数控机床电气故障诊断及其维修技术

◎宋伟

在科技蓬勃发展过程中，数控加工技术逐步应用于机械制造领域，且数控机床的应用范围愈加广泛，数量不断增加，数控系统的性能也逐步提升，同时，对数控机床维修人员的技术要求也越来越高。一旦数控机床出现故障，维修人员应在较短的时间内找出并解决故障问题。因此，维修人员应强化对数控机床电气故障的诊断与分析能力，进而可及时与妥善的解决数控系统电气故障问题。

数控机床以其高加工精度及良好的质量得到了机械制造领域的青睐，应用数控机床可显著提升生产效率，使人工生产向自动化生产模式转变，同时也可有效降低质量控制难度。数控机床的核心结构电气系统是故障发生率较高的结构，一旦其出现故障问题，将会对机床的正常运行产生影响，进而影响产品生产质量。因此，分析数控机床电气故障诊断及维修技术具有重要意义。

一、数控机床常见的故障问题与诊断

1.电源故障的诊断。

电源是保障机床正常运转的关键，此结构的故障发生率较高。现阶段，部分数控机床使用的多为国外先进的电子系统，然而由于电流电压设计情况并不一致，致使在此类数控机床应用时常会出现电力供应问题。同时，数控机床运行时会因突发状况而导致电源出现异常，表现为电气系统死机或是出现数据库信息丢失问题，严重时机床系统难以保证正常运行。因此，可为数控机床配置单独的配电箱以解决此问题，也可对电网供电不稳定的区域安装三相交流稳压设备。此外，应做好电源接地，以免出现漏电或串电问题。可采用三相五线模式以使中线与接地线隔离，进而保证数控机床电气系统的可靠运行。

2.断路故障的诊断。

如果数控机床的导线连接存在问题或电器元件被烧毁将会出现断路故障，此问题较为常见。通常因电气系统接触器触点被烧毁会导致氧化现象进而引发断路问题，电器元件接触性不佳或因螺丝松动而导致引出线未能压紧等问题也会产生断路。故障诊断时应根据触点烧毁、螺丝松动等故障表现而确定具体的故障类型及发生原因。断路故障出现后，可利用电阻器及电压器等进行检测，通过电阻器对电路的开合情况进行判断，以电路原理图为依据进行分段测量，进而根据得到的电阻值数据而判定具体的断路位置。也可运用电压器检查机床电气系统，在保证电源接通的前提下，以电路图为依据采用分段法进行电压的测量，观测电阻值大小进而找出断路位置。此外，还可判定故障可能发生的路段范围，并利用短接法进行检测，如电阻数值出现异常，则可判断此路段存在故障问题。

3.开关及控制器故障的诊断。

电气系统接触器触点被烧灼会导致接触不良情况，进而会使数控机床的开关及控制器失灵，因此数控机床无法正常运行。降低继电器的使用率，应用高负荷开关可有效解决此问题。如继电器应用数量较多会使电器故障的发生率增大，被改动部位或检修困难的区域电气故障的发生率较高。如专业技术人员不足或检修操作不规范可能导致故障难以及时发现与排除，进而会导致电气故障问题。

4.短路故障的诊断。

电路中电势连接错误或将低电阻导体连接其上会降低电路内的电阻值，进而导致电路短路故障，这会影响机床控制操作系统的程序执行，严重时会出现无法执行停机指令，会对机械生产环节带来不利影响。电子元器件的绝缘外层出现老化或与导电材料连接不佳等都会导致短路问题。短路故障出现后，电流会通过导线向负极流动进而会烧毁电源。采用分段法进行电路断开可判断故障的发生位置，并针对性的解决。

二、数控机床故障诊断与维修方法分析

1.直接检查法。

（1）询问法。

通过向故障发生现场的人员进行故障发生过程及现象的了解，以明确故障问题并及时排除；

（2）目视法。

对数控机床的运行情况进行观测，观察显示面板是否存在报警现象，检查断路器是否断开，是否出现了熔断器被烧毁现象，判断元器件是否被烧坏或导线是否脱落等；

（3）触摸法。

切断机床电源后，直接触摸电路板及接插件等元器件了解其是否存在安装与插接不牢固问题。

（4）通电检测法。

在通电情况下观察元件器是否存在冒烟或出现火花现象，对其运行时的声音及气味是否异常进行判断，触摸判断元器件是否存在温度异常升高现象，如存在此类问题应立即切断电源并进行进一步分析。

2.仪器检测法。

利用电工仪表或相应的维修工具以数控系统及机床的电气原理图为依据进行故障检测，对各个故障点的数值情况与正常数值进行对比分析，如系统电压与正常工作电压并不一致，应对其进行检测后并进行电源的输入调节。如控制信号存在故障问题，应利用检测仪表对信号线路进行检查以找出故障位置。

3.PLC中断检查法。

通常PLC中断椎栈出现故障会使PLC出现故障问题，可将中断堆栈及块堆栈调出后根据其故障指示而进行故障的排除。

4.接口信号检查法。

可利用PLC对数控机床控制系统的接口信号是否正确进行检测，进而排查出具体的故障问题。

5.元件替换诊断法。

如数控系统的部分印制电路存在故障，且对高集成电路板进行元器件检测较为耕费时间，因此可将该元件拆除换个新元件，观测机床能否正常运行，替换后可正常运行则可确定此元件存在故障，进而对其进一步的故障检查与修复。

6.系统自诊断功能判断法。

目前部分数控系统都具备自诊断功能，可对各个环节的运行状况进行观测，根据故障发生时的报警提示即可判断出故障问题，进而及时进行故障的解决。

结语：由于数控机床应用时间并不久，因此部分维修人员所掌握的电气故障诊断与维修知识并不全面，诊断能力也相对薄弱。然而数控机床是机械制造领域中极为重要的生产设备之一，其利用效率及使用寿命会对机械制造企业产生直接的影响。为此，维修人断应详细分析数控机床的电气故障问题，合理应用诊断及维修技术，及时、快速地进行电气故障的排除，以此提高数控机床应用的经济效益。