摘 要
1952年，计算机技术应用到了机床上，在美国诞生了第一台数控机床。从此，传统机床产生了质的变化。近半个世纪以来，数控系统经历了两个阶段和六代的发展。数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，它对关系国计民生的一些重要行业（IT 、汽车、轻工、医疗等）的发展也起着越来越重要的作用（因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势）。数控机床是机电一体化在机械加工领域中的典型产品，具有高精度、高效率和高适应性的特点。数控机床已在我国批量生产、大量引进和推广使用，它们给机械制造业的发展创造了条件，并带来了很大的经济效益。由于机床数控系统的先进性、复杂性和智能化高的特点，若其任何部分发生故障与失效现象，都会使数控机床停机，从而造成生产停顿。因此，对数控车床的故障进行诊断与排除就显得十分必要。而在数控车床的故障进行诊断与排除问题中, 数控系统的故障的处理所占的比例是主要部分的。
关键词：数控机床；维护；故障处理
目 录
摘 要 ....................................................................................................... I
引 言 ...................................................................................................... 1
1 绪论 .......................................................................................................... 2
1.1 数控机床的概念 ..................................................................................... 2
1.2 数控机床的组成 ..................................................................................... 2
1.3 数控诊断技术的发展 ............................................................................. 2
1.3.1 通讯诊断(远程、海外诊断） . ........................................................................ 2
1.3.2 自修复系统 . ..................................................................................................... 2
1.3.3 人工智能专家故障诊断系统 . ......................................................................... 3
2.1 对故障常识的了解 ................................................................................. 4
2.1.1 故障的基本概念 . ............................................................................................. 4
2.1.2 故障的分类 . ..................................................................................................... 4
2.1.3 数控系统的可靠性 . ......................................................................................... 4
2.1.4 数控机床维修的特点 . ..................................................................................... 5
2.2 对人员的基本要求 ................................................................................. 5
2.3 对排故手段的要求 ................................................................................. 6
2.4 排故前的准备工作 ................................................................................. 6
2.5 现场排故与维修 ..................................................................................... 6
3 机床数控系统故障诊断及其诊断方法 . ................................................. 7
2.1 数控系统的故障诊断 ............................................................................. 7
2.1.1 初步判别 . ......................................................................................................... 7
2.1.2 报警处理 . ......................................................................................................... 7
2.1.3 无报警或无法报警的故障处理 . ..................................................................... 7
2.2 数控机床故障诊断原则和方法 . ............................................................ 7
2.2.1 数控机床故障诊断原则 . ................................................................................. 7
2.2.2 直观法 . ............................................................................................................. 8
2.2.3 仪器测量比较法 . ............................................................................................. 8
2.2.4 用可编程序控制器进行PLC 中断状态分析 . ................................................ 8
2.2.5 诊断备板置换法 . ............................................................................................. 8
2.2.6 利用系统的自诊断功能判断 . ......................................................................... 8
2.2.7 交换法 . ............................................................................................................. 9
2.2.8 敲击法 . ............................................................................................................. 9
4 常见故障举例和原因分析 .................................................................... 10
4.1 故障条目 ............................................................................................... 10
4.2 数控纵切车床故障分析与排除 . .......................................................... 10
4.2.1 主轴弹簧夹头打不开 . ................................................................................... 11
4.2.2 接料器不动作或动作不正确 . ....................................................................... 11
4.2.3 中心架夹头与棒料咬死 . ............................................................................... 11
4.2.4 主轴报警指示灯亮 . ....................................................................................... 12
4.2.5 冷却液 . ........................................................................................................... 12
4.2.6 液压压力不够。 . ........................................................................................... 12
4.2.7 机床加工零件时，噪声大 . ........................................................................... 13
4.2.8 回零重复性差或参考点位置偏差 . ............................................................... 13
4.2.9 接通总电源开关后电源指示灯不亮 . ........................................................... 14
4.2.10 控制电源故障 . ............................................................................................. 15
4.2.11 伺服电源故障 . ............................................................................................. 15
4.2.12 冷却系统不工作 . ......................................................................................... 16
4.2.13 液压系统不工作 . ......................................................................................... 17
4.2.14 变频器故障报警 . ......................................................................................... 18
4.2.15 机床参数或加工程序丢失 . ......................................................................... 21
4.2.16 系统报警，报警号：910～998 . ................................................................. 22
4.2.17 按下数控系统启动按钮系统不启动 . ......................................................... 22
4.2.18 C RT显示屏画面抖动或晃动 ..................................................................... 22
4.2.19 超程报警 . ..................................................................................................... 22
4.2.20 伺服驱动系统受干扰 . ................................................................................. 23
5 数控车床维护与保养 ............................................................................ 24
5.1 点检 ....................................................................................................... 24
5.2 数控系统的日常维护 ........................................................................... 24
5.3 电源的维护与保养 ............................................................................... 24
5.3.1 保养内容 . ....................................................................................................... 24
5.4 数控机床的抗干扰 ............................................................................... 25
5.4.1 电磁波干扰 . ................................................................................................... 25
5.4.2 供电线路干扰 . ............................................................................................... 25
5.4.3 信号传输干扰 . ............................................................................................... 25
5.4.4 抗干扰措施 . ................................................................................................... 25
结 论 .................................................................................................... 27 致 谢 .................................................................... 错误！未定义书签。
参 考 文 献 .............................................................................................. 28
引 言
从引数控技术是现代机械制造工业的重要技术装备，也是先进制造技术的基础技术装备。随着电子技术的不断发展，数控机床在我国的应用越来越广泛，但由于数控机床系统及其复杂，又因大部分具有技术专利，不提供关键的图样和资料，所以数控机床的维修成为了一个难题。论文将涉及数控机床简单介绍、故障现象描述或给出典型实例、故障的成因的分析和论证、故障诊断过程及消除故障的措施等内容。本论文将参考相关资料，根据自己的实际实习经验进行编写，力求为广大数控机床维修者提供可借鉴的经验。
1 绪论
1.1 数控机床的概念
数控（NC ）机床是一种通过编码指令编制零件加工程序，使刀具沿着程序编制的轨迹自动定位的机床。它是以数控系统为代表的新技术对传统机械制造业渗透而形成的机电一体化产品；数控机床的核心是它的控制单元即数控系统。其技术范围履盖很多领域，包括：(1)机械制造技术；(2)信息处理、加工、传输技术：(3)自动控制技术；(4)伺服驱动技术；(5)传感器技术：(6)软件技术等
1.2 数控机床的组成
数控机床由数控装置、伺服驱动装置、检测反馈装置和机床本体四大部分组成，再加上程序的输入/输出设备、可编程控制器、电源等辅助部分。
(1)数控装置(数控系统的核心) 由硬件和软件部分组成，接受输入代码经缓存、译码、运算插补）等转变成控制指令，实现直接或通过PLC 对伺服驱动装置的控制。
(2)伺服驱动装置是数控装置和机床主机之间的联接环节，接受数控装置的生成的进给信号，经放大驱动主机的执行机构，实现机床运动。
(3)检测反馈装置是通过检测元件将执行元件（电机、刀架）或工作台的速度和位移检测出来，反馈给数控装置构成闭环或半闭环系统。
(4)机床本体是数控机床的机械结构件（床身箱体、立柱、导轨、工作台、主轴和进给机构等）。
1.3 数控诊断技术的发展
1.3.1 通讯诊断(远程、海外诊断） 用户机床的通讯口通过电话线和维修中心的专用通讯诊断计算机相连机发诊断程序用户测试数据 计算机诊断结果和处理方法 用户
特点：实用简便；有一定的局限性。
1.3.2 自修复系统
当诊断软件发现数控机床在运行中某一模块有故障时，系统在CRT 上显示的同 时，自动寻找备用模块并接上。
特点：实用但成本比较高，而且只适合总线结构的CNC 系统。 计算
1.3.3 人工智能专家故障诊断系统
图1.1 人工智能专家故障诊断系统流程
1.3.4 人工神经元网络(ANN)诊断
ANN 具有联想、容错、记忆、自适应、自学习和处理复杂多模式故障等特点。这种方法将被诊断的系统的症状作为网络的输入，将按一定数学模型所求得的故障原因作为网络的输出并且神经网络将经过学习所得到的知识以分布的方式隐存在网络上，每个输出神经元对应着一个故障原因。
2 数控机床故障常用诊断方法
2.1 对故障常识的了解
2.1.1 故障的基本概念
故障—数控机床全部或部分丧失原有的功能。
故障诊断—在数控机床运行中，根据设备的故障现象，在掌握数控系统各部分工作原理的前提下，对现行的状态进行分析，并辅以必要检测手段，查明故障的部位和原因。提出有效的维修对策。
2.1.2 故障的分类
（1）从故障的起因分类
关联性故障—和系统的设计、结构或性能等缺陷有关而造成（分固有性和随机性）。 非关联性故障—和系统本身结构与制造无关的故障。
（2）从故障发生的状态分类
突然故障—发生前无故障征兆，使用不当。
渐变故障—发生前有故障征兆，逐渐严重。
（3）按故障发生的性质分类
软件故障—程序编制错误、参数设置不正确、机床操作失误等引起。
硬件故障—电子元器件、润滑系统、限位机构、换刀系统、机床本体等硬件损 坏造成。
干扰故障—由于系统工艺、线路设计、电源地线配置不当等以及工作环境的恶劣变化而产生。
（4）按故障的严重程度分类
危险性故障—数控系统发生故障时，机床安全保护系统在需要动作时，
因故障失去保护动作，造成人身或设备事故。
安全性故障—机床安全保护系统在不需要动作时发生动作，引起机床不能起动。
2.1.3 数控系统的可靠性
数控机床除了具有高精度、高效率和高技术的要求外，还应该具有高可靠性。 衡量的指标有：
MTBF —平均无故障时间
MTTR —排除故障的修理时间
平均有效度A ：
A=MTBF/（MTBF+MTTR）
设备故障概率与使用寿命关系图
2.1.4 数控机床维修的特点
（1）数控机床是高投入、高精度、高效率的自动化设备；
（2）一些重要设备处于关键的岗位和工序，因故障停机时，影响产量和质量；
（3）数控机床在电气控制系统和机械结构比普通机床复杂，故障检测和诊断有一定的难度。
2.2 对人员的基本要求
（1）应熟悉掌握数控机床的操作技能，熟悉编程工作，了解数控系统的基本工作原理与结构组成；
（2）必须详细熟读数控机床有关的各种说明书，了解有关规格、操作说明、维修说明，以及系统的性能、结构布局、电缆连接、电气原理图和机床PLC 梯形图等；
（3）除会用传统仪器仪表工具外，还应具备使用多通道示波器、逻辑分析仪和频谱分析仪等现代化、智能化仪器的技能；
（4）在完成一次故障诊断及排除故障过程后，应能对诊断排除故障工作，进行总结；
（5）能做好故障诊断及维护记录，分析故障产生的原因及排除故障的方法，归类存档；
（6）知识面广，掌握计算机技术、模拟与数字电路基础、自动控制与电机拖动、检测技术及机械加工工艺方面的基础知识与具备一定的外语水平。
2.3 对排故手段的要求
（1）准备好常用备品、配件并随时可以得到微电子元器件的实际供应；
（2）必要的维修工具、仪器、仪表、接线、微机等；
（3）完整资料、手册、线路图、维修说明书(包括CNC 操作说明书) 以及接口、调整与诊断、PLC 说明书等：
2.4 排故前的准备工作
接到用户的直接要求后，应尽可能直接与用户联系，以便尽快地获取现场及故障信息。如数控机床的进给与主轴驱动型号、报警指示或故障现象、用户现场有无备件等。
2.5 现场排故与维修
对数控机床出现的故障(主要是数控系统部分) 进行诊断，找出故障部位过程的关键是诊断，即对系统或外围线路进行检测，确定有无故障，并对故障定位指出故障的确切位置。从整机定位到插线板，在某些场合下要定位到元器件。
3 机床数控系统故障诊断及其诊断方法
2.1 数控系统的故障诊断
数控系统的故障诊断一般有故障检测、故障判断、隔离及故障定位三个阶段。第一个阶段的故障检测是对数控系统进行测试，判断是否存在故障；第二阶段是判断故障性质，并分离出故障部件或模块；第三阶段是将故障定位到可以更换的模块或印制线路板上，以缩短修理时间。
2.1.1 初步判别
通常在资料较全时，可通过资料分析判断故障所在，或采取接口信号法，根据故障现象判别可能发生故障的部位，而后再按照故障与这一部位的具体特点，逐个部位检查，初步判别。
2.1.2 报警处理
（1）系统报警的处理：数控系统发生故障时，一般在显示屏或操作面板上给出故障报警信号和相应的信息。通常系统的操作手册中都有详细的报警信号、报警内容和处理方法。由于系统的报警设置单一、齐全，维修时可根据每一报警后面给出的信息与处理办法自行处理；
（2）机床报警和操作信息的处理：机床制造厂根据机床的电气特点，应用PLC 程序，将一些能反映机床接口电气控制方面的故障或操作信息以特定的标志，通过显示器给出，并可通过特定键，看到更详尽的报警说明。
2.1.3 无报警或无法报警的故障处理
当系统的PLC 无法运行，系统已停机或系统没有报警但工作不正常时，需要根据故障发生前后的系统状态信息，运用已掌握的理论基础进行分析，做出正确的判断。
2.2 数控机床故障诊断原则和方法
2.2.1 数控机床故障诊断原则
（1）先外部后内部。数控机车是集机械、液压、电气为一体的机床，故其故障的发生也我由这三者综合反映出来。维修人员应该由外向内逐一进行排查。尽量避免随意地启封、拆卸，否者会扩大故障，使机床丧失精度，降低性能。
（2）先机械后电气。一般说来，机械故障容易发觉，而数控系统的故障的诊断难度较大。在故障的检修之前，首先排除机械的故障。
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（3）先静后动。先在机车断电的静止状态下，通过了解，观察测试，分析确认为非破坏性故障，必须先排除危险后，方可以通电。
（4）先简单后复杂。当出现多种故障相互交织掩盖，一时无从下手时，先先解决容易的问题，后解决难度较大的问题。往往简单的解决了，难度大 问题也简单化了。
2.2.2 直观法
主要采用目测、手摸、通电等实用方法。
2.2.3 仪器测量比较法
当系统发生故障后，采用常规电工检测仪器，按系统电路图及机床电路图对故障部分的电压、电源、脉冲信号等进行实测，将正常值与故障时的值相比较，可以分析出故障的原因及故障的所在位置。
2.2.4 用可编程序控制器进行PLC 中断状态分析
可编程序控制器发生故障时，其中断原因以中断堆栈的方式记忆。使用编程器可以在系统停止状态下，调出中断堆栈和块堆栈，按其所指示的原因查明故障所在。
2.2.5 诊断备板置换法
现代数控系统大都采用模块化设计，按功能不同划分不同模块，可以根据模块的功能与故障现象，初步判断出可能的故障模块，用诊断备件将其替换，这样可迅速判断出有故障的模块。利用备用的电路板来替换有故障疑点的模板，这是一种陕速而简便的判断故障原因的方法，常用于CNC 系统的功能模块，如CRT 模块、存储器模块等。例如有一数控系统开机后即无显示，即可判断CRT 模块是否有故障。需要注意的是，备板置换前，应检查有关电路，以免由于短路而造成好板损坏，同时还应检查试验板上的选择开关和跨接线是否与原模板一致，有些模板还要注意板上电位器的调整。
2.2.6 利用系统的自诊断功能判断
现代数控系统尤其是全功能数控系统具有很强的自诊断能力，通过实施时监控系统各部分的工作，及时判断故障，给出报警信息，并做出相应的动作，避免事故发生。然而有时当硬件发生故障时，就无法报警，有的数控系统可通过发光管不同的闪烁频率或不同的组合做出相应的指示，这些指示配合使用就可帮助我们准确地诊断出故障模板的位置。
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2.2.7 交换法
在数控机床中，常有功能相同的模块或单元，将相同模块或单元互相交换，观察故障转移的情况，就能快速确定故障的部位。这种方法常用于伺服进给驱动装置的故障检查，也可用于两台相同数控系统间相同模块的互换。
2.2.8 敲击法
数控系统由各种电路板组成，每块电路板上会有很多焊点，任何虚焊或接触不良都可能出现故障。若用绝缘物轻轻敲打不良疑点的电路板、接插件或元器件时，若故障出现，则故障很可能就在敲击的部位。对上述故障诊断方法有时要用几种方法同时进行故障综合分析，快速诊断出故障的部位，从而能快速排除故障。
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4 常见故障举例和原因分析
以针对数控纵切车床的故障和原因进行分析。
4.1 故障条目
故障条目如下：
1、主轴弹簧夹头打不开。
2、接料器不动作或动作不正确。
3、中心架夹头与棒料咬死。
4、主轴报警指示灯亮。
5、冷却液漏或冷却液流量不够。
6、液压压力不够。
7、机床加工零件时，噪声大。
8、回零重复性差或参考点位置偏差。
9、接通总电源开关后，电源指示灯（HL1）不亮。
10、控制电源故障（无控制电压等）。
11、伺服电源故障（无输入电压等）。
12、冷却系统不工作。
13、液压系统不工作。
14、变频器故障报警。
15、机床参数或加工程序丢失。
16、系统报警，报警号：910～998。
17、按下系统启动按钮，系统不启动。
18、CRT 显示屏画面抖动或晃动。
19、超程报警。
20、伺服驱动系统受干扰。
4.2 数控纵切车床故障分析与排除
数控纵切车床故障警告：
（1）机床维修之前应首先阅读随机技术文件、资料，弄清原理后再进行修理。
（2）故障检查与排除时，关断电源后，方可插、拔插头、连接器或拆卸电气元器件；检修操作过程中必须遵守安全操作规程如表4.2。
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4.2.1 主轴弹簧夹头打不开
原因分析：
(1)主轴夹紧推套与主轴内孔咬住。
(2)主轴推套内的扁弹簧失效。
(3)主轴夹紧调整的不当(过紧或过松) 。
排除方法：
(1) 应将主轴前螺帽拆下，取下弹簧夹头和推套（推套过紧时可采用取下螺帽后将操作面板上的主轴夹紧/放松旋钮开关置于“夹紧”位置将推套顶出），此时可适当修研推套外圆的咬合点至与主轴内孔推动灵活即可。注意不得将间隙修得大于0.01mm 。
(2) 更换主轴推套内失效的扁弹簧。
(3) 重新调整主轴推套并紧螺母。
4.2.2 接料器不动作或动作不正确
原因分析：
(1)接料器给铁屑卡住。
(2)液压系统接料换向阀堵塞。
(3)接料换向阀电源插头接触不良、断线或线圈损坏。
排除方法：
(1)拆下接料器进行清洗后重新装复与调整。
(2)拆下接料换向阀进行清洗后，重新装复与调整。
(3)检查接料换向阀插头座、电磁阀线圈和连线，更换损坏的插头座或线圈。
4.2.3 中心架夹头与棒料咬死
原因分析：
(1) 固定中心架弹簧夹头与棒料之间的间隙调整过紧。
(2)棒料弯曲度或直径变化过大。
(3)由于材料偏软，造成咬死。
排除方法：
(1) 按机床《使用说明书》中的方法重新调整间隙。（调中心架后并紧螺母，以不咬死棒料为准。）
(2)棒料校直或选用h7公差的冷拉棒料。
(3) 建议用回转中心架。
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4.2.4 主轴报警指示灯亮
原因分析：
主轴变频器报警引起。
排除方法：
按变频器故障分析及维修进行检修。
4.2.5 冷却液
（1）冷却液漏。
（2）冷却液流量不够。
原因分析：
（1）A ．冷却箱冷却液加的过满。
B. 冷却管老化破裂。
(2) A冷却箱过脏，引起电泵堵塞。
B 冷却管堵塞或变形. 。
C 冷却箱中冷却液过少。
排除方法：
A 减少冷却箱中的冷却液。
B 更换冷却管。
(2) A 清洗冷却箱和电泵，更换过脏的冷却液。
B 清洗冷却箱和电泵，更换过脏的冷却液。
C 加冷却液。
4.2.6 液压压力不够。
原因分析
(1) 液压箱温度过高，液压油变稀，压力下降。
(2)液压压力调整不当。
(3)油路堵塞，压力不够。
(4)液压箱中的液压油过少。
排除方法
(1) 检查引起油温过高的原因，排除故障，关机冷却后再启动。
(2) 按机床《使用说明书》中的要求，重新调整。
(3)清洗油路或更换堵塞的油管。
(4)加液压油。
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4.2.7 机床加工零件时，噪声大
原因分析：
1棒料的不直度直接影响到机床的工作噪声。
2 机床使用已久，滚珠丝杆间隙增大。
3 运动轴轴承座润滑不良，轴承磨损或损坏。
4其它机械故障引起加工噪声大。
5工装夹具、刀具或切削参数迁择不当。
6伺服电机、主轴电机轴承润滑不良或损坏。
排除方法：
1对棒料进行校直处理，一般棒料的弯曲度不得大于0.5mm/m。
2修磨滚珠丝杆螺母调整垫片，重调间隙。
3加长效润滑脂，更换已损坏的轴承，重调轴承预紧力。
4检查机床，找出引起噪声大的原因，并排除。
5根据所加工的工件，重新选择刀具和切削参数。
6检查确认，加润滑脂，更换已损坏的轴承。伺服电机、主轴噪声增大，应停机检查。
4.2.8 回零重复性差或参考点位置偏差
1回零重复性不稳。
2机床返回参考点操作时，CRT 显示90号报警。
3返回参考点位置出现偏差。
原因分析：
1．A 滚珠丝杆间隙增大。
B 回零轴轴承座润滑不良，轴承磨损或损坏。
C 回零减速开关或挡块松动, 引起回零重复性不稳。
2 返回参考点位置异常。
3A 参考计数器的容量设置不正确。
B 回零减速开关或挡块变动, 引起参考点位置偏差。
C 机床刚接通电源时，没有执行返回参考点。
D 相应轴的伺服参数设置不正确或被修改
E 伺服电机与机床之间的连接松动或不正确
F 干扰引起
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G 轴卡不良
排除方法：
1 A修磨滚珠丝杆螺母调整垫片，重调间隙。
B 加润滑脂，更换损坏的轴承。
C 检查回零减速开关或挡块是否松动, 并将其紧固牢固。
．2参照“第3章第3节CNC 系统的故障分析”中进行故障测试检查与排除。
3．A 参照“第3章第3节CNC 系统的故障分析”中3.4项。
B 按《BEIJING- FANUC SEIES 0-TD维修说明书》中3.3.17节方法重新设置。
C 重新调整回零减速开关和挡块位置, 并固定牢靠。
D 重新进行返回参考点操作。
E 重新调试与设置伺服参数.
F 检查伺服电机与机床之间的连接，排除故障。
G 检查编码器的屏蔽是否良好；编码器与CNC 之间的反馈电缆是否有断线或接触不良；排除干扰故障。
4.2.9 接通总电源开关后电源指示灯不亮
原因分析
1外部电源开关未接通。
2 电源进线熔断器熔芯或机床总熔断器熔芯断。
3 机床电源进线断。
4机床总电源开关损坏。
5控制变压器输入端熔断器熔芯熔断（或断路器跳）。
6 指示灯控制电路中熔断器熔芯断或断线。
7电源指示灯灯泡坏。
排除方法：
1 将外部电源开关接通。
2 查出原因，排除故障后更换熔断器熔芯。
3 查出断线原因，更换断线
4将机床总电源开关接通或更换损坏的电源开关
5 测试检查，找出引起故障的原因，排除故障，更换熔芯（或断路器复位）。 6测试检查，找出引起故障的原因，排除故障，更换熔芯或断线。
7 更换灯泡。
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4.2.10 控制电源故障
1控制变压器输入端熔断器熔芯熔断（或断路器跳）。
2 整流模块或直流电源损坏。
3电源连接线接触不良或断线。
4控制变压器损坏。
原因分析：
1 变压器内部短路、连接线短路，电流过大。
2 因直流侧短路、过流、过压、过热等造成。
3 螺钉松动，导线碰断等。
4．A 外部电源引起（超过机床电源要求）。
B 熔断器、断路器的电流值过大，没有起到保护作用；电源短路、串接；负荷过大等。
排除方法：
1按《电气图册》中电源电路测试检查，找出故障点及原因，排除故障，更换熔芯（或将断路器复位）。
2方法同上，更换已损坏的整流模块或直流电源。
3 更换断线，对接触不良点重新连接。
4．A 建议加装稳压电源。
B 按《电气图册》测试检查，找出引起损坏的原因，排除故障后，更换新控制变压器。
注：故障分析与排除时应用数控系统自诊断功能和《梯形图册》判别故障，按《电气图册》、数控系统、伺服系统《维修手册》进行故障检查与排除。
4.2.11 伺服电源故障
1伺服变压器无输入电源。
2伺服变压器过热保护开关跳。
3伺服变压器损坏。
4伺服系统无输入电源。
原因分析：
1伺服变压器输入端断路器未合闸或跳闸。
2伺服变压器过流、过热。
3．A 外部电源超过机床电源要求。
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B 输出短路、串接；负荷过大等引起电流过大，温度升高，过热保护开关未跳，没有起到保护作用。
C 伺服变压器内部短路、断路。
4伺服变压器输出端接触器未吸合或断路器关断（跳闸）。
排除方法：
1 按《电气图册》中电源电路，测试检查，找出故障点及原因，排除故障，重新合闸。
2测试检查方法同上，排除故障后，关机使伺服变压器冷却与热过载开关复位后再开机。
3．A 同10.4.1项。
B 按《电气图册》中电源电路测试检查，找出故障点，排除电路故障，修理更换已损坏的伺服变压器。。
C 检查确认，修理更换已损坏的伺服变压器。
4按《电气图册》中电源电路与伺服控制电路测试检查，找出故障点，排除故障。
4.2.12 冷却系统不工作
冷却系统不工作。
1冷却电机过载保护热继电器脱扣。
2冷却电机损坏。
3冷却启动旋钮开关，旋至启动位置，冷却系统不工作。
原因分析：
1．A 冷却液过脏，冷却泵运转不畅或堵转过流。
B 电机电源线断线、短路、缺相或交流接触器触点损坏等引起电源缺相过流。
2．A 冷却电机内部短路或断路。
B 负载过重，电流超过额定值，过载保护热继电器未脱扣。
C 电机电源线断线、接触不良或交流接触器触点损坏等引起电源缺相。
3．A 冷却系统控制电路断线。
B 冷却启动、停止旋钮故障。
C 冷却启动接触器、继电器触点接触不良或损坏。
D 冷却泵电机损坏。
E CNC输出接口中冷却启/停接口故障。
排除方法：
- 16 -
1．A 清理冷却箱，将堵塞冷却泵的杂物清理掉，更换过脏冷却液，然后将热继电器复位。
B 按《电气图册》中冷却电机控制电路 测试检查，找出故障点，更换断线或已坏的接触器，排除故障，将热继电器复位。
2．A 测试检查，确认是电机内部损坏后，查明原因，排除故障，
更换已损坏的电机。
B 检查冷却电机过载保护热继电器的整定值，正确整定，排除电路中的故障后，更换损坏的热继电器与已损坏的电机。
C 按《电气图册》中冷却电机控制电路测试检查，找出故障点，更换断线或已坏的接触器，排除故障后再更换已损坏的电机。
3.A 按随机《电气图册》中冷却系统控制电路测试检查，找出故障点，排除故障，更换断线。
B 断电后，测试检查冷却启动、停止旋钮，确认损坏后，更换已损坏的旋钮。
C 断电后，测试检查冷却启动接触器、继电器，线圈与触点，找出故障点及原因，修理或更换已损坏的接触器或继电器。
D 按13.2项进行故障分析与修理。
E 方法同5.2.5 项。只是检查的接口改变
4.2.13 液压系统不工作
1液压电机过载热继电器脱扣。
2液压电机损坏。
3 机床总电源开关接通，紧停按钮释放后，液压系统不工作。
原因分析：
1．A 液压箱中过滤网堵塞，电机负载过重。
B 电机电源线断线、短路或交流接触器触点损坏等引起电源缺相过流。
C 液压压力调整不当引起负载加重，电机过载。
2．A 液压电机内部短路或断路。
B 负载过重，电机电流超过额定值，过载保护热继电器未跳。
3．A 液压控制电路断线。
B 液压启动接触器、继电器接触不良或损坏。
C 数控系统控制液压起动的输出接口损坏。
排除方法：
- 17 -
1．A 清洗过滤网，更换过脏的液压油，然后将热继电器复位。
B 按《电气图册》中液压系统控制电路测试检查，找出故障点，更换断线或已坏的接触器，排除故障，将热继电器复位。
C 按《使用说明书》重新调整液压压力，调试时用电流表监视电流不得超过电机额定电流值。
2．A 检查确认， 查明原因，排除故障后，更换已损坏的电机。
B 检查液压电机过载保护热继电器的整定值，更换已坏的热继电器。
C 清理液压箱，将堵塞液压泵的脏物清理掉，更换过脏的液压油。
3．A 按图测试检查，找出故障点，更换断线。
B 断电后，测试检查液压启动接触器、继电器，线圈与触点，找出故障点及原因，修理或更换已损坏的接触器或继电器。
C 方法同4.2.5 项。只是检查的接口改变
4.2.14 变频器故障报警
1变频器无输入电压或电源缺相。
2变频器无输出电压。
3变频器电源电压过高或过低。
4主轴电机不转。
5主轴电机旋转方向与指令方向相反。
6主轴电机转速不上升。
7变频器过电流停机。
8主轴电机转速不稳或不能平滑调节。
9变频器过压。
10变频器输出电压低压。
11变频器过热。
12主轴正常运行时，突然停机，机床操作面板上主轴报警指示灯亮。
原因分析：
参看《SAMCO-i 使用明书》和《电气图册》。
1．A 变频器电源输入端断路器跳闸（变频器过流内部故障或外部短路）或关断。 B 变频器电源输入端断路器损坏。
C 变频器电源线断线或接触不良。
2．A 变频器报警。
B 程序中未给主轴转速指令或主轴启动指令。
- 18 -
C 主轴正转或反转控制继电器接触不良或损坏。
D CNC输出紧停信号或紧停控制继电器接触不良，变频器输入了紧停信号。 E 变频器内部出故障或损坏。
3机床电源电压超标（超过±10%）
4．A 变频器主电路故障。
B 切削参数选择不当，负载过重电机堵转。
C 未给主轴正转与反转指令，模拟频度设定信号为0或控制电路故障。
D 输入了停止指令或紧停信号。
E 参数设定有错。
5．A 变频器输出端子连接有误（U 、V 、W ）。
B 主轴正反转控制电路连接有误。
6．A 上限频率限止。
B 切削参数选择不当，引起负载过重堵转。
7．A 电源电压超限或缺相。
B 负载过重。
C 变频器电流参数设定不当。
D 变频器负载侧有短路。
8．A 电源电压不稳。
B 负载有较大的波动。
C 外界噪声干扰
9．A 电源电压过高，超过10%以上。
B 变频器制动电阻损坏，无法及时释放反馈的能量而造成过压。
C 减速时间设定过短。
D 用时间过久，中间回路滤波电容失效（容量变小）或检测电路故障。
10．A 变频器输入电源电压过低或缺相。
B 变频器整流二极管损坏使整流电压降低。
11．A 环境温度过高。
B 变频器内部冷却风扇损坏或运转不正常。
C 负载过重.
12变频器保护或变频器报警，变频器停止工作。
排除方法：
- 19 -
出现故障后按《电气图册》中主轴控制电路与《SAMCO-i 使用说明书》中的方法进行故障分析与排除。
1．A 按主轴控制电路测试检查，查明故障原因，排除故障后，将断路器合闸。 B 检查确认后，更换已损坏的断路器。
C 按《电气图册》中主轴控制电路测试检查，找出故障点，更换断线，排除故障。
2．A 将电气控制柜打开，观察变频器报警显示的信息，然后按《SAMCO-i 使用说明书》中报警一览表查出报警内容、检查事项与措施。
B 检查程序，将漏给的主轴转速指令或主轴启动指令补上。
C 断电后，测试检查主轴正转或反转控制继电器的线圈与触点，找出故障点及原因，修理或更换已损坏的继电器。
D 按《电气图册》中主轴控制电路和紧停控制电路测试检查，找出故障点及原因，排除故障，更换已损坏的紧停控制继电器。
E 按《SAMCO-i 变频器使用说明书》中的方法进行故障分析与排除。
3按《电气图册》中电源电路测试检查，确认超标后，建议加装稳压电源。
4．A 测试检查变频器电源输入端（R 、S 、T ）和输出端（U 、V 、W ）`的电压是否正常，如果不正常，找出原因，排除故障，
B 检查主轴电机负载是否过重；电流是否超过额定值；电机是否堵转。重新选择切削参数（主轴转速、进给量、刀具、进给速度等）。
C 同14.2.2与14.2.3项。
D 同14.2.4项。
E 按《SAMCO-I 变频器使用说明书》中参数设定方法和机床《变频器参数表》检查参数（Cd010、Cd011、Cd001、Cd007、Cd050）确认有错后，重新设置，参数应与机床《变频器参数表》一致。
5．A 按《电气图册》中主轴控制电路检查变频器输出端接线是否有误，确认有误后，按图重新连接。
B 按《电气图册》中主轴控制电路检查CNC 输出的主轴正反向信号至变频器正反向输入信号连接是否有误，确认有误后，更正接线。
6．A 按《SAMCO-i 变频器使用说明书》和机床《变频器参数表》检查上限频率设置是否正确，确认有错后，更改上限频率参数，参数应与机床《变频器参数表》一致。参数号：Cd007。
B 机床加工时，可观察变频器上7段监视器显示的电机电流值，如超过电机额定电流值，证明负载过重。重新调整切削参数（主轴转速、进给速度、进给量、刀具等）。 - 20 -
7．A 同14.3项，并检查找出缺相原因，排除故障。
B 同14.6.2项。
C 按《SAMCO-i 变频器使用说明书》和机床《变频器参数表》检查设定的参数（电压频率曲线、加减速时间、电流等参数）；如有错，按机床《变频器参数表》重新设定
7．D 测试检查，找出故障点，排除故障。
8．A 同14.3。
B 调整负载或切削参数。
C 测试检查机床与变频器接地端接地是否牢靠正确；变频器模拟信号屏蔽是否良好；确保接地可靠，屏蔽正确有效。
9．A 同14.3项。
B 测试检查确认后，更换已损坏的制动电阻。
C 重新设定减速时间。
D 检查电容有无异味、变色、有无变形或漏液，确认后，更换电容。
10．A 按《电气图册》测试检查，找出故障点，排除故障。
B 测试检查确认，更换损坏的元件。
11．A 检查电柜内的通风轴流风机是否工作正常，风道有无堵塞，排除故障。 B 测试检查，找出故障原因，排除故障，更换已损坏的风扇。
C 同14.6.2项
12出现报警后，应打开电气控制柜，观察变频器上7段监视器显示的保护动作代号，并对照《SAMCO-i 使用说明书》中“保护动作一览表”和“报警一览表”查出报警原因，排除故障。
4.2.15 机床参数或加工程序丢失
原因分析：
1操作错误。
2电池电压过低（电池报警未及时更换电池）。
排除方法：
1 按随机数控系统《操作手册》和机床《使用说明书》要求正确操作, 并按《机床参数表》和程序单正确的将丢失的机床参数输入到数控系统中。
2按随机数控系统《维修手册》中电池更换操作方法，更换电池并按《机床参数表》和程序单正确的将丢失的机床参数和加工程序输入到数控系统中并核对检查。
- 21 -
4.2.16 系统报警，报警号：910～998
原因分析：
系统故障报警。
排除方法：
按《BEIJING-FANUC SEIES0TD维修说明书》中方法进行故障分析与维修。
4.2.17 按下数控系统启动按钮系统不启动
原因分析：
1 数控系统输入电源故障。
2 控制电路故障。
3控制电路有断线。
4电源无法接通。
5电源模块损坏。
排除方法：
1 检查数控系统输入电源电路（重点熔断器、断路器），排除故障。
2 检查控制电路，排除故障。
3测试检查找出断线，更换断线。
4 按《电气图册》中CNC 电源电路测试检查与维修。
5按数控系统《 维修说明书》中方法进行故障分析与维修。
4.2.18 C RT显示屏画面抖动或晃动
原因分析：
1接地断线或不正确，CRT 受干扰引起。
2信号线连接松动或接触不良、屏蔽不好。
3 CRT内部故障。
排除方法：
1 测试检查，更换断线或正确接线。
2检查CRT 信号线的连接状况，重新插接。
3请制造厂家协助解决。
4.2.19 超程报警
原因分析：
报警轴移动时超过行程极限。
- 22 -
排除方法：
按下报警释放按钮，同时
按报警轴相反方向移动按
钮，报警轴反向移动退出
极限位置，按CRT/MDI上
复位键解除报警。
注：
1、加工零件时，超程报警解除时要防止碰撞工件，损坏机床。
2、超程报警解除操作时，应先低速退出，确认方向正确后，方可快速。
4.2.20 伺服驱动系统受干扰
原因分析：
1 接地断线或接触不良。
2电机内装编码器电缆屏蔽不良。
3布线不符合要求。
4伺服驱动系统内部故障。
排除方法：
1测试检查接地线，确保接线正确牢靠；更换断线，重新连接。
2 按《电气图册》中动力电路测试检查。找出故障点，排除故障，确保屏蔽可靠。 3按要求布线。
4请制造厂家协助解决。
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5 数控车床维护与保养
5.1 点检
（1）点检是按有关维护文件的规定，对数控机床进行定点、定时的检查和维护。
（2）点检要求和内容:
专职点检—重点设备、部位（设备部门）
日常点检—一般设备的检查及维护（车间）
生产点检—开机前检查、润滑、日常清洁、
紧固等工作（操作者）
5.2 数控系统的日常维护
（1）机床电气柜的散热通风
门上热交换器或轴流风扇对控制柜的内外进行空气循环。（少开柜门）
（2）带阅读机的定期维护
对光电头、纸带压板定期进行防污处理
（3）支持电池的定期更换
在机床断电期间，有电池供电保持存储在COMS 器件内的机床数据
（4）检测反馈元件的维护
光电编码器、接近开关、行程开关与撞块、光栅等元件的检查和维护
（5）备用电路板的定期通电
备用电路板应定期装到CNC 系统上通电运行，长期停用的数控机床也要经常通电，利用电器元件本身的发热来驱散电气柜内的潮气。保证电器元件性能的稳定可靠。
5.3 电源的维护与保养
5.3.1 保养内容
（1）电压值是否正常，有否偏相；
（2）电气连接是否良；
（3）开关是否有效；
（4）电器、接触器是否正常工作；
（5）热继电器、电弧抑制器等保护器件是否有效；
（6）电气柜防尘滤网、冷却风扇是否正常；
- 24 -
（7）二极管保护—直流电感元件在断电时，在线圈着将产生较大的感应电动势并联的二极管可减少对控制电路
5.4 数控机床的抗干扰
5.4.1 电磁波干扰
电火花、中、高频电加热设备的电源都会产生强烈的电磁波，通过空间传播被附近的数控系统所接受，如果能量足够就会干扰数控机床的正常工作。（远离这些设备）
5.4.2 供电线路干扰
入电压过压或欠压引起电源报警而停机电源波形畸变*引起错误信息会导致CPU 停止运行
5.4.3 信号传输干扰
数控信号在传递过程中受到外界的干扰模干扰—干扰电压叠加在有用信号上，由绝缘不良、漏电阻及供电线路等引入。共模干扰—干扰电压对二根或以上信号线的干扰大小相等、相位相同。装置的 共模抑制比较高，影响不大。当不平衡时，一部分转为串模。
5.4.4 抗干扰措施
（1）减少供电线路的干扰
A 、数控机床远离具有中、高频电源的设备
B 、数控机床不要和大功率且频繁起、停的设备在同一供电干线上
C 、在电源电压波动较大的地区，加稳压电源
D 、动力线和信号线分开走线
E 、信号线采用屏蔽线或双绞线
F 、控制线和电源线相交时，要采用直角相交
（2）减少机床控制中的干扰
A 、压敏电阻保护（浪涌吸收器）—可对线路中的瞬变、尖蜂等噪声进行保护
B 、阻容保护—交流接触器和电机频繁起停时，因电磁感应会在机床电路中产生浪涌或尖蜂，可抑制、吸收干扰噪声
C 、续流二极管保护—直流电感元件在断电时，在线圈着将产生较大的感应电动势并联的二极管可减少对控制电路的干扰
（3）屏蔽技术（电磁、静电屏蔽）
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A 、信号线采用屏蔽线（铜质网状）、穿在铁质蛇皮管或铁管中
B 、关键元件或组件采用金属容器屏蔽
（4）保证“接地”良好
“接地”是数控机床安装中一项关键的抗干扰技术措施。电网的许多干扰都市通过“接地”对机床起作用的。
A 、信号地——用来提供电信号的基准电压（0V ）
B 、框架地——是以安全性及防止外来噪声和内部噪声为目的的地线系统。它是装置的面板、单元的外壳、操作板及各装置间接口的屏蔽线
C 、系统地——是将框架地和大地相连接
接地要可靠（接地电阻应小于10欧姆）
接地线要粗（应大于电源线的截面积）
- 26 -
结 论
本文从数控机床故障的产生论述到数控机床故障的解决。可以清楚地知道数控机床是技术含金量很高的设备，在使用过程中要严格遵照使用要求。设备出现问题后，要及时冷静地进行故障诊断，寻找合适的方法解决问题。机床修理人员要注重实践，在实践中不断提高自己的水平，要多问、多阅读、多观察、多思考、多实践、多讨论交流、多总结。只有当自身的水平提高了，数控机床的修理过程才能更迅速，才能更好地提高工作效率，多创效益
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参 考 文 献
[1] 龚仲华，数控机车故障诊断与维修500例，北京：机械工业出版社出，2005
[2] 世界机床发展的五大趋势，中国数控技术网
[3] 周明德，微型计算机系统原理及应用（第四版），机械工业出版社，2004
[4] 数控加工技术概述，中国数控技术网，2003
[5] 数控编程及其发展，中国数控技术网，2003
[6] 王风蕴、张超英，数控原理与典型数控系统，北京：高等教育出版社出版，2003
[7] 刘永久，数控机车故障诊断与维修技术，北京；机械工业出版社出版，2005
[8] 王润孝、秦观生，机床数控原理与系统，西北工业大学出版社2000.9
[9] 张建钢、胡大泽，数控技术，华中科技大学出版社，2000.8
[10] 江思明，电路工程设计-Protel99实例演练，人民邮电出版社，2000.6
[11] 张涛、李立宗，数控技术的现状与发展趋势，中国数控技术网，2003 [12]
[12] 叶辉，图解NC 数控系统——FANUC 0i系统维修技巧，北京：机械工业出版社出版，2004
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摘 要
1952年，计算机技术应用到了机床上，在美国诞生了第一台数控机床。从此，传统机床产生了质的变化。近半个世纪以来，数控系统经历了两个阶段和六代的发展。数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，它对关系国计民生的一些重要行业（IT 、汽车、轻工、医疗等）的发展也起着越来越重要的作用（因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势）。数控机床是机电一体化在机械加工领域中的典型产品，具有高精度、高效率和高适应性的特点。数控机床已在我国批量生产、大量引进和推广使用，它们给机械制造业的发展创造了条件，并带来了很大的经济效益。由于机床数控系统的先进性、复杂性和智能化高的特点，若其任何部分发生故障与失效现象，都会使数控机床停机，从而造成生产停顿。因此，对数控车床的故障进行诊断与排除就显得十分必要。而在数控车床的故障进行诊断与排除问题中, 数控系统的故障的处理所占的比例是主要部分的。
关键词：数控机床；维护；故障处理
目 录
摘 要 ....................................................................................................... I
引 言 ...................................................................................................... 1
1 绪论 .......................................................................................................... 2
1.1 数控机床的概念 ..................................................................................... 2
1.2 数控机床的组成 ..................................................................................... 2
1.3 数控诊断技术的发展 ............................................................................. 2
1.3.1 通讯诊断(远程、海外诊断） . ........................................................................ 2
1.3.2 自修复系统 . ..................................................................................................... 2
1.3.3 人工智能专家故障诊断系统 . ......................................................................... 3
2.1 对故障常识的了解 ................................................................................. 4
2.1.1 故障的基本概念 . ............................................................................................. 4
2.1.2 故障的分类 . ..................................................................................................... 4
2.1.3 数控系统的可靠性 . ......................................................................................... 4
2.1.4 数控机床维修的特点 . ..................................................................................... 5
2.2 对人员的基本要求 ................................................................................. 5
2.3 对排故手段的要求 ................................................................................. 6
2.4 排故前的准备工作 ................................................................................. 6
2.5 现场排故与维修 ..................................................................................... 6
3 机床数控系统故障诊断及其诊断方法 . ................................................. 7
2.1 数控系统的故障诊断 ............................................................................. 7
2.1.1 初步判别 . ......................................................................................................... 7
2.1.2 报警处理 . ......................................................................................................... 7
2.1.3 无报警或无法报警的故障处理 . ..................................................................... 7
2.2 数控机床故障诊断原则和方法 . ............................................................ 7
2.2.1 数控机床故障诊断原则 . ................................................................................. 7
2.2.2 直观法 . ............................................................................................................. 8
2.2.3 仪器测量比较法 . ............................................................................................. 8
2.2.4 用可编程序控制器进行PLC 中断状态分析 . ................................................ 8
2.2.5 诊断备板置换法 . ............................................................................................. 8
2.2.6 利用系统的自诊断功能判断 . ......................................................................... 8
2.2.7 交换法 . ............................................................................................................. 9
2.2.8 敲击法 . ............................................................................................................. 9
4 常见故障举例和原因分析 .................................................................... 10
4.1 故障条目 ............................................................................................... 10
4.2 数控纵切车床故障分析与排除 . .......................................................... 10
4.2.1 主轴弹簧夹头打不开 . ................................................................................... 11
4.2.2 接料器不动作或动作不正确 . ....................................................................... 11
4.2.3 中心架夹头与棒料咬死 . ............................................................................... 11
4.2.4 主轴报警指示灯亮 . ....................................................................................... 12
4.2.5 冷却液 . ........................................................................................................... 12
4.2.6 液压压力不够。 . ........................................................................................... 12
4.2.7 机床加工零件时，噪声大 . ........................................................................... 13
4.2.8 回零重复性差或参考点位置偏差 . ............................................................... 13
4.2.9 接通总电源开关后电源指示灯不亮 . ........................................................... 14
4.2.10 控制电源故障 . ............................................................................................. 15
4.2.11 伺服电源故障 . ............................................................................................. 15
4.2.12 冷却系统不工作 . ......................................................................................... 16
4.2.13 液压系统不工作 . ......................................................................................... 17
4.2.14 变频器故障报警 . ......................................................................................... 18
4.2.15 机床参数或加工程序丢失 . ......................................................................... 21
4.2.16 系统报警，报警号：910～998 . ................................................................. 22
4.2.17 按下数控系统启动按钮系统不启动 . ......................................................... 22
4.2.18 C RT显示屏画面抖动或晃动 ..................................................................... 22
4.2.19 超程报警 . ..................................................................................................... 22
4.2.20 伺服驱动系统受干扰 . ................................................................................. 23
5 数控车床维护与保养 ............................................................................ 24
5.1 点检 ....................................................................................................... 24
5.2 数控系统的日常维护 ........................................................................... 24
5.3 电源的维护与保养 ............................................................................... 24
5.3.1 保养内容 . ....................................................................................................... 24
5.4 数控机床的抗干扰 ............................................................................... 25
5.4.1 电磁波干扰 . ................................................................................................... 25
5.4.2 供电线路干扰 . ............................................................................................... 25
5.4.3 信号传输干扰 . ............................................................................................... 25
5.4.4 抗干扰措施 . ................................................................................................... 25
结 论 .................................................................................................... 27 致 谢 .................................................................... 错误！未定义书签。
参 考 文 献 .............................................................................................. 28
引 言
从引数控技术是现代机械制造工业的重要技术装备，也是先进制造技术的基础技术装备。随着电子技术的不断发展，数控机床在我国的应用越来越广泛，但由于数控机床系统及其复杂，又因大部分具有技术专利，不提供关键的图样和资料，所以数控机床的维修成为了一个难题。论文将涉及数控机床简单介绍、故障现象描述或给出典型实例、故障的成因的分析和论证、故障诊断过程及消除故障的措施等内容。本论文将参考相关资料，根据自己的实际实习经验进行编写，力求为广大数控机床维修者提供可借鉴的经验。
1 绪论
1.1 数控机床的概念
数控（NC ）机床是一种通过编码指令编制零件加工程序，使刀具沿着程序编制的轨迹自动定位的机床。它是以数控系统为代表的新技术对传统机械制造业渗透而形成的机电一体化产品；数控机床的核心是它的控制单元即数控系统。其技术范围履盖很多领域，包括：(1)机械制造技术；(2)信息处理、加工、传输技术：(3)自动控制技术；(4)伺服驱动技术；(5)传感器技术：(6)软件技术等
1.2 数控机床的组成
数控机床由数控装置、伺服驱动装置、检测反馈装置和机床本体四大部分组成，再加上程序的输入/输出设备、可编程控制器、电源等辅助部分。
(1)数控装置(数控系统的核心) 由硬件和软件部分组成，接受输入代码经缓存、译码、运算插补）等转变成控制指令，实现直接或通过PLC 对伺服驱动装置的控制。
(2)伺服驱动装置是数控装置和机床主机之间的联接环节，接受数控装置的生成的进给信号，经放大驱动主机的执行机构，实现机床运动。
(3)检测反馈装置是通过检测元件将执行元件（电机、刀架）或工作台的速度和位移检测出来，反馈给数控装置构成闭环或半闭环系统。
(4)机床本体是数控机床的机械结构件（床身箱体、立柱、导轨、工作台、主轴和进给机构等）。
1.3 数控诊断技术的发展
1.3.1 通讯诊断(远程、海外诊断） 用户机床的通讯口通过电话线和维修中心的专用通讯诊断计算机相连机发诊断程序用户测试数据 计算机诊断结果和处理方法 用户
特点：实用简便；有一定的局限性。
1.3.2 自修复系统
当诊断软件发现数控机床在运行中某一模块有故障时，系统在CRT 上显示的同 时，自动寻找备用模块并接上。
特点：实用但成本比较高，而且只适合总线结构的CNC 系统。 计算
1.3.3 人工智能专家故障诊断系统
图1.1 人工智能专家故障诊断系统流程
1.3.4 人工神经元网络(ANN)诊断
ANN 具有联想、容错、记忆、自适应、自学习和处理复杂多模式故障等特点。这种方法将被诊断的系统的症状作为网络的输入，将按一定数学模型所求得的故障原因作为网络的输出并且神经网络将经过学习所得到的知识以分布的方式隐存在网络上，每个输出神经元对应着一个故障原因。
2 数控机床故障常用诊断方法
2.1 对故障常识的了解
2.1.1 故障的基本概念
故障—数控机床全部或部分丧失原有的功能。
故障诊断—在数控机床运行中，根据设备的故障现象，在掌握数控系统各部分工作原理的前提下，对现行的状态进行分析，并辅以必要检测手段，查明故障的部位和原因。提出有效的维修对策。
2.1.2 故障的分类
（1）从故障的起因分类
关联性故障—和系统的设计、结构或性能等缺陷有关而造成（分固有性和随机性）。 非关联性故障—和系统本身结构与制造无关的故障。
（2）从故障发生的状态分类
突然故障—发生前无故障征兆，使用不当。
渐变故障—发生前有故障征兆，逐渐严重。
（3）按故障发生的性质分类
软件故障—程序编制错误、参数设置不正确、机床操作失误等引起。
硬件故障—电子元器件、润滑系统、限位机构、换刀系统、机床本体等硬件损 坏造成。
干扰故障—由于系统工艺、线路设计、电源地线配置不当等以及工作环境的恶劣变化而产生。
（4）按故障的严重程度分类
危险性故障—数控系统发生故障时，机床安全保护系统在需要动作时，
因故障失去保护动作，造成人身或设备事故。
安全性故障—机床安全保护系统在不需要动作时发生动作，引起机床不能起动。
2.1.3 数控系统的可靠性
数控机床除了具有高精度、高效率和高技术的要求外，还应该具有高可靠性。 衡量的指标有：
MTBF —平均无故障时间
MTTR —排除故障的修理时间
平均有效度A ：
A=MTBF/（MTBF+MTTR）
设备故障概率与使用寿命关系图
2.1.4 数控机床维修的特点
（1）数控机床是高投入、高精度、高效率的自动化设备；
（2）一些重要设备处于关键的岗位和工序，因故障停机时，影响产量和质量；
（3）数控机床在电气控制系统和机械结构比普通机床复杂，故障检测和诊断有一定的难度。
2.2 对人员的基本要求
（1）应熟悉掌握数控机床的操作技能，熟悉编程工作，了解数控系统的基本工作原理与结构组成；
（2）必须详细熟读数控机床有关的各种说明书，了解有关规格、操作说明、维修说明，以及系统的性能、结构布局、电缆连接、电气原理图和机床PLC 梯形图等；
（3）除会用传统仪器仪表工具外，还应具备使用多通道示波器、逻辑分析仪和频谱分析仪等现代化、智能化仪器的技能；
（4）在完成一次故障诊断及排除故障过程后，应能对诊断排除故障工作，进行总结；
（5）能做好故障诊断及维护记录，分析故障产生的原因及排除故障的方法，归类存档；
（6）知识面广，掌握计算机技术、模拟与数字电路基础、自动控制与电机拖动、检测技术及机械加工工艺方面的基础知识与具备一定的外语水平。
2.3 对排故手段的要求
（1）准备好常用备品、配件并随时可以得到微电子元器件的实际供应；
（2）必要的维修工具、仪器、仪表、接线、微机等；
（3）完整资料、手册、线路图、维修说明书(包括CNC 操作说明书) 以及接口、调整与诊断、PLC 说明书等：
2.4 排故前的准备工作
接到用户的直接要求后，应尽可能直接与用户联系，以便尽快地获取现场及故障信息。如数控机床的进给与主轴驱动型号、报警指示或故障现象、用户现场有无备件等。
2.5 现场排故与维修
对数控机床出现的故障(主要是数控系统部分) 进行诊断，找出故障部位过程的关键是诊断，即对系统或外围线路进行检测，确定有无故障，并对故障定位指出故障的确切位置。从整机定位到插线板，在某些场合下要定位到元器件。
3 机床数控系统故障诊断及其诊断方法
2.1 数控系统的故障诊断
数控系统的故障诊断一般有故障检测、故障判断、隔离及故障定位三个阶段。第一个阶段的故障检测是对数控系统进行测试，判断是否存在故障；第二阶段是判断故障性质，并分离出故障部件或模块；第三阶段是将故障定位到可以更换的模块或印制线路板上，以缩短修理时间。
2.1.1 初步判别
通常在资料较全时，可通过资料分析判断故障所在，或采取接口信号法，根据故障现象判别可能发生故障的部位，而后再按照故障与这一部位的具体特点，逐个部位检查，初步判别。
2.1.2 报警处理
（1）系统报警的处理：数控系统发生故障时，一般在显示屏或操作面板上给出故障报警信号和相应的信息。通常系统的操作手册中都有详细的报警信号、报警内容和处理方法。由于系统的报警设置单一、齐全，维修时可根据每一报警后面给出的信息与处理办法自行处理；
（2）机床报警和操作信息的处理：机床制造厂根据机床的电气特点，应用PLC 程序，将一些能反映机床接口电气控制方面的故障或操作信息以特定的标志，通过显示器给出，并可通过特定键，看到更详尽的报警说明。
2.1.3 无报警或无法报警的故障处理
当系统的PLC 无法运行，系统已停机或系统没有报警但工作不正常时，需要根据故障发生前后的系统状态信息，运用已掌握的理论基础进行分析，做出正确的判断。
2.2 数控机床故障诊断原则和方法
2.2.1 数控机床故障诊断原则
（1）先外部后内部。数控机车是集机械、液压、电气为一体的机床，故其故障的发生也我由这三者综合反映出来。维修人员应该由外向内逐一进行排查。尽量避免随意地启封、拆卸，否者会扩大故障，使机床丧失精度，降低性能。
（2）先机械后电气。一般说来，机械故障容易发觉，而数控系统的故障的诊断难度较大。在故障的检修之前，首先排除机械的故障。
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（3）先静后动。先在机车断电的静止状态下，通过了解，观察测试，分析确认为非破坏性故障，必须先排除危险后，方可以通电。
（4）先简单后复杂。当出现多种故障相互交织掩盖，一时无从下手时，先先解决容易的问题，后解决难度较大的问题。往往简单的解决了，难度大 问题也简单化了。
2.2.2 直观法
主要采用目测、手摸、通电等实用方法。
2.2.3 仪器测量比较法
当系统发生故障后，采用常规电工检测仪器，按系统电路图及机床电路图对故障部分的电压、电源、脉冲信号等进行实测，将正常值与故障时的值相比较，可以分析出故障的原因及故障的所在位置。
2.2.4 用可编程序控制器进行PLC 中断状态分析
可编程序控制器发生故障时，其中断原因以中断堆栈的方式记忆。使用编程器可以在系统停止状态下，调出中断堆栈和块堆栈，按其所指示的原因查明故障所在。
2.2.5 诊断备板置换法
现代数控系统大都采用模块化设计，按功能不同划分不同模块，可以根据模块的功能与故障现象，初步判断出可能的故障模块，用诊断备件将其替换，这样可迅速判断出有故障的模块。利用备用的电路板来替换有故障疑点的模板，这是一种陕速而简便的判断故障原因的方法，常用于CNC 系统的功能模块，如CRT 模块、存储器模块等。例如有一数控系统开机后即无显示，即可判断CRT 模块是否有故障。需要注意的是，备板置换前，应检查有关电路，以免由于短路而造成好板损坏，同时还应检查试验板上的选择开关和跨接线是否与原模板一致，有些模板还要注意板上电位器的调整。
2.2.6 利用系统的自诊断功能判断
现代数控系统尤其是全功能数控系统具有很强的自诊断能力，通过实施时监控系统各部分的工作，及时判断故障，给出报警信息，并做出相应的动作，避免事故发生。然而有时当硬件发生故障时，就无法报警，有的数控系统可通过发光管不同的闪烁频率或不同的组合做出相应的指示，这些指示配合使用就可帮助我们准确地诊断出故障模板的位置。
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2.2.7 交换法
在数控机床中，常有功能相同的模块或单元，将相同模块或单元互相交换，观察故障转移的情况，就能快速确定故障的部位。这种方法常用于伺服进给驱动装置的故障检查，也可用于两台相同数控系统间相同模块的互换。
2.2.8 敲击法
数控系统由各种电路板组成，每块电路板上会有很多焊点，任何虚焊或接触不良都可能出现故障。若用绝缘物轻轻敲打不良疑点的电路板、接插件或元器件时，若故障出现，则故障很可能就在敲击的部位。对上述故障诊断方法有时要用几种方法同时进行故障综合分析，快速诊断出故障的部位，从而能快速排除故障。
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4 常见故障举例和原因分析
以针对数控纵切车床的故障和原因进行分析。
4.1 故障条目
故障条目如下：
1、主轴弹簧夹头打不开。
2、接料器不动作或动作不正确。
3、中心架夹头与棒料咬死。
4、主轴报警指示灯亮。
5、冷却液漏或冷却液流量不够。
6、液压压力不够。
7、机床加工零件时，噪声大。
8、回零重复性差或参考点位置偏差。
9、接通总电源开关后，电源指示灯（HL1）不亮。
10、控制电源故障（无控制电压等）。
11、伺服电源故障（无输入电压等）。
12、冷却系统不工作。
13、液压系统不工作。
14、变频器故障报警。
15、机床参数或加工程序丢失。
16、系统报警，报警号：910～998。
17、按下系统启动按钮，系统不启动。
18、CRT 显示屏画面抖动或晃动。
19、超程报警。
20、伺服驱动系统受干扰。
4.2 数控纵切车床故障分析与排除
数控纵切车床故障警告：
（1）机床维修之前应首先阅读随机技术文件、资料，弄清原理后再进行修理。
（2）故障检查与排除时，关断电源后，方可插、拔插头、连接器或拆卸电气元器件；检修操作过程中必须遵守安全操作规程如表4.2。
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4.2.1 主轴弹簧夹头打不开
原因分析：
(1)主轴夹紧推套与主轴内孔咬住。
(2)主轴推套内的扁弹簧失效。
(3)主轴夹紧调整的不当(过紧或过松) 。
排除方法：
(1) 应将主轴前螺帽拆下，取下弹簧夹头和推套（推套过紧时可采用取下螺帽后将操作面板上的主轴夹紧/放松旋钮开关置于“夹紧”位置将推套顶出），此时可适当修研推套外圆的咬合点至与主轴内孔推动灵活即可。注意不得将间隙修得大于0.01mm 。
(2) 更换主轴推套内失效的扁弹簧。
(3) 重新调整主轴推套并紧螺母。
4.2.2 接料器不动作或动作不正确
原因分析：
(1)接料器给铁屑卡住。
(2)液压系统接料换向阀堵塞。
(3)接料换向阀电源插头接触不良、断线或线圈损坏。
排除方法：
(1)拆下接料器进行清洗后重新装复与调整。
(2)拆下接料换向阀进行清洗后，重新装复与调整。
(3)检查接料换向阀插头座、电磁阀线圈和连线，更换损坏的插头座或线圈。
4.2.3 中心架夹头与棒料咬死
原因分析：
(1) 固定中心架弹簧夹头与棒料之间的间隙调整过紧。
(2)棒料弯曲度或直径变化过大。
(3)由于材料偏软，造成咬死。
排除方法：
(1) 按机床《使用说明书》中的方法重新调整间隙。（调中心架后并紧螺母，以不咬死棒料为准。）
(2)棒料校直或选用h7公差的冷拉棒料。
(3) 建议用回转中心架。
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4.2.4 主轴报警指示灯亮
原因分析：
主轴变频器报警引起。
排除方法：
按变频器故障分析及维修进行检修。
4.2.5 冷却液
（1）冷却液漏。
（2）冷却液流量不够。
原因分析：
（1）A ．冷却箱冷却液加的过满。
B. 冷却管老化破裂。
(2) A冷却箱过脏，引起电泵堵塞。
B 冷却管堵塞或变形. 。
C 冷却箱中冷却液过少。
排除方法：
A 减少冷却箱中的冷却液。
B 更换冷却管。
(2) A 清洗冷却箱和电泵，更换过脏的冷却液。
B 清洗冷却箱和电泵，更换过脏的冷却液。
C 加冷却液。
4.2.6 液压压力不够。
原因分析
(1) 液压箱温度过高，液压油变稀，压力下降。
(2)液压压力调整不当。
(3)油路堵塞，压力不够。
(4)液压箱中的液压油过少。
排除方法
(1) 检查引起油温过高的原因，排除故障，关机冷却后再启动。
(2) 按机床《使用说明书》中的要求，重新调整。
(3)清洗油路或更换堵塞的油管。
(4)加液压油。
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4.2.7 机床加工零件时，噪声大
原因分析：
1棒料的不直度直接影响到机床的工作噪声。
2 机床使用已久，滚珠丝杆间隙增大。
3 运动轴轴承座润滑不良，轴承磨损或损坏。
4其它机械故障引起加工噪声大。
5工装夹具、刀具或切削参数迁择不当。
6伺服电机、主轴电机轴承润滑不良或损坏。
排除方法：
1对棒料进行校直处理，一般棒料的弯曲度不得大于0.5mm/m。
2修磨滚珠丝杆螺母调整垫片，重调间隙。
3加长效润滑脂，更换已损坏的轴承，重调轴承预紧力。
4检查机床，找出引起噪声大的原因，并排除。
5根据所加工的工件，重新选择刀具和切削参数。
6检查确认，加润滑脂，更换已损坏的轴承。伺服电机、主轴噪声增大，应停机检查。
4.2.8 回零重复性差或参考点位置偏差
1回零重复性不稳。
2机床返回参考点操作时，CRT 显示90号报警。
3返回参考点位置出现偏差。
原因分析：
1．A 滚珠丝杆间隙增大。
B 回零轴轴承座润滑不良，轴承磨损或损坏。
C 回零减速开关或挡块松动, 引起回零重复性不稳。
2 返回参考点位置异常。
3A 参考计数器的容量设置不正确。
B 回零减速开关或挡块变动, 引起参考点位置偏差。
C 机床刚接通电源时，没有执行返回参考点。
D 相应轴的伺服参数设置不正确或被修改
E 伺服电机与机床之间的连接松动或不正确
F 干扰引起
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G 轴卡不良
排除方法：
1 A修磨滚珠丝杆螺母调整垫片，重调间隙。
B 加润滑脂，更换损坏的轴承。
C 检查回零减速开关或挡块是否松动, 并将其紧固牢固。
．2参照“第3章第3节CNC 系统的故障分析”中进行故障测试检查与排除。
3．A 参照“第3章第3节CNC 系统的故障分析”中3.4项。
B 按《BEIJING- FANUC SEIES 0-TD维修说明书》中3.3.17节方法重新设置。
C 重新调整回零减速开关和挡块位置, 并固定牢靠。
D 重新进行返回参考点操作。
E 重新调试与设置伺服参数.
F 检查伺服电机与机床之间的连接，排除故障。
G 检查编码器的屏蔽是否良好；编码器与CNC 之间的反馈电缆是否有断线或接触不良；排除干扰故障。
4.2.9 接通总电源开关后电源指示灯不亮
原因分析
1外部电源开关未接通。
2 电源进线熔断器熔芯或机床总熔断器熔芯断。
3 机床电源进线断。
4机床总电源开关损坏。
5控制变压器输入端熔断器熔芯熔断（或断路器跳）。
6 指示灯控制电路中熔断器熔芯断或断线。
7电源指示灯灯泡坏。
排除方法：
1 将外部电源开关接通。
2 查出原因，排除故障后更换熔断器熔芯。
3 查出断线原因，更换断线
4将机床总电源开关接通或更换损坏的电源开关
5 测试检查，找出引起故障的原因，排除故障，更换熔芯（或断路器复位）。 6测试检查，找出引起故障的原因，排除故障，更换熔芯或断线。
7 更换灯泡。
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4.2.10 控制电源故障
1控制变压器输入端熔断器熔芯熔断（或断路器跳）。
2 整流模块或直流电源损坏。
3电源连接线接触不良或断线。
4控制变压器损坏。
原因分析：
1 变压器内部短路、连接线短路，电流过大。
2 因直流侧短路、过流、过压、过热等造成。
3 螺钉松动，导线碰断等。
4．A 外部电源引起（超过机床电源要求）。
B 熔断器、断路器的电流值过大，没有起到保护作用；电源短路、串接；负荷过大等。
排除方法：
1按《电气图册》中电源电路测试检查，找出故障点及原因，排除故障，更换熔芯（或将断路器复位）。
2方法同上，更换已损坏的整流模块或直流电源。
3 更换断线，对接触不良点重新连接。
4．A 建议加装稳压电源。
B 按《电气图册》测试检查，找出引起损坏的原因，排除故障后，更换新控制变压器。
注：故障分析与排除时应用数控系统自诊断功能和《梯形图册》判别故障，按《电气图册》、数控系统、伺服系统《维修手册》进行故障检查与排除。
4.2.11 伺服电源故障
1伺服变压器无输入电源。
2伺服变压器过热保护开关跳。
3伺服变压器损坏。
4伺服系统无输入电源。
原因分析：
1伺服变压器输入端断路器未合闸或跳闸。
2伺服变压器过流、过热。
3．A 外部电源超过机床电源要求。
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B 输出短路、串接；负荷过大等引起电流过大，温度升高，过热保护开关未跳，没有起到保护作用。
C 伺服变压器内部短路、断路。
4伺服变压器输出端接触器未吸合或断路器关断（跳闸）。
排除方法：
1 按《电气图册》中电源电路，测试检查，找出故障点及原因，排除故障，重新合闸。
2测试检查方法同上，排除故障后，关机使伺服变压器冷却与热过载开关复位后再开机。
3．A 同10.4.1项。
B 按《电气图册》中电源电路测试检查，找出故障点，排除电路故障，修理更换已损坏的伺服变压器。。
C 检查确认，修理更换已损坏的伺服变压器。
4按《电气图册》中电源电路与伺服控制电路测试检查，找出故障点，排除故障。
4.2.12 冷却系统不工作
冷却系统不工作。
1冷却电机过载保护热继电器脱扣。
2冷却电机损坏。
3冷却启动旋钮开关，旋至启动位置，冷却系统不工作。
原因分析：
1．A 冷却液过脏，冷却泵运转不畅或堵转过流。
B 电机电源线断线、短路、缺相或交流接触器触点损坏等引起电源缺相过流。
2．A 冷却电机内部短路或断路。
B 负载过重，电流超过额定值，过载保护热继电器未脱扣。
C 电机电源线断线、接触不良或交流接触器触点损坏等引起电源缺相。
3．A 冷却系统控制电路断线。
B 冷却启动、停止旋钮故障。
C 冷却启动接触器、继电器触点接触不良或损坏。
D 冷却泵电机损坏。
E CNC输出接口中冷却启/停接口故障。
排除方法：
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1．A 清理冷却箱，将堵塞冷却泵的杂物清理掉，更换过脏冷却液，然后将热继电器复位。
B 按《电气图册》中冷却电机控制电路 测试检查，找出故障点，更换断线或已坏的接触器，排除故障，将热继电器复位。
2．A 测试检查，确认是电机内部损坏后，查明原因，排除故障，
更换已损坏的电机。
B 检查冷却电机过载保护热继电器的整定值，正确整定，排除电路中的故障后，更换损坏的热继电器与已损坏的电机。
C 按《电气图册》中冷却电机控制电路测试检查，找出故障点，更换断线或已坏的接触器，排除故障后再更换已损坏的电机。
3.A 按随机《电气图册》中冷却系统控制电路测试检查，找出故障点，排除故障，更换断线。
B 断电后，测试检查冷却启动、停止旋钮，确认损坏后，更换已损坏的旋钮。
C 断电后，测试检查冷却启动接触器、继电器，线圈与触点，找出故障点及原因，修理或更换已损坏的接触器或继电器。
D 按13.2项进行故障分析与修理。
E 方法同5.2.5 项。只是检查的接口改变
4.2.13 液压系统不工作
1液压电机过载热继电器脱扣。
2液压电机损坏。
3 机床总电源开关接通，紧停按钮释放后，液压系统不工作。
原因分析：
1．A 液压箱中过滤网堵塞，电机负载过重。
B 电机电源线断线、短路或交流接触器触点损坏等引起电源缺相过流。
C 液压压力调整不当引起负载加重，电机过载。
2．A 液压电机内部短路或断路。
B 负载过重，电机电流超过额定值，过载保护热继电器未跳。
3．A 液压控制电路断线。
B 液压启动接触器、继电器接触不良或损坏。
C 数控系统控制液压起动的输出接口损坏。
排除方法：
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1．A 清洗过滤网，更换过脏的液压油，然后将热继电器复位。
B 按《电气图册》中液压系统控制电路测试检查，找出故障点，更换断线或已坏的接触器，排除故障，将热继电器复位。
C 按《使用说明书》重新调整液压压力，调试时用电流表监视电流不得超过电机额定电流值。
2．A 检查确认， 查明原因，排除故障后，更换已损坏的电机。
B 检查液压电机过载保护热继电器的整定值，更换已坏的热继电器。
C 清理液压箱，将堵塞液压泵的脏物清理掉，更换过脏的液压油。
3．A 按图测试检查，找出故障点，更换断线。
B 断电后，测试检查液压启动接触器、继电器，线圈与触点，找出故障点及原因，修理或更换已损坏的接触器或继电器。
C 方法同4.2.5 项。只是检查的接口改变
4.2.14 变频器故障报警
1变频器无输入电压或电源缺相。
2变频器无输出电压。
3变频器电源电压过高或过低。
4主轴电机不转。
5主轴电机旋转方向与指令方向相反。
6主轴电机转速不上升。
7变频器过电流停机。
8主轴电机转速不稳或不能平滑调节。
9变频器过压。
10变频器输出电压低压。
11变频器过热。
12主轴正常运行时，突然停机，机床操作面板上主轴报警指示灯亮。
原因分析：
参看《SAMCO-i 使用明书》和《电气图册》。
1．A 变频器电源输入端断路器跳闸（变频器过流内部故障或外部短路）或关断。 B 变频器电源输入端断路器损坏。
C 变频器电源线断线或接触不良。
2．A 变频器报警。
B 程序中未给主轴转速指令或主轴启动指令。
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C 主轴正转或反转控制继电器接触不良或损坏。
D CNC输出紧停信号或紧停控制继电器接触不良，变频器输入了紧停信号。 E 变频器内部出故障或损坏。
3机床电源电压超标（超过±10%）
4．A 变频器主电路故障。
B 切削参数选择不当，负载过重电机堵转。
C 未给主轴正转与反转指令，模拟频度设定信号为0或控制电路故障。
D 输入了停止指令或紧停信号。
E 参数设定有错。
5．A 变频器输出端子连接有误（U 、V 、W ）。
B 主轴正反转控制电路连接有误。
6．A 上限频率限止。
B 切削参数选择不当，引起负载过重堵转。
7．A 电源电压超限或缺相。
B 负载过重。
C 变频器电流参数设定不当。
D 变频器负载侧有短路。
8．A 电源电压不稳。
B 负载有较大的波动。
C 外界噪声干扰
9．A 电源电压过高，超过10%以上。
B 变频器制动电阻损坏，无法及时释放反馈的能量而造成过压。
C 减速时间设定过短。
D 用时间过久，中间回路滤波电容失效（容量变小）或检测电路故障。
10．A 变频器输入电源电压过低或缺相。
B 变频器整流二极管损坏使整流电压降低。
11．A 环境温度过高。
B 变频器内部冷却风扇损坏或运转不正常。
C 负载过重.
12变频器保护或变频器报警，变频器停止工作。
排除方法：
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出现故障后按《电气图册》中主轴控制电路与《SAMCO-i 使用说明书》中的方法进行故障分析与排除。
1．A 按主轴控制电路测试检查，查明故障原因，排除故障后，将断路器合闸。 B 检查确认后，更换已损坏的断路器。
C 按《电气图册》中主轴控制电路测试检查，找出故障点，更换断线，排除故障。
2．A 将电气控制柜打开，观察变频器报警显示的信息，然后按《SAMCO-i 使用说明书》中报警一览表查出报警内容、检查事项与措施。
B 检查程序，将漏给的主轴转速指令或主轴启动指令补上。
C 断电后，测试检查主轴正转或反转控制继电器的线圈与触点，找出故障点及原因，修理或更换已损坏的继电器。
D 按《电气图册》中主轴控制电路和紧停控制电路测试检查，找出故障点及原因，排除故障，更换已损坏的紧停控制继电器。
E 按《SAMCO-i 变频器使用说明书》中的方法进行故障分析与排除。
3按《电气图册》中电源电路测试检查，确认超标后，建议加装稳压电源。
4．A 测试检查变频器电源输入端（R 、S 、T ）和输出端（U 、V 、W ）`的电压是否正常，如果不正常，找出原因，排除故障，
B 检查主轴电机负载是否过重；电流是否超过额定值；电机是否堵转。重新选择切削参数（主轴转速、进给量、刀具、进给速度等）。
C 同14.2.2与14.2.3项。
D 同14.2.4项。
E 按《SAMCO-I 变频器使用说明书》中参数设定方法和机床《变频器参数表》检查参数（Cd010、Cd011、Cd001、Cd007、Cd050）确认有错后，重新设置，参数应与机床《变频器参数表》一致。
5．A 按《电气图册》中主轴控制电路检查变频器输出端接线是否有误，确认有误后，按图重新连接。
B 按《电气图册》中主轴控制电路检查CNC 输出的主轴正反向信号至变频器正反向输入信号连接是否有误，确认有误后，更正接线。
6．A 按《SAMCO-i 变频器使用说明书》和机床《变频器参数表》检查上限频率设置是否正确，确认有错后，更改上限频率参数，参数应与机床《变频器参数表》一致。参数号：Cd007。
B 机床加工时，可观察变频器上7段监视器显示的电机电流值，如超过电机额定电流值，证明负载过重。重新调整切削参数（主轴转速、进给速度、进给量、刀具等）。 - 20 -
7．A 同14.3项，并检查找出缺相原因，排除故障。
B 同14.6.2项。
C 按《SAMCO-i 变频器使用说明书》和机床《变频器参数表》检查设定的参数（电压频率曲线、加减速时间、电流等参数）；如有错，按机床《变频器参数表》重新设定
7．D 测试检查，找出故障点，排除故障。
8．A 同14.3。
B 调整负载或切削参数。
C 测试检查机床与变频器接地端接地是否牢靠正确；变频器模拟信号屏蔽是否良好；确保接地可靠，屏蔽正确有效。
9．A 同14.3项。
B 测试检查确认后，更换已损坏的制动电阻。
C 重新设定减速时间。
D 检查电容有无异味、变色、有无变形或漏液，确认后，更换电容。
10．A 按《电气图册》测试检查，找出故障点，排除故障。
B 测试检查确认，更换损坏的元件。
11．A 检查电柜内的通风轴流风机是否工作正常，风道有无堵塞，排除故障。 B 测试检查，找出故障原因，排除故障，更换已损坏的风扇。
C 同14.6.2项
12出现报警后，应打开电气控制柜，观察变频器上7段监视器显示的保护动作代号，并对照《SAMCO-i 使用说明书》中“保护动作一览表”和“报警一览表”查出报警原因，排除故障。
4.2.15 机床参数或加工程序丢失
原因分析：
1操作错误。
2电池电压过低（电池报警未及时更换电池）。
排除方法：
1 按随机数控系统《操作手册》和机床《使用说明书》要求正确操作, 并按《机床参数表》和程序单正确的将丢失的机床参数输入到数控系统中。
2按随机数控系统《维修手册》中电池更换操作方法，更换电池并按《机床参数表》和程序单正确的将丢失的机床参数和加工程序输入到数控系统中并核对检查。
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4.2.16 系统报警，报警号：910～998
原因分析：
系统故障报警。
排除方法：
按《BEIJING-FANUC SEIES0TD维修说明书》中方法进行故障分析与维修。
4.2.17 按下数控系统启动按钮系统不启动
原因分析：
1 数控系统输入电源故障。
2 控制电路故障。
3控制电路有断线。
4电源无法接通。
5电源模块损坏。
排除方法：
1 检查数控系统输入电源电路（重点熔断器、断路器），排除故障。
2 检查控制电路，排除故障。
3测试检查找出断线，更换断线。
4 按《电气图册》中CNC 电源电路测试检查与维修。
5按数控系统《 维修说明书》中方法进行故障分析与维修。
4.2.18 C RT显示屏画面抖动或晃动
原因分析：
1接地断线或不正确，CRT 受干扰引起。
2信号线连接松动或接触不良、屏蔽不好。
3 CRT内部故障。
排除方法：
1 测试检查，更换断线或正确接线。
2检查CRT 信号线的连接状况，重新插接。
3请制造厂家协助解决。
4.2.19 超程报警
原因分析：
报警轴移动时超过行程极限。
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排除方法：
按下报警释放按钮，同时
按报警轴相反方向移动按
钮，报警轴反向移动退出
极限位置，按CRT/MDI上
复位键解除报警。
注：
1、加工零件时，超程报警解除时要防止碰撞工件，损坏机床。
2、超程报警解除操作时，应先低速退出，确认方向正确后，方可快速。
4.2.20 伺服驱动系统受干扰
原因分析：
1 接地断线或接触不良。
2电机内装编码器电缆屏蔽不良。
3布线不符合要求。
4伺服驱动系统内部故障。
排除方法：
1测试检查接地线，确保接线正确牢靠；更换断线，重新连接。
2 按《电气图册》中动力电路测试检查。找出故障点，排除故障，确保屏蔽可靠。 3按要求布线。
4请制造厂家协助解决。
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5 数控车床维护与保养
5.1 点检
（1）点检是按有关维护文件的规定，对数控机床进行定点、定时的检查和维护。
（2）点检要求和内容:
专职点检—重点设备、部位（设备部门）
日常点检—一般设备的检查及维护（车间）
生产点检—开机前检查、润滑、日常清洁、
紧固等工作（操作者）
5.2 数控系统的日常维护
（1）机床电气柜的散热通风
门上热交换器或轴流风扇对控制柜的内外进行空气循环。（少开柜门）
（2）带阅读机的定期维护
对光电头、纸带压板定期进行防污处理
（3）支持电池的定期更换
在机床断电期间，有电池供电保持存储在COMS 器件内的机床数据
（4）检测反馈元件的维护
光电编码器、接近开关、行程开关与撞块、光栅等元件的检查和维护
（5）备用电路板的定期通电
备用电路板应定期装到CNC 系统上通电运行，长期停用的数控机床也要经常通电，利用电器元件本身的发热来驱散电气柜内的潮气。保证电器元件性能的稳定可靠。
5.3 电源的维护与保养
5.3.1 保养内容
（1）电压值是否正常，有否偏相；
（2）电气连接是否良；
（3）开关是否有效；
（4）电器、接触器是否正常工作；
（5）热继电器、电弧抑制器等保护器件是否有效；
（6）电气柜防尘滤网、冷却风扇是否正常；
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（7）二极管保护—直流电感元件在断电时，在线圈着将产生较大的感应电动势并联的二极管可减少对控制电路
5.4 数控机床的抗干扰
5.4.1 电磁波干扰
电火花、中、高频电加热设备的电源都会产生强烈的电磁波，通过空间传播被附近的数控系统所接受，如果能量足够就会干扰数控机床的正常工作。（远离这些设备）
5.4.2 供电线路干扰
入电压过压或欠压引起电源报警而停机电源波形畸变*引起错误信息会导致CPU 停止运行
5.4.3 信号传输干扰
数控信号在传递过程中受到外界的干扰模干扰—干扰电压叠加在有用信号上，由绝缘不良、漏电阻及供电线路等引入。共模干扰—干扰电压对二根或以上信号线的干扰大小相等、相位相同。装置的 共模抑制比较高，影响不大。当不平衡时，一部分转为串模。
5.4.4 抗干扰措施
（1）减少供电线路的干扰
A 、数控机床远离具有中、高频电源的设备
B 、数控机床不要和大功率且频繁起、停的设备在同一供电干线上
C 、在电源电压波动较大的地区，加稳压电源
D 、动力线和信号线分开走线
E 、信号线采用屏蔽线或双绞线
F 、控制线和电源线相交时，要采用直角相交
（2）减少机床控制中的干扰
A 、压敏电阻保护（浪涌吸收器）—可对线路中的瞬变、尖蜂等噪声进行保护
B 、阻容保护—交流接触器和电机频繁起停时，因电磁感应会在机床电路中产生浪涌或尖蜂，可抑制、吸收干扰噪声
C 、续流二极管保护—直流电感元件在断电时，在线圈着将产生较大的感应电动势并联的二极管可减少对控制电路的干扰
（3）屏蔽技术（电磁、静电屏蔽）
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A 、信号线采用屏蔽线（铜质网状）、穿在铁质蛇皮管或铁管中
B 、关键元件或组件采用金属容器屏蔽
（4）保证“接地”良好
“接地”是数控机床安装中一项关键的抗干扰技术措施。电网的许多干扰都市通过“接地”对机床起作用的。
A 、信号地——用来提供电信号的基准电压（0V ）
B 、框架地——是以安全性及防止外来噪声和内部噪声为目的的地线系统。它是装置的面板、单元的外壳、操作板及各装置间接口的屏蔽线
C 、系统地——是将框架地和大地相连接
接地要可靠（接地电阻应小于10欧姆）
接地线要粗（应大于电源线的截面积）
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结 论
本文从数控机床故障的产生论述到数控机床故障的解决。可以清楚地知道数控机床是技术含金量很高的设备，在使用过程中要严格遵照使用要求。设备出现问题后，要及时冷静地进行故障诊断，寻找合适的方法解决问题。机床修理人员要注重实践，在实践中不断提高自己的水平，要多问、多阅读、多观察、多思考、多实践、多讨论交流、多总结。只有当自身的水平提高了，数控机床的修理过程才能更迅速，才能更好地提高工作效率，多创效益
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参 考 文 献
[1] 龚仲华，数控机车故障诊断与维修500例，北京：机械工业出版社出，2005
[2] 世界机床发展的五大趋势，中国数控技术网
[3] 周明德，微型计算机系统原理及应用（第四版），机械工业出版社，2004
[4] 数控加工技术概述，中国数控技术网，2003
[5] 数控编程及其发展，中国数控技术网，2003
[6] 王风蕴、张超英，数控原理与典型数控系统，北京：高等教育出版社出版，2003
[7] 刘永久，数控机车故障诊断与维修技术，北京；机械工业出版社出版，2005
[8] 王润孝、秦观生，机床数控原理与系统，西北工业大学出版社2000.9
[9] 张建钢、胡大泽，数控技术，华中科技大学出版社，2000.8
[10] 江思明，电路工程设计-Protel99实例演练，人民邮电出版社，2000.6
[11] 张涛、李立宗，数控技术的现状与发展趋势，中国数控技术网，2003 [12]
[12] 叶辉，图解NC 数控系统——FANUC 0i系统维修技巧，北京：机械工业出版社出版，2004
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