常见故障及处理方法：0.5.1数控机床

1.数控机床常见故障

数控机床是一种技术含量高且较复杂的机电一体化设备，其故障发生的原因一般都比较复杂，这给数控机床的故障诊断与排除带来不少困难。为了便于故障分析和处理，可将数控机床的故障大体上分为以下几类。

（1）主机故障和电器故障

一般来说，机械故障比较直观，易于排除，电器故障相对而言比较复杂。电器方面的故障按部位基本可分为机床本体上的电器故障、伺服放大及位置检测部分故障、计算机部分故障和交流主轴控制系统故障。至于编程而引起的故障大多是由于考虑不周或输入时失误造成的，只需按系统提示修改即可。

1）主机故障。主机部分主要包括机械、润滑、冷却、排屑、液压、气动与防护等装置。常见的主机故障是因机械安装、调试及操作使用不当等原因而引起的机械传动故障与因导轨运动摩擦过大而引起的故障。故障表现为传动噪声大、加工精度差以及运行阻力大。

2）电器故障。

① 机床本体上的电器故障。此种电器故障首先可利用机床自诊断功能的报警号，查阅梯形图或检查I/O接口信号状态，根据机床维修说明书所提供的图样、资料、流程图和调整方法并结合工作人员的经验检查故障。

② 伺服放大及检测部分故障。此种电器故障可利用计算机自诊断功能的报警号，计算机及伺服放大驱动板上的各信息状态指示灯、故障报警指示灯，参阅维修说明书上介绍的关键测试点的波形、电压值，计算机、伺服放大板有关参数设定，短路销的设置及其相关电位器的调整，功能兼容板或备板的替换等方法来做出诊断和故障排除。

③ 计算机部分故障。此种电器故障主要利用计算机自诊断功能的报警号，计算机主板上的信息状态指示灯，各关键测试点的波形、电压值，各有关电位器的调整，各短路销的设置，有关机床参数值的设定，专用诊断组件，并参考计算机控制系统维修手册、电器图等加以诊断及排除。

④ 交流主轴控制系统故障。交流主轴控制系统发生故障时，应首先了解操作者是否有过不符合操作规程的意外操作，电源电压是否出现过瞬间异常，进行外观检查是否有短路器跳闸、熔丝断开等直观易查的故障。如果没有，再根据具体情况确认是属于有报警显示类故障，还是无报警显示类故障。

（2）系统故障和随机故障

1）系统故障。此故障是指只要满足某一特定的条件，机床或数控系统就必然出现的故障。比如网络电压过高或过低，系统就会产生电压过高报警或电压过低报警。切削用量安排得不合适，就会产生过载报警等。

2）随机故障。此类故障是指在同样条件下，只偶尔出现一次或两次的故障。这类故障的诊断和排除都是很困难的。一般情况下，这类故障往往与机械结构的局部松动、错位有关，也可能与数控系统中部分组件工作特性的漂移、机床电器组件可靠性下降有关。

在一台数控机床上，由于数控系统有丰富的内存功能、自诊断功能、PLC装置，所以大部分数控机床自诊断故障功能都通过数控系统CRT装置显示。一台数控机床上数控系统显示诊断的故障包括以下几项内容：

① 数控系统主控板硬、软件故障。

② 数控系统内装PLC的硬、软件故障。

③ 伺服系统的伺服单元和伺服极点故障。

④ PLC控制的各类机床电器故障。

⑤ PLC控制的各类机械故障（如刀库机械手故障、主轴箱内挂挡故障等）。

⑥ PLC控制的各类辅助装置故障（如排屑器卡住、APC装置卡死等）。

⑦ 数控机床对外界干扰的失控故障（如电网电压的过大波动、室温过高等引起一系列报警）。(www.xing528.com)

数控机床出现上述任何一种故障报警后，可先分析报警内容，再判断故障源。

近年来，一些功能较完善的数控系统，尤其是自诊断功能较丰富的系统，可以提供很好的判断故障的功能。此外有些机床制造厂编制的PLC梯形图，也有较丰富的自诊断功能和报警显示，有些甚至能很精确显示报警的部位。这些都是为快速排除故障提供了良好条件。一般数控机床维修人员都分为机械维修和电器维修两部分。电器维修人员重点解决上述①、②、③项故障，电器和机械维修人员一起解决④、⑤、⑥、⑦项故障。

机床上许多机械、液压、气动元件故障最终都以电器动作不到位产生报警辨识故障源时要仔细检查。例如，某一个行程开关没有动作，产生报警信号，检查原因时就必须分清楚，是行程开关发生故障，还是驱动行程开关的动力源（电动、气动、液压）发生了故障。如果是机械卡死、开关动作到位，则应检查该开关有没有发出信号。又如机床本来正常工作，突然出现主轴停止时产生漂移，停电后再送电，漂移现象仍不能消除，调整零漂电位器后现象消失，这显然是工作点漂移造成的。因此，排除此类故障应经过反复试验，综合判断。而且有些数控机床采用电磁离合器变挡，离合器剩磁也会产生类似的现象。

（3）显示故障和无显示故障

以故障产生时有无自诊断显示来区分这两类故障。

1）有报警显示故障。现代的数控系统最多能显示百余种的报警信号。其中大部分是CNC系统自身的故障报警，也有数控机床制造厂利用操作者，将机床的故障也显示在显示器上。有很多情况是虽然有报警显示，但是并不是真正的报警原因。比如，有一个研究所购置一台配有FANUC0-M系统的铣床出现了这样的故障：机床送电后只能向负方向点动，向正方向点动一个极小的距离就产生超程报警。停电后再送电，产生的情况与上述结果一样。经诊断实际情况是由于一次突然停电，CNC系统受到干扰造成其送电后即进入参考点完成状态，再向正方向点动自然就产生超程报警。

2）无报警显示故障。是指无任何报警显示，但机床却是在不正常状态。往往是机床停在某一位置上不能正常工作，甚至连手动操作都失灵。维修人员只能根据故障产生前后的现象来分析判断，排除这类故障是比较困难的。

（4）破坏性故障和非破坏性故障

以故障产生时有无破坏性来区分这两类故障。

1）破坏性故障。此类故障产生会对机床和操作者造成侵害，导致机床损坏或人身伤害，如飞车、超程运动、部件碰撞等。这些破坏性故障往往是人为造成的。破坏性故障产生之后，维修人员在进行故障诊断时，绝不允许重现故障。

2）非破坏性故障。大多数的故障属于此类故障，这种故障往往通过“清零”即可消除。

2.故障诊断及常规处理方法

因数控系统型号颇多，所产生的故障原因往往比较复杂，各不相同。一旦故障发生，通常首先保护现场，记录以下故障信息。

① 故障发生时报警号和报警提示是什么？那些指示灯和发光管指示了什么报警？

② 如无报警，系统处于何种状态？系统的工作方式诊断结果如何？

③ 故障发生在哪个程序段？执行何种命令？故障发生前进行了何种操作？

④ 故障发生在何种速度下？轴处于什么位置？与指定值的位置差有多大？

⑤ 以前是否发生过类似故障？现场有无异常现象？故障是否重复发生？

在检测故障过程中，应充分利用自控系统的自检测功能，如系统的开机诊断、运行诊断、PLC的监控功能。根据需要随时检测有关部分的工作状态和接口信息，同时还应灵活应用数控系统故障检查的一些行之有效的方法。

数控机床的维修是专业性强，复杂的工作，需要由专业维修人员完成，机床操作人员只需会处理简单的系统提示故障，当故障出现时，能保护现场，记录现场情况。