數控機床電氣故障維修分析

李曉 李曉婧

摘 要：數控機床的診斷功能是衡量數控機床的一個重要指標，數控機床診斷系統可以提供硬件驅動器、編程操作等相關的診斷功能以及具有明確文字說明的報警信息和在線提供幫助功能等等。目前機床電氣故障的解決途徑越來越受到人們的重視，要提高數控機床操作技術和維護水平，就要根據數控機床所在實際情況，健全數控機床電氣故障維修保養制度。

關鍵詞：數控機床；故障診斷；維護保養

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.07.010

在保證數控機床能夠正常運行的同時，消除可能出現的故障，是提高數控機床生產效率的重要手段，要保證工件的加工精度，就必須避免電氣系統經常發生故障，加強對數控機床系統的維修保養。數控機床電氣系統故障主要包括數控系統位置環故障、電源故障、停機故障等等，維修人員主要通過數控機床的PLC程序查找分析故障，在日常的維修和保養中減少故障發生的原因。

1 數控機床的原理和特點

數控機床的工作原理是按照工件需要的尺寸和參數，將工件的運動軌跡設定為固定的方向，并分割成最小移動量，再用最小移動量為單位，按照軌跡進行刀具和設備的擬合，通過系統設定的坐標軸，驅動機床進行機械加工，坐標軸按照最小位移量進行移動，實現刀具的運動，從而來完成零件加工。

數控機床的特點包括：

（1）生產效率高。數控機床在機械加工中可以選擇加工最佳參數，實現工件加工的準確定位，可以自動設定最佳的運動路線和進行工件的裝夾，具有主軸轉速高和結構剛性好的特點，可以減少調整和輔助時間，一次完成多道工序，實現一機多用，節省了調試時間[1]。

（2）工件加工更精確。由于數控機床的內部傳動系統和結構具有更高的精度，安裝程序不需要人工干預，可以實現自動加工，零件的加工精度更高，可以不斷提升生產效率和產品質量，減少不必要的損失，降低加工成本。

（3）生產柔性大。在機械加工過程中，需要面對不同的零件加工的需求，零件的尺寸和參數要求都不相同，在此情況下，數控機床系統要實現多種零件的生產，可以改變加工程序，從而改變加工工序和加工工藝，實現不同零件的小批量生產。

（4）生產自動化程度高。數控機床系統可以實現生產加工的自動化，大大減輕了操作者的勞動程度，提高了工作效率，改善了勞動者的工作環境。

2 數控機床的故障診斷以及排除

數控機床故障的診斷可以使用自我診斷，也可以使用儀器進行檢查，在數控機床中可以安裝自動化診斷系統，在發生故障后及時對系統進行診斷，發現問題，可以在系統中發出警報，標示故障出現的區域，對于不同的故障類型，可以發出不同的警報。

（1）機床啟動后，系統一直報急停警。在系統啟動后一直報急停警，并且伴隨著其它報警信息的，會影響到機床的正常運行[2]。在進行故障診斷時，可以在數控系統的PLC狀態下查看機床的輸入和輸出狀態，正常輸入輸出狀態下，可以根據機床電氣及電路圖紙排查故障，沒有發現故障的，要檢查急停開關是否損壞。

（2）手動模式下刀位不轉換。數控機床手動模式下刀位不轉換的，要首先檢查輸入和輸出信號狀態，檢測不到輸入輸出信號的，要檢查相關的信號線路，發現損壞的要及時更換，刀具的信號線和方向盤連接處的信號線要保證正常通路。檢測輸入和輸出信號狀態正常的，要查看電器柜中的繼電器指示燈和接觸器，并檢查刀架在吸合的瞬間是否正常過電，沒有電流反應的，可能為電器損壞。

（3）手動狀態下冷卻機不工作。手動方式下冷卻機不工作的的，首先檢查冷卻機的輸入和輸出信號狀態，并根據冷卻機的電路圖紙檢查電路，發現電路短路和斷路的要及時處理，檢查電路中的各電器元件，以及冷卻機的電壓是否正常，確定冷卻機的電路正常通電[3]。

（4）上電后出現空開跳閘現象。上電后立即出現空開跳閘現象的，不要急于上電，要先檢查電路，查找空開跳閘的原因，可能是額定電流小于機床需要的電流，也有可能是三相電短路或者某電路出現了問題。

（5）數控系統位置環出現故障報警。數控系統位置環出現故障的，一般會進行故障報警，此時要檢測位置測量回路、測量元件和位置環控制接口等等，位置測量回路開路、測量元件損壞以及接口信號不存在等，都會做成坐標軸在缺乏指令的情況下運動，給工件加工造成障礙。另外，坐標軸偏移過大，位置環和速度形成正反饋的，也可能是反饋線路元件發生損壞。

（6）工件加工質量出現問題。工件加工質量出現問題的，可能是機械傳動系統間隙過大或者磨損嚴重，導致導軌出現磨損。電氣控制系統的速度環位置與相關參數不匹配，也有可能影響工件加工質量，可以在機械故障基本排除后重新進行最佳化調整。

（7）偶發性停機。偶發性停機是由于某些特定操作與功能組合下數控機床系統的停機故障，可以將機床斷電，再重新通電，偶發性停機一般會消失。但是由于環境條件引起的停機，不僅會造成機床故障，嚴重時還會損壞系統，其主要原因包括電網或設備干擾，溫度過高，機床附近產生大量的粉塵、金屬屑或水霧等也會造成故障。

3 結語

數控機床電氣系統在機械加工過程中發揮著重要作用。電氣系統發生故障，就會對數控機床的正常運行產生嚴重影響。要減少數控機床電氣系統故障的發生，就要在平時加強對數控機床電氣系統的維修保養。在故障發生后要及時維修處理，根據PLC系統查找分析故障原因，分清故障發生的部位，并根據故障原因進行維修和更換，提升數控機床電氣系統維修保養水平，促進數控機床電氣維修系統的安全平穩運行。

參考文獻：

[1]余志鋼，易端前，李磊.數控機床電氣系統的故障診斷與維修[J]. 民營科技，2016（04）：24.

[2]胡曉麗，高玉丹，李雅潔.淺談數控機床電氣故障分析及維修技術[J].山東工業技術，2016（04）：21.

[3]張晶輝.數控機床典型電氣故障診斷與維修[J].機械工程與自動化，2016（01）：205-207.