數控設備電氣故障診斷維修方法

摘 要：我國向著高新技術發展的過程中，數控設備發揮了重大作用，尤其是在工業工程領域當中，數控設備實現了生產制造自動化，但是數控設備經常出現各類故障，其中電氣故障的辨別與診斷成為了新的難題。本文就數控設備電氣故障診斷維修提出了一些見解，期望能夠使數控設備維護和使用更加多樣化。

關鍵詞：數控設備；電氣故障；診斷維修

中圖分類號：TE35 文獻標識碼：A

1 概述

數控設備種類多樣，以數控機床為例，數控機床是典型的機電一體化設備，對于加工高精度、高質量的產品具有不可替代的地位，數控機床能夠通過計算機進行編程，準確定位加工，運行可靠，各個單元模塊配合協調有序。因此，為了保證生產的正常進行，需要快速判斷故障類型，迅速進行故障排除。

2數控設備常見電氣故障

按照數控設備的單元結構劃分，數控設備常見電氣故障有控制系統故障，伺服系統故障，顯示系統故障三大類。本文以數控機床為例。

2.1控制系統故障

數控機床的控制系統分為軟件控制系統和硬件控制系統。在軟件控制系統上，數據輸入的格式，準確性直接影響到編程的結果，由于軟件不存在損耗，因此，PLC編程調試不成功是軟件控制系統的常見故障；在硬件電氣故障上，一方面是與軟件相接洽的端口靈敏度和傳輸速率不夠，另外一方面，是液壓元件、氣動元件、電氣執行元件、機械裝置存在著部件疲勞而無法達到控制目的，另外一類比較重要的是檢測開關，開關是可視化和高效化的控制元件，檢測開關失去控制作用是常見電氣故障。

2. 2伺服系統故障

數控機床伺服控制無論在哪種加工工作當中，都要進行協調活動，因而也是最容易產生故障的地方。常見故障有，伺服系統控制單元失效。伺服系統控制單元失效，導致數控機床伺服控制系統對于信息化指令轉化為機械化動作的過程中，出現不加工，或者加工紊亂的現象。伺服電動機失效是伺服系統常見故障中多發的，并且電動機失效產生的后果也比較嚴重，輕則燒毀電動機，重則由于電壓紊亂等復雜情況，而產生短路甚至火災等后果；伺服系統的測速裝置和編碼器由于耦合了軟件功能，因此在確定故障的過程中，檢驗時間較長，其中一些核心模塊維修困難。

2. 3顯示系統故障

數控機床不能正常顯示包括多個方面的原因，LED屏幕、編程系統的軟件故障、外置電腦出問題等原因。由于顯示系統連接多個模塊，在發生數控機床不能正常顯示的情況時候，要分清楚故障的來源和現象，一般而言有數據而顯示存在圖像扭曲和雪花點等，一般為LED屏幕出現問題，或者屏幕供電電壓不穩，或者數控機床旁邊有電磁輻射的干擾；由于LED顯示屏連接其他部件出問題，也容易導致顯示系統的故障。

3 數控設備電氣故障的診斷

3.1界定數控設備故障類型

數控機床是機電一體化裝備，因此，在發生故障時，電氣故障和機械故障有著相似性和復雜性，明確區分電氣故障與機械故障具有重要意義。例如， MCP800數控銑床主要用于加工某型號飛機的弧框和接頭，加工的零件質量一直合格。但在一段時間內，加工一批弧框時，操作人員反映機床偶爾會出現工件坐標原點G54在X坐標方向有時偏差2～6mm不等的故障，但機床并未報警。對伺服系統的Z軸VCMD進行測量，才弄清楚是由于主軸頭的竄動誤差引起，即使Z軸進給為0，故障偶爾還是會出現。拆開主軸箱部件后，發現主軸電動機與齒輪聯接用的聯軸器大部分破損脫落，聯接軸之間的軸承間隙過大。因此，要從本質上看待一個故障，進而采取有效的防治措施。

3.2常用電氣故障診斷方法

數控機裝出現電氣故障時的一般診斷方式是，第一，故障詢問分析，對出現故障的數控機床操作人員進行問詢，詳細問詢出現故障的情況和操作者的操作流程，看系統是否有自我報警或故障診斷，搜集排除故障時需要的參數等；第二，對于操作者提供的信息真實性要進行鑒別，防止人為因素而歪曲故障事實而影響到故障的排查和診斷，一般通過對發生故障機床進行外觀察，觀察其完整性；第三，故障的初步診斷，通過機床常見故障說明書進行初步界定和診斷；第四，通過對比其他數控機床工作狀況來確定最后的故障類型。

4 數控設備電氣故障維修

4.1做好故障維修的準備

要能熟練使用維修時經常使用的儀器儀表，尤其是萬用表和示波器。能夠熟練分析數控設備的信號傳遞過程，能夠看懂電路原理框圖，了解數控設備各接口的作用。熟練掌握各關鍵點的測試方法，并做好測試記錄，提高維修效率。平時做好設備記錄，對信號的傳遞過程做好靜態和動態測試，一旦設備出了故障，原有的靜、動態的測試記錄就是依據，這樣可提高維修效率。充分利用廠家提供的技術資料和熱線電話。請教廠家技術人員指導，一般廠家向用戶提供的資料有：設備電氣使用說明、編程手冊、操作手冊、設備結構圖、電氣原理圖、電氣連接圖、設備參數、PLC程序，數控系統安裝調試維修手冊，伺服驅動系統使用說明書，注意資料保存。

4.2故障維修實例

機床名稱：XK2130數控銑床，SIEMENS-840D系統故障現象與診斷：Z軸不能回參考點。通過CNC系統進入I/O診斷頁面，扳動Z軸參考點檢測形成開關，發現輸入端無反應，初步判斷是Z軸的參考點檢測開關損壞，拆開行程開關后發現，行程開關內部全是切削液，導致行程開關損壞。經檢查，是工作臺下方的接水塑料管破裂，導致切削液從裂口滲出，沿工作臺滲入Z軸行程開關。更換Z軸參考點檢測行程開關后，開機機床回參考點工作正常。

結語

數控設備的維修與普通設備的維修不太相同，它是由NC，PLC及伺服系統、輸入輸出設備組成。數控技術博大精深，故障情況千差萬別。為了尋找故障點，確定故障原因，不僅需要豐富的理論知識和實際經驗，而且必須采用一定的方法，在經過充分的調查分析后，才能做出準確的判斷和正確的處理。

參考文獻

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