引論：我們?yōu)槟砹?3篇數(shù)控機床故障診斷范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。

篇1

數(shù)控機床對于當(dāng)前時代的發(fā)展具有重要的意義，特別是在時展速度不斷提升的今天，對于我國經(jīng)濟發(fā)展的重要性也是在不斷的提升。數(shù)控機床是一種典型的機電一體化的系統(tǒng)，并在實際的制造行業(yè)發(fā)展中發(fā)揮了重要的作用。但是，數(shù)控機床控制系統(tǒng)在當(dāng)前的情況下還存在較多的問題，尤其是故障診斷的不及時，以及發(fā)生頻率較高的故障問題，都是會對制造業(yè)的進一步發(fā)展產(chǎn)生較大的影響。因此，數(shù)控機床的控制系統(tǒng)設(shè)計，故障診斷系統(tǒng)的有效實施，對于數(shù)控機床運行效率的顯著提升，對于當(dāng)前經(jīng)濟的進一步發(fā)展都是具有重要的意義，需要在數(shù)控機床應(yīng)用的過程中，不斷進行故障診斷系統(tǒng)的設(shè)計與完善，才能保證數(shù)控機床控制系統(tǒng)實現(xiàn)原有的功能。

1數(shù)控機床發(fā)展的現(xiàn)狀

（1）數(shù)控機床的內(nèi)涵。所謂數(shù)控機床，主要是指在使用數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)上的機床，更為簡單的來說，就是在機床中安裝了數(shù)控系統(tǒng)。根據(jù)國際信息處理聯(lián)盟技術(shù)委員會對于其定義，主要是指機床中安裝有程序控制系統(tǒng)，借助于這些系統(tǒng)的存在能夠?qū)崿F(xiàn)機床的絕大多數(shù)的功能。（2）數(shù)控機床的發(fā)展歷程。數(shù)控機床的發(fā)展是在二十世紀(jì)四十年代中開始，當(dāng)時的機械工程師已經(jīng)是提出了在機械加工中應(yīng)用數(shù)字控制技術(shù)的思想。具體應(yīng)用的時間實在1970年左右，當(dāng)時英特爾公司開發(fā)出了相應(yīng)的微處理器，正式實現(xiàn)了在機械加工中應(yīng)用數(shù)字控制的目的。不僅如此，在近半個世紀(jì)的發(fā)展中，數(shù)字化處理技術(shù)的不斷完善，計算機的普及，以及機械加工行業(yè)的有序發(fā)展，都是促進了數(shù)字化控制在機械加工行業(yè)中的應(yīng)用，不僅是提高了生產(chǎn)效率，還在一定程度上促進了社會經(jīng)濟的有效增長。當(dāng)前，數(shù)控機床發(fā)展出現(xiàn)了兩個趨勢，一方面，是數(shù)控系統(tǒng)逐漸向著網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。隨著計算機技術(shù)的普遍應(yīng)用，對于各行各業(yè)都是產(chǎn)生了巨大的影響，特別是在數(shù)控系統(tǒng)開放程度不斷提升的過程中，實現(xiàn)了數(shù)控系統(tǒng)的通用性和適應(yīng)性的提升。同時，利用PC機還能夠豐富數(shù)控系統(tǒng)的硬件資源，對于數(shù)控系統(tǒng)的柔性和擴展性的提升也是具有重要的意義。另一方面，是數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)了智能化的發(fā)展趨勢。當(dāng)前的時代，是一個智能的時代，人工智能的出現(xiàn)，并且伴隨著在計算機領(lǐng)域的滲透不斷提升，對于數(shù)控系統(tǒng)的影響也是在不斷地提升。在這樣的背景下，數(shù)控系統(tǒng)已經(jīng)是逐步引入了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制機理、自適應(yīng)控制機理以及模糊系統(tǒng)的控制機理，實現(xiàn)了數(shù)控系統(tǒng)的自動編程，前饋控制以及自適應(yīng)控制等，在工藝上也是實現(xiàn)工藝參數(shù)的自動生成以及三維刀具補償?shù)龋@些技術(shù)的有效利用提升了機械加工的質(zhì)量，還能夠改善人機之間的關(guān)系，使之朝著人機互動更加友好的方向發(fā)展。值得注意的是，在智能化發(fā)展的過程中，私服系統(tǒng)智能化的主軸交流驅(qū)動和智能化進給伺服裝置，還能夠?qū)崿F(xiàn)自動識別負載并進行參數(shù)優(yōu)化的目的。（3）數(shù)控機床發(fā)展的現(xiàn)狀。數(shù)控機床具有較高的生產(chǎn)能力，在制造業(yè)中發(fā)揮了巨大的功能，因此，數(shù)控機床一經(jīng)面世，就是收到了較高的關(guān)注，獲得了較大的市場。但是，在數(shù)控機床應(yīng)用的過程中，還是存在著一些問題，這些數(shù)控機床中存在的故障，不僅是難以保證其生產(chǎn)進度和生產(chǎn)效率，還會在一定程度上造成社會經(jīng)濟的損失。對于數(shù)控機床中存在的故障，具體可以歸納為以下幾類：首先，數(shù)控機床的驅(qū)動部件存在的問題。數(shù)控機床中的驅(qū)動部件主要是指伺服電動機，主要發(fā)生故障的驅(qū)動部件就是異步型交流伺服電動機。在這種伺服電動機中由于軸承、轉(zhuǎn)子以及定子等各個部位的不同，發(fā)生故障的嚴重程度和影響程度也是會有所不同。在軸承中經(jīng)常發(fā)生的故障是軸承的脫落或者是磨損，并且由于轉(zhuǎn)子和定子之間的氣隙存在的不均衡問題，不僅是會造成機床的振動超速，還會造成倒條和端環(huán)承受力分布的渙散。其次，數(shù)控機床支承部件存在的問題。在數(shù)控機床中的支承部件主要是指其軸承。軸承對于數(shù)控機床的正常運轉(zhuǎn)具有重要的作用，在多數(shù)情況下是有內(nèi)外圈、保護架以及滾動體等部分組成的。在數(shù)控機床支承部件中最為重要的軸承是滾動軸承，該軸承有著彈簧性和非彈簧性兩種性質(zhì)，并且在使用的過程中能夠?qū)崿F(xiàn)各個部件之間的振動。由于非線性彈簧性質(zhì)的存在，極為容易造成滾動軸承的磨損，一旦出現(xiàn)磨損甚至?xí){到整個設(shè)備的正常使用。最后，數(shù)控機床傳動設(shè)備存在的問題。數(shù)控機床的傳動設(shè)備只要是指機床導(dǎo)軌、工作臺以及溜板和滑座，在這些部件中機床導(dǎo)軌的對于整個產(chǎn)生的意義最為重大，幾乎是影響到了數(shù)控機床加工的精密程度以及機床的使用壽命。因此，機床導(dǎo)軌與數(shù)控機床之間的關(guān)系最為緊密。在傳動設(shè)備中最常見的問題就是在于導(dǎo)軌表面出現(xiàn)變形的問題，這種變形會使得整個導(dǎo)軌表面的摩擦阻力發(fā)生變化，會在機床運行的過程中影響到問題，以及受力面積不均衡問題。

2對數(shù)控機床故障診斷系統(tǒng)的設(shè)計

在數(shù)控機床中可能出現(xiàn)的問題不僅是會影響到數(shù)控機床的實際生產(chǎn)，還會對企業(yè)以及社會的產(chǎn)生不利的影響。因此，針對于在數(shù)控機床中存在的問題，應(yīng)該設(shè)計出相應(yīng)的數(shù)控機床故障診斷系統(tǒng)，盡可能保證在最高效的時間內(nèi)解決問題。（1）設(shè)計出數(shù)控機床自我診斷功能。目前，數(shù)控機床對于我國的制造業(yè)的發(fā)展具有重要的意義，因此，在實際的應(yīng)用中的范圍較大，應(yīng)用數(shù)量也是相對較多，需要在數(shù)控機床研發(fā)的過程中，借助于先進的檢測設(shè)備，尤其是精密水平儀、精密方箱以及測微儀等，實現(xiàn)直接對于故障源的測量，并且結(jié)合人工智能檢測的方法，對在電氣系統(tǒng)中存在的問題進行診斷和解決。不僅是如此，一旦發(fā)生多臺機床同時運作的過程中出現(xiàn)問題，就需要進行信號處理和邏輯推斷的方式，才能實現(xiàn)故障的診斷和解決。在對多臺數(shù)控機床進行問題診斷的過程中可以采用信號分析的方法，這種方法能夠更為精確的判斷機床的振動以及溫度變化的情況，精確的找到故障源。信號分析方法主要是有兩種，一種是時域分析法，另外一種是頻域分析法，前者主要是在分析的過程中使用原有確定的數(shù)學(xué)模型，并針對數(shù)控機床在實際操作中的信號的波形在時間變化中的規(guī)律，應(yīng)用典型數(shù)據(jù)抽樣的方式進行相關(guān)的分析和計算。其實質(zhì)是借助于數(shù)學(xué)函數(shù)計算信號的峰值與標(biāo)準(zhǔn)偏差。相對于前者來說，頻域分析法是一種以非正弦周轉(zhuǎn)性電路為基礎(chǔ)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)子啊動態(tài)數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，對信號進行更為深層次的分析和處理。（2）數(shù)控機床控制診斷系統(tǒng)的設(shè)計。在診斷數(shù)控機床診斷的基礎(chǔ)上，應(yīng)該設(shè)計出相應(yīng)的數(shù)控機床解決系統(tǒng)，才能保證盡可能降低問題產(chǎn)生的后續(xù)影響。一方面，應(yīng)該建立起相應(yīng)的硬件控制系統(tǒng)。建立這樣一個系統(tǒng)的主要目的是，能夠在這個系統(tǒng)平臺中實現(xiàn)為用戶搭建電路的目的不僅是如此，還能夠?qū)崿F(xiàn)各個相關(guān)的硬件儀器之間的有效連接。當(dāng)收集到一定得數(shù)控機床操作數(shù)據(jù)之后，還需要將相應(yīng)的圖像輸送到數(shù)據(jù)庫中，在傳遞的過程中要保證傳遞的信息具有較高的真實性和準(zhǔn)確性。為了達到這個目的，需要選擇一些精度較高，分辨率高的數(shù)據(jù)采集卡，并且配置高質(zhì)量的數(shù)據(jù)電線電纜，只有只有這樣才能保證傳輸信號的質(zhì)量較高。另一方面，制定出數(shù)控機床控制的網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)。在現(xiàn)在社會中，由于計算機的普遍使用，各行各業(yè)之間的聯(lián)系愈加緊密，已經(jīng)是形成了網(wǎng)絡(luò)化的社會結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的形成在數(shù)控機床控制中也是具有重要的作用，需要在診斷數(shù)控機床問題的過程中，實現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通信技術(shù)等進行聯(lián)系，保證在前端診斷出相應(yīng)問題的基礎(chǔ)上，在后臺控制中能夠盡可能實時的解決問題。這就需要將互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備與數(shù)控機床有機的連接起來，在系統(tǒng)分析問題的基礎(chǔ)上，有維修工程師實時的對問題進行計算，制定出最佳的或者是最優(yōu)的解決方案，實現(xiàn)數(shù)控機床問題的快速解決。

3結(jié)論

數(shù)控機床是一種典型的機電一體化的系統(tǒng)，數(shù)控機床故障診斷系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)，對于提升數(shù)控機床生產(chǎn)的效率具有重要的意義。不僅如此，數(shù)控機床故障的及時診斷，不僅是可以降低問題帶來的損失，還可以借助于前饋診斷技術(shù)，消滅一些尚未出現(xiàn)的問題，進一步提升其生產(chǎn)效率。在當(dāng)前時展的過程中，由于市場以及消費者對于機械加工提出了更多新的要求，對于機械加工產(chǎn)品的質(zhì)量要求也是在不斷地提升，在這樣的情況下，需要對于數(shù)控機床的控制系統(tǒng)和診斷系統(tǒng)進行深入的研究，并且借助于現(xiàn)代化的技術(shù)手段，實現(xiàn)有效提升數(shù)控機床的運行效率，改善數(shù)控機床中存在的問題。

參考文獻：

[1]杜娟,閻獻國,韓建華,蘭國生.基于混合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)控機床故障診斷技術(shù)研究[J].組合機床與自動化加工技術(shù),2011(12).

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篇2

數(shù)控機床故障自診斷能力是數(shù)控機床CNC系統(tǒng)十分重要的指標(biāo)，自診斷技術(shù)是評價數(shù)控機床CNC系統(tǒng)性能的一項重要技術(shù)。數(shù)控系統(tǒng)是先進技術(shù)密集型設(shè)備，技術(shù)員要迅速而準(zhǔn)確地確定其故障部位并查明故障原因，必須借助于自診斷技術(shù)。自診斷技術(shù)也開始朝著智能化、多功能的高級診斷方向發(fā)展。目前CNC控制系統(tǒng)都裝有故障自診斷系統(tǒng)，并能隨時監(jiān)視加工過程中數(shù)控系統(tǒng)軟件和硬件的工作狀態(tài)，CNC控制系統(tǒng)有較強的自診斷功能。只要系統(tǒng)本身出現(xiàn)故障，顯示系統(tǒng)和顯示裝置就會顯示報警信息，通過系統(tǒng)珍斷號判斷故障發(fā)生在數(shù)控部分、電氣部分還是機械部分，判斷產(chǎn)生故障的具體部位。自診斷與維修實例：FANUC-Oi伺服不能就緒報警“401”報警號。1.系統(tǒng)檢測原理（圖1）:開機后系統(tǒng)開始自動檢測，如果系統(tǒng)沒有報警和急停，系統(tǒng)自動發(fā)出MCON信號給伺服系統(tǒng)，伺服系統(tǒng)接收到MCON信號后，自動接通主繼電器，并送回DRDY信號，檢測系統(tǒng)在規(guī)定時間內(nèi)如果沒有收到DRDY信號，系統(tǒng)自動發(fā)出“401”報警號。2.故障的診斷方法。（1）工作人員檢查各插頭接觸是否良好，主要包括主控回路的連接、控制面板以及電源與主軸系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)的連接。（2）查看LED發(fā)光二極管是否顯示，如果LED沒有顯示，可能是電源回路斷路或控制板沒有通電。檢查直流電源輸出到24V電源線路連接是否正常，檢查控制板上的直流電源電路接線是否良好，檢查伺服放大器交流電壓3相220V輸入是否正常。（3）采用信號短接的方法來判別故障的部位,把伺服模塊JV1B（JV2B）的8-10短接后系統(tǒng)上電,如果伺服放大器LED顯示“00”則故障可能在軸板或系統(tǒng)主板；如果伺服放大器顯示“--”則故障可能在伺服放大器本身。（4）檢查急停ESP和MCC回路，ESP短接，伺服放大器顯示“--”，應(yīng)為伺服裝置的繼電器MCC控制回路或線圈本身故障。

二、FANUC數(shù)控機床換刀故障———示波器觀察時序故障診斷

數(shù)控刀架故障比較常見。換刀過程：刀架松開旋轉(zhuǎn)和選刀鎖緊。實例：一臺數(shù)控車床（FANUC0TC）配備12工位電動刀架，在換刀中旋轉(zhuǎn)不停，故障現(xiàn)象為找不到刀號報警。1.刀架換刀過程中旋轉(zhuǎn)不停故障分析。圖2刀位信號由PMC輸入，X20.3、X20.2、X20.1、X20.0有刀架主軸后面的絕對編碼器檢測。電動刀架找不到刀位故障，可能是絕對編碼器刀位沒有輸出。先松開急停再松開刀架，圖3用示波器觀察刀位時序，如果能從1號依次變到12號刀位，說明刀位輸出正常。絕對編碼器輸出刀位信號同時還輸出選通X20.5和奇偶檢驗X20.4，換刀時輸出時序如圖3。2.故障診斷。查看換刀絕對編碼器的時序（圖3），X20.5上升延時，當(dāng)前與目標(biāo)刀號對比。比較后刀號一致，選刀電機停止旋轉(zhuǎn)，預(yù)分度電磁鐵得電吸合，電機反轉(zhuǎn)鎖緊刀架。正常工作每選取一次工作刀位X20.5會發(fā)生一次電平變化（高低高）。本機床換刀中出現(xiàn)X20.5信號沒有變化，說明數(shù)控系統(tǒng)沒有完成目標(biāo)和當(dāng)前刀號對比，在設(shè)定時間內(nèi)找不到目標(biāo)刀號系統(tǒng)就報警。通過分析故障是選通信號X20.5沒有輸出。更換同型號絕對編碼器。

三、FANUC數(shù)控機床

PMC故障實例與維修1.故障現(xiàn)象：一臺臥式加工中心數(shù)控系統(tǒng)配置FANUC0i-M。工作臺交換時，按下“手/自動”啟動按鈕后，托板架沒有上升、托板內(nèi)工作臺升起，無法實現(xiàn)工作臺的交換。2.故障分析與診斷：首先檢查液壓系統(tǒng)的壓力，再查看控制托板架上升的電磁閥是否得電。電磁閥由繼電器常開KA13控制，PMC輸出點Y1004.1直接提供24V給繼電器KA13的線圈。通過PMC梯形圖檢查Y1004.1，執(zhí)行前后Y1004.1始終為“0”沒信號，此故障為某一輸入條件未得到滿足使機床處于等待。從Y1004.1輸出入手，利用梯形圖動態(tài)顯示診斷故障。圖4看出手動時交換工作臺條件是R68.3、R62.0和Y1003.5導(dǎo)通，R68.3的導(dǎo)通條件是R68.2和R62.0導(dǎo)通，R62.0由外部繼電器控制。動態(tài)顯示X1004.5導(dǎo)通后，X1006.3沒有信號。檢查X1006.3確定為托板上升到位信號。檢查發(fā)現(xiàn)24V直流斷路，維修后恢復(fù)正常。

四、結(jié)束語

本文用實例闡述了數(shù)控系統(tǒng)的維修方法，指出了自診斷技術(shù)朝著多功能和智能化發(fā)展的方向；介紹了運用PMC進行故障診斷的方向，為規(guī)范數(shù)控維修行業(yè)奠定堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻：

[1]王學(xué)鵬.數(shù)控機床維護與維修的研究[J].山東工業(yè)技術(shù)，2014(13)：154.

篇3

隨著我國經(jīng)濟快速發(fā)展，數(shù)控機床作為一種高效的生產(chǎn)設(shè)備，在許多行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，其具有高精度、高效率、高度自動化等特點，成為一種具有先進技術(shù)的自動化機床。但是作為加工設(shè)備，在使用中也會出現(xiàn)各種各樣的問題，若不能及時找出，就不能恢復(fù)生產(chǎn)，給企業(yè)帶來巨大的損失。因此，掌握科學(xué)的故障診斷方法和維修技術(shù)是工作人員必須具備的業(yè)務(wù)能力，只有這樣才能夠及時的排除機器故障，保證生產(chǎn)工作的順利進行。本文根據(jù)對數(shù)控機床維修的實踐經(jīng)驗，對其故障診斷和維修技術(shù)展開探討，以供同業(yè)人員參考使用。

一、故障分類

根據(jù)維修經(jīng)驗總結(jié)，數(shù)控機床出現(xiàn)故障的原因可以分為：系統(tǒng)性故障和隨機性故障、硬件故障和軟件故障、機床運動特性故障、有診斷顯示故障和無診斷顯示故障四類，下面分別做以闡述：

1、系統(tǒng)性故障和隨機性故障

系統(tǒng)性故障和隨機性故障是數(shù)控機床在運行中出現(xiàn)的必然性和偶然性，即故障出現(xiàn)有些是可以避免的，有些是不能避免的。系統(tǒng)性故障是在指只要滿足一定條件，機床或數(shù)控系統(tǒng)就會產(chǎn)生必然的故障，如網(wǎng)絡(luò)電壓過高，系統(tǒng)就會產(chǎn)生電壓過高或過低的報警，如液壓、、冷卻系統(tǒng)由于管路泄漏或者自然消耗所引起的油位過低產(chǎn)生的液位報警等；隨機性故障是指由于機械結(jié)構(gòu)的局部松動和錯位，控制系統(tǒng)中的元件出現(xiàn)工作特性漂移，如機床電器元件性能下降等，這類故障不會一直出現(xiàn)，需要經(jīng)過試驗和綜合判斷才能進行排除。

2、硬件故障和軟件故障

按照故障出現(xiàn)的位置可以將故障分為硬件故障和軟件故障。對于硬件故障，需要維修人員進行反復(fù)的試驗和綜合判斷才能確定，如果通過更換，就可以將這種故障得以排除；對于軟件出現(xiàn)故障，主要是程序編制錯誤或者參數(shù)設(shè)置錯誤造成的，對于這種情況，需要操作人員熟悉設(shè)備的操作規(guī)程，避免不正確的操作，如果遇到這類故障，只需要操作人員通過修改程序內(nèi)容就可以排除。

3、機床運動特性故障

機床運動性故障是最不容易發(fā)現(xiàn)的，出現(xiàn)這種情況后，設(shè)備正常運作，但是加工出來的產(chǎn)品卻不符合要求，會造成巨大的經(jīng)濟損失，如果發(fā)現(xiàn)這類問題，要及時對電氣系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、機械連接、液壓系統(tǒng)等進行仔細檢查，排除這種誤差，提高產(chǎn)品加工精度。

4、有診斷顯示故障和無診斷顯示故障

數(shù)控機床上一般會裝有硬件故障顯示設(shè)備和軟件故障報警，硬件報警一般是指各個單元上的報警燈，如控制面板、位置控制印制線路板、伺服控制單元等，根據(jù)報警燈的提示可以及時發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)故障的地方；對于無診斷顯示的故障，往往會出現(xiàn)機器死機，手柄操作失靈等現(xiàn)象，這就需要維修人員根據(jù)故障出現(xiàn)的情況，合理分析和判斷，排除故障。

二、維修技術(shù)原理

1、先外部后內(nèi)部

數(shù)控機床是機械液壓電氣一體化的機床，若出現(xiàn)故障，應(yīng)該從機械液壓電氣化一體綜合進行分析，首先檢查外觀，如檢查數(shù)控機床外部的行程開關(guān)按鈕是否開啟，液壓氣動元件以及電路板插頭座邊緣插件與外部或相互之間的連接部位，電控柜插座或端子排與這些機電設(shè)備之間連接是否正常，檢查外部環(huán)境，保證工業(yè)環(huán)境中溫度濕度變化不大，無較大面積的油污和粉塵，以免對電子元件及電路板造成污染；當(dāng)外部沒有出現(xiàn)問題時，就可以進行內(nèi)部檢查，檢驗人員應(yīng)該嚴格按照工藝要求打開機器設(shè)備，避免在拆卸過程中造成設(shè)備的損壞。

2、先簡單后復(fù)雜

數(shù)控機床是一臺復(fù)雜的設(shè)備，里面由成千上萬個零件和元件組成，維修人員在維修過程中，不能無目的的進行檢查，應(yīng)該先檢查簡單問題，然后解決難度較大的問題。

3、先一般后特殊

數(shù)控機床設(shè)備在運行中，最容易出現(xiàn)的就是摩擦損耗帶來的故障，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)問題時，維修人員應(yīng)該首先分析設(shè)備是否常見的故障，如數(shù)控機床不返回參考點等，遇到這類故障，只需要按照一般的處理程序進行就可，如果出現(xiàn)了沒有遇到的問題，應(yīng)該采用儀器輔助檢查，找到問題出現(xiàn)的地方和原因，提高故障處理速度。

4、先觀察后動手

維修人員在維修過程中要做到先靜后動，不能急于拆卸，首先詢問操作人員出現(xiàn)故障前后機器的情況，然后詳細閱讀機床說明書、資料圖，最后才能進行檢查和處理；其次對于有故障的機床，要在機床斷電的情況下進行檢查，確定機床非惡性循環(huán)性故障或非破壞性故障，方可進行通電檢查。

5、先機械后電氣

數(shù)控機床是一種復(fù)雜的機器設(shè)備，其自動化程度較高，當(dāng)出現(xiàn)故障后，檢查難度大，一般來講機械設(shè)備的故障較易察覺而數(shù)控系統(tǒng)故障的診斷卻要難一點，這就需要檢修人員掌握先機械后電氣的維修步驟，收件檢查機械部分是否工作正常，行程開關(guān)是否靈活等，當(dāng)排除機械故障后，再進行電氣系統(tǒng)的檢查。

三、故障診斷方法

1、直觀檢查法

直接觀察法是維修數(shù)控機床過程中常用的方法。有的故障采用觀察法能很快的解決，首先要詢問現(xiàn)場操作人員機床出現(xiàn)問題前后設(shè)備的變化，然后對設(shè)備的外觀進行檢查，檢查電纜外壁是否有破損，元器件是否有冒煙、燒壞現(xiàn)象，插頭、接線是否有脫落，按鈕、開關(guān)油污損壞，指示燈是否完整，元器件表面油污大量塵埃等；有手摸，看看設(shè)備是否有發(fā)熱及焊接點松動等情況；最后用耳聽，聽聽電動機旋轉(zhuǎn)時，是否有噪音和異常聲響等，這些都會成為故障的因素。

2、綜合診斷法

綜合診斷法就是利用儀器和試驗的方法對機床進行綜合分析，找出故障的位置，一般可以利用萬用表等檢測儀表對設(shè)備可能出現(xiàn)故障的地方進行電流、電壓的檢測，將檢測值與正常值進行比較，從而找出故障出的位置。

3、自動診斷法

系統(tǒng)自診斷法主要是利用編程方法，建立自診斷程序，做到適時檢測機床的工作狀態(tài)的方法，這種方法具有維護方便、投入小的特點，一旦系統(tǒng)啟動后，自診斷程序?qū)PU、存儲器等模塊進行功能測試，對數(shù)控機床運行的正常性進行診斷。當(dāng)數(shù)控機床出現(xiàn)故障后，系統(tǒng)就會發(fā)出報警信息，方便檢修人員查找故障點，及時進行維修。

當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，停止運行后，自診斷系統(tǒng)可以進行離線診斷，可以將專用診斷程序通過I/O設(shè)備或通信接口輸入到CNC裝置內(nèi)部，用專用診斷程序代替系統(tǒng)程序進行診斷故障。

4、部件替換法

隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，電路集成度也越來越高了，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障后，通過傳統(tǒng)的檢查方法，可能不能查找問題，這就產(chǎn)生了現(xiàn)代診斷數(shù)控機床故障方法，用的最多的為部件替換法。部件替換法即在故障范圍內(nèi)，當(dāng)外部條件完全正常的情況下，利用同樣的印制電路板、集成電路芯片或元器件來替換疑似故障的地方，將故障的范圍縮小到印刷點路邊或芯片上，縮小故障的范圍，提高故障處理效率。

5、功能測試法

當(dāng)機床出現(xiàn)故障后，檢修人員可以根據(jù)機床的性能自己編制檢測程序，對機床的某個地方進行功能性測試，保證機床功能的準(zhǔn)確和可靠，重復(fù)的進行測試，就可診斷出故障出現(xiàn)的地方。

四、結(jié)語

數(shù)控技術(shù)所涉及的知識領(lǐng)域較多，由此產(chǎn)生的故障原因也較多，這就給維護修理工作帶來了一定的困難。因此，為了更好的開展數(shù)控機床的維護修理工作，就要求技術(shù)人員具備更加全面的專業(yè)素質(zhì)，能從各方面對機器故障進行考慮、診斷，全面分析故障原因，科學(xué)的進行維護和修理，及時的排除故障，以保障生產(chǎn)的正常運行。

【參考文獻】

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1.故障診斷技術(shù)組成

數(shù)控機床的故障診斷技術(shù)大體由三部分組成：（1）對造成電氣和機械部件失效的疲勞、磨損、斷裂、腐蝕、蠕變、氧化等物化原因的研究；（2）對故障診斷的信息研究。即故障信號的采集、處理與分析的研究；（3）對數(shù)學(xué)原理與診斷邏輯方面的研究。通過模型方法、邏輯方法、推理和人工智能（AI）方法，判斷故障發(fā)生的部位和發(fā)生故障的原因。

2.數(shù)控機床故障診斷概述

2.1 故障診斷主要內(nèi)容現(xiàn)代故障診斷的主要內(nèi)容應(yīng)包括實時監(jiān)測技術(shù)，故障分析（診斷）技術(shù)和故障修復(fù)方法三個部分。從信息獲取到故障定位，再到故障的排除，作為單獨的技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展的同時，又作為故障診斷的技術(shù)共同協(xié)調(diào)發(fā)展。

2.2 數(shù)控機床故障診斷常用的方法

2.2.1 直觀法由維修人員利用感覺器官，觀察故障發(fā)生時的各種聲、光、味等異常現(xiàn)象，查看CNC機床系統(tǒng)的各個模塊和線路，有無燒毀和損傷痕跡，迅速將故障范圍縮小到一個模塊或一塊印刷線路板。這是一種最基本和常用的方法。C系統(tǒng)自診斷法數(shù)控系統(tǒng)的自診斷功能，已經(jīng)成為衡量數(shù)控系統(tǒng)性能的重要指標(biāo)，數(shù)控系統(tǒng)的自診斷功能實時監(jiān)視數(shù)控系統(tǒng)的工作狀態(tài)。一旦發(fā)生異常情況，立即在CRT上顯示報警信息，或通過發(fā)光二極管指示故障的原因、故障模塊，這是CNC機床故障診斷維修中最有效和直接的—種方法。

2.2.3 功能程序測試法功能程序測試法就是將數(shù)控系統(tǒng)的常用功能和特殊功能用手工編程或自動編程的方法，編制成一個功能測試程序，送入數(shù)控系統(tǒng)，然后讓數(shù)控系統(tǒng)運行這個測試程序，借以檢查機床執(zhí)行這些功能的準(zhǔn)確性和可靠性，進而判斷出故障發(fā)生可能的部位和故障原因。

2.2.4 模塊交換法所謂模塊交換法就是在分析出故障大致起因的情況下，利用備用的印刷線路板、模板、集成電路芯片或元件替換有疑點的部分，將功能相同的模板或單元相互交換，觀察故障的轉(zhuǎn)移情況，從而快速判斷故障部位的方法。

2.2.5 原理分析法根據(jù)CNC組成原理，從系統(tǒng)各部件的工作原理著手進行分析和判斷，從邏輯關(guān)系上分析電路故障疑點的邏輯電平和特征參數(shù)，從而確定故障部位的方法。這種方法對維修人員要求很高，必須熟悉整個系統(tǒng)或每個部件的工作原理，才能對故障部位進行定位。

3.數(shù)控機床故障診斷的關(guān)鍵技術(shù)分析

3.1 通信診斷通信診斷也稱為遠距離系統(tǒng)診斷或“海外診斷”。比如西門子公司在CNC系統(tǒng)診斷中采用了這種功能。用戶把CNC系統(tǒng)中專用“通信接口”連接到普通電話線上，維修中心的專用通信診斷計算機中的“數(shù)據(jù)接口”也連接到網(wǎng)絡(luò)上，然后由計算機向CNC系統(tǒng)發(fā)送診斷程序，并將測試數(shù)據(jù)輸回到計算機進行分析并得出診斷結(jié)論，然后將診斷結(jié)論和處理方法通知用戶。通信診斷系統(tǒng)除用于故障發(fā)生后的診斷外，還可為用戶作定期的預(yù)防性診斷，維修人員不必到現(xiàn)場，只需按預(yù)定的時間對機床做一系列試運行檢查，在維修中心分析數(shù)據(jù)，即可診斷出數(shù)控機床可能存在的故障隱患。但這類CNC系統(tǒng)必須具備遠距離診斷接口及聯(lián)網(wǎng)功能。

3.2 自修復(fù)系統(tǒng)在CNC系統(tǒng)的軟件中裝有自修復(fù)程序，該軟件一旦發(fā)現(xiàn)某個模塊有故障時，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。如有則系統(tǒng)能自動使故障模塊脫機而接通備用模塊，從而使系統(tǒng)較快地進入正常工作狀態(tài)。所謂自修復(fù)實際上是“冗余”概念的一種應(yīng)用，非常適用于無人管理的自動化工廠或不允許長時間停止工作的重要場合。但自修復(fù)技術(shù)需要將備用板插到機籠的備用插槽上，從理論上講，備用模塊的品種越多越好，但這無疑會增加系統(tǒng)成本。所以，往往系統(tǒng)只配備一些極其重要的或易出故障的備用板。另外，要求備用板與系統(tǒng)其他部分通信聯(lián)系應(yīng)與替代的模板相同。因此，本方案只適用于總線結(jié)構(gòu)的CNC系統(tǒng)。

3.3 人工智能與專家系統(tǒng)這種方法是通過調(diào)用知識庫的相應(yīng)知識，經(jīng)推理機構(gòu)的推理獲得所需的結(jié)論。應(yīng)用于數(shù)控系統(tǒng)診斷的人工智能技術(shù)有兩方面的內(nèi)容，即診斷專家系統(tǒng)和人工智能數(shù)據(jù)庫。

3.3.1 診斷專家系統(tǒng)故障診斷專家系統(tǒng)與傳統(tǒng)診斷技術(shù)相比具有如下特點：①通過對各種診斷經(jīng)驗性專門知識的形式化描述，不僅可突破專家個人的局限性而廣為傳播，而且也是對科學(xué)方法論的一個發(fā)展；②克服人類診斷專家供不應(yīng)求的矛盾；③可以結(jié)合其他診斷方法，綜合利用各類專家的知識、經(jīng)驗，實現(xiàn)在線監(jiān)測故障、離線診斷與分離故障；④具有人一機聯(lián)合診斷功能，可充分發(fā)揮人的主觀能動性；⑤具有知識獲取和自學(xué)習(xí)功能，能在使用過程中日趨完善。3.3.2.人工智能數(shù)據(jù)庫主要包括加工參數(shù)的自動設(shè)定和圖形功能等。加工參數(shù)的自動設(shè)定功能實際是一個工藝參數(shù)庫，能根據(jù)被加工工件的材料、加工余量等自動確定切削用量、選取加工刀具及設(shè)定加工條件，它不但需要積累大量工藝數(shù)據(jù)，還必須具有某種學(xué)習(xí)功能及推理能力。通常將其與故障診斷專家系統(tǒng)聯(lián)系在一起，建立一個綜合專家系統(tǒng)，以提高系統(tǒng)的可靠性及診斷維修性能。

3.4 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷3.4.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）具有聯(lián)想、容錯、自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)和處理復(fù)雜多模式等特點。將被診斷系統(tǒng)的癥狀作為網(wǎng)絡(luò)輸入，所得到的故障原因作為網(wǎng)絡(luò)輸出，且將經(jīng)過學(xué)習(xí)所得到的知識以分布的方式隱式地存儲在網(wǎng)絡(luò)上，每個輸出神經(jīng)元對應(yīng)—個故障原因。目前常用的算法有誤差反向傳播（BP）算法、雙向聯(lián)想記憶（BAM）模型和模糊認識映射（FCM）等。3.5.多傳感器信息融合技術(shù)多傳感器信息融合就是充分合理地選取各種傳感器，提取對象的有效信息，把空間或時間上的冗余信息或互補信息依據(jù)某種準(zhǔn)則進行組合，以獲得被測對象的一致性解釋或描述，由此獲得比各組成部分的子集所構(gòu)成的系統(tǒng)更為優(yōu)越的性能。利用多傳感器對CNC進行診斷能大大降低誤判率、漏判率，提高診斷準(zhǔn)確度。先對同一層次的信息進行融合，獲得更高層次的信息，再匯入相應(yīng)的信息融合層次，這樣從低層至頂層對多元信息進行整理合并，逐層抽象，從而取得比單一傳感器更準(zhǔn)確更具體的診斷結(jié)果。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可用于多傳感器信息融合。

4.常見電氣故障維修和排除

電氣故障的分析過程也就是故障的排除過程，因此電氣故障的一些常用排除方法在上一節(jié)的分析方法中已綜合介紹過了，本節(jié)則列舉幾個常見電氣故障做一簡要介紹，供維修者參考。

4.1 電源電源是維修系統(tǒng)乃至整個機床正常工作的能量來源，它的失效或者故障輕者會丟數(shù)據(jù)、造成停機。重者會毀壞系統(tǒng)局部甚至全部。西方國家由于電力充足，電網(wǎng)質(zhì)量高，因此其電氣系統(tǒng)的電源設(shè)計考慮較少，這對于我國有較大波動和高次諧波的電力供電網(wǎng)來說就顯不足，再加上某些人為的因素，難免出現(xiàn)由電源而引起的故障。

4.2 數(shù)控系統(tǒng)位置環(huán)故障

4.2.1 位置環(huán)報警可能是位置測量回路開路；測量元件損壞；位置控制建立的接口信號不存在等。

4.2.2 坐標(biāo)軸在沒有指令的情況下產(chǎn)生運動。可能是漂移過大；位置環(huán)或速度環(huán)接成正反饋；反饋接線開路；測量元件損壞。

4.2.3 機床坐標(biāo)找不到零點可能是零方向在遠離零點；編碼器損壞或接線開路；光柵零點標(biāo)記移位；回零減速開關(guān)失靈。

5.結(jié)束語

數(shù)控機床故障診斷及維護在內(nèi)容、手段和方法上與傳統(tǒng)機床有很大的區(qū)別，具備數(shù)控機床故障診斷技術(shù)是正確使用數(shù)控機床的基礎(chǔ)。維修好數(shù)控機床，充分發(fā)揮設(shè)備的使用功能具有極大的經(jīng)濟價值和社會意義。

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1.數(shù)控機床設(shè)備故障類型

數(shù)控機床設(shè)備一旦出現(xiàn)故障，就無法正常、順利的將原來的預(yù)定工作完成，導(dǎo)致停運或者是不能按照預(yù)定的來達到工作效果。根據(jù)數(shù)控機床設(shè)備出現(xiàn)故障的危害程度，將其分為兩種，一種是致命性故障，一種是非致命性故障。致命性故障是指不但無法順利完成預(yù)定的工作目標(biāo)，還會帶來人或者物的重大損失，最終導(dǎo)致工作任務(wù)失敗。而非致命性故障，并不會帶來人員以及物的損失，不過會給機床設(shè)備帶來危害，而非致命性故障如果不能得到及時維修處理，就會發(fā)展成為致命性故障。

根據(jù)數(shù)控機床設(shè)備的出現(xiàn)故障是自身的原因，還是與其他有關(guān)系的設(shè)備的原因?qū)е碌模譃楠毩⒐收虾蛷膶俟收稀８鶕?jù)數(shù)控機床設(shè)備發(fā)生故障的次數(shù)和頻率可以分成早期、偶然和耗損故障幾種。數(shù)控機床的故障分類還有很多種，本文先介紹到這里。

2.數(shù)控機床設(shè)備故障的診斷方法

當(dāng)數(shù)控機床出現(xiàn)故障的時候，想要進行好的維修，首先要找到故障的根源，也就是對機床設(shè)備進行故障診斷，在診斷的過程之中，方法很重要，下面是數(shù)控機床設(shè)備故障診斷的方法介紹。

2.1交換法

對于在應(yīng)用過程中出現(xiàn)故障的數(shù)控機床，其故障很難進行確認，而且在診斷故障的過程中還要保證不會給設(shè)備帶來更嚴重的損害，這時候可以用備用的控制板代替認為有故障的控制板。通過備用控制板的應(yīng)用，保證設(shè)備的正常運行，保證工作進步。同時在對同類型的基礎(chǔ)控制板交換的過程中，還可以對控制板系統(tǒng)檢測的效率進一步提高。

2.2自我診斷功能分析法

很多進口的數(shù)控機床設(shè)備都有自我診斷功能，并且這樣的功能指標(biāo)已經(jīng)是一種對數(shù)控機床性能進行確定的重要標(biāo)準(zhǔn)。對于這樣的數(shù)控機床，在出現(xiàn)故障的時候會比較容易進行診斷。因為這樣的機床設(shè)備一旦出現(xiàn)故障，數(shù)控機床設(shè)備的一些故障指示等或者是顯示器等就會提示故障所在位置，或者是出現(xiàn)故障的原因。通過這種方式就可以及時的發(fā)現(xiàn)機床的問題所在，并且快速將問題解決。不過這種自我診斷功能只是在一些高端的數(shù)控機床中才有，普通的數(shù)控機床并沒有此功能。

2.3PLC程序分析法

導(dǎo)致數(shù)控機床出現(xiàn)故障的原因是由于機械設(shè)備上的一些邏輯功能在運行的過程中無法保證預(yù)定的功能，出現(xiàn)不正常運行，因此在進行故障診斷的過程之中，可以通過利用機械的固有原理圖等來進行故障診斷，如應(yīng)用電氣原理圖、PLC程序以及液壓的原理圖等資料來進行故障診斷，通過這種方式來快速的找到故障原因，并且對出現(xiàn)故障的零件進行維修和更換，使數(shù)控機床能夠在最短的時間內(nèi)恢復(fù)到正常的工作狀態(tài)，盡量不給生產(chǎn)帶來影響。

比如在實際操作中某型機床遇到x軸回油槽向外溢油，而且在維修的過程中對回油線路檢查以后沒有發(fā)現(xiàn)有堵塞的現(xiàn)象，而在對電氣原理圖查看的時候發(fā)現(xiàn)供油的僅僅有兩項，通過編程對數(shù)控機床設(shè)備進行現(xiàn)場監(jiān)控，PLC程序運行也沒有出現(xiàn)異常，繼電器是按照PLC程序規(guī)定運行，而在對液壓電磁閥檢測的時候發(fā)現(xiàn)其在PIE中電池閥的有無都是處于工作狀態(tài)，在對繼電器測量以后發(fā)現(xiàn)是繼電器的問題，在更換繼電器以后，問題解決。

2.4基于廣域網(wǎng)的診斷法

隨著技術(shù)的不斷提高，在有些數(shù)控機床設(shè)備上還有廣域監(jiān)測點的安裝，利用局域網(wǎng)檢測對機床設(shè)備的運行狀態(tài)信息進行全面、真實的采集。這樣可以通過仿真實驗對數(shù)控機床設(shè)備中普遍出現(xiàn)的一些問題進行分析，還可以為企業(yè)對數(shù)控機床的故障診斷提供更多幫助。

3.數(shù)控機床設(shè)備的故障維修

數(shù)控機床設(shè)備出現(xiàn)故障以后要對其進行快速維修，這樣才能夠快速恢復(fù)機床工作能力，防止給企業(yè)帶來過多損失。想要進行維修，對故障進行查找是最關(guān)鍵的一點，在找到故障點以后，對故障進行維修排出，在找到故障點以后，要根據(jù)不同的故障進行相應(yīng)的維修。

如果發(fā)現(xiàn)數(shù)控機床出現(xiàn)的是電氣故障，就要先對其故障進行確定，在明確了是電氣故障以后，進行進一步維修。如果是電器線路短路，要進行故障排除，防止由于故障帶來的設(shè)備零件損壞。系統(tǒng)是在能夠供電的情況下啟動NC，在這個過程中要細心觀察，如果發(fā)現(xiàn)有異常要停止機械工作。對于有故障診斷的設(shè)備而言，就可以根據(jù)報警來對故障進行查找以及維修了。在NC啟動以后沒有故障的警告，而設(shè)備在運行的過程中卻存在很多問題，就要檢查NC的參與以及數(shù)控機床設(shè)備的數(shù)據(jù)表，要是都沒有問題就要通過編程來對程序進行分析，看是否是輸入和輸出方面的故障。如果NC與PC都沒有故障，也排除是故障，就要對設(shè)備的定值和反饋值進行查找，如果定值與指令值不成比例，就是給定值出現(xiàn)故障。

要是給定值出現(xiàn)故障，通常是由于接頭、插頭、繼電器或者是接線等方面的問題。而要是反饋值出現(xiàn)問題，通常是由于接觸不良、檢測元件失效或者是傳感器的問題。如果兩個值都出現(xiàn)問題，原因就是電子元件受到損壞，這個問題解決的時候會相對容易。

4.總結(jié)

數(shù)控機床設(shè)備的應(yīng)用給人們提供了很多的方便，不過由于其屬于高科技產(chǎn)品，所以在應(yīng)用的過程中，必須要按照規(guī)定進行操作，一旦操作不當(dāng)就會出現(xiàn)設(shè)備故障，影響設(shè)備正常運行。本文筆者對數(shù)控機床設(shè)備的故障診斷與維修進行了研究，針對其可能出現(xiàn)的問題的維修方法進行總結(jié)，希望能夠為數(shù)控機床設(shè)備的故障診斷與維修提供更多幫助。

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（一）PLC技術(shù)故障的表現(xiàn)形式

數(shù)控機床PLC出現(xiàn)故障后，通常以下述形式表現(xiàn)：一是故障信息通過數(shù)控顯示裝置直觀展示；二是數(shù)控顯示裝置已輸出故障信息，但這卻不是故障的真實原因；三是故障信息沒有通過數(shù)控顯示裝置輸出。在第一種故障形式下，可以通過PLC梯形圖對故障進行分析、診斷，這是對數(shù)控機床故障診斷最為簡便的方法。

（二）PLC技術(shù)的故障特點

PLC在數(shù)控機床中起到鈕帶的作用，其將數(shù)字控制和數(shù)控機床進行有機銜接。一方面，PLC會接收數(shù)字控制的控制信號及數(shù)控機床的控制指令，根據(jù)內(nèi)部程序的邏輯順序給機床輸出側(cè)發(fā)出控制指令，給繼電器和接觸器信號來控制電磁換向閥、指示燈等，同時要將狀態(tài)信號發(fā)送給數(shù)字控制中心。另一方面，數(shù)控機床的運行以眾多數(shù)字信息為依托，在對信號進行處理的過程中，不管哪個位置、哪個功能的信號未能有效執(zhí)行，機床便會產(chǎn)生故障。在導(dǎo)致數(shù)控系統(tǒng)故障的眾多因素中，信號失靈故障占比較多，因此，檢修人員借由PLC對數(shù)控設(shè)備進行診斷意義十分重大。通常來說，PLC故障較易產(chǎn)生的部件為硬件接口。在硬件接口正常運行的情況下，如果出現(xiàn)PLC故障，數(shù)控系統(tǒng)便會運行自我診斷程序，對內(nèi)部程序和硬件系統(tǒng)進行排查、診斷，并將診斷信息在顯示器上輸出，所以，有PLC程序正常運行過往的設(shè)備，在機床安裝、調(diào)試之后，PLC硬件接口通常不會再產(chǎn)生故障。而在程序輸出正常，但PLC外部的接口不能正常顯示輸出的情況，便可以診斷為PLC硬件接口故障，可以著手對PLC模塊進行檢查。

三、PLC在數(shù)控機床故障診斷中的應(yīng)用

（一）根據(jù)報警信息診斷故障

PLC故障的報警信息在數(shù)控機床安裝時便已錄入系統(tǒng)中，因此，在機床因故停機時，能夠在數(shù)控系統(tǒng)的顯示屏上看到具體的報警信息。檢修人員可以根據(jù)報警信息對故障類型進行確認，從而進行有針對性的排查，這樣便能夠?qū)C床故障進行快速處理，提升故障解決的效率。

（二）根據(jù)PLC的輸入/輸出狀態(tài)診斷故障

數(shù)控系統(tǒng)中，I/O信號的傳遞一般通過PLC的I/O接口來實現(xiàn)。所以，PLC的I/O接口是故障頻發(fā)的重要部位，并且在I/O通道表現(xiàn)出來。數(shù)控機床的這種特點為故障診斷提供了方便，一旦數(shù)控系統(tǒng)硬件無故障，PLC梯形圖以及相關(guān)電路圖可以不查看。直接通過輸入/輸出信號狀態(tài)，就可以找出故障點。因此，熟悉相關(guān)控制對象的PLC輸入/輸出接口的正常狀態(tài)和故障狀態(tài)很有必要。

（三）根據(jù)PLC梯形圖診斷故障

PLC技術(shù)中的梯形圖是診斷數(shù)控機床故障最行之有效的方法，使用這一方法進行故障診斷要求檢修人員對PLC技術(shù)的原理、流程以及各部件之間的關(guān)系進行深入了解。并借由數(shù)控系統(tǒng)的顯示面板對PLC技術(shù)的梯形圖進行實時觀察，查看圖形的短時變化，由此對機床的故障的發(fā)生位置和原因進行診斷。

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1數(shù)控機床維修技術(shù)分析

1.1故障記錄具體

數(shù)控機床發(fā)生故障時，對于操作人員應(yīng)首先停止機床，保護現(xiàn)場，并對故障進行盡可能詳細的記錄，并及時通知維修人員。

1.1.1故障發(fā)生時的情況記錄

（1）發(fā)生故障的機床型號，采用的控制系統(tǒng)型號，系統(tǒng)的軟件版本號。

（2）故障的現(xiàn)象，發(fā)生故障的部位，以及發(fā)生故障時機床與控制系統(tǒng)的現(xiàn)象。

（3）發(fā)生故障時系統(tǒng)所處的操作方式。

（4）若故障在自動方式下發(fā)生，則應(yīng)記錄發(fā)生故障時的加工程序號，出現(xiàn)故障的程序段號，加工時采用的刀具號等。

（5）若發(fā)生加工精度超差或輪廓誤差過大等故障，應(yīng)記錄被加工工件號，并保留不合格工件。

（6）在發(fā)生故障時，若系統(tǒng)有報警顯示，則記錄系統(tǒng)的報警顯示情況與報警號。

（7）記錄發(fā)生故障時，各坐標(biāo)軸的位置跟隨誤差的值。

（8）記錄發(fā)生故障時，各坐標(biāo)軸的移動速度、移動方向，主軸轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向等。

1.1.2故障發(fā)生的頻繁程度記錄

（1）故障發(fā)生的時例與周期。

（2）故障發(fā)生時的環(huán)境情況。

（3）若為加工零件時發(fā)生的故障，則應(yīng)記錄加工同類工件時發(fā)生故障的概率情況。

（4）檢查故障是否與“進給速度”、“換刀方式”或是“螺紋切削”等特殊動作有關(guān)。

1.1.3故障的規(guī)律性記錄。

1.1.4故障時的外界條件記錄。

1.2故障檢查方法

維修人員故障維修前，應(yīng)根據(jù)故障現(xiàn)象與故障記錄，認真對照系統(tǒng)、機床使用說明書進行各項檢查以便確認故障的原因。當(dāng)數(shù)控設(shè)備出現(xiàn)故障時，首先要搞清故障現(xiàn)象，向操作人員了解第一次出現(xiàn)故障時的情況，在可能的情況下觀察故障發(fā)生的過程，觀察故障是在什么情況下發(fā)生的，怎么發(fā)生的，引起怎樣的后果。搞清了故障現(xiàn)象，然后根據(jù)機床和數(shù)控系統(tǒng)的工作原理，就可以很快地確診并將故障排除，使設(shè)備恢復(fù)正常使用。故障檢查包括：

（1）機床的工作狀況檢查。

（2）機床運轉(zhuǎn)情況檢查。

（3）機床和系統(tǒng)之間連接情況檢查。

（4）CNC裝置的外觀檢查。

維修時應(yīng)記錄檢查的原始數(shù)據(jù)、狀態(tài)，記錄越詳細，維修就越方便，用戶最好編制一份故障維修記錄表，在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，操作者可以根據(jù)表的要求及時填入各種原始材料，供維修時參考。

1.3故障診斷

故障診斷是進行數(shù)控機床維修的第二步，故障診斷是否到位，直接影響著排除故障的快慢，同時也起到預(yù)防故障的發(fā)生與擴大的作用。首先維修人員應(yīng)遵循以下兩條原則：

（1）充分調(diào)查故障現(xiàn)場。這是維修人員取得維修第一手材料的一個重要手段。

（2）認真分析故障的原因。分析故障時，維修人員不應(yīng)局限于 CNC部分，而是要對機床強電、機械、液壓、氣動等方面都作詳細的檢查，并進行綜合判斷，達到確珍和最終排除故障的目的。

直觀法；系統(tǒng)自診斷法；參數(shù)檢查法；功能程序測試法；部件交換法；測量比較法；原理分析法；敲擊法；局部升溫法；轉(zhuǎn)移法。

1.4維修方法

在數(shù)控機床維修中，維修方法的選擇到位不到位直接影響著機床維修的質(zhì)量，在維修過程中經(jīng)常使用的維修方法有以下幾種：

（1）初始化復(fù)位法。由于瞬時故障引起的系統(tǒng)報警，可用硬件復(fù)位或開關(guān)系統(tǒng)電源依次來清除故障，若系統(tǒng)工作存貯區(qū)由于掉電、拔插線路板或電池欠壓造成混亂，則必須對系統(tǒng)進行初始化清除，清除前應(yīng)注意作好數(shù)據(jù)拷貝記錄，若初始化后故障仍無法排除，則進行硬件診斷。

（2）參數(shù)更改，程序更正法。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。有時由于用戶程序錯誤亦可造成故障停機，對此可以采用系統(tǒng)搜索功能進行檢查，改正所有錯誤，以確保其正常運行。

（3）調(diào)節(jié)、最佳化調(diào)整法。調(diào)節(jié)是一種最簡單易行的辦法。通過對電位計的調(diào)節(jié)，修正系統(tǒng)故障。

（4）備件替換法。用好的備件替換診斷出壞的線路板，并做相應(yīng)的初始化啟動，使機床迅速投入正常運轉(zhuǎn)，然后將壞板修理或返修，這是目前最常用的排故辦法。

（5）改善電源質(zhì)量法。目前一般采用穩(wěn)壓電源，來改善電源波動。對于高頻干擾可以采用電容濾波法，通過這些預(yù)防性措施來減少電源板的故障。

（6）維修信息跟蹤法。一些大的制造公司根據(jù)實際工作中由于設(shè)計缺陷造成的偶然故障，不斷修改和完善系統(tǒng)軟件或硬件。這些修改以維修信息的形式不斷提供給維修人員

（7）修復(fù)法。對數(shù)控機床的故障進行恢復(fù)性修復(fù)、調(diào)整、復(fù)位行程開關(guān)、修復(fù)脫焊、斷線、修復(fù)機械故障等。

1.5維修記錄到位

維修時應(yīng)記錄、檢查的原始數(shù)據(jù)、狀態(tài)較多，記錄越詳細，維修就越方便，用戶最好根據(jù)本廠的實際清況，編制一份故障維修記錄表，在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，操作者可以根據(jù)表的要求及時填入各種原始材料，供再維修時參考。

通常維修記錄包括以下幾方面的內(nèi)容：現(xiàn)場記錄；故障原因；解決方法；遺留的問題；日期和停工的時間；維修人員情況；資料記錄。

2結(jié)語

數(shù)控機床維修技術(shù)的實施，提高重復(fù)性故障的維修速度，提高維修者的理論水平和維修能力，有利于分析設(shè)備的故障率及可維修性，改進操作規(guī)程，提高機床壽命和利用率，并能充分實現(xiàn)資源共享。使其具有可利用性、可持續(xù)發(fā)展性，為規(guī)范數(shù)控維修行業(yè)奠定堅實的基礎(chǔ)。

篇8

數(shù)控機床是集機械、電子電器、液壓、氣動、光學(xué)、計算機技術(shù)于一體的高技術(shù)密集型機電設(shè)備，一旦發(fā)生故障，診斷難度大，甚至?xí)斐赏．a(chǎn)停機。由于現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的可靠性越來越高，數(shù)控系統(tǒng)本身的故障率越來越低，而大部分故障主要是由系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置、驅(qū)動單元和伺服電機的質(zhì)量、PMC程序、強電元件、機械裝置、光電檢測元件等出現(xiàn)問題而引起的。為了加強數(shù)控設(shè)備使用管理與維修，降低故障率，學(xué)會幾種常見的數(shù)控機床故障診斷與排除方法，已是一個必須要解決的重要問題。

二、數(shù)控機床維修的基本原則

維修數(shù)控機床一般情況下首先要遵循一些基本原則，這樣往往會思路清晰，有事半功倍的效果。

1先動腦后動手

對于有故障的數(shù)控機床，不應(yīng)急于動手，應(yīng)先查清產(chǎn)生故障的前后經(jīng)過及故障現(xiàn)象。對于生疏的設(shè)備還應(yīng)先熟悉電路原理和結(jié)構(gòu)特點，遵守相應(yīng)規(guī)則。拆卸前要充分熟悉每個部件的功能、位置、連接方式以及與周圍其他器件的關(guān)系，在沒有組裝圖的情況下，應(yīng)一邊拆卸，一邊畫草圖，并做好標(biāo)記。

2先外部后內(nèi)部

應(yīng)先檢查設(shè)備有無明顯裂痕、缺損，了解其維修史、使用年限等，然后再對機內(nèi)進行檢查。拆前應(yīng)排除周邊的故障因素，確定為機內(nèi)故障后才能拆卸，否則會擴大故障，使機床喪失精度，降低性能。

3先機械后電氣

在確定機械零件無故障后，再進行電氣方面的檢查。檢查電路故障時，應(yīng)利用檢測儀器尋找故障部位，確認無接觸不良故障后，再有針對性地查看線路與機械的運作關(guān)系，以免誤判。

4先靜態(tài)后動態(tài)

先在機床斷電的靜止?fàn)顟B(tài)下對處于調(diào)試階段或剛維修后的數(shù)控機床檢查是否按照接口說明書的設(shè)計來安裝電纜插件及電纜與模塊接插件是否牢固；線路板連接是否正確；是否所有集成電路上器件正常而無變形等。長期閑置或缺少維護的老設(shè)備會因為電纜的疲勞破損、接線點的氧化與腐蝕而造成信號傳遞中斷等不明顯故障。

5先清潔后維修

對污染較重的數(shù)控設(shè)備，先對其按鈕、接線點、接觸點進行清潔，檢查外部控制鍵是否失靈。許多故障都是由臟污及導(dǎo)電塵塊引起的，一經(jīng)清潔故障往往會排除。

6先電源后設(shè)備

電源部分的故障率在整個故障設(shè)備中占的比例很高，所以先檢修電源往往可以事半功倍。

7先排患后更換

先不要急于更換損壞的電氣部件，在確認設(shè)備電路正常時，再考慮更換損壞的電氣部件。

8先簡單后復(fù)雜

當(dāng)出現(xiàn)多種故障相互交織掩蓋，一時無從下手時，應(yīng)先解決容易的問題，后解決難度較大的問題。往往簡單的問題解決后，難度大的問題也可能變得容易了。

三、數(shù)控機床故障診斷的基本方法

故障診斷是進行數(shù)控機床維修的第一步，它不僅可以迅速查明故障原因，排除故障，也可以起到預(yù)防故障的發(fā)生與擴大的作用。一般來說，數(shù)控機床的故障診斷方法主要有以下幾種：

1常規(guī)診斷法

對數(shù)控機床的機、電、液等部分進行的常規(guī)檢查，通常包括：（1）檢查電源的規(guī)格（包括電壓、頻率、相序、容量等）是否符合要求；（2）CNC、伺服驅(qū)動、主軸驅(qū)動、電機、輸入／輸出信號的連接是否正確、可靠；（3）CNC、伺服驅(qū)動等裝置內(nèi)的印制電路板是否安裝牢固，接插部位是否有松動；（4）CNC、伺服驅(qū)動、主軸驅(qū)動等部分的設(shè)定端、電位器的設(shè)定、調(diào)整是否正確；（5）液壓、氣動、部件的油壓、氣壓等是否符合機床要求；（6）電器元件、機械部件是否有明顯的損壞。

3狀態(tài)診斷法

通過監(jiān)測執(zhí)行元件的工作狀態(tài)判定故障原因。在現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)中，伺服進給系統(tǒng)、主軸驅(qū)動系統(tǒng)、電源模塊等部件主要參數(shù)的動、靜態(tài)檢測，及數(shù)控系統(tǒng)全部輸入輸出信號包括內(nèi)部繼電器、定時器等的狀態(tài)，也可以通過數(shù)控系統(tǒng)的診斷參數(shù)予以檢查。

3動作診斷法

通過觀察、監(jiān)視機床的實際動作，判斷動作不良部位，并由此來追溯故障源。

4系統(tǒng)自診斷法

這是利用系統(tǒng)內(nèi)部自診斷程序或?qū)Ｓ玫脑\斷軟件，對系統(tǒng)內(nèi)部的關(guān)鍵硬件以及系統(tǒng)的控制軟件進行自我診斷、測試的診斷方法。主要包括開機自診斷、在線監(jiān)控和脫機測試三個方面的內(nèi)容。

四、常見的故障及解決方法

1換刀轉(zhuǎn)位故障

數(shù)控車床換刀的一般過程是：系統(tǒng)發(fā)出換刀指令，換刀電機接到信號后通電旋轉(zhuǎn)，通過蝸輪蝸桿減速帶動刀架旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)中與到位對應(yīng)的霍爾元件發(fā)出到位信號，數(shù)控系統(tǒng)利用這個信號與目標(biāo)值進行比較以判斷刀具是否到位。刀換到位后，電機反轉(zhuǎn)鎖緊刀架。一臺四刀位數(shù)控車床，找不到1號刀位，其他刀位能正常換刀。

分析處理：由于只有1號刀找不到刀位，可以排除機械傳動方面的問題，電氣方面可能是該刀位的霍爾元件及其周圍線路出現(xiàn)問題，導(dǎo)致該刀位信號不能輸送給PLC。利用萬用表檢查發(fā)現(xiàn)，1號刀位霍爾元件的+24V供電正常，GND線路為正常，T1信號線正常。因此可以斷定是霍爾元件損壞導(dǎo)致該刀位信號不能發(fā)出。更換新的霍爾元件后故障排除。

2急停按鈕故障

一臺配有GSK-98OT系統(tǒng)的車床，在發(fā)生一次撞刀事故后，始終報急停警，急停按鈕復(fù)位及超程釋放不起作用，同時兩個伺服驅(qū)動也報警。

分析處理：該報警號的內(nèi)容為準(zhǔn)備未緒，根據(jù)數(shù)控原理可知，這是因為驅(qū)動缺少使能信號導(dǎo)致。因此排除伺服驅(qū)動故障的可能性，應(yīng)該是使能控制回路出現(xiàn)開路。懷疑是在按下急停按鈕時用力過猛導(dǎo)致急停按鈕損壞，而不能自動復(fù)位造成的，于是拆開操作面板檢查急停按鈕，發(fā)現(xiàn)急停按鈕的接線柱中有一個信號為200的信號線因經(jīng)常震動而脫落。把線頭接好，重新上電，報警消失，機床正常運行。

五、結(jié)束語

以上的維修方法是我通過實踐經(jīng)驗也借鑒了部分相關(guān)書籍總結(jié)出來的，數(shù)控設(shè)備的維修是一個復(fù)雜的過程，有些復(fù)雜的故障還需要更高深的維修方法才能解決，各種維修方法并不是孤立存在的，維修人員應(yīng)該根據(jù)設(shè)備出現(xiàn)的故障綜合應(yīng)用上述方法，靈活運用，提高數(shù)控設(shè)備的維修效率。

參考文獻：

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數(shù)控機床技術(shù)起源于美國的機電一體化設(shè)備，它集計算機、精密測量、自動控制、數(shù)據(jù)通信和現(xiàn)代機械制造等技術(shù)于一體，最初是用于解決航空航天復(fù)雜零件的制造問題，運作高效，能按程序自動加工零件，而無需使用復(fù)雜和特殊的工裝夾具，質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)效率高，可以以一個更好的方式來自動化批量加工品種多樣的復(fù)雜的零件，保持加工零件的一致性，便于產(chǎn)品的升級換代，同時具有機動靈活、精度高、速度快的特點，必須有強大的可靠性和可用性。然而隨著數(shù)控機床因而在機械制造業(yè)中的比例越來越大，數(shù)控機床在使用過程中發(fā)生故障的可能性大大增強，診斷故障并維修排除才能保障數(shù)控機床長期可靠運行。

一、常見的數(shù)控機床故障分類

數(shù)控機床發(fā)生故障的原因比較多且復(fù)雜，涉及的知識面廣，技術(shù)難度大，診斷與排除故障往往存在很大的困難，根據(jù)數(shù)控機床的故障性質(zhì)、起因、有無診斷顯示、裝備情況和是否具有破壞性及部件故障等分為以下幾種分類：

（一）電源故障。電源發(fā)生故障，既無法啟動，對于其維修，需對照原理圖進行。

（二）有無診斷顯示故障。根據(jù)故障有無診斷顯示可以分為有、無診斷顯示故障。無診斷顯示的故障只能根據(jù)出現(xiàn)故障前后的情況來分析判斷， 較難排除。有診斷顯示的故障相對來說比較容易排除，此種故障的經(jīng)常是軟件報警顯示的故障與硬件報警顯示兩種類型。其中硬件報警顯示故障可以通過各單元裝置上的指示燈找到，一般以報警號的形式出現(xiàn)軟件報警顯示故障往往可以在數(shù)控系統(tǒng)顯示器上顯示。系統(tǒng)無報警顯示故障，比較復(fù)雜和困難的診斷，通常是由硬件故障造成。

（三）數(shù)控裝置故障。由裝置設(shè)備問題引起的故障，分為硬件故障與軟件故障兩種。

（四）有無破壞性故障。有無破壞性故障又稱為非破壞性故障和破壞性故障兩類，是按故障發(fā)生的性質(zhì)是否具有破壞性來分類的。非破壞性故障容易辨別，也危害較小，可以經(jīng)過重演故障、多次試驗檢驗來分析故障的原因，較易排除；破壞性故障危害較大，維修難度大且有一定風(fēng)險，比如由于伺服系統(tǒng)失控造成飛車、短路燒保險等故障引起的破壞性故障對整個體統(tǒng)都將是致命的破壞。

（五）PLC部分出現(xiàn)故障。不報警的機床故障由于PLC編程有問題、編程不好等問題的出現(xiàn)而產(chǎn)生。

（六）機械故障和電氣故障。根據(jù)機械運動部件發(fā)生故障的不同來分，分為機械故障和電氣故障。由于機械部分的安裝、、調(diào)試、液壓系統(tǒng)、冷卻、氣動、排屑、使用和維護操作不當(dāng)造成的機械變速箱故障和導(dǎo)軌運動摩擦產(chǎn)生的故障稱為機械故障，主要集中在主軸停止、噪音大，導(dǎo)致切削振動炮塔不轉(zhuǎn)，加工精度不穩(wěn)定。電氣故障是往往是由于松動的部件焊接，電器元件的品質(zhì)因數(shù)的下降，連接器接觸不良或由其他因素造成的發(fā)生在系統(tǒng)設(shè)備、伺服驅(qū)動裝置和機床電器控制等部分的故障，具有一定的損害。

（七）檢測元件故障。整個數(shù)控機床和檢測元件是一個閉環(huán)的系統(tǒng)，檢測元件是其中的數(shù)控機床的重要組成部分，經(jīng)常會在機械暴走、機械振蕩等方面體現(xiàn)出故障。

二、數(shù)控機床故障診斷方法

（一）直觀診斷法。是最常用也是最簡單的一種方法，是指利用人的感覺器官如手、眼、鼻、耳等縮小故障的檢查范圍，找出故障具體原因。

（二）狀態(tài)診斷法。該種方法主要是動、靜態(tài)的監(jiān)測伺服進給系統(tǒng)、電源模塊等部件的主要參數(shù)，或監(jiān)測數(shù)控系統(tǒng)輸入輸出信號的狀態(tài)，檢測各元件的工作狀態(tài)，從而來找出故障原因的方法。

（三）儀器診斷法。儀器診斷法是指運用一些常用儀器測量數(shù)控機床系統(tǒng)的相關(guān)直流與脈沖信號，進而查找可能的故障，比如運用常規(guī)的電工儀表、直流電源電壓等來查找故障。

（四）系統(tǒng)的自我診斷功能。這種方法主要是使用數(shù)控機床系統(tǒng)內(nèi)的自我診斷方法找到故障原因。這些軟件或程序的測試離線和在線監(jiān)測、開機自診斷等等。異常報警指示燈將通過硬件或軟件報警指示報警。此外，數(shù)控機床系統(tǒng)的自診斷功能經(jīng)常被用來作為衡量數(shù)控機床的性能的一個重要的指標(biāo)。

（五）參數(shù)調(diào)整法。維修人員通曉數(shù)控機床的工作狀態(tài)和作用主要是通過具體系統(tǒng)的主要參數(shù)來判斷，主要考慮到不同的數(shù)控機床、不同的工作狀態(tài)對數(shù)控系統(tǒng)、PLC及其伺服驅(qū)動系統(tǒng)的參數(shù)要求不盡相同，通過調(diào)整一個或多個相關(guān)參數(shù)來對其故障進行排除。

三、數(shù)控機床的維護與排除

合理的日常維護措施可以減少正常磨損、延緩劣化、預(yù)防和降低數(shù)控機床發(fā)生故障的概率，保證其安全運行，因此，做好數(shù)控機床的日常維護、保養(yǎng)是做好數(shù)控機床的維護重中之重和關(guān)鍵所在，一方面要講究具體的方式方法，另一方面要遵循具體的措施原則和立場，主要有以下幾個方面。

（一）具體的數(shù)控機床故障維修與排除手段及方法

1.復(fù)位、初始化法

由于編程或者瞬時故障引起的CNC系統(tǒng)報警使數(shù)控機床停止運行的情況出現(xiàn)時，往往按復(fù)位按鈕或復(fù)位鍵進行復(fù)位來清除故障，也可用強行關(guān)閉硬件電源；若系統(tǒng)存儲器欠壓、連接線路接觸不良、掉電造成系統(tǒng)出現(xiàn)故障，則先做好系統(tǒng)初始化前應(yīng)注意作好數(shù)據(jù)備份，再對CNC系統(tǒng)進行復(fù)位。

2.模塊替換法

模塊替換法是目前最常用解決故障的方法，主要方法是診斷出壞的系統(tǒng)模塊（電器元件），然后再選擇好的模塊將其替換，設(shè)定好相應(yīng)的參數(shù)，并做相應(yīng)的初始化啟動，使機床迅速投入正常運行。

3.設(shè)置參數(shù)

有正確的數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置是確保系統(tǒng)功能正常的前提，許多數(shù)控機床不能工作或功能是無效的主要原因是由于數(shù)控系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置存在問題，也可以塊搜索功能數(shù)控系統(tǒng)檢查用戶編程錯誤引起的故障報警或停機，糾錯參數(shù)設(shè)置，以確保數(shù)控機床的正常運行。

例如，實際速度與設(shè)定速度主軸啟動是不一致，因為主軸轉(zhuǎn)速模擬電壓控制功能處于激活狀態(tài)，主軸轉(zhuǎn)速S碼輸入設(shè)置一個固定的主軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）S代碼時的值不會改變，稱為恒線速控制（G97模式）2種方式，工具相對于圓柱形工件的切向速度（米/分）S代碼來設(shè)置恒線速控制（G96模式），恒線速控制方式下，切削進給時的主軸轉(zhuǎn)速隨著編程軌跡X軸絕對CNC輸出給主軸變頻器0-10V控制電壓受驅(qū)動裝置的控制。

4.修調(diào)法

數(shù)控機床數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置正確，在過程中發(fā)現(xiàn)進一步調(diào)整某些參數(shù)，如數(shù)控系統(tǒng)的LCD顯示屏幕亮度，低維護，調(diào)整屏幕電源12V電壓正常。

最好地實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)及其他電子系統(tǒng)的控制，微調(diào)是非常關(guān)鍵的。主軸轉(zhuǎn)速模擬電壓控制模式，與主軸倍率微調(diào)至實際速度主軸倍率修剪主軸的最大速度在當(dāng)前檔位的限制，由恒定表面速度控制模式的最小主軸轉(zhuǎn)速限制值和最高主軸主軸的實際速度限速值限制。數(shù)控系統(tǒng)提供了8主軸倍率（50%？120%，每級變化10%），實際的定義系列的主軸倍率階梯，應(yīng)使用機床制造商的指示為準(zhǔn)功能低于標(biāo)準(zhǔn)梯形說明的，例如，標(biāo)準(zhǔn)定義的PLC梯形圖GSK980TDa主軸，共有8級，實際主軸轉(zhuǎn)速主軸倍率的速度范圍為50%到120%的實時修整主軸倍率斷電記憶中的指令覆蓋的關(guān)鍵。

（二）遵循具體的措施原則和立場

強化管理是數(shù)控機床的維護的關(guān)鍵所在。做好日常維護工作，需遵循具體的措施原則和立場，嚴格執(zhí)行操作規(guī)程、充分利用數(shù)控機床、加強人員培訓(xùn)，掌握日常使用與維護的知識，做好有效、及時的總結(jié)，這些必要的流程措施是數(shù)控機床有效運行的重要保證。

四、故障診斷與排除的系列案例

上述分析發(fā)現(xiàn)，作為一個用戶級的維修人員，不僅要有電子技術(shù)、自動化技術(shù)，還要有計算機技術(shù)、機械原理、檢測技術(shù)及機械加工、液壓傳動等知識，同時在其中應(yīng)該有一個分析問題和解決問題的能力，文中例舉了幾個案例，形象說明如何及時排除故障提高數(shù)控機床的開動率。

案例一：在高校教學(xué)實踐和企業(yè)生產(chǎn)實際中，數(shù)控機床已多次出現(xiàn)故障后，維修人員掌握一定的知識后，逐一進行排查，故障很快得到解決。例如，購買、投入使用GSK980T數(shù)控車床，操作人員經(jīng)驗不豐富，數(shù)控機床、按鈕的功能和操作的結(jié)構(gòu)性不熟練，就可以直接轉(zhuǎn)移到的程序，周期起動工件，幾乎引起了車刀和工件碰撞運營商急于緊急停止按鈕的作用。隨后回零，CRT顯示準(zhǔn)備不是線程報警字樣。出現(xiàn)操作人員對新設(shè)備缺乏足夠了解的情況下旋開急停按鈕，按下復(fù)位鍵再回零后，反而輕而易舉把故障排除了。

案例二：數(shù)控機床機械零件有時會產(chǎn)生故障。例如，配置FAGOR8055系統(tǒng)TH5660加工中心的有不換刀現(xiàn)象。加工中心執(zhí)行換刀指令時，主軸能夠移動到換刀和準(zhǔn)確的定位，但沒有換刀動作，檢查I / O端口跟蹤，發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)沒有收到主軸定位應(yīng)答信號，在調(diào)查到終端，終端響應(yīng)信號線松動，緊固之后工作處于正常。

案例三：伺服驅(qū)動系統(tǒng)是數(shù)控機床的主要故障源之一。由于各軸的運動是靠伺服單元控制伺服電機驅(qū)動滾珠絲杠和旋轉(zhuǎn)編碼器速度反饋反饋光柵的位置，一般故障的驅(qū)動器旋轉(zhuǎn)編碼器與伺服單元模塊。例如FANUCO-MD系統(tǒng)XK5025數(shù)控銑床，發(fā)生434報警，問題出在數(shù)控系統(tǒng)722的診斷參數(shù)的第7 位為1，說明Z-軸伺服過載，作進一步調(diào)查了解到是主軸轉(zhuǎn)向發(fā)生錯誤，改變主軸轉(zhuǎn)向就可以排除故障。數(shù)控機床的造價較高，維護成本也高。

案例四：設(shè)備的操作使用前的調(diào)整過程不當(dāng)也是引起故障參數(shù)修改。例如，XK5025數(shù)控銑床FANUCO-MD系統(tǒng)引導(dǎo)程序顯示混亂，機器不能正常工作，出現(xiàn)系統(tǒng)的傳輸過程中的101報警、內(nèi)存溢出，在解除報警系統(tǒng)DELET按鍵上出現(xiàn)參數(shù)設(shè)置為重寫的狀態(tài)，有可能是操作不熟練，錯按電源上的RESET按鈕，產(chǎn)生的參數(shù)發(fā)生變化，如果重新輸入備份參數(shù)，機床就處于工作狀態(tài)了。如果機器出現(xiàn)故障，操作人員應(yīng)正確地記錄、描述的情況，在發(fā)生故障時，并方便維護人員及時和正確的調(diào)整。

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PLC是工業(yè)設(shè)備中常常使用見到的可編程程序存儲器的一種，因其體積小、運算快、功能強等特點而使用廣泛。其經(jīng)常使用在控制方面，所以也可以說PLC是一種控制裝置，而PLC對工業(yè)設(shè)備的控制則是通過數(shù)字運算操作來實現(xiàn)的，在設(shè)備的運行中，PLC通過在其設(shè)計下的數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)中執(zhí)行邏輯運算、然后控制機器的每個程序、對每個工段的運行進行定時等，對數(shù)字的模擬輸出輸入來控制設(shè)備的正常運行和生產(chǎn)。PLC同時對工作的環(huán)境要求較小，即它的運行不受時間、空間和天氣的影響，很容易和所在的工業(yè)系統(tǒng)結(jié)成整體，而且PLC內(nèi)定的電子運算系統(tǒng)并不是固定的，它可以進行修改，所以工業(yè)設(shè)備在進行更新或者改造后，完全沒有必要對PLC進行更換，只要由專業(yè)工程師對以前的既定程序進行修改即可，也就是說PLC具有很高的靈活性。還有據(jù)一些資料顯示，PLC的故障間隔時間大于20000～50000h，但是故障的維修時間卻小于10min，充分顯示了其使用的穩(wěn)定性。PLC現(xiàn)在基本采用傳統(tǒng)的繼電器符號語言，而對于現(xiàn)代社會來說，工程技術(shù)人員很多，所遇PLC又便于被人們掌握。PLC在工作中是通過既定程序?qū)δ承┚唧w開關(guān)進行工作的，比如PLC利用輸出信號，控制按鈕開關(guān)，對電機、指示燈、電磁閥等進行控制。PLC還稱為“間接網(wǎng)絡(luò)”，因為PLC的控制省去了傳統(tǒng)的繼電器的接拆線的麻煩，通過PLC控制的生產(chǎn)線的自動化的實現(xiàn)，也增加了PLC的使用價值和經(jīng)濟效益。

PLC作為現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備中的重要組成單元，當(dāng)然在數(shù)控機床中也是必不可少的控制裝備，我們都知道PLC是通過輸出輸入信號實現(xiàn)控制的，在數(shù)控機床中，則主要是接受CNC發(fā)送的信息以及其他的各種信息進行整編，然后在回饋給CNC 信息以及機床的各種參考點，比如坐標(biāo)軸對應(yīng)，刀回原點等。數(shù)控機床通過面板進行操作，面板輸出的信息變成數(shù)據(jù)輸入PLC中，然后由PLC進行整合，再輸出給數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)等信號，控制機床的執(zhí)行元件，比如說接觸器、指示燈等。其實PLC在數(shù)控機床中不只是接收信號、輸出信號的作用，它還起到檢測的作用，PLC中有特定的梯形圖，就是我們所說的程序，它通過正常的接收信號，整合，輸出信號，同時還對這些信號進行跟蹤檢測，出現(xiàn)問題時會產(chǎn)生警報信息，操作人員通過對顯示的警報信息進行分析，或者對故障周圍的元件利用梯形圖進行逐一排查，可以快速的發(fā)現(xiàn)問題所在，從而對元件進行修復(fù)或者更換，通過PLC的特定梯形圖，大大提高了機床故障的診斷速度和準(zhǔn)確，縮短了維修時間。

2 PLC在數(shù)控機床故障診斷中的應(yīng)用

2.1就配備SINUMERIK 802D數(shù)控系統(tǒng)的CK6140數(shù)控車床為例進行實例分析

實例：進行開機時出現(xiàn)硬限位故障的分析。

在機床開機后，出現(xiàn)了“021614”號報警，當(dāng)查看的時候，有兩個報警，分別是“通道1軸X到達硬件極限開關(guān)+”、“通道1軸X到達硬件極限開關(guān)-”，通過檢查機床發(fā)現(xiàn)其并沒有達到限位位置。然后進行機床重新啟動，但是仍舊出現(xiàn)了上述的報警情況。所以為了解決這個問題首先找到與X軸限位有關(guān)的PLC程序段，跟機床進行聯(lián)機。如圖1所示，是開關(guān)X+限位的梯形圖。當(dāng)機床數(shù)據(jù)MD14510設(shè)定為1時，第一軸、第二軸都被選通，第三軸被定義為主軸。所以當(dāng)開機后，L5.0的常開接點接通。本機床的X軸采用的是關(guān)限位，所以其常閉接點接通，常開接點斷開。本機床采用PLC方案限位，使V14000125.0置為1。然后再按下復(fù)位鍵后發(fā)現(xiàn)報警被清除，進而機床恢復(fù)正常。所以通過以上的一系列操作可以判定，是開機后的瞬間，V14000125.0置1。所以我們?yōu)榱四軌蛳龍缶鸵倪M梯形圖，改成如圖2所示，然后將其重新下載到系統(tǒng)中。對于X軸的負限位也可以根據(jù)上面的步驟做相似的改進。

2.2 PLC進行數(shù)控機床故障診斷的步驟

結(jié)合實例對于PLC進行數(shù)控機床故障診斷與分析的步驟進行總結(jié)：

步驟一：按PLC報警號的提示或通過分析故障現(xiàn)象，找到相應(yīng)的PLC程序模塊，再進一步查找相應(yīng)的PLC程序段。

步驟二：對PLC程序段進行分析，搞清楚其邏輯控制關(guān)系。

步驟三：與機床進行聯(lián)機，進行現(xiàn)場在線分析。根據(jù)各個輸入信號的變化以及PLC程序的控制邏輯關(guān)系，分析對應(yīng)的輸出，看實際的結(jié)果是否跟理論分析的結(jié)果一樣。如果不一樣的話，就是故障點。

步驟四：繪制電路圖，然后根據(jù)電路圖查找故障點所對應(yīng)的是哪個故障元件。

步驟五：調(diào)整或者是更換元器件，又或者是對于PLC程序本身加以改進，進行故障排除。

參考文獻：

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1 數(shù)控機床故障診斷原則

1.1 先外部后內(nèi)部

數(shù)控機床是集機械、液壓、電氣為一體的機床，故其故障的發(fā)生也會由這三者綜合反映出來。維修人員應(yīng)先由外向內(nèi)逐一進行排查，盡量避免隨意地啟封、拆卸，否則會擴大故障，使機床大傷元氣，喪失精度，降低性能。

1.2 先靜后動

先在機床斷電的靜止?fàn)顟B(tài)，通過了解、觀察測試、分析確認為非破壞性故障后，方可給機床通電。在運行工況下，進行動態(tài)的觀察、檢驗和測試，查找故障。而對破壞性故障，必須先排除危險后，方可通電。

1.3 先簡單后復(fù)雜

當(dāng)出現(xiàn)多種故障互相交織掩蓋，一時無從下手時，應(yīng)先解決容易的問題，后解決難度較大的問題。往往簡單問題解決后，難度大的問題也可能變得容易。

1.4 先機械后電氣

一般來說，機械故障較易發(fā)覺，而數(shù)控系統(tǒng)故障的診斷則難度較大些。在故障檢修之前，首先注意排除機械性的故障，往往可達到事半功倍的效果。

2 數(shù)控機床常見故障分析

根據(jù)數(shù)控機床的構(gòu)成，工作原理和特點，將常見的故障部位及故障現(xiàn)象分析如下。

2.1 數(shù)控系統(tǒng)故障

2.1.1 位置環(huán)　這是數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出控制指令，并與位置檢測系統(tǒng)的反饋值相比較，進一步完成控制任務(wù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。它具有很高的工作頻度，并與外部設(shè)備相聯(lián)接，容易發(fā)生故障。

常見的故障有：

①位控環(huán)報警：可能是測量回路開路；測量系統(tǒng)損壞，位控單元內(nèi)部損壞。

②不發(fā)指令就運動，可能是漂移過高，正反饋，位控單元故障；測量元件損壞。

③測量元件故障，一般表現(xiàn)為無反饋值；機床回不了基準(zhǔn)點；高速時漏脈沖產(chǎn)生報警的可能原因是光柵或讀頭臟了；光柵壞了。

2.1.2 電源部分　電源是維持系統(tǒng)正常工作的能源支持部分，它失效或故障的直接結(jié)果是造成系統(tǒng)的停機或毀壞整個系統(tǒng)。

由于中國電源波動較大，還隱藏有如高頻脈沖這一類的干擾，加上人為的因素（如突然拉閘斷電等）。這些原因可造成電源故障監(jiān)控或損壞。另外，數(shù)控系統(tǒng)部分運行數(shù)據(jù)，設(shè)定數(shù)據(jù)以及加工程序等一般存貯在RAM存貯器內(nèi)，系統(tǒng)斷電后，靠電源的后備蓄電池或鋰電池來保持。因而，停機時間比較長，拔插電源或存貯器都可能造成數(shù)據(jù)丟失，使系統(tǒng)不能運行。

2.1.3 可編程序控制器邏輯接口　數(shù)控系統(tǒng)的邏輯控制，如刀庫管理，液壓啟動等，主要由PLC來實現(xiàn)，要完成這些控制就必須采集各控制點的狀態(tài)信息，如斷電器，伺服閥，指示燈等。因而它與外界種類繁多的各種信號源和執(zhí)行元件相連接，變化頻繁，所以發(fā)生故障的可能性就比較多，而且故障類型亦千變?nèi)f化。

2.1.4 其他　由于環(huán)境條件，如干擾，溫度，濕度超過允許范圍，操作不當(dāng)，參數(shù)設(shè)定不當(dāng)，亦可能造成停機或故障。

2.2 進給伺服系統(tǒng)故障

進給伺服系統(tǒng)的故障報警現(xiàn)象有三種：一是利用軟件診斷程序在CRT上顯示報警信息；二是利用伺服系統(tǒng)上的硬件（如發(fā)光二極管、保險絲熔斷等）顯示報警；三是沒有任何報警指示。

2.2.1 軟件報警形式

現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)都具有對進給系統(tǒng)進行監(jiān)視、報警的能力。在CRT上顯示進給驅(qū)動的報警信號大致可分為三類：

①伺服進給系統(tǒng)出錯報警 這類報警的起因，大多是速度控制單元方面的故障引起的，或是主控制印刷線路板內(nèi)與位置控制或伺服信號有關(guān)部分的故障。

②檢測出錯報警 指檢測元件（測速發(fā)電機、旋轉(zhuǎn)變壓器或脈沖編碼器）或檢測信號方面引起的故障。

③過熱報警。

2.2.2 硬件報警形式

硬件報警包括速度單元上的報警指示燈和保險絲熔斷以及各種保護用的開關(guān)跳開等報警。報警指示燈的含義隨速度控制單元設(shè)計上的差異也有所不同。一般有下述幾種。

①電流報警 此時多為速度控制單元上的功率驅(qū)動模塊損壞。檢查方法是在切斷電源的情況下，用萬用表測量模塊集電極和發(fā)射極之間的阻值，與正常值相比較，以確認該模塊是否損壞。

②高電壓報警 原因是由于輸入的交流電源電壓超過了額定值的10%，或是電動機絕緣能力下降，或是速度控制單元的印刷線路板接觸不良。

③電壓過低報警 由于輸入電壓低于額定值的85%或是電源連接不良引起的。

④速度反饋斷線報警 多是由伺服電動機的速度或位置反饋線不良或連接器接觸不良引起的。

⑤保護開關(guān)動作 此時應(yīng)首先分清是何種保護開關(guān)動作，然后再采取相應(yīng)的措施解決。如伺服單元上熱繼電器動作，應(yīng)先檢查熱繼電器的設(shè)定是否有誤，然后再檢查機床工作時的切削條件是否太苛刻或機床摩擦力矩是否太大。

⑥過載報警 造成過載報警的原因有機械負載不正常，或是速度控制單元上電動機電流的上限值設(shè)定的太低。

2.2.3 無報警顯示的故障

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數(shù)控設(shè)備是一種自動化程度較高，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的先進加工設(shè)備，是企業(yè)的重點、關(guān)鍵設(shè)備。要發(fā)揮數(shù)控設(shè)備的高效益，就必須正確的操作和精心的維護，才能保證設(shè)備的利用率。正確的操作使用能夠防止機床非正常磨損，避免突發(fā)故障;做好日常維護保養(yǎng)，可使設(shè)備保持良好的技術(shù)狀態(tài)，延緩劣化進程，及時發(fā)現(xiàn)和消滅故障隱患，從而保證安全運行，故障診斷是進行數(shù)控機床維修的第一步，它不僅可以迅速查明故障原因，排除故障，也可以起到預(yù)防故障的發(fā)生與擴大的作用。

二、故障的調(diào)查與分析

這是排故的第一階段，是非常關(guān)鍵的階段，主要應(yīng)作好下列工作：

①詢問調(diào)查？在接到機床現(xiàn)場出現(xiàn)故障要求排除的信息時，首先應(yīng)要求操作者盡量保持現(xiàn)場故障狀態(tài)，不做任何處理，這樣有利于迅速精確地分析故障原因。同時仔細詢問故障指示情況、故障表象及故障產(chǎn)生的背景情況，依此做出初步判斷，以便確定現(xiàn)場排故所應(yīng)攜帶的工具、儀表、圖紙資料、備件等，減少往返時間。

②現(xiàn)場檢查？到達現(xiàn)場后，首先要驗證操作者提供的各種情況的準(zhǔn)確性、完整性，從而核實初步判斷的準(zhǔn)確度。由于操作者的水平，對故障狀況描述不清甚至完全 不準(zhǔn)確的情況不乏其例，因此到現(xiàn)場后仍然不要急于動手處理，重新仔細調(diào)查各種情況，以免破壞了現(xiàn)場，使排故增加難度。

③故障分析？根據(jù)已知的故障狀況按上節(jié)所述故障分類辦法分析故障類型，從而確定排故原則。由于大多數(shù)故障是有指示的，所以一般情況下，對照機床配套的數(shù)控系統(tǒng)診斷手冊和使用說明書，可以列出產(chǎn)生該故障的多種可能的原因。

④確定原因？對多種可能的原因進行排查從中找出本次故障的真正原因，這時對維修人員是一種對該機床熟悉程度、知識水平、實踐經(jīng)驗和分析判斷能力的綜合考驗。

⑤排故準(zhǔn)備？有的故障的排除方法可能很簡單，有些故障則往往較復(fù)雜，需要做一系列的準(zhǔn)備工作，例如工具儀表的準(zhǔn)備、局部的拆卸、零部件的修理，元器件的采購甚至排故計劃步驟的制定等等。

三、電氣維修與故障的排除

這是排故的第二階段，是實施階段。？？如前所述，電氣故障的分析過程也就是故障的排除過程，因此電氣故障的一些常用排除方法在上一節(jié)的分析方法中已綜合介紹過了，本節(jié)則列舉幾個常見電氣故障做一簡要介紹，供維修者參考。

（1）電源？電源是維修系統(tǒng)乃至整個機床正常工作的能量來源，它的失效或者故障輕者會丟失數(shù)據(jù)、造成停機。重者會毀壞系統(tǒng)局部甚至全部。西方國家由于電力充足，電網(wǎng)質(zhì)量高，因此其電氣系統(tǒng)的電源設(shè)計考慮較少，這對于我國有較大波動和高次諧波的電力供電網(wǎng)來說就略顯不足，再加上某些人為的因素，難免出現(xiàn)由電源而引起的故障。

四、維修排故后的總結(jié)提高工作

對數(shù)控機床電氣故障進行維修和分析排除后的總結(jié)與提高工作是排故的第三階段，也是十分重要的階段，應(yīng)引起足夠重視。？？ 總結(jié)提高工作的主要內(nèi)容包括：

①詳細記錄從故障的發(fā)生、分析判斷到排除全過程中出現(xiàn)的各種問題，采取的各種措施，涉及到的相關(guān)電路圖、相關(guān)參數(shù)和相關(guān)軟件，其間錯誤分析和排故方法也應(yīng)記錄并記錄其無效的原因。除填入維修檔案外，內(nèi)容較多者還要另文詳細書寫。

②有條件的維修人員應(yīng)該從較典型的故障排除實踐中找出常有普遍意義的內(nèi)容作為研究課題進行理論性探討，寫出論文，從而達到提高的目的。特別是在有些故障的排除中并未經(jīng)由認真系統(tǒng)地分析判斷而是帶有一定地偶然性排除了故障，這種情況下的事后總結(jié)研究就更加必要。

③總結(jié)故障排除過程中所需要的各類圖樣、文字資料，若有不足應(yīng)事后想辦法補濟，而且在隨后的日子里研讀，以備將來之需。

④從排故過程中發(fā)現(xiàn)自己欠缺的知識，制定學(xué)習(xí)計劃，力爭盡快補課。

⑤找出工具、儀表、備件之不足，條件允許時補齊。

總結(jié)提高工作的好處是：

①迅速提高維修者的理論水平和維修能力。

②提高重復(fù)性故障的維修速度。

③利于分析設(shè)備的故障率及可維修性，改進操作規(guī)程，提高機床壽命和利用率。

④可改進機床電氣原設(shè)計之不足。

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一 電氣故障的常用診斷方法常見如下：

1.直觀檢查法。這是故障分析之初必用的方法，就是利用感官的檢查。

①詢問：向故障現(xiàn)場人員仔細詢問故障產(chǎn)生的過程、故障表象及故障后果，并且在整個分析 判斷過程中可能要多次詢問。

②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)（例如各坐標(biāo)軸位置、主軸狀態(tài)、 刀庫、機械手位置等），各電控裝置（如數(shù)控系統(tǒng)、溫控裝置、裝置等）有無報警指示，局部查看有無保險燒煅，元器件燒焦、開裂、電線電纜脫落，各操作元件位置正確與否等等。

③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、 各功率及信號導(dǎo)線（如伺服與電機接觸器接線）的聯(lián)接狀況等來發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)故障的原因。

④通電：這是指為了檢查有無冒煙、打火、有無異常聲音、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。

2.儀器檢查法。使用常規(guī)電工儀表，對各組交、直流電源電壓，對相關(guān)直流及脈沖信號等 進行測量，從中找尋可能的故障。例如用萬用表檢查各電源情況，及對某些電路板上設(shè)置的 相關(guān)信號狀態(tài)測量點的測量，用示波器觀察相關(guān)的脈動信號的幅值、相位甚至有無，用PLC 編程器查找PLC程序中的故障部位及原因等。

3.信號與報警指示分析法。

①硬件報警指示：這是指包括數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)在內(nèi)的各電子、電器裝置上的各種狀態(tài)和故障指示燈，結(jié)合指示燈狀態(tài)和相應(yīng)的功能說明便可獲知指示內(nèi)容及故障原因與排除方法。

②軟件報警指示：如前所述的系統(tǒng)軟件、PLC程序與加工程序中的故障通常都設(shè)有報警顯示，依據(jù)顯示的報警號對照相應(yīng)的診斷說明手冊便可獲知可能的故障原因及故障排除方法。

4.接口狀態(tài)檢查法。現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)多將PLC集成于其中，而CNC與PLC之間則以一系列接口信號形式相互通訊聯(lián)接。有些故障是與接口信號錯誤或丟失相關(guān)的，這些接口信號有的可以在相應(yīng)的接口板和輸入/輸出板上有指示燈顯示，有的可以通過簡單操作在CRT屏幕上顯示，而所有的接口信號都可以用PLC編程器調(diào)出。這種檢查方法要求維修人員既要熟悉本機床的接口信號，又要熟悉PLC編程器的應(yīng)用。

5.參數(shù)調(diào)整法。數(shù)控系統(tǒng)、PLC及伺服驅(qū)動系統(tǒng)都設(shè)置許多可修改的參數(shù)以適應(yīng)不同機床、 不同工作狀態(tài)的要求。這些參數(shù)不僅能使各電氣系統(tǒng)與具體機床相匹配，而且更是使機床各項功能達到最佳化所必需的。因此，任何參數(shù)的變化（尤其是模擬量參數(shù)）甚至丟失都是不允許的；而隨機床的長期運行所引起的機械或電氣性能的變化會打破最初的匹配狀態(tài)和最佳化狀態(tài)。此類故障多指故障分類一節(jié)中后一類故障，需要重新調(diào)整相關(guān)的一個或多個參數(shù)方可排除。這種方法對維修人員的要求是很高的，不僅要對具體系統(tǒng)主要參數(shù)十分了解，既知曉其地址熟悉其作用，而且要有較豐富的電氣調(diào)試經(jīng)驗。

6.備件置換法。當(dāng)故障分析結(jié)果集中于某一印制電路板上時，由于電路集成度的不斷擴大而要把故障落實于其上某一區(qū)域乃至某一元件是十分困難的，為了縮短停機時間，在有相同備件的條件下可以先將備件換上，然后再去檢查修復(fù)故障板。備件板的更換要注意以下問題。

①更換任何備件都必須在斷電情況下進行。

②許多印制電路板上都有一些開關(guān)或短路棒的設(shè)定以匹配實際需要，因此在更換備件板上一 定要記錄下原有的開關(guān)位置和設(shè)定狀態(tài)，并將新板作好同樣的設(shè)定，否則會產(chǎn)生報警而不能工作。

③某些印制電路板的更換還需在更換后進行某些特定操作以完成其中軟件與參數(shù)的建立。這 一點需要仔細閱讀相應(yīng)電路板的使用說明。

④有些印制電路板是不能輕易拔出的，例如含有工作存儲器的板，或者備用電池板，它會丟 失有用的參數(shù)或者程序。必須更換時也必須遵照有關(guān)說明操作。

鑒于以上條件，在拔出舊板更換新板之前一定要先仔細閱讀相關(guān)資料，弄懂要求和操作步驟 之后再動手，以免造成更大的故障。

二 電氣維修與故障的排除

1.電源：電源是維修系統(tǒng)乃至整個機床正常工作的能量來源，它的失效或者故障輕者會丟 失數(shù)據(jù)、造成停機。重者會毀壞系統(tǒng)局部甚至全部。西方國家由于電力充足，電網(wǎng)質(zhì)量高，因此其電氣系統(tǒng)的電源設(shè)計考慮較少，這對于我國有較大波動和高次諧波的電力供電網(wǎng)來說就略顯不足，再加上某些人為的因素，難免出現(xiàn)由電源而引起的故障。我們在設(shè)計數(shù)控機床的供電系統(tǒng)時應(yīng)盡量做到：

①提供獨立的配電箱而不與其他設(shè)備串用。

②電網(wǎng)供電質(zhì)量較差的地區(qū)應(yīng)配備三相交流穩(wěn)壓裝置。

③電源始端有良好的接地。

④進入數(shù)控機床的三相電源應(yīng)采用三相五線制，中線（N）與接地（PE）嚴格分開。

⑤電柜內(nèi)電器件的布局和交、直流電線的敷設(shè)要相互隔離。

2.數(shù)控系統(tǒng)位置環(huán)故障。

①位置環(huán)報警。可能是位置測量回路開路；測量元件損壞；位置控制建立的接口信號不存在等。

②坐標(biāo)軸在沒有指令的情況下產(chǎn)生運動。可能是漂移過大；位置環(huán)或速度環(huán)接成正反饋；反饋接線開路；測量元件損壞。

3.機床坐標(biāo)找不到零點。可能是零方向在遠離零點；編碼器損壞或接線開路；光柵零點標(biāo) 記移位；回零減速開關(guān)失靈。

4.機床動態(tài)特性變差，工件加工質(zhì)量下降，甚至在一定速度下機床發(fā)生振動。這其中有很 大一種可能是機械傳動系統(tǒng)間隙過大甚至磨損嚴重或者導(dǎo)軌不充分甚至磨損造成的；對于電氣控制系統(tǒng)來說則可能是速度環(huán)、位置環(huán)和相關(guān)參數(shù)已不在最佳匹配狀態(tài)，應(yīng)在機械故障基本排除后重新進行最佳化調(diào)整。

5.偶發(fā)性停機故障。這里有兩種可能的情況：一種情況是如前所述的相關(guān)軟件設(shè)計中的問題造成在某些特定的操作與功能運行組合下的停機故障，一般情況下機床斷電后重新通電便會消失；另一種情況是由環(huán)境條件引起的，如強力干擾（電網(wǎng)或周邊設(shè)備）、溫度過高、濕度過大等。這種環(huán)境因素往往被人們所忽視，例如南方地區(qū)將機床置于普通廠房甚至靠近敞開 的大門附近，電柜長時間開門運行，附近有大量產(chǎn)生粉塵、金屬屑或水霧的設(shè)備等等。這些因素不僅會造成故障，嚴重的還會損壞系統(tǒng)與機床，務(wù)必注意改善。

參考文獻

[1] 陳玉閣，李淑艷.《數(shù)控機床故障診斷與排除》，機械工業(yè)出版社，2009