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摘要：数控机床电气系统是数控机床机电一体化的重要组成部分，因其技术的复杂性、多样性和多变性等特点，致使其在使用中难免出现故障，造成整个机床停车，影响生产。因此，如何正确维护数控机床设备，并在出现故障时及时维修，是保障生产正常进行的关键。本文联系工作实际，总结了数控机床电气系统故障的诊断检测，故障的排除方法及维修实例，希望能对大家有所帮助。
关键词：数控机床；电气系统；故障诊断
数控机床作为集电、机、气和液于一体的机电设备，数控机床电气控制系统是核心部分，它能否可靠运行，直接关系到整个设备的正常运行。一旦电气控制系统出现故障，应该及时排除故障，恢复正常使用，做好预防性维护，才能够提高设备的运行效率。
1.数控机床常见电气故障分析
1.1数控装置的故障分析
数控装置部分的故障有软件故障和硬件故障。(1)软件故障：加工程序编制出错、机床数据设置不当、系统后备电池失效、操作者操作失误、数据通讯过程中电网瞬间停电等，都将会导致部分或全部数据丢失。这类软件故障可以执行数控装置中机床参数的清除或初始化后，重新将正确备份数据输入故障就可排除。(2)硬件故障：控制系统某元器件接触不良或损坏、无供电电源等，这种故障必须更换损坏的器件或者维修后才能排除。
1.2PLC控制器的故障分析
PLC的故障可分为软件故障和硬件故障两部分。(1)软件故障：数控机床有PLC用户程序，用户程序编制不好，在数控机床运行时会发生一些无报警的机床故障，因此PLC用户程序要编制好。(2)硬件故障：由PLC输入输出模块出现问题而引起的故障属于硬件故障。有时个别输入输出口出现故障，可以通过修改PLC程序，使用备用接口替代出现故障的接口。
1.3伺服系统的故障分析
数控机床伺服控制系统是数控机床故障率最高的部分。伺服控制系统可分为直流伺服控制单元、直流永磁电动机和交流伺服控制单元、交流伺服电动机两个部分，两者各有其优、缺点。伺服系统的故障一般都是由于伺服控制单元、伺服电动机、测速装置、编码器等出现问题引起的，要分别对各单元进行分析。
1.4CRT（或LCD）显示器的故障分析
数控机床不能正常显示的原因很多，如系统的软件出错、电源出现故障、系统主板出现故障时都有可能导致系统的不正常显示。显示系统本身的故障是造成系统显示不正常的主要原因，所以，系统在不能正常显示的时候，必须要分清造成系统不能正常显示的主要原因，不能简单的认为系统不能正常显示就是显示系统的故障。数控系统显示的不正常，可以分为完全无显示和显示不正常两种情况。当电源和系统的其他部分工作正常时，系统无显示的原因，一般情况下是由于硬件原因引起，而显示混乱或显示不正常，一般来说是由于系统软件引起的。另外，系统不同，所引起的原因也不同，要根据实际情况进行分析。
2.数控机床电气控制系统的故障诊断
2.1直观故障诊断法
在运用直观故障诊断法进行数控机床电气控制系统的故障查找时，主要依靠的是故障诊断工作人员自身的实际工作经验，只有工作经验极其丰富的人员才能通过直观的判断准确找出系统的故障源头。例如，应用直观法的工作人员可以根据机械部位的振动频率进行判断系统具体位置异常点，此种方法在故障查找时比较节省时间。但是由于主观定论的概率太高，失误率也比较高，所以在系统故障的诊断时应用频率较低。
2.2系统软件故障诊断法
运用系统软件故障诊断法进行排除数控机床电气控制系统的故障时，主要运用的是系统软件的智能报警功能。此种智能可控的故障诊断方法，可以自动运行系统故障检测系统，通过实时的故障诊断对系统的运行效率进行有效的监控，一旦系统运行出现异常，就可以直接通过软件显示出来，并针对故障点给出精确的参数异常显示，帮助检修人员最快的判断出故障发生点，继而在最短的时间内解决问题。该种故障诊断方法的运用，不仅大幅度降低了维修人员的系统检修难度，对于系统故障解决效率的提升也具有重要的促进作用。
2.3系统硬件故障诊断法
通常情况下，数控机床电气控制系统的构成中需要包含大量的硬件系统报警装置，该类装置的安装，主要是为了避免由于直观故障诊断以及软件故障诊断时无法准确的找出故障点而使用的。无论经验如何丰富的检修人员，都会存在无法感知具体故障的问题，而软件诊断方法虽然具备能够及时调整故障参数的效果，但是对于故障发生时检测存在一定的延时性。此时，系统硬件故障诊断法的应用就可以大幅度避免该种问题发生，通过审视不同报警装置的状态准确找出具体的系统故障发生点，并有助于故障发生的具体情况判断。
2.4参数核对故障诊断法
为了确保工业机械生产能够顺利推进，作为数控机床电气控制系统的管理人员，就必须实时针对控制系统的固有功能及相关参数进行对比核查，此种做法的重要性在于，一旦系统参数发生改变，将会极大程度影响系统的正常运行，更严重者会造成整个系统的崩溃，为工业生产企业带来严重的经济损失。一般情况下，正常使用的数控机床电气控制系统本身不会出现参数异常改变。但是，在系统的运行过程中，相关的系统操作人员会在参数设定期间出现参数输入错误的情况，而此种问题的出现，直观判断、软件诊断以及硬件诊断方法的运用是无法得出准确检测结果的，所以，当数控机床系统使用期间出现故障时而上述方法无法解决时，可以采用参数核对故障诊断法加以排查。
3.数控机床电气控制系统的预防性维护
3.1遵守操作规程
数控系统编程、维修以及操作人员都应该经过专业化的培训，对数控机床的控制系统、液压、强调设备等使用都可以熟悉掌握；能够准确地按照系统和机床的使用说明来使用。尽可能避免误操作引发的数控机床故障。如第一次采用数控机床，或者是对数控机床操作不熟练，在使用第一年中，系统故障主要是因为操作导致的。所以，就应该按照相关的制度来进行维护工作，同时，部分零件还需要做好定期的更换或者是加油处理。
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定期检查控制系统备件
一般而言，数控机床的电气控制系统中，构成零件数量十分多，此种前提下就很容易造成“单个零件问题影响整个系统运行”的问题出现。针对该项问题，作为系统的维护人员，一定要定期针对系统的所有运行零部件进行全面检修，保证每一个零部件都处于标准使用状态。与此同时，对于部分在系统运行过程中故障频率出现比较高的零部件，还应该适当增加检修次数，及时进行备件更换维护。在备件更换期间，将备件更换完毕后，还需要做好相应的初始化启动，确保数控机床是在能够正常使用的情况下投入生产，最后将替换下的部件进行线路修理，以便于继续使用，节省零部件的购进成本。
结论
在机械生产企业中，数控机床是主要设备，使用寿命和使用性能直接关系到企业的经济效益和生产效益。对于数控机床的电气系统应该做好日常的保养与维护，这样才能够确保设备处于良好的运行状态下，进而有效地控制故障发生率，避免对安全生产造成影响，同时，还可以减少停机面临的损失。只有加强数控机床电气控制系统的故障诊断，才能够准确的找准故障，再配合预防性的维护，就可以满足数控机床的正常运行，确保企业生产尽可能地降低不良影响，实现以最少的设备支出满足企业最大限度的经济效益，帮助企业提升核心竞争力，推动企业的可持续发展。
参考文献
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