數控機床電氣控制系統(tǒng)故障診斷及維護分析

陳瀚

[摘? ? 要]在進行電氣控制時，數控機床是一項非常重要的設備，對日常的生產具有重要的影響。目前，在對數控機床的電氣控制系統(tǒng)進行管理時，各項工作的開展難度較大，已經引起了相關人員的重點關注。即在數控機床的電氣控制系統(tǒng)的運行過程中，會受到各種因素的影響，容易出現故障問題。在對其進行維護時，需要引進更加先進的信息化技術，對故障問題進行智能診斷，為后期維護工作的開展提供有效的數據支持。文章中，筆者就數控機床電氣控制系統(tǒng)故障診斷及維護進行了相關的分析和探討。

[關鍵詞]數控機床電氣控制系統(tǒng);故障診斷;維護;分析探討

[中圖分類號]TG659 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）10–000–02

Fault Diagnosis and Maintenance Analysis of Electrical

Control System of NC Machine Tool

Chen Han

[Abstract]In electrical control， CNC machine tool is a very important equipment， which has an important impact on daily production.At present， when managing the electrical control system of NC machine tools， it is difficult to carry out various work， which has attracted the key attention of relevant personnel. During the operation of this system， it will be affected by various factors and prone to failure. During its maintenance， it is necessary to introduce more advanced information technology to carry out intelligent diagnosis of fault problems， so as to provide effective data support for the later maintenance work. This paper analyzes and discusses the fault diagnosis and maintenance of the electrical control system of NC machine tools.

[Keywords]electrical control system of NC machine tool; Fault diagnosis; maintain; Analysis and discussion

我國在進行工業(yè)建設的過程中，已經引進了一些新型的技術和設備，提高了綜合建設水平。尤其是電子技術和數控技術的應用，促進了工業(yè)建設向著規(guī)模化和智能化等方向發(fā)展。目前我國在進行機械制造時，已經對原有的生產形式進行了改良，構建了數字化和柔性化的生產結構。要想滿足企業(yè)的生產需求，在進行零件設計時，需要構建更加精密復雜的結構。企業(yè)在進行生產時，也采用了自動化的控制形式，降低了人工失誤問題的發(fā)生概率，從根本上提高了生產的質量和效率[1]。

1 數控機床電氣控制系統(tǒng)的運行特點

大多數數控機床長期處于高效的運行狀態(tài)，在對機床內部的電氣控制系統(tǒng)進行管理時，需要提高系統(tǒng)的運行安全性和穩(wěn)定性，這樣才能降低安全事故問題的發(fā)生概率。數控機床中的電氣控制系統(tǒng)在運行的過程中，要具備更高的可靠性。在對系統(tǒng)進行設計時，需要根據生產需求，對系統(tǒng)功能進行具體設計，并融合容錯技術、冗余技術和可靠性技術，提高部件應用的精密性。在進行部件選擇時，要根據國際標準選用最新的產品，還要對市場上一些功能更加完善的產品進行重點關注，將其應用到系統(tǒng)的建設中。在對系統(tǒng)進行更新時，可以使用一些新型的組合元件以及電子電力功率器件。在對系統(tǒng)進行改良時，要保證系統(tǒng)能夠適用更加惡劣的條件。例如，系統(tǒng)在運行的過程中，需要適應交流供電系統(tǒng)電壓的波動，要抑制電網系統(tǒng)的噪聲干擾;要保證系統(tǒng)的運行，能夠符合電磁兼容的標準要求;系統(tǒng)內部各個構件要相互獨立、互不干擾，要對外界的影響因素進行有效的抵抗，避免系統(tǒng)在運行時受到外部輻射的破壞[2]。

在進行系統(tǒng)連鎖時，要提高連鎖的效應，選用絕緣效果更好的電氣裝置，并保證裝置的防護齊全。在對系統(tǒng)進行具體設計的過程中，需要對接地效果進行全面檢測，為操作人員的生命安全提供有效保障。在對電氣部件的防護外殼進行設計時，要增強外殼的防油污、防水和防塵的功能;對電柜的封閉性能進行全面的檢查，避免外部的液體進入電柜的內部;也要防止一些雜質對電柜的正常運行產生不良影響。在對電控內部所有元件進行檢測時，要對元件的抗干擾能力進行重點檢測，避免電柜在正常運行狀態(tài)下出現擊穿故障問題，還要預防外部雷電的干擾。如果存在一些經常移動的電纜，要對其進行全面的防護。可以設置專門的護套，避免出現線路磨斷或短路故障問題，對系統(tǒng)的運行產生干擾;制定完善的抑制內部部件異常升溫的措施，特別是在夏季溫度比較高，需要做好線路的降溫處理。在對設施進行管理時，設置防觸碰和防觸電等標志。設計人員要增強系統(tǒng)的維護性特征，如果系統(tǒng)在運行狀態(tài)下存在一些容易損壞的部件，需要對其進行定期檢測，做好構件更換，確保保護動作更加靈敏，避免出現失誤動作。一旦系統(tǒng)在運行過程中出現了故障問題，要對其進行及時排除，迅速恢復系統(tǒng)的正常功能，確保所有被控制的電動機啟動要更加平穩(wěn)，還要快速響應系統(tǒng)的指令[3]。

2 數控機床電氣控制系統(tǒng)故障診斷方法

2.1 外部觀察診斷方法

在對系統(tǒng)故障問題進行診斷時，要做好外部的觀察。維修人員要利用自身的感官，對故障問題進行準確判斷，明確故障問題的發(fā)生區(qū)域。在現場可以觀察故障問題，對影響范圍進行科學判定。如果發(fā)現數控機床在運行時存在異常的聲音，伴隨火花的發(fā)生，還存在焦糊味。要對發(fā)熱的區(qū)域進行全面查找，對異常現象進行科學判斷，從而了解故障問題的發(fā)生情況。要對容易發(fā)生故障問題的電路板進行觀察，對繼電器設備、斷路端和電控元件的表面情況進行觀察[4]。

2.2 利用軟件進行診斷

在進行故障診斷時，還可以利用系統(tǒng)軟件的報警功能，對故障區(qū)域進行科學的診斷。系統(tǒng)在運行的過程中，可以定時采用自診斷程序，對故障問題進行快速診斷。一旦發(fā)現故障問題，可以采用報警的形式，顯示故障信息。在進行自我診斷的過程中，其可以對故障問題進行分類。例如，系統(tǒng)在運行期間如果存在誤操作信息，伺服系統(tǒng)會發(fā)出警示信息，并且對設定錯誤進行報警，各種行程的超程也會發(fā)生報警。維修人員在對其進行處理時，要根據報警內容對故障問題進行徹底地解決[5]。

2.3 利用硬件進行診斷

在進行故障診斷時，可以利用硬件的警示功能，提高系統(tǒng)的維護性特征。現階段，在對數控系統(tǒng)進行設計時，存在比較多的硬件警示裝備。在對數控系統(tǒng)故障問題進行處理時，如果直觀方法無法對故障問題進行徹底的解決，也難以從外觀上對故障問題進行具體判斷。可以借助內部的報警裝置，對發(fā)生故障問題的原因進行全面查找。通過對報警指示進行觀察，按照指示內容對故障問題進行處理[6]。

2.4 其他診斷方法

在進行實際診斷時，控制系統(tǒng)不僅可以顯示故障診斷信息，而且能夠采用數據和地址的形式提供診斷的狀態(tài)，為后期開展維修工作提供有效支持，對比較復雜的故障問題進行科學診斷。維修人員要對系統(tǒng)參數的變化情況進行全面了解，對參數內容進行準確核對，避免對機床的性能產生不良影響。一旦機床在運行時出現了故障，就要通過控制系統(tǒng)對故障進行全面診斷。然而，控制系統(tǒng)在運行期間，會受到各種因素的影響，如果操作人員存在人為失誤，也會導致系統(tǒng)參數的變更。在對故障問題進行診斷時，如果相關問題無法得到全面解決，可以通過系統(tǒng)參數的核對，查看這項故障問題是否是由參數變更導致的。目前在進行系統(tǒng)設計時，內部軟件形式更加豐富，不僅存在系統(tǒng)軟件，還存在機床制造軟件。這些軟件在使用的過程中，可能會導致機床出現死機。采用特殊處理方法對其進行診斷，可以通過斷電停機和開啟的行為，對故障進行排查。

3 數控機床電氣控制系統(tǒng)故障維護措施

在對數控機床電氣控制系統(tǒng)故障進行排查時，可以選用初始化復位法，對突發(fā)性故障引發(fā)的系統(tǒng)報警問題進行解決。可以通過硬件的復位或開關系統(tǒng)電源，對故障進行逐一清除。如果系統(tǒng)工作儲存區(qū)域存在掉電等行為，在對線路板進行插拔時，會出現電池欠壓的情況，可以對系統(tǒng)進行初始化操作，對故障問題進行全面清除。維修人員采用這種方法，對故障問題進行處理，需要做好數據的備份。如果初始化操作之后，故障仍然無法徹底排除，需要開展硬件診斷等工作，進而對故障進行解決。在對參數故障進行處理時，可以選用參數更改和程序更正等方法。如果系統(tǒng)在運行期間出現了參數設定錯誤問題，不僅會導致系統(tǒng)出現故障，還會導致系統(tǒng)某項功能無效。操作人員在進行機床使用的過程中，如果存在用戶程序錯誤，也會引發(fā)故障，還會導致機床的停機。維修人員可以通過系統(tǒng)的搜索功能，對故障進行檢查，并且對錯誤的程序進行改正，確保機床能夠正常運行。在對系統(tǒng)進行調整時，可以選用最佳化調整方法。這項方法是對伺服驅動系統(tǒng)和被拖動的機械系統(tǒng)進行最佳匹配，從而實現綜合性的調節(jié)。這項方法在使用時，操作形式更加簡單，可以通過雙蹤示波器設備，對系統(tǒng)的指令發(fā)布情況以及反饋速度進行觀察，對存在異常情況的區(qū)域進行調節(jié)。

這項設備存在儲存功能，可以進行多線的記錄，因此設備在使用時，具備更多的優(yōu)勢。可以通過調節(jié)速度調節(jié)器設備的比例系數和積分的時間，確保伺服系統(tǒng)在運行時，具備更高的動態(tài)響應特性。這項設備在使用時，不會對系統(tǒng)的運行情況產生不良影響。維修人員在進行現場操作時，如果缺乏相應的設備，需要根據自身的經驗，對電機起振進行反向調節(jié)，從而對振蕩故障進行徹底解決。在對系統(tǒng)電源質量進行改善時，可以選用穩(wěn)壓電源，對電源波動問題進行全面改善。在對存在故障的線路板進行處理時，可以通過備件的替換，對其進行解決，也可以通過初始化的啟動，確保機床能夠迅速地恢復正常運行狀態(tài)。維修人員需要對線路板的故障情況進行全面檢查，如果發(fā)現線路板的故障問題比較嚴重，要對其進行更換。如果故障問題比較輕，可以通過維修的方式對其進行處理，避免造成額外的經濟損失。

4 結束語

傳統(tǒng)的車床在進行操作的過程中，是通過人工的形式進行控制。這種車床在使用時，存在較多的缺陷，不僅無法提高零件的制作效率，而且會對最終產品的應用質量產生不良影響。采用數控機床可以對生產過程進行自動化控制，從而及時發(fā)現和解決各個生產環(huán)節(jié)存在的問題。雖然數控車床在應用時，存在較多的優(yōu)勢，但也經常會出現故障。如果無法對其進行徹底解決，會降低控制系統(tǒng)的運行效率。企業(yè)需要引進更加專業(yè)的技術人員，加強系統(tǒng)的管理，才能促進生產的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

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[2] 文輝.數控機床電氣控制系統(tǒng)故障診斷與維護分析[J].內燃機與配件，2019（10）：112-113.

[3] 鄧桂彪.數控機床電氣控制系統(tǒng)的故障診斷與維護[J].中國新技術新產品，2017（1）：64-65.

[4] 刁世臺.數控機床電氣控制系統(tǒng)故障診斷及維護探析[J].企業(yè)技術開發(fā)，2016，35（19）：91-93.

[5] 郭麗娜.分析數控機床電氣控制系統(tǒng)的故障診斷與維護[J].電子技術與軟件工程，2014（15）：232.

[6] 孫道彬，劉麗.數控機床電氣控制系統(tǒng)的故障診斷與維護[J].價值工程，2011，30（3）：263-264.