由于數(shù)控機床結構比較復雜，所以在實際的生產(chǎn)中總會出現(xiàn)這樣或那樣的故障。為了便于迅速地判別出現(xiàn)故障的部位，查找故障產(chǎn)生的原因及解決故障，筆者結合多年的數(shù)控機床維修經(jīng)驗，按故障的性質(zhì)、故障發(fā)生的部位、故障指示和故障產(chǎn)生的原因等因素把數(shù)控機床常見的故障進行了總結并分類，以期對維修人員有所幫助。

一、按發(fā)生的故障性質(zhì)分類

1 ．系統(tǒng)故障

這類故障是指只要滿足一定的條件，機床或者數(shù)控系統(tǒng)就必然出現(xiàn)的故障。例如電網(wǎng)電壓過高或者過報警或者過低，系統(tǒng)就會產(chǎn)生電壓過高報警；切削量過大時，就會產(chǎn)生過載報警等。

例如一臺采用 SIEMENSS 10 系統(tǒng)的數(shù)控機床在加工過程中，系統(tǒng)有時自動斷電關機，重新啟動后，還可以正常工作。根據(jù)系統(tǒng)工作原理和故障現(xiàn)象懷疑故障是系統(tǒng)供電電壓波動造成的。測量系統(tǒng)電源模塊上的 24V 輸人電源，發(fā)現(xiàn)為 22 。 3V 左右，當機床加工時，這個電壓還向下波動，特別是切削量大時，電壓仍繼續(xù)下降，有時接近 21V ，這時系統(tǒng)會自動斷電關機。為了解決這個問題，更換容量大的 24V 電源變壓器后這個故障就徹底消除了。

系統(tǒng)故障具有不可恢復性，故障一旦發(fā)生，如不對其進行維修處理，機床不會自動恢復正常。但只要找出發(fā)生故障的根本原因，維修完成后機床可以立即恢復正常。正確的使用與精心維護是杜絕或避免這類故障發(fā)生的重要措施。

2 ．隨機性故障

這類故障是指在同樣條件下，只偶爾出現(xiàn)一次或二次的故障。有時很長時間也很難再遇到一次。要想人為地再現(xiàn)同樣的故障則不容易，此類故障的發(fā)生原因較隱蔽，很難找出其規(guī)律性，故常稱之為“軟故障”。隨機性故障的原因分析與故障診斷比較困難，一般而言，故障的發(fā)生往往與部件的安裝質(zhì)量、參數(shù)的設定、元器件的品質(zhì)、軟件設計不完善、工作環(huán)境的影響等諸多因素有關。

例如一臺數(shù)控溝槽磨床，在加工過程中偶爾出現(xiàn)問題，磨溝槽的位置發(fā)生變化，造成廢品。分析這臺機床的工作原理，在磨削加工時首先測量臂向下擺動到工件的卡緊位置，然后工件開始移動，當工件的基準端面接觸到測量頭時，數(shù)控裝置記錄下此時的位置數(shù)據(jù)，然后測量臂抬起，加工程序繼續(xù)運行。數(shù)控裝置根據(jù)端面的位置數(shù)據(jù)，在距端面一定距離的位置磨削溝槽，所以溝槽位置不準與測量的準確與否有非常大的關系。因為不經(jīng)常發(fā)生，所以很難規(guī)察到故障現(xiàn)象。因此根據(jù)機床工作原理，對測量頭進行檢查沒有發(fā)現(xiàn)問題；對測量臂的轉(zhuǎn)動檢查時發(fā)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)軸有些緊，可能測量臂有時沒有精確到位，使測量產(chǎn)生誤差。將旋轉(zhuǎn)后新上重換．過更通軸拆開檢查發(fā)現(xiàn)已嚴重磨損，再也沒有發(fā)生這個故障。

隨機性故障有可恢復性，制作新備件，故障發(fā)生后，開機等措施，機床通常可恢復正常，但在運行過程中，又可能發(fā)生同樣的故障。加強數(shù)控系統(tǒng)的維護檢查，確保電氣箱的密封，可靠的安裝、連接，正確的接地和屏蔽是減少、避免此類故障發(fā)生的重要措施。

二、按故障發(fā)生的部位分類

1 主機故障

數(shù)控機床的主機通常指組成數(shù)控機床的機械、潤 滑、冷卻、排屑、液壓、氣動與防護等部分。主機常見的故障主要有：

（l） 因機械部件安裝、調(diào)試、操作使用不當?shù)仍蛞鸬臋C械傳動故障；

（2） 因?qū)к墶⒅鬏S等運動部件的干涉、摩擦過大等原因引起的故障；

（3） 因機械零件的損壞、連接不良等原因引起的故障等等。

主機故障主要表現(xiàn)為傳動噪聲大、加工精度差、運行阻力大、機械部件動作不進行、機械部件損壞等等。潤滑不良、液壓、氣動系統(tǒng)的管路堵塞和密封不良，是主機發(fā)生故障的常見原因。數(shù)控機床的定期維護、保養(yǎng)，控制和根除“三漏”現(xiàn)象發(fā)生是減少主機部分故障的重要措施。

2 ．電氣控制系統(tǒng)故障

從所使用的元器件類型上，習慣上電氣控制系統(tǒng)故障通常分為“弱電”和“強電”兩大類故障。數(shù)控機床的弱電部分包括 CNC 、 PLC 、 MDI / C RT 以及伺服驅(qū)動單元、輸人、輸出單元等。

“弱電”故障又有硬件故障與軟件故障之分。例如一臺數(shù)控沖床出現(xiàn)故障，屏幕沒有顯示，檢查機床控制系統(tǒng)的電源模塊的 24V 輸人電源沒有問題， NC-ON 信號也正常，但在電源模塊上沒有 5V 電壓，說明已損壞。維修后機床恢復正常。軟件故障是指在硬件正常情況下所出現(xiàn)的動作出錯、數(shù)據(jù)丟失等故障，常見的有加工程序出錯，系統(tǒng)程序和參數(shù)的改變或丟失，計算機運算出錯等。

“強電”部分是指控制系統(tǒng)中的主回路或高壓、大功率回路中的繼電器、接觸器、開關、熔斷器、電源變壓器、電動機、電磁鐵、行程開關等電氣元器件及其所組成的控制電路。這部分的故障雖然維修、診斷較為方便，但由于它處于高壓、大電流工作狀態(tài)，發(fā)生故障的幾率要高于“弱電”部分。

三、按發(fā)生故障后有無報替顯示分類

按故障發(fā)生后有無報警顯示，可分為有報警顯示故障和無報警顯示兩類。

1 ．有報警顯示故障

這類故障又可分為硬件報警顯示和軟件報警顯示兩種。

（l） 硬件報警顯示的故障。硬件報警顯示通常是指各單元裝置上的指示燈的報警指示。在數(shù)控系統(tǒng)中有許多用以指示故障部位的指示燈，如控制系統(tǒng)操作面板、 CPU 主板、伺服控制單元等部位，一旦數(shù)控系統(tǒng)的這些指示燈指示故障狀態(tài)后，根據(jù)相應部位上的指示燈的報警含義，均可以大致判斷故障發(fā)生的部位和性質(zhì)，這無疑會給故障分析與診斷帶來極大好處。因此維修人員在日常維護和故障維修時應注意檢查這些指示燈的狀態(tài)是否正常。

（ 2） 軟件報警顯示的故障。軟件報警顯示通常是指數(shù)控系統(tǒng)顯示器上顯示出的報警號和報警信息。由于數(shù)控系統(tǒng)具有自診斷功能，一旦檢查出故障，即按故障的級別進行處理，同時在顯示器上顯示報警號和報警信息。軟件報警又可分為 NC 報警和 PLC 報警，前者為數(shù)控部分的故障報警，可通過報警號，在《 數(shù)控系統(tǒng)維修手冊》上找到這個報警的原因與怎樣處理方面的內(nèi)容，從而確定可能產(chǎn)生故障的原因；后者的 PLC 報警的報警信息來自機床制造廠家編制的報警文本，大多屬于機床側(cè)的故障報警，遇到這類故障，可根據(jù)報警信息，或者 PLC 用戶程序確診故障。

2 ．無報警顯示的故障

這類故障發(fā)生時沒有任何硬件及軟件報警顯示，因此分析診斷起來比較困難。遇到這類問題，通常要具體問題具體分析。要根據(jù)故障現(xiàn)象、機床工作原理、數(shù)控系統(tǒng)工作原理、 PLC 梯形圖以及維修經(jīng)驗來分析診斷故障。

例如一臺數(shù)控淬火機床經(jīng)常自動斷電關機，停一會再開還可以工作。分析機床的工作原理，產(chǎn)生這個故障的原因一般都是系統(tǒng)保護功能起作用。首先檢查系統(tǒng)的供電電壓為 24V ，沒有間題；在檢查系統(tǒng)的冷卻裝置時，發(fā)現(xiàn)冷卻風扇過濾網(wǎng)堵塞，出故障時恰好是夏季，系統(tǒng)因為溫度過高而自動停機，更換過濾網(wǎng)，機床恢復正常使用。

又如一臺采用 SIEMENS810 系統(tǒng)的數(shù)控溝槽磨床，在自動磨削完工件、修整砂輪時，帶動砂輪的 Z 軸向上運動，停下后砂輪修整器并沒有修整砂輪，而是停止了自動循環(huán)，擔屏幕上沒有報警指示。根據(jù)機床的工作原理，在修整砂輪時，應該噴射冷卻液，但多次觀察發(fā)生故障的過程，卻發(fā)現(xiàn)沒有切削液噴射。在出現(xiàn)故障時利用數(shù)控系統(tǒng)的 PLC 狀態(tài)顯示功能，觀察控制切削液噴射電磁閥的輸出 Q4.5 ，其狀態(tài)為“ 1“ ，沒有問題，根據(jù)電氣原理圖它是通過直流繼電器 K45 來控制電磁閥的，檢查直流繼電器 K45 也沒有問題，接著檢查電磁閥，發(fā)現(xiàn)電磁閥的線圈上有電壓，說明問題是出在電磁閥上，更換電磁閥，機床故障消除。

四、按故障產(chǎn)生的原因分類

1 ．數(shù)控機床自身故障

這類故障的發(fā)生是由于數(shù)控機床自身的原因所引起的，與外部使用環(huán)境條件無關，數(shù)控機床所發(fā)生的極大多數(shù)故障均屬此類故障。

2 ．數(shù)控機床外部故障

這類故障是由于外部原因所造成的。供電電壓過低、過高，波動過大；電源相序不正確或三相輸人電壓的不平衡；環(huán)境溫度過高；有害氣體、潮氣、粉塵侵人；外來振動和干擾等都是引起故障的原因。此外，人為因素如操作不當也是造成的外部故障原因之一。

五、按故障發(fā)生的破壞程度分類

1 ．破壞性故障

這類故障出現(xiàn)會對操作者或設備造成傷害或損害，如超程運行、飛車、部件碰撞等。例如，一臺數(shù)控車床在正常加工的情況下，刀具撞到工件，造成重大的損失，經(jīng)過仔細的分析，發(fā)現(xiàn)是返回參考點錯誤，行程開關（擋塊）位置與電子柵格位置重合，造成 Z 方向進給多出一個電子柵格，從而造成刀具與工件相撞的破壞性故障。移動行程開關位置，使問題得到圓滿解決。

2 ．非破壞性故障

數(shù)控機床的絕大多數(shù)故障屬于這類故障，出現(xiàn)故障時對機床和操作人不會造成任何傷害，所以診斷這類故障時，可以再現(xiàn)故障，并可以仔細觀察故障現(xiàn)象，通過故障現(xiàn)象對故障進行分析和診斷。

除上述常見故障分類方法外，還有其他多種不同的分類方法。如：按故障發(fā)生與需要維修的具體功能部位，可分為數(shù)控裝置故障，進給伺服系統(tǒng)故障，主軸驅(qū)動系統(tǒng)故障，自動換刀系統(tǒng)故障等。維修人員掌握故障的種類及產(chǎn)生故障的可能原因?qū)τ诳焖倬S修機床恢復生產(chǎn)是十分必要的。

責任編輯：lq6