数控机床故障特点的分析与维修技巧

    摘 要 数控机床是机电一体化紧密结合的复杂系统，涉及机、电、液、气、电子、光等各项技
术，在运行使用中不可避免地要产生各种故障，其维修的关键是迅速诊断确定故障部位。数
控机床的维修维护包括机床数控系统、机械部件、液压、气压系统，机床精度等方面。本文针
对数控机床常见的一些主要故障，探讨其区别于传统机床故障的特点，并根据多年的实践
经验及同行的维修实例加以整理，总结出数控机床的常用诊断方法与维修技巧。
　　关健词

 数控机床 故障分析 控制系统 故障特点 维修技巧

　　一、概述
　　数控机床是集高、精、尖技术于一体涉及机械、电气、液压、气动、计算机、微电子、通信等
现代化技术的自动化机床。其结构紧凑，自动化程度高，机、电、液密切协调配合，精度高，
电气传动取代了机械传动，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
活性好等众多优点。虽然数控机床自我监测诊断能力强，但是由于它是集强、弱电于一体，
数字技术控制机械制造的一体化设备，一旦系统的某些部分出现故障，其产生故障的原因
也经常给维修人员造成不少困难，这些是数控机床区别于传统机床的显著特点，所以，数
控机床的故障特点有别于传统机床。为此，本文结合维修实例探讨数控机床故障的检测分析
和维修技巧。
　　二、数控机床常见的主要故障
　　数控机床常见的主要故障有电气故障、机械故障和控制系统故障三类。
　　（一）常见电气故障
　　数控机床的电气故障可按故障的性质、部位、现象等分类。

(1)以故障发生的部位，分为

硬件故障和软件故障。硬件故障是指电子、电器件、印制电路板、电线电缆、接插件等的不正常
状态甚至损坏，这是需要修理甚至更换才可排除的故障。而软件故障一般是指

PLC 逻辑控

制程序中产生的故障，需要输入或修改某些数据甚至修改

PLC 程序方可排除的故障。(2)以

故障出现时有无指示，分为有诊断指示故障和无诊断指示故障。当今的数控系统都设计有完
善的自诊断程序，实时监控整个系统的软、硬件性能，一旦发现故障则会立即报警或者还有
简要文字说明在屏幕上显示出来，结合系统配备的诊断手册不仅可以找到故障发生的原因、
部位，而且还有排除的方法提示。（

3）电源故障，电源是电路板的能源供应部分，电源不

正常，电路板的工作必然异常。而且，电源部分故障率较高，修理时应足够重视，在外观法
检查后，可先对电源部分进行检查。
　　（二）急停报警故障
　　数控装置操作面板和手持单元上，均设有急停按钮，用于当数控系统或数控机床出现
紧急情况，需要使数控机床立即停止运动或切断动力装置（如伺服驱动器等）的主电源；
当数控系统出现自动报警信息后，须按下急停按钮。待查看报警信息并排除故障后，再松开
急停按钮，使系统复位并恢复正常。该急停按钮及相关电路所控制的中间继电器（

KA）的

一个常开触点应该接入数控装置的开关量输入接口，以便为系统提供复位信号。
　　（三）参考点、编码器故障
　　按机床检测元件检测原点信号方式的不同，返回机床参考点的方法有两种，即栅点法
和磁开关法。在栅点法中，检测器随着电机一转信号同时产生一个栅点或一个零位脉冲，在
机械本体上安装一个减速挡块及一个减速开关，当减速撞块压下减速开关时，伺服电机减
速到接近原点速度运行。当减速撞块离开减速开关时，即释放开关后，数控系统检测到的第
一个栅点或零位信号即为原点。在磁开关法中，在机械本体上安装磁铁及磁感应原点开关或
者接近开关，当磁感应开关或接近开关检测到原点信号后，伺服电机立即停止运行，该停
止点被认作原点。