淺談數控機床電氣故障分析及維修技術

胡曉麗　高玉丹　李雅潔

摘 要：隨著社會的快速發展，數控機床技術在工業制造中使用廣泛，數控機床在給機械加工企業帶來巨大經濟效益的同時，其生產設備也隨之出現各種運行故障，影響生產的進行，因此，本文對數控機床常見的電氣故障進行了分析，并且對維修技術進行了闡述，旨在幫助數控機床操作者提高維修以及維護技術水平。

關鍵詞：數控機床；電氣故障；維修技術

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.04.018

1 數控機床電氣故障的診斷

通常，機床制造廠提供數控機床的PLC程序清單或梯形圖，維護人員往往根據PLC程序分析故障原因，這對機床的維護人員技能提出了要求。如果維護人員不懂數控系統的PLC語言，診斷工作將十分困難的。隨著數控機床制造技術的發展，數控機床的診斷功能也成為衡量數控機床性能的一個技術指標。數控系統可以提供硬件、驅動器、編程、操作等相關的診斷功能，包括帶有明確文字說明的報警信息，或提供在線幫助功能，或提供報警手冊。機床電氣故障的診斷也越來越受到機床制造廠的重視。

2 數控機床的電氣故障原因和診斷分析

數控機床的電氣故障出現的原因主要有電源故障、數控系統位置環故障、偶發停機故障、主軸伺服系統主軸轉速異常等。如圖1所示。

2.1 電源故障

維持數控機床系統正常工作的組成部分中，電源對數控機床的影響較大。可以直接造成數控機床系統的停機或者系統損壞。西方發達國家由于科技水平質量較高，對機床的電源設計缺少考慮。相對西方國家來說，我國的電力供電網有較大波動和高次諧波，再加上人為因素的影響，機床的電源故障等時有發生。

2.2 數控系統位置環故障

（1）無指令情況下，坐標軸產生運動。這種情況的發生，可能是因為數控機床系統坐標軸漂移過大、速度或位置環的連接不當、反饋的接線開路、系統測量元件遭到損壞等。

（2）數控機床的坐標無法對零點進行查找。此類情況的發生與接線開路或編碼器損壞、光回零減速開關失靈、柵零點標記移位、零方向遠離零點等原因有關。

（3）位置環警報。造成這種狀況可能是系統的測量元件已經被損壞、不存在建立的控制接口信號、位置測量回路開路等原因造成的。

（4）機床加工的工件質量上下降，在動態性上變差，甚至在可能在達到某些速度值時產生震動。導軌潤滑不充分以至磨損或者機械傳動系統間隙過大，甚至磨損嚴重，可能是造成這種狀況最大的原因。在排除機械故障后對系統的電氣控制上 的速度和位置環以及相關參數的匹配狀態進行檢查調整。

2.3 偶發的停機故障

這種情況的發生與兩種原因有關：如果在機床斷電后重新通電后故障便會消除，便是機床的某些特定的操作與功能運行組合下，引發了相關軟件在設計中的BUG而導致。另一種是機床在濕度過大。在我國部分地區，機床常常被置于廠房大門附近，在機床運行時長時間開著機床電源柜的門，附近空氣中的大量粉塵、金屬碎屑或者水霧便進入其中，從而影響到電源設備的正常工作 。

2.4 主軸伺服系統主軸轉速異常

機床主軸伺服系統的主軸速度異常原因有多種可能，首先，數控機床的機械傳動部位的變速系統可能產生異常，必須對其加以重新調整。其次，便是主軸驅動器的電纜連接中斷或者驅動器的狀態指示燈損壞，必須對電纜加以重新連接或者更換指示燈。再次，便是機床控制柜中的位置控制板輸出信號的穩定性變差所致。如果上述問題均可排除，可以再對控制板加以進一步的查看。

3 數控機床電氣故障的排除與維修技術

3.1 嚴格遵循操作規程

數控系統編程、操作以及維修人員要嚴格遵守操作規程，嚴格按照機床和系統使用說明書來進行操作，盡量避免因為操作不當使數控機床出現電氣故障。

3.2 對紙帶閱讀機或磁盤閱讀機的定期維護

數控機床的操作者要對紙帶閱讀機的運動部分進行定時清理，每周一次，要對導向滾軸、張緊臂滾軸加注潤滑油，每半年一次。除此之外，還要專門清洗磁盤閱讀機中磁盤驅動器內的磁頭，要使用專用清洗盤定期進行清洗。

3.3 監視數控系統的電網電壓

對于數控系統而言，其電網電壓額定值的安全范圍在85%-110%，在這個范圍之外，數控系統的工作就會出現不穩定的情況，甚至還有可能損壞重要的電子元器件。這就要求數控機床操作者應該時刻關注數控系統的電壓波動。在一些電網質量不高的地區，要在數控系統上裝設專用的交流穩壓電源裝置，達到降低故障發生率的目的。

3.4 定期檢查和更換直流電動機電刷

要對數控車床，數控銑床以及加工中心等進行每年一次的檢查，對于頻繁加速的機床，比如沖床工藝，要進行兩個月一次的檢查。

4 總結

綜上所述，數控機床操作者要定期對數控系統的硬件以及軟件進行檢查，確保數控機床能夠安全穩定工作的同時，將數控機床可能出現的故障消除在萌芽狀態。數控機床操作者要學會分析數控系統出現的故障，懂得如何維修以及維護數控系統，確保數控機床能夠正常工作。

參考文獻：

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作者簡介：胡曉麗（1990-），女，甘肅敦煌人，本科，助理工程師，主要從事：電力電氣、自動化方向的研究。