替换法在数控机床电气维修中的实践

2019-01-16孙银娟

中国设备工程 2019年21期

孙银娟

（航空工业西安飞机工业（集团）有限责任公司，陕西西安 710089）

替换法目前在数控机床电气维修中应用的比较广泛，主要是这种方法简单方便，在较为复杂且规模较大的集成电路中可以快排除故障，恢复系统正常运行，不需要太过复杂的操作。但是在实际应用过程中，由于数控系统的集成电路比较复杂，如果使用不当，很可能会造成其他故障。因此，就需要维修人员熟练掌握替换法的相关操作，明确其使用范围，注意在维修过程规避可能会造成其他故障的因素。

1 替换法的基本内涵

替换法最初主要是用于计算机的硬件维修，由于计算机的硬件构成比较复杂，并且集成度高，为了便于快速确定故障范围，进行维修，采用替换法是一种比较便捷的方法。替换法主要就是以兼容元件进行互换的方式来确定故障点，简单来说就是先确定故障发生的大致范围，然后用相同的元件去替换故障设备上的相关元件，直到设备恢复正常运行为止。数控机床一旦发生故障，会严重影响生产工作，必须要在短时间内进行修复，但是当下数控系统的复杂程度越来越高，要在短时间内排除故障并非易事。因此，维修人员就将替换法应用在了数控机床电气维修当中，通过实践证明，这种方法具有良好的效果。

2 替换法适用范围

在数控机床电气维修中采用替换法的方式要注意其使用范围，一般来说这种方式比较适合一些相对简单的元件，比如继电器、开关、接触器以及保护电器等等，在大致确定故障范围的情况下采用替换法的效果最佳。如果是控制器、电路板等复杂程度较高的电子元件，在采用替换法维修时要慎重，尤其是当没有现成替换设备，需要从其他设备拆卸时要更加谨慎，由于这些部件比较复杂，很有可能导致出现其他故障。

3 采用替换法维修数控机床电气故障准备工作

当前，在工业生产中使用的数控机床在机型、结构以及技术方面都有不同的特点，同时与以往使用的数控机床也有极大的差异，因此，在采用替换法进行维修前必须要做好准备工作。

3.1 分析故障种类

数控机床在运行过程中会出现多种类型的故障，部分故障适合采用替换法进行维修，而部分故障需要采用其他方法维修，这就需要维修人员先判断设备故障类型，然后在确定维修方法。如果发现设备存在短路、电压过大等情况，就不能进行元件替换操作，此外，如果发现故障设备的电路板结构上存在跳线情况，那么就应立即将故障设备备件调整到和原来电路结构的相同的情况下才能进一步采取替换操作，否则可能会出现其他问题。

3.2 准备替换元件

在明确设备故障可以采用替换法进行维修之后，就需要先大致确定故障的范围，然后核对此范围相关的电子元件型号，准备相同型号的电子元件进行替换。尤其是一些结构相对复杂的电子元件，要保证其输出以及输入端口与原来的元件保持一致，避免替换后出现新的故障。

4 案例分析

（1）某公司的箱体车体车间有2台某型号数控铣床，设备在某段时间频繁出现401号报警，维修人员在初步诊断后确定这种情况是由4X4报警所导致的，只要解决这一问题数控铣床即可恢复正常运行。经过进一步诊断确定是HC报警，即X轴驱动器电流异常。

由于数控系统是用轴控制单元（轴卡）来定义轴具体是X轴还是Y轴的。替换伺服单元到轴卡的电缆，相当于将X轴与Y轴对换，所以若替换后报警轴变为Y轴，说明轴卡本身没有问题，而是Y轴驱动器有故障;若替换后，X轴驱动器仍然报警，由于先前怀疑有故障的驱动器已经替换到了Y轴，只能说明是轴卡存在故障。经过分析之后已经明确可能出现故障的部件，只要逐步替换X轴、轴卡即可解决故障，维修人员先用同型号的X轴进行替换，然后运行设备，设备恢复正常，表明故障已经被解决。

（2）某工厂1台某型号磨床在运行过程中出现了故障，维修人员对磨床极性排查后，怀疑是磨床的某个感应开关所导致的，然后去仓库领取了感应开关进行替换操作。在换上新感应开关后，设备仍然出现原有故障，挡板拆下替换的感应开关后发现已经损毁，维修人员误以为开关质量存在问题，又换了一个新的，但是故障仍未得到解决。维修人员又重新进行了排查，发现对于故障的判断没有问题，只是替换的感应开关与原有感应开关极性不同，导致两个感应开关被浪费。因此，要执行替换操作时要注意认真少选替换元件，避免出现失误。

5 采用替换法维修数控机床电气故障时的注意事项

（1）由于数控机床属于大型制造设备，其更新换代的速度相对较慢，部分企业一些老旧的数控机床可能仍在使用，这些设备的部分电子元件在当下可能难以找到完全匹配的。因此，只能采用结构、性能最为接近的元件进行替换，针对这种情况，维修人员需要对故障部分的元件进行深入分析，找到各方面与之接近的设备，确保该部件符合故障设备运行的各项要求，然后才能执行替换操作。

（2）数控机床的结构比较复杂，涉及到的元件类型较多，在实际维修过程中，部分元件可能单位缺乏相应储备元件，针对这种情况，一般是从同型号的设备上拆卸相应的元件，然后与故障设备的元件进行替换。在拆卸过程中，维修人员要格外注意，要严格遵照相应元件拆装的规范，避免在拆卸过程中损坏元件，导致替换操作无法正常进行，同时还会造成新的故障。

（3）对于电路板的相关元件尽量不要拆卸或者替换，目前的数控机床主要是由数控系统控制，数控系统当中存在较多的电路板，电路板上包括了集成电路、专用模块，其构成比较复杂，各种元件的集成度较高，并且引线比较细，不同引线之间的间距较小，如果进行拆卸或者替换很容易对周围的引线或者元件造成破坏。维修人员在进行维修时，如果不能明显的确定故障原因和范围，尽量不要对电路板进行操作，这很容易导致电路板损毁。如果怀疑电路板故障，首先应对各种引线进行排查，不要将电路板元件反复的焊下，找出故障之后用同型号元件进行替换，执行替换操作时要使用专业的工具。

（4）出上述几点需要注意以外，还有以下几方面内容也需要在维修过程中多加注意。其一，如果是进行低压电器替换，要注意当前使用的电流、电压以及其他相关的参数，替换元件应采用同规格元件。其二，如果没有同型号、同规格的元件以作替换，要选用结构、各项技术参数最接近的元件，其中一些主要的技术参数最好由于原本的元件。其三，对于结构过于复杂的元件，拆卸时要注意针对各部分进行记录，以保证在后续安装时不会出现差错，尤其是接线、端口较多的元件。其四，需要从他处拆卸元件时，要注意方式方法，避免损坏，如果要对电路板进行替换，在替换之前需要检查当前的电压是否符合运行要求，避免电压不稳烧毁电路板。其五，针对有反馈环节的一些线路，执行替换操作时要注意信号极性，避免反馈错误导致出现新的故障。