李吉方

摘 要：當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的使用率逐漸增加，在使用中難免出現(xiàn)一些故障，所以故障診斷與維修就越來(lái)越重要，自然而然地故障診斷技術(shù)已成為了一門(mén)不可或缺的技術(shù)。本文通過(guò)多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了數(shù)控機(jī)床電氣故障診斷與維修的內(nèi)容、一般性原則，步驟與方法。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；電氣故障；診斷；維修方法

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.12.023

0 引言

數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)包括交流主電路、機(jī)床輔助功能控制電路和電子控制電路，以電器元件、電力電子功率器件組成數(shù)控機(jī)床強(qiáng)電路，以半導(dǎo)體器件、集成電路組成數(shù)控機(jī)床弱電路。數(shù)控機(jī)床的最主要故障是電氣系統(tǒng)故障，本文主要結(jié)合本人工作以來(lái)在使用數(shù)控機(jī)床的過(guò)程中，對(duì)數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)的故障加以總結(jié)，以下重點(diǎn)討論了數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障維修所遵循的原則、診斷以及排除故障的步驟與流程等。

1 數(shù)控機(jī)床電氣故障維修所遵循的原則

由于持續(xù)時(shí)間的不間斷運(yùn)行，機(jī)床設(shè)備如果要保持其穩(wěn)定性，還須具有各種保護(hù)功能，還要方便維修與保養(yǎng)，因此數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)必須具有：高可靠性、穩(wěn)定性、安全性、方便維護(hù)性、良好的控制性與操作性等特點(diǎn)。數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)多樣并且種類(lèi)繁多，每一個(gè)機(jī)床的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)信號(hào)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)備功能均需指定，但是機(jī)床的控制機(jī)理有著高度的相通性。因此，必須強(qiáng)化設(shè)備工作原理的學(xué)習(xí)與熟知，注重總結(jié)系統(tǒng)的多見(jiàn)、通見(jiàn)問(wèn)題，進(jìn)行針對(duì)性地處置，并靈活地運(yùn)用在實(shí)踐中處理故障問(wèn)題。

（1）先分析后動(dòng)手 。筆者認(rèn)為當(dāng)我們到達(dá)故障現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，不要立馬就動(dòng)手。而是向操作工作人員詢問(wèn)故障發(fā)生的過(guò)程，并伴隨著什么現(xiàn)象。要從操作者的敘述中找到有用的信息，經(jīng)過(guò)思考后，分析故障發(fā)生的原因、故障發(fā)生位置。然后再自己去分析排查故障。

（2）先機(jī)械后電氣 。一般狀況，機(jī)械故障是比較容易察覺(jué)的，但是電氣方面的故障診斷難度是較大的。所以首先排除機(jī)械故障可以節(jié)省很多時(shí)間。

（3）先外部后內(nèi)部 。數(shù)控機(jī)床的外部一般都有大量的行程開(kāi)關(guān)、按鈕、接近開(kāi)關(guān)等電器開(kāi)關(guān)，由于工作條件比較惡劣，出故障可能性較大。所以維修人員應(yīng)先由外向內(nèi)逐一地排查。

（4）先易后難 。當(dāng)有多重故障相互交織的情況，應(yīng)先解決容易的再解決難。當(dāng)簡(jiǎn)單的問(wèn)題解決了，復(fù)雜的問(wèn)題就有可能變?nèi)菀琢恕?/p>

2 數(shù)控機(jī)床電氣故障診斷與維修的常用方法

（1）常規(guī)檢查法 。常規(guī)檢查法是首先采用也是最常用的，與上述的數(shù)控系統(tǒng)的故障排查類(lèi)似。是利用維修者的感官和一些簡(jiǎn)單的儀器分析判斷故障的方法。外觀檢查具體的說(shuō)就是用（眼、鼻、耳和手）這些器官來(lái)了解故障發(fā)生時(shí)伴隨的各種火花、焦糊味、異常噪音、發(fā)熱元件表面的過(guò)熱變色、金屬燒結(jié)的亮點(diǎn)、煙熏黑或者燒焦等，破損、斷裂、磨損、移動(dòng)、斷裂、脫開(kāi)、壓合、松動(dòng)、形變、沖擊振動(dòng)與爬行等異?，F(xiàn)象，于此同時(shí)應(yīng)該觀察設(shè)備外部連接，內(nèi)部器件的情況，并來(lái)判斷故障可能發(fā)生部位。

（2） P LC 的 I/O 狀態(tài)檢查法 。一般的PLC 的 I/O 狀態(tài)檢查法，其診斷流程如下：第一，參照PLC用戶的報(bào)警編號(hào)與故障問(wèn)題，迅速定位與之相關(guān)聯(lián)的問(wèn)題IO點(diǎn)，并將對(duì)應(yīng)的標(biāo)志位、計(jì)時(shí)器與計(jì)數(shù)器進(jìn)行針對(duì)性標(biāo)記。第二，找到報(bào)警點(diǎn)關(guān)聯(lián)的梯形圖和動(dòng)作控制步驟圖表，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)相對(duì)應(yīng)的信號(hào)邏輯狀態(tài)圖表。第三，根據(jù)情況將數(shù)控系統(tǒng)的診斷畫(huà)面加以調(diào)用，第一時(shí)間掌握到故障的信號(hào)狀態(tài)。第四，將正常的狀態(tài)和問(wèn)題狀態(tài)加以比較，發(fā)現(xiàn)異常所在，由此定位到故障信號(hào)點(diǎn)。第五，根據(jù)前期工作，將問(wèn)題的元器件選擇出來(lái)，進(jìn)而進(jìn)行故障的測(cè)試。第六，通過(guò)排除法，參照故障的區(qū)別加以修復(fù)抑或換件。在這種檢測(cè)法實(shí)施過(guò)程中，應(yīng)該注意，報(bào)警點(diǎn)并非故障點(diǎn)，可能是受無(wú)關(guān)邏輯點(diǎn)干擾，應(yīng)當(dāng)具備一定的判別能力。

（3）獨(dú)立單元分析法 。首先應(yīng)將數(shù)控機(jī)床劃分獨(dú)立單元，獨(dú)立單元具有一定功能與簡(jiǎn)單適配關(guān)系，并且可以與系統(tǒng)中的其他的部分相結(jié)合的獨(dú)立部分。獨(dú)立單元可能是一個(gè)系統(tǒng)、一個(gè)電纜、一個(gè)裝置或是一個(gè)接點(diǎn)/節(jié)點(diǎn)。在故障的分析過(guò)程中，可以利用輸出/輸入信號(hào)狀態(tài)來(lái)分析它是否有故障。為了分析系統(tǒng)輸出變化的規(guī)律及其成因，來(lái)描繪相應(yīng)的系統(tǒng)組成框架圖，連接框圖等，在框圖中應(yīng)該標(biāo)出獨(dú)立環(huán)節(jié)/單元的信號(hào)流向或者單元連接關(guān)系，用來(lái)分析追蹤信號(hào)。

（4）模塊交換法 。在進(jìn)行故障的大定位時(shí)，需要利用備用電路板、集成電路芯片、模塊或者元件，來(lái)替換那些疑點(diǎn)部件，觀察故障現(xiàn)象有無(wú)發(fā)生轉(zhuǎn)移，這樣就可以將故障的范圍縮小到芯片或者印刷線路這樣一級(jí)。這也稱(chēng)為“備件置換法”。使用這種方法的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約時(shí)間并且避免測(cè)試故障中的部分難度。這種方法應(yīng)該在斷電的情況進(jìn)行，并注意是否會(huì)出現(xiàn)危險(xiǎn)及礦大故障范圍的情況。

（5）信號(hào)強(qiáng)制法 。這種方法實(shí)施的過(guò)程，是將硬接線信號(hào)強(qiáng)制輸入，或者改變控制變量的狀態(tài)指標(biāo)，以此為確定相對(duì)應(yīng)的執(zhí)行器件是否有問(wèn)題及故障類(lèi)型，進(jìn)而開(kāi)展進(jìn)一步維修工作。在這種方法檢測(cè)過(guò)程中，必須格外注重如下幾個(gè)問(wèn)題：一是要明確被強(qiáng)制的單元在同前一級(jí)進(jìn)行隔離過(guò)程中是否存在安全隱患，沒(méi)有問(wèn)題后方可使用。二是要提前了解標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)歸屬何種類(lèi)型：模擬，數(shù)字，直流電平信號(hào)，還是脈沖？選擇何種類(lèi)型更利于檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性？三是在檢測(cè)之前，安全檢查機(jī)床或許在持續(xù)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)動(dòng)作或位移距離內(nèi)無(wú)運(yùn)動(dòng)干涉情況發(fā)生，以防產(chǎn)生碰撞情況。四是最大限度地的控制機(jī)床的倍率與速度，確保絕對(duì)的安全與穩(wěn)定。五是應(yīng)當(dāng)實(shí)時(shí)有效地觀察信號(hào)輸入到機(jī)床后，各執(zhí)行部件的即時(shí)情況，時(shí)刻作好急停準(zhǔn)備，以防失控造成一系列安全問(wèn)題。

3 結(jié)束語(yǔ)

機(jī)床的維修、故障分析、保養(yǎng)以及故障后的處理工作就顯得非常重要。依據(jù)故障診斷和維修的常規(guī)原理、流程、內(nèi)容和通用的某些方式方法開(kāi)展排查工作，在查找并處置設(shè)備故障中是極為重要的。與此同時(shí)，在開(kāi)展故障診斷過(guò)程中，或許存在方法的重復(fù)交替使用，如此更利用診斷與維護(hù)的效率提高。事實(shí)證明，全面應(yīng)用以上各種方法在實(shí)際的檢測(cè)過(guò)程中發(fā)揮了可觀的成效。誠(chéng)然，數(shù)控機(jī)床的維修并非易事，也絕非紙上談兵，具備很強(qiáng)的實(shí)踐性，經(jīng)驗(yàn)性，程序性與靈活性。我們必須在強(qiáng)化理論知識(shí)儲(chǔ)備的基礎(chǔ)上，有效地運(yùn)用各類(lèi)維修工具與程序方法，并在實(shí)踐中加以提煉升華，以便盡快地排除故障，保證設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

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