數(shù)控機床電氣故障維修分析

李曉 李曉婧

摘 要：數(shù)控機床的診斷功能是衡量數(shù)控機床的一個重要指標(biāo)，數(shù)控機床診斷系統(tǒng)可以提供硬件驅(qū)動器、編程操作等相關(guān)的診斷功能以及具有明確文字說明的報警信息和在線提供幫助功能等等。目前機床電氣故障的解決途徑越來越受到人們的重視，要提高數(shù)控機床操作技術(shù)和維護水平，就要根據(jù)數(shù)控機床所在實際情況，健全數(shù)控機床電氣故障維修保養(yǎng)制度。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機床；故障診斷；維護保養(yǎng)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.07.010

在保證數(shù)控機床能夠正常運行的同時，消除可能出現(xiàn)的故障，是提高數(shù)控機床生產(chǎn)效率的重要手段，要保證工件的加工精度，就必須避免電氣系統(tǒng)經(jīng)常發(fā)生故障，加強對數(shù)控機床系統(tǒng)的維修保養(yǎng)。數(shù)控機床電氣系統(tǒng)故障主要包括數(shù)控系統(tǒng)位置環(huán)故障、電源故障、停機故障等等，維修人員主要通過數(shù)控機床的PLC程序查找分析故障，在日常的維修和保養(yǎng)中減少故障發(fā)生的原因。

1 數(shù)控機床的原理和特點

數(shù)控機床的工作原理是按照工件需要的尺寸和參數(shù)，將工件的運動軌跡設(shè)定為固定的方向，并分割成最小移動量，再用最小移動量為單位，按照軌跡進行刀具和設(shè)備的擬合，通過系統(tǒng)設(shè)定的坐標(biāo)軸，驅(qū)動機床進行機械加工，坐標(biāo)軸按照最小位移量進行移動，實現(xiàn)刀具的運動，從而來完成零件加工。

數(shù)控機床的特點包括：

（1）生產(chǎn)效率高。數(shù)控機床在機械加工中可以選擇加工最佳參數(shù)，實現(xiàn)工件加工的準(zhǔn)確定位，可以自動設(shè)定最佳的運動路線和進行工件的裝夾，具有主軸轉(zhuǎn)速高和結(jié)構(gòu)剛性好的特點，可以減少調(diào)整和輔助時間，一次完成多道工序，實現(xiàn)一機多用，節(jié)省了調(diào)試時間[1]。

（2）工件加工更精確。由于數(shù)控機床的內(nèi)部傳動系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)具有更高的精度，安裝程序不需要人工干預(yù)，可以實現(xiàn)自動加工，零件的加工精度更高，可以不斷提升生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，減少不必要的損失，降低加工成本。

（3）生產(chǎn)柔性大。在機械加工過程中，需要面對不同的零件加工的需求，零件的尺寸和參數(shù)要求都不相同，在此情況下，數(shù)控機床系統(tǒng)要實現(xiàn)多種零件的生產(chǎn)，可以改變加工程序，從而改變加工工序和加工工藝，實現(xiàn)不同零件的小批量生產(chǎn)。

（4）生產(chǎn)自動化程度高。數(shù)控機床系統(tǒng)可以實現(xiàn)生產(chǎn)加工的自動化，大大減輕了操作者的勞動程度，提高了工作效率，改善了勞動者的工作環(huán)境。

2 數(shù)控機床的故障診斷以及排除

數(shù)控機床故障的診斷可以使用自我診斷，也可以使用儀器進行檢查，在數(shù)控機床中可以安裝自動化診斷系統(tǒng)，在發(fā)生故障后及時對系統(tǒng)進行診斷，發(fā)現(xiàn)問題，可以在系統(tǒng)中發(fā)出警報，標(biāo)示故障出現(xiàn)的區(qū)域，對于不同的故障類型，可以發(fā)出不同的警報。

（1）機床啟動后，系統(tǒng)一直報急停警。在系統(tǒng)啟動后一直報急停警，并且伴隨著其它報警信息的，會影響到機床的正常運行[2]。在進行故障診斷時，可以在數(shù)控系統(tǒng)的PLC狀態(tài)下查看機床的輸入和輸出狀態(tài)，正常輸入輸出狀態(tài)下，可以根據(jù)機床電氣及電路圖紙排查故障，沒有發(fā)現(xiàn)故障的，要檢查急停開關(guān)是否損壞。

（2）手動模式下刀位不轉(zhuǎn)換。數(shù)控機床手動模式下刀位不轉(zhuǎn)換的，要首先檢查輸入和輸出信號狀態(tài)，檢測不到輸入輸出信號的，要檢查相關(guān)的信號線路，發(fā)現(xiàn)損壞的要及時更換，刀具的信號線和方向盤連接處的信號線要保證正常通路。檢測輸入和輸出信號狀態(tài)正常的，要查看電器柜中的繼電器指示燈和接觸器，并檢查刀架在吸合的瞬間是否正常過電，沒有電流反應(yīng)的，可能為電器損壞。

（3）手動狀態(tài)下冷卻機不工作。手動方式下冷卻機不工作的的，首先檢查冷卻機的輸入和輸出信號狀態(tài)，并根據(jù)冷卻機的電路圖紙檢查電路，發(fā)現(xiàn)電路短路和斷路的要及時處理，檢查電路中的各電器元件，以及冷卻機的電壓是否正常，確定冷卻機的電路正常通電[3]。

（4）上電后出現(xiàn)空開跳閘現(xiàn)象。上電后立即出現(xiàn)空開跳閘現(xiàn)象的，不要急于上電，要先檢查電路，查找空開跳閘的原因，可能是額定電流小于機床需要的電流，也有可能是三相電短路或者某電路出現(xiàn)了問題。

（5）數(shù)控系統(tǒng)位置環(huán)出現(xiàn)故障報警。數(shù)控系統(tǒng)位置環(huán)出現(xiàn)故障的，一般會進行故障報警，此時要檢測位置測量回路、測量元件和位置環(huán)控制接口等等，位置測量回路開路、測量元件損壞以及接口信號不存在等，都會做成坐標(biāo)軸在缺乏指令的情況下運動，給工件加工造成障礙。另外，坐標(biāo)軸偏移過大，位置環(huán)和速度形成正反饋的，也可能是反饋線路元件發(fā)生損壞。

（6）工件加工質(zhì)量出現(xiàn)問題。工件加工質(zhì)量出現(xiàn)問題的，可能是機械傳動系統(tǒng)間隙過大或者磨損嚴(yán)重，導(dǎo)致導(dǎo)軌出現(xiàn)磨損。電氣控制系統(tǒng)的速度環(huán)位置與相關(guān)參數(shù)不匹配，也有可能影響工件加工質(zhì)量，可以在機械故障基本排除后重新進行最佳化調(diào)整。

（7）偶發(fā)性停機。偶發(fā)性停機是由于某些特定操作與功能組合下數(shù)控機床系統(tǒng)的停機故障，可以將機床斷電，再重新通電，偶發(fā)性停機一般會消失。但是由于環(huán)境條件引起的停機，不僅會造成機床故障，嚴(yán)重時還會損壞系統(tǒng)，其主要原因包括電網(wǎng)或設(shè)備干擾，溫度過高，機床附近產(chǎn)生大量的粉塵、金屬屑或水霧等也會造成故障。

3 結(jié)語

數(shù)控機床電氣系統(tǒng)在機械加工過程中發(fā)揮著重要作用。電氣系統(tǒng)發(fā)生故障，就會對數(shù)控機床的正常運行產(chǎn)生嚴(yán)重影響。要減少數(shù)控機床電氣系統(tǒng)故障的發(fā)生，就要在平時加強對數(shù)控機床電氣系統(tǒng)的維修保養(yǎng)。在故障發(fā)生后要及時維修處理，根據(jù)PLC系統(tǒng)查找分析故障原因，分清故障發(fā)生的部位，并根據(jù)故障原因進行維修和更換，提升數(shù)控機床電氣系統(tǒng)維修保養(yǎng)水平，促進數(shù)控機床電氣維修系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運行。

參考文獻(xiàn)：

[1]余志鋼，易端前，李磊.數(shù)控機床電氣系統(tǒng)的故障診斷與維修[J]. 民營科技，2016（04）：24.

[2]胡曉麗，高玉丹，李雅潔.淺談數(shù)控機床電氣故障分析及維修技術(shù)[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016（04）：21.

[3]張晶輝.數(shù)控機床典型電氣故障診斷與維修[J].機械工程與自動化，2016（01）：205-207.