替換法在數控機床電氣維修中的實踐

孫銀娟

（航空工業西安飛機工業（集團）有限責任公司，陜西 西安 710089）

替換法目前在數控機床電氣維修中應用的比較廣泛，主要是這種方法簡單方便，在較為復雜且規模較大的集成電路中可以快排除故障，恢復系統正常運行，不需要太過復雜的操作。但是在實際應用過程中，由于數控系統的集成電路比較復雜，如果使用不當，很可能會造成其他故障。因此，就需要維修人員熟練掌握替換法的相關操作，明確其使用范圍，注意在維修過程規避可能會造成其他故障的因素。

1 替換法的基本內涵

替換法最初主要是用于計算機的硬件維修，由于計算機的硬件構成比較復雜，并且集成度高，為了便于快速確定故障范圍，進行維修，采用替換法是一種比較便捷的方法。替換法主要就是以兼容元件進行互換的方式來確定故障點，簡單來說就是先確定故障發生的大致范圍，然后用相同的元件去替換故障設備上的相關元件，直到設備恢復正常運行為止。數控機床一旦發生故障，會嚴重影響生產工作，必須要在短時間內進行修復，但是當下數控系統的復雜程度越來越高，要在短時間內排除故障并非易事。因此，維修人員就將替換法應用在了數控機床電氣維修當中，通過實踐證明，這種方法具有良好的效果。

2 替換法適用范圍

在數控機床電氣維修中采用替換法的方式要注意其使用范圍，一般來說這種方式比較適合一些相對簡單的元件，比如繼電器、開關、接觸器以及保護電器等等，在大致確定故障范圍的情況下采用替換法的效果最佳。如果是控制器、電路板等復雜程度較高的電子元件，在采用替換法維修時要慎重，尤其是當沒有現成替換設備，需要從其他設備拆卸時要更加謹慎，由于這些部件比較復雜，很有可能導致出現其他故障。

3 采用替換法維修數控機床電氣故障準備工作

當前，在工業生產中使用的數控機床在機型、結構以及技術方面都有不同的特點，同時與以往使用的數控機床也有極大的差異，因此，在采用替換法進行維修前必須要做好準備工作。

3.1 分析故障種類

數控機床在運行過程中會出現多種類型的故障，部分故障適合采用替換法進行維修，而部分故障需要采用其他方法維修，這就需要維修人員先判斷設備故障類型，然后在確定維修方法。如果發現設備存在短路、電壓過大等情況，就不能進行元件替換操作，此外，如果發現故障設備的電路板結構上存在跳線情況，那么就應立即將故障設備備件調整到和原來電路結構的相同的情況下才能進一步采取替換操作，否則可能會出現其他問題。

3.2 準備替換元件

在明確設備故障可以采用替換法進行維修之后，就需要先大致確定故障的范圍，然后核對此范圍相關的電子元件型號，準備相同型號的電子元件進行替換。尤其是一些結構相對復雜的電子元件，要保證其輸出以及輸入端口與原來的元件保持一致，避免替換后出現新的故障。

4 案例分析

（1）某公司的箱體車體車間有2臺某型號數控銑床，設備在某段時間頻繁出現401號報警，維修人員在初步診斷后確定這種情況是由4X4報警所導致的，只要解決這一問題數控銑床即可恢復正常運行。經過進一步診斷確定是HC報警，即X軸驅動器電流異常。

由于數控系統是用軸控制單元（軸卡）來定義軸具體是X軸還是Y軸的。替換伺服單元到軸卡的電纜，相當于將X軸與Y軸對換，所以若替換后報警軸變為Y軸，說明軸卡本身沒有問題，而是Y軸驅動器有故障;若替換后，X軸驅動器仍然報警，由于先前懷疑有故障的驅動器已經替換到了Y軸，只能說明是軸卡存在故障。經過分析之后已經明確可能出現故障的部件，只要逐步替換X軸、軸卡即可解決故障，維修人員先用同型號的X軸進行替換，然后運行設備，設備恢復正常，表明故障已經被解決。

（2）某工廠1臺某型號磨床在運行過程中出現了故障，維修人員對磨床極性排查后，懷疑是磨床的某個感應開關所導致的，然后去倉庫領取了感應開關進行替換操作。在換上新感應開關后，設備仍然出現原有故障，擋板拆下替換的感應開關后發現已經損毀，維修人員誤以為開關質量存在問題，又換了一個新的，但是故障仍未得到解決。維修人員又重新進行了排查，發現對于故障的判斷沒有問題，只是替換的感應開關與原有感應開關極性不同，導致兩個感應開關被浪費。因此，要執行替換操作時要注意認真少選替換元件，避免出現失誤。

5 采用替換法維修數控機床電氣故障時的注意事項

（1）由于數控機床屬于大型制造設備，其更新換代的速度相對較慢，部分企業一些老舊的數控機床可能仍在使用，這些設備的部分電子元件在當下可能難以找到完全匹配的。因此，只能采用結構、性能最為接近的元件進行替換，針對這種情況，維修人員需要對故障部分的元件進行深入分析，找到各方面與之接近的設備，確保該部件符合故障設備運行的各項要求，然后才能執行替換操作。

（2）數控機床的結構比較復雜，涉及到的元件類型較多，在實際維修過程中，部分元件可能單位缺乏相應儲備元件，針對這種情況，一般是從同型號的設備上拆卸相應的元件，然后與故障設備的元件進行替換。在拆卸過程中，維修人員要格外注意，要嚴格遵照相應元件拆裝的規范，避免在拆卸過程中損壞元件，導致替換操作無法正常進行，同時還會造成新的故障。

（3）對于電路板的相關元件盡量不要拆卸或者替換，目前的數控機床主要是由數控系統控制，數控系統當中存在較多的電路板，電路板上包括了集成電路、專用模塊，其構成比較復雜，各種元件的集成度較高，并且引線比較細，不同引線之間的間距較小，如果進行拆卸或者替換很容易對周圍的引線或者元件造成破壞。維修人員在進行維修時，如果不能明顯的確定故障原因和范圍，盡量不要對電路板進行操作，這很容易導致電路板損毀。如果懷疑電路板故障，首先應對各種引線進行排查，不要將電路板元件反復的焊下，找出故障之后用同型號元件進行替換，執行替換操作時要使用專業的工具。

（4）出上述幾點需要注意以外，還有以下幾方面內容也需要在維修過程中多加注意。其一，如果是進行低壓電器替換，要注意當前使用的電流、電壓以及其他相關的參數，替換元件應采用同規格元件。其二，如果沒有同型號、同規格的元件以作替換，要選用結構、各項技術參數最接近的元件，其中一些主要的技術參數最好由于原本的元件。其三，對于結構過于復雜的元件，拆卸時要注意針對各部分進行記錄，以保證在后續安裝時不會出現差錯，尤其是接線、端口較多的元件。其四，需要從他處拆卸元件時，要注意方式方法，避免損壞，如果要對電路板進行替換，在替換之前需要檢查當前的電壓是否符合運行要求，避免電壓不穩燒毀電路板。其五，針對有反饋環節的一些線路，執行替換操作時要注意信號極性，避免反饋錯誤導致出現新的故障。

6 結語

綜上所述，替換法在數控機床電氣維修中具有良好的效果，但是在具體實踐過程中需要維修人員認真分析替換法的適用范圍，并且在進行替換維修前要做好各項準備工作，不能盲目的進行操作。同時維修人員在具體進行維修時也要注意容易出問題的點，一旦操作不當，極有可能出現人為故障，難以確保替換法維修的實際效果。