浅谈数控机床的维护与维修技术

【摘要】

数控机床是是将电力电子技术、自动控制技术、计算机控制技术、电机控制技术、自动检测与转换技术、液压与气动技术、机械制造与工艺技术等集中于一体的典型机电一体化产品。要发挥数控机床的高效率，就应保证它的开动率，这就对数控机床提出了稳定性和可靠性的要求。数控机床的正确使用和维护维修在数控机床的使用中占有举足轻重的地位，学习和掌握数控机床故障诊断与维护维修技术已越来越引起相关企业和工程技术人员的关注。随着数控机床的推广和使用，培养更多的掌握数控机床故障诊断与维修的高素质人才的任务也越来越迫切。

【关键词】数控，电气，维修，故障

现代数控系统的可靠性越来越高，数控系统本身的故障率越来越低，而大部分故障的发生则是非系统本身原因引起的。由于数控机床是集机械、液压、电气为一体的机床，其故障的发生也会由这三者综合反映出来。维修人员应先由外向内逐一进行排查。尽量避免随意地启封、拆卸，否则会扩大故障，使机床丧失精度、降低性能。系统外部的故障主要是由于检测开关、液压元件、气动元件、电气执行元件、机械装置等出现问题而引起的。

一、常见故障及其分类

1.1 主机故障 数控机床的主机通常指组成数控机床的机械、润滑、冷却、排屑、液压、气动与防护等部分。主机常见的故障主要有：

1） 因机械部件安装、调试、操作使用不当等原因引起的机械传动故障

2） 因导轨、主轴等运动部件的干涉、摩擦过大等原因引起的故障

3） 因机械零件的损坏、联结不良等原因引起的故障，等等.

主机故障主要表现为传动噪声大、加工精度差、运行阻力大、机械部件动作不进行、机械部件损坏等等。润滑不良、液压、气动系统的管路堵塞和密封不良，是主机发生故障的常见原因。数控机床的定期维护、保养.控制和根除“三漏”现象发生是减少主机部分故障的重要措施.

“弱电”部分是指控制系统中以电子元器件、集成电路为主的控制部分。数控机床的弱电部分包括 CNC、PLC、MDI/C RT 以及伺服驱动单元、输入输出单元等。

“弱电”故障又有硬件故障与软件故障之分.硬件故障是指上述各部分的集成电路芯片、分立电子元件、接插件以及外部连接组件等发生的故障。软件故障是指在硬件正常情况下所出现的动作出错、数据丢失等故障，常见的有.加工程序出错，系统程序和参数的改变或丢失，计算机运算出错等。“强电”部分是指控制系统中的主回路或高压、大功率回路中的继电器、接触器、开关、熔断器、电源变压器、电动机、电磁铁、行程开关等电气元器件及其所组成的控制电路。这部分的故障虽然维修、诊断较为方便，但由于它处于高压、大电流工作状态，发生故障的几率要

高于“弱电”部分.必须引起维修人员的足够的重视。

二、数控机床的常见故障排除方法

由于数控机床故障比较复杂，同时数控系统自诊断能力还不能对系统的所有部件进行测试，往往是一个报警号指示出众多的故障原因，使人难以入手。分析故障时，维修人员也不应局限于局部，而是要对机床强电、机械、液压、等方面都作详细的检查，并进行综合判断，达到确诊和最终排除故障的目的。对于数控机床发生的大多数故障，总体上说可采用下述几种方法来进行故障诊断：

下面介绍维修人员在生产实践中常用的排除故障方法。

2.1 直观法这是一种最基本、最简单的方法。维修人员通过对故障发生时产生的光、声、味等异常现象的观察、检查，可将故障缩小到某一个模块，甚至一块印制电路板。但是它要求维修人员具有丰富的实践经验，以及综合判断能力。

2.2 系统自诊断法是充分利用数控系统的自诊断功能，根据 面板上显示的报警信息及各模块上的发光二极管等器件的指示，可判断出故障的大致起因。进一步利用系统的自诊断功能，还能显示系统与各部分之间的接口信号状态，找出故障的大致部位，它是故障诊断过程中最常用、有效的方法之一。

2.3 参数检查法

数控系统的机床参数是保证机床正常运行的前提条件，它们直接影响着数控机床的性能。参数通常存放在系统存储器中，一旦电池不足或受到外界的干扰，可能导致部分参数的丢失或变化，使机床无法正常工作。通过核对、调整参数，有时可以迅速排除故障；

特别是对于机床长期不用的情况，参数丢失的现象经常发生，因此，检查和恢复机床参数，是维修中行之有效的方法之一。另外，数控机床经过长期运行之后，由于机械运动部件磨损，电气元器件性能变化等原因，也需对有关参数进行重新调整。

2.4 功能测试法所谓功能测试法是通过功能测试程序，检查机床的实际动作，判别

故障的一种方法。功能测试可以将系统的功能（如：直线定位，圆弧插补、螺纹切削、固定循环、用户宏程序等），用手工编程方法，编制一个功能测试程序，并通过运行测试程序，来检查机床执行这些功能的准确性和可靠性，进而判断出故障发生的原因，对于长期不用的数控机床或是机床第一次开机，不论动作是否正常，都应使用本方法进行一次检查，以判断机床的工作状况。

2.5 部件交换法

所谓部件交换法，就是在故障范围大致确认，并在确认外部条件完全正确的情况下，利用同样的印制电路板、模块、集成电路芯片或元器件替换有疑点的部分的方法。部件交换法是一种简单、易行、可靠的方法，也是维修过程中最常用的故障判别方法之一。交换的部件可以是系统的备件，也可以用机床上现有的同类型部件替换。通过部件交换，就可以逐一排除故障可能的原因，把故障范围缩小到相应的部件上。

必须注意的是：在备件交换之前，应仔细检查、确认部件的外部工作条件；在线路中存在短路、过电压等情况时，切不可以轻易更换备件。此外，备件（或交换板）应完好，且与原板的各种设定状态一致。

在交换装置的存储器板或电路板时，通常还要对系统进行某些特定的操作，

如：存储器的初始化操作等，并重新设定各种参数，否则系统不能正常工作。这些操作步骤应严格按照系统的操作说明书、维修说明书进行。

2.6 测量比较法

数控系统的印制电路板制造时，为了调整、维修的便利，通常都设置有检测用的测量端子。维修人员利用这些检测端子，可以测量、比较正常的印制电路板和有故障的印制电路板之间的电压或波形的差异，进而分析、判断故障原因及故障所在位置。通过测量比较法，有时还可以纠正他人在印制电路板上的调整、设定不当而造成的“故障”。测量比较法使用的前提是：维修人员应了解或实际测量正确的印制电路板关键部位、易出故障部位的正常电压值、正确的波形，才能进行比较分析，而且这些数据应随时做好记录，并作为资料积累。除了以上介绍的故障检测方法外，还有插拔法、电压拉偏法、敲击法、局部升温法等等。这些检查方法各有特点，维修人员可以根据不同的故障现象，加以灵活应用，以便对故障进行综合分析，逐步缩小故障范围，排除故障。在现场维修结束后，应认真填写维修记录，列出有关必备的备件清单，建立用户档案。对于故障时间、现象、分析诊断方法、采用排故方法，如果有遗留问题应详尽记录，这样不仅使每次故障都有据可查，而且也可以不断积累维修经验。

结束语

数控机床故障的产生是多种多样的。所以，在维修时需要根据现象有理有据的分析、排除，最后达到维修的目的。切勿盲目的乱动。否则可能会导致故障更加的严重。总之，在面对数控机床故障和维修问题时，首先要防患于未燃，不能在数控机床出现问题后才去解决问题，要做好日常的维护工作和了解机床本身的结构和工作原理，这样才能做到有的放矢。