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开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇数控机床维修，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
【关键词】数控；机床；维修；技术分析
【中图分类号】TU182【文献标识码】A【文章编号】1674-3954（2011）02-0143-01
随着我国机械加工的快速发展,国内的数控机床也越来越多。由于数控机床的先进性和故障的不稳定性,大部分故障都是以综合故障形式出现,所以数控机床的维修难度较大,并且数控机床维修工作的不规范,使得数控维修工作处于一种混乱状态,为了规范数控维修工作,提高数控机床的利用价值,本文提出五步到位数控维修法。
一、数控机床维修技术分析
1、故障记录具体
数控机床发生故障时,对于操作人员应首先停止机床,保护现场,并对故障进行尽可能详细的记录,并及时通知维修人员。
（1）故障发生时的情况记录
1）发生故障的机床型号,采用的控制系统型号,系统的软件版本号。
2）故障的现象,发生故障的部位,以及发生故障时机床与控制系统的现象。
3）发生故障时系统所处的操作方式。
4）若故障在自动方式下发生,则应记录发生故障时的加工程序号,出现故障的程序段号,加工时采用的刀具号等。
5）若发生加工精度超差或轮廓误差过大等故障,应记录被加工工件号,并保留不合格工件。
6）在发生故障时,若系统有报警显示,则记录系统的报警显示情况与报警号。
7）记录发生故障时,各坐标轴的位置跟随误差的值。
8）记录发生故障时,各坐标轴的移动速度、移动方向,主轴转速、转向等。
（2）故障发生的频繁程度记录
1）故障发生的时例与周期。
2）故障发生时的环境情况。
3）若为加工零件时发生的故障,则应记录加工同类工件时发生故障的概率情况。
4）检查故障是否与“进给速度”、“换刀方式”或是“螺纹切削”等特殊动作有关。
（3）故障的规律性记录。
（4）故障时的外界条件记录。
2、故障检查方法
维修人员故障维修前,应根据故障现象与故障记录,认真对照系统、机床使用说明书进行各顶检查以便确认故障的原因。当数控设备出现故障时,首先要搞清故障现象,向操作人员了解第一次出现故障时的情况,在可能的情况下观察故障发生的过程,观察故障是在什么情况下发生的,怎么发生的,引起怎样的后果。搞清了故障现象,然后根据机床和数控系统的工作原理,就可以很快地确诊并将故障排除,使设备恢复正常使用。故障检查包括:
（1）机床的工作状况检查。
（2）机床运转情况检查。
（3）机床和系统之间连接情况检查。
（4）CNC装置的外观检查。
维修时应记录检查的原始数据、状态,记录越详细,维修就越方便,用户最好编制一份故障维修记录表,在系统出现故障时,操作者可以根据表的要求及时填入各种原始材料,供维修时参考。
3、故障诊断
故障诊断是进行数控机床维修的第二步,故障诊断是否到位,直接影响着排除故障的快慢,同时也起到预防故障的发生与扩大的作用。首先维修人员应遵循以下两条原则:
（1）充分调查故障现场。这是维修人员取得维修第一手材料的一个重要手段。
（2）认真分析故障的原因。分析故障时,维修人员不应局限于 CNC部分,而是要对机床强电、机械、液压、气动等方面都作详细的检查,并进行综合判断,达到确珍和最终排除故障的目的。
1）直观法。2）系统自诊断法。3）参数检查法。4）功能程序测试法。5）部件交换法。6）测量比较法。7）原理分析法。8）敲击法。9）局部升温法。10）转移法。
除了以上介绍的故障检测方法外,还有插拔法、电压拉偏法、敲击法等等,这些检查方法各有特点,维修人员可以根据不同的现象对故障进行综合分析,缩小故障范围,排除故障。
4、维修方法
在数控机床维修中,维修方法的选择到位不到位直接影响着机床维修的质量,在维修过程中经常使用的维修方法有以下几种:
（1）初始化复位法。由于瞬时故障引起的系统报警,可用硬件复位或开关系统电源依次来清除故障,若系统工作存贮区由于掉电、拔插线路板或电池欠压造成混乱,则必须对系统进行初始化清除,清除前应注意作好数据拷贝记录,若初始化后故障仍无法排除,则进行硬件诊断。
（2）参数更改,程序更正法。系统参数是确定系统功能的依据,参数设定错误就可能造成系统的故障或某功能无效。有时由于用户程序错误亦可造成故障停机,对此可以采用系统搜索功能进行检查,改正所有错误,以确保其正常运行。
（3）调节、最佳化调整法。调节是一种最简单易行的办法。通过对电位计的调节,修正系统故障。
（4）备件替换法。用好的备件替换诊断出坏的线路板,并做相应的初始化启动,使机床迅速投入正常运转,然后将坏板修理或返修,这是目前最常用的排故办法。
（5）改善电源质量法。目前一般采用稳压电源,来改善电源波动。对于高频干扰可以采用电容滤波法,通过这些预防性措施来减少电源板的故障。
（6）维修信息跟踪法。一些大的制造公司根据实际工作中由于设计缺陷造成的偶然故障,不断修改和完善系统软件或硬件。这些修改以维修信息的形式不断提供给维修人员
（7）修复法。对数控机床的故障进行恢复性修复、调整、复位行程开关、修复脱焊、断线、修复机械故障等。
5、维修记录到位
维修时应记录、检查的原始数据、状态较多,记录越详细,维修就越方便,用户最好根据本厂的实际清况,编制一份故障维修记录表,在系统出现故障时,操作者可以根据表的要求及时填入各种原始材料,供再维修时参考。
通常维修记录包括以下几方面的内容;(1)现场记录;(2)故障原因;(3)解决方法;(4)遗留的问题;(5)日期和停工的时间;(6)维修人员情况;(7)资料记录。
二、小结
数控机床维修技术的实施,提高重复性故障的维修速度,提高维修者的理论水平和维修能力,有利于分析设备的故障率及可维修性,改进操作规程,提高机床寿命和利用率,并能充分实现资源共享。使其具有可利用性、可持续发展性,为规范数控维修行业奠定坚实的基础。
参考文献:
[1]孙伟.数控设备故障诊断与维修技术.北京国防工业出版社, 2008.
关键词：数控机床；故障诊断；维修
0引言
数控机床当中的任何系统或部件有问题，都可能会导致整个机床发生故障，因此在故障诊断过程中，维修人员应当综合考量并分析数控系统、机械主体以及相关部件等内容，展开对应的检查以及分析，从而进一步确定故障产生的具体原因以及具置，采取具有针对性的措施和方法使故障得以清除，进一步确保数控机床运作的稳定性。另外，经常进行数控机床的维护和包养，不但能够使故障得以降低，还能够使机床使用效率得以提升，避免故障在生产活动方面的影响。
1数控机床故障诊断技术
（1）直观法。数控机床出现故障的情况下应用最为普遍的一种诊断方法是直观法。其重点根据数控机床存在的不正常情况、现象等来诊断机床故障，像是能够借助直观性的检查对机床部件的脱落、松动、磨损等进行把握；倘若发生故障的情况下存在烧焦味，那么维修工作者就能够重点检查数控机床的一系列保护性开关、电阻、线路等。除此之外，还能够借助直接的体会与接触断定数控机床一系列设施的运行温度是不是存在异常。
（2）调整参数法。数控机床改变的参数会影响到机床的整体性能，因此，在检查数控机床故障的时候，断定机床故障的关键根据是数控机床改变的参数。因为对数控系统来讲，设置的参数体现着决定性的影响，所以能够在设置参数的基础上调整系统的工作。为此，在出现故障的情况下，维修工作者能够调整参数，从而排除和诊断故障。
（3）测试功能程序和诊断报警信息法。因为数控机床通常都具备自我诊断程序，所以借助直观法难以锁定的数控机床故障，诊断故障就能够有效地借助数控机床的自我诊断程序。维修工作者仅仅需要将相应的功能测试程序输入数控系统当中就行，进而把握数控机床的工作程序，进而明确形成故障的原因。此外，机床的自我诊断功能通常涵盖机械工作现状信息的显示功能，在出现故障的情况下，故障报警信息会在出现在显示中，维修工作者借助这一系列的信息就能够明确出现故障的现状。
（4）替换部件诊断法。针对工作当中的数控机床，倘若某个部件存在的问题会发生机床故障，维修工作者在不清楚哪一部分存在问题的时候，能够更换新部件进行检查，以明确是不是因为损坏的部件导致的故障。
（5）分析原理法。分析原理法指的是立足于数控的运行原理，进而断定与分析故障的一种方法，重点是分析特征指数与逻辑电平进行分析，从而断定故障。这种诊断故障的方法需要维修工作者的技术能力较强，维修工作者不但应全面、深入地把握数控机床的工作原理，而且还应当明确一系列部件的运行原理，这样才可以准确地分析和定位故障。通常来讲，能够划分数控机床的故障为数控系统故障与机械故障。在诊断机床故障之后，应当维修数控机床，这就需要把握这两种故障的维修特点。从整体上来讲，维修机械故障通常坚持先简后精的原则，先是借助直观性的观察推断故障的大置和范围，简单地维修之后再确认故障，最后确定科学的维修方案来精密维修故障，最终处理故障，确保数控机床工作的顺利进行。针对机械故障，数控系统故障较为复杂。由于系统故障牵涉到电气、液压、气动等，所以需要深入和仔细地检查，通常的维修原则是先易后难、先一般后特殊、先外后内。
2数控机床故障维修技术
（1）复位系统和初始化法。如此的维修方法重点是应对数控机床系统程序造成的故障，机床常常由于一瞬间的故障与系统编程而终止工作。故障信息提示也会出现在故障报警系统。鉴于此，能够强行断开电源，然后开电源复位键，以观察机床是不是可以顺利工作。复位故障报警系统一般会用在系统存储压力小或者是线路接触不好等导致的故障报警。在复位系统与初始化之前务必备份系统的数据，进而方便初始化操作难以排除故障之后再深入地诊断与分析机床的硬件。
（2）微调参数法。在重新设置系统参数之后，如果难以排除数控机床的故障，那么就需要微调参数来优化数控机床的参数。由于机床与其它电气的系统间是不是实现了最为理想的控制会严重地影响数控机床的整体工作效率，而微调参数能够实现最为理想的系统之间控制标准。
（3）设置参数法。因为是不是正确地设置参数会从很大程度上影响数控机床的顺利工作，设置的参数存在一点小错误会失去机床的一些功能，这不利于机床整体性能的提升，或者是导致机床的停止工作。鉴于此，借助机床系统的迅速搜索功能，分析和比较有关的参数，探究出现故障的原因，校对与设置参数，最终恢复数控机床的顺利运行。
（4）替换更新模块法。替换更新模块法常常能够迅速而简单地维修机床故障，因此在维修数控机床的时候广泛地应用这种方法。如此的维修方法仅仅需要替换或者是更新故障形成的系统模块，且重新对有关的参数进行设置，就可以有效地排除故障，从而使机床顺利工作。
（5）增强数控机床的抗干扰性能。倘若工作过程中的数控机床受到较强的干扰，那么会影响机床的顺利工作。为此，针对因电源开关导致的故障，就能够应用接地的方式，以使数控机床受到的高频影响减少，从而排除故障。除此之外，为了使机床的抗干扰性能增强，也能够增强电源的负载能力与确保电源电压的稳定。
3结论
总之，数控机床故障的诊断与维修复杂多变的，同时也是最重要的，故障的处理要与实践生产为根据，找到故障多样化的原因，具体问题具体分析，诊断和维修的过程要遵循以上原则，采取对应的诊断和维修的对策。
参考文献：
[1]王春霞，董学文，冯莉.数控车床架故障故障树定性分析[J].科技信息，2014，04（29）.
[2]张根保，柳剑.数控机床可靠性概述[J].制造技术与机床，2014，07（22）.
【关键词】数控机床；故障；维护；维修
前言
数控机床是数字控制机床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。高效率、省时、省工是其本身性能优点，但在日常生产工作当中，由于人们不注意操作，使机器超时疲劳，会出现多种多样的问题，今天我们就系统的分析一下，并阐述一下针对这些病状如何展开维护与维修。
1 数控机床在日常工作当中的故障
数控机床的故障分为数控系统故障和机床本体故障两大类.前者包括 CNC 系统故障、伺服系统故障、编码器故障、超程故障和 PMC 故障等，由 CNC 控制软件进行自诊断。后者包括机床故障和操作信息等，由 PMC 控制程序进行自诊断.伺服系统出现故障时通常有 3 种表现形式： 一是在 CRT 上显示报警内容或报警信息，判断这种故障较容易，因为从报警信息内容上可以得到一些简单的提示；二是在驱动装置上用报警灯或数码管显示驱动装置的故障；三是工作虽然不正常，但无任何报警信息，对这类故障，则要求维修人员根据故障表现特点，综合各方面因素分析和判断，这一类伺服故障往往也是比较难以排除的。一般都是由伺服控制单元、伺服电机、测速电机、编码器等出现问题引起的.而有些则是由机械、液压、油污等其他因素或环境不宜引起伺服系统出现故障。下面我们具体分析一下：
（1）恶劣使用环境引起的故障。数控机床是比较精密的自动控制设备，安装时应尽可能地避免灰尘大、易传导振动、湿度大、靠近热源或者阳光直射的地方。比如将常规数控机床与磨削类机床混合排列，磨床的磨粒易造成机床导轨磨损和电路板短路损坏。湿度高的环境往往易造成电路板短路，特别是夏秋交替的时节，空气中湿度特别高，这也是数控机床故障的高发期。电网质量差以及强烈的电子干扰也是此类故障的另一个重要的原因之一。
（2）用户错误的使用方法引起的故障。这类故障一般来讲是比较严重的故障，主要是由用户错误的操作和维护方法造成的，其结果往往损坏机床功能部件甚至造成重大人身伤害。如机床操作不当造成撞车、加工时工件装卡不紧造成工件飞出或者移位、进刀量过大造成刀具损坏甚至主轴损坏。高速旋转的动不平衡工件在机床上易引起附加弯矩，破坏主轴等部件。机床维护人员未按机床维护的相关规定进行机床维护也会造成机床严重故障。
（3）设备或零部件的自然损耗形成的故障数控机床由数以千计分离元器件组成，每个部件都会对数控机床的正常工作带来影响。而任何器件、零部件都是具有生命周期的，随着时间的增加，其使用寿命在逐步减少。如电池具有一定的使用期限、油液会随时间而变质老化、电器元件会随时间或动作次数而逐步失效、机械移动部件会逐渐因磨损而损坏等等。液压油的污染变质是数控机床液压系统故障的主要原因之一，它会造成阀芯堵塞、活塞泄漏等故障，造成机床误动作，甚至会对机床产生更大的破坏； 电子元件的温漂、高压击穿、系统接插件松动。
2 数控机床的维护
（1）数控系统的维护A规范操作规程与日常维护。B保持数控装置内部的清洁。C定期清扫数控柜的散热通风系统D输入/输出装置的定期维护E直流电动机电刷的定期检查和更换F定期更换存储用电池G备用电路板的维护
（2）机械部件的维护A主传动链的维护B滚珠丝杠螺纹副的维护C刀库及换刀机械手的维护
（3）液压、气压系统维护。做到定期清洗、更换以及检查。
（4）机床精度的维护。对系统参数补偿和对机床进行大修。
（5）提高故障诊断技术数。控机床全部或部分地丧失了机床规定的功能就称为数控机床故障。故障诊断技术就是在机床出现故障时，掌握机床现行状态的信息，查明产生故障部位和原因，或预知机床的异常和故障动向，并采取必要的措施和对策的技术，防止故障的产生。诊断的目的就是要确定故障的原因和部位，以便机床维修人员或操作人员尽快地进行故障的修复。
3 数控机床的维修
3.1 数控机床故障维修的特点
数控机床故障维修一般分机械故障维修和数控系统故障维修两部分。
机械故障维修的显著特点是先简后精，即先简易维修后精密维修。
（1）简易维修是由现场维修人员使用一般的检查工具或通过感觉器官的问、看、听、摸、嗅等对机床进行故障诊断。例如，可以使用最常用的万用表检测电路的通断。简易诊断能快速测定故障部位，监测劣化趋势，选择有疑难问题的故障进行精密诊断。
（2）精密是维修根据简易诊断中提出的疑难故障，由专职维修人员利用先进测试乎段进行精确的定量检测与分析，找出故障位置、原因和数据，以确定最合理的修理方法。
3.2 数控系统故障维修的特点
（1）先机械后电气。即首先检查机械部分是否正常，行程开关是否灵活，气动、液压部分是否存在阻塞现象等等。然后再检查电气部分。
（2）先外部后内部。即当数控机床发生故障后，维修人员应先采用问、看、听、摸等方法，由外向内逐一进行检查。
（3）先简单后复杂。先简单后复杂，当出现多种故障相互交织掩盖、一时无从下手时，应先解决容易的问题，后解决难度较大的问题。常常在解决简单故障的过程中，难度大的问题也可能变得容易，或者在排除简单故障时受到启发，从而有了解决复杂故障的办法。
（4）先一般后特殊。在排除某一故障时，要先考虑最常见的可能原因，然后再分析很少发生的特殊原因。
3.3 智能化维修
由于现代化加工生产设备的普及使用以及现代加工技术的复杂多变性，使专业维修人员都很难把握维修过程。现代化加工生产设备的智能维修不仅降低了维修成本，还提高了维修效率和设备的可靠性。但智能化维修还未近成熟，故其目前应用的广度和深度还非常有限。
3.4 网络化的协同维修
网络生产模式是生产过程与网络技术结合的产物，网络生产模式通过网络使有分散性特点的维修资源在维修过程中得以合理调整。
4 结束语
数控机床在日常工作中的故障多种多样，笔者只是简单的例举了一些常发的事项以及一些重点注意的地方，如果想处理好日常机床的维护与维修，就必须从细节入手，勤加养护规范操作，务必使机床保持一个良好的工作环境，才能有效的提高效率，避免故障的发生。希望通过本文可以使大家有一个系统的了解，对日后的生产工作有所帮助。
参考文献：
数控机床是机电一体化在机械加工中的典型产品，它将电力电子、自动控制、电机、检测、计算机、机床、液压、气动和加工工艺等技术集中于一体，具有高效率、高效益和高适应性的特点。要发挥数控机床的高效益，就要保证它的开动率，这就对数控机床提出了稳定性和可靠性的要求。对于数控机床一方面要加强日常维护，另一方面当出现故障后，要尽快诊断出故障的原因并加以修复。数控机床的故障主要是电气系统的故障。
1、数控机床电气系统的组成及特点
数控机床的电气系统既包括以电器元件、电力电子功率器件、电机等组成的强电电路，也包括以半导体器件、电子元件等组成的弱电电路。为了保证数控机床长时间稳定运行，要求数控机床的电气控制系统要具有：可靠性高、抗干扰能力强、稳定性和安全性高、使用维护方便的特点。
2、数控机床电气系统故障的特点
（1）电气系统故障率高。（2）外界环境的变化容易导致电气系统故障。（3）操作人员的误操作导致电气系统故障。（4）电器元件、线路老化导致电气系统故障。（5）受电器元件使用寿命的影响。
3、数控机床电气系统故障诊断
数控机床电气系统故障的调查、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。因此故障分析诊断的方法也就变得十分重要了。常用诊断方法总结如下：
3.1直观检查法
这是最基本、最常用的检查方法。就是利用感觉器官，注意发生故障时的各种现象。一般通过“问、看、听、触、嗅”等方式进行诊断。
①问：询问机床故障发生的经过，弄清楚故障是突发的还是渐发的。一般操作者熟知机床的性能，故障发生时又在现场，所提供的情况对故障分析很有帮助。②看：总体查看机床各部分工作状态是否处于正常状态（例如各坐标轴位置、主轴状态、刀库、机械手位置等），各电控装置（如数控系统、温控装置、装置等）有无报警指示，局部查看有无保险烧煅，元器件烧焦、开裂、电线电缆脱落，各操作元件位置正确与否等等。③听：一般机床正常时，其声响具有一定的音律和节奏，并保持持续的稳定。通过机床运行的声音判断可能的故障隐患。④触：在机床断电的情况下，触摸各主要电路板的安装是否正确、各插头座的插接是否牢固、各信号线的联接是否正确可靠，以此来寻找可能出现故障的原因。⑤嗅：有时机床出现短路等故障时就会伴有导线或原件的烧灼，通过焦糊味的位置即可判断故障点。
3.2仪器检查法
使用万用表，对机床上的交、直流电源电压，将测量结果与标准信号对比，从中找寻可能的故障原因；用示波器观察相关的信号的波形、幅值、相位频率等来判断信号的正确性；用PLC编程器查找PLC程序中的故障、以及程序运行是I/O点的状态等。
3.3信号与报警指示分析法
①报警指示灯指示：数控机床在数控系统、伺服系统等各电子、电器装置上都设有故障指示灯，观察这些指示灯状态和相应的功能说明便可获知指示内容及故障原因与排除方法。②报警信息指示：数控机床具有很强的自诊断功能，一旦机床出现故障在CRT上就会有对应的报警信息，查阅数控机床的诊断手册便可获知可能的故障原因及故障排除方法。
3.4接口状态检查法
目前的数控机床多使用内装性PLC。在CNC与PLC的接口处经常会出现故障。这些故障一般是由于接口信号错误或丢失造成的，他们有的可以通过故障报警指示灯显示，有的可以在CRT显示，而所有的接口信号都可以用PLC编程器查找。
3.5参数调整法
为适应不同机床、不同工作状态的要求，数控系统及其电路都设置许多可修改的参数，这些参数不仅能使各电气系统与具体机床相匹配，而且更是使机床各项功能达到最佳化所必需的。任何参数的变化、甚至丢失都是会导致机床故障。随着机床的长期运行所引起的机械或电气性能的变化，必须重新调整相关的参数。
3.6备板置换法
利用备用电路板、模块、集成电路块替换有疑点的部位，是一种快速而简单排除故障的方法。有时若无备板，可借用同型号系统上的电路板来试验。备板置换前，应检查有关部分电路，以免由于短路造成好板损坏。还应检查实验板上的选择开关和跨接线是否与原版一致。有些还应该注意板上电位器的调整。
3.7交换法
当发现故障板或者不能确定是否故障板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板互换检查，例如两个坐标的指令板或伺服板的交换从中判断故障板或故障部位。这种交换法应特别注意，不仅硬件接线的正确交换，还要将一系列相应的参数交换，否则不仅达不到目的，反而会产生新的故障造成思维的混乱，一定要事先考虑周全，设计好软、硬件交换方案，准确无误再行交换检查。
3.8特殊处理法
当今的数控系统已进入PC基、开放化的发展阶段，其中软件含量越来越丰富，有系统软件、机床制造者软件、甚至还有使用者自己的软件，由于软件逻辑的设计中不可避免的一些问题，会使得有些故障状态无从分析，例如死机现象。对于这种故障现象则可以采取特殊手段来处理，比如整机断电，稍作停顿后再开机，有时则可能将故障消除。维修人员可以在自己的长期实践中摸索其规律或者其他有效的方法。
4.结论
数控系统种类繁多，故障千变万化，维修方法也不尽相同，有时单纯的某一种维修方法难以查找到故障点，我们在维修时可以多种维修方法综合使用，以便更快、更好的查找到故障点，保证生产的顺利进行。
参考文献
[1]王侃夫.数控机床故障诊断及维护.北京：机械工业出版社，2000.
[2]王爱玲.数控机床结构及应用.北京：机械工业出版社，2006.
修的要求也变得更加快速准确。数控机床的电气故障相对机械故障更缺少实物性质的直观,本文即对各类电气故障进行概述以便及时判断问题点,从而更快捷的修复设备。
关键词:数控机床 维修 电气故障
中图分类号:TG502 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(c)-0117-01
随着科技的进步,现代化的生产逐渐普及,工业发展所需要的机床也已经由原来单纯的普通车床进化到各类别的数控加工中心、多轴数控机床及为单一产品配备的数控专机等。数控机床大量的使用,伴随着的是各种故障的增加。本文将对电气故障进行分类概述及各种故障相应的解决方案进行说明。
1 数控机床常见电气故障的分类
数控机床的电气故障可按很多种类进行划分,如故障性质、表象、原因、后果、部位和元件类型等。
(1)按故障发生的部位,分为硬件与软件故障两种。硬件故障即指电器元件、电子、电线电缆、印制电路板、各接插件等与电气有关的实物发生不正常状态甚至损坏,这些故障需要修理甚至更换才能排除,其中老化或超过使用频率寿命居多。
软件故障一般指PLC逻辑控制程序或者是驱动器控制参数产生的故障。零件加工程序故障也属于软件故障,但此多为操作人员编程错误导致。驱动器控制参数的故障可以通过恢复驱动器的出厂设置,并按照相应的参数进行重新输入修改来解决。最严重的软件故障则是数控系统软件的缺损甚至丢失,出现这种故障只能与设备的生产厂家或系统相关的售后服务机构取得联系来解决。
(2)按故障发生的元件类型,亦称电气控制系统,通常分为“强电”和“弱电”故障两大类。“强电”一般指控制系统中的主回路或高压、大功率回路中的断路器、熔断器、电源变压器、继电器、接触器、电动机、行程开关等电气元件及其所组成的控制电路部分。这部分的故障相对直观,虽然在维修、诊断方面较为方便,但由于它处在高压、大电流的工作状态,而且故障概率相对于“弱电”部分较高,因此必须引起维修人员的足够重视。
数控机床的“弱电”一般指控制系统中以电子元件、集成电路为主的控制部分,包括CNC、PLC、MDI/CRT以及伺服驱动器和输出输入单元等。“弱电”故障同样有软件与硬件之分。“弱电”的软件故障指在硬件正常情况下所出现的动作错误、数据丢失、参数紊乱等故障,常见的有:加工程序出错,系统程序和参数的改变或丢失,计算机运算出错等。硬件故障方面是指上述“弱电”各部分的集成电路芯片、分立电子元件、接插件以及外部连接组件等发生的故障。
(3)其他一些分类有:按照是否有故障报警指示,包括报警灯、数控系统报警信息、驱动器报警信息等,可对照查询相应的说明书或手册来判断。无报警信息的故障,其分析诊断难度通常较大,而且此类故障也不少,需要具体情况具体分析。
按照出现的或然性,分为系统性故障和随机性故障。系统性的故障指系统主机中的硬件损坏或只要满足一定条件,数控机床必然会发生的故障,此类故障较为常见,只要找出根本原因,维修后即可恢复正常。随机性故障指在相同条件下偶尔发生,此类故障分析比较困难,通常机床机械结构的松动、部分电气元件的特性漂移或可靠性降低、电气装置内部温度过高导致失灵等有关。此类故障的分析需反复试验、综合判断并加之多年的经验积累进行分析排除。
还有按照故障产生的原因,是数控机床自身的故障还是外部导致的,外部故障包括供电情况、使用环境的自然因素以及人为操作因素造成的故障。
事先清楚了解故障产生的原因,对数控机床故障的分类,分析,排除有很重要的影响。熟练掌握各种数控机床故障的分类方法特点和症状,有利于在故障发生时快速准确的找到导致故障的根本原因,并迅速有效的排除故障,从而降低工业生产等工作的时间成本。
2 数控机床电气故障的分析与排除方法和技巧
(1)首先一个维修人员在故障发生后要尽可能的保持现场情况,并且仔细询问故障现象和状态,同时确认机床的型号、控制系统、报警信息及故障部位及现象,为之后的维修做好充足的准备。
(2)多数情况下,现场人员反馈的信息都比较笼统,多为“停机”、“不动了”、“某一个动作走不了了”等简单描述。所以维修人员到现场后,不必马上开机试验或动手维修。
①首先需要观察,是否有异常声音、烟、味等,并且细致的询问现场人员故障的产生过程、现象和后果,此询问在整个分析判断过程中将多次进行。根据详细咨询故障信息,可按照之前的归类方法进行逐步判断,而后进行排查。②然后检查各电控系统,如数控系统、驱动器、变频器、其他仪器仪表是否有报警指示。很多电气元件报警也都将导致数控机床停机等故障。一般情况下,各电控系统若未烧坏都会显示出相对准确的报警信息,可参照相应的说明书和手册来查询进行故障的排除。若烧坏,则不要马上拆下更换,必须先测量此元件进出线回路及电源是否存在短路或者虚联问题,在其相联元件回路稳定的情况下,很多问题均是由连接点虚联,导致局部电流打火产生高温烧坏电气元件的,若是外部连接的元件烧坏短路导致的则需要先更换损坏元件。③如果设备断电,则在送电前必须检查电源的电压情况以及数控机床的各强电连接点是否存在短路虚连等情况。作为整台机床正常工作及维修系统的能量来源,电源的失效或故障轻者会丢失数据、导致停机。重者会毁坏系统及工件。我国很多地方的电力供电网都有较大波动和高次谐波,再加上一些人为的因素,难免会出现电源引起的故障,所以要对供电电源情况进行测量检查。④如果硬件故障排除了,则通电对程序软件进行检查。可以对故障点的相关步骤进行逐步动作运行检查,或相关参数进行重新校对,目前随着现代数控系统的可靠性越来越高,数控系统本身的故障率越来越低,PLC及参数突然紊乱的情况并不多见。
同时需要注意的是数控机床周围使用的环境也需要考虑,包括现场及自然环境,如污染、气候、电磁干扰及机械振动等,都是数控机床故障的诱因。
【关键词】数控机床；数控技术；故障诊断；维修
一、数控机床系统的组成和特点
当前各个国家，所使用的数控机床系统种类繁多，并且各自具备自己的特点，不同数控机床生产厂家的产品，设计理念和设计思想也存在很大的不同。但是不管是哪种数控系统，它们的基本构造是大致相同的。数控机床主要由机床本体、控制系统、伺服系统和位置检测装置组成。一般工作过程是由控制系统对工件的相应程序进行运算，再将计算结果以脉冲的形式向伺服系统发出相应的控制指令，然后伺服系统会对控制指令进行分析，并由相应的电机来控制机械的运转，最后由位置监测系统对机械的运动位置和速度进行监测，并将相关信息传递给控制系统，控制系统对实时监测的数据与理想数据进行比较，调整控制信号，使向更高精度方向运转，这样就完成了整个数控机床系统的正常运转。
二、数控机床故障诊断的基本步骤
数控机床出现故障时，一般可以采用下面的步骤来进行故障的诊断。
1.了解。在数控机床出现故障时，首先要做的就是对故障发生的情况进行全面的了解，然后对数控机床进行初步的故障诊断，仔细观察指示屏上显示的内容.各种故障指示灯等，然后利用观察.触摸.气味等方法对数控机床的故障进行判断，如热继电器.空气断路器有没有脱扣现象，熔丝有没有出现损坏.断裂现象，插接件有没有出现松动。虽然这些故障类型比较简单易见，但是对数控机床故障诊断有着重要的作用，因为很多故障的产生，就是基于此种最为常见的原因。
2.分析。当数控机床出现故障时，首先对机床进行断电，然后进行故障分析，在确认通电后不会产生更大故障时，进行运转状态下的故障诊断和观察，从而判断可能导致故障产生的各种因素，为接下来的故障排除确定一个方向。
3.查找。在进行故障原因查找时，首先对容易拆卸和触及的位置进行检查，然后再进行那些拆除量较大和不易触及的部位检查。
三、数控机床故障诊断的常用方法
1.感官判断法
利用视觉、听觉、触觉等感官对数控机床的故障进行分析，是一种最为简便的故障诊断方法，而且在实际操作中也有着非常实用的效果。（1）利用视觉来对数控机床的故障原因进行查找，最为常见的观察就是：检查数控机床中是否出现机械性的损伤；线路是否出现烧焦变形现象；各类电阻有没有发现变色或烧毁现象；机床内部运转部件是否出现掉落物或流出物；一些保护性的部件是否出现跳闸；熔断器是否出现熔断现象；机床内部部件有没有出现松动或脱落的现象；操作者编写的控制程序是否正确等等。（2）利用嗅觉对数控机床的内外部进行气味检查，当数控机床运转时发生摩擦现象时，会出现相应的烧焦气味；线路灼烧或漏电时也会出现一定的焦糊气味，同时还可能伴随着放电的声音。
（3）利用触觉对数控机床相关部位的振动检查，可以判断出设备是否出现故障。还可以通过判断运转温度是否处于正常的状态下来分析故障。
2.报警信息诊断法。通过一套数控机床自诊断功能软件，很多的简单故障，数控机床都可以自动诊断出来，并能根据故障原因进行简单的处理。当故障发生时，相应的故障警报会自动进行报警，并指出故障原因。人们通过对故障报警，可以分析出故障产生的情况。
3.机床参数检测法。数控系统内部的参数丢失或设置不恰当都可能引起相应的故障发生。当数控机床出现故障时，应该对系统的参数设置进行核对，看看有没有问题。系统参数的设置错误都可能直接或间接的对数控加工过程产生影响。
4.测量法。测量法就是利用相序表、示波器等仪器对机床的各种线路进行检测，例如使用双通道示波器进行检查，当三相电相序正确时，不同两厢电之间的波形相位的差值为120°。
5.备件置换法。对于一些不容易确认是哪一部分有问题的时候，我们可以通过更换新的元器件来判断是不是元器件的问题。在确保没有进一步损坏的情况下，对怀疑有故障的元器件用相同元器件来替换，以确定是否发生故障。
6.原理分析法。原理分析法是根据数控机床的组成原理，从逻辑上分析各点的逻辑电平和特征参数，从各部件的工作原理着手进行分析和判断，以确定故障部位的诊断方法。这种方法的运用，要求检修人员对整个数控系统和每个部件的工作原理都有清楚的.较深的了解，才能对故障部位进行定位。
总之，现实的数控机床设备越来越复杂，功能越来越多样，同时出现的故障类型也是越来越多样。但是只要相关的人员不断进行学习，从实际中吸收相关的经验，结合多样化的诊断方法，这样对数控机床的维护会更加的容易与简单。
参考文献
[1]将洪平，数控设备故障诊断与维修，北京：北京理工大学出版社。2006.8
[2]郑小年，数控机床故障诊断与维修，武汉：华中科技大学出版社，2005.9
[关键词]数控机床；故障点；机械；电路
一、检查数控机床故障中应该掌握的原则
数控机床是一种技术复杂的机电一体化设备，其故障发生的原因检测起来较为复杂，这给故障诊断和故障排除带来不少困难。为了便于故障分析和处理，归纳了以下按故障部件、故障性质及故障原因等对常见故障作如下分析思路的总结。在检测故障过程中，应充分利用数控系统的自诊断功能，如系统的开机诊断、运行诊断、PLC的监控功能。根据需要随时检测有关部分的工作状态和接口信息，还应灵活应用数控系统故障检查的一些行之有效的方法，如交换法、隔离法等。在检查数控机床故障中还应该掌握以下原则：
1.先静后动。数控机床发生故障后，先不要盲目动手修理，应该先询问之前机床操作人员故障发生的过程及状态与误操作的内容。根据操作人员所给的信息来查阅机床说明书以及分析。检测到的部分先在机床断电的静止状态，确认可以排除危险后，方可通电，在运行情况下进行动态诊断。
2.先外部后内部。数控机床是机械、液压、电气、电路，一体化的机床，故障的发生必然从机械、液压、电气、电路这综合反映出来，数控机床的检修要求维修人员掌握先外部后内部的原则。即当数控机床发生故障后，维修人员应先采用望、闻、听、问等方法，由外向内逐一进行检查。比如从数控机床的外部检查，观察外部部分有否损坏，有无异常，是否因为接触不良或者连接部位松脱之类的原因而造成机床的故障。
3.先机械后电气。由于数控机床是一种自动化程度高、技术复杂的先进机械加工设备。一般来说，机械故障是比较容易察觉的，数控系统故障的诊断则难度要大些，数控机床的检测中先检查机械部分是否正常。如行程开关是否灵活，气动、液压部分是否正常。数控机床的故障很大部分是由于机械动作失灵引起。
4.先简单再复杂。当出现多种故障互相交织掩盖、一时无从下手，首先需要解决容易的问题，后解决难度较大的问题。常常在解决简单故障的过程中，难度大的问题也可能变得容易，或者在排除简单故障时受到启发，对复杂故障的认识更为清晰，迎刃而解。
5.以故障原因改良固件。通过发现故障，对故障维修后。分析引起故障的原因，在可行的条件下来改良该部件的构造，避免故障的再次发生。如散热风扇的用途为机械散热，但加工过程中必定会有灰尘，灰尘中带有静电，所以在散热风扇后装一层隔尘膜，把灰尘隔离。
二、实例
(一)深圳GSM900立式铣床一台，使用的是仿FANUO系统
故障现象：在机床总电源打开时，LCD无显示(黑屏)。
故障分析思路：首先查看电源接口是否有松脱现象，查看后电源是接通，可以排除数控机床电源问题。再观察LCD外部是否有损坏，破损以及烧焦的味道，再用耳朵贴紧专用计算机部分听是否在运作，此时，发现专用计算机上的散热风扇无转动，需把专用计算机部分拆开进一步分析。LCD无显示必定是烧毁或者无信号输入，检查专用计算机是否正常运作，是否有信号发送，发现专用计算机没运作。此时，可以基本确定LCD的故障是因为专用计算的主板没有视频信号到LCD而导致LCD黑屏。数控机床的故障已经缩小到专用计算的主板的范围，就可以根据说明书，以及其电路图来分析主板故障点(其专用计算机的接线图如图1所示)。
利用万用表测量主板上的电路，CPU(中央微处理器)，总线{BUS)，主板电源、存储器(RAM，EPROM)，输入输出接口(I/O)均无发现异常。数控机床的专用机其实跟办公电脑一样的构造，通过这样，查出电脑的启动是靠主板来打通电源的，主板的BIOS是控制主板的大脑，在电脑关闭的时候，BIOS是通过电子电池来维持存储器设置的存储功能。此时再用万用表来测量该主板电子的电压，发现该电子的电压已经不能正常工作了。更换一个新的电子，专用计算机又可以重新启动，数控机床正常运作。
这次的故障排除以及维修的成功，是按照；先外部后内部，检查是否机床外部故障引起的，均无发现异常后。先静后动、把机床通电后，正常开机后听一下机床故障点是否有异响，再观察是否有烧焦味道，这样可以初步判断电路是否短路。因为这故障是LCD无法显示，可以把故障点定在线路或电路问题上，不应该花费检测工序在机械部分上。用万用表测量电路板线路是否正常，一步一步把故障范围缩小，最后分析了是因为主板的启动问题导致专用计算机的失灵。这可以说是花费了较少的时间以及简化了许多不必要的检测工序，大大减少了故障排除的时间。
(二)济南MJ-50数控车床刀架故障及排除
故障现象：在机床运作过程中，MDI或自动循环时，刀架有时转位正常，有时出现转位故障，刀架不锁紧，刀架停止运动(刀架换到流程图如图2)。
故障分析思路：首先数控机床是由液压夹紧、松开，由液压马达驱动转位。检查液压标，液压无泄露，液压标正常，液压系统也正常，要认为是刀架机械问题可以排除。然后检测刀架PLC控制程序是否有问题，因为刀架控制程序中延时继电器的时间设定不当，有可能出现这种故障，刀架装上刀具以后，各到位回转较慢的刀位，出现转位故障。但经过说明书的对比，此可能性也可以去除。最后只能完全依靠I／O诊断画面来分析故障原因，在反复手动刀架转位中，逐渐找到了规律，若是奇数刀位很少出故障，故障大多数发生在偶数刀位且无规律可循，为此，重点调看刀架奇偶校验开关信号X14，3，发现在偶数刀位时，奇数校验开关信号X14.3时有时无，于是可以断定找到了故障所在。
因为刀架设计为奇偶校验，在偶数刀位时，如果奇偶校验开关X14.3有信号，奇偶校验通过，刀架结束转位动作并夹紧。如果X14.3无信号，则奇偶校验出错，发出报警信号，“进给保持”灯亮，刀架不能结束转位动作，保持松开状态。在奇数刀位不受奇偶校验影响，因而转位正常。故障点查找出来后，立即拆开转位刀架后罩，检查奇偶校验开关及接线均正常，接着检查由开关到数控系统I／O板的线路，发现电箱内接线端子板上X14.3导线与端子压接不良，导线在端子内是松动的，重新压好端子，刀架位工作正常。
(三)广东机械研究――712A铣床主轴故障及排除
故障现象：在MDI方式输入M03 S1200，运行时主轴不转动，无任何动作。该数控铣床的主轴采用无极变速：在额转速300～3000r／min下。
故障分析思路：根据以上情况，导致主轴不转动的原因大致可以分为；机械传动部分、控制部分、电路电机这三部分可能性较大。首先检测一下机械传动部分，把数控铣床电源关掉，利用人手在主轴上顺时旋转，检查主轴的转动是否有异响以及是否有卡住、转动不顺畅的问题，传动带等检查后均无发现异常，再打开主轴控制电源箱，检查是否跳闸。因为数控机床除了电路部分还有冷却部分、液压部分等引起电路部分跳闸的情况经常出现，检测后电路部分工作。此时，查阅说明书，发现电机转动还有一个感应装置，当主轴的油底过注入警戒线时，此感应装置就停止主轴的转动(就如行程开关一样)，加上油后，同样在MDI状态中输入M03S1200，运行时主轴正常工作。
故障排除总结：分析思路是正确的，先机械后电路，但过程中忽略的一些不起眼的问题，导致时间花费多。数控维修人员不仅要有较广的知识面，而且需要对数控系统有深入的了解，善于分析，做到胆大心细，维修过程中要稳要准。
参考文献
[1]张柱银，数控原理与数控机床[J].2D03(7)。
关键词：维护；故障；维修
中图分类号：G718文献标识码：B文章编号：1672-1578（2013）06-0285-01
数控机床就是针对这种要求而产生的一种新型自动化机床。数控机床集微电子技术、计算机技术、自动控制技术及伺服驱动技术、精密机械技术于一体，是高度机电一体化的典型产品。它本身又是机电一体化的重要组成部分，是现代机床技术水平的重要标志。
1.要多看
1.1多看有关资料：要了解各种数控系统和PLC可编程序控制器的特点和功能；要了解数控系统的报警信号的功能及排除方法；要了解CNC、PLC机床参数设定的含义；要了解PLC的编程语言；要了解数控编程的方法；要了解控制面板的操作和各菜单的内容；要了解主轴和走刀电机的性能和驱动器的特征等等。重点是要吃透数控系统的基本组成和结构，掌握方框图，对每部分的内容要有重点的了解和掌握。比如华中系统，要重点了解每部分的作用，各板子的功能，接口的去向，LED灯的含义。
1.2要多看电气图、并加以消化：对于每一个电器元件，比如：接触器、继电器、时间继电器等以及PLC的输入、输出，要在电气图上一一注明。举一个简单例子，比如+T-KM1为刀架电机+M-M2正转启动的接触器，一般在图上注出其常开、常闭触点的去向，因此，可对其对应的某页上的常开或常闭触点+T-KM1，注明内容为刀架电机正转的接通与断开。同时，也应清楚标明是PLC的哪一外部输出带动接触器+T-KM1动作的，要做到来龙去脉，一清二楚。而对电气线路图中的某些方框图，比如每个轴的驱动器，只是一个方图框，只要了解某控制条件（通断情况），对于详细的东西可等到以后再研究。
1.3要多看液压、气动图，并深入消化：对于数控机床的机械、液压、气动图，要搞清楚其作用和来龙去脉，并在图纸上一一注明，并分解其图，如锁紧刀具是由哪个电磁阀动作的？对应的PLC输入、输出是哪几个点位？在图上写明。同时特别对机、电关系比较密切的部分要重点了解，要重点了解其作用和功能，即懂电又懂机，机电一体化，掌握多种本领，这样解决问题的效率就可以得到很快的提高。
2.要多记
2.1要记录有关的各种参数：重点记录机床调整好后各种有关参数，比如CNC机床参数，PLC机床参数、PLC程序（以上可存在磁盘中）以及主轴和各走刀电机的电流、电压、转速等数据。还要记下电柜中继电器、接触器等在通电和正式加工时的状态（吸合还是断开）以及PLC所有输入、输出LED发光二极管的状态（亮暗、闪耀）或者记录屏幕上PLC状态IB（输入位）、QB（输出位）是0还是1。这样记录下来对以后分析判断故障好处极大。
2.2要记录液压、气动的状态同样记录液压、气动在正式加工或不加工时各种压力表、气压表的压力，电磁阀的吸断状态，这对于调整、判断帮助也很大。如美国INGERSOLLOPENsIDE MASTERHEAD数控搪铣床静压采用双薄膜技术，有一百多个压力的测量点，其压力的高低直接影响机床功能动作的正常与否，记录静态、动态时的压力很重要。
2.3维修故障记录：把机床发生的故障现象，如何排除的过程一一记录下来。我们发现数控机床往往有的故障会重复出现，只要查一下当时是如何排除故障的记录，几分钟就可以排除故障，即省时又省力。
3.要多思考
3.1要多思考，开阔视野，往往有时修理是不够冷静，没有很好地分析。应该把所发生的报警、故障情况全部列出来，通过由表及里，去伪存真，进行综合判断和筛选，预测发生故障的最大可能性，随后进行排除。
3.2要多思考，知其所以然，往往在排除故障时，有时没找到故障的真实原因，过后故障又继续发生。要根据故障发生的频率、重复性、机械电器的寿命，认真做好备件工作，这是保证机床连续、正常运行的重要工作。
4.要多练，即多实践
4.1要多实践，要敢于动手，善于动手，对于维修人员来说，要胆大心细，要敢于动手，只会讲，不动手，是修不好数控机床的。但是要熟知情况再动手，不要盲目，否则会扩大故障，造成事故，后果不堪设想。同时我们还要善于动手，首先要上机熟悉机床的操作面板和各菜单的内容，做好操作自如。同时也要充分利用数控机床的自诊断技术来迅速地处理解决故障。现在数控技术越发展，则自诊能力也越强。比如A-B10系统，有专用诊断软件，可连网诊断等。
4.2要多实践，培养自己的动手能力和掌握实验技能，有时有些故障看起来很模糊，分不清是电气故障还是机械故障，比如XKF-718数控仿型铣Y轴抖动并且该坐标换向时有冲击声故障的维修。坐标运动时抖动可以电气增益和机械传动机构两方面着手检查；坐标换向时有冲击声通常是机械传动上存在较大的反向间隙造成的。故而先从机械传动链着手检查。经检测，Y轴有较大的反向间隙。对机床的进一步检查中，导轨良好，电机与丝杠联轴器无松动，联结可靠。再继续检查丝杠副，发现Y轴丝杠电机端的预紧螺母松动，此处为明显故障点，将会产生轴向窜动，同样会使机床运动时产生抖动。调整预紧螺母，消除轴向窜动，机床恢复正常。
其它还有很多方法，比如"隔离法"、"置换法"、"对比法"、"敲击法"等方法都可以作为一种有效的手段来帮助我们寻找、排除故障要多实践
4.3学会使用有关仪器，比如示波器、万用表、在线电路检测仪、短路检查仪、电脑、编程器等能够帮助我们具体电路的判断、检查，特别是PLC编程器、电脑、要熟练使用，可自由输入、输出机床参数，在线测试有关状态，系统初始化等。这对分析故障，特别是复杂故障，解决问题有很大帮助。
尽管数控机床故障复杂，千变万化，只要我们认真对待，培养一支高素质的机电一体化的维修队伍，通过多看、多问、多思、多练、积累经验，掌握维修技巧，融会贯通，一定能够依靠自己的力量，把数控机床修好。
参考文献
[1]李仁《电器控制》.北京：机械工业出版社，1998年
[2]邓则名《电器与可编程控制器应用技术》第2版，北京：机械工业出版社，2002年
一、询问调查
在接到机床现场出现故障要求排除的信息时，首先应要求操作者尽量保持现场故障状态，不做任何处理，这样有利于迅速、准确地分析故障原因。同时仔细询问故障指示情况、故障表象及故障产生的背景情况，依此做出初步判断，以便确定现场排故所应携带的工具、仪表、图纸资料、备件等，减少往返时间。
二、现场检查
到达现场后，首先要验证操作者提供各种情况的准确性、完整性，从而核实初步判断的准确度。由于操作者的水平限制，对故障状况描述不清甚至完全不准确的情况不乏其例。因此，到现场后不要急于动手处理，重新仔细调查各种情况，以免破坏了现场，使排故增加难度。
三、故障分析
根据已知的故障状况分类分析故障类型，从而确定排故原则。由于大多数故障是有指示的，所以一般情况下对照机床配套的数控系统诊断手册和使用说明书，可以列出产生该故障的多种原因。
四、确定原因
对多种可能的原因进行排查从中找出本次故障的真正原因，这时对维修人员是一种对该机床熟悉程度、知识水平、实践经验和分析判断能力的综合考验。
五、排故准备
有些故障的排除方法可能很简单，有些故障则往往较复杂，需要做一系列的准备工作。例如工具仪表的准备、局部的拆卸、零部件的修理、元器件的采购甚至排故计划步骤的制定等等。
数控机床电气系统故障的调查、分析与诊断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。因此，故障分析诊断的方法也就变得十分重要了。下面把电气故障的常用诊断方法综列于下：
1.直观检查法即感官检查是故障分析之初必用的方法
（1）询问。向故障现场人员仔细询问故障产生的过程、故障表象及故障后果，并且在整个分析判断过程中可能要多次询问。
（2）目视。总体查看机床各部分工作状态是否处于正常状态，例如各坐标轴位置、主轴状态、刀库、机械手位置等；各电控装置如数控系统、温控装置、装置等，有无报警指示，局部查看有无保险烧煅，元器件烧焦、开裂、电线电缆脱落，各操作元件位置正确与否等等。
（3）触摸。在整机断电条件下，可以通过触摸各主要电路板的安装状况、各插头座的插接状况、各功率及信号导线(如伺服与电机接触器接线)的联接状况等，来发现可能出现故障的原因。
（4）通电。这是指为了检查有无冒烟、打火，有无异常声音、气味以及触摸有无过热电动机和元件存在而通电，一旦发现立即断电分析。
2.仪器检查法
使用常规电工仪表对各组交、直流电源电压以及相关直流及脉冲信号等进行测量，从中找寻可能的故障。例如，用万用表检查各电源情况及对某些电路板上设置的相关信号状态测量点的测量，用示波器观察相关的脉动信号的幅值、相位甚至有无，用PLC编程器查找PLC程序中的故障部位及原因等。
3.信号与报警指示分析法
（1）硬件报警指示。这是指包括数控系统、伺服系统在内的各电子、电器装置上的各种状态和故障指示灯，结合指示灯状态和相应的功能说明便可得知指示内容及故障原因与排除方法。
（2）软件报警指示。如前所述的系统软件、PLC程序与加工程序中的故障通常都设有报警显示，依据显示的报警号对照相应的诊断说明手册，便可获知可能的故障原因及故障排除方法。
4.接口状态检查法
现代数控系统多将PLC集成于其中，而CNC与PLC之间则以一系列接口信号形式相互通讯联接。有些故障是与接口信号错误或丢失相关的，这些接口信号有的可以在相应的接口板和输入/输出板上的指示灯显示，有的可以通过简单操作在CRT屏幕上显示，而所有的接口信号都可以用PLC编程器调出。这种检查方法要求维修人员既要熟悉本机床的接口信号，又要熟悉PLC编程器的应用。
5.参数调整法
数控系统、PLC及伺服驱动系统都设置许多可修改的参数，以适应不同机床、不同工作状态的要求。这些参数不仅能使各电气系统与具体机床相匹配，更能使机床各项功能达到最佳化。因此，任何参数的变化(尤其是模拟量参数)甚至丢失都是不允许的；而随机床的长期运行所引起的机械或电气性能的变化，会打破最初的匹配状态和最佳化状态。此类故障多指故障分类一节中后一类故障，需要重新调整相关的一个或多个参数方可排除。这种方法对维修人员的要求是很高的，要对具体系统主要参数十分了解，既知晓其地址，熟悉其作用，又要有较丰富的电气调试经验。
6.备件置换法
当故障分析结果集中于某一印制电路板上时，由于电路集成度的不断扩大而要把故障落实于某一区域乃至某一元件是十分困难的。为了缩短停机时间，在有相同备件的条件下可以先将备件换上，然后再去检查修复故障板。备件板的更换要注意以下问题：
（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，因此在更换备件板上一定要记录原有的开关位置和设定状态，并将新板作好同样的设定，否则会产生报警而不能工作。
（3）某些印制电路板更换后还需进行某些特定操作，以完成其中软件与参数的建立，这一点需要仔细阅读相应电路板的使用说明。
（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，否则会丢失有用的参数或者程序，必须更换时也必须遵照有关说明操作。
鉴于以上条件，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，以免造成更大的故障。
7.交叉换位法
当发现故障板或者不能确定是否故障板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板互换检查。例如，两个坐标的指令板或伺服板交换从中判断故障板或故障部位。这种交叉换位法应特别注意，不仅硬件接线要正确交换，还要将一系列相应的参数交换，否则不仅达不到目的，还可能会产生新的故障造成思维混乱，一定要事先考虑周全，设计好软、硬件交换方案，准确无误再行交换检查。
8.特殊处理法
当今的数控系统已进入PC基开放化的发展阶段，其中软件含量越来越丰富，有系统软件、机床制造者软件甚至还有使用者自己的软件。由于软件逻辑的设计中不可避免的一些问题，会使得有些故障状态无从分析，例如死机现象。对于这种故障现象，可以采取特殊手段来处理，比如整机断电，稍作停顿后再开机。维修人员可以在自己的实践中摸索其规律或者探索其他有效的方法。
关键词：数控机床；故障；分析；维修
前言
数控机床已经广泛应用于现今各行各业的生产中为工业生产的腾飞提供了不小的助力，但是数控机床集成度和自动化程度提高的同时也使得数控机床的复杂性大幅提高，当数控机床出现故障时也对数控机床的维修提出了不小的考验。本文将在分析数控机床常见故障的基础上对如何做好数控机床的维修进行分析阐述。
1数控机床常见故障分类
数控机床常见故障根据其发生的特点、原因等可以将其分为：（1）系统软、硬件故障，数控机床软件故障指的是数控机床其自身的数控系统软件部分所带来的故障，在维修数控机床软件故障时无需对数控机床的硬件设施进行修理，仅需要在分析数控机床PLC程序等的基础上对数控机床的参数或是PLC程序进行改动即可消除故障、而数控机床硬件故障则主要指的是数控机床的控制模块等出现硬件性损坏，需要将故障硬件拆下修理后才能继续使用。（2）数控机床的机械故障，此类故障主要是由于数控机床的机械磨损、机械撞击等所造成的损坏，在维修时需要对数控机床机械磨损区域或是撞击区域进行修复以此来恢复数控机床的正常使用。（3）有无诊断报警的故障，现今的数控机床控制系统中都编制有详细的数控报警信息，用户可以根据数控报警信息来对数控机床的故障发生区域进行诊断以此来缩小故障诊断范围。但是在一些数控机床的控制系统中，并未对数控机床的报警信息进行详细的解释，需要数控机床维修人员查找相关资料来予以解决。此外，根据数控机床故障发生的类型可以将数控机床的故障分为机械故障和电气故障两大类。
2数控机床电气故障原因分析及查找
2.1数控机床电气故障原因查找前的准备工作
前期的准备工作对于数控机床电气故障的排除有着极为重要的意义，当数控机床出现故障时，应当保持数控机床现场的故障状态等待数控机床维修人员到达现场，从而有利于数控机床维修人员根据现场的实际情况对数控机床故障发生的原因进行初步的判断，在对数控机床维修时，数控机床维修人员需要对数控机床故障出现的指示情况及数控机床故障发生的背景情况进行仔细的了解，从而掌握第一手的资料为数控机床的维修打下良好的基础。在维修人员到场对数控机床操作人员进行情况了解的过程中，数控机床维修人员需要在与数控机床操作人员的交谈中捕捉到有用的信息，从而做出自己的判断以确保数控机床故障情况的准确性与完整性，此外，在数控机床故障原因查找的过程中数控机床维修人员不能盲目的对数控机床故障进行处理，而是应当对可能造成数控机床电气故障的原因进行详细的测量，以免盲目操作而造成数控机床故障复杂性的增加，提升数控机床故障排查的难度。一般来说，对于数控机床所产生的故障数控机床的数控系统中都是带有提示的，应当通过数控机床中所显示的故障报警信息查找相关的数控机床数控系统诊断手册从而对数控机床电气故障的触发因素进行了解，从而便于数控机床维修人员结合保障进行来对数控机床进行故障排查。
2.2数控机床的故障排查
在数控机床的故障排查中，需要通过问询操作者数控机床故障前后设备的运行情况是否有异常情况，以确定数控机床所产生的故障时偶发性的故障还是经常性故障，在数控机床故障发生时是否有异兆，在数控机床故障发生时是否有其他异常操作或是异常情况等，这些信息对于快速、准确的定位数控机床故障位置有着极为重要的意义，此外，在对数控机床进行故障维修时应当在安全的前提下注意观测数控机床在运行的过程中是否有异常声音及其他的一些异常信号，在切断电源后，数控机床维修人员可以通过闻电气控制系统中是否有焦糊味以及触摸数控机床的电机、变压器以及熔断器等查看其是否有过热现象。在数控机床电气系统的维修过程中，数控机床维修人员需要对数控机床数控控制系统中的各部分的电气构造及原理进行充分、全面的了解，以便在数控机床故障排查中可以通过数控机床电气设备的控制原理来实现对于数控机床电气故障原因的查找。在数控机床电气故障的排查中，对于机床厂家所编制的用户报警可以通过对PLC报警的触发条件进行逐项排查从而找出造成数控机床电气故障的故障点，从而实现对于数控机床电气故障的排除。而对于一些数控机床数控系统的系统性报警，则应当根据系统报警信息来查找相关的报警诊断手册以此来确定数控机床系统报警所代表的意义和可能的原因，并结合数控机床的电气控制原理来查找相应的故障点。在对数控机床的电气故障进行排查的过程中，都需要从数控机床设备的动作原理入手来进行分析以此来缩小数控机床故障查找的范围，而后通过数控机床电气故障所产生的信息对数控机床故障原因进行逐级的排查，根据数控机床报警细节最终找到数控机床电气故障的故障点，而后采取相应的处理措施来排除故障。此外在数控机床电气故障的排查过程中需要注意的是一些关联性报警信息，这些数控机床报警所显示的信息并不是数控机床的直接报警而是由直接故障点所引出的一些关联性的报警信息，从而为数控机床的故障排除带来了不小的难度。在排除此类故障时，数控机床维修人员需要通过对数控机床故障信息进行细致的分析找出造成数控机床故障报警的真正原因从而实现对于数控机床故障的排除。
3数控机床故障检修中的注意要点
数控机床的控制系统极为复杂，在对数控机床控制系统进行拆卸的过程中需要注意做好记录并注意避免破坏数控机床设备的内部结构，对于数控机床电气控制元件拆卸下来的部分需要做好分类、保存以免丢失而对后期的维修造成影响。在对数控机床电气控制系统进行测量的过程中需要注意的是对于带有阻值的线路进行测量时应当处于下电状态，避免带电测量。在对数控机床的控制电路板进行拆卸的过程中需要注意不得损坏电路板，在拆卸的过程中需要注意做好各线路上的开关、跳线等的位置，以便在数控机床电气控制系统恢复的过程中将其恢复的原来的位置，在数控机床电气设备的检修时需要进行两极以上的对照检查，需要注意对各板上的元件进行标记，避免元件错乱。在查清线路板上的电源配置后数控机床检修人员需要根据检查的需要对线路板采取分别供电或是全部供电的方式来对数控机床的控制电路板进行检测，查找故障点。此外，在数控机床维修的过程中尤其需要注意的是避免触碰数控机床中的380V/220V等的高压部分，以免造成安全事故。
4结束语
数控机床的控制系统极为复杂，在对数控机床进行故障排除的过程中需要从数控机床故障发生的现象入手从数控机床故障发生的原理进行分析查找故障发生点，由于数控机床涉及到机械、电气、液压、气动等多方面的因素，在对数控机床进行故障排查的过程中需要进行综合的考虑，确保数控机床的正常运行。
参考文献
[1]王永涛.机床电气设备故障分析与维修[J].科技与企业，2015（4）：232-232.
[2]梁爱菊，陈少杰.基于PLC的数控机床电气控制系统研究[J].建筑工程技术与设计，2016（20）：17-18.
关键词： 数控机床；故障诊断；故障维修
动化的机床；是信息技术与机械制造技术相结合的产物，代表了现代基础机械的技术水平与发展趋势；是制造业实现生产现代化的重要手段，它的广泛普及对于产品质量、生产效率，乃至对社会生产力的提高都起着巨大的推动作用[1]。一旦数控机床发生故障、停机必将给企业和社会带来巨大的损失。为了将损失降到最低，要求数控机床维修人员在故障发生后要沉着冷静，对故障现场进行全面分析，判断故障发生部位，采取相应方法及时排除故障。现将故障诊断及维修的通用流程总结如下。
1 数控机床故障诊断、维修应遵循的原则
1.1 先方案后操作
故障发生后，维修人员应先向机床操作者了解故障发生的整个过程，查阅机床的技术说明和相关技术图样，考虑好故障的解决方案后再动手维修。
1.2 先检查后通电
确定好解决方案后，不要忙于通电，要先对机床进行观察、测试和分析，以确定故障的性质是恶性的破坏性故障还是非恶性破坏性故障。如果确认是恶性的破坏性故障，必须先将危险排除；如果是确认是非恶性破坏性故障，方可给机床通电，然后对运转的机床做进一步的动态观察、检验和测试，以查找故障的发生部位。
1.3 先软件后硬件
数控系统的软件工作不正常同样可以导致数控机床发生故障。比如，软件参数丢失，软件的使用方式、操作方法不正确等。因此，机床通电后，应先确认软件是否正常工作，以免产生更大的故障。
1.4 先外部后内部
数控机床发生故障后，维修人员应先检查机械部件是否发生故障，如行程开关，按钮开关工作是否正常。确认机械部件没有问题后，再检查液压器件是否发生异常，如液压元器件的连接是否松动。最后，检查电气接触部件是否松动，如印制电路板插头座、电控柜的插座等，往往这些部位由于机械振动、油污、粉尘、温湿度的变化造成信号接触不良，导致信号传递失真，造成数控机床发生故障[2]。
1.5 先机械后电气
数控机床是由机、液、电组成、高度自动化、复杂的先进机械加工设备。对数控机床的诊断应该按一定的顺序进行，根据经验表明，大部分故障均是由机械系统动作失灵造成的，如行程开关不能正常工作，此外，机械故障容易察觉，电气故障较难诊断。因此，在维修时应先逐一检查机械性的故障，往往能够达到事半功倍的功效。
1.6 先公用后专用
公用性的故障影响面大，是主要矛盾，专用性故障只影响局部，是次要矛盾。例如：数控机床的所有坐标轴都不能做进给运动、电网或主电源发生故障，这些都是公用性的问题，只有公共故障得以排除，专用性的故障才可能得到解决。
1.7 先简单后复杂
数控机床可能同时发生多种故障，故障的复杂程度不尽相同，小故障比较容易维修，难度大的故障维修起来比较困难，维修人员应先维修小的容易解决的故障，在维修的过程中可能受到启发，对复杂故障有了清晰认识，或者复杂的故障变成了小故障，利于复杂故障的解决。
1.8 先一般后特殊
导致数控机床发生某一故障的原因可能多种多样，在维修时要优先考虑导致故障的常见可能因素，最后在分析特殊不常见的因素。
2 故障诊断维修的一般流程
2.1 充分调查故障现场
如同医生看病一样，数控机床的故障诊断首先也要问诊。向数控机床操作者充分了解以下几个内容：
1）机床在什么情况下出现的故障。
2）故障产生时有什么外观现象。
3）故障产生后操作者采取了哪些措施。
2.2 建立故障树
首先分析数控机床的故障，再将导致故障产生的诸多因素，如主机、人为、CNC、环境、元器件因素等，用适当的符号表示，用逻辑符号将它们与故障连接起来。然后，逐级展开故障发生的原因，把故障产生的原因分析出来，构成一颗故障树。当机床故障产生后，通过主干、支干逐级分析法来寻找故障产生的原因。
2.3 排列可能引起故障的诸多因素
故障树建立起来后，为找出产生故障的原因提供了一个可寻范围，在这个前提下就可排列出产生故障的诸多因素。数控机床产生同一故障现象的原因可能是多种多样的：有CNC系统的原因、有机械的原因、机床电气系统的原因等。因此，在分析故障时要把有关的因素都罗列出来，然后采用排查法找出造成故障的真正原因。
2.4 确定故障产生的原因
利用机床的技术档案，现场经验和判断能力，机、电、液综合知识以及必要的测试手段和仪器、仪表，确定最有可能的因素，然后通过实验，逐一排查，最终找出产生故障的真正原因。
3 故障诊断维修的常用方法
3.1 直观法
直观法是指维修人员依靠人得感觉器官，按照故障现场产生的光、声、味等异常现象，仔细检查系统的所有部位，看看能否找到损伤和烧毁痕迹，将故障缩小到最小范围。
3.2 自诊断功能法
数控机床一般都具有自诊断系统，它是故障诊断最常用、最有效的方法之一[3]。数控机床发生故障后，机床显示器上会显示报警信息、数控系统与各模块之间的接口状态，根据这些信息有利于找出故障的大致位置。
3.3 参数检查法
在数控系统中有许多参数地址，其中存入的参数值是机床出厂时通过调整确定的，它们直接影响着数控机床的性能。通常这些参数不允许修改。如果参数设置不正确或因干扰使得参数丢失，机床就不能正常运行。因此参数检查是一项重要的诊断。
3.4 PLC检查法
1）利用PLC的状态信息诊断故障。
【关键字】数控；机床；维修；注意；事项
1 数控机床特点
数控机床主要由机械传动、电力伺服以及液压系统组成的。相对传统的机床，数控机床具有加工精度高，机床自动化程度高，智能化操作以及生产率很高等优势。正是基于这些优势，目前数控机床在我国已经得到广泛的应用。
2 数控机床运行中出现的常见故障
2.1 数控机床的主轴部件
数控机床的主轴部件因为承受的压力较大，很多工作部件都离不开主轴的运行，因此，相对其他部件，主轴易出现故障，比如说主轴的剂失效、主轴密封等，主轴出现问题后，会直接导致机床精度降低。因此，发生故障时，需要对于主轴做好及时认真的检查工作。
2.2 数控机床传动部件
在电机与工作台之间传动过程中，容易发生传动部件故障，比如说运动发生中断、机械爬行精度大大降低等情况，这些主要由于机械部件发生摩擦或者松动造成的。
2.3 电气设备故障
数控机床离不开电气设备的正常运行。而电气设备在数控机床工作过程中，容易因外界的干扰或者受力等原因，造成电流过大，出现主板烧毁等现象。除此之外，电气设备故障会导致加工数据丢失或产生错误的分析结果，导致更多问题的出现。
3 数控机床在维修时的注意事项
数控机床在使用过程中，往往会因为自身设备的原因或者受到外界的干扰，导致机床产生故障。为了及时解决故障，需要快速、正确的解决好问题，但是如果不采取一定的测量，仓促的维修，会起到相反作用，因此，在维修时需要注意一些事项。
3.1 先准备后维修
数控机床发生问题时，做好充分的准备工作。一般来讲，可以从以下三个方面来准备：
（1）首先，及时准备好待修理设备的相关技术资料。主要包括，机床的原理图、电气部分、数控主轴、装置部分等等。
（2）再者，需要准备好修理工具，比如说机械工具里的扳手、钳子等，电气工具中的示波器、万用表等等，防止在维修进行中，因工具准备不足导致进度延误。
（3）最后，做好修理方案准备工作。任何设备故障维修都是有目的性的，在进行维修时，不要盲目处理，需要根据修理经验或者采取故障检测方法判定好是电气故障还是机械故障，制定好可靠的维修方案。这样，可以有针对性的修理设备，解决故障，提高工作效率。
3.2 先查机械后看电气
数控机床是机电一体化综合运用的典型设备，机械的运动需要在电力设备的驱动下工作。机械设备因为自身机械元件的摩擦、磨损等原因，相对电气设备更容易出现故障。因此，在维修时，可以选择先查阅一下机械设备工作情况，再瞧瞧电气设备工作状况。
3.3 先瞅外部后瞧内部
数控机床体型一般都很大，这样如果发生故障，没有制定好合适的方案，检查故障是一件很繁琐的事情。为了尽量减少工作量，提高效率，维修中，可以先仔细的看看外部设备工作状况，比如说设备轴承磨损情况，油工作情况，如果外部没有问题，再瞧瞧内部设备是否工作良好，避免随意拆封、开启设备，直接拆卸外壳，检查内部，忽略外部设备造成故障的可能性，增加无谓的劳动。
3.4 先进行简单后执行复杂
对于数控机床故障，因其自身设备工作的复杂性，导致产生故障的问题也是各种各样。遇到故障问题，尽量化难为易，就是从简单入手，循序渐进的检测设备故障情况。比如说对于数控机床工作时无法回到参考点问题，可以先检查开关点或者撞块的位置情况，如果没有问题，再检测脉冲编码器的工作情况。只有这样，按部就班的解决每个问题，才能提高效率，及时的解决问题。
4 数控机床常用的诊断方法
4.1 直接观察法
直接观察法就是在出现故障时，不必立即拆卸设备，而是先利用听觉、视觉、嗅觉等人体器官对设备故障做初步诊断。具体诊断问题，可以包含以下几个方面：
（1）利用视觉，仔细核对数控机床硬件部位的连接是否出现松动现象；
（2）利用嗅觉，判断数控机床内部电气设备的电路板是否有烧焦味道；
（3）利用听觉，核查数控机床的机械部分是否发出异常的摩擦刺耳声音；
利用直接观察法可以检测设备是否出现异常。比如数控机床在正常运行时，Z轴出现异常，发出报警声音，提示实际Z轴位置与系统指示的不同，这个时候利用视觉，会发现编码器外壳或许损坏，可以判断编码器出现问题。
4.2 参数调整法
在数控机床系统中，参数对于设备的正常运行起着非常重要的作用。数控系统以及PLC系统可以根据不同机床的要求设置不同的参数，而参数与数控机床的电气系统是匹配的，这样使得，参数在数控机床工作时不能发生变化，比如说参数丢失或者参数错误等都是杜绝发生的。因此，在数控机床诊断时，需要对参数做合理的调整，防止数控机床工作时间过长或由于电气设备发生故障导致参数变化，进而引起其他问题。
4.3 合理利用PLC的信息诊断
随着科技的快速发展，机电产品也开始越来越智能化。在数控机床系统中，很多故障实际上可以由PLC装置判断出来。具体的方法就是在数控机床上使用厂家提供的PLC梯形图，通过数据的输入以及输出状态，PLC装置可以判断出异常情况，提示出现的问题，便于维修人员及时准确的检查出错误来，提供效率。
5 结束语
考虑到数控机床的复杂性，维修人员在进行故障检测维修时，为了能够快速的找到故障源，解决问题，需要按照注意事项一点点分析，逐个排查问题，充分利用一些有效的诊断方法，比如说直观检测、PLC信息诊断、参数调整等等，只有这样，才能更有效的找到问题所在，确保机床运行正常。
参考文献：
[1]周磊.数控机床维修的若干问题浅析.广东技术师范学院学报，2010 （02）.
[2]杨红.浅谈数控机床的使用与维护.中国新技术新产品，2012 （08）.
[3]张世红.浅谈数控机床的特点及使用注意事项.职业教育，2011 （11）.
