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引言：数控机床是现代工业生产中的重要的加工设备，能够提高工业生产效率，扩大生产规模，创造良好的经济效益。而数控机床在使用当中，难免会出现一些故障。对此，本文分析了容易出现故障的原因，提出了解决办法。
1、数控机床概述
1.1数控（NC）机床是一种通过编码指令编制零件加工程序，使刀具沿着程序编制的轨迹自动定位的机床。它是以数控系统为代表的新技术对传统机械制造业渗透而形成的机电一体化产品；数控机床的核心是它的控制单元即数控系统。其技术范围履盖很多领域，包括：机械制造技术；信息处理、加工、传输技术；自动控制技术；伺服驱动技术；传感器技术；软件技术等。
1.2数控机床的组成。数控机床由数控装置、伺服驱动装置、检测反馈装置和机床本体四大部分组成，再加上程序的输入输出设备、可编程控制器、电源等辅助部分。数控装置（数控系统的核心）由硬件和软件部分组成，接受输入代码等转变成控制指令，实现直接或通过 PLC对伺服驱动装置的控制。
1.3伺服驱动装置是数控装置和机床主机之间的联接环节，接受数控装置的生成的进给信号，经放大驱动主机的执行机构，实现机床运动。检测反馈装置是通过检测元件将执行元（电机、刀架）或工作台的速度和位移检测出来，反馈给数控装置构成闭环或半闭环系统。机床本体是数控机床的机械结构件（床身箱体、立柱、导轨、工作台、主轴和进给机构）。
2、经常出现的故障问题
2.1主轴零件的问题
由于使用调速电机，数控机床主轴箱结构比较简单，容易出现故障的部位是主轴内部的刀具自动夹紧机构、自动调速装置等。为保证在工作中或停电时刀夹不会白行松脱，刀具自动夹紧机构采用弹簧夹紧，并配行程开关发出夹紧或放松信号。若刀具夹紧后不能松开，则考虑调整松刀液压缸压力和行程开关装置或调整碟形弹簧上的螺母，减小弹簧压合量。此外，主轴发热和主轴箱噪声问题，也不容忽视，此时主要考虑清洗主轴箱，调整润滑油量，保证主轴箱清洁度和更换主轴轴承，修理或更换主轴箱齿轮等。
2 .2进给传动链的故障问题
在数控机床进给传动系统中，普遍采用滚珠丝杠副、静压丝杠螺母副、滚动导轨、静压导轨和塑料导轨。所以进给传动链有故障，主要反映是运动质量下降。如：机械部件未运动到规定位置、运行中断、定位精度下降、反向间隙增大、爬行、轴承噪声变大（撞车后） 等。
3、数控机床故障排除方法
3.1直观法
利用人的感官注意发生故障时的现象并判断故障发生的可能部位。数控系统发生故障后，首先进行外观检查，看一看有哪些明显的故障，检查是否有的原器件出了问题，在整体检查中注意空气开关、断路器、热继电器是否跳闸，各熔断器是否熔断，各印刷电路板是否有元器件破损、断裂、过热。连接线是否断线，插接件是否脱落。还要检查开关的位置、电位器的设定、短路棒的旋转是否与原来相同。并且注意观察机床在故障出现时，是否有噪音、振动、焦糊味、异常发热现象，冷卻风扇是否正常旋转。对于故障发生时出现的现象，有什么异常，操作人员正在进行什么操作，要详细询问，这对分析故障的原因是十分有利的。
3.2接线检查
针对故障有关部分，用一些仪表或工具来检查接线、电线、电缆是否断裂，电阻值是否增大等。连接端及接插件的检查针对故障有关部分，检查它相关的接线端子、单元接插件。这些部件容易松动、发热、氧化，造成断线或接触不良。对于容易受热、受振动、粘灰尘或油污处，容易使器件出现老化或失效。对于这些地方要认真检查，特别是通风机要及时进行清扫、清洗。易损部位的元器件检查元器件易损部件应按规定，定期检查；直流伺服电机电枢的电刷、整流子，测速发电机电刷、整流子都是易磨损而且容易出现各种问题的部位。对电源电压检查时，首先要查看电源电压是否正常，这是数控机床正常工作的重要条件，只要电压不正常，必然造成机床故障，一定不要让事故扩大，保证局部可靠地进行电源检查。先不带负载，单独测量供电电压然后再扩大测量范围。大多数情况电源故障是由负载引起的。注意熔断器更换时要选择合适的规格、型号。在更换新的熔丝之前要消除负载引起过流的因素。检查电源时一方面检查电源的供电线路，也要检查由它供电的无源部分是否得到了正确的电压。
3.3停机诊断
当数控系统出现故障或者要判断是否真有故障时，往往要停止加工，并停机进行检查，这就是离线诊断。离线诊断的目的是修复系统和故障定位，力求把故障定位在尽可能小的范围，如缩小到某一区域或者某一模块等。
3.4开机自诊断
数控系统在通电开机后，都要运行开机自诊断程序，对连接的各种控制装置进行检测，发现问题立即报警，例如检测备用电池电压是否达到要求，若电压低于要求，系统就会产生报警，提示维修人员立即更换电池，如果不能更换电池，在更换电池前不能停电。
3.5利用状态显示的诊断功能
数控机床在运行时，数控系统时刻监视机床的运行。数控装置对伺服系统、PLC系统进行运行监视，如果发现问题及时报警，并且很多故障都会在屏幕上显示报警信息。在机床运行时，PLC装置通过机床厂家编制的用户程序，实时监视数控机床的运行，数控系统不但能将故障诊断信息显示出来，如果发现故障或者发出的指令不执行，及时将相应的信号传递给数控装置，数控装置将会在屏幕上显示报警信息。而且能以诊断地址和诊断数据的形式提供机床诊断的各种状态。
3.6发生故障时应及时核对数控系统参数
系统参数变化会直接影响到机床的性能，甚至使机床发生故障，整台机床不能工作。而外界的干扰有可能引起存储器内个别参数的变化，听以当机床发生了一些莫名其妙的故障时，可对数控系统的参数进行核对。同时，直接对机床控制系统的特性参数进行跟踪识别，一般发生故障的机床控制系统通常在可接收的范围内显示出稳定的特性和参数。若机床控制系统正常工作时有一个特定的范围值，则机床的控制系统开路或短路时也有一个固定的数值，当读取数值与所期望的特性值有某种偏差时，即可认为机床控制系统有故障。在许多情况下，由于精密机床的监测系统的复杂性和各个取样点的影响，为此，检测机床的状态需要非常完善的逻辑推理系统。
3.7远程诊断
实现远程诊断的数控系统，必须具备计算机网络功能。因此，远程诊断是近几年发展起来的一种新型的诊断技术。数控机床利用数控系统的网络功能通过互联网连接到机床制造厂家，数控机床出现故障后，通过机床厂家的专业人员远程诊断，快速确诊故障，这是数控机床诊断技术的新发展。
参考文献
[1] 姜义，曲海波.数控机床常见故障诊断及排除方法.机床电器，2006年第1期.
（作者单位：西安铁路局西安东车辆段）
1、数控机床概述
1.1数控（NC）机床是一种通过编码指令编制零件加工程序，使刀具沿着程序编制的轨迹自动定位的机床。它是以数控系统为代表的新技术对传统机械制造业渗透而形成的机电一体化产品；数控机床的核心是它的控制单元即数控系统。其技术范围履盖很多领域，包括：机械制造技术；信息处理、加工、传输技术；自动控制技术；伺服驱动技术；传感器技术；软件技术等。
1.2数控机床的组成。数控机床由数控装置、伺服驱动装置、检测反馈装置和机床本体四大部分组成，再加上程序的输入输出设备、可编程控制器、电源等辅助部分。数控装置（数控系统的核心）由硬件和软件部分组成，接受输入代码等转变成控制指令，实现直接或通过 PLC对伺服驱动装置的控制。
1.3伺服驱动装置是数控装置和机床主机之间的联接环节，接受数控装置的生成的进给信号，经放大驱动主机的执行机构，实现机床运动。检测反馈装置是通过检测元件将执行元（电机、刀架）或工作台的速度和位移检测出来，反馈给数控装置构成闭环或半闭环系统。机床本体是数控机床的机械结构件（床身箱体、立柱、导轨、工作台、主轴和进给机构）。
2、经常出现的故障问题
2.1主轴零件的问题
由于使用调速电机，数控机床主轴箱结构比较简单，容易出现故障的部位是主轴内部的刀具自动夹紧机构、自动调速装置等。为保证在工作中或停电时刀夹不会白行松脱，刀具自动夹紧机构采用弹簧夹紧，并配行程开关发出夹紧或放松信号。若刀具夹紧后不能松开，则考虑调整松刀液压缸压力和行程开关装置或调整碟形弹簧上的螺母，减小弹簧压合量。此外，主轴发热和主轴箱噪声问题，也不容忽视，此时主要考虑清洗主轴箱，调整润滑油量，保证主轴箱清洁度和更换主轴轴承，修理或更换主轴箱齿轮等。
2 .2进给传动链的故障问题
在数控机床进给传动系统中，普遍采用滚珠丝杠副、静压丝杠螺母副、滚动导轨、静压导轨和塑料导轨。所以进给传动链有故障，主要反映是运动质量下降。如：机械部件未运动到规定位置、运行中断、定位精度下降、反向间隙增大、爬行、轴承噪声变大（撞车后） 等。
3、数控机床故障排除方法
3.1直观法
利用人的感官注意发生故障时的现象并判断故障发生的可能部位。数控系统发生故障后，首先进行外观检查，看一看有哪些明显的故障，检查是否有的原器件出了问题，在整体检查中注意空气开关、断路器、热继电器是否跳闸，各熔断器是否熔断，各印刷电路板是否有元器件破损、断裂、过热。连接线是否断线，插接件是否脱落。还要检查开关的位置、电位器的设定、短路棒的旋转是否与原来相同。并且注意观察机床在故障出现时，是否有噪音、振动、焦糊味、异常发热现象，冷卻风扇是否正常旋转。对于故障发生时出现的现象，有什么异常，操作人员正在进行什么操作，要详细询问，这对分析故障的原因是十分有利的。
3.2接线检查
针对故障有关部分，用一些仪表或工具来检查接线、电线、电缆是否断裂，电阻值是否增大等。连接端及接插件的检查针对故障有关部分，检查它相关的接线端子、单元接插件。这些部件容易松动、发热、氧化，造成断线或接触不良。对于容易受热、受振动、粘灰尘或油污处，容易使器件出现老化或失效。对于这些地方要认真检查，特别是通风机要及时进行清扫、清洗。易损部位的元器件检查元器件易损部件应按规定，定期检查；直流伺服电机电枢的电刷、整流子，测速发电机电刷、整流子都是易磨损而且容易出现各种问题的部位。对电源电压检查时，首先要查看电源电压是否正常，这是数控机床正常工作的重要条件，只要电压不正常，必然造成机床故障，一定不要让事故扩大，保证局部可靠地进行电源检查。先不带负载，单独测量供电电压然后再扩大测量范围。大多数情况电源故障是由负载引起的。注意熔断器更换时要选择合适的规格、型号。在更换新的熔丝之前要消除负载引起过流的因素。检查电源时一方面检查电源的供电线路，也要检查由它供电的无源部分是否得到了正确的电压。
3.3停机诊断
当数控系统出现故障或者要判断是否真有故障时，往往要停止加工，并停机进行检查，这就是离线诊断。离线诊断的目的是修复系统和故障定位，力求把故障定位在尽可能小的范围，如缩小到某一区域或者某一模块等。
3.4开机自诊断
数控系统在通电开机后，都要运行开机自诊断程序，对连接的各种控制装置进行检测，发现问题立即报警，例如检测备用电池电压是否达到要求，若电压低于要求，系统就会产生报警，提示维修人员立即更换电池，如果不能更换电池，在更换电池前不能停电。
3.5利用状态显示的诊断功能
数控机床在运行时，数控系统时刻监视机床的运行。数控装置对伺服系统、PLC系统进行运行监视，如果发现问题及时报警，并且很多故障都会在屏幕上显示报警信息。在机床运行时，PLC装置通过机床厂家编制的用户程序，实时监视数控机床的运行，数控系统不但能将故障诊断信息显示出来，如果发现故障或者发出的指令不执行，及时将相应的信号传递给数控装置，数控装置将会在屏幕上显示报警信息。而且能以诊断地址和诊断数据的形式提供机床诊断的各种状态。
3.6发生故障时应及时核对数控系统参数
系统参数变化会直接影响到机床的性能，甚至使机床发生故障，整台机床不能工作。而外界的干扰有可能引起存储器内个别参数的变化，听以当机床发生了一些莫名其妙的故障时，可对数控系统的参数进行核对。同时，直接对机床控制系统的特性参数进行跟踪识别，一般发生故障的机床控制系统通常在可接收的范围内显示出稳定的特性和参数。若机床控制系统正常工作时有一个特定的范围值，则机床的控制系统开路或短路时也有一个固定的数值，当读取数值与所期望的特性值有某种偏差时，即可认为机床控制系统有故障。在许多情况下，由于精密机床的监测系统的复杂性和各个取样点的影响，为此，检测机床的状态需要非常完善的逻辑推理系统。
3.7远程诊断
实现远程诊断的数控系统，必须具备计算机网络功能。因此，远程诊断是近几年发展起来的一种新型的诊断技术。数控机床利用数控系统的网络功能通过互联网连接到机床制造厂家，数控机床出现故障后，通过机床厂家的专业人员远程诊断，快速确诊故障，这是数控机床诊断技术的新发展。
参考文献
[1] 姜义，曲海波.数控机床常见故障诊断及排除方法.机床电器，2006年第1期.
（作者单位：西安铁路局西安东车辆段）