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數控機床故障診斷方法范文1
根據實際維修過程中出現的故障，根據自己的經驗總結出數控機床故障診斷的方法，并闡述數控機床故障診斷原則、方法、分類，為以后的數控機床維修提供一些方法。
【關鍵詞】
數控機床；故障診斷；方法
由于現代數控系統的可靠性越來越高，數控系統本身的故障越來越低，而大部分故障的發生則是非系統本身原因引起的。不同的數控系統雖然在結構和性能上有所區別，但隨著微電子技術的發展，在故障診斷上有它的共性。
一、數控機床故障診斷原則
（一）先外部后內部
數控機床是集機械、液壓、電氣為一體的機床，故其故障的發生也會由這三者綜合反映出來。維修人員應先由外向內逐一進行排查。盡量避免隨意地啟封、拆卸，否則會擴大故障，使機床大傷元氣，喪失精度，降低性能。
（二）先機械后電氣
一般來說，機械故障較易發覺，而數控系統故障的診斷則難度較大些。在故障檢修之前，首先注意排除機械性的故障，往往可達到事半功倍的效果。
（三）先靜后動
先在機床斷電的靜止狀態，通過了解、觀察測試、分析確認為非破壞性故障后，方可給機床通電。在運行工況下，進行動態的觀察、檢驗和測試，查找故障。而對破壞性故障，必須先排除危險后，方可通電。
（四）先簡單后復雜
當出現多種故障互相交織掩蓋，一時無從下手時，應先解決容易的問題，后解決難度較大的問題。往往簡單問題解決后，難度大的問題也可能變得容易。
二、常見故障分類
（一）按故障發生的部位分類
1.主機故障數控機床的主機通常指組成數控機床的機械、、冷卻、排屑、液壓、氣動與防護等部分。主機常見的故障主要有：因機械部件安裝、調試、操作使用不當等原因引起的機械傳動故障；因導軌、主軸等運動部件的干涉、摩擦過大等原因引起的故障；因機械零件的損壞、聯結不良等原因引起的故障，等等。
2.電氣控制系統故障從所使用的元器件類型上。根據通常習慣，電氣控制系統故障通常分為“弱電”故障和“強電”故障兩大類，“弱電”部分是指控制系統中以電子元器件、集成電路為主的控制部分。數控機床的弱電部分包括CNC、PLC、MDI/CRT以及伺服驅動單元、輸為輸出單元等。
（二）按故障的性質分類
1.確定性故障是指控制系統主機中的硬件損壞或只要滿足一定的條件，數控機床必然會發生的故障。
2.隨機性故障是指數控機床在工作過程中偶然發生的故障此類故障的發生原因較隱蔽，故障的發生往往與部件的安裝質量、參數的設定、元器件的品質、軟件設計不完善、工作環境的影響等諸多因素有關。
三、數控機床的故障診斷方法
由于數控機床故障比較復雜。同時，數控系統自診斷能力還不能對系統的所有部件進行測試，往往是一個報警號指示出眾多的故障原因，使人難以下手。下面介紹維修人員在生產實踐中常用的排除故障方法。
（一）直觀法
直觀法是一種最基本的方法，也是一種最簡單的方法。維修人員通過對故障發生時產生的各種光、聲、味等異常現象的觀察.以及認真檢查系統的每處，觀察有尤燒毀和損傷痕跡，往往可將故障范圍縮小到一個模塊，甚至一塊印制線路板，但這要求維修人員具有豐富的實踐經驗以及綜合判斷的能力。
例：XHK716立式加工中心，在安裝調試時，CRT顯示器突然出現無顯示故障，而機床還可繼續運轉。停機后再開，又一切正常。觀察發現，設備運轉過程中，每當車間上方的門式起重機經過時，往往會出現故障，由此初步判斷是元件接觸不良。檢查顯示板，用手觸動板上元件，當觸動某一集成塊管腳時，CRT上顯示就會消失。細查發現該腳沒有完全插入插座中。另外，發現此集成塊旁邊的晶振有一個引腳沒有焊錫。將這兩種原因排除后，故障消除。
（二）功能程序測試法
所謂功能程序測試法就是將數控系統的常用功能和重要的特殊功能，如直接定位、圓弧插補、螺紋切削，固定循環、用戶宏程序等用手工編程或自動編程方法編制成一個功能測試程序，骸后啟動數控系統運行這個功能測試程序。
案例：數控銑床在自動加工某一曲線零件時出現爬行現象，表面粗糙度極差。在運行測試程序時，直線、圓弧插補時皆無爬行，由此確定原因在編程方面。對加工程序仔細檢查后發現該曲線由很多小段圓弧組成，而編程時又使用了正確定位外檢查G61指令之故。將程序中的G61取消，改用G64后，爬行現象消除。
（三）交換法
即在分析出故障大致起因的情況下，維修人員可以利用備用的印刷電路板、集成電路芯片或元器件替換有疑點的部分，從而把故障范圍縮小到印刷線路板或芯片一級。
案例：XK715F型數控立銑床出現縱向拖板（Y軸）正向進給正常，反向進給失常，時動時不動，采用手搖脈沖進給時也如此。第一次交換后故障仍在縱拖板軸，第二次交換后故障轉移到橫拖板軸，從確定Y軸速度控制器有故障。將其拆下檢查，發現板上一電容損壞。換上新電容后，故障消除。
（四）參數檢查法
發生故障時應及時核對系統參數，參數一般存放在磁泡存儲器或存放在需由電池保持的CMOSRAM中，一旦電池不足或由于外界的干擾等因素，使個別參數丟失或變化，發生混亂，使機床無法正常工作。此時，可通過核對、修正參數，將故障排除。
（五）測量比較法
測量法是診斷機床故障的基本方法，當然對于診斷數控機床的故障電是常用的方法，測量法就是使用萬用表、示波器、邏輯測試儀等儀器對電子線路進行測量。
（六）PLC檢查法
PLC檢測故障的機理是通過機床廠家為特定機床編制的PLC梯形圖（即程序），根據各種邏輯狀態進行判斷，如果發現問題就產生報警并在顯示2S上產生報警信息。所以對一些PLC產生報警的故障或一些沒有報警的故障，可以通過分析PLC的梯形圖對故障進行診斷，利用CNC系統的梯形團顯示功能或者機外編程器在線跟蹤梯形圖的運行，從而提高診斷故障的速度和準確性。
除以上常用的故障檢測方法之外，還可以采用敲擊法、自診斷功能法、原理分析法等?？傊凑詹煌墓收犀F象，可以同時選用幾個方法靈活應用、綜合分析，才能逐步縮小故障范圍，較快地排除故障。
參考文獻：
數控機床故障診斷方法范文2
關鍵詞：數控；維修；機電；原則；方法；故障
數控機床在當今機械制造業中的重要地位和巨大效益，顯示了其在國家基礎工業現代化中的戰略性作用，并已成為傳統機械制造工業提升改造和實現自動化、柔性化、集成化生產的重要手段和標志。當前，數控機床是現代加工車間最重要的裝備。由于數控機床是一種價格昂貴的精密設備，因此，其維護更是不容忽視。掌握數控機床維修技術是當前機電類專業學生必不可少的技能。下面就來談談數控機床維修遵循的兩個原則。
一、數控機床發生故障時，維修人員應遵循以下兩條原則
（1）充分調查故障現場這是維修人員取得維修第一手材料的一個重要手段。調查故障現場，首先要查看故障記錄單；同時應向操作者調查、詢問出現故障的全過程，充分了解發生的故障現象，以及采取過的措施等。此外，維修人員還應對現場作細致的檢查，觀察系統的外觀內部各部分是否有異常之處：在確認數控系統通電無危險的清況下方可通電，通電后再觀察系統有何異常， CRT 顯示的報警內容是什么等。
（2）認真分析故障的原因。數控系統雖有各種報警指示燈或自診斷程序，但不可能診斷出發生故障的確切部位。而且同一故障、同一報警可以有多種起因，在分析故障的起因時，一定要開闊思路，盡可能考慮各種因素。
二、準備好常用來進行診斷的儀器和資料
常用的儀器、儀表及工具萬用表-可測電阻、交、直流電壓、電流。 相序表-可檢測直流驅動裝置輸入電流的相序。轉速表-可測量伺服電動機的轉速，是檢查伺服調速系統的重要依據。鉗形電流表-可不斷線檢測電流。測振儀-是振動檢測中最常用、最基本的儀器。短路追蹤儀-可檢測電氣維修中經常碰到的短路故障現象。邏輯測試筆-可測量數字電路的脈沖、電平。IC測試儀-用于數控系統集成電路元件的檢測和篩選。工具-彈頭鉤形扳手、拉錐度平鍵工具、彈性手錘、拉卸工具等。
診斷用技術資料主要有：數控機床電氣說明書，電氣控制原理圖，電氣連接圖，參數表，PLC程序，編程手冊，數控系統安裝與維修手冊，伺服驅動系統使用說明書等。數控機床的技術資料非常重要，必須參照機床實物認真仔細地閱讀。一旦機床發生故障，在進行分析的同時查閱相關資料。
三、分析故漳時
維修人員也不應局限于 CNC 部分，而是要對機床強電、機械、液壓、氣動等方面都作詳細的檢查，并進行綜合判斷，達到確珍和最終排除故障的目的。對于數控機床發生的大多數故障，總體上說可采用下述幾種方法來進行故障診斷。
（1）直觀法。這是一種最基本、最簡單的方法。維修人員通過對故障發生時產生的各種光、聲、味等異?，F象的觀察、檢查，可將故障縮小到某個模塊，甚至一塊印制電路板但是，它要求維修人員具有豐富的實踐經驗，以及綜合判斷能力。
（2）系統自診斷法。充分利用數控系統的自診斷功能，根據 CRT 上顯示的報警信息及各模塊上的發光二極管等器件的指示，可判斷出故瘴的大致起因。進一步利用系統的自診斷功能，還能顯示系統與各部分之間的接口信號狀態，找出故障的大致部位，它是故障診斷過程中最常用、有效的方法之一。
（3）參數檢查法。數控系統的機床參數是保證機床正常運行的前提條件，它們直接影響著數控機床的性能。參數通常存放在系統存儲器中，一旦電池不足或受到外界的干擾，可能導致部分參數的丟夫或變化，使機床無法正常工作。通過核對、調整參數，有時可以迅速排除故障：特別是對于機床長期不用的情況，參數丟失的現象經常發生，因此，檢查和恢復機床參數是維修中行之有效的方法之一。另外，數控機床經過長期運行之后，由于機械運動部件磨損，電氣元括件性能變化等原因，也需對有關參數進行重新調整。
（4）功能測試法。所謂功能測試法是通過功能測試程序，檢查機床的實際動作，判別故障的一種方法功能測試可以將系統的功能（如：直線定位，圓弧插補、螺紋切靚、固定循環、用戶宏程序等），用手工編程方法，編制一個功能鍘試程序，并通過運行測試程序，來檢查機床執行這些功能的準確性和可靠性，進而判斷出故障發生的原因。對于長期不用的數控機床或是機床第一次開機不論動作是否正常，都應使用木方法進行一次檢查以判斷機床的上作狀況。
（5）部件交換法。所謂部件交換法，就是在故障范圍大致確認，并在確認外部條件完全正確的情況下，利用同樣的印制電路板、模塊、集成電路芯片或兀器件替換有疑點的部分的方法。部件交換法是一種簡單，易行、可靠的方法，也是維修過程中最常用的故障判別方法之一。交換的部件可以是系統的備件，也可以用機床上現有的同類型部件替換通過部件交換就可以逐一排除故障可能的原因把故障范圍縮小到相應的部件上。必須注意的是：在交換之前應仔細檢查、確認部件的外部工作剎長在線路中存在短路、過電壓等情況時，切不可以輕易更換備件此外，備件（或交換板）應完好，且與原板的各種設定狀態一致。在交換CNC裝置的存儲器板或CPU板時，通常還要對系統進行某些特定的操作，如存儲器的初始化操作等并重新設定各種參數，否則系統不能正常工作。這些操作步驟應嚴格按照系統的操作說明書、維修說明書進行。
（6）測量比較法。數控系統的印制電路板制造時，為了調整_維修的便利通常都設置有檢測用的測量端子。維修人員利用這些檢測端子，可以側量、比較正常的印制電路板和有故障的印制電路板之間的電壓或波形的差異，進而分析、判斷故障原因及故障所在位置。通過測量比較法，有時還可以糾正他人在印制電路板上的調整、設定不當而造成的“故障”。測量比較法使用的前提是：維修人員應了解或實際測量正確的印制電路板關鍵部位、易出故障部位的正常電壓值，正確的波形，才能進行比較分析，而且這些數據應隨時做好記錄并作為資料積累。
（7）原理分析法。這是根據數控系統的組成及工作原理，從原理上分析各點的電平和參數，并利用萬用表、示波器或邏輯分析儀等儀器對其進行側量，分析和比較，進而對故障進行系統檢查的一種方法。運用這種方法要求維修人員有較高的水平，對整個系統或各部分電路有清楚，深入的了解才能進行。對于其體的故障，也可以通過測繪部分控制線路的方法，通過繪制原理圖進行維修。
（8）其它方法。除了以上介紹的故障檢測方法外，還有插拔法、電壓拉偏法、敲擊法、局部升溫法等等這些檢查方法各有特點，維修人員可以根據不同的故障現象加以靈活應用，以便對故障進行綜合分析，逐步縮小故障范圍，排除故障。
數控機床故障診斷方法范文3
[論文摘要]數控機床故障的診斷是數控機床維修的關鍵。一般來說,隨著故障類型的不同,采取的故障診斷的方法也就不同。本文從數控機床故障診斷的內容、原則、方法等方面入手來簡要闡述一下數控機床故障的診斷方法。
系統可靠性是指數控系統在規定的條件和規定的時間內完成規定功能的能力。故障是指系統在規定的條件和規定的時間內失去了規定的功能。數控機床是個很復雜的大系統,它涉及光、機、電、液、氣等很多技術,發生故障是難免的。機械磨損、機械銹蝕、機械失效、插件接觸不良、電子元器件老化、電流電壓波動、溫度變化、干擾、噪聲、軟件丟失或本身有隱患、灰塵、操作失誤等都可導致數控機床出故障。
一、數控機床故障診斷內容
故障診斷的內容:
1) 動作診斷:監視機床各動作部分,判定動作不良的部位。診斷部位是ATC、APC和機床主軸。2) 狀態診斷:當機床電機帶動負載時,觀察運行狀態。3) 點檢診斷:定期點檢液壓元件、氣動元件和強電柜。4) 操作診斷:監視操作錯誤和程序錯誤。5) 數控系統故障自診斷:不同的數控系統雖然在結構和性能上有所區別,但隨著微電子技術的發展,在故障診斷上有它的共性。
二、數控機床故障診斷原則
在故障診斷時應掌握以下原則:
(1)先外部后內部 數控機床是集機械、液壓、電氣為一體的機床,故其故障的發生也會由這三者綜合反映出來。維修人員應先由外向內逐一進行排查,盡量避免隨意地啟封、拆卸,否則會擴大故障,使機床大傷元氣,喪失精度,降低性能。
(2)先機械后電氣一般來說,機械故障較易發覺,而數控系統故障的診斷則難度較大些。在故障檢修之前,首先注意排除機械性的故障,往往可達到事半功倍的效果。
(3)先靜后動先在機床斷電的靜止狀態,通過了解、觀察測試、分析確認為非破壞性故障后,方可給機床通電。在運行工況下,進行動態的觀察、檢驗和測試,查找故障。而對破壞性故障,必須先排除危險后,方可通電。
(4)先簡單后復雜當出現多種故障互相交織掩蓋,一時無從下手時,應先解決容易的問題,后解決難度較大的問題。往往簡單問題解決后,難度大的問題也可能變得容易。
三、數控機床故障診斷的方法
1.直觀檢查法它是維修人員最先使用的方法。在故障診斷時,首先要詢問,向故障現場人員仔細詢問故障產生的過程、故障表象及故障后果,并且在整個分析、判斷過程中可能要多次詢問;其次是仔細檢查,根據故障診斷原則由外向內逐一進行觀察檢查?？傮w查看機床各部分工作狀態是否處于正常狀態(例如各坐標軸位置、主軸狀態、刀庫、機械手位置等),各電控裝置(如數控系統、溫控裝置、裝置等)有無報警指示,局部特別要注意觀察電路板的元器件及線路是否有燒傷、裂痕等現象、電路板上是否有短路、斷路,芯片接觸不良等現象,對于已維修過的電路板,更要注意有無缺件、錯件及斷線等情況;再次是觸摸,在整機斷電條件下可以通過觸摸各主要電路板的安裝狀況、各插頭座的插接狀況、 各功率及信號導線(如伺服與電機接觸器接線)的聯接狀況等來發現可能出現故障的原因。
2.儀器檢查法使用常規電工儀表,對各組交、直流電源電壓,對相關直流及脈沖信號等進行測量,從中找尋可能的故障。例如:用萬用表檢查各電源情況,以及對某些電路板上設置的相關信號狀態測量點的測量,用示波器觀察相關的脈動信號的幅值、相位甚至有、無,用PLC 編程器查找PLC程序中的故障部位及原因等等。
3.功能程序測試法 功能程序測試法是將數控系統的G、M、S、T、F功能用編程法編成一個功能試驗程序,并存儲在相應的介質上。在故障診斷時運行這個程序,可快速判定故障發生的可能起因。功能程序測試法常應用于以下場合:
1)機床加工造成廢品而一時無法確定是編程操作不當、還是由于數控系統故障引起的。
2)數控系統出現隨機性故障。一時難以區別是外來干擾,還是系統穩定性差時。
3)閑置時間較長的數控機床在投入使用前或對數控機床進行定期檢修時。
4.信號與報警指示分析法
1)硬件報警指示這是指包括伺服系統、數控系統在內的各電子、電器裝置上的各種狀態和故障指示燈,結合指示燈狀態和相應的功能說明便可獲知指示內容及故障原因與排除方法。
2)軟件報警指示如前所述的系統軟件、PLC程序與加工程序中的故障通常都設有報警顯示,依據顯示的報警號對照相應的診斷說明手冊便可獲知可能的故障原因及故障排除方法。
5.接口狀態檢查法現代數控系統多將PLC集成于其中,而CNC與PLC之間則以一系列接口信號形式相互通訊聯接。有些故障是與接口信號錯誤或丟失相關的,這些接口信號有的可以在相應的接口板和輸入/輸出板上有指示燈顯示,有的可以通過簡單操作在CRT屏幕上顯示,而所有的接口信號都可以用PLC編程器調出。這種檢查方法要求維修人員既要熟悉本機床的接口信號,又要熟悉PLC編程器的應用。
6.參數檢查法 數控系統、PLC及伺服驅動系統都設置許多可修改的參數以適應不同機床、不同工作狀態的要求。這些參數不僅能使各電氣系統與具體機床相匹配,而且更是使機床各項功能達到最佳化所必需的。因此,任何參數的變化(尤其是模擬量參數)甚至丟失都是不允許的;而隨機床的長期運行所引起的機械或電氣性能的變化會打破最初的匹配狀態和最佳化狀態。此類故障需要重新調整相關的一個或多個參數方可排除。這種方法對維修人員的要求是很高的,不僅要對具體系統主要參數十分了解,既知曉其地址熟悉其作用,而且要有較豐富的電氣調試經驗。
7.試探交換法即在分析出故障大致起因的情況下,維修人員可以利用備用的印刷電路板、集成電路芯片或元器件替換有疑點的部分,從而把故障范圍縮小到印刷線路板或芯片一級。采用此法之前應注意以下幾點:
1)更換任何備件都必須在斷電情況下進行。
2)許多印制電路板上都有一些開關或短路棒的設定以匹配實際需要,因此在更換備件板上一定要記錄下原有的開關位置和設定狀態,并將新板作好同樣的設定,否則會產生報警而不能工作。
3)某些印制電路板的更換還需在更換后進行某些特定操作以完成其中軟件與參數的建立。這一點需要仔細閱讀相應電路板的使用說明。
4)有些印制電路板是不能輕易拔出的,例如含有工作存儲器的板,或者備用電池板,它會丟失有用的參數或者程序。必須更換時也必須遵照有關說明操作。
鑒于以上條件,在拔出舊板更換新板之前一定要先仔細閱讀相關資料,弄懂要求和操作步驟 之后再動手,以免造成更大的故障。
8.測量比較法CNC系統生產廠在設計印刷線路板時,為了調整和維修方便,在印刷線路板上設計了一些檢測量端子。維修人員通過檢測這些測量端子的電壓或波形,可檢查有關電路的工作狀態是否正常。但利用檢測端子進行測量之前,應先熟悉這些檢測端子的作用及有關部分的電路或邏輯關系。
9.特殊處理法 當今的數控系統已進入PC級、開放化的發展階段,其中軟件含量越來越豐富,有系統軟件、機床制造者軟件、甚至還有使用自己的軟件,由于軟件邏輯的設計中不可避免的一些問題,會使得有些故障狀態無從分析,例如死機現象。對于這種故障現象則可以采取特殊手段來處理,比如整機斷電,稍作停頓后再開機,有時則可能將故障消除。維修人員可以在自己的長期實踐中摸索其規律。
參考文獻:
數控機床故障診斷方法范文4
關鍵詞：數控機床；故障診斷；維修
Abstract: along with the rapid economic development of our country, to modern electronic technology and automation technology as the foundation of the numerical control technology, in every field of social production has applied more and more. For the current social production activities if, for CNC machine is out of order, will directly affect the efficiency of the production activities, so it is necessary to numerical control machine tool equipment necessary fault diagnosis and maintenance, make numerical control machine tool better play its role. This paper from the numerical control machine tool the structure of the system and characteristics, this paper expounds the numerical control machine tool equipment fault diagnosis and the general procedure of the commonly used method.
Key words: the numerical control machine tools; Fault diagnosis; maintenance
中圖分類號：U226.8+1文獻標識碼：A 文章編號：
一、數控機床系統的組成和特點
當前世界上的數控機床系統種類多樣，并且各自具備自己的特點，不同數控機床生產廠家的產品，設計理念和設計思想也存在很大的不同。但是不管是哪一種系統，它的基本構造都是大致相同的。一般來說，數控機床系統主要由控制系統、伺服系統以及位置檢測系統組成。一般的運轉過程是由控制系統來對工件的相應程序進行運算，并向伺服系統發出相應的控制指令，然后伺服系統會對控制指令進行分析，并由相應的電機來控制機械的運轉，最后由位置監測系統對機械的運動位置和速度進行監測，并將相關信息傳遞給控制系統，并由控制系統進行進一步的指令修正。這就完成了整個數控機床系統的正常運轉。
由于數控機床的特殊性以及使用重要性，相應的系統應該具備以下的特點：整個系統的運轉應該可靠性較強；對環境的適應能力一定要強，因為數控機床常常處在高溫、潮濕、振動等環境下工作；系統適應頻繁啟動關閉的運行狀態。
三、數控機床故障診斷的基本步驟
當使用的數控機床出現故障時，相關人員應該保持冷靜，然后對故障的產生原因進行細致的分析，進而找到相應的、適當的故障診斷方法，最后再進行仔細認真的故障診斷。一般可以采用下面的步驟來進行故障的診斷。
1、了解
在數控機床出現故障時，首先要做的就是對故障發生的情況進行全面的了解，然后對數控機床進行初步的故障診斷，仔細觀察指示屏上顯示的內容、各種故障指示燈等，然后利用觀察、觸摸、氣味等方法對數控機床的常見故障進行判斷，如熱繼電器、空氣斷路器有沒有脫扣現象，熔絲有沒有出現損壞、斷裂現象，有關插接件有沒有出現松動現象。雖然這些故障類型比較簡單易見，但是對數控機床故障診斷有著重要的作用。
2、分析
當數控機床出現故障時，首先對機床進行斷電，然后進行故障分析，在確認通電后不會產生更大故障時，進行運轉狀態下的故障診斷和觀察，從而獲得可能導致故障產生的各種因素，為接下來的故障排除確定大的方向和手段。
3、查找
在進行故障原因查找時，應該遵循由表及里、由易到難的原則，也就是說，首先對容易拆卸和觸及的位置進行檢查，然后再進行那些拆除量較大和不易觸及的部位檢查。
三、數控機床故障診斷的常用方法
1、直接觀察法
通過直接的感官來進行數控機床的故障查找，是一種最為簡便的故障診斷方法，而且在實際操作中也有著非常實用的效果。
（1）利用視覺來對數控機床的故障原因進行查找，最為常見的觀察就是：檢查數控機床中是否出現機械性的損傷；線路是否出現燒焦變形現象；各類電阻有沒有發現變色或燒毀現象；機床內部運轉部件是否出現掉落物或流出物；一些保護性的部件是否出現跳閘；熔斷器是否出現熔斷現象；機床內部部件有沒有出現松動或脫落的現象；操作者編寫的控制程序是否正確等等。
（2）對數控機床的內外部進行氣味檢查，當數控機床運轉時發生摩擦現象時，會出現相應的燒焦氣味；線路灼燒或漏電時也會出現一定的焦糊氣味，同時還可能伴隨著放電的聲音。
（3）利用手來進行數控機床相關部位的振動檢查，可以判斷出設備是否出現故障。此外，還可以通過接觸來感知設備的運轉溫度是否處于正常的狀態下。
2、報警信息診斷法
隨著自動化技術的不斷發展，現代數控機床設備的自診斷功能不斷強大，很多的簡單故障，數控機床都可以自動診斷出來，并能根據故障原因進行簡單的處理。當故障發生時，相應的故障警報會自動進行報警，并指出故障原因。
3、機床參數檢測法
對于數控機床而言，系統內部的參數丟失或設置不恰當都可能引起相應的故障發生。因此當數控機床出現故障時，應該對系統的參數設置進行核對。比方說在測量機床的往返精度時發現，X軸在從正向向反向轉換時，讓其走0.01mm，而從千分表上沒有變化，X軸在從反向到正向轉換時，也是如此。因此懷疑滾珠絲桿的反向間隙有問題，從系統說明書上可以得知，數控系統本身對滾珠絲桿的反向間隙具有補償功能．根據說明書調整機床數據反向間隙的補償數值，使機床恢復了正常工作。
4、測量法
測量法在診斷數控機床故障時是一種較為常見的方法，它主要是利用相序表、示波器等儀器對機床的各種線路進行檢測。比方說，在對數控機床的三相電進行檢查時，可以利用相序表，如果三相電的相序正確的話，那么相序表會按照順時針的方向進行旋轉。另外，還可以使用雙通道示波器進行檢查，當三相電相序正確時，不同兩廂電之間的波形相位的差值為120°。
5、備件置換法
對于一些涉及控制系統的故障．有時不容易確認是哪一部分有問題，在確保沒有進一步損壞的情況下。對懷疑有故障的部件或元、器件用相同的備件或同型號機床j：或本機床上其他部分的相同部件或元、器件來替換，以確定是否發生故障。一臺采用FANUC OTC系統的數控車床啟動后，數控系統屏幕沒有顯示，檢查數控裝置，發現所有的指示燈都不亮，檢查其卜所有的熔斷器，都沒有損壞。檢查其輸入電源也正常沒問題，可以肯定是電源模塊出現了問題，更換系統電源后機床恢復了正常使用。
6、原理分析法
原理分析法是根據數控機床的組成原理，從邏輯上分析各點的邏輯電平和特征參數，從各部件的工作原理著手進行分析和判斷，以確定故障部位的診斷方法。這種方法的運用，要求檢修人員對整個數控系統和每個部件的工作原理都有清楚的、較深的了解，才能對故障部位進行定位。
總之，現實的數控機床設備越來越復雜，功能越來越多樣，同時出現的故障類型也是越來越多樣。但是只要相關的人員不斷進行學習，從實際中吸收相關的經驗，結合多樣化的診斷方法，相信數控機床的故障維修問題也會得到一個合理的解決。
參考文獻
1、鄭偉，淺談數控機床常見故障診斷與維修，科技信息(學術版)，2008(2)
2、楊金榮，淺談數控機床的故障診斷與維修，中國科技博覽，2010(21)
數控機床故障診斷方法范文5
在工業化的持續發展過程中，各行各業的競爭越來越激烈。為了推動企業的進一步發展，所有企業都在進行技術革新。數控機床是機械生產過程中的通用裝置，由氣壓、油壓、機床、電控馬達、自動控制等組合而成[1]。自20世紀中葉數控技術的出現以來，數控機床給機械制造業帶來了革命性的變化。數控機械加工的特點是靈活、高精度、高生產性、降低操作員的勞動密集度、改善勞動條件、促進生產管理的現代化、提高經濟效益。數控技術應用的關鍵在于開發高速、高精度、高穩定性的高科技設備。在現有的處理裝置中，只有數控機床可以承擔這個沉重的責任。
因此，為了實現實際的快速切削，數控機床必須朝著高速化、高精度、靈活性、開放控制系統、控制系統輔助軟件、工廠生產數據管理的方向移動，以滿足現代制造業快速發展的需要。為了完全發揮數控機床的最大價值，我們必須關注數控機床的故障排除問題，了解數控機床的一般機械問題，掌握故障診斷和維護方法，充分發揮數控機床的最大適用價值，提高故障診斷效率，利用科技驅動提高生產效率，確保工業生產活動順利發展。
二、國內外發展現狀
2.1設備故障診斷的國內外研究現狀
(1) 國外故障診斷的研究現狀
設備狀態監測與故障診斷在美國、日本、英國等國家得到了高度重視, 各國競相開展相關技術。美國是最早開展設備故障診斷工作的國家之一, 自1961 年美國的阿波羅計劃執行后, 由設備出現的一系列的設備故障造成的悲劇促使了美國機械故障預防小組 (MFPG) 的成立, 開始對故障診斷技術進行有組織、有計劃的研究。隨著故障診斷技術的發展, 美國西屋公司、Bently、HP等公司的監測技術代表了當今診斷技術的最高水平, 其完善的監測功能和較強的診斷功能使之廣泛應用于宇宙、軍事、化工等領域;上世紀六七十年代, 英國以R.A.Collacott為首的機械保健中心和狀態監測協會開始對故障診斷技術進行研究, 其在汽車、摩擦磨損、飛機發動機等方面的監測和診斷研究對國內外故障診斷的研究有著指導性意義;日本開展的診斷技術研究工作主要集中在兩個層面:一是高等院校, 比如在東京大學、京都大學、早稻田大學高等學府均發表了不少基礎性的研究報告;二是在在企業, 如三菱重工的“機械保健系統”對汽輪發電機組故障監測和診斷起到了推動作用, 日本的故障診斷技術在鋼鐵、化工、鐵路等行業發展較快;歐洲其他國家的故障診斷技術在某一方面具有特色或占有領先地位, 瑞典SPM公司的軸承監測技術、AGEMA公司的紅外熱像技術、挪威的船舶診斷技術、丹麥的B&K公司的振動及噪聲監測技術等技術都各有千秋。
(2) 國內故障診斷研究現狀
國內關于故障診斷技術發展起步晚, 始于70 年代末, 而真正起步應該從1983 年南京首屆設備診斷技術專題座談會開始, 國家政府有關部門對關于故障診斷技術的研究給予重視和支持, 尤其在技術引進、技術改造、科研開發等方面給予高度重視。近年來, 國內包括西安交通大學, 浙江大學, 北京理工大學、清華大學、東北化工大學、中國科學院等在內的眾多大?？圃盒！⒖蒲袡C構、學術機構等都在故障診斷方面做了大量的研究。這些研究都注重結合當代各種先進故障診斷技術, 應用于很多大型設備中,并取得了巨大的成果。透平發電機、壓縮機的診斷技術已列入國家重點攻關項目并受到高度重視;西安交通大學研發的“大型旋轉機械計算機狀態監測與故障診斷系統”,哈爾濱工業大學的“機組振動微機監測和故障診斷系統”;東北大學設備診斷工程中心的“軋鋼機狀態監測診斷系統”以及“風機工作狀態監測診斷系統”均取得了可喜的成果, 為國內故障診斷的發展奠定了堅實的理論基礎和實踐經驗。與國外理論基礎雄厚、研究深入的故障診斷技術相比, 我國的設備狀態監測與故障診斷技術水平同發達國家的差距已大大縮短, 但仍然存在一定差距。
2.2 故障診斷系統的研究現狀
隨著智能診斷系統的發展, 基于知識的診斷推理目前是國內外研究的熱點, 對智能故障診斷推理技術及用于智能推理的知識表示方式的研究取得了很多成果, 另外, 隨著網絡技術、關于信息同步相關技術的研究也迅速發展起來, 隨著故障診斷研究與發展, 出現了大量故障診斷系統應用與數控機床診斷故障診斷模式, 先后出現的有現場診斷模式和遠程診斷模式, 現場診斷模式當故障發生后, 企業必須派售后服務人員到現場故障診斷, 國內多數企業對故障診斷仍然依靠傳統的故障診斷維修方式;遠程網絡化故障診斷在數控機床領域得到很深入的研究。
故障診斷經歷了三個階段, 即人工診斷, 常規診斷以及智能診斷, 智能診斷是目前國內外研究的熱點, 關于智能診斷診斷的研究國內外專家學者都進行了大量的理論和實驗研究,得到了許多有價值的成果, 基于人工神經網絡、模糊模型、粗糙集理論、故障樹等診斷方法以及基于本體、規則推理RBR和基于案例推理CBR的專家系統在數控機床故障診斷中得到很好地發展, 并都取得了一定的成果, 其中基于知識的專家系統在人工智能中的應用最廣泛[2]。為了提高故障診斷的效率和精度, 多方法集成的故障診斷引起了人們對高度重視, 將RBR和CBR串行結合, 利用一種推理方式來解決先導方式推理產生的問題, 當兩者都得不到故障診斷的結果時, 采用人工診斷得出故障診斷結果。
智能診斷是基于知識的診斷方法, 因此智能診斷的發展與知識的表示密切相關, 關于故障知識表示的研究主要有基于規則、框架、對象等方式, 對基于本體表示的方式進行了研究。隨著分布式計算機管理的出現, 一個關鍵的技術——信息同步技術也有了廣泛的研究, 提出了一個基于Petri網的信息同步模型, 提出了基于該模型的信息預取、狀態估算、系統時間同步等控制策略研究了分布式虛擬現實系統的信息同步, 信息同步在分布式環境下多媒體的得到研究。
三、 數控機床機械故障診斷方法
3.1 人工診斷法
人工診斷方法是基于操作員的經驗，分為外觀故障檢查、軟失誤檢查、連接器接線、電纜檢查、機床數據檢查等。外觀檢查是操作員使用自己的嗅覺，視覺等，判斷機床是否故障。軟失誤檢查法是指操作員使用外觀檢查方法確認機床最近的維護記錄，了解最近的機床工作，確認機床的潛在危險性。連接器接線及電纜檢查方法是指使用確認機床各部分連接的指示的操作員。同時，需要仔細檢查零件之間的配線連接。機床的數據檢查是通過分析機床的故障現象，參照機床相關的故障數據來檢查和糾正機床數據。但是，這些方法的缺點是帶有強烈的主觀性，不可靠的診斷結果和低診斷效率。
3.2 智能診斷法
目前，數控機床故障診斷的主流方法是在故障診斷領域應用計算機、人工智能等技術的智能診斷方法[3]，主要分為以下幾種方法：
（1）容錯樹分析法：容錯樹分析法是分析和調查使機器工具的故障從本地逐漸減少的原因。容錯樹分析方法不僅檢查了系統軟件的故障和硬件故障，而且檢查了由一個組件引起的系統故障的原因，還可以檢查人的因素也可以分析由兩個以上的組件引起的系統故障的原因。這是一種綜合考慮系統故障原因的分析方法。[4]但是缺點是故障機制不明確，構成故障樹的冗余量復雜而困難，適合以往的故障診斷，找不到各個特殊故障。
（2）單個功能監測方法：單個功能監測方法在操作過程中收集機床的各個部分的信號，例如溫度、功率、聲發射、振動等，建立相應的數學模型，分析信號提取故障特性信號[5]。然后，判斷機床是否有故障和斷層的位置。其缺點是傳感器容易受到環境干擾的接收故障信號復雜，不全面，信號處理效率不高。容易弄錯或判斷機床的故障。
（3）模式識別和訓練模型的應用：模式識別和訓練模型的應用是建立數控機床的故障樣品庫，使用數控機床的已知故障因子建立實驗樣品，神經網絡的訓練支持向量機和其他模型以及模式識別和訓練模型的應用：模式識別和訓練模型的應用意味著使用數控機床已知的故障因素建立數控機床的故障樣本庫。我們訓練了神經網絡和支持向量機模型。
四、數控機床機械故障類型
4.1主軸運行中的故障
（1）精度和設計不符合相關要求。
數控機床對精度要求很高。如果精度在處理過程中不滿足所需條件，主軸總是處于影響狀態，結果無法保證后續安裝的牢固性[6]。數控機床對精度要求很高。如果精度在處理過程中不滿足所需條件，主軸總是處于影響狀態，結果無法保證后續安裝的牢固性。
（2）過度的切削振動。
數控機床的運行中發生的結構問題主要有：無法確保軸線，中間距離過大，主軸承和主軸的安裝不符合標準要求，主軸箱的柱子和架子分離等[7]。為了解決這些問題，有必要針對實際情況采取相應對策，例如及時更換傳送帶或軸承。
4.2運動系統的故障
（1）滾珠絲杠的副噪聲的問題。
滾珠絲杠滾動球的損傷、滾珠絲杠的效果、螺絲支撐軸承的損傷等滾珠絲杠的噪音有很多原因[7]。鑒于這樣的缺點，為了確保軸承部的緊固，必須配置特別的人員進行軸承蓋的調整等維護管理。另外，要做好和維護工作，及時更換新的球。
（2）滾珠絲桿的靈敏度在運行中不好。
此類問題出現的原因為其負載過高，致使導軌以及絲杠無法處于平行狀態。針對此類問題，應調整對軸向的間隙，強化滾珠絲杠的負載力，確保導軌以及絲杠處于平行的狀態。
4.3導軌運行中的故障
（1）軌道磨削不良。如果數控機床損壞，機器的床位和基礎會受到裝置長期操作的影響。另外，如果在短時間內適用數控機床的話，那又會造成損失。由于這樣的問題[8]，在導軌的維護管理中必須做良好的工作，使用用于維持數控機床的油，保證良好的運轉，避免損傷問題。
（2）運行導軌時，存在零部件涂抹效果差等問題?？紤]到這種問題，通過結合現實，可以分析特定的問題，控制容許度，選擇質量好的部件。
五、研究難點及可能的解決方案
數控機床是復雜而精密的大型設備，受各種因素的影響，有故障傾向。操作員不恰當工作時，工件加工困難，處理環境惡劣，數控機床就會產生各種故障。從目前的研究觀點來看，人工診斷法的效率低，精度低，不能及時準確地找到故障部位，因此逐漸被取代。智能診斷法因更有效的診斷速度和準確可靠的診斷效果而受到越來越多的企業的青睞。目前，智能診斷技術尚未成熟，但還有很多缺點，可以從以下幾方面進行改進：
（1）為了解決構建容錯樹的復雜和困難的問題，可以有機地集成模糊理論，專家系統和容錯樹。首先，使用減少現有知識基礎的規則數，提高知識基礎知識應用的靈活性和適應性的模糊推論法[9]。然后，建立容錯樹與專家系統知識基礎的關系，通過推論來確定系統的故障模式。
（2）為了解決單功能監視方式的傳感器容易受到環境的干擾，收集的信號不完整的問題，采用了通過多個傳感器收集機床各部分操作信息的多傳感器融合技術。另外，通過合成多個信息源來改善故障判定的概率，建立信息處理的有效數學模型，提高信號處理的效率，提取正確的故障信號特征。
（3）為了應用模式識別和訓練模型，解決找不到機床故障部位的少數樣品的問題，可以使用多方法融合故障診斷，即機床故障的多方法綜合診斷。首先，創建共享故障樣本數據庫，使用訓練模型來判斷機床是否出現時間故障[10]。接著，使用功能監視法和fort樹法等對應的方法來確定機床的故障部位。這樣，可以高效準確地診斷機床的故障。
六、未來的發展趨勢
數控機床今后的發展會更加蓬勃，而數控機床的故障診斷技術在其中發揮著重要作用[11]。在人工智能的持續發展中，智能診斷技術會更加成熟，識別結果會更加準確。數控機床的故障診斷技術今后的發展，可從以下幾個方面入手：
（1）建立故障診斷系統的知識結構和知識基礎。
（2）開發和研發綜合多源故障信息的高效信息處理技術，及時準確地提取機床故障特性。
數控機床故障診斷方法范文6
關鍵詞：數控機床；故障診斷；處理
引言
隨著我國加工制造業的發展，以微電子技術為基礎，以大規模集成電路為標志的數控機床在我國得到了廣泛的應用，并給制造業帶來了較高的經濟效益。數控機床中，大部分的故障都有據可查，而有些故障CNC系統提供的報警信息相對比較含糊甚至根本沒有任何征兆，甚至出現故障的周期較長，沒有規律，不定期，這些疑難故障給查找分析帶來了很多困難。對于這類數控機床故障，需要對具體故障情況做具體檢查和分析，逐步縮小故障范圍，而且檢查時特別需要機械、電氣、液壓等方面進行綜合判斷，不然就很難快速、正確地找到故障的真正原因。
1.數控機床故障的類型
數控機床是機電一體化的產物，技術先進、結構復雜。數控機床的故障也是多種多樣、各不相同，故障原因一般都比較復雜，這給數控機床的故障診斷和維修帶來不少困難。雖然數控機床有很多種，但數控機床發生的類型可分為兩類：系統性故障、隨機故障。
系統性故障是指只要滿足一定的條件，機床或者數控系統就必然出現的故障。例如電網電壓過高或者過低，系統就會產生電壓過高報警或者過低報警；切削量過大時，就會產生過載報警等。隨機故障是指在同樣條件下，只偶爾出現一次或者二次的故障。要想人為地再現同樣的故障則是不容易的，有時很長時間也很難再遇到一次。這類故障的分析和診斷是比較困難的。一般情況下，這類故障往往與機械結構的松動、錯位，數控系統中部分元件工作特性的漂移、機床電氣元件可靠性下降有關。
2.數控機床的故障診斷方法
2.1動態梯形圖診斷法
通過動態梯形圖信號的明暗或顏色的變化來判定故障的具體部位，這種方法對機床廠家編制的報警號的故障診斷特別有效，但要求維修者必須理解并掌握PMC具體控制原理，新型PMC還具有信號跟蹤功能和強制功能，可以幫助分析故障出現前后系統輸入/輸出信號狀態的變化情況及信號無效是由系統內部還是由系統外部信號導致的，從而更加完善了這種診斷方法。
2.2自診斷功能法
數控系統的自診斷功能，已成為衡量數控系統性能特性的重要指標，數控系統的自診斷功能隨時監視數控系統的工作狀態。一旦發生異常情況，立即在CRT上顯示報警信息或用二極管指示故障的導致起因，這是維修中最有效的一種方法。通常有硬件報警指示和軟件報警指示兩種。硬件報警指示：這是指包括數控系統、伺服系統在內的各電子電器裝置上的各種狀態和故障指示燈，結合指示燈狀態和相應的功能說明便可獲知指示內容及故障原因與排除方法。軟件報警指示：如前所述的系統軟件、PLC程序與加工程序中的故障通常都設有報警顯示，依據顯示的報警號對照相應的診斷說明手冊便可獲知可能的故障原因及故障排除方法。
2.3儀器檢查法
儀器檢查法使用常規電工儀表，對各組交、直流電源電壓，對相關直流及脈沖信號等進行測量，從中找尋可能的故障。例如用萬用表檢查各電源情況，及對某些電路板上設置的相關信號狀態測量點的測量，用示波器觀察相關的脈動信號的幅值、相位甚至有無，用PLC編程器查找PLC程序中的故障部位及原因等。
2.4功能參數封鎖法
所謂參數封鎖法就是通過修改系統參數來判定故障是系統內部故障還是外部故障。數控機床某些控制功能由系統參數設定，通過參數維修數控機床是一種高效快捷的方法。如某一數控機床進給采用全閉環（位置檢測采用光柵尺）控制，加工中出現了位置反饋信號斷線報警，故障原因可能是光柵尺本身斷線或系統內部檢測電路故障。通過重新設定系統控制功能參數（FANUC-0i系統為1815#1設為“0”）及伺服設定參數，使系統由原來的全閉環控制改為半閉環控制（通過參數封鎖了光柵尺），數控機床可以正常運行，則故障為光柵尺本身故障。最后仔細檢測發現光柵尺內部有油污導致反饋信號不良。
3.數控機床的處理及維護
在現場維修結束后，應認真填寫維修記錄，列出有關必備的備件清單，建立用戶檔案。對于故障時間、現象、分析診斷方法、采用排故方法，如果有遺留問題應詳盡記錄，這樣不僅使每次故障都有據可查，而且也可以不斷積累維修經驗。 對于數控機床來說，合理的日常維護措施可以有效預防和降低數控故障的發生機率。首先，針對每一臺機床的具體性能和加工對象制定操作規程，建立工作、故障、維修檔案是很重要的。其次，在一般的工作車間的空氣都含有油霧、灰塵甚至金屬粉末之類的污染物，一旦落在數控系統內的印制或線路電子器件上，就會引起元器之間絕緣電阻下降，甚至導致元器件及印制線路受到損壞。所以除非是需要進行必要的調整及維修，一般情況下不允許隨便開啟柜門，更不允許在使用過程中敞開柜門。數控機床目前一般都會采用專用穩壓電源，這樣提高電源負載能力。遇到強干擾時，可以采用接地，利用電容濾波法抑制高頻干擾，通過這些預防性措施減少供電開關電源的故障。
4.結束語
總之，對于數控機床的調試和維修，重要的是吃透控制系統的PLC梯形圖和系統參數的設置。出現問題后，應首先判斷是強點問題還是系統問題，是系統參數問題還是PLC梯形圖問題。要善于利用系統自身的報警信息和診斷畫面。只要遵從以上原則，一般的數控故障都可以及時排除。
參考文獻：
[1]徐玉秀等.復雜機械故障診斷的分形與小波方法.北京：機械工業出版社，2003
