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摘 要 从故障性质、检查步骤、诊断方法进行论述，并结合具体维修实例说明维修数控机床的方法。
关键词 故障性质；检查步骤；诊断方法
中图分类号 TG 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2011)082-0170-01
1根据故障现象确定故障性质
1）根据故障的发生部位分为：硬件故障和软件故障。硬件故障是指电器件、电线电缆、插接件等的不正常状态甚至损坏。这就需要修理或更换才能排除的故障。而软件故障一般是指PLC逻辑控制程序中产生的故障，这就需要输入或修改某些数据才可以排除的故障。最严重的故障则是数控系统的软件损坏甚至丢失，这就只能与数控系统生产厂家或机床生产厂商售后服务部门联系解决了。
2）根据故障发生时有无报警指示分为：有报警显示故障和无报警显示故障。现在的数控系统都具有功能强大的自诊断程序实时监控系统的硬、软件性能，一旦发现故障就立刻报警，并且在屏幕上以简要文字显示出来。结合系统自带的诊断手册不仅可以查到故障的发生原因、部位，而且还可以查到排除故障的方法。机床生产厂商根据具体设计的机床编制了相应的报警诊断说明书。这种诊断方法加上各类电器上的指示灯使得多数的故障排除变得十分容易。无报警显示故障是由于上述两种诊断方法的不完整性所至（导线断线、开关不闭合等），此类故障的诊断难度较大通常要具体问题具体分析，而且要根据故障发生前后状态的变化进行分析诊断。
3）根据故障发生的规律性分为：必然性电气故障和随机性电气故障。必然性电气故障是指故障的发生具有一定的规律性，只要满足一定的条件数控机床就一定出现的故障。例如，切削量设置的过大就会导致伺服驱动系统产生过电流报警。偶然性电气故障是指在相同的条件下偶尔只发生一二次故障，其故障的发生具有随机性。此类故障的诊断和排除都是很困难的。一般情况下，这类故障往往与插接件接触不良、电路存在虚焊、数控系统中的部分电气元件特性漂移、可靠性下降有密切关系。
2确定正确的检查步骤提高维修效率
1）先机械后电气：一般来讲机械故障比较直观并且容易发现，而电气故障的隐蔽性较强不易被发现。所以在故障检修之前首先大致分清是机械故障还是电气故障，因为优先排除机械故障可达到事半功倍的效果。
2）先全局后局部：“先全局”就是先检查故障所涉及的公共部分，如系统电源、系统接地就是明显的全局问题。“后局部”就是在排除影响全局的故障后，再进行近一步查找影响局部的故障逐步缩小故障范围。例如，德国VGM6型数控龙门车铣床在加工的过程中突然停机，并且数控系统报警：空调冷却系统故障。打开空调辅机看到，压缩机1和2的空气开关全“跳闸”了。于是将它们分别合上之后重新启动空调冷却器。从上电到运行之间有20秒左右的系统自检时间。在这段时间里测量了系统的电源电压，但电压正常。自检结束之后系统首先启动轴流风机和2.2KW的循环水泵，然后延时10秒后先启动压缩机1后启动压缩机2。当启动2台压缩机时2.2KW循环水泵的电动机转速突然下降并且过了不到2分钟压缩机1和2的空气开关又都“跳闸”了。这应该是系统进线电源缺相所至，果然当查到系统电源熔断器时发现C相熔断器已经熔断，更换同型号熔断器后机床正常工作。
3）先简单后复杂：当出现多种故障相互交织掩盖时，故障现象复杂而且其产生的原因很多。一时找不到下手方向时，应先解决容易的问题，然后再解决难度大的问题。常常在解决简单故障的过程中受到启发，解决难度大的问题也就变的比较容易了。例如，TK6920数控镗铣床，在加工过程中机床控制面板上的Y軸坐标显示值突然发生异常。改变其实际位置后回参考点，但是数控系统却提示Y轴已经回完参考点。本机床采用的是德国海德汉公司的LB382C带移动编码标记的线性光栅尺作为检测Y轴实际距离和回参考点的工具，可能是光栅尺读数头的透光面不干净导致参考点脉冲丢失所至。于是将机床停电后，把读数头拆下用绸布蘸无水乙醇仔细擦洗透光面。待透光面干燥后将读数头按好，重新启动机床回参考点后Y轴显示值恢复正常。
4）先一般后特殊：在排除故障时先考虑产生某种故障的一般情况，最常见的引发原因，然后再分析故障的特殊情况。灵活运用此方法有利于迅速查出故障的成因。例如，GMC50160mr3数控龙门铣在加工的过程中CNC突然紧急停止，并且TFT吊挂上显示报警：FDD FIELD BUS TAX ERROR。本数控机床的CNC系统采用的是FIDIA C20数控系统，并且通过FFB（菲迪亚高速总线）和驱动系统以及PLC（LUX 00控制板）进行通信。使用PC POWER LOADER软件对CNC进行重新启动。但是机床运行了不到10分钟后，又出现上述故障。检查了机床的接地系统后没有发现问题。怀疑可能是电柜内部的干扰过大而造成的。于是找来2个用于导线对的高磁导率铁氧体磁环，并将其分别套在了LUX 00控制板的FFB总线输入插销侧和CNC上FFB总线输出插销侧，然后再次使用PC POWER LOADER软件对CNC进行重新启动，而后机床正常加工。
3采用合理的诊断方法进行故障排查
1）直观检查法：就是利用人的感觉器官寻找故障部位和产生故障的原因。主要检查的内容有个功能模块的插接件是否有松动、继电器是否动作、导线是否有短路或断路、保护器件是否熔断或脱扣、开机和工作的时候是否有火花或异常声音、显示器上有无报警信息、系统上的各种指示灯有无异常显示等。
2）PLC诊断法：数控系统一般具有PLC接口信号状态的显示功能，有的还能在显示器上显示PLC梯形图。利用这些功能可以直接在线监测PLC的各种存储器各个位的状态，同时可以迅速查找出故障原因。
3）化整为零法：数控机床的强电控制部分是一个分割的整体。当发生故障时可以将它化分成彼此独立的单元电路，然后重点检查怀疑有故障的电路。如果此电路由多个元件组成，那么也可以将其中的一个或几个元件隔离开来做单独检查，进而彻底暴露故障元件。例如，德国PF-H-75KW型数控龙门铣在加工的过程中突然停机，并且数控系统报警：9073 X AXIS NO FIELD CURRENT；9087 Y AXIS NO FIELD CURRENT；9093 Z AXIS NO FIELD CURRENT；9102 W AXIS NO FIELD CURRENT；现场检查发现是电源熔断器组中的F54.1，F54.2熔断。但是在该熔断器组所带的负载中不仅有各个坐标轴直流伺服电动机的励磁（F54.1，F54.2所带负载），而且还有各个坐标轴和主轴电动机的冷却风机。所以把怀疑的目光放到了各个坐标轴的励磁回路上。首先将机床停电，然后将各个坐标轴和主轴电动机的冷却风机的空气开关拉下，更换坏的熔断器。分别用万用表和兆欧表检查X轴励磁回路没有发现问题，于是给机床上电。但是未合各个坐标轴和主轴电动机的冷却风机的空气开关。使接触器K22人为闭合的时候，F54.1，F54.2又坏了。停电更换熔断器，并且将X轴直流伺服电动机的励磁接线从电柜内的接线端子拆下，再次使接触器人为闭合现象和刚才一样。于是判定是整流桥坏了。更换新的同型号整流桥并且将线接好合上空气开关后机床正常工作。
4）隔离法：由于故障的表现形式比较复杂难以判断是电气故障还是机械故障。这就可以采取将机械与电气相脱离的方法，使复杂的问题简单化就能很快的找到故障元件。例如：F250LN型数控镗铣床在加工过程中突然停机并且显示器上显示报警：160（X轴静液压油泵接触器故障，检查空气开关，接触器）。于是对空气开关、接触器、电动机和电源电压做了详细的检查，但是没有发现问题，将空气开关合好并人为使接触器吸合然而只过了1秒钟空气开关又“跳”了而且电动机也没工作。所以怀疑机械部分“太沉”导致电动机过电流。请钳工师傅将液压泵与电动机脱开后用手盘转转轴发现根本盘不动，由此判断是电动机的轴承损坏造成“闷车”故障。更换同型号电动机并将液压泵安好，重新启动机床故障消失。
4结束语
确定了故障性质就等于确定了排查方向，这为维修创造了便利的条件。并且正确的检查步骤和合理的维修方法是排除故障成功与否的重要标志。
参考文献
[1]王洪波.SINUMERIK810D/840D数控机床维修方法系统,2007.
关键词 故障性质；检查步骤；诊断方法
中图分类号 TG 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2011)082-0170-01
1根据故障现象确定故障性质
1）根据故障的发生部位分为：硬件故障和软件故障。硬件故障是指电器件、电线电缆、插接件等的不正常状态甚至损坏。这就需要修理或更换才能排除的故障。而软件故障一般是指PLC逻辑控制程序中产生的故障，这就需要输入或修改某些数据才可以排除的故障。最严重的故障则是数控系统的软件损坏甚至丢失，这就只能与数控系统生产厂家或机床生产厂商售后服务部门联系解决了。
2）根据故障发生时有无报警指示分为：有报警显示故障和无报警显示故障。现在的数控系统都具有功能强大的自诊断程序实时监控系统的硬、软件性能，一旦发现故障就立刻报警，并且在屏幕上以简要文字显示出来。结合系统自带的诊断手册不仅可以查到故障的发生原因、部位，而且还可以查到排除故障的方法。机床生产厂商根据具体设计的机床编制了相应的报警诊断说明书。这种诊断方法加上各类电器上的指示灯使得多数的故障排除变得十分容易。无报警显示故障是由于上述两种诊断方法的不完整性所至（导线断线、开关不闭合等），此类故障的诊断难度较大通常要具体问题具体分析，而且要根据故障发生前后状态的变化进行分析诊断。
3）根据故障发生的规律性分为：必然性电气故障和随机性电气故障。必然性电气故障是指故障的发生具有一定的规律性，只要满足一定的条件数控机床就一定出现的故障。例如，切削量设置的过大就会导致伺服驱动系统产生过电流报警。偶然性电气故障是指在相同的条件下偶尔只发生一二次故障，其故障的发生具有随机性。此类故障的诊断和排除都是很困难的。一般情况下，这类故障往往与插接件接触不良、电路存在虚焊、数控系统中的部分电气元件特性漂移、可靠性下降有密切关系。
2确定正确的检查步骤提高维修效率
1）先机械后电气：一般来讲机械故障比较直观并且容易发现，而电气故障的隐蔽性较强不易被发现。所以在故障检修之前首先大致分清是机械故障还是电气故障，因为优先排除机械故障可达到事半功倍的效果。
2）先全局后局部：“先全局”就是先检查故障所涉及的公共部分，如系统电源、系统接地就是明显的全局问题。“后局部”就是在排除影响全局的故障后，再进行近一步查找影响局部的故障逐步缩小故障范围。例如，德国VGM6型数控龙门车铣床在加工的过程中突然停机，并且数控系统报警：空调冷却系统故障。打开空调辅机看到，压缩机1和2的空气开关全“跳闸”了。于是将它们分别合上之后重新启动空调冷却器。从上电到运行之间有20秒左右的系统自检时间。在这段时间里测量了系统的电源电压，但电压正常。自检结束之后系统首先启动轴流风机和2.2KW的循环水泵，然后延时10秒后先启动压缩机1后启动压缩机2。当启动2台压缩机时2.2KW循环水泵的电动机转速突然下降并且过了不到2分钟压缩机1和2的空气开关又都“跳闸”了。这应该是系统进线电源缺相所至，果然当查到系统电源熔断器时发现C相熔断器已经熔断，更换同型号熔断器后机床正常工作。
3）先简单后复杂：当出现多种故障相互交织掩盖时，故障现象复杂而且其产生的原因很多。一时找不到下手方向时，应先解决容易的问题，然后再解决难度大的问题。常常在解决简单故障的过程中受到启发，解决难度大的问题也就变的比较容易了。例如，TK6920数控镗铣床，在加工过程中机床控制面板上的Y軸坐标显示值突然发生异常。改变其实际位置后回参考点，但是数控系统却提示Y轴已经回完参考点。本机床采用的是德国海德汉公司的LB382C带移动编码标记的线性光栅尺作为检测Y轴实际距离和回参考点的工具，可能是光栅尺读数头的透光面不干净导致参考点脉冲丢失所至。于是将机床停电后，把读数头拆下用绸布蘸无水乙醇仔细擦洗透光面。待透光面干燥后将读数头按好，重新启动机床回参考点后Y轴显示值恢复正常。
4）先一般后特殊：在排除故障时先考虑产生某种故障的一般情况，最常见的引发原因，然后再分析故障的特殊情况。灵活运用此方法有利于迅速查出故障的成因。例如，GMC50160mr3数控龙门铣在加工的过程中CNC突然紧急停止，并且TFT吊挂上显示报警：FDD FIELD BUS TAX ERROR。本数控机床的CNC系统采用的是FIDIA C20数控系统，并且通过FFB（菲迪亚高速总线）和驱动系统以及PLC（LUX 00控制板）进行通信。使用PC POWER LOADER软件对CNC进行重新启动。但是机床运行了不到10分钟后，又出现上述故障。检查了机床的接地系统后没有发现问题。怀疑可能是电柜内部的干扰过大而造成的。于是找来2个用于导线对的高磁导率铁氧体磁环，并将其分别套在了LUX 00控制板的FFB总线输入插销侧和CNC上FFB总线输出插销侧，然后再次使用PC POWER LOADER软件对CNC进行重新启动，而后机床正常加工。
3采用合理的诊断方法进行故障排查
1）直观检查法：就是利用人的感觉器官寻找故障部位和产生故障的原因。主要检查的内容有个功能模块的插接件是否有松动、继电器是否动作、导线是否有短路或断路、保护器件是否熔断或脱扣、开机和工作的时候是否有火花或异常声音、显示器上有无报警信息、系统上的各种指示灯有无异常显示等。
2）PLC诊断法：数控系统一般具有PLC接口信号状态的显示功能，有的还能在显示器上显示PLC梯形图。利用这些功能可以直接在线监测PLC的各种存储器各个位的状态，同时可以迅速查找出故障原因。
3）化整为零法：数控机床的强电控制部分是一个分割的整体。当发生故障时可以将它化分成彼此独立的单元电路，然后重点检查怀疑有故障的电路。如果此电路由多个元件组成，那么也可以将其中的一个或几个元件隔离开来做单独检查，进而彻底暴露故障元件。例如，德国PF-H-75KW型数控龙门铣在加工的过程中突然停机，并且数控系统报警：9073 X AXIS NO FIELD CURRENT；9087 Y AXIS NO FIELD CURRENT；9093 Z AXIS NO FIELD CURRENT；9102 W AXIS NO FIELD CURRENT；现场检查发现是电源熔断器组中的F54.1，F54.2熔断。但是在该熔断器组所带的负载中不仅有各个坐标轴直流伺服电动机的励磁（F54.1，F54.2所带负载），而且还有各个坐标轴和主轴电动机的冷却风机。所以把怀疑的目光放到了各个坐标轴的励磁回路上。首先将机床停电，然后将各个坐标轴和主轴电动机的冷却风机的空气开关拉下，更换坏的熔断器。分别用万用表和兆欧表检查X轴励磁回路没有发现问题，于是给机床上电。但是未合各个坐标轴和主轴电动机的冷却风机的空气开关。使接触器K22人为闭合的时候，F54.1，F54.2又坏了。停电更换熔断器，并且将X轴直流伺服电动机的励磁接线从电柜内的接线端子拆下，再次使接触器人为闭合现象和刚才一样。于是判定是整流桥坏了。更换新的同型号整流桥并且将线接好合上空气开关后机床正常工作。
4）隔离法：由于故障的表现形式比较复杂难以判断是电气故障还是机械故障。这就可以采取将机械与电气相脱离的方法，使复杂的问题简单化就能很快的找到故障元件。例如：F250LN型数控镗铣床在加工过程中突然停机并且显示器上显示报警：160（X轴静液压油泵接触器故障，检查空气开关，接触器）。于是对空气开关、接触器、电动机和电源电压做了详细的检查，但是没有发现问题，将空气开关合好并人为使接触器吸合然而只过了1秒钟空气开关又“跳”了而且电动机也没工作。所以怀疑机械部分“太沉”导致电动机过电流。请钳工师傅将液压泵与电动机脱开后用手盘转转轴发现根本盘不动，由此判断是电动机的轴承损坏造成“闷车”故障。更换同型号电动机并将液压泵安好，重新启动机床故障消失。
4结束语
确定了故障性质就等于确定了排查方向，这为维修创造了便利的条件。并且正确的检查步骤和合理的维修方法是排除故障成功与否的重要标志。
参考文献
[1]王洪波.SINUMERIK810D/840D数控机床维修方法系统,2007.