數控機床的應（yīng）用越來越廣泛，其加工柔性（xìng）好，精度高，生產效率高，具有很多的優點。但由於技術越來越先進、複（fù）雜，對維修人（rén）員的素質（zhì）要求很高，要求他們具有較深的專業知識和豐富的（de）維修經驗，在數控機床出現（xiàn）故障才能及時排除。下麵結（jié）合一些典型的實例，對數控機床的故障進行係統分析，以供參考。

　　一、NC係統（tǒng）故（gù）障

　　1.硬（yìng）件故障

　　有時由於NC係統出現硬（yìng）件的損壞，使機床（chuáng）停機。對於這（zhè）類（lèi）故（gù）障的診斷（duàn），首（shǒu）先必須了解該數控係統的工作原理及（jí）各線路板的功能，然後根據故障現象進行分析，在有條件的情況下利用交（jiāo）換法準確定位故障點。

　　例一（yī）、一台采用德國西門子SINUMERIK SYSTEM3的數控機床，其PLC采用（yòng）S5─130W／B，一次發生故障，通過（guò）NC係統PC功能（néng）輸入的R參（cān）數，在加工中不（bú）起作用，不能更改加工程序中R參數的數值（zhí）。通過對NC係統工作原理（lǐ）及故障現象的分析，我們認為PLC的（de）主板有問題，與另一台機床的主（zhǔ）板對（duì）換後，進一步確定為PLC主板的問題。經專業廠家維（wéi）修，故障被排除。

　　例二、另（lìng）一台機床也是采用SINUMERIK SYSTEM 3數控係（xì）統，其加工程序（xù）程序（xù）號輸入不進去（qù），自動（dòng）加工無法進行。經確認為NC係統存儲器板出現問題，維修後，故障消除。

　　例三、一台采用德國HEIDENHAIN公（gōng）司TNC 155的數控銑床，一次發生故（gù）障，工作時係統經常死機，停電時（shí）經常丟失機床參數和程（chéng）序。經檢（jiǎn）查發現NC係統主板彎曲變形，經校直固定後，係統恢複正常，再也沒有出現類似（sì）故障。

　　2.軟故障

　　數控機床有些故障是由於（yú）NC係統機床參數引起的，有時因設置不當，有時因意外使參數發生變化或混亂，這類故障隻要調整（zhěng）好參數，就會自然消失。還（hái）有些故障由於偶然原因使NC係統處於死（sǐ）循環（huán）狀態，這類故障有時必須采取強行啟動的方法恢複係（xì）統的使用。

　　例一、一台采用日本發那（nà）科公司（sī）FANUC-OT係統的數控車床，每次開（kāi）機都發生死（sǐ）機現（xiàn）象，任何正常（cháng）操作都不起作用（yòng）。後采取強（qiáng）製複位的方法，將係統內（nèi）存全部清除後，係（xì）統恢複正（zhèng）常，重新輸入機床參數後，機床正常使用。這個故障就是由於機床參數混亂造成的。

　　例二、一台專用數控銑床，NC係統采用西門子的SINUMERIK SYSTEM 3，在批量加工中NC係統（tǒng）顯示2號報警“LIMIT SWITCH”，這種故障是因為Y軸（zhóu）行程超出軟件設定的極限值（zhí），檢查（chá）程序數（shù）值（zhí）並無變化，經仔細觀察故障（zhàng）現象，當出現故障時，CRT上顯（xiǎn）示的（de）Y軸坐標確定達到軟件極限，仔細研究發現是補償值輸入變大引起（qǐ）的，適當調整（zhěng）軟件限位設（shè）置後，故障被排除。這個故障就是軟件限位設置不當造成的。

　　例三、一台采用西門子SINUMERIK 810的數控機床，一次出（chū）現問題，每次開機係統都進入AUTOMATIC狀（zhuàng）態，不能進行任何操作，係統出現死（sǐ）機狀態。經強製啟動後（hòu），係（xì）統恢（huī）複正常工作。這個故障就是因操作（zuò）人員操作失誤或其它原因使NC係統處於死循環狀（zhuàng）態（tài）。

　　3.因其它原因引起的NC係（xì）統故障有時因供電電源出現問題或緩衝電池失效也會（huì）引起係統故障。

　　例一、一台采用德國西門子（zǐ）SINUMERIK SYSTEM 3的數控機床，一次出現故障，NC係統加上電後，CRT不顯示，檢查發現NC係（xì）統上“COUPLING MODULE”板上左邊的（de）發光二極管（guǎn）閃亮，指示故障。對PLC進行熱啟動（dòng）後，係統正常工作。但過幾天後，這個故障又出現了，經對發光二極管閃動頻率的分（fèn）析，確定為電池故障（zhàng），更換電池後，故（gù）障消除。

　　例二、一台采用西門（mén）子SINUMERIK 810的數控機床（chuáng），有（yǒu）時在自動加工過程中，係統突然（rán）掉電，測量其24V直流（liú）供電（diàn）電源，發現隻有22V左右，電網電壓向下波動時，引起這個電壓降低，導致 NC係（xì）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（liàng）不（bú）夠。更換新的整流變壓器（qì）後（hòu），故障排除。

　　例三、另一台也是采用西門子SINUMIK 810的（de）數控機床，出現這樣的故障，當係統加上（shàng）電源後，係統開始（shǐ）自檢，當自（zì）檢完畢進入基本畫麵時（shí），係統掉電。經分析和檢查，發現X軸（zhóu）抱閘線圈對（duì）地（dì）短路（lù）。係統自檢（jiǎn）後，伺服條件準備（bèi）好，抱閘通電釋放（fàng）。抱閘線圈采用24V電源供電，由於線圈對地短（duǎn）路，致（zhì）使24V電壓瞬（shùn）間下降，NC係統采取保護措施自（zì）動斷電。

　　二、伺服係統（tǒng）的故障

　　由於（yú）數控係統的控製核心是對機（jī）床的進給部分進行數字控製，而進給（gěi）是由伺服單（dān）元控製伺服電機，帶（dài）動滾珠絲（sī）杠來實現的，由旋（xuán）轉編碼器做位置（zhì）反饋元件，形成半閉環的位置控製係（xì）統。所以伺服係統在數控機床上起的作用相當重（chóng）要。伺服係統的故障一般都是由伺（sì）服控（kòng）製單元、伺服電機、測速電機、編碼器等出現問題引起的。下麵介紹幾例：

　　例一、伺服電機損壞

　　一台采用SINUMERIK 810／T的數控車床，一次刀塔出現故障（zhàng），轉動不到位，刀塔轉動時，出現6016號報警“SLIDE POWER PACK NO OPERATION”，根據（jù）工作原理和（hé）故障現象進（jìn）行分析，刀塔轉動是由伺服電機（jī）驅動的，電（diàn）機一啟動，伺服單元就產生（shēng）過載（zǎi）報警，切斷伺服電源，並反饋給NC 係（xì）統，顯示6016報警。檢查（chá）機械部分（fèn），更（gèng）換伺服（fú）單元（yuán）都（dōu）沒有解決問題。更換伺服電機後，故障被排除。

　　例二、一台采（cǎi）用直流（liú）伺服係統的（de）美國數控磨床，E軸運動時產生“E AXIS EXECESSFOLLOWING ERROR”報警，觀察故障發生過程，在啟動E軸時，E軸開始運動，CRT上顯示的E軸數值變化，當數值變到14時，突然跳變到471，為此我們認為反饋部分存在問題（tí），更換位置反饋板，故（gù）障消（xiāo）除。

　　例三、另一台數控磨床，E軸修整器失（shī）控，E軸能回參考點（diǎn），但自動修整或半自動時，運動速度極（jí）快，直到撞到（dào）極限開關。觀察發生故障的過程，發現撞極限開（kāi）關時，其顯示的坐（zuò）標值遠小於實際值，肯定是位置反饋的問題。但（dàn）更換反饋（kuì）板和編碼器（qì）都未能解決（jué）問題。後仔細研究發現，E軸修整器（qì）是由Z軸帶動（dòng）運動的，一（yī）般回參考點時，E軸都在Z軸的一側，而修整時，E軸修整器被（bèi）Z軸帶到中間。為此我（wǒ）們做了（le）這樣的試驗，將E軸修整器移到Z軸中間，然後回參考點，這時回參點也出現失控現象；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軸反饋電纜折斷，而接觸不良。校線證實（shí）了我們的判斷，找到斷（duàn）點，焊接並采取防（fáng）折措施，使機床恢複工作。

　　三、外部故障

　　由於現（xiàn）代（dài）的數控係統可變性越來越高，故障率越來越低，很（hěn）少發（fā）生故障（zhàng）。大部（bù）分故（gù）障都是非係統故障，是由外部原因引起的。

　　1.現（xiàn）代的數控設備都是機電一體化的產品，結構比（bǐ）較複雜，保護措（cuò）施完善，自動化程度（dù）非常高。有些故障並（bìng）不是硬件損壞（huài）引起的，而是由於操作、調整、處理不（bú）當引起的。這（zhè）類故障在設備使用初期發生的頻率較高，這時操作（zuò）人員（yuán）和維護人員對設備（bèi）都不特別熟悉。

　　例一、一台數控銑（xǐ）床，在剛投入（rù）使用的（de）時候，旋（xuán）轉工作台經常出現不旋轉的問題，經過對機床工作原理和加工過程進行分析，發現這個問題與分度裝（zhuāng）置有關（guān），隻（zhī）有分度裝置在起始位置時，工（gōng）作台才能旋轉。

　　例二、另一台數控銑（xǐ）床（chuáng）發生打刀事故，按急停按鈕（niǔ）後，換上新刀，但工作台不旋（xuán）轉，通過PLC梯圖分析，發現其換刀過程不正確，計（jì）算機認為換刀過程沒有結束，不能進行其它操作，按正確程序（xù）重新換刀後，機床恢複正常。

　　例三、有幾台數控機床（chuáng），在剛投入使用（yòng）的時候，有時出（chū）現意外情況，操（cāo）作人員按急停按鈕後，將係統斷電重新啟動，這時機床（chuáng）不回參考點，必須經過一番調整，有時得手工將軸（zhóu）盤到非幹涉區。後來吸取教（jiāo）訓，按急停按鈕後，將操作方式變為手（shǒu）動，鬆開急停按鈕，把機床（chuáng）恢複到正常位置，這時再操作或斷電，就（jiù）不會出現問題。

　　2.由外部硬件損壞引起的故障

　　這類故障是數控機床常見故障，一（yī）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（wèn）題引（yǐn）起的。有些故障可產生報警，通過報答信息，可查（chá）找故（gù）障原因（yīn）。

　　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（zhǔ）軸冷卻係統有問題，而檢查冷卻係統（tǒng）並無問題，查閱PLC梯圖，這個故障是由流量（liàng）檢測開關B9.6檢測出來的，檢查這個開關，發現開關已損壞，更換新的開關，故障消失。

　　例二、一台采用西門子SINUMERIK 810的數控淬火機床，一次出現6014“FAULT LEVEL HARDENING LIQUID”機床不能工作。報警信息（xī）指示，淬火液麵不夠，檢查液麵（miàn）已遠遠超出最低水平，檢測液位（wèi）開關，發（fā）現（xiàn）是液位開關出現問題，更換（huàn）新的開關，故障消除。

　　有些故障雖有報警信息，但並不能反映故障的根本原因。這時要根據報警信息、故障現象來（lái）分析。

　　例三（sān）、一台數控磨床，E軸在回（huí）參考點時，E軸旋轉但沒有找到參考點，而一直運動，直到壓到極限（xiàn）開關，NC係（xì）統顯示（shì）報警“EAXIS AT MAX.TRAVEL”。根據（jù）故（gù）障現（xiàn）象分析，可能（néng）是零點開關有問題，經確認為無觸點零點開關損壞，更換（huàn）新的開關，故障消除。

　　例四、一台專用的數控銑床，在零件批（pī）量加工過程中發生故障（zhàng），每次（cì）都發生在零件已加工完畢，Z軸後移還沒到位，這時（shí）出現故（gù）障，加工程序中斷，主軸停（tíng）轉，並顯示F97號報（bào）警“SPINDLESPEED NOT OK STATION 2”，指示主軸有問（wèn）題，檢查主軸係統並無問（wèn）題（tí），其它問題也可導致主（zhǔ）軸停（tíng）轉，於是我們用機外編程器監（jiān）視PLC梯（tī）圖的運行狀（zhuàng）態，發現刀具液壓卡緊（jǐn）壓力檢測開關 F21.1，在出現故障時，瞬間斷（duàn）開，它的斷開表示銑刀卡緊力不夠，為（wéi）安全起見，PLC使主軸（zhóu）停轉。經檢查發現液壓壓力不穩，調整液（yè）壓係統，使之（zhī）穩定，故障（zhàng）被排除。

　　還有些故障不產生故障報警，隻是動作不能完成，這時就要根據維修經驗，機床的工（gōng）作（zuò）原理，PLC的運行（háng）狀（zhuàng）態來（lái）判斷故障。

　　例五、一台數控機床一次出（chū）現故障，負載門關不上，自動加工不能進行，而且無故障顯示。這個負載門是（shì）由氣缸來完成開關的，關閉負載門（mén）是PLC輸（shū）出Q2.0控製電磁閥Y2.0來實（shí）現的。用NC係統的PC功能檢查PLC

　　Q2.0的狀態，其狀態為1，但電磁閥卻（què）沒有（yǒu）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（bú）旋轉，NC係統沒有顯示故障（zhàng）報警（jǐng）。根（gēn）據工作台（tái）的動作原（yuán）理，工作台旋轉第一步應將工作台氣動浮起，利用機外編程器（qì），跟蹤PLC梯圖的動態變化，發現PLC這（zhè）個信號（hào）並（bìng）未發出，根據這個線索繼續查看，最（zuì）後發現反映二、三工位分度頭起始位置檢測開關I9.7、I10.6動作不同步，導（dǎo）致了工作台不（bú）旋轉。進一步確認為三工位分度頭產生機械錯位，調整機械裝置，使（shǐ）其與（yǔ）二工位同步，這樣使故障消除。

　　發（fā）現問題是解（jiě）決問題的第一步，而且是最重要的一步。特別（bié）是對數控機床（chuáng）的外部故障，有時診斷過程比較複（fù）雜，一旦發現問（wèn）題所在，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（hé）動作順序（xù）。其次要熟（shú）練（liàn）運用廠方提供的PLC梯圖（tú），利用NC係統（tǒng）的狀態顯示功能或用（yòng）機外編程器監測（cè）PLC的運行狀態，根據梯圖的鏈鎖關係，確定故障點，隻要做到（dào）以上兩點，一般數控機床（chuáng）的（de）外部故障，都會（huì）被及時（shí）排（pái）除。