关键字 数控机床；控制技术；机床维修；数控电子
中图分类号TG659 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）96-0181-02
0 引言
随着电子行业的日益更新，当今数控理论的调整发展，使得数控技术也在不断地跟着进步，数控系统的结构因此变得更加地复杂，智能化程度也是越来越高，数控技术在生产中的实践运用，维护等技术，也在不断地变化着。因此，对于数控机床的控制和维修，形成一套完整的理论系统体系，是大多数控技术人员的期望。希望借助这个理论体系，让控制和维修人员，能够更加快速地掌握数控的操作和维护技术。
1 数控机床控制技术
1.1 概念
数据机床控制是指通过数控程序，对数控机床下达工作指令，让数控机床按照预定的工作程序，对需要加工的零件进行自动化操作的过程。其操作前，需要先确定零件在机床的安装位置，刀具与零件之间在进行工作时的尺寸参数。机器操作的路线，切削规格等参数等。掌握这些参数之后，才由程序员编制加工的数控操作程序单。然后让电脑按照制定的程序，进行规范的操作的一种深加工过程。
1.2 数控机床的电气控制
数控机床的电气控制主要由电流、位置、速度三个控制环利用串联的原理组成的。
1）电流环的功能是为伺服电机，提供其所需要的转矩电路。通常情况下，其与电动机之间的匹配调节，是事先就由制造者配备了相应的匹配参数。其反馈信号也在制造时，已经在伺服系统内联接好了。因此不需要事后进行接线与调整；
2）速度环的功能是控制电机的转速，也就是坐标轴在工作时的运行速度的电路。速度调节器其P、I调整值，都是根据骚动坐标轴负载量，或者是机械转动的刚度与间隙等特性来决定的。一旦这些特性发生了变化，就需要对机械的传动系统进行检查和修复，然后再正确调整数控设备速度环的PI调节器；
3）位置环是对各坐标轴按照程序设备的指令进行工作，用于精确定位它位置的控制环节。位置环的正确运行与否，直接影响到坐标轴的工作精度。位置环的工作包括两部分。
其一，位置环是测量元件的精度是否与CNC系统脉冲当量匹配。测量元件每次移动的距离，外部倍频电路是否与系统庙宇的分辨率相符。测量元件与分辨率肪冲比必须达到100倍频方，才算合格。比如，位置测量时，元件脉冲次数10/mm，那么系统的分辨率应为0.001mm才算匹配。
其二，对位置环KV值的设定和调节。KV值一般是被当作机床数据进行设置的，数控系统中，对KV值的数值单位和设置地位都进行指定。速度环在进行最佳化调节后。KV值则是鉴定机床性能好坏，工作精度是否准确的重要因素。KV值体现了机床运动坐标，运动时性能的优势程度。关于KV值的设置，需要参考和符合以下公式：
KV=V/其中KV即位置环增益系数 V即坐标运行速度，m/min 即跟踪误差，mm 注意不同的单位，数据参数代表的涵义也不一样。
2 数控机床维修方法
2.1 故障检查
首先要对进行进行检查，查找机床究竟问题出在哪里，先可对机器的使用人员进行询问，再进行目测，触摸机器的各个线路是否完好，检查是否短路。再通电进行检测，如果不行，再利用进行检查，对机器的信号与报警装置，接口状态，参数调整等各种方法，直到查出机床的问题为止。故障检查这一步就算结束了。它是机床维修前的基础工作。只有正确地发现其问题，才能有针对性地对其进行修理。
2.2 维修方法
故障排查出来之后，再进行机床的维修，这里给大家介绍几种常见的机床障维修方法。
1）电源：电源是整个机床是否能够顺利工作的能量来源，它的损坏轻则会导致程序数据丢失，产生停机现象。重者可能毁坏整个系统。在我国，由于电力系统不是很充沛，所以经常导致电源的损坏，电源损坏应及时维修。然而做好提前的准备，才是预防电源损坏的根源。因此我们在设计机床的供电系统时，就尽量为它提供单独的配电箱，在电网供电质量不良的地方，三相交流稳压装置，也是必须事先配备的。接入数控机订的电源中线与接地线一定要分开，并且使用三相五线制等；
2）位置环故障：首先，位置环报警可能产生的原因是位置测量回路开路、测量元件已经损坏、接口信号损坏等。其次，坐标轴在脱离指令下运动，可是造成的原因是漂移可能过大；位置环或速度环接成正反馈；元件损坏等；
3）机床坐标查找不到零点。可能造成的原因是零方向与零点远离；编码器损坏光栅零点标、回零差事开关失灵等；
4）机床动态性差：其中原因可能是机械传动系统磨损严重，或者间隙过大造成的。或者是导轨工作做得不充分。对于电气控制系统，造成这样的问题可能原因是速度、位置环和相关参数，已经不处于最佳匹配状态。应在故障排除后，及时进行调整，使得达到最佳效果。
诸如此类等等问题，故障在查出之后，立即根据相关的维修方案进行正确地修理，对各种电路，参数，控制系统，电源等问题，进行仔细确认，然后针对性地调整维护方案，并且把每次维修的记录地都记载下来，以便下一次遇到同样的情况，好迅速地作出处理。
3 结论
根据以上依据，我们可以得知，数控机床的控制与维修技术，在我国虽然还没有形成非常完善的理论体系。但是只要我们仔细地摸索排查，利用自己和别人总结出来的经验，记载下来，对我国未来制定完整的数控机床控制技术和机床维修技术，无疑有着重大的借鉴意义。
参考文献
[1]赵俊生.数控机床电气控制技术基础.[M].2版，科学养鱼，2009，1.
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[4]何荣誉. 以“说课”形式谈高职《数控机床控制技术》课程教学[J].职业时空，2012（8）.
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[6]王侃夫主编.数控机床控制技术与系统[M].机械工业出版社， 2002.
数控机床的电气维修相关技术工作人员需要有良好的技能、科学高效维修方法且掌握比较广的数控机床的专业知识。下面主要从以下几个方面谈谈数控机床电气维修技术。
一、现场维修
1.询问调查
首先应要求操作者尽量保持故障状态，不做任何处理，这样有利于迅速精确地分析故障原因。同时仔细询问故障表象及故障产生的背景情况，依此做出初步判断。
2.故障分析并确定原因
根据已知的故障状况按上节所述故障分类办法分析故障类型，从而确定排故原则。由于大多数故障是有指示的，对照机床配套的数控系统诊断手册和使用说明书，可以列出产生该故障的多种可能的原因。调查、分析与诊断的过程也就是故障的排除过程，一旦查明了原因，故障也就几乎等于排除了。因此故障分析诊断的方法也就变得十分重要了。
二、电气故障的常用诊断方法
1.直观检查法。这是故障分析之初必用的方法，就是利用感官的检查。通过目测故障板，仔细检查有无保险丝烧断，元器件烧焦，烟熏，开裂现象。以此可判断板内有无过流，过压，短路等问题。手摸并轻摇元器件，尤其是阻容，半导体器件有无松动之感，以此可检查出一些断脚，虚焊等问题。
2.仪器检查法。使用常规电工仪表，对各组交、直流电源电压，对相关直流及脉冲信号等进行测量，从中找寻可能的故障。例如用万用表检查各电源情况，及对某些电路板上设置的相关信号状态测量点的测量，用示波器观察相关的脉动信号的幅值、相位甚至有无，用PLC编程器查找PLC程序中的故障部位及原因等。
3.信号与报警指示分析法。通过硬件报警指示灯状态和相应的功能说明获知指示内容及故障原因；通过系统软件、PLC程序与加工程序中的故障报警显示，对照相应的诊断说明手册获知可能的故障原因。
4.接口状态检查法。现代数控系统多将PLC集成于其中，而所有的接口信号都可以用PLC编程器调出。这种检查方法要求维修人员既要熟悉本机床的接口信号，又要熟悉PLC编程器的应用。
5.参数调整法。参数设定错误就可能造成系统的故障或某功能无效。有时由于用户程序错误亦可造成故障停机，对此可以采用系统的块搜索功能进行检查，改正所有错误，以确保其正常运行。
6.备件置换法。现代数控系统大都采用模块化设计，初步判断出可能的故障模块，用诊断备件将其替换，使用这种方法在操作时一定要在停电状态下进行，在更换前要仔细检查线路板的版本，型号，各种标记，跨接是否相同，对于有关的机床数据和电位计的位置应做好记录，拆线时应做好标志。
7.初始化复位法。有时数控系统死机，对于这种故障现象则可以采取特殊手段来处理，比如整机断电，稍作停顿后再开机，有时则可能将故障消除。有时，由于瞬时故障引起的系统报警，可用硬件复位或开关系统电源依次来清除故障，若系统工作存贮区由于掉电，拔插线路板或电池欠压造成混乱，则必须对系统进行初始化清除，清除前应注意作好数据拷贝记录。
三、常见电气故障
1.电源故障。电源是维持系统正常工作的能源支持部分，它失效或故障的直接结果是造成系统的停机或毁坏整个系统。由于电源波动较大，质量差，还隐藏有如高频脉冲这一类的干扰，加上人为的因素（如突然拉闸断电等）。这些原因可造成电源故障。
2.开关故障。胶壳刀开关、铁壳开关、组合/转换开关、按钮开关、位置行程、限位开关，触点接触不良、接线的连接不良或动断触头短路，造成电路不通或被控电器不动作。机构不良（弹簧失效或卡住）与损坏，安装欠妥、松动或移位、污染、接地不良与绝缘不良会造成漏电与开关短路。
3.低压断路器故障。断路器手动操作时不能闭合（不能接通或不能启动）、动作延时过长、欠压脱扣器不能分断、电动机启动时立即分断等故障造成不动作或误动作。
关键词：数控机床 维修技术 实例
中图分类号：TM5 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2017）01-0307-01
数控机床是现代化高科技产品，其是微电子技术，自动化技术、计算机技术、智能化技术的综合体。由于数控机床在运行过程中具有技术先进性、结构的复杂性和智能化高的特点，在对数控机床维修过程中，维修技术、维修理论和手段方面都和传统机床维修有着很大的区别，面对这种现状，就需要维修人员进步时展进程，掌握先进的维修技术原理和故障检测技术，保证数控机床能够稳定的运行。
一、数控机床维修技术简述
1.数控机床维修技术人员应该具备的条件
首先，强烈的责任心和良好的职业道德追求；其次，要保证有广博的学识，懂得计算机技术、互联网技术、模拟数字电路技术、自动控制电动机拖动技术、现代数控机床检测技术以及机械加工工艺方面的技术，同时还应该具备扎实的外语应用水平；再次，在正式进入工作岗位之前还应该进行专业技术培训，要全面掌握有关数控驱动技术、PLC技术原理和CNC编程技术和编程语言；最后，要熟练掌握各种检测仪器和仪表以及各种工具。
2.做好维修准备工作
现场维修是对数控机床出现的故障（主要是数控部分）进行诊断，找出故障部位，以相应的正常备件更换，使机床恢复正常运行。这过程的关键是诊断，即对系统或线路进行检测，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，在某些场合下甚至定位到元器件。这是整个维修工作的主要部分。
3.现场故障诊断
首先，初步诊断。当故障现场资料比较全面时可以通过资料分析判断故障的位置，或者采取接口信号法结合故障现象对故障做出初步诊断，然后再按照故障的具体特点，逐个对各个部位进行检查，对故障做出初步的诊断。在实际进行故障诊断过程中，有时只采用一种方法就能够诊断故障，有时需要综合应用多种检测方法对故障进行诊断。对各种故障点进行诊断和鉴别主要取决于故障设备的运行特点和结构故障深度；其次，报警处理。主要分为两种，一种是系统故障报警处理。当数控机床系统内部出现故障之后，会在显示屏或者操作面板上出现相应的报警信号，然后维修人员结合故障操作手册可以对故障进行处理和排除，这种报警形式由于信号设置单一，严密、精确，维修人员可以结合不同信号进行针对性操作处理。第二种是数控机床报警和操作信息处理。数控机床在制作过程中应用PLC控制程度，将一些能够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显示出来，并通过特定的按键，得到更加详细的故障判定指示，这种报警处理方式一方面可以使用报警手册进行处理，另一方面还可以结合PLC程序，对相应信号进行检查，最终对故障进行诊断；最后，误报警的故障处理。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。
4.故障排除方法
首先，初始化复位法。通常情况下因为瞬时故障引起的系统报警可以采用硬件复位或者闭合系统电源等方法消除故障，如果初始化复位之后故障依然存在，则需要对硬件进行检测诊断；其次，更改参数和程序。系统运行参数是确定系统运行能力的主要标准，如果参数设定存在错误，就会造成某些功能无法正常启动，同时，有时会因为程序错误而造成停机故障，对此可以采用系统的快速搜索功能对故障原因进行检查；再次，调节最优化调整法。在进行故障排除和维修过程中，调节是最简单，应用最为广泛的一种故障排除手段，通过对电位计进行调整解决系统故障，而最优调整法是对系统的伺服驱动系统和被拖动的机械系统实现最佳匹配的综合调节方法。其主要利用一台多线记录仪分别观察指令和速度反馈，通过调节速度调节器的比例系数和积分时间，来使伺服系统达到即有较高的动态响应特性，而又不振荡的最佳工作状态；最后，替换法。用好的设别替换出现故障的设备，然后进行初始化启动，确保机床能够正常运转。
二、数控机床维修实例分析
1.案例1
首先，故障现象。一个普通数控机床，NC启动之后就断电，并且CRT无任何显示；其次，故障分析。对故障进行初步分析可能是某处出现了接地不良的事故，经过对各个接地点进行检测处理，故障依然存在，并未排除，然后对CNC各个板的电压进行检查，示波器测量数字接口板上的集成电路的工作电压存在较大的波纹，对这个部分进行检查发现电源低频滤波电容工作正常，然后将电源两端并联上一个小容量的滤波电容，启动数控机床后能够正常运行，因此，断定这个故障是属于CNC系统电源抗干扰能力较弱而导致的。
2.案例2
首先，故障现象。一台进口的数控机床系统，机床送电之后，CRT无显示，检查NC发现+24V、+15V、-15V和+5V无电压输出；其次，故障分析。出现这种故障可以断定是电源方面出现了问题，所以可以结合电气原理图逐次对电源的输入端进行检测，当检查到保险后的电噪声滤波器时发现性能存在不良现象，而后面的整流电流和震荡电路均工作正常，将噪声滤波器拆卸后发现外壳里面烧焦，更换设备之后系统能够正常工作。在对类似故障进行排除过程中，应该首先保证屏幕正常工作，因为有有时候也会是显示部门的原因，但是多数情况下会存在多种故障。
参考文献
[1]李健民. 常用维修技术系列讲座 设备粘接维修技术（三） 第三讲 粘接维修实例[J]. 设备管理与维修. 2003（01）
[2]刘清.西门子802D系统黑屏故障维修实例[J].设备管理与维修. 2013（03）
[3]王少华，高岳民，刘红武. 数控机床故障诊断及维修实例[J]. 建材技术与应用. 2006（03）
[4]使用PFL980的维修实例（五）[J]. 世界电子元器件. 2000（09）
关键词：数控机床；自诊断技术；故障分析
一、现代数控机床CNC故障自诊断技术
数控机床故障自诊断能力是数控机床CNC系统十分重要的指标，自诊断技术是评价数控机床CNC系统性能的一项重要技术。数控系统是先进技术密集型设备，技术员要迅速而准确地确定其故障部位并查明故障原因，必须借助于自诊断技术。自诊断技术也开始朝着智能化、多功能的高级诊断方向发展。目前CNC控制系统都装有故障自诊断系统，并能随时监视加工过程中数控系统软件和硬件的工作状态，CNC控制系统有较强的自诊断功能。只要系统本身出现故障，显示系统和显示装置就会显示报警信息，通过系统珍断号判断故障发生在数控部分、电气部分还是机械部分，判断产生故障的具体部位。自诊断与维修实例：FANUC-Oi伺服不能就绪报警“401”报警号。1.系统检测原理（图1）:开机后系统开始自动检测，如果系统没有报警和急停，系统自动发出MCON信号给伺服系统，伺服系统接收到MCON信号后，自动接通主继电器，并送回DRDY信号，检测系统在规定时间内如果没有收到DRDY信号，系统自动发出“401”报警号。2.故障的诊断方法。（1）工作人员检查各插头接触是否良好，主要包括主控回路的连接、控制面板以及电源与主轴系统、伺服系统的连接。（2）查看LED发光二极管是否显示，如果LED没有显示，可能是电源回路断路或控制板没有通电。检查直流电源输出到24V电源线路连接是否正常，检查控制板上的直流电源电路接线是否良好，检查伺服放大器交流电压3相220V输入是否正常。（3）采用信号短接的方法来判别故障的部位,把伺服模块JV1B（JV2B）的8-10短接后系统上电,如果伺服放大器LED显示“00”则故障可能在轴板或系统主板；如果伺服放大器显示“--”则故障可能在伺服放大器本身。（4）检查急停ESP和MCC回路，ESP短接，伺服放大器显示“--”，应为伺服装置的继电器MCC控制回路或线圈本身故障。
二、FANUC数控机床换刀故障———示波器观察时序故障诊断
数控刀架故障比较常见。换刀过程：刀架松开旋转和选刀锁紧。实例：一台数控车床（FANUC0TC）配备12工位电动刀架，在换刀中旋转不停，故障现象为找不到刀号报警。1.刀架换刀过程中旋转不停故障分析。图2刀位信号由PMC输入，X20.3、X20.2、X20.1、X20.0有刀架主轴后面的绝对编码器检测。电动刀架找不到刀位故障，可能是绝对编码器刀位没有输出。先松开急停再松开刀架，图3用示波器观察刀位时序，如果能从1号依次变到12号刀位，说明刀位输出正常。绝对编码器输出刀位信号同时还输出选通X20.5和奇偶检验X20.4，换刀时输出时序如图3。2.故障诊断。查看换刀绝对编码器的时序（图3），X20.5上升延时，当前与目标刀号对比。比较后刀号一致，选刀电机停止旋转，预分度电磁铁得电吸合，电机反转锁紧刀架。正常工作每选取一次工作刀位X20.5会发生一次电平变化（高低高）。本机床换刀中出现X20.5信号没有变化，说明数控系统没有完成目标和当前刀号对比，在设定时间内找不到目标刀号系统就报警。通过分析故障是选通信号X20.5没有输出。更换同型号绝对编码器。
三、FANUC数控机床
PMC故障实例与维修1.故障现象：一台卧式加工中心数控系统配置FANUC0i-M。工作台交换时，按下“手/自动”启动按钮后，托板架没有上升、托板内工作台升起，无法实现工作台的交换。2.故障分析与诊断：首先检查液压系统的压力，再查看控制托板架上升的电磁阀是否得电。电磁阀由继电器常开KA13控制，PMC输出点Y1004.1直接提供24V给继电器KA13的线圈。通过PMC梯形图检查Y1004.1，执行前后Y1004.1始终为“0”没信号，此故障为某一输入条件未得到满足使机床处于等待。从Y1004.1输出入手，利用梯形图动态显示诊断故障。图4看出手动时交换工作台条件是R68.3、R62.0和Y1003.5导通，R68.3的导通条件是R68.2和R62.0导通，R62.0由外部继电器控制。动态显示X1004.5导通后，X1006.3没有信号。检查X1006.3确定为托板上升到位信号。检查发现24V直流断路，维修后恢复正常。
四、结束语
本文用实例阐述了数控系统的维修方法，指出了自诊断技术朝着多功能和智能化发展的方向；介绍了运用PMC进行故障诊断的方向，为规范数控维修行业奠定坚实的基础。
参考文献：
[1]王学鹏.数控机床维护与维修的研究[J].山东工业技术，2014(13)：154.
[2]郭巍.数控机床维修的几种方法探讨[J].中国新技术新产品，2010（10）：142.
关键词 数控机床；故障分析；维修
中图分类号 TB 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2011)122-0151-01
1 浅析FANUC数控机床
1.1 背景分析
行内人士都知道FANUC数控系统是目前市场上应用较为广泛的数控系统，其控制系统普遍用在数控车、数控铣和加工中心等设备上。而且我国的这类机械加工设备相当的多，这些机床所配备的数控系统也是有很多。比如：德国西门子数控、西班牙FAGOR、日本FANUC、三菱等，这些是国外的数控系统，国内的有华中、广州数控、北京凯恩帝等。就目前的与数控机床配套的数控系统的市场占有率来看的话，FANUC在日本占70%左右，在世界上约占50%左右。在中国市场上，FANUC系统占的比例比其它品牌的大得多，因此，FANUC已然成为中国市场尤其是大陆市场上最为普遍的数控系统。
1.2 数控机床维修的意义
数控机床技术是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的重要基础，是制造业提高产品质量和生产效率的有力保障。数控设备维修技术不仅是保障正常运行的前提，对数控技术的发展和完善也起到了巨大的推动作用。数控机床任何部分的故障与失效，都会使机床停机，从而造成生产停顿。因此，维修对于原理复杂数、结构精密的数控系统就显得十分的必要了。
2 FANUC数控机床常见故障分析极其维修技术
众所周知，数控机床的内部系统和结构是十分的复杂的。根据数控系统的构成，工作原理和特点，笔者总结出以下几点常见故障和维修
技术。
2.1 伺服驱动侧的故障分析及其维修
伺服系统接收来自CNC系统的指令，将其译码，通过一系列的转换机，变成可以调节的电流或电压，进而控制电机的运转。电机带动丝杠旋转，从而实现工作台或刀架的运动。从上我们可以看出，伺服系统与电源电网，机械系统等是相关联的，而且在工作中一直处于频繁的启动和运行状态，因此，伺服驱动系统的故障在数控机床故障中是比较常见的。其主要故障大概有如下几种。
1）系统损坏。这个故障一般是由于网络电压波动太大，或电压冲击造成的。因为我国的大部分地区的电网质量不好，会给机床带来电压超限，尤其是瞬间超限，这个是很难预测到的。因此这个要特别注意维护电网的质量，以此来减少系统损坏故障的发生。
2）无控制指令，而电机高速运转。这种故障的原因是速度环开环或正反馈。
3）加工时工件表面达不到要求，走圆弧插补轴换向时出现凸台，或者电机低速爬行或振动，这类故障在工作当中也是经常出现，它一般是由于伺服系统调整不当，各轴增益系统不相等或与电机匹配不合适引起的，解决办法就是对伺服系统进行最优化调节。
4）保险丝烧断、或者电机过热影响电机的运转，甚至是烧坏，这类故障很大程度上是机械负载过大或者卡死致使的。
2.2 CNC数控系统侧故障分析及其维修
CNC系统故障发生的概率不是很高，并且它的发生要受环境因素的影响，笔者将CNC系统故障及其维修归纳如下。
1）环境因素。在机床运作当中，温度、湿度超过允许范围，操作不当，参数设定不当等也可能造成停机或CNC系统故障。比如说有一工厂的数控设备，开机后不久便失去了数控准备好的信号，导致系统无法工作，经检查后发现机体温度过高，原因是通气过滤网已经堵死，从而引起温度传感器动作。这类故障维修比较简单，就是更换过滤网，让机体恢复正常运作温度就可以了。这里还要提一点的就是不安操作规程拔插线路板，或者没有静电防护措施等，都有可能导致停机等故障，因此，在操作的时候一定要按章行事。
2）硬件故障。系统硬件要是发生故障，就会立即停机工作，也会导致机床的各个动作停止。对于这类故障的维修就比较棘手了，这个要求维修人员要了解系统的运作原理以及相应的电路板的功能特点，根据故障发生的规律予以排除。如果条件允许的话，可以采用备件交换法来确定故障硬件。
3）软件故障。就一般而言，FANUC数控系统的软件包括系统软件及用户软件两大类。系统软件用来控制刀具轨迹、插补计算、图形模拟、速度位置处理等。用户软件主要有控制机床动作及信号的PMC、用户程序及相关参数。软件故障发生的故障较小，一般多为系统参数设置不当，这样的话可能会导致机床运行不平稳或者出现报警。维修的方法就是重新修改系统参数。对于一些参数修改过大或参数大量丢失的数控系统，可以考虑将备份参数重新导入而不必一一查阅说明书。
2.3 PMC机床侧故障分析及其维修
相对于伺服驱动侧故障和CNC数控系统故障而言，PMC机床侧故障发生的概率是最高的，这是因为当代的数控系统及伺服系统的可靠性和稳定性逐步提高，寿命也随之延长。而机床电气控制部分经过了一定时间的消耗，其性能势必会降低。尤其一些机床的加工环境恶劣，尘土飞扬，难免会造成线路故障。比如有一台配有FANUCOi-MC
系统的立式加工中心，其刀库的结构师圆盘式带机械手的。由于操作人员在换刀的国中不小心按下了系统复位按钮，刀库机械手卡在中间位置不动，界面跳出2002、刀库信号没到位报警。这个维修就是手动盘动刀库电机，让其转到换刀之前的初始状态，再找到刀套气阀，手动按气阀使刀套抬起，然后在点动刀库旋转，使其转到一号刀套位，最后输入刀套初始化指令M76，将相应的刀一一装入即可。机床的故障的引起的原因人为因素也是要占一定的比例的，所以，在操作的过程中需要工作人员认真细心对待。
3 结束语
随着我国制造业的迅速发展，国内各大企业均引进了世界先进的生产设备，数控技术是现代制造术的典型应用，培养高素质的数控人才是当下机械制造业最重要的任务。FANUC数控机床的优越性是十分明显的，它给机械制造行业带来的利益也是相当巨大的，但是，它的故障限制性也是很常见的，这就需要机械工作人员在平时认真负责地对待每一项操作，这样才能更好地利用数控机床的特性，为机械企业带来更多的利益。
参考文献
[1]陈子银.数控机床电气控制[M].北京理工大学出版社,2006.
关键词：数控机床；故障；诊断维修
中图分类号：C35文献标识码： A
数控设备是一种过程控制设备, 这就要求它在实时控制的每一时刻都准确无误地工作。任何部分的故障与失效,都会使机床停机,带来较大的经济损失。本文根据生产中经常遇到实际问题介绍几种常用数控机床故障诊断和维修技术。
一、数控机床的故障诊断分析
1、检查。
如果数控设备无法正常工作，要先确定出故障的位置，分析故障产生的原因，然后再进行维修。切莫在故障没有确诊的情况下盲目地进行拆卸，以免造成人为二次故障，增加数控机床的维修难度和成本增加。故障诊断的时候，要先摸查容易产生故障的部位，如因为电流过大导致的熔丝熔断就是常见故障。对于电路问题，电子元件的烧损也是常见问题，可以通过目测电路板上电子元件的管脚有无黑焦、断脚的现象，可以通过鼻子闻看有无烧焦的味道，进而缩小诊断范围，快速完成数控设备的故障诊断。
2、系统自诊断。
数控机床带有自诊断功能，按照实时监控的数据系统能够自动辨别一些故障信息，并通过有规律地闪烁发光二极管指示故障大概范围，比较现代化的系统则是将故障信息直接显示在液晶显示器屏幕上。随着自诊断技术的不断发展，出现了接口诊断技术，接口诊断技术是利用 JTAG 边界扫描技术对最复杂的装配进行测试、调试和在系统设备编程，并且诊断出硬件问题。
3、功能程序测试法。
功能程序测试是利用在数控系统中嵌入的测试程序对数控机床的关键运行部位进行功能测试，从而确定数控机床某部位的运行情况良好与否，为故障诊断提供方向性指示。
4、接口信号检查。
通过接口信号检查，将检测信息与接口手册标准标号进行比对，能够反映出一定范围内的故障信息，为数控机床故障诊断提供依据。
5、诊断备件替换法。
因为数控机床结构复杂，故障原因错综复杂，故障诊断难度较大。往往故障涉及到机电液，诊断过程需要大量的时间。在数控机床的故障诊断过程中，在配件充足、缺少诊断设备工具或诊断缺乏思路时，根据实际情况采用换件法，即用好件替换怀疑零件，能够迅速诊断出故障部位。
二、维修技术原理
1、先机械后电气
由于数控机床是一种自动化程度技术复杂的先进机械加工设备，一般来讲，机械设备的故障较易察觉。而数控系统故障的诊断则难度要大些，先机械后电气就是在数控机床的检修中，首先检查机械部分是否正常，行程开关是否灵活，气动液动部分是否正常等，从经验来看，数控机床的故障中有很大部分是从机械动作失灵引起的。所以，在故障检修前先注意排除机械性的故障，往往可以达到事半功倍的效果。
2、先外部后内部
数控机床是机械液压电气一体化的机床，故其故障的发生必然会从机械、液压、电气三方面综合反映出来。当数控机床出现故障时，维修人员应先采用望、闻、听、问、摸等方法由外向内逐一检查。
3、先简单后复杂
当出现多种故障相交织掩盖，一时无从下手时，应先解决容易的问题后解决难度较大的问题。常常在解决简单故障的过程中，难度大的问题也可能变的容易，或者在排除简易故障时得到启发，对复杂故障的认识更清晰从而得到解决办法。
4、先静后动
维修人员本身要做到先静后动，不可盲目动手。应先询问机床操作工人故障的发生过程和状态。阅读机床说明书，资料图样后方可动手查找和处理故障。其次，对有故障的机床也要本着先静后动的原则，先在机床断电的静止状态，通过观察分析确认为非恶性循环性故障或非破坏性故障，方可给机床通电在运行状态下进行动态的观察检验测试，查找故障。然而对恶性的循环性故障，必须排除危险后方可通电在运行状态下进行动态诊断。
5、先公用后专用
公用性的问题往往会影响全局，而专用性的问题只影响到局部。如机床的几个进给轴都不能转动，这是应先检查和排除各轴公用的 CNC PLC 电源液压等公用部分的故障。然后再设法排除某轴的局部问题。
三、数控机床故障维修方法
1、上电重启法
在机床不能正常启动时，如果出现 910、912(RAM 奇偶校验报警)、920(系统监控报警)、930(CPU 异常报警)等报警时，经常可以通过重新上电启动或者多次重新启动的方法排除故障，这是因为数控系统为弱电系统，容易受到外界干扰。 但是当通过重新上电的方法系统即可恢复正常时，应该详细的检查数控系统的接地线和控制信号线布置是否合理，采取更有效的屏蔽措施，还要检查机床外部干扰源，对干扰采取合理的措施。
2、重装系统
由于瞬时故障引起的系统报警，可以通过硬件复位或用开关系统的方法来清除故障，但是系统工作区由于掉电、系统软件不良或者电池欠压造成混乱时，则必须对系统进行初始化，初始化之前应注意做好数据备份，数据备份一般在机床安装调试好后在机床参考点处进行，尤其是采用绝对编码器无挡块返回参考点的机床，否则将会出现绝对位置丢失的报警．对于有刀库的加工中心，数据回装时还要修改刀库数据表。系统初始化包括系统参数初始化、主轴参数初始化和伺服参数初始化，系统参数初始化是全部清除 SRAM 的数据(系统上电的同时按下RESET + DELET)，然后把备份的机床数据回装．数据回装是在系统开机的同时按下系统操作软件的最右边两个键，直到系统出现引导画面的主菜单进行的。
3、置换法
由于数控机床采用模块化设计，集成化程度高，每个模块又由多个功能板组成，要把故障落实于某个功能板甚至某一元件上非常困难。为了缩短停机时间，在有相同备件的条件下可以先将备件换上，然后再去检查、修复板件。当不能确定故障确切所在功能板时，可以将系统相同的两台机床的功能板对调，通过观察故障是否转移来判定故障的具体部位．在用置换法更换功能板时要注意:更换任何板件必须在断电的情况下进行;更换板件前要记录原来的开关状态和设定状态、必要的参数，更换后要做好相应的设定，否则会出现新的故障报警或丢失参数。
4、屏蔽法
当报警不易确定故障原因时，可根据情况屏蔽局部来判断故障部位，如某数控机床进给采用全闭环控制，加工过程出现位置反馈信号断线报警，经分析，故障原因可能是光栅尺本身断线、系统内部检查电路故障、伺服故障或者机械传动间隙过大，通过重新设定系统控制功能参数，将系统原来的全闭环控制改为半闭环控制(通过参数封锁了光栅尺，FANUC－0iMC 系统是将 1815#1 设为“0”)，报警解除，从而可以判断为光栅尺本身故障，经检测发现为
光栅尺有油污导致。数控系统的各模块就绪状态与系统信号一一对应，如 FANUC系统α系列模块通过 JX1B 发出就绪的使能信号，当发生故障的部位难以确定时，根据具体情况可采用使能信号短接屏蔽故障的方法来进行诊断。当电源模块不能就绪时，故障原因可能是电源
模块本身，也可能是后续的伺服模块，当 JX1B 终端盒插在电源模块的 JX1B 时，电源模块就绪，说明电源模块后续模块故障，否则是电源模块本身故障，当把 JX1B 终端盒插在 Y 轴伺服模块的 JX1B 后，电源模块启动就绪，说明为 Z 轴伺服模块故障。
结语
在面对数控机床的故障诊断维修问题上，要做好数控机床操作人员的技术培训，掌握正确的设备操作步骤和方法，避免出现人为性故障的发生。还要做好数控机床的日常维护保养，定期合理维护才能够最大限度地控制数控机床故障发生几率，防患于未然。对于数控机床维修技术人员，要注重对数控机床的技术资料的存档，注重对维修资料的收集和维修经验的总结、维修技术的培训。
参考文献
【关键词】数控机床；电气故障；诊断；维修
1.数控机床常见电气故障分类
数控机床的电气故障可按故障的性质、表象、原因或后果等分类。
（1）以故障发生的部位，分为硬件故障和软件故障。硬件故障是指电子、电器件、印制电路板、电线电缆、接插件等的不正常状态甚至损坏，这是需要修理甚至更换才可排除的故障。
（2）以故障出现时有无指示，分为有诊断指示故障和无诊断指示故障。当今的数控系统都设计有完美的自诊断程序，时实监控整个系统的软、硬件性能，一旦发现故障则会立即报警或者还有简要文字说明在屏幕上显示出来，结合系统配备的诊断手册不仅可以找到故障发生的原因、部位，而且还有排除的方法提示这类故障则要依靠对产生故障前的工作过程和故障现象及后果，并依靠维修人员对机床的熟悉程度和技术水平加以分析、排除。
（3）以故障出现时有无破坏性，分为破坏性故障和非破坏性故障。对于破坏性故障，损坏工件甚至机床的故障，维修时不允许重演，这时只能根据产生故障时的现象进行相应的检查、分析来排除之，技术难度较高且有一定风险。如果可能会损坏工件，则可卸下工件，试着重现故障过程，但应十分小心。
（4）以故障出现的或然性，分为系统性故障和随机性故障。系统性故障是指只要满足一定的条件则一定会产生的确定的故障；而随机性故障是指在相同的条件下偶尔发生的故障，这类故障的分析较为困难，通常多与机床机械结构的局部松动错位、部分电气工件特性漂移或可靠性降低、电气装置内部温度过高有关。此类故障的分析需经反复试验、综合判断才可能排除。
（5）以机床的运动品质特性来衡量，则是机床运动特性下降的故障。在这种情况下，机床虽能正常运转却加工不出合格的工件。例如机床定位精度超差、反向死区过大、坐标运行不平稳等。这类故障必须使用检测仪器确诊产生误差的机、电环节，然后通过对机械传动系统、数控系统和伺服系统的最佳化调整来排除。
2.数控机床电气故障的维护
数控机床种类多，各类数控机床因其功能，结构及系统的不同，各具不同的特性。其维护保养的内容和规则也各有其特色，具体应根据其机床种类、型号及实际使用情况，并参照机床使用说明书要求，制订和建立必要的定期、定级保养制度。以下是一些常见的日常维护保养。
2.1机床精度的维护
定期进行机床水平和机械精度检查并校正。机械精度的校正方法有软硬两种。所谓的软方法主要是通过系统参数补偿，如丝杠反向间隙补偿、各坐标定位精度定点补偿、机床回参考点位置校正等；而所谓的硬方法一般要在机床大修时进行，如进行导轨修刮等。
2.2提高数控机床的利用率
数控机床如果较长时间闲置不用，当需要使用时，首先机床的各运动环节会由于油脂凝固、灰尘甚至生锈而影响其静、动态传动性能，降低机床精度。所以应当提高数控机床的使用率和利用率。
2.3定期更换存储用电池
一般数控系统内对存储器件设有可充电电池维护电路，以保证系统不通电期间能保持其存储器的内容。在一般情况下，即使尚未失效，也应每年更换一次，以确保系统正常工作。电池的更换应在数控系统供电状态下进行，以防更换时信息丢失。
3.机床电气故障的诊断及维修
数控机床电气系统故障的调查、分析与诊断的过程也就是故障的排除过程，一旦查明了原因，故障也就几乎等于排除了。因此故障分析诊断的方法也就变得十分重要了。
3.1参数检查法
数控系统、PLC及伺服驱动系统都设置许多可修改的参数以适应不同机床、不同工作状态的要求。这些参数不仅能使各电气系统与具体机床相匹配，而且更是使机床各项功能达到最佳化所必需的。造成机床运行异常、程序中断、停机。此时，可通过校对、修正相关参数，甚至清除重新再输入的方法，使机床恢复正常工作。当然此法的前提条件是对数控机床的参数做了备份。另外，数控机床经过长期运行后，由于机械运动部件磨损，电器元件性能变化等原因，也需要对相关参数进行调整。有些机床的故障往往就是由于未及时修改某些不适应的参数所致。
3.2仪器检查法
使用常规电工仪表，对各组交、直流电源电压，对相关直流及脉冲信号等进行测量，从中寻找可能的故障。例如用万用表检查各电源情况及对某些电路板上设置的相关信号状态测量点的测量，用示波器观察相关的脉动信号的幅值、相位的有无，用PLC编程器查找PLC程序中的故障部位及原因等。
3.3接口状态检查法
现代数控系统多将PLC集成于其中，而CNC与 PLC 之间则以一系列接口信号形式相互通讯联接。有些故障是与接口信号错误或丢失相关的，这些接口信号有的可以在相应的接口板和输入/输出板上有指示灯显示，有的可以通过简单操作在CRT屏幕上显示，而所有的接口信号都可以用 PLC 编程器调出.这种检查方法要求维修人员既要熟悉本机床的接口信号，又要熟悉 PLC编程器的应用。
【参考文献】
[1]李刚斌.数控机床维修实例分析[J].制造技术与机床，2007，04.
[2]侯晓方.数控机床电气故障诊断与维修.装备制造技术，2009，12.
关键词：数控机床 设备 现代化管理 维修
1、对于数控机床设备管理过程的分析
1.1 企业的生产效率会受到数控机床设备的直接影响
相对于一些普通机床来说，数控机床所具有的零件有着非常高的加工强度以及生产效率，而且其产品质量非常稳定，而且具有非常高的自动化程度，另外它还可以获得一些普通机床非常难实现的，或者说根本无法实现的曲面的复杂零件的制作，所以在机械制造行业，数控机床有着愈发重要的地位。因为计算机的运算能力非常强，能够在瞬间非常准确的对于曲线以及曲面进行计算。而且因为计算机有一定的记忆能力以及存储能力，能够把输入的程序在一定程度上进行记录以及存储，并依照程序所规定的顺序进行运行，使自动化得以实现，并且是一种柔韧自动化的实现过程，所以相对于传统的机床而言，能够提高三倍到七倍之间的效率。
1.2 数控机床设备对于企业经济效益有着直接影响
在机械制造业之中存在的数控机床的拥有量以及档次，能够在一定程度上反映出一个企业进行制造的能力。机床工业不仅在战略性新兴产业之中是一个非常重要的组成部分，同时也能够使其他很多战略性的新型企业在发展过程中得到一定程度的保障。能够使设备投资大大节约下来，并通过比较小的代价得到性能非常强大的数控机床，可以使企业的加工质量以及加工效率得到有效的提高，同时使企业如今的机床性能得到全方位的提升，并在一定程度上提高企业在加工制造方面的能力。在应用数控机床的过程中，使工人的劳动强度的得到大幅度降低，因为一个人能够看管很多机床，所以劳动力被大大节省了下来，并在一定程度上减少了工装，以及使新产品的生产以及试制周期大幅度缩短，能够对于市场产生比较迅速的反应。而且，作为一种高端制造业的细分产业，数控机床对于使数控制造水平得到提升有着非常明显的效果，而且能够在一定程度上使企业数控机床在制造过程之中的市场化以及规模化得以实现，并使企业的经济效益得到充分提高。
2、数控机床设备的特点以及其构成要素
数控机床是将传统的机械制造企业作为基础的一种应用，其代表是新技术在传统机械制造业之中的渗透过程，并在一定程度上产生具有密集技术的产品，其产品表现为机电一体化，技术范围包含有：第一，机械制造技术，第二，计算机，第三，液压，第四，气动，第五，信息的加工处理，第六，自动控制，第七，同服之间的驱动，第八传感器技术等内容。
如今世界上拥有非常多的数控系统种类，而且有着不同的形式，在组成结构方面的特点也是互不相同的。比方说对于连续轨迹以及点位之间的控制，系统板存在一定的小板结构，有的则采用的是大板结构。现代的计算机数控系统组成部分主要有程序、输入设备、输出设备、可编程控制器、计算机数控装置、主轴控制单元以及控制速度的系统等部分。在加工的时候，机床的设计师以及操作者的思绪可以通过数控系统进行控制，具有一定的只能，可以将特殊的管理经验以及操作技能加入到数控系统之中，另外还希望系统之中存在一定的诊断功能以及图形交互功能等。
3、在现场的管理以及维修方面，数控机床和传统机床设备的相似之处
（1）对于设备使用相应的定人、定机以及定岗制度。
（2）坚持进行一定的岗位培训，无证操作是被明令禁止的。
（3）对于点检和定期以及定级保养制度进行严格执行。
（4）记录故障现象、故障发生原因以及故障维修的过程，并建立相应的档案进行记录。
（5）建立一定的规章制度，包括维修、维护保养以及安全操作规程。
4、在管理以及维修方面，数控以及传统机床设备的不同点
4.1对于标准化作业应当更加全面且更加严格的执行
数控机床之中的操作以及维修人员都应当对标准化的作业规程进行严格执行，并把定性指标转化为定量的指标，并通过数据对于问题进行说明。
在操作工开机过后，应当等待一定的过程，然后再令机床进行工作。
（2）在给轴承并加油的过程中，应当依照具体的定量进行加油。
（3）如果说到达定量指标之后，预紧力应当通过力矩扳手来进行实现。
（4）电气人员的调整应当从初始化开始，并渐渐从内环到外环进行调整，并最终使机床的性能到达一定的优势。
（5）在安装光栅尺的过程中，应当依照标准化的方法进行使用，避免检测故障报警的出现。
4.2进行合理且科学的维修方法的选择
设备在维修的过程中，有着非常多的方法，比方说事后的维修、改善维修以及预防维修等，这些维修方法有着不同的优缺点。因为现代化的数控机床属于一种机电在一体的高科技产品，具有一定的自动补偿、检测以及诊断等方面的功能，能够依照状态的诊断以及检测提供一定的信息，可以对预知维修或者状态监视的过程进行一定的选择。
这些维修方式能够在一定程度上对于设备故障起到一定的预知作用，并把握好维修的实际，充分利用设备零件的寿命，避免出现过修或者欠修的过程，这种维修方法十分合情合理。
4.3数控机床的点检
在预知维修或者状态监视维修之前，其基础是展开一定的数控机床点检，它能够结合设备维修人员、设备操作人员以及设备管理人员，在设备之中有可能出现问题的地方，进行定期检查、定人检查、定点检查以及定量检查等，可以使设备的稳定而持续的运行得以实现，并在一定程度上促使生产发展的提高以及经济效益的提高。在找到出现故障的地方之后，可以通过更换正常的零件，令机床恢复正常运行。在这个过程中的关键步骤是进行一定的诊断，也就是检测系统或者状况，确定有没有故障的产生和存在，并指出故障存在的具置。然而数控机床属于机电一体化的设备，数控机床的机械部位产生的故障与系统之间的故障有着一定的联系，因此在维修工作之中，重要的地方就是从定位整机，到定位故障点。
在现场维修的具体过程中，对于故障的诊断应当依照如下原则进行实施：
（1）从外部到内部进行。机械、液压以及电气一体化的数控机床，在机床产生故障的过程中，会在机械以及电气等方面进行综合反映，也就是说可以进行从内到外的排查。
（2）从机械到电气的检查。通常情况下，机械故障比较容易发现。
（3）从静态到动态的检查。第一，维修人员应当做到先静态后动态，不能盲目开始检查，在查明原因之后，再进行观察分析动手，进一步找到故障所在。
（4）从共性到专一之间的检查。假如说机床之中的进给轴没有办法运动，这时应当对于公用的PLC、CNC以及电源液压等方面的故障进行排除以及检查，然后再对于局部出现的问题加以解决。只有这些矛盾得到解决之后，才能进一步解决局部所出现的一些次要矛盾。
（5）从简单到特殊的检查。如果出现多种故障一时间没有办法下手的时候，可以先解决一些比较容易的故障，然后再解决一些比较棘手的问题。
（6）从备份到修改。如果因为程序变化产生了故障，应当先利用软件进行参数备份，然后进行一定的调整和修改过程。
5、结束语
总的来说，数控机床设备是一种非常尖端的机械加工设备，其中包含机械、计算机以及电子等很多学科，所以说对于管理数控机床有着越来越高的要求。针对企业来说，拥有数控机床能在一定程度上体现企业的实力，如果对于数控设备进行利用的话，对于企业效益的提高有一定的意义。
参考文献：
[1] 吴修彬，曹西京. 虚拟数控机 床 技术的发展与 应 用[J].机械制 造 与自动化，2013，1.
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