数控机床故障分析的基本方法

虽然目前我国数控机床的种类和系统型号较多，所产生的故障原因也比较复杂，但对于常见故障，通常可按如下方法和步骤进行处理。
一、故障诊断的方法
1、直观检查法
维修人员充分利用自身的感觉器官，注意发生故障时的各种现象，如各个单元线路有没有烧毁、开裂、保险熔断等现象，用手触摸并轻摇元器件有无松动现象，以此来查找故障点，这是一种最基本、最常用的方法。
2、自身诊断法
现代数控系统自身诊断可分为两类：（1）启动诊断：它是指从每次通电开始到进人正常的运行准备状态为止，系统的内部诊断程序自动执行诊断，它可以对CPU、存储器、总线、I/O单元等模块或印刷线路板以及CTR单元、阅读机、软盘驱动等外围设备进行运行前的功能测试，确认系统的主要部分是否可以正常工作，启动诊断的目的在于使系统故障在没有造成危害之前就被发现，以便及时排险。（2）在线诊断：它是指将诊断程序作为主程序的一部分，在系统不停电，在线诊断一直进行监控，一旦发现异常，立即报警。甚至可以对故障进行分类并决定是否停机。
3、报警显示法
数控机床的系统内部，除了自身诊断功能和状态显示的“软件”报警外，还配有许多“硬件”报警指示灯，它们分布在电源、伺服系统和输入、输出等装置上，根据这些报警指示可判断故障的原因。
4、现场分析法
对于非破坏性的故障，必要时维修人员可让操作人员再现故障现象，会同机、电、液等技术人员一起诊断共同分析，有助于故障得到尽快排除。
5、备件诊断法
当系统出现故障时，经过检测和判断在某一板级或部分线路甚至元件级中，可利用备件板、备件线及备用元件替代，找出故障所在。这在现场维修中是简便易行的常用手段。
6、参数检查法
可根据系统内所存储的参数是否变化或丢失来判断故障，通常这是一种软故障。
7、用可编程序进行PLC中断状态分析法
可编程序控制器发生故障时其中原因以中断栈和块堆栈，按其所指示的原因，查明故障之所在。这是检修PLC可编程控制器最常用有效和快捷的方法。
8、接口信号法
由于数控机床的各个控制部分大都采用I/O接口来互相控制的，利用接口信号进行诊断确定故障点，其诊断步骤是：故障报警—故障现象分析—确定故障范围—采用接VI信号法—逻辑分析祛卜一确定故障出点—排除故障。
9、测量比较法
为检测方便，模块或单元上设有检测端子，利用万用表、示波器等仪器仪表，通过这些端子检测电平或波形，将正常值与故障时的值相比较，可以分析出故障的原因及故障的部位，从而排除故障。
对上述故障方法有时要几种方法同时应用，进行故障综合分析，快速诊断出故障的部位，从而排除故障。
二、故障诊断的一般步骤
当数控机床发生故障时，要沉着冷静，根据故障情况进行全面分析，确定查找故障源的方法和手段，然后有计划、有目的地一步步仔细检查，故障诊断一般按下列步骤进行。
1、检查
当机床发生故障时，往往从以下几个方面进行检查：
1）检查机床的运行状态
机床故障时的运行方式，MDI/CRT显示的内容，各报警状态指示的信息，故障发生时各坐标轴的定位误差，刀具轨迹是否正常，辅助功能的运行状态等。
2）检查加工程序及操作情况
故障出现在程序的什么位置，与换刀是否有关，故障与操作人员的技术水平之间的关系。
3）检查外部因素
输入电压是否有波动，系统附近是否有使用大电流的装置，系统周围温度的高低，是否有振动源引起系统振动，机床周围有无干扰源等。
4）检查故障的出现率和重复性
故障发生的时间和次数，加工同类工件故障出现的概率，将出现故障的程序段重复执行多次，观察故障的重复性。
5）检查机床状况
机床是否调整好，刀具状况是否正常，切削加工中有无振动产生，间隙补偿是否合适，电缆是否有破裂和损伤，运行过程中是否改变工作方式，方式选6）检查接口情况
电源线和系统内部电缆是否分开安装，屏蔽线接线是否正确，继电器、接触器的线圈和电动机等处是否加装有噪声抑制器等。
2、分析排除
根据故障现象仔细分析，弄清与故障有关的各种因素，确定故障源查找的方向和手段。在检测排除故障中还应掌握以下一些原则：
1）先外部后内部数控机床是机械、液压、电气一体化的机床，故其故障的发生必然要从机械、液压、电气这三者综合反映出来。故障发生后，维修人员应由外（如外部的行程开关，液压气动元件，印制线路板插头座，环境温度、湿度，油污或粉尘，机械振动等等）向内逐一进行检查，尽量避免不必要的拆卸，防止扩大故障，使机床丧失精度，降低性能。
2）先机械后电气数控机床的故障中有很大部分是由机械动作失灵引起的，通常机械故障较易查出，而数控系统故障的诊断则难度要大些。先机械后电气就是在数控机床的检修中，先从排除机械故障入手，先检查机械部分是否正常，行程开关是否灵活，气动、液压部分是否正常等。
3）先简单后复杂当出现多种故障并发、交叉时，应先解决容易的问题，后解决难度较大的问题。常常在解决简单故障的过程中，难度大的问题也可能变得容易，或者在排除简易故障时受到启发，对复杂故障的认识更为清晰，从而也有人解决办法。
4）先一般后特殊在排除某一故障时，要先考虑最常见的可能原因，然后再分析很少发生的特殊原因。比如数控车床Z轴回零不准，常常是由于降速挡块位置走动所造成。出现这种故障，应先考虑检查该挡块位置，在排除这一常见的可能性之后，再检查脉冲编码器、位置控制等环节。
数控机床的故障具有综合性和复杂性的特点，引起数控机床故障的因素是多方面的，要根据故障的现象和原因，采用合适的诊断方法和仪器仪表，作出正确的判断。