浅谈数控机床电气故障诊断与维修

浅谈数控机床电气故障诊断与维修

作者：张晓君

来源：《职业·中旬》2012年第10期

摘 要：本文通过对数控机床电气故障的分析及分类，建立了数控机床维修整体化的概念。通过数控机床电气故障维修实例，介绍了故障的排除方法，并对故障出现的原因及处理时的注意事项进行总结，为推动数控系统维修技术的发展做出应有的贡献。 关键词：数控机床 电气故障 故障维修 故障排除

数控机床是高科技机电一体化产品，技术含量较高，这就对数控机床维修人员提出了更高的要求，即能准确判断和及时排除各类故障。 一、数控机床控制系统故障分类及分析

数控机床常出现控制系统的故障可分为三大类：信号检测故障、动作执行故障和中间控制故障。

1.信号检测故障

这类故障又可分为检测元件自身故障和检测元件的机械关联故障。检测元件一般分为：速度、位置检测元件（用于机床位置定位及速度控制，如测速电动机、位置编码器、旋转编码器、光栅尺、同步感应尺等）和顺序控制检测元件（用于检测机械动作是否到位以及工件条件是否满足，如接近开关、行程开关、磁感应干簧开关、压力开关、液位开关等）。

所有元件都与机械传动和气液回路相关联，因此一方面要检查检测元件自身是否损坏，另一方面也要检查元件及相关动作机构的安装位置是否正确，工作条件是否正常。 2.动作执行故障

这类故障也可分为动作执行元件自身故障和动作执行元件的机械关联故障。动作执行元件一般分为：伺服电机（用于各驱动轴的运行及机械定位）和顺序控制执行元件（用于机械动作的控制与执行，如电磁阀、电磁线圈、伺服阀、比例阀、电动机、油缸、汽缸等）。 机床的所有功能都靠这些元件来实现。对于此类故障，我们首先应检查动作执行元件的动作条件是否满足，如：该元件是否得电，电压、电流是否正常，气液回路是否畅通，压力是否正常等。同时也要检查与其相连的机械部分状态是否正确。 3.中间控制故障

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这类故障可分为数控系统故障和辅助功能电器控制回路故障。数控系统出现故障时一般都有较明确的报警信息，而且故障信号越小，严重程度越高。对于这类报警要按系统说明书上的报警信息的详细内容，按步骤一一检查确认，必要时应及时与数控系统厂商联系。

对于辅助功能电器控制回路，一般包含弱电转换强电控制继电器及接触器、完成某些保护功能（如压力机上使用的双手操作保护、防护门的互锁等）的多功能继电器等元器件及其连线。如果这些回路有故障，机床同样不能运行。特别是进口设备的保护功能及回路更多，只要某点有保护功能故障，便会停机。 二、数控机床电气故障维修实例

数控机床出现故障时，一般有报警信号及简单的报警信息出现在显示器上，这为我们提供了一定线索，给维修带来方便。但往往报警信息与实际故障仍有一定程度的差别，如某一轴伺服驱动单元出现报警信息，并非该单元或电动机损坏，而可能是由于机械过载引起的。数控系统对于各种各样的故障不可能显示出具体故障元件，有时只能指出故障的大致范围，而有时会给人以误导，实际故障点会引起其他部分失效而引起报警。

实例：一台STAMA540/S型CNC加工中心在加工时刀具与工件发生碰撞，系统无法启动。

故障排除：由于机床无法启动，检查各电气控制单元是否准备就绪时，发现机床驱动单元电源模块的输入电源正常，而该单元电源准备就绪信号丢失，判断该单元已损坏。更换后机床能正常启动，为了找出该单元损坏的确切原因，可进行空运行测试，运行时看到换刀后有时会出现主轴没旋转而进给轴已运行的情况。很显然，加工时刀具没有旋转，而直接与工件发生碰撞，导致了驱动单元的电源模块损坏。

该加工中心在换刀时，有一小型汽缸向前运动，使一压缩空气空心定位销插入主轴定位孔内，到位后向主轴内吹气以防异物进入主轴，新刀到位夹紧后汽缸向后运动，返回原位。汽缸的前后位置由两个接近开关检测，当汽缸向后返回原位的开关得到感应，并确认位置无误后，主轴才可启动。检查该部位时发现，在两个接近开关与感应块之间有许多油污，当汽缸返回原位时接近开关有时会感应失效。清除油污后机床正常运行。

结论：该故障是由于顺序控制检测元件未及时发出相关机械到位信号引起的。对于这类故障，检查元件本身是否正常的同时，也要检查其安装位置是否正确，工作条件是否正常，否则简单的故障原因会导致非常严重的后果。 参考文献：

[1]闫梅.我国数控技术产业的现状及发展趋势[J].机床电器，2006（6）.

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[2]吴义荣，林雨.我国数控技术与产业的现状、发展趋势及对策[J].CMET锻压装备与制造技术，2005（2）.