鄭海東

（中冶陜壓重工設(shè)備有限公司機(jī)動(dòng)部，陜西渭南 711711）

0 前言

數(shù)控機(jī)床這種機(jī)械設(shè)備，將信息化、智能化、自動(dòng)化技術(shù)融合在一起，大量用于裝備制造產(chǎn)業(yè)。數(shù)控機(jī)床設(shè)備的組成結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜且操作技術(shù)含量較高，工作原理和控制技術(shù)多種多樣，在對(duì)數(shù)控機(jī)床的施工作業(yè)過程中，容易出現(xiàn)故障和問題。數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)運(yùn)行不正常的原因非常多，主要原因是機(jī)械師的專業(yè)知識(shí)缺乏，再加上不熟悉產(chǎn)品的操作保養(yǎng)和維修，常常導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床故障頻發(fā)，難以讓機(jī)器滿負(fù)荷生產(chǎn)。不僅造成資源浪費(fèi)，還影響生產(chǎn)進(jìn)度、增加生產(chǎn)費(fèi)用。有時(shí)，還能夠?qū)е掳踩a(chǎn)事故的發(fā)生，甚至造成重大安全事故。在新形勢(shì)下，隨著互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)逐漸得到普及和應(yīng)用，對(duì)數(shù)控機(jī)械設(shè)備的發(fā)展提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持。因此，怎樣才能提高數(shù)控機(jī)床設(shè)備的電氣維修技術(shù)，這是一個(gè)值得深究的命題。

1 數(shù)控機(jī)床電氣故障診斷與維修工作原則

1.1 先靜后動(dòng)原則

在數(shù)控機(jī)床電氣故障診斷和維修工作中，必須從安全第一的角度來考慮。在查明電氣故障時(shí)，首先要檢查數(shù)控機(jī)床的外觀，然后對(duì)機(jī)床電氣進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測(cè)，從而對(duì)數(shù)控機(jī)床的電氣故障的做全面的檢查，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的控制。

1.2 先軟后硬原則

在數(shù)控機(jī)床電氣故障診斷中，還應(yīng)當(dāng)遵循先軟后硬的原則。首先可通過數(shù)控機(jī)床的自控系統(tǒng)來進(jìn)行前期的故障診斷，如此就能夠快速地明確電氣的軟件系統(tǒng)和參數(shù)系統(tǒng)，方便后續(xù)對(duì)數(shù)控機(jī)床電氣故障的類型檢驗(yàn)。若故障未除去，應(yīng)當(dāng)對(duì)數(shù)控機(jī)床電氣的硬件進(jìn)行檢測(cè)，如此一來，不僅能夠減小故障的判斷難度，還能提升維修速度。

1.3 先公后專原則

在數(shù)控機(jī)床電氣故障，首先檢驗(yàn)公共模塊，其次檢測(cè)數(shù)控機(jī)床電氣中公用的接地系統(tǒng)、PLC、電源系統(tǒng)，接著針對(duì)每一個(gè)分項(xiàng)的電氣系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向的電氣系統(tǒng)作檢測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)故障的快速判斷。

1.4 先簡(jiǎn)后繁原則

在數(shù)控機(jī)床電氣故障檢測(cè)時(shí)，應(yīng)遵循先簡(jiǎn)后繁原則，先對(duì)簡(jiǎn)單部分和結(jié)構(gòu)進(jìn)行相關(guān)檢查，然后再對(duì)復(fù)雜一些的部分作檢查。使用這樣的檢查順序是為了快速確定數(shù)控機(jī)床電氣故障形成的原因，并進(jìn)行全方位的分析，這樣就方便故障較多的數(shù)控機(jī)床的檢查。

2 數(shù)控機(jī)床電氣故障診斷步驟

通常情況下，數(shù)控機(jī)床電氣故障診斷有3個(gè)步驟。第一步是現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，維修人員先對(duì)機(jī)床的電氣外觀進(jìn)行判斷，并跟操作人員進(jìn)行一定的交流和溝通，方便掌握產(chǎn)生故障的數(shù)控機(jī)床的基本情況。第二步由現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的結(jié)果，在學(xué)習(xí)和掌握數(shù)控機(jī)床的控制原理之后，進(jìn)行故障類型判斷，比如判斷故障是強(qiáng)電類型還是弱電類型，另外要對(duì)PLC等模塊故障作定位。第三步根據(jù)機(jī)床的現(xiàn)場(chǎng)情況，分析并列舉出所有可能導(dǎo)致故障的原因，注意排查，最終發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)之后，及時(shí)對(duì)故障進(jìn)行恢復(fù)處理。在現(xiàn)場(chǎng)工作的過程中，要進(jìn)行記錄，這樣就便于分析故障的特點(diǎn)并積累經(jīng)驗(yàn)，這樣就能為以后的維修提供經(jīng)驗(yàn)參考。

2.1 數(shù)控機(jī)床電氣維修的方法

數(shù)控機(jī)床作為一種高技術(shù)的產(chǎn)品，其智能化程度較高，它是計(jì)算機(jī)、通信技術(shù)、機(jī)電技術(shù)綜合使用于一體的產(chǎn)品。數(shù)控機(jī)床中蘊(yùn)含的維修理論和技術(shù)，給維修界帶來一次新的革命。在數(shù)控機(jī)床維修中，應(yīng)當(dāng)把控制技術(shù)系統(tǒng)性跟傳統(tǒng)的電氣維修技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來，通過故障分析，及時(shí)快速發(fā)現(xiàn)維修的故障點(diǎn)，徹底轉(zhuǎn)變以前以經(jīng)驗(yàn)維修為主的維修方式，實(shí)現(xiàn)智能化的維修。

2.2 使用系統(tǒng)分析法確定故障方向

數(shù)控機(jī)床電氣故障具有系統(tǒng)性的特征，與多種系統(tǒng)有關(guān)聯(lián)，比如數(shù)控系統(tǒng)、電路系統(tǒng)、進(jìn)給控制系統(tǒng)。故障發(fā)生原因是多種多樣的，它具有不確定性，通過故障反映出來的現(xiàn)象，不一定能夠找到故障發(fā)生的本質(zhì)原因。因此，數(shù)控機(jī)床電氣故障的多樣性對(duì)維修人員提出了更高的要求，要求他們具備透過現(xiàn)象看到本質(zhì)的能力，在對(duì)各類故障的產(chǎn)生原因進(jìn)行分析的過程中，可使用系統(tǒng)分析方法。在使用系統(tǒng)分析方法的過程中，應(yīng)當(dāng)注意分析的順序。首先，要通過了解數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)的工作基本原理來確定故障方向，明確故障的種類。其次，針對(duì)問題實(shí)行合理的方案。所以，對(duì)數(shù)控機(jī)床的維修，應(yīng)當(dāng)明確其控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，明確其工作原理，然后根據(jù)信息流和控制流的動(dòng)向來分析。除此之外，數(shù)控機(jī)床的維修人員還應(yīng)當(dāng)懂得數(shù)控機(jī)床組成結(jié)構(gòu)框圖、控制設(shè)備與機(jī)床電氣連接關(guān)系圖等。

2.3 根據(jù)電氣控制原理尋找故障原因

從事機(jī)電維修的人員都知道，通過借助電氣圖，能夠了解電氣設(shè)備的工作原理，對(duì)產(chǎn)品的構(gòu)成和功能進(jìn)行描述，為拆裝提供有價(jià)值的信息。在數(shù)控機(jī)床電氣維修過程中，不能僅僅只是通過傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)對(duì)故障進(jìn)行判斷，應(yīng)當(dāng)明白數(shù)控機(jī)床電氣這個(gè)控制系統(tǒng)類似于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，該系統(tǒng)在機(jī)床的各個(gè)部位都有分布。通過電氣工作原理和控制線路來分析并判斷故障原因和出現(xiàn)的部位，采取合理的維修方式進(jìn)行維修。如果能夠發(fā)現(xiàn)故障原因，那么故障就很容易被排除。所以，在現(xiàn)代化的機(jī)床電氣維修中，故障的分析與診斷是非常關(guān)鍵的。

對(duì)于數(shù)控機(jī)床故障分析與診斷中，電氣控制圖是基礎(chǔ)性的。應(yīng)當(dāng)通過故障的現(xiàn)象，根據(jù)電氣圖中電路動(dòng)作、電路的順序等來對(duì)故障進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)可疑的故障之處。數(shù)控機(jī)床電氣故障通過多種元件的不正常運(yùn)行狀態(tài)表現(xiàn)出來，比如電子、電器件、電源等。對(duì)于故障的確定，必須是基于分析和判斷進(jìn)行故障點(diǎn)檢測(cè)的確定，當(dāng)充分把握接線圖和設(shè)備技術(shù)參數(shù)，才可以更加準(zhǔn)確地對(duì)有關(guān)元器件進(jìn)行測(cè)量，從而做出更加準(zhǔn)確的判斷。對(duì)于一個(gè)維修人員來講，讀懂各種圖是非常關(guān)鍵的。

2.4 合理使用故障診斷程序和PLC梯形圖

在數(shù)控技術(shù)持續(xù)發(fā)展和改進(jìn)的過程中，數(shù)控機(jī)床診斷技術(shù)逐步得到提升?？稍跀?shù)控機(jī)床系統(tǒng)程序中添加故障自診斷程序。在現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床控制中，使用PLC電氣控制非常普遍，這種控制能夠借助系統(tǒng)動(dòng)態(tài)梯形圖信號(hào)快速地對(duì)故障部位進(jìn)行跟蹤。通過故障診斷程序和PLC梯形圖，使數(shù)控機(jī)床故障診斷效率大大提升。數(shù)控機(jī)床具備開機(jī)自診斷故障功能，當(dāng)檢測(cè)到系統(tǒng)硬件或軟件出現(xiàn)異常情況時(shí)，發(fā)射報(bào)警信號(hào)。CNC系統(tǒng)中內(nèi)置的診斷程序，能夠檢測(cè)和監(jiān)測(cè)伺服裝置和外部設(shè)備，當(dāng)系統(tǒng)自身出現(xiàn)問題時(shí)，系統(tǒng)診斷畫面和伺服調(diào)整畫面發(fā)射診斷信號(hào)，通過這個(gè)信號(hào)能夠?qū)收铣霈F(xiàn)的部位進(jìn)行判斷。目前，只有少數(shù)的數(shù)控機(jī)床PLC不能調(diào)出動(dòng)態(tài)梯形圖，也就是說，對(duì)于大部分?jǐn)?shù)控機(jī)床而言，可以通過梯形圖的變化來判斷故障出現(xiàn)的位置，該方法跟傳統(tǒng)的使用萬能表測(cè)量方法相比，其優(yōu)勢(shì)是很明顯的。在通過PLC梯形圖來診斷機(jī)床故障的方法中，應(yīng)當(dāng)明確機(jī)床的工作原理、動(dòng)作先后順序。

2.5 用直觀法和交換法診斷故障最有效

在數(shù)控機(jī)床電氣故障中，強(qiáng)電故障比弱電故障更常見。強(qiáng)電故障是由一些元器件以及其所在電路損壞導(dǎo)致的故障，這些元器件主要包括接觸器、熔斷器、行程開關(guān)等。在對(duì)這些故障進(jìn)行診斷的過程中，應(yīng)明確故障現(xiàn)象的特點(diǎn)，可通過直接觀察法去對(duì)數(shù)控機(jī)床從外到內(nèi)進(jìn)行逐步的檢查，有時(shí)候還需要做一些測(cè)量，這樣才能快速發(fā)現(xiàn)故障的原因。對(duì)于弱電故障，由于弱電系統(tǒng)使用模塊化設(shè)計(jì)的比較多，所以其集成電路的規(guī)模呈增加趨勢(shì)，技術(shù)難度越來越大，所以根據(jù)常規(guī)處理方法，難以將故障鎖定在較小的范圍內(nèi)。如果由基本故障特征明確了故障的范圍，在某些情況下，可用替換法來代替故障部位。綜上，合理使用直觀法、交換法，可在診斷故障中發(fā)揮有效作用。

3 小結(jié)

數(shù)控機(jī)床如果出現(xiàn)電氣故障，那么其安全和功能都會(huì)出現(xiàn)影響。從數(shù)控機(jī)床電氣故障診斷的原則入手，有效提高數(shù)控機(jī)床電氣故障判斷能力，達(dá)到對(duì)數(shù)控機(jī)床電氣故障迅速的排除的目的。通過理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐相結(jié)合的方法，逐步提升控機(jī)床電氣故障的相關(guān)判斷和維修經(jīng)驗(yàn)。只有這樣，才能真正降低數(shù)控機(jī)床電氣故障導(dǎo)致的損失，為數(shù)控機(jī)床電氣穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。

［1］李秀風(fēng)，孫振燕，馮建棟.數(shù)控機(jī)床常見故障的排除方法［J］.機(jī)械制造與自動(dòng)化，2012（4）：91-93.

［2］王字峰，張甲英，林允森.淺談數(shù)控機(jī)床常見故障排除［J］.機(jī)床電器，2005（2）：26-28.

［3］周東平.機(jī)電設(shè)備故障診斷與維修［M］.北京：科學(xué)出版社，2009.

［4］葉小榮.數(shù)控機(jī)床電氣設(shè)備故障的維修與保養(yǎng)分析［J］.科技與企業(yè)，2013（11）：317.

［5］孫敏敏.關(guān)于數(shù)控機(jī)床電氣維修技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)的探討［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013（29）：104.

［6］何云.數(shù)控機(jī)床的電氣維修技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)探討［J］.電子制作，2013（10）：232.

［7］胡成龍，焦紅衛(wèi).數(shù)控機(jī)床電氣故障維修方法［J］.武漢工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2013（4）：54-56.

［8］鄭小年.數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修［M］.武漢：華中科技大學(xué)出版社，2005.

［9］楊克沖，陳吉紅，鄭小年.數(shù)控機(jī)床電氣控制［M］.湖北:華中科技大學(xué)出版社，2005.

［10］陳吉紅，楊克沖.數(shù)控機(jī)床實(shí)驗(yàn)指南［M］.武漢:華中科技大學(xué)出版社，2003.

［11］張立新，謝志根，魏敏.數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)典型故障的原因分析及維護(hù)［J］.機(jī)械制造，2001，（2）：115-115.

［12］彭二寶，王宏穎，翟嘵兵.數(shù)控機(jī)床檢測(cè)元件故障診斷及維修實(shí)例［J］.機(jī)床電器，2008，（4）：117-118.

［13］李文斌.CA6140車床常見電氣故障與處理研究［J］.科技展望.2017（15）：67.

［14］張玉萬.用系統(tǒng)工程方法探討排除設(shè)備電氣故障的一般規(guī)律［J］.山東建材學(xué)院學(xué)報(bào).1991（1）：56-60.

［15］張玉萬.用系統(tǒng)工程方法分析設(shè)備電氣故障［J］.設(shè)備管理與維修.1992（1）：15.

［16］席細(xì)勇，李威華，劉冬根，舒小兵.降低冷床區(qū)電氣故障時(shí)間［J］.設(shè)備管理與維修.2015（S1）：88-91.

［17］馬汝彩，張愛英，孟誠(chéng)真.數(shù)控電火花線切割機(jī)床常見電氣故障及排除方法［J］.機(jī)床電器.2012（1）：61-63.

［18］張瑋琪.切片機(jī)電氣故障的檢修與維護(hù)［J］.電子工業(yè)專用設(shè)備.2004（8）：69-71.

［19］齊永寧.數(shù)控機(jī)床電氣故障維修及排故［J］.民營(yíng)科技.2015（11）：6.

［20］徐旭.機(jī)床設(shè)備電氣故障的常用檢查方法［J］.電子制作.2013（5）：28.

［21］張恒艷，曹秀海.機(jī)床電氣線路電氣故障排除的教學(xué)策略［J］.中國(guó)現(xiàn)代教育裝備.2013（11）：55-56.

［22］吳玉娟，謝文，戴有華.基于FANUC-Oi Mate的教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)研究［J］.廣西輕工業(yè).2011（12）：80-81.

［23］金強(qiáng)敏.數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的故障診斷與維護(hù)［J］.中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品.2013（23）：113.

［24］張根保，張恒，龐繼紅，劉佳.數(shù)控機(jī)床液壓系統(tǒng)故障溯源及分析［J］.計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究.2012（4）：1356-1358.