发布时间：2024-04-09 15:36:23
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的数控机床故障诊断样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
数控机床被广泛应用于各种制造行业中，随着科学技术的发展，目前在我国的数控机床中，主轴驱动控制装置大多使用高性价比的变频器控制交流伺服电动机，但是同时也会出现很多因变频器故障导致数控机床不能正常工作的问题，本文主要对这些故障的诊断进行分析。
【关键词】数控机床 主轴 变频器 故障诊断 维修
1 引言
数控机床应用于各种制造行业，如今我们的科学技术和生产都在不断发展，对各种产品的质量和生产效率提出了越来越高的要求，好多要求精度极高的零件只能依靠数控机床加工而成。一个国家的工业制造水平的高低可以直接从它的数控机床技术的好坏看出来，所以说数控机床技术水平的高低也能反应出这个国家国民经济的发展水平。数控机床故障是现代化企业生产中的一大障碍，一旦出现了故障，不仅会导致机床本身受到损坏，还直接影响整条生产线的连续生产，严重时将使整个正常工作停滞。所以，各个企业对数控机床的故障诊断及技术特别的重视。因为目前数控机床更加的复杂，与传统机床不同，所以故障的诊断方法也不一样，在诊断和排除故障时需采用更加先进的的技术。近些年来，随着电子测量技术、计算机通信技术以及信号处理技术的不断发展，数控机床故障诊断技术也有了巨大的发展，目前变频器故障是常见的数控机床主轴系统故障之一，本文主要针对变频故障的诊断进行分析解决。
2 数控机床变频器故障及诊断
下面以某变频器为例分析其常见的一些故障。
2.1 开关电源损坏
这一故障一般都是因为开关电源的负载发生短路造成的。在变频器工作的时候，如果听到刺耳的尖叫声，这是脉冲变压器发出的，很有可能是开关电源输出端有短路现象，这时可以从输出侧查找故障。另外，如果发生没有显示、控制端子没有电压、12vdc风扇不运转等现象的时候，第一时间应该考虑是不是开关电源坏了。
2.2 sc故障
Sc故障报警主要是由于IGBT模块损坏或者驱动电路损坏。该变频器在驱动电路的设计上，上桥使用了驱动光耦PC923，这是专用于驱动IGBT模块的带有放大电路的一款光耦，下桥驱动电路则使用了驱动光耦PC929，这是一款内部带有放大电路及检测电路的光耦。另外，电动机抖动、三相电流和电压不平衡、有频率显示却没有电压输出等现象产生的原因都有可能是IGBT模块损坏。IGBT模块损坏的原因有多种，首先是外部电路负载发生故障而导致IGBT模块的损坏如负载发生短路、堵转等。其次驱动电路老化也有可能导致驱动波形失真，或者驱动电压波动太大而导致IGBT损坏，从而导致SC故障报警。
2.3 过热报警
如果在使用过程中发现这一情况，第一时间要考虑的是散热风扇是不是正常运转，还有需要注意的是30KW以上的机器在机器内部也有一个散热风扇，这个散热风扇如果坏了也会引起过热报警。
2.4 欠压故障
发生欠压故障的时候，我们应该先检查输入电源是不是因为缺相出现问题，如果确认输入电源正常的话，接下来就要检查整流电路是不是出现了问题。如果都没有问题的话，就看看直流检测电路上是不是出现了故障。对于200v级的机器，当直流母线电压低于190VDC，欠压故障报警出现；对于400V级的机器，当直流电压低于380VDC，欠压故障报警出现，主要检测降压电阻是不是断路。
2.5 接地故障
当接地故障报警时，我们应该首先查看电动机接地是不是有问题，如果没有问题的话，那么故障最大的原因就是霍尔传感器了，霍尔传感器可能会因为周边温度、湿度等环境的因素影响，导致工作点发生漂移，进而出现接地故障报警。
这些都是该变频器比较常见的一些故障诊断方法，下面我们谈谈主轴通用变频器常见的一些故障报警。我们可以通过这些故障报警我们可以对主轴驱动器的故障进行诊断，这都是为了保证驱动安全可靠地进行，在主轴伺服系统设置的一些保护功能。主要的保护功能有接地保护（在伺服驱动器的输出电路以及主轴内部等出现对地短路时，可以通过快速熔断器切断电源，对驱动器进行保护）、过载保护（当驱动器、负载超过额定值的时候，安装在内部的热开关或主回路的热继电器将动作，对驱动器进行过载保护）、瞬时过电流报警（当驱动器中由于内部短路、输出短路等原因产生异常的大电流时，驱动器将发出报警并进行保护）、超速报警（当检测出的主轴转速超过额定值的115%的时候，驱动器将发出报警并进行保护）、速度偏差过大报警（当主轴的速度由于某种原因，偏离了指令速度且达到一定的误差后，将产生报警同时进行保护）、速度检测回路断线或短路报警（当测速发电机出现信号断线或短路时，驱动器将产生报警同时进行保护）、励磁监控（如果主轴励磁电流过低或者没有励磁电流，驱动器会立即报警进行保护，避免了飞车）、短路保护（当主回路发生短路的时候，驱动器可以通过对应的快速熔断器进行短路保护）、相序报警（当三相输入电源相序不正确或者缺相时，驱动器会发出报警），下面我们根据实例来分析一下如何根据这些保护功能诊断故障。
实例：在某厂家配套某个系统的数控机床，它的主轴驱动使用的是某变频器，在使用的过程中，工作人员发现变频器出现了过压报警。在根据这一报警进行故障分析，首先观察主轴启动与制动的情况，然后可以初步判定变频器的加速、减速时间设定不当导致了故障的产生，因为如果减速、加速时间设定的不合理，在主轴启动、制动频繁进行或者时间设定太短的时候，变频器的加速、减速就没办法在规定的时间内完成，这时就会产生过电压报警。我们把变频器减速、加速的时间调整一下就可以解决问题了。
3 总结
通过这些新的技术在数控机床上的应用可以更快的帮助我们找到故障的原因，让我们可以及时的发现故障并解决。同时也能有效的减少数控机床的损坏，提高了工作效率，保障了企业的正常生产。
参考文献
[1]侯毅.数控机床主轴故障诊断与维修[J].商场现代化，2012，20.
[2]张秀玲.数控机床维修技师手册[M].北京：机械工业出版社，2006.
关键词：数控机床；故障诊断；维修；排除技术
中图分类号TG5 文献标识码A 文章编号1674-6708（2016）160-0124-02
作为一种高效的自动化机床，数控机床包含了精密测量和精密机械、自动化技术、计算机技术等多个领域的一项新的技术成果，属于一种比较新型的机械加工设备。它的广泛应用极大的促进了机械加工制造行业的发展，且对很多加工工艺的提升有较大的作用，对加工效率的提升也有很大的帮助。但是，任何机器在运行过程中，因为操作或者是年限或者其他因素总是会不可避免产生一些故障，从而影响生产，因此，掌握数控机床的故障准段与排除技术是非常有必要的。
1故障分类
数控机床技术较为复杂，作为一种机电一体化设备，他的任何部件出现差错，都可能会使加工出来的零件出现不可逆转的错误，这就会导致工厂的工作效率下降，浪费工人的时间。因此，尽可能多的掌握诊断排除技术使机器能快速的保持正常运行是十分必要的，同时还要不断完善数控机床的设计，积极推动数控技术及机床的发展。1.1按发生故障的部件按数控机床发生故障的部件分类可分为机械故障和电气故障。机械故障的主要表现为转动噪声大、加工精度不够精细、在运行上较为吃力，这类故障产生的原因主要是机器的机械部分在安装、调试、液压、气动等方面由于操作或者使用不当从而引起机械转动故障。电气故障又分为强电和弱电故障两部分。强电故障主要是指继电器等电气元件形成的电力电路故障。弱电故障则主要是指CNC装置以及伺服单元等电子电路的故障。1.2按故障发生的性质按数控机床发生故障的性质可分为系统性和随机性故障。满足一定的条件或者超过设定的限度所发生的故障一般为系统性故障。对于电路板的元件松动、焊点损坏等在相同条件下只是偶尔发生的故障为随机性故障。按发生原因来看，有由于机器设备自身的原因引起的自身故障或者是外部供电电压不稳定等外部因素形成的外部故障。有报警显示的故障一般会显示出故障的状态，对于这类故障的诊断与排除会相对容易，而那些没有任何硬件或软件的报警显示故障在排除起来就会困难得多。
2故障诊断步骤
1）对故障现场进行查看分析，设备发生故障后，维修人员要先对相关操作人员进行询问，以便了解故障发生的过程以及当时机器所处的状态，确保通电对系统无影响的情况下，通电观察机器的状况，切不可盲目动手操作。2）分析故障发生的原因，确定检查故障的方法。首先可以根据可能会产生这种故障的原因进行分析，看是否与故障的表现相一致；其次可以根据故障发生的机理，对可能产生该故障的原因进行逐条分析，最终对故障点进行定位。3）检查测试排除故障。有效利用数控系统的开机诊断、运行诊断等自诊断功能，随时监测相关部分的工作状态与接口信息。
3故障的常用诊断方法
数控机床故障产生的原因通常较为复杂且千变万化。因此，及时总结一些行之有效的方法对于较快的诊断出故障原因并及时将故障解决是非常有必要的。3.1直观法直观法即是根据故障发生时产生的各种声响、现象、气味等一些异常现象，查看每一个有疑点的电器元件以及电路板的表面状况，将故障范围逐步缩小从而查出最终原因。简单来说就是利用人的感受器官来观察故障发生的现象来判断可能发生故障的部位。3.2自诊断功能法数控机床的控制系统中一般都带有故障自诊断功能，它能监测数控机床在每一时刻的工作状况，当设备发生故障时，自诊断功能通常会以警报的形式将故障的相关信息显示在CRT上或者以指示灯的形式对故障的大致起因做出指示。3.3功能程序测试法将数控系统的常用功能和特殊功能编制成一个测试机器功能的程序，并把它输入数控系统存储，在器械发生故障时，让数控系统运行这个测试程序，用以检查这些程序中所包含功能的准确可靠性，从而更快的查出产生故障的原因。3.4置换备件法在对引起故障的大致原因有了了解以后，将那些有故障疑点的部件用备用的元器件或者是集成电路芯片作为替换，逐步的缩小疑点范围，从而较快的找出故障所在部分。3.5检查技术参数和数据数控系所有开关信号的状态可以通过输入与输出的端口集中显示在显示屏幕上，维修人员可以通过观察其显示状态是否处于正常现象从而判断系统的电路正常与否，这样也能更快的进行故障的定位。3.6隔离法将比较复杂的问题变成简单的问题来处理，比如将数控系统的伺服驱动与电机分离开来，或者转变开闭环位置，这样能更快的找到故障原因。3.7原理分析法此种方法对检修人员的理论技术要求较高，他们要非常熟悉数控系统和内部元件的构造以及运行原理，从各个部件的工作原理进行分析，从逻辑上对各个要点的参数进行判断，进而对故障部位进行定位。3.8温度测试法通过人为升高或降低温度的方法使可疑部件的温度发生变化，在温度变化过程中多注意其参数是否符合常理，这种方法即是通过温度参数的变化异常来寻找产生故障的原因。3.9绝缘物体敲击法对有可能出现问题的元器件用绝缘性物质进行轻轻的敲击，注意其发出声音的位置变化，敲击的部分很可能就是故障存在的部分。3.10交换模块法将内部相同的模块或者单元交换位置，注意查看故障的位置是否有所转移和变化，这样也可以快速的查探到故障的具体发生部位。在对数控机床故障进行排查时，为确保安全且不会造成新的损坏的情况下，操作人员还应遵循一定的规律和原则，比如由外向内逐一进行检查；先检查机械部分是否正常再检查电气部分；先询问故障发生的经过及状态再实施操作处理；先解决整体性问题，因为解决了影响机器运行的主要问题，其他比较次要的问题可能就恢复正常了或者是对局部问题有针对性的进行解决；对于既有简单问题和复杂问题的设备来说，我们一般先把简单的解决掉，再着重解决较为复杂一点的，先对一般性问题排除，再分析特殊原因。
4结论
关键词：数控机床；故障；思路与原则；诊断与排除
1、引言
随着我国工业化程度的不断提高，数控机床在机械制造领域的应用愈来愈普遍，数量也逐渐增多。但是由于数控机床系统种类的多样性、结构的差异性，机械加工工艺的复杂性，以及当前从事数控机床故障诊断与维修的技术人员非常紧缺等原因，一旦数控机床发生故障，维修难的问题就变得尤为突出，这样导致了大量的数控机床因为得不到及时维修而影响正常的使用。要改变这一状况，我们在数控机床的使用和维修实践中，要善于总结维修经验，掌握数控机床常见故障的诊断与排除方法。
2、故障的定义与分类
数控系统全部或部分丧失了系统规定的功能称为故障。数控机床的故障多种多样，在诊断和排除前首先要了解故障的种类。按数控机床发生故障的部件分为主机故障、电气故障；按数控机床发生故障的性质分为系统性故障、随机性故障；按故障的发生过程或状态分为突然性故障、渐变性故障；按数控机床发生故障的有无报警显示分为有报警显示故障、无报警显示故障；按数控机床发生故障的原因分为数控机床的自身故障、数控机床外部故障。
3、故障的排除思路与原则
故障分析是进行进行数控机床维修的第一步，通过故障分析，一方面可以迅速查明数控机床故障原因，及时的排除故障；同时亦可起到预防故障发生与扩大的作用。故障处理的思路步骤可分为：确认故障现象，调查故障现场，充分掌握故障信息；根据所掌握的故障信息，明确故障的复杂程度并列出故障部件的全部疑点；分析故障原因，制定排除故障方案；检测故障，逐级定位故障部位；故障的排除；解决故障后的资料整理。
数控机床系统出现报警，发生故障时，不要急于动手处理，而应多进行观察，应遵循两条原则：一是充分调查故障现场，充分掌握故障信息。二是认真分析故障原因，确定检查的方法与步骤。另外，从监测排除故障中还应掌握以下若干原则：先方案后操作；先外部后内部；先机械后电气；先公用后专用；先软件后硬件；先简单后复杂；先一般后特殊。
4、故障诊断与排除的方法
对于数控机床出现的大多数故障，一般可采用下述几种方法来进行故障诊断和排除。
4.1常规检查法
常规检查法是指依靠人的感官并借助于一些简单的仪器来寻找机床故障原因的一种检查方法。这种方法在维修中是常用的，也是首先采用的。维修人员通过对故障发生时产生的各种光、声、味等异常现象的观察、检查，可以将故障缩小到某个模块，甚至到一块电路板。
4.1.1问。就是询问机床故障发生的经过，弄清故障是突发的，还是渐发的。一般操作人员熟知机床性能，故障发生时在现场，所提供的情况对故障的分析是很有帮助的。
4.1.2看。就是仔细检查设备各工作状态指示灯是否正常，各电控装置有无报警指示，局部查看有无保险烧断、元器件烧焦、烟熏、开裂等现象，有无异物断路现象，以此判断板内有无过流、过压、短路问题。
4.1.3听。就是利用人体的听觉功能查询数控机床因故障而产生的各种异常响声的生源，如电气部分常见的异常响声有：电源变压器、阻抗变换器与电抗器等因为铁芯松动、锈蚀等原因引起的铁片振动的吱吱声；继电器、接触器等磁回路间隙过大线圈欠压运行等原因引起的电磁嗡嗡声。机械运动常见的异常响声有摩擦声、泄漏声、冲击声、对比声等。
4.1.4触。也称敲捏法。可用绝缘物轻轻敲击电路板可疑部位，来检测电路虚焊或接触不良而引起的故障。用手捏压组件、元器件，如故障消失或出现，可以认为捏压处或捏压作用力波及范围是故障原件。
4.1.5嗅。在电气设备诊断或各种易挥发物体的器件采用此方法效果较好。如一些烧毁的烟气、焦糊味等异味。因剧烈摩擦，电器元件绝缘处磨损短路，使附着的油脂或其他可燃物质发生 氧化蒸发或燃烧而产生的烟气、焦糊气等。
4.2系统自诊断法
数控系统的自诊断是利用系统内部自诊断程序或专用的诊断软件，对系统内部的关键硬件以及系统的控制软件进行自我诊、测试的诊断方法。它主要包括开机自诊断、在线监控与脱机测试这些方面内容。
4.3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。功能测试可以将系统的功能用手工编程方法，编制一个功能测试程序，并通过运行测试程序，来检查机床执行这些功能的准确性和可靠性，进而判断出故障发生的原因。
4.4交换法
所谓交换法，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，利用装置上同样的印制电路板、模块、集成电路芯片或元器替换有疑点部分的方法。交换法简单、易行、可靠，能把故障范围缩小到相应的部件上。例如数控机床的进给模块，检测装置有多套，当出现进给故障，可以考虑模块互换。
4.5拔出插入法
拔出插入法是通过监视相关的接头、插卡或接插件拔出再插入这个过程中，确定拔出插入的连接件是否为故障部位。还有的本身就只是接插件不良引起的故障，经过重新插入后，问题就解决了。
除了上面介绍的几种常用的检查方法外，还有参数检查法、隔离法、升降温法、电源拉偏法、测量比较法及原理分析法等，这些检查方法各有特点，在机床故障诊断与排除过程中并无严格界限，可能用一种方法就能排除故障，也可能需要多种方法相互配合同时进行，在实际工作中，可以根据不同的故障现象，加以灵活运用，对故障进行综合分析，逐步缩小故障范围，排除故障。
5、结语
数控机床故障诊断与排除，除了要有一定的专业基础知识外，经验也十分重要，因此，在数控机床的使用和维修实践中，要善于总结维修经验，掌握数控机床常见故障的诊断与排除方法，从而提高数控机床的使用效率。
参考文献
[1] 熊军. 数控机床维修与调试[M]. 人民邮电出版社，2010
[2] 吴国经. 数控机床故障诊断与维修[M]. 电子工业出版社，2004
关键词：数控机床；PLC；故障诊断；故障维修
1、数控机床故障调查与分析
这是排故的第一阶段，是非常关键的阶段，主要应作好下列工作：
（1）询问调查。在接到机床现场出现故障要求排除的信息时，首先应要求操作者尽量保持现场故障状态，不做任何处理，同时仔细询问故障指示情况、故障表象及故障产生的背景情况，依此做出初步判断。
（2）现场检查。到达现场后，首先要验证操作者提供的各种情况的准确性、完整性，从而核实初步判断的准确度，到现场后仍然不要急于动手处理，重新仔细调查各种情况，以免破坏了现场，使排故增加难度。
（3）故障分析。根据已知的故障状况按上节所述故障分类办法分析故障类型，从而确定排故原则。由于大多数故障是有指示的，所以一般情况下，对照机床配套的数控系统诊断手册和使用说明书，可以列出产生该故障的多种可能的原因。
（4）确定原因。对多种可能的原因进行排查从中找出本次故障的真正原因，这时对维修人员是一种对该机床熟悉程度、知识水平、实践经验和分析判断能力的综合考验。
（5）排故准备。有的故障的排除方法可能很简单，有些故障则往往较复杂，需要做一系列的准备工作，例如工具仪表的准备、局部的拆卸、零部件的修理，元器件的采购甚至排故计划步骤的制定等等。
2、电气故障的常用诊断方法
（1）直观检查法这是故障分析之初必用的方法，就是利用感官的检查。①询问向故障现场人员仔细询问故障产生的过程、故障表象及故障后果，并且在整个分析判断过程中可能要多次询问。②目视。总体查看机床各部分工作状态是否处于正常状态，各电控装置有无报警指示，局部查看有无保险烧煅，元器件烧焦、开裂、电线电缆脱落等等。③触摸。在整机断电条件下可以通过触摸各主要电路板的安装状况、各插头座的插接状况、各功率及信号导线（如伺服与电机接触器接线）的联接状况等来发现可能出现故障的原因。④通电。这是指为了检查有无冒烟、打火、有无异常声音、气味以及触摸有无过热电动机和元件存在而通电，一旦发现立即断电分析。
（2）仪器检查法使用常规电工仪表，对各组交、直流电源电压，对相关直流及脉冲信号等进行测量，从中找寻可能的故障。例如用万用表检查各电源情况，及对某些电路板上设置的相关信号状态测量点的测量，用示波器观察相关的脉动信号的幅值、相位甚至有无，用PLC编程器查找PLC程序中的故障部位及原因等。
（3）信号与报警指示分析法。
①硬件报警指示。包括数控系统、伺服系统在内的各电子、电器装置上的各种状态和故障指示灯，结合指示灯状态和相应的功能说明便可获知指示内容及故障原因与排除方法。
②软件报警指示。依据显示的报警号对照相应的诊断说明手册便可获知可能的故障原因及故障排除方法。
（4）接口状态检查法。现代数控系统多将PLC集成于其中，而CNC与PLC之间则以—系列接口信号形式相互通讯联接。有些故障是与接口信号错误或丢失相关的，这些接口信号有的可以在相应的接口板和输入/输出板上有指示灯显示，有的可以通过简单操作在cRT屏幕上显示，而所有的接口信号都可以用PLC编程器调出。这种检查方法要求维修人员既要熟悉本机床的接口信号，又要熟悉PLC编程器的应用。
（5）参数调整法。数控系统、PLC及伺服驱动系统都设置许多可修改的参数以适应不同机床、不同工作状态的要求。这些参数不仅能使各电气系统与具体机床相匹配，而且更是使机床各项功能达到最佳化所必需的。因此，任何参数的变化（尤其是模拟量参数）甚至丢失都是不允许的；而随机床的长期运行所引起的机械或电气性能的变化会打破最初的匹配状态和最佳化状态。此类故障多指故障分类一节中后一类故障，需要重新调整相关的一个或多个参数方可排除。
3、电气维修与故障的排除
如前所述，电气故障的分析过程也就是故障的排除过程，列举几个常见电气故障做一简要介绍，供维修者参考。
（1）电源。电源是维修系统乃至整个机床正常工作的能量来源，它的失效或者故障轻者会丢失数据、造成停机。重者会毁坏系统局部甚至全部。
（2）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。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。
关键词： 数控机床；故障诊断；故障维修
动化的机床；是信息技术与机械制造技术相结合的产物，代表了现代基础机械的技术水平与发展趋势；是制造业实现生产现代化的重要手段，它的广泛普及对于产品质量、生产效率，乃至对社会生产力的提高都起着巨大的推动作用[1]。一旦数控机床发生故障、停机必将给企业和社会带来巨大的损失。为了将损失降到最低，要求数控机床维修人员在故障发生后要沉着冷静，对故障现场进行全面分析，判断故障发生部位，采取相应方法及时排除故障。现将故障诊断及维修的通用流程总结如下。
1 数控机床故障诊断、维修应遵循的原则
1.1 先方案后操作
故障发生后，维修人员应先向机床操作者了解故障发生的整个过程，查阅机床的技术说明和相关技术图样，考虑好故障的解决方案后再动手维修。
1.2 先检查后通电
确定好解决方案后，不要忙于通电，要先对机床进行观察、测试和分析，以确定故障的性质是恶性的破坏性故障还是非恶性破坏性故障。如果确认是恶性的破坏性故障，必须先将危险排除；如果是确认是非恶性破坏性故障，方可给机床通电，然后对运转的机床做进一步的动态观察、检验和测试，以查找故障的发生部位。
1.3 先软件后硬件
数控系统的软件工作不正常同样可以导致数控机床发生故障。比如，软件参数丢失，软件的使用方式、操作方法不正确等。因此，机床通电后，应先确认软件是否正常工作，以免产生更大的故障。
1.4 先外部后内部
数控机床发生故障后，维修人员应先检查机械部件是否发生故障，如行程开关，按钮开关工作是否正常。确认机械部件没有问题后，再检查液压器件是否发生异常，如液压元器件的连接是否松动。最后，检查电气接触部件是否松动，如印制电路板插头座、电控柜的插座等，往往这些部位由于机械振动、油污、粉尘、温湿度的变化造成信号接触不良，导致信号传递失真，造成数控机床发生故障[2]。
1.5 先机械后电气
数控机床是由机、液、电组成、高度自动化、复杂的先进机械加工设备。对数控机床的诊断应该按一定的顺序进行，根据经验表明，大部分故障均是由机械系统动作失灵造成的，如行程开关不能正常工作，此外，机械故障容易察觉，电气故障较难诊断。因此，在维修时应先逐一检查机械性的故障，往往能够达到事半功倍的功效。
1.6 先公用后专用
公用性的故障影响面大，是主要矛盾，专用性故障只影响局部，是次要矛盾。例如：数控机床的所有坐标轴都不能做进给运动、电网或主电源发生故障，这些都是公用性的问题，只有公共故障得以排除，专用性的故障才可能得到解决。
1.7 先简单后复杂
数控机床可能同时发生多种故障，故障的复杂程度不尽相同，小故障比较容易维修，难度大的故障维修起来比较困难，维修人员应先维修小的容易解决的故障，在维修的过程中可能受到启发，对复杂故障有了清晰认识，或者复杂的故障变成了小故障，利于复杂故障的解决。
1.8 先一般后特殊
导致数控机床发生某一故障的原因可能多种多样，在维修时要优先考虑导致故障的常见可能因素，最后在分析特殊不常见的因素。
2 故障诊断维修的一般流程
2.1 充分调查故障现场
如同医生看病一样，数控机床的故障诊断首先也要问诊。向数控机床操作者充分了解以下几个内容：
1）机床在什么情况下出现的故障。
2）故障产生时有什么外观现象。
3）故障产生后操作者采取了哪些措施。
2.2 建立故障树
首先分析数控机床的故障，再将导致故障产生的诸多因素，如主机、人为、CNC、环境、元器件因素等，用适当的符号表示，用逻辑符号将它们与故障连接起来。然后，逐级展开故障发生的原因，把故障产生的原因分析出来，构成一颗故障树。当机床故障产生后，通过主干、支干逐级分析法来寻找故障产生的原因。
2.3 排列可能引起故障的诸多因素
故障树建立起来后，为找出产生故障的原因提供了一个可寻范围，在这个前提下就可排列出产生故障的诸多因素。数控机床产生同一故障现象的原因可能是多种多样的：有CNC系统的原因、有机械的原因、机床电气系统的原因等。因此，在分析故障时要把有关的因素都罗列出来，然后采用排查法找出造成故障的真正原因。
2.4 确定故障产生的原因
利用机床的技术档案，现场经验和判断能力，机、电、液综合知识以及必要的测试手段和仪器、仪表，确定最有可能的因素，然后通过实验，逐一排查，最终找出产生故障的真正原因。
3 故障诊断维修的常用方法
3.1 直观法
直观法是指维修人员依靠人得感觉器官，按照故障现场产生的光、声、味等异常现象，仔细检查系统的所有部位，看看能否找到损伤和烧毁痕迹，将故障缩小到最小范围。
3.2 自诊断功能法
数控机床一般都具有自诊断系统，它是故障诊断最常用、最有效的方法之一[3]。数控机床发生故障后，机床显示器上会显示报警信息、数控系统与各模块之间的接口状态，根据这些信息有利于找出故障的大致位置。
3.3 参数检查法
在数控系统中有许多参数地址，其中存入的参数值是机床出厂时通过调整确定的，它们直接影响着数控机床的性能。通常这些参数不允许修改。如果参数设置不正确或因干扰使得参数丢失，机床就不能正常运行。因此参数检查是一项重要的诊断。
3.4 PLC检查法
1）利用PLC的状态信息诊断故障。
关键词：数控机床；参考点；故障诊断；数控系统；指令倍率比；检测倍率比
中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）33-0175-02
1 为什么要返回参考点
在数控机床上，各坐标轴的方向是定义好的，所以一旦机床原点（又叫机械原点）确定，机床坐标系也就确定了。机床原点往往是由机床厂家在设计机床时就确定了，用户一般不得随意更改，但这只是相对机械意义上而言的，计算机数控系统并不能识别，也就是说数控系统并不知道以哪一点作为基准对机床工作台的位置进行跟踪、显示等。为了让系统识别机床原点，以建立机床坐标系，就需要执行返回参考点的操作。如图1所示机械原点与机床参考点之间的关系。
2 返回参考点方法的原理
返回参考点的方法一般有四种：栅格法、手动输入法、双MARK法、扭矩法。其中栅格法适用范围最广，既适用于半闭环系统，也适用于全闭环系统；既适用于增量型位置反馈元件，也适用于绝对型位置反馈元件。
3 返回参考点的故障分析与诊断
当机床出现返回参考点故障时，应先由简单再到复杂，进行全面检查，综合分析。先检查原点减速挡块是否松动、减速开关固定是否牢固、开关是否损坏，若无问题，应检查机械相对位置的漂移量、检查减速开关位置与原点之间的位置关系，然后检查伺服电机每转的运动量、指令倍率比（CMR）及检测倍乘比（DMR），再检查返回原点快速进给速度的参数设置及接近原点的减速速度的参数设置。数控机床返回参考点不稳定，不但会直接影响零件加工精度，对于加工中心机床，还会影响到自动换刀。
数控机床返回参考点出现的故障大多出现在机床侧，以硬件故障居多，但随着机床元器件的老化，软故障也时而发生，笔者介绍几种曾经遇到过的数控机床回参考点故障及其对策。如图3所示。
4 故障排除实例
【实例1】一台数控铣床X轴返回参考点时报警X轴正向硬件超程。
故障现象：X轴返参时以返回参考点速度向参考点接近，但找不到参考点，而是一直以这一速度向前移动，直到碰到正向行程限位开关后紧急停止。故障检查与分析：从故障现象可得知，返参时有快速移动的V1速度，没有寻找参考点零标志的慢速V2，参考点减速开关没发出减速信号，检查发现参考点减速开关失效，触点锈蚀粘连。
故障处理：更换新的参考点减速开关后故障
排除。
【实例2】某机床在回零时，Y轴回零不成功，报超程错误。
故障分析：首先观察轴回零的状态，选择回零方式，让X轴先回零，结果能够正确回零，再选择Y轴回零，观察到Y轴在回零的时候，压到减速开关后Y轴并不进行减速动作，而是越过减速开关，直至压到限位开关机床超程，直接将限位开关按下后，观察机床PLC的输入状态，发现Y轴的减速信号并没有到达系统，可以初步判断有可能是机床的减速开关或者是时Y轴的回零输入线路出现了问题，然后用万用表进行逐步测量，最终确定为减速开关的焊接点出现了脱落。
解决办法：用烙铁将脱落的线头焊接好，故障即可以排除。
5 结语
数控机床不能正确返回参考点是数控机床常见的故障之一，本文介绍了数控机床返回参考点原理，根据数控机床返回参考点常见故障，系统性地编制了返回参考点的故障分析与诊断流程图，并举例说明，对数控机床故障维修初学者具有一定的参考价值。
参考文献
[1] 黄登红.数控机床参考点的回归及其常见故障诊断[J].长沙航空职业技术学院学报，2002，（4）.
[2] 马林旭.数控机床返回参考点故障诊断.
关键词：数控机床 精度 分析
伴随着计算机网络技术在各个领域的渗透，行业运行高速化、控制智能化、加工精度化等强大功能被各领域的精英所接受。制造业的数控设备也应运而生，运用最广泛、最普及的就是数控机床。数控机床带来的高效率、高品质得到了制造业的肯定，但随之而来的是由于结构、程序复杂，出现故障难以监测，进行分析的问题，成为研究人员关注的焦点。
1 数控机床出现故障的主要症状
称为“工业母机”的机床，是我国制造业水平的标杆。高精度，高柔性的数控机床被制造业广泛的应用。但在应用过程中，操作不当或超负荷使用而带来的故障也使得操作者们束手无策，严重影响了生产进度和生产效率，给社会经济带来损失。其故障归纳为下列几项：
1.1 驱动部件的失效。伺服电动机是数控机床的驱动部件。最易发生故障的是异步型交流伺服电动机。在不同的部位，比如定子、转子、轴承等部位，异步型交流伺服电动机的故障症状有所不同。匝间短路、绝缘体被破坏，就会出现断条、偏心等故障；定子与转子之间气隙不均衡、转子偏心使设备振动超速、导条与端环承受力分布涣散、轴承磨损、脱落等迹象都是电动机故障的原因之一。
1.2 支承部件的损坏。数控机床的支承部件是轴承。其中最重要的支承部件是滚动轴承。它是以规定的频率运转，由内圈、外圈、滚动体、保护架组成。滚动轴承分为弹簧与非弹簧的性质，承载刚度的变化，决定着滚动轴承的性质。也就是说，滚动轴承在承载时，各部件之间的振动及冲击力所形成的频率变化，按固有的频率变化，滚动轴承体现为弹簧性质，否则就是非线性弹簧性质。非线性弹簧性质，导致轴承的磨损，甚至机器设备的损坏。
1.3 传动设备的故障。传动设备包括机床导轨、工作台、溜板、滑座等部件。其中最关键的部件就是机床导轨，它与数控机床的加工精密度和机床的使用寿命息息相关，两者具有一荣俱荣，一损俱损的紧密关系。最常见故障表现为导轨表面局部变形，使摩擦阻力发生变化，造成受力面积不均衡、运行部件不到位、机床零部件的误安装而颠簸等故障。
2 数控机床故障诊断系统的设计
数控机床的高效、精准、高柔的强势，不可避免的也受到机器故障的困扰。针对数控机床的故障，设计对其主要部件的优化设计，建立一套完整的、灵活性、快速定位故障的系统。其中数控远程网络诊断与控制故障最受关注。
2.1 数控机床的自我诊断功能。目前，数控机床在研发过程中，利用检测设备（精密水平仪、直角尺、精密方箱、测微仪、高精度主轴检验芯棒等）对故障源的直接测量，同时根据经验采用望、闻、听、问、摸等人工智能的方法来诊断电气系统的故障。这种检测故障的方式，称为“硬诊断”。
2.2 信号分析方法在数控机床的运用。由于多台机床的同时运作，并发故障的诊断，“硬诊断”是不能胜任并解决的，只有通过基于信号处理和逻辑推理来诊断，比如：机床的振动、温度的变化、切削力的强弱等症状，采用信号处理，加以数据分析，来确诊故障源的方法。
①传统的信号分析法包括了时域分析法和频域分析法。时域分析方法首先要确定系统的数学模型，依据研究信号的波形与时间变化的相互规律，对典型数据进行抽样提取，利用系统的数学模型进行计算和分析，主要数学原理是传递函数等方法计算时域信号的平均值、峰值、标准偏差等。频域分析方法是一种分析非正弦周转性电路的基本方法，是动态数据分析法，是对信号分析处理的深化。
②时频分析方法。较传统信号分析方法，时频分析方法克服了前两种方法的不足。主要表现在可以多角度的观察信号的变化，从特定局部频率处的信号分析出特定局部时刻的信号。时频分析方法的基本思想主要以较短时间间隔内的信号作为分析体，将这段时间视为理想的平衡状态，将整个频率域分为不同段的频率域，用平稳的信号建立数学模型，然后再进行分析的方法。
3 远程故障诊断系统的设计
随着数控机床的大量运用，数控机床综合了机械、液压、电气于一体，不论哪个环节出了故障，在短时间快速的定位，找到问题的症结，是相当不容易的。利用维修工程师望、闻、听、问、摸等方法，采用排除法去排除故障，不仅效率低下，而且可能有误诊断的情况。利用远程故障诊断系统来快速定位机床故障不失为一个好的思路。
3.1 建立硬件系统平台。建立一个系统，首先要有个系统平台。为了使平台工作站达到为用户搭建电路平台，平台工作站起着提供连接相关硬件的仪器的作用。当收集的数据、图像待输送到计算机资料库，以便以后搜索、阅读、取证，在信息传达过程中，数据采集卡就充当了系统的硬件的重要角色。为了保证数据采集的精确性，减少数据的偏差，要选择高精度、高分辨率、多功能的数据采集卡，同时也配备高质量的数据电线电缆用来传输信息。
3.2 系统开发，网络化结构。基于目前社会网络化已经形成，集合了设备诊断技术与通信技术、网络技术等高科技信息技术的远程诊断故障系统，成为了时尚的应用系统。它通过互联网将机器设备与技术服务连接起来，维修工程师可以根据运行时的实时数据，计算分析出运行状态，诊断故障，及时制定出故障的解决方案，快速通过网络对机床的故障进行排除，提高了生产效率。
4 结束语
随着数控机床的广泛运用，建立数控机床故障诊断系统，对我国的制造业现代化建设起着推动作用，对设备故障实时诊断、连续监控，使企业生产效率提高，生产产品质量提升，增强我国数控机床在世界的竞争力有着不可估量的意义。
参考文献：
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关键词：数控机床；设备管理；应用；故障诊断；维修
数控机床的发展壮大，离不开有效合理的设备管理工作。设备管理工作如果落实到位，就会在很大程度上提升机床的稳定性和运行合理性，但是伴随着我国数控机床的不断发展，设备管理工作中的问题和矛盾也就不断的增加。同时设备管理工作还要面对来自外界的挑战。因此我国的数控机床的设备管理在很大程度上阻碍了我国数控机床的发展和创新。我国近些年的科学技术有了很大程度的发展和创新，这也在一个侧面帮助了我国的数控机床的发展，同时对于我国数控机床的设备管理也提出了更高的要求。我国机床在运行过程中，设备管理工作是重中之重。我国的机床发展较快，这样就导致了机床的设备管理相应的模式赶不上机床的发展，这样对于机床的发展非常不利，同时设备管理的落后，也会对我国以后的机床发展计划起到延迟的作用，文章就是要对机床的设备管理的相关内容进行详细的阐析和论述，通过阐析和论述找出问题出现的根本原因，改善我国的机床设备管理工作。关于数控机床设备管理应用中的故障诊断和维修的阐析和论述，文章主要从三个方面进行阐析和论述。第一个方面是我国数控机床发展过程中设备管理的重要意义。第二个方面是在机床设备管理过程中的设备故障诊断和设备维修。第三个方面是我国数控机床中的设备管理未来发展。下面进行详细的阐析和论述。
1我国数控机床发展过程中设备管理的重要意义
数控机床在我国工业行业中的地位非常突出。我国作为装备制作业大国，在装备制造业的基础行业中涉猎颇深，我国的数控机床作为基础设备的一部分被给予高度的重视。在世界范围内的工业竞争，主要还是针对机械加工的技术和设备进行。我国的机械加工行业由于有了数控机床的加入，已经有了非常好的发展，成为了我国机械加工水平高低的一个非常重要的指标。因此机床行业的发展是我国工业发展非常重要的一个环节，应该给予重视和扶持。由于我国的数控机床的发展过于迅速，导致了我国和机床相关的一系列配套设施没有完善。现阶段我国数控机床的一系列产业还没有形成一个非常严格的产业链。机床设备的生产能力还是较低，同时机床的生产精度和加工精度和国外的先进技术还有一定的差距。我国的机床生产规模较小，还没有像国外特别是德国那样形成一定的生产规模。因此我国的机床设备管理工作就显得尤为重要。机床管理工作的完善和创新，能够帮助我国的机床生产和应用捋顺关系，能够提升我国机床生产过程中的一系列流程，提升机床设备的稳定性能和可靠性能。
2在机床设备管理过程中的设备故障诊断和设备维修
在机床设备管理工作中对于设备的修护和问题诊断是一个绕不开的话题，只有将机床设备中出现的问题给予及时的处理和发现，才能够保障我国机床设备的稳定和安全。关于在机床设备管理过程中的设备故障诊断和设备维修的阐述和分析，文章主要从两个方面进行阐析和论述。第一个方面是机床设备中的开关故障问题及相应的处理办法。第二个方面是机床设备中的故障报警装置失灵问题及相应的处理办法。下面进行详细的阐析和论述。
2.1机床设备中的开关故障问题及相应的处理办法
关于机床设备中的开关故障问题及相应的处理办法的阐析和论述，文章主要从两个方面进行阐析和论述。第一个方面是机床设备开关的故障。第二个方面是机床设备开关出现故障的相应处理方法。下面进行详细的阐析和论述。
2.1.1机床设备开关的故障
机床设备中的机组开关，通常情况下会有相对独立的常闭或者常开开关出点。机床设备中的开关的主要作用就是对设备进行连锁控制及设备故障显示控制。机床开关通常会暴露在机床外部，就导致了机床开关的工作环境较差，存在工作过程中大量灰尘的问题。一旦工作灰尘进入机床的开关内部就会导致开关活动不灵敏，活动干出现滞涩的情况，这种情况下就会让机床开关出现故障，需要及时的发现给予处理。
2.1.2机床设备开关出现故障的相应处理方法
针对机床开关的故障，我们通常会将设备的总电源关闭，进行相应的处理和维修。因为关闭电源能够有效的切断设备常开触点，常开触点的切断会导致主动触点，被动触点两者之间出现间隙，让机床的故障显示器正常工作，之后，我们可以安全的将开关开启，处理开关中的粉尘及杂物。清理完毕后，机床的开关就会正常工作，故障也随之解除。
2.2机床设备中的故障报警装置失灵问题及相应的处理办法
关于机床设备中的故障报警装置失灵问题及相应的处理办法的阐析和论述，文章主要从两个方面进行阐析和论述。第一个方面是机床设备故障报警装置失灵的故障。第二个方面是机床设备故障报警装置失灵的相应处理方法。下面进行详细的阐析和论述。
2.2.1机床设备故障报警装置失灵的故障
当切断设备的能量来源后，电气控制单元的常开触点就会连接到一起，而常闭触点就会被切断，然而，由于烟尘的干扰作用，就会导致常开与常闭触点之间出现相反的状况，进而使得机组没有办法继续进行生产工作，所以就会产生故障报警失灵的现象。
2.2.2机床设备故障报警装置失灵的相应处理方法
对于故障报警失灵的现象来说，究其原因是烟尘的覆盖作用，影响了触点间的相互接触与联通，这就需要进行两方面的内容，一是对开关内的烟尘进行清除，保证开关的使用流畅性，要定期的对设备进行养护和检查，及时的发现问题，并且有效地解决，只有这样，才能进一步的避免设备故障报警器失灵的现象。
3我国数控机床中的设备管理未来发展
根据上文的阐析和论述，我们可以得出，在机床设备发展的过程中设备管理工作的重要性，在我国的设备管理工作中，理论管理和实际管理相结合的管理模式是未来的发展方向之一。我们在设备管理的过程中要坚持科学有效的管理模式，同时还要对高素质的管理人才进行培训和培养。管理工作的核心是人的管理，因此留住和培养专业素质高，实践能力强的工作人员是我国管理工作的未来方向。在管理设备的过程中我们还要不断吸取国外先进的管理经验为己所用，不定时地对设备进行性能评估。
作者:刘武强 单位:中国第一重型机械股份公司
参考文献:
[1]李勇，薛梅.现代职业教育方法在数控机床故障诊断与维修课程中的探索[J].科教导刊（上旬刊），2013（11）：170+216.
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