數(shù)控機床是一種技術(shù)含量很高的機、電、儀一體化高效的自動化機床从巾，綜合了計算機技術(shù)摇昌、自動化技術(shù)泉档、伺服驅(qū)動、精密測量和精密機械等各個領(lǐng)域的新的技術(shù)成果净耍，是一門新興工業(yè)控制技術(shù)健需。不同的數(shù)控系統(tǒng)雖然在結(jié)構(gòu)和性能上有所區(qū)別，但在故障診斷上有它的共性嘉警，現(xiàn)結(jié)合工作實際談一下數(shù)控系統(tǒng)故障分析和維修一般方法蕴来。

　　數(shù)控系統(tǒng)故障維修通常按照：現(xiàn)場故障的診斷與分析、故障的測量維修排除拼缝、系統(tǒng)的試車這三大步進行娱局。

　　1、數(shù)控機床故障診斷

　　在故障診斷時應掌握以下原則：

　　1.1先外部后內(nèi)部

　　現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的可靠性越來越高咧七，數(shù)控系統(tǒng)本身的故障率越來越低铃辖，而大部分故障的發(fā)生則是非系統(tǒng)本身原因引起的。由于數(shù)控機床是集機械猪叙、液壓娇斩、電氣為一體的機床，其故障的發(fā)生也會由這三者綜合反映出來穴翩。維修人員應先由外向內(nèi)逐一進行排查犬第。盡量避免隨意地啟封、拆卸芒帕，否則會擴大故障歉嗓，使機床喪失精度、降低性能背蟆。系統(tǒng)外部的故障主要是由于檢測開關(guān)鉴分、液壓元件、氣動元件带膀、電氣執(zhí)行元件欣慰、機械裝置等出現(xiàn)問題而引起的市黔。

　　1.2先機械后電氣

　　一般來說，機械故障較易發(fā)覺氮栏，而數(shù)控系統(tǒng)及電氣故障的診斷難度較大插棱。在故障檢修之前，首先注意排除機械性的故障左蛙。

　　1.3先靜態(tài)后動態(tài)

　　先在機床斷電的靜止狀態(tài)肘何，通過了解、觀察裁甘、測試艰膀、分析，確認通電后不會造成故障擴大区蛹、發(fā)生事故后辫田，方可給機床通電。在運行狀態(tài)下缺沿，進行動態(tài)的觀察乃楣、檢驗和測試稚补，查找故障童叠。而對通電后會發(fā)生破壞性故障的，必須先排除危險后课幕，方可通電厦坛。

　　1.4先簡單后復雜

　　當出現(xiàn)多種故障互相交織，一時無從下手時乍惊，應先解決容易的問題杜秸，后解決難度較大的問題。往往簡單問題解決后润绎，難度大的問題也可能變得容易撬碟。

　　2、數(shù)控機床的故障診斷技術(shù)

　　數(shù)控系統(tǒng)是高技術(shù)密集型產(chǎn)品莉撇，要想迅速而正確的查明原因并確定其故障的部位呢蛤，要借助于診斷技術(shù)。隨著微處理器的不斷發(fā)展棍郎，診斷技術(shù)也由簡單的診斷朝著多功能的高級診斷或智能化方向發(fā)展其障。診斷能力的強弱也是評價CNC數(shù)控系統(tǒng)性能的一項重要指標。目前所使用的各種CNC系統(tǒng)的診斷技術(shù)大致可分為以下幾類：

　　2.1起動診斷

　　起動診斷是指CNC系統(tǒng)每次從通電開始恃感，系統(tǒng)內(nèi)部診斷程序就自動執(zhí)行診斷斜曾。診斷的內(nèi)容為系統(tǒng)中最關(guān)鍵的硬件和系統(tǒng)控制軟件，如CPU侦需、存儲器南椒、I／O等單元模塊范咖，以及MDI／CRT單元、紙帶閱讀機估宏、軟盤單元等裝置或外部設(shè)備投充。只有當全部項目都確認正確無誤之后，整個系統(tǒng)才能進入正常運行的準備狀態(tài)芙卸。否則敷液，將在CRT畫面或發(fā)光二極管用報警方式指示故障信息。此時起動診斷過程不能結(jié)束后摧，系統(tǒng)無法投入運行粱祟。

　　2.2在線診斷

　　在線診斷是指通過CNC系統(tǒng)的內(nèi)裝程序，在系統(tǒng)處于正常運行狀態(tài)時對CNC系統(tǒng)本身及CNC裝置相連的各個伺服單元咙驾、伺服電機持偏、主軸伺服單元和主軸電動機以及外部設(shè)備等進行自動診斷、檢查氨肌。只要系統(tǒng)不停電鸿秆，在線診斷就不會停止。

　　在線診斷一般包括自診斷功能的狀態(tài)顯示有上千條怎囚，常以二進制的0卿叽、1來顯示其狀態(tài)。對正邏輯來說恳守，0表示斷開狀態(tài)考婴，1表示接通狀態(tài)，借助狀態(tài)顯示可以判斷出故障發(fā)生的部位催烘。常用的有接口狀態(tài)和內(nèi)部狀態(tài)顯示沥阱，如利用I／O接口狀態(tài)顯示，再結(jié)合PLC梯形圖和強電控制線路圖伊群，用推理法和排除法即可判斷出故障點所在的真正位置考杉。故障信息大都以報警號形式出現(xiàn)。一般可分為以下幾大類：過熱報警類舰始；系統(tǒng)報警類崇棠；存儲報警類；編程／設(shè)定類滋箫；伺服類汹囱；行程開關(guān)報警類；印刷線路板間的連接故障類箕径。

　　2.3離線診斷

　　離線診斷是指數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障后陡料，數(shù)控系統(tǒng)制造廠家或?qū)I(yè)維修中心利用專用的診斷軟件和測試裝置進行停機（或脫機）檢查。力求把故障定位到盡可能小的范圍內(nèi)迅督，如縮小到某個功能模塊陪罕、某部分電路昆畜，甚至某個芯片或元件，這種故障定位更為精確将借。

　　2.4現(xiàn)代診斷技術(shù)

　　隨著電信技術(shù)的發(fā)展向瓶，IC和微機性價比的提高，近年來國外已將一些新的概念和方法成功地引用到診斷領(lǐng)域讽椿。

　⊥衙俊（1）通信診斷

　　也稱遠程診斷，即利用電話通訊線把帶故障的CNC系統(tǒng)和專業(yè)維修中心的專用通訊診斷計算機通過連接進行測試診斷朗涩。如西門子公司在CNC系統(tǒng)診斷中采用了這種診斷功能忽孽，用戶把CNC系統(tǒng)中專用的“通信接口”連接在普通電話線上，而兩門子公司維修中心的專用通迅診斷計算機的“數(shù)據(jù)電話”也連接到電話線路上谢床，然后由計算機向CNC系統(tǒng)發(fā)送診斷程序兄一，并將測試數(shù)據(jù)輸回到計算機進行分析并得出結(jié)論，隨后將診斷結(jié)論和處理辦法通知用戶识腿。

　　通訊診斷系統(tǒng)還可為用戶作定期的預防性診斷出革，維修人員不必親臨現(xiàn)場，只需按預定的時間對機床作一系列運行檢查渡讼，在維修中心分析診斷數(shù)據(jù)骂束，可發(fā)現(xiàn)存在的故障隱患，以便及早采取措施硝全。當然栖雾，這類CNC系統(tǒng)必須具備遠程診斷接口及聯(lián)網(wǎng)功能楞抡。

　∥爸凇（2）自修復系統(tǒng)

　　就是在系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有備用模塊，在CNC系統(tǒng)的軟件中裝有自修復程序召廷，當該軟件在運行時一旦發(fā)現(xiàn)某個模塊有故障時凳厢，系統(tǒng)一方面將故障信息顯示在CRT上，同時自動尋找是否有備用模塊二焰，如有備用模塊纹站，則系統(tǒng)能自動使故障脫機，而接通備用模塊使系統(tǒng)能較快地進入正常工作狀態(tài)谣旨。這種方案適用于無人管理的自動化工作場合泌位。

　　需要注意的是：機床在實際使用中也有些故障既無報警，現(xiàn)象也不是很明顯尘蟋，對這種情況酒妄，處理起來就不那樣簡單了。另外有此設(shè)備出現(xiàn)故障后巍也，不但無報警信息蜜硫，而且缺乏有關(guān)維修所需的資料极胸。對這類故障的診斷處理，必須根據(jù)具體情況仔細檢查谚碌，從現(xiàn)象的微小之處進行分析眯穴，找出它的真正原因。要查清這類故障的原因广料，首先必須從各種表面現(xiàn)象中找山它的真實故障現(xiàn)象砾脑，再從確認的故障現(xiàn)象中找出發(fā)生的原因。全面地分析一個故障現(xiàn)象是決定判斷是否正確的重要因素艾杏。在查找故障原因前拦止，首先必須了解以下情況：故障是在正常工作中出現(xiàn)還是剛開機就出現(xiàn)的；山現(xiàn)的次數(shù)是第一次還是已多次發(fā)生糜颠；確認機床加工程序的正確性汹族；是否有其他人

　　3、數(shù)控機床的常見故障排除方法

　　由于數(shù)控機床故障比較復雜其兴，同時數(shù)控系統(tǒng)自診斷能力還不能對系統(tǒng)的所有部件進行測試顶瞒，往往是一個報警號指示出眾多的故障原因，使人難以入手元旬。下面介紹維修人員任生產(chǎn)實踐中常用的排除故障方法榴徐。

　　3.1直觀檢查法

　　直觀檢查法是維修人員根據(jù)對故障發(fā)生時的各種光、聲匀归、味等異晨幼剩現(xiàn)象的觀察，確定故障范圍毯舞，可將故障范圍縮小到一個模塊或一塊電路板上爹故，然后再進行排除。一般包括：

　　A沥院。詢問：向故障現(xiàn)場人員仔細詢問故障產(chǎn)生的過程妹茬、故障表象及故障后果等；

　　B篇胰。目視：總體查看機床各部分工作狀態(tài)是否處于正常狀態(tài)泳唇，各電控裝置有無報警指示，局部查看有無保險燒斷殃描，元器件燒焦夜勋、開裂、電線電纜脫落扒哩，各操作元件位置正確與否等等聚伤；

　　C。觸摸：在整機斷電條件下可以通過觸摸各主要電路板的安裝狀況、各插頭座的插接狀況袭靶、各功率及信號導線的聯(lián)接狀況以及用手摸并輕搖元器件相种，尤其是大體積的阻容、半導體器件有無松動之感品姓，以此可檢查出一些斷腳寝并、虛焊、接觸不良等故障腹备；

　　D衬潦。通電：是指為了檢查有無冒煙、打火植酥，有無異常聲音镀岛、氣味以及觸摸有無過熱電動機和元件存在而通電，一旦發(fā)現(xiàn)立即斷電分析友驮。如果存在破壞性故障漂羊，必須排除后方可通電。

　　例：一臺數(shù)控加工中心在運行一段時間后卸留，CRT顯示器突然出現(xiàn)無顯示故障走越，而機床還可繼續(xù)運轉(zhuǎn)。停機后再開又一切正常耻瑟。觀察發(fā)現(xiàn)旨指，設(shè)備運轉(zhuǎn)過程中，每當發(fā)生振動時故障就可能發(fā)生溃墨。初步判斷是元件接觸不良抽雇。當檢查顯示板時，CRT顯示突然消失擂益。檢查發(fā)現(xiàn)有一晶振的兩個引腳均虛焊松動剖冒。重新焊接后，故障消除诺订。

　　3.2初始化復位法

　　一般情況下闰纪，由于瞬時故障引起的系統(tǒng)報警宽考，可用硬件復位或開關(guān)系統(tǒng)電源依次來清除故障马榆。若系統(tǒng)工作存貯區(qū)由于掉電、撥插線路板或電池欠壓造成混亂啃碗，則必須對系統(tǒng)進行初始化清除庞吆，清除前應注意作好數(shù)據(jù)拷貝記錄，若初始化后故障仍無法排除荞看，則進行硬件診斷弄察。

　　例：一臺數(shù)控車床當按下自動運行鍵，微機拒不執(zhí)行加工程序，也不顯示故障自檢提示芦倒，顯示屏幕處于復位狀態(tài)（只顯示菜單）艺挪。有時手動、編輯功能正常兵扬，檢查用戶程序麻裳、各種參數(shù)完全正確；有時因記憶電池失效器钟，更換記憶電池等津坑，系統(tǒng)顯示某一方向尺寸超量或各方向的尺寸都超最（顯示尺寸超過機床實斤能加工的最大尺寸或超過系統(tǒng)能夠認可的最大尺寸）。排除方法：采用初始化復位法使系統(tǒng)清零復位（一般要用特殊組合健或密碼）傲霸。

　　3.3自診斷法

　　數(shù)控系統(tǒng)已具備了較強的自診斷功能疆瑰，并能隨時監(jiān)視數(shù)控系統(tǒng)的硬件和軟件的工作狀態(tài)。利用自診斷功能昙啄，能顯示出系統(tǒng)與主機之間的接口信息的狀態(tài)穆役，從而判斷出故障發(fā)生在機械部分還是數(shù)控部分，并顯示出故障的大體部位（故障代碼）梳凛。

　　A踪觉。硬件報警指示：是指包括數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)在內(nèi)的各電氣裝置上的各種狀態(tài)和故障指示燈载呢，結(jié)合指示燈狀態(tài)和相應的功能說明便可獲知指示內(nèi)容及故障原因與排除方法撕第；

　　B。軟件報警指示：系統(tǒng)軟件取蓝、PLC程序與加工程序中的故障通常都設(shè)有報警顯示抓深，依據(jù)顯示的報警號對照相應的診斷說明手冊便可獲知可能的故障原因及排除方法。

　　3.4功能程序測試法

　　功能程序測試法是將數(shù)控系統(tǒng)的G芥斋、M斟记、S、T趋沧、F功能用編程法編成一個功能試驗程序盈械，并存儲在相應的介質(zhì)上，如紙帶和磁帶等妻诚。在故障診斷時運行這個程序案贩，可快速判定故障發(fā)生的可能起因。

　　功能程序測試法常應用于以下場合：

　　A愤厦。機床加工造成廢品而一時無法確定是編程操作不當攒庵、還是數(shù)控系統(tǒng)故障引起；

　　B败晴。數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)隨機性故障浓冒，一時難以區(qū)別是外來干擾，還是系統(tǒng)穩(wěn)定性個好；

　　C稳懒。閑置時間較長的數(shù)控機床在投入使用前或?qū)?shù)控機床進行定期檢修時闲擦。

　　例：一臺FANUC9系統(tǒng)的立式銑床在自動加工某一曲線零件時出現(xiàn)爬行現(xiàn)象，表面粗糙度極差场梆。在運行測試程序時佛致，直線、圓弧插補時皆無爬行辙谜，由此確定原因在編程方面俺榆。對加工程序仔細檢查后發(fā)現(xiàn)該曲線由很多小段圓弧組成，而編程時又使用了正確定位外檢查C61指令之故装哆。將程序中的G61取消罐脊，改用G64后，爬行現(xiàn)象消除昆秩。

　　3.5備件替換法

　　用好的備件替換診斷出壞的線路板萎雁，即在分析出故障大致起因的情況下，維修人員可以利用備用的印刷電路板聂帜、集成電路芯片或元器件替換有疑點的部分您眉，從而把故障范圍縮小到印刷線路板或芯片一級。并做相應的初始化起動涡趟，使機床迅速投入正常運轉(zhuǎn)林皇。

　　對于現(xiàn)代數(shù)控的維修，越來越多的情況采用這種方法進行診斷呼泪，然后用備件替換損壞模塊妓付，使系統(tǒng)正常工作。盡最大可能縮短故障停機時間宗窗，使用這種方法在操作時注意一定要在停電狀態(tài)下進行滚胎，還要仔細檢查線路板的版本、型號蛮埋、各種標記田搏、跨接是否相同，若不一致則不能更換歌憨。拆線時應做好標志和記錄着憨。

　　一般不要輕易更換CPU板、存儲器板及電地躺孝，否則有可能造成程序和機床參數(shù)的丟失享扔，使故障擴大。

　　例：一臺采用西門子SINUMERIKSYSTEM3系統(tǒng)的數(shù)控機床植袍，其PLC采川S5—130W／B，一次發(fā)生故障時，通過NC系統(tǒng)PC功能輸入的R參數(shù)于个，在加工中不起作用氛魁，不能更改加上程序中R參數(shù)的數(shù)值。通過對NC系統(tǒng)工作原理及故障現(xiàn)象的分析厅篓，認為PLC的主板有問題秀存，與另一臺機床的主板對換后，進一步確定為PLC主板的問題羽氮。經(jīng)專業(yè)廠家維修或链，故障被排除。

　　3.6交叉換位法

　　當發(fā)現(xiàn)故障板或者個能確定是否是故障板而又沒有備件的情況下舀美，可以將系統(tǒng)中相同或相兼容的兩個板互換檢查嚎衡，例如兩個坐標的指令板或伺服板的交換，從中判斷故障板或故障部位玉桅。這種交叉換位法應特別注意漓荞，不僅要硬件接線的正確交換，還要將一系列相應的參數(shù)交換掷锻，否則不僅達不到目的拟卢，反而會產(chǎn)生新的故障造成思維混亂，一定要事先考慮周全蔑来，設(shè)計好軟绞甥、硬件交換方案，準確無誤再行交換檢查澈虱。

　　例：一臺數(shù)控車床出現(xiàn)X向進給正常少煮，Z向進給出現(xiàn)振動、噪音大碘展、精度差竿丙，采用手動和手搖脈沖進給時也如此。觀察各驅(qū)動板指示燈亮度及其變化基本正常言秸，疑是 Z軸步進電動機及其引線開路或Z軸機械故障软能。遂將Z軸電機引線換到X軸電機上，X軸電機運行正常举畸，說明Z軸電動機引線正常查排；又將X軸電機引線換到Z軸電機上，故障依舊抄沮；可以斷定是Z軸電動機故障或Z軸機械故障跋核。測量電動機引線，發(fā)現(xiàn)一相開路叛买。修復步進電動機砂代，故障排除蹋订。

　　3.7參數(shù)檢查法

　　系統(tǒng)參數(shù)是確定系統(tǒng)功能的依據(jù)，參數(shù)設(shè)定錯誤就可能造成系統(tǒng)的故障或某功能無效刻伊。發(fā)生故障時應及時核對系統(tǒng)參數(shù)露戒，參數(shù)一般存放在磁泡存儲器或存放在需由電池保持的CMOSRAM中，一旦電池電量不足或由于外界的干擾等因素捶箱，使個別參數(shù)丟失或變化趋肖，發(fā)生混亂，使機床無法正常工作相脱。此時乍询，可通過核對、修正參數(shù)绅拢，將故障排除椰锹。

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