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1、数控机床电气控制系统的故障诊断与维护摘要：数控机床电气控制系统是数控机床机电一体化的主要组成部分，本文主要阐述了数控机床电气控制系统故障的诊断检测，电气系统故障的排除方法和数控机床电气控制系统的预防性维护等问题。Abstract: CNC machine electrical control system is a major component of mechanical and electrical integration，this paper describes the control system fault diagnosis of CNC machine electrical co
2、ntrol，electrical system troubleshooting method and numerical control machine tool preventative maintenance of electrical control system and other issues. 关键词：数控机床；电气控制系统；现场维修Key words: CNC machine tools; electrical control system; field maintenance 中图分类号：TG659文献标识码： A文章编号：1006-4311 （2011）03-0263-02
3、0 引言数控机床是集机、电、液、气于一体的机电一体化装备，数控机床电气控制系统是其核心， 它的可靠运行， 直接关系到整个设备运行正常与否。当电气控制系统发生故障时， 应迅速诊断故障， 排除事故，名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 6 页 - - - - - - - - - 使其恢复正常， 同时应进行预防性维护， 这对于提高数控设备运行效率非常重要。1 电气控制系统故障的诊断检测1.1 直观判断它就是利用我们的感官注意发生故障的现象并判断故障可能发生的部位。 在
4、故障现场通过观察故障时是否有异响，火花发生，它们来自何方，何处出现焦糊味，何处发热异常，何处有异常震动等等， 就能判断故障的主要部分。 观察可能发生故障的每块电路板，或是各种电控元件、 继电器、热继电器、断路端等的表面状况。1.2 利用系统软件报警功能现今的CNC 系统都具有自诊断功能。在系统工作期间， 能定时用自诊断程序对系统进行快速诊断。一旦检测到故障，立即将故障以报警的方式显示在CRT上或点亮面板上报警指示灯，而且这种自诊断功能还能将故障分类报警。如误操作信息，有关伺服系统报警，设定错误报警，各种行程超程报警等。维修时，应根据报警具体内容提示来查找问题的症结所在。1.3 利用系统硬件的报
5、警功能为了提高系统的可维护性，在现代数控系统中设置有众多的硬件报警指示装置，在处理数控系统故障过程中，如果直观法不能奏效的，从外观上，很难判断问题所在，或是CRT屏幕不能点亮 ( 电源模块有故障 )的时候，可以借助审视各报警装置，观察有无报警指示，然后依照指示来处理故障。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 6 页 - - - - - - - - - 1.4 利用状态显示的诊断功能现代数控系统不但能将故障诊断信息显示出来，而且能以诊断地址和诊断数据的形式提供诊断
6、的各种状态。该法也是诊断故障的一种基本方法，适合诊断复杂机构故障。1.5 及时核对系统参数系统参数变化直接影响机床性能，也会使机床发生故障。 在设计和制造数控系统时， 虽已考虑了系统的可靠性问题，但不可能排除外界的一切干扰。同时，人为误操作使得系统参数也有可能变更。在诊断故障过程中，如果问题仍不能解决，可以核对系统参数，看是否由参数变更导致的。1.6 特殊处理方法数控系统所用的软件丰富，有系统软件， 机床制造软件，软件设计中难免有一些问题，导致机床死机现象，可采取特殊方法，比如整机断电，稍做停顿再开机，有时可能排除故障。2 电气系统故障的排除方法2.1 初始化复位法由于突发故障引起的系统报警，
7、可用硬件复位或开关系统电源依次来清除故障，若系统工作存储区由于掉电， 拔插线路板或电池欠压，可对系统进行初始化清除，同时，应注意做好数据拷贝记录，若初始化后故障仍无法排除，则进行硬件诊断。2.2 参数更改和程序更正法系统参数是确定系统功能的依据，参数设定错误可能造成系统的故障或某功能无效。有时由于用户程序错误也会造成故障停机， 可以采用系统的块搜索功能进行检查，改正错误，确保正常运行。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 6 页 - - - - - - - -
8、- 2.3 最佳化调整法最佳化调整是系统地对伺服驱动系统与被拖动的机械系统实现最佳匹配的综合调节方法，此办法简单，便于操作，用一台多线记录仪或具有存储功能的双踪示波器，分别观察指令和速度反馈或电流反馈的响应关系。 通过调节速度调节器的比例系数和积分时间，来使伺服系统达到即有较高的动态响应特性，而又不振荡的最佳工作状态。在现场没有示波器或记录仪的情况下，根据经验，调节使电机起振，然后向反向慢慢调节，直到消除震荡。2.4 改善电源质量法目前一般采用稳压电源，来改善电源波动。对于高频干扰可以采用电容滤波法，通过这些预防性措施可减少电源板的故障。数控系统的故障是多种的，维修方法也不能相同，数控技术正迅
9、速向各工业部门渗透， 数控技术在国民经济中的地位也就随之提高，数控系统维修技术也应迅速适应数控技术飞速发展的要求。2.5 备件替换法使用好的备件替换诊断出故障的线路板，做初始化启动，使机床迅速投入正常运转，然后将出故障的线路板修理。3 数控机床电气控制系统的预防性维护3.1 严格遵循操作规程数控系统编程、 操作和维修人员必须经过专门的技术技能培训，熟悉数控机床的机械、数控系统、强电设备、液压、气源等部分的使用； 按机床和系统使用说明的要求使用。尽量避免因操作不当引起的故障。 首次采用数控机床或不熟练工人来操作名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - -
10、- - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 6 页 - - - - - - - - - 时，在使用的第一年内，系统故障主要是操作不当引起的。应按操作规程要求进行维护工作。有些部件需要定时加油和定期更换。3.2 对纸带阅读机或磁盘阅读机的定期维护纸带阅读机或磁盘阅读机是数控系统输入的重要装置，数控系统参数、 用户宏程序和零件程序都要通过它输入到CNC 内部。纸带阅读机读带部分有污物会使读人的纸带信息出现错误。 所以操作者应对其进行检查， 用纱布蘸酒精擦净污物。对纸带阅读机的运动部分，如主动轮滚轴、导向滚轴、压紧滚轴等每周应定时清理， 对导向滚轴、 张紧臂
11、滚轴等每半年一次加注润滑油。 对于磁盘阅读机中磁盘驱动器内的磁头，应用专用清洗盘定期进行清洗。3.3 防止数控装置过热定期清理数控装置的散热通风系统，经常检查数控装置上各冷却风扇工作是否正常。根据车间环境状况， 一个季度应检查清扫一次，具体方法：拧下螺钉，拆下空气过滤器；在轻微振动过滤器的同时，用压缩空气由里向外吹掉空气过滤器内的灰尘；如果太脏，可用中性清洁剂冲洗，置于阴凉处晾干。3.4 监视数控系统的电网电压数控系统允许的电网电压范围在额定值的 85110% ， 如果超出范围，轻则使数控系统不能稳定工作，重则会造成重要电子部件损坏。因此，要经常注意电网电压的波动。对于电网质量比较恶劣的地区，
12、 应及时配置数控系统专用的交流稳压电源装置，使故障率降低。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 6 页 - - - - - - - - - 3.5 定期检查和更换直流电动机电刷一些数控机床上使用的是直流电动机。 这种电动机电刷的过度磨损会影响其性能甚至损坏。所以，必须定期检查电刷。数控车床、数控铣床、加工中心等，应每年检查一次，频繁加速机床（如冲床等），应两个月检查一次。3.6 防止尘埃进入数控装置内除检修外，要少开电气柜门。 防止车间内空气中飘浮的灰尘和金属粉末落在印制电路板和电气接插件上，造成元件间绝缘电阻下降，出现故障或使元件损坏。有些数控机床的主轴控制系统安置在强电柜中，强电门关得不严， 使电器元件损坏、主轴控制失灵。夏天气温过高时，有些使用者打开数控柜门，用电风扇往数控柜内吹风，以降低机内温度。这会导致系统加速损坏。电火花加工数控设备和火焰切割数控设备，周围金属粉尘大， 更应注意防止外部尘埃进人数控柜内。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 6 页 - - - - - - - - -