1 引言

    数控机床具有加工精度高、加工质量稳定可靠、生产效率高、适应性强、灵活性好等优点，在各行业的应用日益广泛。但由于它是集机、电、光、液、气于一身，同时又是集强、弱点于一体，数字控制技术以及计算机控制技术相结合的机电一体化设备，所以数控机床的维修与维护工作尤为重要，系统中一个小的故障轻者影响机床加工精度，重者造成停机，影响生产。

    数控机床的结构复杂，故障种类繁多。有些故障是显性的，通过现场观察，和一些信号状态很容易判断出来；但有些故障是隐形的，很难发现故障点，所以掌握正确的故障分析诊断方法尤为重要，一旦找到故障点，基本上就等于排除了故障。

    2 机床维护

    对于数控机床，合理的日常维护措施，可以有效的预防和降低设备的故障发生几率，保持机床精度和效率。

    首先，正确的机床操作很重要，俗话说“七分操作，三分维护”，在实际生产中，由于操作不当或不正确造成的机床故障占数控机床设备故障相当大的比例。所以，对每台机床的具体性能和加工对象，要制定操作规程，严格按照规程规范操作，避免由于操作原因造成机床故障。

    其次， 由于数控机床是高精度设备，对工作环境和工作条件要求也比较高。特别是数控系统，受粉尘、温度等影响很敏感，很容易出现故障，日常生产中严禁敞开电控柜门工作。另外，要定期对设备进行维护和检修，及时对出现异常的元件进行处理。

    再次， 数控机床是机电一体化设备，机械，液压设备的工作条件同样影响数控机床的整体精度和工作效率，要严格按照机床维护手册要求的周期对这些设备进行日常保养和维护。

    3 故障实例

    在很多资料中总结了许多数控机床故障诊断方法，如：功能程序测试法、参数检查法，交换法、备板置换法、隔离法、直观法、原理分析法等。这些方法都是在日常维护中总结出来的，有的能迅速找出故障原因，但是数控系统的故障出现千变万化，有的原因比较复杂，具体工作中要根据实际情况，结合现场现象进行具体分析，判断故障原因，下面通过几个笔者在以往工作中遇到的具体故障处理实例来进行分析。

    故障实例1 ： 在一台数控系统为SIEMENS SINUMERIK 840C的数控轧辊磨床上出现机床钥匙开关在1位（机床启动）时，状态正常；开关在2位（机床运行）时立刻出现1360：contaminationmeasuring system axis；和1040：speedsetpoint value warning limit responded故障。根据故障提示初步判断是X轴反馈环节出现问题，故障点可能存在于编码器、光栅尺、反馈放大器、插头及线路、反馈信号接收模板，更换一个光栅尺，开车仍出现报警，通过再次检查发现光栅尺插头孔内含水份较大，用烘干器进行干燥处理，重新安装试用正常。故障分析，由于插头内部含水，造成反馈信号出现异常，引起系统报警。

    故障实例2 ： 在一台数控系统为SIEMENS SINUMERIK 840D的数控轧辊磨床上出现机床启动正常，当运行机床立刻出现PLC停机故障，报2000：PLC运行信息监控；3000：急停报警；数控系统NCU模板上PS、PF等亮。分析这是数控系统出现故障，属于重故障，所以造成整个数控系统急停保护，引起故障范围包括数控系统电源异常、模板故障、程序故障等。根据机床现场现象，机床能正常启动，排除模板问题，我们拆除PLC相关的所有I/O信号，发现能正常启动，模拟运行。锁定故障点为I/O点，通过逐一检查发现头座分度点一个接近开关在运行时造成DC24V电源接地，从而导致PLC停机，更换这个接近开关后，重新开车，系统正常。

    故障实例3：在数控系统为SIEMENSSINUMERIK 840C的数控轧辊磨床上出现在磨辊工作中偶尔有X轴、Z轴速度突然变慢，又自动恢复正常速度，无任何报警信息，而主轴转动正常。问题初步判断是伺服驱动控制部分，因为是偶发故障，故障点比较隐蔽，分别更换驱动部分的功率模板、位控模板、840C系统电源模块，随后又出现此类故障。在一次故障持续时间内，检查X、Z轴给定只有0.165V，正常值应该在3V以上，使能信号正常，判断问题出在速度给定上，仔细检查发现进给轴倍率开关在最高档时给定BCD码的最高2位信号不正常，拨动倍率开关有时信号不会变化，始终为00**，输入码值错误，造成速度给定值短时很小，更换一个倍率开关，没再出现过此类故障。

    故障实例4：在数控系统为840D的数控磨床上出现X轴在手动模式和自动模式下间断出现有25060：轴1转速设定限制报警，NC停止，通道有效状态被复位现象。停车手动单试X轴多次，动作都正常。这也是一个偶发故障，在故障出现过程中从NC诊断菜单下service display/service drive项目中，观察pos.act.Val.meas.sys.1和pos.act.Val.meas.sys.2的值相差比较大，说明执行机构和电机之间跟随性较差，机电不同步。拆除电机，检查电机接手连接部分，发现在接手谐波齿轮后固定轴承套的一个螺丝松动，导致轴承有一定的窜动量，紧固螺丝，重新安装，开车后机床工作正常。

    4 结语

    在日常数控机床故障处理中，应该遵循两条原则，一是充分调查故障现场，观察故障现象，掌握第一手材料。通过询问操作工，查看故障记录，报警信息及信号状态等，如果条件允许，可以亲自操作机床动作，模拟故障出现的过程。二是认真分析故障原因，判断故障点范围。分析问题一定要全面，当数控系统某一部分出现故障，故障原因有可能是机械、液压或其它地方引起的，而不是数控系统本身，尽可能把故障原因罗列出来，进行筛选，逐一排查，切不可盲目动手。

    总之，数控机床的故障分析与处理方法很多，故障也千奇百怪，这要求维修与维护人员要对机床的机械、液压、数控与电器系统，甚至于加工工艺与加工过程都要熟练地掌握和了解，这样才能更好地分析问题，发现问题，保障数控机床高精度、高效率的工作。

董新录
男，河南安阳人，本科，学士，电气工程师。主要研究方向为数控系统。

    摘自《自动化博览》2011年第一期