阐释数控机床数控机床故障诊断与排除策略流程

摘 要： 随着数控技术的发展，数控机床在机械生产得到了广泛的应用，由于数控机床技术复杂，一旦出现故障，维修难的问题就会严重影响数控机床的有效利用。
关键词： 数控机床 故障诊断 排除方法

一、数控机床的常见故障分析

1.故障
故障是指数控机床全部或部分丧失原有的功能。数控机床发生故障一般有一定的规律。初期运行，系统的故障率较高，发生的故障大多数是由于设计制造和装配缺陷造成的；正常运行，故障率低，发生的故障一般是由操作和维护不良造成的；衰老期，故障率最大，主要是由运行过久、机件老化和损耗过度造成的。

2.故障诊断的基本原则

（1）先外部后内部
现代数控系统的可靠性越来越高，数控系统本身的故障率越来越低，而大部分故障的发生则是由非系统本身原因引起的。由于数控机床是集机械、液压、电气为一体的机床，其故障的发生也会由这三者综合反映出来。维修人员应先由外向内逐一进行排查。例如，遇到故障先检查外部的供电电源，包括交流电源和直流电源，再检查内部控制线路。在没有确定故障类型时，不要随意地拆卸部件，否则可能会引起故障扩大，使机床丧失精度、降低性能。系统外部的故障主要是由检测开关、液压元件、气动元件、电气执行元件、机械装置等出现问题而引起的。
（2）先机械后电气
一般来说，机械故障较易发觉，而数控系统及电气故障的诊断难度较大。在故障检修之前，首先注意排除机械性的故障。
（3）先简单后复杂
当出现多种故障互相交织，一时无从下手时，应先解决容易的问题，后解决难度较大的问题。往往简单问题解决后，难度大的问题也可能变得容易。

3.数控机床的常见故障分析

（1）伺服驱动系统
伺服系统在数控机床上起的作用相当重要。由于处于频繁的启动和运行状态，又与电源、机械系统相连，易发生故障。伺服系统的故障一般都是由伺服控制单元、伺服电机、测速电机、编码器等问题引起的。一台采用SINUMERIK 810/T的数控车床，一次刀塔出现故障，转动不到位，出现6016号报警“SLIDE POWER PACK NO OPERATION”，根据工作原理进行分析，刀塔转动是由伺服电机驱动的。检查机械部分，更换伺服单元都没有解决问题，更换伺服电机后，故障被排除。
（2）电源部分
电源是维持数控机床正常运行的能源供给部分，电源的故障可能直接造成停机、数据丢失或系统毁坏，主要由电磁波的干扰和供电线路、电压等引起。一台采用西门子SINUMERIK 810的数控机床，在自动加工过程中，系统突然掉电，测量其24V直流供电电源，发现只有22V。经确认为整流变压器匝间短路，造成容量不够，更换新的整流变压器后，故障排除。

二、故障诊断的基本方法

1.直观法
直观法这是一种最基本、最简源于：大专毕业论文www.618jyw.com
单的方法。维修人员通过对故障发生时产生各种光、声、味等异常现象的观察、检查，可将故障缩小到某一个模块，甚至一块印制电路板。如数控机床加工过程中，突然出现停机。维修人员打开数控柜，发现主电路短路跳断，经仔细观察，最后发现Y轴电机动力线外皮被硬物划伤，损伤处碰到机床外壳上，造成短路器跳断，更换Y轴动力线后，合上短路器，机床恢复正常。

2.部件交换法

所谓部件交换法，就是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。部件交换法是一种简单、易行、可靠的方法，也是维修过程中常用的故障判别方法之一。
在备件交换之前，应仔细检查、确认部件的外部工作条件；在线路中存在短路、过电压等情况时，切不可以轻易更换备件。此外，备件（或交换板）应完好，且与原电路板的各种设定状态一致。
如某机床在调试时，X轴运行时有抖动现象，X轴电机有发热现象，怀疑X轴模块故障，将Y轴伺服模块与X轴伺服模块调换后，Y轴抖动，说明原X轴伺服模块损坏，换上备用模块后故障排除。

3.参数检查法

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，它们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，则可能导致部分参数的丢失或变化，使机床无法正常工作。通过核对、调整参数，有时可以迅速排除故障；特别是对于机床长期不用的情况，参数丢失的现象经常发生，因此，检查和恢复机床参数，是维修中行之有效的方法之一。

三、维修后的处理

维修后的处理包括两个方面，一是根据本次故障的处理过程，向操作者交代清楚本次故障的起因，今后操作的注意事项，交代可能发生故障的准确信息和环节，尽量避免同类故障再次发生。二是认真做好维修记录，建立维修档案，为以后维修做资料储备。
参考文献：
龚仲华.数控机床故障诊断与维修500例.机工出版社.
吴国经.数控机床故障诊断与维修.电子工业出版社.
[3]数控机床西门子培训资料利众（北京技术培训）.