談數控機床電氣故障維修

鄭海東

（中冶陜壓重工設備有限公司機動部，陜西渭南 711711）

0 前言

數控機床這種機械設備，將信息化、智能化、自動化技術融合在一起，大量用于裝備制造產業。數控機床設備的組成結構比較復雜且操作技術含量較高，工作原理和控制技術多種多樣，在對數控機床的施工作業過程中，容易出現故障和問題。數控機床生產運行不正常的原因非常多，主要原因是機械師的專業知識缺乏，再加上不熟悉產品的操作保養和維修，常常導致數控機床故障頻發，難以讓機器滿負荷生產。不僅造成資源浪費，還影響生產進度、增加生產費用。有時，還能夠導致安全生產事故的發生，甚至造成重大安全事故。在新形勢下，隨著互聯網信息技術逐漸得到普及和應用，對數控機械設備的發展提供了強大的技術支持。因此，怎樣才能提高數控機床設備的電氣維修技術，這是一個值得深究的命題。

1 數控機床電氣故障診斷與維修工作原則

1.1 先靜后動原則

在數控機床電氣故障診斷和維修工作中，必須從安全第一的角度來考慮。在查明電氣故障時，首先要檢查數控機床的外觀，然后對機床電氣進行動態檢測，從而對數控機床的電氣故障的做全面的檢查，最終實現對故障的控制。

1.2 先軟后硬原則

在數控機床電氣故障診斷中，還應當遵循先軟后硬的原則。首先可通過數控機床的自控系統來進行前期的故障診斷，如此就能夠快速地明確電氣的軟件系統和參數系統，方便后續對數控機床電氣故障的類型檢驗。若故障未除去，應當對數控機床電氣的硬件進行檢測，如此一來，不僅能夠減小故障的判斷難度，還能提升維修速度。

1.3 先公后專原則

在數控機床電氣故障，首先檢驗公共模塊，其次檢測數控機床電氣中公用的接地系統、PLC、電源系統，接著針對每一個分項的電氣系統和轉向的電氣系統作檢測，從而實現故障的快速判斷。

1.4 先簡后繁原則

在數控機床電氣故障檢測時，應遵循先簡后繁原則，先對簡單部分和結構進行相關檢查，然后再對復雜一些的部分作檢查。使用這樣的檢查順序是為了快速確定數控機床電氣故障形成的原因，并進行全方位的分析，這樣就方便故障較多的數控機床的檢查。

2 數控機床電氣故障診斷步驟

通常情況下，數控機床電氣故障診斷有3個步驟。第一步是現場調查，維修人員先對機床的電氣外觀進行判斷，并跟操作人員進行一定的交流和溝通，方便掌握產生故障的數控機床的基本情況。第二步由現場調查的結果，在學習和掌握數控機床的控制原理之后，進行故障類型判斷，比如判斷故障是強電類型還是弱電類型，另外要對PLC等模塊故障作定位。第三步根據機床的現場情況，分析并列舉出所有可能導致故障的原因，注意排查，最終發現故障點，當發現故障點之后，及時對故障進行恢復處理。在現場工作的過程中，要進行記錄，這樣就便于分析故障的特點并積累經驗，這樣就能為以后的維修提供經驗參考。

2.1 數控機床電氣維修的方法

數控機床作為一種高技術的產品，其智能化程度較高，它是計算機、通信技術、機電技術綜合使用于一體的產品。數控機床中蘊含的維修理論和技術，給維修界帶來一次新的革命。在數控機床維修中，應當把控制技術系統性跟傳統的電氣維修技術有機結合起來，通過故障分析，及時快速發現維修的故障點，徹底轉變以前以經驗維修為主的維修方式，實現智能化的維修。

2.2 使用系統分析法確定故障方向

數控機床電氣故障具有系統性的特征，與多種系統有關聯，比如數控系統、電路系統、進給控制系統。故障發生原因是多種多樣的，它具有不確定性，通過故障反映出來的現象，不一定能夠找到故障發生的本質原因。因此，數控機床電氣故障的多樣性對維修人員提出了更高的要求，要求他們具備透過現象看到本質的能力，在對各類故障的產生原因進行分析的過程中，可使用系統分析方法。在使用系統分析方法的過程中，應當注意分析的順序。首先，要通過了解數控機床系統的工作基本原理來確定故障方向，明確故障的種類。其次，針對問題實行合理的方案。所以，對數控機床的維修，應當明確其控制系統的結構，明確其工作原理，然后根據信息流和控制流的動向來分析。除此之外，數控機床的維修人員還應當懂得數控機床組成結構框圖、控制設備與機床電氣連接關系圖等。

2.3 根據電氣控制原理尋找故障原因

從事機電維修的人員都知道，通過借助電氣圖，能夠了解電氣設備的工作原理，對產品的構成和功能進行描述，為拆裝提供有價值的信息。在數控機床電氣維修過程中，不能僅僅只是通過傳統經驗對故障進行判斷，應當明白數控機床電氣這個控制系統類似于神經網絡系統，該系統在機床的各個部位都有分布。通過電氣工作原理和控制線路來分析并判斷故障原因和出現的部位，采取合理的維修方式進行維修。如果能夠發現故障原因，那么故障就很容易被排除。所以，在現代化的機床電氣維修中，故障的分析與診斷是非常關鍵的。

對于數控機床故障分析與診斷中，電氣控制圖是基礎性的。應當通過故障的現象，根據電氣圖中電路動作、電路的順序等來對故障進行分析，發現可疑的故障之處。數控機床電氣故障通過多種元件的不正常運行狀態表現出來，比如電子、電器件、電源等。對于故障的確定，必須是基于分析和判斷進行故障點檢測的確定，當充分把握接線圖和設備技術參數，才可以更加準確地對有關元器件進行測量，從而做出更加準確的判斷。對于一個維修人員來講，讀懂各種圖是非常關鍵的。

2.4 合理使用故障診斷程序和PLC梯形圖

在數控技術持續發展和改進的過程中，數控機床診斷技術逐步得到提升。可在數控機床系統程序中添加故障自診斷程序。在現代數控機床控制中，使用PLC電氣控制非常普遍，這種控制能夠借助系統動態梯形圖信號快速地對故障部位進行跟蹤。通過故障診斷程序和PLC梯形圖，使數控機床故障診斷效率大大提升。數控機床具備開機自診斷故障功能，當檢測到系統硬件或軟件出現異常情況時，發射報警信號。CNC系統中內置的診斷程序，能夠檢測和監測伺服裝置和外部設備，當系統自身出現問題時，系統診斷畫面和伺服調整畫面發射診斷信號，通過這個信號能夠對故障出現的部位進行判斷。目前，只有少數的數控機床PLC不能調出動態梯形圖，也就是說，對于大部分數控機床而言，可以通過梯形圖的變化來判斷故障出現的位置，該方法跟傳統的使用萬能表測量方法相比，其優勢是很明顯的。在通過PLC梯形圖來診斷機床故障的方法中，應當明確機床的工作原理、動作先后順序。

2.5 用直觀法和交換法診斷故障最有效

在數控機床電氣故障中，強電故障比弱電故障更常見。強電故障是由一些元器件以及其所在電路損壞導致的故障，這些元器件主要包括接觸器、熔斷器、行程開關等。在對這些故障進行診斷的過程中，應明確故障現象的特點，可通過直接觀察法去對數控機床從外到內進行逐步的檢查，有時候還需要做一些測量，這樣才能快速發現故障的原因。對于弱電故障，由于弱電系統使用模塊化設計的比較多，所以其集成電路的規模呈增加趨勢，技術難度越來越大，所以根據常規處理方法，難以將故障鎖定在較小的范圍內。如果由基本故障特征明確了故障的范圍，在某些情況下，可用替換法來代替故障部位。綜上，合理使用直觀法、交換法，可在診斷故障中發揮有效作用。

3 小結

數控機床如果出現電氣故障，那么其安全和功能都會出現影響。從數控機床電氣故障診斷的原則入手，有效提高數控機床電氣故障判斷能力，達到對數控機床電氣故障迅速的排除的目的。通過理論學習和實踐相結合的方法，逐步提升控機床電氣故障的相關判斷和維修經驗。只有這樣，才能真正降低數控機床電氣故障導致的損失，為數控機床電氣穩定運行提供保障。

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