关键词：数控机床；故障诊断
在现代化建设的进程中，数控机床在整个制造业越来越发挥着十分重要的作用，从一定的程度上来说，数控机床从各个层面影响着我国的综合国力与实力，数控机床不仅能提高机械加工的速度和效率，同时还能够不间断地提高加工的精度和精度，因此，我们国家的经济水平如果想赶超发达国家，势必要提高我国的机械加工水平，也就是说，机械加工水平的提高可以加快我国的工业发展。然而，随着现代数控机床的发展，其功能及性能等不断完善，从而对维修工作人员的维修工作提出提高的要求。我们国家的制造业现在所使用的数控机床涉及到的学问很广泛，不仅是简单重复的操作，有可能还会涉及到液压、电气以及数控等等多门学科，要求他们掌握各科知识的精华才能吃透维修技术的精髓，但是我们国家，这样的高尖端的维修人才非常缺乏。因此，中小型企业一旦发生数控机床的事故就会随即停产，由于不能正常加工生产无形中又加大了企业的生产成本，甚至会导致企业形成坏账，或者破产。因此，快速而又准确地诊断出数控机床的故障并加以维修是减轻企业负担，提高企业经济效益十分重要的举措。若想要保障数控设备产出较高的效益，需要对数控设备开展定期的维修及保养，确保数控设备正常运转，同时避免不正当的磨损，以免设备突发故障。
1常规诊断与检查
数控机床的常规检查通常涉及到液、电、机的诊断与检查，一般包括：1.查看电源的规格是否符合相关的质检要求，这里主要包括电压的规格，电压频率以及电源的容量等几个方面。
2.第二点包括查看电机主轴的驱动是否正常
电机的连接是否在正常范围内，进行输入及输出信号传输的连接是否稳定、可靠等。
3.对电机设备之内安装电路板的牢固性
安全性进行详细的检查，同时针对接头部位进行检查，确保无松动及脱落等现象发生，并加以适当的调试。
4.主轴驱动等关键部分的设定与调整需要定期关注与维护。
5、数控机床可见的零部件与气压元件是否有明显的毁损，需及时更换
2通过工作状态判定故障的成因在数控机床产生故障后，我们可以对监控机床元件的工作状态进行记录并进行判定，在此基础上分析可能出现各种故障的原因。对于现代数控机床系统，可以对主轴的驱动系统以及电气的元件等部件进行细致的检查，并将检查所得的各种参数展开全面的记录及分析，以机床信号输入与输出系统的状态、定时器运行状态进行检查、判定及数据记录，除此之外，还可以以机床系统的诊断参数作为判断的依据。3判定不良元件诊断故障要做到这一点，就要求我们平时需要留心观察机床的各种动作，通过机床的各种动作可以判定出不良元件产生的部位，并以此作为根据，判断出机床的故障源。4利用系统的诊断程序加以诊断每一台精密的数控机床都有自诊断程序以及相关软件，主要包括开机诊断，实时监控以及脱机诊断。在系统发生故障时，自诊断程序随后启动，对机床内部的重要硬件重要进行诊断与测试。5故障的分析与调查阶段这个阶段很关键，主要需要做好以下几项工作：
5.1调查询问
维修人员在最初接到维修设备的故障判断信息时，首先需要通知机床操作者务必确保机床操作现场状态不被破坏，且不要擅自进行维修处理，这样便于维修人员能够精准地分析出故障原因，一旦操作人员擅自进行维修，就会破坏最初的机床状态，使得维修人员无法精准判断。保持现场故障状态，还有利于维修人员询问机床指示灯的情况，故障报警以及产生的背景等，维修人员可以依据这些情况做出判断，以便维修人员确定维修时需要的工具，尽量缩短往返时间。
5.2现场检查
到达现场后，会有各种问题摆放在维修人员面前。维修人员需要先对机床设备操作人员提供机床信息的可信性进行判断。由于操作者的实际水平存在一定的差异，对于机床所发生故障的描述能力也有可能存在一定的偏差，因此，建议维修人员到达现场后，先对现场情况展开全面的了解及判断，在此基础之上再进行维修，确保机床维修现场不被损毁及破坏。
5.3故障分析
维修人员到达维修现场之后，需要首先根据操作人员所反馈的机床故障以及对机床现场的观察，进行综合性的判断，对机床故障进行故障类型分析，并判断出机床出现故障的原因以及维修方案。由于数控机床所出现的大部分故障均具有指示性（及指示灯会进行提示），故而一般情况下，参照数控机的床诊断说明书以及机床配套的数控系统诊断手册，即可对数控机床所出现的故障原因进行判断。
6确定原因
这也是很关键的一步，需要维修人员具有娴熟的故障排查的能力，此时，维修人员的工作量进一步加大，他们需要对多种原因进行排查，并寻找出导致数控机床出现该故障的真正原因，这需要维修人员具备较高的专业知识水平、丰富的实践能力、敏锐的判断能力以及对机床较高的熟悉度，同时还要求维修人员具有丰富的经验与现场的把控能力。
7准备工作
由于机床故障产生的原因千差万别，对故障排除的操作也存在不同的难易度，有些故障操作起来比较简单，往往只要几个步骤就能完成，有故障处理起来则较为复杂，甚至需要事先做好充分的准备工作，比如各种器具如检测仪表等的准备，对于一些专业维修工具的采购需要制定详细的计划。就数控机床的电气系统所出现的故障进行调查、分析以及诊断的过程即为对数控机床的故障进行排除的过程，故障的顺利排除，需要查明机床出现故障的原因，在此基础上进行针对性的解决并能保证机床所出现的故障被及时有效的排除。故而故障分析诊断也就变得异常重要了。
7.1电源
电源是数控机床正常运行以及对维修系统进行维修的能量支持，电源的缺失会导致机床出现故障以及各种数据的丢失、甚至导致停机。我们在设计数控机床的电源时尽量做到以下几点：（1）尽量保证使用独立配电箱。（2）供电质量若是不稳定则及时进行多相交流稳压装置的配置。（3）电源始端也要进行处理，必须可靠安全。
7.2位置环可能产生的故障
（1）测量元件损坏，位置报警，这点是由于测量元件出现毁损，出现回路现象，导致对位置信号的检测灵敏性不够。（2）坐标轴产生漂移，无操作指令情况下却出现过度运动，导致位置的环坐标轴出现漂移，元件毁损。
7.3机床坐标远离零点
这点是由于线路损坏，发生界限开路，减速开关失灵，零点表示发生一定移位。
8偶发故障
造成这种情况的主要原因是由于数控机床的软件程序在设计过程中存在一定瑕疵导致的偶发性停机，一般情况先断电重启即可。同时，由于温度，适度等元素的干扰也会产生这种情况，如较为潮湿的南方地区床长时间运转会产生大量粉尘，在影响机床正常运行的同时，还会导致整台机床出现故障的可能发生。
9结语
要想做好数控机床故障的排查及修理工作，需要对数控机床故障进行监察。对数控机床外部故障的诊断应遵从先掌握机床工作原理及动作顺序为先的原则；然后在此基础上利用相关图形以及懂得相关的检测程序和状态态。一般情况下只要遵从以上原则,平日里注意对机器的保养与维护，定期对数控机床进行检修，,常见的数控故障都会及时排除。
参考文献
[1]李国华.浅谈数控机床机械故障的诊断方法[J].大众科技，2015，(12)123-125.
[2]刘志刚，赵晓燕.浅谈数控机床机械故障的诊断方法[J].装配制造技术，2014，(17)163-165.
关键词：数控机床；机械故障；类型；诊断方式
中图分类号： TG659 文献标识码： A
随着现代化企业的生产规模不断扩大，数控机械的应用日益高速化、精密化和大型化，定期保养维修以及事后的补救维修显然已经不能适应。因而，作为视情维修的技术基础(状态监测与故障诊断理论与方法)的研究已经成为研究的热点之一。
一、数控机床概述
数控机床即是一种典型的将测量、电子、机做、光学、液压等技术集于一体的科技密集型的自动化产品加工设备。数控机床的机械结构应该具备以下方面的特点：刚度较大、抗振性较强、灵敏性较高、热变形范围小，而且可以保持较高的精度以及高度的可靠性，在工艺和功能方面也显示出了复合化以及集成化特征。数控机床较之普通的机床设备，其在功能上更加丰富，性能上更加可靠、安全，而它的机械故障也通常表现在机电设备之间的内在关系上。
中国自20世纪70年代末开始吸收国外先进诊断技术和设备， 20世纪80年代初有关院所开始研究状态监测与故障诊断。自1990年以来，无论是理论研究还是技术应用，中国已进入普及与提高相结合的阶段，并在一方面接近国际先进水平。
二、诊断数控机床机械故障
微电子系统的硬、软件故障为主要的数控机床故障。在微电子系统与机械、液压、气动乃至光学等方面装置的交接节点上为故障诊断侧重点。采用硬、软件相结合的诊断系统现在已经有很多，手段也不断提高，内容在不断更新。从故障的检测到故障排除，工作量最多、涉及到学科交叉最广、难度最大的仍是PLC装置、数字控制装置以及驱动系统等的微电子硬、软件部分。
（一）、故障诊断的原则
CNC系统丧失了规定的功能即是CNC系统发生故障(或称失效)。故障可按性质、表现形式、起因等分为多种类型。但在进行诊断时，不论对哪种故障类型，都必须要遵循以下原则:
1、对产生故障的原因认真分析
CNC系统发生故障，常常是同一报警号、同一现象却可以有多种起因，甚至有的在机床上为故障根源，但现象却在系统上反映。所以在对故障的起因查找时，思路要开阔，无论是集成电器、CNC系统，还是液压、机械，对该故障的原因只要有可能引起，都要全面地尽可能列出来。然后进行优化选择和综合判断，确定产生故障最有可能的原因，通过必要的试验，达到排除故障或是确诊的目的。
2、充分调查故障现象它包括两个方面的内容:一是对操作者的调查，详细询问出现故障的全过程，有些什么现象产生，采取过什么措施等。调查过程中，操作者坦诚的配合是极为重要的。另一方面，要对现场做细致的勘测。
（二）、故障诊断方法
1、简易诊断法
这种诊断法也可以被叫做机械检测法。在现场维修中，操作人员借助仪器，如百分表、水准仪、光学仪等此类一般性的检查工具就能够进行检测。在检测过程中，可以充分地问、看、听、摸、嗅等数控机床的形貌、声音、温度、颜色以及气味变化，这样就能够分析和诊断机床故障。这种方法可以较快地判定出现故障的部位，判定相关的劣化趋向，这样就可以对存在疑难的机床问题以及故障开展后续的精密诊断。这种方法要求维修人员有着非常丰富的数控机床检测经验。
2、替换线路板法
若有备用线路板，换上备用电路板就可判断是否有故障在旧线路板上。可以用机床本身的条件，在没有备用电路板的情况下。例如，采用系统为美国AB8400的RE5020立式加工中心，用它的X轴伺服系统有故障。经过仔细查看，得知Z轴伺服板与X轴一样，即可把Z轴的伺服板更换到X轴伺服板上，来判断X板是否损坏。换板时，原板的状态与印刷线路板一定要注意一致，包括各种设定棒的位置，电位器的位置。若是更换存储器板时，还应重新设定各种NC数据，进行初始化等。
3、精密诊断法
在简易诊断法的基础上，精密诊断法是对所选出的疑难故障进行分析，专职人员经过精密的维修和诊断的相关方法。维修人员在进行此操作的过程中，运用非常科学的测试方法来精细准确地开展定量的检测活动，进行故障分析，分析故障的原因、位置以及数据，决定实践的诊断方式以及最有效的修理办法。
1）噪声监测
在机床轴承、齿轮的运行过程中，借助噪声测量计以及声波计来进行检测，这样就可以深入地理解和把握噪声信号的变化规律。在此基础上，可以更深层次地分析，判断、识别齿轮以及轴承所形成的磨损失效故障状态。振动和噪声在检测过程中，成为了广泛运用的诊断信息，得到了最为广泛的应用。要先检测强度，等到检测出异常情况时，再进行定量分析。
2）裂纹监测
通过超声波、磁性探伤、声发射、电阻多种方法，可以检测到零件内部机体所形成的相关裂纹缺陷，这些疲劳裂缝可能会造成严重事故，在检测性质材料不同的裂纹过程中，应该运用不同的检测方法。
3）温度检测
这种检测方式包括了非接触型以及接触型。接触型指的是借助测量贴片、温度计、热电偶以及热敏涂料等直接和轴承、电动机以及齿轮箱等装置进行表面接触，从而测量出相关数据的检测类型。非接触型指的是要运用比较科学的测温仪、红外热像仪以及扫描仪等进行检测，这样可以遥测那些不容易接近的机床。而且还能够方便、快速地做到这一点。
4、报警灯显示法
故障所在位置，根据报警指示灯显示故障所示大致能判断出。例如，有四个报警指示灯在主轴伺服控制板上，可组合为不同的代码，不同的故障用不同的组合代表。首先检查切削条件、刀具及进给量是否符合要求，电机是否过载。然后，保险是否熔断用万用表测量，若熔断，则检查循环中是否太频繁的加减速。再查一下电机的连接线及速度反馈信号。最终查出是损坏的为大功率三极管模块，检查结果，CE击穿，更换一块新的模块即可。
（三）、故障的测试与维修
有时报警装置尚不能自动诊断出数控机床发生故障的具置，常常可以有多种起因造成同一报警号，将故障不可能缩小到某一具体部位上。具有实时检测故障诊断能力的逻辑分析仪就有了用武之地。逻辑分析仪通过输入输出端子或IC板检测端子施加脉冲信号，进行线路定时分析，检测时序状态在数字电路上是否正确，或查找毛刺干扰通过毛刺触发在何处。进行比较分析计算机中公用数据库的数据和逻辑分析仪的测试数据，也可存储在数据库里，供今后研究之用。
三、数控机床机械故障诊断的未来趋势
故障维修与检测是一项实践性很强的工作，如何尽快在实际工作中发挥它应有的作用，尽快成为我们得力的助手，取决于对测试仪器和使用设备的熟练程度。经验越丰富判断故障的准确率也越高，需要我们在实践过程中不断地总结和积累经验。
总之，在数控机床中，因为运用了很多电气控制以及驱动设备，如此一来，数控机床在机械结构方面要比普通机床有了很大进步和完善。但是，在使用过程中，因为它自身的机械结构和设备，这就使得数控机床的故障体现出很多的新特征。在分析、诊断以及维修此类故障时，要检测出相关故障，进而分析故障产生的可能原因，逐步排除原因，进而确定真实的故障原因。
参考文献
[1] 沈丽.数控机床故障预测与健康管理系统关键技术研究探讨[J].机电信息，2011(21)
关键词数控机床;机械故障;诊断
我国工业化水平的提升，工业机械设备也逐渐形成大型化、精密化和自动化的发展趋势。高科技机械的数控机床更是常用于机械制造的工厂，发生故障后要经过仔细的设备检查和一些专业的处理方法。机械故障可以通过系统的异常或者对设备零件的逐一排查来找到故障点。对于机电一体化的数控机床来说，大部分是由机电内部的问题引起设备故障。所以掌握自动化机械内部诊断方法，关于对数控机床设备的故障排查有很大作用。
1对诊断机床设备故障的研究情况
机械化生产设备的发展对精度要求更高、设备也变得大型化,传统的维修方法已经难以适应机械发展。人们更关注的是设备使用中应该如何监测以及怎样进行故障诊断。可以在运行中的由系统显示数据信息来辨别机床运行状态是否正常，根据这些获取的信息来判断故障的性质,排查故障部位，分析故障原因，还可以根据系统发出的报警提示来制定相应操作。自上世纪以来，故障诊断技术都在不断更新，更专业的检测技术和新方法被提出，如今形成了学科体系。这是以故障机理以及技术检测为基础，系统发出报警信号怎样辨别，实践性非常强，依托高新技术发展的工程技术学科。
2分析设备结构和研究故障的原因
数控机床是高精密设备结构非常复杂，由机床基础零件、传送零件、定位结构和具有辅助功能的系统、机构，以及一些具有特殊功能的机构配置组成。数控机床是自动化程度极高的大型机械设备，一般只需要在开始设定是需要人为操控。而在运行过程中是基本不用人员操作的。数控机床应满足以下要求——具备一定程度的刚度，在运行过程中应有良好的抗震功性；有一定的热稳定性，因为在运行过程中机械运动会产生一定的热量。数控机床是一种对精密度要求很高的设备，在操作方面有安全防护机制。由于数控机床是涉及到机械和电气结构的大型设备，在出现故障时可以对机械部分和电气部分逐一排查。根据以往经验表明，大部分数控机床出现故障关键在于零件磨损，这也可能是由于设备精度下降造成的。所以，在故障原因排查过程中可以先有机械方面开始检查，再检查电气方面的故障。
3机床设备故障排查的依据
3.1仔细调查故障现象
故障诊断可以从两个方面入手：首先是检查对操作者操作，仔细询问发生故障的整个过程，有何现象，期间采取了什么措施。这需要操作者如实回答。还有一点，根据现场情况的观察，包括设备外观，CRT显示的内容\各个印刷线路板上报警信息提示、有没有损伤的痕迹，任何一点小小的瑕疵都不能放过。在安全确认的情况下通电源，并按复位键，看看此时系统是否正常，看报警是否可以消失；可以就证明故障多为随机发生。也不排除是操作失误引起的。
3.2仔细分析发生故障的具体原因
CNC系统发生故障，经常是同一现象、发生同一报警信号但是有很多因素引起的，可能是在机床上的零件磨损，但现象是反映在系统上。所以在排查故障的具体原因时，思路不可局限，不管是CNC系统、或是集成电器，还是机械零件，把所有可能造成设备故障的因素统统列举下来。然后根据综合分析判断和最终可以明确最有可能造成故障的因素，要通过严格的检测才能直接找到故障点并修复。数控机床设备在电气方面故障可根据性质、现象、因素或结果等进行划分。（1）故障发生的具置，分为硬件方面故障和软件故障。硬件就是指电子元器件、电路板、电线电缆、连接插件出现损坏，经过维修或者重新替换后才可正常运行。对于软件故障是说PLC的控制程序中出现错误，需要人工新输入或修改某些程序才能恢复设备正常状态。软件故障比较棘手，有的甚至会造成数据丢失这解决办法只能与生产厂商或其服务机构联系才能排除故障。（2）以故障出现时是否有提示，划分为有诊断指示故障和无诊断指示故障。系统本身是有自诊断功能的，可以监控整个系统的软、硬件功能，发生故障会有报警和一些简要的提示，可以根据提示信息解读到故障发生的间接原因，甚至还可以直接找到故障发生部位。
4数控机床传统故障检测方式
关于数控机床的机械部分的故障可分三过程诊断：（1）辨别数控机床的是否正常工作，有无存在异常现象。（2）对运行过程中显示的数据进行动态观察看有报警情况。（3）根据机床的数据显示大概可以知道未来一段期间内数控机床是怎样的运行情况。熟练的工作人员可根据机床机械部分的一些参数显示就能判断是否故障，以及查出故障点在哪。基本上是包括机床的振动、运行温度是否在合理范围内。如果特征值是在规定范围内，就证明数控机床是没有什么大问题；一旦数据或者特征出现异常情况，就说明设备是存在一些故障。还可以通过以下几个方面进行诊断。
4.1询问
当接到机床故障的消息时，应立即赶到到机床使用地点，首要是找到操作者询问故障期间的真实情况，这很关键，要了解这次故障是偶然突发的还是历史遗留问题。操作者在现场提供的消息对进行下一步的调查故障原因是很重要的。一般会从几个方面进行询问：（1）数控机床之前是否经常出现的故障是哪些；（2）机床设备在启动时有什么不正常的情况；（3）发生故障后加工的工件的精度是否与原来相比有很大差别；（4）询问机床的保养情况；（5）机床的传动系统是否正常运行。有没有出现速度不均匀的现象。
4.2细看
大概了解日常情况后，维修人员在到设备使用地还需要进行勘察，仔细观察机床以下方面情况：（1）机床零部件是否有磨损的情况。这很容易就可以发现，按理说每周定期检查的话可以在记录表中就可以找到，因为磨损是经过一段时间才会引起故障。要做好记录，可能看似不起眼的零件就能导致整个机器的故障；（2）看工件。机床的精度是非常高的，可以加工出来的产品质量来识别机床故障程度。甚至可以缩小排查范围，尺寸问题就有可能与传动系统有关。对于表明有波纹的产品要看波纹数与机床主轴传动齿轮是否一致；（3）看变形。通电运行的机床滚珠丝杠、传动轴有没有发生变形；带轮和齿轮的端面有没有跳动的现象；（4）看转速。传送带的速度是否均匀，要是速度异常可以看看齿轮有没有什么缺失；（5）看颜色。机床的主轴和轴承转动异常时，会出现发烫的现象，长期如此机床颜色变泛黄。此外还要注意油箱以及冷却液有没有杂质的介入或者高温使颜色变得奇怪。
4.3倾听
正常运行的机床在工作状态下发出的声响是有规律的，并且是持续稳定的。而不正常的机器在运行是可能会出现杂音。或者是设备断断续续的声音。比如可以从以下方面听这些异声：（1）一些零件的损坏是在内部，很难发现。这是可以使用小手锤击打零件听是否破损，有裂纹的零部件发出的声音是沉闷的；（2）撞击声。在不敞亮的环境下有间断冲击声，可能是由于螺丝松动或有物体撞击导致的；（3）摩擦声。机器在运行过程中要是由于零件松动，与另一部件发生接触可能会有尖锐的摩擦声。（4）泄漏声。对于漏气孔较小，会听到嘶的一声。持续时间长，常见的是漏气、漏液。
4.4触摸
用手触碰也能判断机床故障点：（1）继续在运行时如果长时间摩擦会感觉发烫；（2）用手触摸，有震感，这可以排查机械部分的故障问题；（3）如果感觉到有爬行，可能是油不够，或者是液压系统有空气进入；（4）检查手轮或转动主轴，观察它们的松紧程度是否合适，可以初步判断这些部件是否有问题。
4.5嗅觉
这个基本用不到但还是简单介绍一下，如果闻到浓烈的油烟气、或者焦糊味，先找出产生的部位，可能是电气原因造成线路短路。以上是常用的诊断方法，成本少、操作简单，在日常维修中也是经常使用。也可以根据自己的实际情况不断积累经验完善检验流程。
5全新的诊断方式
5.1油样分析法
在数控机床在工作中会用到油和液压油。大量的数控机床信息可以直接通过油样分析结果就可以得到。设备使用过程中会出现摩擦的现象，油可以减小摩擦。油是用在机床内部的，使用过程会产生一些的碎屑，一些机械零件的磨损程度可以通过对油的检验分析就可以识别，也能分析找出零件磨损位置。
5.2无损探伤法
无损探伤法完全是高科技术的故障排查方法，保障机械完好的情况下，对机械内部和外部进行“体检”，可以快速找到伤痕部位，这对于数控机床的传统排查方式有突破性的发展。但要确保机械内部是没有危险源的情况下才可使用。
5.3其它现代诊断法
主要借用现代科技对设备进行非破坏性监测包括温升监测、噪声谱分析、振动监测、油液光谱分析等，根据定量和定性的分析判断，逐一找出故障原因。可以由如下方面找出故障点：（1）关于温度监测方面。利用温度探头，在指定位置固定好分别测量运行轴承，电机和齿轮箱等表面温度变化；（2）非破坏性监测。探伤仪可以监测到体内部的缺陷，找到裂纹或损伤零件等；（3）噪声谱分析。通过精密仪器声波仪对齿轮发出的噪声信号进行频谱变化分析，从而判断齿轮磨损情况。
6结论
查找故障产生的原因是灵活多样的，不是生搬硬套，这也是数控机床发生故障维修棘手的地方。而要查明原因，首先要具备丰富的基本知识和丰富的实践经验。一定要有正确的指导方法，不能随心所欲，不然可能会做出错误的判断和进行错误的操作。
参考文献
[1]薛光辉,吴淼.机电设备故障诊断方法研究现状与发展趋势[J].煤炭工程,2010(5).
[2]王侃夫.数控机床故障诊断及维护[M].北京:机械工业出版社,2007.
关键词：数控机床；故障诊断；检测
1数控机床的故障诊断技术
①数控系统自诊断。开机自诊断数控系统在通电开机后，都要运行开机自诊断程序，对系统中关键的硬件和控制软件进行检测，并将检测结果在crt上显示出来。运行自诊断运行自诊断是数控系统正常工作时，运行内部诊断程序，对系统本身、plc、位置伺服单元以及与数控装置相连的其他外部装置进行自动测试、检查，并显示有关状态信息和故障信息。
②在线诊断和离线诊断。在线诊断是指通过数控系统的控制程序，在系统处于正常运行状态下，实时自动地对数控装置、plc控制器、伺服系统、plc的输入输出和其他外部装置进行自检，并显示状态信息、故障信息。脱机诊断当数控系统出现故障时，需要停机进行检查，这就是脱机诊断。脱机诊断的目的是修复系统的错误和定位故障，将故障定位在最小的范围。
远程诊断实现远程诊断的数控系统，必须具备 计算 机 网络 功能。因此，远程诊断是近几年 发展 起来的一种新型的诊断技术。数控机床利用数控系统的网络功能通过互联网连接到机床制造厂家，数控机床出现故障后，通过机床厂家的专业人员远程诊断，快速确诊故障。
2数控机床故障的实用诊断方法
①诊断常用的仪器、仪表及工具万用表－可测电阻、交、直流电压、电流。
相序表－可检测直流驱动装置输入电流的相序。转速表－可测量伺服电动机的转速，是检查伺服调速系统的重要依据。钳形电流表－可不断线检测电流。测振仪－是振动检测中最常用、最基本的仪器。短路追踪仪－可检测电气维修中经常碰到的短路故障现象。逻辑测试笔－可测量数字电路的脉冲、电平。ic测试仪－用于数控系统集成电路元件的检测和筛选。工具－弹头钩形扳手、拉锥度平键工具、弹性手锤、拉卸工具等。
②诊断用技术资料主要有：数控机床电气说明书，电气控制原理图，电气连接图，参数表， plc程序，编程手册，数控系统安装与维修手册，伺服驱动系统使用说明书等。数控机床的技术资料非常重要，必须参照机床实物认真仔细地阅读。一旦机床发生故障，在进行分析的同时查阅相关资料。
③故障处理。故障软故障－由调整、参数设置或操作不当引起硬故障－由数控机床（控制、检测、驱动、液气、机械装置）的硬件失效引起。
故障处理对策除非出现影响设备或人身安全的紧急情况，不要立即切断机床的电源，应保持故障现场。从机床外观、crt显示的内容、主板或驱动装置报警灯等方面进行检查。可按系统复位键，观察系统的变化，报警是否消失。如消失，说明是随机性故障或是由操作错误引起的。如不能消失，把可能引起该故障的原因罗列出来，进行综合分析、判断，必要时进行一些检测或试验，达到确诊故障的目的。
④数控系统故障诊断方法。直观法（望闻问切）：问－机床的故障现象、加工状况等看－crt报警信息、报警指示灯、电容器等元件变形烟熏烧焦、保护器脱扣等听－异常声响闻－电气元件焦糊味及其它异味摸－发热、振动、接触不良等。参数检查法：参数通常是存放在ram中，有时电池电压不足、系统长期不通电或外部干扰都会使参数丢失或混乱，应根据故障特征，检查和校对有关参数。隔离法：一些故障，难以区分是数控部分，还是伺服系统或机械部分造成的，常采用隔离法。同类对调法用同功能的备用板替换被怀疑有故障的模板，或将功能相同的模板或单元相互交换。功能程序测试法：将g、m、s、t、功能的全部指令编写一些小程序，在诊断故障时运行这些程序，即可判断功能的缺失。
⑤故障诊断应遵循的原则。第一，先外部后内部数控机床的检修要求维修人员掌握先外部后内部的原则，由外向内逐一进行检查排除。第二，先机械后电气首先检查机械是否正常，行程开关是否灵活，气动液压部分是否正常等，在故障检修之前，首先注意排除机械的故障。第三，先静后动维修人员本身要做到先静后动。首先询问机床操作人员故障发生的过程及状态，查阅机床说明书、图纸资料，进行分析后，才可动手查找和处理故障。
数控机床是 现代 化 企业 进行生产的一种重要物质基础，是完成生产过程的重要技术手段，强化管理是关键，“防”与“治”的结合是解决数控机床“使用难、维修难”的唯一途径。
参考 文献 ：
关键词：数控机床；故障诊断；检测
1数控机床的故障诊断技术
①数控系统自诊断。开机自诊断数控系统在通电开机后，都要运行开机自诊断程序，对系统中关键的硬件和控制软件进行检测，并将检测结果在crt上显示出来。运行自诊断运行自诊断是数控系统正常工作时，运行内部诊断程序，对系统本身、plc、位置伺服单元以及与数控装置相连的其他外部装置进行自动测试、检查，并显示有关状态信息和故障信息。
②在线诊断和离线诊断。在线诊断是指通过数控系统的控制程序，在系统处于正常运行状态下，实时自动地对数控装置、plc控制器、伺服系统、plc的输入输出和其他外部装置进行自检，并显示状态信息、故障信息。脱机诊断当数控系统出现故障时，需要停机进行检查，这就是脱机诊断。脱机诊断的目的是修复系统的错误和定位故障，将故障定位在最小的范围。
远程诊断实现远程诊断的数控系统，必须具备 计算 机 网络 功能。因此，远程诊断是近几年 发展 起来的一种新型的诊断技术。数控机床利用数控系统的网络功能通过互联网连接到机床制造厂家，数控机床出现故障后，通过机床厂家的专业人员远程诊断，快速确诊故障。
2数控机床故障的实用诊断方法
①诊断常用的仪器、仪表及工具万用表－可测电阻、交、直流电压、电流。
相序表－可检测直流驱动装置输入电流的相序。转速表－可测量伺服电动机的转速，是检查伺服调速系统的重要依据。钳形电流表－可不断线检测电流。测振仪－是振动检测中最常用、最基本的仪器。短路追踪仪－可检测电气维修中经常碰到的短路故障现象。逻辑测试笔－可测量数字电路的脉冲、电平。ic测试仪－用于数控系统集成电路元件的检测和筛选。工具－弹头钩形扳手、拉锥度平键工具、弹性手锤、拉卸工具等。
②诊断用技术资料主要有：数控机床电气说明书，电气控制原理图，电气连接图，参数表， plc程序，编程手册，数控系统安装与维修手册，伺服驱动系统使用说明书等。数控机床的技术资料非常重要，必须参照机床实物认真仔细地阅读。一旦机床发生故障，在进行分析的同时查阅相关资料。
③故障处理。故障软故障－由调整、参数设置或操作不当引起硬故障－由数控机床（控制、检测、驱动、液气、机械装置）的硬件失效引起。
故障处理对策除非出现影响设备或人身安全的紧急情况，不要立即切断机床的电源，应保持故障现场。从机床外观、crt显示的内容、主板或驱动装置报警灯等方面进行检查。可按系统复位键，观察系统的变化，报警是否消失。如消失，说明是随机性故障或是由操作错误引起的。如不能消失，把可能引起该故障的原因罗列出来，进行综合分析、判断，必要时进行一些检测或试验，达到确诊故障的目的。
④数控系统故障诊断方法。直观法（望闻问切）：问－机床的故障现象、加工状况等看－crt报警信息、报警指示灯、电容器等元件变形烟熏烧焦、保护器脱扣等听－异常声响闻－电气元件焦糊味及其它异味摸－发热、振动、接触不良等。参数检查法：参数通常是存放在ram中，有时电池电压不足、系统长期不通电或外部干扰都会使参数丢失或混乱，应根据故障特征，检查和校对有关参数。隔离法：一些故障，难以区分是数控部分，还是伺服系统或机械部分造成的，常采用隔离法。同类对调法用同功能的备用板替换被怀疑有故障的模板，或将功能相同的模板或单元相互交换。功能程序测试法：将g、m、s、t、功能的全部指令编写一些小程序，在诊断故障时运行这些程序，即可判断功能的缺失。
⑤故障诊断应遵循的原则。第一，先外部后内部数控机床的检修要求维修人员掌握先外部后内部的原则，由外向内逐一进行检查排除。第二，先机械后电气首先检查机械是否正常，行程开关是否灵活，气动液压部分是否正常等，在故障检修之前，首先注意排除机械的故障。第三，先静后动维修人员本身要做到先静后动。首先询问机床操作人员故障发生的过程及状态，查阅机床说明书、图纸资料，进行分析后，才可动手查找和处理故障。
数控机床是 现代 化 企业 进行生产的一种重要物质基础，是完成生产过程的重要技术手段，强化管理是关键，“防”与“治”的结合是解决数控机床“使用难、维修难”的唯一途径。
参考 文献 ：
关键词：数控机床 故障 排除
数控机床是一种典型的机电一体化产品，涉及范围比较广，在故障诊断和维护方面与传统机床有很大的区别。因此，学习和掌握数控机床故障诊断及维护技术，及时有效的处理数控机床的各种故障，对企业的维修人员来说非常重要。
一、数控机床的使用与维修
1.数控机床的分类和应用 随着数控技术的发展，数控机床已经越来越普遍地应用于企业的加工生产当中。数控机床的种类很多，但主要按机床的加工方式和加工工艺对其进行分类。现代工厂中主要以金属切削加工为主，大致可以分为数控铣床，数控镗床，数控立车，数控磨床以及加工中心等。
2.数控机床的维修的特点 数控机床与传统机床的维修不同，它是集数控系统、可编程控制器、伺服系统加精密机械等多项高新技术融合于一体的机电一体化产品。数控机床的维修应遵循以下几点：首先，要熟悉数控系统、位置检测与伺服驱动和辅助控制的工作原理、特点及常见故障的处理。其次，要懂得充分利用NC、PLC提供的故障信息来查找故障。做到具体问题具体分析，才能确定故障的准确处理。
3.数控机床故障诊断维修的基本步骤 数控机床的维修过程主要分为三个阶段。首先，到达现场后进行现场的调查和故障信息的采集。仔细询问机床操作者故障表面的指示情况以及产生故障的背景情况，对故障现象做出初步的判断。其次，根据现场的调查结果和故障现象进行具体的维修。从易到难、由外向内，逐渐缩小查找范围，确定故障存在的位置从而采取正确的维修措施。最后，机床的故障排除后及时向操作者交代清楚本次故障的起因以及发生故障的信息和环节，告其今后操作的注意事项，避免今后再次发生同类故障。同时做好维修记录，为以后维修做好储备。
二、数控系统自诊断技术及故障排除方法
所谓系统诊断技术，就是利用数控装置中的计算机及相关运行诊断软件进行各种测试。
1.自诊断技术
（1）开机自诊断：数控系统通电后，设备内部诊断软件会自动对系统中各种元件如CPU、RAM及各应用软件进行逐一检测并将检测结果显示出来，如检测发现问题，系统会显示报警信息或发出报警信号。开机自诊断通常会在开机一分钟之内完成。
有时开机诊断会将故障原因定位到电路板或模块上，但也经常仅将故障原因定位在某一范围内，这时维修人员需查找相关维修手册根据提示找到真正故障原因并加以排除。
（2）运行自诊断：运行自诊断也称在线自诊断，是指数控系统正常工作时，运行内部诊断程序，对系统本身、PLC、位置伺服单元以及与数控装置相连的其它外部装置进行自动测试、检查，并显示有关信息，这种诊断一般会在系统工作时反复进行。
（3）脱机诊断：当系统出现故障时，首先停机，然后使用随机的专用诊断纸带对系统进行脱机诊断。诊断时先要将纸带上的程序读入RAM系统中，计算机运行程序进行诊断，从而判定故障部位，这种诊断在早期的数控系统中应用较多。
2.人工诊断技术
数控系统的故障种类很多，而自诊断往往不能对系统的所有部件进行测试，也不能将故障原因定位到具体确定的元器件上，这时要迅速查明原因就需要采用人工诊断方法。人工诊断方法有很多种，最常用的有:功能程序测试法、参数检查法、备件置换法、直观法、原理分析法等，现简介如下:
（1）功能程序测试法：这种方法将数控系统中的G、M、S、T、功能的全部指令编成一个测试程序，穿成纸带或存储到软盘上在进行诊断时运行这个程序，可快速判定哪个功能出现问题，这种方法一般在机床出现随机性故障时使用，也可用于设备闲置时间较长重新投入使用时测试用。
（2）参数检查法：一般系统的参数是存放在RAM中的，一旦出现干扰或其它原因会造成参数丢失或混乱，从而使系统不能正常工作，这时应根据故障特征，检查和核对有关参数，在排除某些故障时，有时还需对某些参数进行调整。
（3）备件置换法：是将系统中型号完全相同的电路板、模块、集成电路或其它零部件进行互相交换比较，或利用备用的元器件替换有疑点的部件，从而快速有效地确定故障部位。
（4）直观法：直观法是利用维修中常用的“先外后内”的原则，利用观察零部件的工作状态、听声音、摸发热等方法，进行逐个检查，如利用视觉可观察内部器件或外部连接的形状上的变化；利用听觉可查寻器件发出的异常声音;利用嗅觉或触觉可查寻过载、高温等现象;等等。
（5）原理分析法：当采用其它检查方法难以奏效时，可以从电路基本原理出发，一步一步用万用表、逻辑表、示波器等工具对测点进行检查对照，最终查明故障原因。
3.高级诊断技术
（1）自修复诊断：自修复诊断一般是指在系统内设置不参与运行的备用模块。自修复程序在控制系统每次开机运行，当发现某模块有问题时，系统会把故障信息显示在屏幕上，同时自动查寻备用模块，故障模块的工作即被备用模块取代，维修人员可根据提示更换下一故障模块。自修复诊断方法需要较多的备用模块，这会使系统体积增大，价格提高。
（2）诊断指导专家系统：近年来，随着图像识别、声音识别、自动翻译和智能工业机器人等技术的发展，这些技术越来越多地被应用到数控机床上。诊断专家系统以专家知识、经验为基础，自动模仿专家利用知识解决复杂问题的思维活动，这就使普通工作人员同样能对故障做出具有专家级水平的诊断结论。
关键词：数控机床；故障；思路与原则；诊断与排除
1、引言
随着我国工业化程度的不断提高，数控机床在机械制造领域的应用愈来愈普遍，数量也逐渐增多。但是由于数控机床系统种类的多样性、结构的差异性，机械加工工艺的复杂性，以及当前从事数控机床故障诊断与维修的技术人员非常紧缺等原因，一旦数控机床发生故障，维修难的问题就变得尤为突出，这样导致了大量的数控机床因为得不到及时维修而影响正常的使用。要改变这一状况，我们在数控机床的使用和维修实践中，要善于总结维修经验，掌握数控机床常见故障的诊断与排除方法。
2、故障的定义与分类
数控系统全部或部分丧失了系统规定的功能称为故障。数控机床的故障多种多样，在诊断和排除前首先要了解故障的种类。按数控机床发生故障的部件分为主机故障、电气故障；按数控机床发生故障的性质分为系统性故障、随机性故障；按故障的发生过程或状态分为突然性故障、渐变性故障；按数控机床发生故障的有无报警显示分为有报警显示故障、无报警显示故障；按数控机床发生故障的原因分为数控机床的自身故障、数控机床外部故障。
3、故障的排除思路与原则
故障分析是进行进行数控机床维修的第一步，通过故障分析，一方面可以迅速查明数控机床故障原因，及时的排除故障；同时亦可起到预防故障发生与扩大的作用。故障处理的思路步骤可分为：确认故障现象，调查故障现场，充分掌握故障信息；根据所掌握的故障信息，明确故障的复杂程度并列出故障部件的全部疑点；分析故障原因，制定排除故障方案；检测故障，逐级定位故障部位；故障的排除；解决故障后的资料整理。
数控机床系统出现报警，发生故障时，不要急于动手处理，而应多进行观察，应遵循两条原则：一是充分调查故障现场，充分掌握故障信息。二是认真分析故障原因，确定检查的方法与步骤。另外，从监测排除故障中还应掌握以下若干原则：先方案后操作；先外部后内部；先机械后电气；先公用后专用；先软件后硬件；先简单后复杂；先一般后特殊。
4、故障诊断与排除的方法
对于数控机床出现的大多数故障，一般可采用下述几种方法来进行故障诊断和排除。
4.1常规检查法
常规检查法是指依靠人的感官并借助于一些简单的仪器来寻找机床故障原因的一种检查方法。这种方法在维修中是常用的，也是首先采用的。维修人员通过对故障发生时产生的各种光、声、味等异常现象的观察、检查，可以将故障缩小到某个模块，甚至到一块电路板。
4.1.1问。就是询问机床故障发生的经过，弄清故障是突发的，还是渐发的。一般操作人员熟知机床性能，故障发生时在现场，所提供的情况对故障的分析是很有帮助的。
4.1.2看。就是仔细检查设备各工作状态指示灯是否正常，各电控装置有无报警指示，局部查看有无保险烧断、元器件烧焦、烟熏、开裂等现象，有无异物断路现象，以此判断板内有无过流、过压、短路问题。
4.1.3听。就是利用人体的听觉功能查询数控机床因故障而产生的各种异常响声的生源，如电气部分常见的异常响声有：电源变压器、阻抗变换器与电抗器等因为铁芯松动、锈蚀等原因引起的铁片振动的吱吱声；继电器、接触器等磁回路间隙过大线圈欠压运行等原因引起的电磁嗡嗡声。机械运动常见的异常响声有摩擦声、泄漏声、冲击声、对比声等。
4.1.4触。也称敲捏法。可用绝缘物轻轻敲击电路板可疑部位，来检测电路虚焊或接触不良而引起的故障。用手捏压组件、元器件，如故障消失或出现，可以认为捏压处或捏压作用力波及范围是故障原件。
4.1.5嗅。在电气设备诊断或各种易挥发物体的器件采用此方法效果较好。如一些烧毁的烟气、焦糊味等异味。因剧烈摩擦，电器元件绝缘处磨损短路，使附着的油脂或其他可燃物质发生 氧化蒸发或燃烧而产生的烟气、焦糊气等。
4.2系统自诊断法
数控系统的自诊断是利用系统内部自诊断程序或专用的诊断软件，对系统内部的关键硬件以及系统的控制软件进行自我诊、测试的诊断方法。它主要包括开机自诊断、在线监控与脱机测试这些方面内容。
4.3功能测试法
所谓功能测试法是通过功能测试程序，检查机床的实际动作，判别故障的一种方法。功能测试可以将系统的功能用手工编程方法，编制一个功能测试程序，并通过运行测试程序，来检查机床执行这些功能的准确性和可靠性，进而判断出故障发生的原因。
4.4交换法
所谓交换法，就是在故障范围大致确认，并在确认外部条件完全正确的情况下，利用装置上同样的印制电路板、模块、集成电路芯片或元器替换有疑点部分的方法。交换法简单、易行、可靠，能把故障范围缩小到相应的部件上。例如数控机床的进给模块，检测装置有多套，当出现进给故障，可以考虑模块互换。
4.5拔出插入法
拔出插入法是通过监视相关的接头、插卡或接插件拔出再插入这个过程中，确定拔出插入的连接件是否为故障部位。还有的本身就只是接插件不良引起的故障，经过重新插入后，问题就解决了。
除了上面介绍的几种常用的检查方法外，还有参数检查法、隔离法、升降温法、电源拉偏法、测量比较法及原理分析法等，这些检查方法各有特点，在机床故障诊断与排除过程中并无严格界限，可能用一种方法就能排除故障，也可能需要多种方法相互配合同时进行，在实际工作中，可以根据不同的故障现象，加以灵活运用，对故障进行综合分析，逐步缩小故障范围，排除故障。
5、结语
数控机床故障诊断与排除，除了要有一定的专业基础知识外，经验也十分重要，因此，在数控机床的使用和维修实践中，要善于总结维修经验，掌握数控机床常见故障的诊断与排除方法，从而提高数控机床的使用效率。
参考文献
[1] 熊军. 数控机床维修与调试[M]. 人民邮电出版社，2010
[2] 吴国经. 数控机床故障诊断与维修[M]. 电子工业出版社，2004
【关键词】数控机床；数控技术；故障诊断；维修
一、数控机床系统的组成和特点
当前各个国家，所使用的数控机床系统种类繁多，并且各自具备自己的特点，不同数控机床生产厂家的产品，设计理念和设计思想也存在很大的不同。但是不管是哪种数控系统，它们的基本构造是大致相同的。数控机床主要由机床本体、控制系统、伺服系统和位置检测装置组成。一般工作过程是由控制系统对工件的相应程序进行运算，再将计算结果以脉冲的形式向伺服系统发出相应的控制指令，然后伺服系统会对控制指令进行分析，并由相应的电机来控制机械的运转，最后由位置监测系统对机械的运动位置和速度进行监测，并将相关信息传递给控制系统，控制系统对实时监测的数据与理想数据进行比较，调整控制信号，使向更高精度方向运转，这样就完成了整个数控机床系统的正常运转。
二、数控机床故障诊断的基本步骤
数控机床出现故障时，一般可以采用下面的步骤来进行故障的诊断。
1.了解。在数控机床出现故障时，首先要做的就是对故障发生的情况进行全面的了解，然后对数控机床进行初步的故障诊断，仔细观察指示屏上显示的内容.各种故障指示灯等，然后利用观察.触摸.气味等方法对数控机床的故障进行判断，如热继电器.空气断路器有没有脱扣现象，熔丝有没有出现损坏.断裂现象，插接件有没有出现松动。虽然这些故障类型比较简单易见，但是对数控机床故障诊断有着重要的作用，因为很多故障的产生，就是基于此种最为常见的原因。
2.分析。当数控机床出现故障时，首先对机床进行断电，然后进行故障分析，在确认通电后不会产生更大故障时，进行运转状态下的故障诊断和观察，从而判断可能导致故障产生的各种因素，为接下来的故障排除确定一个方向。
3.查找。在进行故障原因查找时，首先对容易拆卸和触及的位置进行检查，然后再进行那些拆除量较大和不易触及的部位检查。
三、数控机床故障诊断的常用方法
1.感官判断法
利用视觉、听觉、触觉等感官对数控机床的故障进行分析，是一种最为简便的故障诊断方法，而且在实际操作中也有着非常实用的效果。（1）利用视觉来对数控机床的故障原因进行查找，最为常见的观察就是：检查数控机床中是否出现机械性的损伤；线路是否出现烧焦变形现象；各类电阻有没有发现变色或烧毁现象；机床内部运转部件是否出现掉落物或流出物；一些保护性的部件是否出现跳闸；熔断器是否出现熔断现象；机床内部部件有没有出现松动或脱落的现象；操作者编写的控制程序是否正确等等。（2）利用嗅觉对数控机床的内外部进行气味检查，当数控机床运转时发生摩擦现象时，会出现相应的烧焦气味；线路灼烧或漏电时也会出现一定的焦糊气味，同时还可能伴随着放电的声音。
（3）利用触觉对数控机床相关部位的振动检查，可以判断出设备是否出现故障。还可以通过判断运转温度是否处于正常的状态下来分析故障。
2.报警信息诊断法。通过一套数控机床自诊断功能软件，很多的简单故障，数控机床都可以自动诊断出来，并能根据故障原因进行简单的处理。当故障发生时，相应的故障警报会自动进行报警，并指出故障原因。人们通过对故障报警，可以分析出故障产生的情况。
3.机床参数检测法。数控系统内部的参数丢失或设置不恰当都可能引起相应的故障发生。当数控机床出现故障时，应该对系统的参数设置进行核对，看看有没有问题。系统参数的设置错误都可能直接或间接的对数控加工过程产生影响。
4.测量法。测量法就是利用相序表、示波器等仪器对机床的各种线路进行检测，例如使用双通道示波器进行检查，当三相电相序正确时，不同两厢电之间的波形相位的差值为120°。
5.备件置换法。对于一些不容易确认是哪一部分有问题的时候，我们可以通过更换新的元器件来判断是不是元器件的问题。在确保没有进一步损坏的情况下，对怀疑有故障的元器件用相同元器件来替换，以确定是否发生故障。
6.原理分析法。原理分析法是根据数控机床的组成原理，从逻辑上分析各点的逻辑电平和特征参数，从各部件的工作原理着手进行分析和判断，以确定故障部位的诊断方法。这种方法的运用，要求检修人员对整个数控系统和每个部件的工作原理都有清楚的.较深的了解，才能对故障部位进行定位。
总之，现实的数控机床设备越来越复杂，功能越来越多样，同时出现的故障类型也是越来越多样。但是只要相关的人员不断进行学习，从实际中吸收相关的经验，结合多样化的诊断方法，这样对数控机床的维护会更加的容易与简单。
参考文献
[1]将洪平，数控设备故障诊断与维修，北京：北京理工大学出版社。2006.8
[2]郑小年，数控机床故障诊断与维修，武汉：华中科技大学出版社，2005.9
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