数控机床故障诊断与维修手册

（1）数控机床故障诊断方法

1）直观法

直观法是一种最基本、最简单的方法，就是利用人的感官注意发生故障时的现象，并判断故障可能发生的部位。

2）利用CNC系统自诊断功能

①开机自诊断——系统内部自诊断程序；

②数控系统的硬件报警功能；

③状态显示诊断功能，状态显示是指数控系统和机床之间所传递的信号的状态显示。

④参数检查法。数控系统的机床参数是保证机床正常运行的前提条件，直接影响着数控机床的性能。参数通常存放在系统存储器中，一旦电池不足或受到外界的干扰，可能导致部分参数的丢失或变化，导致机床无法正常工作。通过核对、调整参数，可以迅速排除故障；特别是机床长期不用的情况，经常发生参数丢失的现象。因此，检查和恢复机床参数，是维修中行之有效的方法之一。

⑤功能测试法。所谓功能测试法是通过功能测试程序，检查机床的实际动作，判别故障的一种方法。

⑥交换法（备件替换法）。所谓交换法，是指在故障范围大致确认，并在确认外部条件完全正确的情况下，利用同样的印制电路板、模块、集成电路芯片或元器件替换有疑点的部分的方法。备件替换法是一种简单、易行、可靠的方法，也是维修过程中最常用的故障判别方法之一。

⑦测量比较法。由于数控系统的印制电路板制造时，为了调整、维修的便利，通常都设置有检测用的测量端子。因此使用测量比较法时维修人员应了解或实际测量正确的印制电路板关键部位、易出故障部位的正常电压值、正确的波形，才能进行比较分析，而且这些数据应随时做好记录，并作为资料积累。

⑧原理分析法。原理分析法是排除故障的最基本方法，当其他检查方法难以奏效时，从机床电路控制原理出发，根据数控系统的组成及工作原理，分析各点的信号和参数，进而对故障进行系统检查。

⑨隔离法。有些故障比如：轴转动、爬行，当一时难以区分是数控部分，还是伺服系统或机械部分造成，可采用隔离法。将机、电分离，数控与伺服分离，或将位置闭环分离作开环处理，这样复杂的问题就化为简单问题，就能较快地找到故障原因。

局部升温法。人为地将元器件温度升高（应注意器件的温度参数）或降低，加速一些温度特性较差的元器件“生病证”或使“病症”消除来寻找故障原因。

对比法。正确的电压、电平信号或波形与异常的相比较来查找故障部位。

电压拉偏法。有些不定期出现的软故障与外界电网电压波动有关，当机床出现此类故障时，可把电源电压人为地调高或调低，模拟恶劣的条件让故障容易暴露。

插拔法。插拔法是通过监视插件板或组件拔出再插入的过程，确定拔出插入的连接界面是否为故障部位。值得注意的是，在插件或组件插件板和组件拔出再插入的过程中，改变状态的部位可能不只是连接接口。因此，不能因为拔出插入后故障消失，就肯定是接口的接触不良，还有内部的焊点虚焊恢复接触状态、内部的短路点回复正常等可能性。

敲击法。数控系统是由各种电路板组成，电路板上、接插件等处有虚焊或接口槽接触不良都会引起故障。用绝缘物轻轻敲打疑点处，判断敲击处是否就是故障部位。

（2）数控系统信号干扰及其预防

干扰是造成数控系统“软”故障，且容易被忽视的一个重要方面。消除系统干扰可以从下述几个方面着手：

①正确连接机床、系统的地线。

数控机床必须采用一点接地法，避免在机床的各部位就近接地，造成多点接地环流。(www.xing528.com)

②防止强电干扰。

数控机床强电柜内的接触器、继电器等电磁部件都是干扰源。

③抑制或减小供电线路上的干扰。

在某些电力不足或频率不稳的场合，如：电压的冲击、欠压，频率和相位漂移，波形的失真、共模噪声及常模噪声等，将影响系统的正常工作，应尽可能减小线路上的此类干扰。

（3）数控系统的故障排除

1）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。

故障原因可能是漂移过大；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。

可能故障原因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。

④动态特性变差，工件加工质量下降，甚至在一定速度下机床发生振动。故障原因可能是机械传动系统间隙过大甚至磨损严重或者导轨润滑不充分甚至磨损造成的；电气控制系统来说则可能是速度环、位置环和相关参数已不在最佳匹配状态，应在机械故障基本排除后重新进行最佳化调整。

2）数控系统故障分析和总结

对数控机床电气故障进行维修和分析排除后的总结与提高工作是提升高级技师的理论水平和维修能力，分析设备的故障率及可维修性，通过后续技术改造和优化的重要手段，总结提高工作的主要内容包括：

①记录从故障的发生、分析判断到排除全过程中出现的各种问题，采取的各种措施，涉及的相关电路图、相关参数和相关软件，错误分析和排故方法也应记录并记录其无效的原因。除填入维修挡案外，内容较多者还要另文详细书写。

②典型的故障排除实践中找出常有普遍意义的内容作为研究课题进行理论性探讨，写出论文，从而达到提高的目的。特别是在有些故障的排除中并未经由认真系统地分析判断而是带有一定的偶然性排除了故障，这种情况下的事后总结研究就更加必要。

③故障排除过程中所需要的各类图样、文字资料，若有不足应事后想办法补齐，而且在随后的工作中不断研读，为后续故障处理打基础。

④从排故过程中发现自己欠缺的知识，制订学习计划，查漏补缺。

⑤找出工具、仪表、备件之不足，条件允许时补齐。