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中圖分類號TG659 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2013）96-0181-02
0 引言
隨著電子行業的日益更新，當今數控理論的調整發展，使得數控技術也在不斷地跟著進步，數控系統的結構因此變得更加地復雜，智能化程度也是越來越高，數控技術在生產中的實踐運用，維護等技術，也在不斷地變化著。因此，對于數控機床的控制和維修，形成一套完整的理論系統體系，是大多數控技術人員的期望。希望借助這個理論體系，讓控制和維修人員，能夠更加快速地掌握數控的操作和維護技術。
1 數控機床控制技術
1.1 概念
數據機床控制是指通過數控程序，對數控機床下達工作指令，讓數控機床按照預定的工作程序，對需要加工的零件進行自動化操作的過程。其操作前，需要先確定零件在機床的安裝位置，刀具與零件之間在進行工作時的尺寸參數。機器操作的路線，切削規格等參數等。掌握這些參數之后，才由程序員編制加工的數控操作程序單。然后讓電腦按照制定的程序，進行規范的操作的一種深加工過程。
1.2 數控機床的電氣控制
數控機床的電氣控制主要由電流、位置、速度三個控制環利用串聯的原理組成的。
1）電流環的功能是為伺服電機，提供其所需要的轉矩電路。通常情況下，其與電動機之間的匹配調節，是事先就由制造者配備了相應的匹配參數。其反饋信號也在制造時，已經在伺服系統內聯接好了。因此不需要事后進行接線與調整；
2）速度環的功能是控制電機的轉速，也就是坐標軸在工作時的運行速度的電路。速度調節器其P、I調整值，都是根據騷動坐標軸負載量，或者是機械轉動的剛度與間隙等特性來決定的。一旦這些特性發生了變化，就需要對機械的傳動系統進行檢查和修復，然后再正確調整數控設備速度環的PI調節器；
3）位置環是對各坐標軸按照程序設備的指令進行工作，用于精確定位它位置的控制環節。位置環的正確運行與否，直接影響到坐標軸的工作精度。位置環的工作包括兩部分。
其一，位置環是測量元件的精度是否與CNC系統脈沖當量匹配。測量元件每次移動的距離，外部倍頻電路是否與系統廟宇的分辨率相符。測量元件與分辨率肪沖比必須達到100倍頻方，才算合格。比如，位置測量時，元件脈沖次數10/mm，那么系統的分辨率應為0.001mm才算匹配。
其二，對位置環KV值的設定和調節。KV值一般是被當作機床數據進行設置的，數控系統中，對KV值的數值單位和設置地位都進行指定。速度環在進行最佳化調節后。KV值則是鑒定機床性能好壞，工作精度是否準確的重要因素。KV值體現了機床運動坐標，運動時性能的優勢程度。關于KV值的設置，需要參考和符合以下公式：
KV=V/其中KV即位置環增益系數 V即坐標運行速度，m/min 即跟蹤誤差，mm 注意不同的單位，數據參數代表的涵義也不一樣。
2 數控機床維修方法
2.1 故障檢查
首先要對進行進行檢查，查找機床究竟問題出在哪里，先可對機器的使用人員進行詢問，再進行目測，觸摸機器的各個線路是否完好，檢查是否短路。再通電進行檢測，如果不行，再利用進行檢查，對機器的信號與報警裝置，接口狀態，參數調整等各種方法，直到查出機床的問題為止。故障檢查這一步就算結束了。它是機床維修前的基礎工作。只有正確地發現其問題，才能有針對性地對其進行修理。
2.2 維修方法
故障排查出來之后，再進行機床的維修，這里給大家介紹幾種常見的機床障維修方法。
1）電源：電源是整個機床是否能夠順利工作的能量來源，它的損壞輕則會導致程序數據丟失，產生停機現象。重者可能毀壞整個系統。在我國，由于電力系統不是很充沛，所以經常導致電源的損壞，電源損壞應及時維修。然而做好提前的準備，才是預防電源損壞的根源。因此我們在設計機床的供電系統時，就盡量為它提供單獨的配電箱，在電網供電質量不良的地方，三相交流穩壓裝置，也是必須事先配備的。接入數控機訂的電源中線與接地線一定要分開，并且使用三相五線制等；
2）位置環故障：首先，位置環報警可能產生的原因是位置測量回路開路、測量元件已經損壞、接口信號損壞等。其次，坐標軸在脫離指令下運動，可是造成的原因是漂移可能過大；位置環或速度環接成正反饋；元件損壞等；
3）機床坐標查找不到零點。可能造成的原因是零方向與零點遠離；編碼器損壞光柵零點標、回零差事開關失靈等；
4）機床動態性差：其中原因可能是機械傳動系統磨損嚴重，或者間隙過大造成的。或者是導軌工作做得不充分。對于電氣控制系統，造成這樣的問題可能原因是速度、位置環和相關參數，已經不處于最佳匹配狀態。應在故障排除后，及時進行調整，使得達到最佳效果。
諸如此類等等問題，故障在查出之后，立即根據相關的維修方案進行正確地修理，對各種電路，參數，控制系統，電源等問題，進行仔細確認，然后針對性地調整維護方案，并且把每次維修的記錄地都記載下來，以便下一次遇到同樣的情況，好迅速地作出處理。
3 結論
根據以上依據，我們可以得知，數控機床的控制與維修技術，在我國雖然還沒有形成非常完善的理論體系。但是只要我們仔細地摸索排查，利用自己和別人總結出來的經驗，記載下來，對我國未來制定完整的數控機床控制技術和機床維修技術，無疑有著重大的借鑒意義。
參考文獻
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關鍵詞：數控機床 維修技術 實例
中圖分類號：TM5 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2017）01-0307-01
數控機床是現代化高科技產品，其是微電子技術，自動化技術、計算機技術、智能化技術的綜合體。由于數控機床在運行過程中具有技術先進性、結構的復雜性和智能化高的特點，在對數控機床維修過程中，維修技術、維修理論和手段方面都和傳統機床維修有著很大的區別，面對這種現狀，就需要維修人員進步時展進程，掌握先進的維修技術原理和故障檢測技術，保證數控機床能夠穩定的運行。
一、數控機床維修技術簡述
1.數控機床維修技術人員應該具備的條件
首先，強烈的責任心和良好的職業道德追求；其次，要保證有廣博的學識，懂得計算機技術、互聯網技術、模擬數字電路技術、自動控制電動機拖動技術、現代數控機床檢測技術以及機械加工工藝方面的技術，同時還應該具備扎實的外語應用水平；再次，在正式進入工作崗位之前還應該進行專業技術培訓，要全面掌握有關數控驅動技術、PLC技術原理和CNC編程技術和編程語言；最后，要熟練掌握各種檢測儀器和儀表以及各種工具。
2.做好維修準備工作
現場維修是對數控機床出現的故障（主要是數控部分）進行診斷，找出故障部位，以相應的正常備件更換，使機床恢復正常運行。這過程的關鍵是診斷，即對系統或線路進行檢測，確定有無故障，并對故障定位指出故障的確切位置。從整機定位到插線板，在某些場合下甚至定位到元器件。這是整個維修工作的主要部分。
3.現場故障診斷
首先，初步診斷。當故障現場資料比較全面時可以通過資料分析判斷故障的位置，或者采取接口信號法結合故障現象對故障做出初步診斷，然后再按照故障的具體特點，逐個對各個部位進行檢查，對故障做出初步的診斷。在實際進行故障診斷過程中，有時只采用一種方法就能夠診斷故障，有時需要綜合應用多種檢測方法對故障進行診斷。對各種故障點進行診斷和鑒別主要取決于故障設備的運行特點和結構故障深度；其次，報警處理。主要分為兩種，一種是系統故障報警處理。當數控機床系統內部出現故障之后，會在顯示屏或者操作面板上出現相應的報警信號，然后維修人員結合故障操作手冊可以對故障進行處理和排除，這種報警形式由于信號設置單一，嚴密、精確，維修人員可以結合不同信號進行針對性操作處理。第二種是數控機床報警和操作信息處理。數控機床在制作過程中應用PLC控制程度，將一些能夠反映機床接口電氣控制方面的故障或操作信息以特定的標志顯示出來，并通過特定的按鍵，得到更加詳細的故障判定指示，這種報警處理方式一方面可以使用報警手冊進行處理，另一方面還可以結合PLC程序，對相應信號進行檢查，最終對故障進行診斷；最后，誤報警的故障處理。當系統的PLC無法運行，系統已停機或系統沒有報警但工作不正常時，需要根據故障發生前后的系統狀態信息，運用已掌握的理論基礎，進行分析，做出正確的判斷。
4.故障排除方法
首先，初始化復位法。通常情況下因為瞬時故障引起的系統報警可以采用硬件復位或者閉合系統電源等方法消除故障，如果初始化復位之后故障依然存在，則需要對硬件進行檢測診斷；其次，更改參數和程序。系統運行參數是確定系統運行能力的主要標準，如果參數設定存在錯誤，就會造成某些功能無法正常啟動，同時，有時會因為程序錯誤而造成停機故障，對此可以采用系統的快速搜索功能對故障原因進行檢查；再次，調節最優化調整法。在進行故障排除和維修過程中，調節是最簡單，應用最為廣泛的一種故障排除手段，通過對電位計進行調整解決系統故障，而最優調整法是對系統的伺服驅動系統和被拖動的機械系統實現最佳匹配的綜合調節方法。其主要利用一臺多線記錄儀分別觀察指令和速度反饋，通過調節速度調節器的比例系數和積分時間，來使伺服系統達到即有較高的動態響應特性，而又不振蕩的最佳工作狀態；最后，替換法。用好的設別替換出現故障的設備，然后進行初始化啟動，確保機床能夠正常運轉。
二、數控機床維修實例分析
1.案例1
首先，故障現象。一個普通數控機床，NC啟動之后就斷電，并且CRT無任何顯示；其次，故障分析。對故障進行初步分析可能是某處出現了接地不良的事故，經過對各個接地點進行檢測處理，故障依然存在，并未排除，然后對CNC各個板的電壓進行檢查，示波器測量數字接口板上的集成電路的工作電壓存在較大的波紋，對這個部分進行檢查發現電源低頻濾波電容工作正常，然后將電源兩端并聯上一個小容量的濾波電容，啟動數控機床后能夠正常運行，因此，斷定這個故障是屬于CNC系統電源抗干擾能力較弱而導致的。
2.案例2
首先，故障現象。一臺進口的數控機床系統，機床送電之后，CRT無顯示，檢查NC發現+24V、+15V、-15V和+5V無電壓輸出；其次，故障分析。出現這種故障可以斷定是電源方面出現了問題，所以可以結合電氣原理圖逐次對電源的輸入端進行檢測，當檢查到保險后的電噪聲濾波器時發現性能存在不良現象，而后面的整流電流和震蕩電路均工作正常，將噪聲濾波器拆卸后發現外殼里面燒焦，更換設備之后系統能夠正常工作。在對類似故障進行排除過程中，應該首先保證屏幕正常工作，因為有有時候也會是顯示部門的原因，但是多數情況下會存在多種故障。
參考文獻
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數控機床的電氣維修相關技術工作人員需要有良好的技能、科學高效維修方法且掌握比較廣的數控機床的專業知識。下面主要從以下幾個方面談談數控機床電氣維修技術。
一、現場維修
1.詢問調查
首先應要求操作者盡量保持故障狀態，不做任何處理，這樣有利于迅速精確地分析故障原因。同時仔細詢問故障表象及故障產生的背景情況，依此做出初步判斷。
2.故障分析并確定原因
根據已知的故障狀況按上節所述故障分類辦法分析故障類型，從而確定排故原則。由于大多數故障是有指示的，對照機床配套的數控系統診斷手冊和使用說明書，可以列出產生該故障的多種可能的原因。調查、分析與診斷的過程也就是故障的排除過程，一旦查明了原因，故障也就幾乎等于排除了。因此故障分析診斷的方法也就變得十分重要了。
二、電氣故障的常用診斷方法
1.直觀檢查法。這是故障分析之初必用的方法，就是利用感官的檢查。通過目測故障板，仔細檢查有無保險絲燒斷，元器件燒焦，煙熏，開裂現象。以此可判斷板內有無過流，過壓，短路等問題。手摸并輕搖元器件，尤其是阻容，半導體器件有無松動之感，以此可檢查出一些斷腳，虛焊等問題。
2.儀器檢查法。使用常規電工儀表，對各組交、直流電源電壓，對相關直流及脈沖信號等進行測量，從中找尋可能的故障。例如用萬用表檢查各電源情況，及對某些電路板上設置的相關信號狀態測量點的測量，用示波器觀察相關的脈動信號的幅值、相位甚至有無，用PLC編程器查找PLC程序中的故障部位及原因等。
3.信號與報警指示分析法。通過硬件報警指示燈狀態和相應的功能說明獲知指示內容及故障原因；通過系統軟件、PLC程序與加工程序中的故障報警顯示，對照相應的診斷說明手冊獲知可能的故障原因。
4.接口狀態檢查法。現代數控系統多將PLC集成于其中，而所有的接口信號都可以用PLC編程器調出。這種檢查方法要求維修人員既要熟悉本機床的接口信號，又要熟悉PLC編程器的應用。
5.參數調整法。參數設定錯誤就可能造成系統的故障或某功能無效。有時由于用戶程序錯誤亦可造成故障停機，對此可以采用系統的塊搜索功能進行檢查，改正所有錯誤，以確保其正常運行。
6.備件置換法。現代數控系統大都采用模塊化設計，初步判斷出可能的故障模塊，用診斷備件將其替換，使用這種方法在操作時一定要在停電狀態下進行，在更換前要仔細檢查線路板的版本，型號，各種標記，跨接是否相同，對于有關的機床數據和電位計的位置應做好記錄，拆線時應做好標志。
7.初始化復位法。有時數控系統死機，對于這種故障現象則可以采取特殊手段來處理，比如整機斷電，稍作停頓后再開機，有時則可能將故障消除。有時，由于瞬時故障引起的系統報警，可用硬件復位或開關系統電源依次來清除故障，若系統工作存貯區由于掉電，拔插線路板或電池欠壓造成混亂，則必須對系統進行初始化清除，清除前應注意作好數據拷貝記錄。
三、常見電氣故障
1.電源故障。電源是維持系統正常工作的能源支持部分，它失效或故障的直接結果是造成系統的停機或毀壞整個系統。由于電源波動較大，質量差，還隱藏有如高頻脈沖這一類的干擾，加上人為的因素（如突然拉閘斷電等）。這些原因可造成電源故障。
2.開關故障。膠殼刀開關、鐵殼開關、組合/轉換開關、按鈕開關、位置行程、限位開關，觸點接觸不良、接線的連接不良或動斷觸頭短路，造成電路不通或被控電器不動作。機構不良（彈簧失效或卡住）與損壞，安裝欠妥、松動或移位、污染、接地不良與絕緣不良會造成漏電與開關短路。
3.低壓斷路器故障。斷路器手動操作時不能閉合（不能接通或不能啟動）、動作延時過長、欠壓脫扣器不能分斷、電動機啟動時立即分斷等故障造成不動作或誤動作。
本文從數控機床維修的常見問題出發，明確維修過程中的重點項目。提出了維修要遵循“先易后難、先里后外”的維修原則，以最為合理的維修方式提高維修質量。
2數控機床維修改造中存在的問題
2.1數控機床的故障分類
在機床所產生的故障中，根據實際問題劃分為機械故障和電氣問題，所以在維修中要先確定故障類型，檢查電器系統的運行情況，尤其對設備報警現象、設備過流、運行異常等進行確定。其次在設備維修和升級過程中，會因添加或升級設備添加或更換元件，這會使新原件和設備產生排斥并且提高設備的返修率。
2.2滾珠絲桿的問題
滾珠絲桿在長期工作的狀態下，其中的油會逐步被消耗，一旦油不能祈禱作用就會為整個設備體系帶來運動誤差，所以在設備保養的上要將絲杠的性作為主要的保養內容。絲桿在注油中要避免新舊由重復添加。并對絲桿的支承軸承的運行狀態進行更換，避免設備電源在使用上行成的安全隱患。
2.3漏保制動問題
機床的電機部分會因為電機熱積累和短路等問題造成電路燒毀，根據相關技術標準規定，所有連續工作超過0.5kW的電機必須裝配電動機熱保設備，一旦電機在運行中出現過載和短路的現象，熱保護中的金屬片會出現彎曲，形成機械連接中的短路點，但是有的部件在維修中忽略這一問題，使用廉價的配件，這使電機的熱保護能力下降。同時電動機的電阻反應時間和電流保護器相互矛盾，保護器常常出現時間和常數上的巨大差異，使電路的熱保性能大大降低。
3數控機床維修改造中的要點
3.1堅持“先易后難、先里后外”的維修原則
數控機床在維修過程中必須堅持“先易后難、先里后外”的維修原則。數控機床使用一定時間后自身的故障會逐漸增多，所以數控機床在維修和檢修上要先針對簡單問題進行處理，然后在排除復雜故障。
3.2數控機床結構復雜
數控機床作為一體化設備，在結構上十分復雜。電器件的損壞和連接設備出現的接觸不良都可能直接導致數控機床出現故障，同時在外部環境發生變化的過程中，會引發數控機床的多種問題，所以數控機床在維修和改造中要根據開關、元件、液壓閥等進行仔細研究，注意電控設備的插座和端子位置、以及線路板的插頭座等問題，同時對濕度、油污、粉塵等常規性檢修必不可少，通過對數控機床的日常檢修能夠避免出現大修的狀況，另外還能夠避免機床設備精度受到影響的問題。
3.3進行具體的問題分析
數控機床在維修前不僅要研究好設備的結構圖和電路圖，還要根據實際設備拆裝后進行具體的問題分析，要根據設備所發生的原因和故障進行詳細調查，保證故障出現的原因和解決方法，針對設備故障的針對性和故障性進行合理診斷。在對設備的通電性的控制上，要以數控機床的動態故障查找為基礎，進行故障檢測。
4數控機床維修改造需要注意的技術要點
4.1大型專用數控設備的技術要點
①對于大中型的數控機床的主軸一般都是采用齒輪變速的傳動方式，以擴大恒功率區域的變速范圍，保證低速時可傳遞較大的轉矩。由于齒輪的變速存有“掛檔”的問題，為了預防掛檔時出現頂齒的現象需要采用電動瞬動來完成。因此，在進行大慣量部件的延時時需要采用時間繼電器來進行檢測。②所有的掛檔纖維開關都要與計算機設備相互結合，在進行掛檔順點的控制時，要根據接口輸出確定短向運行命令，但是由于操作程序需要多個元件聯合調試，一旦有一個元件出現問題，PAL系統就不能對電機的運動問題進行處理。③在數控機床的設備中需要特別注意在面板上保留手動掛檔的按鈕開關。④在專有機床的數控改造中，需要進行參數宏調用的方式以實現PLC程序和零件加工程序之間信息的傳遞，最終實現特殊的功能要求。⑤所有的大型數控設備都要注意結構部件的放松和夾緊問題，尤其在坐標軸運動的狀態下要放松設備結構，但部件達到合理位置后必須夾緊。⑥將坐標軸分成高夾、低夾兩個程度，以避免夾緊時出現抖動的現象。
4.2絲杠的維修重點
絲杠維修情況比較復雜。設備在進行數控機床改造和維修的過程中，要根據原操作系統重新設置相關參數，在調整合適的位帶與夾緊帶。振蕩軸的位置固定不能以臨時性作為基準，要保證一次維修就能解決問題。
4.3數控機床設備的導軌
在數控機床的設置程序上來看，機床導軌是主要的機床外界裝置，車床導軌的工藝性和精度性是維修的重點，導軌的替換材料要保證足夠的耐磨性，并且數直。以此避免數控機床導軌在運行過程中出現變形額度情況，具體的設備導軌還要根據導軌性進行防護。另外，一般的機床齒輪都集中在變速箱和主軸箱中，這就要求稅控機床的齒輪精確要高于普通機床，以此保證數控機床的傳動精度，要保證維修后的機床整體結構能滿足間隙傳動的要求。
4.4數控機床維修改造完成后的驗收
數控設備在完成相關調試后要設備的出場檢測標準進行驗收，例如在數控機床的維修中從線路改版、到設備組裝，都要嚴格執行出場檢測，此外在數控機床的調試過程中，要由專人對設備的機械、液壓等操作進行合理調試，所有調試程序都要按照從簡到繁、從內到外的程序來控制，此外，所有的設備維修要根據設備的既有原則進行，不得擅自變更和轉換設備線路布置。
5結語
【關鍵詞】數控；機床；維修；技術分析
隨著我國機械加工的快速發展，國內的數控機床也越來越多。由于數控機床的先進性和故障的不穩定性，大部分故障都是以綜合故障形式出現，所以數控機床的維修難度較大，并且數控機床維修工作的不規范，使得數控維修工作處于一種混亂狀態，為了規范數控維修工作，提高數控機床的利用價值，本文提出五步到位數控維修法。
1.數控機床維修技術分析
1.1故障記錄具體
數控機床發生故障時，對于操作人員應首先停止機床，保護現場，并對故障進行盡可能詳細的記錄，并及時通知維修人員。
（1）故障發生時的情況記錄。
1）發生故障的機床型號，采用的控制系統型號，系統的軟件版本號。
2）故障的現象，發生故障的部位，以及發生故障時機床與控制系統的現象。
3）發生故障時系統所處的操作方式。
4）若故障在自動方式下發生，則應記錄發生故障時的加工程序號，出現故障的程序段號，加工時采用的刀具號等。
5）若發生加工精度超差或輪廓誤差過大等故障，應記錄被加工工件號，并保留不合格工件。
6）在發生故障時，若系統有報警顯示，則記錄系統的報警顯示情況與報警號。
7）記錄發生故障時，各坐標軸的位置跟隨誤差的值。
8）記錄發生故障時，各坐標軸的移動速度、移動方向，主軸轉速、轉向等。
（2）故障發生的頻繁程度記錄。
1）故障發生的時例與周期。
2）故障發生時的環境情況。
3）若為加工零件時發生的故障，則應記錄加工同類工件時發生故障的概率情況。
4）檢查故障是否與“進給速度”、“換刀方式”或是“螺紋切削”等特殊動作有關。
（3）故障的規律性記錄。
（4）故障時的外界條件記錄。
1.2故障檢查方法
維修人員故障維修前，應根據故障現象與故障記錄，認真對照系統、機床使用說明書進行各頂檢查以便確認故障的原因。當數控設備出現故障時，首先要搞清故障現象，向操作人員了解第一次出現故障時的情況，在可能的情況下觀察故障發生的過程，觀察故障是在什么情況下發生的，怎么發生的，引起怎樣的后果。搞清了故障現象，然后根據機床和數控系統的工作原理，就可以很快地確診并將故障排除，使設備恢復正常使用。故障檢查包括：
（1）機床的工作狀況檢查。
（2）機床運轉情況檢查。
（3）機床和系統之間連接情況檢查。
（4）CNC裝置的外觀檢查。
維修時應記錄檢查的原始數據、狀態，記錄越詳細，維修就越方便，用戶最好編制一份故障維修記錄表，在系統出現故障時，操作者可以根據表的要求及時填入各種原始材料，供維修時參考。
1.3故障診斷
故障診斷是進行數控機床維修的第二步，故障診斷是否到位，直接影響著排除故障的快慢，同時也起到預防故障的發生與擴大的作用。首先維修人員應遵循以下兩條原則：
（1）充分調查故障現場。這是維修人員取得維修第一手材料的一個重要手段。
（2）認真分析故障的原因。分析故障時，維修人員不應局限于 CNC部分，而是要對機床強電、機械、液壓、氣動等方面都作詳細的檢查，并進行綜合判斷，達到確珍和最終排除故障的目的。
1）直觀法。2）系統自診斷法。3）參數檢查法。4）功能程序測試法。5）部件交換法。6）測量比較法。7）原理分析法。8）敲擊法。9）局部升溫法。10）轉移法。
除了以上介紹的故障檢測方法外，還有插拔法、電壓拉偏法、敲擊法等等，這些檢查方法各有特點，維修人員可以根據不同的現象對故障進行綜合分析，縮小故障范圍，排除故障。
1.4維修方法
在數控機床維修中，維修方法的選擇到位不到位直接影響著機床維修的質量，在維修過程中經常使用的維修方法有以下幾種：
（1）初始化復位法。由于瞬時故障引起的系統報警，可用硬件復位或開關系統電源依次來清除故障，若系統工作存貯區由于掉電、拔插線路板或電池欠壓造成混亂，則必須對系統進行初始化清除，清除前應注意作好數據拷貝記錄，若初始化后故障仍無法排除，則進行硬件診斷。
（2）參數更改，程序更正法。系統參數是確定系統功能的依據，參數設定錯誤就可能造成系統的故障或某功能無效。有時由于用戶程序錯誤亦可造成故障停機，對此可以采用系統搜索功能進行檢查，改正所有錯誤，以確保其正常運行。
（3）調節、最佳化調整法。調節是一種最簡單易行的辦法。通過對電位計的調節，修正系統故障。
（4）備件替換法。用好的備件替換診斷出壞的線路板，并做相應的初始化啟動，使機床迅速投入正常運轉，然后將壞板修理或返修，這是目前最常用的排故辦法。
（5）改善電源質量法。目前一般采用穩壓電源，來改善電源波動。對于高頻干擾可以采用電容濾波法，通過這些預防性措施來減少電源板的故障。
（6）維修信息跟蹤法。一些大的制造公司根據實際工作中由于設計缺陷造成的偶然故障，不斷修改和完善系統軟件或硬件。這些修改以維修信息的形式不斷提供給維修人員。
（7）修復法。對數控機床的故障進行恢復性修復、調整、復位行程開關、修復脫焊、斷線、修復機械故障等。
1.5維修記錄到位
維修時應記錄、檢查的原始數據、狀態較多，記錄越詳細，維修就越方便，用戶最好根據本廠的實際清況，編制一份故障維修記錄表，在系統出現故障時，操作者可以根據表的要求及時填入各種原始材料，供再維修時參考。
通常維修記錄包括以下幾方面的內容；（1）現場記錄；（2）故障原因；（3）解決方法；（4）遺留的問題；（5）日期和停工的時間；（6）維修人員情況；（7）資料記錄。
2.小結
數控機床維修技術的實施，提高重復性故障的維修速度，提高維修者的理論水平和維修能力，有利于分析設備的故障率及可維修性，改進操作規程，提高機床壽命和利用率，并能充分實現資源共享。使其具有可利用性、可持續發展性，為規范數控維修行業奠定堅實的基礎。
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關鍵詞：數控機床；自診斷技術；故障分析
一、現代數控機床CNC故障自診斷技術
數控機床故障自診斷能力是數控機床CNC系統十分重要的指標，自診斷技術是評價數控機床CNC系統性能的一項重要技術。數控系統是先進技術密集型設備，技術員要迅速而準確地確定其故障部位并查明故障原因，必須借助于自診斷技術。自診斷技術也開始朝著智能化、多功能的高級診斷方向發展。目前CNC控制系統都裝有故障自診斷系統，并能隨時監視加工過程中數控系統軟件和硬件的工作狀態，CNC控制系統有較強的自診斷功能。只要系統本身出現故障，顯示系統和顯示裝置就會顯示報警信息，通過系統珍斷號判斷故障發生在數控部分、電氣部分還是機械部分，判斷產生故障的具體部位。自診斷與維修實例：FANUC-Oi伺服不能就緒報警“401”報警號。1.系統檢測原理（圖1）:開機后系統開始自動檢測，如果系統沒有報警和急停，系統自動發出MCON信號給伺服系統，伺服系統接收到MCON信號后，自動接通主繼電器，并送回DRDY信號，檢測系統在規定時間內如果沒有收到DRDY信號，系統自動發出“401”報警號。2.故障的診斷方法。（1）工作人員檢查各插頭接觸是否良好，主要包括主控回路的連接、控制面板以及電源與主軸系統、伺服系統的連接。（2）查看LED發光二極管是否顯示，如果LED沒有顯示，可能是電源回路斷路或控制板沒有通電。檢查直流電源輸出到24V電源線路連接是否正常，檢查控制板上的直流電源電路接線是否良好，檢查伺服放大器交流電壓3相220V輸入是否正常。（3）采用信號短接的方法來判別故障的部位,把伺服模塊JV1B（JV2B）的8-10短接后系統上電,如果伺服放大器LED顯示“00”則故障可能在軸板或系統主板；如果伺服放大器顯示“--”則故障可能在伺服放大器本身。（4）檢查急停ESP和MCC回路，ESP短接，伺服放大器顯示“--”，應為伺服裝置的繼電器MCC控制回路或線圈本身故障。
二、FANUC數控機床換刀故障———示波器觀察時序故障診斷
數控刀架故障比較常見。換刀過程：刀架松開旋轉和選刀鎖緊。實例：一臺數控車床（FANUC0TC）配備12工位電動刀架，在換刀中旋轉不停，故障現象為找不到刀號報警。1.刀架換刀過程中旋轉不停故障分析。圖2刀位信號由PMC輸入，X20.3、X20.2、X20.1、X20.0有刀架主軸后面的絕對編碼器檢測。電動刀架找不到刀位故障，可能是絕對編碼器刀位沒有輸出。先松開急停再松開刀架，圖3用示波器觀察刀位時序，如果能從1號依次變到12號刀位，說明刀位輸出正常。絕對編碼器輸出刀位信號同時還輸出選通X20.5和奇偶檢驗X20.4，換刀時輸出時序如圖3。2.故障診斷。查看換刀絕對編碼器的時序（圖3），X20.5上升延時，當前與目標刀號對比。比較后刀號一致，選刀電機停止旋轉，預分度電磁鐵得電吸合，電機反轉鎖緊刀架。正常工作每選取一次工作刀位X20.5會發生一次電平變化（高低高）。本機床換刀中出現X20.5信號沒有變化，說明數控系統沒有完成目標和當前刀號對比，在設定時間內找不到目標刀號系統就報警。通過分析故障是選通信號X20.5沒有輸出。更換同型號絕對編碼器。
三、FANUC數控機床
PMC故障實例與維修1.故障現象：一臺臥式加工中心數控系統配置FANUC0i-M。工作臺交換時，按下“手/自動”啟動按鈕后，托板架沒有上升、托板內工作臺升起，無法實現工作臺的交換。2.故障分析與診斷：首先檢查液壓系統的壓力，再查看控制托板架上升的電磁閥是否得電。電磁閥由繼電器常開KA13控制，PMC輸出點Y1004.1直接提供24V給繼電器KA13的線圈。通過PMC梯形圖檢查Y1004.1，執行前后Y1004.1始終為“0”沒信號，此故障為某一輸入條件未得到滿足使機床處于等待。從Y1004.1輸出入手，利用梯形圖動態顯示診斷故障。圖4看出手動時交換工作臺條件是R68.3、R62.0和Y1003.5導通，R68.3的導通條件是R68.2和R62.0導通，R62.0由外部繼電器控制。動態顯示X1004.5導通后，X1006.3沒有信號。檢查X1006.3確定為托板上升到位信號。檢查發現24V直流斷路，維修后恢復正常。
四、結束語
本文用實例闡述了數控系統的維修方法，指出了自診斷技術朝著多功能和智能化發展的方向；介紹了運用PMC進行故障診斷的方向，為規范數控維修行業奠定堅實的基礎。
參考文獻：
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關鍵詞：數控；電氣；故障；維修
1 數控機床電氣系統故障的特點
故障原因明了是電氣系統故障維修的特點，診斷也比較好做，可是故障率卻很高。每個電器元件都有自己的使用壽命，如果處于非正常使用的狀態，壽命周期縮短會更加縮短，如開關觸頭長期遭受過電流使用，從而造成燒損、粘連，直至開關損壞。電氣系統是個比較脆弱的系統，很容易受到外界的影響，如在外部環境溫度過高的情況下，電柜容易升溫過高導致一些電損壞。有時老鼠對電器元件和電器線路的肯叫也會造成電氣系統的故障。操作人員的認為造作失誤也會造成電氣系統的故障，如操作人員的非正常操作會使開關手柄損壞、限位開關被撞壞的情況。
由于長期遭受磨損，線路、線纜會出現斷線或短路，冷卻水和油液流入蛇皮管線內，而使管線長期被浸泡，導致橡膠電線膨脹、粘化，使其絕緣性大大降低而造成短路、放炮。液體流入電動刀架、排屑器、冷卻泵器等異步電動機內，損壞了軸承，使電動機出現故障。
2 數控機床電氣故障分析
2.1 數控裝置的故障分析
數控裝置部分的故障有軟件故障和硬件故障。
⑴軟件故障。加工程序編制出錯、機床數據設置不當、系統后備電池失效、操作者操作失誤、數據通訊過程中電網瞬間停電等，都將會導致部分或全部數據丟失。這類故障軟件故障可以執行數控裝置中機床參數的清除或初始化后，重新將正確備份數據輸入故障就可排除。
⑵硬件故障。控制系統某元器件接觸不良或損壞、無供電電源等，必須更換損壞的器件或者維修后才能排除故障。
2.2 PLC控制器的故障分析
PLC的故障可分為軟件故障和硬件故障兩部分。
⑴軟件故障。數控機床有PLC用戶程序，用戶程序編制不好，在數控機床運行時會發生一些無報警的機床故障，因此PLC用戶程序要編制好。
⑵硬件故障。在PLC輸入輸出模塊出現問題而引起的故障屬于硬件故障。有時個別輸入輸出口出現故障，可以通過修改PLC程序，可使用備用接口替代出現故障的接口。
2.3 伺服系統的故障分析
數控機床伺服控制系統是數控機床故障率最高的部分。伺服控制系統可分為直流伺服控制單元、直流永磁電動機和交流伺服控制單元、交流伺服電動機有兩個部分，兩者各有其優、缺點。伺服系統的故障一般都是由于伺服控制單元、伺服電動機、測速裝置、編碼器等出現問題引起的，要分別對各單元進行分析。
2.4 顯示的故障分析
利用狀態顯示的診斷功能現代數控系統不但能將故障診斷信息顯示出來，而且能以診斷地址和診斷數據的形式提供診斷的各種狀態。該法也是診斷故障的一種基本方法，適合診斷復雜機構故障。
2.5 控制元件、檢測開關的故障分析
機床常見的控制元件、檢測開關有：檢測開關、液壓元件、氣動元件、電氣執行元件、機械裝置等，這些常見的機床控制元件、檢測開關由于接觸不良引起各種故障比較多，這類故障一般稍有點維修知識就可以解決，但是檢修這類故障要用儀器儀表配合檢查。
3 數控機床電氣故障的排除與維修技術
3.1 嚴格遵循操作規程
數控系統編程、操作和維修人員必須按機床和系統使用說明的要求使用。盡量避免因操作不當引起的故障。
3.2 對紙帶閱讀機或磁盤閱讀機的定期維護
操作者應對紙帶閱讀機的運動部分每周定時清理，對導向滾軸、張緊臂滾軸等每半年一次加注油。對于磁盤閱讀機中磁盤驅動器內的磁頭，應用專用清洗盤定期進行清洗。 3.3 防止數控裝置過熱
定期清理數控裝置的散熱通風系統，經常檢查數控裝置上各冷卻風扇工作是否正常。
3.4 監視數控系統的電網電壓
數控系統允許的電網電壓范圍在額定值的85%～110%，如果超出范圍，輕則使數控系統不能穩定工作，重則會造成重要電子部件損壞。因此，要經常注意電網電壓的波動。對于電網質量比較惡劣的地區，應及時配置數控系統專用的交流穩壓電源裝置，使故障率降低。
3.5 定期檢查和更換直流電動機電刷
數控車床、數控銑床、加工中心等，應每年檢查一次，頻繁加速機床（如沖床等），應兩個月檢查一次。
3.6 防止塵埃進入數控裝置內除檢修外，要少開電氣柜門
防止車間內空氣中飄浮的灰塵和金屬粉末落在印制電路板和電氣接插件上，造成元件間絕緣電阻下降，出現故障或使元件損壞。有些數控機床的主軸控制系統安置在強電柜中，強電門關得不嚴，使電器元件損壞、主軸控制失靈。夏天氣溫過高時，有些使用者打開數控柜門，用電風扇往數控柜內吹風，以降低機內溫度。
[參考文獻]
關鍵詞：數控；電氣；故障；維修
中圖分類號：TG659 文獻標識碼：A文章編號：1007-9599 (2012) 07-0000-01
一、數控機床電氣故障的類型與特點
數控機床的電氣故障可按故障性質、表象、造成原因及其后果等進行分類。
（一）發生故障的位置
根據發生故障的位置可以分為硬件故障和軟件故障。硬件故障是指需維修或更換電子元器件、各種電器、電路板、導線設備才能正常運行，此類故障稱為硬件故障。軟件故障指PLC控制程序出現的故障，需更改相應參數、數據或者修改PLC控制程序才能正常運行，此類故障稱為軟件故障
（二）故障是否指示
根據故障出現時有無指示，可分為有診斷指示故障和無診斷指示故障。各種數控系統都自帶有自診斷程序，從而實現對整個系統軟、硬件的實時監控，故障發生時系統產生報警并有相關文字說明，查閱報警信息說明書，就能查出產生故障的原因以及相應的解決措施。無診斷指示故障是診斷程序不完整性導致的，需要對產生故障前的工作過程、故障現象和后果綜合分析從而排除故障。
（三）產生故障時有無破壞性
根據產生故障時有無破壞性可以分為破壞性故障和非破壞性故障。破壞性故障不可以重復出現，需分析故障現象排除故障。
（四）產生故障的或然性
依故障產生的機率，分為系統性故障和隨機性故障。系統故障指只要滿足一定的條件則一定會產生故障，而隨機性故障指在相同條件下偶爾發生的故障。
（五）機床的運動品質特性
指機床因運動特性下降而產生的故障，機床運行正常但加工工件不合格，需查找精度下降的機械或電氣相關環節，然后通過優化系統環節排除故障。
二、數控機床電氣故障排查步驟
（一）故障詢問分析
維修人員需要在機床故障產生時了解現場情況分析相關信息，這就要求操作者對現場情況進行詳細描述，維修人員觀察現場故障狀態，查看故障信息是否有自診斷顯示，分析故障發生前的操作情況，根據以上信息首先做出第一步診斷，確定故障排除時所需相關技術資料、維修工具、儀器備件等做到心中有數。
（二）故障現場信息核查
操作者所提供的信息對于排故十分重要，因此在現場要通過對故障機床的觀察、操作等驗證操作者所提供的各種信息是否準確、完整，根據實際情況從而進一步分析故障初始判斷是否準確。
（三）準確分析故障
通過對故障現場分析并結合實際情況確定故障的類型，對于指示性故障可以通過查閱此機床的使用說明書以及故障報警信息手冊，了解該故障產生的各種原因及相關排除措施，為下一步排故做準備。
（四）確定原因
在已確定該導致該故障產生的各種原因中進一步檢查，綜合分析各種因素，從而判斷出故障發生的真正原因。
（五）排故準備
根據已確定的原因準備好所需相應工具儀器，制定好故障排除計劃及步驟，對故障進行排除。
三、數控機床故障診斷與維修的常規方法
（一）直接檢查法
1.詢問。詢問故障現場的操作者，掌握故障發生的過程、現象等情況，為排除故障做好準備。2.目視。觀察數控機床各部分工作狀態是否正常，顯示面板是否有報警情況，斷路器有無斷開現象，熔斷器是否燒斷，各元器件有無燒壞及導線脫落等異常情況。3.觸摸。在機床斷電的情況下可以通過對各接插件和各主要電路板等元器件的觸摸了解其安裝、插接狀況是否到位。4.通電。通電后快速檢查各元器件有無冒煙、火花、異常聲音、氣味是否正常以及器件觸摸有無過熱，如有發現應立即斷電進行分析。
（二）儀器測量法
當數控機床出現問題后，采用電工儀表和維修必備的工具，按數控系統電氣原理圖和機床電氣原理圖，測量出現問題的各個故障點的參數值并和正常值進行比較判斷故障，若系統電壓達不到正常工作電壓，則檢測調節輸入電源；如出現控制信號故障，則用相關檢測儀表檢查信號線路的狀態是否正常以此確定故障點。
（三）用可編程控制器進行PLC中斷狀態分析
PLC發生故障時，其中斷原因是中斷堆棧出現故障，可以調出中斷堆棧和塊堆棧，按其所指示的原因排除故障。
（四）接口信號檢查
通過使用PLC檢測數控機床控制系統接口信號的正確與否，從而確定相應的故障點。
（五）診斷備件替換法
當故障診斷為數控系統某環節的印制電路上時，因電路板的集成度相對較高而確定某一電子器件則需要花費大量時間，采取先更換相同型號功能的備件，恢復機床正常運行，再去檢測修復故障電路板。
（六）用系統的自診斷功能判斷
如今的數控系統具有較強的自診斷功能，監控系統各個環節的運行狀態，實時對故障進行判斷，面板顯示報警信息，從而及時動作實現對機床的保護。
綜上所述，在數控機床方面的很多維修人員知識還不夠全面，診斷水平還存在很大差距，而數控機床是現代企業生產加工中的關鍵生產設備，機床的使用壽命及利用率對企業來說是至關重要的。因此掌握數控機床故障診斷與維修技術，當機床出現各類電氣故障時，維修者快速、準確排除故障充分發揮數控機床效益具有重要意義。
參考文獻：
