淺談數控機床電氣故障診斷與維修

摘 要:本文通過對數控機床電氣故障的分析及分類，建立了數控機床維修整體化的概念。通過數控機床電氣故障維修實例，介紹了故障的排除方法，并對故障出現的原因及處理時的注意事項進行總結，為推動數控系統維修技術的發展做出應有的貢獻。

關鍵詞:數控機床 電氣故障 故障維修 故障排除

數控機床是高科技機電一體化產品，技術含量較高，這就對數控機床維修人員提出了更高的要求，即能準確判斷和及時排除各類故障。

一、數控機床控制系統故障分類及分析

數控機床常出現控制系統的故障可分為三大類:信號檢測故障、動作執行故障和中間控制故障。

1.信號檢測故障

這類故障又可分為檢測元件自身故障和檢測元件的機械關聯故障。檢測元件一般分為:速度、位置檢測元件(用于機床位置定位及速度控制，如測速電動機、位置編碼器、旋轉編碼器、光柵尺、同步感應尺等)和順序控制檢測元件(用于檢測機械動作是否到位以及工件條件是否滿足，如接近開關、行程開關、磁感應干簧開關、壓力開關、液位開關等)。

所有元件都與機械傳動和氣液回路相關聯，因此一方面要檢查檢測元件自身是否損壞，另一方面也要檢查元件及相關動作機構的安裝位置是否正確，工作條件是否正常。

2.動作執行故障

這類故障也可分為動作執行元件自身故障和動作執行元件的機械關聯故障。動作執行元件一般分為:伺服電機(用于各驅動軸的運行及機械定位)和順序控制執行元件(用于機械動作的控制與執行，如電磁閥、電磁線圈、伺服閥、比例閥、電動機、油缸、汽缸等)。

機床的所有功能都靠這些元件來實現。對于此類故障，我們首先應檢查動作執行元件的動作條件是否滿足，如:該元件是否得電，電壓、電流是否正常，氣液回路是否暢通，壓力是否正常等。同時也要檢查與其相連的機械部分狀態是否正確。

3.中間控制故障

這類故障可分為數控系統故障和輔助功能電器控制回路故障。數控系統出現故障時一般都有較明確的報警信息，而且故障信號越小，嚴重程度越高。對于這類報警要按系統說明書上的報警信息的詳細內容，按步驟一一檢查確認，必要時應及時與數控系統廠商聯系。

對于輔助功能電器控制回路，一般包含弱電轉換強電控制繼電器及接觸器、完成某些保護功能(如壓力機上使用的雙手操作保護、防護門的互鎖等)的多功能繼電器等元器件及其連線。如果這些回路有故障，機床同樣不能運行。特別是進口設備的保護功能及回路更多，只要某點有保護功能故障，便會停機。

二、數控機床電氣故障維修實例

數控機床出現故障時，一般有報警信號及簡單的報警信息出現在顯示器上，這為我們提供了一定線索，給維修帶來方便。但往往報警信息與實際故障仍有一定程度的差別，如某一軸伺服驅動單元出現報警信息，并非該單元或電動機損壞，而可能是由于機械過載引起的。數控系統對于各種各樣的故障不可能顯示出具體故障元件，有時只能指出故障的大致范圍，而有時會給人以誤導，實際故障點會引起其他部分失效而引起報警。

實例:一臺STAMA540/S型CNC加工中心在加工時刀具與工件發生碰撞，系統無法啟動。

故障排除:由于機床無法啟動，檢查各電氣控制單元是否準備就緒時，發現機床驅動單元電源模塊的輸入電源正常，而該單元電源準備就緒信號丟失，判斷該單元已損壞。更換后機床能正常啟動，為了找出該單元損壞的確切原因，可進行空運行測試，運行時看到換刀后有時會出現主軸沒旋轉而進給軸已運行的情況。很顯然，加工時刀具沒有旋轉，而直接與工件發生碰撞，導致了驅動單元的電源模塊損壞。

該加工中心在換刀時，有一小型汽缸向前運動，使一壓縮空氣空心定位銷插入主軸定位孔內，到位后向主軸內吹氣以防異物進入主軸，新刀到位夾緊后汽缸向后運動，返回原位。汽缸的前后位置由兩個接近開關檢測，當汽缸向后返回原位的開關得到感應，并確認位置無誤后，主軸才可啟動。檢查該部位時發現，在兩個接近開關與感應塊之間有許多油污，當汽缸返回原位時接近開關有時會感應失效。清除油污后機床正常運行。

結論:該故障是由于順序控制檢測元件未及時發出相關機械到位信號引起的。對于這類故障，檢查元件本身是否正常的同時，也要檢查其安裝位置是否正確，工作條件是否正常，否則簡單的故障原因會導致非常嚴重的后果。

參考文獻:

[1]閆梅.我國數控技術產業的現狀及發展趨勢[J].機床電器，2006(6).

[2]吳義榮，林雨.我國數控技術與產業的現狀、發展趨勢及對策[J].CMET鍛壓裝備與制造技術，2005(2).

(作者單位:本溪市化學工業學校)