1、數控機床的電氣維修與故障的排除引言機床在運行過程中經常會出現故障， 維修人員要有效識讀電 氣圖，根據現象分析，采用合理的檢修方法，主電路存在故障多 運用電壓法，電阻法和短路法也是常用的故障檢修方法。一、數控機床故障診斷的研究意義 故障診斷始于機械設備故障診斷， 主要指制造設備和制造過 程的狀態監測與故障診斷。制造設備主要指加工機床、夾具、量 具和刀具；制造過程指制造工藝過程、工藝參數。機械設備運行 時的狀態監測與故障診斷包含兩方面內容： 一是對設備的運行狀 態進行監測； 二是在發現異常情況后對設備的故障進行分析、 診 斷。設備故障診斷是隨設備管理和設備維修發展起來的。 歐洲各 國在歐洲維修團體

2、聯盟（ FENM）S 推動下，主要以英國倡導的設 備綜合工程學為指導； 美國以后勤學為指導； 日本吸收二者特點， 提出了全員生產維修（TPM的觀點。我國在故障診斷技術方面 起步較晚， 1979 年才初步接觸設備診斷技術，近年來得到迅速 發展。目前國內對裝備的故障診斷技術， 尤其是板級故障診斷技 術的研究有了較大的進展。 經過二十多年的研究與發展， 我國的 故障診斷技術己廣泛應用于軍工、化工、工業制造等領域，如數 控機床、汽車、發電、船舶、飛機、衛星、核反應堆等。二、故障診斷與維修的基本原則（1）先外部后內部。當數控機床發生故障后，維修人員應 先采用望、聞、聽、問等方法，由外向內逐一進行檢查。比

3、如： 數控機床的行程開關、按鈕開關、外部傳感器、印制電路間的連 接部位， 因其接觸不良或者物理損壞造成信號傳遞失靈， 是產生 數控機床故障的重要因素。（2）先機械后電氣。由于數控機床是一種自動化程度高、 技術復雜的先進機械加工設備。一般來講，機械故障較易察覺， 而數控系統故障的診斷則難度較大。（3）先靜后動。維修人員要做到先靜后動，不可盲目動手， 首先應先詢問機床操作人員故障發生的過程及狀態， 閱讀機床說 明書、電氣原理圖、生產制造廠家參數資料后，方可動手查找處 理故障。其次，對有故障的機床要遵循先靜后動的原則，先在機 床斷電的靜止狀態，通過觀察測試、分析，確認為非惡性故障或 非破壞性故障后，

4、方可給機床通電。（4）先全局后局部。公用性的問題往往影響全局，專用性 的伺服只影響局部。 只有先解決影響一大片的主要故障， 局部的、 細節的問題逐步排除解決。（5）先簡單后復雜。當出現多種故障互相交織掩蓋，應先 解決容易的故障，后解決難度較大的故障。（6）先一般后特殊。在排除某一故障時，要先考慮最常見 的可能原因，再分析很少發生的特殊原因。三、機床電氣系統常見故障分析（一）線路故障 第一，短路故障。產生短路的原因是電路中有兩點電位不等， 假設為 A 點和 B 點，兩點突然相連， 導致了電路故障， 無法運行。 一般造成短路的原因可以分為兩類， 一類是絕緣層損壞， 導線是 有一層絕緣層的，某些外力

5、作用導致絕緣層損壞，高溫、高壓、 高濕度導致的絕緣材料老化、 變質等都會降低導線的絕緣性， 引 起短路。另一類是導線連接不當，受環境因素的影響，如機床產 生的鐵屑以及雜物，人為因素的影響，如接線頭包扎不仔細，外 力作用下環境因素和人為因素作用在一起容易引起短路， 鐵屑等 與接線頭的接觸引發短路故障后增大的電流會產生電路過熱甚 至電火花，導線會被燒壞，安全隱患巨大。第二，斷路故障。所謂斷路就是電路中的出線電流存在問題， 導致的結果是斷電，機床停止運行，造成斷路的原因有兩種，一 是觸點接觸不良， 由于機床廠房的環境較差存在粉塵和污垢， 而 長期暴露在這個環境下的低壓電器觸點就會受到空氣的腐蝕和 氧

6、化以及粉塵污垢的侵蝕， 觸點的導電能力下降， 加上反復接通 和斷開時的大電流使觸點被氧化， 氧化而形成的氧化銅導電能力 極差從而造成斷路；二是，導線連接頭松動脫落，機床在高速運 行時容易造成導線連接的螺絲松動， 機床的不斷震動導致了連接 線的脫落，造成斷路。第三，漏電故障。所謂漏電是因為電路和大地接觸造成的， 一般分為單相、 兩相和三相接地故障， 而這期間尤以單相接地故 障最多， 誘發的原因主要是機床長時間的運行， 檢修和維護沒有 合理安排和執行，絕緣體絕緣性下降，金屬線接地。接地故障的 后果是由于接地后過低的電壓造成電氣設備無法運行。（二）數控機床的維修數控機床維修主要分機械維修、電氣維修和

7、CNO控系統維 修三部分，由于CNC數控系統本身集成化高，制造工藝精良，正 常情況下故障率很低，合理日常維護系統自身的故障應該非常 少，因此我們主要研究機械故障和電氣故障的維修。（1）機械故障維修。數控機床機械運動主要有主軸的主運 動和刀架的進給運動。1）主軸主要靠動力電機帶動主軸箱里的多級變速齒輪給主 軸輸出旋轉動力的， 一般問題不大， 如開機啟動主軸有異常聲響 和無動作時需要及時停車判斷問題所在。 可從這幾個方面排： 確 定電機正常后首先判斷是否掛好檔位確認是否在空檔； 其次檢查 有無異物掉入卡在變速齒輪上使之無法正常工作 （有一次我們的 數車就是因為換檔手柄上的一個銷子脫落卡住了齒輪，

8、導致無法 換檔、無法啟動主軸）；再次檢查有無齒輪松動脫落或打壞掉， 要及時給予定位安裝或更換配件； 有時候卡盤也會有異響， 多數 是因為卡盤內側固定卡盤內部的螺旋盤螺紋的螺絲松動導致間 隙過大， 出現來回碰壁的響聲， 卸掉卡盤給予擰緊固定可解決問 題。2）刀架的機械問題多在于無法移動、無法進給或定位偏差 過大和換刀不動或換刀不到位的問題。 我們主要檢查絲杠是否彎 曲變形、阻力過大（在急停狀態可用有轉動感覺） 或有異物卡住； 定位偏差過大可檢查是否負重過大、 絲杠磨損嚴重或在參數里調 整絲杠的反向間隙（只可微調）；刀架換刀機械問題一般為也為 阻力過大或有卡死現象， 用內六角扳手轉動伺服電機軸可判

9、斷刀 架旋轉動作是否暢通， 如果阻力很大或卡死， 則需調整刀架內部 安裝間隙和檢查有無異物。（2）電氣故障維修。電氣故障的維修主要根據故障現象、 報警提示和電柜各信號燈的有無發亮或顏色來判斷短路、斷路、 缺相、 信號不到位和電子元件設備等壞掉。 這需要我們有一定電 工電子水平、識圖水平和檢測設備的使用水平（如萬用表等）。 同樣型號設備不止一臺時， 我們可通過對比法、 交叉換位法等來 尋找問題點。 一般多為外部信號不到位， 原因多是由于信號線接 觸不良、斷線、繼電器損壞或保險跳掉所導致；如果交叉換位后 發現是伺服驅動器或主軸變頻器壞掉， 那最好是找專業維修人員 維修或與制造廠家聯系更換。 總之電氣維修后要經過多次反復檢 查確認后方可通電試驗，以防出現更大的問題或事故。（三）數控機床故障的診斷展望 數控機床的故障診斷一直是困擾操作、 維修人員的難題。 由 于數控機床的安全性和工