数控机床电气维修技术探究

数控机床电气维修技术探究

王哲

江苏省南京市 210000 中锗科技有限公司

摘要：数控设备自动化程度高，且结构复杂，是一种先进加工设备，也是企业运营重要设备。如若需要使得数控设备可以运行正常，需要相关工作人员注重日常维护，以此来保证设备利用率。正确操作数控设备可以有效防止机床非正常磨损，做好日常保养工作，可促进设备运行良好以及延缓劣化进程，同时消除存在的故障隐患，保证数据设备可正常运行。本章将主要分析数控机床电气维修技术，帮助电气维修人员了解技术要点。

关键词：数控机床电气维修技术；注意事项；主要故障分析；主要维修技术内容

前言：企业机械加工生产中，数控机床是一种重要生产设备，影响着企业机械正常生产，应科学合理使用数据机床，保证其运行正常，促进整体生产在规定工期内完成。但是在实际使用中，相关工作人员对于数控机床维修保养工作关注度不高，常常出现前期未做好保养工作、后期突然出现故障的情况，影响生产进度。

1 数控设备使用注意事项

1. 1. 使用环境

为了有效提高数控设备使用寿命，应避免设备受到阳光直射或者其他热辐射，避免将其放置于过于潮湿、粉尘过多以及含有腐蚀气体的场所^[1]。其中，腐蚀气体容易导致电子元件被腐蚀后出现变质现象，从而造成接触不良或元件间短路，影响到设备运行安全性。除此之外，精密数据设备必须远离振动大的设备，例如冲床以及锻压设备等。

1. 2. 电源要求

一般情况下，数控设备采用专线供电或者增设稳压装置等，以避免电源波动幅度过大而干扰信号，有效提高供电质量，减少电气干扰因素。

1. 3. 操作规程

为了有效保证数控机床运行正常与安全，相关操作人员应遵循操作规范、操作制度，保证现场安全性。如若遇到机床故障问题，操作者应先保留现场，再向维修人员沟通交流，阐述清楚机场故障前因后果，以便于维修人员根据实际情况，准确分析故障原因，制定高效的修理方案。数控机床不适宜长期封存，长期不使用，企业在购买数控机床后应及时投入使用，避免资源浪费或者导致数控机床长期放置出现故障，增加不必要的成本费用^[2]。在使用数控机床第一年时，机床出现故障，可以在保修期内完成维修工作，保证后期使用正常。如若没有加工任务，数控机床也应定期通电，每周通电一次至两次即可，每次空运行一小时左右。通过利用数控机床发热量，可以使得数据机床内部湿度明显降低，防止内部部件受潮。除此之外，相关工作人员应及时发现机床是否有电池，有效防止系统软件以及相关参数数据丢失。

2 数控机床主要故障分析

2.1 硬件故障以及软件故障

故障发生部位包含硬件故障以及软件故障。硬件故障指的是电子、电器件、印刷电路板、电线电缆以及接插件等因素，导致机床产生不正常状态现象，其需要进行修理或者更换才可使得机床运行再次正常。软件故障需要输入或者更改数据、修改PLC逻辑控制程序,才可保证数据机床运行安全平稳^[3]。如若软件故障较为严重，将会造成数控系统无法正常运行，导致其中的软件信息丢失等。如若发生此种故障，续联系生产商家或者服务机构解决故障问题。

2.2 指示故障

指示故障包括有诊断指示故障和无诊断指示故障。目前的数控系统均设计了完美的自诊断程序，可实时监控整个系统软件以及硬件性能，当软件或硬件出现故障时，会立即报警或在屏幕显示故障问题（文字形式）。相关工作人员可以通过查阅系统诊断手册，查找机床故障类型。诊断手册还包含了排除方法提示内容，帮助工作人员尽快找到故障原因。有诊断指示故障较为容易排除，而无诊断指示故障是由上述诊断程序不完整性导致的，例如开关不闭合、接插松动等。发生此类故障时，维修人员应要依据故障发生原因、故障产生后果，通过运用数据机床理论知识以及技术知识，进行重要分析，使用排除法，找到机床故障真正原因，再进行具体维修。

2.3 破坏性故障以及非破坏性故障

数据机床发生故障时，主要分为两种情况：一种是破坏性故障损坏，应依据故障现象分析故障原因，相关技术性要求较高，存在一定风险。另一种是非破坏性故障，工作人员可以卸下工件，查找故障原因。

3 数控机床电气主要维修技术内容

数控机床种类较多，每一种类型均有各自的功能、结构、系统以及特点。因此，在进行数据机床电气维修保养时，相关人员也应判断机床类型，选择合适的维修方式进行故障维修，制定建立必要定期以及定级保养制度。

3.1 维护数据系统

3.1.1 严格遵守操作规程以及日常维护制度

在进行数据系统维护工作时，相关工作人员应严格按照规定，保证维护工作无问题，确保生产进度正常。

3.1.2 尽量少开数控柜门以及强电柜门

在加工车间中，空气中会含有一些影响机床运行的物质。当油雾、灰尘或者金属粉末落入数据系统内部电路板或者电子器件上，会降低机床绝缘电阻降，从而出现损坏现象^[4]。除此之外，一定要避免经常性打开数控柜门以及强电柜门进行散热。

3.1.3 定期清扫通风系统

工作人员可检查数控柜各个冷却风扇，保证其运行正常；半年或一季度检查一次风道过滤器，避免出现堵塞现象，积聚过多灰尘而使得数控柜温度升高。

3.1.4 定期维护数控系统输出和输入装置

大部分旧式数控机床带有光电式纸袋阅读机，如若出现部分读带污染的情况，将会造成信息有误。因此要定期维护光电阅读机。

3.1.5 定期检查直流电动机进行更换

直流电动机电刷过度磨损会影响电动机性能，严重时，可能会导致电动机损。定期检查直流电动机进行更换至关重要，每年要检查按一次数控车床、数控铣床以及加工中心等。

3.1.6 定期更换存储用电池

每年应更换一次存储用电池，即便电池仍旧可以正常使用，以此来确保系统可以安全正常运行。在更换电池时，数控系统应在供电状态，防止CMOSRAM存储器内容丢失。

3.1.7 维护备用电路板

如若不经常使用印制电路板，需要定期装置于数控系统中，进行通电运行，以此来维护备用电路板使用效能。

3.2 机械部件维护

3.2.1 维护主传动链

（1）通过定期调整主轴驱动带松紧程度，避免因带打滑造成的丢转现象；（2）检查主轴润滑恒温油箱并调节温度范围值，及时补充油量，清洗过滤器；（3）由于主轴中刀具夹紧装置长期使用后会产生间隙，从而影响刀具夹紧，工作人员应及时调整液压缸活塞位移量。

3.2.2 维护滚珠丝杠螺纹

通过定期检查以及调整丝杠螺纹副轴向间隙，保证反向传动精度以及轴向刚度；定期检查丝杠与床身连接是否存在松动现象；及时更换丝杠防护装置，避免进入灰尘或者切屑。

3.2.3 维护刀库以及刀机械手

（1）严禁将超重以及超长的刀具带入刀库，防止机械手换刀时，出现掉刀、刀具与工件夹具等发生碰撞现象；（2）时常检查刀库回零位置、检查机床主轴回换刀点位置，必要时做出调整；（3）在开机时，要使刀库以及机械手空运行，检查各个部分工作运行是否正常，尤其是各行程开关以及电磁阀可否正常运行；（4）实时检查刀具在机械手上锁紧是否可靠，当出现不正常情况时，应及时处理解决。

3.3 液压以及气压系统维护

（1）定期清洗或更换润滑、液压、气压系统过滤器以及分滤网；（2）定期对液压系统进行油质化验检查，更换液压油；（3）定期对气压系统分滤器放水。

3.4 数控机床精度维护

定期校正机床水平以及机械精度，校正机械精度方法有软硬两种。软方法是通过系统参数进行补偿，例如，反向间隙补偿、各坐标定位精度定点补偿、校正机床回参考点位置。硬方法通常在数控机床进行维修时进行，例如，导轨修刮、滚珠丝杠螺母副预紧调整反向间隙。

3.5 电气维修与故障排除

3.5.1 电源

维修系统以及数控机床可正常运行均依靠电源，一旦电源出现故障，将会丢失数据、停机甚至损坏系统。为了有效避免电源故障造成系统损坏，在设计数控机床供电系统时，应做到以下几点：（1）应提供独立配电箱，避免与其它设备串用；（2）在电网供电质量较差地区，应配置三相交流稳压装置；（3）保证电源始端具备良好接地；（4）数控机床可以采用三相五线制，保证中线与接地线分开；（5）电源柜内，注意隔离电器件和电线，保证使用安全性。

3.5.2 数控系统故障

（1）位置环报警。此时可能是：a.位置测量回路开路;b.测量元件受到损坏；c.位置控制建立的接口信号不存在。（2）坐标轴在没有指令的情况下，产生运动。此时可能是：a.漂移过大;b.位置环或者速度环，接成正反馈；c.反馈接线出现开路现象；d.出现测量元件受到损坏现象。

3.5.3 机床坐标找不到零点

若遇到机床坐标找不到零点的现象，则可能是：a.零方向远离零点;b.编码器损坏或者接线开路；c.光栅零点标记移位；d.回零减速开关失灵。

3.5.4 数控机床动态特性变差

数控机床动态特性变差原因可能是：a.从机械传动系统来分析，可能是其间隙过大;b.可能是磨损严重;c.导轨润滑不充分。从电器控制系统来考虑，可能是数据机床相关参数出现问题，不在最佳匹配范围内。此时，相关维修人员排除故障后，应及时做出调整，保证数据机床再次正常运行。

结论：数控机床是重要设备，其价格昂贵，因此数控机床电气维修技术或不可缺，企业应重视机床保养与维修，确保机床正常使用，避免资源浪费或造成不必要的成本负担。

参考文献：

1. 方朝辉.数控机床的电气维修技术及发展方向探究[J].中国设备工程,2020，000(17):2.

2. 于彤.数控机床电气系统可靠性分析[J].设备管理与维修,2020，000(2):3.

3. 黄宏伟.数控机床机械与电气故障诊断[J].城镇建设,2020，000(2):1.

4. 刘思默.浅析数控机床常见故障及基本处理技术[J].内燃机与配件, 2020，000(10):2.