數(shù)控機(jī)床是現(xiàn)代制造業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備，在很大程度上影響著裝備制造業(yè)的發(fā)展。然而在實(shí)際生產(chǎn)操作中，又會(huì)出現(xiàn)各種常見故障，每個(gè)問題的產(chǎn)生都會(huì)有它的根源之所在，我們追根溯源總找到其解決的辦法。
故障分析的方法
一、常見故障及其分類
1.按故障發(fā)生的部位分類
⑴主機(jī)故障數(shù)控機(jī)床的主機(jī)通常指組成數(shù)控機(jī)床的機(jī)械、潤(rùn)滑、冷卻、排屑、液壓、氣動(dòng)與防護(hù)等部分。主機(jī)常見的故障主要有：
1）因機(jī)械部件安裝、調(diào)試、操作使用不當(dāng)?shù)仍蛞鸬臋C(jī)械傳動(dòng)故障
2）因?qū)к墶⒅鬏S等運(yùn)動(dòng)部件的干涉、摩擦過大等原因引起的故障
3）因機(jī)械零件的損壞、聯(lián)結(jié)不良等原因引起的故障，等等
主機(jī)故障主要表現(xiàn)為傳動(dòng)噪聲大、加工精度差、運(yùn)行阻力大、機(jī)械部件動(dòng)作不進(jìn)行、機(jī)械部件損壞等等。潤(rùn)滑不良、液壓、氣動(dòng)系統(tǒng)的管路堵塞和密封不良，是主機(jī)發(fā)生故障的常見原因。數(shù)控機(jī)床的定期維護(hù)、保養(yǎng)．控制和*“三漏”現(xiàn)象發(fā)生是減少主機(jī)部分故障的重要措施。
⑵電氣控制系統(tǒng)故障從所使用的元器件類型上．根據(jù)通常習(xí)慣，電氣控制系統(tǒng)故障通常分為“弱電”故障和“強(qiáng)電”故障兩大類，
“弱電”部分是指控制系統(tǒng)中以電子元器件、集成電路為主的控制部分。數(shù)控機(jī)床的弱電部分包括CNC、PLC、MDI/CRT以及伺服驅(qū)動(dòng)單元、輸為輸出單元等。
“弱電”故障又有硬件故障與軟件故障之分．硬件故障是指上述各部分的集成電路芯片、分立電子元件、接插件以及外部連接組件等發(fā)生的故障。軟件故障是指在硬件正常情況下所出現(xiàn)的動(dòng)作出鍺、數(shù)據(jù)丟失等故障，常見的有．加工程序出錯(cuò)，系統(tǒng)程序和參數(shù)的改變或丟失，計(jì)算機(jī)運(yùn)算出錯(cuò)等。
“強(qiáng)電”部分是指控制系統(tǒng)中的主回路或高壓、大功率回路中的繼電器、接觸器、開關(guān)、熔斷器、電源變壓器、電動(dòng)機(jī)、電磁鐵、行程開關(guān)等電氣元器件及其所組成的控制電路。這部分的故障雖然維修、診斷較為方便，但由于它處于高壓、大電流工作狀態(tài)，發(fā)生故障的幾率要高于“弱電”部分．必須引起維修人員的足夠的重視。
2．按故障的性質(zhì)分類
⑴確定性故障確定性故障是指控制系統(tǒng)主機(jī)中的硬件損壞或只要滿足一定的條件，數(shù)控機(jī)床必然會(huì)發(fā)生的故障。這一類故障現(xiàn)象在數(shù)控機(jī)床上zui為常見，但由于它具有一定的規(guī)律，因此也給維修帶來了方便確定性故障具有不可恢復(fù)性，故障一旦發(fā)生，如不對(duì)其進(jìn)行維修處理，機(jī)床不會(huì)自動(dòng)恢復(fù)正常．但只要找出發(fā)生故障的根本原因，維修完成后機(jī)床立即可以恢復(fù)正常。正確的使用與精心維護(hù)是杜絕或避免故障發(fā)生的重要措施。
⑵隨機(jī)性故障隨機(jī)性故障是指數(shù)控機(jī)床在工作過程中偶然發(fā)生的故障此類故障的發(fā)生原因較隱蔽，很難找出其規(guī)律性，故常稱之為“軟故障”，隨機(jī)性故障的原因分析與故障診斷比較困難，一般而言，故障的發(fā)生往往與部件的安裝質(zhì)量、參數(shù)的設(shè)定、元器件的品質(zhì)、軟件設(shè)計(jì)不完善、工作環(huán)境的影響等諸多因素有關(guān)．
隨機(jī)性故障有可恢復(fù)性，故障發(fā)生后，通過重新開機(jī)等措施，機(jī)床通常可恢復(fù)正常，但在運(yùn)行過程中，又可能發(fā)生同樣的故障。
加強(qiáng)數(shù)控系統(tǒng)的維護(hù)檢查，確保電氣箱的密封，可靠的安裝、連接，正確的接地和屏蔽是減少、避免此類故障發(fā)生的重要措施。
3．按故障的指示形式分類
⑴有報(bào)帶顯示的故障數(shù)控機(jī)床的故障顯示可分為指示燈顯示與顯示器顯示兩種情況：
1）指示燈顯示報(bào)警指示燈顯示報(bào)警是指通過控制系統(tǒng)各單元上的狀態(tài)指示燈（一般由LED發(fā)光管或小型指示燈組成）顯示的報(bào)警．根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的狀態(tài)指示燈，即使在顯示器故障時(shí)，仍可大致分析判斷出故障發(fā)生的部位與性質(zhì)，因此．在維修、排除故障過程中應(yīng)認(rèn)真檢杳這些狀態(tài)指示燈的狀態(tài)。
2）顯示器顯示報(bào)警．顯示器顯示報(bào)警是指可以通過CNC顯示器顯示出報(bào)警號(hào)和報(bào)警信息的報(bào)警。由于數(shù)控系統(tǒng)一般都具有較強(qiáng)的自診斷功能，如果系統(tǒng)的診斷軟件以及顯示電路工作正常，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)故障，可以在顯示器上以報(bào)警號(hào)及文本的形式顯示故障信息。數(shù)控系統(tǒng)能進(jìn)行顯示的報(bào)警少則幾十種，多則上千種，它是故障診斷的重要信息。在顯示器顯示報(bào)警中，又可分為NC的報(bào)警和PLC的報(bào)等兩類。前者為數(shù)控生產(chǎn)廠家設(shè)置的故降顯示．它可對(duì)照系統(tǒng)的“維修手冊(cè)”，來確定可能產(chǎn)生該故障的原因。后者是由數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)廠家設(shè)置的PLC報(bào)警信息文本，屬于機(jī)床側(cè)的故降顯示。它可對(duì)照機(jī)床生產(chǎn)廠家所提供的“機(jī)床維修手冊(cè)”中的有關(guān)內(nèi)容．確定故障所產(chǎn)生的原因。
⑵無報(bào)警顯示的故障這類故障發(fā)生時(shí)．機(jī)床與系統(tǒng)均無報(bào)警顯示，其分析診斷難度通常較大．需要通過仔細(xì)、認(rèn)真的分析判斷才能予以確認(rèn)。特別是對(duì)于一些早期的數(shù)控系統(tǒng)，由于系統(tǒng)本身的診斷功能不強(qiáng)，或無PLC報(bào)警信息文本，出現(xiàn)無報(bào)警顯示的故障情祝則更多．
對(duì)于無報(bào)警顯示故障，通常要具體情況具體分析，根據(jù)故障發(fā)生前后的變化．進(jìn)行分析判斷，原理分析法與PLC程序分析法是解決無報(bào)警顯示故障的主要方法．
4．按故障產(chǎn)生的原因分類
⑴數(shù)控機(jī)床自身故障這類故障的發(fā)生是由于數(shù)控機(jī)床自身的原因所引起的，與外部使用環(huán)境條件無關(guān)．?dāng)?shù)控機(jī)床所發(fā)生的極大多數(shù)故障均屬此類故障。
⑵數(shù)控機(jī)床外部故障這類故障是由于外部原因所造成的。供電電壓過低、過高，波動(dòng)過大：電源相序不正確或三相輸入電壓的不平衡；環(huán)境溫度過高：有害氣體、潮氣、粉塵授入：外來振動(dòng)和干擾等都是引起故障的原因。
此外，人為因素也是造成數(shù)控機(jī)床故障的外部原因之一，據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，使用數(shù)控機(jī)床或由不熟練工人來操作數(shù)控機(jī)床，在使用的*年，操作不當(dāng)所造成的外部故障要占機(jī)床總故障的三分之一以上。
除上述常見故障分類方法外，還有其他多種不同的分類方法。如：按故障發(fā)生時(shí)有無破壞性．可分為破壞性故障和非破壞性故障兩種．按故障發(fā)生與需要維修的具體功能部位．可分為數(shù)控裝置故障，進(jìn)給伺服系統(tǒng)故障，主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故障，白動(dòng)換刀系統(tǒng)故障等等，這一分類方法在維修時(shí)常用．
二、故障分析的基本方法
故障分析是進(jìn)行數(shù)控機(jī)床維修的*步，通過故障分析，一方面可以迅速查明故障原因排除故障：同時(shí)也可以起到預(yù)防故障的發(fā)生與擴(kuò)大的作用。一般來說，數(shù)控機(jī)床的故障分析主要方法有以下幾種，
⑴常規(guī)分析法常規(guī)分析法是對(duì)數(shù)控機(jī)床的機(jī)、電、液等部分進(jìn)行的常規(guī)檢查，以此來判斷故障發(fā)生原因的一種方法。在數(shù)控機(jī)床上常規(guī)分析法通常包括以下內(nèi)容：
1）檢查電源的規(guī)格（包括電壓、頻率、相序、容量等）是否符合要求
2）檢查CNC伺服驅(qū)動(dòng)、主軸驅(qū)動(dòng)、電動(dòng)機(jī)、輸入／輸出信號(hào)的連接是否正確、可靠
3）檢查CNC伺服驅(qū)動(dòng)等裝置內(nèi)的印刷電路板是否安裝牢固，接插部位是否有松動(dòng)
4）檢查CNC伺服驅(qū)動(dòng)，主軸驅(qū)動(dòng)等部分的設(shè)定端、電位器的設(shè)定、調(diào)整是否正確
5）檢查液壓、氣動(dòng)、潤(rùn)滑部件的油壓、氣壓等是否符合機(jī)床要求
6）檢查電器元件、機(jī)械部件是否有明顯的損壞，等等
⑵動(dòng)作分析法動(dòng)作分析法是通過觀察、監(jiān)視機(jī)床實(shí)際動(dòng)作，判定動(dòng)作不良部位并由此來追溯故障根源的一種方法。
一般來說，數(shù)控機(jī)床采用液壓、氣動(dòng)控制的部位如：自動(dòng)換刀裝置、交換工作臺(tái)裝置、夾具與傳輸裝置等均可以通過動(dòng)作診斷來判定故障原因。
⑶狀態(tài)分析法狀態(tài)分析法是通過監(jiān)測(cè)執(zhí)行元件的工作狀態(tài)，判定故障原因的一種方法，這一方法在數(shù)控機(jī)床維修過程中使用zui廣。
在現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)中伺服進(jìn)給系統(tǒng)、主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、電源模塊等部件的主要參數(shù)都可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)、靜態(tài)檢測(cè)，這些參數(shù)包括：輸入／輸出電壓，輸入／輸出電流，給定／實(shí)際轉(zhuǎn)速、位置實(shí)際的負(fù)載的晴況等。此外，數(shù)控系統(tǒng)全部輸入／輸出信號(hào)包括內(nèi)部繼電器、定時(shí)器等的狀態(tài)，亦可以通過數(shù)控系統(tǒng)的診斷參數(shù)予以檢查通過狀態(tài)分析法，可以在無儀器、設(shè)備的情況下根據(jù)系統(tǒng)的內(nèi)部狀態(tài)迅速找到故障的原因，在數(shù)控機(jī)床維修過程中使用zui廣，維修人員必須熟練掌握。
⑷操作、編程分析法操作、編程分析法是通過某些特殊的操作或編制專門的測(cè)試程序段，確認(rèn)故障原因的一種方法。如通過手動(dòng)單步執(zhí)行自動(dòng)換刀、自動(dòng)交換工作臺(tái)動(dòng)作，執(zhí)行單一功能的加工指令等方法進(jìn)行動(dòng)作與功能的檢測(cè)。通過這種方法，可以具體判定故障發(fā)生的原因與部件，檢查程序編制的正確性。
⑸系統(tǒng)自診斷法數(shù)控系統(tǒng)的自診斷是利用系統(tǒng)內(nèi)部自診斷程序或的診斷軟件，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部的關(guān)鍵硬件以及系統(tǒng)的控制軟件進(jìn)行自我診斷、測(cè)試的診斷方法。它主要包括開機(jī)自診斷、在線監(jiān)控與脫機(jī)測(cè)試這一個(gè)方面內(nèi)容
