數控機床電氣故障診斷及其維修技術

◎宋偉

在科技蓬勃發展過程中，數控加工技術逐步應用于機械制造領域，且數控機床的應用范圍愈加廣泛，數量不斷增加，數控系統的性能也逐步提升，同時，對數控機床維修人員的技術要求也越來越高。一旦數控機床出現故障，維修人員應在較短的時間內找出并解決故障問題。因此，維修人員應強化對數控機床電氣故障的診斷與分析能力，進而可及時與妥善的解決數控系統電氣故障問題。

數控機床以其高加工精度及良好的質量得到了機械制造領域的青睞，應用數控機床可顯著提升生產效率，使人工生產向自動化生產模式轉變，同時也可有效降低質量控制難度。數控機床的核心結構電氣系統是故障發生率較高的結構，一旦其出現故障問題，將會對機床的正常運行產生影響，進而影響產品生產質量。因此，分析數控機床電氣故障診斷及維修技術具有重要意義。

一、數控機床常見的故障問題與診斷

1.電源故障的診斷。

電源是保障機床正常運轉的關鍵，此結構的故障發生率較高。現階段，部分數控機床使用的多為國外先進的電子系統，然而由于電流電壓設計情況并不一致，致使在此類數控機床應用時常會出現電力供應問題。同時，數控機床運行時會因突發狀況而導致電源出現異常，表現為電氣系統死機或是出現數據庫信息丟失問題，嚴重時機床系統難以保證正常運行。因此，可為數控機床配置單獨的配電箱以解決此問題，也可對電網供電不穩定的區域安裝三相交流穩壓設備。此外，應做好電源接地，以免出現漏電或串電問題。可采用三相五線模式以使中線與接地線隔離，進而保證數控機床電氣系統的可靠運行。

2.斷路故障的診斷。

如果數控機床的導線連接存在問題或電器元件被燒毀將會出現斷路故障，此問題較為常見。通常因電氣系統接觸器觸點被燒毀會導致氧化現象進而引發斷路問題，電器元件接觸性不佳或因螺絲松動而導致引出線未能壓緊等問題也會產生斷路。故障診斷時應根據觸點燒毀、螺絲松動等故障表現而確定具體的故障類型及發生原因。斷路故障出現后，可利用電阻器及電壓器等進行檢測，通過電阻器對電路的開合情況進行判斷，以電路原理圖為依據進行分段測量，進而根據得到的電阻值數據而判定具體的斷路位置。也可運用電壓器檢查機床電氣系統，在保證電源接通的前提下，以電路圖為依據采用分段法進行電壓的測量，觀測電阻值大小進而找出斷路位置。此外，還可判定故障可能發生的路段范圍，并利用短接法進行檢測，如電阻數值出現異常，則可判斷此路段存在故障問題。

3.開關及控制器故障的診斷。

電氣系統接觸器觸點被燒灼會導致接觸不良情況，進而會使數控機床的開關及控制器失靈，因此數控機床無法正常運行。降低繼電器的使用率，應用高負荷開關可有效解決此問題。如繼電器應用數量較多會使電器故障的發生率增大，被改動部位或檢修困難的區域電氣故障的發生率較高。如專業技術人員不足或檢修操作不規范可能導致故障難以及時發現與排除，進而會導致電氣故障問題。

4.短路故障的診斷。

電路中電勢連接錯誤或將低電阻導體連接其上會降低電路內的電阻值，進而導致電路短路故障，這會影響機床控制操作系統的程序執行，嚴重時會出現無法執行停機指令，會對機械生產環節帶來不利影響。電子元器件的絕緣外層出現老化或與導電材料連接不佳等都會導致短路問題。短路故障出現后，電流會通過導線向負極流動進而會燒毀電源。采用分段法進行電路斷開可判斷故障的發生位置，并針對性的解決。

二、數控機床故障診斷與維修方法分析

1.直接檢查法。

（1）詢問法。

通過向故障發生現場的人員進行故障發生過程及現象的了解，以明確故障問題并及時排除；

（2）目視法。

對數控機床的運行情況進行觀測，觀察顯示面板是否存在報警現象，檢查斷路器是否斷開，是否出現了熔斷器被燒毀現象，判斷元器件是否被燒壞或導線是否脫落等；

（3）觸摸法。

切斷機床電源后，直接觸摸電路板及接插件等元器件了解其是否存在安裝與插接不牢固問題。

（4）通電檢測法。

在通電情況下觀察元件器是否存在冒煙或出現火花現象，對其運行時的聲音及氣味是否異常進行判斷，觸摸判斷元器件是否存在溫度異常升高現象，如存在此類問題應立即切斷電源并進行進一步分析。

2.儀器檢測法。

利用電工儀表或相應的維修工具以數控系統及機床的電氣原理圖為依據進行故障檢測，對各個故障點的數值情況與正常數值進行對比分析，如系統電壓與正常工作電壓并不一致，應對其進行檢測后并進行電源的輸入調節。如控制信號存在故障問題，應利用檢測儀表對信號線路進行檢查以找出故障位置。

3.PLC中斷檢查法。

通常PLC中斷椎棧出現故障會使PLC出現故障問題，可將中斷堆棧及塊堆棧調出后根據其故障指示而進行故障的排除。

4.接口信號檢查法。

可利用PLC對數控機床控制系統的接口信號是否正確進行檢測，進而排查出具體的故障問題。

5.元件替換診斷法。

如數控系統的部分印制電路存在故障，且對高集成電路板進行元器件檢測較為耕費時間，因此可將該元件拆除換個新元件，觀測機床能否正常運行，替換后可正常運行則可確定此元件存在故障，進而對其進一步的故障檢查與修復。

6.系統自診斷功能判斷法。

目前部分數控系統都具備自診斷功能，可對各個環節的運行狀況進行觀測，根據故障發生時的報警提示即可判斷出故障問題，進而及時進行故障的解決。

結語：由于數控機床應用時間并不久，因此部分維修人員所掌握的電氣故障診斷與維修知識并不全面，診斷能力也相對薄弱。然而數控機床是機械制造領域中極為重要的生產設備之一，其利用效率及使用壽命會對機械制造企業產生直接的影響。為此，維修人斷應詳細分析數控機床的電氣故障問題，合理應用診斷及維修技術，及時、快速地進行電氣故障的排除，以此提高數控機床應用的經濟效益。