發布時間：2024-04-09 15:36:23
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們為您精選了8篇的數控機床故障診斷樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發，請盡情閱讀。
數控機床被廣泛應用于各種制造行業中，隨著科學技術的發展，目前在我國的數控機床中，主軸驅動控制裝置大多使用高性價比的變頻器控制交流伺服電動機，但是同時也會出現很多因變頻器故障導致數控機床不能正常工作的問題，本文主要對這些故障的診斷進行分析。
【關鍵詞】數控機床 主軸 變頻器 故障診斷 維修
1 引言
數控機床應用于各種制造行業，如今我們的科學技術和生產都在不斷發展，對各種產品的質量和生產效率提出了越來越高的要求，好多要求精度極高的零件只能依靠數控機床加工而成。一個國家的工業制造水平的高低可以直接從它的數控機床技術的好壞看出來，所以說數控機床技術水平的高低也能反應出這個國家國民經濟的發展水平。數控機床故障是現代化企業生產中的一大障礙，一旦出現了故障，不僅會導致機床本身受到損壞，還直接影響整條生產線的連續生產，嚴重時將使整個正常工作停滯。所以，各個企業對數控機床的故障診斷及技術特別的重視。因為目前數控機床更加的復雜，與傳統機床不同，所以故障的診斷方法也不一樣，在診斷和排除故障時需采用更加先進的的技術。近些年來，隨著電子測量技術、計算機通信技術以及信號處理技術的不斷發展，數控機床故障診斷技術也有了巨大的發展，目前變頻器故障是常見的數控機床主軸系統故障之一，本文主要針對變頻故障的診斷進行分析解決。
2 數控機床變頻器故障及診斷
下面以某變頻器為例分析其常見的一些故障。
2.1 開關電源損壞
這一故障一般都是因為開關電源的負載發生短路造成的。在變頻器工作的時候，如果聽到刺耳的尖叫聲，這是脈沖變壓器發出的，很有可能是開關電源輸出端有短路現象，這時可以從輸出側查找故障。另外，如果發生沒有顯示、控制端子沒有電壓、12vdc風扇不運轉等現象的時候，第一時間應該考慮是不是開關電源壞了。
2.2 sc故障
Sc故障報警主要是由于IGBT模塊損壞或者驅動電路損壞。該變頻器在驅動電路的設計上，上橋使用了驅動光耦PC923，這是專用于驅動IGBT模塊的帶有放大電路的一款光耦，下橋驅動電路則使用了驅動光耦PC929，這是一款內部帶有放大電路及檢測電路的光耦。另外，電動機抖動、三相電流和電壓不平衡、有頻率顯示卻沒有電壓輸出等現象產生的原因都有可能是IGBT模塊損壞。IGBT模塊損壞的原因有多種，首先是外部電路負載發生故障而導致IGBT模塊的損壞如負載發生短路、堵轉等。其次驅動電路老化也有可能導致驅動波形失真，或者驅動電壓波動太大而導致IGBT損壞，從而導致SC故障報警。
2.3 過熱報警
如果在使用過程中發現這一情況，第一時間要考慮的是散熱風扇是不是正常運轉，還有需要注意的是30KW以上的機器在機器內部也有一個散熱風扇，這個散熱風扇如果壞了也會引起過熱報警。
2.4 欠壓故障
發生欠壓故障的時候，我們應該先檢查輸入電源是不是因為缺相出現問題，如果確認輸入電源正常的話，接下來就要檢查整流電路是不是出現了問題。如果都沒有問題的話，就看看直流檢測電路上是不是出現了故障。對于200v級的機器，當直流母線電壓低于190VDC，欠壓故障報警出現；對于400V級的機器，當直流電壓低于380VDC，欠壓故障報警出現，主要檢測降壓電阻是不是斷路。
2.5 接地故障
當接地故障報警時，我們應該首先查看電動機接地是不是有問題，如果沒有問題的話，那么故障最大的原因就是霍爾傳感器了，霍爾傳感器可能會因為周邊溫度、濕度等環境的因素影響，導致工作點發生漂移，進而出現接地故障報警。
這些都是該變頻器比較常見的一些故障診斷方法，下面我們談談主軸通用變頻器常見的一些故障報警。我們可以通過這些故障報警我們可以對主軸驅動器的故障進行診斷，這都是為了保證驅動安全可靠地進行，在主軸伺服系統設置的一些保護功能。主要的保護功能有接地保護（在伺服驅動器的輸出電路以及主軸內部等出現對地短路時，可以通過快速熔斷器切斷電源，對驅動器進行保護）、過載保護（當驅動器、負載超過額定值的時候，安裝在內部的熱開關或主回路的熱繼電器將動作，對驅動器進行過載保護）、瞬時過電流報警（當驅動器中由于內部短路、輸出短路等原因產生異常的大電流時，驅動器將發出報警并進行保護）、超速報警（當檢測出的主軸轉速超過額定值的115%的時候，驅動器將發出報警并進行保護）、速度偏差過大報警（當主軸的速度由于某種原因，偏離了指令速度且達到一定的誤差后，將產生報警同時進行保護）、速度檢測回路斷線或短路報警（當測速發電機出現信號斷線或短路時，驅動器將產生報警同時進行保護）、勵磁監控（如果主軸勵磁電流過低或者沒有勵磁電流，驅動器會立即報警進行保護，避免了飛車）、短路保護（當主回路發生短路的時候，驅動器可以通過對應的快速熔斷器進行短路保護）、相序報警（當三相輸入電源相序不正確或者缺相時，驅動器會發出報警），下面我們根據實例來分析一下如何根據這些保護功能診斷故障。
實例：在某廠家配套某個系統的數控機床，它的主軸驅動使用的是某變頻器，在使用的過程中，工作人員發現變頻器出現了過壓報警。在根據這一報警進行故障分析，首先觀察主軸啟動與制動的情況，然后可以初步判定變頻器的加速、減速時間設定不當導致了故障的產生，因為如果減速、加速時間設定的不合理，在主軸啟動、制動頻繁進行或者時間設定太短的時候，變頻器的加速、減速就沒辦法在規定的時間內完成，這時就會產生過電壓報警。我們把變頻器減速、加速的時間調整一下就可以解決問題了。
3 總結
通過這些新的技術在數控機床上的應用可以更快的幫助我們找到故障的原因，讓我們可以及時的發現故障并解決。同時也能有效的減少數控機床的損壞，提高了工作效率，保障了企業的正常生產。
參考文獻
[1]侯毅.數控機床主軸故障診斷與維修[J].商場現代化，2012，20.
[2]張秀玲.數控機床維修技師手冊[M].北京：機械工業出版社，2006.
關鍵詞：數控機床；故障診斷；維修；排除技術
中圖分類號TG5 文獻標識碼A 文章編號1674-6708（2016）160-0124-02
作為一種高效的自動化機床，數控機床包含了精密測量和精密機械、自動化技術、計算機技術等多個領域的一項新的技術成果，屬于一種比較新型的機械加工設備。它的廣泛應用極大的促進了機械加工制造行業的發展，且對很多加工工藝的提升有較大的作用，對加工效率的提升也有很大的幫助。但是，任何機器在運行過程中，因為操作或者是年限或者其他因素總是會不可避免產生一些故障，從而影響生產，因此，掌握數控機床的故障準段與排除技術是非常有必要的。
1故障分類
數控機床技術較為復雜，作為一種機電一體化設備，他的任何部件出現差錯，都可能會使加工出來的零件出現不可逆轉的錯誤，這就會導致工廠的工作效率下降，浪費工人的時間。因此，盡可能多的掌握診斷排除技術使機器能快速的保持正常運行是十分必要的，同時還要不斷完善數控機床的設計，積極推動數控技術及機床的發展。1.1按發生故障的部件按數控機床發生故障的部件分類可分為機械故障和電氣故障。機械故障的主要表現為轉動噪聲大、加工精度不夠精細、在運行上較為吃力，這類故障產生的原因主要是機器的機械部分在安裝、調試、液壓、氣動等方面由于操作或者使用不當從而引起機械轉動故障。電氣故障又分為強電和弱電故障兩部分。強電故障主要是指繼電器等電氣元件形成的電力電路故障。弱電故障則主要是指CNC裝置以及伺服單元等電子電路的故障。1.2按故障發生的性質按數控機床發生故障的性質可分為系統性和隨機性故障。滿足一定的條件或者超過設定的限度所發生的故障一般為系統性故障。對于電路板的元件松動、焊點損壞等在相同條件下只是偶爾發生的故障為隨機性故障。按發生原因來看，有由于機器設備自身的原因引起的自身故障或者是外部供電電壓不穩定等外部因素形成的外部故障。有報警顯示的故障一般會顯示出故障的狀態，對于這類故障的診斷與排除會相對容易，而那些沒有任何硬件或軟件的報警顯示故障在排除起來就會困難得多。
2故障診斷步驟
1）對故障現場進行查看分析，設備發生故障后，維修人員要先對相關操作人員進行詢問，以便了解故障發生的過程以及當時機器所處的狀態，確保通電對系統無影響的情況下，通電觀察機器的狀況，切不可盲目動手操作。2）分析故障發生的原因，確定檢查故障的方法。首先可以根據可能會產生這種故障的原因進行分析，看是否與故障的表現相一致；其次可以根據故障發生的機理，對可能產生該故障的原因進行逐條分析，最終對故障點進行定位。3）檢查測試排除故障。有效利用數控系統的開機診斷、運行診斷等自診斷功能，隨時監測相關部分的工作狀態與接口信息。
3故障的常用診斷方法
數控機床故障產生的原因通常較為復雜且千變萬化。因此，及時總結一些行之有效的方法對于較快的診斷出故障原因并及時將故障解決是非常有必要的。3.1直觀法直觀法即是根據故障發生時產生的各種聲響、現象、氣味等一些異常現象，查看每一個有疑點的電器元件以及電路板的表面狀況，將故障范圍逐步縮小從而查出最終原因。簡單來說就是利用人的感受器官來觀察故障發生的現象來判斷可能發生故障的部位。3.2自診斷功能法數控機床的控制系統中一般都帶有故障自診斷功能，它能監測數控機床在每一時刻的工作狀況，當設備發生故障時，自診斷功能通常會以警報的形式將故障的相關信息顯示在CRT上或者以指示燈的形式對故障的大致起因做出指示。3.3功能程序測試法將數控系統的常用功能和特殊功能編制成一個測試機器功能的程序，并把它輸入數控系統存儲，在器械發生故障時，讓數控系統運行這個測試程序，用以檢查這些程序中所包含功能的準確可靠性，從而更快的查出產生故障的原因。3.4置換備件法在對引起故障的大致原因有了了解以后，將那些有故障疑點的部件用備用的元器件或者是集成電路芯片作為替換，逐步的縮小疑點范圍，從而較快的找出故障所在部分。3.5檢查技術參數和數據數控系所有開關信號的狀態可以通過輸入與輸出的端口集中顯示在顯示屏幕上，維修人員可以通過觀察其顯示狀態是否處于正常現象從而判斷系統的電路正常與否，這樣也能更快的進行故障的定位。3.6隔離法將比較復雜的問題變成簡單的問題來處理，比如將數控系統的伺服驅動與電機分離開來，或者轉變開閉環位置，這樣能更快的找到故障原因。3.7原理分析法此種方法對檢修人員的理論技術要求較高，他們要非常熟悉數控系統和內部元件的構造以及運行原理，從各個部件的工作原理進行分析，從邏輯上對各個要點的參數進行判斷，進而對故障部位進行定位。3.8溫度測試法通過人為升高或降低溫度的方法使可疑部件的溫度發生變化，在溫度變化過程中多注意其參數是否符合常理，這種方法即是通過溫度參數的變化異常來尋找產生故障的原因。3.9絕緣物體敲擊法對有可能出現問題的元器件用絕緣性物質進行輕輕的敲擊，注意其發出聲音的位置變化，敲擊的部分很可能就是故障存在的部分。3.10交換模塊法將內部相同的模塊或者單元交換位置，注意查看故障的位置是否有所轉移和變化，這樣也可以快速的查探到故障的具體發生部位。在對數控機床故障進行排查時，為確保安全且不會造成新的損壞的情況下，操作人員還應遵循一定的規律和原則，比如由外向內逐一進行檢查；先檢查機械部分是否正常再檢查電氣部分；先詢問故障發生的經過及狀態再實施操作處理；先解決整體性問題，因為解決了影響機器運行的主要問題，其他比較次要的問題可能就恢復正常了或者是對局部問題有針對性的進行解決；對于既有簡單問題和復雜問題的設備來說，我們一般先把簡單的解決掉，再著重解決較為復雜一點的，先對一般性問題排除，再分析特殊原因。
4結論
關鍵詞：數控機床；故障；思路與原則；診斷與排除
1、引言
隨著我國工業化程度的不斷提高，數控機床在機械制造領域的應用愈來愈普遍，數量也逐漸增多。但是由于數控機床系統種類的多樣性、結構的差異性，機械加工工藝的復雜性，以及當前從事數控機床故障診斷與維修的技術人員非常緊缺等原因，一旦數控機床發生故障，維修難的問題就變得尤為突出，這樣導致了大量的數控機床因為得不到及時維修而影響正常的使用。要改變這一狀況，我們在數控機床的使用和維修實踐中，要善于總結維修經驗，掌握數控機床常見故障的診斷與排除方法。
2、故障的定義與分類
數控系統全部或部分喪失了系統規定的功能稱為故障。數控機床的故障多種多樣，在診斷和排除前首先要了解故障的種類。按數控機床發生故障的部件分為主機故障、電氣故障；按數控機床發生故障的性質分為系統性故障、隨機性故障；按故障的發生過程或狀態分為突然性故障、漸變性故障；按數控機床發生故障的有無報警顯示分為有報警顯示故障、無報警顯示故障；按數控機床發生故障的原因分為數控機床的自身故障、數控機床外部故障。
3、故障的排除思路與原則
故障分析是進行進行數控機床維修的第一步，通過故障分析，一方面可以迅速查明數控機床故障原因，及時的排除故障；同時亦可起到預防故障發生與擴大的作用。故障處理的思路步驟可分為：確認故障現象，調查故障現場，充分掌握故障信息；根據所掌握的故障信息，明確故障的復雜程度并列出故障部件的全部疑點；分析故障原因，制定排除故障方案；檢測故障，逐級定位故障部位；故障的排除；解決故障后的資料整理。
數控機床系統出現報警，發生故障時，不要急于動手處理，而應多進行觀察，應遵循兩條原則：一是充分調查故障現場，充分掌握故障信息。二是認真分析故障原因，確定檢查的方法與步驟。另外，從監測排除故障中還應掌握以下若干原則：先方案后操作；先外部后內部；先機械后電氣；先公用后專用；先軟件后硬件；先簡單后復雜；先一般后特殊。
4、故障診斷與排除的方法
對于數控機床出現的大多數故障，一般可采用下述幾種方法來進行故障診斷和排除。
4.1常規檢查法
常規檢查法是指依靠人的感官并借助于一些簡單的儀器來尋找機床故障原因的一種檢查方法。這種方法在維修中是常用的，也是首先采用的。維修人員通過對故障發生時產生的各種光、聲、味等異常現象的觀察、檢查，可以將故障縮小到某個模塊，甚至到一塊電路板。
4.1.1問。就是詢問機床故障發生的經過，弄清故障是突發的，還是漸發的。一般操作人員熟知機床性能，故障發生時在現場，所提供的情況對故障的分析是很有幫助的。
4.1.2看。就是仔細檢查設備各工作狀態指示燈是否正常，各電控裝置有無報警指示，局部查看有無保險燒斷、元器件燒焦、煙熏、開裂等現象，有無異物斷路現象，以此判斷板內有無過流、過壓、短路問題。
4.1.3聽。就是利用人體的聽覺功能查詢數控機床因故障而產生的各種異常響聲的生源，如電氣部分常見的異常響聲有：電源變壓器、阻抗變換器與電抗器等因為鐵芯松動、銹蝕等原因引起的鐵片振動的吱吱聲；繼電器、接觸器等磁回路間隙過大線圈欠壓運行等原因引起的電磁嗡嗡聲。機械運動常見的異常響聲有摩擦聲、泄漏聲、沖擊聲、對比聲等。
4.1.4觸。也稱敲捏法。可用絕緣物輕輕敲擊電路板可疑部位，來檢測電路虛焊或接觸不良而引起的故障。用手捏壓組件、元器件，如故障消失或出現，可以認為捏壓處或捏壓作用力波及范圍是故障原件。
4.1.5嗅。在電氣設備診斷或各種易揮發物體的器件采用此方法效果較好。如一些燒毀的煙氣、焦糊味等異味。因劇烈摩擦，電器元件絕緣處磨損短路，使附著的油脂或其他可燃物質發生 氧化蒸發或燃燒而產生的煙氣、焦糊氣等。
4.2系統自診斷法
數控系統的自診斷是利用系統內部自診斷程序或專用的診斷軟件，對系統內部的關鍵硬件以及系統的控制軟件進行自我診、測試的診斷方法。它主要包括開機自診斷、在線監控與脫機測試這些方面內容。
4.3功能測試法
所謂功能測試法是通過功能測試程序，檢查機床的實際動作，判別故障的一種方法。功能測試可以將系統的功能用手工編程方法，編制一個功能測試程序，并通過運行測試程序，來檢查機床執行這些功能的準確性和可靠性，進而判斷出故障發生的原因。
4.4交換法
所謂交換法，就是在故障范圍大致確認，并在確認外部條件完全正確的情況下，利用裝置上同樣的印制電路板、模塊、集成電路芯片或元器替換有疑點部分的方法。交換法簡單、易行、可靠，能把故障范圍縮小到相應的部件上。例如數控機床的進給模塊，檢測裝置有多套，當出現進給故障，可以考慮模塊互換。
4.5拔出插入法
拔出插入法是通過監視相關的接頭、插卡或接插件拔出再插入這個過程中，確定拔出插入的連接件是否為故障部位。還有的本身就只是接插件不良引起的故障，經過重新插入后，問題就解決了。
除了上面介紹的幾種常用的檢查方法外，還有參數檢查法、隔離法、升降溫法、電源拉偏法、測量比較法及原理分析法等，這些檢查方法各有特點，在機床故障診斷與排除過程中并無嚴格界限，可能用一種方法就能排除故障，也可能需要多種方法相互配合同時進行，在實際工作中，可以根據不同的故障現象，加以靈活運用，對故障進行綜合分析，逐步縮小故障范圍，排除故障。
5、結語
數控機床故障診斷與排除，除了要有一定的專業基礎知識外，經驗也十分重要，因此，在數控機床的使用和維修實踐中，要善于總結維修經驗，掌握數控機床常見故障的診斷與排除方法，從而提高數控機床的使用效率。
參考文獻
[1] 熊軍. 數控機床維修與調試[M]. 人民郵電出版社，2010
[2] 吳國經. 數控機床故障診斷與維修[M]. 電子工業出版社，2004
關鍵詞：數控機床；PLC；故障診斷；故障維修
1、數控機床故障調查與分析
這是排故的第一階段，是非常關鍵的階段，主要應作好下列工作：
（1）詢問調查。在接到機床現場出現故障要求排除的信息時，首先應要求操作者盡量保持現場故障狀態，不做任何處理，同時仔細詢問故障指示情況、故障表象及故障產生的背景情況，依此做出初步判斷。
（2）現場檢查。到達現場后，首先要驗證操作者提供的各種情況的準確性、完整性，從而核實初步判斷的準確度，到現場后仍然不要急于動手處理，重新仔細調查各種情況，以免破壞了現場，使排故增加難度。
（3）故障分析。根據已知的故障狀況按上節所述故障分類辦法分析故障類型，從而確定排故原則。由于大多數故障是有指示的，所以一般情況下，對照機床配套的數控系統診斷手冊和使用說明書，可以列出產生該故障的多種可能的原因。
（4）確定原因。對多種可能的原因進行排查從中找出本次故障的真正原因，這時對維修人員是一種對該機床熟悉程度、知識水平、實踐經驗和分析判斷能力的綜合考驗。
（5）排故準備。有的故障的排除方法可能很簡單，有些故障則往往較復雜，需要做一系列的準備工作，例如工具儀表的準備、局部的拆卸、零部件的修理，元器件的采購甚至排故計劃步驟的制定等等。
2、電氣故障的常用診斷方法
（1）直觀檢查法這是故障分析之初必用的方法，就是利用感官的檢查。①詢問向故障現場人員仔細詢問故障產生的過程、故障表象及故障后果，并且在整個分析判斷過程中可能要多次詢問。②目視。總體查看機床各部分工作狀態是否處于正常狀態，各電控裝置有無報警指示，局部查看有無保險燒煅，元器件燒焦、開裂、電線電纜脫落等等。③觸摸。在整機斷電條件下可以通過觸摸各主要電路板的安裝狀況、各插頭座的插接狀況、各功率及信號導線（如伺服與電機接觸器接線）的聯接狀況等來發現可能出現故障的原因。④通電。這是指為了檢查有無冒煙、打火、有無異常聲音、氣味以及觸摸有無過熱電動機和元件存在而通電，一旦發現立即斷電分析。
（2）儀器檢查法使用常規電工儀表，對各組交、直流電源電壓，對相關直流及脈沖信號等進行測量，從中找尋可能的故障。例如用萬用表檢查各電源情況，及對某些電路板上設置的相關信號狀態測量點的測量，用示波器觀察相關的脈動信號的幅值、相位甚至有無，用PLC編程器查找PLC程序中的故障部位及原因等。
（3）信號與報警指示分析法。
①硬件報警指示。包括數控系統、伺服系統在內的各電子、電器裝置上的各種狀態和故障指示燈，結合指示燈狀態和相應的功能說明便可獲知指示內容及故障原因與排除方法。
②軟件報警指示。依據顯示的報警號對照相應的診斷說明手冊便可獲知可能的故障原因及故障排除方法。
（4）接口狀態檢查法。現代數控系統多將PLC集成于其中，而CNC與PLC之間則以—系列接口信號形式相互通訊聯接。有些故障是與接口信號錯誤或丟失相關的，這些接口信號有的可以在相應的接口板和輸入/輸出板上有指示燈顯示，有的可以通過簡單操作在cRT屏幕上顯示，而所有的接口信號都可以用PLC編程器調出。這種檢查方法要求維修人員既要熟悉本機床的接口信號，又要熟悉PLC編程器的應用。
（5）參數調整法。數控系統、PLC及伺服驅動系統都設置許多可修改的參數以適應不同機床、不同工作狀態的要求。這些參數不僅能使各電氣系統與具體機床相匹配，而且更是使機床各項功能達到最佳化所必需的。因此，任何參數的變化（尤其是模擬量參數）甚至丟失都是不允許的；而隨機床的長期運行所引起的機械或電氣性能的變化會打破最初的匹配狀態和最佳化狀態。此類故障多指故障分類一節中后一類故障，需要重新調整相關的一個或多個參數方可排除。
3、電氣維修與故障的排除
如前所述，電氣故障的分析過程也就是故障的排除過程，列舉幾個常見電氣故障做一簡要介紹，供維修者參考。
（1）電源。電源是維修系統乃至整個機床正常工作的能量來源，它的失效或者故障輕者會丟失數據、造成停機。重者會毀壞系統局部甚至全部。
（2）數控系統位置環故障。
①位置環報警。可能是位置測量回路開路；測量元件損壞；位置控制建立的接口信號不存在等。②坐標軸在沒有指令的情況下產生運動。可能是漂移過大；位置環或速度環接成正反饋；反饋接線開路；測量元件損壞。
（3）機床坐標找不到零點。可能是零方向在遠離零點；編碼器損壞或接線開路；光柵零點標記移位；回零減速開關失靈。
關鍵詞： 數控機床；故障診斷；故障維修
動化的機床；是信息技術與機械制造技術相結合的產物，代表了現代基礎機械的技術水平與發展趨勢；是制造業實現生產現代化的重要手段，它的廣泛普及對于產品質量、生產效率，乃至對社會生產力的提高都起著巨大的推動作用[1]。一旦數控機床發生故障、停機必將給企業和社會帶來巨大的損失。為了將損失降到最低，要求數控機床維修人員在故障發生后要沉著冷靜，對故障現場進行全面分析，判斷故障發生部位，采取相應方法及時排除故障。現將故障診斷及維修的通用流程總結如下。
1 數控機床故障診斷、維修應遵循的原則
1.1 先方案后操作
故障發生后，維修人員應先向機床操作者了解故障發生的整個過程，查閱機床的技術說明和相關技術圖樣，考慮好故障的解決方案后再動手維修。
1.2 先檢查后通電
確定好解決方案后，不要忙于通電，要先對機床進行觀察、測試和分析，以確定故障的性質是惡性的破壞性故障還是非惡性破壞性故障。如果確認是惡性的破壞性故障，必須先將危險排除；如果是確認是非惡性破壞性故障，方可給機床通電，然后對運轉的機床做進一步的動態觀察、檢驗和測試，以查找故障的發生部位。
1.3 先軟件后硬件
數控系統的軟件工作不正常同樣可以導致數控機床發生故障。比如，軟件參數丟失，軟件的使用方式、操作方法不正確等。因此，機床通電后，應先確認軟件是否正常工作，以免產生更大的故障。
1.4 先外部后內部
數控機床發生故障后，維修人員應先檢查機械部件是否發生故障，如行程開關，按鈕開關工作是否正常。確認機械部件沒有問題后，再檢查液壓器件是否發生異常，如液壓元器件的連接是否松動。最后，檢查電氣接觸部件是否松動，如印制電路板插頭座、電控柜的插座等，往往這些部位由于機械振動、油污、粉塵、溫濕度的變化造成信號接觸不良，導致信號傳遞失真，造成數控機床發生故障[2]。
1.5 先機械后電氣
數控機床是由機、液、電組成、高度自動化、復雜的先進機械加工設備。對數控機床的診斷應該按一定的順序進行，根據經驗表明，大部分故障均是由機械系統動作失靈造成的，如行程開關不能正常工作，此外，機械故障容易察覺，電氣故障較難診斷。因此，在維修時應先逐一檢查機械性的故障，往往能夠達到事半功倍的功效。
1.6 先公用后專用
公用性的故障影響面大，是主要矛盾，專用性故障只影響局部，是次要矛盾。例如：數控機床的所有坐標軸都不能做進給運動、電網或主電源發生故障，這些都是公用性的問題，只有公共故障得以排除，專用性的故障才可能得到解決。
1.7 先簡單后復雜
數控機床可能同時發生多種故障，故障的復雜程度不盡相同，小故障比較容易維修，難度大的故障維修起來比較困難，維修人員應先維修小的容易解決的故障，在維修的過程中可能受到啟發，對復雜故障有了清晰認識，或者復雜的故障變成了小故障，利于復雜故障的解決。
1.8 先一般后特殊
導致數控機床發生某一故障的原因可能多種多樣，在維修時要優先考慮導致故障的常見可能因素，最后在分析特殊不常見的因素。
2 故障診斷維修的一般流程
2.1 充分調查故障現場
如同醫生看病一樣，數控機床的故障診斷首先也要問診。向數控機床操作者充分了解以下幾個內容：
1）機床在什么情況下出現的故障。
2）故障產生時有什么外觀現象。
3）故障產生后操作者采取了哪些措施。
2.2 建立故障樹
首先分析數控機床的故障，再將導致故障產生的諸多因素，如主機、人為、CNC、環境、元器件因素等，用適當的符號表示，用邏輯符號將它們與故障連接起來。然后，逐級展開故障發生的原因，把故障產生的原因分析出來，構成一顆故障樹。當機床故障產生后，通過主干、支干逐級分析法來尋找故障產生的原因。
2.3 排列可能引起故障的諸多因素
故障樹建立起來后，為找出產生故障的原因提供了一個可尋范圍，在這個前提下就可排列出產生故障的諸多因素。數控機床產生同一故障現象的原因可能是多種多樣的：有CNC系統的原因、有機械的原因、機床電氣系統的原因等。因此，在分析故障時要把有關的因素都羅列出來，然后采用排查法找出造成故障的真正原因。
2.4 確定故障產生的原因
利用機床的技術檔案，現場經驗和判斷能力，機、電、液綜合知識以及必要的測試手段和儀器、儀表，確定最有可能的因素，然后通過實驗，逐一排查，最終找出產生故障的真正原因。
3 故障診斷維修的常用方法
3.1 直觀法
直觀法是指維修人員依靠人得感覺器官，按照故障現場產生的光、聲、味等異常現象，仔細檢查系統的所有部位，看看能否找到損傷和燒毀痕跡，將故障縮小到最小范圍。
3.2 自診斷功能法
數控機床一般都具有自診斷系統，它是故障診斷最常用、最有效的方法之一[3]。數控機床發生故障后，機床顯示器上會顯示報警信息、數控系統與各模塊之間的接口狀態，根據這些信息有利于找出故障的大致位置。
3.3 參數檢查法
在數控系統中有許多參數地址，其中存入的參數值是機床出廠時通過調整確定的，它們直接影響著數控機床的性能。通常這些參數不允許修改。如果參數設置不正確或因干擾使得參數丟失，機床就不能正常運行。因此參數檢查是一項重要的診斷。
3.4 PLC檢查法
1）利用PLC的狀態信息診斷故障。
關鍵詞：數控機床；參考點；故障診斷；數控系統；指令倍率比；檢測倍率比
中圖分類號：TG659 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）33-0175-02
1 為什么要返回參考點
在數控機床上，各坐標軸的方向是定義好的，所以一旦機床原點（又叫機械原點）確定，機床坐標系也就確定了。機床原點往往是由機床廠家在設計機床時就確定了，用戶一般不得隨意更改，但這只是相對機械意義上而言的，計算機數控系統并不能識別，也就是說數控系統并不知道以哪一點作為基準對機床工作臺的位置進行跟蹤、顯示等。為了讓系統識別機床原點，以建立機床坐標系，就需要執行返回參考點的操作。如圖1所示機械原點與機床參考點之間的關系。
2 返回參考點方法的原理
返回參考點的方法一般有四種：柵格法、手動輸入法、雙MARK法、扭矩法。其中柵格法適用范圍最廣，既適用于半閉環系統，也適用于全閉環系統；既適用于增量型位置反饋元件，也適用于絕對型位置反饋元件。
3 返回參考點的故障分析與診斷
當機床出現返回參考點故障時，應先由簡單再到復雜，進行全面檢查，綜合分析。先檢查原點減速擋塊是否松動、減速開關固定是否牢固、開關是否損壞，若無問題，應檢查機械相對位置的漂移量、檢查減速開關位置與原點之間的位置關系，然后檢查伺服電機每轉的運動量、指令倍率比（CMR）及檢測倍乘比（DMR），再檢查返回原點快速進給速度的參數設置及接近原點的減速速度的參數設置。數控機床返回參考點不穩定，不但會直接影響零件加工精度，對于加工中心機床，還會影響到自動換刀。
數控機床返回參考點出現的故障大多出現在機床側，以硬件故障居多，但隨著機床元器件的老化，軟故障也時而發生，筆者介紹幾種曾經遇到過的數控機床回參考點故障及其對策。如圖3所示。
4 故障排除實例
【實例1】一臺數控銑床X軸返回參考點時報警X軸正向硬件超程。
故障現象：X軸返參時以返回參考點速度向參考點接近，但找不到參考點，而是一直以這一速度向前移動，直到碰到正向行程限位開關后緊急停止。故障檢查與分析：從故障現象可得知，返參時有快速移動的V1速度，沒有尋找參考點零標志的慢速V2，參考點減速開關沒發出減速信號，檢查發現參考點減速開關失效，觸點銹蝕粘連。
故障處理：更換新的參考點減速開關后故障
排除。
【實例2】某機床在回零時，Y軸回零不成功，報超程錯誤。
故障分析：首先觀察軸回零的狀態，選擇回零方式，讓X軸先回零，結果能夠正確回零，再選擇Y軸回零，觀察到Y軸在回零的時候，壓到減速開關后Y軸并不進行減速動作，而是越過減速開關，直至壓到限位開關機床超程，直接將限位開關按下后，觀察機床PLC的輸入狀態，發現Y軸的減速信號并沒有到達系統，可以初步判斷有可能是機床的減速開關或者是時Y軸的回零輸入線路出現了問題，然后用萬用表進行逐步測量，最終確定為減速開關的焊接點出現了脫落。
解決辦法：用烙鐵將脫落的線頭焊接好，故障即可以排除。
5 結語
數控機床不能正確返回參考點是數控機床常見的故障之一，本文介紹了數控機床返回參考點原理，根據數控機床返回參考點常見故障，系統性地編制了返回參考點的故障分析與診斷流程圖，并舉例說明，對數控機床故障維修初學者具有一定的參考價值。
參考文獻
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[2] 馬林旭.數控機床返回參考點故障診斷.
關鍵詞：數控機床 精度 分析
伴隨著計算機網絡技術在各個領域的滲透，行業運行高速化、控制智能化、加工精度化等強大功能被各領域的精英所接受。制造業的數控設備也應運而生，運用最廣泛、最普及的就是數控機床。數控機床帶來的高效率、高品質得到了制造業的肯定，但隨之而來的是由于結構、程序復雜，出現故障難以監測，進行分析的問題，成為研究人員關注的焦點。
1 數控機床出現故障的主要癥狀
稱為“工業母機”的機床，是我國制造業水平的標桿。高精度，高柔性的數控機床被制造業廣泛的應用。但在應用過程中，操作不當或超負荷使用而帶來的故障也使得操作者們束手無策，嚴重影響了生產進度和生產效率，給社會經濟帶來損失。其故障歸納為下列幾項：
1.1 驅動部件的失效。伺服電動機是數控機床的驅動部件。最易發生故障的是異步型交流伺服電動機。在不同的部位，比如定子、轉子、軸承等部位，異步型交流伺服電動機的故障癥狀有所不同。匝間短路、絕緣體被破壞，就會出現斷條、偏心等故障；定子與轉子之間氣隙不均衡、轉子偏心使設備振動超速、導條與端環承受力分布渙散、軸承磨損、脫落等跡象都是電動機故障的原因之一。
1.2 支承部件的損壞。數控機床的支承部件是軸承。其中最重要的支承部件是滾動軸承。它是以規定的頻率運轉，由內圈、外圈、滾動體、保護架組成。滾動軸承分為彈簧與非彈簧的性質，承載剛度的變化，決定著滾動軸承的性質。也就是說，滾動軸承在承載時，各部件之間的振動及沖擊力所形成的頻率變化，按固有的頻率變化，滾動軸承體現為彈簧性質，否則就是非線性彈簧性質。非線性彈簧性質，導致軸承的磨損，甚至機器設備的損壞。
1.3 傳動設備的故障。傳動設備包括機床導軌、工作臺、溜板、滑座等部件。其中最關鍵的部件就是機床導軌，它與數控機床的加工精密度和機床的使用壽命息息相關，兩者具有一榮俱榮，一損俱損的緊密關系。最常見故障表現為導軌表面局部變形，使摩擦阻力發生變化，造成受力面積不均衡、運行部件不到位、機床零部件的誤安裝而顛簸等故障。
2 數控機床故障診斷系統的設計
數控機床的高效、精準、高柔的強勢，不可避免的也受到機器故障的困擾。針對數控機床的故障，設計對其主要部件的優化設計，建立一套完整的、靈活性、快速定位故障的系統。其中數控遠程網絡診斷與控制故障最受關注。
2.1 數控機床的自我診斷功能。目前，數控機床在研發過程中，利用檢測設備（精密水平儀、直角尺、精密方箱、測微儀、高精度主軸檢驗芯棒等）對故障源的直接測量，同時根據經驗采用望、聞、聽、問、摸等人工智能的方法來診斷電氣系統的故障。這種檢測故障的方式，稱為“硬診斷”。
2.2 信號分析方法在數控機床的運用。由于多臺機床的同時運作，并發故障的診斷，“硬診斷”是不能勝任并解決的，只有通過基于信號處理和邏輯推理來診斷，比如：機床的振動、溫度的變化、切削力的強弱等癥狀，采用信號處理，加以數據分析，來確診故障源的方法。
①傳統的信號分析法包括了時域分析法和頻域分析法。時域分析方法首先要確定系統的數學模型，依據研究信號的波形與時間變化的相互規律，對典型數據進行抽樣提取，利用系統的數學模型進行計算和分析，主要數學原理是傳遞函數等方法計算時域信號的平均值、峰值、標準偏差等。頻域分析方法是一種分析非正弦周轉性電路的基本方法，是動態數據分析法，是對信號分析處理的深化。
②時頻分析方法。較傳統信號分析方法，時頻分析方法克服了前兩種方法的不足。主要表現在可以多角度的觀察信號的變化，從特定局部頻率處的信號分析出特定局部時刻的信號。時頻分析方法的基本思想主要以較短時間間隔內的信號作為分析體，將這段時間視為理想的平衡狀態，將整個頻率域分為不同段的頻率域，用平穩的信號建立數學模型，然后再進行分析的方法。
3 遠程故障診斷系統的設計
隨著數控機床的大量運用，數控機床綜合了機械、液壓、電氣于一體，不論哪個環節出了故障，在短時間快速的定位，找到問題的癥結，是相當不容易的。利用維修工程師望、聞、聽、問、摸等方法，采用排除法去排除故障，不僅效率低下，而且可能有誤診斷的情況。利用遠程故障診斷系統來快速定位機床故障不失為一個好的思路。
3.1 建立硬件系統平臺。建立一個系統，首先要有個系統平臺。為了使平臺工作站達到為用戶搭建電路平臺，平臺工作站起著提供連接相關硬件的儀器的作用。當收集的數據、圖像待輸送到計算機資料庫，以便以后搜索、閱讀、取證，在信息傳達過程中，數據采集卡就充當了系統的硬件的重要角色。為了保證數據采集的精確性，減少數據的偏差，要選擇高精度、高分辨率、多功能的數據采集卡，同時也配備高質量的數據電線電纜用來傳輸信息。
3.2 系統開發，網絡化結構。基于目前社會網絡化已經形成，集合了設備診斷技術與通信技術、網絡技術等高科技信息技術的遠程診斷故障系統，成為了時尚的應用系統。它通過互聯網將機器設備與技術服務連接起來，維修工程師可以根據運行時的實時數據，計算分析出運行狀態，診斷故障，及時制定出故障的解決方案，快速通過網絡對機床的故障進行排除，提高了生產效率。
4 結束語
隨著數控機床的廣泛運用，建立數控機床故障診斷系統，對我國的制造業現代化建設起著推動作用，對設備故障實時診斷、連續監控，使企業生產效率提高，生產產品質量提升，增強我國數控機床在世界的競爭力有著不可估量的意義。
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關鍵詞：數控機床；設備管理；應用；故障診斷；維修
數控機床的發展壯大，離不開有效合理的設備管理工作。設備管理工作如果落實到位，就會在很大程度上提升機床的穩定性和運行合理性，但是伴隨著我國數控機床的不斷發展，設備管理工作中的問題和矛盾也就不斷的增加。同時設備管理工作還要面對來自外界的挑戰。因此我國的數控機床的設備管理在很大程度上阻礙了我國數控機床的發展和創新。我國近些年的科學技術有了很大程度的發展和創新，這也在一個側面幫助了我國的數控機床的發展，同時對于我國數控機床的設備管理也提出了更高的要求。我國機床在運行過程中，設備管理工作是重中之重。我國的機床發展較快，這樣就導致了機床的設備管理相應的模式趕不上機床的發展，這樣對于機床的發展非常不利，同時設備管理的落后，也會對我國以后的機床發展計劃起到延遲的作用，文章就是要對機床的設備管理的相關內容進行詳細的闡析和論述，通過闡析和論述找出問題出現的根本原因，改善我國的機床設備管理工作。關于數控機床設備管理應用中的故障診斷和維修的闡析和論述，文章主要從三個方面進行闡析和論述。第一個方面是我國數控機床發展過程中設備管理的重要意義。第二個方面是在機床設備管理過程中的設備故障診斷和設備維修。第三個方面是我國數控機床中的設備管理未來發展。下面進行詳細的闡析和論述。
1我國數控機床發展過程中設備管理的重要意義
數控機床在我國工業行業中的地位非常突出。我國作為裝備制作業大國，在裝備制造業的基礎行業中涉獵頗深，我國的數控機床作為基礎設備的一部分被給予高度的重視。在世界范圍內的工業競爭，主要還是針對機械加工的技術和設備進行。我國的機械加工行業由于有了數控機床的加入，已經有了非常好的發展，成為了我國機械加工水平高低的一個非常重要的指標。因此機床行業的發展是我國工業發展非常重要的一個環節，應該給予重視和扶持。由于我國的數控機床的發展過于迅速，導致了我國和機床相關的一系列配套設施沒有完善。現階段我國數控機床的一系列產業還沒有形成一個非常嚴格的產業鏈。機床設備的生產能力還是較低，同時機床的生產精度和加工精度和國外的先進技術還有一定的差距。我國的機床生產規模較小，還沒有像國外特別是德國那樣形成一定的生產規模。因此我國的機床設備管理工作就顯得尤為重要。機床管理工作的完善和創新，能夠幫助我國的機床生產和應用捋順關系，能夠提升我國機床生產過程中的一系列流程，提升機床設備的穩定性能和可靠性能。
2在機床設備管理過程中的設備故障診斷和設備維修
在機床設備管理工作中對于設備的修護和問題診斷是一個繞不開的話題，只有將機床設備中出現的問題給予及時的處理和發現，才能夠保障我國機床設備的穩定和安全。關于在機床設備管理過程中的設備故障診斷和設備維修的闡述和分析，文章主要從兩個方面進行闡析和論述。第一個方面是機床設備中的開關故障問題及相應的處理辦法。第二個方面是機床設備中的故障報警裝置失靈問題及相應的處理辦法。下面進行詳細的闡析和論述。
2.1機床設備中的開關故障問題及相應的處理辦法
關于機床設備中的開關故障問題及相應的處理辦法的闡析和論述，文章主要從兩個方面進行闡析和論述。第一個方面是機床設備開關的故障。第二個方面是機床設備開關出現故障的相應處理方法。下面進行詳細的闡析和論述。
2.1.1機床設備開關的故障
機床設備中的機組開關，通常情況下會有相對獨立的常閉或者常開開關出點。機床設備中的開關的主要作用就是對設備進行連鎖控制及設備故障顯示控制。機床開關通常會暴露在機床外部，就導致了機床開關的工作環境較差，存在工作過程中大量灰塵的問題。一旦工作灰塵進入機床的開關內部就會導致開關活動不靈敏，活動干出現滯澀的情況，這種情況下就會讓機床開關出現故障，需要及時的發現給予處理。
2.1.2機床設備開關出現故障的相應處理方法
針對機床開關的故障，我們通常會將設備的總電源關閉，進行相應的處理和維修。因為關閉電源能夠有效的切斷設備常開觸點，常開觸點的切斷會導致主動觸點，被動觸點兩者之間出現間隙，讓機床的故障顯示器正常工作，之后，我們可以安全的將開關開啟，處理開關中的粉塵及雜物。清理完畢后，機床的開關就會正常工作，故障也隨之解除。
2.2機床設備中的故障報警裝置失靈問題及相應的處理辦法
關于機床設備中的故障報警裝置失靈問題及相應的處理辦法的闡析和論述，文章主要從兩個方面進行闡析和論述。第一個方面是機床設備故障報警裝置失靈的故障。第二個方面是機床設備故障報警裝置失靈的相應處理方法。下面進行詳細的闡析和論述。
2.2.1機床設備故障報警裝置失靈的故障
當切斷設備的能量來源后，電氣控制單元的常開觸點就會連接到一起，而常閉觸點就會被切斷，然而，由于煙塵的干擾作用，就會導致常開與常閉觸點之間出現相反的狀況，進而使得機組沒有辦法繼續進行生產工作，所以就會產生故障報警失靈的現象。
2.2.2機床設備故障報警裝置失靈的相應處理方法
對于故障報警失靈的現象來說，究其原因是煙塵的覆蓋作用，影響了觸點間的相互接觸與聯通，這就需要進行兩方面的內容，一是對開關內的煙塵進行清除，保證開關的使用流暢性，要定期的對設備進行養護和檢查，及時的發現問題，并且有效地解決，只有這樣，才能進一步的避免設備故障報警器失靈的現象。
3我國數控機床中的設備管理未來發展
根據上文的闡析和論述，我們可以得出，在機床設備發展的過程中設備管理工作的重要性，在我國的設備管理工作中，理論管理和實際管理相結合的管理模式是未來的發展方向之一。我們在設備管理的過程中要堅持科學有效的管理模式，同時還要對高素質的管理人才進行培訓和培養。管理工作的核心是人的管理，因此留住和培養專業素質高，實踐能力強的工作人員是我國管理工作的未來方向。在管理設備的過程中我們還要不斷吸取國外先進的管理經驗為己所用，不定時地對設備進行性能評估。
作者:劉武強 單位:中國第一重型機械股份公司
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