数控机床电气故障诊断分析

王卉军

(武昌工学院，湖北 武汉 430065)

1 数控机床电气系统的概述

1.1 特点

电气系统具备较好的稳定性，控制性能较佳，能在较长的时间内保持平稳运转，再加上一定的先进性，可以切实保障元件的应用效果。

1.2 优势

数控机床的电气系统有较高的可靠性，其中此类高端的系统在可操性、兼容性等方面均优于中低端的系统。直至今年，我国生产的高端数控系统占据所处市场六成以上的份额。因此，数控系统仍具备较为优异的发展前景。此类电气系统的功能设计更具多元化，且运作效率、精确度等多项因素均呈现较好的应用优势。在系统工作期间，一般会保持相对稳定的生产状态，即使面对电气故障，也可通过有效预防与应急行为，使数控系统在短时间内恢复至原本的工作状态。

2 数控机床出现电气故障的原因

2.1 电源

电源对于系统保持稳定工作状态具有实际作用，而此类故障会造成系统的受损及停机。部分企业在生产设计中未能全面考量，再加上电网的波动频繁，受到外界干扰便易发生电源故障。

2.2 环境

数控机床受到所处环境及构件本身的影响，缺少润滑剂，可能会出现磨损，使得系统无法正常运转。

2.3 人员

大部分的工作者会结合自身实践经验，对系统当前运转状态加以判断，得出故障与形成原因。但此种诊断方式主观色彩浓厚，可能会出现纰漏。事实上，技术人员也可基于工作技巧，结合有关控制展开全面分析，诊断故障类型，根据系统具体展现的状态及检修原则，找出故障路线，为后续的故障排查工作奠定基础。此外，还可借助诊断功能，基于各类系统数据及故障发生率，诊断出相对复杂的故障问题。

3 数控机床常见的电气故障诊断方式

3.1 电源诊断

近年来，国内数控机床的加工工艺有所提升，但为保证系统整体加工质量达到实际应用标准，依旧需要安设其它国家相对完善的电子系统。外部引进的电子系统在电压电流方面的设置可能与国内情况不符，由此生产而来的数控机床便易发生电力供电方面的问题。同时，加工期间还可能出现突发情况，造成电源发生异常，电气系统停机，诊治信息库内的数据不全，严重情况下会引发系统整体瘫痪。针对此类故障，需调整供电来源，必要时设立专门的配电箱，以分隔开与其它的电气设备用电来源[1]。若生产厂房当地的电网供电无法满足实际需要，便可加设稳压装置。此外，为避免发生安全事故，需对连接电源进行接地处理，避免漏电或串电，不仅会给技术人员构建不稳定的工作环境，还易增加经济损失。

3.2 直观诊断

电气系统的故障诊断方式较多，而该种诊断措施属于较为基础的一项。技术人员直接借助观察触摸等方式，再加上个人的实践经验判断设备系统当前的工作状态。电气系统逐渐复杂化，技术人员无法直接诊断出系统的故障类型，仅能得出存在异常情况的大概区域和故障大致的严重程度。因而，运用直接诊断方式，基本可以对电气系统采取有效的解决措施，但依旧有部分无法借助直观诊断准确判断的故障。在此种情况下，技术人员便需采取其它方式作进一步判断。

3.3 参数诊断

数控机床工作期间，各项参数会出现波动，由此引发电气故障。在利用参数进行系统诊断过程中，技术人员需基于实际参数，细致分析其中存在异常波动的数据，针对异常数据展开合理化探究后，便可得出设备系统发生的故障。之后可通过调整问题参数的方式，让电气系统恢复到原本的运转状态中。简单而言，技术人员借助参数进行故障诊断期间，若机械手的换刀速度参数波动过大，经过进一步分析后，换刀汽缸内部压力值失常，其中的截留阀门，开口位置也发生异常的参数波动。对此，技术人员可直接通过重新设置该构件的压力值和对应参数值，故障问题便会消失。

3.4 短路诊断

正常电路内部出现错误连接及接入电阻值偏小的导体，便会导致电路中整体的电阻值下降，引发短路问题。一旦出现此类故障，会造成机床控制系统出现混乱，严重情况下，无法完整正常的作业指令，对设备生产造成负面影响。而引发此类故障的因素包括绝缘外皮使用性能下降，引起受潮；与外部具有导电能力物体接触；继电装置及接触装置之间的连锁效果降低，形成较强的电弧，造成电路负荷过大。出现短路问题后，电流不会正常经过设备构件，会直接经过导向，从正极“走向”负极，此时更易引起电源故障。若想准确诊断出故障发生位置，应当采用分段检测法，不断排出正常线路段。与短路相似的故障有断路，诊断及检测方式有异曲同工之妙[2]。断路是出现机率较高的故障之一，造成此类故障的出现可能是导线连接位置或设备元件被烧坏等问题。技术人员可结合装置表面状态大致判断出是断路问题，之后可通过万用表、电阻装置与电压装置实施更细致的检查。电阻装置可测出电气系统内电路的工作状态，根据系统既定的电路图进行分段测量，基于各段显示的电阻值找出断路区域。电压装置应用期间，需连接电源，同样根据电路图展开分段测量，结合具体数值进行故障确定。技术人员也能借助短接的方式加以诊断，具体操作是对可能有故障问题的电路实施短接，此时测量该段电路的电阻值，进而确定该处是否是故障点，直至找出问题部位。

3.5 置换及转移

电气系统发生故障时，置换及转移的诊断方式属于一种较为高效的举措，可以应用在不确定是否存在故障的情境下，最终也能呈现较为准确的诊断结果。一方面，转移诊断。此类举措在电气故障不确定或无置换构件时，可发挥较好的作用。如若电气系统出现故障，技术人员可通过更换同类功能元件的方式处理，但若在设备后续工作期间，故障发生转移，可以在短时间内诊断出故障发生的位置。另一方面，置换诊断。该项诊断方式是基于技术人员已然确定当前故障原因的情况下，若想提高诊断维修效率，便可采取此种诊断方式。

3.6 计算机诊断

此项故障发生后，无法有效控制整个设备系统，实施常规的生产活动。通常体现在计算机连接的操作键盘及报警系统方面。若计算机连接电源突然停电，可能引发生产程序紊乱，部分甚至全部信息丢失。为避免此种情况，应当时刻备好同类型的电池，定期整理有关的生产工作数据，一旦出现电量偏低的情况下，相连的报警器便会发出警报，提醒工作人员更换电池。在完成诊断后，需立即更换备用电池，查看各类数据是否完整，由此保证设备系统的连续性。但若在实际控制中出现键盘操作卡顿等不正常的情况，便能初步诊断键盘按键接触不良，及时维修或置换。若经过处理后未能恢复到原本的状态，便需针对电路程序和电缆情况深入检查，判断连接情况[3]。

4 提高数控机床电气故障诊断能力的方法

4.1 多思考、多观察

提高对数控机床的故障诊断能力，需从技术人员入手，强化其故障诊断能力的同时，应当注重思想方面的培养。在日常培训过程中，应当积极引导技术人员多思考、多观察，汇总工作中遇到的问题，以丰富自身的实践储备量。工作期间，技术人员可观察处于运转中的设备，逐渐积累经验。

4.2 多实践

实践是保证技术人员实操能力的主要途径。具体而言，除工作人员在常规工作中的实践操作外，还可在专业培训中加入实践操作的内容。为接受培训的人员提供可能存在各类故障或无故障的设备，让其进行判断并维修。

4.3 多讨论、多交流

固步自封极易造成停滞不前，相关管理者需引导技术人员之间进行交流讨论，实现经验汇总。此外，还可为表现优异的工作者给予外出交流进修的机会，将更完善的技术及理念带回，提高整体的故障诊断能力。

5 结语

数控机床在零件生产及开发项目中呈现良好的应用效果，切实提高加工效率与质量，但实际运转工作期间会发生多种故障问题，造成设备系统无法正常运转。要求技术人员可以根据系统状态，配以定期检测，实时掌握各构件的损耗情况，提高诊断能力，以及时做出正确的维修操作。