目前，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。但由于技術(shù)越來越先進(jìn)、復(fù)雜，對維修人員的素質(zhì)要求很高，要求他們具有較深的專業(yè)知識和豐富的維修經(jīng)驗，在數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)故障才能及時排除。我公司有幾十臺數(shù)控設(shè)備，數(shù)控系統(tǒng)有多種類型，幾年來這些設(shè)備出現(xiàn)一些故障，通過對這些故障的分析和處理，我們?nèi)〉昧艘欢ǖ慕?jīng)驗。下面結(jié)合一些典型的實例，對數(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

　　有時由于NC系統(tǒng)出現(xiàn)硬件的損壞，使機(jī)床停機(jī)。對于這類故障的診斷，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。

　　例一、一臺采用德國西門子SINUMERIK SYSTEM 3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，與另一臺機(jī)床的主板對換后，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、另一臺機(jī)床也是采用SINUMERIK SYSTEM 3數(shù)控系統(tǒng)，其加工程序程序號輸入不進(jìn)去，自動加工無法進(jìn)行。經(jīng)確認(rèn)為NC系統(tǒng)存儲器板出現(xiàn)問題，維修后，故障消除。

　　例三、一臺采用德國HEIDENHAIN公司TNC 155的數(shù)控銑床，一次發(fā)生故障，工作時系統(tǒng)經(jīng)常死機(jī)，停電時經(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，有時因設(shè)置不當(dāng)，有時因意外使參數(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)，這類故障有時必須采取強(qiáng)行啟動的方法恢復(fù)系統(tǒng)的使用。

　　例一、一臺采用日本發(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。這個故障就是由于機(jī)床參數(shù)混亂造成的。

　　例二、一臺專用數(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號報警“LIMIT SWITCH”，這種故障是因為Y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，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。這個故障就是軟件限位設(shè)置不當(dāng)造成的。

　　例三、一臺采用西門子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)制啟動后，系統(tǒng)恢復(fù)正常工作。這個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.因其它原因引起的NC系統(tǒng)故障有時因供電電源出現(xiàn)問題或緩沖電池失效也會引起系統(tǒng)故障。例一、一臺采用德國西門子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PLC進(jìn)行熱啟動后，系統(tǒng)正常工作。但過幾天后，這個故障又出現(xiàn)了，經(jīng)對發(fā)光二極管閃動頻率的分析，確定為電池故障，更換電池后，故障消除。

　　例二、一臺采用西門子SINUMERIK 810的數(shù)控機(jī)床，有時在自動加工過程中，系統(tǒng)突然掉電，測量其24V直流供電電源，發(fā)現(xiàn)只有22V左右，電網(wǎng)電壓向下波動時，引起這個電壓降低，導(dǎo)致NC系統(tǒng)采取保護(hù)措施，自動斷電。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，系統(tǒng)掉電。經(jīng)分析和檢查，發(fā)現(xiàn)X軸抱閘線圈對地短路。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)，帶動滾珠絲杠來實現(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

　　一臺采用SINUMERIK 810／T的數(shù)控車床，一次刀塔出現(xiàn)故障，轉(zhuǎn)動不到位，刀塔轉(zhuǎn)動時，出現(xiàn)6016號報警“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)動是由伺服電機(jī)驅(qū)動的，電機(jī)一啟動，伺服單元就產(chǎn)生過載報警，切斷伺服電源，并反饋給NC系統(tǒng)，顯示6016報警。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、一臺采用直流伺服系統(tǒng)的美國數(shù)控磨床，E軸運動時產(chǎn)生“E AXIS EXECESSFOLLOWING ERROR”報警，觀察故障發(fā)生過程，在啟動E軸時，E軸開始運動，CRT上顯示的E軸數(shù)值變化，當(dāng)數(shù)值變到14時，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、另一臺數(shù)控磨床，E軸修整器失控，E軸能回參考點，但自動修整或半自動時，運動速度極快，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，其顯示的坐標(biāo)值遠(yuǎn)小于實際值，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軸帶動運動的，一般回參考點時，E軸都在Z軸的一側(cè)，而修整時，E軸修整器被Z軸帶到中間。為此我們做了這樣的試驗，將E軸修整器移到Z軸中間，然后回參考點，這時回參點也出現(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)運動，導(dǎo)致E軸反饋電纜折斷，而接觸不良。校線證實了我們的判斷，找到斷點，焊接并采取防折措施，使機(jī)床恢復(fù)工作。[$page]

　　三、外部故障

　　由于現(xiàn)代的數(shù)控系統(tǒng)可靠性越來越高，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.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，這時操作人員和維護(hù)人員對設(shè)備都不特別熟悉。

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

　　例二、另一臺數(shù)控銑床發(fā)生打刀事故，按急停按鈕后，換上新刀，但工作臺不旋轉(zhuǎn)，通過PLC梯圖分析，發(fā)現(xiàn)其換刀過程不正確，計算機(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、有幾臺數(shù)控機(jī)床，在剛投入使用的時候，有時出現(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，這時機(jī)床不回參考點，必須經(jīng)過一番調(diào)整，有時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�，松開急停按鈕，把機(jī)床恢復(fù)到正常位置，這時再操作或斷電，就不會出現(xiàn)問題。