由于數控機床自動化程度高，結構復雜，所以故障率也較普通機床設備高，維修難度也較大，同時對數控機床維修人員的素質要求也越來越高，要求機床出現故障后，能盡快排除。數控機床維修技術不僅能夠保障數控設備正常運行，而且對數控技術的發(fā)展和完善也有一定的推動作用，因此，研究和診斷數控機床故障，以及常規(guī)處理是具有非常意義的。
關鍵詞：數控機床；數控技術；故障診斷；維修技術；常規(guī)處理；
一、前言
為了使數控機床應有的功效發(fā)揮出來，數控機床的正常運行占主導地位，在數控設備出現問題時，及時去排除故障就顯得特別重要。但是相對于接觸機床不多的維修人員來說，機床出現故障，往往不知從何下手，而延誤維修時間。這時如果我們借助數控系統本身具備的自診斷功能的話，對我們的維修會產生很大幫助。同時，作為維修人員當數控機床發(fā)生故障后，我們需要向操作者了解故障發(fā)生的具體癥狀，產生的道程序及時間，操作方法正確與否，才能及時發(fā)現問題，以免隱患過大，造成不必要的損失。還有就是要檢查按鈕、熔斷器，接線端子等元件，在接線時螺釘、航空插頭和插座、電路板上的插頭是否擰緊，每個撥把開關，操作方式是否正確等。還要根據機械故障較易察覺的特點，當發(fā)生機床過載或者過熱報警時，應首先檢查滑板的鑲條是否裝過緊，滑板和床身導軌之間摩擦力是否增大，從而使電機運轉難度大，還有滾珠絲杠和托架之間是否同心，如絲杠中滾珠磨損造成絲杠過緊，也可使電機過載、過熱，從而導致電氣故障。因此我們在數控機床的正常維修當中，認真做好上面幾項工作，共同配合，就可以少走彎路，較快排除故障，減少數控機床的停機時間，增強數控機床的使用率，使生產實踐得以順利進行，完成學生實習的進度。
二、常見故障的分類
數控機床由于自身原因不能正常工作，就是產生了故障。產生的原因也比較復雜，但很大一部分故障是由于操作人員(學校實訓的主要對象：學生)操作機床不當引起的。
機床故障可分為以下幾種類型。
(一)系統故障和隨機故障
按故障的出現的必然性和偶然性，分為系統性故障和隨機性故障。系統性故障是指機床和系統在某一特定條件下必定會出現的故障，隨機性故障是指偶然出現的故障。因此，隨機性故障的分析和排除比系統性故障困難的多。通常隨機性故障往往會因為機械結構局部松動、錯位、控制系統中元器件出現工作特性飄移，電器元件工作可靠性下降等原因造成，需經反復試驗和綜合判斷才能排除。
(二)診斷顯示故障和無診斷顯示故障
按故障出現時有無自診斷顯示，可以分為有診斷顯示故障和無診斷顯示故障兩種。如今的數控系統有比較豐富的自診斷功能，出現故障時會停機、報警而且會自動顯示相應報警的參數號，這樣可以讓維護人員很快找到故障原因。而無診斷顯示故障，一般是機床停在某一位置不能動，手動操作也沒法，維護人員只能根據出現故障前后現象來分析判斷，排除故障難度就比較大。
(三)破壞性故障和非破壞性故障
以故障有無破壞性，分為破壞性故障和非破壞性故障。對于破壞性故障就像伺服失控造成撞車，短路燒斷熔絲等，維護難度較大，有一定危險，修后這些現象是不能重復出現的。而非破壞性故障可經過多次反復試驗至排除，就不會對機床造成危害。
(四)機床運動特性質量故障
此類故障發(fā)生后，機床會照常運行，不會有報警顯示，但加工出的工件不合格。對于這些故障，必須在檢測儀器配合下，對機械、控制系統、伺服系統等采取一些綜合措施。
(五)硬件故障和軟件故障
按發(fā)生故障的部位分為硬件故障和軟件故障。硬件故障只要通過更換某些元器件就可以排除，但是軟件故障是編程錯誤導致的，因此需要修改程序內容或修訂機床參數來排除。
(六)數控機床常見的操作故障
1、防護門未關，機床不能運轉。2、機床未回參考點。3、主軸轉速S超過zui高轉速限定值。4、程序內沒有設置F或S值。5、進給修調F%或主軸修調S%開關設為空擋。6、回參考點時離零點太近或參考點速度太快，引起超程。7、程序中G00位置超過限定值。8、刀具補償測量設定錯誤。9、刀具換刀位置不正確。10、G40撤銷不當，引起刀具切入已加工表面。11、程序中使用了非法代碼。12、刀具半徑補償方向錯誤。13、切入、切出方式不當。14、切削用量太大。15、刀具鈍化。16、工件材質不均勻，引起振動。17、機床被鎖定(工作臺不動)。18、工件未夾緊。19、對刀位置不正確，工件坐標系設置錯誤。20、使用了不合理的G功能指令。21、機床處于報警狀態(tài)。22、斷電后或報過警的機床，沒有重新回參考點或復位。
三、故障常規(guī)處理方法
加工中心出現故障，除少量自診斷功能可以顯示故障外(如存儲器報警，動力電源電壓過高報警等)，大部分故障是由綜合因素引起，往往不能確定其具體原因。
數控機床出現故障后，不能盲目處理，首先要檢查故障記錄，向操作人員了解故障出現的全過程。在確認通電對機床和系統無危險的情況下再進行觀察，特別要確定以下故障信息：
1、故障發(fā)生時，報警號和報警提示是什么？哪盞指示燈或發(fā)光管發(fā)光？提示的警報內容是什么？2、如無報警，系統處于何種工作狀態(tài)？系統的工作方式診斷結果是什么？3、故障發(fā)生在哪個程序段？執(zhí)行何種指令？故障發(fā)生前執(zhí)行了何種操作？4、故障發(fā)生在何種速度下？軸處于什么位置？與指令值的誤差量有多大？5、以前是否發(fā)生過類似故障？現場是否有異常情況？故障是否重復發(fā)生？ 我們可以采用歸納法和演繹法，對上面的5個部分故障信息進行有效的歸納與演繹。歸納法是從故障原因出發(fā)，摸索其功能，調查原因對結果的影響，也就是說根據可能產生該種故障的原因分析，看zui后是否與故障現象的符合程度來確定故障點。演繹法是指從現象出發(fā)，對故障現象原因進行分割分析法。即從故障現象開始，根據故障機理，列出該故障產生的種種原因，然后，對這些原因逐點進行分析，排除不正確的，zui后確定故障點。
同時，在故障診斷過程中通常要按先外后內、先機后電、先靜后動、現公用后、先簡單后復雜、先一般后特殊的原則進行。
在分析好以上5個部分的故障之后，一般可以按以下步驟進行常規(guī)處理：
(一)充分調查故障現場
機床發(fā)生故障后，維護人員應仔細觀察寄存器和緩沖工作寄存器尚存內容，了解已執(zhí)行程序內容，向操作者了解現場情況和現象。當有診斷顯示報警時，打開電器柜觀察印制電路板上有無相應報警紅燈顯示。做完這些調查后，就可以按動數控機床上的復位鍵，觀察系統復位后報警是否消除，消除的話屬于軟件故障，否則即為硬件故障。對于非破壞性故障，可讓機床再重新運行，仔細觀察故障是否再現。
(二)將可能造成故障的原因全部列出
加工中心上造成故障的原因多種多樣，有機械的、電氣的、控制系統的等等。此時，要將可能發(fā)生的故障原因全部列出來，以便排查。
(三)逐步選擇確定故障產生的原因
根據故障現象，參考機床有關維修使用手冊羅列出的因素，經過選擇及綜合判斷，找出導致故障的確定因素。
(四)故障的排除
找到造成故障的確切原因后，就可以“對癥下藥”修理、調整和更換有關原件。
四、常見機械故障的排除
(一)進給傳動鏈故障
由于導軌普遍采用滾動摩擦副，因此運動質量下降是導致進給傳動故障的重要因素，如機械部件沒有達到規(guī)定位置、運行中斷、定位精度下降、反向間隙過大等，出現這些都是可調整各運動副預緊力、調整松動環(huán)節(jié)、提高運動精度及調整補償環(huán)節(jié)。
(二)機床回*
機床在返回基準點時發(fā)生超程報警，無減速運動。此類故障一般是減速信號沒有輸入到CNC系統，一般可檢查限位擋塊及信號線。
(三)自動換刀裝置故障
此類故障較為常見，故障表現為：刀鋸庫運動故障、定位誤差大、換刀動作不到位、換到動作卡位、整機停止工作等，此類故障的排除一般可通過檢查氣缸壓力、調整各限位開關位置、檢查反饋信號線、調整與換刀動作相關的機床參數來排除。
(四)機床不能運動或加工精度差
這是一些綜合故障，出現此類故障時，可通過重新調整和改變間隙補償、檢查軸進給時有無爬行等方法來排除。
五、數控機床的安全操作
數控機床的操作，一定要做到規(guī)范操作，以避免發(fā)生人身、設備、刀具等的安全事故。為此，數控機床在操作的過程中一定要嚴格按照數控機床的規(guī)范操作來完成，防止機床故障，從而保證機床正常運行。
主要體現在以下四個方面：
1、操作前的安全工作
2、機床操作過程中的安全操作
3、與編程相關的安全操作
4、關機時的注意事項
