时间：2023-08-07 17:31:55
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篇数控机床故障诊断，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。
在数控机床的控制系统中，PLC系统能够有效实现CNC（Com⁃puterNumericalControl）与机床间的可靠连接，从而确保机床可以及时、稳定的接受CNC发出的控制指令。由数控机床的维修实践经验可知，PLC系统发生故障的表现形式多种多样，且发生故障的原因也比较多，无论是机械方面的原因还是电气方面的原因，都有可能导致故障的产生，此外操作人员的不良习惯和机床保养工作不到位等原因也会引发故障。为确保PLC数控机床能够稳定、高效的运行作业，我们必须确保故障诊断的及时、准确性，这也是本文对PLC数控机床故障诊断及维修展开探讨的根本原因。
一、PLC数控机床简析
数控机床中的PLC系统是一个自动控制装置，其通常由CPU、I/O接口、存储器以及电源等共同组成。由于数控机床的设计和制造方法不尽相同，所以PLC系统在数控机床中一般有两种存在方式：一是内装型，即生产厂家将PLC系统与数控机床的控制系统充分融合了在一起；二是独立行，即PLC系统独立于数控机床的控制系统之外，其具备较为完善的软硬件功能，且可以单独完成控制工作任务。PLC系统是数控机床信息交换的中枢，其能够实现控制系统与机床装置的无缝交流，这中间不仅包括从PLC系统向机床发出的各类指令信息（比如说S、T功能的应答信息），还包括机床向PLC系统发出的各类信息（比如说各项功能代表），这种双向的信息交流让PLC数控机床更加的智能化、高效化。
二、基于PLC的数控机床故障诊断方法
（一）基于PLC的数控机床故障表现形式基于PLC的数控机床在发生故障时，通常会有以下三种表现形式：1、通过CNC报警能够直接发现故障，并且系统会显示出故障产生的原因。2、通过CNC报警能够直接发现故障，但却无法反映出故障产生的根本原因。3、故障在CNC中并没有任何提示，这时诊断和维修故障就需要进行专门的检测了。（二）基于PLC的数控机床故障诊断方法PLC数控机床发生故障的几率非常低，即便发生故障往往也能通过自诊断检测显示出来。一般情况下，其故障多发生在PLC的外部输入或输出环节，发生故障时数控机床通常不会停机，大多情况下是在故障发生后才发现的，故障的发生会造成机床损坏、加工件报废或者是生产事故等不良后果。因此，我们必须加强PLC数控机床的故障诊断，常用的方法主要有以下几点。1、经报警信号进行故障诊断当发生故障时，通常数控系统的自诊断功能便可以诊断故障并在CRT上将相关信息显示出来，然后维修工作人员就可以根据CNC系统所提供的机床运行状态信息并和各运行标准指标进行比对，便可以迅速完成故障诊断和故障排除了。2、经机床动作顺序进行故障诊断数控机床在运行过程中，刀具、托盘、模具等装置的自动交换动作，都有标准的动作顺序和工作程序，因此发生故障时，我们可以通过观察各部分装置的运动过程，看其是否在动作顺序和工作程序上的异常，以此来判定PLC数控机床是否发生了故障，然后再根据故障查明原因，并采取针对性的故障排除措施。3、经PLC梯形图进行故障诊断维修工作人员还可以在充分了解数控机床工作原理、连锁关系以及动作顺序的基础上，通过使用CNC系统的自诊断功能或者采用外部编程器，经过PLC梯形图来检验系统的输入/输出状态，并实时查看PLC系统和机床的运行状况，以此来综合判定故障及其发生的原因。4、经PLC系统的输入/输出接口进行故障诊断PLC数控机床输入/输出接口出的信号状态能够通过CRT来显示，如果发生故障时可以初步确认是输入/输出信号存在故障问题，在具体诊断时，便可以通过查看接口处的信号状态来判定故障发生的部位，也可以藉此判定到底是数控装置方面发生了故障还是机床方面产生了故障。如果数控系统的各硬件部分不存在故障，不需要查看电路图或梯形图，只需要通过查询输入/输出接口的信号状态便能够查明故障及其发生的原因。此外，也可以通过分析数控机床的输入/输出状态历史记录，比较故障状态和正常状态的差异之处，也能够迅速查明故障所在；但采用这种方法必须对控制对象输入/输出接口的故障状态和正常状态都非常熟悉才行。5、经控制对象的工作原理进行故障诊断数控机床中的PLC控制系统都是基于控制对象的工作原理进行设计和制造的，所以说PLC控制系统发生故障时，我们可以通过分析控制对象的工作原理，然后结合信号的输入/输出状态对故障进行分析和诊断，并采取相对应的故障排除措施。6、经动态跟踪PLC梯形图进行故障诊断在PLC数控机床实际检修过程中，往往还会存在这样一种问题，那就是部分数控机床发生了故障，但查看输入、输出信号以及其它标志均显示正常。这类故障的诊断就需要对PLC梯形图进行动态实时跟踪了，通过连续观察信号输入/输出状态及各项标志的瞬间变化，然后再根据PLC系统的工作原理分析并诊断故障，同时采取针对性的故障排除措施。
结语
总的来说，基于PLC的数控机床在日常运行过程中难免会因为电气方面原因、机械方面原因或者人为原因等发生故障。因此，为了确保数控机床的正常运行和生产活动的效率效益，我们必须及时进行故障诊断和维修。在故障诊断和维修过程中，除自诊断技术外，信号状态检测和按照控制对象工作原理进行故障诊断是最为有效的两种方式，值得我们推广应用。
参考文献：
[1]甘斌达.巧用综合编程方式提高数控铣加工效率初探[J].中国高新技术企业.2016(02)
[2]王茂凡,张圣文,赵中敏.数控设备的故障预测与健康管理技术[J].中国设备工程.2013(03)
[3]雷晓松.PLC在数控机床故障诊断中的应用[J].黑龙江科技信息.2012(29)
关键词:数控技术 数控机床 故障 维护
数控机床是机电一体化紧密结合的典范,是一个庞大的系统,涉及机、电、液、气、电子、光等各项技术,在运行使用中不可避免地要产生各种故障,关键的问题是如何迅速诊断,确定故障部位,并及时排除解决,保证正常使用,提高生产效率。
一、数控机床的维护
对于数控机床来说,合理的日常维护措施,可以有效的预防和降低数控机床的故障发生几率。
首先,针对每一台机床的具体性能和加工对象制定操作规程建立工作、故障、维修档案是很重要的。包括保养内容以及功能器件和元件的保养周期。
其次,在一般的工作车间的空气中都含有油雾、灰尘甚至金属粉末之类的污染物,一旦他们落在数控系统内的印制线路或电子器件上,很容易引起元器件之间绝缘电阻下降,甚至倒是元器件及印制线路受到损坏。所以除非是需要进行必要的调整及维修,一般情况下不允许随便开启柜门,更不允许在使用过程中敞开柜门。
另外,对数控系统的电网电压要实行时时监控,一旦发现超出正常的工作电压,就会造成系统不能正常工作,甚至会引起数控系统内部电子部件的损坏。所以配电系统在设备不具备自动检测保护的情况下要有专人负责监视,以及尽量的改善配电系统的稳定作业。
二、数控机床的故障诊断技术
1、数控系统自诊断。开机自诊断数控系统在通电开机后,都要运行开机自诊断程序,对系统中关键的硬件和控制软件进行检测,并将检测结果在CRT上显示出来。运行自诊断运行自诊断是数控系统正常工作时,运行内部诊断程序,对系统本身、PLC、位置伺服单元以及与数控装置相连的其他外部装置进行自动测试、检查,并显示有关状态信息和故障信息。
2、在线诊断和离线诊断。在线诊断是指通过数控系统的控制程序,在系统处于正常运行状态下,实时自动地对数控装置、PLC控制器、伺服系统、PLC的输入输出和其他外部装置进行自检,并显示状态信息、故障信息。脱机诊断当数控系统出现故障时,需要停机进行检查,这就是脱机诊断。脱机诊断的目的是修复系统的错误和定位故障,将故障定位在最小的范围。
远程诊断实现远程诊断的数控系统,必须具备计算机网络功能。因此,远程诊断是近几年发展起来的一种新型的诊断技术。数控机床利用数控系统的网络功能通过互联网连接到机床制造厂家,数控机床出现故障后,通过机床厂家的专业人员远程诊断,快速确诊故障。
三、数控机床故障的实用诊断方法
1、诊断常用的仪器、仪表及工具万用表――可测电阻、交、直流电压、电流。相序表――可检测直流驱动装置输入电流的相序。转速表――可测量伺服电动机的转速,是检查伺服调速系统的重要依据。钳形电流表-可不断线检测电流。测振仪-是振动检测中最常用、最基本的仪器。短路追踪仪――可检测电气维修中经常碰到的短路故障现象。逻辑测试笔――可测量数字电路的脉冲、电平。IC测试仪――用于数控系统集成电路元件的检测和筛选。工具――弹头钩形扳手、拉锥度平键工具、弹性手锤、拉卸工具等。
2、诊断用技术资料主要有:数控机床电气说明书,电气控制原理图,电气连接图,参数表, PLC程序,编程手册,数控系统安装与维修手册,伺服驱动系统使用说明书等。数控机床的技术资料非常重要,必须参照机床实物认真仔细地阅读。一旦机床发生故障,在进行分析的同时查阅相关资料。
3、故障处理。故障软故障-由调整、参数设置或操作不当引起硬故障-由数控机床(控制、检测、驱动、液气、机械装置)的硬件失效引起。
故障处理对策除非出现影响设备或人身安全的紧急情况,不要立即切断机床的电源,应保持故障现场。从机床外观、CRT显示的内容、主板或驱动装置报警灯等方面进行检查。可按系统复位键,观察系统的变化,报警是否消失。如消失,说明是随机性故障或是由操作错误引起的。如不能消失,把可能引起该故障的原因罗列出来,进行综合分析、判断,必要时进行一些检测或试验,达到确诊故障的目的。
4、数控系统故障诊断方法。直观法:问-机床的故障现象、加工状况等看-CRT报警信息、报警指示灯、电容器等元件变形烟熏烧焦、保护器脱扣等听-异常声响闻-电气元件焦糊味及其它异味摸-发热、振动、接触不良等。参数检查法:参数通常是存放在RAM中,有时电池电压不足、系统长期不通电或外部干扰都会使参数丢失或混乱,应根据故障特征,检查和校对有关参数。隔离法:一些故障,难以区分是数控部分,还是伺服系统或机械部分造成的,常采用隔离法。同类对调法用同功能的备用板替换被怀疑有故障的模板,或将功能相同的模板或单元相互交换。功能程序测试法:将G、M、S、T、功能的全部指令编写一些小程序,在诊断故障时运行这些程序,即可判断功能的缺失。
5、故障诊断应遵循的原则。第一,先外部后内部数控机床的检修要求维修人员掌握先外部后内部的原则,由外向内逐一进行检查排除。第二,先机械后电气首先检查机械是否正常,行程开关是否灵活,气动液压部分是否正常等,在故障检修之前,首先注意排除机械的故障。第三,先静后动维修人员本身要做到先静后动。首先询问机床操作人员故障发生的过程及状态,查阅机床说明书、图纸资料,进行分析后,才可动手查找和处理故障。
四、数控机床故障诊断实例
由于数控机床的驱动部分是强弱电一体的,是最容易发生问题的。因此将驱动部分作简单介绍:驱动部分包括主轴驱动器和伺服驱动器,有电源模块和驱动模块两部分组成,电源模块是将三相交流电有变压器升压为高压直流,而驱动部分实际上是个逆变换,将高压支流转换为三相交流,并驱动伺服电机,完成个伺服轴的运动和主轴的运转。因此这部分最容易出故障。以CJK6136数控机床和802S数控系统的故障现象为例,主要分析一下控制电路与机械传动接口的故障维修。
【关键词】可编程控制器；故障诊断；应用
1 PLC概述
PLC是工业设备中常常使用见到的可编程程序存储器的一种，因其体积小、运算快、功能强等特点而使用广泛。其经常使用在控制方面，所以也可以说PLC是一种控制装置，而PLC对工业设备的控制则是通过数字运算操作来实现的，在设备的运行中，PLC通过在其设计下的数字运算操作的电子系统中执行逻辑运算、然后控制机器的每个程序、对每个工段的运行进行定时等，对数字的模拟输出输入来控制设备的正常运行和生产。PLC同时对工作的环境要求较小，即它的运行不受时间、空间和天气的影响，很容易和所在的工业系统结成整体，而且PLC内定的电子运算系统并不是固定的，它可以进行修改，所以工业设备在进行更新或者改造后，完全没有必要对PLC进行更换，只要由专业工程师对以前的既定程序进行修改即可，也就是说PLC具有很高的灵活性。还有据一些资料显示，PLC的故障间隔时间大于20000～50000h，但是故障的维修时间却小于10min，充分显示了其使用的稳定性。PLC现在基本采用传统的继电器符号语言，而对于现代社会来说，工程技术人员很多，所遇PLC又便于被人们掌握。PLC在工作中是通过既定程序对某些具体开关进行工作的，比如PLC利用输出信号，控制按钮开关，对电机、指示灯、电磁阀等进行控制。PLC还称为“间接网络”，因为PLC的控制省去了传统的继电器的接拆线的麻烦，通过PLC控制的生产线的自动化的实现，也增加了PLC的使用价值和经济效益。
PLC作为现代工业设备中的重要组成单元，当然在数控机床中也是必不可少的控制装备，我们都知道PLC是通过输出输入信号实现控制的，在数控机床中，则主要是接受CNC发送的信息以及其他的各种信息进行整编，然后在回馈给CNC 信息以及机床的各种参考点，比如坐标轴对应，刀回原点等。数控机床通过面板进行操作，面板输出的信息变成数据输入PLC中，然后由PLC进行整合，再输出给数控机床的伺服系统等信号，控制机床的执行元件，比如说接触器、指示灯等。其实PLC在数控机床中不只是接收信号、输出信号的作用，它还起到检测的作用，PLC中有特定的梯形图，就是我们所说的程序，它通过正常的接收信号，整合，输出信号，同时还对这些信号进行跟踪检测，出现问题时会产生警报信息，操作人员通过对显示的警报信息进行分析，或者对故障周围的元件利用梯形图进行逐一排查，可以快速的发现问题所在，从而对元件进行修复或者更换，通过PLC的特定梯形图，大大提高了机床故障的诊断速度和准确，缩短了维修时间。
2 PLC在数控机床故障诊断中的应用
2.1就配备SINUMERIK 802D数控系统的CK6140数控车床为例进行实例分析
实例：进行开机时出现硬限位故障的分析。
在机床开机后，出现了“021614”号报警，当查看的时候，有两个报警，分别是“通道1轴X到达硬件极限开关+”、“通道1轴X到达硬件极限开关-”，通过检查机床发现其并没有达到限位位置。然后进行机床重新启动，但是仍旧出现了上述的报警情况。所以为了解决这个问题首先找到与X轴限位有关的PLC程序段，跟机床进行联机。如图1所示，是开关X+限位的梯形图。当机床数据MD14510设定为1时，第一轴、第二轴都被选通，第三轴被定义为主轴。所以当开机后，L5.0的常开接点接通。本机床的X轴采用的是关限位，所以其常闭接点接通，常开接点断开。本机床采用PLC方案限位，使V14000125.0置为1。然后再按下复位键后发现报警被清除，进而机床恢复正常。所以通过以上的一系列操作可以判定，是开机后的瞬间，V14000125.0置1。所以我们为了能够消除报警，就要改进梯形图，改成如图2所示，然后将其重新下载到系统中。对于X轴的负限位也可以根据上面的步骤做相似的改进。
2.2 PLC进行数控机床故障诊断的步骤
结合实例对于PLC进行数控机床故障诊断与分析的步骤进行总结：
步骤一：按PLC报警号的提示或通过分析故障现象，找到相应的PLC程序模块，再进一步查找相应的PLC程序段。
步骤二：对PLC程序段进行分析，搞清楚其逻辑控制关系。
步骤三：与机床进行联机，进行现场在线分析。根据各个输入信号的变化以及PLC程序的控制逻辑关系，分析对应的输出，看实际的结果是否跟理论分析的结果一样。如果不一样的话，就是故障点。
步骤四：绘制电路图，然后根据电路图查找故障点所对应的是哪个故障元件。
步骤五：调整或者是更换元器件，又或者是对于PLC程序本身加以改进，进行故障排除。
参考文献：
[1]张中燕.PLC在数控机床出事故障诊断中的应用[J].上海铁道科技，2007（12）.
关键词：？数控机床？PLC故障诊断;故障维修
一、数控机床故障诊断的基本方法
数控设备是一种自动化程度较高，结构较复杂的先进加工设备，是企业的重点、关键设备。要发挥数控设备的高效益，就必须正确的操作和精心的维护，才能保证设备的利用率。正确的操作使用能够防止机床非正常磨损，避免突发故障;做好日常维护保养，可使设备保持良好的技术状态，延缓劣化进程，及时发现和消灭故障隐患，从而保证安全运行，故障诊断是进行数控机床维修的第一步，它不仅可以迅速查明故障原因，排除故障，也可以起到预防故障的发生与扩大的作用。
二、故障的调查与分析
这是排故的第一阶段，是非常关键的阶段，主要应作好下列工作：
①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，这样有利于迅速精确地分析故障原因。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。
②现场检查？到达现场后，首先要验证操作者提供的各种情况的准确性、完整性，从而核实初步判断的准确度。由于操作者的水平，对故障状况描述不清甚至完全 不准确的情况不乏其例，因此到现场后仍然不要急于动手处理，重新仔细调查各种情况，以免破坏了现场，使排故增加难度。
③故障分析？根据已知的故障状况按上节所述故障分类办法分析故障类型，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可能的原因。
④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。
⑤排故准备？有的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。
三、电气维修与故障的排除
这是排故的第二阶段，是实施阶段。？？如前所述，电气故障的分析过程也就是故障的排除过程，因此电气故障的一些常用排除方法在上一节的分析方法中已综合介绍过了，本节则列举几个常见电气故障做一简要介绍，供维修者参考。
（1）电源？电源是维修系统乃至整个机床正常工作的能量来源，它的失效或者故障轻者会丢失数据、造成停机。重者会毁坏系统局部甚至全部。西方国家由于电力充足，电网质量高，因此其电气系统的电源设计考虑较少，这对于我国有较大波动和高次谐波的电力供电网来说就略显不足，再加上某些人为的因素，难免出现由电源而引起的故障。
四、维修排故后的总结提高工作
对数控机床电气故障进行维修和分析排除后的总结与提高工作是排故的第三阶段，也是十分重要的阶段，应引起足够重视。？？ 总结提高工作的主要内容包括：
①详细记录从故障的发生、分析判断到排除全过程中出现的各种问题，采取的各种措施，涉及到的相关电路图、相关参数和相关软件，其间错误分析和排故方法也应记录并记录其无效的原因。除填入维修档案外，内容较多者还要另文详细书写。
②有条件的维修人员应该从较典型的故障排除实践中找出常有普遍意义的内容作为研究课题进行理论性探讨，写出论文，从而达到提高的目的。特别是在有些故障的排除中并未经由认真系统地分析判断而是带有一定地偶然性排除了故障，这种情况下的事后总结研究就更加必要。
③总结故障排除过程中所需要的各类图样、文字资料，若有不足应事后想办法补济，而且在随后的日子里研读，以备将来之需。
④从排故过程中发现自己欠缺的知识，制定学习计划，力争尽快补课。
⑤找出工具、仪表、备件之不足，条件允许时补齐。
总结提高工作的好处是：
①迅速提高维修者的理论水平和维修能力。
②提高重复性故障的维修速度。
③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。
④可改进机床电气原设计之不足。
⑤资源共享。总结资料可作为其他维修人员的参数资料、学习培训教材。
关键词：故障诊断技术；数控机床；主轴诊断
中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 18-0000-02
一、前言
数控机床故障是现代企业的生产中的一大障碍，一旦出现故障，不仅会导致机床本身的损坏，还会影响整条生产线的连续生产，严重时将使整个正常工作停滞。所以，各企业越来越重视数控机床的诊断及其技术的发展。数控机床与传统机床故障不同，诊断方式方法也不同，主要是因为数控机床具有更强的复杂性，排除数控机床故障需要采用更先进的诊断技术和更全面的检测技术，才能有针对性、更准确的诊断，故障排除才能够确保数控机床的正常运行。如果及时发现故障先兆并及时判断故障原因同时成功排除故障是本文要探讨的重点。随着电子测量技术、通信技术、计算机技术以及信号处理技术的快速发展，数控机床故障诊断技术的发展具有了技术基础并且在此背景下取得了良好的发展。在本文中，重点分析了几种科技含量较高的典型技术在数控机床故障诊断技术的运用及其重要作用。
二、故障诊断技术概述
在数控机床故障诊断中，机械故障诊断技术应用日益广泛。机械故障诊断技术主要是指在轴承、旋转机械、往复机械、齿轮等设备和零部件的故障诊断中应用得非常普遍。尤其是振动诊断方法已经比较成熟，给企业带来了可观的经济效益。数控机床内部结构的某些故障，系统一般不呈现报警信息，故障的诊断比较困难。
三、诊断数控机床故障的流程及步骤
严格意义上来说，诊断数控机床故障的流程及步骤应该包含发现故障、记录故障、检测故障和确定故障四个步骤（如下图1）。
图1 诊断数控机床故障的流程及步骤图
还应该指出的是，故障有可能是内在的，也有可能是外在的，检测诊断时应从简单到困难，认真做好每次故障发生的记录，状态，排查故障的步骤以及方法，积累一定的经验，保证在以后的排查过程中不在出现类似的情况。
四、数控车床主轴故障诊断案例――以CK7815为例
（一）信号采集
1.检测原理
图2：检测原理流程框架图
2.测点选择及测量参数确定
在CK7815数控车床主轴、轴承处布置1号、2号两个传感器，以便于采集信号。数控机床信号采集，主要是确定信号采集部位及传感器的选型与安装。其中信号采集部位主要是考虑主轴、轴承位对振动信号较敏感，因此在前、后轴承位置安装传感器。传感器类型主要有速度、位移、加速度这三种类型。
在振动参数中，加速度参数对高频振动（>1000Hz）比较敏感，所以选择加速度传感器一般选用VM9503振动数据采集仪。
（二）信号分析方法
1.时域分析
时域描述是以时间为独立变量直接观测到或记录的信号。信号时域描述，能反映信号幅值随时间变化的关系。
2.小波分析
传统的傅立叶变换，只能对信号在整个时间段上进行分析，是一种全局的变换。因此，在分析实际的时变信号时，具有很大的局限性。小波变换在时域和频域同时具有良好的局部化特性，是对非平稳信号进行时频分析的理想分析工具。小波变换之所以可以检测信号的奇异点，正在于它的“小”，因为用小的波去近似奇异信号，要比正弦波要好得多。
3.频域分析
频率分析是指把振动信号按其频率、范围和结构进行分类分析，以频率为独立变量来表示信号，其揭示了各频率成分幅值所占的比重。
（三）数据处理
针对所检测信号，观察数据采集器所示的dB值。该值越大，说明振动能量越大，故障严重，反之故障轻微或不存在。近两年使用振动诊断技术，对数控机床主轴系统的机械故障进行了诊断，获得预期效果。
五、故障诊断技术在数控机床主轴诊断中的发展
（一）数控机床故障远程诊断技术
通信技术以及计算机的发展使当前的大部分数控系统都能够实现网络与数控机床的连接，这就为远程监控数控机床以及远程诊断数控机床故障创造了条件。通过这种诊断技术的利用可以较快的对数控机床所产生的故障做出定位并找出排除数控机床故障的方法，所以这种技术在很大程度上降低了由于故障诊断而进行的停机时间以及设备诊断与维修的费用。
在数控机床远程控制系统中，系统一端的多个数控机床通过局域网连接设备诊断服务器，设备诊断服务器通过Internet连接远程诊断中心，在数控系统中的数控机床通过以太网口等网络接口与局域网先练，设备诊断服务器一般设置在车间，设备诊断服务器可以对数控机床进行远程的监控与简单诊断。当设备服务器无法得出诊断结果时，可以通过对远程诊断中心的利用来开展诊断工作。远程诊断中心、设备诊断服务器以及数控机床利用通信线路实现信息的交互。
（二）专家故障诊断技术
专家故障诊断技术是一种Knowledge―Based（基于知识）的人工智能诊断系统。在进行故障诊断的过程中，诊断者只需要输入已知数据就可以获得专家结论并为故障诊断和故障定位提供依据。知识库的构建需要数控机床领域专家与知识工程师的合作，通过整理专家经验和知识并存放至知识库中来为故障诊断提供基本依据。其实质是在数控机床领域中通过运用大量的专家知识以及推理方法进行实际问题求解的人工智能计算机程序。一般情况下，专家故障诊断技术需要有知识库、数据库、知识获取程序、推理机和解释程序构成，其构成核心为推理机与知识库，其中推理机的职责在于通过对知识库中知识的运用来进行实际问题的解决，而知识库主要是进行专业知识的存储。
（三）ANN（人工神经网络）数控机床故障诊断技术
ANN具有联想、容错、推测、记忆以及对复杂多模式进行处理等强大功能，所以在数控机床诊断技术领域具有较大的发展和应用潜力。ANN是以对人脑思维的研究为基础，通过对大脑神经元结构特征的模仿并使用数学方法来进行抽象和简化而建立的非线性动力学网络系统。当前经常被用到的算法包括BAM（双向联想记忆）模型、BP（误差反向传播）算法以及FCM（模糊认识映射）等。ANN在数控机床故障诊断中的应用主要体现在三个方面：一是基于神经网络的知识处理功能形成专家故障诊断系统，从而实现传记故障诊断系统与ANN的结合并充分的发挥出各自的优势以推动数控机床故障诊断技术的发展。二是基于神经网络的预测功能当作最动态预测模型开展故障诊断；三是基于神经网络的模式识别功能当做分类器来开展故障诊断。
（四）虚拟现实（VR）数控机床故障诊断技术
虚拟现实技术建立于显示技术、计算机仿真技术、综合计算机图形技术、传感技术等多种技术的基础之上。通过对局域互联网、国际互联网、调制解调器等现代通信技术的利用可以研制出虚拟故障诊断的环境并实现数控机床设备故障的远程诊断。在虚拟的故障诊断环境内，通过计算机网络以及调制解调器可以实现数据的传送，从而使处于不同地点的专家能够处在同样的环境中确保故障分析、诊断与定位的科学性。虚拟现实技术可以利用计算机一级计算机软件和外部设备来对一种境界进行仿真，从而为用户提供能够反映出对象互相作用和变化的三位图形，并且能够将这个三位图形通过辅助传感器呈献给数控机床的故障诊断者，从而使数控机床的故障诊断者能够直接的探索和参与反映对象在特定环境中的变化和作用，具有很强的真实感。在数控机床故障诊断中，许多设备故障是无法在试验台模拟的，而通过虚拟技术的使用则对这一不足和缺陷进行了弥补。
参考文献：
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[3]逄玲.数控机床主轴部件的结构及其维护[J].职业，2011，20.
关键词 数控机床；电气故障；诊断
中图分类号 TG659 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)051-0118-01
数控机床是一种尖端技术，是集机、电、光、液于一身的高技术产物。数控机床投入生产后，其生产效率高、技术精确、运行稳定可靠、适应性强，给广大生产者带来了福音，但机床一旦出现故障，就会对生产造成严重影响，因此，正确做好的机床维护，实现电器故障的科学诊断，对提高机床的运行效率来说是十分必要的。
1 电气控制系统故障的诊断检测
1.1 直观判断
首先要运用我们的感官知觉去查看机器故障，通过我们的基本触觉，眼观、耳听、鼻闻去发现电器设备中哪里出现了异样，例如有没有发热，或者异常的响动等等，如果发现这些问题，就说明电器设备有可能是出现了电路板短路或者相关问题，但也有可能是各种电控元件、继电器、热继电器、断路端等的表面状况。
1.2 利用系统软件报警功能
如今，数控机床设备中已经开始使用CNC系统，这个系统具备全面的故障自动检测功能，被广泛应用到了机床系统工作中，它能及时准确的查找出故障所在。如果系统检测到故障，系统就会将相关信息传输到CRT上或点亮面板上，通过报警指示灯提示工作人员，这个系统还能实现故障的分类诊断和分别提醒，在故障维修时，技术人员就能通过故障报警有针对性的处理问题。
1.3 利用系统硬件的报警功能
数控机床的运行稳定性非常重要，在现代数控系统中一般都设有硬件报警装置，如果我们在诊断故障中无法使用直观判断法，或是CRT屏幕出现故障，无法点亮的时候，可以借助审视各报警装置，同时识别报警信息来对故障进行处理。
1.4 利用状态显示的诊断功能
目前，数控机床中的故障检测系统不仅能检测出故障，还能收集整理故障的发出地点和相关数据，这种方法适合比较复杂的故障诊断。
1.5 及时核对系统参数
实际操作中，当系统参数发生了变化后，机床则无法正常运行，严重时还会导致机床设备故障，技术人员在进行机床系统设计时，虽然已经考虑到系统的可靠性问题，但还是没办法排除所有可能发生的干扰，同时，人为操作中的错误也是导致干扰的主要原因之一，如果诊断不出具体故障，可以核对系统参数，看是否由参数变更导致的。
1.6 特殊处理方法
数控机床中的系统很复杂，有系统软件，机床制造软件，软件设计并不能十全十美，导致机床死机的现象时有发生，此时可采取整机断电，稍做停顿再开机的方法进行故障诊断。
2 数控机床的维护
2.1 制定工作规范
为实现高速专业操作，每一台机床系统都应制定工作规范，以及使用情况和保养周期，还有机床零件更新和各种活动信息。
2.2 维持工作环境的优越
只有在一个良好的工作环境中，机床才能更好的发挥作用。一般工作车间的空气中都含有油雾、灰尘甚至金属粉末之类的污染物，如果这些东西散落到机床系统的印制线路或电子器件上，就会导致元器件之间的绝缘电阻下降，甚至造成元器件及印制线路受到损坏。所以，如果不是为了必备的维修和检查，一般情况下不允许随便开启柜门，更不能在工作情况下敞开柜门。
2.3 确保电源系统正常工作
要实现数控机床的持续稳定工作，首先要保证电源使用的可靠性。技术人员应对数控机床的电网电压情况做好实时监控，一旦发现电源电压出现异常的情况，必须及时采取有效措施，稳定电压，否则将会引起数控机床无法正常运行等一系列故障问题，还有可能损坏到系统内部的子部件。如果设备的配电系统没有实行自动监控，那将由专业的负责人员进行监控，配备稳压器并尽可能的改善电压质量。
2.4 注意电流控制
数控机床采用直流进给伺服驱动和直流主轴伺服驱动的，要注意将电刷从直流电动机中取出来，这样可以避免化学物质的腐蚀，保护电机的稳定性。
3 数控机床的管理
3.1 制定和健全规章制度
要提高数控机床运行效率和质量，同时减少和预防各种故障的产生，生产者必须制定完善的机床使用规则，并定期对机床进行不同程度的清理与保养，保证数控机床随时处于最佳的工作状态，规章制度中应包含预防维修保养的计划、保养实施范围、保养人与监督者以及实施日期等内容，方便技术人员及时掌握到机床的信息，正确的做出故障诊断和日常维护。
3.2 建立完善的设备档案
对于已经完成保养和维修的数控机床，技术人员应对其做好档案记录，形成完整的数控机床使用信息，为该设备后续的维护保养提供了真实详细的参考依据，同时也能帮助使用者累计工作经验，促进维修技术水平的提高。数控机床是一种投资大、技术复杂、对生产具有及重大意义的专业设备，企业要想机床为其做出最大的经济贡献，就必须提高人员的专业水准，促进技术人员在工作岗位上不断累计经验，并整理完整有效的设备档案资料，这才是完善数控机床使用的主要手段。
3.3 健全设备管理机构
制造部门应该设立数控设备与维修岗位，承担车间数控机床的维护和管理工作，并聘用一些具有丰富经验的专业技师和具有很强专业化知识、责任心并的机械工程师，同时负责数控设备日常管理维护工作，加强数控机床的管理。
3.4 加强维修队伍建设
数控设备的技术含量高，操作难度大，维修和诊断工作的复
杂程度高，需要专业技术人员才能完成。因此，企业应建立一支高素质的维修队伍，以真正适应机床使用的需求。采取利用设备安装调试和内部办学习班等多种形式对数控设备的操作、维修、编程和管理人员进行设备操作技术和维修保养技术培训。
4 结束语
数控机床是一种机电产品，是现代工业的关键设备，如果管理使用不当，不仅会影响到机床本身的质量，还会带来经济损失。数控机床在运行一定时间，一些原件和零部件会出现不同程度的老化和故障，对于这些高精度、高效益且又昂贵的设备，必须要依靠广大专业机床技术人员的努力，才能防止各种故障的发生，并保证数控设备发挥最大效益。
参考文献
[1]陈蕾,谈峰.浅析数控机床维护维修的一般方法[J].机修用造,2004,10.
[2]邱先念.数控机床故障诊断及维修[J].设备管理与维修,2003,1.
【关键词】诊断；维修；电气
故障诊断是进行数控机床维修的第一步，它不仅可以迅速查明故障原因，排除故障，也可以起到预防故障的发生与扩大的作用。一般来说，数控机床的故障诊断方法主要根据以下思路：
一、数控机床故障诊断原则与基本要求
所谓数控机床系统发生故障（或称失效）是指数控机床系统丧失了规定的功能。故障可按表现形式、性质、起因等分为多种类型。但不论哪种故障类型，在进行诊断时，都可遵循一些原则和诊断技巧。
1.排障原则。
主要包括以下几个方面：1）充分调查故障现象，首先对操作者的调查，详细询问出现故障的全过程，有些什么现象产生，采取过什么措施等。然后要对现场做细致的勘测；2）查找故障的起因时，思路要开阔，无论是集成电器，还是和机械、液压，只要有可能引起该故障的原因，都要尽可能全面地列出来。然后进行综合判断和优化选择，确定最有可能产生故障的原因；3）先机械后电气，先静态后动态原则。在故障检修之前，首先应注意排除机械性的故障。再在运行状态下，进行动态的观察、检验和测试，查找故障。而对通电后会发生破坏性故障的，必须先排除危险后，方可通电。
2.故障诊断要求。
除了丰富的专业知识外，进行数控故障诊断作业的人员需要具有一定的动手能力和实践操作经验，要求工作人员结合实际经验，善于分析思考，通过对故障机床的实际操作分析故障原因，做到以不变应万变，达到举一反三的效果。完备的维修工具及诊断仪表必不可少，常用工具如螺丝刀、钳子、扳手、电烙铁等，常用检测仪表如万用表、示波器、信号发生器等。除此以外，工作人员还需要准备好必要的技术资料，如数控机床电器原理图纸、结构布局图纸、数控系统参数说明书、维修说明书、安装、操作、使用说明书等。
二、故障处理的思路
不同数控系统设计思想千差万异，但无论那种系统，它们的基本原理和构成都是十分相似的。因此在机床出现故障时，要求维修人员必须有清晰的故障处理的思路：调查故障现场，确认故障现象、故障性质，应充分掌握故障信息，做到“多动脑，慎动手”避免故障的扩大化。根据所掌握故障信息明确故障的复杂程度，并列出故障部位的全部疑点。准备必要的技术资料，比如机床说明书，电气控制原理图等，以此为基础分析故障原因，制定排除故障的方案，要求思路开阔，不应将故障局限于机床的某一部分。在确定故障排除方案后，利用示万用表、示波器等测量工具，用试验的方法验证并检测故障，逐级定位故障部 数控机床，是一种技术含量很高的机、电、仪一体化的高效复杂的自动化机床，机床在运行过程中，零部件不可避免地会发生不同程度、不同类型的故障，因此，熟悉机械故障的特征，掌握数控机床机械故障诊断的常用方法和手段，对确定故障的原因和排除有着重大的作用。
三、故障处理方法
数控机床的数控系统是数控机床的核心所在，它的可靠运行，直接关系到整个设备运行的正常与否。下面总结提炼出一些判断与排除数控机床故障的方法。
1.充分利用数控系统硬件、软件报警功能。
在现代数控系统中均设置有众多的硬件报警指示装置，设置硬件报警指示装置有利于提高数控系统的可维护性。数控机床的CNC系统都具有自诊断功能。在数控系统工作期间，能够适时使用自诊断程序对系统进行快速诊断。一旦检测到故障，就会立即将故障以报警的方式显示在CRT上或点亮面板上报警指示灯。而且这种自诊断功能还能够将故障分类报警。
2.数控机床简单故障报警处理的方法。
通常，数控机床具有较强的自警功能，能够随时监控系统硬件和软件的工作状态，数控机床的大部分故障能够出现报警提示，可以根据故障提示，确定机床的故障，及时处理、排除故障，提高机床完好率和使用效率。、
3.直接观察法。
直接观察法就是利用人的感觉器官注意发生故障时（或故障发生后）的各种外部现象并判断故障的可能部位的方法。这是处理数控系统故障首要的切入点，往往也是最直接、最行之有效的方法，对于一般情况下“简单”故障通过这种直接观察，就能解决问题。
4.利用状态显示诊断功能判断故障的方法。
现代数控系统不但能够将故障诊断信息显示出来，而且还能够以诊断地址和诊断数据的形式，提供诊断的各种状态 。
5.发生故障及时核对数控系统参数判断故障的方法。
数控机床的数控系统的参数变化，会直接影响到数控机床的性能，使数控机床发生故障，甚至整机不能正常工作。因此，在对故障的分析诊断过程中，尽管采取了一些措施，仍然不能解决问题、排除故障，或者对故障出处不够明朗的话，应该改变思路，从人们所说的“软”故障着手。检查核对数控系统的参数，是否是因为数控系统参数变化所导致的故障，往往是一丝异常，便是症结所在。
四、故障举例
1.数控机床排屑器故障分析及其改进。
经现场工作人拆下电机并对其进行试运行，结果显示运转正常，因此可排除电机故障原因，同时可观察到电动机传动轴上的键并未在键槽上，因此可初步诊断故障的直接原因为电机轴与排屑螺旋杆脱离，进一步分析，由于传动键受到负载瞬时不断变化的力，若此时把传动键进行分割，这时就可以把分割的每一部分看成一个横梁，因此可对其进行振动分析。
经过受力情况的分析，传动键具备了微动磨损产生的条件因此传动键磨损属于微动磨损，而且搜寻发现键已脱落到螺旋杆管孔内，可以得出键完好只有些微小磨损，因此可排除键压溃以及键磨损原因，最后可断定此次故障的直接原因为键脱落，造成螺旋排屑杆与电机轴脱离失去传动力。将键装上并将电机重新装配后，故障排除工作正常。
2.数控机床的振动爬行处理。
数控系统的振荡现象已成为数控全闭环系统的共同性问题。系统振荡时会造成机床产生爬行与振动故障，机床的振荡故障通常发生在机械部分和进给伺服系统。产生振荡的原因有很多，陈了机械方面存在不可消除的传动间隙、弹性变形、 摩擦阻力等诸多因素外，伺服系统的有关参数的影响也是重要的一方面。有时数控系统会因扩械上某些振荡原因产生反馈信号中含有高频谐波，这使输出转矩里不桓定，从而产生振动。对于这种高频振荡情况，可在速度环上加入一阶低通滤波环节，即为转矩滤波器。
速度指令与速度反馈信号经速度控制器转化为转矩信号，转矩信号通过一阶滤波环节将高频成分截止，从而得到有效的转矩控制信号。通过调节参数可将机械产生的100Hz以上的频率截止，从而达到消除高频振荡的效果。
五、故障排除的确认及善后工作
故障排除以后，维修工作还不能算完成，尚需从技术与管理两方面分析故障产生的深层次原因，采取适当措施避免故障再次发生。必要时可根据现场条件使用成熟技术对设备进行改造与改进。故障排除的确认，故障处理完毕。整理好线路，把机床的所有动作均试运转一遍，正常可交付使用，同时让操作工继续做好运行观察。一段时间后，询问一下操作工机床的运行状况，并再次对故障点进行全面检查。最后做维修记录，详细记录维修的整个过程，包括维修时间、更换件型号规格及故障原因分析等。从排除故障过程中发现自己欠缺的知识，制定学习计划，最终充实自己。
参考文献：
[1]孙建仁 基于数控机床归参考点的故障诊断与排除 2004.
【关键词】数控机床；电器故障；维修技术
数控机床具有灵活性高、通用广泛以及适应性高等特点，为信息技术与机械制造技术相结合的产物，现在已经被广泛的应用到制造业生产中，可以得到质量比较高的产品。就数控机床使用现状来看，因为自身结构系统相对复杂，很容易受外界因素影响而出现故障，为保证产品质量，必须要全面分析问题发生原因，并遵循专业维修原则，从多个方面进行管理维护，争取不断提高设备运行效率。
1数控机床常见电器故障分析
1.1电源故障
电源是维持数控机床正常运行的前提，同时也是常见故障之一，现在大部分的数控机床电子系统受电流电压等因素影响，电源系统在运行时，经常会出现电力供电问题。一旦生产过程中出现意外，势必会对电源运行安全性造成影响，出现电气系统死机故障，使得数据库内信息丢失，严重的甚至会造成整个机床系统瘫痪。针对此类问题，在数控机床安装时，应设置独立的配电箱，将本系统与其他电器系统区分开，部分电网供电稳定性较差的区域应设置三相交流稳压设备[1]。电源要确保其接地良好，不会在运行过程中出现漏电或者串电等问题，如果选择用三相五线的设计方式，要将中线与接地分开设置。
1.2短路故障
在系统运行时电势两点不正确直接陪碰接，或者是接通电阻非常小导体时，将不需要接通的线路接通，使得电路内电阻降低出现短路故障。一旦数控机床系统出现短路故障，会使得操作控制系统执行程序混乱，如果不能及时处理甚至会使得系统失控，必须要停车检修。诱发短路故障产生的原因比较多，如元件绝缘老化、受潮损坏以及接触器或者继电器连锁失效等，主要表现为电源短路与电器短路两种[2]。其中，电源短路时电流不会流经用电器，而是直接通过导线从正极流回负极，对电源运行安全存在较大隐患。而电器短路即系统内部分电路短路，将一根导线连接在电器两端位置，会造成电器设备被短路，使得电器被烧毁，针对此类故障可以通过分段断开电路的方式来进行故障检测与排除。
1.3控制器故障
此类故障发生的原因主要是因为触电烧灼，影响线路接触效果，尤其是对于开关部件来说，系统所用开关要保证其负荷量满足运行需求，减少继电器使用数量。数控机床系统中继电器应用数量越多，则其诱发故障发生的概率越高，并且存在很多不易察觉的故障隐患，很容易出现电器故障。因此在系统设计安装时，必须要做好继电器的管理，确保其设计的合理性，并且在后期使用过程中需要安排专业技术人员进行全面检修养护，为机床营造一个良好的运行环境，消除存在的各类故障隐患。通过巡查发现存在的故障并及时处理。
2数控机床电器故障检修原则
2.1制定完善检修方案
对于数控机床维护管理，需要针对常见电器故障进行分析，在故障发生后由专业技术人员根据表现形式，来初步确定故障发生原因。其中，维修技术人员需要想操作人员询问来确定整个故障发生的过程，并对机床运行状态记录各项数据进行分析，针对相应的技术说明与相关技术土样，来确定故障发生根本性原因[3]。在此基础上结合以往管理经验，编制合理的维修方案，按照专业规范来进行管理维护，控制故障的影响范围，利用最短的时间来解决故障。
2.2确定故障检修顺序
2.2.1检查后通电在确定机床电器故障后，需要编制相应的检修方案，在不通电的情况下对机床进行全面观察、测试与分析，确定故障性质。如果为恶性破坏性故障需要及时解除故障，而对于非恶性破坏性故障举例：伺服不能上电；简单分析：1、CX30断路；MCC接触线圈断路，可以通电，并在机床运行后做更进一步的观察、检测与试验，准确确定故障发生的部位。2.2.2软件后硬件在数控系统软件故障后，会影响机床的正常运行，一旦软件参数丢失，就会影响到软件下一步操作。因此在对机床故障进行检修时，需要先进行软件测试，在确定无误后在进行硬件故障检修。2.2.3外部后内部机床运行故障后，检修人员需要根据设备表现状态初步估计故障发生部位，并有目标的进行检修。在确定机械零部件无故障后，检查液压器件是否正常，如液压元器件以及电气接触部件等是否松动，常见有电控柜插座、印制电路板插头座等，经常会因为机床运行振动、温度、湿度以及粉尘等因素影响出现接触不良问题，影响信号的传递效果，最终使得数控机床运行出现故障。2.2.4机械后电气数控机床系统相对复杂，涉及到专业技术较多，具有高度自动化。基于此在对其进行故障检修时，应按照先机械后电气的顺序。从数控机床运行现状来看，很多电器故障原因为机械系统动作失灵造成，如行程开关运行异常。并且机械系统发生故障更容易被发现，而电气系统故障则需要专业设备的检修。
3选定故障检修方法
第一，直观法。即检修技术人员利用以往经验，从机床运行光、味、声等方面进行分析，对各部位进行检查，确定是否存在异常影响，如烧毁、损伤等痕迹，有效缩小故障发生范围。第二，PLC检查法。即利用PLC状态信息以及PLC梯形图跟踪法进行故障诊断。第三，交换法。在确定故障大致位置后，如果外部条件信息完全相同，可以利用数控装置上相同类型部件进行更换的方法检修，确定故障发生的部位，可以有效缩短故障维修时间。
4结语
数控机床电器故障在生产活动中比较常见，为降低故障影响范围，需要采取措施来及时对各类故障进行诊断，确定其发生的原因，编制合理的检修计划，结合实际情况来选择最为合适的检修方法与处理技术，安排专业人员进行故障维修，争取在最短时间内解除故障威胁，争取不断提高机床运行稳定性与安全性，推动企业经济的进一步发展。
参考文献：
[1]张晔.数控机床常见电气故障诊断及维修[J].装备制造技术,2013(11):44-45.
[2]李百明,许艳华.数控机床故障诊断及维修方法探析[J].硅谷,2012(07):157-158.
【关键词】控制系统；伺服系统；传感器；CNC
1.FANUC数控机床常见故障
数控机床一般由数控系统，包含伺服电动机和检测反馈装置的伺服系统、强电控制柜、机床本体和各类辅助装置组成，是集机、电、液、气、光高度一体化的现代技术设备。数控机床维修技术不仅是保障数控机床正常运行的前提，对数控机床的发展和完善也起到了巨大的推动作用。
数控机床出现的故障多种多样，机械磨损、机械锈蚀、机械失效、加工误差大、工件表面粗糙度大、插件接触不良、电子元器件老化、电流电压波动、温度变化、干扰、滚珠丝杠副有噪声、软件丢失或本身有隐患、灰尘、操作失误等都可导致数控机床出故障。一般情况下，软故障由调整、参数设置或操作不当引起。硬故障由数控机床（控制、检测、驱动、液气、机械装置）的硬件失效引起。
2.FANUC数控机床常见故障维修
数控机床故障的产生是多种多样的。维修时需要根据现象分析、排除，最后达到维修的目的。切勿盲目的乱动，否则可能会导致故障更加的严重。
处理故障时，如果出现危及人身安全或机床设备的紧急情况，要立即切断机床电源。一般情况下，不用马上关掉电源，应保持故障现场不变。首先从机床外观、CRT显示的内容、主板或驱动装置报警灯等方面进行检查。可按系统复位键，观察系统的变化，报警是否消失。如消失，说明是随机性故障或是由操作错误引起的。如不能消失，把可能引起该故障的原因罗列出来，进行综合分析、判断，必要时进行一些检测或试验达到确诊故障的目的。
3.控系统常见故障维修实例
3.1 FANUC 0-M数控铣床
3.1.1 FANUC 0-M数控铣床主轴或其它轴运动时出现摆动现象，主要表现在手轮状态下移动主轴，移动一段约20mm距离，主轴出现颤动。原因是数控系统的参数设置与实际的伺服装置不相匹配。解决方法：查阅参数设置说明书与伺服装置说明书，将其相应的参数设置进行修改使之匹配。此类故障往往是由于数控系统的参数受到干扰引起参数变化而导致的故障。
3.1.2 FANUC 0-M数控铣床，主轴拉刀时出现报警故障现象：手动状态下，主轴拉刀时，有时出现报警。产生问题的原因及解决方法：报警信息为压缩空气压力不足，经检查空压机工作正常，气压压力表指示气压符合要求，气压管路无破损漏气现象。而故障为时有时无，经分析引起故障的原因可能是压力开关设定不良、压力开关故障、压力开关接触不良。经检查压力开关及压力开关设定均正常。于是，打开主轴箱护盖，观察主轴拉刀动作，发现主轴在拉刀时，一个检查主轴拉刀是否到位的行程开关松动，致使主轴拉刀到位信号不能送到数控系统，将该行程开关调整好位置拧紧，问题得以解决。
3.1.3 FANUC 0-M数控铣床，加工过程中，出现Z轴过载报警故障现象：机床在加工的过程中，机床的Z轴出现过载，刚开始出现故障的时候，频率不频繁，关机后重新开机，该故障可以自动消失，随加工时间的增长，出现该故障的频率越来越高，且关机后重新开机，系统在进行自检的时候就出现报警，以至于自检通不过，机床开不了机。故障原因：产生过载的原因一是伺服电机发热，热保护开关（双金属片构成）动作，二是伺服系统瞬时电流过大，引起过电流保护。解决方法：通过故障的现象，由于开机时就产生报警，怀疑是伺服电机内部的热保护开关损坏，双金属片不能闭合（正常情况下，该金属片是闭合的），打开产生故障的伺服电机的保护盖，找出热保护开关的两个接线点，测量这两个接线点，发现是闭合的，说明热保护开关是正常的。断开过流保护，重新开机，该故障现象仍然存在。最后怀疑，有可能是热保护开关到CNC系统的线路接触不良造成的，但仔细测量Z轴电机到系统板之间的电缆连线，发现电缆也没有问题。怀疑是编码器出现故障，采用交换法，将Z轴的编码信号与X轴或Y轴对调，结果该故障又出现在被调换的轴上，从而确认是Z轴编码器出现故障，更换Z轴编码器，问题得到解决。
3.2 FANUC 0-M数控车床
3.2.1 故障现象：零件加工尺寸不稳定或不准确
分析故障原因：①滚珠丝杠轴承或钢球有损坏。②电机与丝杠连接同步齿形带磨损后，使传动链松动。③反向间隙变化或设置不适当。④滚珠丝杠的预紧力不适当。故障排除方法：直观看齿形带传动状况稳定，于是重新测量反向间隙，经测量反向间隙与设置补偿量差距过大，重新进行设置补偿，故障排除。
3.2.2 故障现象：数控车床回转刀架故障
NC系统有输出换刀信号，但刀架不转动。分析故障原因：①机械卡死或刀架电机无信号输入。故障排除方法：机械卡死应拆开重新清洗修配后，加以处理后装好。无信号输入则测试电路断路源，检查继电器是否损坏或连接电缆断路。②刀架连续运转到位不停。分析故障原因：霍尔元件开路或短路，控制电路中刀架反转继电器无法接通。故障排除方法：打开刀架，检查霍尔元件是否损坏，损坏则予以更换。测试反转继电器损坏，予以更换。③刀架越位过冲或转不到位。分析故障原因：霍尔元件位置不当。故障排除方法：调整霍尔元件与磁钢的相对位置，一般霍尔元件位置超前磁钢约1/3。
3.3 FANUC 0-M加工中心刀架、刀库、换刀装置的故障维修
故障现象：某加工中心采用凸轮机械手换刀。换刀过程中，动作中断，发出报警，显示机械手伸出故障。
分析诊断：根据报警内容，机床是因为无法执行下一步“从主轴和刀库中拔出刀具”，而使换刀过程中断并报警。
机械手未能伸出完成从主轴和刀库中拔刀动作，产生故障的原因可能有：
①“松刀”感应开关失灵。在换刀过程中，各动作的完成信号均由感应开关发出，只有上一动作完成后才能进行下一动作。第三步为“主轴松刀”，如果感应开关未发信号，则机械手“拔刀”就不会动作。检查两感应开关，信号正常。
②“松刀”电磁阀失灵。主轴的“松刀”，是由电磁阀接通液压缸来完成的。如电磁阀失灵，则液压缸未进油，刀具就“松”不了。检查主轴的“松刀”电磁阀，动作均正常。
③“松刀”液压缸因液压系统压力不够或漏油而不动作，或行程不到位。检查刀库松刀液压缸，动作正常。行程到位；打开主轴箱后罩，检查主轴松刀液压缸，发现已到达松刀位置，油压也正常，液压缸无漏油现象。
④机械手系统有问题，建立不起“拔刀”条件。其原因可能是电动机控制电路有问题。检查电动机控制电路系统正常。
⑤刀具是靠碟形弹簧通过拉杆和弹簧卡头将刀具柄尾端的拉钉拉紧的。松刀时，液压缸的活塞杆顶压顶杆，顶杆通过空心螺钉推动拉杆，一方面使弹簧卡头松开刀具的拉钉，另一方面又顶动拉钉，使刀具右移而在主轴锥孔中变“松”。
主轴系统不松刀的原因可能有以下几点：
①刀具尾部拉钉的长度不够，致使液压缸虽已运动到位，而仍未将刀具顶松
②拉杆尾部空心螺钉位置起了变化，使液压缸行程满足不了“松刀”的要求
③顶杆出了问题，已变形或磨损
④弹簧卡头出故障，不能张开
⑤主轴装配调整时，刀具移动量调的太小，致使在使用过程中一些综合因素导致不能满足“松刀”条件
处理方法：拆下“松刀”液压缸，检查发现这一故障系制造装配时，空心螺钉的伸出量调的太小，故“松刀”液压缸行程到位，而刀具在主轴锥孔中“压出”不够，刀具无法取出。调整空心螺钉的“伸长量”，保证在主轴“松刀”液压缸行程到位后，刀柄在主轴锥孔中的压出量为0.4-0.5mm。经以上调整后，故障可排除。
4.结论
本文从论述数控机床故障的产生到数控机床故障的解决。要求在设备出现问题后，要及时冷静地进行故障诊断，寻找合适的方法解决问题。机床修理人员要注重实践，要多问、多阅读、多观察、多思考、多实践、多讨论交流、多总结。在实践中不断提高自己的水平，只有当自身的水平提高了，数控机床的修理过程才能更迅速，才能更好地提高工作效率，多创效益。
参考文献
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[3]韩鸿鸾主编.数控机床维修实例[M].北京：中国电力出版社，2006.
关键字 数控机床故障；PMC；诊断功能
中图分类号 TG659 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）104-0184-02
1 PMC的数据备份和功能介绍
PMC的诊断功能主要功能包括以下两种。第一种是I/O模式的强制功能。开启这项强制功能需要在PMC的参数设置界面中将“ALLOW PMC STOP”设置为“YES”，将“PROGRAMMER ENABLE”改为“YES”，将“RAM WRITE ENABLE”设置为“YES”。使用这种强制功能的时候，可以强制输出PMC的信号为NO或者YES，这项功能对于日常检修非常有帮助。但是在使用的时候需要注意以下几点：启动强制输出信号操作的时候必须确认周围的环境时候稳定和安全，不会因为人员的误操导致设备的损坏、使用强制功能的时候需要把正在运行的PMC程序关掉，因为PMC在运行的时候默认执行的是循环扫描，是刷新输出信号的，那么刚刚强制输出的信号就会被刷新为原来的状态，致使强制功能失效，在所有强制操作完成之后可以继续PMC程序的运行。第二种是信号的追踪功能。具体的操作方式是：先按下“PMCDGN”键之后再按“TRACE”键，在这之后系统就会进入到TRACE的界面。信号的追踪功能可以对PMC信号进行实时的收集，跟踪信号可以是输入的信号或者输出的信号，也可以使PMC和数控机床之间的信号。这一项功能在维修的时候随时记录和观察一随时变化的信号有很大的帮助，方便实用。
2 利用PMC技术进行故障的维修和诊断
1）利用报警文本的诊断功能。这项功能可以起到一个紧急预警的作用，能够在第一时间内引起工作人员的高度重视。机床停机时紧急停止并不能完全的消除故障，MCC不吸合伺服、主轴放大器不能工作等都是一些非常常见的报警信号。比如说在一个企业的泵车间CK5231×25/20的数控双柱立式机床时常出现紧急停止的设备故障，经过技术人员的多次检修都没有彻底的将故障排除。技术人员也只是认为紧急停止开关的问题，并不知道重要的安全信号是和紧急停止的信号串联在一起。
通过具体数据我们发现：紧急停止的信号是各轴的超程开关、紧急停止开关和+24V继电器的线圈串联在一起的。继电器可以直接控制CNC系统。进入到CNCN系统的信号必须先进入PMC里面进行故障的处理，处理之后再经过PMC通知到CNC。很多的检修在寻找故障的时候，指挥寻找上图中的电路信号，并没有按照下图中的梯形图寻找。在途中X8.4后面又串联了Xm·n系列的开关信号，这个Xm·n信号就是能够检测紧急开关时候出现问题的重要部位。
通过上述材料的分析，我们知道双柱式数控机床的问题是Xm·n信号造成的。我们经过仔细的排查可以知道，左立柱的油位太低和右立柱移动时候的伺服电机的参数设置的不正确造成的过热现象，才导致了数控机床紧急停止当时一直未能彻底修复的主要原因；
2）利用动态跟踪梯形图的诊断功能。数控系统PMC中的I/O接口可以看成是“示波器”，能够对数据进行实时的采集，然后反映出一组PMC的输出信号、开关的输入状态金和PMC与CNC之间的信号状态。在检修的时候每一个地址输入输出的状态都会掌握在检修人员的手中；
3）利用控制对象的工作原理进行故障的诊断。数控机床的PMC系统的工作原理是按照控制对象的控制原理设计的，最后通过控制对象的工作原理和PMC接口的状态修复故障。
图1是一个普通的尾座套筒PMC开关图。机床在运行的时候，我们参考图2的数据可以看出以下信息：PMC梯形图中的液位的开关是X000.7，尾座输入开关是X0003.7，PMC的输出信号是Y3.0，与此同时电磁阀正在导电，但是G5.0，这个信息就是告诉我们辅助结束的信号没有被系统触发，间接证明了PMC系统中的输出状态不正常。因此，我们更加肯定尾座套筒中的液压系统发生故障。当电磁阀连接电源之后，定值减压阀就会进入到尾座的液压缸中，然后保持向前顶紧的工作。但是因为单向阀的影响，使得尾座向前的油压得到了很好的保持，如图2。这个时候油压就会影响继电器敞开触点闭合，输入的信号显示为X0002.0，但是在检查的时候我们发现输入的信号是0，这就说明了继电器的触点信号出现问题。经过深入的检查我们得知的原因是触点的开关受到了损坏，就造成了PMC没有正常的收到结束的信号，系统就会认为尾座套筒系统没有进行顶紧的工作，于是就会出现M-FN的报警信号，在更换完继电器之后可以排除故障。
3 结论
通过上述材料的分析，我们在数控机床中充分利用了PMC的各种诊断功能，在处理机床故障的时候得以充分的应用，以此达到一种高效快速的排除故障的工作效果，这些对于数控机床的维修工作都有非常大的帮助。
［关键词］《数控机床故障诊断与维修》；课程建设；教学改革
一、国内《数控机床故障诊断与维修》课程建设的概况
（一）对该课程的重视程度不够
目前，有为数不多的职业院校把数控维修作为一门专业来建设。将《数控机床故障诊断与维修》这门课作为一门专业选修课，是相当多职业院校的做法，他们并没有把这门课放到足够重要的位置上，这使众多数控专业的学生仅仅懂得机床操作，而对维修仍然一无所知，这已经不能满足市场对数控专业学生综合素质的需要。
（二）有关该课程的研究很少
不少学校在安排《数控机床故障诊断与维修》这门课时主要还是理论教学，实践环节安排的课时很少，也没有非常优秀实用的教材，更缺乏对该课程教学模式的探索，非常不利于学生掌握数控维修技能。
（三）理论与实践环节脱离
《数控机床故障诊断与维修》是理论知识难度大、实践性强的课程，教学中理论和实践都应该重视。长期以来，《数控机床故障与维修》课程教学理论和实践分开，教学内容不能紧跟市场需求，教学方法和手段单一，背离职业教育强调应用性、实践性、创新性的教学特点，不能适应当前制造业对数控人才所需技能的要求。理论与实践课程脱节，学校环境和工厂环境反差大，所培养学生的维修技能无法适应企业的需要。
二、转变观念，积极开展《数控机床故障诊断与维修》课程建设
（一）转变观念，适应市场需要
课程建设应以适应市场需要为宗旨，以服务就业岗位为目标。课程建设应该与时俱进，不断在深化教育教学体制改革中，适应市场变化的需要。学校教育的目的就是：“一切为了学生，为了学生一切，为了一切学生。”教育的目的就是为了培养适应社会需要的人才，为了这个目的，学校一切工作都应该服务于这个目的。我所在的学院以示范性建设为契机，全面实施教学质量工程，转变观念，以市场为导向，强化学生专业知识、人文素质、创新精神、实践能力和健全人格的培养，建立产业、学校、行业一体的产教融合的合作办学机制，创新人才培养模式。
（二）加强《数控机床故障诊断与维修》课程建设
随着《中国制造2015》计划的推进，我国由制造大国向制造强国迈进，企业生产中使用数控设备越来越普遍，数控设备的维护维修人员需求将呈现强劲增长的态势。根据市场调研，企业所需数控专业人才岗位(群)分为以下几个部分：数控设备的操作人员、数控设备的装调人员、数控设备的维护维修人员以及其他工作岗位。数控专业主要岗位对应的职业能力有：数控机床的操作、维护；数控机床的安装、检测、验收；数控机床的常见故障诊断与排除；普通设备的数控化改造。推进《数控机床故障诊断与维修》课程建设对培养高素质高技能的数控机床装调与维修人员是非常有意义的。
三、推进《数控机床故障诊断与维修》课程改革与建设的有效措施
1.加强师资队伍建设，特别是提高数控维修专业教师的理论和实践水平，形成一支年龄结构合理、教学水平较高的高等数学课程教学和研究队伍，从教学人员上保证课程建设的不断深入发展。2.继续完善教学大纲与授课计划的修订，使之更能适应高等教育从精英教育到大众化教育的需要，使教学计划和课程设置符合就业导向。3.教材建设（1）推进项目化教学和案例教学内容。以具体的案例或任务为载体编写教学内容，充分发挥学生的主观能动性。（2）建设立体化教材，把实践性强的内容视频化，知识点微课化。（3）不断更新教学内容，紧跟市场需求。（4）适应学生需求，力求教材知识与趣味性一体。4.现代教育技术的使用（1）不断改进教学方法和教学手段。教学手段应从过去传统的黑板加粉笔的单一方法过渡到传统方法与多媒体现代化教学手段相结合的综合性方法，力争开展多媒体授课。（2）建设课程资源库，开发微课资源。（3）建设信息化资源课，使教学资源上网，充分发挥学生自学的主观能动性。
四、以数控维修实验台的研究应用为契机，推进《数控机床故障诊断与维修》课程建设
笔者所在学校配合数控专业的示范性建设，投资60余万元用于数控维修实训中心建设。在数控维修实训中心建设过程中，由学校教师根据本校学生特点，结合企业对数控专业学生的要求自主设计，自主建设实训中心，不但使学校的数控维修实训教学条件大大改观，也锻炼了教师的能力。数控机床安装、调试与故障维修能力是数控技术专业核心的能力之一，在课程的设计上遵循以下理念：以工程应用为背景，以岗位职业能力培养为目标，以典型的工作任务为载体，构建完成岗位工作所需要的专业能力、方法能力、社会能力三位一体的教学内容体系；教学组织与实施是以学生为主、老师为辅的师生互动的过程，理实一体化的教学模式，课程标准以职业标准为依据，学生通过学习获得与工作岗位一致的能力，把工学结合的思想贯穿在整个课程教学过程中。本课程嵌入数控机床装调与维修工职业资格标准，理论联系实际，以任务为学习载体，采用理实一体化的教学模式。以数控机床安装调试与维修的过程为主线，设计学习情境，在学习情境内学生完成安装调试与维修任务。根据教学内容的组织，设计相应的教学计划。上述教学内容，学生在完成过程中，全部采用任务驱动的方式，在任务二和任务三实施过程中，学生在完成任务的过程中对遇到的问题可以查阅故障诊断手册，可以通过手机APP上网查看知识点微课，学生完成任务书要由小组一起进行PPT汇报，对完成任务的情况进行汇报总结。以其中任务三中的一个子任务为例，教学过程如下表所示。在每次的教学过程中注意体现学生的主导地位，教师加以引导，报告完成后仔细进行讨论、分析，目的是学生掌握技能。
五、结论
通过教学改革，教师因材施教，学生既能在轻松的环境中学习和获取理论知识，也能锻炼学生的操作技能，是对培养适应市场需求人才的教育教学模式的一种有益探索。
参考文献：
［1］王道林，朱秀琳．机械制造基础．工学结合特色课程建设研究［J］．南京工业职业技术学院学报，2007（12）：78-79．
［2］陈玉琨．课程改革与课程评价［M］．北京：教育科学出版社，2001（6）：l-8．
【关键词】数控机床刀库；坐标；刀具补偿；伺服电机；维修
数控机床是具有较高通用性和灵活性的一种新型自动化机床，近年来，我国数控技术的发展非常迅速，研发了多种国产系统，支持了国内机械加工市场发展飞需要，提高了机械制造工艺水平。国内现在需要大量的数控机床操作员工，这些员工的培养任务就由各职业学校来完成。新世纪后，市场的需要加大了职业学校资金投入，职业学校现在拥有相当数量的数控机床，但在学生训练过程中，机床操作会遇到很多故障，数控机床相对来说，比普通机床增加了计算机制造、柔性技术等很多技术，价格比较高，因此数控机床需要专业人员来操作使用，更为重要的是机床后续的维护。机床的故障维护需要更专业的维护人员，要懂得机床的机械结构和电气结构，下面我就车间数控机床加工中常见的典型故障进行简单的分析。
一、FANUC系统自动换刀刀库故障诊断与维修
例1．机床交换刀具时刀套无任何动作的故障与维修。
故障现象：学生操作FANUC系统的数控机床时，机床在手动，自动交换刀具时刀套无动作，且主轴定向停转，刀库进行回零后，相关指示灯全不亮。
故障分析：让学生检查电磁阀，无任何动作；继电器，也无任何动作；检查PC时能发出信号，但是RO724无任何反应。故障产生原因：检查发现是机床输出芯片内信号没有满足刀套动作要求，机械手180°返回行程开关位置移动。排除方法：手动调整感应行程开关位置并使其发出信号。
例2．刀库不能拔刀的故障与维修
故障现象：FANUC系统的数控机床，学生操作时发现刀库不能进行拔刀。
故障分析：学生检查刀库的相应开关，查刀库的接线是否连贯。故障产生原因:经检查是开关的线断了，信号不能反馈到芯片电路上。排除方法：让学生用焊机把断的线焊接上去。
例3、刀库回零定位不准确的故障与维修
故障现象：FANUC系统的数控机床，开机回零时刀库定位不能准确到位。
故障分析：学生观察刀库回零状态，并检查行程开关的位置。将机床的行程开关减速后将其提前释放，行程开关未能进入定位区就造成向前或向后到最近一个波距零点使定位不准。故障产生原因：经检查是定向挡块产生了移动。排除方法：手动调整定位挡块在机床上的相关位置。
二、X向坐标发生抖动的故障与维修
故障现象：FANUC系统的数控机床，X向坐标严重抖动。
故障分析：让学生检查系统的位置环、速度环增益，可控硅电路，坐标平衡，测速机，伺服驱动电机，机械传动部分。看看哪块出现了问题。故障产生原因：最终检查后发现是轴承坏了。排除方法：更换新轴承。
三、Y向坐标发生抖动的故障与维修
故障现象：FANUC系统的数控机床，CRT无显示，操作面板上所有指示灯均不亮。
故障分析：让学生检查系统的位置环、速度环增益，可控硅电路，坐标平衡，测速机，伺服驱动电机，机械传动部分。看看哪块出现了问题。故障产生原因：最终检查结果是位置检测装置有故障。排除方法：调整定、滑尺的位置。
四、CRT显示器无任何显示的故障与维修
故障现象：FANUC系统的数控机床，CRT无显示，操作面板上所有指示灯均不亮。
故障分析：让学生检查数控系统的稳压电源部分，发现电压输出，查三端稳压器7805，检查电源管。故障产生原因：稳压电源出现了糊点损坏。排除方法：更换新电源管。
五、机床主轴产生严重噪声的故障诊断与维修
故障现象：FANUC系统的数控机床，主轴严重噪声，最初间隙很响，后来剧烈震动，主轴转速骤升骤降。
故障分析：让学生检查主轴伺服电机的连接插头；伺服电路某相电路及主轴电机本身部分。故障产生原因：检查结果发现是时钟集成块产生的自然损坏。排除方法：更换新时钟集成块。
六、机场产生超程报警的故障与维修
故障现象：FANUC系统的数控机床，未达参考点，发生超程，间断发生。
故障分析：让学生检查各项参数是否正确并检查超程限位开关是否在原位。故障产生原因：检查结果原来是切削液渗进了限位开关；操作者保养机床时移动了限位开关。排除方法：修理限位开关，并将行程限位的参数改为较大值，手动将机床开往参考点，压住限位开关，再改回原设定参数。
七、机床的伺服系统的报警的故障与维修
故障现象：FANUC系统的数控机床，整个伺服系统报警：“07”。
故障分析：让学生检查伺服板发现无报警，三轴时报警，查芯片的各项参数。故障产生原因：芯片参数全部丢失并且电池接触不良。排除方法：手动补齐参数，修理电池。
八、机床加工中的刀具补偿出现错误的故障与维修
故障现象：FANUC系统的数控机床，刀具补偿出现错误。
故障分析：开机用已加工过的程序进行检验发现正常，复校新程序无误。故障产生原因：发现是刀具半径补偿软件发现了损坏。排除方法：更换新的EPROM。
九、机床加工中快速定位时，Z轴上下
抖动，无报警现象的故障与维修
故障现象：FANUC系统的数控机床，快速定位时，Z轴上下抖动，无报警。
故障分析：机床开机后检查发现是电机放大量过大，并且加/减速时间过短。故障产生原因：定位开关加/减速时间过短。排除方法：让学生调整伺服板放大器上的补偿电容，增大电容量后开机使用正常。
十、机床的数控系统不能起动的故障与维修
故障现象：FANUC系统的数控机床，开机后数控系统不能起动。
故障分析：让学生自己检查数控系统机柜与主PCB板连接的各插头部分，检查PCB板输入接口及输出接口。故障产生原因：检查后发现是M18产生了短路，并产生在机床测分线的机盒内。排除方法：学生自己处理短路问题。
