数控机床故障诊断方法精选(九篇)

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第1篇：数控机床故障诊断方法范文

关键词：数控机床；故障；排除；诊断

1 前言

数控机床是综合了可编程控制、计算机控制、伺服控制、机械制造和数据通信等多种先进技术于一体的机电一体化设备，由于其良好的性能与较高的生产效率使得在生产上得到广泛的应用。但是在使用过程中也不可避免地发生一些故障，因此数控机床故障诊断及排除是很重要的，笔者就其一般方法进行论述。

2 数控机床故障诊断的基本原则

2.1 先静后动

维修人员在面对机床故障时应做到先静后动，不可一上来就盲目动手，必须先询问机床使用人员故障发生的过程及状态，在阅读机床说明书及其他相关资料后才能查找故障。

2.2 先检查后通电

在故障机床断电的状态下，通过观察、测试、分析，确认为非破坏性故障，方可给机床通电，进行动态观察和测试，查找故障。而对于破坏性故障，只有在排除故障后才能通电，在正常运行下进行动态诊断。

2.3 先软件后硬件

当为发生故障的机床通电后，首先检查软件工作是否正常。不可一上来就大拆大卸，以免引起新的故障，降低机床性能。

2.4 先外部后内部

数控机床故障可由机械、液压、电气三方面引起。应该由外向内逐一排查，尽量避免随意启封、拆卸，否则很可能扩大故障，使机床丧失精度，降低性能。

2.5 先机械后电气

由于数控机床自动化程度高，技术较复杂，一般机械故障较容易察觉。所以在数控机床检修中，首先检查机械部分是否正常，行程开关是否灵活，气动、液压部分是否存在阻塞现象等。先逐一排除机械性故障，往往可以达到事半功倍的效果。

3 数控机床故障的主要分类

3.1 按故障有无诊断显示分

可分为有诊断显示故障和无诊断显示故障。有诊断显示的故障又可分成硬件诊断显示故障与软件诊断显示故障。硬件诊断显示的故障是指各单元装置上的警示灯在数控机床发生故障时指示出故障状态的故障。软件诊断显示的故障是指数控机床发生故障时在CRT显示器上显示出诊断号和诊断信息的故障。有诊断显示的故障较易排除；而对于无诊断显示的故障，其排除故障的难度较大。

3.2 按故障发生的性质分

可分为破坏性故障和非破坏性故障。破坏性故障往往是随机的，它经常与数控机床的电磁兼容性有关，只能根据操纵者提供的情况进行维修，难度大并且有一定的风险，在维修和排除时不允许此类故障重复出现；非破坏性故障的特点是，在某些特定的条件下，允许此故障重复出现，不会对机床造成更多损伤，所以可以经过多次试验、重演故障来分析故障，排除较易。

3.3 按数控机床发生故障的性质分

可分为系统性故障和随机性故障。系统性故障通常是指只要满足一定的条件或超过某一设定的限度，工作中数控机床必然会发生的故障。这一类故障现象极为常见，例如，，冷却或液压等系统由于管路泄露引起油位下降到使用极限值，必然会发生液位报警使机床停机。随机性故障是指数控机床在同样的条件下工作时只偶然发生一两次的故障。例如，工作环境温度过高或过低、电源波动与机械振动、有害粉尘与气体污染等均可引发此类随机性故障。

3.4 按数控机床发生故障的部位分

可分为机械故障和电气故障。机械故障又可分为功能型故障、动作型故障、结构型故障、使用型故障。电气故障又可分弱电故障和强电故障。弱电故障是指控制系统中以电子元器件、集成电路为主的控制部分发生的故障。强电故障是指控制系统中的主回路或高压大功率回路中的继电器、接触器、开关、熔断器、电源电压变压器、电动机、电磁铁、行程开关等电气元器件及其所组成的控制电器发生的故障。

4 故障诊断的要求及思路

4.1 故障诊断的要求包括以下几个方面：

（1）对人员素质的要求，要求维修人员有较广知识面、善于思考学结经验、能熟练操作机床和使用维修仪器，还需要有较强动手能力。（2）对技术资料的要求，技术资料是维修的指南，它在维修过程中起着非常重要的作用，通过它可以大大地提高维修效率与准确性。具体而言，技术资料包括以下部分：数控机床使用说明书、数控系统使用手册、PLC程序清单、机床参数清单、机床主要配套功能部件的说明书与资料等。（3）工具及备件的要求：由于数控机床是精密设备，要求完备合格的维修工具。包括数字万用表、数字转速表、示波器、相序表、长度测量工具等仪表；电烙铁、吸锡器、钳类扳手等工具；常用二极管、晶体管、电阻、集成电路等备件。

4.2 故障诊断思路

当数控机床发生故障时，维修人员应对故障发生的时间、故障发生时的操作方式，以及故障的内容进行调查分析。这样有利于较快确定故障范围或类型，从而找出故障点，排除故障。

5 数控机床故障诊断技术与排除方法

5.1 直观法

直观法是通过故障发生时产生的光、声、味等异常现象的观察，认真检查系统各处，观察有无损伤痕迹，进行排除，并缩小故障范围。直观一般包括：（1）询问现场人员故障产生的过程、现象及加工情况；（2）查看CRT报警指示灯及报警信息，机床各部分工作状态，保险丝是否烧断，电容器等元器件是否烧焦、开裂以及电线电缆是否脱落；（3）在断电的情况下，触摸电路板等电气元件安装情况，是否有接触不良等现象（4）闻电气元件是否有烧焦等异味，听是否有异常声响。

5.2 自诊断法

数控系统已具备了一定的自诊断功能，具体可分为两种：（1）启动诊断。它的机制是从开机后到正常的运行准备状态为止，自动诊断整个硬件系统，为系统正常工作做好准备。通过它可以测出系统大部分硬件故障。（2）在线诊断。它是通过CNC系统的内装诊断程序，当在系统处于正常运行状态时，自动对数控系统、伺服系统、外部I/O及其他外部系统测试、检查，并显示有关状态或故障信息。（3）离线诊断。当CNC系统出现故障或判断系统是否有故障时，往往需要停机进行检查，这就是离线诊断。它的主要目的是故障定位和修复系统，这样力求把故障定位在更小的范围之内。

5.3 功能程序测试法

它是把数控系统的G、M、S、T、F功能用手工编程或自动编程方法编织成一个功能测试程序，然后开启数控系统来运行这个功能测试程序，可快速判定系统哪个功能不良，以及故障发生的可能原因。此方法常用于以下情况：（1）长期闲置的数控机床第一次开机测试检查；（2）机床加工造成废品又无报警而一时难以确认是编程或操作的失误；（3）数控系统出现随机性故障，一时难以区别是外来干扰还是系统稳定性不好。

5.4 交换法

当确定故障点大致范围后，维修人员用备用元器件替换被怀疑有故障的部分，甚至还可以用系统中兼容或相同的两个板互换检查，这样可以通过观察故障现象是随之转移还是故障依旧来判断被怀疑的地方。

5.5 参数检查法

在数控系统中有许多参数，它们是确定系统功能的重要依据，直接影响数控机床的性能，由于参数一般存放在RAM或磁泡存储器中，一旦电池电压不足或系统长期不通电等原因都可能会造成参数丢失或混乱，进而产生故障。应根据故障特征，核对、校正参数，排除故障。

6 结束语

近些年来，随着我国制造业水平不断发展，对数控机床的需求也越来越高，也就急需数控机床维修人才，但数控机床综合了诸如机械、电气、液压、计算机等多种技术，所以它的诊断也是较复杂、含金量较高的工作。通过加强对它的重视与对技术人员的培训，提高技术素质，以此满足现代化生产对数控机床的需要。

参考文献

[1]张志军.数控机床故障诊断与维修[M].北京：北京理工大学出版社，2010.

[2]李英.数控机床故障诊断与维修[M].北京：北京师范大学出版社，2011.

第2篇：数控机床故障诊断方法范文

关键词：数控机床；故障诊断；维修

中图分类号：TG659文献标识码： A

一、数控机床系统的组成和特点

当前世界上的数控机床系统种类多样，并且各自具备自己的特点，不同数控机床生产厂家的产品，设计理念和设计思想也存在很大的不同。但是不管是哪一种系统，它的基本构造都是大致相同的。一般来说，数控机床系统主要由控制系统.伺服系统以及位置检测系统组成。一般的运转过程是由控制系统来对工件的相应程序进行运算，并向伺服系统发出相应的控制指令，然后伺服系统会对控制指令进行分析，并由相应的电机来控制机械的运转，最后由位置监测系统对机械的运动位置和速度进行监测，并将相关信息传递给控制系统，并由控制系统进行进一步的指令修正。这就完成了整个数控机床系统的正常运转。

由于数控机床的特殊性以及使用重要性，相应的系统应该具备以下的特点：整个系统的运转应该可靠性较强；对环境的适应能力一定要强，因为数控机床常常处在高温.潮湿.振动等环境下工作；系统适应频繁启动关闭的运行状态。

二、数控机床故障诊断的基本步骤

当使用的数控机床出现故障时，相关人员应该保持冷静，然后对故障的产生原因进行细致的分析，进而找到相应的.适当的故障诊断方法，最后再进行仔细认真的故障诊断。一般可以采用下面的步骤来进行故障的诊断。

1.了解

在数控机床出现故障时，首先要做的就是对故障发生的情况进行全面的了解，然后对数控机床进行初步的故障诊断，仔细观察指示屏上显示的内容.各种故障指示灯等，然后利用观察.触摸.气味等方法对数控机床的常见故障进行判断，如热继电器.空气断路器有没有脱扣现象，熔丝有没有出现损坏.断裂现象，有关插接件有没有出现松动现象。虽然这些故障类型比较简单易见，但是对数控机床故障诊断有着重要的作用。

2.分析

当数控机床出现故障时，首先对机床进行断电，然后进行故障分析，在确认通电后不会产生更大故障时，进行运转状态下的故障诊断和观察，从而获得可能导致故障产生的各种因素，为接下来的故障排除确定大的方向和手段。

3.查找

在进行故障原因查找时，应该遵循由表及里.由易到难的原则，也就是说，首先对容易拆卸和触及的位置进行检查，然后再进行那些拆除量较大和不易触及的部位检查。

三、数控机床故障诊断的常用方法

1.直接观察法

通过直接的感官来进行数控机床的故障查找，是一种最为简便的故障诊断方法，而且在实际操作中也有着非常实用的效果。

（1）利用视觉来对数控机床的故障原因进行查找，最为常见的观察就是：检查数控机床中是否出现机械性的损伤；线路是否出现烧焦变形现象；各类电阻有没有发现变色或烧毁现象；机床内部运转部件是否出现掉落物或流出物；一些保护性的部件是否出现跳闸；熔断器是否出现熔断现象；机床内部部件有没有出现松动或脱落的现象；操作者编写的控制程序是否正确等等。

（2）对数控机床的内外部进行气味检查，当数控机床运转时发生摩擦现象时，会出现相应的烧焦气味；线路灼烧或漏电时也会出现一定的焦糊气味，同时还可能伴随着放电的声音。

（3）利用手来进行数控机床相关部位的振动检查，可以判断出设备是否出现故障。此外，还可以通过接触来感知设备的运转温度是否处于正常的状态下。

2.报警信息诊断法

随着自动化技术的不断发展，现代数控机床设备的自诊断功能不断强大，很多的简单故障，数控机床都可以自动诊断出来，并能根据故障原因进行简单的处理。当故障发生时，相应的故障警报会自动进行报警，并指出故障原因。

3.机床参数检测法

对于数控机床而言，系统内部的参数丢失或设置不恰当都可能引起相应的故障发生。因此当数控机床出现故障时，应该对系统的参数设置进行核对。比方说在测量机床的往返精度时发现，X轴在从正向向反向转换时，让其走0.01mm，而从千分表上没有变化，X轴在从反向到正向转换时，也是如此。因此怀疑滚珠丝杆的反向间隙有问题，从系统说明书上可以得知，数控系统本身对滚珠丝杆的反向间隙具有补偿功能．根据说明书调整机床数据反向间隙的补偿数值，使机床恢复了正常工作。

4.测量法

测量法在诊断数控机床故障时是一种较为常见的方法，它主要是利用相序表.示波器等仪器对机床的各种线路进行检测。比方说，在对数控机床的三相电进行检查时，可以利用相序表，如果三相电的相序正确的话，那么相序表会按照顺时针的方向进行旋转。另外，还可以使用双通道示波器进行检查，当三相电相序正确时，不同两厢电之间的波形相位的差值为120°。

5.备件置换法

对于一些涉及控制系统的故障．有时不容易确认是哪一部分有问题，在确保没有进一步损坏的情况下。对怀疑有故障的部件或元.器件用相同的备件或同型号机床j：或本机床上其他部分的相同部件或元.器件来替换，以确定是否发生故障。一台采用FANUC OTC系统的数控车床启动后，数控系统屏幕没有显示，检查数控装置，发现所有的指示灯都不亮，检查其卜所有的熔断器，都没有损坏。检查其输入电源也正常没问题，可以肯定是电源模块出现了问题，更换系统电源后机床恢复了正常使用。

6.原理分析法

原理分析法是根据数控机床的组成原理，从逻辑上分析各点的逻辑电平和特征参数，从各部件的工作原理着手进行分析和判断，以确定故障部位的诊断方法。这种方法的运用，要求检修人员对整个数控系统和每个部件的工作原理都有清楚的.较深的了解，才能对故障部位进行定位。

总之，现实的数控机床设备越来越复杂，功能越来越多样，同时出现的故障类型也是越来越多样。但是只要相关的人员不断进行学习，从实际中吸收相关的经验，结合多样化的诊断方法，相信数控机床的故障维修问题也会得到一个合理的解决。

参考文献

1.郑伟，浅谈数控机床常见故障诊断与维修，科技信息(学术版)，2008(2)

第3篇：数控机床故障诊断方法范文

[论文摘要]数控机床故障的诊断是数控机床维修的关键。一般来说，随着故障类型的不同，采取的故障诊断的方法也就不同。本文从数控机床故障诊断的内容、原则、方法等方面入手来简要阐述一下数控机床故障的诊断方法。

系统可靠性是指数控系统在规定的条件和规定的时间内完成规定功能的能力。故障是指系统在规定的条件和规定的时间内失去了规定的功能。数控机床是个很复杂的大系统，它涉及光、机、电、液、气等很多技术，发生故障是难免的。机械磨损、机械锈蚀、机械失效、插件接触不良、电子元器件老化、电流电压波动、温度变化、干扰、噪声、软件丢失或本身有隐患、灰尘、操作失误等都可导致数控机床出故障。

一、数控机床故障诊断内容

故障诊断的内容：

1） 动作诊断：监视机床各动作部分，判定动作不良的部位。诊断部位是ATC、APC和机床主轴。2） 状态诊断：当机床电机带动负载时，观察运行状态。3） 点检诊断：定期点检液压元件、气动元件和强电柜。4） 操作诊断：监视操作错误和程序错误。5） 数控系统故障自诊断：不同的数控系统虽然在结构和性能上有所区别，但随着微电子技术的发展，在故障诊断上有它的共性。

二、数控机床故障诊断原则

在故障诊断时应掌握以下原则：

（1）先外部后内部 数控机床是集机械、液压、电气为一体的机床，故其故障的发生也会由这三者综合反映出来。维修人员应先由外向内逐一进行排查，尽量避免随意地启封、拆卸，否则会扩大故障，使机床大伤元气，丧失精度，降低性能。

（2）先机械后电气一般来说，机械故障较易发觉，而数控系统故障的诊断则难度较大些。在故障检修之前，首先注意排除机械性的故障，往往可达到事半功倍的效果。

（3）先静后动先在机床断电的静止状态，通过了解、观察测试、分析确认为非破坏性故障后，方可给机床通电。在运行工况下，进行动态的观察、检验和测试，查找故障。而对破坏性故障，必须先排除危险后，方可通电。

（4）先简单后复杂当出现多种故障互相交织掩盖，一时无从下手时，应先解决容易的问题，后解决难度较大的问题。往往简单问题解决后，难度大的问题也可能变得容易。

三、数控机床故障诊断的方法

1.直观检查法它是维修人员最先使用的方法。在故障诊断时，首先要询问，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；其次是仔细检查，根据故障诊断原则由外向内逐一进行观察检查。总体查看机床各部分工作状态是否处于正常状态(例如各坐标轴位置、主轴状态、刀库、机械手位置等)，各电控装置(如数控系统、温控装置、装置等)有无报警指示，局部特别要注意观察电路板的元器件及线路是否有烧伤、裂痕等现象、电路板上是否有短路、断路，芯片接触不良等现象，对于已维修过的电路板，更要注意有无缺件、错件及断线等情况；再次是触摸，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。

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，以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等。

3.功能程序测试法 功能程序测试法是将数控系统的G、M、S、T、F功能用编程法编成一个功能试验程序，并存储在相应的介质上。在故障诊断时运行这个程序，可快速判定故障发生的可能起因。功能程序测试法常应用于以下场合：

1）机床加工造成废品而一时无法确定是编程操作不当、还是由于数控系统故障引起的。

2）数控系统出现随机性故障。一时难以区别是外来干扰，还是系统稳定性差时。

3）闲置时间较长的数控机床在投入使用前或对数控机床进行定期检修时。

4.信号与报警指示分析法

1）硬件报警指示这是指包括伺服系统、数控系统在内的各电子、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）软件报警指示如前所述的系统软件、PLC程序与加工程序中的故障通常都设有报警显示，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。

5.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之间则以一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。

6.参数检查法 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。此类故障需要重新调整相关的一个或多个参数方可排除。这种方法对维修人员的要求是很高的，不仅要对具体系统主要参数十分了解，既知晓其地址熟悉其作用，而且要有较丰富的电气调试经验。

7.试探交换法即在分析出故障大致起因的情况下，维修人员可以利用备用的印刷电路板、集成电路芯片或元器件替换有疑点的部分，从而把故障范围缩小到印刷线路板或芯片一级。采用此法之前应注意以下几点：

1）更换任何备件都必须在断电情况下进行。

2）许多印制电路板上都有一些开关或短路棒的设定以匹配实际需要，因此在更换备件板上一定要记录下原有的开关位置和设定状态，并将新板作好同样的设定，否则会产生报警而不能工作。

3）某些印制电路板的更换还需在更换后进行某些特定操作以完成其中软件与参数的建立。这一点需要仔细阅读相应电路板的使用说明。

4）有些印制电路板是不能轻易拔出的，例如含有工作存储器的板，或者备用电池板，它会丢失有用的参数或者程序。必须更换时也必须遵照有关说明操作。

鉴于以上条件，在拔出旧板更换新板之前一定要先仔细阅读相关资料，弄懂要求和操作步骤 之后再动手，以免造成更大的故障。

8.测量比较法CNC系统生产厂在设计印刷线路板时，为了调整和维修方便，在印刷线路板上设计了一些检测量端子。维修人员通过检测这些测量端子的电压或波形，可检查有关电路的工作状态是否正常。但利用检测端子进行测量之前，应先熟悉这些检测端子的作用及有关部分的电路或逻辑关系。

9.特殊处理法 当今的数控系统已进入PC级、开放化的发展阶段，其中软件含量越来越丰富，有系统软件、机床制造者软件、甚至还有使用自己的软件，由于软件逻辑的设计中不可避免的一些问题，会使得有些故障状态无从分析，例如死机现象。对于这种故障现象则可以采取特殊手段来处理，比如整机断电，稍作停顿后再开机，有时则可能将故障消除。维修人员可以在自己的长期实践中摸索其规律。

参考文献：

第4篇：数控机床故障诊断方法范文

关键词：数控机床；电器故障诊断；维修措施

作为集机、电、气、液于一体的高度自动化设备，数控机床在我国近年来的经济与社会发展中贡献了极为重要的一份力量，但由于数控机床本身系统结构较为复杂，我国长期以来一直没有形成一套完善、科学的数控机床电器故障诊断及维修的理论体系，这就使得数控机床电器故障的诊断与维修成为机械制造类企业日常生产中常见的问题。为了尽可能降低这类问题对于相关企业造成的负面影响，本文就数控机床电器故障诊断及维修措施展开了具体研究。

1数控机床概述

数控机床本身是数字导控机床的简称，其本质属于装有程序控制系统的自动化机床，对于数控机床来说，其本身能够通过事先编译好程序发出的控制信号进行机床动作的控制，自动完成相关零件与产品的加工，这一功能使得数控机床能够在没有大量人力资源支持的前提下完成复杂、精密、小批量、多品种的零件与产品加工，这一特性也使得数控机床成为了典型的机电一体化产品。相较于传统机床，数控机床具备着高度柔性、高加工精度、加工质量稳定可靠、生产率高、改善劳动条件等一系列优势，而这些优势也使得数控机床切实推动了我国机械制造业的相关发展。

2数控机床常见的电器故障

常见的数控机床电器故障包括电源、短路、控制器等几个方面。

2.1电源故障

对于数控机床来说，电源是其正常运行的基本前提，而这一前提如果出现故障，数控机床不仅无法正常进行工作，其本身也很容易出现数据库信息丢失问题，严重时候甚至能够引发机床停转，由此可见数控机床电源故障的严重性。在对出现电源故障的数控机床诊断中，检查数控机床电源接地是否良好、是否存在运行漏电与串电问题是这一诊断的具体操作。

2.2短路故障

除了电源故障外，短路故障也是数控机床运行中较为常见的电器故障形式，电势两点不正确直接陪碰接、接通电阻非常小导体、将不需要接通的线路接通等行为都能够引发数控机床的短路电器故障。如果数控机床出现短路故障，其自身的操作控制系统就很容易出现混乱问题，最终引发系统失控而导致停机检修。对于数控机床来说，元件的绝缘老化、受潮损坏、继电器连锁失效等情况都能够引发数控机床的短路故障，而相关工作人员对数控机床短路故障的诊断也主要从这些领域入手。

2.3控制器故障

对于数控机床来说，控制器故障也是较为常见的电器故障，这一故障主要源于触电烧灼导致的线路接触问题，数控机床系统中采用的大量继电器正是诱发控制器故障的主要因素，据相关业界权威组织研究表明，数控机床系统中的继电器越多，相关数控机床就越容易出现控制器故障，由此可见数控机床系统的继电器正是对这一故障进行诊断的关键所在。

3数控机床电器故障诊断流程

数控机床电器故障的诊断流程为先检查后通电、先软件后硬件、先外部后内部、先机械后电气四类。

3.1先检查后通电

之所以需要遵循先检查后通电的诊断流程完成具体的数控机床故障诊断，主要是为了避免通电后故障对数控机床造成的二次破坏发生。具体来说，相关诊断人员需要对不通电的数控机床进行全面的观察、测试与分析，以此确定数控机床的故障性质，而在工作人员确定故障发生位置后，工作人员才可以选择采取一定措施立即处理或是通电后进行故障处理，这样才能够有效提高数控机床的诊断效率。

3.2先软件后硬件

对于数控机床来说，软件相当于数控机床的大脑，所以在对数控机床电器故障的诊断中，工作人员就需要首先进行软件测试，并在软件测试无误后方可继续进行数控机床各类硬件故障的维修，这样才能够保证相关故障维修能够切实解决数控机床面临的电器故障，保证数控机床在故障维修后第一时间的正常运行。

3.3先外部后内部

对于数控机床的电器故障诊断来说，先外部后内部也是相关工作人员必须遵循的数控机床电器故障诊断流程。在数控机床电器故障发生后，在先外部后内部的故障诊断流程指引下，相关工作人员必须首先进行故障发生部位的估计，这一估计就需要结合数控机床的表面状态实现，数控机床的液压器、电气接触部件、电控柜插座、印制电路板插头座等都属于这一估计中需要检查的部位，这一数控机床电器故障诊断流程能够尽可能提高故障诊断工作的有序性与效率性，这对于数控机床电器故障诊断与维修都有着较为积极的意义。

3.4先机械后电气

除了上述三类数控机床电器故障诊断流程外，相关工作人员在数控机床电器故障诊断中，还需要遵循先机械后电气的流程。之所以工作人员需要采用先机械后电气的数控机床电器故障诊断流程，主要是由于数控机床本身系统较为复杂且涉及专业技术较多，这就使得数控机床电气相关的诊断往往较为复杂且困难。笔者调查得知，数控机床的电器故障较多因机械系统出现问题导致，这就使得先机械后电气的数控机床电器故障诊断流程能够大大提高数控机床的故障诊断效率。

4数控机床电器故障的维修措施

上文较为全面的了解了数控机床的概念、数控机床常见的电器故障以及数控机床电器故障诊断流程，下文结合自身实际工作经验，通过实例对数控机床电器故障的维修措施进行详细论述。

4.1系统报警故障解决

数控机床因瞬时故障很容易引发系统报警故障，而很多时候瞬时故障往往并不会影响数控机床的正常运行，因瞬时故障导致的系统报警反而会影响数控机床正常进行的生产，这时相关工作人员就可以采取硬件复位或开关系统电源的方式实现系统报警故障的解决。此外，很多时候数数控机床出现的偶然性故障也能够通过断电重启予以解决，但如果应用了断电重启故障解决手段后系统报警仍然存在，这时就不需要专业的数控机床检修人员对数控机床进行综合检查，并结合检查完成具体故障排除工作。

4.2数控参数更改故障解决

对于数控机床的正常运行来说，参数的设定错误会直接影响数控机床的正常运行，系统故障、某项功能无效都属于这一问题的具体表现，而面对这类故障，进行数控参数的更改就是解决故障的最好手段。值得注意的是，数控机床很容易在使用多年后出现精度下降问题，这一问题就使得数控机床较为容易出现运动不到位、乱报警等问题，这时通过更改参数同样能够解决这一问题，而相关传感器与阀的元件条件也能够起到一定辅助作用，这点需要相关工作人员予以重视。

4.3线路板故障解决

对于数控机床来说，线路板的故障往往也较为常见，而由于这一故障的修理往往需要消耗大量时间，这就使得数控机床的故障排除往往与其自身的生产任务向左，这时相关工作人员就能够通过备件替换法解决线路板故障。所谓备件替换法指的是用相同机床上的完好元件进行故障元件的替换。值得注意的是，由于数控机床本身对的高度精密性，工作人员在备件替换法的应用中也需要慎之又慎，特别是在数据存储单元的元件替换中，数据丢失问题极为容易出现，相关企业很容易因此遭受巨大损失。

4.4电源故障解决

为了解决数控机床因电源问题引发的各类故障，进行电源质量的改进是我们可以采用的有效应对手段，这样以往威胁数控机床稳定运行的电源波动问题就将实现较好的解决。此外，对于同样威胁数控机床稳定运行的高频干扰问题，我们则可以采用电容滤波法予以解决。

4.5维修信息跟踪法使用

除了上述几种具体数控机床故障的解决措施外，维修信息跟踪法也是相关工作人员可以采用的具体数控机床故障解决措施，这一方法能够在结合机床维修电子档案的前提下为日后数控机床的相关故障解决提供参考，这对于数控机床的平稳运行存在着较为长远的意义。

5结语

本文详细论述了我国当下数控机床典型电器问题，并提出了具体的数控机床电器故障的维修措施，而结合这一系列内容能够发现，想要切实解决数控机床面临的电器故障，掌握新诊断方法与维修手段是每一名数控机床维修人员的必备素质。

参考文献：

[1]王志国.浅谈数控机床机械与电器故障诊断[J].黑龙江科技信息,2016,(23):122.

[2]陈丽丹.数控机床电器故障诊断及维修探讨[J].科技展望,2015,(25):157.

第5篇：数控机床故障诊断方法范文

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

第6篇：数控机床故障诊断方法范文

关键词：故障 故障诊断 诊断内容 诊断原则 诊断方法

系统可靠性是指数控系统在规定的条件和规定的时间内完成规定功能的能力。故障是指系统在规定的条件和规定的时间内失去了规定的功能。数控机床是个很复杂的大系统，它涉及光、机、电、液、气等很多技术，发生故障是难免的。机械磨损、机械锈蚀、机械失效、插件接触不良、电子元器件老化、电流电压波动、温度变化、干扰、噪声、软件丢失或本身有隐患、灰尘、操作失误等都可导致数控机床出故障。

一、数控机床故障诊断内容

1） 动作诊断：监视机床各动作部分，判定动作不良的部位。诊断部位是ATC、APC和机床主轴。2） 状态诊断：当机床电机带动负载时，观察运行状态。3） 点检诊断：定期点检液压元件、气动元件和强电柜。4） 操作诊断：监视操作错误和程序错误。5） 数控系统故障自诊断：不同的数控系统虽然在结构和性能上有所区别，但随着微电子技术的发展，在故障诊断上有它的共性。

二、数控机床故障诊断原则

在故障诊断时应掌握以下原则：

（1）先外部后内部 数控机床是集机械、液压、电气为一体的机床，故其故障的发生也会由这三者综合反映出来。维修人员应先由外向内逐一进行排查，尽量避免随意地启封、拆卸，否则会扩大故障，使机床大伤元气，丧失精度，降低性能。

（2）先机械后电气一般来说，机械故障较易发觉，而数控系统故障的诊断则难度较大些。在故障检修之前，首先注意排除机械性的故障，往往可达到事半功倍的效果。

（3）先静后动先在机床断电的静止状态，通过了解、观察测试、分析确认为非破坏性故障后，方可给机床通电。在运行工况下，进行动态的观察、检验和测试，查找故障。而对破坏性故障，必须先排除危险后，方可通电。

（4）先简单后复杂当出现多种故障互相交织掩盖，一时无从下手时，应先解决容易的问题，后解决难度较大的问题。往往简单问题解决后，难度大的问题也可能变得容易。

三、数控机床故障诊断的方法

1.直观检查法它是维修人员最先使用的方法。在故障诊断时，首先要询问，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；其次是仔细检查，根据故障诊断原则由外向内逐一进行观察检查。总体查看机床各部分工作状态是否处于正常状态（例如各坐标轴位置、主轴状态、刀库、机械手位置等），各电控装置（如数控系统、温控装置、装置等）有无报警指示，局部特别要注意观察电路板的元器件及线路是否有烧伤、裂痕等现象、电路板上是否有短路、断路，芯片接触不良等现象，对于已维修过的电路板，更要注意有无缺件、错件及断线等情况；再次是触摸，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。

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，以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等。

3.功能程序测试法 功能程序测试法是将数控系统的G、M、S、T、F功能用编程法编成一个功能试验程序，并存储在相应的介质上。在故障诊断时运行这个程序，可快速判定故障发生的可能起因。功能程序测试法常应用于以下场合：

1）机床加工造成废品而一时无法确定是编程操作不当、还是由于数控系统故障引起的。

2）数控系统出现随机性故障。一时难以区别是外来干扰，还是系统稳定性差时。

3）闲置时间较长的数控机床在投入使用前或对数控机床进行定期检修时。

4.信号与报警指示分析法

1）硬件报警指示这是指包括伺服系统、数控系统在内的各电子、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）软件报警指示如前所述的系统软件、PLC程序与加工程序中的故障通常都设有报警显示，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。

5.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之间则以一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。

6.试探交换法即在分析出故障大致起因的情况下，维修人员可以利用备用的印刷电路板、集成电路芯片或元器件替换有疑点的部分，从而把故障范围缩小到印刷线路板或芯片一级。采用此法之前应注意以下几点：

1）更换任何备件都必须在断电情况下进行。

2）许多印制电路板上都有一些开关或短路棒的设定以匹配实际需要，因此在更换备件板上一定要记录下原有的开关位置和设定状态，并将新板作好同样的设定，否则会产生报警而不能工作。

3）某些印制电路板的更换还需在更换后进行某些特定操作以完成其中软件与参数的建立。这一点需要仔细阅读相应电路板的使用说明。

4）有些印制电路板是不能轻易拔出的，例如含有工作存储器的板，或者备用电池板，它会丢失有用的参数或者程序。必须更换时也必须遵照有关说明操作。

鉴于以上条件，在拔出旧板更换新板之前一定要先仔细阅读相关资料，弄懂要求和操作步骤 之后再动手，以免造成更大的故障。

四、结论

当今的数控系统已进入PC级、开放化的发展阶段，其中软件含量越来越丰富，有系统软件、机床制造者软件、甚至还有使用自己的软件，由于软件逻辑的设计中不可避免的一些问题，会使得有些故障状态无从分析，例如死机现象。对于这种故障现象则可以采取特殊手段来处理，比如整机断电，稍作停顿后再开机，有时则可能将故障消除。维修人员可以在自己的长期实践中摸索其规律。

参考文献：

第7篇：数控机床故障诊断方法范文

关键词：数控技术；数控机床；故障；维护

数控机床是集高、精、尖技术于一体，集机、电、光、液于一身的高技术产物。具有加工精度高、加工质量稳定可靠、生产效率高、适应性强、灵活性好等众多优点，在各个行业受到广泛欢迎，在使用方面，也是越来越受到重视。但由于它是集强、弱电于一体，数字技术控制机械制造的一体化设备，一旦系统的某些部分出现故障，就势必使机床停机，影响生产，所以如何正确维护设备和出现故障时能及时抢修就是保障生产正常进行的关键。

1.数控机床的维护

对于数控机床来说，合理的日常维护措施，可以有效的预防和降低数控机床的故障发生几率。

首先，针对每一台机床的具体性能和加工对象制定操作规程建立工作、故障、维修档案是很重要的。包括保养内容以及功能器件和元件的保养周期。

其次，在一般的工作车间的空气中都含有油雾、灰尘甚至金属粉末之类的污染物，一旦他们落在数控系统内的印制线路或电子器件上，很容易引起元器件之间绝缘电阻下降，甚至倒是元器件及印制线路受到损坏。所以除非是需要进行必要的调整及维修，一般情况下不允许随便开启柜门，更不允许在使用过程中敞开柜门。

另外，对数控系统的电网电压要实行时时监控，一旦发现超出正常的工作电压，就会造成系统不能正常工作，甚至会引起数控系统内部电子部件的损坏。所以配电系统在设备不具备自动检测保护的情况下要有专人负责监视，以及尽量的改善配电系统的稳定作业。

当然很重要的一点是数控机床采用直流进给伺服驱动和直流主轴伺服驱动的，要注意将电刷从直流电动机中取出来，以免由于化学腐蚀作用，是换向器表面腐蚀，造成换向性能受损，致使整台电动机损坏。这是非常严重也容易引起的故障。

2.数控机床一般的故障诊断分析

2.1检查

在设备无法正常工作的情况下，首先要判断故障出现的具置和产生的原因，我们可以目测故障板，仔细检查有无由于电流过大造成的保险丝熔断，元器件的烧焦烟熏，有无杂物断路现象，造成板子的过流、过压、短路。观察阻容、半导体器件的管脚有无断脚、虚焊等，以此可发现一些较为明显的故障，缩小检修范围，判断故障产生的原因。

2.2系统自诊断

数控系统的自诊断功能随时监视数控系统的工作状态。一旦发生异常情况，立即在CRT上显示报警信息或用发光二级管指示故障的大致起因，这是维修中最有效的一种方法。近年来随着技术的发展，兴起了新的接口诊断技术，JTAG边界扫描，该规范提供了有效地检测引线间隔致密的电路板上零件的能力，进一步完善了系统的自我诊断能力。

2.3功能程序测试法

功能程序测试法就是将数控系统的常用功能和特殊功能用手工编程或自动变成的方法，编制成一个功能测试程序，送人数控系统，然后让数控系统运行这个测试程序，借以检查机床执行这些功能的准确定和可靠性，进而判断出故障发生的可能原因。

2.4接口信号检查

通过用可编程序控制器在线检查机床控制系统的接回信号，并与接口手册正确信号相对比，也可以查出相应的故障点。

2.5 诊断备件替换法

随着现代技术的发展，电路的集成规模越来越大技术也越来越复杂，按常规方法，很难把故障定位到一个很小的区域，而一旦系统发生故障，为了缩短停机时间，在没有诊断备件的情况下可以采用相同或相容的模块对故障模块进行替换检查，对于现代数控的维修，越来越多的情况采用这种方法进行诊断，然后用备件替换损坏模块，使系统正常工作，尽最大可能缩短故障停机时间。

上述诊断方法，在实际应用时并无严格的界限，可能用一种方法就能排除故障，也可能需要多种方法同时进行。最主要的是根据诊断的结果间接或直接的找到问题的关键，或维修或替换尽快的恢复生产。

3数控机床故障诊断实例

由于数控机床的驱动部分是强弱电一体的，是最容易发生问题的。因此将驱动部分作简单介绍：驱动部分包括主轴驱动器和伺服驱动器，有电源模块和驱动模块两部分组成，电源模块是将三相交流电有变压器升压为高压直流，而驱动部分实际上是个逆变换，将高压支流转换为三相交流，并驱动伺服电机，完成个伺服轴的运动和主轴的运转。因此这部分最容易出故障。以CJK6136数控机床和802S数控系统的故障现象为例，主要分析一下控制电路与机械传动接口的故障维修。

如在数控机床在加工过程中，主轴有时能回参考点有时不能。在数控操作面板上，主轴转速显示时有时无，主轴运转正常。分析出现的故障原因得该机床采用变频调速，其转速信号是有编码器提供，所以可排除编码器损坏的可能，否则根本就无法传递转速信号了。只能是编码器与其连接单元出现问题。两方面考虑，一是可能和数控系统连接的ECU连接松动，二是可能可和主轴的机械连接出现问题。由此可以着手解决问题了。首先检查编码器与ECU的连接。若不存在问题，就卸下编码器检查主传动与编码器的连接键是否脱离键槽，结果发现就是这个问题。修复并重新安装就解决了问题。

4.结论

数控机床故障产生的原因是多种多样的，有机械问题、数控系统的问题、传感元件的问题、驱动元件的问题、强电部分的问题、线路连接的问题等。在检修过程中，要分析故障产生的可能原因和范围，然后逐步排除，直到找出故障点，切勿盲目的乱动，否则，不但不能解决问题。还可能使故障范围进一步扩大。总之，在面对数控机床故障和维修问题时，首先要防患于未燃，不能在数控机床出现问题后才去解决问题，要做好日常的维护工作和了解机床本身的结构和工作原理，这样才能做到有的放矢。

参考文献

[1] 陈蕾、谈峰，浅析数控机床维护维修的一般方法[J]，机修用造，2004（10）

[2] 邱先念，数控机床故障诊断及维修[J]，设备管理与维修，2003（01）

[3] 王超，数控机床的电器故障诊断及维修[J]，芜湖职业技术学院学报，2003（02）

[4] 王刚，数控机床维修几例[J]，机械工人冷加工，2005（03）

第8篇：数控机床故障诊断方法范文

【关键词】数控机床；控制系统；故障；诊断系统

数控机床是典型的机电一体化系统，随着数控技术的迅速发展，数控机床的普及逐渐成为机械行业的潮流。这对数控机床制造行业在研发、生产、维护等方面以及如何提高效率、提高质量提出了越来越高的要求。因此，对数控机床的控制系统和故障诊断系统的研究和分析就显得尤为必要。通过对数控机床的控制系统的分析以及对其故障诊断系统的设计与实现能有效提高数控机床的运行效率。

一、数控机床的发展及特点

早在20世纪40年代的机械工程师就提出用数字控制技术进行机械加工的思想，1970年前后，美国英特尔公司开发和使用了微处理器。1974年美、日等国首先研制出以微处理器为核心的数控系统。近40年来，微处理机数控系统的数控机床得到了飞速发展和广泛应用，第五代数控系统也应运而生。随着计算机以及科学技术的不断发展，数控机床控制系统呈现出网络化和智能化的新特点：一、数控系统向网络化方向发展。新一代数控系统采用开放式体系结构，利用PC机丰富的软硬件资源，使数控系统具有更好的通用性、柔性、适应性和扩展性，并向智能化和网络化方向大大发展，新一代数控系统技术水平大大提高，促进了数控机床性能向高精度、高速度、高柔性化方向发展，使柔性自动化加工技术水平不断提高。二、数控系统向智能化方向发展。随着人工智能在计算机领域的渗透发展，数控系统引入了自适应控制、模糊系统和神经网络的控制机理，不但具有自动编程、前馈控制、模糊控制、学习控制、自适应控制、工艺参数自动生成、三维刀具补偿、运动参数动态补偿等功能，而且人机界面更加友好，并具有故障诊断专家系统使自诊断和故障监控功能更趋完善。伺服系统智能化的主轴交流驱动和智能化进给伺服装置，能自动识别负载并优化调整参数。

二、数控机床的控制系统分析

数控机床的控制系统分为三个部分：机床的电气控制、机床的PMC顺序控制和机床的运动伺服控制。

（一）机床的电气控制

机床利用数控CNC系统，配置数控伺服放大器组合模块，控制数控交流主轴和伺服电机，利用电机编码器实现了闭环和半闭环控制；在主水箱配置自动排屑机和大功率送水泵，在纸带过滤水箱配置主轴中心出水、机床冲洗、切削冲洗、排屑机冲洗水粟和液位、压力控制系统，通过PMC实现了顺序控制。对于刀臂旋转马达，采用变频器驱动，利用数控256位绝对式编码器检测旋转位置，通过PMC程序控制换刀动作。对于各油压泵、水泵等的控制均采用接触器通过PMC程序控制。各电磁阀、继电器和传感器、按钮开关等的信号线经过I/O Link系统连接到CNC，通过PMC程序控制机床的各个动作。

（二）机床的PMC顺序控制

对机床的PMC一级程序的控制：首先对油的压力和液位以及气压进行检测，并借助计时器和计数器给出相应报警，接下来对程序类别和门开请求进行设置，并设置主轴暂停转动和恢复转动的条件和命令，再对急停信号、伺服就绪、节能模式和各轴正、负方向运动等进行处理。接着对ATC刀臂位置编码器信号进行译码、处理，判断刀臂在不同运动模式下的位置区域，从而给出相应的动作指令，并对刀臂的运动状态进行判断，给出相应的报警信。对机床的PMC二级程序的控制主要包括工作模式设置、M/S/T指令处理、加工程序运行处理、安全保护设置、主轴运动处理、进给轴运动处理、刀库和ATC动作处理、附加装置处理等子程序段。

（三）机床的运动伺服控制

进给伺服系统的设置首先要进行伺服参数的初始设定，需确认以下信息：NC的机型名称，伺服电机的型号名称，电机内置的脉冲编码器的种类，分离式位置检测器的有无，电机每转一圈的机床移动量，机床的检测单位，NC的指令单位等。对于主轴伺服系统的设置，首先进行与主轴相关的CNC型号、主轴电机、共用电源、主轴放大器、检测器系统等的规格确认，进行电气连接的确认，进行PMC梯形程序的准备和确认；接着确认在使用a i系列串行主轴时的CNC参数设定，进行a i系列串行主轴参数的自动初始设定处理；最后设定与检测器相关的参数，确认检测器的反馈信号波形。

三、数控机床的故障诊断系统分析

数控机床是综合应用微电子、计算机、自动控制、自动检测、液压传动和精密机械等技术的最新成果而发展起来的新型机械加工设备。它的发展趋势是工序集中、高速、高效、高精度以及使用方便、可靠性高。要达到这些要求，就需要对机床的维护保养、日常检查、故障诊断等复杂、有效的工作。在生产过程中，数控机床频繁地发生故障，必然影响产品的加工质量和生产效率，影响数控机床效益的发挥。因此，必须对出现的故障进行广泛深入的研究，找出其原因和规律，不断积累经验，采取有效措施，对故障进行预防、预测，建立一套排除故障的有效方法。数控机床的有些故障可以根据故障现象和机床电气原理图，查看PLC的相关输入输出状态即可诊断故障。但这需要有关人员对于设备的电气控制等比较熟悉，而且很多故障也不能完全根据顺序控制程序加以诊断排除，这就对相关人员提出了比较高的要求，需要维修的相关人员具备多方面的故障诊断知识，做出合适的诊断故障，并采取相应的故障排除措施。通过利用数据库技术和面向对象编程技术，将设备故障诊断和维修等知识系统的组织成知识库，通过数据库应用程序实现了故障的诊断查询、故障树分析、故障树管理等功能，帮助维修人员不断提高维修水平，丰富完善知识库。

参考文献

[1]杜国臣，王士军.机床数控技术[M].中国林业出版社，北京大学出版社，2006，8.

[2]邓三鹏.数控机床结构及维修[M].国防工业出版社，2008，1.

[3]韦清等.数控加工过程质量控制的关键环节研究[J].现代制造工程，2014（06），58-63.

第9篇：数控机床故障诊断方法范文

    【论文摘要】:数控技术是用数字信心对机械运动和工作过程控制的技术。数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化,更使制造业成为工业化的象征。

    数控机床是集高、精、尖技术于一体,集机、电、光、液于一身的高技术产物。具有加工精度高、加工质量稳定可靠、生产效率高、适应性强、灵活性好等众多优点,在各个行业受到广泛欢迎,在使用方面,也是越来越受到重视。但由于它是集强、弱电于一体,数字技术控制机械制造的一体化设备,一旦系统的某些部分出现故障,就势必使机床停机,影响生产,所以如何正确维护设备和出现故障时能及时抢修就是保障生产正常进行的关键。

    1.数控机床的维护

    对于数控机床来说,合理的日常维护措施,可以有效的预防和降低数控机床的故障发生几率。

    首先,针对每一台机床的具体性能和加工对象制定操作规程建立工作、故障、维修档案是很重要的。包括保养内容以及功能器件和元件的保养周期。

    其次,在一般的工作车间的空气中都含有油雾、灰尘甚至金属粉末之类的污染物,一旦他们落在数控系统内的印制线路或电子器件上,很容易引起元器件之间绝缘电阻下降,甚至倒是元器件及印制线路受到损坏。所以除非是需要进行必要的调整及维修,一般情况下不允许随便开启柜门,更不允许在使用过程中敞开柜门。

    另外,对数控系统的电网电压要实行时时监控,一旦发现超出正常的工作电压,就会造成系统不能正常工作,甚至会引起数控系统内部电子部件的损坏。所以配电系统在设备不具备自动检测保护的情况下要有专人负责监视,以及尽量的改善配电系统的稳定作业。

    当然很重要的一点是数控机床采用直流进给伺服驱动和直流主轴伺服驱动的,要注意将电刷从直流电动机中取出来,以免由于化学腐蚀作用,是换向器表面腐蚀,造成换向性能受损,致使整台电动机损坏。这是非常严重也容易引起的故障。

    2.数控机床一般的故障诊断分析

    2.1检查

    在设备无法正常工作的情况下,首先要判断故障出现的具置和产生的原因,我们可以目测故障板,仔细检查有无由于电流过大造成的保险丝熔断,元器件的烧焦烟熏,有无杂物断路现象,造成板子的过流、过压、短路。观察阻容、半导体器件的管脚有无断脚、虚焊等,以此可发现一些较为明显的故障,缩小检修范围,判断故障产生的原因。

    2.2系统自诊断

    数控系统的自诊断功能随时监视数控系统的工作状态。一旦发生异常情况,立即在CRT上显示报警信息或用发光二级管指示故障的大致起因,这是维修中最有效的一种方法。近年来随着技术的发展,兴起了新的接口诊断技术,JTAG边界扫描,该规范提供了有效地检测引线间隔致密的电路板上零件的能力,进一步完善了系统的自我诊断能力。

    2.3功能程序测试法

    功能程序测试法就是将数控系统的常用功能和特殊功能用手工编程或自动变成的方法,编制成一个功能测试程序,送人数控系统,然后让数控系统运行这个测试程序,借以检查机床执行这些功能的准确定和可靠性,进而判断出故障发生的可能原因。

    2.4接口信号检查

    通过用可编程序控制器在线检查机床控制系统的接回信号,并与接口手册正确信号相对比,也可以查出相应的故障点。

    2.5 诊断备件替换法

    随着现代技术的发展,电路的集成规模越来越大技术也越来越复杂,按常规方法,很难把故障定位到一个很小的区域,而一旦系统发生故障,为了缩短停机时间,在没有诊断备件的情况下可以采用相同或相容的模块对故障模块进行替换检查,对于现代数控的维修,越来越多的情况采用这种方法进行诊断,然后用备件替换损坏模块,使系统正常工作,尽最大可能缩短故障停机时间。

    上述诊断方法,在实际应用时并无严格的界限,可能用一种方法就能排除故障,也可能需要多种方法同时进行。最主要的是根据诊断的结果间接或直接的找到问题的关键,或维修或替换尽快的恢复生产。3数控机床故障诊断实例

    由于数控机床的驱动部分是强弱电一体的,是最容易发生问题的。因此将驱动部分作简单介绍:驱动部分包括主轴驱动器和伺服驱动器,有电源模块和驱动模块两部分组成,电源模块是将三相交流电有变压器升压为高压直流,而驱动部分实际上是个逆变换,将高压支流转换为三相交流,并驱动伺服电机,完成个伺服轴的运动和主轴的运转。因此这部分最容易出故障。以CJK6136数控机床和802S数控系统的故障现象为例,主要分析一下控制电路与机械传动接口的故障维修。

    如在数控机床在加工过程中,主轴有时能回参考点有时不能。在数控操作面板上,主轴转速显示时有时无,主轴运转正常。分析出现的故障原因得该机床采用变频调速,其转速信号是有编码器提供,所以可排除编码器损坏的可能,否则根本就无法传递转速信号了。只能是编码器与其连接单元出现问题。两方面考虑,一是可能和数控系统连接的ECU连接松动,二是可能可和主轴的机械连接出现问题。由此可以着手解决问题了。首先检查编码器与ECU的连接。若不存在问题,就卸下编码器检查主传动与编码器的连接键是否脱离键槽,结果发现就是这个问题。修复并重新安装就解决了问题。

    数控机床故障产生的原因是多种多样的,有机械问题、数控系统的问题、传感元件的问题、驱动元件的问题、强电部分的问题、线路连接的问题等。在检修过程中,要分析故障产生的可能原因和范围,然后逐步排除,直到找出故障点,切勿盲目的乱动,否则,不但不能解决问题。还可能使故障范围进一步扩大。总之,在面对数控机床故障和维修问题时,首先要防患于未燃,不能在数控机床出现问题后才去解决问题,要做好日常的维护工作和了解机床本身的结构和工作原理,这样才能做到有的放矢。

    参考文献

    [1] 陈蕾、谈峰,浅析数控机床维护维修的一般方法[J],机修用造,2004(10)

    [2] 邱先念,数控机床故障诊断及维修[J],设备管理与维修,2003(01)

    [3] 王超,数控机床的电器故障诊断及维修[J],芜湖职业技术学院学报,2003(02)

    [4] 王刚,数控机床维修几例[J],机械工人冷加工,2005(03)