数控机床故障诊断与维修实训探讨

黄静如

摘 要： 数控机床的维修涉及机械、电气、液压、计算机、自动控制、伺服系统等多个领域的相关知识和技能。本文从数控机床故障诊断与维修的基本思路、判断原则、基本方法与具体的实施步骤等方面，探讨这门实训课程的教学。

关键词： 数控机床 故障诊断与维修 实训课程

21世纪，中国已发展为世界机械制造大国，但要成为机械制造强国，数控机床的广泛应用是关键环节。数控机床是典型的机电一体化设备，综合了计算机、精密机械、自动控制、检测等高新技术。数控机床的维修涉及机械、电气、液压、计算机、自动控制、伺服系统等多个领域的相关知识和技能，由于此项技术的复杂性、多变性，维修人员的缺乏成为制约数控机床利用率的主要因素，因此越来越多的高职高专院校开设了数控机床故障诊断与维修实训这门课程。培养此方面人才。

本实训课程的任务是配合《数控机床故障诊断与维修》课程，理论结合实践地掌握数控机床故障诊断与维修的基本思路、判断原则、基本方法与具体的实施步骤。

一、故障诊断与维修的基本原则

1.先外部后内部

当数控机床发生故障后，维修人员应先采用望、闻、听、问等方法，由外向内逐一进行检查。比如：数控机床的行程开关、按钮开关、印制电路间的连接部位，因其接触不良造成信号传递失灵，是产生数控机床故障的重要因素。

2.先机械后电气

由于数控机床是一种自动化程度高、技术复杂的先进机械加工设备。一般来讲，机械故障较易察觉，而数控系统故障的诊断则难度较大。

3.先静后动

维修人员要做到先静后动，不可盲目动手，首先应先询问机床操作人员故障发生的过程及状态，阅读机床说明书、图样资料后，方可动手查找处理故障。其次，对有故障的机床要遵循先静后动的原则，先在机床断电的静止状态，通过观察测试、分析，确认为非恶性故障或非破坏性故障后，方可给机床通电。

4.先全局后局部

公用性的问题往往影响全局，专用性的伺服只影响局部。只有先解决影响一大片的主要矛盾，局部的、次要的矛盾才有可能迎刃而解。

5.先简单后复杂

当出现多种故障互相交织掩盖，应先解决容易的故障，后解决难度较大的故障。

6.先一般后特殊

在排除某一故障时，要先考虑最常见的可能原因，再分析很少发生的特殊原因。

二、故障诊断与维修的基本方法

当机床出现故障时，可以根据故障诊断原则，先进行直观检查，用问、看、听、嗅、振等方法迅速检查出机床外在的故障原因。如直观检查法无法检测出来，故障可能就是内部原因，此时可使用机床的自诊断功能，利用报警信息检测故障。如果没有报警，则可以通过监视PLC状态数据与正常状态数据对比诊断无报警故障，或者通过检查设置数控机床的参数诊断机床的无报警故障。此外，还有很多其他行之有效的诊断方法，如功能程序测试法、替代法、测量比较法、隔离法、原理分析法、升温降温法等。

三、故障诊断的步骤和要求

尽管数控系统的型号颇多，所产生的故障原因很复杂，但是故障诊断的步骤和要求是一致的，一般有以下几步：1.调查故障现场，确认故障现象，充分掌握故障信息。2.根据所掌握故障信息的复杂程度，并列出故障部位的全部疑点。3.分析故障原因，制订排除故障的方案。4.检测故障，逐级定位故障部位。5.故障的排除。6.解决故障后资料的整理。

四、掌握各系统及部件的诊断和处理方法

在了解数控机床故障诊断与维修的基本知识的基础上，进一步掌握数控系统、伺服系统、数控机床外围故障的诊断与维修和机械部件的故障诊断。这些故障的诊断及处理方法要精选生产中常用的数控机床维修作业项目作为实训课教学内容，采用任务驱动的教学模式，即先提出维修实训项目，阐述该项目中涉及的理论知识，然后让学生具体操作，在操作中进一步理解相关知识，并掌握该项维修技能，体现以技能训练为主线，相关知识为支撑，有利于锻炼学生的动手能力，掌握实用的维修操作技能。

生产现场所使用的数控机床、数控系统种类繁多，但是数控机床维修技术在本质上是相同的，对不同的数控机床的诊断在思路上是雷同的。在实训中要促使学生采用类比的方法，举一反三地诊断各种类型数控机床的故障，并进行相应维修。

五、培养学生日常维护和保养数控机床的常识，养成良好的工作作风与学习方法

做好数控机床的维护工作，可降低其故障率，节约维修费用，提高经济效益。实训中培养学生做好数控机床日常的预防性维护保养工作，养成良好的工作作风与学习方法。一个数控机床维修人员不仅要注重分析问题与积累经验，而且要勤于学习，善于思考，才能在进行维修工作时迅速找出发生故障的根本原因并予以排除。在教学中必须强调维修工作中有关的安全防范措施，避免发生安全事故或由于操作不当造成设备损坏。

通过本课程的教学，学生确立数控机床故障诊断的基本思路和维修方法。在了解常用数控机床的结构、数控系统、伺服系统和检测系统工作原理的基础上，通过对常见故障分析，掌握数控机床故障诊断所必需的理念知识，配合相关的实验与实训，使学生做到理论与实践相结合，初步学会用数控机床中常用的检测技术与方法分析现象，定位故障，学会排除常见故障的方法，使学生学习后达到上岗操作的基本要求。

参考文献：

[1]王新宇.数控机床诊断技能实训.电子工业出版社，2008.