谈数控机床电气故障维修

2017-04-13郑海东

设备管理与维修 2017年8期

郑海东

（中冶陕压重工设备有限公司机动部，陕西渭南 711711）

0 前言

数控机床这种机械设备，将信息化、智能化、自动化技术融合在一起，大量用于装备制造产业。数控机床设备的组成结构比较复杂且操作技术含量较高，工作原理和控制技术多种多样，在对数控机床的施工作业过程中，容易出现故障和问题。数控机床生产运行不正常的原因非常多，主要原因是机械师的专业知识缺乏，再加上不熟悉产品的操作保养和维修，常常导致数控机床故障频发，难以让机器满负荷生产。不仅造成资源浪费，还影响生产进度、增加生产费用。有时，还能够导致安全生产事故的发生，甚至造成重大安全事故。在新形势下，随着互联网信息技术逐渐得到普及和应用，对数控机械设备的发展提供了强大的技术支持。因此，怎样才能提高数控机床设备的电气维修技术，这是一个值得深究的命题。

1 数控机床电气故障诊断与维修工作原则

1.1 先静后动原则

在数控机床电气故障诊断和维修工作中，必须从安全第一的角度来考虑。在查明电气故障时，首先要检查数控机床的外观，然后对机床电气进行动态检测，从而对数控机床的电气故障的做全面的检查，最终实现对故障的控制。

1.2 先软后硬原则

在数控机床电气故障诊断中，还应当遵循先软后硬的原则。首先可通过数控机床的自控系统来进行前期的故障诊断，如此就能够快速地明确电气的软件系统和参数系统，方便后续对数控机床电气故障的类型检验。若故障未除去，应当对数控机床电气的硬件进行检测，如此一来，不仅能够减小故障的判断难度，还能提升维修速度。

1.3 先公后专原则

在数控机床电气故障，首先检验公共模块，其次检测数控机床电气中公用的接地系统、PLC、电源系统，接着针对每一个分项的电气系统和转向的电气系统作检测，从而实现故障的快速判断。

1.4 先简后繁原则

在数控机床电气故障检测时，应遵循先简后繁原则，先对简单部分和结构进行相关检查，然后再对复杂一些的部分作检查。使用这样的检查顺序是为了快速确定数控机床电气故障形成的原因，并进行全方位的分析，这样就方便故障较多的数控机床的检查。

2 数控机床电气故障诊断步骤

通常情况下，数控机床电气故障诊断有3个步骤。第一步是现场调查，维修人员先对机床的电气外观进行判断，并跟操作人员进行一定的交流和沟通，方便掌握产生故障的数控机床的基本情况。第二步由现场调查的结果，在学习和掌握数控机床的控制原理之后，进行故障类型判断，比如判断故障是强电类型还是弱电类型，另外要对PLC等模块故障作定位。第三步根据机床的现场情况，分析并列举出所有可能导致故障的原因，注意排查，最终发现故障点，当发现故障点之后，及时对故障进行恢复处理。在现场工作的过程中，要进行记录，这样就便于分析故障的特点并积累经验，这样就能为以后的维修提供经验参考。

2.1 数控机床电气维修的方法

数控机床作为一种高技术的产品，其智能化程度较高，它是计算机、通信技术、机电技术综合使用于一体的产品。数控机床中蕴含的维修理论和技术，给维修界带来一次新的革命。在数控机床维修中，应当把控制技术系统性跟传统的电气维修技术有机结合起来，通过故障分析，及时快速发现维修的故障点，彻底转变以前以经验维修为主的维修方式，实现智能化的维修。

2.2 使用系统分析法确定故障方向

数控机床电气故障具有系统性的特征，与多种系统有关联，比如数控系统、电路系统、进给控制系统。故障发生原因是多种多样的，它具有不确定性，通过故障反映出来的现象，不一定能够找到故障发生的本质原因。因此，数控机床电气故障的多样性对维修人员提出了更高的要求，要求他们具备透过现象看到本质的能力，在对各类故障的产生原因进行分析的过程中，可使用系统分析方法。在使用系统分析方法的过程中，应当注意分析的顺序。首先，要通过了解数控机床系统的工作基本原理来确定故障方向，明确故障的种类。其次，针对问题实行合理的方案。所以，对数控机床的维修，应当明确其控制系统的结构，明确其工作原理，然后根据信息流和控制流的动向来分析。除此之外，数控机床的维修人员还应当懂得数控机床组成结构框图、控制设备与机床电气连接关系图等。

2.3 根据电气控制原理寻找故障原因

从事机电维修的人员都知道，通过借助电气图，能够了解电气设备的工作原理，对产品的构成和功能进行描述，为拆装提供有价值的信息。在数控机床电气维修过程中，不能仅仅只是通过传统经验对故障进行判断，应当明白数控机床电气这个控制系统类似于神经网络系统，该系统在机床的各个部位都有分布。通过电气工作原理和控制线路来分析并判断故障原因和出现的部位，采取合理的维修方式进行维修。如果能够发现故障原因，那么故障就很容易被排除。所以，在现代化的机床电气维修中，故障的分析与诊断是非常关键的。

对于数控机床故障分析与诊断中，电气控制图是基础性的。应当通过故障的现象，根据电气图中电路动作、电路的顺序等来对故障进行分析，发现可疑的故障之处。数控机床电气故障通过多种元件的不正常运行状态表现出来，比如电子、电器件、电源等。对于故障的确定，必须是基于分析和判断进行故障点检测的确定，当充分把握接线图和设备技术参数，才可以更加准确地对有关元器件进行测量，从而做出更加准确的判断。对于一个维修人员来讲，读懂各种图是非常关键的。

2.4 合理使用故障诊断程序和PLC梯形图

在数控技术持续发展和改进的过程中，数控机床诊断技术逐步得到提升。可在数控机床系统程序中添加故障自诊断程序。在现代数控机床控制中，使用PLC电气控制非常普遍，这种控制能够借助系统动态梯形图信号快速地对故障部位进行跟踪。通过故障诊断程序和PLC梯形图，使数控机床故障诊断效率大大提升。数控机床具备开机自诊断故障功能，当检测到系统硬件或软件出现异常情况时，发射报警信号。CNC系统中内置的诊断程序，能够检测和监测伺服装置和外部设备，当系统自身出现问题时，系统诊断画面和伺服调整画面发射诊断信号，通过这个信号能够对故障出现的部位进行判断。目前，只有少数的数控机床PLC不能调出动态梯形图，也就是说，对于大部分数控机床而言，可以通过梯形图的变化来判断故障出现的位置，该方法跟传统的使用万能表测量方法相比，其优势是很明显的。在通过PLC梯形图来诊断机床故障的方法中，应当明确机床的工作原理、动作先后顺序。

2.5 用直观法和交换法诊断故障最有效

在数控机床电气故障中，强电故障比弱电故障更常见。强电故障是由一些元器件以及其所在电路损坏导致的故障，这些元器件主要包括接触器、熔断器、行程开关等。在对这些故障进行诊断的过程中，应明确故障现象的特点，可通过直接观察法去对数控机床从外到内进行逐步的检查，有时候还需要做一些测量，这样才能快速发现故障的原因。对于弱电故障，由于弱电系统使用模块化设计的比较多，所以其集成电路的规模呈增加趋势，技术难度越来越大，所以根据常规处理方法，难以将故障锁定在较小的范围内。如果由基本故障特征明确了故障的范围，在某些情况下，可用替换法来代替故障部位。综上，合理使用直观法、交换法，可在诊断故障中发挥有效作用。

3 小结

数控机床如果出现电气故障，那么其安全和功能都会出现影响。从数控机床电气故障诊断的原则入手，有效提高数控机床电气故障判断能力，达到对数控机床电气故障迅速的排除的目的。通过理论学习和实践相结合的方法，逐步提升控机床电气故障的相关判断和维修经验。只有这样，才能真正降低数控机床电气故障导致的损失，为数控机床电气稳定运行提供保障。

［1］李秀风，孙振燕，冯建栋.数控机床常见故障的排除方法［J］.机械制造与自动化，2012（4）：91-93.

［2］王字峰，张甲英，林允森.浅谈数控机床常见故障排除［J］.机床电器，2005（2）：26-28.

［3］周东平.机电设备故障诊断与维修［M］.北京：科学出版社，2009.

［4］叶小荣.数控机床电气设备故障的维修与保养分析［J］.科技与企业，2013（11）：317.

［5］孙敏敏.关于数控机床电气维修技术及发展趋势的探讨［J］.科技创新与应用，2013（29）：104.

［6］何云.数控机床的电气维修技术及发展趋势探讨［J］.电子制作，2013（10）：232.

［7］胡成龙，焦红卫.数控机床电气故障维修方法［J］.武汉工程职业技术学院学报，2013（4）：54-56.

［8］郑小年.数控机床故障诊断与维修［M］.武汉：华中科技大学出版社，2005.

［9］杨克冲，陈吉红，郑小年.数控机床电气控制［M］.湖北:华中科技大学出版社，2005.

［10］陈吉红，杨克冲.数控机床实验指南［M］.武汉:华中科技大学出版社，2003.

［11］张立新，谢志根，魏敏.数控机床电气系统典型故障的原因分析及维护［J］.机械制造，2001，（2）：115-115.

［12］彭二宝，王宏颖，翟哓兵.数控机床检测元件故障诊断及维修实例［J］.机床电器，2008，（4）：117-118.