数控机床故障诊断十篇

数控机床故障诊断篇1

[关键词]数控；机床；故障

随着我国生产技术和制造业的快速发展，数控机床在机械制造业中的地位越来越高，其故障诊断技术在机械制造中已成为一种不可缺少的技术。数控机床的类型繁多，更新换代比较频繁，而且每种机床的故障诊断方式都有所不同。虽然每种数控机床都有自己的诊断系统，能提供许多诊断显示，但往往不能覆盖所有的故障（特别是那些需要经验才能判断的故障）：而且所提供的许多诊断显示因系统的特殊性而可读性较差，或者虽有诊断显示，却是由其它未分析到的原因引起的，因此无法排除故障。所以，对数控机床的故障诊断研究是目前我们面临的一个重要课题，笔者就工作中遇到的一些问题，谈谈自己的一些看法。

1.数控机床故障诊断的基本原则

数控机床的故障主要是微电子系统的硬、软件故障。故障诊断的侧重点在微电子系统与机械、液压、气动乃至光学等方面装置的交接节点上。现已大量采用硬、软件相结合的诊断系统，内容在不断更新，手段也不断提高。从故障的检测到故障排除，难度最大、工作量最多、涉及到学科交叉最广的仍是数字控制装置、可编程序装置以及驱动系统等的微电子硬、软件部分。此外，数控系统由于种类繁多，结构复杂，形式多变，给测试、监控带来许多困难。数控机床在故障诊断的过程中一般遵循以下原则：

1.1充分调查故障现象

故障产生后，要及时对现场进行细致的勘察。“透过现象看本质”故障后的现象是发现故障产生的最直接的表现。所以勘察现场时候一定要细致，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。

1.2分析故障原因

CNC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机床上，但现象却反映在系统上。所以在查找故障的起因时，要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。数控机床的电气故障可按故障的性质、表象、原因或后果等分类。

2.数控机床故障识别的基本方法

2.1直观判断法

这种方法比较原始，但是也经常用到，就是从机床运行的基本情况，用人的感观进行判断，查看机床运转有无异常。

2.2报警灯显示法

根据报警指示灯显示故障所示，大致能判断出故障所在。例如，主轴伺服控制板上有四个报警指示灯，可组成不同的代码，不同的组合代表不同的故障。首先检查电机是否过载，刀具、切削条件及进给量是否符合要求。然后，用万用表测量保险是否熔断，若熔断，则检查循环中加减速是否太频繁。再查一下速度反馈信号及电机的连接线。最终查出是大功率三极管模块损坏，检查结果，CE击穿，更换一块新的模块即可。

2.3更换线路板法

若有备用线路板，换上新电路板就可判断旧板是否有故障。倘若没有备用电路板，可以用机床本身的条件。例如，采用RE5020立式加工中心，所用系统为美国AB的8400，它的x轴伺服系统有故障。经仔细查看，得知z轴伺服板与x轴伺服板一样，即可用z轴的伺服板换到x轴伺服板上，以确定x板是否损坏。换板时，一定要注意印刷线路板与原板的状态一致，包括电位器的位置，各种设定棒的位置。若是更换存储器板时，还应进行初始化，重新设定各种NC数据等。

3.故障的测试与维修

数控机床尚不能自动诊断出发生故障的具置，往往同一报警号可以有多种起因，不可能将故障缩小到某一具体部位上。逻辑分析仪具有实时检测故障诊断能力。逻辑分析仪通过IC板检测端子或输入输出端子施加脉冲信号，对线路进行定时分析，检测数字电路时序状态是否正确，或通过毛刺触发查找毛刺干扰在何处。逻辑分析仪的测试数据可与计算机中公用数据库的数据进行比较分析，也可存储在数据库里，供今后研究之用。系统中计算机可和逻辑分析仪及在线测试仪进行数据通讯，并有公用数据库将维修信息（故障现象、检测数据、故障原因、排除方法等）存档，图形以*T　iff格式，表格以*RTF格式，文档以文本文件格式等存储。逻辑分析仪还有RS-232接口，可与数控机床相联接。这些都为企业维修管理和企业间建立维修协作网打下基础。

逻辑分析仪是一种典型的数域测试仪器，由多线示波器的设计思路发展而成，在测量幅度上按数字电路的高、低电平进行了1和0的量化，在时间轴上也按时钟数字化，故测量结果为一系列数字信息。一段时间间隔内所测量获得的全部结果可以在逻辑分析仪内设的存贮器中存贮。此外，其内部还没有相应的触发机构或数字识别器，使多通道上同时出现的一组数字信息与规定触发字相符合时去触发仪器，使测量者感兴趣的一段时间内的测量数字信息冻结起来。便于分析。

4.结语

数控机床故障诊断篇2

关键词：数控机床；故障诊断；检测

1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。

2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（望闻问切）：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。

数控机床是现代化企业进行生产的一种重要物质基础，是完成生产过程的重要技术手段，强化管理是关键，“防”与“治”的结合是解决数控机床“使用难、维修难”的唯一途径。

参考文献：

数控机床故障诊断篇3

对PLC技术的工作原理和本质内涵进行深入研究，对于其在数控机床上的合理利用大有裨益，基于此，应加强对PLC技术的重视和关注，从理念层面和制度层面共同着手，加强对PLC技术的应用和管理。PLC技术应用于数控机床，是工业技术发展的必然趋势。PLC技术能够对数控机床实现自动、智能控制，提升数控机床的加工效率，创新数控机床的工作形式。PLC技术在数控机床运行过程中，表现以内部存储程序的形式，其运算的过程较为复杂，如果对PLC技术了解不够深入，便会出现数控机床操作不规范的问题。因此，应对PLC技术的输入、输出相关原理进行充分了解，以便数控机床能够正常运行。PLC技术对运行的环境要求不高，其在运行时，几乎不受时间、空间、温度、湿度等外界因素的影响，因此，在与数控机床融合一体时，操作较为简单。此外，PLC模块的运算系统可以进行变更，因此，在对设备进行升级改造时，不需要更换PLC模块部分，只需对PLC相应的程序进行修改即可，可见，PLC技术的灵活性较强。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。在实践的操作和应用过程之中不仅应当掌握PLC技术的特征，同时还应当加强对整体性和本质性的分析，使得技术的发展可以得到不断的创新和改良。

二、PLC技术故障的形式和特点

（一）PLC技术故障的表现形式

数控机床PLC出现故障后，通常以下述形式表现：一是故障信息通过数控显示装置直观展示；二是数控显示装置已输出故障信息，但这却不是故障的真实原因；三是故障信息没有通过数控显示装置输出。在第一种故障形式下，可以通过PLC梯形图对故障进行分析、诊断，这是对数控机床故障诊断最为简便的方法。

（二）PLC技术的故障特点

PLC在数控机床中起到钮带的作用，其将数字控制和数控机床进行有机衔接。一方面，PLC会接收数字控制的控制信号及数控机床的控制指令，根据内部程序的逻辑顺序给机床输出侧发出控制指令，给继电器和接触器信号来控制电磁换向阀、指示灯等，同时要将状态信号发送给数字控制中心。另一方面，数控机床的运行以众多数字信息为依托，在对信号进行处理的过程中，不管哪个位置、哪个功能的信号未能有效执行，机床便会产生故障。在导致数控系统故障的众多因素中，信号失灵故障占比较多，因此，检修人员借由PLC对数控设备进行诊断意义十分重大。通常来说，PLC故障较易产生的部件为硬件接口。在硬件接口正常运行的情况下，如果出现PLC故障，数控系统便会运行自我诊断程序，对内部程序和硬件系统进行排查、诊断，并将诊断信息在显示器上输出，所以，有PLC程序正常运行过往的设备，在机床安装、调试之后，PLC硬件接口通常不会再产生故障。而在程序输出正常，但PLC外部的接口不能正常显示输出的情况，便可以诊断为PLC硬件接口故障，可以着手对PLC模块进行检查。

三、PLC在数控机床故障诊断中的应用

（一）根据报警信息诊断故障

PLC故障的报警信息在数控机床安装时便已录入系统中，因此，在机床因故停机时，能够在数控系统的显示屏上看到具体的报警信息。检修人员可以根据报警信息对故障类型进行确认，从而进行有针对性的排查，这样便能够对机床故障进行快速处理，提升故障解决的效率。

（二）根据PLC的输入/输出状态诊断故障

数控系统中，I/O信号的传递一般通过PLC的I/O接口来实现。所以，PLC的I/O接口是故障频发的重要部位，并且在I/O通道表现出来。数控机床的这种特点为故障诊断提供了方便，一旦数控系统硬件无故障，PLC梯形图以及相关电路图可以不查看。直接通过输入/输出信号状态，就可以找出故障点。因此，熟悉相关控制对象的PLC输入/输出接口的正常状态和故障状态很有必要。

（三）根据PLC梯形图诊断故障

PLC技术中的梯形图是诊断数控机床故障最行之有效的方法，使用这一方法进行故障诊断要求检修人员对PLC技术的原理、流程以及各部件之间的关系进行深入了解。并借由数控系统的显示面板对PLC技术的梯形图进行实时观察，查看图形的短时变化，由此对机床的故障的发生位置和原因进行诊断。

（四）根据动态跟踪PLC梯形图诊断故障

数控机床故障诊断篇4

关键词：数控机床；故障；诊断维修

中图分类号：C35文献标识码： A

数控设备是一种过程控制设备, 这就要求它在实时控制的每一时刻都准确无误地工作。任何部分的故障与失效,都会使机床停机,带来较大的经济损失。本文根据生产中经常遇到实际问题介绍几种常用数控机床故障诊断和维修技术。

一、数控机床的故障诊断分析

1、检查。

如果数控设备无法正常工作，要先确定出故障的位置，分析故障产生的原因，然后再进行维修。切莫在故障没有确诊的情况下盲目地进行拆卸，以免造成人为二次故障，增加数控机床的维修难度和成本增加。故障诊断的时候，要先摸查容易产生故障的部位，如因为电流过大导致的熔丝熔断就是常见故障。对于电路问题，电子元件的烧损也是常见问题，可以通过目测电路板上电子元件的管脚有无黑焦、断脚的现象，可以通过鼻子闻看有无烧焦的味道，进而缩小诊断范围，快速完成数控设备的故障诊断。

2、系统自诊断。

数控机床带有自诊断功能，按照实时监控的数据系统能够自动辨别一些故障信息，并通过有规律地闪烁发光二极管指示故障大概范围，比较现代化的系统则是将故障信息直接显示在液晶显示器屏幕上。随着自诊断技术的不断发展，出现了接口诊断技术，接口诊断技术是利用 JTAG 边界扫描技术对最复杂的装配进行测试、调试和在系统设备编程，并且诊断出硬件问题。

3、功能程序测试法。

功能程序测试是利用在数控系统中嵌入的测试程序对数控机床的关键运行部位进行功能测试，从而确定数控机床某部位的运行情况良好与否，为故障诊断提供方向性指示。

4、接口信号检查。

通过接口信号检查，将检测信息与接口手册标准标号进行比对，能够反映出一定范围内的故障信息，为数控机床故障诊断提供依据。

5、诊断备件替换法。

因为数控机床结构复杂，故障原因错综复杂，故障诊断难度较大。往往故障涉及到机电液，诊断过程需要大量的时间。在数控机床的故障诊断过程中，在配件充足、缺少诊断设备工具或诊断缺乏思路时，根据实际情况采用换件法，即用好件替换怀疑零件，能够迅速诊断出故障部位。

二、维修技术原理

1、先机械后电气

由于数控机床是一种自动化程度技术复杂的先进机械加工设备，一般来讲，机械设备的故障较易察觉。而数控系统故障的诊断则难度要大些，先机械后电气就是在数控机床的检修中，首先检查机械部分是否正常，行程开关是否灵活，气动液动部分是否正常等，从经验来看，数控机床的故障中有很大部分是从机械动作失灵引起的。所以，在故障检修前先注意排除机械性的故障，往往可以达到事半功倍的效果。

2、先外部后内部

数控机床是机械液压电气一体化的机床，故其故障的发生必然会从机械、液压、电气三方面综合反映出来。当数控机床出现故障时，维修人员应先采用望、闻、听、问、摸等方法由外向内逐一检查。

3、先简单后复杂

当出现多种故障相交织掩盖，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。常常在解决简单故障的过程中，难度大的问题也可能变的容易，或者在排除简易故障时得到启发，对复杂故障的认识更清晰从而得到解决办法。

4、先静后动

维修人员本身要做到先静后动，不可盲目动手。应先询问机床操作工人故障的发生过程和状态。阅读机床说明书，资料图样后方可动手查找和处理故障。其次，对有故障的机床也要本着先静后动的原则，先在机床断电的静止状态，通过观察分析确认为非恶性循环性故障或非破坏性故障，方可给机床通电在运行状态下进行动态的观察检验测试，查找故障。然而对恶性的循环性故障，必须排除危险后方可通电在运行状态下进行动态诊断。

5、先公用后专用

公用性的问题往往会影响全局，而专用性的问题只影响到局部。如机床的几个进给轴都不能转动，这是应先检查和排除各轴公用的 CNC PLC 电源液压等公用部分的故障。然后再设法排除某轴的局部问题。

三、数控机床故障维修方法

1、上电重启法

在机床不能正常启动时，如果出现 910、912(RAM 奇偶校验报警)、920(系统监控报警)、930(CPU 异常报警)等报警时，经常可以通过重新上电启动或者多次重新启动的方法排除故障，这是因为数控系统为弱电系统，容易受到外界干扰。 但是当通过重新上电的方法系统即可恢复正常时，应该详细的检查数控系统的接地线和控制信号线布置是否合理，采取更有效的屏蔽措施，还要检查机床外部干扰源，对干扰采取合理的措施。

2、重装系统

由于瞬时故障引起的系统报警，可以通过硬件复位或用开关系统的方法来清除故障，但是系统工作区由于掉电、系统软件不良或者电池欠压造成混乱时，则必须对系统进行初始化，初始化之前应注意做好数据备份，数据备份一般在机床安装调试好后在机床参考点处进行，尤其是采用绝对编码器无挡块返回参考点的机床，否则将会出现绝对位置丢失的报警．对于有刀库的加工中心，数据回装时还要修改刀库数据表。系统初始化包括系统参数初始化、主轴参数初始化和伺服参数初始化，系统参数初始化是全部清除 SRAM 的数据(系统上电的同时按下RESET + DELET)，然后把备份的机床数据回装．数据回装是在系统开机的同时按下系统操作软件的最右边两个键，直到系统出现引导画面的主菜单进行的。

3、置换法

由于数控机床采用模块化设计，集成化程度高，每个模块又由多个功能板组成，要把故障落实于某个功能板甚至某一元件上非常困难。为了缩短停机时间，在有相同备件的条件下可以先将备件换上，然后再去检查、修复板件。当不能确定故障确切所在功能板时，可以将系统相同的两台机床的功能板对调，通过观察故障是否转移来判定故障的具体部位．在用置换法更换功能板时要注意:更换任何板件必须在断电的情况下进行;更换板件前要记录原来的开关状态和设定状态、必要的参数，更换后要做好相应的设定，否则会出现新的故障报警或丢失参数。

4、屏蔽法

当报警不易确定故障原因时，可根据情况屏蔽局部来判断故障部位，如某数控机床进给采用全闭环控制，加工过程出现位置反馈信号断线报警，经分析，故障原因可能是光栅尺本身断线、系统内部检查电路故障、伺服故障或者机械传动间隙过大，通过重新设定系统控制功能参数，将系统原来的全闭环控制改为半闭环控制(通过参数封锁了光栅尺，FANUC－0iMC 系统是将 1815#1 设为“0”)，报警解除，从而可以判断为光栅尺本身故障，经检测发现为

光栅尺有油污导致。数控系统的各模块就绪状态与系统信号一一对应，如 FANUC系统α系列模块通过 JX1B 发出就绪的使能信号，当发生故障的部位难以确定时，根据具体情况可采用使能信号短接屏蔽故障的方法来进行诊断。当电源模块不能就绪时，故障原因可能是电源

模块本身，也可能是后续的伺服模块，当 JX1B 终端盒插在电源模块的 JX1B 时，电源模块就绪，说明电源模块后续模块故障，否则是电源模块本身故障，当把 JX1B 终端盒插在 Y 轴伺服模块的 JX1B 后，电源模块启动就绪，说明为 Z 轴伺服模块故障。

结语

在面对数控机床的故障诊断维修问题上，要做好数控机床操作人员的技术培训，掌握正确的设备操作步骤和方法，避免出现人为性故障的发生。还要做好数控机床的日常维护保养，定期合理维护才能够最大限度地控制数控机床故障发生几率，防患于未然。对于数控机床维修技术人员，要注重对数控机床的技术资料的存档，注重对维修资料的收集和维修经验的总结、维修技术的培训。

参考文献

数控机床故障诊断篇5

【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.

数控机床故障诊断篇6

关键词：数控设备 维修基本原则 维修方法 故障分析

一、引言

数控机床是集机械、电子电器、液压、气动、光学、计算机技术于一体的高技术密集型机电设备，一旦发生故障，诊断难度大，甚至会造成停产停机。由于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，而大部分故障主要是由系统参数的设置、驱动单元和伺服电机的质量、PMC程序、强电元件、机械装置、光电检测元件等出现问题而引起的。为了加强数控设备使用管理与维修，降低故障率，学会几种常见的数控机床故障诊断与排除方法，已是一个必须要解决的重要问题。

二、数控机床维修的基本原则

维修数控机床一般情况下首先要遵循一些基本原则，这样往往会思路清晰，有事半功倍的效果。

1先动脑后动手

对于有故障的数控机床，不应急于动手，应先查清产生故障的前后经过及故障现象。对于生疏的设备还应先熟悉电路原理和结构特点，遵守相应规则。拆卸前要充分熟悉每个部件的功能、位置、连接方式以及与周围其他器件的关系，在没有组装图的情况下，应一边拆卸，一边画草图，并做好标记。

2先外部后内部

应先检查设备有无明显裂痕、缺损，了解其维修史、使用年限等，然后再对机内进行检查。拆前应排除周边的故障因素，确定为机内故障后才能拆卸，否则会扩大故障，使机床丧失精度，降低性能。

3先机械后电气

在确定机械零件无故障后，再进行电气方面的检查。检查电路故障时，应利用检测仪器寻找故障部位，确认无接触不良故障后，再有针对性地查看线路与机械的运作关系，以免误判。

4先静态后动态

先在机床断电的静止状态下对处于调试阶段或刚维修后的数控机床检查是否按照接口说明书的设计来安装电缆插件及电缆与模块接插件是否牢固；线路板连接是否正确；是否所有集成电路上器件正常而无变形等。长期闲置或缺少维护的老设备会因为电缆的疲劳破损、接线点的氧化与腐蚀而造成信号传递中断等不明显故障。

5先清洁后维修

对污染较重的数控设备，先对其按钮、接线点、接触点进行清洁，检查外部控制键是否失灵。许多故障都是由脏污及导电尘块引起的，一经清洁故障往往会排除。

6先电源后设备

电源部分的故障率在整个故障设备中占的比例很高，所以先检修电源往往可以事半功倍。

7先排患后更换

先不要急于更换损坏的电气部件，在确认设备电路正常时，再考虑更换损坏的电气部件。

8先简单后复杂

当出现多种故障相互交织掩盖，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。往往简单的问题解决后，难度大的问题也可能变得容易了。

三、数控机床故障诊断的基本方法

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有以下几种：

1常规诊断法

对数控机床的机、电、液等部分进行的常规检查，通常包括：（1）检查电源的规格（包括电压、频率、相序、容量等）是否符合要求；（2）CNC、伺服驱动、主轴驱动、电机、输入／输出信号的连接是否正确、可靠；（3）CNC、伺服驱动等装置内的印制电路板是否安装牢固，接插部位是否有松动；（4）CNC、伺服驱动、主轴驱动等部分的设定端、电位器的设定、调整是否正确；（5）液压、气动、部件的油压、气压等是否符合机床要求；（6）电器元件、机械部件是否有明显的损坏。

3状态诊断法

通过监测执行元件的工作状态判定故障原因。在现代数控系统中，伺服进给系统、主轴驱动系统、电源模块等部件主要参数的动、静态检测，及数控系统全部输入输出信号包括内部继电器、定时器等的状态，也可以通过数控系统的诊断参数予以检查。

3动作诊断法

通过观察、监视机床的实际动作，判断动作不良部位，并由此来追溯故障源。

4系统自诊断法

这是利用系统内部自诊断程序或专用的诊断软件，对系统内部的关键硬件以及系统的控制软件进行自我诊断、测试的诊断方法。主要包括开机自诊断、在线监控和脱机测试三个方面的内容。

四、常见的故障及解决方法

1换刀转位故障

数控车床换刀的一般过程是：系统发出换刀指令，换刀电机接到信号后通电旋转，通过蜗轮蜗杆减速带动刀架旋转，在旋转中与到位对应的霍尔元件发出到位信号，数控系统利用这个信号与目标值进行比较以判断刀具是否到位。刀换到位后，电机反转锁紧刀架。一台四刀位数控车床，找不到1号刀位，其他刀位能正常换刀。

分析处理：由于只有1号刀找不到刀位，可以排除机械传动方面的问题，电气方面可能是该刀位的霍尔元件及其周围线路出现问题，导致该刀位信号不能输送给PLC。利用万用表检查发现，1号刀位霍尔元件的+24V供电正常，GND线路为正常，T1信号线正常。因此可以断定是霍尔元件损坏导致该刀位信号不能发出。更换新的霍尔元件后故障排除。

2急停按钮故障

一台配有GSK-98OT系统的车床，在发生一次撞刀事故后，始终报急停警，急停按钮复位及超程释放不起作用，同时两个伺服驱动也报警。

分析处理：该报警号的内容为准备未绪，根据数控原理可知，这是因为驱动缺少使能信号导致。因此排除伺服驱动故障的可能性，应该是使能控制回路出现开路。怀疑是在按下急停按钮时用力过猛导致急停按钮损坏，而不能自动复位造成的，于是拆开操作面板检查急停按钮，发现急停按钮的接线柱中有一个信号为200的信号线因经常震动而脱落。把线头接好，重新上电，报警消失，机床正常运行。

五、结束语

以上的维修方法是我通过实践经验也借鉴了部分相关书籍总结出来的，数控设备的维修是一个复杂的过程，有些复杂的故障还需要更高深的维修方法才能解决，各种维修方法并不是孤立存在的，维修人员应该根据设备出现的故障综合应用上述方法，灵活运用，提高数控设备的维修效率。

参考文献：

[1]刘永久．数控机床故障诊断与维修技术［M］.北京：机械工业出版社，2009.

数控机床故障诊断篇7

【关键词】数控机床；故障；排除方法；

不同的数控机床，其结构和性能有很大的区别，但在故障诊断上有它的共性。通过对这些共性的分析得出一些对数控机床故障诊断原则、方法及故障排除方法。以下逐一介绍：

一、 数控机床故障诊断原则

         1. 先外部后内部    

        数控机床是机械、液压、电气一体化的机床，所以故障的发生必然要从这三者之间综合反映出来。所以要求维修人员掌握先外部后内部的原则，即当数控机床发生故障后，维修人员应采用望、闻、听、问等方法，由外向里逐一进行检查。

        例1：一数控车床刚投入使用的时候，在系统断电后重新启动时，必须要返回到参考点。即当用手动方式将各轴移到非干涉区外后，再使各轴返回参考点。否则，可能发生撞车事故。所以，每天加工完后，最好把机床的轴移到安全位置。此时再操作或断电后就不会出现问题。 

外部硬件操作引起的故障是数控修理中的常见故障。一般都是由于检测开关、液压系统、气动系统、电气执行元件、机械装置出现问题引起的。这类故障有些可以通过报警信息查找故障原因。对一般的数控系统来讲都有故障诊断功能或信息报警。维修人员可利用这些信息手段缩小诊断范围。而有些故障虽有报警信息显示，但并不能反映故障的真实原因。这时需根据报警信息和故障现象来分析解决。

 例如：台立式加工中心采用fanuc-om控制系统。机床在自动方式下执行到x轴快速移动时就出现414＃和410＃报警。此报警是速度控制off和x轴伺服驱动异常。由于此故障出现后能通过重新启动消除，但每执行到x轴快速移动时就报警。经查该伺服电机电源线插头因电弧爬行而引起相间短路，经修整后此故障排除。

         2. 先机械后电气  

        由于数控机床是一种自动化程度高，技术复杂的先进机械加工设备。机械故障较易发现，而系统故障诊断难度要大一些。

         3. 先静后动  

        维修人员要做到先静后动，不可盲目动手，应先询问操作人员故障发生的过程及状态，查看说明书、资料后方可动手查找故障原因，继而排除故障，

         4. 先公用后专用   

        公用性问题会影响到全局，而专用性问题只影响局部。

         5. 先简单后复杂  

        当出现多种故障相互交织掩盖、一时无从下手时，应先解决容易的问题，后解决较大的问题。常常在解决简单的故障的过程中，难度大的问题也可能变的容易，理清思路，将难度较大的变得容易一些。

         6. 先一般后特殊

        在排除某一故障时，要先考虑最常见的可能原因，然后再分析很少发生的特殊原因。

二、 数控系统自诊断技术及故障排除方法

所谓系统诊断技术，就是利用数控装置中的计算机及相关运行诊断软件进行各种测试。

         1. 自诊断技术

        1) 开机自诊断：数控系统通电后，设备内部诊断软件会自动对系统中各种元件如cpu、ram及各应用软件进行逐一检测并将检测结果显示出来，如检测发现问题，系统会显示报警信息或发出报警信号。开机自诊断通常会在开机一分钟之内完成。

有时开机诊断会将故障原因定位到电路板或模块上，但也经常仅将故障原因定位在某一范围内，这时维修人员需查找相关维修手册根据提示找到真正故障原因并加以排除。

        2) 运行自诊断：运行自诊断也称在线自诊断，是指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它外部装置进行自动测试、检查，并显示有关信息，这种诊断一般会在系统工作时反复进行。

        3) 脱机诊断：当系统出现故障时，首先停机，然后使用随机的专用诊断纸带对系统进行脱机诊断。诊断时先要将纸带上的程序读入ram系统中，计算机运行程序进行诊断，从而判定故障部位，这种诊断在早期的数控系统中应用较多。

         2. 人工诊断技术

数控系统的故障种类很多，而自诊断往往不能对系统的所有部件进行测试，也不能将故障原因定位到具体确定的元器件上，这时要迅速查明原因就需要采用人工诊断方法。人工诊断方法有很多种，最常用的有:功能程序测试法、参数检查法、备件置换法、直观法、原理分析法等，现简介如下: 

        1) 功能程序测试法：这种方法将数控系统中的g、m、s、t、功能的全部指令编成一个测试程序，穿成纸带或存储到软盘上在进行诊断时运行这个程序，可快速判定哪个功能出现问题，这种方法一般在机床出现随机性故障时使用，也可用于设备闲置时间较长重新投入使用时测试用。

        2) 参数检查法：一般系统的参数是存放在ram中的，一旦出现干扰或其它原因会造成参数丢失或混乱，从而使系统不能正常工作，这时应根据故障特征，检查和核对有关参数，在排除某些故障时，有时还需对某些参数进行调整。

        3)  备件置换法：是将系统中型号完全相同的电路板、模块、集成电路或其它零部件进行互相交换比较，或利用备用的元器件替换有疑点的部件，从而快速有效地确定故障部位。

        4) 直观法：直观法是利用维修中常用的“先外后内”的原则，利用观察零部件的工作状态、听声音、摸发热等方法，进行逐个检查，如利用视觉可观察内部器件或外部连接的形状上的变化；利用听觉可查寻器件发出的异常声音;利用嗅觉或触觉可查寻过载、高温等现象;等等。

        5) 原理分析法：当采用其它检查方法难以奏效时，可以从电路基本原理出发，一步一步用万用表、逻辑表、示波器等工具对测点进行检查对照，最终查明故障原因。

         3. 高级诊断技术

        1) 在高级诊断中，常用的方法主要有以下几种方法：

        2) 自修复诊断：自修复诊断一般是指在系统内设置不参与运行的备用模块。自修复程序在控制系统每次开机运行，当发现某模块有问题时，系统会把故障信息显示在屏幕上，同时自动查寻备用模块，故障模块的工作即被备用模块取代，维修人员可根据提示更换下一故障模块。自修复诊断方法需要较多的备用模块，这会使系统体积增大，价格提高。

        3) 诊断指导专家系统：近年来，随着图像识别、声音识别、自动翻译和智能工业机器人等技术的发展，这些技术越来越多地被应用到数控机床上。诊断专家系统以专家知识、经验为基础，自动模仿专家利用知识解决复杂问题的思维活动，这就使普通工作人员同样能对故障做出具有专家级水平的诊断结论。

        例如：日本的fanuc系统的诊断指导专家系统是由知识库、推理计算机和人工控制器组成。知识库内存储了专家分析、故障判断和如何消除故障的经验知识。这些知识用于读出数控系统的状态信息，通过人工控制器，编程员可用简捷的记述把专家的知识编成程序，并把程序变成知识库目标形式，再存储到知识库中。推理机通过运行程序进行推理，操作者也可通过显示单位，用简单的人机对话的方式选择故障状态，必要时回答系统的提问，以补充为得出结论所需的其它信息。

        4) 通讯诊断系统：该诊断方法又称海外诊断，是由中央维修站通过电话线路，甚至国际电话系统向用户设备发送诊断程序所进行的一种遥控诊断。通讯诊断系统除可用于故障发生后的诊断外，还可以为用户作定期的预防性诊断，设备生产厂家的维修工不必亲临现场，只需按预定的时间对机床进行系列试运行检查，在中央维修站分析诊断数据，即可发现可能存在的故障隐患。

【参考文献】

[1] 周兰 陈少艾.数控机床故障诊断与维修[m].北京:人民邮电出版社,2007..

数控机床故障诊断篇8

[论文摘要]数控机床故障的诊断是数控机床维修的关键。一般来说，随着故障类型的不同，采取的故障诊断的方法也就不同。本文从数控机床故障诊断的内容、原则、方法等方面入手来简要阐述一下数控机床故障的诊断方法。

系统可靠性是指数控系统在规定的条件和规定的时间内完成规定功能的能力。故障是指系统在规定的条件和规定的时间内失去了规定的功能。数控机床是个很复杂的大系统，它涉及光、机、电、液、气等很多技术，发生故障是难免的。机械磨损、机械锈蚀、机械失效、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、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、数控机床故障诊断内容

故障诊断的内容：

1） 动作诊断：监视机床各动作部分，判定动作不良的部位。诊断部位是atc、apc和机床主轴。2） 状态诊断：当机床电机带动负载时，观察运行状态。3） 点检诊断：定期点检液压元件、气动元件和强电柜。4） 操作诊断：监视操作错误和程序错误。5） 数控系统故障自诊断：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。

二、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、电气为一体的机床，故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。

三、数控机床故障诊断的方法

1.直观检查法它是维修人员最先使用的方法。在故障诊断时，首先要询问，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，并且在整个分析、判断过程中可能要多次询问；其次是仔细检查，根据故障诊断原则由外向内逐一进行观察检查。总体查看机床各部分工作状态是否处于正常状态(例如各坐标轴位置、主轴状态、刀库、机械手位置等)，各电控装置(如数控系统、温控装置、润滑装置等)有无报警指示，局部特别要注意观察电路板的元器件及线路是否有烧伤、裂痕等现象、电路板上是否有短路、断路，芯片接触不良等现象，对于已维修过的电路板，更要注意有无缺件、错件及断线等情况；再次是触摸，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(如伺服与电机接触器接线)的联接状况等来发现可能出现故障的原因。

2.仪器检查法使用常规电工仪表，对各组交、直流电源电压，对相关直流及脉冲信号等进行测量，从中找寻可能的故障。例如：用万用表检查各电源情况，以及对某些电路板上设置的相关信号状态测量点的测量，用示波器观察相关的脉动信号的幅值、相位甚至有、无，用plc 编程器查找plc程序中的故障部位及原因等等。

3.功能程序测试法 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。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：

1）机床加工造成废品而一时无法确定是编程操作不当、还是由于数控系统故障引起的。

2）数控系统出现随机性故障。一时难以区别是外来干扰，还是系统稳定性差时。

3）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。

4.信号与报警指示分析法

1）硬件报警指示这是指包括伺服系统、数控系统在内的各电子、电器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。

2）软件报警指示如前所述的系统软件、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。

5.接口状态检查法现代数控系统多将plc集成于其中，而cnc与plc之间则以一系列接口信号形式相互通讯联接。有些故障是与接口信号错误或丢失相关的，这些接口信号有的可以在相应的接口板和输入/输出板上有指示灯显示，有的可以通过简单操作在crt屏幕上显示，而所有的接口信号都可以用plc编程器调出。这种检查方法要求维修人员既要熟悉本机床的接口信号，又要熟悉plc编程器的应用。

6.参数检查法 数控系统、plc及伺服驱动系统都设置许多可修改的参数以适应不同机床、不同工作状态的要求。这些参数不仅能使各电气系统与具体机床相匹配，而且更是使机床各项功能达到最佳化所必需的。因此，任何参数的变化(尤其是模拟量参数)甚至丢失都是不允许的；而随机床的长期运行所引起的机械或电气性能的变化会打破最初的匹配状态和最佳化状态。此类故障需要重新调整相关的一个或多个参数方可排除。这种方法对维修人员的要求是很高的，不仅要对具体系统主要参数十分了解，既知晓其地址熟悉其作用，而且要有较丰富的电气调试经验。

7.试探交换法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。采用此法之前应注意以下几点：

1）更换任何备件都必须在断电情况下进行。

2）许多印制电路板上都有一些开关或短路棒的设定以匹配实际需要，因此在更换备件板上一定要记录下原有的开关位置和设定状态，并将新板作好同样的设定，否则会产生报警而不能工作。

3）某些印制电路板的更换还需在更换后进行某些特定操作以完成其中软件与参数的建立。这一点需要仔细阅读相应电路板的使用说明。

4）有些印制电路板是不能轻易拔出的，例如含有工作存储器的板，或者备用电池板，它会丢失有用的参数或者程序。必须更换时也必须遵照有关说明操作。

鉴于以上条件，在拔出旧板更换新板之前一定要先仔细阅读相关资料，弄懂要求和操作步骤 之后再动手，以免造成更大的故障。

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量端子。维修人员通过检测这些测量端子的电压或波形，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。

9.特殊处理法 当今的数控系统已进入pc级、开放化的发展阶段，其中软件含量越来越丰富，有系统软件、机床制造者软件、甚至还有使用自己的软件，由于软件逻辑的设计中不可避免的一些问题，会使得有些故障状态无从分析，例如死机现象。对于这种故障现象则可以采取特殊手段来处理，比如整机断电，稍作停顿后再开机，有时则可能将故障消除。维修人员可以在自己的长期实践中摸索其规律。

参考文献：

数控机床故障诊断篇9

数控机床被广泛应用于各种制造行业中，随着科学技术的发展，目前在我国的数控机床中，主轴驱动控制装置大多使用高性价比的变频器控制交流伺服电动机，但是同时也会出现很多因变频器故障导致数控机床不能正常工作的问题，本文主要对这些故障的诊断进行分析。

【关键词】数控机床 主轴 变频器 故障诊断 维修

1 引言

数控机床应用于各种制造行业，如今我们的科学技术和生产都在不断发展，对各种产品的质量和生产效率提出了越来越高的要求，好多要求精度极高的零件只能依靠数控机床加工而成。一个国家的工业制造水平的高低可以直接从它的数控机床技术的好坏看出来，所以说数控机床技术水平的高低也能反应出这个国家国民经济的发展水平。数控机床故障是现代化企业生产中的一大障碍，一旦出现了故障，不仅会导致机床本身受到损坏，还直接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，各个企业对数控机床的故障诊断及技术特别的重视。因为目前数控机床更加的复杂，与传统机床不同，所以故障的诊断方法也不一样，在诊断和排除故障时需采用更加先进的的技术。近些年来，随着电子测量技术、计算机通信技术以及信号处理技术的不断发展，数控机床故障诊断技术也有了巨大的发展，目前变频器故障是常见的数控机床主轴系统故障之一，本文主要针对变频故障的诊断进行分析解决。

2 数控机床变频器故障及诊断

下面以某变频器为例分析其常见的一些故障。

2.1 开关电源损坏

这一故障一般都是因为开关电源的负载发生短路造成的。在变频器工作的时候，如果听到刺耳的尖叫声，这是脉冲变压器发出的，很有可能是开关电源输出端有短路现象，这时可以从输出侧查找故障。另外，如果发生没有显示、控制端子没有电压、12vdc风扇不运转等现象的时候，第一时间应该考虑是不是开关电源坏了。

2.2 sc故障

Sc故障报警主要是由于IGBT模块损坏或者驱动电路损坏。该变频器在驱动电路的设计上，上桥使用了驱动光耦PC923，这是专用于驱动IGBT模块的带有放大电路的一款光耦，下桥驱动电路则使用了驱动光耦PC929，这是一款内部带有放大电路及检测电路的光耦。另外，电动机抖动、三相电流和电压不平衡、有频率显示却没有电压输出等现象产生的原因都有可能是IGBT模块损坏。IGBT模块损坏的原因有多种，首先是外部电路负载发生故障而导致IGBT模块的损坏如负载发生短路、堵转等。其次驱动电路老化也有可能导致驱动波形失真，或者驱动电压波动太大而导致IGBT损坏，从而导致SC故障报警。

2.3 过热报警

如果在使用过程中发现这一情况，第一时间要考虑的是散热风扇是不是正常运转，还有需要注意的是30KW以上的机器在机器内部也有一个散热风扇，这个散热风扇如果坏了也会引起过热报警。

2.4 欠压故障

发生欠压故障的时候，我们应该先检查输入电源是不是因为缺相出现问题，如果确认输入电源正常的话，接下来就要检查整流电路是不是出现了问题。如果都没有问题的话，就看看直流检测电路上是不是出现了故障。对于200v级的机器，当直流母线电压低于190VDC，欠压故障报警出现；对于400V级的机器，当直流电压低于380VDC，欠压故障报警出现，主要检测降压电阻是不是断路。

2.5 接地故障

当接地故障报警时，我们应该首先查看电动机接地是不是有问题，如果没有问题的话，那么故障最大的原因就是霍尔传感器了，霍尔传感器可能会因为周边温度、湿度等环境的因素影响，导致工作点发生漂移，进而出现接地故障报警。

这些都是该变频器比较常见的一些故障诊断方法，下面我们谈谈主轴通用变频器常见的一些故障报警。我们可以通过这些故障报警我们可以对主轴驱动器的故障进行诊断，这都是为了保证驱动安全可靠地进行，在主轴伺服系统设置的一些保护功能。主要的保护功能有接地保护（在伺服驱动器的输出电路以及主轴内部等出现对地短路时，可以通过快速熔断器切断电源，对驱动器进行保护）、过载保护（当驱动器、负载超过额定值的时候，安装在内部的热开关或主回路的热继电器将动作，对驱动器进行过载保护）、瞬时过电流报警（当驱动器中由于内部短路、输出短路等原因产生异常的大电流时，驱动器将发出报警并进行保护）、超速报警（当检测出的主轴转速超过额定值的115%的时候，驱动器将发出报警并进行保护）、速度偏差过大报警（当主轴的速度由于某种原因，偏离了指令速度且达到一定的误差后，将产生报警同时进行保护）、速度检测回路断线或短路报警（当测速发电机出现信号断线或短路时，驱动器将产生报警同时进行保护）、励磁监控（如果主轴励磁电流过低或者没有励磁电流，驱动器会立即报警进行保护，避免了飞车）、短路保护（当主回路发生短路的时候，驱动器可以通过对应的快速熔断器进行短路保护）、相序报警（当三相输入电源相序不正确或者缺相时，驱动器会发出报警），下面我们根据实例来分析一下如何根据这些保护功能诊断故障。

实例：在某厂家配套某个系统的数控机床，它的主轴驱动使用的是某变频器，在使用的过程中，工作人员发现变频器出现了过压报警。在根据这一报警进行故障分析，首先观察主轴启动与制动的情况，然后可以初步判定变频器的加速、减速时间设定不当导致了故障的产生，因为如果减速、加速时间设定的不合理，在主轴启动、制动频繁进行或者时间设定太短的时候，变频器的加速、减速就没办法在规定的时间内完成，这时就会产生过电压报警。我们把变频器减速、加速的时间调整一下就可以解决问题了。

3 总结

通过这些新的技术在数控机床上的应用可以更快的帮助我们找到故障的原因，让我们可以及时的发现故障并解决。同时也能有效的减少数控机床的损坏，提高了工作效率，保障了企业的正常生产。

参考文献

[1]侯毅.数控机床主轴故障诊断与维修[J].商场现代化，2012，20.

[2]张秀玲.数控机床维修技师手册[M].北京：机械工业出版社，2006.

数控机床故障诊断篇10

关键词：数控机床；PLC；故障诊断；故障维修

1、数控机床故障调查与分析

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，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。

（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，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。

2、电气故障的常用诊断方法

（1）直观检查法这是故障分析之初必用的方法，就是利用感官的检查。①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，并且在整个分析判断过程中可能要多次询问。②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煅，元器件烧焦、开裂、电线电缆脱落等等。③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（如伺服与电机接触器接线）的联接状况等来发现可能出现故障的原因。④通电。这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。

（2）仪器检查法使用常规电工仪表，对各组交、直流电源电压，对相关直流及脉冲信号等进行测量，从中找寻可能的故障。例如用万用表检查各电源情况，及对某些电路板上设置的相关信号状态测量点的测量，用示波器观察相关的脉动信号的幅值、相位甚至有无，用PLC编程器查找PLC程序中的故障部位及原因等。

（3）信号与报警指示分析法。

①硬件报警指示。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，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。

②软件报警指示。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。

（4）接口状态检查法。现代数控系统多将PLC集成于其中，而CNC与PLC之间则以—系列接口信号形式相互通讯联接。有些故障是与接口信号错误或丢失相关的，这些接口信号有的可以在相应的接口板和输入/输出板上有指示灯显示，有的可以通过简单操作在cRT屏幕上显示，而所有的接口信号都可以用PLC编程器调出。这种检查方法要求维修人员既要熟悉本机床的接口信号，又要熟悉PLC编程器的应用。

（5）参数调整法。数控系统、PLC及伺服驱动系统都设置许多可修改的参数以适应不同机床、不同工作状态的要求。这些参数不仅能使各电气系统与具体机床相匹配，而且更是使机床各项功能达到最佳化所必需的。因此，任何参数的变化（尤其是模拟量参数）甚至丢失都是不允许的；而随机床的长期运行所引起的机械或电气性能的变化会打破最初的匹配状态和最佳化状态。此类故障多指故障分类一节中后一类故障，需要重新调整相关的一个或多个参数方可排除。

3、电气维修与故障的排除

如前所述，电气故障的分析过程也就是故障的排除过程，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。

（2）数控系统位置环故障。

①位置环报警。可能是位置测量回路开路；测量元件损坏；位置控制建立的接口信号不存在等。②坐标轴在没有指令的情况下产生运动。可能是漂移过大；位置环或速度环接成正反馈；反馈接线开路；测量元件损坏。

（3）机床坐标找不到零点。可能是零方向在远离零点；编码器损坏或接线开路；光栅零点标记移位；回零减速开关失灵。