數(shù)控機(jī)床是一種集自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)、微電子、伺服驅(qū)動(dòng)、精密機(jī)械等技術(shù)于一身的高技術(shù)產(chǎn)物。一旦系統(tǒng)的某些部分出現(xiàn)故障，就勢(shì)必使機(jī)床停機(jī)，影響生產(chǎn)。所以，如何正確維護(hù)設(shè)備和出現(xiàn)故障時(shí)迅速診斷，確定故障部位，及時(shí)排除解決，保證正常使用，是保障生產(chǎn)正常進(jìn)行的必不可少的工作。1?數(shù)控機(jī)床故障診斷原則1.1?先外部后內(nèi)部數(shù)控機(jī)床是集機(jī)械、液壓、電氣為一體的機(jī)床，故其故障的發(fā)生也會(huì)由這三者綜合反映出來。維修人員應(yīng)先由外向內(nèi)逐一進(jìn)行排查，盡量避免隨意地啟封、拆卸，否則會(huì)擴(kuò)大故障，使機(jī)床大傷元?dú)?，喪失精度，降低性能?.2?先靜后動(dòng)先在機(jī)床斷電的靜止?fàn)顟B(tài)，通過了解、觀察測(cè)試、分析確認(rèn)為非破壞性故障后，方可給機(jī)床通電。在運(yùn)行工況下，進(jìn)行動(dòng)態(tài)的觀察、檢驗(yàn)和測(cè)試，查找故障。而對(duì)破壞性故障，必須先排除危險(xiǎn)后，方可通電。1.3?先簡(jiǎn)單后復(fù)雜當(dāng)出現(xiàn)多種故障互相交織掩蓋，一時(shí)無從下手時(shí)，應(yīng)先解決容易的問題，后解決難度較大的問題。往往簡(jiǎn)單問題解決后，難度大的問題也可能變得容易。1.4?先機(jī)械后電氣一般來說，機(jī)械故障較易發(fā)覺，而數(shù)控系統(tǒng)故障的診斷則難度較大些。在故障檢修之前，首先注意排除機(jī)械性的故障，往往可達(dá)到事半功倍的效果。2?數(shù)控機(jī)床常見故障分析根據(jù)數(shù)控機(jī)床的構(gòu)成，工作原理和特點(diǎn)，將常見的故障部位及故障現(xiàn)象分析如下。2.1?數(shù)控系統(tǒng)故障2.1.1?位置環(huán)　這是數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出控制指令，并與位置檢測(cè)系統(tǒng)的反饋值相比較，進(jìn)一步完成控制任務(wù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。它具有很高的工作頻度，并與外部設(shè)備相聯(lián)接，容易發(fā)生故障。常見的故障有：①位控環(huán)報(bào)警：可能是測(cè)量回路開路；測(cè)量系統(tǒng)損壞，位控單元內(nèi)部損壞。②不發(fā)指令就運(yùn)動(dòng)，可能是漂移過高，正反饋，位控單元故障；測(cè)量元件損壞。③測(cè)量元件故障，一般表現(xiàn)為無反饋值；機(jī)床回不了基準(zhǔn)點(diǎn)；高速時(shí)漏脈沖產(chǎn)生報(bào)警的可能原因是光柵或讀頭臟了；光柵壞了。2.1.2?電源部分　電源是維持系統(tǒng)正常工作的能源支持部分，它失效或故障的直接結(jié)果是造成系統(tǒng)的停機(jī)或毀壞整個(gè)系統(tǒng)。由于中國(guó)電源波動(dòng)較大，還隱藏有如高頻脈沖這一類的干擾，加上人為的因素（如突然拉閘斷電等）。這些原因可造成電源故障監(jiān)控或損壞。另外，數(shù)控系統(tǒng)部分運(yùn)行數(shù)據(jù)，設(shè)定數(shù)據(jù)以及加工程序等一般存貯在ram存貯器內(nèi)，系統(tǒng)斷電后，靠電源的后備蓄電池或鋰電池來保持。因而，停機(jī)時(shí)間比較長(zhǎng)，拔插電源或存貯器都可能造成數(shù)據(jù)丟失，使系統(tǒng)不能運(yùn)行。2.1.3?可編程序控制器邏輯接口　數(shù)控系統(tǒng)的邏輯控制，如刀庫管理，液壓?jiǎn)?dòng)等，主要由plc來實(shí)現(xiàn)，要完成這些控制就必須采集各控制點(diǎn)的狀態(tài)信息，如斷電器，伺服閥，指示燈等。因而它與外界種類繁多的各種信號(hào)源和執(zhí)行元件相連接，變化頻繁，所以發(fā)生故障的可能性就比較多，而且故障類型亦千變?nèi)f化。2.1.4?其他　由于環(huán)境條件，如干擾，溫度，濕度超過允許范圍，操作不當(dāng)，參數(shù)設(shè)定不當(dāng)，亦可能造成停機(jī)或故障。2.2?進(jìn)給伺服系統(tǒng)故障進(jìn)給伺服系統(tǒng)的故障報(bào)警現(xiàn)象有三種：一是利用軟件診斷程序在crt上顯示報(bào)警信息；二是利用伺服系統(tǒng)上的硬件（如發(fā)光二極管、保險(xiǎn)絲熔斷等）顯示報(bào)警；三是沒有任何報(bào)警指示。2.2.1?軟件報(bào)警形式現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)都具有對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視、報(bào)警的能力。在crt上顯示進(jìn)給驅(qū)動(dòng)的報(bào)警信號(hào)大致可分為三類：①伺服進(jìn)給系統(tǒng)出錯(cuò)報(bào)警 這類報(bào)警的起因，大多是速度控制單元方面的故障引起的，或是主控制印刷線路板內(nèi)與位置控制或伺服信號(hào)有關(guān)部分的故障。②檢測(cè)出錯(cuò)報(bào)警 指檢測(cè)元件（測(cè)速發(fā)電機(jī)、旋轉(zhuǎn)變壓器或脈沖編碼器）或檢測(cè)信號(hào)方面引起的故障。③過熱報(bào)警。2.2.2?硬件報(bào)警形式硬件報(bào)警包括速度單元上的報(bào)警指示燈和保險(xiǎn)絲熔斷以及各種保護(hù)用的開關(guān)跳開等報(bào)警。報(bào)警指示燈的含義隨速度控制單元設(shè)計(jì)上的差異也有所不同。一般有下述幾種。①電流報(bào)警 此時(shí)多為速度控制單元上的功率驅(qū)動(dòng)模塊損壞。檢查方法是在切斷電源的情況下，用萬用表測(cè)量模塊集電極和發(fā)射極之間的阻值，與正常值相比較，以確認(rèn)該模塊是否損壞。②高電壓報(bào)警 原因是由于輸入的交流電源電壓超過了額定值的10%，或是電動(dòng)機(jī)絕緣能力下降，或是速度控制單元的印刷線路板接觸不良。③電壓過低報(bào)警 由于輸入電壓低于額定值的85%或是電源連接不良引起的。④速度反饋斷線報(bào)警 多是由伺服電動(dòng)機(jī)的速度或位置反饋線不良或連接器接觸不良引起的。⑤保護(hù)開關(guān)動(dòng)作 此時(shí)應(yīng)首先分清是何種保護(hù)開關(guān)動(dòng)作，然后再采取相應(yīng)的措施解決。如伺服單元上熱繼電器動(dòng)作，應(yīng)先檢查熱繼電器的設(shè)定是否有誤，然后再檢查機(jī)床工作時(shí)的切削條件是否太苛刻或機(jī)床摩擦力矩是否太大。⑥過載報(bào)警 造成過載報(bào)警的原因有機(jī)械負(fù)載不正常，或是速度控制單元上電動(dòng)機(jī)電流的上限值設(shè)定的太低。2.2.3?無報(bào)警顯示的故障這類故障多以機(jī)床處于不正常運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的形式出現(xiàn)，故障的根源在進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。①機(jī)床失控 由于伺服電動(dòng)機(jī)內(nèi)檢測(cè)元件的反饋信號(hào)接反或元件故障本身造成的。②機(jī)床振動(dòng) 此時(shí)應(yīng)首先確認(rèn)振動(dòng)周期與進(jìn)給速度是否成比例變化，如果成比例變化，則故障的原因是機(jī)床、電動(dòng)機(jī)、檢測(cè)器不良，或是系統(tǒng)插補(bǔ)精度差，檢測(cè)增益太高；如果不成比例，且大致固定時(shí)，則大都是因?yàn)榕c位置控制有關(guān)的系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定錯(cuò)誤，速度控制單元上短路棒設(shè)定錯(cuò)誤或增益電位器調(diào)整不好，以及速度控制單元的印刷線路不好。③機(jī)床過沖 數(shù)控系統(tǒng)的參數(shù)（快速移動(dòng)時(shí)間常數(shù)）設(shè)定的太小或速度控制單元上的速度環(huán)增益設(shè)定太低都會(huì)引起機(jī)床過沖。另外，如果電動(dòng)機(jī)和進(jìn)給絲杠間的剛性太差，如間隙太大或傳動(dòng)帶的張力調(diào)整不好也會(huì)造成此故障。④機(jī)床在快速移動(dòng)時(shí)振動(dòng)或沖擊 原因是伺服電動(dòng)機(jī)內(nèi)的測(cè)速發(fā)電機(jī)電刷接觸不良。2.3?機(jī)械故障所謂機(jī)械故障，就是指機(jī)械系統(tǒng)（零件、組件、部件、整臺(tái)設(shè)備和設(shè)備組合）因偏離其設(shè)計(jì)狀態(tài)而喪失部分或全部功能的現(xiàn)象。如機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)、軸承噪聲過大、機(jī)械手夾持刀柄不穩(wěn)定等現(xiàn)象都是機(jī)械故障的表現(xiàn)形式。數(shù)控機(jī)床的機(jī)械故障主要包括機(jī)械結(jié)構(gòu)、潤(rùn)滑、冷卻、排屑、液壓、氣動(dòng)和防護(hù)等裝置。常見的主機(jī)故障有：因機(jī)械安裝、調(diào)試和操作使用不當(dāng)?shù)仍蛞鸬臋C(jī)械傳動(dòng)故障與導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)摩擦過大故障。故障表現(xiàn)為傳動(dòng)噪聲大、加工精度差、運(yùn)行阻力大。3?數(shù)控系統(tǒng)常見故障維修實(shí)例3.1 fanuc 0—m數(shù)控銑床，主軸或其它軸運(yùn)動(dòng)時(shí)出現(xiàn)擺動(dòng)現(xiàn)象現(xiàn)象：在手輪狀態(tài)下移動(dòng)主軸，移動(dòng)一段距離（約20mm），主軸出現(xiàn)顫動(dòng)。原因：數(shù)控系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置與實(shí)際的伺服裝置不相匹配。解決方法：查閱參數(shù)設(shè)置說明書與伺服裝置說明書，將其相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置進(jìn)行修改使之匹配。此類故障往往是由于數(shù)控系統(tǒng)的參數(shù)受到干擾引起參數(shù)變化而導(dǎo)致的故障。3.2 fanuc 0—m數(shù)控銑床，主軸拉刀時(shí)出現(xiàn)報(bào)警故障現(xiàn)象：手動(dòng)狀態(tài)下，主軸拉刀時(shí)，有時(shí)出現(xiàn)報(bào)警。產(chǎn)生問題的原因及解決方法：報(bào)警信息為壓縮空氣壓力不足，經(jīng)檢查空壓機(jī)工作正常，氣壓壓力表指示氣壓符合要求，氣壓管路無破損漏氣現(xiàn)象。而故障為時(shí)有時(shí)無，經(jīng)分析引起故障的原因可能是壓力開關(guān)設(shè)定不良、壓力開關(guān)故障、壓力開關(guān)接觸不良。經(jīng)檢查壓力開關(guān)及壓力開關(guān)設(shè)定均正常。于是，打開主軸箱護(hù)蓋，觀察主軸拉刀動(dòng)作，發(fā)現(xiàn)主軸在拉刀時(shí)，一個(gè)檢查主軸拉刀是否到位的行程開關(guān)松動(dòng)，致使主軸拉刀到位信號(hào)不能送到數(shù)控系統(tǒng)，將該行程開關(guān)調(diào)整好位置擰緊，問題得以解決。3.3 fanuc 0—m數(shù)控銑床，加工過程中，出現(xiàn)z軸過載報(bào)警故障現(xiàn)象：機(jī)床在加工的過程中，機(jī)床的z軸出現(xiàn)過載，剛開始出現(xiàn)故障的時(shí)候，頻率不頻繁，關(guān)機(jī)后重新開機(jī)，該故障可以自動(dòng)消失，隨加工時(shí)間的增長(zhǎng)，出現(xiàn)該故障的頻率越來越高，且關(guān)機(jī)后重新開機(jī)，系統(tǒng)在進(jìn)行自檢的時(shí)候就出現(xiàn)報(bào)警，以至于自檢通不過，機(jī)床開不了機(jī)。故障原因：產(chǎn)生過載的原因一是伺服電機(jī)發(fā)熱，熱保護(hù)開關(guān)（雙金屬片構(gòu)成）動(dòng)作，二是伺服系統(tǒng)瞬時(shí)電流過大，引起過電流保護(hù)。解決方法：通過故障的現(xiàn)象，由于開機(jī)時(shí)就產(chǎn)生報(bào)警，懷疑是伺服電機(jī)內(nèi)部的熱保護(hù)開關(guān)損壞，雙金屬片不能閉合（正常情況下，該金屬片是閉合的），打開產(chǎn)生故障的伺服電機(jī)的保護(hù)蓋，找出熱保護(hù)開關(guān)的兩個(gè)接線點(diǎn)，測(cè)量這兩個(gè)接線點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)是閉合的，說明熱保護(hù)開關(guān)是正常的。斷開過流保護(hù)，重新開機(jī)，該故障現(xiàn)象仍然存在。最后懷疑，有可能是熱保護(hù)開關(guān)到cnc系統(tǒng)的線路接觸不良造成的，但仔細(xì)測(cè)量z軸電機(jī)到系統(tǒng)板之間的電纜連線，發(fā)現(xiàn)電纜也沒有問題。懷疑是編碼器出現(xiàn)故障，采用交換法，將z軸的編碼信號(hào)與x軸或y軸對(duì)調(diào)，結(jié)果該故障又出現(xiàn)在被調(diào)換的軸上，從而確認(rèn)是z軸編碼器出現(xiàn)故障，更換z軸編碼器，問題得到解決。3.4?華中i型數(shù)控車床故障現(xiàn)象：零件加工尺寸不穩(wěn)定或不準(zhǔn)確。分析故障原因：①滾珠絲杠軸承或鋼球有損壞。②電機(jī)與絲杠連接同步齒形帶磨損后，使傳動(dòng)鏈松動(dòng)。③反向間隙變化或設(shè)置不適當(dāng)。④滾珠絲杠的預(yù)緊力不適當(dāng)。故障排除方法：直觀看齒形帶傳動(dòng)狀況穩(wěn)定，于是重新測(cè)量反向間隙，經(jīng)測(cè)量反向間隙與設(shè)置補(bǔ)償量差距過大，重新進(jìn)行設(shè)置補(bǔ)償，故障排除。3.5?華中i型數(shù)控車床故障現(xiàn)象：數(shù)控車床回轉(zhuǎn)刀架故障。①nc系統(tǒng)有輸出換刀信號(hào)，但刀架不轉(zhuǎn)動(dòng)。分析故障原因：機(jī)械卡死或刀架電機(jī)無信號(hào)輸入。故障排除方法：機(jī)械卡死應(yīng)拆開重新清洗修配后，加以潤(rùn)滑處理后裝好。無信號(hào)輸入則測(cè)試電路斷路源，檢查繼電器是否損壞或連接電纜斷路。②刀架連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)到位不停。分析故障原因：霍爾元件開路或短路，控制電路中刀架反轉(zhuǎn)繼電器無法接通。故障排除方法：打開刀架，檢查霍爾元件是否損壞，損壞則予以更換。測(cè)試反轉(zhuǎn)繼電器損壞，予以更換。③刀架越位過沖或轉(zhuǎn)不到位。分析故障原因：霍爾元件位置不當(dāng)。故障排除方法：調(diào)整霍爾元件與磁鋼的相對(duì)位置，一般霍爾元件位置超前磁鋼約1/3。因此，數(shù)控機(jī)床故障的產(chǎn)生是多種多樣的。維修時(shí)需要根據(jù)現(xiàn)象分析、排除，最后達(dá)到維修的目的。切勿盲目的亂動(dòng)，否則可能會(huì)導(dǎo)致故障更加的嚴(yán)重。在面對(duì)數(shù)控機(jī)床故障和維修問題時(shí)，要防患于未燃，不能在數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)問題后才去解決問題。