数控机床是一种高效的自动化机床，他综合了计算机技术，自动化技术，伺服驱动，精密测量和精密机械等各个领域的新的技术成果，是一门新兴的工业控制技术。由于其经济性能好，生产效益高，在生产上处于越来越重要的地位。为了提高机床的使用率，提高系统的有效度，结合工作实际浅谈一下数控系统故障处置和维修的一般方法。以提高数控机床的维修技术。

     一、直观法

     维修人员通过故障发生时的各种光、声、味等异常现象的观察，认真察看系统的各个部分，将故障范围缩小到一个模块或一块印刷线路板。

     例 1 :数控机床加工过程中，突然出现停机。打开数控柜检查发现Y轴电机主电路保险管烧坏，经仔细观察，检查与Y轴有关的部件，{zh1}发现Y轴电机动力线外皮被硬物划伤，损伤处碰到机床外壳上，造成短路烧断保险，更换Y轴电机动力线后，故障xx，机床恢复正常。

     二、自诊断功能法

     数控系统的自诊断功能，已经成为衡量数控系统性能特性的重要指标，数控系统的自诊断功能随时监视数控系统的工作状态。一旦发生异常情况，立即在CRT上显示报警信息或用发光二极管指示故障的大致起因，这是维修中xxx的一种方法。

     例 2 :AX15Z数控车床，配置FANUC1 0TE—F系统，故障显示 :

     FS10TE     1399B

     ROM      TEST：END

     RAM      TEST：

     CRT的显示表明ROM测试通过，RAM测试未能通过。RAM测试未能通过，不一定是RAM故障，可能是RAM中参数丢失或电池接触不良一起的参数丢失，经检查故障原因是由于更换电池后电池接触不良，所以一开机就出现上述故障现象。

     三、功能程序测试法

     功能程序测试法就是将数控系统的常用功能和特殊功能用手工编程或自动编程的方法，编制成一个功能测试程序，送入数控系统，然后让数控系统运行这个测试程序，借以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可能原因。

     例 3 :采用FANUC 6M系统的一台数控铣床，在对工件进行曲线加工时出现爬行现象，用自编的功能测试程序，机床能顺利运行完成各种预定动作，说明机床数控系统工作正常，于是对所用曲线加工程序进行检查，发现在编程时采用了G61指令，即每加工一段就要进行 1次到未停止检查，从而使机床出现爬行现象，将G61指令改用G64(连续切削方式 )指令代替之后，爬行现象就xx了

     四、交换法

     所谓交换法就是在分析出故障大致起因的情况下，利用备用的印刷线路板、模板、集成电路芯片或元件替换有疑点的部分，从而把故障范围缩小到印刷线路板或芯片一级。

     例 4:TH63 50加工中心旋转工作台抬起后旋转不止，且无减速，无任何报警信号出现。对这种故障，可能是由于旋转工件台的简易位控器故障造成的，为进一步证实故障部位，考虑到该加工中心的刀库的简易位控器与转台的基本一样。于是采用交换法进行检查，交换刀库与转台的位控器后，并按转台位控器的设定对刀库位控器进行了重新设定，交换后，刀库则出现旋转不止，而转台运行正常，证实了故障确实出在转台的位控器上。

     五、原理分析法

     根据CNC组成原理，从逻辑上分析各点的逻辑电平和特征参数，从系统各部件的工作原理着手进行分析和判断，确定故障部位的维修方法。这种方法的运用，要求维修人员对整个系统或每个部件的工作原理都有清楚的、较深的了解，才可能对故障部位进行定位。

     例 5:PNE71 0数控车床出现Y轴进给失控，无论是点动或是程序进给，导轨一旦移动起来就不能停下来，直到按下紧急停止为止。

     根据数控系统位置控制的基本原理，可以确定故障出在X轴的位置环上，并很可能是位置反馈信号丢失，这样，一旦数控装置给出进给量的指令位置，反馈的实际位置始终为零，位置误差始终不能xx，导致机床进给的失控，拆下位置测量装置脉冲编码器进行检查，发现编码器里灯丝已断，导致无反馈输入信号，更换Y轴编码器后，故障排除。

     六、参数检查法

     数控系统发现故障时应及时核对系统参数，系统参数的变化会直接影响到机床的性能，甚至使机床不能正常工作，出现故障，参数通常存放在磁泡存储器或由电池保持的CMOSRAM中，一旦外界干扰或电池电压不足，会使系统参数丢失或发生变化而引起混乱现象，通过核对，修正参数，就能排除故障。

     例 6:G1 8CP4数控磨床，数控系统是FANUC1 1M系统，故障现象使机床不能工作，CRT显示器无任何报警信息。

     检查机床各部分，发现CNC装置及CNC与各接口的连接单元都是好的，{zh1}分析是由于外部干扰引起磁泡存储器内存储数据混乱而造成的，因此，对磁泡存储器存储内容进行了全部xx，重新按手册送入数控系统各种参数后，数控机床即恢复正常。除了上面介绍的几种检查方法外，还有测量比较法、敲击法、局部升温法，电压拉编法及开环检测法等，这些方法各有特点，维修时应根据故障现象，常常同时采用几种方法，灵活运用，对故障进行综合分析逐步缩小故障范围，以达到排除故障的目的。

　　例4：一台立式加工中心采用FANUC-OM控制系统。机床在自动方式下执行到X轴快速移动时就出现414＃和410＃报警。此报警是速度控制OFF和X轴伺服驱动异常。由于此故障出现后能通过重新启动xx，但每执行到X轴快速移动时就报警。经查该伺服电机电源线插头因电弧爬行而引起相间短路，经修整后此故障排除。

　　例5：操作者操作不当也是引起故障的重要原因。如我厂另一台采用840C系统的数控车床，{dy}天工作时xx正常，而第二天上班时却无论如何也开不了机，工作方式一转到自动方式下就报警“EMPTYING SELECTED MOOE SELECTOR”。加工完工件后，主轴不停，机械手就去抓取工件，后来仔细检查各部位都无毛病，而是自动工作条件下的一个模式开关位置错了。所以，当有些故障原因不明的报警出现的话，一定要检查各工作方式下的开关位置。

　还有些故障不产生故障报警信息，只是动作不能完成，这时就要根据维修经验、机床的工作原理和PLC运行状况来分析判断了。 对于数控机床的修理，重要的是发现问题。特别是数控机床的外部故障。有时诊断过程比较复杂，但一旦发现问题所在，解决起来比较简单。对外部故障诊断应遵从以下两条原则。首先要熟练掌握机床的工作原理和动作顺序。其次，要会利用PLC梯形图。NC系统的状态显示功能或机外编程器监测PLC的运行状态，一般只要遵从以上原则，小心谨慎，一般的数控故障都会及时排除。

　　例5：操作者操作不当也是引起故障的重要原因。如我厂另一台采用840C系统的数控车床，{dy}天工作时xx正常，而第二天上班时却无论如何也开不了机，工作方式一转到自动方式下就报警“EMPTYING SELECTED MOOE SELECTOR”。加工完工件后，主轴不停，机械手就去抓取工件，后来仔细检查各部位都无毛病，而是自动工作条件下的一个模式开关位置错了。所以，当有些故障原因不明的报警出现的话，一定要检查各工作方式下的开关位置。 还有些故障不产生故障报警信息，只是动作不能完成，这时就要根据维修经验、机床的工作原理和PLC运行状况来分析判断了。

对于数控机床的修理，重要的是发现问题。特别是数控机床的外部故障。有时诊断过程比较复杂，但一旦发现问题所在，解决起来比较简单。对外部故障诊断应遵从以下两条原则。首先要熟练掌握机床的工作原理和动作顺序。其次，要会利用PLC梯形图。NC系统的状态显示功能或机外编程器监测PLC的运行状态，一般只要遵从以上原则，小心谨慎，一般的数控故障都会及时排除。

故障五：刀号与程序刀号不符故障

故障现象：（一台韩国P U M A 230 数控车床）该数控车床数控车床刀位自动模式下加工中刀位突然不动。

现场调查与检测分析处理：

1，现场察看到CRT上报警号为2023   ，经翻译外文资料所示故障范围，是刀库换刀方面有故障；此信息为刀位加工控制参数有问题。

   2，经试车观察实际故障现象，用手动模式调整该刀位时，刀塔乱动；不定位或刀号与CRT上显程序刀号不符。

   3，按维修手册改动相应参数由“ 0”改为 “1”后，解除报警后故障排除。

    

故障六：刀库左右摆动找不到刀位

     另一台日本三菱MD 4800 C 加工中心机床   （ 此例故障较为特殊，属密不可分的机电一体化故障）

现场调查:

Z轴在自动加工模式下工进时，刀库在执行换刀程序，当换至第6 把刀位时刀库左右摆动，找不到刀位，停止加工并报警；CRT报警显示为PLC控制侧电路有故障，调查操纵者得知：“几天前偶尔出现俩三次类似故障，但故障较轻，解除报警后，返回原点还能照常加工；什么时间故障再现，没有规律。

故障检测分析验证与处理：

根据报警信息所指引检修方向与故障范围，应先从电气故障入手。

1，验证故障属性，用手动模式指令将刀库换刀，从{dy}把刀换至第6 把刀位时故障马上再现，刀库左右摆动找不到刀位。

2，调阅相关CAC内置PLC程序与系统参数匀无问题。

3，在强电控制回路行程开关与弱电CNC接口方面下了不少功夫和周折均无问题，故障如初不见好转；浪费较多宝贵时间；使检修一度陷入将局，真是山穷水尽疑无路，这时扩展了检修思路，不能只局限电气故障上；经冷静分析检修前后思路，一般检修数控机床采用先修电气，后修机械液压及其他。可能受此思路的局限和拆卸机械很费事的贯例影响，走了检修弯路。

4，柳暗花明又一村，要打破常规，经拆卸相关机械传动部件，发现[REV TOOL CUP MOTOR]换刀电机转子轴上齿轮有轻微松动,经拆开检查是方形键 磨损变椭圆[俗称滚键]，致使刀库左右摆动找不到刀位，经更换同型号键，仔细调整相关齿轮后，试车用手动模式刀库换刀和自动模式加工匀正常，故障检修完毕。

总结：

此检修经验实例，证明数控机床是机电一体的高科技，技术密集型设备，检修机电故障需检修技术人员具备相应的机械传动，液压控制气动控制等相关维修知识与经验；此例检修经验关键在于掌握如何及时变通检修思路，少走弯路，检修技术才能得以提高。可以说正确思路是检修的方向，高深的理论是检修的基础，分析准确是检修的捷径，动手技能是检修的保障。                                                                                                                    

故障七 ：伺服系统- Z 轴超

一台南京 N – 0 8 4型数控车床{ 30 系列 }该数控车床采用 FANUC O –TD [ 发那科 ]系统。

故障现象：在自动加工模式中工作台突然停止工作。

现场调查与分析处理：

1，经调阅该系统自诊断功能，查看到CRT 显示521报警号，为 -Z 轴负方向限位超程报警。（超程报警，分硬件超程即限位行程开关被压动作时给数控系统发超程报警信号，使数控车床停止运行，以确保人机安全。软件超程指在CNC数控系统内设置相应参数，用来防止工作台上刀具超出有效工作区域，必免机床夹具被刀具撞坏）。

   2，根据是 - Z 轴超程故障报警，在手动 JOG 模式下，用手轮[脉冲发生器] 配合进给倍率，将工作台向报警的反方向移动，即 + Z轴方向移动,切记不可弄错；如错机床易出机床设备事故。{[注]如遇手动不能向报警的反方向移动时，可能是电源脱开，   按CRT/MDI 操作面板上的 [P] 键及 [CAN] 键，同时接通电源，这时特别注意在按[RESET] 复位键及[DELETE]删除键时不可接通电源，一直等到工作台退出机床超程禁区，返回机床参考点后，方可操作按[RESET] 复位键及[DELETE] 删除键。}

   3，处理该超程故障时， 只将数控车床工作台退出机床禁区后，更换损坏的X18限位开关后，按[RESET]复位键解除报警；把工作台返回数控机床参考点，重新试车正常，至此故障得以排除。

该例检修经验小结：

此例属硬件超程故障 ，如是软件超程故障，只需修改对应参数即可。


CNC数控机床检修疑难故障实例

故障八：AC伺服电机一侧过电流

    一台日本三菱MD DM4500加工中心机床，故障现象：早班生产一开机立即报警。

现场检测分析与处理步骤：

1，在三菱系统CRT/MDI操作面板上调阅报警诊断信息， CRT显示为[PR32，X] 。

2，根据报警信息分析是X轴的AC 伺服电机一侧存过电流问题，使系统进入保护状态。

3，为快速区别是X轴伺服单元IPM晶体问题，还是负载X轴AC 伺服电机有故障，用已知完好的Y 轴AC 伺服电机与AC X轴伺服电机电缆插头互换后，这时故障改到Y轴伺服单元IPM晶体{指电路板上功放模块等元件}及负载AC 伺服电机等有过电流故障；以此确认是AC X轴伺服电机和电缆插头的问题。

4，经对AC 伺服电机进行部件替换法检测，正明该AC 伺服电机良好。

5，测查该AC 伺服电机电缆线，电缆插头插座时，发现该插座内侧接线柱之间存有污垢与放电后氧化的积碳电阻，因此确认这就是故障点。

6，用小刀尖刮净该处污垢与放电后积碳，随后在用工业酒精刷洗烘干处理。

7，重新试车报警xx，故障顺利排除。

该例检修经验小结：

AC 伺服单元的故障检修也很关键，这类故障发生频率较高，具有普遍性，此例故障原因是由于DM4500加工中心机床所在环境恶劣，受附近清洗机潮湿气影响，屡犯同类故障，改善环境后，所有各类故障发生频率大为下降。

故障九：Z 轴自行锁定故障

故障现象：另一台DM4500加工中心机床   采用 FANUC   Oi系统 ， Z 轴自行锁定不在运行加工并报警。

      故障一   ：CNC数控机床不能起动


一台沈阳第三车床厂 S1-296A型数控车床，工作台加工过程中出现CRT无显示，（俗称黑屏）   当重新按车床NC起动按钮，数控机床也不能恢复正常；各项加工功能均无，据操作者讲，几天前偶而出现同样故障，但能重新启动后工作如常。

故障测查与分析步骤：  

根据 图1电气原理，首先检测数控系统的FANUC –OT-MATE-E2电源单元，控制单元的 MTEE2ADC—与CRT/MDI部件，采用先易后难方法。

   1，先查看   -SB1，-SB2 启动与停止按钮无损坏，触点良好。

   2，再查看J37，J27， J38等多头线电缆与叉头无松动等异常现象。

3，当检测到CRT/MDI单元时发现 +24 V 供电没有到位。

   4，采用顺藤摸瓜的逻辑顺序检修方法，查看电源单元的LED绿灯已亮，证明 AC 输入正常，并实测出该输出电压匀在常范围之内，这说明电源单元本身良好。

5，经检测后分析：可能电源与CNC系统启动电路有故障，按此思路，仔细检查NC电路，（祥见图 1 ） 怀疑是ON.OFF.COM，三颗信号线在机床中经多节插头插座串联导致的故障，为快速证明判断正确与否，采用“信号短路法”，将电路图中—CP3处的ON, OFF, COM,信号在插座X P/s 54(1), XP/s 54(2), XP/s 54(3)的三个插孔内，进行短路处理后，合上机床总电源，这时N C立即启动。CRT/MDI面板显示正常，经试车机床的各项加工功能运转正常；也无其他异常报警。由此证明检验故障分析的判断思路与测检手法都是准确无误，随后进一步处理；实测经校线（俗称叫线），发现故障点是在X P/s   62(2)的插头处，电信号线脱焊所造成CNC程序启动后数控系统不能复位，经焊接处理后故障彻底排除；故障检修完毕。    

故障二 ：主轴电机过热故障

     另一台 S1-296A数控车床在加工运转时发生“啃刀”现象并造成刀具损坏[俗称打刀]。

现场调查:为验证故障属性，用手动 JVC慢跑模式将车床X,Z轴调至原点 ，重新启动加工程序，进行试车，当工作台快速进给到加工位置时主轴仍不转，至此确诊为交流变频主轴电机调速系统存在故障。

现场检测步骤与分析处理：

1，根据图2分析主轴电机是由FR-SF-2-15K交流变频器控制转速的（因机床厂家不提供交流变频器内部图纸）故采用“数学摸糊检修法”，视交流变频器内部为“黑匣子” 只需测查其外部各功能接口状态即可判断。

   2，首先察看交流变频噐控制系统的LED 报警显示内容；现场察看到 H b- - - E 7报警号并闪烁。

   3，经査阅外文资料翻译：是“变频噐控制系统进入主轴电机内置的过载保护功能”。

   4，为区分是过热[指电动机本身过热]还是过载[指电动机所带负载过重，转动过沉]保护；当时凭经验手摸电动机外壳已经很烫手，为节省检修时间；断电后，采用外加大风扇进行强制冷却一段时间后，待电动机热度下降后，重新试车，主轴电机转动正常；至此判断该例为典型的电动机过热故障。拆卸该主轴电机，仔细测查后是独立散热风扇电机轴承损坏，散热不良，引起主轴电机过热报警，导致数控车床主轴在加工运转时突然停止转动，发生“啃刀” 故障。

   5，更换独立散热风扇电机后；S1-296A数控车床加工运转正常，故障排除。              



.故障三 ： 主轴电机不转故障

故障现象：[类似上例]

一台同型号, S1-296A数控机床，早班生产一开机，出现主轴电机不转，主轴变频系统LED也显示H b - - E 7报警但主轴电机外壳不热，数控系统的其它功能正常。

现场调查与检测分析处理：

1，用手动及JVC慢跑模式将工作台调至原位，重新启动车床使其故障再现，以便来确认其故障的真实性，结果证实故障如初。

2，用手摸主轴电机外壳温度不高，根据主轴电机没有温升。从而排除是机

械负载过重引起故障。

3，应当重点查测变频器与数控系统内置PLC的有关控制接口[如图2所示]；先测得 +24 ，ALM一组控制信号已到位没问题, 怀疑主轴电机内置过载控制信号没有送至变频器接口，当检测到已拆下的OHS1,OHS2一组控制信号线没问题,而检测过热器件那侧OHS1,OHS2信号时，该过器件的闭点不成闭合回路,证明内置的过热器件已经损坏。因没有备件，小心拆下过热器件，精心地修麼触点处理后，试车生产加工正常，故障排除。

  

故障四：U轴加工动作突然停止

故障现象：一台日本三菱MD4800C加工中心机床   MD4800C机床在加工中突然停止加工。                

现场调查与分析：

1，到现场查看MD4800C机床在加工中CRT出现停止T01诊断码；经查该机床的 MITSUBISHI 三菱CNC控制器   MEL/IS   520AM 系列操作说明书：该停止T01 （内容为不得进行自动起动操作，因数控系统的CNC从停止状态要执行自动运转时无法执行到自动运转的状态；）而停止T01 码中有显示警示号码0101，内容为各轴均不能自动起动，并指示处理方法：全轴停止后在起动   ，注：通过该例检修正明此段翻译的不准确。    经分析是PLC控制的部分有问题，根据CRT/MDI 面板上LED指示中[READ]灯窗不亮   ；手动模式下X,Z,Y,U,的各轴均不能动作，怀疑可能是U轴加工动作超程故障。

   2，检测与处理：在CRT/MDI面板调出CNC系统的内置PLC程序梯形图，按动U轴上原位行程开关，观察相关的程序梯形图中X1B [DEC4]   开点与闭点的变化时[CRT显示图点 --11—不变 成--11-- ] 没有改变；检测行程开关和联线，发现行程开关进铁削已损坏。

   3，更换同型号行程开关，再按RESET键，解除报警后试车正常，故障排除。

该例检修经验小结：

检修故障时要灵活分析，不能xx依赖数控系统的自诊断功能与资料，数控系统的自诊断功能有它本身局限性，资料 也存在翻译的错误 ， 此例检修故障凭借日常检修经验，而顺利排除故障。