數控機床電氣故障分析及維修技術的探討

摘 要：隨著科技的迅速發展，控制理論和自動化技術也得到了較大發展，數控機床的應用變得普遍起來。但是，對這樣的設備使用者往往更多地是看重其效能，而不重視對它的合理使用，對其日常保養及維修工作關注太少，等到故障出現時再臨時抱佛腳造成停產停工的現象很是普遍。所以，故障分析與診斷是數控機床故障排除過程的最重要環節，分析出了故障原因，問題也就迎刃而解。

關鍵詞：數控；電氣；故障；維修

1 數控機床電氣系統故障的特點

故障原因明了是電氣系統故障維修的特點，診斷也比較好做，可是故障率卻很高。每個電器元件都有自己的使用壽命，如果處于非正常使用的狀態，壽命周期縮短會更加縮短，如開關觸頭長期遭受過電流使用，從而造成燒損、粘連，直至開關損壞。電氣系統是個比較脆弱的系統，很容易受到外界的影響，如在外部環境溫度過高的情況下，電柜容易升溫過高導致一些電損壞。有時老鼠對電器元件和電器線路的肯叫也會造成電氣系統的故障。操作人員的認為造作失誤也會造成電氣系統的故障，如操作人員的非正常操作會使開關手柄損壞、限位開關被撞壞的情況。

由于長期遭受磨損，線路、線纜會出現斷線或短路，冷卻水和油液流入蛇皮管線內，而使管線長期被浸泡，導致橡膠電線膨脹、粘化，使其絕緣性大大降低而造成短路、放炮。液體流入電動刀架、排屑器、冷卻泵器等異步電動機內，損壞了軸承，使電動機出現故障。

2 數控機床電氣故障分析

2.1 數控裝置的故障分析

數控裝置部分的故障有軟件故障和硬件故障。

⑴軟件故障。加工程序編制出錯、機床數據設置不當、系統后備電池失效、操作者操作失誤、數據通訊過程中電網瞬間停電等，都將會導致部分或全部數據丟失。這類故障軟件故障可以執行數控裝置中機床參數的清除或初始化后，重新將正確備份數據輸入故障就可排除。

⑵硬件故障。控制系統某元器件接觸不良或損壞、無供電電源等，必須更換損壞的器件或者維修后才能排除故障。

2.2 PLC控制器的故障分析

PLC的故障可分為軟件故障和硬件故障兩部分。

⑴軟件故障。數控機床有PLC用戶程序，用戶程序編制不好，在數控機床運行時會發生一些無報警的機床故障，因此PLC用戶程序要編制好。

⑵硬件故障。在PLC輸入輸出模塊出現問題而引起的故障屬于硬件故障。有時個別輸入輸出口出現故障，可以通過修改PLC程序，可使用備用接口替代出現故障的接口。

2.3 伺服系統的故障分析

數控機床伺服控制系統是數控機床故障率最高的部分。伺服控制系統可分為直流伺服控制單元、直流永磁電動機和交流伺服控制單元、交流伺服電動機有兩個部分，兩者各有其優、缺點。伺服系統的故障一般都是由于伺服控制單元、伺服電動機、測速裝置、編碼器等出現問題引起的，要分別對各單元進行分析。

2.4 顯示的故障分析

利用狀態顯示的診斷功能現代數控系統不但能將故障診斷信息顯示出來，而且能以診斷地址和診斷數據的形式提供診斷的各種狀態。該法也是診斷故障的一種基本方法，適合診斷復雜機構故障。

2.5 控制元件、檢測開關的故障分析

機床常見的控制元件、檢測開關有：檢測開關、液壓元件、氣動元件、電氣執行元件、機械裝置等，這些常見的機床控制元件、檢測開關由于接觸不良引起各種故障比較多，這類故障一般稍有點維修知識就可以解決，但是檢修這類故障要用儀器儀表配合檢查。

3 數控機床電氣故障的排除與維修技術

3.1 嚴格遵循操作規程

數控系統編程、操作和維修人員必須按機床和系統使用說明的要求使用。盡量避免因操作不當引起的故障。

3.2 對紙帶閱讀機或磁盤閱讀機的定期維護

操作者應對紙帶閱讀機的運動部分每周定時清理，對導向滾軸、張緊臂滾軸等每半年一次加注潤滑油。對于磁盤閱讀機中磁盤驅動器內的磁頭，應用專用清洗盤定期進行清洗。 3.3 防止數控裝置過熱

定期清理數控裝置的散熱通風系統，經常檢查數控裝置上各冷卻風扇工作是否正常。

3.4 監視數控系統的電網電壓

數控系統允許的電網電壓范圍在額定值的85%～110%，如果超出范圍，輕則使數控系統不能穩定工作，重則會造成重要電子部件損壞。因此，要經常注意電網電壓的波動。對于電網質量比較惡劣的地區，應及時配置數控系統專用的交流穩壓電源裝置，使故障率降低。

3.5 定期檢查和更換直流電動機電刷

數控車床、數控銑床、加工中心等，應每年檢查一次，頻繁加速機床（如沖床等），應兩個月檢查一次。

3.6 防止塵埃進入數控裝置內除檢修外，要少開電氣柜門

防止車間內空氣中飄浮的灰塵和金屬粉末落在印制電路板和電氣接插件上，造成元件間絕緣電阻下降，出現故障或使元件損壞。有些數控機床的主軸控制系統安置在強電柜中，強電門關得不嚴，使電器元件損壞、主軸控制失靈。夏天氣溫過高時，有些使用者打開數控柜門，用電風扇往數控柜內吹風，以降低機內溫度。

[參考文獻]

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