數(shù)控機(jī)床的電氣維修

孔維佳

(重慶能源職業(yè)學(xué)院，中國 重慶 401147)

0 概述

數(shù)控機(jī)床是現(xiàn)代工業(yè)自動化的典型設(shè)備，在精密加工和生產(chǎn)中應(yīng)用相當(dāng)廣泛。然而，由于數(shù)控機(jī)床采用了先進(jìn)的控制技術(shù)，機(jī)床的維修也相對比較復(fù)雜。 數(shù)控機(jī)床的故障大類可以分為電氣故障和機(jī)械故障，同時(shí)這兩類故障也相互聯(lián)系，如設(shè)備發(fā)生了機(jī)械故障也往往多數(shù)情況是從電氣現(xiàn)象來診斷，這樣對數(shù)控電氣故障的分析就顯得尤為關(guān)鍵。 下面，從自己多年從事數(shù)控設(shè)備電氣維修的經(jīng)驗(yàn)簡單的論述數(shù)控機(jī)床電氣故障的診斷技巧和排除方法，也期望能和業(yè)界從事數(shù)控設(shè)備維修的技術(shù)人員一起探討，目的是總結(jié)出一套更系統(tǒng)、更行之有效的維修方法，進(jìn)一步提高數(shù)控機(jī)床的維修技能。

1 數(shù)控機(jī)床電氣故障的分類

數(shù)控機(jī)床的電氣故障分類方法很多，按照故障出現(xiàn)的位置、故障性質(zhì)和結(jié)構(gòu)可以分為以下幾類。

1.1 硬件故障和軟件故障

硬件故障是指電氣元件、CNC 硬件系統(tǒng)、電線電纜、接插件等產(chǎn)生不正常狀態(tài)甚至損壞的故障，硬件故障是需要修理甚至更換才可排除的。而軟件故障一般是指PLC 和NC 程序或參數(shù)設(shè)置不當(dāng)或誤修改產(chǎn)生的故障，這類故障往往需要對設(shè)備的系統(tǒng)和參數(shù)比較熟悉，甚至需要重新裝載整個(gè)系統(tǒng)的參數(shù)即對系統(tǒng)初始化才能排除。

1.2 必然性故障和或然性故障

必然性故障是指數(shù)控機(jī)床自身某個(gè)部分出現(xiàn)了變化，引起機(jī)床異常的現(xiàn)象，這類故障往往有確定的原因，分析和排除也相對較容易?；蛉恍怨收鲜侵笖?shù)控機(jī)床偶爾發(fā)生的故障， 故障發(fā)生沒有一定規(guī)律可循，時(shí)好時(shí)壞，造成的原因可能是電氣飄逸、接地松動或溫度變化等外圍影響，自身元器件可能沒有明顯的異常，這類故障診斷起來往往比較困難。

1.3 系統(tǒng)故障和外圍故障

系統(tǒng)故障是指數(shù)控系統(tǒng)本身的故障，當(dāng)然可能是數(shù)控或是伺服系統(tǒng)硬件異常造成或是軟件上的問題，解決這類型故障需要維修人員對數(shù)控系統(tǒng)本身有較深的了解。外圍故障是指除了數(shù)控系統(tǒng)以外的電氣元件造成的故障，當(dāng)然處理外圍故障最關(guān)鍵的是需要嚴(yán)格按照設(shè)備的電氣原理圖分析、查找問題。

2 排查故障前的思路

2.1 現(xiàn)場了解

數(shù)控機(jī)床排查故障第一個(gè)要求就是維修人員到現(xiàn)場先聽取操作人員的講述，從中盡可能的獲取設(shè)備故障的信息，這樣可以為機(jī)床的維修縮小范圍。

2.2 判斷故障大類

確定故障性質(zhì) 通過與操作者了解， 維修人員在充分認(rèn)識故障可能范圍之后就能大體確定故障的性質(zhì)和類型，比如可以判定是軟件還是硬件問題，是數(shù)控系統(tǒng)本身還是外圍故障，必然性還是或然性故障等等，基本大類對于經(jīng)常從事數(shù)控機(jī)床維修的人員來說也能很快判斷出來。

2.3 根據(jù)故障的性質(zhì)

從最可能的原因出發(fā)制定維修手段 當(dāng)清楚了數(shù)控機(jī)床的大致性質(zhì)之后，就可以制定出維修的方向，比如外圍故障就需要查閱設(shè)備的電氣原理圖，系統(tǒng)故障需要查看數(shù)控系統(tǒng)說明書和參數(shù)表等，或然性故障需要反復(fù)觀察判定等等。

3 故障的查找常用方法

3.1 外觀檢查法

（1）看 從設(shè)備外觀上查看大致情況，包括查看設(shè)備的電器柜，看是否有開關(guān)跳閘、是否有元件燒壞等情況。

（2）聽 如果是設(shè)備運(yùn)行中的故障，可以聽設(shè)備的什么部分是否有異響，從而鎖定故障源。

（3）聞 電器柜元件在某些短路的情況下通過聞氣味可以很快的判斷出來。

（4）觸摸 在數(shù)控系統(tǒng)單元、伺服驅(qū)動單元出現(xiàn)故障或電機(jī)故障時(shí)通過觸摸這些部件外部，感受溫度是否明顯升高也可以幫組縮短查找故障時(shí)間。

3.2 萬用表檢測

在外圍故障出現(xiàn)的情況下，最常見的查找方式是根據(jù)設(shè)備的電氣原理圖分析可能發(fā)生的故障部分，然后用萬用表線路，當(dāng)然可以用斷電測試或帶點(diǎn)測試配合判斷故障。

3.3 根據(jù)報(bào)警查找

數(shù)控機(jī)床都有一套診斷軟件，設(shè)備一旦發(fā)生故障，都有故障的提示，出現(xiàn)故障時(shí)就方便了維修人員縮小排查范圍。但是，任何數(shù)控系統(tǒng)的診斷都有使用的局限，所以維修人員不能在任何時(shí)候過于依賴診斷系統(tǒng)，報(bào)警只能是維修人員的一個(gè)參考手段。

3.4 參數(shù)調(diào)整和初始化

數(shù)控系統(tǒng)往往因?yàn)閰?shù)錯(cuò)亂或操作人員在輸入加工程序時(shí)不小心改動了數(shù)控參數(shù)而停機(jī)，或是設(shè)備運(yùn)行過程異常，所以出現(xiàn)軟件故障時(shí)，就應(yīng)該對可能引起故障的參數(shù)做仔細(xì)的檢測，這就要求維修人員對軟件參數(shù)有相當(dāng)?shù)氖煜ぃ?必要時(shí)也可從新裝置CNC 數(shù)控和伺服數(shù)控做初始化。

3.5 嘗試更換新備件

當(dāng)用儀表根據(jù)電氣原理圖查找到故障之后，也就是判斷出損壞或失靈的元件之后就應(yīng)該及時(shí)更換新的備件，當(dāng)然不能認(rèn)為更換備件就一切問題都能解決，這方面也有很多的問題。 如很多元件比如伺服驅(qū)動， 變頻器等更換后還需要修改參數(shù)，CNC 更換也需要參數(shù)初始化，這些都是維修人員需要必須掌握的技能。

3.6 對換法

當(dāng)電氣元件出現(xiàn)不容易判斷的故障或是備件有限暫時(shí)無法找到替代是就需要對換法，就是把懷疑損壞的元件和機(jī)床上同型號其他備件互換，如果故障現(xiàn)象依然，那就可以排除這個(gè)元件沒有問題，反之就是該元件損壞，就需要找新的元件更換。

3.7 其他處理法

有效故障現(xiàn)象是隨機(jī)的，也就是前面提到的或然性故障，這類故障有可能關(guān)電復(fù)位就出現(xiàn)正常，這種情況往往很多，還有其他很多因素引起的故障也需要特殊的處理， 這就需要維修人員不斷地摸索、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，才能不斷提高維修水平。

4 典型的電氣故障的排除

4.1 供電系統(tǒng)異常

數(shù)控機(jī)床的電源系統(tǒng)經(jīng)常會出現(xiàn)故障，但因電源系統(tǒng)出現(xiàn)故障是現(xiàn)象都很明顯，所以排除故障相對比較簡單，但在處理電源系統(tǒng)故障時(shí)應(yīng)主要以下幾個(gè)方面：

（1）沒有電源的故障，這類故障排除相對簡單，只需要對照電氣原理圖，使用萬用表和試電筆在設(shè)備通電的情況下查找原因，故障往往能很快排除。

（2）電源電壓不穩(wěn)造成故障，這類故障帶有一定的或然性，當(dāng)然排除時(shí)首先應(yīng)檢查進(jìn)線端的輸入電壓，從前面往后面查找，特別是元器件的進(jìn)電源端需要用萬用表測量檢查。

4.2 數(shù)控系統(tǒng)位置變化

往往有時(shí)候存在數(shù)控系統(tǒng)加工零件尺寸誤差，造成這個(gè)現(xiàn)象是多方面原因，可能參考點(diǎn)位置發(fā)生改變，或是伺服電機(jī)編碼器損壞等等，需要對伺服閉環(huán)的每個(gè)環(huán)節(jié)做檢測，包括伺服驅(qū)動器，伺服電機(jī)編碼器，編碼器電纜，同時(shí)必要時(shí)需要檢查數(shù)控程序，數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)和伺服參數(shù)的設(shè)置是否發(fā)生變化。

4.3 無法回參考點(diǎn)

機(jī)床回參考點(diǎn)是機(jī)床上電后的以一個(gè)工作，往往機(jī)床在晚上停機(jī)后，第二天就無法正常會零點(diǎn)，這里最主要的問題可能是參考點(diǎn)開關(guān)需要檢查是否失靈，或是參考點(diǎn)開關(guān)接線是否松動，當(dāng)然也不排除電氣參數(shù)誤更改造成的，一旦出現(xiàn)無法回零的現(xiàn)象，需要維修人員從上述方面仔細(xì)檢查。

4.4 偶發(fā)性停機(jī)

工廠有時(shí)候因電氣干擾引起機(jī)床參數(shù)改變的情況也是有的，這是數(shù)控系統(tǒng)造成無法正常工作，如前所述這種情況需要檢測相關(guān)的參數(shù)設(shè)置。有時(shí)因電氣干擾會引起機(jī)床的軟故障，從新復(fù)位故障有恢復(fù)，往往出現(xiàn)這種情況可以檢測接地線是否牢固，因?yàn)榻拥夭涣家矔霈F(xiàn)上述原因。

5 總結(jié)與提高

對數(shù)控機(jī)床故障排查后維修人員應(yīng)該仔細(xì)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，不管是成功的維修案例還是失敗的案例，都應(yīng)該吸取教訓(xùn)，為今后的維修提供指導(dǎo)。

主要內(nèi)容包括：

（1）針對設(shè)備的典型故障案例召開設(shè)備故障分析會，維修人員可以相互談?wù)勛约旱木S修方法和改進(jìn)意見，對提高大家的維修技能都能起到促進(jìn)作用。

（2）建立故障的維修檔案 把每次的典型故障維修后做好記錄，同時(shí)按故障性質(zhì)分類，整理出有利于今后維修的經(jīng)驗(yàn)，以便縮短后面的維修人員的維修時(shí)間，同時(shí)應(yīng)該對設(shè)備的資料查漏補(bǔ)缺，完善相關(guān)的維修文件手冊。

6 結(jié)束語

總之，數(shù)控機(jī)床電氣維修相對較復(fù)雜，需要系統(tǒng)的學(xué)習(xí)數(shù)控機(jī)床的各種知識，同時(shí)具備較強(qiáng)的動手能力。隨著數(shù)控系統(tǒng)不斷發(fā)展，也需要不斷更新知識，作為多年從事這個(gè)行業(yè)的技術(shù)人員，作者也期待能與同行分享數(shù)控維修的經(jīng)驗(yàn)，爭取能讓自己的數(shù)控機(jī)床維修技術(shù)更上一個(gè)臺階。

［1］王貴成.數(shù)控機(jī)床故障診斷技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005.

［2］潘海麗.數(shù)控機(jī)床故障分析與維修[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2006.

［3］王侃夫.數(shù)控機(jī)床故障診斷及維護(hù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社.