数控机床维修技术简述及维修实例
Revised on November 25, 2020
数控机床维修技术简述及维修实例
摘要本文主要介绍电子数控系统检修的一些知识，对一些常见的电子故障进行总结归类，并在每类故障后加以故障实例，以加深读者对数控机床维修技术理论的认识。

【关键词】电子数控故障诊断检修技术
1 常用电子数控的故障诊断和排除方法
首先确认故障现场，通过操作者或者自行调查故障现象，充分掌握故障信息。

列出故障部位的全部疑点，分析故障原因，制定排除故障的方案。

按照电子数控系统故障排除普遍使用的方法，大致可以分为以下几种：（1）CNC故障自诊断及故障报警号；（2）初始化复位法；（3）功能参数封锁法；（4）动态梯形图诊断法；（5）原理分析法；（6）备件置换法；（7）同类对换法；（8）使能信号短接法；（9）参数检查法；（10）直观法；（11）远程诊断法
2 电子数控系统的常见故障分析
根据电子数控系统的构成、工作原理等特点，结合在维修中的经验，将常见的故障部位及故障现象分析如下。

位置环
就是电子数控系统发出位置控制指令，位置检测系统将反馈值与设定值相比较。

它具有很高的工作频度，所处的位置条件一般比较恶劣，也最容易发生故障。

常见的故障有：（1）位控环报警：可能是测量回路开路，位置控制单元内部损坏；（2）不发指令就运动，可能是位置控制单元故障，测量元件损坏；（3）测量元件故障，一般表现为无反馈值，机床回不了基准点，可能的原因是光栅或读数头脏了，光栅坏了。

故障实例：一台青海第一机床厂生产的数控加工中心，在加工过程中所加工的位置与设定位置出现明显的偏差。

首先分析故障原因，此程序在之前使用过，并未出现此现象。

故可排除程序问题。

经过查找轴参数发现伺服轴除了转台所在的C轴都是有两个测量系统即全闭环。

观察设备运行时两个测量系统的数值发现当伺服轴运行到预定位置的时候Y轴的两个测量系统检测值相差很大，怀疑Y轴的光栅尺检测的位置反馈数值是不对的。

为进一步确定故障是Y 轴光栅尺检测的问题，将Y轴改为半闭环，重新运行该程序，则本次运行的编码器测量值与正确位置相一致，确诊为光栅尺故障。

伺服驱动系统
其一直处于频繁的启动与停止的状态，而且这也是故障较多的部分。

其主要故障有：①系统损坏。

由于电网电压波动太大，电网质量不好，给机床带来电压超限。

②无控制指令，而电机高速旋转。

这种故障的原因是速度环开环或正反馈。

故障实例：一台五坐标加工中心开机正常，在机床二次上电后出现“主轴伺服故障”和“主轴变频器故障”的报警，控制模块的故障红灯是亮着的。

根据报警提示，故障应该出现在主轴伺服侧，也有可能出现在主轴检测部分。

因为检测部分如果有短路的现象也可能连带伺服部分的报警。

改为半闭环后，“主轴变频器故障”的报警消除，但是“主轴伺服故障”和控制模块的红灯依旧是亮着的。

将设备的控制模块和驱动模块依次都更换备件，故障还是没有排除，所以基本上可以排除伺服部分的故障，问题出在检测部分，更换检测主轴位置的外置主动编码器和相应的连接线故障没有排除，至此基本上可以肯定主轴从动编码器的故障，将从动编码器更换后故障排除。

电源部分
电源是维持系统正常工作的能源支持部分，它失效或故障的直接结果是造成系统停机。

另外，数控系统部分运行数据，设定数据以及加工程序等一般存储在RAM存储器内，系统断电后，靠后备蓄电池或锂电池来保持。

及时的对设备进行数据备份也是维护设备正常运行的有力保障。

故障实例：一台龙门数控加工中心，在加工的时候不定期的出现设备停止，MCP面板闪烁，OP面板上的显示器无变化。

来到现场通过分析其产生的原因应该是供给该设备的24V电源不稳定，应该能够排除设备短路的可能，因为假设设备的连接线有短路的现象设备应该启动不了而不应该重启。

更换联接该设备CCU、MCP、所有I＼O口的24V电源，故障没有再次出现。

可编程逻辑控制器接口
电子数控系统的逻辑控制，主要由PLC来实现，要完成这些控制就必须采集控制点的状态信息。

因它变化频繁，所以发生故障的可能性就比较多。

3 电子数控系统检修总结
本人认为其实在电器维修方面，故障的诊断时间是仅次于备件等待时间的。

有的时候一个小小的电子元器件损坏引起的故障诊断有可能持续几小时乃至几
天时间。

所以提高维修人员的水平可以大大的提高设备的使用效率。

这就要求维修人员不但需要进行大量基础知识的培训，还应该在每次维修后进行总结，其内容主要包括：
（1）详细记录从故障的发生、分析判断到排除全过程中出现的各种问题，采取的各种措施，涉及到的相关资料，其间错误分析和排故方法也应记录并记录其无效的原因。

除填入维修档案外，内容较多者还要另文详细书写。

（2）总结故障排除过程中所需要的各类图样、文字资料，如有不足应事后想办法补齐，而且在随后的日子里研读，以备将来的维修过程中使用。

这将大大的节省维修时间。

（3）从排故过程中所发现自己欠缺的知识，制定学习计划，力争在最短的时间内将所欠缺的知识补充完全。

另外，还应该在平时将常用的工具备齐，到达“工欲善其事，必先利其器”的目的。

参考文献
[1]麦兆昌.数控机床的核心之数控机床电气控制系统维修[J].读写算：教育教学研究，2011.
[2]李堂军.数控设备维修之实践探索[J].中国科技博览，2009.
[3]邱先念.经验谈：数控机床故障诊断及维修[J].机电一体化，2002.
作者单位
1.中航工业沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司辽宁省沈阳市 110043
2.辽宁大唐国际新能源有限公司辽宁省沈阳市110004
3.沈阳航空职业技术学院（黎明校区）辽宁省沈阳市 110043。