数控机床电气控制系统故障诊断及维护分析

陈瀚

[摘    要]在进行电气控制时，数控机床是一项非常重要的设备，对日常的生产具有重要的影响。目前，在对数控机床的电气控制系统进行管理时，各项工作的开展难度较大，已经引起了相关人员的重点关注。即在数控机床的电气控制系统的运行过程中，会受到各种因素的影响，容易出现故障问题。在对其进行维护时，需要引进更加先进的信息化技术，对故障问题进行智能诊断，为后期维护工作的开展提供有效的数据支持。文章中，笔者就数控机床电气控制系统故障诊断及维护进行了相关的分析和探讨。

[关键词]数控机床电气控制系统;故障诊断;维护;分析探讨

[中图分类号]TG659 [文献标志码]A [文章编号]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

我国在进行工业建设的过程中，已经引进了一些新型的技术和设备，提高了综合建设水平。尤其是电子技术和数控技术的应用，促进了工业建设向着规模化和智能化等方向发展。目前我国在进行机械制造时，已经对原有的生产形式进行了改良，构建了数字化和柔性化的生产结构。要想满足企业的生产需求，在进行零件设计时，需要构建更加精密复杂的结构。企业在进行生产时，也采用了自动化的控制形式，降低了人工失误问题的发生概率，从根本上提高了生产的质量和效率[1]。

1 数控机床电气控制系统的运行特点

大多数数控机床长期处于高效的运行状态，在对机床内部的电气控制系统进行管理时，需要提高系统的运行安全性和稳定性，这样才能降低安全事故问题的发生概率。数控机床中的电气控制系统在运行的过程中，要具备更高的可靠性。在对系统进行设计时，需要根据生产需求，对系统功能进行具体设计，并融合容错技术、冗余技术和可靠性技术，提高部件应用的精密性。在进行部件选择时，要根据国际标准选用最新的产品，还要对市场上一些功能更加完善的产品进行重点关注，将其应用到系统的建设中。在对系统进行更新时，可以使用一些新型的组合元件以及电子电力功率器件。在对系统进行改良时，要保证系统能够适用更加恶劣的条件。例如，系统在运行的过程中，需要适应交流供电系统电压的波动，要抑制电网系统的噪声干扰;要保证系统的运行，能够符合电磁兼容的标准要求;系统内部各个构件要相互独立、互不干扰，要对外界的影响因素进行有效的抵抗，避免系统在运行时受到外部辐射的破坏[2]。

在进行系统连锁时，要提高连锁的效应，选用绝缘效果更好的电气装置，并保证装置的防护齐全。在对系统进行具体设计的过程中，需要对接地效果进行全面检测，为操作人员的生命安全提供有效保障。在对电气部件的防护外壳进行设计时，要增强外壳的防油污、防水和防尘的功能;对电柜的封闭性能进行全面的检查，避免外部的液体进入电柜的内部;也要防止一些杂质对电柜的正常运行产生不良影响。在對电控内部所有元件进行检测时，要对元件的抗干扰能力进行重点检测，避免电柜在正常运行状态下出现击穿故障问题，还要预防外部雷电的干扰。如果存在一些经常移动的电缆，要对其进行全面的防护。可以设置专门的护套，避免出现线路磨断或短路故障问题，对系统的运行产生干扰;制定完善的抑制内部部件异常升温的措施，特别是在夏季温度比较高，需要做好线路的降温处理。在对设施进行管理时，设置防触碰和防触电等标志。设计人员要增强系统的维护性特征，如果系统在运行状态下存在一些容易损坏的部件，需要对其进行定期检测，做好构件更换，确保保护动作更加灵敏，避免出现失误动作。一旦系统在运行过程中出现了故障问题，要对其进行及时排除，迅速恢复系统的正常功能，确保所有被控制的电动机启动要更加平稳，还要快速响应系统的指令[3]。

2 数控机床电气控制系统故障诊断方法

2.1 外部观察诊断方法

在对系统故障问题进行诊断时，要做好外部的观察。维修人员要利用自身的感官，对故障问题进行准确判断，明确故障问题的发生区域。在现场可以观察故障问题，对影响范围进行科学判定。如果发现数控机床在运行时存在异常的声音，伴随火花的发生，还存在焦糊味。要对发热的区域进行全面查找，对异常现象进行科学判断，从而了解故障问题的发生情况。要对容易发生故障问题的电路板进行观察，对继电器设备、断路端和电控元件的表面情况进行观察[4]。

2.2 利用软件进行诊断

在进行故障诊断时，还可以利用系统软件的报警功能，对故障区域进行科学的诊断。系统在运行的过程中，可以定时采用自诊断程序，对故障问题进行快速诊断。一旦发现故障问题，可以采用报警的形式，显示故障信息。在进行自我诊断的过程中，其可以对故障问题进行分类。例如，系统在运行期间如果存在误操作信息，伺服系统会发出警示信息，并且对设定错误进行报警，各种行程的超程也会发生报警。维修人员在对其进行处理时，要根据报警内容对故障问题进行彻底地解决[5]。

2.3 利用硬件进行诊断

在进行故障诊断时，可以利用硬件的警示功能，提高系统的维护性特征。现阶段，在对数控系统进行设计时，存在比较多的硬件警示裝备。在对数控系统故障问题进行处理时，如果直观方法无法对故障问题进行彻底的解决，也难以从外观上对故障问题进行具体判断。可以借助内部的报警装置，对发生故障问题的原因进行全面查找。通过对报警指示进行观察，按照指示内容对故障问题进行处理[6]。

2.4 其他诊断方法

在进行实际诊断时，控制系统不仅可以显示故障诊断信息，而且能够采用数据和地址的形式提供诊断的状态，为后期开展维修工作提供有效支持，对比较复杂的故障问题进行科学诊断。维修人员要对系统参数的变化情况进行全面了解，对参数内容进行准确核对，避免对机床的性能产生不良影响。一旦机床在运行时出现了故障，就要通过控制系统对故障进行全面诊断。然而，控制系统在运行期间，会受到各种因素的影响，如果操作人员存在人为失误，也会导致系统参数的变更。在对故障问题进行诊断时，如果相关问题无法得到全面解决，可以通过系统参数的核对，查看这项故障问题是否是由参数变更导致的。目前在进行系统设计时，内部软件形式更加丰富，不仅存在系统软件，还存在机床制造软件。这些软件在使用的过程中，可能会导致机床出现死机。采用特殊处理方法对其进行诊断，可以通过断电停机和开启的行为，对故障进行排查。

3 数控机床电气控制系统故障维护措施

在对数控机床电气控制系统故障进行排查时，可以选用初始化复位法，对突发性故障引发的系统报警问题进行解决。可以通过硬件的复位或开关系统电源，对故障进行逐一清除。如果系统工作储存区域存在掉电等行为，在对线路板进行插拔时，会出现电池欠压的情况，可以对系统进行初始化操作，对故障问题进行全面清除。维修人员采用这种方法，对故障问题进行处理，需要做好数据的备份。如果初始化操作之后，故障仍然无法彻底排除，需要开展硬件诊断等工作，进而对故障进行解决。在对参数故障进行处理时，可以选用参数更改和程序更正等方法。如果系统在运行期间出现了参数设定错误问题，不仅会导致系统出现故障，还会导致系统某项功能无效。操作人员在进行机床使用的过程中，如果存在用户程序错误，也会引发故障，还会导致机床的停机。维修人员可以通过系统的搜索功能，对故障进行检查，并且对错误的程序进行改正，确保机床能够正常运行。在对系统进行调整时，可以选用最佳化调整方法。这项方法是对伺服驱动系统和被拖动的机械系统进行最佳匹配，从而实现综合性的调节。这项方法在使用时，操作形式更加简单，可以通过双踪示波器设备，对系统的指令发布情况以及反馈速度进行观察，对存在异常情况的区域进行调节。

这项设备存在储存功能，可以进行多线的记录，因此设备在使用时，具备更多的优势。可以通过调节速度调节器设备的比例系数和积分的时间，确保伺服系统在运行时，具备更高的动态响应特性。这项设备在使用时，不会对系统的运行情况产生不良影响。维修人员在进行现场操作时，如果缺乏相应的设备，需要根据自身的经验，对电机起振进行反向调节，从而对振荡故障进行彻底解决。在对系统电源质量进行改善时，可以选用稳压电源，对电源波动问题进行全面改善。在对存在故障的线路板进行处理时，可以通过备件的替换，对其进行解决，也可以通过初始化的启动，确保机床能够迅速地恢复正常运行状态。维修人员需要对线路板的故障情况进行全面检查，如果发现线路板的故障问题比较严重，要对其进行更换。如果故障问题比较轻，可以通过维修的方式对其进行处理，避免造成额外的经济损失。

4 结束语

传统的车床在进行操作的过程中，是通过人工的形式进行控制。这种车床在使用时，存在较多的缺陷，不仅无法提高零件的制作效率，而且会对最终产品的应用质量产生不良影响。采用数控机床可以对生产过程进行自动化控制，从而及时发现和解决各个生产环节存在的问题。虽然数控车床在应用时，存在较多的优势，但也经常会出现故障。如果无法对其进行彻底解决，会降低控制系统的运行效率。企业需要引进更加专业的技术人员，加强系统的管理，才能促进生产的可持续发展。

参考文献

[1] 姜丽娜，刘继修.数控机床电气控制系统故障诊断与维护研究[J].电子制作，2021（4）：34-35，100.

[2] 文辉.数控机床电气控制系统故障诊断与维护分析[J].内燃机与配件，2019（10）：112-113.

[3] 邓桂彪.数控机床电气控制系统的故障诊断与维护[J].中国新技术新产品，2017（1）：64-65.

[4] 刁世台.数控机床电气控制系统故障诊断及维护探析[J].企业技术开发，2016，35（19）：91-93.

[5] 郭丽娜.分析数控机床电气控制系统的故障诊断与维护[J].电子技术与软件工程，2014（15）：232.

[6] 孙道彬，刘丽.数控机床电气控制系统的故障诊断与维护[J].价值工程，2011，30（3）：263-264.