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1、1、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。2、数控机床除了具有高精度、高效率和高技术的要求外，还应该具有高可靠性。衡量的指标有：MTBF平均无故障时间；MTTR排除故障的修理时间；平均有效度A：A=MTBF/（MTBF+MTTR）3、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。4、自修复系统的诊断软件发现数控机床在运行中某一模块有故障时，系统在CRT上显示的同时，自动寻找备用模块并接上。自修复系统实用但成本比较高，而且只适合总线结构的CNC系统。5、实用诊断
2、技术（问、看、听、闻、触）在机械故障的诊断中具有实用简便、快速有效的特点，但诊断效果的好坏在很大程度上要凭借维修技术人员的经验，而且有一定的局限性，对一些疑难故障难以奏效。6、故障振动信号有平稳性故障信号，即机械结构在正弦周期性力信号、复杂周期性力信号和准周期性力信号（轴弯曲、偏心、滚子失圆等渐变性故障）作用下产生的响应信号和冲击性故障信号，即机械结构在周期性冲击力作用下的脉冲响应，与冲击信号本身有很大的不同。7、自动换刀性能是通过手动和M06指令自动运行，检验换刀的可靠性、灵活性和平稳性并测定换刀时间是否符合要求。8、几何精度检验（静态精度检验）是综合反映机床关键零部件经组装后的综合几何形状
3、误差。有各坐标轴的相互垂直度、台面的平行度、主轴的轴向和径向跳动等检验项目。9、数控系统软件类故障发生的原因可能有：误操作、供电电池电压不足、干扰信号、软件死循环、操作不规范和用户程序出错等等。10、在加工中心等机床上，由于自动换刀、精密镗孔加工等需要，往往需要主轴系统具有定向准停控制功能，此时，在机床上需安装磁接近开关或脉冲编码器等检测元件。11、如图1数控机床主轴的支承方式，前后支承采用双列和单列圆锥滚子轴承，这种支承方式的优点是径向和轴向刚度高，能承受重载荷，尤其是可承受较强的动载荷，安装，调整性能好，但限制了主轴的最高转速和精度，所以用于中等精度、低速、重载的数控机床的主轴。图1图2为
4、前支承采用双列短圆柱滚子轴承和60角接触双列向心推力球轴承组合，后支承采用成对向心推力球轴承。此配置可提高主轴的综合刚度，可满足强力切削的要求，普遍用于各类数控机床主轴。图2图3为前支承采用高精度双列向心推力球轴承。向心推力轴承有良好的高速性，主轴最高转速可达4000r/min，但它的承载能力小，只适于高速，轻载，高精密的数控机床主轴。图312、数控机床位置检测装置如果采用绝对编码器，机床开机后就无需进行返回参考点操作。13、数控系统中常用的抗干扰措施有物理隔离、屏蔽、接地、滤波技术等。14、滚珠丝杠预紧的目的是减小或消除反向间隙。15、数控机床PLC的形式有两种：内装型PLC和独立型PLC
5、。16、数控系统将数控加工程序信息进行编译、运算和逻辑处理后，按两类控制量分别输出：一类是连续控制量，送往伺服系统；另一类是离散的开关控制量，送往机床强电控制系统，从而协调数控机床各部分的运动，完成所有运动的控制，实现数控机床的加工过程。17、为防止干扰信号及高压串入，数控机床的输入输出接口要进行必要的电隔离，为此常用的器件及电路是继电器和光电隔离电路。18、FANUC 0i系列控制单元主要包括主板与 I/O板两部分。19、数控机床按运动方式分为点位控制数控系统、直线控制数控系统、轮廓控制的数控系统等三类。20、FANUC系统根据用途与基本软件不同可分为：车床控制用系统（T型）、铣床/加工中心
6、控制用系统（M型）、磨床控制用系统（G型）、冲床控制用系统（P型）等不同型号。21、接口检查是系统与机床、系统与PLC、机床与PLC的输入/输出信号，接口诊断功能可将所有开关量信号的状态显示在CRT上，“1”表示通，“0”表示断。22、参数检查是数控机床经一系列的试验和调整而获得的重要参数，是机床正常运行的保证。包括有增益、加速度、轮廓监控及各种补偿值等。当机床长期闲置不用或受到外部干扰会使数据丢失或发生数据混乱，机床将不能正常工作，可调出机床参数进行检查、修改或传送。23、数控系统是由各种电路板组成，电路板上、接插件等处有虚焊或接口槽接触不良都会引起故障。可用绝缘物轻轻敲打疑点处，若出现反应
7、，则敲击处很可能就是故障部位。24、设备运行较长时间或环境温度较高时，机床就会出现故障，可用电吹风、红外灯照射可疑的元件或组件，可用升温法确定故障点。25、当数控机床加工造成废品而无法确定是编程、操作不当还是数控系统故障时，或是闲置时间较长的数控机床重新投入使用时，常用功能程序测试法确定故障。26、为了检测方便，在模板或单元上设有检测端子，用万用表、示波器等仪器对这些端子的电平或波形进行测试，将测试值与正常值进行比较，可以分析和判断故障的原因和故障的部位。27、电火花、中、高频电加热设备的电源都会产生强烈的电磁波，通过空间传播被附近的数控系统所接受，如果能量足够就会干扰数控机床的正常工作，因此
8、数控机床要远离这些设备。28、数控信号在传递过程中受到外界的干扰，串模干扰是干扰电压叠加在有用信号上，由绝缘不良、漏电阻及供电线路等引入。共模干扰是干扰电压对二根或以上信号线的干扰大小相等、相位相同，当装置的共模抑制比较高，影响不大，当不平衡时，一部分转为串模。29、抗干扰措施信号传输干扰1)减少供电线路的干扰数控机床远离具有中、高频电源的设备，数控机床不要和大功率且频繁起、停的设备在同一供电干线上，在电源电压波动较大的地区，加稳压电源，动力线和信号线分开走线，信号线采用屏蔽线或双绞线，控制线和电源线相交时，要采用直角相交。2)减少机床控制中的干扰图4 压敏电阻保护 a)交流接触器线圈 b)驱
9、动电路 图6 续流二极管保护电路图5 交流负载的阻容保护图4为压敏电阻保护（浪涌吸收器），可对线路中的瞬变、尖蜂等噪声进行保护。图5为阻容保护，对交流接触器和电机频繁起停时，因电磁感应会在机床电路中产生浪涌或尖蜂，可抑制、吸收干扰噪声。图6续流二极管保护，当直流电感元件在断电时，在线圈中将产生较大的感应电动势，并联的二极管可减少对控制电路的干扰3)屏蔽技术（电磁、静电屏蔽）信号线采用屏蔽线（铜质网状）、穿在铁质蛇皮管或铁管中，关键元件或组件采用金属容器屏蔽4)保证“接地”良好“接地”是数控机床安装中一项关键的抗干扰技术措施，电网的许多干扰都是通过“接地”对机床起作用的。信号地是用来提供电信号的
10、基准电压（0V）。框架地是以安全性及防止外来噪声和内部噪声为目的的地线系统，是将装置的面板、单元的外壳、操作板及各装置间接口的屏蔽线。系统地是将框架地和大地相连接图7、图8所示。接地要可靠（接地电阻应小于10欧姆）。接地线要粗（应大于电源线的截面积）。图7 数控机床的地线系统a)一点接地 b)二点接地图8 数控机床接地系统示意图30、进给伺服系统通常会出现哪些类型的故障？1)运动失控(飞车)：系统未给伺服单元指令，而电机自行行走。是由于正反馈或无速度反馈信号引起的，所以应检查伺服输出，速度反馈等回路。2)超程(位置“过冲”现象）：当进给运动超过由软件设定的软限位或由限位开关决定的硬限位时，就会
11、发生超程报警，一般会在CRT上显示报警内容，根据数控说明书，即可排除故障，解除报警。位置误差：当伺服轴运动超过位置允差范围时，数控系统就会产生位置误差过大的报警，包括跟随误差、轮廓误差和定位误差。3)运动轴单脉冲进给达不到要求或低速爬行机床使用已久，机械磨损，机床参数与之不匹配，伺服速度环或位置增益太低。机床维修，重新设置机床参数，临时处理只要机床不振，可将伺服增益参数适当提高。机械传动系统的间隙、死区或精度不足；导轨润滑不良；负载过重。4)过载：当进给运动的负载过大、频繁正反向运动以及进给传动链润滑状态不良时，均会引起过载报警。一般会在CRT上显示伺服电动机过载、过热或过流等报警信息。同时，
12、在强电柜中的进给驱动单元上，用指示灯或数码管提示驱动单元过载、过电流等信息。5)窜动：测速信号不稳定，如测速装置故障、测速反馈信号干扰等；速度控制信号不稳定或受到干扰；接线端子接触不良，如螺钉松动等。当窜动发生在由正向运动向反向运动的瞬间，一般是由于进给传动链的反向间隙或伺服系统增益过大所致。6)爬行：发生在启动加速段或低速进给时，一般是由进给传动链的润滑状态不良、伺服系统增益过低及外加负载过大等因素所致。尤其要注意的是，伺服电动机和滚珠丝杠连接用的联轴器，由于连接松动或联轴器本身的缺陷，如裂纹等造成滚珠丝杠转动和伺服电动机的转动不同步，从而使进给运动忽快忽慢，产生爬行现象。7)振动：间隙过大
13、；导轨的阻尼过小；电动机负载过大；伺服电动机或速度位置检测部件不良；外部干扰、接地、屏蔽不良等；驱动器的设定和调整不当。例1：一台配套某系统的加工中心，进给加工过程中，发现X轴有振动现象。分析与处理过程：加工过程中坐标轴出现振动、爬行现象与多种原因有关，故障可能是机械传动系统的原因，亦可能是伺服进给系统的调整与设定不当等。维修时通过互换法，确认故障原因出在直流伺服电动机上。卸下X轴电动机，经检查发现6个电刷中有2个的弹簧已经烧断，造成了电枢电流不平衡，使电动机输出转矩不平衡。另外，发现电动机的轴承亦有损坏，故而引起Y轴的振动与过电流。更换电动机轴承与电刷后，机床恢复正常。例2：配套某系统的加工
14、中心，在长期使用后，手动操作Z轴时有振动和异常响声，并出现“移动过程中Z轴误差过大”报警。 利用手动转动机床Z轴，发现丝杠转动困难，丝杠的轴承发热。经仔细检查，发现Z轴导轨无润滑，造成Z轴摩擦阻力过大；重新修理Z轴润滑系统后，机床恢复正常。 8)机床定位精度或加工精度差：可分为定位超调、单脉冲进给精度差、定位点精度不好、圆弧插补加工的圆度差等情况加/减速时间设定过小；电动机与机床的连接部分刚性差或连接不牢固；机械传动系统存在爬行或松动；伺服系统的增益不足；位置检测器件（编码器、光栅）不良；速度控制单元控制板不良；机床反向间隙大、定位精度差。9)伺服电动机不转：数控系统至进给驱动单元除了速度控制
15、信号外，还有使能控制信号，一般为DC+24V继电器线圈电压。10)漂移：当指令值为零时，坐标轴仍移动，从而造成位置误差。通过漂移补偿和驱动单元上的零速调速来消除。11)回参考点故障找不到参考点：回参考点减速开关产生的信号失效；脉冲编码器零标志位或光栅尺零标志位有故障或零位脉冲信号失效。 找不准参考点：参考点开关档块位置设置不当。12)电机失速或暴走（机床失控）：即电机的速度不按指令走，所以，从指令到速度反馈回路，都有可能出故障；可通过互换单元来初步判定是否为控制单元还是电机故障，一般是单元的可能性大；另外可查看是否为上电就报警还是速度高了报警。如果上电就报警，则有可能是主回路损坏。如果是高速报
16、警而低速正常则可能是控制板或电机有问题，这也可通过交换伺服单元来判断；D/A转换电路故障或伺服速度接口电路故障（主板、速度控制单元故障）；位置检测速度检测信号不良；电动机或位置编码器故障。13)工作台运动时振动（运动不平稳）：传动环节间隙过大；导轨的阻尼过小；电动机负载过大；伺服电动机或速度位置检测部件不良；外部干扰接地屏蔽不良；驱动器的设定和调整不当。14)工作台或拖板移动时有抖动与噪声较大：运动轴蜗轮蜗杆啮合间隙增大；丝杆轴承间隙增大；运动轴传动齿形皮带松；电机轴承磨损或损坏；机床使用已久，运动轴前后轴承座中的轴承润滑不良磨损或损坏；滚珠丝杆受损或回珠器回珠不畅；滚珠丝杆螺母松动；轴密封不良，切削液侵入轴承生锈；伺服驱动单
