数控机床的故障与维修探析

许亚丽

摘要：随着电子技术、计算机技术以及自动化控制技术的不断发展，在各行各业之中，数控机床的比重都在持续的增加，并且数控机床的复杂化程度以及智能化水平都在持续的提升，维修人员对于机床故障诊断与维护的难度也在随之提升。所以，为了能够了解数控机床存在的故障，并且针对故障做好维修，本文就数控机床常见故障诊断的方法和原则进行分析，然后通过具体维修措施的探讨，希望可以了解数控机床面临的故障，然后针对性的进行处理。

关键词：数控机床;故障;诊断

0  引言

数控机床作为不可或缺的一项发明，在现代大部分工业之中，都会运用到数控机床技术，通过对应的理论学习和实践，就可以总结对应的常见故障，这样也可以选择恰当的方法进行故障的排除，给予后续维修一定的指导建议。

1  数控机床故障常见诊断方法和诊断原则

1.1 常见诊断方法

针对数控机床的故障最为常见的诊断方法如下：第一，观察分析法，主要是利用感官来分析数控机床，并且利用望、闻、问、切的方式，进行故障的排查。第二，通过电表仪器来进行对应的检查。第三，信号与报警指示分析法是目前使用相對频繁的方法之一。第四，接口状态检查法，主要是检查CNC与PLC之间是否能够正常的连接。第五，参数调整法，也就是利用对应参数的调整，从而实现故障的排除，这一种诊断方法对技术人员的要求较高。在故障诊断中也可以选择交叉换位法、备件置换法以及特殊处理法等。这一些常见的方法就可以将数控机床存在的故障全部排除，找到问题的根源所在[1]。

1.2 诊断原则

在对数控机床进行检查的过程中，还需要基于一定的原则：先简单后复杂，先外部后内部，先静后动等方式。对于数控机床而言，其可能出现故障的原因有很多，我们在检查的时候，先简单，后困难的逐渐排查。

如，先外部后内部的原则，也就是首先需要检查其外部，然后检查内部的元器件和系统，避免对于数控机床带来更大的损伤。先静后动，也就是需要在断电的前提下进行检查，然后再供给电源综合进行排除。先机械后电气，也就是需要将机械性的故障排除，如元器件的损坏、磨损等，然后再去考虑系统本身是否出现问题。

2  数控机床常见故障诊断与维修方法分析

2.1 备件替换诊断法

针对数控系统，需要进行做好模块化方面的设计，在划分模块中，也需要考虑到功能单元，基于故障现象和报警信息来实施分析与判断，哪一个方面出现故障，就需要做好对应的分析处理。如果有备件，那么就可以做好对应的替换，然后找出是否出现了故障;如果没有备件的支持，那么就可以考虑选择相同或者是能够彼此相容的模块来加以替换。如果故障具体到某一电路或者是元器件，也可以使用这一种方法。在选择这一种方式进行处理之前，还需要考虑其周全性，可以确保能够出现相互替换的处理，不会有任何损坏的出现。此外，替换安装也需要正确，能够保护接线，并且对应的进行记录与标记处理[2]。

如，某加工中心直接选择的FANUC 0i数控系统，其故障主要在于：在直接起动机床之后，出现Z轴不动作的问题，不管选择哪一种模式都不得行，但是X与Y轴可以正常运行。通过检查，X、Y和Z轴的驱动是可以相互替换的;通过替换的方式，将Y轴和Z轴的驱动模块加以交换，发现Y不动作，Z正常移动;在相互交换回来，Z轴不懂，Y轴正常。所以，可以判断Z轴的驱动模块出现了问题。直接将其进行对应的维修，就可以实现故障的有效排除。

2.2 报警信息诊断法

通过数控系统内置程序的合理利用，这样就可以实现对于相关单元、装置以及机构的自检处理。其报警主要包含：

第一，数控系统报警，也就是在报警发出之后，会在屏幕上对应的显示，利用查阅手册等方式就可以了解故障信息，并且对于故障排除方式加以掌握，通过对应的操作步骤来实现故障处理。

第二，通过动态梯形图对于信息进行查阅，并且通过合理的利用，就可以找准故障出现的部位，这是一种常用的方式，也可以节约测量工作[3]。

如，以数控铣床为例，其系统选择的FANUC 0i;加工过程之中，其故障主要表现在，当X轴出现异动，CRT上显示了#501报警，通过查阅，发现X轴的负方向上超过了行程;出现这一种问题主要是因为，机床本身的进给运行已经超出了原本规定的行程极限参数，就需要对于开关可能出现的故障加以检查。通过具体的分析之后，机床实际问题依旧在行程的范围之中;在检查正负向的限位开关之后发现，其本身也没有任何错误的信号，都可以处于完好的状态;针对1320#参数的各个轴正向行程极限值的分析，其都处于正常的状态下，没有任何的变化出现;对于1321#的参数，其本身处于负向行程的极限值，其设定范围也在规定的范围中，通过仔细的检查，原本 数值，发生了改变，在实际ID处理环节，就需要考虑到：第一，对于参数进行重新的设置，确保其能够满足行程的实际要求。第二，将系统直接的断电，然后重新的起动，执行对应的返回操作。第三，考虑到基本的坐标值，还需要重新设置1321#的参数。第四，在设置完成之后，直接重启，这样就可以满足故障的排除要求[4]。

如，某立式加工中心，选择FANUC 0i MD系统。其故障主要表现在，处于MDI好自动的模式下，主轴正向的旋转无法实施，但是在主轴的伺服单元和显示屏之中都没有出现报警信息。通过具体的分析检查之后发现，其主轴在正常运转的时候，在PLC之中输入X4，2;从图1的分析来看，其控制的正常内部辅助继电器为G229.5，其实际的输出地址为Y48.2;通过对应的诊断分析处理发，发现两者的状态都处于0，其主要是因为G120.5本身为0。另外，因为X22.4和R510.3会直接控制G120.5控制，R510.3本身处于正常的运行状态。通过手动来进行主轴的旋转，发现其能够自由的转动，这就表示定位销没有插入，其X22.4的状态为0。

通过图1之中所显示的X22.4為1的状态，就需要通过电路图的检查，并且判断其信号的接口板以及对应的I/O板都处于正常的状态下，所以就可以判断出是信号的接近开关故障。在实际的处理中，就可以将定位销的插入信号接近开关直接的更换，这样再启动机床之后，就能够将故障排除掉。

2.3 直观诊断法

在数控机床的故障诊断中，选直观诊断法，主要是需要考虑到：第一，望。也就是对于出现故障，或者是故障相关的部位进行细看，检查其是否出现异常，是否有报警信息存在，是否出现烧焦、跳闸、烧断、断头等现象，各种可以拨动或者是移动的装置，是否还处于正确的位置。第二，闻。通过嗅觉的方法来进行故障的判断，对于故障检查之后是否有异味的出现，这样就可以判断出是出现烧焦还是出现了发热的情况，在保证安全的前提下，重启或者是手动启动，对于各个部件的声音加以聆听。第三，问。直接询问现阶段故障机床本身的实际运行状况，然后对于其是否出现异象进行检查，从而对故障的全过程加以了解。第四，切。在确认机床断电的情况下，对于各个装置的实际位置状态进行触摸，并且了解其连接和接插情况，判定其是否出现断线、接触不良、温度异常等情况[5]。

2.4 初始化复位诊断法

一般来说，当故障引起了系统报警之后，就可以利用部分装置或者是开关的复位，利用机床的重启，直接消除故障。但是如果系统数据的存储区因为掉电、模块电池低、误拔接插件等方式，导致数据的丢失或者混乱，就需要针对数控系统做好初始化处理;在处理之前，能够做好数据的备份处理;在处理完之后，如果依旧没有消除故障，则需要对于硬件部分进行仔细的检查。

如，某数控机床选择的实FANUC 0i-MC系统，其故障主要表现在停用超过一个月，就无法实现加工程序的正常使用，并且出现了Z轴换刀以及进给功能的失效，并且出现参数混乱的情况，直接出现了报警。在经过操作手册的了解之后，其属于系统自身的报警信号，也就代表出现了DRAM的错误或者是主板本身的接触不良。在通过对应的检查之后发现，其后备电池依旧可以正常的使用，也没有出现硬件的问题。机床的参数出现混乱，需要对应参数进行重装处理。在处理之中，直接利用CF卡的备份处理，然后将内存清除掉，并且直接在系统之中读入CF卡对应的参数，这样就可以将故障直接的排除掉。

3  结语

总而言之，在当前的企业生产中，数控机床作为重要的手段和工具，一直以来，数控机床都存在使用难，维修难的问题，再加上技术水平的提高，现阶段数控机床故障的维护与诊断就显得越来越难，所以，就需要考虑到现阶段可能引发故障的原因。在实际使用过程中，能够做好对应的维护与保养，并且定期针对各项内容进行检查，这样才可以减少故障率，最终提高使用寿命，保障安全生产。

参考文献：

[1]窦凡清.数控机床控制技术与机床维修探究[J].装备维修技术，2019（04）：97.

[2]杨怀忠，付孟强，高伟，刘洋.数控机床装调与机床维修分析[J].中国设备工程，2019（17）：48-49.

[3]吴康福.数控机床常见故障及处理[J].内燃机与配件，2019（16）：178-179.

[4]欧阳再东.数控机床远程故障诊断系统研究与设计[J].内燃机与配件，2019（15）：158-159.

[5]关进良，战祥鑫，岳维超，刘松，张星，靳立冬.大型数控机床故障诊断研究[J].中国设备工程，2019（15）：99-101.