數控機床的應用越來越廣泛，其加工柔性好，精度高（gāo），生產效率（lǜ）高，具有很多的（de）優點。但由於技術越來越先（xiān）進（jìn）、複雜，對維修人員的素質要求很高，要（yào）求他們具有較深的專業知（zhī）識和豐富的維修經驗，在數控機床出現（xiàn）故障才（cái）能及時排除。下麵（miàn）結合一些典型的實（shí）例，對數控（kòng）機（jī）床的故（gù）障進行係統分析，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（de）損壞（huài），使機床（chuáng）停機。對（duì）於這類（lèi）故障的診斷（duàn），首先必須了解該數控係統（tǒng）的工作原理及各線（xiàn）路板的功能，然後根（gēn）據故障現象進（jìn）行分析，在有（yǒu）條（tiáo）件的情況下利用交換法準確定位故（gù）障點。

　　例一、一台采用德國西（xī）門子SINUMERIK SYSTEM3的數控機床，其PLC采用（yòng）S5─130W／B，一次（cì）發生故障（zhàng），通過NC係（xì）統PC功（gōng）能輸（shū）入的R參數，在加工中不起作（zuò）用，不能更改加工程序中R參數的數值。通過對（duì）NC係統工作原理（lǐ）及故（gù）障現象的分析，我們認為PLC的主板有（yǒu）問題，與另一台機床的主板對換後，進一步確定為PLC主板（bǎn）的問題。經專業廠家維修，故障被排除。

　　例二、另一台機床也是（shì）采（cǎi）用SINUMERIK SYSTEM 3數控係統，其加工程序程序號輸入不進去，自動加工無法進行。經（jīng）確（què）認為NC係統存儲器板出現問題（tí），維（wéi）修後，故障（zhàng）消除（chú）。

　　例三、一台（tái）采用德國HEIDENHAIN公司（sī）TNC 155的數控銑床，一次發生（shēng）故障，工作時係統經常死機，停電時經常丟失機（jī）床參數（shù）和程序。經檢查發現NC係統（tǒng）主板彎曲變形，經校直固定（dìng）後，係統恢複正常，再也沒有出現類似故障。

　　2.軟故障

　　數控機床有些故障是由於NC係統機床參數引（yǐn）起的，有時因設置不當，有（yǒu）時因意外使參（cān）數發生變化或混亂，這類故障隻要調（diào）整好參數，就（jiù）會（huì）自然消失。還有些故障由於偶（ǒu）然原因使NC係統處於死循環狀（zhuàng）態，這類故障有時必須采取強行啟動的（de）方法恢複係統的使用。

　　例一、一（yī）台采用日本發那科公司FANUC-OT係統的數控車床，每次開機都（dōu）發（fā）生死機現象，任何正常操作（zuò）都不（bú）起作用。後采取強製複（fù）位的方法，將係（xì）統內存全部清除後，係（xì）統恢複正常，重新輸入（rù）機床參數後，機床正常使用。這個故障就是由於（yú）機床參（cān）數混亂造成的。

　　例（lì）二、一台專用數控銑床，NC係統采用西門子的SINUMERIK SYSTEM 3，在（zài）批量加工中NC係統（tǒng）顯（xiǎn）示2號報警“LIMIT SWITCH”，這種故障是因為Y軸行（háng）程超出軟件設定的極限（xiàn）值，檢（jiǎn）查程序數值並無變化，經仔細觀察故障現象，當出現故障時，CRT上顯示的Y軸坐標確（què）定達到軟件極限，仔細研究發現是（shì）補（bǔ）償值輸（shū）入變大引起的，適當調整軟件限位設置後，故障被排除。這個故障就是軟件限位設置不（bú）當造成的。

　　例三、一台采用西門子SINUMERIK 810的數控機床，一次出現問題（tí），每次（cì）開（kāi）機（jī）係統都進入AUTOMATIC狀（zhuàng）態，不能進行任何操（cāo）作，係統出現死機狀態。經強製啟動後，係統恢複正常工作。這個故（gù）障就是（shì）因操作人員操（cāo）作失誤或其它原因使NC係（xì）統處於死（sǐ）循環狀態。

　　3.因其它原因（yīn）引起的（de）NC係統（tǒng）故障有時（shí）因供電電源出現問題或緩衝電池失效也會引起係統（tǒng）故障。

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

　　例二（èr）、一（yī）台（tái）采用（yòng）西門子SINUMERIK 810的數控機床，有時在自動加工（gōng）過程中，係統突然掉電（diàn），測量其24V直流供電電源，發現（xiàn）隻有22V左右，電（diàn）網電壓向下（xià）波動時，引起這個電壓降低，導致 NC係統采取保護措施，自動斷電。經確認為整流變（biàn）壓器（qì）匝間短路，造（zào）成容量不夠。更換新的整流變壓器後（hòu），故障排除。

　　例三、另一台也是（shì）采用（yòng）西（xī）門子（zǐ）SINUMIK 810的數控機床，出現這樣的故障，當係統（tǒng）加上電源後，係統開（kāi）始自檢，當自檢完畢進入基本畫（huà）麵時，係統掉（diào）電（diàn）。經分析和檢（jiǎn）查，發現（xiàn）X軸抱閘線圈對地短路。係統自檢（jiǎn）後，伺服條（tiáo）件準備好，抱閘通電釋放。抱閘線圈（quān）采用24V電源供電，由於線圈對地短路，致使24V電壓瞬間下降，NC係統采取保護措施自動（dòng）斷電。

　　二、伺（sì）服係統的故障

　　由於數控（kòng）係統的控製（zhì）核心是對機床的進給部分進行數字控製，而進給是由伺服單元控製伺服電機，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。所以伺服係統在數控機床上起的（de）作用相當重要。伺服係統的故障一（yī）般都是由伺服控製單（dān）元、伺服電機（jī）、測速電機、編碼器等出現問題引起（qǐ）的。下麵（miàn）介紹幾例：

　　例一、伺服電機損壞

　　一台采用SINUMERIK 810／T的（de）數控車床，一（yī）次刀塔出現故障，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析，刀塔轉動是由伺服電機驅動的，電機一啟動，伺服單元就產生過載報警，切斷伺服電源，並反饋給NC 係統，顯示6016報警。檢查機械部分，更換伺服單元都沒（méi）有解決問題。更換伺服（fú）電（diàn）機後，故障被排除。

　　例二、一（yī）台采用直流伺（sì）服係統的美國數控磨床，E軸（zhóu）運動時產生“E AXIS EXECESSFOLLOWING ERROR”報警，觀察（chá）故障發生過程，在啟動E軸時（shí），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（rán）跳變到471，為此我們認為反饋部分存在（zài）問題，更換位置反饋板，故障消除。

　　例三、另一台數控磨床，E軸修整器失控（kòng），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。觀察發生故障的過程，發現撞極限開關時，其顯示的（de）坐標值遠小於實際值，肯定是位置（zhì）反饋的問題。但（dàn）更換反饋板和編碼器都未能解決問（wèn）題。後仔細研究發現，E軸修整器是由Z軸帶動運動的，一般回參考點時，E軸（zhóu）都在Z軸（zhóu）的一側，而修整時（shí），E軸修整器被Z軸帶到中間。為此我們做了這樣（yàng）的試驗，將E軸（zhóu）修整器移到（dào）Z軸中間，然後（hòu）回參考點，這時回參點也出現失控現象；為此（cǐ）我們斷定可能由於E軸修整器經（jīng）常往複運動，導致E軸反饋電纜折斷，而（ér）接觸不良。校線證實了我們的判斷（duàn），找到斷點，焊接並采取防折措施，使機床（chuáng）恢複工（gōng）作。

　　三、外部故障

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

　　1.現代的數控設備都是（shì）機電一（yī）體化的產品，結構比（bǐ）較（jiào）複雜，保護措施完善，自動化程度（dù）非（fēi）常高。有些故（gù）障並不是硬件損壞引（yǐn）起的，而是由於操作、調整、處理不當引起的。這類（lèi）故障在設備使用初期發生的頻率較高，這時操作人員和維護人員對設備都不特別（bié）熟悉。

　　例一、一台（tái）數控銑床，在（zài）剛（gāng）投入使用的時候，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（xī），發現這（zhè）個問題與分度裝置（zhì）有關（guān），隻有分（fèn）度裝置在起（qǐ）始位置時，工作台才能旋轉。

　　例二、另一台數控銑床發生打刀事故（gù），按急停（tíng）按鈕後，換（huàn）上新刀（dāo），但工作台不旋轉，通過PLC梯圖分析，發現其換刀過程不正確，計算機認為換刀過程沒有結束（shù），不能進行（háng）其它操作，按正確程序重（chóng）新（xīn）換刀後，機床恢（huī）複正常。

　　例三、有幾台數控機床，在剛（gāng）投入（rù）使用的時候，有時（shí）出現意外（wài）情況（kuàng），操作人員按急停按鈕後，將（jiāng）係統斷電重新啟動，這時機床不回參考點，必須經過一番調整，有時得手工將（jiāng）軸盤到非幹涉區。後來吸取教訓，按急停（tíng）按鈕（niǔ）後，將操作方式變為手動，鬆開急（jí）停（tíng）按鈕，把（bǎ）機床恢複（fù）到（dào）正常位置，這時再操作（zuò）或斷電，就不會出現問題。

　　2.由（yóu）外部硬件（jiàn）損壞引起的故障

　　這類故障是數（shù）控機床常見故障，一般都是由於檢測開（kāi）關、液（yè）壓係統、氣動係統、電氣執行元件、機械裝置等出現問題引（yǐn）起的。有（yǒu）些（xiē）故障可產生報警，通過報答信息，可查找故障原因。

　　例一、一台數控磨床，數控係統采用西門子SINUMERIK SYSTEM 3，出現故（gù）障報（bào）警（jǐng）F31“SPINDLE COOLANT CIRCUIT”，指示主軸冷（lěng）卻係統（tǒng）有問題，而檢查冷卻係統並無問題，查閱PLC梯圖，這個故障是由流量檢（jiǎn）測開關B9.6檢測出來的，檢查這個開關，發現開（kāi）關已損壞，更換新的開關，故障消（xiāo）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。報警信息指示，淬火液麵不夠，檢查液麵已（yǐ）遠遠超出最低水平，檢（jiǎn）測液位開關，發現是（shì）液位開關出現問題，更換新的開（kāi）關，故障消除。

　　有些故障雖有報警信息（xī），但並（bìng）不能反（fǎn）映故障的根本原因。這（zhè）時要根據（jù）報警信（xìn）息、故障（zhàng）現象來（lái）分析。

　　例三、一（yī）台數控磨床，E軸（zhóu）在回參考點時（shí），E軸旋轉但沒有找到參考點，而一直運動（dòng），直到壓到極限（xiàn）開關，NC係統顯示報警“EAXIS AT MAX.TRAVEL”。根（gēn）據故障現象分析，可能是零點（diǎn）開關有問題，經確認為無觸點零（líng）點開（kāi）關（guān）損壞，更換新的開關（guān），故（gù）障（zhàng）消除。

　　例四、一台專用的數控銑床，在零件批量加工過程中發生故障，每次都發生在零件已加工完畢，Z軸後移還沒到位，這時出現故障（zhàng），加工程序中斷，主軸停轉，並顯示F97號報（bào）警“SPINDLESPEED NOT OK STATION 2”，指（zhǐ）示主（zhǔ）軸有問題，檢查主軸係統（tǒng）並無問題，其它問題也可導致主軸停轉，於是我們（men）用機外編程器監視PLC梯圖的運行狀態，發現（xiàn）刀具液壓卡緊壓力檢測開關（guān） F21.1，在出（chū）現（xiàn）故障時，瞬間斷開，它的斷開表示銑刀卡緊力不夠，為安全起（qǐ）見，PLC使主軸停轉。經（jīng）檢查發現液壓壓力不穩，調整液壓係統（tǒng），使（shǐ）之穩定，故障被排除。

　　還（hái）有（yǒu）些故（gù）障不（bú）產生故障報警，隻是（shì）動作不能完成，這時就要根據維修經驗，機床的工作原理，PLC的運行狀態（tài）來判斷故障（zhàng）。

　　例五、一台（tái）數控機床一（yī）次出現故障（zhàng），負載門關不上，自動加工不（bú）能進行，而且（qiě）無故障顯示。這個負載門是由氣（qì）缸來完成開關的，關閉負載門是PLC輸出Q2.0控製電磁閥Y2.0來實現的。用NC係統的PC功能檢查PLC

　　Q2.0的狀態，其狀態為1，但電磁閥卻沒有得電。原來PLC輸出（chū）Q2.0通過中間繼（jì）電器控製（zhì）電磁閥Y2.0，中間繼電器損壞引起這個故障，更換新的（de）繼電器，故（gù）障被排除（chú）。

　　例六、一台（tái）數控機床，工作台不旋轉，NC係統沒有（yǒu）顯示故障報警。根據工作台的動作原理，工作台（tái）旋轉第一步應將工作台氣動浮起，利用機外編程器（qì），跟（gēn）蹤PLC梯（tī）圖的動（dòng）態變化，發現PLC這個信號並未發出，根據這（zhè）個線索繼續查看，最後發現反映（yìng）二、三工位分度（dù）頭起始位置檢測開關I9.7、I10.6動作不同步，導致了工作台不旋轉。進一步確認為三工位（wèi）分度頭產生機械錯位，調整機械裝置，使其與二工位同步，這樣使故障消除。

　　發現問題是（shì）解決問題的第一步，而且是最重要的（de）一步。特別是對數控機床的外部故障，有時診（zhěn）斷過程比較複（fù）雜，一旦（dàn）發現問題所（suǒ）在，解決起來比較輕鬆。對外（wài）部故障的診斷，我們總結出兩點經驗，首先（xiān）應熟練掌握機床的工作原理和動作順序。其次要熟練運用廠方提供的PLC梯（tī）圖，利用NC係統的狀態顯示功能或用機外編程器監測PLC的運行狀態，根據梯圖的鏈鎖（suǒ）關係，確定故障點，隻要做到以上兩點，一般數控機床的外（wài）部故（gù）障，都會被（bèi）及時排除。