数控机床电气故障与维修探微

张 军

（中国航发西安航空动力控制科技有限公司，陕西西安 710077）

0 引言

近年来，在科学技术的推动下，我国制造业水平得到显著提升，作为我国机械制造业中重要的加工技术之一，数控机床在日常生产过程中得到广泛应用[1]。伴随数控机床类型的增加，相关使用问题与设备故障引起了操作人员的高度关注。在生产过程中，数控机床操作人员需要根据机床加工程序及加工参数对数控系统进行设置，以便确保系统对设备各个功能部件实现有效控制。然而，由于部分使用人员对设备的保养不到位、违规操作、加工参数选择不合理以及设备使用环境问题导致机床电气故障频繁出现，为日常生产工作埋下安全隐患[2]。因此，为了有效提升我国机械制造业的生产力水平，相关人员应积极做好数控机床的使用、保养工作，以便保障设备的合理运行。

1 数控机床电气故障概述

作为一种先进的生产设备，数控机床具有较高的自动化程度与生产效率，得到企业的高度关注与广泛应用。随着数控机床类型的不断发展，部分数控机床工作人员在生产过程中存在违规操作的情况，导致设备电气故障发生率不断增加，对数控机床的生产安全造成极大威胁[3]。数控机床电气故障的诱发因素相对复杂，电源故障、控制系统故障以及设备过热故障的情况较为常见。再加上电气系统相对脆弱，受外界因素的影响较大，增加了电气故障的发生概率。

2 数控机床常见电气故障类型

2.1 机床电源故障

作为系统的主要动力来源，电源对于数控机床的运行具有重要影响。数控机床的电源故障容易导致系统损坏与停运，造成设备寿命缩短。造成此类故障的主要原因是我国供电网的兼容性较差，导致电源对电网波动的抵御能力较差[4]。同时，在机床设计过程中对于电源缺乏完善的考量，也是导致此类问题的主要因素。

2.2 系统位置环故障

系统位置环故障的主要表现形式为坐标轴运动故障、坐标轴回零故障以及位置环警报故障等。其中坐标轴运动故障主要指坐标轴在接收系统指令时出现运动偏差过大的情况；坐标回零功能故障主要指系统无法有效进行零点的查找；位置环警报故障主要指由于测量元件损坏导致的位置反馈失效。

2.3 PLC 控制器故障

多数情况下，PLC 控制器故障可以分为硬件与软件两种类型：硬件故障指由于输入与输出单元存在问题而导致的故障，该故障多数可以采用更换检测元件或执行元件实现解决；软件故障主要指设计人员在编制程序的过程中存在漏洞，导致PLC 控制器出现无报警故障的情况。

2.4 伺服控制系统故障

在数控机床电气故障中，由于伺服控制系统出现故障而造成的故障较为常见。由于伺服电机、编码器、控制单元以及测速装置出现问题而造成故障的情况较为常见，检修过程中为了有效明确故障位置情况，应对各个单元分别进行相应的检测与分析。

3 数控机床电气故障维修措施

3.1 对故障设备进行直观观测

直观法是维修人员通过感官应用对数控机床的故障原因进行判断。在应用该方法的过程中，操作人员应对故障的起因、经过及结果进行综合分析，以便有效搜集故障判断的相关信息[5]。为了满足信息搜集的要求，操作人员应查看数控机床各个部分的工作状态，重点检查元器件是否有开裂、烧焦及脱落等情况，有效确定设备故障的位置。为了有效检修发热故障，操作人员应在断电的前提下对相关设备的插接情况与温度进行检测。此过程中，电控电路应通电，观察是否存在异响、电弧及冒烟等情况，一经发现则立即对相关部分进行断电检查。

3.2 落实电器模块交换检测

导致机床系统出现停机情况的主要原因可分为系统自身故障与运行环境异常两种情况。其中，系统故障的原因相对难以有效确定，多数是由于运行过程中多个程序发生冲突导致。运行环境异常主要是系统运行外环境的湿度较大或者空气杂质含量较多导致[6]。在对该故障进行检修时，操作人员可以采用交叉置换法进行相关检测，即在确保硬件接线的前提下对系统中两个模块进行位置与数据的互换，可有效判定故障。随着数控机床种类的不断丰富，软件程序的逻辑问题逐渐增加，相关操作人员应对系统定期进行有效的调试。

3.3 对设备参数进行有效调整

参数的设定对于数控机床的运行具有重要的指导价值，为有效避免数控机床电气故障的出现，在维修过程中，维修人员应有效保障参数的准确性，坚决避免任何参数出现失误与丢失的情况，为数控机床合理运行提供保障。在此过程中，相关维修人员应积极对机床的各个参数进行核查，对存在问题的参数进行及时调整，有效降低实际损失。同时，为了实现设备停机时间的缩短，维修人员应在备件相同的条件下对故障板及时进行置换与检测。在此过程中，为了保障维修人员的生命安全，应确保电源已有效切断，保障系统处于断电状态。此外，更换的电路板应确保与原板的状态与设置具有一致性，以便保障系统的正常运行。

3.4 做好数控装置的过热防控

数控机床数控管理装置过热是电气故障中较为常见的问题之一，在维修过程中，相关操作人员应有效做好数控装置温度的有效管控，以便进一步保障设备的稳定运行[7]。为了实现这一目标，在应用过程中，操作人员定期对数控装置内安装的通风与散热系统进行清理，并检查各个冷却风扇，确保其处于正常运作状态，为设备的使用安全提供保障。

3.5 密切监控数控系统的电压

多数情况下，数控系统的电网电压约在额定电压值的90%～105%，若实际电压脱离这一范围，则无法保障系统的稳定运行，同时可能导致电子元器件的损坏。因此，在维修过程中，相关操作人员应对电网中电压的变化情况进行有效监测与分析，以便保障电压值符合标准。同时，针对电网质量相对较差的地区，为了实现电压的合理控制，相关部门应为其配备相应的稳压电源，以便有效实现电压的控制，确保电压值稳定。

3.6 预防尘埃对设备造成影响

设备所处环境内，空气中含有的金属颗粒物与尘埃会造成电气元件电阻下降，从而导致元器件出现故障或损坏。为了避免故障的出现，应尽可能避免重要电路元件与尘埃接触。多数数控机床的控制系统处于强电柜中，为了实现上述目的，操作人员在日常工作中，应尽量避免频繁开关柜门。当环境温度过高时，应及时做好数控柜的降温工作，以便有效降低柜门内温度，避免过热故障的出现。

3.7 组织操作人员的技术培训

作为数控机床主要的使用者，操作人员的技术能力往往与电气故障之间具有密切的联系。为了有效避免误操作造成的电气设备故障，相关部门应积极做好数控机床操作人员的培训工作，强化相关操作人员对操作制度与数控机床专业知识的理解程度，从而有效保障操作人员在对机床进行使用的过程中可以严格遵循相关操作规范进行操作，以便有效提升机床的使用寿命。同时，通过思想观念教育工作的开展，推动操作人员队伍专业素养的强化，推动操作能力的进一步优化，从而及时实现问题的解决，避免损失扩大。

4 结语

随着科学技术的不断发展，我国生产力水平在未来将会进一步提升，对于数控集成技术等先进生产技术的依赖性必将随之强化[8]。在机械制造业中，数控机床将会进一步代替传统人力生产方式，并得到广泛应用。在此过程中，为了有效降低数控机床设备电气故障的发生率，相关人员应积极做好相关专业知识的学习，确保设备故障诊断能力的提升，同时实现故障维修水平的强化，以便做好设备的维修与定期保养，保障设备的合理运行，为生产效率的提升奠定基础。此外，通过数控机床维修与保养工作的开展，有利于提升设备的使用寿命，从而延长设备使用年限，对于企业生产成本的降低具有积极的意义，有利于企业的良性发展。