…………………………一 研筮 一 Ｊ 浅谈数控机床电气故障与维修 浙江省建德市工业技术学校载建友 【摘要】随着我国制造业快速发展，自动化和电子技术程度越来越高，应用越来越广泛。而数控加工是机械制造业中先进的加工技术，目前随着数控机床的大量 使用和高性能数控系统的开发，对数控机床维修人员的素质要求越来越高，当机床出现故障后，要求能尽快排除故障，但由于数控技术是一门新兴技术，很 修人员对这项技术还很陌生。本人通过在华中数控股份有限公司数控机床装调与维修专业的培，ｉｔＩ，在实践中总结了对数控机床电气故障维修的一般方法。 【关键词】数控机床；电气故障；维修；方法 数控机床是一种装有程序控制系统的自 动化机床，而维修数控机床的技术人才一方 面要具备综合的基础知识，另一方面要有解 路或元器件进行检测实现故障判断。有交、 直流参数的测量、脉冲信号的测量，测量某 些电路板上设置的相关信号状态，从中找寻 系统的关键部分是否正常。若是强电故障则 可通过对继电器、接触器、开关、电源变压 器、行程开关、电磁铁等元器件进行检测来 决实际问题的能力。因此，熟悉数控机床的 原理，掌握数控机床电气故障诊断的常用方 法和手段，对确定数控机床电气故障的原因 和排除有着重要的作用。 一、数控机床常见电气故障 数控机床的组成如图ｌ所示。数控机床 常见电气故障可分为弱电故障与强电故障。 弱电部分是指ＣＮＣ装置、ＰＬＣ控制器、ＣＲＴ显 示器、伺服单元、输入／输出装置等电路， 这部分又可分硬件故障与软件故障。硬件故 障主要是指上述装置的印制电路板上的集成 电路芯片、分立元件、接插件以及外部连接 组件等发生的故障。软件故障是指加工程序 出错、系统程序和参数设置改变或丢失计算 机的运算等等。强电故障是指继电器、接触 器、开关、电源变压器、行程开关、电磁铁 等元器件、电动机以及由其组成的电气设备 发生的故障。 辅助控制机构 啐Ｈ Ｈ 卜 ±运动机枘 进给恃动机构 袖＾／精出ｆ ｉ撒控ｆ ｆ图１ 二、数控机床电气故障检修的一般方法 数控机床电气故障的调查、分析与诊断 的过程也就是故障的排除过程，一旦查明了 原因，故障也就几乎等于排除了。对数控机 床电气故障进行调查、分析与诊断可以参考 以下方法： １．直观法 直观法就是利用人的感官对数控机床的 部件进行直接故障判断。有问、看、摸、通 电等几种方法。问即向故障现场人员一般是 操作人员仔细询问故障产生的起因、过程、 故障现象及故障导致的后果，在整个分析判 断故障过程中可能要多次询问，掌握判断 故障的信息；看即查看数控机床各部分的工 作状态，查看各电控装置有无报警指示，查 看有无保险熔断，元器件烧焦、开裂、电线 电缆脱落等现象，判断故障产生的原因；摸 即在数控机床断电的情况下对主要电路各连 接线的联接状况、各插座的插接状况、各电 器元件的发热状况进行触摸，发现可能出现 故障的原因；通电即给数控机床某电控电路 通电观察是否有冒烟、电弧，是否有异常声 音，是否有异味，是否过热的现象，一旦发 现应立即断电检查，发现故障产生的模块。 ２．测量法 测量法就是利用仪器仪表对数控机床电 可能的故障。例如利用万用表测量各电源电 压是否在规定的范围之内、各插座的插接状 况、接线柱的接线是否良好等；用示波器观 察相关的脉动信号的幅值、相位：用ＰＬＣ编 程器查找ＰＬＣ程序中的故障部位及原因等。 ３．交换法 交换法就是利用同样的印制电路板、 模块、集成电路芯片或元器件来替换有故障 疑点部分的方法，判断故障产生的模块。在 交换部件时要注意以下问题：①更换任何备 件都必须在断电情况下进行。②许多印制电 路板上都有一些开关或短路棒的设定以匹配 实际需要，因此在更换备件板一定要记录下 原有的开关位置和设定状态，并将新电路板 作好同样的设定，否则会产生报警而不能工 作。③某些印制电路板的更换还需在更换后 进行某些特定操作以完成其中软件与参数的 建立。④有些印制电路板是不能轻易拔出 的，例如含有工作存储器的板，或者备用电 池板，它会丢失有用的参数或者程序。更换 时必须遵照有关说明操作。因此，在拔出旧 板更换新板之前一定要先仔细阅读相关资 料，弄懂要求和操作步骤之后再动手，以免 造成更大的故障。 ４．交叉换位试验法 当发现故障可能出现在某模块时而又 没有备件的情况下，可以将系统中相同或相 兼容的两个模块互换检查试验，判断故障。 例如两个坐标的指令或伺服驱动的交换，从 中判断故障的部位。这种交叉换位法应特别 注意，不仅硬件接线的正确交换，还要将相 应的参数进行交换，否则不仅达不到目的， 反而会产生新的故障而造成思维的混乱，一 定要事先考虑周全，设计好软、硬件交换方 案，准确无误再进行交换试验。 三、数控机床电气故障检修的步骤 数控机床出现电气故障时，不必急于 动手检查，应先要谨慎考虑，再作相应的处 理，这样能更快、更有效地排除故障，否则 适得其反会扩大故障。数控机床电气故障 时，首先检查电源是否正常，利用万用表测 量各部分电源电压是否在允许范围之内；当 数控机床出现故障报警时，首先查看系统自 诊断。ＣＮＣ系统故障自诊断技术是指硬件模 块、功能部件上各状态测试点（在系统设计 制造时设置的）和相应诊断软件的支持下， 利用数控系统中计算机的运算处理能力，实 时监测系统的运行状态，并在预知系统故障 或系统性能、系统运行品质劣化动向时及时 自动发出报警信息的技术。第二，充分利用 数控系统的自诊断功能，分析判断故障发生 在强电电路还是弱电电路。在使用白诊断功 能时，可让数控系统重启自诊断并检查数控 排除故障。第三，若是弱电故障，首先根据 自诊断情况对系统软件进行检查，数控软件 包括数据输入／输出、插补控制、刀具补偿 控制、加减速控制、位置控制、伺服控制、 键盘控制、显示控制、接口控制等控制软件 及各种参数、报警文本等组成，在排除故障 时可进行参数重新设置一试验一再设置一再 试验等操作步骤完成故障排除；数控软件参 数检查完成后再进行硬件故障判断，数控硬 件包括以微处理器为核心，采用大规模集成 电路芯片、可编程序控制器、伺服驱动单 元、伺服电动机、各种输入／输出设备等可 见部件。 在故障检查时按检查电气回路一各插件 接触情况一各模块工作情况，这样的顺序进 行故障排除。具体的故障排除步骤可见如图 ２所示，直至数控机床正常运行。 超程限位开关 超程限位开关 超程限位开关 超程限位开关 图３ 四、常见数控机床电气故障检修 系统急停不能复位是数控机床一个常 见的故障，引起此故障的原因也较多，下面 我们就说说如何来排除故障：首先分析急停 不能复位故障是属机床电气故障，当此故障 发生时通过简单分析就可知电源部分是正常 的，而且急停控制电路不在强电电路中，因 电子世界 一６９一 Ｉ 一 研 …………………………一 浅谈电感线圈在家用电器中的应用 铁岭师范高等专科学校圈的安全措施。 【关键词】电感线圈；电感量：家用电器 孙红霞 【摘要】文中给出了电感线圈的概念，种类，主要特性参数。根据电感线圈的不同特性，分别论述电感线圈在家用电器及日常生活中的应用，并提出使用电感线 １．引言 电感线圈是重要的电路元件之一，许多 电路都离不开它。特别是在家用电器和日常 生活中的应用更加广泛，电感线圈的应用直 接影响电路的性能指标，因而它在电路中的 应用非常关键。 ２．电感线圈的概念 电感线圈是由导线一圈靠一圈地绕在绝 缘管上制成，每圈导线之间彼此互相绝缘， 而绝缘管可以是空心的，也可以包含铁芯或 磁粉芯，又称电感器。电感线圈是家用电器 中重要的元件之一。按电感形式不同可分 为：固定电感线圈、可变电感线圈；按线圈 中导磁材料性质可分为：空芯线圈、铁氧体 种线圈称为蜂房式线圈。其旋转一周，导线 来回弯折的次数，称为折点数。蜂房式线圈 绕法的优点是体积小，分布电容小，而且电 感量大。蜂房式线圈折点越多，分布电容越 小。 ４．３铁氧体磁芯和铁粉芯线圈。线圈的 电感量大小与有无磁芯有关。在空芯线圈中 插入铁氧体磁芯或铁芯，可增加电感量和提 高线圈的品质因数。 ４．４铜芯线圈。利用旋动铜芯在线圈中 的位置来改变电感量，这种线圈调整比较方 便、耐用。 ４．５色码电感线圈。色码电感线圈是具 有固定电感量的电感器，在绕制以后再用环 最大，总电流最小，通过线圈支路的电流比 电路总电流大很多倍的特点。因此，并联谐 振电路应用在超外差式收音机的中频选频回 路中。给三极管所输出的一个固定频率的电 流造成一个很大的负载电阻。 （３）利用ＲＩ＿与Ｃ并联的电路，可产生一定 频率的电流，即产生振荡，因此，Ｌｃ振荡电 路可做收音机中的本机振荡电路。 ５．４利用电感线圈的互感作用 把两个彼此不相连接的线圈互相靠近， 就构成一只变压器。变压器是变换交流电 线圈、铁芯线圈、铜芯线圈。按工作性质可 分为：天线线圈、振荡线圈、扼流线圈、陷 波线圈、偏转线圈。按绕线结构可分为：单 层线圈、多层线圈、蜂房式线圈。 ３．电感线圈的主要特性参数 ３．１电感量Ｌ 氧树脂或塑料封装起来制成。其电感量的标 志方法以色环来标记。 ５．电感线圈在家用电器和日常生活中的 应用 压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有 交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交 流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电 流）。变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组 成，线圈有两个或两个以上的绕组。收音机 中用一只高频变压器做成磁性天线。 ５．５利用电子在线圈产生的磁场中的偏 转 电感量Ｌ表示线圈本身固有特性，与电 流大小无关，只与线圈的大小、形状、圈 数，以及是否有铁芯等因素有关。形状相 同，体积越大，匝数越多的线圈电感量越 大，有铁芯比无铁芯电感量大。 流发生变化时，将产生感应电动势，且电感 ３．２感抗Ｘ ５．２利用电感线圈自感电动势 量越大，产生感应电动势越大，当电流消失 电感线圈对交流电流阻碍作用的大小 （１）在滤波电路中，在大电流负载情况 时，会在电路中产生反方向的电动势，在部 称感抗Ｘ 。它与电感量Ｌ和交流电频率ｆ的关 下，若负载电阻小，则采用电容滤波电路很 件两端产生反向超出元件耐压值的高压，会 系为ｘ．：２ ｆ１＿，即电感量越大、线圈匝数越 困难，采用电感滤波即可解决这一问题。即 烧坏三极管等元件。如果在线圈两端反向并 多，感抗）（『越大。 在整流电路与负载电阻之间串连一个电感量 联一个二极管，会使反向电流消耗掉，保证 ３．３品质因数Ｑ 足够大的电感线圈。由于电感线圈自感电动 电路安全。 品质因数Ｑ是表示线圈质量的一个重要 势作用，将阻止电流变化，使负载电流及电 参考文献 物理量，Ｑ为感抗ｘ 与其等效的电阻的比值， 压脉动减小，波形变得平滑。 ５．１利用电感线圈对交流的限流作用 （１）用电感量很小的线圈做成高频扼流 圈来阻止高频电流，而让低频电流和直流通 过，从而把高低频电流分开。 （２）用电感量很大的线圈做成低频扼流 圈，来阻止交流，只让直流通过，从而把交 和直流分开。 在电视机扫描电路输出级安装Ｑ值高、 体积小的线圈作为负载，使电子束偏转实现 扫描需要。 ６．使用电感线圈时需注意的安全问题 由于电感线圈是储能元件，当电路中电 （２）在单独使用电感线圈滤波不理想的 小。 情况先，用ＬＣ ｎ型滤波电路电路效果更好。 ３．４分布电容 （３）在日光灯电路中，串连一个电感线 线圈的圈与圈间、线圈与屏蔽罩间、线 圈，能够实现启动时灯管两端须加的比电源 圈与底板之间存在的电容被称为分布电容。 高得多的高压，而在正常发光时维持灯管两 分布电容的存在使线圈的Ｑ值减小，稳定性 端比电源略低的电压。 变差。 ５．３利用电感线圈的储能特性 ４．几种常用线圈的结构特点 （１）ＬＣ串联谐振电路具有谐振时电流最 ４．１单层线圈是用绝缘导线一圈挨一圈 大，电感线圈（或电容）分压最大，往往比 地绕在纸筒或胶木骨架上制成。 电源大很多倍的特点。因此，串联谐振电路 ４．２蜂房式线圈是所绕制的线圈平面不 应用在收音机的输入调谐回路中。 与旋转面平行，而是相交成一定的角度，这 （２）Ｌｃ并联谐振电路具有谐振时总阻抗 即：Ｑ＝Ｘ ／Ｒ。线圈的Ｑ值愈高，回路的损耗愈 此我们可以不需考虑电源和强电故障，可直 接去判断故障可能是软件或硬件故障。根据 急停控制回路图３所示。 【１１华成英电子技术 北京：广播电视大学，１９９６． ［２ＮＬ金生．元器件［ＭＩ．北京：人民邮电出版社，１９８８ 【３１王沛清等晶体管收啬机与业余修理ＩＭ】．长沙：湖南 科学技术出版社，１９７９ 作者简介：孙红霞（１９６【卜），女，满族，辽宁西 丰人，副教授，现供职于铁岭师范高等专科学校， 研究方向：物理、物理教学。 障。通过以上的分析，利用相应的排除方 参考文献 【１１郑小年，杨克冲．数控机床故障诊断与维修 ．湖北： 法，急停不能复位故障就能很快恢复正常。 ２００５，９． 以上阐述的数控机床电气维修技术，是 华中科技大学出版社，２杨克冲，２］陈吉红，郑小年数控机床电气控制【Ｍ］．湖 可以判断软件故障可能为：①系统参 我在实践中得出的经验总结。虽然数控机床 ［北：华中科技大学出版社，２００５，１． 数设置错误，使系统信号不能正常输入或复 电气故障种类繁多、干变万化，维修方法也 ３】陈吉红，杨克冲．数控机床实验指南 湖北：华中科 位条件不能满足，引起的急停故障；②ＰＬＣ 不尽相同，一篇短文很难尽述，但是我把一 ［２００３，５ 程序发生错误，引起的急停故障；硬件故障 些基本方法与思路写出来，与大家交流，以 技大学出版社，可能为：①急停回路断开、限位开关损坏、 期能与数控专业技术人员一起探讨对数控机 作者简介：戴建友（１９７６），男，浙江建德人， 急停按钮损坏，引起的急停故障；②急停复 床电气故障维修技术，增强维修技术水平， 浙江省建德市工业技术学校讲师，主要从事机电专 位所需要的“伺服允许、伺服准备好、主轴 保证数控系统恢复正常运行。 业一体化教学研究。 准备好”等信息未满足要求，引起的急停故 ７０一屯子世再
