無(wú)報(bào)警指示，局部查看有無(wú)保險(xiǎn)燒煅，元器件燒焦、開(kāi)裂、電線(xiàn)電纜脫落，各操作元件位置正確與否等等。

（3）觸摸。在整機(jī)斷電條件下，可以通過(guò)觸摸各主要電路板的安裝狀況、各插頭座的插接狀況、各功率及信號(hào)導(dǎo)線(xiàn)(如伺服與電機(jī)接觸器接線(xiàn))的聯(lián)接狀況等，來(lái)發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)故障的原因。

（4）通電。這是指為了檢查有無(wú)冒煙、打火，有無(wú)異常聲音、氣味以及觸摸有無(wú)過(guò)熱電動(dòng)機(jī)和元件存在而通電，一旦發(fā)現(xiàn)立即斷電分析。

2.儀器檢查法

使用常規(guī)電工儀表對(duì)各組交、直流電源電壓以及相關(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.信號(hào)與報(bào)警指示分析法

（1）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)明便可得知指示內(nèi)容及故障原因與排除方法。

（2）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。

4.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/輸出板上的指示燈顯示，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。

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，更能使機(jī)床各項(xiàng)功能達(dá)到最佳化。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，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，又要有較豐富的電氣調(diào)試經(jīng)驗(yàn)。

6.備件置換法

當(dāng)故障分析結(jié)果集中于某一印制電路板上時(shí)，由于電路集成度的不斷擴(kuò)大而要把故障落實(shí)于某一區(qū)域乃至某一元件是十分困難的。為了縮短停機(jī)時(shí)間，在有相同備件的條件下可以先將備件換上，然后再去檢查修復(fù)故障板。備件板的更換要注意以下問(wèn)題：

（1）更換任何備件都必須在斷電情況下進(jìn)行。

（2）許多印制電路板上都有一些開(kāi)關(guān)或短路棒的設(shè)定以匹配實(shí)際需要，因此在更換備件板上一定要記錄原有的開(kāi)關(guān)位置和設(shè)定狀態(tài)，并將新板作好同樣的設(shè)定，否則會(huì)產(chǎn)生報(bào)警而不能工作。

（3）某些印制電路板更換后還需進(jìn)行某些特定操作，以完成其中軟件與參數(shù)的建立，這一點(diǎn)需要仔細(xì)閱讀相應(yīng)電路板的使用說(shuō)明。

（4）有些印制電路板是不能輕易拔出的，例如含有工作存儲(chǔ)器的板，或者備用電池板，否則會(huì)丟失有用的參數(shù)或者程序，必須更換時(shí)也必須遵照有關(guān)說(shuō)明操作。

鑒于以上條件，在拔出舊板更換新板之前，一定要先仔細(xì)閱讀相關(guān)資料，弄懂要求和操作步驟，以免造成更大的故障。

7.交叉換位法

當(dāng)發(fā)現(xiàn)故障板或者不能確定是否故障板而又沒(méi)有備件的情況下，可以將系統(tǒng)中相同或相兼容的兩個(gè)板互換檢查。例如，兩個(gè)坐標(biāo)的指令板或伺服板交換從中判斷故障板或故障部位。這種交叉換位法應(yīng)特別注意，不僅硬件接線(xiàn)要正確交換，還要將一系列相應(yīng)的參數(shù)交換，否則不僅達(dá)不到目的，還可能會(huì)產(chǎn)生新的故障造成思維混亂，一定要事先考慮周全，設(shè)計(jì)好軟、硬件交換方案，準(zhǔn)確無(wú)誤再行交換檢查。

8.特殊處理法

當(dāng)今的數(shù)控系統(tǒng)已進(jìn)入PC基開(kāi)放化的發(fā)展階段，其中軟件含量越來(lái)越豐富，有系統(tǒng)軟件、機(jī)床制造者軟件甚至還有使用者自己的軟件。由于軟件邏輯的設(shè)計(jì)中不可避免的一些問(wèn)題，會(huì)使得有些故障狀態(tài)無(wú)從分析，例如死機(jī)現(xiàn)象。對(duì)于這種故障現(xiàn)象，可以采取特殊手段來(lái)處理，比如整機(jī)斷電，稍作停頓后再開(kāi)機(jī)。維修人員可以在自己的實(shí)踐中摸索其規(guī)律或者探索其他有效的方法。

數(shù)控機(jī)床的維修不但要掌握維修電工新技術(shù)內(nèi)容，而且數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)、工作原理以及數(shù)控機(jī)床的加工編程方法都要掌握，這樣才能更好地掌握機(jī)床電氣維修。現(xiàn)在社會(huì)上很多維修人員知識(shí)不夠全面，懂機(jī)械加工的不懂電氣維修，懂電氣維修的又不熟悉機(jī)械加工，數(shù)控機(jī)床的維修要求維修人員要兩樣都兼修，這樣才能更有效地掌握維修方法。

（作者單位：江西贛州技師學(xué)院）