數控機床機械與電器故障診斷分析

苑世輝

德州市產品質量標準計量研究院 山東德州 253000

1 數控機床機械電器設備故障

1.1 動作指令信號異常

動作指令信號的異常會導致數控機床各動作執行出現故障，其中動作執行故障也分為零部件元件自身故障與機械相關部件故障。容易產生零部件元件自身故障的電器設備有伺服電機系統、驅動軸控制器、機械定位系統、電磁閥的控制、電磁線圈、比例閥、電動機、高壓與低壓配電系統、油路管線等，這些零部件執行元件一旦出現故障，都會導致數控機床報錯停止運行，甚至有可能引發安全事故[1]。所以，此類動作指令信號異常的電器設備故障，務必進行零部件執行元件的動作信號是否正常，比如動作指令信號是否正確傳達、零部件元件是否通電、信號電器設備及電路系統電壓與電流是否正常等，此外與零部件元件電器設備相連接的機械設備也要一并檢測。

1.2 中間控制故障

中間控制故障共有兩種常見故障方式，分別為數控系統故障和輔助裝置及電器設備控制回路故障。此階段的中間控制故障在發生時都會及時反饋到數控裝置，及時作出報警警報，并立即停機，相較于其他難以發現的故障或是隱患比較容易解決。

1.3 信號檢測工作異常

信號檢測工作異常的出現，通常會在數控機床的數控裝置中反映出來，通常有檢測設備自身故障與檢測設備相關機械加工部件信號故障兩種。檢測設備有刀具與工作臺的速度與位置信息檢測設備，測速電動機、位置編碼器、光柵感應裝置與各種順序控制檢測設備，如空氣開關、電磁閥、壓力開關等。上述所有檢測裝置都或多或少地與其控制的相關機械加工部件或是數控機床氣液管線相連接，所以在全面進行檢測裝備自身信號檢測工作時，也不能忽略相關機械加工部部件的連接信號檢測[2]。

2 數控車床機械電器故障診斷方法

2.1 直觀診斷法

直觀診斷方法最簡單，但是需要排除人具備豐富的工作經驗，可以直觀地看出具體故障。在診斷時，需要通過目測、手摸、通電等檢測途徑對外部設備進行監測和判斷。該種診斷方法的優點就是憑借豐富的經驗，可以快速地找到并排除故障。

2.2 自診斷功能法

隨著科學技術的發展數控車床都會有計算機控制并連接起來，這樣在出現故障時候，計算機就可以根據系統自帶的檢測程序對數控車床進行檢測。在檢測軟件的檢測下，找到車床的內部問題所在。該種診斷方法的優勢就是可以通過自動化的軟件進行問題檢測提高了檢測診斷的效率。

2.3 交換診斷法

交換診斷法，簡言之就是將問題車床與正常運轉的車床進行設備更換，這樣可以快速地找到出現故障的零部件。在檢測出問題部件之后，對損壞的部件進行及時更換即可。通過該種診斷方法，可以準確地找到故障發生的部件，有效地提高了問題解決的效率。

2.4 儀器測量診斷法

人工診斷的方法缺乏一定的精準性，所以可以借助一些高端儀器進行綜合分析，快速找到問題所在。例如，在故障發生后，可以借助電壓、電源、脈沖信號等方法檢測問題點，然后對比車床數據。根據數據的變化與差異，來進一步判斷發生故障的部位。

2.5 敲擊診斷法

在數控車床的使用過程中，零部件松動也是造成故障的原因之一。在遇到該問題的時候，可以采用敲擊診斷法對電路板進行敲打，看是否存在焊接點松動、掉落等問題。如果是這些問題則通過敲打，可以緩解接觸不良的狀態，促使設備恢復工作[3]。這種方法可以快速排除故障，可以節約故障排除的時間。

3 數控機床機械電器設備故障維修技術

3.1 信號指示分析處理法

數控機床在設計初期就已經設置好了各數控系統、電器設備、伺服系統的電子異常檢測報警系統，一旦檢測到異?；蚴浅霈F故障都會及時反饋到數控系統中，并進行硬件報警如頂部的警報故障指示燈，操作人員可以根據警報故障指示燈與數控系統中的報錯代碼進行故障原因與部件位置的分析與研判，及時地進行故障的處理與危險警報的排除。數控機床的電器系統與數控系統的軟件也會進行相應的故障檢測與報錯，軟件加工程序、可編程控制器程序中存在的故障通常不會反應到頂部硬件故障警報燈上，而是在計算機或是數控系統中出現相應的報錯代碼供操作人員知曉并及時作出解決措施。

3.2 使用相關檢測設備

對于數控機床電器系統及相關設備和管線來說，完全可以使用電力檢測儀表如萬用表、電流表、電壓表等，進行電器系統直流供電或是脈沖信號進行檢測，從電路上找尋可能出現故障的原因。通過萬用表檢測各電路、電源或是電路板上相關信號狀態進行測量，示波器進行脈沖信號的檢測、PLC編程程序查找故障起因與大概部位等，都可以有效提升數控機床電器設備的診斷、維修的水平與效率。

3.3 測試程序導入法

此方法通過數控程序自行編譯功能測試程序或是外部手工編程進行功能測試程序的編譯，然后將其導入到數控機床數控系統中進行各種運行參數、數據的分析集成并進行程序自檢與診斷，可以有效地對各項電器設備及其管線進行檢測與診斷，對于PLC相連接的機械加工工作部位進行穩定性與精度的檢測，進而實現對數控機床故障出現的原因及可能部位的診斷與維修。

綜上所述，數控機床電器系統故障的出現勢必會影響整體運轉的安全性及穩定性，相關行業及工作人員務必加強對數控機床電器設備故障的診斷以及維修能力，全力保障數控機床在運行過程中發揮出最好的性能。