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摘要：数控机床集机电于一体，结构复杂。目前所使用的各种数控系统，虽有各种报警指示灯或自诊断程序，但智能化的程度还不是很高，不可能自动诊断出发生故障的确切部位。本文主要阐述几种故障的处理方法，以便对故障进行快速准确的诊断和排除。
关键词：数控机床;故障;处理;方法
一、直观法（常规检查法）
外观检查是指依靠人的五官等感觉并借助于一些简单的仪器来寻找机床故障的原因。这种方法在维修中是常用的，也是首先采用的。“先外后内”的维修原则要求维修人员在遇到故障是应先采取看、闻、嗅、摸等方法，由外向内逐一进行检查。有些故障采用这种方法可迅速找到故障原因，而采用其他方法要花费许多时间，甚至一时解决不了。例：配置某系统的TC1000型加工中心，控制面板显示消失，经检查面板MS401板电源熔丝烧断，而其内部无短路现象，更换熔丝后，故障消失，显示恢复正常。例：WY203型自动换向数控组合机床，Z轴一启动就出现跟随误差过大而报警停机。经检查发现位置控制环反馈元件光栅电缆由于运动中受力而拉伤断裂，造成丢失反馈信号所致。例：TC1000型加工中心，一启动就发生114 号报警，经检查发现y轴光栅适配器插头松脱。例：TH6350型加工中心，在加工中突然停机，打开电器柜发现y轴电动机主电路保险管烧坏，经追查与y轴有关的元器件发现，y轴电动机动力线外被划伤，损伤出碰到机床外壳上造成短路而烧断熔丝。
（1） 問：机床开机时的异常？比较故障前后工件的精度和传动系统、走刀系统是否正常？出力是否均匀？切深和走刀量是否减少？润滑油牌号、用量？机床何时进行过保养检修？
（2） 看：就是用肉眼仔细检查有无保险丝烧断、元器件烧焦、烟熏、开裂现象，有无异物断路现象，以此判断板内有无过流、过压、短路问题。看转速？观察主传动速度快慢的变化。主传动齿轮、飞轮是否跳、摆？传动轴是否弯曲、晃动？
（3） 听：利用人体的听觉功能可查询到数控机床因故障而产生的各种异常声响的声源，如电气部分常见的异常声响有：电源变压器、阻抗变换器与电抗器等因为铁心松动、锈蚀等原因引起的铁片振动的吱吱声;继电器、接触器等的磁回路间隙过大，短路环断裂、动静铁心或镶铁轴线偏差，线圈欠压运行等原因引起的电磁嗡嗡声或者触点接触不良的嗡嗡声以及元器件因为过流或过压运行失常引起的击穿爆裂声。而伺服电动机、气控器件或液控器件等发生的异常声响基本上和机械故障方面的异常声响相同，主要表现在机械的摩擦声、振动声与撞击声等。
（4） 触：也称敲捏法。CNC系统是由多块线路板组成的，板上有许多焊点，板与板之间或模块与模块之间又通过插件或电缆相连。所以，任何一处的虚焊或接触不良，就会成为产生故障的主要原因。检查时，用绝缘物（一般为代橡皮头的小锤）轻轻敲打可疑部位（即虚焊、接触不良的插件板、组件、元器件等。）如果确实是因虚焊或接触不良而引起的故障，则该故障会重复出现，有些故障则在敲击后，故障消失则也可以认为敲击处或敲击作用力波及的范围是故障部位。同样，用手捏压组件、元器件时，如故障消失或故障出现，可以认为捏压处或捏压作用力波及范围是故障部位。这种触的方法用于虚焊、虚接、碰线、多余物短路、多余物卡触点等原因引起的时好时坏的故障现象。在敲捏过程中，要实时地观察机床工作状况。在作敲捏组件、元器件时，应一个人专门负责敲捏;另外的人负责判断是否出现故障消失或故障复现。如果一个人又作敲捏又判断故障现象，一心二用，可能敲偏漏检。敲捏的力度要适当，并且应由弱到强，防止引入新的故障。
（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。如一些烧坏的烟气、焦糊味等异味。因剧烈摩擦，电器元件绝缘处破损短路，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。利用外观检查，有针对性地检查怀疑部分的元器件，判断明显的故障。如热继电器脱扣？熔断丝？线路板（损坏、断裂、过热等）、连接线路、更改的线路是否与原线路相符？并注意获取故障发生时的振动、声音、焦糊味、异常发热、冷却风扇运行是否正常？等等。这种检查很简单，但非常必要。应用场合：利用人体的视觉功能可观察到设备内部器件或外部连接的形状变化。如电气方面可观察线路元器件的连接是否松动，短线或铜箔断裂，继电器、接触器与各类开关的触点是否烧蚀或压力失常，发热元器件的表面是否过热变色，电解电容的表面是否膨胀变形，保护器件是否脱扣，耐压元器件是否有明显的电击点以及碳刷接触表面与接触压力是否正常，等等。另外，对开机发生的火花、亮点等异常现象更应再重点检查。机械故障方面，主要可观察传动链中组件是否存在间隙过大，固定锁紧装置是否松动，工作台导轨面、滚珠丝杠、齿轮及传动轴等表面的润滑状况是否正常，以及是否有其他明显的碰撞、磨损与变形现象等等。现场维修中，利用人的嗅觉功能和触觉功能可查询因过流、过载或超温引起的故障并可通过改变参数设置或PLC程序来解决。例如，某龙门式加工中心在安装调试后不久，Z轴运动时偶尔出现报警，指示实际位置与指令不一致。采用直观法发现Z轴编码器外壳因被撞而变形，故怀疑该编码器已损坏，调换一个新编码器后上述故障排除。
二、系统自诊断法
充分利用数控系统的自诊断功能，根据CRT上显示的报警信息及各模块上的发光二极管等器件的指示，可判断出故障的大致起因。进一步利用系统的自诊断功能，还能显示系统与各部分之间的接口信号状态，找出故障的大致部位，它是故障诊断过程中最常用、有效的方法之一。
三、拔出插入法
拔出插入法是通过监视相关的接头、插卡或插拔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二还有的本身就只是接插件接触不良而引起的故障，经过重新插入后，问题就解决了。在应用拔出插入法时，需要特别注意，在插件板或组件拔出再插入的过程中，改变状态的部位可能不只是连接接口o因此，不能因为拔出插入后故障消失，就肯定是接口的接触不良，还有内部的焊点虚焊恢复接触状态、内部的短路点恢复正常等可能性，虽然这种可能性很小。 四、参数检查法
数控系统的机床参数是经过理论计算并通过一系列试验、调整而獲得的重要数据，是保证机床正常运行的前提条件，他们直接影响着数控机床的性能。参数通常存放在系统存储器RAM中，一旦电池电量不足或受到外界的干扰或系统长期不通电，可能导致部分参数的丢失或变化，使机床无法正常工作。通过核对、调整参数，有时可以迅速排除故障;特别是对于机床长期不用的情况，参数丢失的现象经常发生，因此，检查和恢复机床参数，是维修中行之有效的方法之一。另外，数控机床经过长期运行之后，由于机械运动部件磨损，电器元器件性能变化等原因，也需要对有关参数进行重新调整。例：配置某系统的XK715型数控立铣床，开机后不久出现403伺服未准备好、420、421、422号（X、y、Z各轴超速）报警。这种现象常与参数有关。检查参数，发现数据混乱。将参数重新输入，上述报警消失。再对存储器重新分配后，机床恢复正常。在排除某些故障时，对一些参数还需进行调整，因为有些参数（如各轴的漂移补偿值、螺距误差补偿值、KV系统、反向间隙补偿值、定位允差等）虽在安装调整过，但由于受加工的局限性、加工要求或控制要求改变，个别参数会有不适应的情况。同样的，由于长时间的运行，机械传动部件会磨损，电器元件性能变化或调换零部件所引起的变化，也许对有关参数进行调整。参数调整、修改前，有的系统还要求输入保密参数值。如SIEMENS的SINUMERIK810、840、880等系统应输入11号保密值。
五、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（如：直线定位，圆弧插补、螺纹切削、固定循环、用户宏程序等G、M、S、T、F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。这种方法常常应用于以下场合。
（1） 机床加工造成废品而一时无法确定是编程、操作不当，还是数控系统故障时。
（2） 数控系统出现随机性故障，一时难以区别是外来干扰，还是系统稳定性不好。如不能可靠的执行各加工指令，可连续循环执行功能测试程序来诊断系统的稳定性。
（3） 闲置时间较长的数控机床再投入使用时或对数控机床进行定期检修时。
关键词：数控机床;故障;处理;方法
一、直观法（常规检查法）
外观检查是指依靠人的五官等感觉并借助于一些简单的仪器来寻找机床故障的原因。这种方法在维修中是常用的，也是首先采用的。“先外后内”的维修原则要求维修人员在遇到故障是应先采取看、闻、嗅、摸等方法，由外向内逐一进行检查。有些故障采用这种方法可迅速找到故障原因，而采用其他方法要花费许多时间，甚至一时解决不了。例：配置某系统的TC1000型加工中心，控制面板显示消失，经检查面板MS401板电源熔丝烧断，而其内部无短路现象，更换熔丝后，故障消失，显示恢复正常。例：WY203型自动换向数控组合机床，Z轴一启动就出现跟随误差过大而报警停机。经检查发现位置控制环反馈元件光栅电缆由于运动中受力而拉伤断裂，造成丢失反馈信号所致。例：TC1000型加工中心，一启动就发生114 号报警，经检查发现y轴光栅适配器插头松脱。例：TH6350型加工中心，在加工中突然停机，打开电器柜发现y轴电动机主电路保险管烧坏，经追查与y轴有关的元器件发现，y轴电动机动力线外被划伤，损伤出碰到机床外壳上造成短路而烧断熔丝。
（1） 問：机床开机时的异常？比较故障前后工件的精度和传动系统、走刀系统是否正常？出力是否均匀？切深和走刀量是否减少？润滑油牌号、用量？机床何时进行过保养检修？
（2） 看：就是用肉眼仔细检查有无保险丝烧断、元器件烧焦、烟熏、开裂现象，有无异物断路现象，以此判断板内有无过流、过压、短路问题。看转速？观察主传动速度快慢的变化。主传动齿轮、飞轮是否跳、摆？传动轴是否弯曲、晃动？
（3） 听：利用人体的听觉功能可查询到数控机床因故障而产生的各种异常声响的声源，如电气部分常见的异常声响有：电源变压器、阻抗变换器与电抗器等因为铁心松动、锈蚀等原因引起的铁片振动的吱吱声;继电器、接触器等的磁回路间隙过大，短路环断裂、动静铁心或镶铁轴线偏差，线圈欠压运行等原因引起的电磁嗡嗡声或者触点接触不良的嗡嗡声以及元器件因为过流或过压运行失常引起的击穿爆裂声。而伺服电动机、气控器件或液控器件等发生的异常声响基本上和机械故障方面的异常声响相同，主要表现在机械的摩擦声、振动声与撞击声等。
（4） 触：也称敲捏法。CNC系统是由多块线路板组成的，板上有许多焊点，板与板之间或模块与模块之间又通过插件或电缆相连。所以，任何一处的虚焊或接触不良，就会成为产生故障的主要原因。检查时，用绝缘物（一般为代橡皮头的小锤）轻轻敲打可疑部位（即虚焊、接触不良的插件板、组件、元器件等。）如果确实是因虚焊或接触不良而引起的故障，则该故障会重复出现，有些故障则在敲击后，故障消失则也可以认为敲击处或敲击作用力波及的范围是故障部位。同样，用手捏压组件、元器件时，如故障消失或故障出现，可以认为捏压处或捏压作用力波及范围是故障部位。这种触的方法用于虚焊、虚接、碰线、多余物短路、多余物卡触点等原因引起的时好时坏的故障现象。在敲捏过程中，要实时地观察机床工作状况。在作敲捏组件、元器件时，应一个人专门负责敲捏;另外的人负责判断是否出现故障消失或故障复现。如果一个人又作敲捏又判断故障现象，一心二用，可能敲偏漏检。敲捏的力度要适当，并且应由弱到强，防止引入新的故障。
（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。如一些烧坏的烟气、焦糊味等异味。因剧烈摩擦，电器元件绝缘处破损短路，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。利用外观检查，有针对性地检查怀疑部分的元器件，判断明显的故障。如热继电器脱扣？熔断丝？线路板（损坏、断裂、过热等）、连接线路、更改的线路是否与原线路相符？并注意获取故障发生时的振动、声音、焦糊味、异常发热、冷却风扇运行是否正常？等等。这种检查很简单，但非常必要。应用场合：利用人体的视觉功能可观察到设备内部器件或外部连接的形状变化。如电气方面可观察线路元器件的连接是否松动，短线或铜箔断裂，继电器、接触器与各类开关的触点是否烧蚀或压力失常，发热元器件的表面是否过热变色，电解电容的表面是否膨胀变形，保护器件是否脱扣，耐压元器件是否有明显的电击点以及碳刷接触表面与接触压力是否正常，等等。另外，对开机发生的火花、亮点等异常现象更应再重点检查。机械故障方面，主要可观察传动链中组件是否存在间隙过大，固定锁紧装置是否松动，工作台导轨面、滚珠丝杠、齿轮及传动轴等表面的润滑状况是否正常，以及是否有其他明显的碰撞、磨损与变形现象等等。现场维修中，利用人的嗅觉功能和触觉功能可查询因过流、过载或超温引起的故障并可通过改变参数设置或PLC程序来解决。例如，某龙门式加工中心在安装调试后不久，Z轴运动时偶尔出现报警，指示实际位置与指令不一致。采用直观法发现Z轴编码器外壳因被撞而变形，故怀疑该编码器已损坏，调换一个新编码器后上述故障排除。
二、系统自诊断法
充分利用数控系统的自诊断功能，根据CRT上显示的报警信息及各模块上的发光二极管等器件的指示，可判断出故障的大致起因。进一步利用系统的自诊断功能，还能显示系统与各部分之间的接口信号状态，找出故障的大致部位，它是故障诊断过程中最常用、有效的方法之一。
三、拔出插入法
拔出插入法是通过监视相关的接头、插卡或插拔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二还有的本身就只是接插件接触不良而引起的故障，经过重新插入后，问题就解决了。在应用拔出插入法时，需要特别注意，在插件板或组件拔出再插入的过程中，改变状态的部位可能不只是连接接口o因此，不能因为拔出插入后故障消失，就肯定是接口的接触不良，还有内部的焊点虚焊恢复接触状态、内部的短路点恢复正常等可能性，虽然这种可能性很小。 四、参数检查法
数控系统的机床参数是经过理论计算并通过一系列试验、调整而獲得的重要数据，是保证机床正常运行的前提条件，他们直接影响着数控机床的性能。参数通常存放在系统存储器RAM中，一旦电池电量不足或受到外界的干扰或系统长期不通电，可能导致部分参数的丢失或变化，使机床无法正常工作。通过核对、调整参数，有时可以迅速排除故障;特别是对于机床长期不用的情况，参数丢失的现象经常发生，因此，检查和恢复机床参数，是维修中行之有效的方法之一。另外，数控机床经过长期运行之后，由于机械运动部件磨损，电器元器件性能变化等原因，也需要对有关参数进行重新调整。例：配置某系统的XK715型数控立铣床，开机后不久出现403伺服未准备好、420、421、422号（X、y、Z各轴超速）报警。这种现象常与参数有关。检查参数，发现数据混乱。将参数重新输入，上述报警消失。再对存储器重新分配后，机床恢复正常。在排除某些故障时，对一些参数还需进行调整，因为有些参数（如各轴的漂移补偿值、螺距误差补偿值、KV系统、反向间隙补偿值、定位允差等）虽在安装调整过，但由于受加工的局限性、加工要求或控制要求改变，个别参数会有不适应的情况。同样的，由于长时间的运行，机械传动部件会磨损，电器元件性能变化或调换零部件所引起的变化，也许对有关参数进行调整。参数调整、修改前，有的系统还要求输入保密参数值。如SIEMENS的SINUMERIK810、840、880等系统应输入11号保密值。
五、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（如：直线定位，圆弧插补、螺纹切削、固定循环、用户宏程序等G、M、S、T、F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。这种方法常常应用于以下场合。
（1） 机床加工造成废品而一时无法确定是编程、操作不当，还是数控系统故障时。
（2） 数控系统出现随机性故障，一时难以区别是外来干扰，还是系统稳定性不好。如不能可靠的执行各加工指令，可连续循环执行功能测试程序来诊断系统的稳定性。
（3） 闲置时间较长的数控机床再投入使用时或对数控机床进行定期检修时。