数控机床机械故障诊断方法的研究与应用

数控机床现已成为一种新兴产业，其正蓬勃发展，在工业发展中占有越来越重要的地位，也受到生产商的欢迎。数控机床与传统机床相比较具有高度柔性、避免了经常更换模具的过程，也节省了人力、物力、财力；且数控机床的加工密度极高，一般可达0.05—0.1MM；最重要的是，数控机床改善了劳动条件，使操作者的劳动力度大大降低，危险性能也有所缩减。

一、数控机床机械故障诊断的原则

（一）现外部后内部

发生故障后，运用“望闻问切”的方法进行由内到外的全身检查，比如各种开关零件、连接零件、传感器的灵敏度、温湿度、油雾等对元件和电路板的损坏。

（二）先机械后电气

机械故障容易让人察觉，所以先从简单的机械故障开始，而且数控系统故障诊断的难度系数相对而言较大，更何况，有些电气故障也是由机械故障所导致的。所以先机械后电气可以减少劳动力的浪费。

（三）先静后动

由于数控机床的精密度和复杂度较高，如果未进行相关的故障诊断就进行修理，可能会造成不少的损失。因此，在进行故障诊断前，不要盲目动手，应了解故障发生时的过程、状况，并查阅相关的资料，分析故障可能的原因，再进行故障诊断。

（四）先公用再专用

公用性的问题往往影响着全局，若几个进给轴都不动，先检查电源、CNC、PLC，以及液压等公用部位。

（五）先简单后复杂

当多种故障问题互相交织，难以解决问题时，可先解决容易的故障，也许问题就变得简单了。

（六）先一般后特殊

在排除某一故障时，要先考虑最常见的、可能的原因，然后再考虑分析极少发生的特殊原因。

二、数控机床机械故障诊断的内容

在数控机床中，大部分的故障都可翻阅资料进行维修，但也有些故障，由于其的提供警告的信息模糊不清而无法发出警报，又或者出现的时间短、不定期、无规律，导致无法进行故障分析。为此，要求对故障进行进行精确的分类，以方便维修的进度。

（一）数控机床故障的分类

1.按数控机床发生的故障性质分类

（1）确定性故障：指只要条件符合就会发生故障；比如电压负荷过高，会报警。

（2）随机故障：指在相同的条件下，会随机地发出一两次的报警信号；这种故障是最难分析排查的；这类故障一般与机械结构零件、数控系统零件相关联。

2.按故障类型分类

（1）机械故障：指主要发生在机床主机部分，常见的故障主要有：因机械部件的安装、调试、操作使用不规范等原因引起的机械传动故障；因导轨、主轴等运动部件的干涉、摩擦过大等原因引起的故障；因机械零件的损坏、；联结不良等原因引起的故障等等。

（2）电气故障：指电气控制系统出现的故障。常见的故障主要有：因控制系统的电子元件器件、集成电路所引起的弱电故障；因控制系统的主回路或高压、大功率回路中的继电器、接触器、开关、熔断器、电源电压器等电气元件器件及其所组成的控制电路所引起的强电故障。

（二）数控机床机械故障诊断方法

（1）追踪法：指在故障诊断和维修前，维修人员要先对故障发生的时间、机床的运行状况和故障类型进行详细的了解，然后寻找故障发生的各种痕迹。

（2）自诊断功能：指CNC系统每次从通电开始，系统内部诊断程序就自动执行诊断。通过随时监控系统各部分的工作情况，及时分析故障并立刻在CRT上显示报警信息。有时当硬件发生故障时就要使用二极管来指出故障的原因。如果启功诊断不能结束，系统就无法投入生产。

（3）在线诊断：指在系统处于正常运行状态时通过CNC系统的内装程序，对CNC系统本身以及CNC装置相连的各个单元、以及外部设备等进行自动诊断、检查。只要系统不断电，在线诊断就会一直进行下去。

（4）离线诊断：指数控系统出现故障后，数控系统生产商以及专家、或专业维修中心利用专用的诊断软件和测试装置进行停机或脱机检查。

（三）数控机床机械故障诊断的一般过程

（1）观察数控机床情况：通过“望闻问切”的方法来进行故障的观察。

（2）故障情况的分析：通过观察故障的情况来进行情况分析，从而缩小故障范围，确定故障的查找方式。

（3）故障查找：运用查找手段对数控机床进行从外到里的，从易到难的检测，查阅相关资料来确定故障点。

三、数控机床机械故障诊断方法的应用

MNC863T数控系统故障诊断：（1）故障现象：系统电源不启动。故障原因：A. AC220V未加电到NC直流电源上；B.电柜开门断电控制失灵；C.机床电源接通按钮损坏；D.系统电源无直流输出；E.系统板5V对电阻短路或漏电分析；诊断检测方法：A.电源进线是否有220V输入；配盘上、变压器上220V输入输出是否正常。B.电柜开门断电接线是否正确或接触不良；C.检测电源接通按钮；D.检测直流电源输出，插座接触是否良好；E.用万用表Ω挡测量5V对地电阻应为30Ω以上，如有短路，分别拔下×10板，×20板，×30板。以确定是哪块板有问题。