數控機床維修的具體措施分析

杜世法（渤海船舶職業學院，遼寧興城125105）

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數控機床維修的具體措施分析

杜世法
（渤海船舶職業學院，遼寧興城125105）

摘要：在數控機床的使用過程中，設備的故障排除是非常重要的方面。針對數控機床的多發故障，結合數控設備維修實際案例，列舉了電源類故障、伺服驅動類故障和輸入輸出開關類故障的產生原因，并針對故障成因制訂具體的維修措施，保證數控設備的故障能夠得到有效維修，對數控機床的維護維修領域具有一定的借鑒意義。

關鍵詞：數控機床；故障維修；措施

數控機床作為自動控制的精密設備，在運行過程中受到運行電壓、運行環境以及操作手法等多種因素的影響，容易出現各種故障，造成數控設備無法工作。為了提高數控設備的運行效率，加快維修進度，在維修過程中應首先對故障進行分類。本文結合生產實際案例，列舉了數控設備中多發的電源類、伺服驅動類、輸入輸出開關類三種多發故障，并有針對性的提出了具體的維修措施。

1　數控設備的電源故障及維修措施分析

在數控機床運行過程中，充足穩定的電力供應是保證數控設備安全穩定運行的關鍵。但是從數控設備的實際運行來看，電源故障是比較常見的故障之一，對數控設備的運行有著重要影響。基于數控設備的運行實際，以及數控設備的電源匹配情況，電源故障的維修應從以下兩方面入手。

1.1檢查電源匹配情況

數控機床中各用電設備所需電源的電壓及種類各不相同，例如數控系統一般需要24 V直流電，伺服驅動器的動力電一般需要200～220 V交流電，主軸變頻器需要380 V交流電，接觸器線圈端一般需要110 V或220 V交流電。而外部送至數控機床的電源只有380 V動力電，故在機床電柜內一般會有一至兩個變壓器將380 V交流電變壓成各設備所需的電壓，同時還有直流穩壓電源負責把220 V交流電轉換為24 V直流電供給數控系統裝置和各繼電器、傳感器使用。一旦外部電源出現波動，會造成電壓不穩的情況出現，進而會影響到電柜內各用電部件的正常工作，造成數控設備工作狀態不穩定。因此若機床出現開不了機或工作不穩定的情況，首先需要檢測進電電壓與各部件的工作電壓是否在正常范圍之內，做到提高電源品質，保證設備正常穩定運行。

1.2檢查電源線路是否存在虛接

經過檢查如果發現數控設備的電源匹配沒問題，接下來應檢查電源線路是否出現虛接現象。在加工過程中，隨著機床的震動，有可能將未緊固的電源線連接端子振松，造成斷路。因此，在實際使用過程中，若出現時有時無的故障，首先應考慮是不是由電源虛接造成的工作電壓不穩定所引起的。同時，若虛接的電源線頭外露，碰觸到設備外殼，會引起空氣開關的短路跳閘，若強電電源線搭接到其他部件上，還有可能將其他元件燒毀，將故障擴大化。因此，在實際使用過程中應高度重視線路虛接問題，排除安全隱患。

2　數控設備的伺服故障及維修措施分析

伺服系統是指以機械位置或角度作為控制對象的自動控制系統。它接受來自數控裝置的進給指令信號，經變換、調節和放大后驅動執行件，轉化為進給軸的直線或旋轉運動。

在數控機床常見的電氣類故障中，伺服驅動環節故障率相對較高。為了保證數控設備的伺服故障得到有效解決，主要應采取以下兩種維修措施。

2.1利用報警顯示進行故障診斷

數控機床伺服驅動系統主要由伺服驅動器、伺服電動機、測量反饋裝置等組成。各部分由通信電纜及電源線相連接。出現伺服驅動部分的故障后，如進給軸不動等情況，應首先判斷出現問題的環節。同時可利用伺服驅動器顯示的報警號、報警燈或系統面板報警內容，以便于查找故障。

例如，某臺配置三洋伺服驅動器的加工中心，工作過程中出現Z軸無法移動，同時伺服驅動器顯示“AL63”報警號。通過查詢伺服驅動器說明書，該報警號內容為“伺服電源缺相”。經檢查發現，該伺服驅動器的伺服強電輸入端有一電源接頭部分被燒壞，造成該點斷路。經重新接線后，故障消失，機床正常使用。

2.2采用替換法進行故障快速定位

對于沒有報警顯示的伺服驅動故障，為確定故障點，實踐中可采用替換法。例如，在處理某臺數控車床Z軸不能移動的過程中，可將數控系統至X軸與Z軸伺服驅動器接口線路調換，或調換X軸與Z軸伺服電機的電源線。交換相應線路后通過觀察運行現象，確定故障點是在伺服驅動器、伺服電機還是數控系統部分。應用交換法進行故障點排查的優點在于不用拆卸元器件，僅交換線纜即可，工作量較小，故障定位較為迅速。但應用交換法時也應注意，被交換的元器件組件應是工作參數相同的，且線纜接口相同，保證交換時不會造成新的故障。

3　數控設備的輸入輸出故障及維修措施分析

數控設備在運行過程中，輸入輸出類故障是比較常見的故障之一，為了有效解決位置故障，利用系統的PMC監測功能，即通過查看輸入輸出點位的信號狀態，可以快速定位故障點，起到事半功倍的作用。

例如，某臺VMC850E型立式加工中心配備FANUC0i-MD系統，執行原點返回的數控程序時，當執行到“G91 G28 G00 X0”時，X軸無動作，CNC狀態欄顯示為“MEMSTRTMTN”。其故障排除過程是進入PMC梯形圖程序顯示功能界面，發現與X軸對應的互鎖信號G130.0的狀態為“0”，即互鎖信號被輸入至NC系統。打開機床蓋板，檢查其互鎖原因，發現是一傳感器被鐵屑污染。擦拭后，將G130.0置為“1”，互鎖解除，重新啟動原點返回至NC程序，動作正常，故障排除。

此外在加工中心的使用工程中，刀庫也易出現無法換刀故障，其多發原因也可利用機床PMC功能快速進行診斷。刀庫在氣壓缸體上布置有前后兩個接近開關用以檢測刀庫在換刀過程中前進或后退是否到位，在實際使用過程中這兩個接近開關容易脫落，造成刀庫無法換刀。可在機床PMC診斷頁面中觀察刀庫前進、后退的輸入點位狀態，用以判斷故障是否是由于該接近開關脫落造成的，從而起到快速定位故障點的作用。

綜上所述，數控設備在運行過程中，電源類故障、伺服系統故障及輸入輸出開關類故障是比較典型的多發故障。為了提高數控設備的運行效率，出現故障時應首先對出現的故障進行分類，并針對故障成因制訂具體的維修措施，保證數控設備的故障能夠得到有效維修。

參考文獻：

［1］盧艷軍,王亞美.網絡數控系統結構的探索［J］.機械工程師,2005（1）:26-28.

［2］黃澤永,劉江,陳進.數控系統主控微機的實現［J］.光電工程,1993（1）:7-13.

［3］王宏.機床開放式數控系統控制算法與軟件開發［D］.西安:西安理工大學,2002.

［4］林宏柱.基于特定零件模型的纖維纏繞線型和機構方案研究［D］.西安:西北工業大學,2004.

［5］吳廷忠.開放式高速運動控制器的研究［D］.杭州:浙江大學,2004.

［6］周虹.開放式數控系統在數控車床上的應用［D］.長沙:湖南大學,2005.

［責任編輯：劉月］

基金來源：遼寧省教育科學“十二五”青年科研骨干專項課題（JGZXQEB083）

Concrete Measure Analysis of CNC Machine Tools Maintenance

DU Shifa
（Bohai Shipbuilding Vocational College, Xingcheng 125105, China）

Abstract:In the use of CNC machine tools, equipment troubleshooting is a very important aspect. Aiming at the multiple faults of CNC machine tools, combined with the practical cases of CNC equipment maintenance, the researcher lists the causes of power failure, servo drive fault, input and output switch fault, takes concrete maintenance measures for the failure cause, and ensures the effective maintenance of CNC equipment, which have certain reference significance to CNC machine tools maintenance field.

Key words:CNC machine tools; maintenance; measure

中圖分類號：TG502.7

文獻標識碼：A

文章編號：2095-5928（2016）02-43-03

DOI:10.16850/j.cnki.21-1590/g4.2016.02.012

收稿日期：2015-12-30

作者簡介：杜世法（1969-），男，山東青島人，實驗師，學士，研究方向：機械設計。