數(shù)控機(jī)床電氣故障診斷與維修

李吉方

摘 要：當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的使用率逐漸增加，在使用中難免出現(xiàn)一些故障，所以故障診斷與維修就越來越重要，自然而然地故障診斷技術(shù)已成為了一門不可或缺的技術(shù)。本文通過多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了數(shù)控機(jī)床電氣故障診斷與維修的內(nèi)容、一般性原則，步驟與方法。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；電氣故障；診斷；維修方法

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.12.023

0 引言

數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)包括交流主電路、機(jī)床輔助功能控制電路和電子控制電路，以電器元件、電力電子功率器件組成數(shù)控機(jī)床強(qiáng)電路，以半導(dǎo)體器件、集成電路組成數(shù)控機(jī)床弱電路。數(shù)控機(jī)床的最主要故障是電氣系統(tǒng)故障，本文主要結(jié)合本人工作以來在使用數(shù)控機(jī)床的過程中，對數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)的故障加以總結(jié)，以下重點(diǎn)討論了數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障維修所遵循的原則、診斷以及排除故障的步驟與流程等。

1 數(shù)控機(jī)床電氣故障維修所遵循的原則

由于持續(xù)時間的不間斷運(yùn)行，機(jī)床設(shè)備如果要保持其穩(wěn)定性，還須具有各種保護(hù)功能，還要方便維修與保養(yǎng)，因此數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)必須具有：高可靠性、穩(wěn)定性、安全性、方便維護(hù)性、良好的控制性與操作性等特點(diǎn)。數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)多樣并且種類繁多，每一個機(jī)床的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)信號、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)備功能均需指定，但是機(jī)床的控制機(jī)理有著高度的相通性。因此，必須強(qiáng)化設(shè)備工作原理的學(xué)習(xí)與熟知，注重總結(jié)系統(tǒng)的多見、通見問題，進(jìn)行針對性地處置，并靈活地運(yùn)用在實(shí)踐中處理故障問題。

（1）先分析后動手 。筆者認(rèn)為當(dāng)我們到達(dá)故障現(xiàn)場時，不要立馬就動手。而是向操作工作人員詢問故障發(fā)生的過程，并伴隨著什么現(xiàn)象。要從操作者的敘述中找到有用的信息，經(jīng)過思考后，分析故障發(fā)生的原因、故障發(fā)生位置。然后再自己去分析排查故障。

（2）先機(jī)械后電氣 。一般狀況，機(jī)械故障是比較容易察覺的，但是電氣方面的故障診斷難度是較大的。所以首先排除機(jī)械故障可以節(jié)省很多時間。

（3）先外部后內(nèi)部 。數(shù)控機(jī)床的外部一般都有大量的行程開關(guān)、按鈕、接近開關(guān)等電器開關(guān)，由于工作條件比較惡劣，出故障可能性較大。所以維修人員應(yīng)先由外向內(nèi)逐一地排查。

（4）先易后難 。當(dāng)有多重故障相互交織的情況，應(yīng)先解決容易的再解決難。當(dāng)簡單的問題解決了，復(fù)雜的問題就有可能變?nèi)菀琢恕?/p>

2 數(shù)控機(jī)床電氣故障診斷與維修的常用方法

（1）常規(guī)檢查法 。常規(guī)檢查法是首先采用也是最常用的，與上述的數(shù)控系統(tǒng)的故障排查類似。是利用維修者的感官和一些簡單的儀器分析判斷故障的方法。外觀檢查具體的說就是用（眼、鼻、耳和手）這些器官來了解故障發(fā)生時伴隨的各種火花、焦糊味、異常噪音、發(fā)熱元件表面的過熱變色、金屬燒結(jié)的亮點(diǎn)、煙熏黑或者燒焦等，破損、斷裂、磨損、移動、斷裂、脫開、壓合、松動、形變、沖擊振動與爬行等異常現(xiàn)象，于此同時應(yīng)該觀察設(shè)備外部連接，內(nèi)部器件的情況，并來判斷故障可能發(fā)生部位。

（2） P LC 的 I/O 狀態(tài)檢查法 。一般的PLC 的 I/O 狀態(tài)檢查法，其診斷流程如下：第一，參照PLC用戶的報(bào)警編號與故障問題，迅速定位與之相關(guān)聯(lián)的問題IO點(diǎn)，并將對應(yīng)的標(biāo)志位、計(jì)時器與計(jì)數(shù)器進(jìn)行針對性標(biāo)記。第二，找到報(bào)警點(diǎn)關(guān)聯(lián)的梯形圖和動作控制步驟圖表，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)相對應(yīng)的信號邏輯狀態(tài)圖表。第三，根據(jù)情況將數(shù)控系統(tǒng)的診斷畫面加以調(diào)用，第一時間掌握到故障的信號狀態(tài)。第四，將正常的狀態(tài)和問題狀態(tài)加以比較，發(fā)現(xiàn)異常所在，由此定位到故障信號點(diǎn)。第五，根據(jù)前期工作，將問題的元器件選擇出來，進(jìn)而進(jìn)行故障的測試。第六，通過排除法，參照故障的區(qū)別加以修復(fù)抑或換件。在這種檢測法實(shí)施過程中，應(yīng)該注意，報(bào)警點(diǎn)并非故障點(diǎn)，可能是受無關(guān)邏輯點(diǎn)干擾，應(yīng)當(dāng)具備一定的判別能力。

（3）獨(dú)立單元分析法 。首先應(yīng)將數(shù)控機(jī)床劃分獨(dú)立單元，獨(dú)立單元具有一定功能與簡單適配關(guān)系，并且可以與系統(tǒng)中的其他的部分相結(jié)合的獨(dú)立部分。獨(dú)立單元可能是一個系統(tǒng)、一個電纜、一個裝置或是一個接點(diǎn)/節(jié)點(diǎn)。在故障的分析過程中，可以利用輸出/輸入信號狀態(tài)來分析它是否有故障。為了分析系統(tǒng)輸出變化的規(guī)律及其成因，來描繪相應(yīng)的系統(tǒng)組成框架圖，連接框圖等，在框圖中應(yīng)該標(biāo)出獨(dú)立環(huán)節(jié)/單元的信號流向或者單元連接關(guān)系，用來分析追蹤信號。

（4）模塊交換法 。在進(jìn)行故障的大定位時，需要利用備用電路板、集成電路芯片、模塊或者元件，來替換那些疑點(diǎn)部件，觀察故障現(xiàn)象有無發(fā)生轉(zhuǎn)移，這樣就可以將故障的范圍縮小到芯片或者印刷線路這樣一級。這也稱為“備件置換法”。使用這種方法的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約時間并且避免測試故障中的部分難度。這種方法應(yīng)該在斷電的情況進(jìn)行，并注意是否會出現(xiàn)危險(xiǎn)及礦大故障范圍的情況。

（5）信號強(qiáng)制法 。這種方法實(shí)施的過程，是將硬接線信號強(qiáng)制輸入，或者改變控制變量的狀態(tài)指標(biāo)，以此為確定相對應(yīng)的執(zhí)行器件是否有問題及故障類型，進(jìn)而開展進(jìn)一步維修工作。在這種方法檢測過程中，必須格外注重如下幾個問題：一是要明確被強(qiáng)制的單元在同前一級進(jìn)行隔離過程中是否存在安全隱患，沒有問題后方可使用。二是要提前了解標(biāo)準(zhǔn)信號歸屬何種類型：模擬，數(shù)字，直流電平信號，還是脈沖？選擇何種類型更利于檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性？三是在檢測之前，安全檢查機(jī)床或許在持續(xù)時長內(nèi)動作或位移距離內(nèi)無運(yùn)動干涉情況發(fā)生，以防產(chǎn)生碰撞情況。四是最大限度地的控制機(jī)床的倍率與速度，確保絕對的安全與穩(wěn)定。五是應(yīng)當(dāng)實(shí)時有效地觀察信號輸入到機(jī)床后，各執(zhí)行部件的即時情況，時刻作好急停準(zhǔn)備，以防失控造成一系列安全問題。

3 結(jié)束語

機(jī)床的維修、故障分析、保養(yǎng)以及故障后的處理工作就顯得非常重要。依據(jù)故障診斷和維修的常規(guī)原理、流程、內(nèi)容和通用的某些方式方法開展排查工作，在查找并處置設(shè)備故障中是極為重要的。與此同時，在開展故障診斷過程中，或許存在方法的重復(fù)交替使用，如此更利用診斷與維護(hù)的效率提高。事實(shí)證明，全面應(yīng)用以上各種方法在實(shí)際的檢測過程中發(fā)揮了可觀的成效。誠然，數(shù)控機(jī)床的維修并非易事，也絕非紙上談兵，具備很強(qiáng)的實(shí)踐性，經(jīng)驗(yàn)性，程序性與靈活性。我們必須在強(qiáng)化理論知識儲備的基礎(chǔ)上，有效地運(yùn)用各類維修工具與程序方法，并在實(shí)踐中加以提煉升華，以便盡快地排除故障，保證設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

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