数控机床故障的分析与诊断技术

1、数控机床的整体故障分析 
　　数控机床故障是指设备或系统因自身原因而丧失规定功能的现象。机床按照其结构以及
特性的故障源可分为机械故障和电气故障两类，其中电气故障又可细分为系统硬件故障，
系统软件故障，干扰性故障，低压电气设备故障，功能组件功能性故障。发生故障具有相同
的规律

,一般分为三个阶段:初期运行阶段,这个阶段属于机床的磨合阶段，是故障频发期,故

障曲线呈上升趋势

,此区故障多数属于设计制造和装配缺陷造成的。正常运行阶段,此时故障

曲线趋近水平

,故障率低,此区故障一般是由操作和维护不良造成的偶发事故。设备衰老阶段,

此阶段故障率大

,故障曲线上升快,主要原因是运行过久、机件老化和磨损过度造成的。要判断

是机械方面故障还是控制系统故障

,其分析方法是:先检查控制系统,看程序能否正常运行,显

示和其它功能键是否正常

,有无报警现象等;再检查故能部件以及电机和检测元件,是否能正

常运转

,有无间歇或抖动现象,有无定位不准等问题。如果没有上述问题,则可初步判断故障原

因在机械方面

,着重检查传动环节。检查传动环节时应使电机断电,用手动并配合打表检查机

器。下面针对电气数控单元故障做详细分析。

 

　　

2、数控单元故障分析 

　　数控单元故障为常见的机床电气故障，它可分为人机交互单元故障，供电单元故障，
伺服系统故障，

PLC 可编程控制器单元故障，位置检测环故障，其他故障。人机交互单元故

障多为按钮损坏或者功能失灵，指示灯损坏，导致输入指令无法传输从而机床功能无法实
现。通过更换按钮或者更换操作面板即可实现快速维修。供电单元由于供电形式不同，或者
由于电源波动较大，质量不稳定，或者隐藏高频脉冲。因此要更改接地保护方式添加稳压电
源或者电抗器以及滤波器，用以减少由于电源问题

=直接导致系统停机或者损坏。伺服系统

故障多由于频繁启动或者长期运行造成的元件老化，或者由于低压直流短路造成，也会由
于瞬间超压等原因造成。在机床运行中由于电机增益不匹配，负载过大瞬时超压或者电机过
热卡死，也会造成系统损坏，当系统损坏时可以用替换模块或者插板来进行故障排除。数控
系统以及的低压电器设备包括各功能部件的逻辑控制

(如刀库管理,液压启动等),主要由 PLC

实现

,必须采集各控制点的状态信息(如断电器,伺服阀,指示灯等),它与外界繁多的各种信号

源和执行元件相连接

,变化频繁,发生故障的可能性较多,故障类型较多。位置环控制多由光栅

尺进行全闭环控制。这是由数控系统发出控制指令

,并与位置检测系统的反馈值相比较,进一

步完成控制任务。但是光栅尺由于测量元件损坏或者进入杂质铁屑会影响其测量，或者由于
进水吹风等光栅尺或者读数头故障影响测量。

 

　　

3、数控机床的故障诊断技术 

　　机床诊断技术包括：数控系统自诊断，对系统中关键的硬件和控制软件进行检测。状态
诊断：在机床启动后检测驱动，各个电机的温升，功率以及运行状态。

 

　　动作诊断，在机床运动过程中检测各个功能部件的运动状态，判断动作不良的部位。操
作诊断，见识由于操作失误或者程序错误造成的故障。点检诊断，定期点检液压气动元件以
及配电柜，电主轴等功能区。

 

　　数控系统故障诊断方法包括直观法（望闻问切）包括：问－机床的故障现象、加工状况
等看－

CRT 报警信息、报警指示灯、电容器等元件变形烟熏烧焦、保护器脱扣等听－异常声

响闻－电气元件焦糊味及其它异味摸－发热、振动、接触不良等。参数检查法：参数通常是存