數控機床由于采用了機電一體化技術，技術先進、控制復雜，易出現故障，不掌握故障診斷與維修的方法，判斷故障及維修的難度相當大。為了提高維修效率，下面介紹常用的故障診斷方法。
1、了解故障在什么情況下發(fā)生
當發(fā)生故障時為了更快的恢復機床，首先應正確地把握故障情況，進行妥善處理是最主要，因此應根據下列內容確認故障情況。
（1）“何時”發(fā)生的故障
Ÿ 故障發(fā)生的日期及時間？
Ÿ 是否是運行時發(fā)生的？（運行多久發(fā)生的）
Ÿ 接通電源時發(fā)生的？
Ÿ 是否在打雷、停電或對電源有干擾時發(fā)生的？
Ÿ 多次出現？（發(fā)生的頻率，幾次/小時，幾次/日，幾次/月）
（2）“進行了何種操作”后發(fā)生的故障
Ÿ 發(fā)生故障時CNC的運行方式？
Ÿ （JOG方式/存儲器（MEM）方式/MDI方式/遠程運行方式（RMT）？）
Ÿ 程序運行時的情況…
1） 發(fā)生故障時程序執(zhí)行到什么位置？
2） 程序號/順序號？
3） 程序的內容？
4） 是否在軸移動中發(fā)生的？
5） 是否在M/S/T代碼執(zhí)行中發(fā)生的？
6） 發(fā)生故障時是否在執(zhí)行程序？
Ÿ 在此進行同樣的操作是否發(fā)生同樣的故障？（確認故障的在現性）
Ÿ 是否在輸/輸出數據時發(fā)生的故障？
Ÿ 當發(fā)生與進給軸伺服有關的故障時：
1）是否在低速進給、高速進給時都發(fā)生故障？
2）是否某一特定軸移動時發(fā)生的故障？
Ÿ 發(fā)生了與主軸有關的故障時，主軸運行在加/減速狀態(tài)？
（3）發(fā)生的故障現象
Ÿ 畫面顯示是否正常？
Ÿ 報警畫面顯示的內容？
Ÿ 如果加工尺寸不準確：
1）誤差大��？
2）位置顯示畫面的尺寸是否正確？
3）偏置量設定是否正確？
（4）關于其他信息
Ÿ 裝置附近是否有干擾發(fā)生源：故障發(fā)生頻率低時，考慮電源電壓的外部干擾因素的影響，要確認在同一電源上是否還連接其他機床及焊機，如果有，應檢查故障發(fā)生時，是否有設備在啟動（或運行）。（干擾電源的檢查）
Ÿ 在機床方面，對干擾是否采取有措施？
Ÿ 對于輸入電壓應確認：
1）電壓有無變動？
2）有無相間電壓？
3）是否供給標準電壓？
2、根據報警信息進行故障診斷
現在的數控系統(tǒng)自診斷技術越來越先進，許多故障數控系統(tǒng)都可以檢測出來，并產生報警及給出報警信息。當數控機床出現故障時，有時在顯示器上顯示報警信息，有時在數控裝置上PLC裝置上和驅動裝置上還會有報警指示。這時要根據《手冊》對這些報警信息進行分析。另外，機床廣家設計的PLC程序越來越完善，可以檢測機床出現的故障并產生報警信息。所以在機床出現報警時，要注重報警信息的研究和分析，有些故障根據報警信息即可判斷出故障的原因，從而排除故障。
例如一臺使用西門子810系統(tǒng)的數控溝道磨床，開機后就產生1號報警顯示"BATTERYALARMPOWERSUPPLY很明顯指示數控系統(tǒng)斷電保護電池沒電，更換新的電池后（注意：一定要在系統(tǒng)帶電的情況下更換電池），將故障復位，機床恢復正常使用。
3、利用PL(M)C的狀態(tài)信息診斷故障
很多數控系統(tǒng)都有PLC輸人、輸出狀態(tài)顯示功能，如SIEMENS810系統(tǒng)DIAGNOSIS菜單下的PLCSTATUS功能、FANUC0系統(tǒng)DGNOSPARAM軟件菜單下的PMC狀態(tài)顯示功能，日本MITSUBISHI公司MELDASL3系統(tǒng)DI-AGN菜單下的PLC-I/F功能、日本OKUMA系統(tǒng)的CHECKDATA功能等。利用這些功能，可以直接在線觀察PLC的輸人和輸出的瞬時狀態(tài)，這些狀態(tài)的在線檢測對診斷數控機床的很多故障是非常有用的。
數控機床的有些故障可以根據故障現象和機床的電氣原理圖，查看PLC相關的輸人、輸出狀態(tài)即可確診故障。
數控機床出現的大部分故障都是通過PLC裝置檢查出來的。PLC檢測故障的機理就是通過運行機床廠家為特定機床編制的PLC梯形圖（即程序），根據各種輸人、輸出狀態(tài)進行邏輯判斷，如果發(fā)現問題，產生報警并在顯示器上產生報警信息。所以對一些PLC產生報警的故障，或一些沒有報警的故障，可以通過分析PLC的梯形圖對故障進行診斷，利用NC系統(tǒng)的梯形圖顯示功能或者機外編程器在線跟蹤梯形圖的運行，可提高診斷故障的速度和準確性。
例如一臺數控磨床出現報警6025“Dresser Arm Lower Time out”，指示修整臂下落超時。檢查修整器的狀態(tài)，發(fā)現修整器已經落下。手動抬起落下修整器正常沒有問題，根據電氣原理圖，修整器落下是由位置開關2LS5檢測的，開關2LS5接人PLC的輸人12.5，如圖2-5所示。在系統(tǒng)DIAGNOSIS菜單下找到PLCSTATUS功能，在線檢查12.5的狀態(tài)，發(fā)現不管修整器落下還是升起，12.5的狀態(tài)一直是“0”說明PLC沒有接收到修整器到位信號。檢查到位開關2LS5并沒有發(fā)現問題，檢查12.5的端子電平為“0”，說明PLC的輸人口沒有問題，最后檢查線路連接，發(fā)現開關2LS5在電源端子34上的電源連線脫落，重新將開關連線連接到電源后，機床故障消失。
4、利用PL(M)C程序（梯形圖）跟蹤法確診故障
數控機床出現的絕大部分故障都是通過PLC程序檢查出來的。有些故障可在屏幕上直接顯示出報警原因，有些雖然在屏幕上有報警信息，但并沒有直接反映出報警的原因，還有些故障不產生報警信息，只是有些動作不執(zhí)行。遇到后兩種情況，跟蹤PLC梯形圖的運行是確診故障的很有效的方法。FANUC0系統(tǒng)和MITSUBISHI系統(tǒng)本身就有梯形圖顯示功能，可直接監(jiān)視梯形圖的運行。西門子數控系統(tǒng)因為沒有梯形圖顯示功能，對于簡單的故障可根據梯形圖通過PLC的狀態(tài)顯示信息，監(jiān)視相關的輸人、輸出及標志位的狀態(tài)，跟蹤程序的運行，而復雜的故障必須使用編程器來跟蹤梯形圖的運行。
例如一臺采用西門子810系統(tǒng)的數控磨床，開機后機床不回參考點，并且沒有故障顯示。檢查控制面板發(fā)現分度裝置落下的指示燈沒亮，為了安全起見，只要分度裝置沒落下，機床的進給軸就不能運動。但檢查分度裝置，已經落下沒有問題。根據機床電氣原理圖，如圖所示，PLC的輸出Q7.3控制面板上的分度裝置落下指示燈。為此查看PLC梯形圖。
有關Q7.3的梯形圖在PB12的21塊中，如圖2-7所示。用編程器在線觀察梯形圖的運行，發(fā)現標志位F143.4沒有閉合，致使輸出Q7.3沒有電。標志位F143.4指示工件分度臺
在落下位置，其控制梯形圖在PB10的8塊中。用編程器查看這部分梯形圖，發(fā)現由于輸人113.2的觸點沒有閉合，導致F143.4沒有電。根據如圖2-9所示的電氣原理圖，PLC輸人113.2接的是檢測工件分度裝置落下的接近開關13PS2。將分度裝置拆開，發(fā)現機械裝置有問題，不能帶動驅動接近開關的機械裝置運動，所以113.2始終不能閉合。將機械裝置維修好后，機床恢復了正常使用。
5、利用機床數據維修機床
數控機床有些故障是由于機床數據設置不合理或者機床使用一段時間后需要調整。遇到這類故障將相應的機床數據做適當的修改，即可排除故障。
例如一臺采用西門子公司siemens系統(tǒng)的數控磨床，在磨削加工時發(fā)現，有時輸人的刀具補償數據在工件上反映的尺寸沒有變化或者變化過小。根據機床工作原理，在磨削加工時Z軸帶動砂輪對工件進行徑向磨削，X軸正常時不動，只有要調整球心時才進行微動，一般在往復 0.02mm范圍內運動，因為移動距離較小，可能絲杠反向間隙會影響尺寸變化。
在測量機床的往返精度時發(fā)現，X軸在從正向到反向轉換時，讓其走 0.01mm，而從千分表上沒有變化；X軸在從反向到正向轉換時，亦是如此。因此懷疑滾珠絲杠的反向間隙有問題，研究系統(tǒng)說明書發(fā)現，數控系統(tǒng)本身對滾珠絲杠的反向間隙具有補償功能，根據數據說明，調整機床數據2201反向間隙的補償數值，使機床恢復了正常工作。 |
