《数控机床故障诊断与维修》-项目３

任务１数控机床电气设备故障诊断基础３.１.１认识常用电气元件１．低压断路器低压断路器即低压自动开关，又称低压空气开关或自动空气断路器，如图３－１所示。它相当于闸刀开关、熔断器、热继电器、欠电压继电器等的组合，是一种既有手动开关作用，又能进行欠压、失压、过载和短路保护的电器。２．接触器接触器是用于远距离频繁地接通与断开交直流主电路及大容量控制电路的一种自动切换电器。下一页返回任务１数控机床电气设备故障诊断基础数控机床控制以交流接触器（如图３－２所示）应用最为广泛。接触器由电磁机构、触点系统、灭弧装置及其他部件组成。其工作原理：当线圈通电后，静铁芯产生电磁吸力将动铁芯衔铁吸合。由于触头系统是与动铁芯联动的，因此，动铁芯带动三条动触片同时运行，使常闭触点断开、常开触点闭合。当线圈断电时，电磁吸力消失，动铁芯衔铁在反作用弹簧力的作用下分离释放，触点系统随之复位。３．中间继电器中间继电器由电磁机构、触点系统和释放弹簧等部分组成。上一页下一页返回任务１数控机床电气设备故障诊断基础其工作原理：根据外来信号（电压或电流），利用电磁原理使衔铁产生闭合动作，从而带动触点动作，使控制电路接通或断开，实现控制电路的状态改变。中间继电器起中间转换作用，其外形及文字符号如图３－３所示。４．变压器及直流稳压电源（１）机床控制变压器机床控制变压器适用于交流５０～６０Ｈｚ，输入电压不超过６６０Ｖ的电路，作为各类机床、机械设备等一般电器的控制电源和电动机驱动器、局部照明及指示灯的电源，如图３－４所示，其电气元件符号为ＴＣ。上一页下一页返回任务１数控机床电气设备故障诊断基础数控机床伺服系统常使用三相伺服变压器，如图３－５所示。（２）直流稳压电源直流稳压电源的功能是将非稳定交流电源变成稳定直流电源。数控机床中主要使用开关电源和一体化电源，控制对象为驱动器、控制单元、小直流继电器、信号指示灯等。开关电源被称作高效节能电源，电气元件符号为ＶＣ，如图３－６所示。因为内部电路工作在高频开关状态，所以自身消耗的能量很低，电源效率可达８０％左右，比普通线性稳压电源提高近一倍。数控机床中的开关电源将交流电变换成稳定的ＤＣ２４Ｖ直流电源，主要用于给数控系统、伺服驱动器、直流继电器及其他需要直流电源的电器提供稳定的直流电源。上一页下一页返回任务１数控机床电气设备故障诊断基础开关电源的主要技术指标有：交流输入电压、直流输出电压、输出功率、工作频率、保护方式（过流保护、过压保护、短路保护和过功率保护）、工作环境温度以及电源效率等。选择开关电源时应考虑电源的输出路数、电源尺寸、安装方式、电源的输出功率及环境温度等。５．剩余电流动作断路器剩余电流动作断路器适用于交流５０Ｈｚ，额定电压至４００Ｖ，额定电流至３２Ａ的线路中，做剩余电流保护之用。上一页下一页返回任务１数控机床电气设备故障诊断基础当有人触电或电路泄漏电流超过规定值时，剩余电流动作断路器能在极短的时间内自动切断电源，保障人身安全和防止设备因漏电造成事故，其型号及含义如图３－７所示。在数控机床中，剩余电流动作断路器经常用在外接三相五线电源线的引入端。６．行程开关数控机床行程开关安装在Ｘ、Ｙ、Ｚ轴机械工作台行程的极限位置处，限制其行程，也称为限位开关或终端开关，该行程开关除了限位外，也常用于回零减速，如图３－８所示。７．电源切断开关上一页下一页返回任务１数控机床电气设备故障诊断基础数控机床中常用ＨＺ１２系列组合开关，用于交流５０Ｈｚ或６０Ｈｚ，额定工作电压至５００Ｖ的电路中做切断和接通电源之用，也可直接开闭电动机及高电感负载。组合开关电气元件符号为ＳＡ，如图３－９所示。按钮开关用作短时接通或断开小电流控制电路，规格有交流３８０Ｖ、直流２２０Ｖ、额定电流５Ａ。按钮开关电气元件符号为ＳＢ，如图３－１０所示。８．接近开关接近开关是一种常用的传感器件，用在数控雕铣机、数控机床及对刀装置等机械上。上一页下一页返回任务１数控机床电气设备故障诊断基础其重复定位精度很高，稳定性好。接近开关是非接触式的监测装置，当运动着的物体接近它到一定距离时，就能发出信号，以控制运动物体的位置或计数，如图３－１１所示。９．熔断器如图３－１２所示，熔断器是一种应用广泛的简单有效的保护电器。它由熔体和熔座组成，熔体熔点低，易于熔断，由导电性良好的合金材料制成。选择熔断器主要是选择熔断器的类型、额定电压、额定电流及熔体的额定电流。熔断器的额定电压和额定电流应大于或等于线路的工作电压和工作电流。１０．导线上一页下一页返回任务１数控机床电气设备故障诊断基础数控机床上主要有动力线、控制线和信号线等３种导线，不同颜色的导线用在不同用途的线路中。一般情况下，黑色导线为交流和直流动力线；红色导线为交流控制线；蓝色导线为直流控制线；黄／绿双色导线为零线或地线。１１．感性负载瞬态噪声抑制继电器、接触器、电动机等感性负载在关断时会产生强烈的脉冲噪声，影响其他电路。要使感性负载正常工作，应在感性负载处加吸收电路。感性负载两端可并联电阻、压敏电阻或稳压管等吸收回路，而ＲＣ吸收回路具有很好的抑制作用，故一般采用ＲＣ灭弧器进行吸收，灭弧器应尽量靠近感性负载，如图３－１３所示。上一页下一页返回任务１数控机床电气设备故障诊断基础１２．电源电磁干扰抑制对于来自电网和设备端的某些传导干扰，如电网端不需要的高频传入和设备端产生的噪声，在数控机床电源电路中常采用低通滤波器来抑制这些干扰。电源低通滤波器的电路原理如图３－１４所示，将电感Ｌ１和Ｌ２同时绕在一个磁芯上，用来衰减共模干扰，电容Ｃｘ和Ｃｙ分别并联在磁芯两端，Ｃｘ用于衰减差模干扰，Ｃｙ用于衰减共模干扰，选用Ｃｙ时，要求电容应有较高的耐压值，并可限制滤波器所允许的漏电流的大小。伺服驱动器滤波器原理如图３－１５所示。上一页下一页返回任务１数控机床电气设备故障诊断基础３.１.２机床电气设备故障诊断常用方法１．机床电气故障诊断的步骤和注意事项机床电气故障的一般诊断顺序为：症状分析→设备检查→故障部位的确定→线路检查→更换或修理→修理后性能检查。（１）症状分析症状分析是对所有可能存在的有关故障原始状态的信息进行收集和判断的过程，在故障迹象受到干扰以前，对所有信息都应进行仔细分析。（２）设备检查上一页下一页返回任务１数控机床电气设备故障诊断基础根据症状分析中得到的初步结论和疑问，对设备进行更详细的检查，特别是那些被认为最有可能存在故障的区域。要注意这个阶段应尽量避免对设备做不必要的拆卸，同时应防止引起更多的故障。（３）故障部位的确定维修人员必须全面掌握机床的控制原理和结构。如缺少系统的诊断资料，则需要维修人员正确地将整个设备或控制系统划分成若干功能块，然后检查这些功能块的输入和输出是否正常。（４）线路检查、更换和修理上一页下一页返回任务１数控机床电气设备故障诊断基础这两步是密切相关的，线路检查可以采用与故障部位确定相似的方法进行，首先找出有故障的组件或可更换的元件，然后进行有效的修理。（５）修理后性能检查修理完成后，维修人员应做进一步的检查，以证实故障确实已排除，机床能够良好运行。２．机床电气故障常用诊断方法（１）控制装置自诊断法数控机床的ＣＮＣ装置都配有故障诊断系统，由开关、传感器把油位、油压、温度、电流等状态信息设置成数百个报警提示，用以诊断故障的部位和地点。上一页下一页返回任务１数控机床电气设备故障诊断基础（２）常规检查法常规检查法是指依靠人的感觉器官并借助一些简单的仪器来寻找故障的原因。（３）机、电、液综合分析法数控机床是集机、电、液、气于一体的先进装备，对其故障的分析也要从机、电、液、气等不同的角度进行，可避免片面性，少走弯路。（４）备件替换法备件替换法是指将有同样功能的两块板互相交换，观察故障现象是否转移，来判断被怀疑板有无故障。上一页下一页返回任务１数控机床电气设备故障诊断基础（５）电路板参数测试对比法电路板参数测试对比法是指在系统发生故障后，采用常规电工检测仪器、仪表，按系统电路图及设备电路图，甚至在没有电路图的情况下，对可疑部分的电压、电流、脉冲信号、电阻值等进行实际测量，并与正常值和正常波形进行比较，以判断故障部位。（６）更新建立法更新建立法是指当机床电气控制系统由于电网干扰或其他偶然因素发生异常或死机时，可先关机再重新启动，必要时需要清除有关内存区的数据，待重新启动后对控制参数进行重新设置，可排除故障。（７）升温试验法上一页下一页返回任务１数控机床电气设备故障诊断基础因数控机床运行时间较长或环境温度较高出现的软故障，可用电热吹风或红外线灯直接对准可疑电路板或组件进行加温，即通过人为升温加速温度性能差的元器件性能恶化，使故障现象明显化，从而有利于检测出有问题的组件或元器件。（８）拉偏电源法有些软故障与外界电网电压波动有关。人为调高或调低电源电压，模拟恶劣的条件会让故障容易暴露。（９）隔离法将某部分控制电路断开或切断某些部件的电源，从而达到缩小故障范围的目的。上一页下一页返回任务１数控机床电气设备故障诊断基础高档数控机床的电气控制系统反馈复杂，采用隔离法时应充分考虑其后果，并采取必要的防范措施。（１０）原理分析法原理分析法是指根据数控机床电气控制系统的组成原理，通过追踪与故障相关联的信号，进行分析判断，直至找出故障原因。上一页返回任务２数控机床电气原理图分析电气控制系统图是根据国家电气制图标准，用规定的电气符号、图线来表示系统中各电气设备、装置及元器件的连接关系的电气工程图。电气控制系统图包括电气原理图、电气元件布置图和电气安装接线图，如表３－１所示。３.２.１机床电气原理图１．电气控制线路图中的图形符号和文字符号数控机床常用的电气元件有按钮、开关、熔断器、断路器、接触器和继电器等，如表３－２所示。２．电气原理图下一页返回任务２数控机床电气原理图分析电气原理图表示电流从电源到负载的传送情况和各电气元件的动作原理及相互关系，而不考虑各电气元件实际安装的位置和实际连线情况。（１）绘制电气原理图应遵循的原则１）电气原理图按主电路、控制电路和辅助电路（如照明、保护电路）分开绘制。原理图中，各电气元件一般应按动作顺序从上到下、从左到右依次排列，可水平布置或垂直布置。垂直布置时电源线水平绘制，其他部分垂直绘制，控制电路中的耗能元件（如电器的线圈、电磁铁、信号灯等）绘制在电路最下端。２）电气原理图中，所有电气元件的图形、文字符号、接线端子标记必须采用国家标准。上一页下一页返回任务２数控机床电气原理图分析同一电气元件的各部分可以不画在一起，但需用同一文字符号标出，若有多个同一类型的电气元件，可在文字符号后加上数字序号，如ＫＭ１、ＫＭ２。３）电气原理图中，所有电气元件的触点都按没有外力作用或没有通电时的原始状态画出。４）电气原理图的各分支控制线路中，有直接电联系的交叉导线连接点需用黑点标出；无直接电联系的交叉导线连接点不能画黑圆点。５）电气原理图中，必须给出导线的线号，线号可根据电源的类型来设置。上一页下一页返回任务２数控机床电气原理图分析导线的颜色也有标准，通常交流电源线用红色；零线用白色；直流电源线用蓝色；接地线用黄绿双色线且应接到接地铜排上。６）在电气原理图中可将图划分成若干区域，以便阅读和查找。在原理图的上方或下方沿横坐标方向划分图区，以数字１，２，３，…表示，并用文字标明该图区的功能和作用；在图的左右两侧沿竖直方向划分图区，以数字Ａ，Ｂ，Ｃ，…表示。（２）电气原理图标号１）主电路的标号。在机床电气控制电路的主电路中，标号由文字标号和数字标号构成。文字标号表明主电路中的电气元件与电路的种类和特征，如三相电动机绕组用Ｕ、Ｖ、Ｗ表示。上一页下一页返回任务２数控机床电气原理图分析数字标号由三位数字构成，并遵循按回路标注的原则。三相交流电源的引入线用Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３表示，１，２，３分别代表三相电源的相别，中性线用Ｎ表示，经电源开关后标号变为Ｕ、Ｖ、Ｗ，这是因为电源开关前后属于不同的线段。在有多台电动机的主电路中，各电动机支路中的接点标记采用在三相文字代号后加数字来表示，其中十位上的数字表示电动机，个位上的数字表示该支路各个接点的代号，如Ｕ１２、Ｖ１２、Ｗ１２为电动机Ｍ１支路的第２个接点代号，Ｕ２１、Ｖ２１、Ｗ２１为电动机Ｍ２支路的第１个接点代号，依此类推。电动机主电路的标号大多从电源到电动机绕组自上而下标注，也有自下而上标注的。上一页下一页返回任务２数控机床电气原理图分析２）控制（辅助）电路的标号。采用１～３位阿拉伯数字，按“等电位”原则标注，首先编好控制电路电源引线线号，通常在控制线的最左上方标“１”，然后按照从上到下、从左到右的顺序，每经过一个触头线号依次递增，电位相等的导线线号相同，接地线为“０”号线。３）符号位置的索引。在每个接触器线圈的文字符号ＫＭ下方画两条竖直线，分成左、中、右三栏，左栏为主触头所处的图区号，中栏为辅助动合（常开）触头所处的图区号，右栏为辅助动断（常闭）触头所处的图区号，对备用触头则在相应的栏中用“×”表示或不标。上一页下一页返回任务２数控机床电气原理图分析在每个继电器线圈的文字符号下方画一条竖直线，分成左、右两栏，左栏为辅助动合（常开）触头所处的图区号，右栏为辅助动断（常闭）触头所处的图区号，对备用触头则在相应的栏中用“×”表示或不标。电路图中触点文字符号下方的数字表示该电器线圈所处的图区号。（３）机床电气原理图分析分析如图３－１６所示的某车床电路。１）主电路分析：电气原理图的１～３区是主电路。上一页下一页返回任务２数控机床电气原理图分析合上开关ＱＳ１，引入三相３８０Ｖ的电源，主轴电动机Ｍ１的启停由接触器ＫＭ控制，主轴通过摩擦离合器实现正反转。冷却泵电动机Ｍ２的启停由开关ＱＳ２控制，且只有当主轴电动机Ｍ１启动后，冷却泵电动机Ｍ２才能启动。２）控制电路分析：电气原理图的４～５区是控制电路。合上开关ＱＳ１，按下按钮ＳＢ１，接触器ＫＭ线圈得电并自锁，主轴电动机Ｍ１启动；按下按钮ＳＢ２，接触器ＫＭ线圈失电，主轴电动机Ｍ１停止。主轴电动机Ｍ１启动后，合上开关ＱＳ２，冷却泵电动机Ｍ２启动；当主轴电动机Ｍ１停止后，冷却泵电动机Ｍ２也停止。上一页下一页返回任务２数控机床电气原理图分析３）照明电路分析：电气原理图的６～７区是照明电路。合上开关ＳＡ，变压器ＴＣ将单相３８０Ｖ交流电变压为２４Ｖ安全电压，照明灯ＥＬ亮。照明电路必须接地，以确保人身安全。３．电气元件布置图电气元件布置图也叫位置图，其详细绘制出电气设备、零件的安装位置。图中各电器代号应与有关电路和电器清单上所有元器件代号相同。图３－１７所示为某车床的电气元件布置图。４．电气安装接线图上一页下一页返回任务２数控机床电气原理图分析接线图表示各电气元件之间或成套装置之间的实际连接关系，用于安装接线、电路检查、电路维修和故障处理等。在实际中接线图通常与原理图和位置图一起使用。图３－１８所示为某车床的电气安装接线图。绘制安装接线图应遵循以下原则：１）各电气元件用规定的图形及文字符号绘制，同一电气元件各部件必须画在一起。各电气元件的位置应与实际安装位置一致。２）不在同一控制柜或配电盘上的电气元件的电气连接，必须通过端子板进行转接，各电气元件的文字符号及端子板的编号应与原理图一致，并按原理图的接线进行连接。上一页下一页返回任务２数控机床电气原理图分析３）画导线时，应标明导线的规格、型号、根数和穿线管的尺寸，走向相同的多根导线可用单线表示。３.２.２数控机床电气连接１．数控车床电源的电气连接数控机床电源电路是为整个数控机床提供电源支持，为数控装置、伺服驱动、Ｉ／Ｏ接口及其他的控制端口提供交流或直流电源。数控车床电气主要由以下部分组成：主轴强电、伺服强电、刀架电动机、冷却电动机、控制变压器、开关电源、数控装置、刀架控制、照明、冷却风扇及电源指示。（１）伺服强电、主轴强电、冷却电动机及刀架电动机的电源电气上一页下一页返回任务２数控机床电气原理图分析图３－１９所示为某数控机床的电源电气原理图，它是由各种低压电器（开关、熔断器、变压器、接触器及导线等）按照数控车床供电要求设计的。认识数控机床的电源电气系统，首先要从组成电路的各个基本电气元件的分析入手。（２）控制变压器电源电气如图３－２０所示，ＴＣ２为控制变压器，输入为ＡＣ３８０Ｖ，输出有ＡＣ１１０Ｖ、ＡＣ２２０Ｖ及ＡＣ２４Ｖ。其中ＡＣ１１０Ｖ供给交流接触器线圈和强电柜两个风扇的电源，ＡＣ２４Ｖ给电柜门指示灯和工作灯提供电源，ＡＣ２２０Ｖ通过低通滤波器给伺服模块和ＤＣ２４Ｖ电源提供电源。上一页下一页返回任务２数控机床电气原理图分析（３）交流控制回路通过继电器控制接触器的接通与断开，以实现主轴供电、伺服供电、刀架正反转、冷却、润滑及其他控制，如图３－２１所示。２．数控铣床电源的电气连接（１）数控铣床的电源电气系统组成图３－２２所示为一台数控铣床主电源的电气原理。图中有刀具冷却电动机和冲屑电动机，均为普通三相异步电动机，冲屑电动机用于切削加工时排屑。两台电动机分别由接触器ＫＭ１、ＫＭ２控制其单方向运行。上一页下一页返回任务２数控机床电气原理图分析总电源由Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３输入，通过总空气开关ＱＦ０进入ＴＣ１伺服变压器，输出ＡＣ２００Ｖ的两路电源。其中Ｕ１３、Ｖ１３、Ｗ１３为各伺服模块和主轴电动机的冷却风扇提供三相电源；Ｕ１４、Ｖｌ４、Ｗ１４提供三相伺服动力电源，并由ＫＭ０进行控制和保护。图中Ｅ１～Ｅ４为浪涌吸收器，其主要功能是吸收三相感性负载（如继电器、接触器、电动机等）在关断时产生强烈的脉冲噪声。总空气开关ＱＦ０带脱扣线圈，具有远程保护控制功能，由门开关（ＳＱ１）进行电柜开门断电的保护控制。上一页下一页返回任务２数控机床电气原理图分析图３－２３所示为数控铣床的电源控制电路，两相ＡＣ３８０Ｖ电源Ｒ、Ｓ由总空气开关ＱＦ０提供，通过变压器ＴＣ２输出四种电源电压，分别是交流２７Ｖ、２４Ｖ、１１０Ｖ和２２０Ｖ。交流２２０Ｖ电压控制润滑电动机Ｍ６和电柜空调电动机Ｍ７。交流１１０Ｖ电压通过空气开关ＱＦ５输出，作为机床控制回路的交流电源。另外，通过开关电源ＶＣ１、ＶＣ２输出ＤＣ２４Ｖ电压，分别作为系统Ｉ／Ｏ接口电源、直流继电器电源和ＮＣ、ＣＲＴ的电源。交流２７Ｖ电压经整流器ＶＣ３、ＶＣ４输出ＤＣ２４Ｖ电压，分别作为刀具松开和主轴吹净电磁阀ＹＶ３、ＹＶ４和Ｚ轴制动器ＹＣ的控制电源。上一页下一页返回任务２数控机床电气原理图分析（２）数控铣床的控制电路一般包括交流接触器控制电路、电磁阀控制电路、中间继电器控制电路等，其功能是完成铣床主轴吹净、伺服总电源、刀具冷却、刀具松开及工作台限位保护的控制。１）交流接触器控制电路。如图３－２４所示，电柜门打开时，行程开关ＳＱ１断开，ＱＦ０线圈失电。伺服驱动器回路正常时，其内部的继电器ＭＣＣ吸合，主接触器ＫＭ０线圈得电，ＫＭ０主触点吸合，给系统供电的主回路才能接通。接触器ＫＭ１使刀具冷却，ＫＭ２控制冲屑，其电源为１１０Ｖ。继电器ＫＡ１２、ＫＡ１３由ＰＬＣ输出控制。上一页下一页返回任务２数控机床电气原理图分析与ＫＭ０、ＫＭ１、ＫＭ２线圈并联的ＲＣ吸收器的作用是灭弧，防止接触器频繁启动时触点粘连。２）电磁阀控制电路。在电磁阀控制电路图中，在换刀时控制气阀ＹＶ３使刀具松开，在换刀过程中，气阀ＹＶ４完成对主轴内孔和装刀面的吹净，其电源（３Ｌ＋，３Ｌ－）为ＤＣ２４Ｖ电压。继电器ＫＡ１０、ＫＡ１１由ＰＬＣ输出控制。与ＹＶ３、ＹＶ４线圈并联的二极管Ｄ３、Ｄ４为续流二极管，如图３－２５所示。３）中间继电器控制电路。上一页下一页返回任务２数控机床电气原理图分析中间继电器多数由ＰＬＣ可编程控制器控制，当某轴超程或按下急停按钮时，ＫＡ１线圈断开，该信号送入ＰＬＣ处理后，由ＰＬＣ控制电源模块的ＥＳＰ急停信号断开，如图３－２６所示。３.２.３南京德西数控机床综合实验台电气原理图南京德西数控机床综合实验台电气原理图见图３－２７～图３－３４。上一页返回任务３数控机床电气故障诊断与维修实例３.３.１维修实例例３－１按下数控机床的启动按钮，显示器无显示，数控装置无任何输出。分析与处理过程如下：１）由图３－３５所示的开关电源电路可知，在相关自动空气开关接通的情况下，开关电源的２４Ｖ直流电压经过ＫＡ０的常开触点给数控装置供电，由于开关电源和继电器的故障率较高，故首先检查这两个器件是否正常。下一页返回任务３数控机床电气故障诊断与维修实例２）采用万用表判定开关电源是否存在故障，在通电的情况下测量其各输出点电压是否正常，若无输出，再测量其输入端有无交流电压，若无交流输入或交流输入不正常，则根据电气原理图，向前检查交流电路是否正常；若交流输入正常，则可判断开关电源故障。３）如果开关电源有直流２４Ｖ电压输出，则测量继电器触点的一端Ｌ＋和开关电源Ｍ之间是否有电压输出，如果没有，则可判定是继电器ＫＡ０故障。否则,检查至数控装置的电源接线是否可靠。例３－２某数控车床连续发生系统故障，每次新的备件换上后使用不到一周就会出现故障，现象都是开机后显示没有任何内容的黄色屏幕。上一页下一页返回任务３数控机床电气故障诊断与维修实例分析与处理过程：１）检查机床线路未发现问题，检查接地未发现问题，机床供电电压正常。新系统更换后机床马上可以正常工作。２）仔细观察机床的加工过程，发现刀架处有大量的冷却液。关机后再次认真检查刀架附近的线路，发现刀架电动机３８０Ｖ电缆和直流２４Ⅴ电缆在刀架下方有接头，相互间用电工胶布绝缘，当冷却液进入时，交流电压进入直流回路使系统损坏。３）更换有接头的所有电缆并加强防护，机床至今未发生类似故障。上一页下一页返回任务３数控机床电气故障诊断与维修实例一般情况下，检查电源必须在机床断电的情况下进行。如果必须在机床通电的情况下进行检查，在用试电笔、万用表、示波器对电源输入输出端子、强电开关器件、强电接线等可疑点进行检查时，一定要注意人体与大地、机床间的绝缘，防止测试中测试表笔、油污、灰尘或水液等造成极间短路、拉弧打火等现象，以免扩大故障。数控机床的通电有顺序要求，在操作过程中，操作者应严格按照说明书要求的顺序操作，否则会引起机床故障。当机床无法启动或运行中突然停电时，可以从电源方面查找原因。上一页下一页返回任务３数控机床电气故障诊断与维修实例电源故障诊断的内容有：三相电源的电压值是否在额定值的－１５％～＋１０％以及是否有偏相和缺相情况；直流电源的电压值是否正常；熔断器是否熔断；断路器是否跳闸；继电器、接触器是否正常工作；根据机床电气原理图分析确定电源接通的条件是否满足。在判断电源故障时，应遵循的检测顺序：首先要看数控系统中各个部件的电源指示灯是否正常；然后判断是过载、短路故障，还是断路故障。例３－３按下机床启动按钮，数控装置启动，没有报警显示，但各进给轴均不动作。分析与处理过程：上一页下一页返回任务３数控机床电气故障诊断与维修实例１）由图３－３６可知，伺服驱动器电源模块ＰＳＭ的主回路电源经接触器ＫＭ０的主触点引入，ＫＭ０线圈的通断由ＰＳＭ的内部继电器触点控制。２）在机床正常启动过程中，当数控装置启动完成后，ＰＳＭ内部继电器触点接通，应该听到接触器ＫＭ０吸合的声音，而此时却没有听到。３）检查接触器ＫＭ０，用万用表测得线圈电压为０，触点没有吸合，故各轴均不动作。４）用万用表测量ＣＸ３的１、３引脚，发现内部触点已经接通，应该是ＫＭ０接触器线圈的电源故障。上一页下一页返回任务３数控机床电气故障诊断与维修实例５）经检查，发现电源在接线端子排上的导线松动，旋紧后故障排除。３.３.２电气控制原理图分析实例图３－３７所示为数控车床上电气控制原理，其控制过程如下：三相电源的Ｌ１、Ｌ３两相通过ＦＵ１、ＦＵ２输入到变压器ＴＣ２，降压后形成１１０Ｖ交流电压供给控制电路。上一页下一页返回任务３数控机床电气故障诊断与维修实例启动时按下启动按钮SB２，控制电源从１号线→SB１按钮→３号线→SB２按钮→５号线→中间继电器ＫＡ０线圈→０号线→变压器ＴＣ２形成回路；ＫＡ０得电并自锁，ＫＡ０常开触点闭合（见图3－３８），开关电源得电，开关电源输出＋２４Ｖ、＋１２Ｖ、－１２Ｖ、＋５Ｖ直流电压供给数控系统，数控系统得电并处于待机状态。同时ＫＭ１得电吸合，三相电源Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３通过ＱＦ１、ＫＭ１输入变频器，变频器得电处于待机状态；同时ＫＭ５得电吸合，三相电源Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３通过ＱＦ４、ＫＭ５输入到隔离变压器ＴＣ１，ＴＣ１把三相380Ｖ交流电源降压为三相220Ｖ交流电输入到伺服驱动器，伺服驱动器得电处于待机状态（见图３－３９）。上一页下一页返回任务３数控机床电气故障诊断与维修实例继电器ＫＡ５控制交流接触器ＫＭ２的线圈，ＫＭ２的主触点控制冷却电动机。继电器ＫＡ３、ＫＡ４分别控制交流接触器ＫＭ３、ＫＭ４的线圈，ＫＭ３、ＫＭ４的主触点组成一个正、反转控制电路，控制电动刀架的换刀与夹紧。停止时按下停止按钮ＳＢ１，１号线与３号触点断开→控制电路电源回路断开→ＫＡ０失电→ＫＡ０常开触点打开，数控系统、主轴变频器、伺服驱动器、冷却回路、刀架控制回路全部断电停止。通过上述分析，可以很容易地诊断出因强电原因引起的系统故障、主轴故障、伺服故障、冷却故障及刀架故障等，快速确定故障部位。上一页下一页返回任务３数控机床电气故障诊断与维修实例３.３.３数控机床的抗干扰干扰是影响数控机床正常运行的一个重要因素，常见的干扰有电磁波干扰、供电线路干扰和信号传输干扰等。为减少干扰故障可采取的措施有：减少供电线路干扰；减少机床控制中的干扰；续流二极管保护；屏蔽技术；保证接地良好；滤波。３.３.４电气控制系统的日常维护在机床能够正常运行时，要做好机床的日常维护工作，主要有以下几点：１）除非进行必要的调整和维修，否则不允许随意开启电柜，更不许加工时敞开柜门。上一页下一页返回任务３数控机床电气故障诊断与维修实例２）注意观察电柜内粉尘堆积情况，定期清洁电柜内的粉尘，定期更换过滤网。３）定期检查各个接线端子的连接情况，防止由于螺钉松动引起的各种故障发生。４）定期检查机床的接地是否良好，三相电压是否平衡。５）定期检查机床润滑情况、机械情况、铁屑清除情况、活动电缆防护情况，并观察冷却液是否泄漏。６）定期检查备份的数据是否有效。７）定期对程序区进行清理，将不用的程序及时删除。上一页下一页返回任务３数控机床电