数控机床电气故障分析及维修技巧

优胜编程龚老师

数控机床电气故障分析及维修技巧:



数控机床是数字控制机床(Computer numerical control machine tools)的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。

1、数控机床电气故障的诊断

通常，机床制造厂提供数控机床的PLC程序清单或梯形图，维护人员往往根据PLC程序分析故障原因，这对机床的维护人员技能提出了要求。如果维护人员不懂数控系统的PLC语言，诊断工作将十分困难的。随着数控机床制造技术的发展，数控机床的诊断功能也成为衡量数控机床性能的一个技术指标。数控系统可以提供硬件、驱动器、编程、操作等相关的诊断功能，包括带有明确文字说明的报警信息，或提供在线帮助功能，或提供报警手册。机床电气故障的诊断也越来越受到机床制造厂的重视。

2、数控机床的电气故障原因和诊断分析

数控机床的电气故障出现的原因主要有电源故障、数控系统位置环故障、偶发停机故障、主轴伺服系统主轴转速异常等。如图1所示。浅谈数控机床电气故障分析及维修技术

2.1电源故障

维持数控机床系统正常工作的组成部分中，电源对数控机床的影响较大。可以直接造成数控机床系统的停机或者系统损坏。西方发达国家由于科技水平质量较高，对机床的电源设计缺少考虑。相对西方国家来说，我国的电力供电网有较大波动和高次谐波，再加上人为因素的影响，机床的电源故障等时有发生。

2.2数控系统位置环故障

(1)无指令情况下，坐标轴产生运动。这种情况的发生，可能是因为数控机床系统坐标轴漂移过大、速度或位置环的连接不当、反馈的接线开路、系统测量元件遭到损坏等。

(2)数控机床的坐标无法对零点进行查找。此类情况的发生与接线开路或编码器损坏、光回零减速开关失灵、栅零点标记移位、零方向远离零点等原因有关。(3)位置环警报。造成这种状况可能是系统的测量元件已经被损坏、不存在建立的控制接口信号、位置测量回路开路等原因造成的。

(4)机床加工的工件质量上下降，在动态性上变差，甚至在可能在达到某些速度值时产生震动。导轨润滑不充分以至磨损或者机械传动系统间隙过大，甚至磨损严重，可能是造成这种状况最大的原因。在排除机械故障后对系统的电气控制上的速度和位置环以及相关参数的匹配状态进行检查调整。

2.3偶发的停机故障

这种情况的发生与两种原因有关：如果在机床断电后重新通电后故障便会消除，便是机床的某些特定的操作与功能运行组合下，引发了相关软件在设计中的BUG而导致。另一种是机床在湿度过大。在我国部分地区，机床常常被置于厂房大门附近，在机床运行时长时间开着机床电源柜的门，附近空气中的大量粉尘、金属碎屑或者水雾便进入其中，从而影响到电源设备的正常工作。

2.4主轴伺服系统主轴转速异常

机床主轴伺服系统的主轴速度异常原因有多种可能，首先，数控机床的机械传动部位的变速系统可能产生异常，必须对其加以重新调整。其次，便是主轴驱动器的电缆连接中断或者驱动器的状态指示灯损坏，必须对电缆加以重新连接或者更换指示灯。再次，便是机床控制柜中的位置控制板输出信号的稳定性变差所致。如果上述问题均可排除，可以再对控制板加以进一步的查看。

3、数控机床电气故障的排除与维修技术

3.1严格遵循操作规程

数控系统编程、操作以及维修人员要严格遵守操作规程，严格按照机床和系统使用说明书来进行操作，尽量避免因为操作不当使数控机床出现电气故障。

3.2对纸带阅读机或磁盘阅读机的定期维护

数控机床的操作者要对纸带阅读机的运动部分进行定时清理，每周一次，要对导向滚轴、张紧臂滚轴加注润滑油，每半年一次。除此之外，还要专门清洗磁盘阅读机中磁盘驱动器内的磁头，要使用专用清洗盘定期进行清洗。

3.3监视数控系统的电网电压

对于数控系统而言，其电网电压额定值的安全范围在85%-110%，在这个范围之外，数控系统的工作就会出现不稳定的情况，甚至还有可能损坏重要的电子元器件。这就要求数控机床操作者应该时刻关注数控系统的电压波动。在一些电网质量不高的地区，要在数控系统上装设专用的交流稳压电源装置，达到降低故障发生率的目的。

3.4定期检查和更换直流电动机电刷

要对数控车床，数控铣床以及加工中心等进行每年一次的检查，对于频繁加速的机床，比如冲床工艺，要进行两个月一次的检查。

4、总结

综上所述，数控机床操作者要定期对数控系统的硬件以及软件进行检查，确保数控机床能够安全稳定工作的同时，将数控机床可能出现的故障消除在萌芽状态。数控机床操作者要学会分析数控系统出现的故障，懂得如何维修以及维护数控系统，确保数控机床能够正常工作。