数控机床电气故障维修关键技术分析
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作者:孔琳
[摘 要] 数控机床诊断功能是衡量数控机床是否运行稳定的关键与重要指标，数控机床诊断系统可以为系统提供各种诊断功能，探究分析数控机床电气故障维修的关键技术手段，构建完善的养护规范要求可以为数控机床电气故障维修工作开展提供参考。基于此，分析数控机床电气系统特征，总结数控机床电气故障特征和数控机床电气故障关键技术手段。
[关 键 词] 数控机床;电气故障;维修关键技术
[中图分类号] TG659 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2019）21-0156-02
为了保障数控机床可以正常运行，及时合理规避出现的故障问题，可以提升数控机床生产效率，提升工作质量。数控机床电气故障问题主要就是系统位置环故障、电源故障以及停机故障等，维修人员要根据实际状况精准查找故障问题，进而合理规避各种故障问题，保障系统的稳定运行。
一、数控机床电气系统特征
（一）高稳定性
在数控机床电气系统运行中，运行环境的安全性以及稳定性是保障质量与效率的关键。数控机床电气系统的应用会受到周边环境等因素的影响，受到不同程度的侵蚀。为了满足机床的应用目的，适应周边环境，在电气系统内部要通过一定技术手段进行处理，进而提升整体性能指标。例如，保障其可以是一帮交流供电系统电压波动，提升数控机床电气系统性能，增强供电网络噪声干扰抑制性。
（二）高安全性
数控机床电气系统在运行中对周边环境要求严格，如果受到外在因素影响，导致其出现质量隐患就会诱发严重的安全隐患问题，会给数控机床电气系统以及操作人员造成一定的影响。因此，在数控机床运行中要做好系统处理，提升整体的绝缘性能以及接地性能。例如，为了提升数控机床电气系统的安全性，就要加强对电器装置的绝缘处理，保障其防护的安全性、接地系统的牢靠性。
（三）可维护性
数控机床电气系统是在系统中应用较为频繁的部分，在运行中会受到各种因素的影响，出现不同程度的磨损以及故障问题，为了保障其稳定运行，就要保障其具有高可维护性的特征。基于数控机床角度分析，在电气系统中对一些应用较为频繁的部件必须要及时更换，要保障电气系统安装装置，提升整体的灵敏度，同时要降低虚警率。
二、数控机床电气系统故障特点
在现代数控机床电气系统设计中整体结构设计倾斜，在系统内部中设置有故障自检系统，数控机床电气系统故障诊断较为简单，故障原因确定清晰，但是会出现较高的故障概率。数控机床电气系统的电器元件损耗较为严重，电气系统如果不稳定运行就会造成损耗等问题。例如，在电气系统开关触头运行中，如果长期在过电流状态之下运行就会导致触头温度过高，进而造成触头出现烧毁以及黏连等一些故障问题。数控机床电气系统对外部的环境要求相对较为严格，如果在高温状况下运行会导致电气元件出现不同程度的损坏。
数控机床电气系统出现故障主要是基于位置区分为主，可以划分为硬件故障以及软件故障;在出现故障的时候可以分为有指示故障以及无指示故障;根据故障的破坏性可以分为破坏性故障以及非破坏性故障问题;根据故障偶然性则可以分为系统性故障以及随机性故障问题。
三、数控机床电气故障维修关键技术分析
（一）数控机床电气故障问题
1.电源故障
数控机床电气系统在正常运行中，电源作为主要的能源，如果电源出现故障问题就会影响机床的稳定性。如果系统处于运行状态，就会导致系统停运，出现系统损坏等问题。现阶段，我国数控机床中进口设备较为常见，这种设备电源针对性相对较弱，主要是因为我国电力供电网兼容性不足，会在电网中波动以及次谐波等因素出现电源故障问题。
2.数控系统位置环故障
现阶段数控系统位置环故障可以分为四种。
（1）坐标轴运动问题
在系统没有发出指令的时候，坐标轴呈现静止状态，在产生此类故障之后坐标轴就会出现自行运转的问题。在此种故障中，速度环以及位置环连接不当是主要的问题，接线开路异常也是主要诱因。数控机床系统坐标查找功能出现问题，无法进行零点查找，出现此种问题主要就是受到减速开关等因素的影响，零点与零点方向不吻合也会出现此问题。
（2）位置环故障警报
出现此故障问题主要就是测量元件损坏导致故障警报，导致其无法有效连接，此种问题对数控机床系统会产生较大的影响。数控机床系统加工零件出现问题，质量上下浮动的幅度相对较大，主要就是因为导轨润滑不足，机械传动系统故障问题造成的，在出现此种故障问题的时候要及时进行系统排查，了解故障问题。
（二）数控机床的故障诊断以及排除
数控机床故障的诊断可以通过自动诊断系统进行检测分析，也可以通过仪器设备进行检查，在数控机床中通过自动化诊断系统进行故障诊断，及时发现问题，在系统中发出警报，明确故障出现的区域，针对不同故障类型发出不同的警报。
1.在机床启动之后，系统呈现持续的报急停警
在系统启动之后呈现报急停警状态，影响了机床的正常运行。故障诊断过程中可以在数控系统PLC状态之下查看分析机床输入以及输出状态，在正常输入输出状況下可以根据机床电气与电路图纸排查故障问题，对没有发现故障问题的，则要及时检查急停开关是否出现损坏等问题。 2.手动模式下刀位不转换
数控机床手动模式之下刀位不正常转换，在检查过程中要分析输入与输出信号，如果检测不到输出信号，就要检查信号线路，对发现损坏的故障要及时更换处理，刀具信号线以及方向盘链接位置信号线则要保持其成长通路。检测输入以及输出信号状态呈现正常状态，就要及时分析电器柜中继电器指示灯以及接触器，没有电流反应的则属于电气损坏问题。
3.手动工况中冷却机不工作
手动工况中如果冷却机不工作，则要检查冷却机输入以及输出信号状态，根据冷却机电路图纸检查电路参数，发现电路出现故障问题要及时处理，要检查电路系统各个电器元件，分析冷却机电压是否正常，要保障电路正常。
4.上电后出现空开跳闸现象
上电之后会立即出现空开跳闸问题，出现此种问题要检查电路，分析空开跳闸的原因。如果额定电流小于机床需要的电流会造成故障问题，如果三相电短路或者电路出现问题也会出现此种问题。
5.数控系统位置环故障报警
数控系统位置环如果出现故障问题，在一般状况之下要进行故障报警，在这个时候要检查测量回路、测量元件以及位置接口等相关位置，如果坐标轴偏移距离过大也会造成反馈线路元器件出现损坏等问题。
6.工件加工质量问题
在进行工件加工过程中出现了不同程度的质量问题，主要是因为机械传动系统间隙过大或者其磨损较为严重造成的轨道磨损问题。电气控制系统速度环的位置与参数不吻合也会影响工件加工质量，在进行机械故障排除之后进行最佳化调整。
7.偶发性停机
偶发性停机主要是因为一些特定操作以及功能组合之下数控机床系统出现停机故障問题，出现此种问题可以将机床断电，然后通电，这样就会消除偶发性的停机问题。对因为环境引发的停机故障会造成系统损坏等严重问题，出现此种问题主要是因为电网或者设备出现干扰而使温度过高造成的，如果周边环境存在大量的粉尘金属或者水雾等也会造成故障问题。
（三）维修数控机床电气故障关键技术
为了解决数控机床电气故障问题，要根据实际状况探究合理的关键技术与手段，在实践中要根据以下几点有序开展。
1.调整参数
在数控机床电气系统运行中，任何参数要禁止出现失误以及丢失等问题，进而保障机床在运行中电气性能最优。在进行故障调节过程中，要通过一个或者多个参数进行分析，要求专业人员基于规范要求进行处理，分析系统参数，在掌握机械作用的基础上根据实际状况进行参数调整分析。
故障集中出现在电路板的时候，技术人员要分析电路集成度扩大的成因，减少停机时间，各个备件在相同的环境中对其进行备件置换分析，检查故障板。技术人员进行备件板更换过程中要先切断电源，在断电桩中工作，在更换过程中要分析原有开关位置以及设置的状态参数，在更换之间要保障新板与之前的系数以及状态设置保持一致，避免出现警报影响工作稳定运行。技术人员在工作之前要做好资料查询与说明分析，要根据要求有序开展。
2.交叉置换法
在故障分析中出现停机故障主要就是因为机床系统故障以及机床运行环境而造成的停机故障问题。出现机床系统故障的触发诱因较为复杂，成因无法确认，多数是因为特定程序以及一些特定操作在系统运行中出现了冲突而造成的不可预计的问题。而因为机床运行环境造成的停机故障问题则主要是因为湿度、运行环境、空气杂质等多种因素影响，在控制板停止工作或者出现故障问题的时候，要及时进行检查，在确定应接线的同时要将参数交换处理，分析全局，根据交换步骤合理规划分析，在专业技术人员确定精准无误之后进行交换。
现阶段，数控机床数据系统中应用了大量的软件，这些软件系统呈现多样化的发展趋势，如果在软件逻辑中出现问题，就会影响其稳定运行，严重的甚至会诱发死机等问题。伺服系统的主轴出现转速异常也会影响整体的稳定运行。为了解决此种问题要加强对控制板的排查分析。
数控机床电气系统在机械加工作业中有较为重要的作用，分析电气系统故障问题，降低电气系统故障对数控机床正常运行产生的影响，合理减少数控机床电气故障问题，重视数控机床电气系统维修保养，在出现故障之后要基于实际状况及时维修处理故障问题，合理应用各种技术手段查找故障问题，根据故障成因进行维修与更换处理，进而在根本上提升数控机床电气系统维修能力，提升养护水平，从根本上保障数控机床电气系统的稳定运行，进而为生产作业奠定基础。
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