数控机床故障诊断与维修的意义数控机床是机电一体化典型产品，它是将电力电子技术、自动化控制技术、电机技术、自动检测技术、计算机控制技术、传感器技术、机床、液压及气压传动技术和加工工艺等集中一体的自动化设备，具有高精度、高效率和高适应性的特点。数控机床作为实现柔性制造系统、计算机集成制造系统和未来工厂自动化的基础，已成为现代制造技术中不可缺少的设备。以微处理器为基础，以大规模集成电路为标志的数控设备，已在我国批量生产、大量引进和推广应用，它们给机械制造业的发展创造了条件，并带来很大的效益。数控机床也是一个复杂的大系统，它涉及光、机、电、液等方面，包括数控系统、可编程序控制器、系统软件、加工编程软件、精密机械、数字电子技术、大功率电力电子技术、电动机拖动与伺服、网络通信等技术。数控机床内部各部分联系非常紧密，自动化程度高，运行速度快，大型数控机床往往有成千上万的机械零件和电器部件，无论哪一部分发生故障都是难免的。机械锈蚀、机械磨损、机械失效，电子元器件老化、插件接触不良、电流电压波动、温度变化、干扰、噪声，资料丢失和机床本身有隐患、灰尘，操作失误等都可导致数控机床出现故障甚至使整台设备停机，从而造成整个生产线的停顿。在许多行业中，数控机床一般处在关键工作岗位的关键工序上，若出现故障后不能及时准确故障诊断、修复，将直接影响企业的生产率和产品质量，会对生产单位带来巨大的经济损失。因此，对数控机床进行故障诊断与维修是非常重要的。
　　一、现代故障诊断的主要内容
　　数控机床功能的不断提高，系统越趋复杂，一旦出现故障，排除时间增长，难度增大，费用也随之增加。由于数控机床涉及多个学科，对设备维修维护人员的技术要求越来越高，故障的及时诊断与维修越来越困难。如何在数控机床出现故障时，进行快速诊断及维修变得非常重要。故障诊断的实质是在诊断对象出现故障的前提下，通过采集来自外界或系统本身的信息，经过信息处理，判断出故障类型，确定故障部位（元、部件），进而判定故障可能时间、严重程度、故障原因等，并提供评价、决策以及进行维修的建议。一个诊断系统的性能主要表现在以下几个方面：
　　·敏感性
　　·准确性
　　·全面性
　　综上所述，现代故障诊断的主要内容应包括实时监测技术，故障分析（诊断）技术和故障修复方法三个部分。从信息获取到故障定位，再到故障的排除，作为单独的技术领域发展的同时，又作为故障诊断的技术共同协调发展。现代故障诊断的主要理论与方法机械故障诊断技术发展至今，已提出了大量的方法和理论。分类方法也很多，根据德国的P.M.Fran教授的观点，所有故障诊断方法都可以划分为基于知识的方法，基于解析模型的方法，基于信号处理的方法等三种。
　　二、故障诊断技术的发展趋势
　　（1）从故障诊断理论和技术方面来看，现代故障诊断的发展方向是与容错控制、冗余控制、监控控制和余度管理等可靠性设计相结合。现代余度管理正在从硬件余度向综合余度管理和解析余度管理发展，动态系统的容错设计一般是基于硬件余度而实现的。
　　（2）基于Internet的设备故障远程协作诊断，是将设备诊断技术与计算机网络技术相结合，用中心计算机作为服务器，在企业的重要关键设备上建立状态监测点，采集设备状态数据，而在技术力量较强的科研所建立分析诊断中心，为企业提供远程技术支持和诊断技术保障。当然它可以提供监测数据、诊断知识和诊断软件的共享等，为丰富诊断知识库提供了广阔的途径。它还消除了离线诊断的缺陷，为实现“异地诊断”提供了可能，特别是为工作环境相对恶劣的设备的监测和故障诊断提供了新的思路和方法。随着网络技术的发展和完善，这一方面的研究工作已成为故障诊断领域的又一杰作。此外，机械故障诊断中可用的機器信息种类繁多，层次不一。如何对大量信息进行处理和综合利用是今后机械故障诊断技术需要研究的重点问题之一，如多元信息融合技术就是因此而产生的热门技术，在人工智能、医学诊断等领域已有广泛的应用，但在机械故障诊断领域中还处于起步阶段。
　　三、数控机床故障诊断应遵循的维修原则
　　一般情况下，在数控机床故障诊断过程中应遵循以下几个维修原则：先外部后内部：数控机床是集机械、液压、电气为一体的产品，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。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。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。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。通常简单问题解决后，难度大的问题也可能变得容易。
　　先公用后专用：公用性的问题往往影响全局，而专用性的问题只影响局部。如机床的几个进给轴都不能运动，这时应先检查和排除各轴公用的CNC、PLC、电源、液压等公用部分的故障，然后再设法排除某轴的局部问题。只有先解决影响全局的主要矛盾，局部的、次要的矛盾才有可能迎刃而解。
　　先一般后特殊：在排除某一故障时，要先考虑最常见的一般可能原因，然后再分析很少发生的特殊原因。例如：数控机床不返回参考点故障，常常是由于零点开关或零点开关撞块位置窜动所造成。一旦出现这一故障，应先检查零点开关或挡块位置，在排除这一常见的可能性之后，再检查脉冲编码器、位置控制等环节。
　　因此随着计算机、微电子、信息、自动控制、精密检测及机械制造技术的高速发展，机床数控技术也得到了长足的进步。近几年一些相关技术的发展，如刀具及新材料的发展，主轴伺服和进给伺服、超高速切削等技术的发展，以及对机械产品质量越来越高的要求等，加速了数控机床的发展。