数控车床电器维修(如何检修数控车床的短路故障)

一、故障现象及原因

大致分三类：一是元器件自身故障，二是电源出现故障，三是影响电路正常工作的其它电路故障。这些是电路中比较常见的故障，其具体表现为：元器件自身故障中电动机的故障最为突出，一般故障表现为：1、电动机无法启动、电动机起动时有不正常噪音、电动机无法连续运行、电动机起动后无法停车和电动机的温升过高等。2、热继电器未复位和熔断器熔体发生熔断会导致电动机无法启动。3、线路中的触头闭合不良也会出现这种现象；4、接触器的自身损坏会导致电动机无法连续运行；5、接触器主触头被熔焊会导致无法停机；6、电动机起动时有不正常噪音的原因可能是电动机缺相和连接点接触不良等；7、电机处于过载时，通风条件不好或轴承油封损坏漏油而造成润滑不良等原因会导致温升过高。

二、故障类别

（一）短路故障

电路中不同电位的两点被导体短接起来，导致电路无法正常工作称为短路故障。造成机床短路故障的原因可能有很多方面引起，比如操作不当，缺乏保养或者由于设备本身存在质量问题等原因，从各类原因分析比较来说，其中因排屑不畅造成短路的现象最为普遍，类似故障问题尤其在加工较厚工件时更为突出。

（二）断路故障

指电路中出现由于断路电流不能正常流通的故障。若出现此种断路现象就会使系统断电，导致机床中的用电设备停止工作。断路产生的原因主要是由于机床没有及时检修和保养，电路中一些导线存放环境不好或者时间太久被腐蚀而断裂；或者在机床的电路因为工作时的振动造成连接点处的导线脱落等导致断路的发生。

（三）接地故障

电路与地面接触引起的故障。包括单相接地故障、两相和三相接地故障。此种故障发生的多数为单相接地故障，机床使用时间过长是其发生的主要原因，缺乏及时合理的检修和维护这种故障发生的主要原因，具体发生时是绝缘体的绝缘能力出现问题，最终导致金属线接触其他接地物。如果发生的接地故障为两相接地故障，其结果可能用电设备会因为接地后电压过低而无法工作。

（四）其他故障

一般出现在调试阶段，比如电路参数不匹配而出现的故障；电气控制电路中由于元器件接错顺序而出现连接故障，在连接电路时如果接反直流电源的正负极或交流电路的同名端，出现的故障称为极性故障。这些故障的出现都将大大影响电路的正常工作。

三、故障检修及处理

（一）故障检修准备

检修前首先要做好准备工作，查找机床相关技术资料，准备好常用的工具，如示波器和万用表等。

（二）故障调查分析

需要进行观察故障报警显示、观察故障现象、外观检查和机床状态确定这几方面内容。调查过程中常用的具体方法是“问、看、听、摸”。“问”即向机床的操作员询问故障发生前后的情况，比如问故障发生时是否有烟雾、跳火、异常声音和气味出现，有无人员的误操作等因素。“看”即观察熔断器内熔体状态，判断是否熔断，观察其它元件有无烧毁，元件和导线连接螺钉是否存在松动情况，注意按照先外再内、先简单后复杂的原则进行观察。“听”：仔细听并判断电动机、变压器、接触器及各种继电器在通电后运行时的声音是否存在异常。“摸”：将机床通电运行一段时间后再断电，然后用手来摸电动机、变压器及线圈等元件是否存在明显的温升，有无局部过热现象。根据检查结果确定故障范围。

（三）检查测量

1、电压测量法：首先保持电路处于接通状态，然后利用仪表测量机床线路上某点的电压值，根据数值来判断机床电气故障点的方法。在维修检测电子电器设备的各种方法中，电压测量法是其中最常用、最基本的方法。电压测量法主要是用在测量机床的主电路电气故障上。用此法检测机床电路的故障点时具有简单、直观的特点。需要注意的是要根据，正确选择好万用表的量程，及时调整量程，注意交直流的区别以免烧坏万用表。使用电压法测量机床电气故障的方法有具体有分阶测量、分段测量和对地测量这三种。其中分阶测量法这种测量方法是以电路中某公共点作为参考点，然后逐阶测量出各处相对于参考点的电压值，若任意相邻两点之间的电压值差别过大，即可确定该点为故障点。分段测量法是分别测量同一条支路上所有电器元件两端的电压值。若测量得出某段的电压值等于电源电压时，即可确定该处为故障点。若机床使用220v电压，并且零线直接接在机床床身的，可采用对地测量法这种方法。测量过程中，若测到某点电压值为220v，即可判断该点前的元件为故障点。

2、电阻测量法：利用仪表测量线路上某点或某个元器件的通和断来确定机床电气故障点的方法。使用时特别要注意一定要切断机床电源，且被测电路没有其它支路并联。电阻测量法有分阶电阻测量和分段法电阻测量法两种。分阶测量法是当测量某相邻两阶电阻值其值突然增大，则可判断该跨接点为故障点。分段测量法是当测量到某相邻两点间的电阻值很大时，则可判断该两点间是故障点。

2、按故障类型分类

按照机床故障的类型区分，故障可分为机械故障和电气故障。

（1）机械故障

这类故障主要发生在机床主机部分，还可以分为机械部件故障、液压系统故障、气动系统故障和润滑系统故障等。

例如一台采用SINUMERIK 810系统的数控淬火机床开机回参考点、走X轴时，出现报警1680“SERVOENABLETRAV．AXISX"，手动走X轴也出现这个报警，检查伺服装置，发现有过载报警指示。根据西门子说明书产生这个故障的原因可能是机械负载过大、伺服控制电源出现问题、伺服电动机出现故障等。本着先机械后电气的原则，首先检测X轴滑台，手动盘动X轴滑台，发现非常沉，盘不动，说明机械部分出现了问题。将X轴滚珠丝杠拆下检查，发现滚珠丝杠已锈蚀，原来是滑台密封不好，淬火液进人滚珠丝杠，造成滚珠丝杠的锈蚀，更换新的滚珠丝杠，故障消除。

（2）电气故障

电气故障是指电气控制系统出现的故障，主要包括数控装置、PLC控制器、伺服单元、CRT显示器、电源模块、机床控制元件以及检测开关的故障等。这部分的故障是数控机床的常见故障，应该引起足够的重视。

3、按数控机床发生的故障后有无报警显示分类

按故障产生后有无报警显示，可分为有报警显示故障和无报警显示故障两类。

（1）有报警显示故障

这类故障又可以分为硬件报警显示和软件报警显示两种。

1)硬件报警显示的故障。硬件报警显示通常是指各单元装置上的指示灯的报警指示。在数控系统中有许多用以指示故障部位的指示灯，如控制系统操作面板、CPU主板、伺服控制单元等部位，一旦数控系统的这些指示灯指示故障状态后，根据相应部位上的指示灯的报警含义，均可以大致判断故障发生的部位和性质，这无疑会给故障分析与诊断带来极大好处。因此维修人员在日常维护和故障维修时应注意检查这些指示灯的状态是否正常。

2)软件报警显示的故障。软件报警显示通常是指数控系统显示器上显示出的报警号和报警信息。由于数控系统具有自诊断功能，一旦检查出故障，即按故障的级别进行处理，同时在显示器上显示报警号和报警信息。

软件报警又可分为NC报警和PLC报警，前者为数控部分的故障报警，可通过报警号，在《数控系统维修手册》上找到这个报警的原因与怎样处理方面的内容，从而确定可能产生故障的原因；后者的PLC报警的报警信息来自机床制造厂家编制的报警文本，大多属于机床侧的故障报警，遇到这类故障，可根据报警信息，或者PLC用户程序确诊故障。

（2）无报警显示的故障

这类故障发生时没有任何硬件及软件报警显示，因此分析诊断起来比较困难。对于没有报警的故障，通常要具体问题具体分析。遇到这类问题，要根据故障现象、机床工作原理、数控系统工作原理、PLC梯形图以及维修经验来分析诊断故障。

例如一台数控淬火机床经常自动断电关机，停一会再开还可以工作。分析机床的工作原理，产生这个故障的原因一般都是系统保护功能起作用，所以首先检查系统的供电电压为24V，没有间题；在检查系统的冷却装置时，发现冷却风扇过滤网堵塞，出故障时恰好是夏季，系统因为温度过高而自动停机，更换过滤网，机床恢复正常使用。

又如一台采用德国SINUMERIK 810系统的数控沟槽磨床，在自动磨削完工件、修整砂轮时，带动砂轮的Z轴向上运动，停下后砂轮修整器并没有修整砂轮，而是停止了自动循环，但屏幕上没有报警指示。根据机床的工作原理，在修整砂轮时，应该喷射冷却液，冷却砂轮修整器，但多次观察发生故障的过程，却发现没有切削液喷射。切削液电磁阀控制原理图如图所示，在出现故障时利用数控系统的PLC状态显示功能，观察控制切削液喷射电磁阀的输出Q4.5，其状态为“1”，没有问题，根据电气原理图它是通过直流继电器K45来控制电磁阀的，检查直流继电器K45也没有问题，接着检查电磁阀，发现电磁阀的线圈上有电压，说明问题是出在电磁阀上，更换电磁阀，机床故障消除。