数控机床故障诊断及处理方法

　摘要：由于数控机床具有综合性和复杂性的特点，引起故障的因素是多方面的，有些故
障现象是电气方面的，但引起的原因是机械方面的，故障诊断方法有时要几种同时应用，
对故障进行综合分析。
　　关键词：

CNC 系统的故障信息提示；初始化复位法及参数更改；故障定位。

　　在数控机床中，大部分的故障都有据可查，而有些故障

CNC 系统提供的报警信息相对

比较含糊甚至根本没有任何征兆，甚至出现故障的周期较长，没有规律，不定期，这些疑
难故障给查找分析带来了很多困难。对于这类数控机床故障，需要对具体故障情况做具体检
查和分析，逐步缩小故障范围，而且检查时特别需要机械、电气、液压等方面进行综合判断，
不然就很难快速、正确地找到故障的真正原因。
　　对于数控机床如采用日本

FANUC 数控系统的龙门铣机床，掌握机械原理、液压与气压

动传动图，要弄清楚在机床中作用和控制方式。并在图纸上详细注明，比如机床附件、刀具
自动换刀，安装动作比较复杂，要分解来理解。刀库控制、换刀控制、刀具锁紧装置有气压传
动来实现的，他们是由哪个电磁阀动作来实现的？对应的

PLC 输出是哪几个点？在图上详

细注明，这样从电气控制到机械执行动作一目了然，同时特别对机、电关系比较密切的部分
要重点了解，特别是现在数控镗铣床利用数字阀和伺服比例阀技术，要了解阀调整方法及
调整数据，要重点了解阀功能和作用，特别动态和静态时比例阀电流及相对应的平衡泵的
出口压力调节，只有掌握了机电一体化技术，学会多种本领，这样解决问题的就容易了。
　　数控机床一旦发生故障，要马上向操作者询问故障发生时的现象，要问详细的过程，
了解故障出现前产生过什么征兆，当时操作者动过什么元件，外部环境情况如何，改动过
什么？发生哪些报警信息，正确的现场资料往往不会造成错误的判断，不能使问题复杂化
了，把故障问题正确地罗列出来，数控机床故障问题的一半实际上已经解决了是维修的一
个捷径。
　　

1 加工精度异常故障的维护

　　系统参数发生更改或丢失、机械方面故障、数控机床

CNC、伺服驱动器、变频器等参数未

能优化执行电机运行异常、机床位置闭环异常或

PLC 控制逻辑不妥，是生产中数控机床加

工精度异常故障的常见原因，找出相关联的故障点并进行恰当处理，机床均可恢复正常。生
产中数控机床加工过程中经常会遇到精度异常的故障。此类故障隐蔽性强、诊断难度大。导致
此类故障的原因主要有五个方面：

1）机械传动方面故障，如液压与气压传动部分、主轴、丝

杆、进给等部件。此外，刀补的选择及刀具的确定因素、编写的加工程序，人为也可能导致加
工精度异常。

2）轴向的反向间隙（BACKLASH）出现异常。3）数控机床各轴的零点漂移

（

NULLOFFSET）异常。4）伺服电机运行状态出现异常，即 CNC 控制部分及电气出现故

障。

5）数控机床进给单元参数更改或线路人为的改动。

　 　 以 沈 阳 一 机 床

VMC650 数 控 立 式 加 工 中 心 为 例 ， 配 置 的 CNC 数 控 系 统 发 那

（

FANUOI）。在加工过程中出现 Z 轴精度异常。检查发现 z 轴轴向间隙过大，用手触摸 Z

轴伺服电机时感觉到电机抖动比较严重，启

/停时不太明显，并且伺服电机启动时存在此种

现象，

JOG 方式故障现象也存在。分析认为，故障原因主要有两种，一是 z 轴伺服电机工作

出现异常；二是

z 轴机械反向间隙过大。利用 FANUC 系统的参数 NO1008’4 切削进给和快

速移动间隙进补偿参数进行修改，对存在的间隙进行了补偿；利用

“OneTouch”伺服调整方

法对伺服电机进行调试，调整伺服增益参数及

N 脉冲抑制功能。z 轴电机的抖动消除，加工

中心加工精度恢复正常。
　　

2 刀具的操作故障及维护