數控機床電氣故障與維修探微

張 軍

（中國航發西安航空動力控制科技有限公司，陜西西安 710077）

0 引言

近年來，在科學技術的推動下，我國制造業水平得到顯著提升，作為我國機械制造業中重要的加工技術之一，數控機床在日常生產過程中得到廣泛應用[1]。伴隨數控機床類型的增加，相關使用問題與設備故障引起了操作人員的高度關注。在生產過程中，數控機床操作人員需要根據機床加工程序及加工參數對數控系統進行設置，以便確保系統對設備各個功能部件實現有效控制。然而，由于部分使用人員對設備的保養不到位、違規操作、加工參數選擇不合理以及設備使用環境問題導致機床電氣故障頻繁出現，為日常生產工作埋下安全隱患[2]。因此，為了有效提升我國機械制造業的生產力水平，相關人員應積極做好數控機床的使用、保養工作，以便保障設備的合理運行。

1 數控機床電氣故障概述

作為一種先進的生產設備，數控機床具有較高的自動化程度與生產效率，得到企業的高度關注與廣泛應用。隨著數控機床類型的不斷發展，部分數控機床工作人員在生產過程中存在違規操作的情況，導致設備電氣故障發生率不斷增加，對數控機床的生產安全造成極大威脅[3]。數控機床電氣故障的誘發因素相對復雜，電源故障、控制系統故障以及設備過熱故障的情況較為常見。再加上電氣系統相對脆弱，受外界因素的影響較大，增加了電氣故障的發生概率。

2 數控機床常見電氣故障類型

2.1 機床電源故障

作為系統的主要動力來源，電源對于數控機床的運行具有重要影響。數控機床的電源故障容易導致系統損壞與停運，造成設備壽命縮短。造成此類故障的主要原因是我國供電網的兼容性較差，導致電源對電網波動的抵御能力較差[4]。同時，在機床設計過程中對于電源缺乏完善的考量，也是導致此類問題的主要因素。

2.2 系統位置環故障

系統位置環故障的主要表現形式為坐標軸運動故障、坐標軸回零故障以及位置環警報故障等。其中坐標軸運動故障主要指坐標軸在接收系統指令時出現運動偏差過大的情況；坐標回零功能故障主要指系統無法有效進行零點的查找；位置環警報故障主要指由于測量元件損壞導致的位置反饋失效。

2.3 PLC 控制器故障

多數情況下，PLC 控制器故障可以分為硬件與軟件兩種類型：硬件故障指由于輸入與輸出單元存在問題而導致的故障，該故障多數可以采用更換檢測元件或執行元件實現解決；軟件故障主要指設計人員在編制程序的過程中存在漏洞，導致PLC 控制器出現無報警故障的情況。

2.4 伺服控制系統故障

在數控機床電氣故障中，由于伺服控制系統出現故障而造成的故障較為常見。由于伺服電機、編碼器、控制單元以及測速裝置出現問題而造成故障的情況較為常見，檢修過程中為了有效明確故障位置情況，應對各個單元分別進行相應的檢測與分析。

3 數控機床電氣故障維修措施

3.1 對故障設備進行直觀觀測

直觀法是維修人員通過感官應用對數控機床的故障原因進行判斷。在應用該方法的過程中，操作人員應對故障的起因、經過及結果進行綜合分析，以便有效搜集故障判斷的相關信息[5]。為了滿足信息搜集的要求，操作人員應查看數控機床各個部分的工作狀態，重點檢查元器件是否有開裂、燒焦及脫落等情況，有效確定設備故障的位置。為了有效檢修發熱故障，操作人員應在斷電的前提下對相關設備的插接情況與溫度進行檢測。此過程中，電控電路應通電，觀察是否存在異響、電弧及冒煙等情況，一經發現則立即對相關部分進行斷電檢查。

3.2 落實電器模塊交換檢測

導致機床系統出現停機情況的主要原因可分為系統自身故障與運行環境異常兩種情況。其中，系統故障的原因相對難以有效確定，多數是由于運行過程中多個程序發生沖突導致。運行環境異常主要是系統運行外環境的濕度較大或者空氣雜質含量較多導致[6]。在對該故障進行檢修時，操作人員可以采用交叉置換法進行相關檢測，即在確保硬件接線的前提下對系統中兩個模塊進行位置與數據的互換，可有效判定故障。隨著數控機床種類的不斷豐富，軟件程序的邏輯問題逐漸增加，相關操作人員應對系統定期進行有效的調試。

3.3 對設備參數進行有效調整

參數的設定對于數控機床的運行具有重要的指導價值，為有效避免數控機床電氣故障的出現，在維修過程中，維修人員應有效保障參數的準確性，堅決避免任何參數出現失誤與丟失的情況，為數控機床合理運行提供保障。在此過程中，相關維修人員應積極對機床的各個參數進行核查，對存在問題的參數進行及時調整，有效降低實際損失。同時，為了實現設備停機時間的縮短，維修人員應在備件相同的條件下對故障板及時進行置換與檢測。在此過程中，為了保障維修人員的生命安全，應確保電源已有效切斷，保障系統處于斷電狀態。此外，更換的電路板應確保與原板的狀態與設置具有一致性，以便保障系統的正常運行。

3.4 做好數控裝置的過熱防控

數控機床數控管理裝置過熱是電氣故障中較為常見的問題之一，在維修過程中，相關操作人員應有效做好數控裝置溫度的有效管控，以便進一步保障設備的穩定運行[7]。為了實現這一目標，在應用過程中，操作人員定期對數控裝置內安裝的通風與散熱系統進行清理，并檢查各個冷卻風扇，確保其處于正常運作狀態，為設備的使用安全提供保障。

3.5 密切監控數控系統的電壓

多數情況下，數控系統的電網電壓約在額定電壓值的90%～105%，若實際電壓脫離這一范圍，則無法保障系統的穩定運行，同時可能導致電子元器件的損壞。因此，在維修過程中，相關操作人員應對電網中電壓的變化情況進行有效監測與分析，以便保障電壓值符合標準。同時，針對電網質量相對較差的地區，為了實現電壓的合理控制，相關部門應為其配備相應的穩壓電源，以便有效實現電壓的控制，確保電壓值穩定。

3.6 預防塵埃對設備造成影響

設備所處環境內，空氣中含有的金屬顆粒物與塵埃會造成電氣元件電阻下降，從而導致元器件出現故障或損壞。為了避免故障的出現，應盡可能避免重要電路元件與塵埃接觸。多數數控機床的控制系統處于強電柜中，為了實現上述目的，操作人員在日常工作中，應盡量避免頻繁開關柜門。當環境溫度過高時，應及時做好數控柜的降溫工作，以便有效降低柜門內溫度，避免過熱故障的出現。

3.7 組織操作人員的技術培訓

作為數控機床主要的使用者，操作人員的技術能力往往與電氣故障之間具有密切的聯系。為了有效避免誤操作造成的電氣設備故障，相關部門應積極做好數控機床操作人員的培訓工作，強化相關操作人員對操作制度與數控機床專業知識的理解程度，從而有效保障操作人員在對機床進行使用的過程中可以嚴格遵循相關操作規范進行操作，以便有效提升機床的使用壽命。同時，通過思想觀念教育工作的開展，推動操作人員隊伍專業素養的強化，推動操作能力的進一步優化，從而及時實現問題的解決，避免損失擴大。

4 結語

隨著科學技術的不斷發展，我國生產力水平在未來將會進一步提升，對于數控集成技術等先進生產技術的依賴性必將隨之強化[8]。在機械制造業中，數控機床將會進一步代替傳統人力生產方式，并得到廣泛應用。在此過程中，為了有效降低數控機床設備電氣故障的發生率，相關人員應積極做好相關專業知識的學習，確保設備故障診斷能力的提升，同時實現故障維修水平的強化，以便做好設備的維修與定期保養，保障設備的合理運行，為生產效率的提升奠定基礎。此外，通過數控機床維修與保養工作的開展，有利于提升設備的使用壽命，從而延長設備使用年限，對于企業生產成本的降低具有積極的意義，有利于企業的良性發展。