数控机床常见故障分析与诊断方法

工业技术　ＱＱ　Ｑ：　２ｆ王）　Ｃｈｉｎａ　Ｎｅｗ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　ａｎｄ　Ｐｒｏｄｕｃｔｓ　数控机床常见故障诊断分析　王刚　（南京依维柯汽车有限公司车身厂，江苏南京２１００００）　摘要：本文阐述了如何合理地使用数控机床，提出了如何诊断数控机床常见故障，供大家参考。　关键词：数控机床；故障诊断；排除　Ｉ前言　件。　进人２１世纪，随着数控技术的飞速发展，　数控设备已遍布全世界，不仅工业发达国家已　广泛采用，就是发展中国家也大量使用。我国自　改革开放以来也引进了不少先进的设备，这些　设备的特点是以大规模集成电路为主的数控设　备，这些设备功能强，生产效率高，但是复杂，它　涉及机械、电器、液压、气动、光学、与计算机技　术等许多领域，尤其在故障诊断、状态监测方面　涉及数字测试技术与计算机网络技术。　因此，它的维修在理论上、方法上、和手段　上与普通的设备相比都有很大的区别，给维修　工作带来很大的困难。目前，由于企业缺乏数控　设备维修这方面的专业人才。数控机床的维修　工作很大程度只能依赖外部的力量。一旦数控　设备出现故障，哪怕是很小的问题都得停机等　待维修，给企业正常的生产带来很大的影响，越　来越多的企业用户希望能够依靠自身的力量来　解决数控设备的故障问题，因此，提高设备维修　技术人员的素质和能力，就显得尤为重要。　２合理地使用数控机床　２．１数控机床的工作场地选择　避免阳光的直接照射和其它热辐射、避免　太潮湿或粉尘过多的场所．尽量在空调环境中使　用，保持室温２０℃左右。由于我国处于温带气　候、受季风影响、温度差异大，对于精度高、价格　贵的数控机床，应置于有空调的房间中使用；要　避免有腐蚀气体的场所。因腐蚀气体易使电子　元件变质，或造成接触不良，或造成元件短路，　影响机床的正常运行；要远离振动大的设备（如　冲床、锻压设备等）。对于高精度的机床还应采用　防振措施（如防振沟等）；要远离强电磁干扰源，　使机床工作稳定。　２．２数控机床的电源　数控系统对电源要求较严，一般要求工作　电压为２２０Ｖ　１０％。针对我国供电工况，对于有　条件的企业，可为数控机床采取专线供电或增　设稳压装置以减少供电品质差的影响，为数控　系统的正常运行提供有力保证。　２．３数控机床配置合适的自动编程系统　手工编程对于外形不太复杂或编程量不大　的零件程序，简单易行。当工件比较复杂时ｆ如　凸轮或多维空间曲面等），手工编程周期长（数天　或数周）、精度差、易出错。因此，快速、准确地编　制程序就成为提高数控机床使用率的重要环　节：为此．有条件的用户最好配置必要的自动编　程系统，提高编程效率。　２．４数控机床配置必要的附件和刀具　为了充分发挥数控机床的加工能力，必须　配备必要的附件和刀具。切忌花了几十万元钱　买来一台数控机床，因缺少一个几十元或几百　元的附件或刀具而影响整机的正常运行。由于　单独签订合同购买附件的单价大大高于随同主　机一起供货的附件单价．因此有条件的企业尽　量在购买主机时一并购置易损部件及其它附　２．５加工前的准备　加工前要审查工件的数控加工工艺性，应　重视生产技术准备工作（包括工件数控加工工艺　分析、加工程序编制、工装与刀具配置、原材料　准备及试切加工等以缩短生产准备时间，充分　提高数控机床的使用效率。　合理安排适合在数控机床加工的各种工　件，安排好数控机床加工运转所需的节拍。　２．６为维修保养做好准备　建立一支高水平的维修队伍，保存好设备　的完整资料、手册、线路图、维修说明书（包括　ＣＮＣ操作说明书），以及接口、调整与诊断、驱动　说明书、ＰＬＣ说明书（包括ＰＬＣ用户程序单）、元　器件表格等，必要的维修工具、仪器、仪表、接　线、微机。最好有小型编程系统或编程器，用以　支持设备调试。　３数控机床故障诊断　３．１原则　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，都可遵循以下原　则：　３．１．１充分调查故障现象　它包括两个方面的内容：一是对操作者的　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。调查过程中，操作　者坦诚的配合是极为重要的。另一方面，要对现　场做细致的勘测。无论是系统外观，ＣＲＴ显示内　容、各个印刷线路板上报警显示、有无烧伤等痕　迹，不管多细微都应查清，不能放过。在确认系　统通电无危险的情况下，可以通电并按下系统　复位键（ＲＥＳＥＴ键），观测系统有无异常，报警是　否消失；如能消失，则故障多为随机发生的，甚　至是操作错误造成。　３．１．２认真分析产生故障的原因　系统发生故障，往往是同一现象、同一报警　号却可以有多种起因，甚至有的故障根源在床　上，但现象却反映在系统上。所以在查找故障的　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，通过　必要的试验，达到确诊和排除故障的目的。　３．１＿３先机械后电气，先静态后动态原则　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，　首先应注意排除机械性的故障。此外，故障诊断　应采取先静态后动态原则。首先在机床断电的　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。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。　３．２方法　３．２．１直观诊断法　直观诊断法就是通过感观或借助简单的工　具确定机床故障的方法。这种方法应先弄清楚　故障的症状，有何特征及伴随隋况．将故障范围　缩小到一个模块或一块印刷电路板。它可以简　单地归纳为四个字：问、看、嗅、摸。　问就是调查情况。在诊断故障前，修理人员　询问操作人员故障发生前的机床运转情况，产　生在哪道程序及时间，操作方式是否得当等；看　就是观察，仔细检查有无保险丝烧断，元器件有　无烧焦或开裂等情况；嗅就是从机床散发出的　某些特殊气味来判断，如某些元件烧焦的气味；　摸就是用手触试可能产生故障的温度、振动情　况以及元器件有无松动等。　３．２．２自诊断功能查找法　数控机床通常有较强的自诊断功能，在系　统内己设置有众多的报警指示装置。其故障诊　断系统通常包括两个部分：硬件报警指示：这是　指包括数控系统、伺服系统在内的各电子、电器　装置上的各种状态和故障指示灯，通过指示灯　的明灭及数码管的显示状态，为维修人员指示　故障所在位置及类型。　软件报警指示：指的是系统软件、ＰＬＣ程序　与加工程序中的故障，通常都设有报警显示，依　据显示的报警号对照相应的诊断说明手册便可　获知可能的故障原因及故障排除方法。上述这　两部分有诊断指示的故障加上各电气装置上的　各类指示灯使得绝大多数电气故障的排除较为　容易。只要维修人员熟悉并保管好详细的报警　说明，借助机床的自诊断功能，可以较方便地查　找故障。　３．２＿３功能程序测试诊断法　功能程序测试诊断法是将数控机床的常用　功能和特殊功能用手工或自动编程的方法编成　一个功能测试程序，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　迅速地判明故障发生的可能起因。　４结束语　当数控机床出现故障时，如果有报警信号　出现，我们就可以根据报警信号的内容。查找相　应部件，故障可以快速、顺利地排除；如果没有　报警信号出现，那么我们利用我们的知识和经　验，根据具体现象，仔细地一路查下去，故障也　会得到解决。要做好数控机床的维修工作，除了　加强日常维护，采取一定的保障措施外，还要求　我们维修人员具有丰富的理论知识和实践经　验。　参考文献　［１】刘跃南．机床计算杌数控及其应用［Ｍ】．北京：机　械工业出版社，１９９９．　【２】王侃夫．数控机床故障诊断及维护ｆＭ１．北京：机　械工业出版社，１９９９．　

数控机床常见故障及检测方法分析

数控机床具有智能化高，加工精度高、加工质量稳定、生产效率高等特点。它综合了计算机技术、电气自动化技术等各个领域的多项科学技术成果。特别适合于加工零件较复杂、精度要求高、产品更新频率高的场合。它的任何部分出现故障,都可能导致加工精度降低,甚至机床停机、生产停顿,从而带来不必要的损失。因此,了解机床常见故障并加强数控机床故障检测分析是十分必要的。

1、数控机床常见故障

(1)主机故障 数控机床的主机通常指组成数控机床的机械、润滑、冷却、排屑、液压、气动与防护等部分。主机常见的故障主要有：1)因机械部件安装、调试、操作使用不当等原因引起的机械传动故障；2)因导轨、主轴等运动部件的干涉、摩擦过大等原因引起的故障；3)因机械零件的损坏、联结不良等原因引起的故障，等等；

主机故障主要表现为传动噪声大、加工精度差、运行阻力大、机械部件动作不进行、机械部件损坏等等。润滑不良、液压、气动系统的管路堵塞和密封不良，是主机发生故障的常见原因。数控机床的定期维护、保养、控制和清除“三漏”现象发生是减少主机部分故障的重要措施。

(2)电气控制系统故障 从所使用的元器件类型上，根据通常习惯，电气控制系统故障通常分为“弱电”故障和“强电”故障两大类。

“弱电”部分是指控制系统中以电子元器件、集成电路为主的控制部分。数控机床的弱电部分包括CNC、PLC、MDI/C RT以及伺服驱动单元、输为输出单元等。

“弱电”故障又有硬件故障与软件故障之分，硬件故障是指上述各部分的集成电路芯片、分立电子元件、接插件以及外部连接组件等发生的故障。软件故障是指在硬件正常情况下所出现的动作出锗、数据丢失等故障，常见的有．加工程序出错，系统程序和参数的改变或丢失，计算机运算出错等。

“强电”部分是指控制系统中的主回路或高压、大功率回路中的继电器、接触器、开关、熔断器、电源变压器、电动机、电磁铁、行程开关等电气元器件及其所组成的控制电路。这部分的故障虽然维修、诊断较为方便，但由于它处于高压、大电流工作状态，发生故障的几率要高于“弱电”部分，必须引起维修人员的足够的重视。

数控机床的故障诊断与排除方法

摘 要： 随着数控技术的发展，数控机床在机械生产得到了广泛的应用，由于数控机床技术复杂，一旦出现故障，维修难的问题就会严重影响数控机床的有效利用。

关键词： 数控机床 故障诊断 排除方法

一、数控机床的常见故障分析

1.故障

故障是指数控机床全部或部分丧失原有的功能。数控机床发生故障一般有一定的规律。初期运行，系统的故障率较高，发生的故障大多数是由于设计制造和装配缺陷造成的；正常运行，故障率低，发生的故障一般是由操作和维护不良造成的；衰老期，故障率最大，主要是由运行过久、机件老化和损耗过度造成的。

2.故障诊断的基本原则

（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由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。例如，遇到故障先检查外部的供电电源，包括交流电源和直流电源，再检查内部控制线路。在没有确定故障类型时，不要随意地拆卸部件，否则可能会引起故障扩大，使机床丧失精度、降低性能。系统外部

的故障主要是由检测开关、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。

（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。

（3）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。

3.数控机床的常见故障分析

（1）伺服驱动系统

伺服系统在数控机床上起的作用相当重要。由于处于频繁的启动和运行状态，又与电源、机械系统相连，易发生故障。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、编码器等问题引起的。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，出现6016号报警“slide power pack no

数控机床常见故障诊断及排除方法

不同的数控系统虽然在结构和性能上有所区别，但随着微电子技术的发展，在故障诊断上有它的共性。

1、 数控机床故障诊断原则

在故障诊断时应掌握以下原则：

（1）先外部后内部 数控机床是集机械、液压、电气和光学为一体的机床，故其故障的发生也会由这四者综合反映出来。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、拆卸机床，否则会扩大故障，使机床大伤元气，丧失精度，降低性能。

（2）先机械后电气 一般来说，机械故障较易发觉，而数控系统故障的诊断则难度较大些。在故障检修之前，首先注意排除机械性的故障，往往可达到事半功倍的效果。

（3）先静后动 先在机床断电的静止状态，通过了解、观察测试、分析确认为非破坏性故障后，方可给机床通电。在运行工况下，进行动态的观察、检验和测试，查找故障。而对破坏性故障，必须先排除危险后，方可通电。

（4）先简单后复杂 当出现多种故障互相交织掩盖，一时无从下手时，应先解决容易的问题，后解决难度较大的问题。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：

1. 启动诊断（Start Up Diagnostics）

启动诊断是指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。此时启动诊断过程不能结束，系统无法投入运行。