时间：2022-08-08 02:40:30
绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇数控机床维修技术，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
中图分类号TG659 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）96-0181-02
0 引言
随着电子行业的日益更新，当今数控理论的调整发展，使得数控技术也在不断地跟着进步，数控系统的结构因此变得更加地复杂，智能化程度也是越来越高，数控技术在生产中的实践运用，维护等技术，也在不断地变化着。因此，对于数控机床的控制和维修，形成一套完整的理论系统体系，是大多数控技术人员的期望。希望借助这个理论体系，让控制和维修人员，能够更加快速地掌握数控的操作和维护技术。
1 数控机床控制技术
1.1 概念
数据机床控制是指通过数控程序，对数控机床下达工作指令，让数控机床按照预定的工作程序，对需要加工的零件进行自动化操作的过程。其操作前，需要先确定零件在机床的安装位置，刀具与零件之间在进行工作时的尺寸参数。机器操作的路线，切削规格等参数等。掌握这些参数之后，才由程序员编制加工的数控操作程序单。然后让电脑按照制定的程序，进行规范的操作的一种深加工过程。
1.2 数控机床的电气控制
数控机床的电气控制主要由电流、位置、速度三个控制环利用串联的原理组成的。
1）电流环的功能是为伺服电机，提供其所需要的转矩电路。通常情况下，其与电动机之间的匹配调节，是事先就由制造者配备了相应的匹配参数。其反馈信号也在制造时，已经在伺服系统内联接好了。因此不需要事后进行接线与调整；
2）速度环的功能是控制电机的转速，也就是坐标轴在工作时的运行速度的电路。速度调节器其P、I调整值，都是根据骚动坐标轴负载量，或者是机械转动的刚度与间隙等特性来决定的。一旦这些特性发生了变化，就需要对机械的传动系统进行检查和修复，然后再正确调整数控设备速度环的PI调节器；
3）位置环是对各坐标轴按照程序设备的指令进行工作，用于精确定位它位置的控制环节。位置环的正确运行与否，直接影响到坐标轴的工作精度。位置环的工作包括两部分。
其一，位置环是测量元件的精度是否与CNC系统脉冲当量匹配。测量元件每次移动的距离，外部倍频电路是否与系统庙宇的分辨率相符。测量元件与分辨率肪冲比必须达到100倍频方，才算合格。比如，位置测量时，元件脉冲次数10/mm，那么系统的分辨率应为0.001mm才算匹配。
其二，对位置环KV值的设定和调节。KV值一般是被当作机床数据进行设置的，数控系统中，对KV值的数值单位和设置地位都进行指定。速度环在进行最佳化调节后。KV值则是鉴定机床性能好坏，工作精度是否准确的重要因素。KV值体现了机床运动坐标，运动时性能的优势程度。关于KV值的设置，需要参考和符合以下公式：
KV=V/其中KV即位置环增益系数 V即坐标运行速度，m/min 即跟踪误差，mm 注意不同的单位，数据参数代表的涵义也不一样。
2 数控机床维修方法
2.1 故障检查
首先要对进行进行检查，查找机床究竟问题出在哪里，先可对机器的使用人员进行询问，再进行目测，触摸机器的各个线路是否完好，检查是否短路。再通电进行检测，如果不行，再利用进行检查，对机器的信号与报警装置，接口状态，参数调整等各种方法，直到查出机床的问题为止。故障检查这一步就算结束了。它是机床维修前的基础工作。只有正确地发现其问题，才能有针对性地对其进行修理。
2.2 维修方法
故障排查出来之后，再进行机床的维修，这里给大家介绍几种常见的机床障维修方法。
1）电源：电源是整个机床是否能够顺利工作的能量来源，它的损坏轻则会导致程序数据丢失，产生停机现象。重者可能毁坏整个系统。在我国，由于电力系统不是很充沛，所以经常导致电源的损坏，电源损坏应及时维修。然而做好提前的准备，才是预防电源损坏的根源。因此我们在设计机床的供电系统时，就尽量为它提供单独的配电箱，在电网供电质量不良的地方，三相交流稳压装置，也是必须事先配备的。接入数控机订的电源中线与接地线一定要分开，并且使用三相五线制等；
2）位置环故障：首先，位置环报警可能产生的原因是位置测量回路开路、测量元件已经损坏、接口信号损坏等。其次，坐标轴在脱离指令下运动，可是造成的原因是漂移可能过大；位置环或速度环接成正反馈；元件损坏等；
3）机床坐标查找不到零点。可能造成的原因是零方向与零点远离；编码器损坏光栅零点标、回零差事开关失灵等；
4）机床动态性差：其中原因可能是机械传动系统磨损严重，或者间隙过大造成的。或者是导轨工作做得不充分。对于电气控制系统，造成这样的问题可能原因是速度、位置环和相关参数，已经不处于最佳匹配状态。应在故障排除后，及时进行调整，使得达到最佳效果。
诸如此类等等问题，故障在查出之后，立即根据相关的维修方案进行正确地修理，对各种电路，参数，控制系统，电源等问题，进行仔细确认，然后针对性地调整维护方案，并且把每次维修的记录地都记载下来，以便下一次遇到同样的情况，好迅速地作出处理。
3 结论
根据以上依据，我们可以得知，数控机床的控制与维修技术，在我国虽然还没有形成非常完善的理论体系。但是只要我们仔细地摸索排查，利用自己和别人总结出来的经验，记载下来，对我国未来制定完整的数控机床控制技术和机床维修技术，无疑有着重大的借鉴意义。
参考文献
[1]赵俊生.数控机床电气控制技术基础.[M].2版，科学养鱼，2009，1.
[2]潘耀佳.数控机床维修技术浅谈[J].城市建设理论研究.2012（1）.
[3]范宋兵，罗四红.伺服控制示意图在数控机床维修中的应用[J].制造技术与机床.2009（12）.
[4]何荣誉. 以“说课”形式谈高职《数控机床控制技术》课程教学[J].职业时空，2012（8）.
[5]李周平.基于直线电机的数控机床驱动控制技术[J].现代电子技术，2012（3）.
[6]王侃夫主编.数控机床控制技术与系统[M].机械工业出版社， 2002.
关键词：数控机床 维修技术 实例
中图分类号：TM5 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2017）01-0307-01
数控机床是现代化高科技产品，其是微电子技术，自动化技术、计算机技术、智能化技术的综合体。由于数控机床在运行过程中具有技术先进性、结构的复杂性和智能化高的特点，在对数控机床维修过程中，维修技术、维修理论和手段方面都和传统机床维修有着很大的区别，面对这种现状，就需要维修人员进步时展进程，掌握先进的维修技术原理和故障检测技术，保证数控机床能够稳定的运行。
一、数控机床维修技术简述
1.数控机床维修技术人员应该具备的条件
首先，强烈的责任心和良好的职业道德追求；其次，要保证有广博的学识，懂得计算机技术、互联网技术、模拟数字电路技术、自动控制电动机拖动技术、现代数控机床检测技术以及机械加工工艺方面的技术，同时还应该具备扎实的外语应用水平；再次，在正式进入工作岗位之前还应该进行专业技术培训，要全面掌握有关数控驱动技术、PLC技术原理和CNC编程技术和编程语言；最后，要熟练掌握各种检测仪器和仪表以及各种工具。
2.做好维修准备工作
现场维修是对数控机床出现的故障（主要是数控部分）进行诊断，找出故障部位，以相应的正常备件更换，使机床恢复正常运行。这过程的关键是诊断，即对系统或线路进行检测，确定有无故障，并对故障定位指出故障的确切位置。从整机定位到插线板，在某些场合下甚至定位到元器件。这是整个维修工作的主要部分。
3.现场故障诊断
首先，初步诊断。当故障现场资料比较全面时可以通过资料分析判断故障的位置，或者采取接口信号法结合故障现象对故障做出初步诊断，然后再按照故障的具体特点，逐个对各个部位进行检查，对故障做出初步的诊断。在实际进行故障诊断过程中，有时只采用一种方法就能够诊断故障，有时需要综合应用多种检测方法对故障进行诊断。对各种故障点进行诊断和鉴别主要取决于故障设备的运行特点和结构故障深度；其次，报警处理。主要分为两种，一种是系统故障报警处理。当数控机床系统内部出现故障之后，会在显示屏或者操作面板上出现相应的报警信号，然后维修人员结合故障操作手册可以对故障进行处理和排除，这种报警形式由于信号设置单一，严密、精确，维修人员可以结合不同信号进行针对性操作处理。第二种是数控机床报警和操作信息处理。数控机床在制作过程中应用PLC控制程度，将一些能够反映机床接口电气控制方面的故障或操作信息以特定的标志显示出来，并通过特定的按键，得到更加详细的故障判定指示，这种报警处理方式一方面可以使用报警手册进行处理，另一方面还可以结合PLC程序，对相应信号进行检查，最终对故障进行诊断；最后，误报警的故障处理。当系统的PLC无法运行，系统已停机或系统没有报警但工作不正常时，需要根据故障发生前后的系统状态信息，运用已掌握的理论基础，进行分析，做出正确的判断。
4.故障排除方法
首先，初始化复位法。通常情况下因为瞬时故障引起的系统报警可以采用硬件复位或者闭合系统电源等方法消除故障，如果初始化复位之后故障依然存在，则需要对硬件进行检测诊断；其次，更改参数和程序。系统运行参数是确定系统运行能力的主要标准，如果参数设定存在错误，就会造成某些功能无法正常启动，同时，有时会因为程序错误而造成停机故障，对此可以采用系统的快速搜索功能对故障原因进行检查；再次，调节最优化调整法。在进行故障排除和维修过程中，调节是最简单，应用最为广泛的一种故障排除手段，通过对电位计进行调整解决系统故障，而最优调整法是对系统的伺服驱动系统和被拖动的机械系统实现最佳匹配的综合调节方法。其主要利用一台多线记录仪分别观察指令和速度反馈，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；最后，替换法。用好的设别替换出现故障的设备，然后进行初始化启动，确保机床能够正常运转。
二、数控机床维修实例分析
1.案例1
首先，故障现象。一个普通数控机床，NC启动之后就断电，并且CRT无任何显示；其次，故障分析。对故障进行初步分析可能是某处出现了接地不良的事故，经过对各个接地点进行检测处理，故障依然存在，并未排除，然后对CNC各个板的电压进行检查，示波器测量数字接口板上的集成电路的工作电压存在较大的波纹，对这个部分进行检查发现电源低频滤波电容工作正常，然后将电源两端并联上一个小容量的滤波电容，启动数控机床后能够正常运行，因此，断定这个故障是属于CNC系统电源抗干扰能力较弱而导致的。
2.案例2
首先，故障现象。一台进口的数控机床系统，机床送电之后，CRT无显示，检查NC发现+24V、+15V、-15V和+5V无电压输出；其次，故障分析。出现这种故障可以断定是电源方面出现了问题，所以可以结合电气原理图逐次对电源的输入端进行检测，当检查到保险后的电噪声滤波器时发现性能存在不良现象，而后面的整流电流和震荡电路均工作正常，将噪声滤波器拆卸后发现外壳里面烧焦，更换设备之后系统能够正常工作。在对类似故障进行排除过程中，应该首先保证屏幕正常工作，因为有有时候也会是显示部门的原因，但是多数情况下会存在多种故障。
参考文献
[1]李健民. 常用维修技术系列讲座 设备粘接维修技术（三） 第三讲 粘接维修实例[J]. 设备管理与维修. 2003（01）
[2]刘清.西门子802D系统黑屏故障维修实例[J].设备管理与维修. 2013（03）
[3]王少华，高岳民，刘红武. 数控机床故障诊断及维修实例[J]. 建材技术与应用. 2006（03）
[4]使用PFL980的维修实例（五）[J]. 世界电子元器件. 2000（09）
数控机床的电气维修相关技术工作人员需要有良好的技能、科学高效维修方法且掌握比较广的数控机床的专业知识。下面主要从以下几个方面谈谈数控机床电气维修技术。
一、现场维修
1.询问调查
首先应要求操作者尽量保持故障状态，不做任何处理，这样有利于迅速精确地分析故障原因。同时仔细询问故障表象及故障产生的背景情况，依此做出初步判断。
2.故障分析并确定原因
根据已知的故障状况按上节所述故障分类办法分析故障类型，从而确定排故原则。由于大多数故障是有指示的，对照机床配套的数控系统诊断手册和使用说明书，可以列出产生该故障的多种可能的原因。调查、分析与诊断的过程也就是故障的排除过程，一旦查明了原因，故障也就几乎等于排除了。因此故障分析诊断的方法也就变得十分重要了。
二、电气故障的常用诊断方法
1.直观检查法。这是故障分析之初必用的方法，就是利用感官的检查。通过目测故障板，仔细检查有无保险丝烧断，元器件烧焦，烟熏，开裂现象。以此可判断板内有无过流，过压，短路等问题。手摸并轻摇元器件，尤其是阻容，半导体器件有无松动之感，以此可检查出一些断脚，虚焊等问题。
2.仪器检查法。使用常规电工仪表，对各组交、直流电源电压，对相关直流及脉冲信号等进行测量，从中找寻可能的故障。例如用万用表检查各电源情况，及对某些电路板上设置的相关信号状态测量点的测量，用示波器观察相关的脉动信号的幅值、相位甚至有无，用PLC编程器查找PLC程序中的故障部位及原因等。
3.信号与报警指示分析法。通过硬件报警指示灯状态和相应的功能说明获知指示内容及故障原因；通过系统软件、PLC程序与加工程序中的故障报警显示，对照相应的诊断说明手册获知可能的故障原因。
4.接口状态检查法。现代数控系统多将PLC集成于其中，而所有的接口信号都可以用PLC编程器调出。这种检查方法要求维修人员既要熟悉本机床的接口信号，又要熟悉PLC编程器的应用。
5.参数调整法。参数设定错误就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亦可造成故障停机，对此可以采用系统的块搜索功能进行检查，改正所有错误，以确保其正常运行。
6.备件置换法。现代数控系统大都采用模块化设计，初步判断出可能的故障模块，用诊断备件将其替换，使用这种方法在操作时一定要在停电状态下进行，在更换前要仔细检查线路板的版本，型号，各种标记，跨接是否相同，对于有关的机床数据和电位计的位置应做好记录，拆线时应做好标志。
7.初始化复位法。有时数控系统死机，对于这种故障现象则可以采取特殊手段来处理，比如整机断电，稍作停顿后再开机，有时则可能将故障消除。有时，由于瞬时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，若系统工作存贮区由于掉电，拔插线路板或电池欠压造成混乱，则必须对系统进行初始化清除，清除前应注意作好数据拷贝记录。
三、常见电气故障
1.电源故障。电源是维持系统正常工作的能源支持部分，它失效或故障的直接结果是造成系统的停机或毁坏整个系统。由于电源波动较大，质量差，还隐藏有如高频脉冲这一类的干扰，加上人为的因素（如突然拉闸断电等）。这些原因可造成电源故障。
2.开关故障。胶壳刀开关、铁壳开关、组合/转换开关、按钮开关、位置行程、限位开关，触点接触不良、接线的连接不良或动断触头短路，造成电路不通或被控电器不动作。机构不良（弹簧失效或卡住）与损坏，安装欠妥、松动或移位、污染、接地不良与绝缘不良会造成漏电与开关短路。
3.低压断路器故障。断路器手动操作时不能闭合（不能接通或不能启动）、动作延时过长、欠压脱扣器不能分断、电动机启动时立即分断等故障造成不动作或误动作。
本文从数控机床维修的常见问题出发，明确维修过程中的重点项目。提出了维修要遵循“先易后难、先里后外”的维修原则，以最为合理的维修方式提高维修质量。
2数控机床维修改造中存在的问题
2.1数控机床的故障分类
在机床所产生的故障中，根据实际问题划分为机械故障和电气问题，所以在维修中要先确定故障类型，检查电器系统的运行情况，尤其对设备报警现象、设备过流、运行异常等进行确定。其次在设备维修和升级过程中，会因添加或升级设备添加或更换元件，这会使新原件和设备产生排斥并且提高设备的返修率。
2.2滚珠丝杆的问题
滚珠丝杆在长期工作的状态下，其中的油会逐步被消耗，一旦油不能祈祷作用就会为整个设备体系带来运动误差，所以在设备保养的上要将丝杠的性作为主要的保养内容。丝杆在注油中要避免新旧由重复添加。并对丝杆的支承轴承的运行状态进行更换，避免设备电源在使用上行成的安全隐患。
2.3漏保制动问题
机床的电机部分会因为电机热积累和短路等问题造成电路烧毁，根据相关技术标准规定，所有连续工作超过0.5kW的电机必须装配电动机热保设备，一旦电机在运行中出现过载和短路的现象，热保护中的金属片会出现弯曲，形成机械连接中的短路点，但是有的部件在维修中忽略这一问题，使用廉价的配件，这使电机的热保护能力下降。同时电动机的电阻反应时间和电流保护器相互矛盾，保护器常常出现时间和常数上的巨大差异，使电路的热保性能大大降低。
3数控机床维修改造中的要点
3.1坚持“先易后难、先里后外”的维修原则
数控机床在维修过程中必须坚持“先易后难、先里后外”的维修原则。数控机床使用一定时间后自身的故障会逐渐增多，所以数控机床在维修和检修上要先针对简单问题进行处理，然后在排除复杂故障。
3.2数控机床结构复杂
数控机床作为一体化设备，在结构上十分复杂。电器件的损坏和连接设备出现的接触不良都可能直接导致数控机床出现故障，同时在外部环境发生变化的过程中，会引发数控机床的多种问题，所以数控机床在维修和改造中要根据开关、元件、液压阀等进行仔细研究，注意电控设备的插座和端子位置、以及线路板的插头座等问题，同时对湿度、油污、粉尘等常规性检修必不可少，通过对数控机床的日常检修能够避免出现大修的状况，另外还能够避免机床设备精度受到影响的问题。
3.3进行具体的问题分析
数控机床在维修前不仅要研究好设备的结构图和电路图，还要根据实际设备拆装后进行具体的问题分析，要根据设备所发生的原因和故障进行详细调查，保证故障出现的原因和解决方法，针对设备故障的针对性和故障性进行合理诊断。在对设备的通电性的控制上，要以数控机床的动态故障查找为基础，进行故障检测。
4数控机床维修改造需要注意的技术要点
4.1大型专用数控设备的技术要点
①对于大中型的数控机床的主轴一般都是采用齿轮变速的传动方式，以扩大恒功率区域的变速范围，保证低速时可传递较大的转矩。由于齿轮的变速存有“挂档”的问题，为了预防挂档时出现顶齿的现象需要采用电动瞬动来完成。因此，在进行大惯量部件的延时时需要采用时间继电器来进行检测。②所有的挂档纤维开关都要与计算机设备相互结合，在进行挂档顺点的控制时，要根据接口输出确定短向运行命令，但是由于操作程序需要多个元件联合调试，一旦有一个元件出现问题，PAL系统就不能对电机的运动问题进行处理。③在数控机床的设备中需要特别注意在面板上保留手动挂档的按钮开关。④在专有机床的数控改造中，需要进行参数宏调用的方式以实现PLC程序和零件加工程序之间信息的传递，最终实现特殊的功能要求。⑤所有的大型数控设备都要注意结构部件的放松和夹紧问题，尤其在坐标轴运动的状态下要放松设备结构，但部件达到合理位置后必须夹紧。⑥将坐标轴分成高夹、低夹两个程度，以避免夹紧时出现抖动的现象。
4.2丝杠的维修重点
丝杠维修情况比较复杂。设备在进行数控机床改造和维修的过程中，要根据原操作系统重新设置相关参数，在调整合适的位带与夹紧带。振荡轴的位置固定不能以临时性作为基准，要保证一次维修就能解决问题。
4.3数控机床设备的导轨
在数控机床的设置程序上来看，机床导轨是主要的机床外界装置，车床导轨的工艺性和精度性是维修的重点，导轨的替换材料要保证足够的耐磨性，并且数直。以此避免数控机床导轨在运行过程中出现变形额度情况，具体的设备导轨还要根据导轨性进行防护。另外，一般的机床齿轮都集中在变速箱和主轴箱中，这就要求税控机床的齿轮精确要高于普通机床，以此保证数控机床的传动精度，要保证维修后的机床整体结构能满足间隙传动的要求。
4.4数控机床维修改造完成后的验收
数控设备在完成相关调试后要设备的出场检测标准进行验收，例如在数控机床的维修中从线路改版、到设备组装，都要严格执行出场检测，此外在数控机床的调试过程中，要由专人对设备的机械、液压等操作进行合理调试，所有调试程序都要按照从简到繁、从内到外的程序来控制，此外，所有的设备维修要根据设备的既有原则进行，不得擅自变更和转换设备线路布置。
5结语
【关键词】数控；机床；维修；技术分析
随着我国机械加工的快速发展，国内的数控机床也越来越多。由于数控机床的先进性和故障的不稳定性，大部分故障都是以综合故障形式出现，所以数控机床的维修难度较大，并且数控机床维修工作的不规范，使得数控维修工作处于一种混乱状态，为了规范数控维修工作，提高数控机床的利用价值，本文提出五步到位数控维修法。
1.数控机床维修技术分析
1.1故障记录具体
数控机床发生故障时，对于操作人员应首先停止机床，保护现场，并对故障进行尽可能详细的记录，并及时通知维修人员。
（1）故障发生时的情况记录。
1）发生故障的机床型号，采用的控制系统型号，系统的软件版本号。
2）故障的现象，发生故障的部位，以及发生故障时机床与控制系统的现象。
3）发生故障时系统所处的操作方式。
4）若故障在自动方式下发生，则应记录发生故障时的加工程序号，出现故障的程序段号，加工时采用的刀具号等。
5）若发生加工精度超差或轮廓误差过大等故障，应记录被加工工件号，并保留不合格工件。
6）在发生故障时，若系统有报警显示，则记录系统的报警显示情况与报警号。
7）记录发生故障时，各坐标轴的位置跟随误差的值。
8）记录发生故障时，各坐标轴的移动速度、移动方向，主轴转速、转向等。
（2）故障发生的频繁程度记录。
1）故障发生的时例与周期。
2）故障发生时的环境情况。
3）若为加工零件时发生的故障，则应记录加工同类工件时发生故障的概率情况。
4）检查故障是否与“进给速度”、“换刀方式”或是“螺纹切削”等特殊动作有关。
（3）故障的规律性记录。
（4）故障时的外界条件记录。
1.2故障检查方法
维修人员故障维修前，应根据故障现象与故障记录，认真对照系统、机床使用说明书进行各顶检查以便确认故障的原因。当数控设备出现故障时，首先要搞清故障现象，向操作人员了解第一次出现故障时的情况，在可能的情况下观察故障发生的过程，观察故障是在什么情况下发生的，怎么发生的，引起怎样的后果。搞清了故障现象，然后根据机床和数控系统的工作原理，就可以很快地确诊并将故障排除，使设备恢复正常使用。故障检查包括：
（1）机床的工作状况检查。
（2）机床运转情况检查。
（3）机床和系统之间连接情况检查。
（4）CNC装置的外观检查。
维修时应记录检查的原始数据、状态，记录越详细，维修就越方便，用户最好编制一份故障维修记录表，在系统出现故障时，操作者可以根据表的要求及时填入各种原始材料，供维修时参考。
1.3故障诊断
故障诊断是进行数控机床维修的第二步，故障诊断是否到位，直接影响着排除故障的快慢，同时也起到预防故障的发生与扩大的作用。首先维修人员应遵循以下两条原则：
（1）充分调查故障现场。这是维修人员取得维修第一手材料的一个重要手段。
（2）认真分析故障的原因。分析故障时，维修人员不应局限于 CNC部分，而是要对机床强电、机械、液压、气动等方面都作详细的检查，并进行综合判断，达到确珍和最终排除故障的目的。
1）直观法。2）系统自诊断法。3）参数检查法。4）功能程序测试法。5）部件交换法。6）测量比较法。7）原理分析法。8）敲击法。9）局部升温法。10）转移法。
除了以上介绍的故障检测方法外，还有插拔法、电压拉偏法、敲击法等等，这些检查方法各有特点，维修人员可以根据不同的现象对故障进行综合分析，缩小故障范围，排除故障。
1.4维修方法
在数控机床维修中，维修方法的选择到位不到位直接影响着机床维修的质量，在维修过程中经常使用的维修方法有以下几种：
（1）初始化复位法。由于瞬时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，若系统工作存贮区由于掉电、拔插线路板或电池欠压造成混乱，则必须对系统进行初始化清除，清除前应注意作好数据拷贝记录，若初始化后故障仍无法排除，则进行硬件诊断。
（2）参数更改，程序更正法。系统参数是确定系统功能的依据，参数设定错误就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亦可造成故障停机，对此可以采用系统搜索功能进行检查，改正所有错误，以确保其正常运行。
（3）调节、最佳化调整法。调节是一种最简单易行的办法。通过对电位计的调节，修正系统故障。
（4）备件替换法。用好的备件替换诊断出坏的线路板，并做相应的初始化启动，使机床迅速投入正常运转，然后将坏板修理或返修，这是目前最常用的排故办法。
（5）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来减少电源板的故障。
（6）维修信息跟踪法。一些大的制造公司根据实际工作中由于设计缺陷造成的偶然故障，不断修改和完善系统软件或硬件。这些修改以维修信息的形式不断提供给维修人员。
（7）修复法。对数控机床的故障进行恢复性修复、调整、复位行程开关、修复脱焊、断线、修复机械故障等。
1.5维修记录到位
维修时应记录、检查的原始数据、状态较多，记录越详细，维修就越方便，用户最好根据本厂的实际清况，编制一份故障维修记录表，在系统出现故障时，操作者可以根据表的要求及时填入各种原始材料，供再维修时参考。
通常维修记录包括以下几方面的内容；（1）现场记录；（2）故障原因；（3）解决方法；（4）遗留的问题；（5）日期和停工的时间；（6）维修人员情况；（7）资料记录。
2.小结
数控机床维修技术的实施，提高重复性故障的维修速度，提高维修者的理论水平和维修能力，有利于分析设备的故障率及可维修性，改进操作规程，提高机床寿命和利用率，并能充分实现资源共享。使其具有可利用性、可持续发展性，为规范数控维修行业奠定坚实的基础。
【参考文献】
[1]孙伟.数控设备故障诊断与维修技术.北京国防工业出版社，2008.
[2]杨中力.数控机床故障诊断与维修.天津：天津理工大学出版社，2008.
[3]沈兵，历承兆.数控系统诊断与维修手册.北京机械工业出版社，2009.
关键词：数控机床；自诊断技术；故障分析
一、现代数控机床CNC故障自诊断技术
数控机床故障自诊断能力是数控机床CNC系统十分重要的指标，自诊断技术是评价数控机床CNC系统性能的一项重要技术。数控系统是先进技术密集型设备，技术员要迅速而准确地确定其故障部位并查明故障原因，必须借助于自诊断技术。自诊断技术也开始朝着智能化、多功能的高级诊断方向发展。目前CNC控制系统都装有故障自诊断系统，并能随时监视加工过程中数控系统软件和硬件的工作状态，CNC控制系统有较强的自诊断功能。只要系统本身出现故障，显示系统和显示装置就会显示报警信息，通过系统珍断号判断故障发生在数控部分、电气部分还是机械部分，判断产生故障的具体部位。自诊断与维修实例：FANUC-Oi伺服不能就绪报警“401”报警号。1.系统检测原理（图1）:开机后系统开始自动检测，如果系统没有报警和急停，系统自动发出MCON信号给伺服系统，伺服系统接收到MCON信号后，自动接通主继电器，并送回DRDY信号，检测系统在规定时间内如果没有收到DRDY信号，系统自动发出“401”报警号。2.故障的诊断方法。（1）工作人员检查各插头接触是否良好，主要包括主控回路的连接、控制面板以及电源与主轴系统、伺服系统的连接。（2）查看LED发光二极管是否显示，如果LED没有显示，可能是电源回路断路或控制板没有通电。检查直流电源输出到24V电源线路连接是否正常，检查控制板上的直流电源电路接线是否良好，检查伺服放大器交流电压3相220V输入是否正常。（3）采用信号短接的方法来判别故障的部位,把伺服模块JV1B（JV2B）的8-10短接后系统上电,如果伺服放大器LED显示“00”则故障可能在轴板或系统主板；如果伺服放大器显示“--”则故障可能在伺服放大器本身。（4）检查急停ESP和MCC回路，ESP短接，伺服放大器显示“--”，应为伺服装置的继电器MCC控制回路或线圈本身故障。
二、FANUC数控机床换刀故障———示波器观察时序故障诊断
数控刀架故障比较常见。换刀过程：刀架松开旋转和选刀锁紧。实例：一台数控车床（FANUC0TC）配备12工位电动刀架，在换刀中旋转不停，故障现象为找不到刀号报警。1.刀架换刀过程中旋转不停故障分析。图2刀位信号由PMC输入，X20.3、X20.2、X20.1、X20.0有刀架主轴后面的绝对编码器检测。电动刀架找不到刀位故障，可能是绝对编码器刀位没有输出。先松开急停再松开刀架，图3用示波器观察刀位时序，如果能从1号依次变到12号刀位，说明刀位输出正常。绝对编码器输出刀位信号同时还输出选通X20.5和奇偶检验X20.4，换刀时输出时序如图3。2.故障诊断。查看换刀绝对编码器的时序（图3），X20.5上升延时，当前与目标刀号对比。比较后刀号一致，选刀电机停止旋转，预分度电磁铁得电吸合，电机反转锁紧刀架。正常工作每选取一次工作刀位X20.5会发生一次电平变化（高低高）。本机床换刀中出现X20.5信号没有变化，说明数控系统没有完成目标和当前刀号对比，在设定时间内找不到目标刀号系统就报警。通过分析故障是选通信号X20.5没有输出。更换同型号绝对编码器。
三、FANUC数控机床
PMC故障实例与维修1.故障现象：一台卧式加工中心数控系统配置FANUC0i-M。工作台交换时，按下“手/自动”启动按钮后，托板架没有上升、托板内工作台升起，无法实现工作台的交换。2.故障分析与诊断：首先检查液压系统的压力，再查看控制托板架上升的电磁阀是否得电。电磁阀由继电器常开KA13控制，PMC输出点Y1004.1直接提供24V给继电器KA13的线圈。通过PMC梯形图检查Y1004.1，执行前后Y1004.1始终为“0”没信号，此故障为某一输入条件未得到满足使机床处于等待。从Y1004.1输出入手，利用梯形图动态显示诊断故障。图4看出手动时交换工作台条件是R68.3、R62.0和Y1003.5导通，R68.3的导通条件是R68.2和R62.0导通，R62.0由外部继电器控制。动态显示X1004.5导通后，X1006.3没有信号。检查X1006.3确定为托板上升到位信号。检查发现24V直流断路，维修后恢复正常。
四、结束语
本文用实例阐述了数控系统的维修方法，指出了自诊断技术朝着多功能和智能化发展的方向；介绍了运用PMC进行故障诊断的方向，为规范数控维修行业奠定坚实的基础。
参考文献：
[1]王学鹏.数控机床维护与维修的研究[J].山东工业技术，2014(13)：154.
[2]郭巍.数控机床维修的几种方法探讨[J].中国新技术新产品，2010（10）：142.
关键词：数控；电气；故障；维修
1 数控机床电气系统故障的特点
故障原因明了是电气系统故障维修的特点，诊断也比较好做，可是故障率却很高。每个电器元件都有自己的使用寿命，如果处于非正常使用的状态，寿命周期缩短会更加缩短，如开关触头长期遭受过电流使用，从而造成烧损、粘连，直至开关损坏。电气系统是个比较脆弱的系统，很容易受到外界的影响，如在外部环境温度过高的情况下，电柜容易升温过高导致一些电损坏。有时老鼠对电器元件和电器线路的肯叫也会造成电气系统的故障。操作人员的认为造作失误也会造成电气系统的故障，如操作人员的非正常操作会使开关手柄损坏、限位开关被撞坏的情况。
由于长期遭受磨损，线路、线缆会出现断线或短路，冷却水和油液流入蛇皮管线内，而使管线长期被浸泡，导致橡胶电线膨胀、粘化，使其绝缘性大大降低而造成短路、放炮。液体流入电动刀架、排屑器、冷却泵器等异步电动机内，损坏了轴承，使电动机出现故障。
2 数控机床电气故障分析
2.1 数控装置的故障分析
数控装置部分的故障有软件故障和硬件故障。
⑴软件故障。加工程序编制出错、机床数据设置不当、系统后备电池失效、操作者操作失误、数据通讯过程中电网瞬间停电等，都将会导致部分或全部数据丢失。这类故障软件故障可以执行数控装置中机床参数的清除或初始化后，重新将正确备份数据输入故障就可排除。
⑵硬件故障。控制系统某元器件接触不良或损坏、无供电电源等，必须更换损坏的器件或者维修后才能排除故障。
2.2 PLC控制器的故障分析
PLC的故障可分为软件故障和硬件故障两部分。
⑴软件故障。数控机床有PLC用户程序，用户程序编制不好，在数控机床运行时会发生一些无报警的机床故障，因此PLC用户程序要编制好。
⑵硬件故障。在PLC输入输出模块出现问题而引起的故障属于硬件故障。有时个别输入输出口出现故障，可以通过修改PLC程序，可使用备用接口替代出现故障的接口。
2.3 伺服系统的故障分析
数控机床伺服控制系统是数控机床故障率最高的部分。伺服控制系统可分为直流伺服控制单元、直流永磁电动机和交流伺服控制单元、交流伺服电动机有两个部分，两者各有其优、缺点。伺服系统的故障一般都是由于伺服控制单元、伺服电动机、测速装置、编码器等出现问题引起的，要分别对各单元进行分析。
2.4 显示的故障分析
利用状态显示的诊断功能现代数控系统不但能将故障诊断信息显示出来，而且能以诊断地址和诊断数据的形式提供诊断的各种状态。该法也是诊断故障的一种基本方法，适合诊断复杂机构故障。
2.5 控制元件、检测开关的故障分析
机床常见的控制元件、检测开关有：检测开关、液压元件、气动元件、电气执行元件、机械装置等，这些常见的机床控制元件、检测开关由于接触不良引起各种故障比较多，这类故障一般稍有点维修知识就可以解决，但是检修这类故障要用仪器仪表配合检查。
3 数控机床电气故障的排除与维修技术
3.1 严格遵循操作规程
数控系统编程、操作和维修人员必须按机床和系统使用说明的要求使用。尽量避免因操作不当引起的故障。
3.2 对纸带阅读机或磁盘阅读机的定期维护
操作者应对纸带阅读机的运动部分每周定时清理，对导向滚轴、张紧臂滚轴等每半年一次加注油。对于磁盘阅读机中磁盘驱动器内的磁头，应用专用清洗盘定期进行清洗。 3.3 防止数控装置过热
定期清理数控装置的散热通风系统，经常检查数控装置上各冷却风扇工作是否正常。
3.4 监视数控系统的电网电压
数控系统允许的电网电压范围在额定值的85%～110%，如果超出范围，轻则使数控系统不能稳定工作，重则会造成重要电子部件损坏。因此，要经常注意电网电压的波动。对于电网质量比较恶劣的地区，应及时配置数控系统专用的交流稳压电源装置，使故障率降低。
3.5 定期检查和更换直流电动机电刷
数控车床、数控铣床、加工中心等，应每年检查一次，频繁加速机床（如冲床等），应两个月检查一次。
3.6 防止尘埃进入数控装置内除检修外，要少开电气柜门
防止车间内空气中飘浮的灰尘和金属粉末落在印制电路板和电气接插件上，造成元件间绝缘电阻下降，出现故障或使元件损坏。有些数控机床的主轴控制系统安置在强电柜中，强电门关得不严，使电器元件损坏、主轴控制失灵。夏天气温过高时，有些使用者打开数控柜门，用电风扇往数控柜内吹风，以降低机内温度。
[参考文献]
关键词：数控；电气；故障；维修
中图分类号：TG659 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2012) 07-0000-01
一、数控机床电气故障的类型与特点
数控机床的电气故障可按故障性质、表象、造成原因及其后果等进行分类。
（一）发生故障的位置
根据发生故障的位置可以分为硬件故障和软件故障。硬件故障是指需维修或更换电子元器件、各种电器、电路板、导线设备才能正常运行，此类故障称为硬件故障。软件故障指PLC控制程序出现的故障，需更改相应参数、数据或者修改PLC控制程序才能正常运行，此类故障称为软件故障
（二）故障是否指示
根据故障出现时有无指示，可分为有诊断指示故障和无诊断指示故障。各种数控系统都自带有自诊断程序，从而实现对整个系统软、硬件的实时监控，故障发生时系统产生报警并有相关文字说明，查阅报警信息说明书，就能查出产生故障的原因以及相应的解决措施。无诊断指示故障是诊断程序不完整性导致的，需要对产生故障前的工作过程、故障现象和后果综合分析从而排除故障。
（三）产生故障时有无破坏性
根据产生故障时有无破坏性可以分为破坏性故障和非破坏性故障。破坏性故障不可以重复出现，需分析故障现象排除故障。
（四）产生故障的或然性
依故障产生的机率，分为系统性故障和随机性故障。系统故障指只要满足一定的条件则一定会产生故障，而随机性故障指在相同条件下偶尔发生的故障。
（五）机床的运动品质特性
指机床因运动特性下降而产生的故障，机床运行正常但加工工件不合格，需查找精度下降的机械或电气相关环节，然后通过优化系统环节排除故障。
二、数控机床电气故障排查步骤
（一）故障询问分析
维修人员需要在机床故障产生时了解现场情况分析相关信息，这就要求操作者对现场情况进行详细描述，维修人员观察现场故障状态，查看故障信息是否有自诊断显示，分析故障发生前的操作情况，根据以上信息首先做出第一步诊断，确定故障排除时所需相关技术资料、维修工具、仪器备件等做到心中有数。
（二）故障现场信息核查
操作者所提供的信息对于排故十分重要，因此在现场要通过对故障机床的观察、操作等验证操作者所提供的各种信息是否准确、完整，根据实际情况从而进一步分析故障初始判断是否准确。
（三）准确分析故障
通过对故障现场分析并结合实际情况确定故障的类型，对于指示性故障可以通过查阅此机床的使用说明书以及故障报警信息手册，了解该故障产生的各种原因及相关排除措施，为下一步排故做准备。
（四）确定原因
在已确定该导致该故障产生的各种原因中进一步检查，综合分析各种因素，从而判断出故障发生的真正原因。
（五）排故准备
根据已确定的原因准备好所需相应工具仪器，制定好故障排除计划及步骤，对故障进行排除。
三、数控机床故障诊断与维修的常规方法
（一）直接检查法
1.询问。询问故障现场的操作者，掌握故障发生的过程、现象等情况，为排除故障做好准备。2.目视。观察数控机床各部分工作状态是否正常，显示面板是否有报警情况，断路器有无断开现象，熔断器是否烧断，各元器件有无烧坏及导线脱落等异常情况。3.触摸。在机床断电的情况下可以通过对各接插件和各主要电路板等元器件的触摸了解其安装、插接状况是否到位。4.通电。通电后快速检查各元器件有无冒烟、火花、异常声音、气味是否正常以及器件触摸有无过热，如有发现应立即断电进行分析。
（二）仪器测量法
当数控机床出现问题后，采用电工仪表和维修必备的工具，按数控系统电气原理图和机床电气原理图，测量出现问题的各个故障点的参数值并和正常值进行比较判断故障，若系统电压达不到正常工作电压，则检测调节输入电源；如出现控制信号故障，则用相关检测仪表检查信号线路的状态是否正常以此确定故障点。
（三）用可编程控制器进行PLC中断状态分析
PLC发生故障时，其中断原因是中断堆栈出现故障，可以调出中断堆栈和块堆栈，按其所指示的原因排除故障。
（四）接口信号检查
通过使用PLC检测数控机床控制系统接口信号的正确与否，从而确定相应的故障点。
（五）诊断备件替换法
当故障诊断为数控系统某环节的印制电路上时，因电路板的集成度相对较高而确定某一电子器件则需要花费大量时间，采取先更换相同型号功能的备件，恢复机床正常运行，再去检测修复故障电路板。
（六）用系统的自诊断功能判断
如今的数控系统具有较强的自诊断功能，监控系统各个环节的运行状态，实时对故障进行判断，面板显示报警信息，从而及时动作实现对机床的保护。
综上所述，在数控机床方面的很多维修人员知识还不够全面，诊断水平还存在很大差距，而数控机床是现代企业生产加工中的关键生产设备，机床的使用寿命及利用率对企业来说是至关重要的。因此掌握数控机床故障诊断与维修技术，当机床出现各类电气故障时，维修者快速、准确排除故障充分发挥数控机床效益具有重要意义。
参考文献：
购物车(0)
