概述
数控机床是现代工业自动化的典型设备，在精密加工和生产中应用相当广泛。然而，由于数控机床采用了先进的控制技术，机床的维修也相对比较复杂。数控机床的故障大类可以分为电气故障和机械故障，同时这两类故障也相互联系，如设备发生了机械故障也往往多数情况是从电气现象来诊断，这样对数控电气故障的分析就显得尤为关键。下面，从自己多年从事数控设备电气维修的经验简单的论述数控机床电气故障的诊断技巧和排除方法，也期望能和业界从事数控设备维修的技术人员一起探讨，目的是总结出一套更系统、更行之有效的维修方法，进一步提高数控机床的维修技能。
1 数控机床电气故障的分类
数控机床的电气故障分类方法很多，按照故障出现的位置、故障性质和结构可以分为以下几类。
1.1 硬件故障和软件故障
硬件故障是指电气元件、CNC硬件系统、电线电缆、接插件等产生不正常状态甚至损坏的故障，硬件故障是需要修理甚至更换才可排除的。而软件故障一般是指PLC和NC程序或参数设置不当或误修改产生的故障，这类故障往往需要对设备的系统和参数比较熟悉，甚至需要重新装载整个系统的参数即对系统初始化才能排除。
1.2 必然性故障和或然性故障
必然性故障是指数控机床自身某个部分出现了变化，引起机床异常的现象，这类故障往往有确定的原因，分析和排除也相对较容易。或然性故障是指数控机床偶尔发生的故障，故障发生没有一定规律可循，时好时坏，造成的原因可能是电气飘逸、接地松动或温度变化等外围影响，自身元器件可能没有明显的异常，这类故障诊断起来往往比较困难。
1.3 系统故障和外围故障
系统故障是指数控系统本身的故障，当然可能是数控或是伺服系统硬件异常造成或是软件上的问题，解决这类型故障需要维修人员对数控系统本身有较深的了解。外围故障是指除了数控系统以外的电气元件造成的故障，当然处理外围故障最关键的是需要严格按照设备的电气原理图分析、查找问题。
2 排查故障前的思路
2.1 现场了解
数控机床排查故障第一个要求就是维修人员到现场先听取操作人员的讲述，从中尽可能的获取设备故障的信息，这样可以为机床的维修缩小范围。
2.2 判断故障大类
确定故障性质 通过与操作者了解，维修人员在充分认识故障可能范围之后就能大体确定故障的性质和类型，比如可以判定是软件还是硬件问题，是数控系统本身还是外围故障，必然性还是或然性故障等等，基本大类对于经常从事数控机床维修的人员来说也能很快判断出来。
2.3 根据故障的性质
从最可能的原因出发制定维修手段 当清楚了数控机床的大致性质之后，就可以制定出维修的方向，比如外围故障就需要查阅设备的电气原理图，系统故障需要查看数控系统说明书和参数表等，或然性故障需要反复观察判定等等。
3 故障的查找常用方法
3.1 外观检查法
（1）看 从设备外观上查看大致情况，包括查看设备的电器柜，看是否有开关跳闸、是否有元件烧坏等情况。
（2）听 如果是设备运行中的故障，可以听设备的什么部分是否有异响，从而锁定故障源。
（3）闻 电器柜元件在某些短路的情况下通过闻气味可以很快的判断出来。
（4）触摸 在数控系统单元、伺服驱动单元出现故障或电机故障时通过触摸这些部件外部，感受温度是否明显升高也可以帮组缩短查找故障时间。
3.2 万用表检测
在外围故障出现的情况下，最常见的查找方式是根据设备的电气原理图分析可能发生的故障部分，然后用万用表线路，当然可以用断电测试或带点测试配合判断故障。
3.3 根据报警查找
数控机床都有一套诊断软件，设备一旦发生故障，都有故障的提示，出现故障时就方便了维修人员缩小排查范围。但是，任何数控系统的诊断都有使用的局限，所以维修人员不能在任何时候过于依赖诊断系统，报警只能是维修人员的一个参考手段。
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3.4 参数调整和初始化
数控系统往往因为参数错乱或操作人员在输入加工程序时不小心改动了数控参数而停机，或是设备运行过程异常，所以出现软件故障时，就应该对可能引起故障的参数做仔细的检测，这就要求维修人员对软件参数有相当的熟悉，必要时也可从新装置CNC数控和伺服数控做初始化。
3.5 尝试更换新备件
当用仪表根据电气原理图查找到故障之后，也就是判断出损坏或失灵的元件之后就应该及时更换新的备件，当然不能认为更换备件就一切问题都能解决，这方面也有很多的问题。如很多元件比如伺服驱动，变频器等更换后还需要修改参数，CNC更换也需要参数初始化，这些都是维修人员需要必须掌握的技能。
3.6 对换法
当电气元件出现不容易判断的故障或是备件有限暂时无法找到替代是就需要对换法，就是把怀疑损坏的元件和机床上同型号其他备件互换，如果故障现象依然，那就可以排除这个元件没有问题，反之就是该元件损坏，就需要找新的元件更换。
3.7 其他处理法
有效故障现象是随机的，也就是前面提到的或然性故障，这类故障有可能关电复位就出现正常，这种情况往往很多，还有其他很多因素引起的故障也需要特殊的处理，这就需要维修人员不断地摸索、总结经验，才能不断提高维修水平。
4 典型的电气故障的排除
4.1 供电系统异常
数控机床的电源系统经常会出现故障，但因电源系统出现故障是现象都很明显，所以排除故障相对比较简单，但在处理电源系统故障时应主要以下几个方面：
（1）没有电源的故障，这类故障排除相对简单，只需要对照电气原理图，使用万用表和试电笔在设备通电的情况下查找原因，故障往往能很快排除。
（2）电源电压不稳造成故障，这类故障带有一定的或然性，当然排除时首先应检查进线端的输入电压，从前面往后面查找，特别是元器件的进电源端需要用万用表测量检查。
4.2 数控系统位置变化
往往有时候存在数控系统加工零件尺寸误差，造成这个现象是多方面原因，可能参考点位置发生改变，或是伺服电机编码器损坏等等，需要对伺服闭环的每个环节做检测，包括伺服驱动器，伺服电机编码器，编码器电缆，同时必要时需要检查数控程序，数控系统参数和伺服参数的设置是否发生变化。
4.3 无法回参考点
机床回参考点是机床上电后的以一个工作，往往机床在晚上停机后，第二天就无法正常会零点，这里最主要的问题可能是参考点开关需要检查是否失灵，或是参考点开关接线是否松动，当然也不排除电气参数误更改造成的，一旦出现无法回零的现象，需要维修人员从上述方面仔细检查。
4.4 偶发性停机
工厂有时候因电气干扰引起机床参数改变的情况也是有的，这是数控系统造成无法正常工作，如前所述这种情况需要检测相关的参数设置。有时因电气干扰会引起机床的软故障，从新复位故障有恢复，往往出现这种情况可以检测接地线是否牢固，因为接地不良也会出现上述原因。
5 总结与提高
对数控机床故障排查后维修人员应该仔细总结经验，不管是成功的维修案例还是失败的案例，都应该吸取教训，为今后的维修提供指导。
主要内容包括：
（1）针对设备的典型故障案例召开设备故障分析会，维修人员可以相互谈谈自己的维修方法和改进意见，对提高大家的维修技能都能起到促进作用。
（2）建立故障的维修档案 把每次的典型故障维修后做好记录，同时按故障性质分类，整理出有利于今后维修的经验，以便缩短后面的维修人员的维修时间，同时应该对设备的资料查漏补缺，完善相关的维修文件手册。
6 结束语
总之，数控机床电气维修相对较复杂，需要系统的学习数控机床的各种知识，同时具备较强的动手能力。随着数控系统不断发展，也需要不断更新知识，作为多年从事这个行业的技术人员，作者也期待能与同行分享数控维修的经验，争取能让自己的数控机床维修技术更上一个台阶。
参考文献
[1]王贵成.数控机床故障诊断技术[M].北京:化学工业出版社,2005.
[2]潘海丽.数控机床故障分析与维修[M].西安:西安电子科技大学出版社,2006.
[3]王侃夫.数控机床故障诊断及维护[M].北京:机械工业出版社.
论文作者:沈锬
论文发表刊物:《红地产》4月
论文发表时间:2019/1/2
标签：故障论文; 数控机床论文; 电气论文; 设备论文; 或然性论文; 维修人员论文; 参数论文; 《红地产》4月论文;