摘要：文章對數(shù)控機(jī)床在使用中遇到的幾個(gè)常見的電氣故障作了簡單介紹，并對其維修方法和改進(jìn)措施做出了說明。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；電氣故障維修；電源；位置環(huán)；參考點(diǎn)

中圖分類號：TG502文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009-2374（2009）07-0038-01

數(shù)控機(jī)床是機(jī)電一體化的產(chǎn)物，技術(shù)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。按照功能結(jié)構(gòu)分為機(jī)械部分和電氣部分，其中電氣部分包括電源、數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)和一些電纜、接頭、開關(guān)等。其故障也是多種多樣、各不相同，故障原因一般都比較復(fù)雜，這就給數(shù)控機(jī)床的故障診斷和維修帶來不少困難，下面就數(shù)控機(jī)床常見電氣故障做一簡單介紹，供維修者參考。

一、電源故障

電源是整個(gè)機(jī)床正常工作的能量來源，我們常用的數(shù)控和伺服系統(tǒng)，如西門子系統(tǒng)、海德漢系統(tǒng)等是由德國等西方國家設(shè)計(jì)制造的，由于他們國家的電力充足，電網(wǎng)質(zhì)量高，因此其電氣系統(tǒng)的電源設(shè)計(jì)考慮較少，這對于我國有較大波動和高次諧波的電力供電網(wǎng)來說就略顯不足，再加上某些人為的因素，難免出現(xiàn)由電源而引起的故障。輕者會造成數(shù)據(jù)丟失、系統(tǒng)死機(jī)，重者會毀壞系統(tǒng)局部甚至全部。

例如一臺德國產(chǎn)DMU60P加工中心在加工時(shí)由于廠房改造，旁邊有一臺大功率焊機(jī)突然開始焊接，造成該設(shè)備死機(jī)，重啟后系統(tǒng)提示“硬盤系統(tǒng)文件丟失”，系統(tǒng)無法正常啟動，只好更換硬盤并重新安裝系統(tǒng)。

又如一臺進(jìn)口數(shù)控車床（西門子810D系統(tǒng)），開機(jī)后出現(xiàn)報(bào)警“NC/PLC無法連接”，經(jīng)檢查，系統(tǒng)NCU單元指示燈和數(shù)碼管均沒有顯示，而與之供電的電源模塊輸入電壓用萬用表測量正常，打開電源模塊后發(fā)現(xiàn)，模塊內(nèi)部主接觸器常閉的輔助觸點(diǎn)燒黑，接觸電阻過大，達(dá)到100多kΩ，造成上電后內(nèi)部5V和24V電源電路無法啟動，無法給NCU單元供電，更換此接觸器后，系統(tǒng)啟動恢復(fù)正常，分析其原因，可能是在開關(guān)機(jī)時(shí)，電網(wǎng)電壓沖擊過大造成的。

為了避免上述案例的發(fā)生，我們在給數(shù)控機(jī)床供電時(shí)應(yīng)盡量做到以下幾點(diǎn)：（1）提供獨(dú)立的配電箱而不與其他設(shè)備串用；（2）在資金允許的情況下，應(yīng)盡量配備三相交流穩(wěn)壓裝置；（3）電源始端有良好的接地；（4）進(jìn)入數(shù)控機(jī)床的三相電源應(yīng)采用三相五線制，中線(N)與接地(PE)嚴(yán)格分開。

二、數(shù)控系統(tǒng)位置環(huán)故障

1．位置環(huán)報(bào)警。大多數(shù)情況下，若正在運(yùn)動的軸實(shí)際位置誤差超過機(jī)床參數(shù)所設(shè)定的允許值，則產(chǎn)生輪廓誤差監(jiān)控報(bào)警；若機(jī)床坐標(biāo)軸定位使得實(shí)際位置與給定的位置之差超過機(jī)床參數(shù)設(shè)定的允許值，則產(chǎn)生靜態(tài)誤差監(jiān)控報(bào)警；若測量裝置有故障，則產(chǎn)生測量裝置監(jiān)控報(bào)警。位置環(huán)報(bào)警一般是由于位置測量元件，如光柵尺、編碼器被污染或被損壞引起的，也有的是由于電纜破損或接頭接觸不良所致。

2．坐標(biāo)軸在沒有指令的情況下產(chǎn)生運(yùn)動，可能是漂移過大；位置或速度環(huán)接成正反饋；反饋回路開路；編碼器安裝不當(dāng)引起的。

三、機(jī)床開機(jī)返回不了參考點(diǎn)

數(shù)控機(jī)床開機(jī)后返回不了參考點(diǎn)的故障一般有以下三種情況：第一種是由于是由于參考點(diǎn)開關(guān)出現(xiàn)問題，導(dǎo)致PLC沒有產(chǎn)生減速信號；第二種情況使編碼器或者光柵尺的零點(diǎn)脈沖出了問題；第三種情況是機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的測量模塊出現(xiàn)問題，沒有接收到零點(diǎn)脈沖。

四、機(jī)床的動態(tài)性能變差

機(jī)床在加工時(shí)，有時(shí)候會出現(xiàn)工件質(zhì)量變差，甚至在一定速度下運(yùn)動會有抖動，這其中有很大一種可能是由于機(jī)床長時(shí)間使用，機(jī)械傳動系統(tǒng)間隙過大甚至磨損嚴(yán)重，或者導(dǎo)軌潤滑不充分甚至磨損造成的；對于電氣控制系統(tǒng)來說則可能是速度環(huán)、位置環(huán)和相關(guān)參數(shù)已不在最佳匹配狀態(tài)，應(yīng)在機(jī)械故障基本排除后重新進(jìn)行最佳化調(diào)整。

例如一臺國產(chǎn)龍門加工中心，采用的是西門子840D系統(tǒng)，使用幾年后X軸在高速進(jìn)給時(shí)振動嚴(yán)重，通過清洗光柵、檢查機(jī)械傳動后沒有發(fā)現(xiàn)問題，于是認(rèn)為系統(tǒng)參數(shù)應(yīng)該適當(dāng)調(diào)整，通過降低伺服增益參數(shù)32200的值，振動現(xiàn)象消除。

五、偶發(fā)性停機(jī)故障

偶發(fā)性故障一般有兩種情況：一種情況是機(jī)床廠家設(shè)計(jì)上有缺陷，在某些特定的操作與功能運(yùn)行相組合所造成的停機(jī)故障，對于這種故障，一般機(jī)床斷電重啟后便會消失；另一種情況是由環(huán)境條件引起的，如電網(wǎng)干擾、溫度、濕度等。例如一些私營企業(yè)將數(shù)控機(jī)床放置于普通廠房，電氣柜門長期開門運(yùn)行，附近又有大量的粉塵和金屬碎末，這些因素不僅僅會造成機(jī)床故障，嚴(yán)重的還會將機(jī)床系統(tǒng)和伺服驅(qū)動部分損壞，應(yīng)務(wù)必改善。

以上是數(shù)控機(jī)床在使用中會經(jīng)常遇見的幾類故障，在實(shí)際的故障診斷與維修中，還應(yīng)該具體情況具體對待，根據(jù)故障發(fā)生時(shí)機(jī)床的狀態(tài)、操作方式進(jìn)項(xiàng)調(diào)查與分析，多和操作者進(jìn)行交流，從中找出故障點(diǎn)，排除故障。

作者簡介：徐世欣（1977－），男，河南洛陽人，中國空空導(dǎo)彈研究院工程師，研究方向：數(shù)控機(jī)床維修。