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【摘 要】随着科技的迅速发展，控制理论和自动化技术也得到了较大发展，数控机床的应用变得普遍起来。但是，对这样的设备使用者往往更多地是看重其效能，而不重视对它的合理使用，对其日常保养及维修工作关注太少，等到故障出现时再临时抱佛脚造成停产停工的现象很是普遍。所以，故障分析与诊断是数控机床故障排除过程的最重要环节,分析出了故障原因,问题也就迎刃而解。
【关键词】数控;电气;故障;维修
1.数控机床电气故障分析及维修技术的一般步骤
1.1询问调查
在接到机床现场出现故障要求排除的信息时，首先应要求操作者尽量保持现场故障状态，不做任何处理，这样有利于迅速、准确地分析故障原因。同时仔细询问故障指示情况、故障表象及故障产生的背景情况，依此做出初步判断，以便确定现场排故所应携带的工具、仪表、图纸资料、备件等，减少往返时间。
1.2现场检查
到达现场后，首先要验证操作者提供各种情况的准确性、完整性，从而核实初步判断的准确度。由于操作者的水平限制，对故障状况描述不清甚至完全不准确的情况不乏其例。
1.3故障分析
根据已知的故障状况分类分析故障类型，从而确定排故原则。由于大多数故障是有指示的，所以一般情况下对照机床配套的数控系统诊断手册和使用说明书，可以列出产生该故障的多种原因。
1.4确定原因
对多种可能的原因进行排查从中找出本次故障的真正原因，这时对维修人员是一种对该机床熟悉程度、知识水平、实践经验和分析判断能力的综合考验。
1.5排故准备
有些故障的排除方法可能很简单，有些故障则往往较复杂，需要做一系列的准备工作。例如工具仪表的准备、局部的拆卸、零部件的修理、元器件的采购甚至排故计划步骤的制定等等。
2.数控机床电气系统故障的特点
故障原因明了是电气系统故障维修的特点，诊断也比较好做，可是故障率却很高。每个电器元件都有自己的使用寿命，如果处于非正常使用的状态，寿命周期缩短会更加缩短，如开关触头长期遭受过电流使用，从而造成烧损、粘连，直至开关损坏。电气系统是个比较脆弱的系统，很容易受到外界的影响，如在外部环境温度过高的情况下，电柜容易升温过高导致一些电损坏。有时老鼠对电器元件和电器线路的肯叫也会造成电气系统的故障。操作人员的认为造作失误也会造成电气系统的故障，如操作人员的非正常操作会使开关手柄损坏、限位开关被撞坏的情况。
由于长期遭受磨损，线路、线缆会出现断线或短路，冷却水和油液流入蛇皮管线内，而使管线长期被浸泡，导致橡胶电线膨胀、粘化，使其绝缘性大大降低而造成短路、放炮。液体流入电动刀架、排屑器、冷却泵器等异步电动机内，损坏了轴承，使电动机出现故障。
机床电器系统按其故障的性质、出现原因和表现形式可以分成以下几类：以故障发生的部位为依据分硬件故障和软件故障；以故障出现时有无故障提示为依据分为有指示性故障和无指示性故障；依据故障是否有破坏性为标准分为破坏性故障和无破滑行故障；按故障出现的几率分为系统性故障和随机性故障。
3.数控机床电气故障分析
3.1数控装置的故障分析
数控装置部分的故障有软件故障和硬件故障。
3.1.1软件故障
加工程序编制出错、机床数据设置不当、系统后备电池失效、操作者操作失误、数据通讯过程中电网瞬间停电等，都将会导致部分或全部数据丢失。这类故障软件故障可以执行数控装置中机床参数的清除或初始化后，重新将正确备份数据输入故障就可排除。
3.1.2硬件故障
控制系统某元器件接触不良或损坏、无供电电源等，这种故障必须更换损坏的器件或者维修后才能排除故障。
3.2PLC 控制器的故障分析
PLC 的故障可分为软件故障和硬件故障两部分。
3.2.1软件故障
数控机床有PLC用户程序，用户程序编制不好，在数控机床运行时会发生一些无报警的机床故障，因此PLC 用户程序要编制好。
3.2.2硬件故障
在PLC 输入输出模块出现问题而引起的故障属于硬件故障。有时个别输入输出口出现故障，可以通过修改PLC 程序，可使用备用接口替代出现故障的接口。
3.3伺服系统的故障分析
数控机床伺服控制系统是数控机床故障率最高的部分。伺服控制系统可分为直流伺服控制单元、直流永磁电动机和交流伺服控制单元、交流伺服电动机有两个部分，两者各有其优、缺点。伺服系统的故障一般都是由于伺服控制单元、伺服电动机、测速装置、编码器等出现问题引起的，要分别对各单元进行分析。
3.4显示的故障分析
利用状态显示的诊断功能现代数控系统不但能将故障诊断信息显示出来，而且能以诊断地址和诊断数据的形式提供诊断的各种状态。该法也是诊断故障的一种基本方法，适合诊断复杂机构故障。
3.5控制元件、检测开关的故障分析
机床常见的控制元件、检测开关有：检测开关、液压元件、气动元件、电气执行元件、机械装置等，这些常见的机床控制元件、检测开关由于接触不良引起各种故障比较多，这类故障一般稍有点维修知识就可以解决，但是检修这类故障要用仪器仪表配合检查。
4.数控机床电气故障的排除与维修技术
4.1严格遵循操作规程数控系统编程、操作和维修人员必须经过专门的技术技能培训，熟悉数控机床的机械、数控系统、强电设备、液压、气源等部分的使用；按机床和系统使用说明的要求使用。尽量避免因操作不当引起的故障。
4.2对纸带阅读机或磁盘阅读机的定期维护纸带阅读机或磁盘阅读机是数控系统输入的重要装置，数控系统参数、用户宏程序和零件程序都要通过它输入到CNC 内部。纸带阅读机读带部分有污物会使读人的纸带信息出现错误。所以操作者应对其进行检查，用纱布蘸酒精擦净污物。对纸带阅读机的运动部分，如主动轮滚轴、导向滚轴、压紧滚轴等每周应定时清理，对导向滚轴、张紧臂滚轴等每半年一次加注润滑油。对于磁盘阅读机中磁盘驱动器内的磁头，应用专用清洗盘定期进行清洗。
4.3防止数控装置过热定期清理数控装置的散热通风系统，经常检查数控装置上各冷却风扇工作是否正常。根据车间环境状况，一个季度应检查清扫一次，具体方法：拧下螺钉，拆下空气过滤器；在轻微振动过滤器的同时，用压缩空气由里向外吹掉空气过滤器内的灰尘；如果太脏，可用中性清洁剂冲洗，置于阴凉处晾干。
4.4监视数控系统的电网电压数控系统允许的电网电压范围在额定值的85％~110%，如果超出范围，轻则使数控系统不能稳定工作，重则会造成重要电子部件损坏。因此，要经常注意电网电压的波动。对于电网质量比较恶劣的地區，应及时配置数控系统专用的交流稳压电源装置，使故障率降低。
4.5定期检查和更换直流电动机电刷一些数控机床上使用的是直流电动机。这种电动机电刷的过度磨损会影响其性能甚至损坏。所以，必须定期检查电刷。数控车床、数控铣床、加工中心等，应每年检查一次，频繁加速机床（如冲床等），应两个月检查一次。
4.6防止尘埃进入数控装置内除检修外，要少开电气柜门。防止车间内空气中飘浮的灰尘和金属粉末落在印制电路板和电气接插件上，造成元件间绝缘电阻下降，出现故障或使元件损坏。有些数控机床的主轴控制系统安置在强电柜中，强电门关得不严，使电器元件损坏、主轴控制失灵。夏天气温过高时，有些使用者打开数控柜门，用电风扇往数控柜内吹风，以降低机内温度。
5.结语
综上所述，目前在这方面的很多维修人员知识不够全面，而数控机床是企业生产中的关键设备，无论是设备的价格还是产品的价格都很昂贵，机床的使用寿命对企业来说是非常重要的。在数控机床电气出现故障的情况下采取各种有效措施及时排除故障外，还要在平时注意对其精心使用和维护，做到防患于未然。
【参考文献】
［１］郭士义.数控机床故障诊断与维修.北京:机械工业出版社,2005.
［２］高白川.浅谈数控机床的诊断与维修方法[J].科技信息，2010(23)：106-106.
【关键词】数控;电气;故障;维修
1.数控机床电气故障分析及维修技术的一般步骤
1.1询问调查
在接到机床现场出现故障要求排除的信息时，首先应要求操作者尽量保持现场故障状态，不做任何处理，这样有利于迅速、准确地分析故障原因。同时仔细询问故障指示情况、故障表象及故障产生的背景情况，依此做出初步判断，以便确定现场排故所应携带的工具、仪表、图纸资料、备件等，减少往返时间。
1.2现场检查
到达现场后，首先要验证操作者提供各种情况的准确性、完整性，从而核实初步判断的准确度。由于操作者的水平限制，对故障状况描述不清甚至完全不准确的情况不乏其例。
1.3故障分析
根据已知的故障状况分类分析故障类型，从而确定排故原则。由于大多数故障是有指示的，所以一般情况下对照机床配套的数控系统诊断手册和使用说明书，可以列出产生该故障的多种原因。
1.4确定原因
对多种可能的原因进行排查从中找出本次故障的真正原因，这时对维修人员是一种对该机床熟悉程度、知识水平、实践经验和分析判断能力的综合考验。
1.5排故准备
有些故障的排除方法可能很简单，有些故障则往往较复杂，需要做一系列的准备工作。例如工具仪表的准备、局部的拆卸、零部件的修理、元器件的采购甚至排故计划步骤的制定等等。
2.数控机床电气系统故障的特点
故障原因明了是电气系统故障维修的特点，诊断也比较好做，可是故障率却很高。每个电器元件都有自己的使用寿命，如果处于非正常使用的状态，寿命周期缩短会更加缩短，如开关触头长期遭受过电流使用，从而造成烧损、粘连，直至开关损坏。电气系统是个比较脆弱的系统，很容易受到外界的影响，如在外部环境温度过高的情况下，电柜容易升温过高导致一些电损坏。有时老鼠对电器元件和电器线路的肯叫也会造成电气系统的故障。操作人员的认为造作失误也会造成电气系统的故障，如操作人员的非正常操作会使开关手柄损坏、限位开关被撞坏的情况。
由于长期遭受磨损，线路、线缆会出现断线或短路，冷却水和油液流入蛇皮管线内，而使管线长期被浸泡，导致橡胶电线膨胀、粘化，使其绝缘性大大降低而造成短路、放炮。液体流入电动刀架、排屑器、冷却泵器等异步电动机内，损坏了轴承，使电动机出现故障。
机床电器系统按其故障的性质、出现原因和表现形式可以分成以下几类：以故障发生的部位为依据分硬件故障和软件故障；以故障出现时有无故障提示为依据分为有指示性故障和无指示性故障；依据故障是否有破坏性为标准分为破坏性故障和无破滑行故障；按故障出现的几率分为系统性故障和随机性故障。
3.数控机床电气故障分析
3.1数控装置的故障分析
数控装置部分的故障有软件故障和硬件故障。
3.1.1软件故障
加工程序编制出错、机床数据设置不当、系统后备电池失效、操作者操作失误、数据通讯过程中电网瞬间停电等，都将会导致部分或全部数据丢失。这类故障软件故障可以执行数控装置中机床参数的清除或初始化后，重新将正确备份数据输入故障就可排除。
3.1.2硬件故障
控制系统某元器件接触不良或损坏、无供电电源等，这种故障必须更换损坏的器件或者维修后才能排除故障。
3.2PLC 控制器的故障分析
PLC 的故障可分为软件故障和硬件故障两部分。
3.2.1软件故障
数控机床有PLC用户程序，用户程序编制不好，在数控机床运行时会发生一些无报警的机床故障，因此PLC 用户程序要编制好。
3.2.2硬件故障
在PLC 输入输出模块出现问题而引起的故障属于硬件故障。有时个别输入输出口出现故障，可以通过修改PLC 程序，可使用备用接口替代出现故障的接口。
3.3伺服系统的故障分析
数控机床伺服控制系统是数控机床故障率最高的部分。伺服控制系统可分为直流伺服控制单元、直流永磁电动机和交流伺服控制单元、交流伺服电动机有两个部分，两者各有其优、缺点。伺服系统的故障一般都是由于伺服控制单元、伺服电动机、测速装置、编码器等出现问题引起的，要分别对各单元进行分析。
3.4显示的故障分析
利用状态显示的诊断功能现代数控系统不但能将故障诊断信息显示出来，而且能以诊断地址和诊断数据的形式提供诊断的各种状态。该法也是诊断故障的一种基本方法，适合诊断复杂机构故障。
3.5控制元件、检测开关的故障分析
机床常见的控制元件、检测开关有：检测开关、液压元件、气动元件、电气执行元件、机械装置等，这些常见的机床控制元件、检测开关由于接触不良引起各种故障比较多，这类故障一般稍有点维修知识就可以解决，但是检修这类故障要用仪器仪表配合检查。
4.数控机床电气故障的排除与维修技术
4.1严格遵循操作规程数控系统编程、操作和维修人员必须经过专门的技术技能培训，熟悉数控机床的机械、数控系统、强电设备、液压、气源等部分的使用；按机床和系统使用说明的要求使用。尽量避免因操作不当引起的故障。
4.2对纸带阅读机或磁盘阅读机的定期维护纸带阅读机或磁盘阅读机是数控系统输入的重要装置，数控系统参数、用户宏程序和零件程序都要通过它输入到CNC 内部。纸带阅读机读带部分有污物会使读人的纸带信息出现错误。所以操作者应对其进行检查，用纱布蘸酒精擦净污物。对纸带阅读机的运动部分，如主动轮滚轴、导向滚轴、压紧滚轴等每周应定时清理，对导向滚轴、张紧臂滚轴等每半年一次加注润滑油。对于磁盘阅读机中磁盘驱动器内的磁头，应用专用清洗盘定期进行清洗。
4.3防止数控装置过热定期清理数控装置的散热通风系统，经常检查数控装置上各冷却风扇工作是否正常。根据车间环境状况，一个季度应检查清扫一次，具体方法：拧下螺钉，拆下空气过滤器；在轻微振动过滤器的同时，用压缩空气由里向外吹掉空气过滤器内的灰尘；如果太脏，可用中性清洁剂冲洗，置于阴凉处晾干。
4.4监视数控系统的电网电压数控系统允许的电网电压范围在额定值的85％~110%，如果超出范围，轻则使数控系统不能稳定工作，重则会造成重要电子部件损坏。因此，要经常注意电网电压的波动。对于电网质量比较恶劣的地區，应及时配置数控系统专用的交流稳压电源装置，使故障率降低。
4.5定期检查和更换直流电动机电刷一些数控机床上使用的是直流电动机。这种电动机电刷的过度磨损会影响其性能甚至损坏。所以，必须定期检查电刷。数控车床、数控铣床、加工中心等，应每年检查一次，频繁加速机床（如冲床等），应两个月检查一次。
4.6防止尘埃进入数控装置内除检修外，要少开电气柜门。防止车间内空气中飘浮的灰尘和金属粉末落在印制电路板和电气接插件上，造成元件间绝缘电阻下降，出现故障或使元件损坏。有些数控机床的主轴控制系统安置在强电柜中，强电门关得不严，使电器元件损坏、主轴控制失灵。夏天气温过高时，有些使用者打开数控柜门，用电风扇往数控柜内吹风，以降低机内温度。
5.结语
综上所述，目前在这方面的很多维修人员知识不够全面，而数控机床是企业生产中的关键设备，无论是设备的价格还是产品的价格都很昂贵，机床的使用寿命对企业来说是非常重要的。在数控机床电气出现故障的情况下采取各种有效措施及时排除故障外，还要在平时注意对其精心使用和维护，做到防患于未然。
【参考文献】
［１］郭士义.数控机床故障诊断与维修.北京:机械工业出版社,2005.
［２］高白川.浅谈数控机床的诊断与维修方法[J].科技信息，2010(23)：106-106.