數控機床，是一種技術(shù)含量很高的機、電、儀一體化的高效復雜的自動(dòng)化機床，機床在運行過(guò)程中，零部件不可避免地會(huì )發(fā)生不同程度、不同類(lèi)型的故障，因此，熟悉機械故障的特征，掌握數控機床機械故障診斷的常用方法和手段，對確定故障的原因和排除有著(zhù)重大的作用。
一、數控機床故障診斷原則與基本要求
1.1排障原則。
主要包括以下幾個(gè)方面：1）充分調查故障現象，首先對操作者的調查，詳細詢(xún)問(wèn)出現故障的全過(guò)程，有些什么現象產(chǎn)生，采取過(guò)什么措施等。然后要對現場(chǎng)做細致的勘測；2）查找故障的起因時(shí)，思路要開(kāi)闊，無(wú)論是集成電器，還是和機械、液壓，只要有可能引起該故障的原因，都要盡可能全面地列出來(lái)。然后進(jìn)行綜合判斷和優(yōu)化選擇，確定最有可能產(chǎn)生故障的原因；3）先機械后電氣，先靜態(tài)后動(dòng)態(tài)原則。在故障檢修之前，首先應注意排除機械性的故障。再在運行狀態(tài)下，進(jìn)行動(dòng)態(tài)的觀(guān)察、檢驗和測試，查找故障。而對通電后會(huì )發(fā)生破壞性故障的，必須先排除危險后，方可通電。
1.2故障診斷要求。
除了豐富的專(zhuān)業(yè)知識外，進(jìn)行數控故障診斷作業(yè)的人員需要具有一定的動(dòng)手能力和實(shí)踐操作經(jīng)驗，要求工作人員結合實(shí)際經(jīng)驗，善于分析思考，通過(guò)對故障機床的實(shí)際操作分析故障原因，做到以不變應萬(wàn)變，達到舉一反三的效果。完備的維修工具及診斷儀表必不可少，常用工具如螺絲刀、鉗子、扳手、電烙鐵等，常用檢測儀表如萬(wàn)用表、示波器、信號發(fā)生器等。除此以外，工作人員還需要準備好必要的技術(shù)資料，如數控機床電器原理圖紙、結構布局圖紙、數控系統參數說(shuō)明書(shū)、維修說(shuō)明書(shū)、安裝、操作、使用說(shuō)明書(shū)等。
二、故障處理的思路
不同數控系統設計思想千差萬(wàn)異，但無(wú)論那種系統，它們的基本原理和構成都是十分相似的。因此在機床出現故障時(shí)，要求維修人員必須有清晰的故障處理的思路：調查故障現場(chǎng)，確認故障現象、故障性質(zhì)，應充分掌握故障信息，做到“多動(dòng)腦，慎動(dòng)手”避免故障的擴大化。根據所掌握故障信息明確故障的復雜程度，并列出故障部位的全部疑點(diǎn)。準備必要的技術(shù)資料，比如機床說(shuō)明書(shū)，電氣控制原理圖等，以此為基礎分析故障原因，制定排除故障的方案，要求思路開(kāi)闊，不應將故障局限于機床的某一部分。
在確定故障排除方案后，利用示萬(wàn)用表、示波器等測量工具，用試驗的方法驗證并檢測故障，逐級定位故障部位，確認出故障屬于電氣故障還是機械故障，是系統性的還是隨機性的，是自身故障還是外部故障等等。故障的排除。通常找到故障原因后問(wèn)題會(huì )馬上迎刃而解。
三、故障處理方法及故障舉例
數控機床的數控系統是數控機床的核心所在，它的可靠運行，直接關(guān)系到整個(gè)設備運行的正常與否。下面總結提煉出一些判斷與排除數控機床故障的方法。
3.1直觀(guān)法
例1：一臺德國MAHO公司生產(chǎn)的五軸聯(lián)動(dòng)數控鏜銑床，數控系統為飛利浦系統。在一次傳輸數控程序中，由于處理不當，將CPU板的傳輸接口燒壞。將CPU板拆下，仔細觀(guān)察，發(fā)現在RS232接口處有明顯焦糊痕跡。在放大鏡下仔細觀(guān)察，將斷線(xiàn)處重新跳接：并更換一塊8255芯片，最新安裝至機床上，將機床參數輸入，機床恢復正常。該CPU板一直運行至今，運行狀況良好。
3.2自診斷功能分析法
例2：一臺武漢重型機床廠(chǎng)生產(chǎn)的16米大立車(chē)，在一次加工過(guò)程中突然出現43號報警（PLC未準備好工作）。讀出ISTACK中的故障代碼34，查閱西門(mén)子840C診斷手冊，內容為：接口-DMP模塊啟動(dòng)錯誤。檢查包括手持單元在內的所有DMP模塊，發(fā)現連接地面操縱臺的DMP模塊底板沒(méi)有上電。查閱電氣圖紙發(fā)現為之提供電壓的一空氣開(kāi)關(guān)跳閘，將其合上故障消失。
3.3PLC程序分析法
數控機床最多，最頻繁的故障就是機床的某些邏輯功能無(wú)法實(shí)現。此時(shí)就需結合電氣原理圖，PLC程序，液壓原理圖等眾多資料進(jìn)行分析，找出故障所在的原因，對其部件進(jìn)行維修或者更換，使數控機床恢復正常的工作。
例3：還是上文所說(shuō)的武漢重型機床廠(chǎng)生產(chǎn)的16米大立車(chē)，在使用過(guò)程中突然發(fā)現X軸同油槽大量往外溢油。檢查同油線(xiàn)路并沒(méi)有發(fā)現堵塞現象，查閱電氣原理圖發(fā)現供油的只有X軸定時(shí)潤滑和定程潤滑兩項。用編成器PG720現場(chǎng)實(shí)時(shí)監控，在PB10中發(fā)現控制中間繼電器9KY50的輸出點(diǎn)Q11.4程序如下：
PB1O段5
AT40：裝載T40
LKT030.3；設置T40的時(shí)間為300秒
SET41；加載至T41
ANT41；裝載T41
LKT002.2：設置T41的時(shí)間為2秒
SET40；加載至T40
CDB32；調用DB32塊
A（0D0.10；X軸正向運動(dòng)信號0D0.11；X軸負向運動(dòng)信號）
AT40；翻轉控制
0T38；上電控制加油潤滑=Q11.4；控制9KY50繼電器
此處的PLC控制的含義就足在X軸運動(dòng)時(shí)，利用T40和T41所沒(méi)置的翻轉時(shí)問(wèn)對輸出Q11.4進(jìn)行控制已達到定時(shí)潤滑的效果。監控PLC狀態(tài)發(fā)現邏輯運轉正常，監控9KY50發(fā)現完全按照PLC程序控制進(jìn)行輸出，再檢查液壓電磁閥發(fā)現無(wú)論PLC有無(wú)輸出電磁閥都處于常通狀態(tài)，也就足說(shuō)任何時(shí)候都打油。拆下9KY50，用萬(wàn)用表測量，發(fā)現常開(kāi)觸點(diǎn)粘連，更換新的中間繼電器，故障排除。
3.4替換法
例4：一臺德國溫加登公司生產(chǎn)的500噸程控沖床，裝有電子凸輪控制器。在一次使用過(guò)程中電子凸輪控制器報警，內容為系統故障，致使整個(gè)機床癱瘓。將電子凸輪器拆下，發(fā)現其本身具有兩塊一樣的電路板，且一塊電路板上報警紅色LED指示燈亮，另一塊完全正常，對調后故障發(fā)生轉移，證明其中一塊硬件有故障，將兩塊板同時(shí)拆下發(fā)現共有8塊可拔插的芯片，對調其中的四塊，再次進(jìn)行比較，故障現象沒(méi)有發(fā)生轉移，再對調剩余的二塊芯片，故障現象發(fā)生轉移，至此下去找出有問(wèn)題的芯片。但由于此芯片為EPROM片，將好的EPROM片中的程序利用寫(xiě)片機寫(xiě)入所購買(mǎi)的同類(lèi)型EPROM片，安裝后，故障現象消失。此次故障的排除完全使用的是替換法，逐步縮小故障的范圍，找出故障原因并加以排除。
四、故障排除的確認及善后工作
故障排除以后，維修工作還不能算完成，尚需從技術(shù)與管理兩方面分析故障產(chǎn)生的深層次原因，采取適當措施避免故障再次發(fā)生。必要時(shí)可根據現場(chǎng)條件使用成熟技術(shù)對設備進(jìn)行改造與改進(jìn)。
一段時(shí)間后，詢(xún)問(wèn)一下操作工機床的運行狀況，并再次對故障點(diǎn)進(jìn)行全面檢查。最后做維修記錄，詳細記錄維修的整個(gè)過(guò)程，包括維修時(shí)間、更換件型號規格及故障原因分析等。從排除故障過(guò)程中發(fā)現自己欠缺的知識，制定學(xué)習計劃，最終充實(shí)自己。
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