目前，數控機床的應用越來越廣泛，其加工柔性好，精度高，生產效率高，具有很多的優(yōu)點。但由于技術越來越先進、復雜，對維修人員的素質要求很高，要求他們具有較深的專業(yè)知識和豐富的維修經驗，在數控機床出現(xiàn)故障才能及時排除。我公司有幾十臺數控設備，數控系統(tǒng)有多種類型，幾年來這些設備出現(xiàn)一些故障，通過對這些故障的分析和處理，我們取得了一定的經驗。下面結合一些典型的實例，對數控機床的故障進行系統(tǒng)分析，以供參考。
一、NC系統(tǒng)故障
1.硬件故障
有時由于NC系統(tǒng)出現(xiàn)硬件的損壞，使機床停機。對于這類故障的診斷，首先必須了解該數控系統(tǒng)的工作原理及各線路板的功能，然后根據故障現(xiàn)象進行分析，在有條件的情況下利用交換法準確定位故障點。
例一、一臺采用德國西門子SINUMERIK SYSTEM 3的數控機床，其PLC采用S5─130W／B，一次發(fā)生故障，通過NC系統(tǒng)PC功能輸入的R參數，在加工中不起作用，不能更改加工程序中R參數的數值。通過對NC系統(tǒng)工作原理及故障現(xiàn)象的分析，我們認為PLC的主板有問題，與另一臺機床的主板對換后，進一步確定為PLC主板的問題。經專業(yè)廠家維修，故障被排除。
例二、另一臺機床也是采用SINUMERIK SYSTEM 3數控系統(tǒng)，其加工程序程序號輸入不進去，自動加工無法進行。經確認為NC系統(tǒng)存儲器板出現(xiàn)問題，維修后，故障消除。
例三、一臺采用德國HEIDENHAIN公司TNC 155的數控銑床，一次發(fā)生故障，工作時系統(tǒng)經常死機，停電時經常丟失機床參數和程序。經檢查發(fā)現(xiàn)NC系統(tǒng)主板彎曲變形，經校直固定后，系統(tǒng)恢復正常，再也沒有出現(xiàn)類似故障。
2.軟故障
數控機床有些故障是由于NC系統(tǒng)機床參數引起的，有時因設置不當，有時因意外使參數發(fā)生變化或混亂，這類故障只要調整好參數，就會自然消失。還有些故障由于偶然原因使NC系統(tǒng)處于死循環(huán)狀態(tài)，這類故障有時必須采取強行啟動的方法恢復系統(tǒng)的使用。
例一、一臺采用日本發(fā)那科公司FANUC-OT系統(tǒng)的數控車床，每次開機都發(fā)生死機現(xiàn)象，任何正常操作都不起作用。后采取強制復位的方法，將系統(tǒng)內存全部清除后，系統(tǒng)恢復正常，重新輸入機床參數后，機床正常使用。這個故障就是由于機床參數混亂造成的。
例二、一臺專用數控銑床，NC系統(tǒng)采用西門子的SINUMERIK SYSTEM 3，在批量加工中NC系統(tǒng)顯示2號報警“LIMIT SWITCH”，這種故障是因為Y軸行程超出軟件設定的極限值，檢查程序數值并無變化，經仔細觀察故障現(xiàn)象，當出現(xiàn)故障時，CRT上顯示的Y軸坐標確定達到軟件極限，仔細研究發(fā)現(xiàn)是補償值輸入變大引起的，適當調整軟件限位設置后，故障被排除。這個故障就是軟件限位設置不當造成的。
例三、一臺采用西門子SINUMERIK 810的數控機床，一次出現(xiàn)問題，每次開機系統(tǒng)都進入AUTOMATIC狀態(tài)，不能進行任何操作，系統(tǒng)出現(xiàn)死機狀態(tài)。經強制啟動后，系統(tǒng)恢復正常工作。這個故障就是因操作人員操作失誤或其它原因使NC系統(tǒng)處于死循環(huán)狀態(tài)。
3.因其它原因引起的NC系統(tǒng)故障有時因供電電源出現(xiàn)問題或緩沖電池失效也會引起系統(tǒng)故障。例一、一臺采用德國西門子SINUMERIK SYSTEM 3的數控機床，一次出現(xiàn)故障，NC系統(tǒng)加上電后，CRT不顯示，檢查發(fā)現(xiàn)NC系統(tǒng)上“COUPLING MODULE”板上左邊的發(fā)光二極管閃亮，指示故障。對PLC進行熱啟動后，系統(tǒng)正常工作。但過幾天后，這個故障又出現(xiàn)了，經對發(fā)光二極管閃動頻率的分析，確定為電池故障，更換電池后，故障消除。
例二、一臺采用西門子SINUMERIK 810的數控機床，有時在自動加工過程中，系統(tǒng)突然掉電，測量其24V直流供電電源，發(fā)現(xiàn)只有22V左右，電網電壓向下波動時，引起這個電壓降低，導致NC系統(tǒng)采取保護措施，自動斷電。經確認為整流變壓器匝間短路，造成容量不夠。更換新的整流變壓器后，故障排除。
例三、另一臺也是采用西門子SINUMIK 810的數控機床，出現(xiàn)這樣的故障，當系統(tǒng)加上電源后，系統(tǒng)開始自檢，當自檢完畢進入基本畫面時，系統(tǒng)掉電。經分析和檢查，發(fā)現(xiàn)X軸抱閘線圈對地短路。系統(tǒng)自檢后，伺服條件準備好，抱閘通電釋放。抱閘線圈采用24V電源供電，由于線圈對地短路，致使24V電壓瞬間下降，NC系統(tǒng)采取保護措施自動斷電。
二、伺服系統(tǒng)的故障
由于數控系統(tǒng)的控制核心是對機床的進給部分進行數字控制，而進給是由伺服單元控制伺服電機，帶動滾珠絲杠來實現(xiàn)的，由旋轉編碼器做位置反饋元件，形成半閉環(huán)的位置控制系統(tǒng)。所以伺服系統(tǒng)在數控機床上起的作用相當重要。伺服系統(tǒng)的故障一般都是由伺服控制單元、伺服電機、測速電機、編碼器等出現(xiàn)問題引起的。下面介紹幾例：
例一、伺服電機損壞
一臺采用SINUMERIK 810／T的數控車床，一次刀塔出現(xiàn)故障，轉動不到位，刀塔轉動時，出現(xiàn)6016號報警“SLIDE POWER PACK NO OPERATION”，根據工作原理和故障現(xiàn)象進行分析，刀塔轉動是由伺服電機驅動的，電機一啟動，伺服單元就產生過載報警，切斷伺服電源，并反饋給NC系統(tǒng)，顯示6016報警。檢查機械部分，更換伺服單元都沒有解決問題。更換伺服電機后，故障被排除。
例二、一臺采用直流伺服系統(tǒng)的美國數控磨床，E軸運動時產生“E AXIS EXECESSFOLLOWING ERROR”報警，觀察故障發(fā)生過程，在啟動E軸時，E軸開始運動，CRT上顯示的E軸數值變化，當數值變到14時，突然跳變到471，為此我們認為反饋部分存在問題，更換位置反饋板，故障消除。
例三、另一臺數控磨床，E軸修整器失控，E軸能回參考點，但自動修整或半自動時，運動速度極快，直到撞到極限開關。觀察發(fā)生故障的過程，發(fā)現(xiàn)撞極限開關時，其顯示的坐標值遠小于實際值，肯定是位置反饋的問題。但更換反饋板和編碼器都未能解決問題。后仔細研究發(fā)現(xiàn)，E軸修整器是由Z軸帶動運動的，一般回參考點時，E軸都在Z軸的一側，而修整時，E軸修整器被Z軸帶到中間。為此我們做了這樣的試驗，將E軸修整器移到Z軸中間，然后回參考點，這時回參點也出現(xiàn)失控現(xiàn)象；為此我們斷定可能由于E軸修整器經常往復運動，導致E軸反饋電纜折斷，而接觸不良。校線證實了我們的判斷，找到斷點，焊接并采取防折措施，使機床恢復工作。[$page]
三、外部故障
由于現(xiàn)代的數控系統(tǒng)可靠性越來越高，故障率越來越低，很少發(fā)生故障。大部分故障都是非系統(tǒng)故障，是由外部原因引起的。
1.現(xiàn)代的數控設備都是機電一體化的產品，結構比較復雜，保護措施完善，自動化程度非常高。有些故障并不是硬件損壞引起的，而是由于操作、調整、處理不當引起的。這類故障在設備使用初期發(fā)生的頻率較高，這時操作人員和維護人員對設備都不特別熟悉。
例一、一臺數控銑床，在剛投入使用的時候，旋轉工作臺經常出現(xiàn)不旋轉的問題，經過對機床工作原理和加工過程進行分析，發(fā)現(xiàn)這個問題與分度裝置有關，只有分度裝置在起始位置時，工作臺才能旋轉。
例二、另一臺數控銑床發(fā)生打刀事故，按急停按鈕后，換上新刀，但工作臺不旋轉，通過PLC梯圖分析，發(fā)現(xiàn)其換刀過程不正確，計算機認為換刀過程沒有結束，不能進行其它操作，按正確程序重新?lián)Q刀后，機床恢復正常。
例三、有幾臺數控機床，在剛投入使用的時候，有時出現(xiàn)意外情況，操作人員按急停按鈕后，將系統(tǒng)斷電重新啟動，這時機床不回參考點，必須經過一番調整，有時得手工將軸盤到非干涉區(qū)。后來吸取教訓，按急停按鈕后，將操作方式變?yōu)槭謩?，松開急停按鈕，把機床恢復到正常位置，這時再操作或斷電，就不會出現(xiàn)問題。
