數(shù)控機床，是一種技術含量很高的機、電、儀一體化的復雜的自動化機床，機床在運行過程中，零部件不可避免地會發(fā)生不同程度、不同類型的故障，因此，熟悉機械故障的特征，掌握數(shù)控機床機械故障診斷的常用方法和手段，對確定故障的原因和排除有著重大的作用。

　　一、數(shù)控機床故障診斷原則與基本要求

　　所謂數(shù)控機床系統(tǒng)發(fā)生故障(或稱失效)是指數(shù)控機床系統(tǒng)喪失了規(guī)定的功能。故障可按表現(xiàn)形式、性質、起因等分為多種類型。但不論哪種故障類型，在進行診斷時，都可遵循一些原則和診斷技巧。

　　1.1排障原則。

　　主要包括以下幾個方面：1）充分調查故障現(xiàn)象，首先對操作者的調查，詳細詢問出現(xiàn)故障的全過程，有些什么現(xiàn)象產生，采取過什么措施等。然后要對現(xiàn)場做細致的勘測；2）查找故障的起因時，思路要開闊，無論是集成電器，還是和機械、液壓，只要有可能引起該故障的原因，都要盡可能全面地列出來。然后進行綜合判斷和優(yōu)化選擇，確定zui有可能產生故障的原因；3）先機械后電氣，先靜態(tài)后動態(tài)原則。在故障檢修之前，首先應注意排除機械性的故障。再在運行狀態(tài)下，進行動態(tài)的觀察、檢驗和測試，查找故障。而對通電后會發(fā)生破壞性故障的，必須先排除危險后，方可通電。

　　1.2故障診斷要求。

　　除了豐富的專業(yè)知識外，進行數(shù)控故障診斷作業(yè)的人員需要具有一定的動手能力和實踐操作經驗，要求工作人員結合實際經驗，善于分析思考，通過對故障機床的實際操作分析故障原因，做到以不變應萬變，達到舉一反三的效果。完備的維修工具及診斷儀表*，常用工具如螺絲刀、鉗子、扳手、電烙鐵等，常用檢測儀表如萬用表、示波器、信號發(fā)生器等。除此以外，工作人員還需要準備好必要的技術資料，如數(shù)控機床電器原理圖紙、結構布局圖紙、數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)說明書、維修說明書、安裝、操作、使用說明書等。

　　二、故障處理的思路

　　不同數(shù)控系統(tǒng)設計思想千差萬異，但無論那種系統(tǒng)，它們的基本原理和構成都是十分相似的。因此在機床出現(xiàn)故障時，要求維修人員必須有清晰的故障處理的思路：調查故障現(xiàn)場，確認故障現(xiàn)象、故障性質，應充分掌握故障信息，做到“多動腦，慎動手”避免故障的擴大化。根據(jù)所掌握故障信息明確故障的復雜程度，并列出故障部位的全部疑點。準備必要的技術資料，比如機床說明書，電氣控制原理圖等，以此為基礎分析故障原因，制定排除故障的方案，要求思路開闊，不應將故障局限于機床的某一部分。在確定故障排除方案后，利用示萬用表、示波器等測量工具，用試驗的方法驗證并檢測故障，逐級定位故障部位，確認出故障屬于電氣故障還是機械故障，是系統(tǒng)性的還是隨機性的，是自身故障還是外部故障等等。故障的排除。通常找到故障原因后問題會馬上迎刃而解。

　　三、故障處理方法

　　數(shù)控機床的數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機床的核心所在，它的可靠運行，直接關系到整個設備運行的正常與否。下面總結提煉出一些判斷與排除數(shù)控機床故障的方法。

　　3.1充分利用數(shù)控系統(tǒng)硬件、軟件報警功能。

　　在現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)中均設置有眾多的硬件報警指示裝置，設置硬件報警指示裝置有利于提高數(shù)控系統(tǒng)的可維護性。數(shù)控機床的CNC系統(tǒng)都具有自診斷功能。在數(shù)控系統(tǒng)工作期間，能夠適時使用自診斷程序對系統(tǒng)進行快速診斷。一旦檢測到故障，就會立即將故障以報警的方式顯示在CRT上或點亮面板上報警指示燈。而且這種自診斷功能還能夠將故障分類報警。

　　3.2數(shù)控機床簡單故障報警處理的方法。

　　通常，數(shù)控機床具有較強的自警功能，能夠隨時監(jiān)控系統(tǒng)硬件和軟件的工作狀態(tài)，數(shù)控機床的大部分故障能夠出現(xiàn)報警提示，可以根據(jù)故障提示，確定機床的故障，及時處理、排除故障，提高機床完好率和使用效率。

　　3.3直接觀察法。

　　直接觀察法就是利用人的感覺器官注意發(fā)生故障時(或故障發(fā)生后)的各種外部現(xiàn)象并判斷故障的可能部位的方法。這是處理數(shù)控系統(tǒng)故障首要的切入點，往往也是zui直接、zui行之有效的方法，對于一般情況下“簡單”故障通過這種直接觀察，就能解決問題。

　　3.4利用狀態(tài)顯示診斷功能判斷故障的方法。

　　現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)不但能夠將故障診斷信息顯示出來，而且還能夠以診斷地址和診斷數(shù)據(jù)的形式，提供診斷的各種狀態(tài)。

　　3.5發(fā)生故障及時核對數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)判斷故障的方法。

　　數(shù)控機床的數(shù)控系統(tǒng)的參數(shù)變化，會直接影響到數(shù)控機床的性能，使數(shù)控機床發(fā)生故障，甚至整機不能正常工作。因此，在對故障的分析診斷過程中，盡管采取了一些措施，仍然不能解決問題、排除故障，或者對故障出處不夠明朗的話，應該改變思路，從人們所說的“軟”故障著手。檢查核對數(shù)控系統(tǒng)的參數(shù)，是否是因為數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)變化所導致的故障，往往是一絲異常，便是癥結所在。

　　四、故障舉例

　　4.1數(shù)控機床排屑器故障分析及其改進。

　　經現(xiàn)場工作人拆下電機并對其進行試運行，結果顯示運轉正常，因此可排除電機故障原因，同時可觀察到電動機傳動軸上的鍵并未在鍵槽上，因此可初步診斷故障的直接原因為電機軸與排屑螺旋桿脫離，進一步分析，由于傳動鍵受到負載瞬時不斷變化的力，若此時把傳動鍵進行分割，這時就可以把分割的每一部分看成一個橫梁，因此可對其進行振動分析。

　　經過受力情況的分析，傳動鍵具備了微動磨損產生的條件因此傳動鍵磨損屬于微動磨損，而且搜尋發(fā)現(xiàn)鍵已脫落到螺旋桿管孔內，可以得出鍵完好只有些微小磨損，因此可排除鍵壓潰以及鍵磨損原因，zui后可斷定此次故障的直接原因為鍵脫落，造成螺旋排屑桿與電機軸脫離失去傳動力。將鍵裝上并將電機重新裝配后，故障排除工作正常。

　　4.2數(shù)控機床的振動爬行處理。

　　數(shù)控系統(tǒng)的振蕩現(xiàn)象已成為數(shù)控全閉環(huán)系統(tǒng)的共同性問題。系統(tǒng)振蕩時會造成機床產生爬行與振動故障，機床的振蕩故障通常發(fā)生在機械部分和進給伺服系統(tǒng)。產生振蕩的原因有很多，陳了機械方面存在不可消除的傳動間隙、彈性變形、摩擦阻力等諸多因素外，伺服系統(tǒng)的有關參數(shù)的影響也是重要的一方面。有時數(shù)控系統(tǒng)會因擴械上某些振蕩原因產生反饋信號中含有高頻諧波，這使輸出轉矩里不桓定，從而產生振動。對于這種高頻振蕩情況，可在速度環(huán)上加入一階低通濾波環(huán)節(jié)，即為轉矩濾波器。

　　速度指令與速度反饋信號經速度控制器轉化為轉矩信號，轉矩信號通過一階濾波環(huán)節(jié)將高頻成分截止，從而得到有效的轉矩控制信號。通過調節(jié)參數(shù)可將機械產生的100Hz以上的頻率截止，從而達到消除高頻振蕩的效果。

　　五、故障排除的確認及善后工作

　　故障排除以后，維修工作還不能算完成，尚需從技術與管理兩方面分析故障產生的深層次原因，采取適當措施避免故障再次發(fā)生。必要時可根據(jù)現(xiàn)場條件使用成熟技術對設備進行改造與改進。故障排除的確認，故障處理完畢。整理好線路，把機床的所有動作均試運轉一遍，正常可交付使用，同時讓操作工繼續(xù)做好運行觀察。一段時間后，詢問一下操作工機床的運行狀況，并再次對故障點進行全面檢查。zui后做維修記錄，詳細記錄維修的整個過程，包括維修時間、更換件型號規(guī)格及故障原因分析等。從排除故障過程中發(fā)現(xiàn)自己欠缺的知識，制定學習計劃，zui終充實自己。