数控机床爆边问题的解决方法

⑴ 数控机床故障诊断可采用什么方法和手段

（1）诊断法 利用NC系统自带的诊断功能可以检查输入[MT（机床）→NC或PC（可编程序控制器）]信号、输出（NC或PC→MT）信号、PC→NC信号、NC→PC信号及中间继电器的状态等。利用诊断可迅速确定故障点的产生部位，然后集中力量在该部位范围内找出故障原因。
（2）观察法 观察法在维修数控机床过程中是常用的。有时，有的故障用观察法可很容易解决。观察法一是用眼看，观察电缆外皮有无破损，元器件有无冒烟、烧坏现象，插头、接线有无脱落，按钮、开关有无撞坏，指示灯是否完整，元器件表面有无大量尘埃等；二是用手摸，停电检查时可用手轻轻摇拨变压器的接线是否有松动、烧坏现象，端子和导线之间结合是否紧固，旋转电动机轴是否过紧，电气元器件是否发热及焊接点是否牢固等；三是用耳听，听电动机旋转时有无噪声和异常声响，变压器有无蜂鸣声。加工中机床振动异常及振动声音过大等应引起注意，这些都会成为故障的因素。利用人的感官注意发生故障时（或故障发生后）的各种外部现象并判断故障的可能部位。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。在故障的现场，通过观察故障时（或故障发生后）是否有异响，火花亮光发生，它们来自何方，何处出现焦糊味，何处发热异常，何处有异常震动等等，就能判断故障的主要部分，然后，进一步观察可能发生故障的每块电路板，或是各种电控元件（继电器，热继电器，断路器等）的表面状况，例如是否有烧焦、烟熏黑处或元件、连线断裂处，从而进一步缩小检查范围。再者，检查系统各种连接电缆有否松脱，断开、接触不良也是处理数控系统故障时首先需要想到的。这是一种最基本、最简单、最常用的方法。该方法既适用于有故障报警显示的较为先进系统，也适用于无故障报警显示的早期限的系统。使用该方法，对于处理一些电气短路，断路，过载等是最常用的。使用这一方法虽然简单，但却要求维修人员要有一定经验。在检验过程中，养成细致严谨工作态度，善于发现问题，解决问题。往往是一丝异常，便是症结所在。同时要求维修人员能及时到达，并要求建立迅捷应付机智。
（3）测量法 测量法是查找数控机床故障的基本方法。当机床发生故障时，利用手中的仪器、仪表（示波器、万用表等）参照电气原理图和控制系统的逻辑图等资料，沿着发生故障的通道，一步一步地测量，直到找到故障点为止。
用测量法找故障不一定要从起点一直测量到终点，可采用优选法进行，并要求维修人员不但要较好地掌握电路图和逻辑图，而且要较熟悉地了解电气元器件的实际位置，才能迅速地排除故障。
（4）代换法 代换法能够迅速地把故障由大范围缩小到小范围，进而缩小到更小的范围之内。电气系统越是复杂用该方法越好。
用代换法时有个问题必须注意：在调换电路板之前一定要保证该电路板的损坏不是因为电路板外原因(外部高压窜人板内，或是板外负载短路等）造成的。在这种情况下，要首先排除相应故障后再代换，以免烧坏新更换上的好电路板。
（5）经验法 经验法是对数控机床经常重复性发生的故障，凭借长期积累的经验，针对故障的表现形式，便立即想到故障可能发生在哪一部位中。
（6）综合法 综合法就是全面掌握以上各方法的技巧，综合使用、融会贯通、灵活运用。对于正确进行故障诊断可以起到事半功倍的效果。
利用数控系统的硬件报警功能：为了提高系统的可维护性，在现代数控系统中设置有众多的硬件报警指示装置，如在主板上，各轴控制板上，电源单元，主轴伺服驱动模块，各轴伺服驱动单元等部件上均有发光二极管或多段数码管，通过指示灯的亮与灭，数码管的显示状态（如数字编号、符号等）来为维修人员指示故障所在位置及其类型。因此，在处理数控系统故障过程中，如果直观法不能奏效的，即从外观上，很难判断问题所在，或是CRT屏幕不能点亮（电源模块有故障）的时候，我们可以借助审视上述各报警装置，观察有无报警指示，然后根据指示查阅随机说明书，依照指示来处理故障。这一方法，对于通用型的各类数控系统比较适用，因其系统设计较为完善，已充分考虑到系统中最常见可能故障形式，内置较多硬件报警装置，所以尤为见效。但这一方法，是以手头有详尽报警说明为前提的，要求维修人员了解机器的说明、不断增加对机器的了解。充分利用数控系统的软件报警功能：CNC系统都具有自诊断功能。在系统工作期间，能定时用自诊断程序对系统进行快速诊断。一旦检测到故障，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将故障分类报警。如①误操作报警；②有关伺服系统报警；③设定错误报警；④各种行程开关报警等等，维修时，可根据报警内容提示来查找问题的症结所在。但这一方法，同样是以手头有详尽报警说明为前提的。现代数控系统不但能将故障诊断信息显示出来，如上所述，而且能以诊断地址和诊断数据的形式提供诊断的各种状态。如机床侧各种主令开关，行程开关等通断触发的开关信号是否按要求正确输入到数控系统中。总之，通过列出上述状态情况，可将故障区分出是在机床一侧还是数控系统一侧，从而可将故障锁定在某一元件上，得而解决问题。这一切都得益于系统提供完善的状态显示功能，为故障诊断打开了一扇明了“窗口”，运用这一方法，对于诊断动作复杂机构故障如换刀机构起到极大作用。也是诊断故障基本方法之一。但使用的前提是系统提供状态显示功能。4.发生故障时，应及时核对数控系统参数：系统参数变化会直接影响到机床的性能，甚至使机床发生故障，整机不能正常工作。在设计和制造数控系统时，虽已考虑到系统的可靠性问题，但不可能排除外界的一切干扰，而这些干扰有可能引起存储器内个别参数的变化。同时，人为误操作使得系统参数变更也是可能的，作者在工作中，就碰到过。因误操作使得系统出现动作异常，有些机器不稳定，每次开机都有可能产生系统参数丢失。所以，在诊断故障过程，如果尝试上述几项方法后，问题仍不能解决的话，我们可以核对系统参数，看是否是参数变更导致的，这类故障便是我们的“软”故障。以上几种方法，各有特点，及使用范围。对于较为复杂的故障，需要将几种方法同时综合运用，才能产生较好的效果，正确判断出故障起因和故障的具体部位。当然，任何一种方法都取决于对机器性能的了解，维修人员应熟知系统的构造、电路及各项控制功能，只有在平时的不断积累才能及时有效的解决问题。对于数控系统故障解决同样重要的就是维护问题，只有定期的维护保养才能有效的避免故障的发生，使系统有良好的运行环境。如何维护系统就要求从日常抓起：对于机器的硬件而言，需要完善的操作规程，操作失误就有可能导致硬件损坏甚至报废。这就要求对操作者有完善的培训机制，避免不和要求的操作失误产生，将故障的产生消除无形。数控机床是由NC系统、伺服系统、位置检测、强电部分及机床本体组成，比一般机床要复杂得多，故障的表现形式也就比较复杂。这就相应地要求维修人员多掌握几种维修方法，遇到不同的故障才能灵活地使用不同的方法，力求在最短的时间内排除故障，保证机床正常运转。

⑵ 数控机床维修的方法

1 常见的维修方法
数控设备维修是一项很复杂、技术含量很高的一项工作，数控设备与普通设备有较大的差别。
1.1 利用数控系统的自诊断功能
一般CNC系统都有较为完备的自诊断系统，无论是发那科系统还是西门子系统，数控系统上电初始化时或运行中均能对自身或接口做出一定范围的自诊断。维修人员应熟悉系统自诊断各种报警信息。根据说明书进行分析以确定故障范围，定位故障元器件，对于进口的数控系统一般只能定位到板级，其片级维修一般可依靠各数控系统的厂家售后维修部门。
1.2 利用PLC程序的逻辑查找
现在一般CNC控制系统均带有PLC控制器，大多为内置式PLC控制。维修人员应根据梯形图对机床控制电器进行分析，在CRT上直观地看出CNC系统I/O的状态。通过PLC程序的逻辑分析，方便地检查出问题存在部位，如FANUC-OT系统中自诊断页面等。根据图纸PLC梯图进行分析，定位机床与CNC系统接口故障，以确定故障部位是机械、电器、液压还是气动故障。
1.3 与当场的操作人员充分沟通
现场操作人员是数控机床最亲密的伙伴，操作人员也是各种故障的第一发现人。因此，当故障发生后，维修人员一般不要急于动手，先与操作人员进行充分的沟通，要仔细询问故障发生时机床处在什么工作状态、表现形式、产生的后果、是否误操作，故障能否再现等，这样有助于维修人员快速分析和判断故障原因。
2 数控机床的抗干扰措施
机床数控系统中既包含高电压、大电流的强电设备，又包含低电压、小电流的控制与信号处理设备，即弱电设备。强电设备产生的强烈电磁干扰对弱电设备的正常工作构成
极大的威胁。此外，系统所处生产现场的电磁环境较恶劣，系统外各种动力负载的干扰、供电系统的干扰、大气中电磁波的干扰等都会对系统内的弱电设备产生严重影响，由于弱电设备是控制强电的设备，所以，一旦弱电设备受到干扰，最终将导致整个系统的瘫痪。
通常从以下几个方面采取措施来提高数控系统的扰干扰能力。
2.1 减少供电线路和信号线路的干扰可采取以下措施
（1）数控机床远离具有中、高频电源的设备。
（2）数控机床不要和大功率且频繁起停的设备用同一供电干线供电。
（3）对于电网电压较长时间的欠电压、过电压和电压波动的场合安装交流稳压器。
（4）采用电源滤波器。电源滤波器的作用是双向的，它不仅可以阻止电网中的噪声进入设备，也可以抑制设备所产生的噪声污染电网。
（5）采用带屏蔽层的隔离变压器。隔离变压器是一种应用相当广泛的电源抗干扰设备，它最基本的作用是实现电路与电路之间的电气隔离，解决设备与设备之间产生的干扰。
（6）模拟信号传输线的配线应尽可能短，并使用屏蔽线。
（7）光电编码器、手摇脉冲发生器、光栅尺等的输出信号在接收电路端并联电容，抑制高频干扰。光电编码器电缆的屏蔽层双端接地。
（8）电动机驱动电缆屏蔽层双端接地。
（9）动力线和信号线分开走线。
（10）控制信号线采用屏蔽双绞线。
2.2 减少机床电气控制系统中的干扰可采取以下措施
（1）在电源输入部分加压敏电阻保护（浪涌吸收器），对线路中的瞬变、尖蜂等噪声进行抑制。
（2）感性负载加装吸收电路，抑制瞬态噪声。系统中的感性负载如继电器、接触器、电磁阎、电动机等在关断时会产生强烈的脉冲噪声，影响其他电路的正常工作，必须在感性负载处加装吸收电路，抑制瞬态噪声。直流电感元件（直流继电器线圈）并联续流二掇管。交流接触器、电磁阀、继电器的线圈并联RC阻容吸收器。三相交流电动机的电枢绕组之间并联RC阻容吸收器。
（3）保证良好的“接地”。“接地”是数控机床安装中一项关键的抗干扰技术。数控系统和电气柜中的控制设备必须按照使用说明书的要求进行“接地”，否则电网中的许多干扰因素都会通过“地线”对机床的运行产生干扰。

⑶ 怎么排除数控机床的常见故障

数控系统故障维修通常按照：现场故障的诊断与分析、故障的测量维修排除、系统的试车这三大步进行。

1、数控机床故障诊断

在故障诊断时应掌握以下原则：

1.1 先外部后内部

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，而大部分故障的发生则是非系统本身原因引起的。由于数控机床是集机械、液压、电气为一体的机床，其故障的发生也会由这三者综合反映出来。维修人员应先由外向内逐一进行排查。尽量避免随意地启封、拆卸，否则会扩大故障，使机床丧失精度、降低性能。系统外部的故障主要是由于检测开关、液压元件、气动元件、电气执行元件、机械装置等出现问题而引起的。

1.2 先机械后电气

一般来说，机械故障较易发觉，而数控系统及电气故障的诊断难度较大。在故障检修之前，首先注意排除机械性的故障。

1.3 先静态后动态

先在机床断电的静止状态，通过了解、观察、测试、分析，确认通电后不会造成故障扩大、发生事故后，方可给机床通电。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。

1.4 先简单后复杂

当出现多种故障互相交织，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。往往简单问题解决后，难度大的问题也可能变得容易。

2、数控机床的故障诊断技术

数控系统是高技术密集型产品，要想迅速而正确的查明原因并确定其故障的部位，要借助于诊断技术。随着微处理器的不断发展，诊断技术也由简单的诊断朝着多功能的高级诊断或智能化方向发展。诊断能力的强弱也是评价CNC数控系统性能的一项重要指标。目前所使用的各种CNC系统的诊断技术大致可分为以下几类：

2.1 起动诊断

起动诊断是指CNC系统每次从通电开始，系统内部诊断程序就自动执行诊断。诊断的内容为系统中最关键的硬件和系统控制软件，如 CPU、存储器、I/O 等单元模块，以及MDI/CRT单元、纸带阅读机、软盘单元等装置或外部设备。只有当全部项目都确认正确无误之后，整个系统才能进入正常运行的准备状态。否则，将在CRT画面或发光二极管用报警方式指示故障信息。此时起动诊断过程不能结束，系统无法投入运行。

2.2 在线诊断

在线诊断是指通过CNC系统的内装程序，在系统处于正常运行状态时对CNC系统本身及CNC装置相连的各个伺服单元、伺服电机、主轴伺服单元和主轴电动机以及外部设备等进行自动诊断、检查。只要系统不停电，在线诊断就不会停止。

在线诊断一般包括自诊断功能的状态显示有上千条，常以二进制的0、1来显示其状态。对正逻辑来说，0表示断开状态，1表示接通状态，借助状态显示可以判断出故障发生的部位。常用的有接口状态和内部状态显示，如利用I/O接口状态显示，再结合PLC梯形图和强电控制线路图，用推理法和排除法即可判断出故障点所在的真正位置。故障信息大都以报警号形式出现。一般可分为以下几大类：过热报警类；系统报警类；存储报警类；编程/设定类；伺服类；行程开关报警类；印刷线路板间的连接故障类。

2.3 离线诊断
离线诊断是指数控系统出现故障后，数控系统制造厂家或专业维修中心利用专用的诊断软件和测试装置进行停机（或脱机）检查。力求把故障定位到尽可能小的范围内，如缩小到某个功能模块、某部分电路，甚至某个芯片或元件，这种故障定位更为精确。

2.4 现代诊断技术

随着电信技术的发展，IC和微机性价比的提高，近年来国外已将一些新的概念和方法成功地引用到诊断领域。

(1) 通信诊断

也称远程诊断，即利用电话通讯线把带故障的CNC系统和专业维修中心的专用通讯诊断计算机通过连接进行测试诊断。如西门子公司在CNC系统诊断中采用了这种诊断功能，用户把CNC系统中专用的“通信接口”连接在普通电话线上，而两门子公司维修中心的专用通迅诊断计算机的“数据电话”也连接到电话线路上，然后由计算机向 CNC系统发送诊断程序，并将测试数据输回到计算机进行分析并得出结论，随后将诊断结论和处理办法通知用户。

通讯诊断系统还可为用户作定期的预防性诊断，维修人员不必亲临现场，只需按预定的时间对机床作一系列运行检查，在维修中心分析诊断数据，可发现存在的故障隐患，以便及早采取措施。当然，这类CNC系统必须具备远程诊断接口及联网功能。

(2) 自修复系统

就是在系统内设置有备用模块，在CNC系统的软件中装有自修复程序，当该软件在运行时一旦发现某个模块有故障时，系统一方面将故障信息显示在CRT上，同时自动寻找是否有备用模块，如有备用模块，则系统能自动使故障脱机，而接通备用模块使系统能较快地进入正常工作状态。这种方案适用于无人管理的自动化工作场合。

需要注意的是：机床在实际使用中也有些故障既无报警，现象也不是很明显，对这种情况，处理起来就不那样简单了。另外有此设备出现故障后，不但无报警信息，而且缺乏有关维修所需的资料。对这类故障的诊断处理，必须根据具体情况仔细检查，从现象的微小之处进行分析，找出它的真正原因。要查清这类故障的原因，首先必须从各种表面现象中找山它的真实故障现象，再从确认的故障现象中找出发生的原因。全面地分析一个故障现象是决定判断是否正确的重要因素。在查找故障原因前，首先必须了解以下情况：故障是在正常工作中出现还是刚开机就出现的；山现的次数是第一次还是已多次发生；确认机床加工程序的正确性；是否有其他人

3、数控机床的常见故障排除方法

由于数控机床故障比较复杂，同时数控系统自诊断能力还不能对系统的所有部件进行测试，往往是一个报警号指示出众多的故障原因，使人难以入手。下面介绍维修人员任生产实践中常用的排除故障方法。

3.1直观检查法

直观检查法是维修人员根据对故障发生时的各种光、声、味等异常现象的观察，确定故障范围，可将故障范围缩小到一个模块或一块电路板上，然后再进行排除。一般包括：

a.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等；

b.目视：总体查看机床各部分工作状态是否处于正常状态，各电控装置有无报警指示，局部查看有无保险烧断，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；

c.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、各功率及信号导线的联接状况以及用手摸并轻摇元器件，尤其是大体积的阻容、半导体器件有无松动之感，以此可检查出一些断脚、虚焊、接触不良等故障；

d.通电：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。如果存在破坏性故障，必须排除后方可通电。

例：一台数控加工中心在运行一段时间后，CRT显示器突然出现无显示故障，而机床还可继续运转。停机后再开又一切正常。观察发现，设备运转过程中，每当发生振动时故障就可能发生。初步判断是元件接触不良。当检查显示板时，CRT显示突然消失。检查发现有一晶振的两个引脚均虚焊松动。重新焊接后，故障消除。

3.2 初始化复位法

一般情况下，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、拨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。

例：一台数控车床当按下自动运行键，微机拒不执行加工程序，也不显示故障自检提示，显示屏幕处于复位状态（只显示菜单）。有时手动、编辑功能正常，检查用户程序、各种参数完全正确；有时因记忆电池失效，更换记忆电池等，系统显示某一方向尺寸超量或各方向的尺寸都超最（显示尺寸超过机床实斤能加工的最大尺寸或超过系统能够认可的最大尺寸）。排除方法：采用初始化复位法使系统清零复位（一般要用特殊组合健或密码）。3.3 自诊断法

数控系统已具备了较强的自诊断功能，并能随时监视数控系统的硬件和软件的工作状态。利用自诊断功能，能显示出系统与主机之间的接口信息的状态，从而判断出故障发生在机械部分还是数控部分，并显示出故障的大体部位（故障代码）。

a.硬件报警指示：是指包括数控系统、伺服系统在内的各电气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获知指示内容及故障原因与排除方法；
b.软件报警指示：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排除方法。

功能程序测试法是将数控系统的G、M、S、T、F功能用编程法编成一个功能试验程序，并存储在相应的介质上，如纸带和磁带等。在故障诊断时运行这个程序，可快速判定故障发生的可能起因。

功能程序测试法常应用于以下场合：

a.机床加工造成废品而一时无法确定是编程操作不当、还是数控系统故障引起；

b. 数控系统出现随机性故障，一时难以区别是外来干扰，还是系统稳定性个好；

c. 闲置时间较长的数控机床在投入使用前或对数控机床进行定期检修时。
例：一台FANUC9系统的立式铣床在自动加工某一曲线零件时出现爬行现象，表面粗糙度极差。在运行测试程序时，直线、圆弧插补时皆无爬行，由此确定原因在编程方面。对加工程序仔细检查后发现该曲线由很多小段圆弧组成，而编程时又使用了正确定位外检查C61指令之故。将程序中的G61取消，改用G64后，爬行现象消除。

3.5 备件替换法

用好的备件替换诊断出坏的线路板，即在分析出故障大致起因的情况下，维修人员可以利用备用的印刷电路板、集成电路芯片或元器件替换有疑点的部分，从而把故障范围缩小到印刷线路板或芯片一级。并做相应的初始化起动，使机床迅速投入正常运转。

对于现代数控的维修，越来越多的情况采用这种方法进行诊断，然后用备件替换损坏模块，使系统正常工作。尽最大可能缩短故障停机时间，使用这种方法在操作时注意一定要在停电状态下进行，还要仔细检查线路板的版本、型号、各种标记、跨接是否相同，若不一致则不能更换。拆线时应做好标志和记录。

一般不要轻易更换CPU板、存储器板及电地，否则有可能造成程序和机床参数的丢失，使故障扩大。

例：一台采用西门子SINUMERIK SYSTEM 3系统的数控机床，其PLC采川S5—130w/B，一次发生故障时，通过NC系统PC功能输入的R参数，在加工中不起作用，不能更改加上程序中R参数的数值。通过对NC系统工作原理及故障现象的分析，认为PLC的主板有问题，与另一台机床的主板对换后，进一步确定为PLC主板的问题。经专业厂家维修，故障被排除。

3.6 交叉换位法

当发现故障板或者个能确定是否是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。这种交叉换位法应特别注意，不仅要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。

例：一台数控车床出现X向进给正常，Z向进给出现振动、噪音大、精度差，采用手动和手摇脉冲进给时也如此。观察各驱动板指示灯亮度及其变化基本正常，疑是Z轴步进电动机及其引线开路或Z轴机械故障。遂将Z轴电机引线换到X轴电机上，X轴电机运行正常，说明Z轴电动机引线正常；又将X轴电机引线换到Z轴电机上，故障依旧；可以断定是Z轴电动机故障或Z轴机械故障。测量电动机引线，发现一相开路。修复步进电动机，故障排除。

3.7 参数检查法

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。发生故障时应及时核对系统参数，参数一般存放在磁泡存储器或存放在需由电池保持的 CMOS RAM中，一旦电池电量不足或由于外界的干扰等因素，使个别参数丢失或变化，发生混乱，使机床无法正常工作。此时，可通过核对、修正参数，将故障排除。

例：一台数控铣床上采用了测量循环系统，这一功能要求有一个背景存贮器，调试时发现这一功能无法实现。检查发现确定背景存贮器存在的数据位没有设定，经设定后该功能正常。

又如：一台数控车床数控刀架换对突然出现故障，系统无法自动运行，在手动换刀时，总要过一段时间才能再次换刀。遂对刀补等参数进行检查，发现一个手册上没有说明的参数P20变为20，经查有关资料P20是刀架换刀时间参数，将其清零，故障排除。

有时由于用户程序和参数错误亦可造成故障停机，对此可以采用系统的程序自诊断功能进行检查，改正所有错误，以确保其正常运行。

3.8 测量比较法

CNC系统生产厂在设计印刷线路板时，为了调整和维修方便，在印刷线路板上设计了一些检测端子。维修人员通过测量这些检测端子的电压或波形，可检查有关电路的工作状态是否正常。但利用检测端子进行测量之前，应先熟悉这些检测端子的作用及有关部分的电路或逻辑关系。

3.9 敲击法

当系统故障表现为有时正常有时不正常时，基本可以断定为元器件接触不良或焊点开焊，利用敲击法检查时，当敲击到虚焊或接触不良的故障部位时，故障就会出现。

3.10 局部升温法

数控系统经过长期运行后元件均要老化，性能变坏。当它们尚未完全损坏时，出现的故障就会时有时无。这时用电烙铁或电吹风对被怀疑的元件进行局部加温，会使故障快速出现。操作时，要注意元器件的温度参数等，注意不要损坏好的元器件。

3.11 原理分析法
根据数控系统的组成原理，可从逻辑上分析各点的逻辑电平和特性参数，如电压值和波形，使用仪器仪表进行测量、分析、比较，从而确定故障部位。

除以上常用的故障检测方法之外，还可以采用拔插板法、电压拉偏法、开环检测法等。总之，根据不同的故障现象，可以同时选用几个方法灵活应用、综合分析，才能逐步缩小故障范围，较快地排除故障。

4、数控机床维修后的开机调试

机床的故障排除后通常分两大步进行通电试车：

4.1 自动状态试验

将机床锁住，用编制的程序进行空运转试验，验证程序的正确性，然后放开机床，分别将进给倍率开关、快速超凋开关、主轴速度超调开关进行多种变化，使机床在上述各开关的多种变化的情况下进行充分地运行，后将各超调开关置于100％处，使机床充分运行，观察整机的工作情况是否正常。

4.2 正常加工试验

夹装好工件按正常程序进行加工，加工后检查工件的加工精度是否符合标准要求

5、维修调试后的技术处理

在现场维修结束后，应认真填写维修记录，列出有关必备的备件清单，建立用户档案。对于故障时间、现象、分析诊断方法、采用排故方法，如果有遗留问题应详尽记录，这样不仅使每次故障都有据可查，而且也可以不断积累维修经验。

⑷ 数控机床故障分析与维修经验总结

数控机床故障分析与维修经验总结

数控机床加工柔性好，精度高，生产效率高。但是也会经常产生故障，这就需要维修人员有足够的知识和能力去判断分析床故障分析!为此，我为你整理了一篇维修老手的经验总结，一起来学习吧!

数控机床的应用越来越广泛，其加工柔性好，精度高，生产效率高，具有很多的优点。但由于技术越来越先进、复杂，对维修人员的素质要求很高，要求他们具有较深的专业知识和丰富的维修经验，在数控机床出现故障才能及时排除。

在数控机床的应用越来越广泛。我公司有几十台数控设备，数控系统有多种类型，几年来这些设备出现一些故障，通过对这些故障的分析和处理，我们取得了一定的经验。下面结合一些典型的实例，对数控机床的故障进行系统分析，以供参考。

一、NC系统故障

1.硬件故障

有时由于NC系统出现硬件的损坏，使机床停机。对于这类故障的诊断，首先必须了解该数控系统的工作原理及各线路板的功能，然后根据故障现象进行分析，在有条件的情况下利用交换法准确定位故障点。

例一、一台采用德国西门子SINUMERIK SYSTEM3的数控机床，其PLC采用S5─130W/B，一次发生故障，通过NC系统PC功能输入的R参数，在加工中不起作用，不能更改加工程序中R参数的数值。通过对NC系统工作原理及故障现象的分析，我们认为PLC的主板有问题，与另一台机床的主板对换后，进一步确定为PLC主板的问题。经专业厂家维修，故障被排除。

例二、另一台机床也是采用SINUMERIK SYSTEM 3数控系统，其加工程序程序号输入不进去，自动加工无法进行。经确认为NC系统存储器板出现问题，维修后，故障消除。

例三、一台采用德国HEIDENHAIN公司TNC 155的数控铣床，一次发生故障，工作时系统经常死机，停电时经常丢失机床参数和程序。经检查发现NC系统主板弯曲变形，经校直固定后，系统恢复正常，再也没有出现类似故障。

2.软故障

数控机床有些故障是由于NC系统机床参数引起的，有时因设置不当，有时因意外使参数发生变化或混乱，这类故障只要调整好参数，就会自然消失。还有些故障由于偶然原因使NC系统处于死循环状态，这类故障有时必须采取强行启动的方法恢复系统的使用。

例一、一台采用日本发那科公司FANUC-OT系统的数控车床，每次开机都发生死机现象，任何正常操作都不起作用。后采取强制复位的方法，将系统内存全部清除后，系统恢复正常，重新输入机床参数后，机床正常使用。这个故障就是由于机床参数混乱造成的。

例二、一台专用数控铣床，NC系统采用西门子的SINUMERIK SYSTEM 3，在批量加工中NC系统显示2号报警“LIMIT SWITCH”，这种故障是因为Y轴行程超出软件设定的极限值，检查程序数值并无变化，经仔细观察故障现象，当出现故障时，CRT上显示的Y轴坐标确定达到软件极限，仔细研究发现是补偿值输入变大引起的，适当调整软件限位设置后，故障被排除。这个故障就是软件限位设置不当造成的。

例三、一台采用西门子SINUMERIK 810的数控机床，一次出现问题，每次开机系统都进入AUTOMATIC状态，不能进行任何操作，系统出现死机状态。经强制启动后，系统恢复正常工作。这个故障就是因操作人员操作失误或其它原因使NC系统处于死循环状态。

3.因其它原因引起的NC系统故障有时因供电电源出现问题或缓冲电池失效也会引起系统故障。

例一、一台采用德国西门子SINUMERIK SYSTEM 3的数控机床，一次出现故障，NC系统加上电后，CRT不显示，检查发现NC系统上“COUPLING MODULE”板上左边的发光二极管闪亮，指示故障。对PLC进行热启动后，系统正常工作。但过几天后，这个故障又出现了，经对发光二极管闪动频率的分析，确定为电池故障，更换电池后，故障消除。

例二、一台采用西门子SINUMERIK 810的数控机床，有时在自动加工过程中，系统突然掉电，测量其24V直流供电电源，发现只有22V左右，电网电压向下波动时，引起这个电压降低，导致 NC系统采取保护措施，自动断电。经确认为整流变压器匝间短路，造成容量不够。更换新的整流变压器后，故障排除。

例三、另一台也是采用西门子SINUMIK 810的数控机床，出现这样的故障，当系统加上电源后，系统开始自检，当自检完毕进入基本画面时，系统掉电。经分析和检查，发现X轴抱闸线圈对地短路。系统自检后，伺服条件准备好，抱闸通电释放。抱闸线圈采用24V电源供电，由于线圈对地短路，致使24V电压瞬间下降，NC系统采取保护措施自动断电。

二、伺服系统的故障

由于数控系统的控制核心是对机床的进给部分进行数字控制，而进给是由伺服单元控制伺服电机，带动滚珠丝杠来实现的，由旋转编码器做位置反馈元件，形成半闭环的位置控制系统。所以伺服系统在数控机床上起的作用相当重要。伺服系统的故障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。下面介绍几例：

例一、伺服电机损坏

一台采用SINUMERIK 810/T的数控车床，一次刀塔出现故障，转动不到位，刀塔转动时，出现6016号报警“SLIDE POWER PACK NO OPERATION”，根据工作原理和故障现象进行分析，刀塔转动是由伺服电机驱动的，电机一启动，伺服单元就产生过载报警，切断伺服电源，并反馈给NC 系统，显示6016报警。检查机械部分，更换伺服单元都没有解决问题。更换伺服电机后，故障被排除。

例二、一台采用直流伺服系统的美国数控磨床，E轴运动时产生“E AXIS EXECESSFOLLOWING ERROR”报警，观察故障发生过程，在启动E轴时，E轴开始运动，CRT上显示的E轴数值变化，当数值变到14时，突然跳变到471，为此我们认为反馈部分存在问题，更换位置反馈板，故障消除。

例三、另一台数控磨床，E轴修整器失控，E轴能回参考点，但自动修整或半自动时，运动速度极快，直到撞到极限开关。观察发生故障的过程，发现撞极限开关时，其显示的坐标值远小于实际值，肯定是位置反馈的问题。但更换反馈板和编码器都未能解决问题。后仔细研究发现，E轴修整器是由Z轴带动运动的，一般回参考点时，E轴都在Z轴的一侧，而修整时，E轴修整器被Z轴带到中间。为此我们做了这样的试验，将E轴修整器移到Z轴中间，然后回参考点，这时回参点也出现失控现象;为此我们断定可能由于E轴修整器经常往复运动，导致E轴反馈电缆折断，而接触不良。校线证实了我们的判断，找到断点，焊接并采取防折措施，使机床恢复工作。

三、外部故障

由于现代的数控系统可变性越来越高，故障率越来越低，很少发生故障。大部分故障都是非系统故障，是由外部原因引起的。

1.现代的数控设备都是机电一体化的产品，结构比较复杂，保护措施完善，自动化程度非常高。有些故障并不是硬件损坏引起的，而是由于操作、调整、处理不当引起的。这类故障在设备使用初期发生的频率较高，这时操作人员和维护人员对设备都不特别熟悉。

例一、一台数控铣床，在刚投入使用的时候，旋转工作台经常出现不旋转的问题，经过对机床工作原理和加工过程进行分析，发现这个问题与分度装置有关，只有分度装置在起始位置时，工作台才能旋转。

例二、另一台数控铣床发生打刀事故，按急停按钮后，换上新刀，但工作台不旋转，通过PLC梯图分析，发现其换刀过程不正确，计算机认为换刀过程没有结束，不能进行其它操作，按正确程序重新换刀后，机床恢复正常。

例三、有几台数控机床，在刚投入使用的时候，有时出现意外情况，操作人员按急停按钮后，将系统断电重新启动，这时机床不回参考点，必须经过一番调整，有时得手工将轴盘到非干涉区。后来吸取教训，按急停按钮后，将操作方式变为手动，松开急停按钮，把机床恢复到正常位置，这时再操作或断电，就不会出现问题。

2.由外部硬件损坏引起的故障

这类故障是数控机床常见故障，一般都是由于检测开关、液压系统、气动系统、电气执行元件、机械装置等出现问题引起的。有些故障可产生报警，通过报答信息，可查找故障原因。

例一、一台数控磨床，数控系统采用西门子SINUMERIK SYSTEM 3，出现故障报警F31“SPINDLE COOLANT CIRCUIT”，指示主轴冷却系统有问题，而检查冷却系统并无问题，查阅PLC梯图，这个故障是由流量检测开关B9.6检测出来的，检查这个开关，发现开关已损坏，更换新的开关，故障消失。

例二、一台采用西门子SINUMERIK 810的数控淬火机床，一次出现6014“FAULT LEVEL HARDENING LIQUID”机床不能工作。报警信息指示，淬火液面不够，检查液面已远远超出最低水平，检测液位开关，发现是液位开关出现问题，更换新的开关，故障消除。

有些故障虽有报警信息，但并不能反映故障的根本原因。这时要根据报警信息、故障现象来分析。

例三、一台数控磨床，E轴在回参考点时，E轴旋转但没有找到参考点，而一直运动，直到压到极限开关，NC系统显示报警“EAXIS AT MAX.TRAVEL”。根据故障现象分析，可能是零点开关有问题，经确认为无触点零点开关损坏，更换新的开关，故障消除。

例四、一台专用的数控铣床，在零件批量加工过程中发生故障，每次都发生在零件已加工完毕，Z轴后移还没到位，这时出现故障，加工程序中断，主轴停转，并显示F97号报警“SPINDLESPEED NOT OK STATION 2”，指示主轴有问题，检查主轴系统并无问题，其它问题也可导致主轴停转，于是我们用机外编程器监视PLC梯图的运行状态，发现刀具液压卡紧压力检测开关 F21.1，在出现故障时，瞬间断开，它的断开表示铣刀卡紧力不够，为安全起见，PLC使主轴停转。经检查发现液压压力不稳，调整液压系统，使之稳定，故障被排除。

还有些故障不产生故障报警，只是动作不能完成，这时就要根据维修经验，机床的工作原理，PLC的运行状态来判断故障。

例五、一台数控机床一次出现故障，负载门关不上，自动加工不能进行，而且无故障显示。这个负载门是由气缸来完成开关的，关闭负载门是PLC输出Q2.0控制电磁阀Y2.0来实现的。用NC系统的PC功能检查PLC

Q2.0的状态，其状态为1，但电磁阀却没有得电。原来PLC输出Q2.0通过中间继电器控制电磁阀Y2.0，中间继电器损坏引起这个故障，更换新的`继电器，故障被排除。

例六、一台数控机床，工作台不旋转，NC系统没有显示故障报警。根据工作台的动作原理，工作台旋转第一步应将工作台气动浮起，利用机外编程器，跟踪 PLC梯图的动态变化，发现PLC这个信号并未发出，根据这个线索继续查看，最后发现反映二、三工位分度头起始位置检测开关I9.7、I10.6动作不同步，导致了工作台不旋转。进一步确认为三工位分度头产生机械错位，调整机械装置，使其与二工位同步，这样使故障消除。

发现问题是解决问题的第一步，而且是最重要的一步。特别是对数控机床的外部故障，有时诊断过程比较复杂，一旦发现问题所在，解决起来比较轻松。对外部故障的诊断，我们总结出两点经验，首先应熟练掌握机床的工作原理和动作顺序。其次要熟练运用厂方提供的PLC梯图，利用NC系统的状态显示功能或用机外编程器监测PLC的运行状态，根据梯图的链锁关系，确定故障点，只要做到以上两点，一般数控机床的外部故障，都会被及时排除。

拓展

数控机床专业就业方向

我国制造企业已普遍运用先进的数控技术，随之而来的是对数控人才的大量需求。 数控就业前景美妙在兴旺国度中，数控机床曾经大量普遍运用。我国制造业与国际先进工业国度相比存在着很大的差距，机床数控化率还不到2%关于目前我国现有的有限数量的数控机床(大局部为进口产品)也未能充沛应用。原因是多方面的，数控就业人才的匾乏无疑是主要缘由之一、由于数控技术是最典型的、应用最普遍的机电光一体化综合技术，我国迫切需求大量的从研讨开发到运用维修的各个层次的数控技术人才。

一、数控就业的人才需求主要集中在以下的企业和地域：

1、国有大中型企业，特别是目前经济效益较好的军工企业和国度严重配备制造企业。军工制造业是我国数控技术的主要应用对象. 有很大的数控就业空间。杭州发电设备厂用6000元月薪招不到数控技术工。

2、随着民营经济的飞速开展，我国沿海经济兴旺地域(如广东，浙江、江苏、山东)，数控就业人才更是供不应求，主要集中在模具制造企业和汽车零部件制造企业。具有数控学问的模具技工的年薪已开到了30万元，超越了“博士”。

二、数控人才的学问构造—数控就业技艺需求：

另一个来源就是从企业现有员工中选择人员参与不同层次的数控技术中、短期培训，以顺应企业对数控人才的急需。这些人员普通具有企业所需的工艺背景、比拟丰厚的理论经历，但是他们大局部是传统的机类或电类专业的各级毕业生，学问面较窄，特别是对计算机应用技术和计算机数控系统不太理解。

就业方向

在工业企业，从事数控程序编制、数控设备的使用、维护与技术管理，数控设备销售与售后服务等工作。数控技术专业在主要面向机械、模具、电子、电气、轻工等行业，可从事产品设计与加工、数控编程、数控机床操作、数控常用CAM软件多轴加工、数控设备调试与维修等相关工作。数控技术应用专业的毕业生分配单位的性质分布如下：三资企业占58%，国有企业占26%，民营企业占9%，其他占5%。数控技术应用专业的毕业生所从事的工作性质分布如下：操作占55.7%，编程占13.4%，维修占9.4%，工艺占8.0%，生产管理占7.1%，质量检测占4.5%，综合占1.2%，营销占1.7%，行政管理占1.4%，其他占5.5%。

就业前景

数控技术专业是一种集机、电、液、光、计算机、自动控制技术为一体的知识密集型技术,它是制造业实现现代化、柔性化、集成化生产的基础,同时也是提高产品质量,提高生产率必不可少的物质手段。日本、美国、德国等工业发达国家采用数控技术所获取经济效益大致为：操作人员减少50%,成本降低60%,机床利用率达60%--80%,机床台数减少50%,生产面积减少40%。世界制造业由于数控技术的广泛应用,普通机械逐渐被高效率、高精度的数控设备所替代。数控技术在机械制造业的广泛应用,已成为国民经济发展的强大动力。加入世贸组织后,随着经济的快速发展,中国正逐步成为“世界制造中心”,数控化率已成为衡量一个国家或企业制造技术水平和经济实力的重要指标之一(数控化率：设备拥有量中数控设备所占的比例)。目前我国机床的数控化率仅为1.9%,而日本高达30%,美国超过了40%。在发达国家数控机床已经普遍大量使用,而我国数控技术应用推广同发达国家相比差距很大。我国数年内将增加40-50万台数控机床,相应需要60-80万数控专业技术人才。

⑸ 数控车床常见故障

常见的数控机床的排除故障的经验总结如下，以供读者参考。

一、 操作数控机床的直线轴的正负方向时，直线轴都向一个方向移动
在数控机床的维修中，无论数控机床采用什么品牌的数控系统，很多维修人员都遇到过如下一种故障，即数控机床的直线轴，无论开正、负方向，直线轴都向沿着撞坏机械的方向运动。以数控车床的X轴为例，具体说明一下。数控车床的X轴运动至+X方向的限位附近时，无论你按+X还是-X方向，X轴都向着+X方向运动。
出现这种故障时，一般显示单元没有报警，原因是由于机床X轴惯性等原因，X轴的位置处于+X轴的软限位与硬限位之间。
解决此类故障的方法是：将X轴的正、副软限位修改为大于硬限位的数值（如X轴的正负硬限位坐标为100，-800，可将软限位暂时设定为1000，-1000），用手动将X轴开向偏离X轴故障方向的方向（如上述举例所示的-X方向），感觉X轴的坐标处于+X和-X之间时，重新设置X轴的软限位，并回参考点后，故障即消除。
二、光栅尺作为数控机床的直线轴的位置检测元件时常见的几种故障
1、直线轴在回参考点中，找不到零脉冲。在表现形式上就是该轴在回参考点时一直运行直到撞到该轴的限位。
这种故障发生的原因一般是读数头或光栅尺肮了。
解决此类故障的方法是：把读数头卸下来用无水乙醇冲洗干净，用丝绸布沾上无水乙醇把带有刻度部分清洁干净即可。
2、数控机床的直线轴在运行中出现报警。
数控机床在运行中，如果采用西门子840D或德国力士乐数控系统的某个直线轴，出现报警“硬件编码器错误”；如果采用西班牙FAGOR数控系统的某个直线轴，出现报警“跟随误差超界”。这时候一般是作为机床直线轴的位置检测元件的光栅尺出故障了。
这种情况下，由于震动或其它原因，一般是机床在使用中使读数头与光栅刻度尺的距离远了，数控系统误认为光栅尺坏了。处理该故障的方法是按光栅尺说明书的要求调整读数头与光栅尺的距离。读数头与光栅尺尺身之间的间距为1~1.5mm左右，最好别超过2mm.。
出现上述故障的另外一种原因是光栅尺的安装位置不合适，如安装在油池附近，油气等将光栅尺污染，这时候就要把光栅尺的“定尺”和“动尺”分别进行清洁，然后再安装之后进行光栅尺的调试才可使用。
还有一种故障情况也会出现上述报警，那就是由于读数头的位置安装不合适，造成读数头损坏，更有甚者，光栅尺定尺内出现铝合金碎屑，光栅刻线出现损坏，造成光栅尺定尺的彻底报废。
3、数控机床的直线轴出现暴走
当数控机床的直线轴安装有光栅尺时，如果该直线轴出现暴走，一般情况下是该直线轴的位置检测元件————光栅尺被污染，需要对光栅尺的光栅或读数头进行保洁才可消除故障。
在多年的数控机床维修中，我们发现光栅尺作为数控系统的位置检测元件，在机床的机械部分良好的情况下，可以提高机床直线轴的定位精度。除此之外，光栅尺还可以检测机床机械部分存在的隐患或问题，下面就几个维修案例进一步说明。
4、HG3018美国CAPCO磨床机床颤抖
从美国CAPCO公司进口的HG3018轧辊数控磨床，采用德国BOSCH CC220数控系统， X轴为全闭环控制方式，位移检测元件采用德国海德汉玻璃光栅尺。当机床操作者无意中拿木条轻轻击打机床砂轮架外壳体时，人站在工作台上，感觉机床产生剧烈的颤动。
从这个现象看，该故障的产生，肯定带有机床本身的一些动作，绝对不是纯粹的机床某个零部件松了，人拿木头条轻轻“砸”机床外壳导致的结果。经查证，是X轴的滚珠丝杠背冒松造成的：当人拿木条轻轻砸机床砂轮架外壳时，因为X轴的驱动依靠滚珠丝杠来实现，很轻便，由于X轴滚珠丝杠背冒松动，故砂轮架会有一个微小的移动。这时候，数控系统检测到在没有发出X轴移动信号的情况下，X轴移动了，肯定是“非法的”，这时候数控系统会发出与砂轮架移动方向反向的“给定”信号，使砂轮架反向移动。由于滚珠丝杠背冒的松动，X轴反向移动时会走过头，此时砂轮架在数控系统的指挥下，又向与之前移动方向反向移动。。。。。如此往复，造成砂轮架的震动。
在长期对数控机床的维修中，我们发现，光栅尺不仅仅作为位置环的检测元件，还能成为机床直线轴的“监督”元件。当机械存在故障隐患时，如果该轴采用光栅尺控制，该故障隐患会通过光栅尺将隐患“放大”，以故障的形式表现出来。没有采用光栅尺的机床，出现机械故障隐患时，往往不容易表现出来，直至故障隐患扩大化，变成硬性故障。
5、C61200数控车床加工轧辊辊身时出现X轴前后窜动
我公司从武重购买的C61200车床经过数控化改造后，采用西班牙FAGOR 8055TC数控系统。该机床有一天在加工轧辊时，由于轧辊的辊身比较偏，正常情况下，轧辊辊身应该是圆柱形，但由于浇注原因，该轧辊辊身各部直径尺寸不一，呈现椭圆形。致使当机床的刀具吃上辊身尺寸较大的地方时，在无X轴移动指令的情况下，X轴自行往远离轧辊的方向移动。当刀具接触上轧辊辊身尺寸比较“瘦”的地方时，X轴自行向靠近轧辊的方向移动，造成X轴的前后窜动.
其原因如下：我们首先对该机床的数控系统进行检查，发现X轴在加上“使能”信号的情况下，其交流伺服电机加上了自锁力。当把X轴的位置检测元件屏蔽掉后，改成半闭环，再进行吃刀加工，发现之前的X轴前后窜动的现象消失了。 看到这种现象后，有人判断认为是光栅尺出了问题，而我认为恰恰是X轴光栅尺完好无损，才可以发现机械存在的隐患。通过检查X轴滚珠丝杠，发现是滚珠丝杠的背帽松了。正因为X轴滚珠丝杠的背帽松了，在轧辊旋转中，由于辊身是椭圆形，在刀具接触上轧辊辊身尺寸比较大的地方时，由于轧辊辊身对X轴有一个“向远离轧辊直径方向的顶力”，X轴被“顶”向远离轧辊直径的方向，此时X轴的移动不是机床数控指令所致。但用于检测X轴的位置的光栅尺发现在没有数控系统发出指令的情况下，X轴向“+X”方向（远离轧辊辊身直径的方向）移动，光栅尺的作用是，通过检测直线轴在数控指令的作用下，该直线轴移动是否准确，如果该直线轴移动不准确，通过数控系统的干预，使该直线轴定位至准确位置。因此当刀具接触上轧辊辊身尺寸比较“瘦”的地方时，刀具与轧辊辊身有了一定间隙，通过光栅尺的作用，使X轴向靠近轧辊直径的方向移动，定位至由数控系统发出的X轴坐标位置。这样轧辊每转一周，在X轴没有数控指令移动的情况下，X轴就出现“远离轧辊直径方向”和“靠近轧辊直径方向”的交替移动。故加工偏辊时，X轴由于滚珠丝杠背帽的松动使其产生来回窜动。
6、 齐重RT125数控车床移动Z轴时出现震动
我们从齐重购买的RT125数控车床，有一天在移动Z轴时出现震动，我们原认为是光栅尺出了问题，后来经检查发现该车床的导轨上表面被铁屑划出痕迹所致。
验证自己判断故障产生的原因是否正确的方法是，将该轴的控制方式改为半闭环即将光栅尺屏蔽掉，这种震动即可消失或减轻了很多。此时有人会说那就干脆屏蔽掉光栅尺后使机床工作吧。这只是临时措施，该轴屏蔽掉光栅尺后的加工精度肯定比以前要降低很多。
在十几年的数控机床维修中，我们遇到了无数的和光栅尺有关联的故障，基本上都是机械本身出现了问题。这说明光栅尺还可以把数控机床潜在的机械存在的问题检测出来，并以故障的形式表现出来。
7、 数控机床直线轴采用全闭环时出现故障而采用半闭环时“貌似”故障消除的现象
数控机床的某个直线轴采用全闭环时出现电机抖动、轴震荡等现象，而将位置检测元件屏蔽掉，这种不正常的现象消失，一般情况下，处理该类故障的方法如下：
首先检查位置检测元件，如光栅尺及读数头是否清洁，读数头的安装位置是否合理，排除掉位置检测元件不正常的因素。
如果能保证位置检测元件良好的情况下，一般情况下就是该直线轴的机械传动链出现了问题，此时应检查直线轴的机械传动链是否有部件松动现象、机械部件是否有磨损、机械传动链的相关润滑是否良好。
三、 与伺服电机编码器相关的故障
编码器作为伺服电机的速度反馈元件，无论该直线轴是否有位置检测元件，只要伺服电机的编码器或其线路有虚接的地方，都会使该直线轴暴走。有时候检查编码器线虚接也不是很容易的事：插头的针是否有短的，插头各针脚是否有歪斜的，插头焊接的信号线及电源线是否有接触不良的，在校线中一定要用数字万用表。下面以一个具体例子说明一下校线的不易及注意事项。
TS6916落地式双面镗铣床是齐二机床厂产品。2004年10月之前为带FAGOR数显装置的机床，但各个直线轴的机械按数控机床所需配置，各个直线轴的电机采用西班牙FAGOR公司FXM系列交流伺服电机，直线轴的控制装置采用FAGOR公司AXD系列驱动装置。主轴电机采用南洋交流变频电机，主轴控制系统采用西门子6SE70变频器。2004年10月改造为数控机床，增加西班牙FAGOR 8055M数控系统；直线轴和主轴仍采用之前的产品。
2004年5月至2004年10月 这段时间出现过大约十几次同样的滑枕相向暴走故障。当时对FAGOR数控系统不是十分熟悉，都认为是因为电磁干扰引起的故障。当时的说法是，主轴电机的电源线采用普通电缆，没有采用屏蔽线，影响了Z轴的运行，偶尔干扰，产生Z轴暴走。这只是猜想，所以当时为了屏蔽干扰信号，在电柜的四周拉上铜线网。这样处理之后，果真故障次数少了（后来证实这是巧合），但仍不时间隔一个月出现一次同样现象的故障。
当时大家都认为主轴电机的电源线采用屏蔽电缆就可以消除该故障。2004年10月进行数控化改造时将主轴电机电源线换成了屏蔽电缆线。各个伺服轴的电源线和编码器电缆采用国外原装、高柔电缆。改造完成半年后，没有出现过一次故障。所以大家更加相信，数控改造之前出现滑枕暴走现象是因为主轴电机没有采用屏蔽线造成信号干扰所致。2005年5月连续5次出现以前同样的故障现象，打破了人们以前对造成该故障原因的认识。人们对以前形成的观念开始发生动摇。
当时把发生暴走的滑枕电机的控制装置送到我们的电气实验室进行试验，发现经常性的出现暴走，通过对线路的查找，在没有发现线路有问题的前提下，我们将驱动装置送到北京FAGOR公司修理。经过检查和测试，没有发现驱动装置有问题。
将该驱动器拿回我们的电气实验室进行试验仍然不时出现暴走现象。重新对线路检查，仍然没有发现线路有问题。注意：后来证实，编码器电缆的第12角虚接。我们在检查线路时比较容易犯错误的地方在线路的两头，这次我发现通向驱动器侧的接线插头内的线松动了。当时校线时手拿着插头，忽视了插头本身出现了焊点开了，但有其它线在插头内掖着，第12角线不至于彻底离开12角。
将原驱动器重新装到机床上，对该编码器的电缆进行检查和测试，没有发现线路有问题。机床送电后开始正常工作。当天晚上后夜出现了滑枕暴走的故障。由于对夜班维修人员有交代，所以赶紧对Z轴编码器线用万用表进行测量，当时用的指针表，测量编码器的各个角的线路都通。早晨上班后，看了看测量后送电试机床，发现仍然暴走。赶紧用数字万用表对Z轴编码器的各个角的线路的阻值进行测量，发现除了12角为0.6欧姆外，其它角为0.3欧姆，看来问题就出现在0.6欧姆上。对传统意义的电气系统测量，一般用指针表测通断，对数控系统内的测量要用数字表，0.6欧姆的意思是：数控系统认为该角断路。至此造成该故障的原因基本明了。
那为什么以前偶尔出现故障，出现故障后再重新送电机床又恢复正常了呢？
我们知道一段导线的阻值计算公式为R=ρ*L / S
公式中 R为一段导线的阻值
ρ为电阻率,其数值与导线的材料有关，材料不变，ρ值不变。.
L 为导线的长度
S为导线的截面积
我分析在机床运转中, Z轴编码器的电缆线敷设在两段坦克链内,经过的线路比较长,当某时间,偶尔出现坦克链对电缆线拉伸时,该电缆线在长度上没多大变化,在直径上变细,其电阻值就变大,从而出现滑枕暴走现象。在滑枕暴走的时候，机床发生剧烈颤抖，又使电缆线复原，从而在重新送电后机床又恢复正常。
更换Z轴编码器电缆线，排除故障。
四、 数控车床床头箱异响
新购青海重型机床厂的CK84140轧辊车床，主轴箱有两个档位，机床操作人员反应，在使用高速档时，主轴箱内有齿轮击打的声音。当时机械修理技师要拆主轴箱大盖，我让他暂停。我认为，如果真像机床操作人员说的那样，只有在主轴一个档位时，旋转主轴，主轴箱内发出击打齿轮的异响，那肯定是机械的原因造成的。我需要核对机床操作人员反馈来的信息是否正确。结果发现，在主轴两个档位的低速段，旋转主轴，主轴箱内都发出齿轮击打的声音。操作者没有正确反应信息，原因是主轴处于慢档的低速段时，转速范围很短，一不留神，用电位器调速就调过去了。
既然主轴在两个档位的低速段，旋转主轴，主轴箱内出现异响，首先要核对主轴电机在这个速度段，旋转是否平稳。该主轴控制系统采用西门子6SE70变频器，在变频器的显示器上，用只读参数r19诊断主轴电机的转速发现，主轴转速在这个速度段运行不平稳。经过对主轴调速系统的调试和带载优化，主轴速度平稳了，就不会出现由于主轴电机运行不平稳从而出现齿轮在转动中，啮合齿轮之间不能匀速转动，出现的齿轮击打声。
五、 数控磨床磨削锥面产品异常
数控磨床在磨削锥面产品或修正锥面砂轮时，需要X、Z轴联动时，有时会出现：Z轴一个方向运动时，吃刀大；Z轴往另一个方向运动时，吃刀很小或吃刀断断续续。这种现象在磨削锥面产品时，Z轴在往复运动中，吃刀大的一个方向，磨削的火花大，吃刀小的一个方向，磨削的火花很小。若在修复锥面砂轮时，出现上述现象，可从金刚石笔与砂轮接触的“沙沙”声的大小判断。
遇到这种情况，说明数控磨床的磨削程序虽然按照砂轮或产品的指定的锥面编制，但X、Z轴的联动速度没有在同一时间内达到十分“合拍”。为什么按照指定的磨削路径编制数控加工程序，而未能达到理想境界呢？这种没有机床报警的故障很难处理，处理方法如下：
1、 检查数控磨床的尾座上砂轮修整用的金刚石笔座在尾座上把合的是否牢靠及金刚石笔是否松动。
2、 无论数控磨床采用的数控系统是西门子系列还是发格、博世力士乐及发那科系列等，一般情况下，调整X、Z轴的轴参数中的“比例系数”参数至同一数值。此时上述磨削中，Z轴在往复磨削中，由于X、Z轴的响应特性一样，两轴联动效果会很好。
六、 数控磨床磨削产品出现振纹及螺旋纹等的原因
数控磨床在磨削产品时，若磨削的产品表面出现振纹或螺旋纹，其原因是可能是多种多样的，可依据如下情况查找：
1、 金刚石笔是否松动
如果修正砂轮的金刚石笔出现松动，修整的砂轮表面自然会凹凸不平，磨削的产品出现表面质量是在所难免的。
2、 砂轮主轴和工件主轴转速是否平稳
检查砂轮主轴和工件主轴的转速是否平稳：在诊断主轴转速的时候，，让所查看的主轴给定至一个速度，可以从主轴控制器的诊断参数中查看其是否在变化，变化的多少是多少。也可以用转速仪测速。如果主轴转速不稳，磨削的工件表面就会出现楞状。
3、 砂轮主轴及工件主轴电机的散热风机是否有震动
主电机的散热风机有震动直接影响磨削产品的表面质量。
4、 磨头的检查
测磨头的径跳和轴向窜动，若超标，就要采取技术措施。若磨头的径跳超出标准值，在无法更换磨头的情况下，可以将磨头主轴油的粘度提高，来缓解磨头的劣势对磨削产品的影响。
5、 床头箱拨爪及自位板
在磨削的工件旋转中，如果床头箱的拨爪与磨削的工件有相对位移；如果床头箱的自位板在工件旋转中间歇地滑动，磨削的工件的表面质量会受到很大的影响。
七、 数控机床手脉常见故障
手持单元是数控机床必不可少的手动操作部件，其可以很方便机床操作人员对刀。在多年的数控机床维修中，经常遇到的手持单元故障及方便操作人员使用机床时需要注意的事项如下：
1、 数控机床直线轴的自行移动
如果采用西门子数控系统的数控机床在手动界面下，在机床操作人员不施加指令的情况下，出现直线轴的缓慢移动；如果采用FAGOR数控系统的数控机床在手动界面下，在机床操作人员不施加指令的情况下，出现直线轴的快速移动。此时手持单元处于X轴激活状态，X轴就出现非法移动，如果手持单元的Z轴处于激活状态，Z轴就出现非法的移动。此时故障的根源是手持单元的0伏线松动或虚接所致。
2、用手持单元操作时，出现轴的选择轴混乱
如果用手持单元选择手动操作机床时，如果选择X轴，在X轴运行中偶尔出现X轴不运行而其它轴（比如Z轴）运行，一般情况下，手持单元及手持单元至操作站的手脉插头间的导线不会出现问题，真正的故障源在操作站与电柜之间的手持单元的相关线路出现了导线外皮裸露。
3、避免产品事故或设备事故的几个改进
在日常的工作中，偶尔遇到数控机床操作人员在对刀或用手持单元移动中，发生刀具扎刀或刀具碰产品的质量事故，究其原因，一般是采用的速度太快或误操作所致，为此针对这些情况，可以采取如下的防错纠错措施。
快速移动时，采用数控面板上的操作。对刀时或近距离的移动时可以采用手持单元，此时可以将手持单元上的“X100”倍率封锁住，方法是：将手持单元上的“X100”线拆掉或者修改PLC程序，使“X100”倍率不起作用。
八、 数控机床不能正常上电开机
无论采用何种数控系统，数控机床在重新开机时，出现显示单元不能运行到正常的操作界面即出现报警提示，这种情况下，一般是操作系统出现文件缺失或损坏，要想恢复机床的正常运行，就只有重新安装数控的操作系统了。针对这种情况，作为机床维护人员，要在机床处于良好状态时就做硬盘备份，若数控系统为经济型或无硬盘时，前提联系厂家，掌握故障一旦出现时的处理方法。
九、 数控机床直线轴电机或驱动型号改变时的调整方法
对于数控机床的直线轴的伺服电机或其控制装置出现故障，需要更换电机或控制装置时，若无现成的同型号的备件，一般要采取如下的步骤才能使机床恢复正常。
1、 在更换损坏的电机或驱动装置之前，在原机床的显示单元上抄录该机床的传动比及螺距参数。
2、 运用相应的驱动软件重新按照现有的条件进行参数配置，并按照传动比及螺距参数进行设置。
3、 由于电机及驱动装置的导线不变，在参数化配置好之后，按照原有的电机及驱动装置的导线的线径，在软件中进行电流限制，以防止新更换的电机或驱动装置启动或运行电流大导致导线烧毁。
十、 数控机床的直线轴的定位精度不准
一些机床在运行一段时间后，可能出现直线轴的定位精度和重复定位精度准的情况，这种情况，一般是机床使用几年后，机械磨损所致。遇到这种情况，可以按照如下步骤进行调节机床。
1、 以前直线轴上的传动比是刚出厂时的数值，使用几年后，由于机械等部件出现磨损，要根据实际情况修改传动比以矫正该直线轴的定位精度。可以使用一些测量直线轴定位精度的标准杆等测量工具，通过比对数控系统的指令值和实际所移动的长度数值，可以在以前的数控参数中微调传动比参数，尤其是在经常使用段附近进行校核，以便直线轴的实际移动数值彻底接近指令数值。
2、 在矫正定位精度准确的基础上，若直线轴的重复定位精度仍比较差，可以在直线轴的常用段测试反向间隙，通过数控系统的轴参数将反向间隙通过相应的参数补偿进去，使得常用段的重复定位精度满足机床使用要求。
十一、 数控系统等一些散热方面的故障
数控机床的使用现场如果粉尘大，维修人员点巡检差或其他原因，经常出现如下一些涉及散热方面的故障。
1、若数控系统报类似数控系统或驱动单元过热，一般故障原因是报警所指的数控系统的NC 、驱动装置的散热风扇不转造成系统内部散热不良所致，此时修理或更换风扇使得数控系统的散热良好，即解除机床报警。
2、若数控系统报警某系统接地，通过拆检并观察，若外观良好，此时应重点检查该系统的内部元件有无松动、螺丝或垫片散落在系统中，一般情况下，通过仔细检查一般能修理好。
3、若显示部分报警过热等，一般情况下，是显示单元封闭太严所致。
4、数控机床的主轴电机出现过热现象，一般由如下情况造成：
直流电机的磁场绕组送电，而电机不旋转，使得磁场绕组的能量无法转化成机械能，只能转化成热能散发到电机中。
数控机床的主轴电机虽然没有旋转，但机床操作人员没有按“主轴停止“按钮，而是将主轴倍率开关旋至0，此时主轴电机的电流比正常旋转时还大，接近额定电流。由于主轴电机不旋转，主电机的电磁能无法转化为机械能，只能转化成热能，散在电机中，使得电机的温升急剧提高，时间长点，可能会造成电机损坏。
十二、驱动单元或变频器优化不良及数控保护参数设置不当引起的故障
在数控机床的维修中经常遇到变频器、直流调速系统、驱动单元优化不良或根本无优化造成的“貌似”机械故障实质是电气故障的现象。在优化时要遵循其调试手册的要求和步骤，必要时要带载优化。如控制数控机床的主轴旋转的变频器没有经过优化、启动及制动时间设置时间过短，都有可能造成主轴旋转不平稳。驱动单元的“比例增益系数”设置过大，“积分时间”设置过小，“加速度”参数设置过大都有可能造成直线轴运行中启动、停止时的震动。
数控机床的直线轴有时出现机械部件的损坏，排除完机床操作者误操作及碰撞之外，要检查直线轴的数控保护参数是否设置合理。以FAGOR 8055数控系统为例进行说明。用驱动调试软件进行配置后，要检查驱动参数CP20（电流的极限值）的设置数值，该数值一般不大于驱动单元所控制的伺服电机的额定电流值。另外再设置一个保护参数，即“轴参数”的P21（动态运动时的跟随误差）。该参数的设定值一般略大于通过正常运行该直线轴时，观察到的跟随误差的数值。对于其它类型的数控系统，可参照执行。
上述参数设置不合理，有时在加工工件时，尤其是两轴联动时，会出现加工的产品出现问题或报废，究其原因是在机床加工中，机械传动链出现了松动，而数控保护参数设置不合理，机床不出现报警所致。
十三、轮廓监控或跟随误差超界故障
数控机床在运行中，如果西门子系列数控系统或欧洲生产的一些数控系统出现“轮廓监控”报警，西班牙发格数控系统出现“跟随误差超界“报警。一般情况下不要将相应的轮廓监视参数的数值随意设置过大，如此的话会掩盖机床机械存在的隐患或故障，容易使萌芽中的故障扩大化，而应检查该直线轴的机械传动链是否有松动、装配不合理、润滑不良等问题，只有把这些问题处理好后，再运行该直线轴时，一般情况下就不会出现报警。
还有一种情况也会出现这种报警，即机床的参数设置合理，机械传动链良好，在加工工件时，吃刀量超过了工艺要求的数值、工艺路线不合理、工艺制定有问题或机床的刚性差不足以维持目前的轴的运行速度下的吃刀量。解决的办法是，降低轴的运行速度，减少吃刀量。
十四、数控机床貌似设备故障的一些案例
在数控机床的使用中，经常遇到如下一些机床报警或机床操作者的报修，遇到如下情况，要考虑周全，
1、 若出现“XXX字符”不可能的报警字样，说明加工程序的一些字符不符合规范，属于“非法“指令，修改成合乎该数控系统的合法指令即消除机床报警。
2、 在数控机床的长期维护中，若出现产品受损或报废等，此时判定机床是否存在故障，之前的故障、操作信息一定要准确。此时可能会出现某些人为了自身利益，发生不讲实话的现象。若出现1毫米以下的尺寸误差可能是机床精度所致，若出现几毫米以上的误差一般是误操作所致。
3、 数控磨床磨削的产品的圆度差，要检查头、尾架主轴的顶尖，检查顶尖的后锥及端面、主轴内锥孔是否清洁。若更换顶尖时，不对顶尖的后锥及端面、主轴内锥孔用干净的布进行擦拭，往往会造成磨削的产品的圆度超差。
4、 镗铣床在更换刀盘时，同样也要对主轴的内锥孔用干净布进行擦拭。不擦拭可能造成刀具夹不紧，并且容易造成主轴内锥孔的研伤。
5、 有些数控系统，比如日本FANUC 0TD数控系统，当机床操作人员执行加工程序之前，少摁某个键时，加工程序的第二句会跳过不执行，造成产品质量事故。

⑹ 数控机床的常见故障及维护

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。

⑺ 数控机床故障检查方法有哪些

先简单后复杂：当出现多种故障互相交织，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。往往简单问题解决后，难度大的问题也可能变得容易。

1、参数检查法：数控参数能直接影响数控机床的功能。参数通常是存放在磁泡存储器或存放在需由电池保持的RAM中，一旦电池不足或由于外界的某种干扰等因素，会使个别参数丢失或变化，发生混乱，使机床无法正常工作。此时，通过核对、修正参数，就能将故障排除。当机床长期闲置工作时无缘无故地出现不正常现象或有故障而无报警时，就应根据故障特征，检查和校对有关参数。另外，经过长期运行的数控机床，由于其机械传动部件磨损，电气无件性能变化等原因，也需对其有关参数进行调整。有些机床的故障往往就是由于未及时修改某些不适应的参数所致。当然这些故障都是属于故障的范畴。

2、测量比较法：系统生产厂在设计印刷线路板时，为了调整、维修的便利，在印刷线路板上设计了多个检测用端子。用户也可利用这些端子比较测量正常的印刷线路板和有故障的印刷线路板之间的差异。可以检测这些测量端子的电压或波形，分析故障的起因及故障的所在位置。甚至，有时还可对正常的印刷线路人为地制造“故障”，如断开连线或短路，拨去组件等，以判断真实故障的起因。为此，维修人员应在平时积累印刷线路板上关键部位或易出故障部位在正常时的正确波形和电压值。因为系统生产厂往往不提供有关这方面的资料。

3、敲击法：当系统出现的故障表现为若有若无时，往往可用敲击法检查出故障的部位所在。这是由于cnc系统是由多块印刷线路板组成，每块板上又有许多焊点，板间或模块间又通过插接件及电缆相连。因此，任何虚焊或接触不良，都可能引起故障。当用绝缘物轻轻敲打有虚焊及接触不良的疑点处，故障肯定会重复再现。