数控机床维修的具体措施分析

杜世法（渤海船舶职业学院，辽宁兴城125105）



数控机床维修的具体措施分析

杜世法
（渤海船舶职业学院，辽宁兴城125105）

摘要：在数控机床的使用过程中，设备的故障排除是非常重要的方面。针对数控机床的多发故障，结合数控设备维修实际案例，列举了电源类故障、伺服驱动类故障和输入输出开关类故障的产生原因，并针对故障成因制订具体的维修措施，保证数控设备的故障能够得到有效维修，对数控机床的维护维修领域具有一定的借鉴意义。

关键词：数控机床；故障维修；措施

数控机床作为自动控制的精密设备，在运行过程中受到运行电压、运行环境以及操作手法等多种因素的影响，容易出现各种故障，造成数控设备无法工作。为了提高数控设备的运行效率，加快维修进度，在维修过程中应首先对故障进行分类。本文结合生产实际案例，列举了数控设备中多发的电源类、伺服驱动类、输入输出开关类三种多发故障，并有针对性的提出了具体的维修措施。

1　数控设备的电源故障及维修措施分析

在数控机床运行过程中，充足稳定的电力供应是保证数控设备安全稳定运行的关键。但是从数控设备的实际运行来看，电源故障是比较常见的故障之一，对数控设备的运行有着重要影响。基于数控设备的运行实际，以及数控设备的电源匹配情况，电源故障的维修应从以下两方面入手。

1.1检查电源匹配情况

数控机床中各用电设备所需电源的电压及种类各不相同，例如数控系统一般需要24 V直流电，伺服驱动器的动力电一般需要200～220 V交流电，主轴变频器需要380 V交流电，接触器线圈端一般需要110 V或220 V交流电。而外部送至数控机床的电源只有380 V动力电，故在机床电柜内一般会有一至两个变压器将380 V交流电变压成各设备所需的电压，同时还有直流稳压电源负责把220 V交流电转换为24 V直流电供给数控系统装置和各继电器、传感器使用。一旦外部电源出现波动，会造成电压不稳的情况出现，进而会影响到电柜内各用电部件的正常工作，造成数控设备工作状态不稳定。因此若机床出现开不了机或工作不稳定的情况，首先需要检测进电电压与各部件的工作电压是否在正常范围之内，做到提高电源品质，保证设备正常稳定运行。

1.2检查电源线路是否存在虚接

经过检查如果发现数控设备的电源匹配没问题，接下来应检查电源线路是否出现虚接现象。在加工过程中，随着机床的震动，有可能将未紧固的电源线连接端子振松，造成断路。因此，在实际使用过程中，若出现时有时无的故障，首先应考虑是不是由电源虚接造成的工作电压不稳定所引起的。同时，若虚接的电源线头外露，碰触到设备外壳，会引起空气开关的短路跳闸，若强电电源线搭接到其他部件上，还有可能将其他元件烧毁，将故障扩大化。因此，在实际使用过程中应高度重视线路虚接问题，排除安全隐患。

2　数控设备的伺服故障及维修措施分析

伺服系统是指以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统。它接受来自数控装置的进给指令信号，经变换、调节和放大后驱动执行件，转化为进给轴的直线或旋转运动。

在数控机床常见的电气类故障中，伺服驱动环节故障率相对较高。为了保证数控设备的伺服故障得到有效解决，主要应采取以下两种维修措施。

2.1利用报警显示进行故障诊断

数控机床伺服驱动系统主要由伺服驱动器、伺服电动机、测量反馈装置等组成。各部分由通信电缆及电源线相连接。出现伺服驱动部分的故障后，如进给轴不动等情况，应首先判断出现问题的环节。同时可利用伺服驱动器显示的报警号、报警灯或系统面板报警内容，以便于查找故障。

例如，某台配置三洋伺服驱动器的加工中心，工作过程中出现Z轴无法移动，同时伺服驱动器显示“AL63”报警号。通过查询伺服驱动器说明书，该报警号内容为“伺服电源缺相”。经检查发现，该伺服驱动器的伺服强电输入端有一电源接头部分被烧坏，造成该点断路。经重新接线后，故障消失，机床正常使用。

2.2采用替换法进行故障快速定位

对于没有报警显示的伺服驱动故障，为确定故障点，实践中可采用替换法。例如，在处理某台数控车床Z轴不能移动的过程中，可将数控系统至X轴与Z轴伺服驱动器接口线路调换，或调换X轴与Z轴伺服电机的电源线。交换相应线路后通过观察运行现象，确定故障点是在伺服驱动器、伺服电机还是数控系统部分。应用交换法进行故障点排查的优点在于不用拆卸元器件，仅交换线缆即可，工作量较小，故障定位较为迅速。但应用交换法时也应注意，被交换的元器件组件应是工作参数相同的，且线缆接口相同，保证交换时不会造成新的故障。

3　数控设备的输入输出故障及维修措施分析

数控设备在运行过程中，输入输出类故障是比较常见的故障之一，为了有效解决位置故障，利用系统的PMC监测功能，即通过查看输入输出点位的信号状态，可以快速定位故障点，起到事半功倍的作用。

例如，某台VMC850E型立式加工中心配备FANUC0i-MD系统，执行原点返回的数控程序时，当执行到“G91 G28 G00 X0”时，X轴无动作，CNC状态栏显示为“MEMSTRTMTN”。其故障排除过程是进入PMC梯形图程序显示功能界面，发现与X轴对应的互锁信号G130.0的状态为“0”，即互锁信号被输入至NC系统。打开机床盖板，检查其互锁原因，发现是一传感器被铁屑污染。擦拭后，将G130.0置为“1”，互锁解除，重新启动原点返回至NC程序，动作正常，故障排除。

此外在加工中心的使用工程中，刀库也易出现无法换刀故障，其多发原因也可利用机床PMC功能快速进行诊断。刀库在气压缸体上布置有前后两个接近开关用以检测刀库在换刀过程中前进或后退是否到位，在实际使用过程中这两个接近开关容易脱落，造成刀库无法换刀。可在机床PMC诊断页面中观察刀库前进、后退的输入点位状态，用以判断故障是否是由于该接近开关脱落造成的，从而起到快速定位故障点的作用。

综上所述，数控设备在运行过程中，电源类故障、伺服系统故障及输入输出开关类故障是比较典型的多发故障。为了提高数控设备的运行效率，出现故障时应首先对出现的故障进行分类，并针对故障成因制订具体的维修措施，保证数控设备的故障能够得到有效维修。

参考文献：

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［5］吴廷忠.开放式高速运动控制器的研究［D］.杭州:浙江大学,2004.

［6］周虹.开放式数控系统在数控车床上的应用［D］.长沙:湖南大学,2005.

［责任编辑：刘月］

基金来源：辽宁省教育科学“十二五”青年科研骨干专项课题（JGZXQEB083）

Concrete Measure Analysis of CNC Machine Tools Maintenance

DU Shifa
（Bohai Shipbuilding Vocational College, Xingcheng 125105, China）

Abstract:In the use of CNC machine tools, equipment troubleshooting is a very important aspect. Aiming at the multiple faults of CNC machine tools, combined with the practical cases of CNC equipment maintenance, the researcher lists the causes of power failure, servo drive fault, input and output switch fault, takes concrete maintenance measures for the failure cause, and ensures the effective maintenance of CNC equipment, which have certain reference significance to CNC machine tools maintenance field.

Key words:CNC machine tools; maintenance; measure

中图分类号：TG502.7

文献标识码：A

文章编号：2095-5928（2016）02-43-03

DOI:10.16850/j.cnki.21-1590/g4.2016.02.012

收稿日期：2015-12-30

作者简介：杜世法（1969-），男，山东青岛人，实验师，学士，研究方向：机械设计。