摘要：数控机床是电气自动化与机械自动化高度结合的产物，数控机床电气控制技术系统的故障诊断维护对于数控机床的正常运行。本文对数控机床电气系统的故障诊断与维护中的注意事项进行了简要探讨。
关键词：数控机床；电气系统；故障诊断与维护
1 数控机床电气故障诊断原则与基本要求
1.1 排障原则
（1）充分调查故障现象，首先对操作者的调查，详细询问出现故障的全过程，有些什么现象产生，采取过什么措施等。然后要对现场做细致的勘测。
（2）查找故障的起因时，思路要开阔，无论是集成电器，还是和机械、液压，只要有可能引起该故障的原因，都要尽可能全面地列出来。然后进行综合判断和优化选择，确定最有可能产生故障的原因。
（3）先机械后电气，先静态后动态原则。在故障检修之前，首先应注意排除机械性的故障。再在运行状态下，进行动态的观察、检验和测试，查找故障。而对通电后会发生破坏性故障的，必须先排除危险后，方可通电。
1.2 故障诊断要求
除了丰富的专业知识外，进行数控故障诊断作业的人员需要具有一定的动手能力和实践操作经验，要求工作人员结合实际经验，善于分析思考，通过对故障机床的实际操作分析故障原因，做到以不变应万变，达到举一反三的效果。完备的维修工具及诊断仪表必不可少，常用工具如螺丝刀、钳子、扳手、电烙铁等，常用检测仪表如万用表、示波器、信号发生器等。除此以外，工作人员还需要准备好必要的技术资料，如数控机床电器原理图纸、结构布局图纸、数控系统参数说明书、维修说明书、安装、操作、使用说明书等。
2 故障诊断
2.1直观诊断法
直观诊断法是数控机床电气系统故障最为直接也是最为常用的一种诊断方法，主要通过感官观察机床声、光、味等异常现象，从而确定故障位置，诊断故障原因，之后有针对性地进行故障处理。
2.2 自诊法
随着技术的进步，现代数控系统已经逐渐实现了故障自动化诊断，在工作期间，CNC系统可以利用自我诊断程序进行系统快速诊断，一旦发现故障，则会产生分类声光告警，并在CRT上显示，例如设定错误报警、伺服系统故障报警、操作错误报警等等，这样就可以根据不同的报警内容来实现故障诊断检测。
2.3 参数分析诊断法
对于数控机床电气控制系统来说，保证参数设置的合理性至关重要，参数设定之后，数值不可更改。但需要注意的是，随着电气控制系统及相关数控设备的长时间运行，各个零部件不可避免地会产生磨损，导致性能出现变化，这会引起参数丢失或变化，影响机床的正常工作。因此，在进行故障诊断的过程中，可以采用参数分析的方式，根据参数异常变化来诊断故障，并合理调整参数，保证机床稳定、正常地运行。
2.4 置换及转移诊断法
在确定故障原因的前提下，可采用置换诊断法确定故障部位，利用备用集成电路芯片、相关元器件及印制电路板等来更换存在疑点的部分，之后再行检察和修复。在没有备件且不确定故障部位的情况下，可采用转移诊断法，将系统中相同功能的电路板、集成电路芯片或元器件等相互交换，观察故障也随之转移，以此来确定故障部位。
2.5 仪器检查诊断法
仪器检查诊断法主要是为了检查出故障源，如果能够将故障源定位于具体的元器件，则可以准确地把握故障性质和原因，从而提升维修效率，降低维修成本。以电路板的检测为例，可以将电路板特性参数输入到电路板故障测试仪中，之后进行测试，参数对比找出故障源。
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3 电气系统故障的排除方法
（1）初始化复位法由于突发故障引起的系统报警，可用硬件复位或开关系统电源依次来清除故障，若系统工作存储区由于掉电，拔插线路板或电池欠压，可对系统进行初始化清除，同时，应注意做好数据拷贝记录，若初始化后故障仍无法排除，则进行硬件诊断。
（2）参数更改和程序更正法系统参数是确定系统功能的依据，参数设定错误可能造成系统的故障或某功能无效。有时由于用户程序错误也会造成故障停机，可以采用系统的块搜索功能进行检查，改正错误，确保正常运行。
（3）最佳化调整法最佳化调整是系统地对伺服驱动系统与被拖动的机械系统实现最佳匹配的综合调节方法，此办法简单，便于操作，用一台多线记录仪或具有存储功能的双踪示波器，分别观察指令和速度反馈或电流反馈的响应关系。通过调节速度调节器的比例系数和积分时间，来使伺服系统达到即有较高的动态响应特性，而又不振荡的最佳工作状态。在现场没有示波器或记录仪的情况下，根据经验，调节使电机起振，然后向反向慢慢调节，直到消除震荡。
（4）改善电源质量法目前一般采用稳压电源，来改善电源波动。对于高频干扰可以采用电容滤波法，通过这些预防性措施可减少电源板的故障。数控系统的故障是多种的，维修方法也不能相同，数控技术正迅速向各工业部门渗透，数控技术在国民经济中的地位也就随之提高，数控系统维修技术也应迅速适应数控技术飞速发展的要求。
（5）备件替换法使用好的备件替换诊断出故障的线路板，做初始化启动，使机床迅速投入正常运转，然后将出故障的线路板修理。
4 数控机床电气控制系统的日常维护
4.1 数控机床设备管理规程的制定
数控机床电气系统进行合理的日常维护和保养，离不开行之有效的设备管理规程。企业应加强重视，针对机床的具体性能和加工对象制定科学、合理的设备管理规程，以保障设备管理工作的高效进行。同时，还应建立相关的故障检查、维修工作等档案，包括保养内容及各个功能元器件的保养周期，为设备维护工作提供依据。
4.2 数控机床电压维护
通常情况下，电网电压额定值为10%～-15%，数控系统的电网电压波动应控制在这个额定值的范围内。若超出正常额定值有效范围，系统则不能正常运行，因此，在日常维护中，要加大对数控装置使用的电网电压进行监视。
4.3 数控机床电气柜门维护
一般情况下，数控机床不允许随意打开柜门，除了必要的调整和维修外。加工车间空气中多含有灰尘、油雾及金属粉末等污染物，如果它们落入数控系统内的印制线路板或电子器件上，很容易引起元器件之间绝缘电阻下降，甚至导致元器件及印制线路板损坏。因此在日常维护中，如非必要，杜绝随意打开柜门。
4.4 数控机床电气柜散热通风装置维护
数控机床电气柜温度过高，系统过热，极易引起故障，影响机床的正常运行。因此，日常维护中，要经常检查各功能模块使用的冷却风扇运转的情况，同时，还要检查风道过滤网是否堵塞。若散热通风装置灰尘较多，则应及时清除。
4.5 久置数控机床维护
数控机床的日常维护，还应包括对久置机床的维护。如果数控系统闲置半年以上不用，应保证每月给数控系统通电，编制循环程序让数控机床各轴运动半小时以上，保障机床的整体性能。
5 结论
数控机床是机械、液压、电气一体化的设备，其故障的发生必然机械、液压、电气这三部份综合反映出来。但在数控机床的故障中，电气故障比例是比较高的，只有正确的使用并加强维护保养，对出现的问题进行深入的分析，同时进行不断的总结学习，才能提高维修者的理论水平和维修能力，才能迅速解决设备故障，才能降低故障率，保证设备的正常运行。
参考文献：
[1]朱悦涵，颜冠辰.PLC在数控机床电气控制系统的故障诊断中的应用[J].机电技术，2012（05）：40-43.
[2]刘莹，周胜德.浅谈数控机床电气系统故障诊断及处理方法[J].科技创新与应用，2012（12）：57.
论文作者:刘冰
论文发表刊物:《基层建设》2017年4期
论文发表时间:2017/5/19
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