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　　摘要：介紹數控機床電氣系統常見典型故障的維修方法、原因分析及預防。

　　數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。具有生產效率和加工精度高，加工質量穩定的特點。而經濟型數控機床因投資少、見效快、系統結構簡單，在中、小型企業中更是應用較廣。但由于數控機床自身的局限性，尤其是經濟型數控機床大多是通過舊普通機床數控化改造而來，該機床在使用過程中故障率也較高。據統計，CNC車床的故障多發生在電氣系統(27.74%)轉塔或刀架(18.41%) 、CNC系統(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。顯見數控機床部件及子系統中，故障最頻繁的是機床電氣系統。現將數控機床在使用過程中機床電氣系統出現的一些典型故障分析歸納如下：

　　1 典型故障及排除

　　發生Z軸進給的丟步或突然停止的故障配備濟南產BKC2-Ⅲ型數控系統的某型數控機床，在加工零件時，出現Z軸步進電機偶而發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，發現控制面板在Z向出現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軸驅動部分，大功率管，接口板相應電路，發現Z軸總是在加工到離主軸箱較近位置時出現故障，因而估計可能是由于加工工件時產生強烈振動使數控系統Z軸電器部分某環節接觸不良造成的。仔細檢查Z軸控制部分，發現接口板和驅動板間有根連接線為虛焊，重焊后故障即消失。

　　出現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BKC2-Ⅲ型數控系統的某型數控機床，在使用過程中出現" 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。發現該系統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，發現故障消失。

　　出現關機后機床數據和加工程序丟失現象一臺配備德國HEIDENHAIN公司TNC155數控系統的進口意大利數控銑床。在某年冬季使用時，新換了電池的CNC系統常出現關機后機床數據和加工程序丟失的現象：有時機床在自動加工時，還出現程序突然中斷，CNC系統死機的故障。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，且很頻繁，有時因關機使機床參數丟失，而重新輸入數據時，CNC系統就死機。根據有時可以開機操作，且夏季較少出現此故障的現象分析，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。我們關掉所有能產生干擾的干擾源，檢查了所有的接地線、外接插頭都沒發現問題，后將機箱打開，發現總線槽上插接的三塊電路板中，其中一塊因潮濕已發生彎曲變形，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控化改造的經濟型數控車床在生產過程中，出現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，發現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，系統便反映出來，從而出現機床故障。

　　2 預防及維護

　　電氣系統是指除CNC系統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。在生產現場機床加工振動大、油煙粉塵重、氣候潮濕的情況下，電氣系統的電子元器件、連接線、熔斷器等極易出現接觸不良及元器件損壞、熔斷器斷路等現象。這是造成數控機床電氣系統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) 、防塵數控機床在生產過程中，數控系統一般裝在加工區之外，但數控系統的執行部件、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：通常數控機床的數控裝置是采取了一定的防塵措施的，但機床的使用環境各異，如果環境條件太差，油霧、粉塵嚴重，如加工鑄鐵件時，須對數控系統增加一定的防護，因數控系統機箱內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，引發故障。

　　定期維護、精心使用有的數控機床，其數控裝置放在防護門上，每次開關防護門數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故障。因此對于數控機床須定期檢查維護，尤其是電纜，發現有破損、折斷或虛接的趨勢即予更換，預防故障的發生。再者，數控機床使用的伺服電機與普通電機不同，其內部裝有脈沖編碼器、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。