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　　摘要：介紹數(shù)控機床電氣系統(tǒng)常見典型故障的維修方法、原因分析及預防。

　　數(shù)控機床能適應不同零件的自動加工，當改變加工零件時，只需改變數(shù)控程序，而不用凸輪、靠模、樣板、或鉆鏜模等專用工藝裝備。具有生產(chǎn)效率和加工精度高，加工質(zhì)量穩(wěn)定的特點。而經(jīng)濟型數(shù)控機床因投資少、見效快、系統(tǒng)結構簡單，在中、小型企業(yè)中更是應用較廣。但由于數(shù)控機床自身的局限性，尤其是經(jīng)濟型數(shù)控機床大多是通過舊普通機床數(shù)控化改造而來，該機床在使用過程中故障率也較高。據(jù)統(tǒng)計，CNC車床的故障多發(fā)生在電氣系統(tǒng)(27.74%)轉(zhuǎn)塔或刀架(18.41%) 、CNC系統(tǒng)(10.0%) 、卡盤、夾具等機床附件(10.02%) 、電源(7.39%) 、伺服單元(6.35%) 等部位。顯見數(shù)控機床部件及子系統(tǒng)中，故障最頻繁的是機床電氣系統(tǒng)。現(xiàn)將數(shù)控機床在使用過程中機床電氣系統(tǒng)出現(xiàn)的一些典型故障分析歸納如下：

　　1 典型故障及排除

　　發(fā)生Z軸進給的丟步或突然停止的故障配備濟南產(chǎn)BKC2-Ⅲ型數(shù)控系統(tǒng)的某型數(shù)控機床，在加工零件時，出現(xiàn)Z軸步進電機偶而發(fā)生丟步或突然停止進給的故障，讓Z軸步進電機空運行時，則一切正常。為此逐項檢查，發(fā)現(xiàn)控制面板在Z向出現(xiàn)故障時無錯誤信息揭示也無異常顯示，初步判定主板無問題。檢查Z軸驅(qū)動部分，大功率管，接口板相應電路，發(fā)現(xiàn)Z軸總是在加工到離主軸箱較近位置時出現(xiàn)故障，因而估計可能是由于加工工件時產(chǎn)生強烈振動使數(shù)控系統(tǒng)Z軸電器部分某環(huán)節(jié)接觸不良造成的。仔細檢查Z軸控制部分，發(fā)現(xiàn)接口板和驅(qū)動板間有根連接線為虛焊，重焊后故障即消失。

　　出現(xiàn)X向進給速度突然變慢，控制面板顯示異常故障仍是上述配備濟南產(chǎn)BKC2-Ⅲ型數(shù)控系統(tǒng)的某型數(shù)控機床，在使用過程中出現(xiàn)" 向進給速度突然變慢，控制面板顯示異常的故障。因控制面板顯示異常，先檢查主板。發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)CPU采用的是280芯片，主板全部集成塊都帶插座，而不是直接焊接在印刷板上。故判斷可能存在電氣元件接觸不良的現(xiàn)象，將CPU、EPROM、RAM芯片逐個重新插接，當將RAM芯片取出又重新插入插座后試機，發(fā)現(xiàn)故障消失。

　　出現(xiàn)關機后機床數(shù)據(jù)和加工程序丟失現(xiàn)象一臺配備德國HEIDENHAIN公司TNC155數(shù)控系統(tǒng)的進口意大利數(shù)控銑床。在某年冬季使用時，新?lián)Q了電池的CNC系統(tǒng)常出現(xiàn)關機后機床數(shù)據(jù)和加工程序丟失的現(xiàn)象：有時機床在自動加工時，還出現(xiàn)程序突然中斷，CNC系統(tǒng)死機的故障。冬季過后，該故障自然消失。后來只要是冬季或下雨天，故障又重新出現(xiàn)，且很頻繁，有時因關機使機床參數(shù)丟失，而重新輸入數(shù)據(jù)時，CNC系統(tǒng)就死機。根據(jù)有時可以開機操作，且夏季較少出現(xiàn)此故障的現(xiàn)象分析，認為這可能是由于溫度、濕度的變化，導致一些接插件接觸不良造成的。我們關掉所有能產(chǎn)生干擾的干擾源，檢查了所有的接地線、外接插頭都沒發(fā)現(xiàn)問題，后將機箱打開，發(fā)現(xiàn)總線槽上插接的三塊電路板中，其中一塊因潮濕已發(fā)生彎曲變形，從而導致印刷電路板線路斷路或接觸不良。校直固定該板并插接好后，通電試機故障消失。

　　出現(xiàn)X軸步進電機突然停止進給，反饋信號錯亂故障某廠一臺通過舊普通車床數(shù)控化改造的經(jīng)濟型數(shù)控車床在生產(chǎn)過程中，出現(xiàn)X軸步進電機突然停止進給、控制面板反饋信號錯亂的故障。關掉所有能產(chǎn)生干擾的干擾源，重新試機故障仍未消除。檢查主板，也無問題。仔細檢查" 軸控制部分，發(fā)現(xiàn)是因為裝在拖板上的橫向運動電機(X軸步進電機) ，在加工零件刀架遠離工件時，防護板隨刀架移動而將X軸步進電機裸露出來，致使切削液淋濕電機并滲入電纜插頭而造成的。干燥并重新接入電纜，試機故障即消除。這主要是因為Z軸步進電機有兩根電纜，一根是電源供電，一根是訊號反饋，當電纜進水后，反饋訊號錯亂，系統(tǒng)便反映出來，從而出現(xiàn)機床故障。

　　2 預防及維護

　　電氣系統(tǒng)是指除CNC系統(tǒng)和電源外的所有電氣元件及其線路連接，即通常所指的強電部分。它包括按鈕、開關、接近開關、繼電器、電磁閥、傳感元件等，分散于電控柜和機床本體的各部位。在生產(chǎn)現(xiàn)場機床加工振動大、油煙粉塵重、氣候潮濕的情況下，電氣系統(tǒng)的電子元器件、連接線、熔斷器等極易出現(xiàn)接觸不良及元器件損壞、熔斷器斷路等現(xiàn)象。這是造成數(shù)控機床電氣系統(tǒng)故障頻繁的主要原因。因此使用過程中，必須進行精心的預防和維護。

　　使用過程中的防水(油) 、防塵數(shù)控機床在生產(chǎn)過程中，數(shù)控系統(tǒng)一般裝在加工區(qū)之外，但數(shù)控系統(tǒng)的執(zhí)行部件、檢測部件及相關電纜，如伺服電機、行程限位開關、回零點開關等則離加工區(qū)很近，加工時切忌將冷卻液開得過大，致使冷卻液飛濺將其淋濕而造成機床故障：通常數(shù)控機床的數(shù)控裝置是采取了一定的防塵措施的，但機床的使用環(huán)境各異，如果環(huán)境條件太差，油霧、粉塵嚴重，如加工鑄鐵件時，須對數(shù)控系統(tǒng)增加一定的防護，因數(shù)控系統(tǒng)機箱內(nèi)的印刷電路板線很密，加工時飛出的粉塵落在印刷電路板上，再加上油霧，將使其牢固地附著其上，久而久之便會打火短路，引發(fā)故障。

　　定期維護、精心使用有的數(shù)控機床，其數(shù)控裝置放在防護門上，每次開關防護門數(shù)控裝置的電纜便隨之彎曲，長期如此，將導致電纜或其接頭部分折斷和虛接而造成故障：有的數(shù)控機床，連接伺服電機的電纜露在外面隨拖板移動，或在其它部件上拖行，久而久之電纜破損出現(xiàn)故障。因此對于數(shù)控機床須定期檢查維護，尤其是電纜，發(fā)現(xiàn)有破損、折斷或虛接的趨勢即予更換，預防故障的發(fā)生。再者，數(shù)控機床使用的伺服電機與普通電機不同，其內(nèi)部裝有脈沖編碼器、位置檢測器，屬易損件，尤其脈沖編碼器是玻璃的，且是用環(huán)氧樹脂粘接的，較脆弱。因此對于伺服電機，裝配時忌用榔頭敲打：使用時禁止零件、毛坯等重物碰撞或放在上面。