數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用越來越廣泛,，其加工柔性好,，精度高,，生產(chǎn)效率高，具有很多的優(yōu)點(diǎn),。但由于技術(shù)越來越先進(jìn),、復(fù)雜，對(duì)維修人員的素質(zhì)要求很高,，要求他們具有較深的專業(yè)知識(shí)和豐富的維修經(jīng)驗(yàn),，在數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)故障才能及時(shí)排除。下面結(jié)合一些典型的實(shí)例,，對(duì)數(shù)控機(jī)床的故障進(jìn)行系統(tǒng)分析,，以供參考。

一,、NC系統(tǒng)故障

　　1.硬件故障

　　有時(shí)由于NC系統(tǒng)出現(xiàn)硬件的損壞,，使機(jī)床停機(jī)。對(duì)于這類故障的診斷,，首先必須了解該數(shù)控系統(tǒng)的工作原理及各線路板的功能,，然后根據(jù)故障現(xiàn)象進(jìn)行分析，在有條件的情況下利用交換法準(zhǔn)確定位故障點(diǎn),。

　　例一,、一臺(tái)采用德國(guó)西門子SINUMERIK SYSTEM3的數(shù)控機(jī)床，其PLC采用S5─130W／B,，一次發(fā)生故障,，通過NC系統(tǒng)PC功能輸入的R參數(shù)，在加工中不起作用,，不能更改加工程序中R參數(shù)的數(shù)值,。通過對(duì)NC系統(tǒng)工作原理及故障現(xiàn)象的分析，我們認(rèn)為PLC的主板有問題,，與另一臺(tái)機(jī)床的主板對(duì)換后,，進(jìn)一步確定為PLC主板的問題。經(jīng)專業(yè)廠家維修,，故障被排除,。

　　例二、另一臺(tái)機(jī)床也是采用SINUMERIK SYSTEM 3數(shù)控系統(tǒng),，其加工程序程序號(hào)輸入不進(jìn)去,，自動(dòng)加工無法進(jìn)行。經(jīng)確認(rèn)為NC系統(tǒng)存儲(chǔ)器板出現(xiàn)問題,，維修后,，故障消除。

　　例三,、一臺(tái)采用德國(guó)HEIDENHAIN公司TNC 155的數(shù)控銑床,，一次發(fā)生故障,，工作時(shí)系統(tǒng)經(jīng)常死機(jī)，停電時(shí)經(jīng)常丟失機(jī)床參數(shù)和程序,。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)NC系統(tǒng)主板彎曲變形,，經(jīng)校直固定后，系統(tǒng)恢復(fù)正常,，再也沒有出現(xiàn)類似故障,。

　　2.軟故障

　　數(shù)控機(jī)床有些故障是由于NC系統(tǒng)機(jī)床參數(shù)引起的,，有時(shí)因設(shè)置不當(dāng),，有時(shí)因意外使參數(shù)發(fā)生變化或混亂，這類故障只要調(diào)整好參數(shù),，就會(huì)自然消失,。還有些故障由于偶然原因使NC系統(tǒng)處于死循環(huán)狀態(tài)，這類故障有時(shí)必須采取強(qiáng)行啟動(dòng)的方法恢復(fù)系統(tǒng)的使用,。

　　例一,、一臺(tái)采用日本發(fā)那科公司FANUC-OT系統(tǒng)的數(shù)控車床，每次開機(jī)都發(fā)生死機(jī)現(xiàn)象,，任何正常操作都不起作用,。后采取強(qiáng)制復(fù)位的方法，將系統(tǒng)內(nèi)存全部清除后,，系統(tǒng)恢復(fù)正常,，重新輸入機(jī)床參數(shù)后，機(jī)床正常使用,。這個(gè)故障就是由于機(jī)床參數(shù)混亂造成的,。

　　例二、一臺(tái)專用數(shù)控銑床,，NC系統(tǒng)采用西門子的SINUMERIK SYSTEM 3,，在批量加工中NC系統(tǒng)顯示2號(hào)報(bào)警“LIMIT SWITCH”，這種故障是因?yàn)閅軸行程超出軟件設(shè)定的極限值,，檢查程序數(shù)值并無變化,，經(jīng)仔細(xì)觀察故障現(xiàn)象，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí),，CRT上顯示的Y軸坐標(biāo)確定達(dá)到軟件極限,，仔細(xì)研究發(fā)現(xiàn)是補(bǔ)償值輸入變大引起的，適當(dāng)調(diào)整軟件限位設(shè)置后,，故障被排除,。這個(gè)故障就是軟件限位設(shè)置不當(dāng)造成的。

　　例三,、一臺(tái)采用西門子SINUMERIK 810的數(shù)控機(jī)床,，一次出現(xiàn)問題,，每次開機(jī)系統(tǒng)都進(jìn)入AUTOMATIC狀態(tài)，不能進(jìn)行任何操作,，系統(tǒng)出現(xiàn)死機(jī)狀態(tài),。經(jīng)強(qiáng)制啟動(dòng)后，系統(tǒng)恢復(fù)正常工作,。這個(gè)故障就是因操作人員操作失誤或其它原因使NC系統(tǒng)處于死循環(huán)狀態(tài),。

　　3.其他故障

　　因其它原因引起的NC系統(tǒng)故障有時(shí)因供電電源出現(xiàn)問題或緩沖電池失效也會(huì)引起系統(tǒng)故障。

　　例一,、一臺(tái)采用德國(guó)西門子SINUMERIK SYSTEM 3的數(shù)控機(jī)床,，一次出現(xiàn)故障，NC系統(tǒng)加上電后,，CRT不顯示,，檢查發(fā)現(xiàn)NC系統(tǒng)上“COUPLING MODULE”板上左邊的發(fā)光二極管閃亮，指示故障,。對(duì)PLC進(jìn)行熱啟動(dòng)后,，系統(tǒng)正常工作。但過幾天后,，這個(gè)故障又出現(xiàn)了,，經(jīng)對(duì)發(fā)光二極管閃動(dòng)頻率的分析，確定為電池故障,，更換電池后,，故障消除。

　　例二,、一臺(tái)采用西門子SINUMERIK 810的數(shù)控機(jī)床,，有時(shí)在自動(dòng)加工過程中，系統(tǒng)突然掉電,，測(cè)量其24V直流供電電源,，發(fā)現(xiàn)只有22V左右，電網(wǎng)電壓向下波動(dòng)時(shí),，引起這個(gè)電壓降低,，導(dǎo)致 NC系統(tǒng)采取保護(hù)措施，自動(dòng)斷電,。經(jīng)確認(rèn)為整流變壓器匝間短路,，造成容量不夠。更換新的整流變壓器后,，故障排除,。

　　例三、另一臺(tái)也是采用西門子SINUMIK 810的數(shù)控機(jī)床,，出現(xiàn)這樣的故障,，當(dāng)系統(tǒng)加上電源后,，系統(tǒng)開始自檢，當(dāng)自檢完畢進(jìn)入基本畫面時(shí),，系統(tǒng)掉電,。經(jīng)分析和檢查，發(fā)現(xiàn)X軸抱閘線圈對(duì)地短路,。系統(tǒng)自檢后,，伺服條件準(zhǔn)備好，抱閘通電釋放,。抱閘線圈采用24V電源供電,，由于線圈對(duì)地短路，致使24V電壓瞬間下降,，NC系統(tǒng)采取保護(hù)措施自動(dòng)斷電,。

二,、伺服系統(tǒng)的故障

　　由于數(shù)控系統(tǒng)的控制核心是對(duì)機(jī)床的進(jìn)給部分進(jìn)行數(shù)字控制,，而進(jìn)給是由伺服單元控制伺服電機(jī)，帶動(dòng)滾珠絲杠來實(shí)現(xiàn)的,，由旋轉(zhuǎn)編碼器做位置反饋元件,，形成半閉環(huán)的位置控制系統(tǒng)。所以伺服系統(tǒng)在數(shù)控機(jī)床上起的作用相當(dāng)重要,。伺服系統(tǒng)的故障一般都是由伺服控制單元,、伺服電機(jī)、測(cè)速電機(jī),、編碼器等出現(xiàn)問題引起的,。下面介紹幾例：

　　例一、伺服電機(jī)損壞 一臺(tái)采用SINUMERIK 810／T的數(shù)控車床,，一次刀塔出現(xiàn)故障,，轉(zhuǎn)動(dòng)不到位，刀塔轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),，出現(xiàn)6016號(hào)報(bào)警“SLIDE POWER PACK NO OPERATION”,，根據(jù)工作原理和故障現(xiàn)象進(jìn)行分析，刀塔轉(zhuǎn)動(dòng)是由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的,，電機(jī)一啟動(dòng),，伺服單元就產(chǎn)生過載報(bào)警，切斷伺服電源,，并反饋給NC 系統(tǒng),，顯示6016報(bào)警。檢查機(jī)械部分,，更換伺服單元都沒有解決問題,。更換伺服電機(jī)后,，故障被排除。

　　例二,、一臺(tái)采用直流伺服系統(tǒng)的美國(guó)數(shù)控磨床,，E軸運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生“E AXIS EXECESSFOLLOWING ERROR”報(bào)警，觀察故障發(fā)生過程,，在啟動(dòng)E軸時(shí),，E軸開始運(yùn)動(dòng)，CRT上顯示的E軸數(shù)值變化,，當(dāng)數(shù)值變到14時(shí),，突然跳變到471，為此我們認(rèn)為反饋部分存在問題,，更換位置反饋板,，故障消除。

　　例三,、另一臺(tái)數(shù)控磨床,，E軸修整器失控，E軸能回參考點(diǎn),，但自動(dòng)修整或半自動(dòng)時(shí),，運(yùn)動(dòng)速度極快，直到撞到極限開關(guān),。觀察發(fā)生故障的過程,，發(fā)現(xiàn)撞極限開關(guān)時(shí)，其顯示的坐標(biāo)值遠(yuǎn)小于實(shí)際值,，肯定是位置反饋的問題,。但更換反饋板和編碼器都未能解決問題。后仔細(xì)研究發(fā)現(xiàn),，E軸修整器是由Z軸帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)的,，一般回參考點(diǎn)時(shí)，E軸都在Z軸的一側(cè),，而修整時(shí),，E軸修整器被Z軸帶到中間。為此我們做了這樣的試驗(yàn),，將E軸修整器移到Z軸中間,，然后回參考點(diǎn)，這時(shí)回參點(diǎn)也出現(xiàn)失控現(xiàn)象,；為此我們斷定可能由于E軸修整器經(jīng)常往復(fù)運(yùn)動(dòng),，導(dǎo)致E軸反饋電纜折斷，而接觸不良。校線證實(shí)了我們的判斷,，找到斷點(diǎn),，焊接并采取防折措施，使機(jī)床恢復(fù)工作,。

三,、外部故障

　　由于現(xiàn)代的數(shù)控系統(tǒng)可變性越來越高，故障率越來越低,，很少發(fā)生故障,。大部分故障都是非系統(tǒng)故障，是由外部原因引起的,。

　　1.數(shù)控設(shè)備故障發(fā)生頻率較高

　　現(xiàn)代的數(shù)控設(shè)備都是機(jī)電一體化的產(chǎn)品,，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，保護(hù)措施完善,，自動(dòng)化程度非常高,。有些故障并不是硬件損壞引起的，而是由于操作,、調(diào)整,、處理不當(dāng)引起的。這類故障在設(shè)備使用初期發(fā)生的頻率較高,，這時(shí)操作人員和維護(hù)人員對(duì)設(shè)備都不特別熟悉,。

　　例一、一臺(tái)數(shù)控銑床,，在剛投入使用的時(shí)候，旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)經(jīng)常出現(xiàn)不旋轉(zhuǎn)的問題,，經(jīng)過對(duì)機(jī)床工作原理和加工過程進(jìn)行分析,，發(fā)現(xiàn)這個(gè)問題與分度裝置有關(guān)，只有分度裝置在起始位置時(shí),，工作臺(tái)才能旋轉(zhuǎn),。

　　例二、另一臺(tái)數(shù)控銑床發(fā)生打刀事故,，按急停按鈕后,，換上新刀，但工作臺(tái)不旋轉(zhuǎn),，通過PLC梯圖分析,，發(fā)現(xiàn)其換刀過程不正確，計(jì)算機(jī)認(rèn)為換刀過程沒有結(jié)束,，不能進(jìn)行其它操作,，按正確程序重新?lián)Q刀后，機(jī)床恢復(fù)正常,。

　　例三,、有幾臺(tái)數(shù)控機(jī)床,，在剛投入使用的時(shí)候，有時(shí)出現(xiàn)意外情況,，操作人員按急停按鈕后,，將系統(tǒng)斷電重新啟動(dòng)，這時(shí)機(jī)床不回參考點(diǎn),，必須經(jīng)過一番調(diào)整,，有時(shí)得手工將軸盤到非干涉區(qū)。后來吸取教訓(xùn),，按急停按鈕后,，將操作方式變?yōu)槭謩?dòng)，松開急停按鈕,，把機(jī)床恢復(fù)到正常位置,，這時(shí)再操作或斷電，就不會(huì)出現(xiàn)問題,。

　　2.由外部硬件損壞引起的故障

　　這類故障是數(shù)控機(jī)床常見故障,，一般都是由于檢測(cè)開關(guān)、液壓系統(tǒng),、氣動(dòng)系統(tǒng),、電氣執(zhí)行元件、機(jī)械裝置等出現(xiàn)問題引起的,。有些故障可產(chǎn)生報(bào)警,，通過報(bào)答信息，可查找故障原因,。

　　例一,、一臺(tái)數(shù)控磨床，數(shù)控系統(tǒng)采用西門子SINUMERIK SYSTEM 3,，出現(xiàn)故障報(bào)警F31“SPINDLE COOLANT CIRCUIT”,，指示主軸冷卻系統(tǒng)有問題，而檢查冷卻系統(tǒng)并無問題,，查閱PLC梯圖,，這個(gè)故障是由流量檢測(cè)開關(guān)B9.6檢測(cè)出來的，檢查這個(gè)開關(guān),，發(fā)現(xiàn)開關(guān)已損壞,，更換新的開關(guān)，故障消失,。

　　例二,、一臺(tái)采用西門子SINUMERIK 810的數(shù)控淬火機(jī)床，一次出現(xiàn)6014“FAULT LEVEL HARDENING LIQUID”機(jī)床不能工作。報(bào)警信息指示,，淬火液面不夠,，檢查液面已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出最低水平，檢測(cè)液位開關(guān),，發(fā)現(xiàn)是液位開關(guān)出現(xiàn)問題,，更換新的開關(guān)，故障消除,。

　　有些故障雖有報(bào)警信息,，但并不能反映故障的根本原因。這時(shí)要根據(jù)報(bào)警信息,、故障現(xiàn)象來分析,。

　　例三、一臺(tái)數(shù)控磨床,，E軸在回參考點(diǎn)時(shí),，E軸旋轉(zhuǎn)但沒有找到參考點(diǎn)，而一直運(yùn)動(dòng),，直到壓到極限開關(guān),，NC系統(tǒng)顯示報(bào)警“EAXIS AT MAX.TRAVEL”。根據(jù)故障現(xiàn)象分析,，可能是零點(diǎn)開關(guān)有問題,，經(jīng)確認(rèn)為無觸點(diǎn)零點(diǎn)開關(guān)損壞，更換新的開關(guān),，故障消除,。

　　例四、一臺(tái)專用的數(shù)控銑床,，在零件批量加工過程中發(fā)生故障,，每次都發(fā)生在零件已加工完畢，Z軸后移還沒到位,，這時(shí)出現(xiàn)故障，加工程序中斷,，主軸停轉(zhuǎn),，并顯示F97號(hào)報(bào)警“SPINDLESPEED NOT OK STATION 2”，指示主軸有問題,，檢查主軸系統(tǒng)并無問題,，其它問題也可導(dǎo)致主軸停轉(zhuǎn)，于是我們用機(jī)外編程器監(jiān)視PLC梯圖的運(yùn)行狀態(tài),，發(fā)現(xiàn)刀具液壓卡緊壓力檢測(cè)開關(guān) F21.1,，在出現(xiàn)故障時(shí)，瞬間斷開，它的斷開表示銑刀卡緊力不夠,，為安全起見,，PLC使主軸停轉(zhuǎn)。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)液壓壓力不穩(wěn),，調(diào)整液壓系統(tǒng),，使之穩(wěn)定，故障被排除,。

　　還有些故障不產(chǎn)生故障報(bào)警,，只是動(dòng)作不能完成，這時(shí)就要根據(jù)維修經(jīng)驗(yàn),，機(jī)床的工作原理,，PLC的運(yùn)行狀態(tài)來判斷故障。

　　例五,、一臺(tái)數(shù)控機(jī)床一次出現(xiàn)故障,，負(fù)載門關(guān)不上，自動(dòng)加工不能進(jìn)行,，而且無故障顯示,。這個(gè)負(fù)載門是由氣缸來完成開關(guān)的，關(guān)閉負(fù)載門是PLC輸出Q2.0控制電磁閥Y2.0來實(shí)現(xiàn)的,。用NC系統(tǒng)的PC功能檢查PLCQ2.0的狀態(tài),，其狀態(tài)為1，但電磁閥卻沒有得電,。原來PLC輸出Q2.0通過中間繼電器控制電磁閥Y2.0,，中間繼電器損壞引起這個(gè)故障，更換新的繼電器,，故障被排除,。

　　例六、一臺(tái)數(shù)控機(jī)床,，工作臺(tái)不旋轉(zhuǎn),，NC系統(tǒng)沒有顯示故障報(bào)警。根據(jù)工作臺(tái)的動(dòng)作原理,，工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)第一步應(yīng)將工作臺(tái)氣動(dòng)浮起,，利用機(jī)外編程器，跟蹤PLC梯圖的動(dòng)態(tài)變化,，發(fā)現(xiàn)PLC這個(gè)信號(hào)并未發(fā)出,，根據(jù)這個(gè)線索繼續(xù)查看，最后發(fā)現(xiàn)反映二,、三工位分度頭起始位置檢測(cè)開關(guān)I9.7,、I10.6動(dòng)作不同步,，導(dǎo)致了工作臺(tái)不旋轉(zhuǎn)。進(jìn)一步確認(rèn)為三工位分度頭產(chǎn)生機(jī)械錯(cuò)位,，調(diào)整機(jī)械裝置,，使其與二工位同步，這樣使故障消除,。

　　發(fā)現(xiàn)問題是解決問題的第一步,，而且是最重要的一步。特別是對(duì)數(shù)控機(jī)床的外部故障,，有時(shí)診斷過程比較復(fù)雜,，一旦發(fā)現(xiàn)問題所在，解決起來比較輕松,。對(duì)外部故障的診斷,，我們總結(jié)出兩點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)，首先應(yīng)熟練掌握機(jī)床的工作原理和動(dòng)作順序,。其次要熟練運(yùn)用廠方提供的PLC梯圖,，利用NC系統(tǒng)的狀態(tài)顯示功能或用機(jī)外編程器監(jiān)測(cè)PLC的運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)梯圖的鏈鎖關(guān)系,，確定故障點(diǎn),，只要做到以上兩點(diǎn)，一般數(shù)控機(jī)床的外部故障,，都會(huì)被及時(shí)排除,。