數控機床的應用越來越廣（guǎng）泛，其加工柔性好，精度高，生產效率高，具（jù）有很多的優點。但由於（yú）技術越來越（yuè）先進、複雜，對維修（xiū）人員（yuán）的素質要求很高，要求他們具有（yǒu）較（jiào）深的專業知識和豐富的維修經（jīng）驗，在數（shù）控機床出現故障才能及時排（pái）除。我公（gōng）司有幾十台數控設備，數（shù）控係統有（yǒu）多種類型，幾年來這些設備（bèi）出現一些（xiē）故障，通（tōng）過對這（zhè）些故障的分析和處理，我們取得（dé）了（le）一定（dìng）的經（jīng）驗。下麵結合一些典型的實例，對（duì）數控機床的故障進行（háng）係統（tǒng）分析，以供參考。

　　一、NC係統故障

　　1.硬件故障

　　有時由於NC係統出現硬件的損壞，使機床停機。對於這類故障的診斷，首（shǒu）先必須了解該（gāi）數控係（xì）統的工作原理及各線路板的（de）功能，然後（hòu）根據故障現象進行分（fèn）析，在有（yǒu）條件的情況下利用交（jiāo）換法準確定位故障點。

　　例一、一台（tái）采用德國（guó）西門子SINUMERIK SYSTEM3的數控機床，其PLC采用S5─130W／B，一次發生故（gù）障，通過NC係統PC功能輸入的R參數，在（zài）加工中不起作用，不能（néng）更改加工程序中R參數的（de）數值。通過對NC係統工作原理及故障現（xiàn）象的分（fèn）析，我們認為PLC的主板有問題，與另一台機床的主板對換後，進一步確（què）定為PLC主板的問題。經專業廠家維修，故（gù）障被排除。

　　例二、另一台機床也是采用SINUMERIK SYSTEM 3數控係統，其加（jiā）工程序（xù）程（chéng）序號（hào）輸入不進去，自（zì）動加工無法進行。經確認為NC係統存儲器板出現問題（tí），維修後，故障消除。

　　例三、一（yī）台采用德國HEIDENHAIN公司TNC 155的數控銑床，一次發生故障，工作時係統經（jīng）常死機，停電時經常（cháng）丟失機床參數和程（chéng）序。經檢查（chá）發現（xiàn）NC係統主板彎曲變（biàn）形，經校直固定後，係統恢複正常，再也沒有（yǒu）出現類似故障。

　　2.軟故（gù）障

　　數控機床有些故障（zhàng）是（shì）由於（yú）NC係（xì）統（tǒng）機（jī）床參數引起的，有時因設置不當，有時因（yīn）意外使參數發生變化或混亂，這類故障隻要調整好參數（shù），就會自然消失。還有些故障由於偶然原因使NC係統處於死循（xún）環狀態，這類故障有時必須采取強行啟動的方法恢複係統的使用。

　　例一、一（yī）台采用日本發那（nà）科公司FANUC-OT係統的數控車床，每次開機都（dōu）發生死機現象，任何正常操作都不起作用。後采取強製複位的方法，將係統內存全部清除後，係統恢複正常，重新輸（shū）入機床參數後，機床正常使用。這個故障就是（shì）由（yóu）於機床參數（shù）混亂造（zào）成的。

　　例二、一台專用數控銑床（chuáng），NC係統采用西門子的（de）SINUMERIK SYSTEM 3，在（zài）批（pī）量加工中（zhōng）NC係統（tǒng）顯示2號報警（jǐng）“LIMIT SWITCH”，這種故障是因為Y軸行程超（chāo）出軟件設定的極限值（zhí），檢查程序數值並無變化，經仔細觀察故障現象，當出現（xiàn）故障時，CRT上（shàng）顯示的Y軸坐標確定達到軟件極限，仔細研究發（fā）現是補償值輸入（rù）變大引起的（de），適當（dāng）調整軟件限位設置後，故障被排除。這個故（gù）障就是軟件限位設置不（bú）當造成的。

　　例三、一台采用（yòng）西門子SINUMERIK 810的數控機床，一次出現問題，每次（cì）開機係統都進（jìn）入AUTOMATIC狀態，不能進行任何操作，係統出（chū）現死機狀態（tài）。經強製啟動後，係統恢複正常工作。這個（gè）故障就是因操作人（rén）員操作失誤或其它原因（yīn）使NC係統處（chù）於死循環狀態。

　　3.因其（qí）它原因引起的NC係統故障有時因（yīn）供電電源出現問題或緩衝電池失（shī）效也會引起係統故障。

　　例一、一台（tái）采用德國西門子SINUMERIK SYSTEM 3的數控機（jī）床，一次出現故障，NC係統加（jiā）上電（diàn）後，CRT不（bú）顯（xiǎn）示，檢查發現NC係統上“COUPLING MODULE”板上左邊的發光二極管閃亮，指示故障。對PLC進行熱啟動後，係統正（zhèng）常工作。但過幾天後（hòu），這個故障又出現了，經對（duì）發光二極（jí）管閃動頻率的分析，確定為電池故障，更換電池後（hòu），故障消除。

　　例二（èr）、一台采用西門子SINUMERIK 810的（de）數控機床，有時在自動加工過程中，係統突然掉電，測（cè）量其24V直（zhí）流供電電源，發現隻有22V左右，電網（wǎng）電壓向下波動時，引（yǐn）起這個電壓降低，導致 NC係統采取保護措施，自動斷電。經確認為整流變壓器匝間短路，造成容量不夠。更（gèng）換新的整流變壓器後，故障排除。

　　例（lì）三（sān）、另（lìng）一台也是采用西門子SINUMIK 810的數控機床，出現這樣的（de）故障，當係統（tǒng）加上電源（yuán）後，係統開始（shǐ）自檢，當自檢（jiǎn）完畢進（jìn）入基（jī）本畫麵（miàn）時，係統掉電。經分（fèn）析和檢查，發現X軸抱閘線圈對（duì）地短路。係統自檢後，伺服條件準備好，抱閘（zhá）通電釋放。抱閘線圈采用（yòng）24V電源供電，由（yóu）於線圈對地短路，致使24V電壓瞬間下降，NC係統采取保護措施自動斷電。

　　二、伺服係統的故障

　　由於數控係統的控製核心是對機床（chuáng）的進給部分進行數字控製，而進給是由伺服單元控製伺（sì）服電機，帶動滾珠絲杠來實現的，由旋轉編碼器做位置反饋元件，形成半閉環的位置控製係統（tǒng）。所以伺服係統在數控機（jī）床上起的作用相當重要。伺服係統的故障一般都是由伺（sì）服控製單元、伺服電機、測（cè）速電機、編碼器等出現問（wèn）題引起的。下（xià）麵介紹幾例：

　　例一、伺服電機損壞

　　一台（tái）采用SINUMERIK 810／T的數控車（chē）床，一次（cì）刀塔出現故障，轉動不到位，刀塔轉動時，出現6016號報警“SLIDE POWER PACK NO OPERATION”，根據工作原理和故障現象進行分（fèn）析，刀塔轉動是由伺服電機驅動的，電機一啟動，伺（sì）服單元就產生過載（zǎi）報警，切斷伺服電源，並反饋（kuì）給NC 係（xì）統，顯示（shì）6016報警。檢（jiǎn）查機械（xiè）部分，更換伺服單元都沒有解決問題。更換伺服電機後，故障被排除。

　　例二、一台采用直流伺服係統的美國數控磨床，E軸運動（dòng）時產生“E AXIS EXECESSFOLLOWING ERROR”報警，觀察故障發生過程，在啟動E軸（zhóu）時，E軸開（kāi）始運動，CRT上顯示的E軸數值變化，當數值（zhí）變到14時，突然跳變到471，為此我們認為反饋（kuì）部（bù）分（fèn）存在問題，更換位置反饋板，故障消除。

　　例（lì）三、另一台（tái）數（shù）控磨床，E軸修整器失控，E軸（zhóu）能回參考點，但自動修整或半自動時，運動速度極快，直到撞（zhuàng）到極限開（kāi）關。觀察發（fā）生（shēng）故障（zhàng）的過（guò）程，發現撞極限開關時，其顯（xiǎn）示的坐標值遠小於實際值，肯定是位（wèi）置反饋的問題。但（dàn）更換（huàn）反饋板（bǎn）和編碼器都未能解決問題。後仔（zǎi）細（xì）研究發現，E軸修整器是由Z軸帶動運動的（de），一般回參考點時，E軸都在Z軸的一側，而修（xiū）整（zhěng）時（shí），E軸修整器被Z軸帶到中間。為此我們做了（le）這樣的試驗（yàn），將E軸修整器（qì）移到Z軸中間，然後回（huí）參考點，這（zhè）時回（huí）參點也出現失（shī）控現象；為此我們斷（duàn）定可能由於E軸修整器經常往複運動，導致E軸反饋（kuì）電纜（lǎn）折斷，而接觸不良（liáng）。校線證實了我們的判斷，找到斷點，焊接並采取防折措施，使機床恢複工作。

　　三、外部故障

　　由於現代的數控係統可變性越來越高（gāo），故障（zhàng）率越來越低，很少發生故障（zhàng）。大部分故障都是非係統故障，是由外部原因引起的。

　　1.現代的數控設（shè）備都是機電一體化的產品，結構比較複雜，保護措施完善，自動化程（chéng）度非常高。有些（xiē）故障並不是硬件損壞引起的，而是由於操作、調（diào）整、處理不當引（yǐn）起的。這類故障在設備使用初期發生的（de）頻率較高，這時操作人員和維護人員對設備都不特別熟悉。

　　例一、一台數控銑床，在剛投入使用（yòng）的時候，旋轉工（gōng）作台經常出現不旋轉的問題（tí），經過對機床工作原理和加工過程進行分析，發（fā）現（xiàn）這個（gè）問題與分度裝置有關，隻有分度裝置在（zài）起始位置時，工作台才能旋轉（zhuǎn）。

　　例二、另（lìng）一台數控銑床（chuáng）發生打刀事故（gù），按急停按鈕後（hòu），換上新刀，但工作台不旋轉，通過PLC梯圖分析，發（fā）現其換刀過程不正確，計算（suàn）機認（rèn）為換刀過程沒有結（jié）束，不能（néng）進行（háng）其（qí）它操作，按正確程序重新（xīn）換刀後，機床恢複正常。

　　例三、有（yǒu）幾台數控機床，在剛投入使用的時候，有時出現意外情況，操作人員按（àn）急停按鈕後，將係統斷電重新啟（qǐ）動，這時機床不回參考點，必須經過一番調整，有時得手工（gōng）將軸（zhóu）盤到非幹涉區。後來吸取教訓，按急停按鈕後，將操作方式變為手動，鬆開急停按鈕（niǔ），把機床（chuáng）恢複到正常（cháng）位置，這時再操作或斷（duàn）電，就不會出現問題。

　　2.由外部硬件損壞（huài）引起的（de）故障

　　這類故障是數控機床常見（jiàn）故（gù）障，一般都是由於檢測開關、液壓係統、氣動係統、電氣執行元件、機械裝置等出現問題（tí）引起的。有（yǒu）些故障可產生報警，通過報答信息，可（kě）查找故障原因。

　　例一、一台數控磨床，數控係統采用西門子SINUMERIK SYSTEM 3，出現故障報警F31“SPINDLE COOLANT CIRCUIT”，指示主軸冷卻係（xì）統有問題，而檢查冷卻（què）係統並無問題，查閱PLC梯圖，這個故障是由流量檢測開（kāi）關B9.6檢測出來的，檢查這個開關，發現開關已損壞，更換新（xīn）的開關，故障消失。

　　例二、一台采用西門子（zǐ）SINUMERIK 810的數控淬火機床，一次出現（xiàn）6014“FAULT LEVEL HARDENING LIQUID”機床不能工作（zuò）。報警信息指示，淬火液麵不夠，檢查液麵已遠遠超出最低水平（píng），檢測液位開關，發現（xiàn）是液位開關出（chū）現問題，更換新（xīn）的開關（guān），故障消除。

　　有些故障雖有報警信息（xī），但並不（bú）能反（fǎn）映故障的（de）根本原（yuán）因。這時要根據報警信息、故障（zhàng）現象來分析。

　　例三、一台數（shù）控磨床，E軸（zhóu）在回參考點時，E軸旋（xuán）轉但沒有（yǒu）找到參考點，而一直運（yùn）動，直到壓到極（jí）限（xiàn）開關，NC係統顯示報警“EAXIS AT MAX.TRAVEL”。根據故障（zhàng）現（xiàn）象分析（xī），可能是零點開關有問題，經確（què）認為無觸點零點開關損壞，更（gèng）換新的開關，故障消除。

　　例四（sì）、一台專（zhuān）用的數控銑床，在零件批量加工過程中發生故障，每（měi）次都發（fā）生在零件已加工完畢，Z軸後移（yí）還沒到位，這時出現故障，加工程（chéng）序（xù）中斷，主軸停轉，並顯示F97號報警“SPINDLESPEED NOT OK STATION 2”，指示主軸有問題（tí），檢查主（zhǔ）軸係統並無問題，其它問題也可導（dǎo）致主軸停轉，於是我們用機外編程器監視（shì）PLC梯圖的運（yùn）行狀態，發現刀（dāo）具液壓卡緊壓力檢測開（kāi）關 F21.1，在出（chū）現故（gù）障時（shí），瞬間斷開（kāi），它的斷開表示銑刀（dāo）卡緊力不夠，為安全起見，PLC使主軸停轉。經（jīng）檢查發現液（yè）壓（yā）壓力不穩，調整液壓係統（tǒng），使之穩定，故障（zhàng）被排除。

　　還有些（xiē）故障不產生故障報警，隻是動作不能完成（chéng），這時（shí）就要根據維修經驗，機床的工作原理，PLC的運行狀態來判斷故障。

　　例五、一台數控機床（chuáng）一次出現故障，負（fù）載門關不上，自動加工不能進行，而且無故障顯示。這個負載門是由氣缸來完成開關的，關閉負載門是PLC輸出Q2.0控製電（diàn）磁閥Y2.0來（lái）實現的（de）。用NC係統（tǒng）的PC功能檢查PLC

　　Q2.0的狀態，其狀態為1，但電（diàn）磁閥卻沒（méi）有得電。原來PLC輸出Q2.0通過中間繼電器控製電磁閥Y2.0，中間繼電（diàn）器損壞引起這個故障，更換新的繼電器，故障被排除。

　　例六、一台數控機床，工作（zuò）台不旋轉，NC係統沒有顯（xiǎn）示故障報警。根據工（gōng）作（zuò）台的動作原理（lǐ），工作台旋轉第一步應（yīng）將工（gōng）作（zuò）台氣（qì）動浮起，利用機外編（biān）程器，跟（gēn）蹤PLC梯圖的動（dòng）態變化，發現PLC這個信號並未發出，根據這個線索繼續查看，最後發現反映二、三（sān）工位分度頭起始（shǐ）位置檢測開關I9.7、I10.6動作不同步（bù），導致了工作台不旋轉。進一步確認為三工位分度頭產生機械（xiè）錯位，調整機（jī）械裝置，使其（qí）與二工（gōng）位（wèi）同步，這（zhè）樣使故障消除。

　　發現（xiàn）問題是解決問（wèn）題的（de）第一步，而且是最重要的一步。特別是對數控機床的外部（bù）故障，有時診斷過程比較（jiào）複雜（zá），一旦發現問題所（suǒ）在，解決起來比較輕鬆。對外部故障的診斷，我們總結出兩點經驗，首先應熟練掌握機床的工作原理和動作順序。其次要熟練運（yùn）用（yòng）廠方提供的PLC梯圖，利用NC係統的狀態顯示功能或（huò）用機外編程器監測PLC的運行狀態，根據（jù）梯圖的鏈鎖（suǒ）關係，確定（dìng）故障點，隻要做到以（yǐ）上兩點，一般數控機床的（de）外部故障，都會被及時排除（chú）。