数控机床故障诊断论文篇（1）

②在线诊断和离线诊断。在线诊断是指通过数控系统的控制程序，在系统处于正常运行状态下，实时自动地对数控装置、PLC控制器、伺服系统、PLC的输入输出和其他外部装置进行自检，并显示状态信息、故障信息。脱机诊断当数控系统出现故障时，需要停机进行检查，这就是脱机诊断。脱机诊断的目的是修复系统的错误和定位故障，将故障定位在最小的范围。

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。

2数控机床故障的实用诊断方法

①诊断常用的仪器、仪表及工具万用表－可测电阻、交、直流电压、电流。

相序表－可检测直流驱动装置输入电流的相序。转速表－可测量伺服电动机的转速，是检查伺服调速系统的重要依据。钳形电流表－可不断线检测电流。测振仪－是振动检测中最常用、最基本的仪器。短路追踪仪－可检测电气维修中经常碰到的短路故障现象。逻辑测试笔－可测量数字电路的脉冲、电平。IC测试仪－用于数控系统集成电路元件的检测和筛选。工具－弹头钩形扳手、拉锥度平键工具、弹性手锤、拉卸工具等。

②诊断用技术资料主要有：数控机床电气说明书，电气控制原理图，电气连接图，参数表，PLC程序，编程手册，数控系统安装与维修手册，伺服驱动系统使用说明书等。数控机床的技术资料非常重要，必须参照机床实物认真仔细地阅读。一旦机床发生故障，在进行分析的同时查阅相关资料。

③故障处理。故障软故障－由调整、参数设置或操作不当引起硬故障－由数控机床（控制、检测、驱动、液气、机械装置）的硬件失效引起。

故障处理对策除非出现影响设备或人身安全的紧急情况，不要立即切断机床的电源，应保持故障现场。从机床外观、CRT显示的内容、主板或驱动装置报警灯等方面进行检查。可按系统复位键，观察系统的变化，报警是否消失。如消失，说明是随机性故障或是由操作错误引起的。如不能消失，把可能引起该故障的原因罗列出来，进行综合分析、判断，必要时进行一些检测或试验，达到确诊故障的目的。

④数控系统故障诊断方法。直观法（望闻问切）：问－机床的故障现象、加工状况等看－CRT报警信息、报警指示灯、电容器等元件变形烟熏烧焦、保护器脱扣等听－异常声响闻－电气元件焦糊味及其它异味摸－发热、振动、接触不良等。参数检查法：参数通常是存放在RAM中，有时电池电压不足、系统长期不通电或外部干扰都会使参数丢失或混乱，应根据故障特征，检查和校对有关参数。隔离法：一些故障，难以区分是数控部分，还是伺服系统或机械部分造成的，常采用隔离法。同类对调法用同功能的备用板替换被怀疑有故障的模板，或将功能相同的模板或单元相互交换。功能程序测试法：将G、M、S、T、功能的全部指令编写一些小程序，在诊断故障时运行这些程序，即可判断功能的缺失。

摘要：数控机床是机电一体化紧密结合的典范，是一个庞大的系统，涉及机、电、液、气、电子、光等各项技术，在运行使用中不可避免地要产生各种故障，关键的问题是如何迅速诊断，确定故障部位，并及时排除解决，保证正常使用，提高生产效率。

关键词：数控机床；故障诊断；检测

1数控机床的故障诊断技术

①数控系统自诊断。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，对系统中关键的硬件和控制软件进行检测，并将检测结果在CRT上显示出来。运行自诊断运行自诊断是数控系统正常工作时，运行内部诊断程序，对系统本身、PLC、位置伺服单元以及与数控装置相连的其他外部装置进行自动测试、检查，并显示有关状态信息和故障信息。

②在线诊断和离线诊断。在线诊断是指通过数控系统的控制程序，在系统处于正常运行状态下，实时自动地对数控装置、PLC控制器、伺服系统、PLC的输入输出和其他外部装置进行自检，并显示状态信息、故障信息。脱机诊断当数控系统出现故障时，需要停机进行检查，这就是脱机诊断。脱机诊断的目的是修复系统的错误和定位故障，将故障定位在最小的范围。

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。

2数控机床故障的实用诊断方法

①诊断常用的仪器、仪表及工具万用表－可测电阻、交、直流电压、电流。

相序表－可检测直流驱动装置输入电流的相序。转速表－可测量伺服电动机的转速，是检查伺服调速系统的重要依据。钳形电流表－可不断线检测电流。测振仪－是振动检测中最常用、最基本的仪器。短路追踪仪－可检测电气维修中经常碰到的短路故障现象。逻辑测试笔－可测量数字电路的脉冲、电平。IC测试仪－用于数控系统集成电路元件的检测和筛选。工具－弹头钩形扳手、拉锥度平键工具、弹性手锤、拉卸工具等。

②诊断用技术资料主要有：数控机床电气说明书，电气控制原理图，电气连接图，参数表，PLC程序，编程手册，数控系统安装与维修手册，伺服驱动系统使用说明书等。数控机床的技术资料非常重要，必须参照机床实物认真仔细地阅读。一旦机床发生故障，在进行分析的同时查阅相关资料。

③故障处理。故障软故障－由调整、参数设置或操作不当引起硬故障－由数控机床（控制、检测、驱动、液气、机械装置）的硬件失效引起。

故障处理对策除非出现影响设备或人身安全的紧急情况，不要立即切断机床的电源，应保持故障现场。从机床外观、CRT显示的内容、主板或驱动装置报警灯等方面进行检查。可按系统复位键，观察系统的变化，报警是否消失。如消失，说明是随机性故障或是由操作错误引起的。如不能消失，把可能引起该故障的原因罗列出来，进行综合分析、判断，必要时进行一些检测或试验，达到确诊故障的目的。

数控机床故障诊断论文篇（2）

1数控机床的故障诊断技术

①数控系统自诊断。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，对系统中关键的硬件和控制软件进行检测，并将检测结果在CRT上显示出来。运行自诊断运行自诊断是数控系统正常工作时，运行内部诊断程序，对系统本身、PLC、位置伺服单元以及与数控装置相连的其他外部装置进行自动测试、检查，并显示有关状态信息和故障信息。

②在线诊断和离线诊断。在线诊断是指通过数控系统的控制程序，在系统处于正常运行状态下，实时自动地对数控装置、PLC控制器、伺服系统、PLC的输入输出和其他外部装置进行自检，并显示状态信息、故障信息。脱机诊断当数控系统出现故障时，需要停机进行检查，这就是脱机诊断。脱机诊断的目的是修复系统的错误和定位故障，将故障定位在最小的范围。

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。

2数控机床故障的实用诊断方法

①诊断常用的仪器、仪表及工具万用表－可测电阻、交、直流电压、电流。

相序表－可检测直流驱动装置输入电流的相序。转速表－可测量伺服电动机的转速，是检查伺服调速系统的重要依据。钳形电流表－可不断线检测电流。测振仪－是振动检测中最常用、最基本的仪器。短路追踪仪－可检测电气维修中经常碰到的短路故障现象。逻辑测试笔－可测量数字电路的脉冲、电平。IC测试仪－用于数控系统集成电路元件的检测和筛选。工具－弹头钩形扳手、拉锥度平键工具、弹性手锤、拉卸工具等。

②诊断用技术资料主要有：数控机床电气说明书，电气控制原理图，电气连接图，参数表，PLC程序，编程手册，数控系统安装与维修手册，伺服驱动系统使用说明书等。数控机床的技术资料非常重要，必须参照机床实物认真仔细地阅读。一旦机床发生故障，在进行分析的同时查阅相关资料。

③故障处理。故障软故障－由调整、参数设置或操作不当引起硬故障－由数控机床（控制、检测、驱动、液气、机械装置）的硬件失效引起。

故障处理对策除非出现影响设备或人身安全的紧急情况，不要立即切断机床的电源，应保持故障现场。从机床外观、CRT显示的内容、主板或驱动装置报警灯等方面进行检查。可按系统复位键，观察系统的变化，报警是否消失。如消失，说明是随机性故障或是由操作错误引起的。如不能消失，把可能引起该故障的原因罗列出来，进行综合分析、判断，必要时进行一些检测或试验，达到确诊故障的目的。

数控机床故障诊断论文篇（3）

一、教学中存在的问题

当前很多高校用的《数控机床故障诊断与维修》教材理论知识比较多，同时内容在难度和深度上相对也比较大。知识点很宽泛，学生学起来比较抽象，加大了学生的学习难度。导致学生对数控机床故障诊断与维修这门课的兴趣大大减少，最终学生掌握的东西很少。另外，《数控机床故障诊断与维修》教材中所讲的数控系统都比较陈旧，和工厂里面用的数控系统相比显得很落后，工作时在工厂很少会遇到这样的系统。还有很多高校供学生学习数控机床故障诊断与维修的设备不够充足，造成学生实践环节相对比较薄弱，学生的实践能力有待提高。再者师资队伍普遍存在着不尽合理的问题。年轻老师实践的能力相对不够强，老教师知识相对比较落后，所以老师在知识方面也要不断的提高和完善。

二、课程教学改革与实践

数控机床故障诊断与维修这门课要想解决教学中存在的问题就必须进行课程教学改革，改革需从以下几个方面进行。首先，应该从教学大纲入手，教学大纲必须紧跟时代步伐，教学大纲应符合毕业生将来就业的岗位需要，因“需”进行施教，使教学大纲更贴近企业的需求。其次，教学内容也有必要进行调整，安排教学内容时最好把复杂的内容简单化，以前教学内容都是以文字为主，学生学以来比较抽象，改革后既有图形又有文字，使学生更容易理解，从而增加了学生的学习兴趣。老师在教学手段上也应该改变，从传统的板书教学到多媒体教学辅助教学和现场教学，这样通过教学手段和教学方法的改变也可以使教学内容从抽象到具体，使学生更容易接受。另外，学校应该安排实践教学，让学生去实习实训，通过两周到三周的实习实训，让学生对数控机床的结构和工作原理有更清楚的认识，从而更好的进行数控机床故障诊断与排除。最后，好的教学也离不开好的老师，要想教好数控机床故障诊断与维修这门课，那么就要求老师不仅要具有高学历，还要具有很高的实践能力，如果老师不具备双师素质，将很难培养出实践能力强的学生来。

三、学生到工厂实习加强锻炼

虽然课本可以做到图文并茂，但是有些知识点仅仅有图形和文字是不能够表达完整的，我们更需要的是理论和实践的结合，在实实在在的机床面前进行现场教学更能突出实践教学的特点，也能真正做到培养应用型人才的目的，所以我们学校为了提高学生的实践动手能力，在我们本校建立了一个实习工厂，为学生能够学好数控机床故障诊断与维修这门课奠定了基础。我校凡是开有数控机床故障诊断与维修这门课的班级，班里所有学生都要参加为期两周到三周的实习，实习的学生可以在实习期间学到课本上无法学到的实践知识，他们在工厂里可以进行数控车床和数控铣床的编程与操作，老师在讲机床机构等内容时也可以做到现场教学，学生们可以现场动手操作机床，从而让学生能够更轻松更愉快的学到比较抽象的内容。

四、实验室实训台的搭建

我们学校为了加强学生的学习和训练，建立了与数控机床故障诊断与维修相关的实验室，实验室里放有数控机床故障检测和维修时经常使用的工具和仪器，包括万用表、示波器、数字转速表、相序表、长度测量工具、PLC编程器、IC测试仪、逻辑测试笔、测振仪、红外测温仪、激光干涉仪等。实验室还有数控机床故障诊断与维修的常用维修器具，比如电烙铁、吸锡器、旋具类、钳类、扳手类、剪刀、卷尺、吹尘器、刷子、剂、清洁触点用喷剂等。实验室还有做实验的实训台，包括THWLDH-1型数控车床电气控制与维修实训台，THWMDF-1型数控铣床电气控制与维修实训台，老师可以利用实验室里的这些实训台和工具仪器给学生讲一些维修实例，如数控系统的故障诊断与维修实例、步进驱动系统的故障诊断与维修实例、主轴驱动系统常见故障与维修实例、数控机床换刀故障诊断与维修实例、PLC故障实例与维修、数控机床回参考点的故障诊断与维修实例等。学生通过这些实例的学习，更加加深了对知识的学习和理解。另外，实验室里还有4套我们学院自主研发和自行装配的数控机床故障诊断与维修综合实训系统，包括一台数控车床综合实训系统，两台数控铣床综合实训系统，一台加工中心综合实训系统。

五、学生到企业进行锻炼

为了进一步加强学生的应用能力，我校与多家拥有大量数控机床的企业进行长期友好的合作，学生可以到企业进行为期两三个月的企业锻炼，学生在企业中可以真正进入工作状态，在企业生产中，难以避免数控机床会出现这样那样的问题，当数控机床出现故障时，我校实习的学生就可以利用以前在学校学习的理论知识和实践知识进行现场维修。维修时，学生可以根据数控机床出现的故障现象来认真分析故障产生的原因，然后进行故障诊断，最后对机床进行故障排除，最终达到机床恢复正常的目的。

六、结论

通过教学大纲、教学内容的改革，再加上学生实习工厂的加强锻炼，实验室实训台的操作，企业的现场锻炼，使学生无论在理论上还是在实践上都得到了学习和锻炼，让学生能够真正掌握数控机床故障诊断与维修这门课。改革后发现，学生工作后能够很快进入工作状态，减少了单位培训的时间。

数控机床故障诊断论文篇（4）

中图分类号TM7 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）43-0035-01

1 数控机床故障诊断系统

1.1诊断系统的结构

数控机床故障诊断系统主要由特征识别模块、协同数控机床模块、数控机床故障诊断以及信号提取模块和预报模块所组成。特征识别模块属于数控机床的有效特征中最关键的一个部分，例如数控机床的轴承、主轴、刀具等；协同数控机床模块主要是通过网络将其与企业内部机床的所有系统连接起来，利用局域网对数控机床的所有故障进行预报和诊断，之后经过互联网传输将发生的这些故障信息一个个传送出去，企业之间通过网络体系很好地把所有的机床都连到了一起。同时，还能通过互联网对一些数控机床之外的信息资源进行共享和共建；信号提取模块主要功能就是对整个系统所有的传感器进行对数控机床的在线监控与故障信息的收集，通过具体的信号分析对所收集到的信息进行分析和加工处理；故障诊断模块主要就是利用传感器所接受到的数据信息和所提取到的诊断信息对运行机床所有部件进行分析和诊断，实时对整个机床进行监控，并通过技术手段将信息进行回馈。整个机床的诊断系统都是通过网络技术实现所有软件资源的共享问题，通过上述模块的相互运行完成了对机床故障的预报和诊断。他最大的优点就是能让所有的数控机床操控人员可以随时进行对所有信息浏览和了解，信息的畅通为数控机床故障的排除和诊断提供了前提，通过便捷快速的网络共享，可以在短时间内让企业不同车间不同机床能够了解和掌握机床所出现的故障原因和状态。

1.2 预报系统的基本功能

在实际工作中我们经常会利用预报系统（专家系统知识库），进行对一些数控机床方面的加工信息的浏览和查询，工作人员结合自己工作查询一些已出现以及经常出现的机床故障的成因和处理方法，技术人员还能利用远程监控的方式进行对所需资料的查询和分析。在数控机床的加工状态具体数据信息的提取当中，预报系统还能为数控预报和故障诊断提供海量、可靠、专业的数据信息。在远程监控中，我们经常都是首先提取机床加工状态的远程数据，然后再根据具体的数据进行相应分析和处理，把预报系统所监测到的不同指标的状态利用数表或图形表示出来。利用对所收集到的数据信息，技术人员就可以准确地对机床加工状态进行分析，通过对信息的分析和研究，技术人员就能对数控机床加工状态做出准确的判断，经过分析他们就可以直接找到机床发生的故障位置、故障程度、故障原因、故障处理方式等，然后就可以利用远程指导进行养护和维修。数控机床预报和故障诊断的还有一些辅助功能，最常见的就是系统参数，比如故障阈值的设置、报警数据提取、查询功能设置以及不同报表的输出功能等，这些辅助功能够为完成数控机床的安装和维修进行全程的监控。

1.3 预报系统的诊断过程

远程预报系统和故障诊断的程序一般都是对数控机床的现场加工状态数据信息进行提取，然后依据数控机床的整个加工过程特点，利用传感器在线所获得的温度变化信息、振动信号、电压变化信息、电流变化信息进行诊断和预报。系统还可以借助计算机对所收集到的信息进行处理和分析，用图表和数表的方式表达和显示所有的数据信息，通过上述信息就可以准确地判断出数控机床是不是在正常的运行，一旦遇到异常或者故障，就能第一时间进行预报，系统能够在作出预报的同时发出警报信息。数控机床工作人员接到预报信号的时候，只需通过Web的浏览器，输入预报中心和故障诊断的URL地址，直接进入到数控机床预报和故障诊断的服务器，依据网站提供的Web页面，数控机床工作人员然后输入需要诊断的具体监测的相关数据，选择切实的诊断方法，提交后发送到Web服务器 Web服务器接着执行某-ASP程序，对请求经过处理，开启预报与故障诊断服务器上的预报与故障诊断组件，对数控机床的具体运行状态进行处理和分析，最后再将分析结论以网页的方式反馈给相关的技术人员，他们就能够通过浏览器得到数控机床的故障诊断结果。

2 基于Web的远程故障诊断和预报系统网络构架

这两年远程预报与故障诊断系统的网络结构一般利用浏览器/服务器（Browser/Sercer，B/S）与客户端服务器（Client/Servele，C/S）2种手段。利用基于Web的B/S结构进行数控机床预报与故障诊断的设计， B/S结构属于一种基于“瘦”客户机的，主要包含3层结构，分别是数据库层、中间层和客户层，通常包括客户端浏览器、Web服务器以及数据库服务器3个部分，全部系统由3层组成，其中第l层属于数据库服务器层，可以为技术人员提供数据信息服务。该层利用ADO，NET和SQL Server与中间服务器进行连接。主要的功能有数控机床参数阈值的存储、设置；数控机床运行状态的数据提取和修改；故障诊断知识库的存储和修改。第2层是中间层，通常被称为应用逻辑层，主要用于数据库服务器和远程监测与数控机床故障诊断与预报浏览器端之间的数据信息分析和交互。

3 结论

数控机床故障诊断与维修是一项很复杂、技术含量很高的工作，因而对维修人员技术水平要求也十分高，不但要在电气系统上下功夫．还要具备机械、液压、计算机等方面的知识。要熟悉整个机床的结构和工作原理，吃透控制系统的PMC梯形图、系统参数的设置。出现问题后，应首先判断是机械问题还是电气问题，是强电问题还是系统问题，是系统参数问题还是PMC梯形图问题，要善于利用系统自身的报警信息和诊断画面。需要不断总结数控机床的维修经验．逐步提高对故障的判断能力及排除故障的处理能力。

数控机床故障诊断论文篇（5）

中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 18-0000-02

一、前言

数控机床故障是现代企业的生产中的一大障碍，一旦出现故障，不仅会导致机床本身的损坏，还会影响整条生产线的连续生产，严重时将使整个正常工作停滞。所以，各企业越来越重视数控机床的诊断及其技术的发展。数控机床与传统机床故障不同，诊断方式方法也不同，主要是因为数控机床具有更强的复杂性，排除数控机床故障需要采用更先进的诊断技术和更全面的检测技术，才能有针对性、更准确的诊断，故障排除才能够确保数控机床的正常运行。如果及时发现故障先兆并及时判断故障原因同时成功排除故障是本文要探讨的重点。随着电子测量技术、通信技术、计算机技术以及信号处理技术的快速发展，数控机床故障诊断技术的发展具有了技术基础并且在此背景下取得了良好的发展。在本文中，重点分析了几种科技含量较高的典型技术在数控机床故障诊断技术的运用及其重要作用。

二、故障诊断技术概述

在数控机床故障诊断中，机械故障诊断技术应用日益广泛。机械故障诊断技术主要是指在轴承、旋转机械、往复机械、齿轮等设备和零部件的故障诊断中应用得非常普遍。尤其是振动诊断方法已经比较成熟，给企业带来了可观的经济效益。数控机床内部结构的某些故障，系统一般不呈现报警信息，故障的诊断比较困难。

三、诊断数控机床故障的流程及步骤

严格意义上来说，诊断数控机床故障的流程及步骤应该包含发现故障、记录故障、检测故障和确定故障四个步骤（如下图1）。

图1 诊断数控机床故障的流程及步骤图

还应该指出的是，故障有可能是内在的，也有可能是外在的，检测诊断时应从简单到困难，认真做好每次故障发生的记录，状态，排查故障的步骤以及方法，积累一定的经验，保证在以后的排查过程中不在出现类似的情况。

四、数控车床主轴故障诊断案例――以CK7815为例

（一）信号采集

1.检测原理

图2：检测原理流程框架图

2.测点选择及测量参数确定

在CK7815数控车床主轴、轴承处布置1号、2号两个传感器，以便于采集信号。数控机床信号采集，主要是确定信号采集部位及传感器的选型与安装。其中信号采集部位主要是考虑主轴、轴承位对振动信号较敏感，因此在前、后轴承位置安装传感器。传感器类型主要有速度、位移、加速度这三种类型。

在振动参数中，加速度参数对高频振动（>1000Hz）比较敏感，所以选择加速度传感器一般选用VM9503振动数据采集仪。

（二）信号分析方法

1.时域分析

时域描述是以时间为独立变量直接观测到或记录的信号。信号时域描述，能反映信号幅值随时间变化的关系。

2.小波分析

传统的傅立叶变换，只能对信号在整个时间段上进行分析，是一种全局的变换。因此，在分析实际的时变信号时，具有很大的局限性。小波变换在时域和频域同时具有良好的局部化特性，是对非平稳信号进行时频分析的理想分析工具。小波变换之所以可以检测信号的奇异点，正在于它的“小”，因为用小的波去近似奇异信号，要比正弦波要好得多。

3.频域分析

频率分析是指把振动信号按其频率、范围和结构进行分类分析，以频率为独立变量来表示信号，其揭示了各频率成分幅值所占的比重。

（三）数据处理

针对所检测信号，观察数据采集器所示的dB值。该值越大，说明振动能量越大，故障严重，反之故障轻微或不存在。近两年使用振动诊断技术，对数控机床主轴系统的机械故障进行了诊断，获得预期效果。

五、故障诊断技术在数控机床主轴诊断中的发展

（一）数控机床故障远程诊断技术

通信技术以及计算机的发展使当前的大部分数控系统都能够实现网络与数控机床的连接，这就为远程监控数控机床以及远程诊断数控机床故障创造了条件。通过这种诊断技术的利用可以较快的对数控机床所产生的故障做出定位并找出排除数控机床故障的方法，所以这种技术在很大程度上降低了由于故障诊断而进行的停机时间以及设备诊断与维修的费用。

在数控机床远程控制系统中，系统一端的多个数控机床通过局域网连接设备诊断服务器，设备诊断服务器通过Internet连接远程诊断中心，在数控系统中的数控机床通过以太网口等网络接口与局域网先练，设备诊断服务器一般设置在车间，设备诊断服务器可以对数控机床进行远程的监控与简单诊断。当设备服务器无法得出诊断结果时，可以通过对远程诊断中心的利用来开展诊断工作。远程诊断中心、设备诊断服务器以及数控机床利用通信线路实现信息的交互。

（二）专家故障诊断技术

专家故障诊断技术是一种Knowledge―Based（基于知识）的人工智能诊断系统。在进行故障诊断的过程中，诊断者只需要输入已知数据就可以获得专家结论并为故障诊断和故障定位提供依据。知识库的构建需要数控机床领域专家与知识工程师的合作，通过整理专家经验和知识并存放至知识库中来为故障诊断提供基本依据。其实质是在数控机床领域中通过运用大量的专家知识以及推理方法进行实际问题求解的人工智能计算机程序。一般情况下，专家故障诊断技术需要有知识库、数据库、知识获取程序、推理机和解释程序构成，其构成核心为推理机与知识库，其中推理机的职责在于通过对知识库中知识的运用来进行实际问题的解决，而知识库主要是进行专业知识的存储。

（三）ANN（人工神经网络）数控机床故障诊断技术

ANN具有联想、容错、推测、记忆以及对复杂多模式进行处理等强大功能，所以在数控机床诊断技术领域具有较大的发展和应用潜力。ANN是以对人脑思维的研究为基础，通过对大脑神经元结构特征的模仿并使用数学方法来进行抽象和简化而建立的非线性动力学网络系统。当前经常被用到的算法包括BAM（双向联想记忆）模型、BP（误差反向传播）算法以及FCM（模糊认识映射）等。ANN在数控机床故障诊断中的应用主要体现在三个方面：一是基于神经网络的知识处理功能形成专家故障诊断系统，从而实现传记故障诊断系统与ANN的结合并充分的发挥出各自的优势以推动数控机床故障诊断技术的发展。二是基于神经网络的预测功能当作最动态预测模型开展故障诊断；三是基于神经网络的模式识别功能当做分类器来开展故障诊断。

（四）虚拟现实（VR）数控机床故障诊断技术

虚拟现实技术建立于显示技术、计算机仿真技术、综合计算机图形技术、传感技术等多种技术的基础之上。通过对局域互联网、国际互联网、调制解调器等现代通信技术的利用可以研制出虚拟故障诊断的环境并实现数控机床设备故障的远程诊断。在虚拟的故障诊断环境内，通过计算机网络以及调制解调器可以实现数据的传送，从而使处于不同地点的专家能够处在同样的环境中确保故障分析、诊断与定位的科学性。虚拟现实技术可以利用计算机一级计算机软件和外部设备来对一种境界进行仿真，从而为用户提供能够反映出对象互相作用和变化的三位图形，并且能够将这个三位图形通过辅助传感器呈献给数控机床的故障诊断者，从而使数控机床的故障诊断者能够直接的探索和参与反映对象在特定环境中的变化和作用，具有很强的真实感。在数控机床故障诊断中，许多设备故障是无法在试验台模拟的，而通过虚拟技术的使用则对这一不足和缺陷进行了弥补。

参考文献：

[1]窦怀洛，郭丽娟，肖如锋.数控机床高速电主轴技术及应用[J].机电工程技术，2011，04.

[2]皮智谋，李强，任成高.基于运转噪声识别数控机床主轴轴承状态的研究[J].制造技术与机床，2011，07.

数控机床故障诊断论文篇（6）

中图分类号 TG659 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)051-0129-02

1 数控系统的常见故障

1.1 常见故障分类

数控机床数控系统常见的故障一般具有一定规律，按照出现的阶段不同可分为：初期运行阶段、正常运行阶段和衰老阶段。初期运行阶段出现故障的频率相对较高，且故障频率曲线明显呈上升之势，多为设计制作和装配缺陷造成。正常运行阶段故障发生则趋于水平，频率较低，多为人员操作和维护不良所致。而衰老阶段出现的系统故障出现频率极大且曲线呈上升趋势，多为运行时间过长、机件磨损老化所致。数控机床出现故障问题可按照结构不同分为机械类与电气类两种，按照故障发生源不同分为机械故障与控制故障两种，而究其数控系统来说可分为软件故障、硬件故障和干扰故障三种。判定故障的发生原因在电气方面还是机械方面，则需先检查数控系统是否能够正常运行，“看门狗”预警系统是否出现报警现象。然后检查电机电路和原构件组成是否能够正常运行，关注是否出现间歇或抖动现象和定位不准等现象。在检查完毕后如没有出现以上问题则初步诊断可排除问题源不在电气方面，进而转向机械故障的检查环节。应在保证切断电机电源的前提下着重检查系统传动环节，配合手动打表检查系统工作状态。

1.2 故障分析

数控机床伺服驱动系统是与系统电源、电气及机械系统联系，系统运行过程中不断处于启动与关闭状态。容易出现故障一般会出现系统瘫坏、加工工件面表不达标和保险烧断等问题，系统瘫坏问题是因为电压不稳导致电压波动过大或电压冲击所致。而加工工件面表不达标的问题则是由于生产过程伺服驱动系统调整不合理导致走圆弧补轴换向出现凸台，电机爬行低速或振动情况所致。烧断保险是以机械系统超载负荷导致电机温度过高烧断保险；电源故障：电源失去效用造成的结果是整个系统瘫痪，根本原因在于系统设计方面的不足，而我国大部分地区的供电都存在电压不稳定、品质差等问题，再有人为操作的原因都是造成电源故障的重要原因；内部器件逻辑故障：数控系统主以系统内部器件的逻辑处理模式作为控制的核心，通常以PLC核心技术来实现。内部器件与外界采集的信息接触甚多，执行元构件出现故障的可能性就相对较大。

2 数控机床系统的诊断技术

2.1 数控系统故障诊断技术

数控系统的诊断与维修概念，不能仅仅局限于数控系统发生故障时，如何能够排除故障和及时修复，使数控系统尽早投入使用，还应包括正确使用和日常保养等。正确操作和使用数控系统的步骤是数控系统通电前的检查和数控系统通电后的检查两个阶段。数控系统通电前的检查内容包括：检查CNC装置内的各个印刷线路板是否紧固，各个插头有无松动；认真检查CNC装置与外界之间的全部连接电缆是否按随机提供的连接手册的规定，正确而可靠地连接；交流输入电源的连接是否符合CNC装置规定的要求；确认CNC装置内的各种硬件设定是否符合CNC装置的要求。只有经过上述检查，CNC装置才能投入通电运行。数控系统通电后的检查的内容则包括：首先要检查数控装置中各个风扇是否正常运转；确认各个印刷线路或模块上的直流电源是否正常，是否在允许的波动范围之内；进一步确认CNC装置的各种参数；当数控装置与机床联机通电时，应在接通电源的同时，作为按压紧急停止按钮的准备，以备出现紧急情况时随时切断电源；用手动以低速给移动各个轴，观察机床移动方向的显示是否正确；进行几次返回机床基准点的动作，用来检查数控机床是否有返回基准点功能，以及每次返回基准点的位置是否完全一致；CNC装置的功能测试等等。

2.2 诊断程序法维修技术

很多数控系统都具有程序单步执行功能，这个功能是在调试加工程序时使用的。当执行加工程序出现故障时，采用单步执行程序可快速确认故障点，从而排除故障。本文就以常用的诊断程序法进行分析讨论。

所谓诊断程序就是对数控机床各部分包括数控系统本身进行状态或故障检测的软件，当数控机床发生故障时，可利用该程序诊断出故障源所在范围或具置。诊断程序一般分为三套，即启动诊断、在线诊断或称后台诊断和离线诊断。启动诊断指从每次通电开始至进入正常的运行准备状态止，CNC内部诊断程序自动执行的诊断，一般情况下数秒之内即告完成，其目的是确认系统的主要硬件可否正常工作。主要检查的硬件包括：CPU、存储器、I/O单元等印刷板或模块；CRT/MDI单元、阅读机、软盘单元等装置或外设。若被检测内容正常，则CRT显示表明系统已进入正常运行的基本画面（一般是位置显示画面）。否则，将显示报警信息。在线诊断是指在系统通过启动诊断进入运行状态后由内部诊断程序对CNC及与之相连接的外设、各伺服单元和伺服电机等进行的自动检测和诊断。只要系统不断电，在线诊断也就不会停止，在线诊断的诊断范围大，显示信息的内容也很多。一台带有刀库和台板转换的加工中心报警内容有五六百条。离线诊断是利用专用的检测诊断程序进行的旨在最终查明故障原因，精确确定故障部位的高层次诊断，离线诊断的程序存储及使用方法一般不相同。离线诊断是数控机床故障诊断的一个非常重要的手段，它能够较准确地诊断出故障源的具置，而许多故障靠传统的方法是不易进行诊断的。需要注意的是，有些厂商不向用户提供离线诊断程序，有些则作为选择订货内容。在机床的考察、订货时要注意到这一点。

随着科学技术的发展及CNC技术的成熟与完善，更高层次的诊断技术已经出现。其中最引人注目的是“自修复”、“专家诊断系统”和通信诊断系统，这些新技术的发展与应用，无疑会给数控

维修特别是故障诊断提供更有效的方法与手段。

3 结束语

数控机床作为一种比较高效的自动化机床，其主要综合了现代计算机技术、自动化技术、伺服驱动和精密测量等各项新型的技术研究成果。作为一门具有经济性能好、生产效益高等特点的新兴工业控制技术，为保障数控机床能够安全平稳运行作业，应加强维护保养工作和注重研究对出现故障的排除办法，从而发挥数控机床更大的能用效益。

参考文献

数控机床故障诊断论文篇（7）

关键词：数控机床；故障诊断；检测

1数控机床的故障诊断技术

①数控系统自诊断。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，对系统中关键的硬件和控制软件进行检测，并将检测结果在CRT上显示出来。运行自诊断运行自诊断是数控系统正常工作时，运行内部诊断程序，对系统本身、PLC、位置伺服单元以及与数控装置相连的其他外部装置进行自动测试、检查，并显示有关状态信息和故障信息。

②在线诊断和离线诊断。在线诊断是指通过数控系统的控制程序，在系统处于正常运行状态下，实时自动地对数控装置、PLC控制器、伺服系统、PLC的输入输出和其他外部装置进行自检，并显示状态信息、故障信息。脱机诊断当数控系统出现故障时，需要停机进行检查，这就是脱机诊断。脱机诊断的目的是修复系统的错误和定位故障，将故障定位在最小的范围。

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。

2数控机床故障的实用诊断方法

①诊断常用的仪器、仪表及工具万用表－可测电阻、交、直流电压、电流。

相序表－可检测直流驱动装置输入电流的相序。转速表－可测量伺服电动机的转速，是检查伺服调速系统的重要依据。钳形电流表－可不断线检测电流。测振仪－是振动检测中最常用、最基本的仪器。短路追踪仪－可检测电气维修中经常碰到的短路故障现象。逻辑测试笔－可测量数字电路的脉冲、电平。IC测试仪－用于数控系统集成电路元件的检测和筛选。工具－弹头钩形扳手、拉锥度平键工具、弹性手锤、拉卸工具等。

②诊断用技术资料主要有：数控机床电气说明书，电气控制原理图，电气连接图，参数表，PLC程序，编程手册，数控系统安装与维修手册，伺服驱动系统使用说明书等。数控机床的技术资料非常重要，必须参照机床实物认真仔细地阅读。一旦机床发生故障，在进行分析的同时查阅相关资料。

③故障处理。故障软故障－由调整、参数设置或操作不当引起硬故障－由数控机床（控制、检测、驱动、液气、机械装置）的硬件失效引起。

故障处理对策除非出现影响设备或人身安全的紧急情况，不要立即切断机床的电源，应保持故障现场。从机床外观、CRT显示的内容、主板或驱动装置报警灯等方面进行检查。可按系统复位键，观察系统的变化，报警是否消失。如消失，说明是随机性故障或是由操作错误引起的。如不能消失，把可能引起该故障的原因罗列出来，进行综合分析、判断，必要时进行一些检测或试验，达到确诊故障的目的。

数控机床故障诊断论文篇（8）

1.1 先外部后内部，现代数控系统的可靠性越来越高，数控系统本身的故障率越来越低，而大部分故障的发生则是非系统本身原因引起的。由于数控机床是集机械、液压、电气为一体的机床，其故障的发生也会由这三者综合反映出来。维修人员应先由外向内逐一进行排查。尽量避免随意地启封、拆卸，否则会扩大故障，使机床丧失精度、降低性能。系统外部的故障主要是由于检测开关、液压元件、气动元件、电气执行元件、机械装置等出现问题而引起的。

2 数控机床的故障诊断技术

数控系统是高技术密集型产品，要想迅速而正确的查明原因并确定其故障的部位，要借助于诊断技术。随着微处理器的不断发展，诊断技术也由简单的诊断朝着多功能的高级诊断或智能化方向发展。诊断能力的强弱也是评价CNC数控系统性能的一项重要指标。目前所使用的各种CNC系统的诊断技术大致可分为以下几类。

起动诊断是指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。诊断的内容为系统中最关键的硬件和系统控制软件，如 CPU、存储器、I/O 等单元模块，以及MDI/CRT单元、纸带阅读机、软盘单元等装置或外部设备。只有当全部项目都确认正确无误之后，整个系统才能进入正常运行的准备状态。否则，将在CRT画面或发光二极管用报警方式指示故障信息。此时起动诊断过程不能结束，系统无法投入运行。

在线诊断是指通过CNC系统的内装程序，在系统处于正常运行状态时对CNC系统本身及CNC装置相连的各个伺服单元、伺服电机、主轴伺服单元和主轴电动机以及外部设备等进行自动诊断、检查。如图1只要系统不停电，在线诊断就不会停止。

图1

在线诊断一般包括自诊断功能的状态显示有上千条，常以二进制的0、1来显示其状态。对正逻辑来说，0表示断开状态，1表示接通状态，借助状态显示可以判断出故障发生的部位。常用的有接口状态和内部状态显示，如利用I/O接口状态显示，再结合PLC梯形图和强电控制线路图，用推理法和排除法即可判断出故障点所在的真正位置。故障信息大都以报警号形式出现。一般可分为以下几大类：过热报警类；系统报警类；存储报警类；编程/设定类；伺服类；行程开关报警类；印刷线路板间的连接故障类。

离线诊断是指数控系统出现故障后，数控系统制造厂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。力求把故障定位到尽可能小的范围内，如缩小到某个功能模块、某部分电路，甚至某个芯片或元件，这种故障定位更为精确。

也称远程诊断，即利用电话通讯线把带故障的CNC系统和专业维修中心的专用通讯诊断计算机通过连接进行测试诊断。如西门子公司在CNC系统诊断中采用了这种诊断功能，用户把CNC系统中专用的“通信接口”连接在普通电话线上，而两门子公司维修中心的专用通迅诊断计算机的“数据电话”也连接到电话线路上，然后由计算机向 CNC系统发送诊断程序，并将测试数据输回到计算机进行分析并得出结论，随后将诊断结论和处理办法通知用户。

通讯诊断系统还可为用户作定期的预防性诊断，维修人员不必亲临现场，只需按预定的时间对机床作一系列运行检查，在维修中心分析诊断数据，可发现存在的故障隐患，以便及早采取措施。当然，这类CNC系统必须具备远程诊断接口及联网功能。

就是在系统内设置有备用模块，在CNC系统的软件中装有自修复程序，当该软件在运行时一旦发现某个模块有故障时，系统一方面将故障信息显示在CRT上，同时自动寻找是否有备用模块，如有备用模块，则系统能自动使故障脱机，而接通备用模块使系统能较快地进入正常工作状态。这种方案适用于无人管理的自动化工作场合。

3 数控机床的常见故障排除方法

由于数控机床故障比较复杂，同时数控系统自诊断能力还不能对系统的所有部件进行测试，往往是一个报警号指示出众多的故障原因，使人难以入手。下面介绍维修人员任生产实践中常用的排除故障方法。

直观检查法是维修人员根据对故障发生时的各种光、声、味等异常现象的观察，确定故障范围，可将故障范围缩小到一个模块或一块电路板上，然后再进行排除。一般包括：

1）询问：向故障现场人员仔细询问故障产生的过程、故障表象及故障后果等；

2）目视：总体查看机床各部分工作状态是否处于正常状态，各电控装置有无报警指示，局部查看有无保险烧断，元器件烧焦、开裂、电线电缆脱落，各操作元件位置正确与否等等；

3）触摸：在整机断电条件下可以通过触摸各主要电路板的安装状况、各插头座的插接状况、各功率及信号导线的联接状况以及用手摸并轻摇元器件，尤其是大体积的阻容、半导体器件有无松动之感，以此可检查出一些断脚、虚焊、接触不良等故障；

4）通电：是指为了检查有无冒烟、打火，有无异常声音、气味以及触摸有无过热电动机和元件存在而通电，一旦发现立即断电分析。如果存在破坏性故障，必须排除后方可通电。

例：一台数控加工中心在运行一段时间后，CRT显示器突然出现无显示故障，而机床还可继续运转。停机后再开又一切正常。观察发现，设备运转过程中，每当发生振动时故障就可能发生。初步判断是元件接触不良。当检查显示板时，CRT显示突然消失。检查发现有一晶振的两个引脚均虚焊松动。重新焊接后，故障消除。

4 结论

数控机床是一种自动化程度高、结构较复杂的先进加工设备，要充分发挥数控机床的高效性，就必须正确的操作和精心的维护，以保证机床的正常运行和高的利用率。

数控机床故障诊断论文篇（9）

数控机床在现代加工制造业中发挥着重要的作用，已经成为现代零部件生产加工的主要设备。但是无论是哪种数控机床，也无论其又多高的可靠性，在长期执行生产加工任务时都难免会产生各种各样或大或小的故障。当数控机床发生故障时，机床运行受阻甚至停止，为顺利生产造成阻碍，直接影响生产进度，即使机床保持运行状态，在加工精度和加工效率方面也会受到影响。数控机床一旦发生故障，在诊断和维修方面是存在一定难度的。因此，对于机床维修人员来说，熟练掌握机床维修技能，具有快速进行故障诊断的能力是十分必要的。

1、数控机床的常见故障类型

1.1系统故障。系统性故障是数控机床最为常见的故障，当超过某种设定的限度或者满足一定的条件的情况下必然发生的故障。比如机床冷却系统，当油标下降到最低刻度线以下，就必然会发生超温警报，系统必然发生停机故障。或者当某一轴沿着某一方向出现了超限移动，机床就会发出超程报警。对于此类故障，只需要加强日常维护，按要求正确操作和使用就会有效的避免故障发生。

1.2随机故障。随机故障是机床在正常的生产运行过程中，在相同的工况条件下偶尔发生的故障。相对于其它故障困难，这种故障因为具有偶然性，诊断起来就难度较大。导致此类故障发生的原因很多，比如零部件装配不当、组件排列不当、参数设定不合、人工操作失误、日常维护不到位、运行环境等因素的影响。

1.3报警故障和无报警故障。报警显示故障，当有故障发生时，机床报警装置会有报警通知，当硬件系统发生故障时，系统上的LED指示会亮起发出报警指示。数控机床的硬件数控中，每一个单元都装置有报警指示灯，包括控制面板、线路板、伺服单元等，包括一些外设装置上。当这些硬件单元有故障发生时，灯光亮起提醒工作人员有故障发生，以及时诊断并排除故障。数控系统的系统程序或者加工程序出现错误或者数据丢失、计算机等软件系统发生故障，就会在显示器上有报警信息显示出来，同时可能还会伴有报警信号。现代数控机床的数控系统通常都具有自我故障诊断的工，当有故障发生时，系统会自行检测并判断出故障类型，并发生故障出来指示。对于软件故障报警，维修人员可通过技术资料中相关的报警故障处理方法来排除故障。有些故障发生起来比较突然，没有硬件报警显示，也没有软件报警显示，对于这种无报警故障，诊断起来难度相对要大得多。这就需要根据实际的情况结合专业技术和经验来对故障进行诊断。

2、数控机床常见故障的诊断与维修

2.1主轴刀与刀库故障。数控机床的主轴刀与刀库故障，常见的类型主要有：（1）交换刀具的过程中掉刀。当主轴刀与刀库中的刀具在进行交换的过程中，发生掉刀故障。故障的原因主要在于在换刀的过程中，主轴箱没有返回到换刀点，也可能是换刀点出现了飘移，机械手还没有达到指定位置就开始抓到，以致于发生掉刀故障。对于此类故障的可以对主轴箱的运动轨迹进行重新的操作，使其达到预定的换刀点，如果是换刀点故障就需要对换刀点重新进行设置。（2）刀库转动故障。这里所说的刀库转动故障主要是指刀库转动没有达到预定位置点。导致此种故障发生的原因在于：第一，电机转动出现问题，传动机构出现位置误差。对电机进行更新，重新对传动机构进行调整。第二，液压系统出现故障，油路堵塞。对液压系统进行全面检查，疏通油路，更换液压阀。第三，刀库阻滞。对刀库进行检查，查看装刀是否恰当合理。（3）换刀时主轴刀松刀不畅。数控机床加工中心在自动换刀的过程中，主轴刀松刀不畅通，动作迟缓。对于此类故障主要对主轴系统进行故障检查和诊断，通常原因在于：第一，气动系统存在压力不足；第二，拉力系统运行出现故障；第三，松刀气缸发生故障。对于此类故障，首先对主轴系统的气动系统压力进行检查，如果压力在0.6MPa以下，则说明压力不足，此时打开压力机进行调压，使压力上升到标准范围内。（4）主轴定位出现偏差。主轴在没能达到预定的理想位置，定位出现偏差，通常会首先考虑到主轴的电气系统发生故障。对主轴系统进行全面检查，发现驱动系统正常，没有故障报警，定位编码准确，动作也正确，则排除电气系统发生故障。在此种情况下，故障原因很可能出现在编码器的连接上。对连接处进行检查，连接处用于紧固的螺钉发生了松动，连接处存在较大的间隙，这是导致主轴定位偏移的主要原因，只需对连接紧固螺钉重新加以固定即可排除故障。

2.2主轴串行通信故障。SPM与CNC的通讯发生了故障，通信出现错误。对此故障进行诊断，故障原因可能包括以下几点：第一，电缆连接问题。对SPM和CNC的连接电缆进行检查，是否接触完好，是否存在连接不良。电缆与插头之间是否完好连接，是否存在折断或者破损。电缆确定是否是双绞线电缆，连接是否与说明书的标示有出入。第二，在CNC电路板母板上设置有用于控制主轴的电路回路，如果问题出现在母板上，则需要对其进行更换。

2.3电池电压异常。机床数控系统长时间的持续运行，电池能量损耗，电压降低，显示器上会对此有报警显示。当出现电池电压异常的报警显示时，就需要尽快对电池进行更换，以使电池保持足够的电压维护系统运行，防止电压故障造成存储器中数据丢失。

3、结语

本文对数控机床的常见故障类型进行分析，有些故障的发生是完全可以预先避免的，必然油、冷却液等，在日常机床维护中，定期对此类系统标线进行检查，使其保持在标准允许范围之内，就可以有效的防止此类故障的发展。对于机床故障的诊断和排除与机床维修工人本文的技术水平和经验积累也有直接的关系。因此，机床故障维修人员应该不断学习，了解每一种机床的性能和详细资料，当机床发生故障时，能够快速准确的找到故障原因并排除故障。

参考文献

[1]蓝晓威.数控机床电气故障的排除方法浅析[J].黑龙江科技出版社，2012.

数控机床故障诊断论文篇（10）

中图分类号： TG659 文献标识码： A

随着现代化企业的生产规模不断扩大，数控机械的应用日益高速化、精密化和大型化，定期保养维修以及事后的补救维修显然已经不能适应。因而，作为视情维修的技术基础(状态监测与故障诊断理论与方法)的研究已经成为研究的热点之一。

一、数控机床概述

数控机床即是一种典型的将测量、电子、机做、光学、液压等技术集于一体的科技密集型的自动化产品加工设备。数控机床的机械结构应该具备以下方面的特点：刚度较大、抗振性较强、灵敏性较高、热变形范围小，而且可以保持较高的精度以及高度的可靠性，在工艺和功能方面也显示出了复合化以及集成化特征。数控机床较之普通的机床设备，其在功能上更加丰富，性能上更加可靠、安全，而它的机械故障也通常表现在机电设备之间的内在关系上。

中国自20世纪70年代末开始吸收国外先进诊断技术和设备， 20世纪80年代初有关院所开始研究状态监测与故障诊断。自1990年以来，无论是理论研究还是技术应用，中国已进入普及与提高相结合的阶段，并在一方面接近国际先进水平。

二、诊断数控机床机械故障

微电子系统的硬、软件故障为主要的数控机床故障。在微电子系统与机械、液压、气动乃至光学等方面装置的交接节点上为故障诊断侧重点。采用硬、软件相结合的诊断系统现在已经有很多，手段也不断提高，内容在不断更新。从故障的检测到故障排除，工作量最多、涉及到学科交叉最广、难度最大的仍是PLC装置、数字控制装置以及驱动系统等的微电子硬、软件部分。

（一）、故障诊断的原则

CNC系统丧失了规定的功能即是CNC系统发生故障(或称失效)。故障可按性质、表现形式、起因等分为多种类型。但在进行诊断时，不论对哪种故障类型，都必须要遵循以下原则:

1、对产生故障的原因认真分析

CNC系统发生故障，常常是同一报警号、同一现象却可以有多种起因，甚至有的在机床上为故障根源，但现象却在系统上反映。所以在对故障的起因查找时，思路要开阔，无论是集成电器、CNC系统，还是液压、机械，对该故障的原因只要有可能引起，都要全面地尽可能列出来。然后进行优化选择和综合判断，确定产生故障最有可能的原因，通过必要的试验，达到排除故障或是确诊的目的。

2、充分调查故障现象它包括两个方面的内容:一是对操作者的调查，详细询问出现故障的全过程，有些什么现象产生，采取过什么措施等。调查过程中，操作者坦诚的配合是极为重要的。另一方面，要对现场做细致的勘测。

（二）、故障诊断方法

1、简易诊断法

这种诊断法也可以被叫做机械检测法。在现场维修中，操作人员借助仪器，如百分表、水准仪、光学仪等此类一般性的检查工具就能够进行检测。在检测过程中，可以充分地问、看、听、摸、嗅等数控机床的形貌、声音、温度、颜色以及气味变化，这样就能够分析和诊断机床故障。这种方法可以较快地判定出现故障的部位，判定相关的劣化趋向，这样就可以对存在疑难的机床问题以及故障开展后续的精密诊断。这种方法要求维修人员有着非常丰富的数控机床检测经验。

2、替换线路板法

若有备用线路板，换上备用电路板就可判断是否有故障在旧线路板上。可以用机床本身的条件，在没有备用电路板的情况下。例如，采用系统为美国AB8400的RE5020立式加工中心，用它的X轴伺服系统有故障。经过仔细查看，得知Z轴伺服板与X轴一样，即可把Z轴的伺服板更换到X轴伺服板上，来判断X板是否损坏。换板时，原板的状态与印刷线路板一定要注意一致，包括各种设定棒的位置，电位器的位置。若是更换存储器板时，还应重新设定各种NC数据，进行初始化等。

3、精密诊断法

在简易诊断法的基础上，精密诊断法是对所选出的疑难故障进行分析，专职人员经过精密的维修和诊断的相关方法。维修人员在进行此操作的过程中，运用非常科学的测试方法来精细准确地开展定量的检测活动，进行故障分析，分析故障的原因、位置以及数据，决定实践的诊断方式以及最有效的修理办法。

1）噪声监测

在机床轴承、齿轮的运行过程中，借助噪声测量计以及声波计来进行检测，这样就可以深入地理解和把握噪声信号的变化规律。在此基础上，可以更深层次地分析，判断、识别齿轮以及轴承所形成的磨损失效故障状态。振动和噪声在检测过程中，成为了广泛运用的诊断信息，得到了最为广泛的应用。要先检测强度，等到检测出异常情况时，再进行定量分析。

2）裂纹监测

通过超声波、磁性探伤、声发射、电阻多种方法，可以检测到零件内部机体所形成的相关裂纹缺陷，这些疲劳裂缝可能会造成严重事故，在检测性质材料不同的裂纹过程中，应该运用不同的检测方法。

3）温度检测

这种检测方式包括了非接触型以及接触型。接触型指的是借助测量贴片、温度计、热电偶以及热敏涂料等直接和轴承、电动机以及齿轮箱等装置进行表面接触，从而测量出相关数据的检测类型。非接触型指的是要运用比较科学的测温仪、红外热像仪以及扫描仪等进行检测，这样可以遥测那些不容易接近的机床。而且还能够方便、快速地做到这一点。

4、报警灯显示法

故障所在位置，根据报警指示灯显示故障所示大致能判断出。例如，有四个报警指示灯在主轴伺服控制板上，可组合为不同的代码，不同的故障用不同的组合代表。首先检查切削条件、刀具及进给量是否符合要求，电机是否过载。然后，保险是否熔断用万用表测量，若熔断，则检查循环中是否太频繁的加减速。再查一下电机的连接线及速度反馈信号。最终查出是损坏的为大功率三极管模块，检查结果，CE击穿，更换一块新的模块即可。

（三）、故障的测试与维修

有时报警装置尚不能自动诊断出数控机床发生故障的具置，常常可以有多种起因造成同一报警号，将故障不可能缩小到某一具体部位上。具有实时检测故障诊断能力的逻辑分析仪就有了用武之地。逻辑分析仪通过输入输出端子或IC板检测端子施加脉冲信号，进行线路定时分析，检测时序状态在数字电路上是否正确，或查找毛刺干扰通过毛刺触发在何处。进行比较分析计算机中公用数据库的数据和逻辑分析仪的测试数据，也可存储在数据库里，供今后研究之用。

三、数控机床机械故障诊断的未来趋势

故障维修与检测是一项实践性很强的工作，如何尽快在实际工作中发挥它应有的作用，尽快成为我们得力的助手，取决于对测试仪器和使用设备的熟练程度。经验越丰富判断故障的准确率也越高，需要我们在实践过程中不断地总结和积累经验。

总之，在数控机床中，因为运用了很多电气控制以及驱动设备，如此一来，数控机床在机械结构方面要比普通机床有了很大进步和完善。但是，在使用过程中，因为它自身的机械结构和设备，这就使得数控机床的故障体现出很多的新特征。在分析、诊断以及维修此类故障时，要检测出相关故障，进而分析故障产生的可能原因，逐步排除原因，进而确定真实的故障原因。

参考文献