數控機床的電氣維修

孔維佳

(重慶能源職業學院，中國 重慶 401147)

0 概述

數控機床是現代工業自動化的典型設備，在精密加工和生產中應用相當廣泛。然而，由于數控機床采用了先進的控制技術，機床的維修也相對比較復雜。 數控機床的故障大類可以分為電氣故障和機械故障，同時這兩類故障也相互聯系，如設備發生了機械故障也往往多數情況是從電氣現象來診斷，這樣對數控電氣故障的分析就顯得尤為關鍵。 下面，從自己多年從事數控設備電氣維修的經驗簡單的論述數控機床電氣故障的診斷技巧和排除方法，也期望能和業界從事數控設備維修的技術人員一起探討，目的是總結出一套更系統、更行之有效的維修方法，進一步提高數控機床的維修技能。

1 數控機床電氣故障的分類

數控機床的電氣故障分類方法很多，按照故障出現的位置、故障性質和結構可以分為以下幾類。

1.1 硬件故障和軟件故障

硬件故障是指電氣元件、CNC 硬件系統、電線電纜、接插件等產生不正常狀態甚至損壞的故障，硬件故障是需要修理甚至更換才可排除的。而軟件故障一般是指PLC 和NC 程序或參數設置不當或誤修改產生的故障，這類故障往往需要對設備的系統和參數比較熟悉，甚至需要重新裝載整個系統的參數即對系統初始化才能排除。

1.2 必然性故障和或然性故障

必然性故障是指數控機床自身某個部分出現了變化，引起機床異常的現象，這類故障往往有確定的原因，分析和排除也相對較容易?；蛉恍怨收鲜侵笖悼貦C床偶爾發生的故障， 故障發生沒有一定規律可循，時好時壞，造成的原因可能是電氣飄逸、接地松動或溫度變化等外圍影響，自身元器件可能沒有明顯的異常，這類故障診斷起來往往比較困難。

1.3 系統故障和外圍故障

系統故障是指數控系統本身的故障，當然可能是數控或是伺服系統硬件異常造成或是軟件上的問題，解決這類型故障需要維修人員對數控系統本身有較深的了解。外圍故障是指除了數控系統以外的電氣元件造成的故障，當然處理外圍故障最關鍵的是需要嚴格按照設備的電氣原理圖分析、查找問題。

2 排查故障前的思路

2.1 現場了解

數控機床排查故障第一個要求就是維修人員到現場先聽取操作人員的講述，從中盡可能的獲取設備故障的信息，這樣可以為機床的維修縮小范圍。

2.2 判斷故障大類

確定故障性質 通過與操作者了解， 維修人員在充分認識故障可能范圍之后就能大體確定故障的性質和類型，比如可以判定是軟件還是硬件問題，是數控系統本身還是外圍故障，必然性還是或然性故障等等，基本大類對于經常從事數控機床維修的人員來說也能很快判斷出來。

2.3 根據故障的性質

從最可能的原因出發制定維修手段 當清楚了數控機床的大致性質之后，就可以制定出維修的方向，比如外圍故障就需要查閱設備的電氣原理圖，系統故障需要查看數控系統說明書和參數表等，或然性故障需要反復觀察判定等等。

3 故障的查找常用方法

3.1 外觀檢查法

（1）看 從設備外觀上查看大致情況，包括查看設備的電器柜，看是否有開關跳閘、是否有元件燒壞等情況。

（2）聽 如果是設備運行中的故障，可以聽設備的什么部分是否有異響，從而鎖定故障源。

（3）聞 電器柜元件在某些短路的情況下通過聞氣味可以很快的判斷出來。

（4）觸摸 在數控系統單元、伺服驅動單元出現故障或電機故障時通過觸摸這些部件外部，感受溫度是否明顯升高也可以幫組縮短查找故障時間。

3.2 萬用表檢測

在外圍故障出現的情況下，最常見的查找方式是根據設備的電氣原理圖分析可能發生的故障部分，然后用萬用表線路，當然可以用斷電測試或帶點測試配合判斷故障。

3.3 根據報警查找

數控機床都有一套診斷軟件，設備一旦發生故障，都有故障的提示，出現故障時就方便了維修人員縮小排查范圍。但是，任何數控系統的診斷都有使用的局限，所以維修人員不能在任何時候過于依賴診斷系統，報警只能是維修人員的一個參考手段。

3.4 參數調整和初始化

數控系統往往因為參數錯亂或操作人員在輸入加工程序時不小心改動了數控參數而停機，或是設備運行過程異常，所以出現軟件故障時，就應該對可能引起故障的參數做仔細的檢測，這就要求維修人員對軟件參數有相當的熟悉， 必要時也可從新裝置CNC 數控和伺服數控做初始化。

3.5 嘗試更換新備件

當用儀表根據電氣原理圖查找到故障之后，也就是判斷出損壞或失靈的元件之后就應該及時更換新的備件，當然不能認為更換備件就一切問題都能解決，這方面也有很多的問題。 如很多元件比如伺服驅動， 變頻器等更換后還需要修改參數，CNC 更換也需要參數初始化，這些都是維修人員需要必須掌握的技能。

3.6 對換法

當電氣元件出現不容易判斷的故障或是備件有限暫時無法找到替代是就需要對換法，就是把懷疑損壞的元件和機床上同型號其他備件互換，如果故障現象依然，那就可以排除這個元件沒有問題，反之就是該元件損壞，就需要找新的元件更換。

3.7 其他處理法

有效故障現象是隨機的，也就是前面提到的或然性故障，這類故障有可能關電復位就出現正常，這種情況往往很多，還有其他很多因素引起的故障也需要特殊的處理， 這就需要維修人員不斷地摸索、總結經驗，才能不斷提高維修水平。

4 典型的電氣故障的排除

4.1 供電系統異常

數控機床的電源系統經常會出現故障，但因電源系統出現故障是現象都很明顯，所以排除故障相對比較簡單，但在處理電源系統故障時應主要以下幾個方面：

（1）沒有電源的故障，這類故障排除相對簡單，只需要對照電氣原理圖，使用萬用表和試電筆在設備通電的情況下查找原因，故障往往能很快排除。

（2）電源電壓不穩造成故障，這類故障帶有一定的或然性，當然排除時首先應檢查進線端的輸入電壓，從前面往后面查找，特別是元器件的進電源端需要用萬用表測量檢查。

4.2 數控系統位置變化

往往有時候存在數控系統加工零件尺寸誤差，造成這個現象是多方面原因，可能參考點位置發生改變，或是伺服電機編碼器損壞等等，需要對伺服閉環的每個環節做檢測，包括伺服驅動器，伺服電機編碼器，編碼器電纜，同時必要時需要檢查數控程序，數控系統參數和伺服參數的設置是否發生變化。

4.3 無法回參考點

機床回參考點是機床上電后的以一個工作，往往機床在晚上停機后，第二天就無法正常會零點，這里最主要的問題可能是參考點開關需要檢查是否失靈，或是參考點開關接線是否松動，當然也不排除電氣參數誤更改造成的，一旦出現無法回零的現象，需要維修人員從上述方面仔細檢查。

4.4 偶發性停機

工廠有時候因電氣干擾引起機床參數改變的情況也是有的，這是數控系統造成無法正常工作，如前所述這種情況需要檢測相關的參數設置。有時因電氣干擾會引起機床的軟故障，從新復位故障有恢復，往往出現這種情況可以檢測接地線是否牢固，因為接地不良也會出現上述原因。

5 總結與提高

對數控機床故障排查后維修人員應該仔細總結經驗，不管是成功的維修案例還是失敗的案例，都應該吸取教訓，為今后的維修提供指導。

主要內容包括：

（1）針對設備的典型故障案例召開設備故障分析會，維修人員可以相互談談自己的維修方法和改進意見，對提高大家的維修技能都能起到促進作用。

（2）建立故障的維修檔案 把每次的典型故障維修后做好記錄，同時按故障性質分類，整理出有利于今后維修的經驗，以便縮短后面的維修人員的維修時間，同時應該對設備的資料查漏補缺，完善相關的維修文件手冊。

6 結束語

總之，數控機床電氣維修相對較復雜，需要系統的學習數控機床的各種知識，同時具備較強的動手能力。隨著數控系統不斷發展，也需要不斷更新知識，作為多年從事這個行業的技術人員，作者也期待能與同行分享數控維修的經驗，爭取能讓自己的數控機床維修技術更上一個臺階。

［1］王貴成.數控機床故障診斷技術[M].北京:化學工業出版社,2005.

［2］潘海麗.數控機床故障分析與維修[M].西安:西安電子科技大學出版社,2006.

［3］王侃夫.數控機床故障診斷及維護[M].北京:機械工業出版社.