数控机床电气故障维修关键技术分析

为了保障数控机床可以正常运行，及时合理规避出现的故障问题，可以提升数控机床生产效率，提升工作质量。数控机床电气故障问题主要就是系统位置环故障、电源故障以及停机故障等，维修人员要根据实际状况精准查找故障问题，进而合理规避各种故障问题，保障系统的稳定运行。 

一、数控机床电气系统特征 

（一）高稳定性 

 在数控机床电气系统运行中，运行环境的安全性以及稳定性是保障质量与效率的关键。数控机床电气系统的应用会受到周边环境等因素的影响，受到不同程度的侵蚀。为了满足机床的应用目的，适应周边环境，在电气系统内部要通过一定技术手段进行处理，进而提升整体性能指标。例如，保障其可以是一帮交流供电系统电压波动，提升数控机床电气系统性能，增强供电网络噪声干扰抑制性。 

（二）高安全性 

数控机床电气系统在运行中对周边环境要求严格，如果受到外在因素影响，导致其出现质量隐患就会诱发严重的安全隐患问题，会给数控机床电气系统以及操作人员造成一定的影响。因此，在数控机床运行中要做好系统处理，提升整体的绝缘性能以及接地性能。例如，为了提升数控机床电气系统的安全性，就要加强对电器装置的绝缘处理，保障其防护的安全性、接地系统的牢靠性。 

（三）可维护性 

数控机床电气系统是在系统中应用较为频繁的部分，在运行中会受到各种因素的影响，出现不同程度的磨损以及故障问题，为了保障其稳定运行，就要保障其具有高可维护性的特征。基于数控机床角度分析，在电气系统中对一些应用较为频繁的部件必须要及时更换，要保障电气系统安装装置，提升整体的灵敏度，同时要降低虚警率。 

二、数控机床电气系统故障特点 

现代数控机床电气系统设计中整体结构设计倾斜，在系统内部中设置有故障自检系统，数控机床电气系统故障诊断较为简单，故障原因确定清晰，但是会出现较高的故障概率。数控机床电气系统的电器元件损耗较为严重，电气系统如果不稳定运行就会造成损耗等问题。例如，在电气系统开关触头运行中，如果长期在过电流状态之下运行就会导致触头温度过高，进而造成触头出现烧毁以及黏连等一些故障问题。数控机床电气系统对外部的环境要求相对较为严格，如果在高温状况下运行会导致电气元件出现不同程度的损坏。 

数控机床电气系统出现故障主要是基于位置区分为主，可以划分为硬件故障以及软件故障;在出现故障的时候可以分为有指示故障以及无指示故障;根据故障的破坏性可以分为破坏性故障以及非破坏性故障问题;根据故障偶然性则可以分为系统性故障以及随机性故障问题。 

三、数控机床电气故障维修关键技术分析 

（一）数控机床电气故障问题 

1.电源故障 

数控机床电气系统在正常运行中，电源作为主要的能源，如果电源出现故障问题就会影响机床的稳定性。如果系统处于运行状态，就会导致系统停运，出现系统损坏等问题。现阶段，我国数控机床中进口设备较为常见，这种设备电源针对性相对较弱，主要是因为我国电力供电网兼容性不足，会在电网中波动以及次谐波等因素出现电源故障问题。 

2.数控系统位置环故障 

现阶段数控系统位置环故障可以分为四种。 

（1）坐标轴运动问题 

在系统没有发出指令的时候，坐标轴呈现静止状态，在产生此类故障之后坐标轴就会出现自行运转的问题。在此种故障中，速度环以及位置环连接不当是主要的问题，接线开路异常也是主要诱因。数控机床系统坐标查找功能出现问题，无法进行零点查找，出现此种问题主要就是受到减速开关等因素的影响，零点与零点方向不吻合也会出现此问题。 

（2）位置环故障警报 

出现此故障问题主要就是测量元件损坏导致故障警报，导致其无法有效连接，此种问题对数控机床系统会产生较大的影响。数控机床系统加工零件出现问题，质量上下浮动的幅度相对较大，主要就是因为导轨润滑不足，机械传动系统故障问题造成的，在出现此种故障问题的时候要及时进行系统排查，了解故障问题。 

（二）数控机床的故障诊断以及排除 

 数控机床故障的诊断可以通过自动诊断系统进行检测分析，也可以通过仪器设备进行检查，在数控机床中通过自动化诊断系统进行故障诊断，及时发现问题，在系统中发出警报，明确故障出现的区域，针对不同故障类型发出不同的警报。 

1.在机床启动之后，系统呈现持续的报急停警 

在系统启动之后呈现报急停警状态，影响了机床的正常运行。故障诊断过程中可以在数控系统PLC状态之下查看分析机床输入以及输出状态，在正常输入输出状況下可以根据机床电气与电路图纸排查故障问题，对没有发现故障问题的，则要及时检查急停开关是否出现损坏等问题。　　 

2.手动模式下刀位不转换 

数控机床手动模式之下刀位不正常转换，在检查过程中要分析输入与输出信号，如果检测不到输出信号，就要检查信号线路，对发现损坏的故障要及时更换处理，刀具信号线以及方向盘链接位置信号线则要保持其成长通路。检测输入以及输出信号状态呈现正常状态，就要及时分析电器柜中继电器指示灯以及接触器，没有电流反应的则属于电气损坏问题。 

3.手动工况中冷却机不工作 

手动工况中如果冷却机不工作，则要检查冷却机输入以及输出信号状态，根据冷却机电路图纸检查电路参数，发现电路出现故障问题要及时处理，要检查电路系统各个电器元件，分析冷却机电压是否正常，要保障电路正常。 

4.上电后出现空开跳闸现象 

上电之后会立即出现空开跳闸问题，出现此种问题要检查电路，分析空开跳闸的原因。如果额定电流小于机床需要的电流会造成故障问题，如果三相电短路或者电路出现问题也会出现此种问题。 

5.数控系统位置环故障报警 

数控系统位置环如果出现故障问题，在一般状况之下要进行故障报警，在这个时候要检查测量回路、测量元件以及位置接口等相关位置，如果坐标轴偏移距离过大也会造成反馈线路元器件出现损坏等问题。 

6.工件加工质量问题 

在进行工件加工过程中出现了不同程度的质量问题，主要是因为机械传动系统间隙过大或者其磨损较为严重造成的轨道磨损问题。电气控制系统速度环的位置与参数不吻合也会影响工件加工质量，在进行机械故障排除之后进行最佳化调整。 

7.偶发性停机 

偶发性停机主要是因为一些特定操作以及功能组合之下数控机床系统出现停机故障問题，出现此种问题可以将机床断电，然后通电，这样就会消除偶发性的停机问题。对因为环境引发的停机故障会造成系统损坏等严重问题，出现此种问题主要是因为电网或者设备出现干扰而使温度过高造成的，如果周边环境存在大量的粉尘金属或者水雾等也会造成故障问题。 

（三）维修数控机床电气故障关键技术 

为了解决数控机床电气故障问题，要根据实际状况探究合理的关键技术与手段，在实践中要根据以下几点有序开展。 

1.调整参数 

在数控机床电气系统运行中，任何参数要禁止出现失误以及丢失等问题，进而保障机床在运行中电气性能最优。在进行故障调节过程中，要通过一个或者多个参数进行分析，要求专业人员基于规范要求进行处理，分析系统参数，在掌握机械作用的基础上根据实际状况进行参数调整分析。 

故障集中出现在电路板的时候，技术人员要分析电路集成度扩大的成因，减少停机时间，各个备件在相同的环境中对其进行备件置换分析，检查故障板。技术人员进行备件板更换过程中要先切断电源，在断电桩中工作，在更换过程中要分析原有开关位置以及设置的状态参数，在更换之间要保障新板与之前的系数以及状态设置保持一致，避免出现警报影响工作稳定运行。技术人员在工作之前要做好资料查询与说明分析，要根据要求有序开展。 

2.交叉置换法 

在故障分析中出现停机故障主要就是因为机床系统故障以及机床运行环境而造成的停机故障问题。出现机床系统故障的触发诱因较为复杂，成因无法确认，多数是因为特定程序以及一些特定操作在系统运行中出现了冲突而造成的不可预计的问题。而因为机床运行环境造成的停机故障问题则主要是因为湿度、运行环境、空气杂质等多种因素影响，在控制板停止工作或者出现故障问题的时候，要及时进行检查，在确定应接线的同时要将参数交换处理，分析全局，根据交换步骤合理规划分析，在专业技术人员确定精准无误之后进行交换。 

现阶段，数控机床数据系统中应用了大量的软件，这些软件系统呈现多样化的发展趋势，如果在软件逻辑中出现问题，就会影响其稳定运行，严重的甚至会诱发死机等问题。伺服系统的主轴出现转速异常也会影响整体的稳定运行。为了解决此种问题要加强对控制板的排查分析。 

数控机床电气系统在机械加工作业中有较为重要的作用，分析电气系统故障问题，降低电气系统故障对数控机床正常运行产生的影响，合理减少数控机床电气故障问题，重视数控机床电气系统维修保养，在出现故障之后要基于实际状况及时维修处理故障问题，合理应用各种技术手段查找故障问题，根据故障成因进行维修与更换处理，进而在根本上提升数控机床电气系统维修能力，提升养护水平，从根本上保障数控机床电气系统的稳定运行，进而为生产作业奠定基础。 

参考文献： 

[1]侯瑞，李晓.数控机床电气控制系统故障诊断与维护分析[J].科技风，2019（8）：179.

[2]盛广树.数控机床的电气维修技术及发展方向[J].中国设备工程，2019（4）：59-61.

[3]庞权如，张春苗.谈数控机床电气故障与维修[J].农机使用与维修，2018（12）：52.

[4]牛洪涛.机床电气的故障诊断[J].电子技术与软件工程，2018（16）：225.

[5]申东东.数控机床电气故障诊断维修原则与步骤[J].内燃机与配件，2018（16）：131-132.

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数控机床是在数字控制下，能在尺寸精度和几何精度两方面完成金属毛坯零件加工成所需要形状的工作母机的总称。数控机床是当代机械制造业的主流装备。如果说机床是制造机器的机器，那么高档数控机床则是机床领域的重中之重，是衡量一个国家机床产业发展水平和产品质量的重要标志。高档数控机床具有高速、精密、智能、复合、多轴联动、网络通信等多种特点，它是先进制造技术、信息技术和智能技术的集成与深度融合的产物，也是装备制造业走向高端领域的关键加工设备。据了解，尽管我国已经连续多年成为世界最大的机床装备生产国、消费国和进口国，但是中高端机床的市场份额上仍有待进一步提升，在“高精尖”机床设备领域仍需做出更多突破。业内数据显示，尽管我国数控机床市场规模庞大，但目前高档数控机床国产化率不足10%，在高端机床方面，我国严重依赖于从外国进口，特别是从德国、日本等机床强国进口。这些从国外进口的高端机床，价格不菲。据海关数据显示，2019年1-10月，我国金属加工机床出口数量为744万台，出口金额为359820.5万美元，出口均价在483.63美元/台；金属加工机床进口数量为4.68万台，进口金额为623986.5万美元，进口均价在13.33万美元/台。从这些数据我们不难计算出，平均约二百七十台出口机床的价格约等于一台进口机床的价格。差距悬殊的数据比例，也反应出当前我国正在用大量的人力、物力去换取溢价过高的进口数控产品，我们在高端机床领域的自主研发上，存在着巨大的缺口，如果这个缺口不被补足，中国就难以从制造大国走向制造强国。所以，高端数控机床的国产化已经刻不容缓。中国的数控产业不能安于现状，应该抓住机会不断发展，努力发展自己的先进技术，加大技术创新与人才培训力度，提高企业综合服务能力，努力缩短与发达国家之间的差距。中国力争早日实现数控机床产品从低端到高端、从初级产品加工到高精尖产品制造的转变，实现从中国制造到中国创造、从制造大国到制造强国的转变。未来，制造业将不再限于精度、堵死、效率，而会向柔性制造、绿色制造、增材制造和网络化、信息化、生产化等方面发展，我国的数控产业如果不能早日实现技术升级，就会随时面临着被淘汰的局面。素材来源：机床商务网

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2020-10-20

关于数控机床，你了解多少？

数控机床就是在数字控制下，能在尺寸精度和几何精度两方面完成金属毛坯零件加工成所需要形状的工作母机的总称。数控机床通常由控制系统、伺服系统、检测系统、机械传动系统及其他辅助系统组成。传统铣床数控机床按用途分类:1.金属切削类数控机床：数控铣床（又名CNC，加装刀库的CNC我们又称加工中心即MC)、数控车床、数控钻床、数控镗床、数控磨床、数控冲床、数控插齿机、数控镗铣床、数控凸轮磨床、数控磨刀机、数控曲面磨床等2.金属成型类数控机床：数控折弯机、数控弯管机、数控液压成型机（也叫注塑机）、数控压力机（包含数控冲床)等3.数控特种加工机床：数控线切割机（快、中、慢走丝）、数控电火花加工机床（火花机）、数控电脉冲机床、数控激光加工机床等4.其它类型数控机床：水射流切割机、鞋样切割机、雕刻机（精雕机、雕铣机）、数控三坐标测量机等5.传统类机床：车床、铣床、磨床、刨床、钻床、冲床等目前，世界著名数控机床系统有日本FANUC数控系统、德国西门子数控系统、日本三菱数控系统（国内三大主流进口系统）、德国海德汉、德国力士乐、法国NUM(施耐德子公司）、西班牙FAGOR、日本MAZAK、华中数控、广州数控、维宏数控、新代数控。简易数控铣床什么是数控加工？数控加工是指用数控的加工工具进行的加工。CNC指数控机床由数控加工语言进行编程控制，通常为G代码。数控加工G代码语言告诉数控机床的加工刀具采用何种 笛卡尔位置坐标，并控制刀具的进给速度和主轴转速，以及工具变换器、冷却剂等功能。 数控加工相对手动加工具有很大的优势，如数控加工生产出的零件非常精确并具有可重复性；数控加工可以生产手动加工无法完成的具有复杂外形的零件。数控加工技术现已普遍推广，大多数的机加工车间都具有数控加工能力，典型的机加工车间中最常见的数控加工方式有数控铣、数控车和数控EDM线切割（电火花线切 割）。进行数控铣的工具叫做数控铣床或数控加工中心。进行数控车削加工的车床叫做数控车工中心。 数控加工G代码可以人工编程，但通常机加工车间用CAM（计算机辅助制造）软件自动读取CAD（计算机辅助设计）文件并生成G代码程序，对数控机床进行控制。CNC数控加工有下列优点：1.大量减少工装数量，加工形状复杂的零件不需要复杂的工装。如要改变零件的形状和尺寸，只需要修改零件加工程序，适用于新产品研制和改型。2.加工质量稳定，加工精度高，重复精度高，适应飞行器的加工要求。3.多品种、小批量生产情况下生产效率较高，能减少生产准备、机床调整和工序检验的时间，而且由于使用最佳切削量而减少了切削时间。4.可加工常规方法难于加工的复杂型面，甚至能加工一些无法观测的加工部位。数控加工的缺点是机床设备费用昂贵，要求维修人员具有较高水平。

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2020-10-19