数控机床故障诊断与维护
数控机床故障诊断与维护范文第1篇
关键词:项目式教学;教学实践
引 言
为落实深化教育改革全面推进素质教育,根据中国职业教育的特点和高职高专人才教育发展目标要求,也根据学校和系部对数控高职班级的专业课程项目教学全面推广的要求,本人对我校数控高职某班的《数控机床故障诊断与维护》课程进行项目教学,取得较好的效果。
1 结合实际制订方案
结合本校的办学定位、人才培养目标、岗位需求、前后续课程内容和生源情况,说明本课程在专业培养目标中的定位、课程目标。
1、在内容以“够用”为原则,让学生掌握基本的原理和重点内容。讲授方法提倡启发式教学,根据教学内容的不同把讲授、提问、讨论、演示、自学等多种教学方法进行科学组合,特别要强化课堂讨论,以激发学生的学习兴趣和独立思考,培养学生的自学能力、分析问题和解决问题的能力。
2、在“理论指导实训”和“实训促进理论”上下功夫,联系具体的实训项目把相关的理论讲透彻,教会学生应用理论知识如何解决生产实际问题。
3、采用多媒体课件进行教学,图文并茂的演示教学内容,有利于学生形象理解、直观感受,同时提高课堂效率。利用多媒体进行操作演示,以便拓展学生的操作技能,调动学生学习积极性。
2 项目模块选取依据
1、《数控机床故障诊断与维护》是一门专业课程,为培养学生在数控机床故障诊断方面的专业技能,本课程主要以并列式的结构以项目为主线进行教学安排。根据项目教学法进行设计,项目的知识点以现场够用,管用为原则。
2、课程教学设计与先进的教学方法相结合,以项目为载体,实践与理论相结合,通过实践操作,工作任务的完成,引出问题,再通过理论学习解决问题,最后进行工作任务总结,评价,查出问题,从而不断提高现场发现问题解决问题的能力。
3、总的设计思路:根据生产实际确定教学项目明确教学目标安排工作任务实际操作理论指导练结评价。
3 课程的重点、难点及解决办法
本课程的项目化设置强调拓展学生的知识面,增强学生的综合能力,以“够用、实践”为主。本课程着重讲授数控机床中各个系统出现的故障现象,如何进行故障诊断并排出相关故障,进一步强调数控机床的维护和保养方面。在教学中以实训为基础,给学生思考、解决问题创造条件,通过亲自动手找到解决问题的方式、方法。
4 实践教学的设计思想与效果
1、教学实训
教学实训的设计思想:一是增强课程实用性、丰富课程内容:机床类型多样,故障现象与故障原因各有不同,要让学生在有限的实训条件下全面掌握故障诊断方法与应用,必须进行相关实训。因此我们设计了有利于提高学生对机床故障诊断的代表性实例,让学生进行练习。
教学实训的效果:通过大范围、多方面的实训,极大的丰富了学生的学习内容,让学生真正的“见多识广”;在练习中增长了知识,增强了理论和实践的结合;通过综合实训,教会了学生怎样应用所学知识转化为操作技能的能力和在实践中如何进行分析问题和解决问题。
2、项目课程设计:
在课堂教学和实训之后,教师进行设计方法的讲解,学生按照设计指导要求进行作品设计(故障排除),最后提交完整的设计资料(故障现象、故障诊断、故障排除)。通过课程设计培养了学生综合应用知识的能力和独立动手完成生产任务及设计方法,提高了分析问题和解决问题的能力,增强了理论和实践的结合,为将来就业奠定基础。
5 教师指导方法与教学效果
实训时以主讲教师带学生,随后以学生亲自操作为主。及时发现问题及时解决。通过动手操作使学生把所学理论与实践有机地结合起来,把复杂的理论形象化。因此学生在掌握理论知识的同时也练就了数控机床故障诊断技能。
6 考核内容与方法
考核采取理论考试与实训考试相结合,各以百分制计算,取加权数核算最终成绩。其中理论占40%,实训占40%,平时成绩占20% 。
7 创新与特点
本课程通过多媒体教学在理论教学中实现演示操作与理论相结合,通过感性认识对理论形成更深入的理性认识。本课程的项目化设置强调拓展学生的知识面,增强学生的综合能力,以“够用、实践”为主。让学生了解进而熟悉自己所学的专业学科的现状和发展情况。该课程项目教学符合高职高专的要求,符合学生的个性要求,符合市场要求,课程前后衔接有序,在教学中易理解、易操作、易实施。
课程特色:①理论与实训相互结合;②课程内容与工程实际相互结合;③小组工作方式与项目教学相互结合;④课程设置与实训场所相互结合;⑤课程整体突出核心知识点、技能点。
8 教学效果主要通过以下几个方面检验教学效果:
1、学生评价
(1)问卷调查:通过每年对学生的问卷调查表明:学生对车工教学效果给予很高评价,对教学内容的理解和掌握、对调动学习积极性和兴趣、对能力的培养等各项指标打分均在90分以上。
(2)学生对任课教师教学效果的评价,从每次学校组织的对任课教师教学质量评价看,任课教师每次均达到优秀。
2、学生考试成绩:通过教学改革,学生技能水平大大提高。
通过“项目教学”教学改革,学生对课程的学习性由原来的“接受式、被动式、旁观式”改变为“自主式、主动式、参与式”改进,极大的增强学生的自主探讨性学习,及时理论联系实际操作,技能水平有了很大的提高。
9 今后教学建议和改进措施
1、经常选派专业教师到企业进行学习调研。
2、进一步提高对项目教学的支持与鼓励。
3、提供必要的实训条件和基础设施。
4、尽量集中安排项目教学的时间段,使之教学时间相对集中,有利于教师对项目教学的进行。
结束语
总之,实施项目教学法,推动了教学革新,改变了传统教学模式,为学生提供了更加有效学习的良好环境。经过此次项目教学实践,无论在教师还是学生对《数控机床故障诊断与维护》这门课程的理论和实践都能很好的掌握,学生学习积极性很高,教学效果很好。我们将大力推广项目式教学,使课堂教学的质量和效益得到更多大幅度的提高,培养出更能够适应社会需求的人才。
参考文献
[1] 丘东晓.《关于职业教育项目教学实施中的几个问题》.《广州教学研究》总第413期.
数控机床故障诊断与维护范文第2篇
关键词：数控机床 故障诊断与维修 职业目的 教学改革
中图分类号：G712.307 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）03（c）-0201-01
数控机床在现代制造业中发挥越来越重要的作用，掌握数控技术的机电复合型人才短缺。我国目前数控机床装调与维修人员岗位短缺3万以上，而具有较强实践能力的数控机床故障诊断与维修人员更缺。数控机床维修人员的缺乏严重制约了数控机床产业的发展，尽快培养出一大批具有较强实践能力的维修数控机床的高素质专门人才迫在眉睫。本课程教学改革目的是提高学生的职业技能，做到“学以致用”。
1 《数控机床故障诊断与维修》教学中存在的问题
1.1 理论性太强，脱离实际
目前本科院校《数控机床故障诊断与维修》教材的理论性内容太多、难度和深度大，注重知识的系统性，而忽视了它的实用性。许多课程包含故障机理、信号的描述和分析、油样分析、振动诊断、无损检测、温度诊断技术等，这些知识对很多机电设备都适用，没有突出数控机床故障诊断的特点。
1.2 知识陈旧
纵观《数控机床故障诊断与维修》的本科教材，里面介绍的数控系统大多为国外八九十年代的产品，例如FANUC 0系列、SINUMERIK 802S系列，国内以华中数控为多，跟工厂的实际相比显得太落后！学生毕业后很难遇到这样老的系统。
1.3 实践环节薄弱
许多院校没有足够的数控设备供学生学习数控机床故障诊断与维修，实习实训过少。即使开了相应的实习实训，效果也不是很明显，对学生实践能力的提高缺乏推动力。
1.4 职业目的不明确
尚有不少教学没有和未来的职业紧密联系起来，没有足够认识到本科也需要大力发展职业教育，忽视“以就业为导向”的最根本、最现实的问题。
1.5 双师型教师缺乏
目前双师型教师匮乏，师资队伍普遍存在着知识结构、能力结构不尽合理的问题突出。很多年轻教师是校门到校门，书本到书本；老教师知识结构相对落后，难以跟上技术的快速发展，他们当中也有相当部分的实践能力不强。大多数数控维修的任课教师是机械专业毕业，知识结构偏重于机械，虽然对机床结构和机床操作很熟悉，但其他方面的知识仍需不断学习和完善。
2 《数控机床故障诊断与维修》课程教学改革与实践
2.1 制定教学大纲
紧跟时代步伐，从职业分析入手制定教学大纲。该大纲中的知识、能力和基本素质结构以及理论教学和实践教学体系都应符合毕业生任职岗位的实际需要。从数控维修应用人才的需求量和层次出发，合理建构知识结构，因“需”施教，不断优化教学大纲，使其较好地贴近毕业生的岗位需求。
2.2 调整教学内容
在安排教学内容时，要综合考虑，把机械、电气、数控系统及故障诊断等方面的知识有效结合在一起。删繁就简，接近实际；图文并茂，增加直观性。课程内容应包括数控车床、数控铣床、加工中心。系统包含国产（华中、广数）和进口（FANUC、SINUMERIK）系统。
根据不同专业方向的培养目标需求适时调整教学内容。对数控设备方向的学生，重点应培养对数控机床的使用、维护、常见故障的处理能力，学习重点放在结构、装调、检修、故障诊断与处理等方面。
2.3 改进教学手段和方法
改进教学手段，鼓励多媒体教学和现场教学。多媒体课件用于辅助教学，使抽象的内容变得形象具体。比如在讲授电动回转刀架时，通过多媒体动画的演示，使学生更加直观地理解掌握其结构、动作原理，利于分析判断该部位的故障。在条件允许的情况下，把一部分教学内容直接安排到现场去完成，让学生对所学知识有较深刻的理解。
改进教学方法，采用任务驱动。可根据实际把该门课程分成若干学习情境：情境一：数控机床结构及电路；情境二：典型数控系统及其常见故障报警；情境三：主轴驱动装置及其常见故障诊断；情境四：主轴自动换挡、准停及螺纹加工故障；情境五：进给伺服单元；情境六、进给伺服系统检测装置及其常见报警与维修；情境七：伺服参数设定及常见伺服报警；情境八：输入输出信号异常的故障诊断与维修；情景九：回参考点故障诊断与维修；情景十：电动刀架换刀异常故障诊断与维修；情景十一：辅助装置故障诊断与维修；情境十二：数控机床通信技术及其故障诊断；情境十三：斗笠式刀库换刀故障及处理；情境十四：机械手换刀故障及处理；情景十五：机械调整与补偿；情境十六：数控机床的精度检验与日常维护。提高学生的学习兴趣和可操作性。
2.4 强化实践教学
必须安排两周以上的实习实训，让学生去拆装、去调整、去设置、去分析、去排除故障。充分利用数控维修实验室和实训工厂的设备，进一步理解所学知识，活学活用，达到能够处理实际问题的能力。
2.5 提高师资队伍素质
常言道：“打铁先得自身硬”。要想培养出实践能力强的学生，必须先有实践能力强的教师。引进那些既有高学历又有多年相关工程实践经验的积极肯干的认真务实的人才充实到教师队伍中来；对现有专业课教师进行有效的工程实践训练。担任《数控机床故障诊断与维护》课程教学的教师应该具有双师素质并不断完备自己的知识结构，以适合该课程的教学特点。
3 结语
我们秉承“应用为本、学以致用”的办学理念，对《数控机床故障诊断与维护》课程进行教学改革，教学围绕职业目的，采取适合该课程特点的教学手段和方法，旨在培养学生成为在数控机床故障诊断与维修方面具有较强分析与解决问题能力的应用技术人才。
参考文献
数控机床故障诊断与维护范文第3篇
【论文摘要】:数控技术是用数字信心对机械运动和工作过程控制的技术。数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化,更使制造业成为工业化的象征。
数控机床是集高、精、尖技术于一体,集机、电、光、液于一身的高技术产物。具有加工精度高、加工质量稳定可靠、生产效率高、适应性强、灵活性好等众多优点,在各个行业受到广泛欢迎,在使用方面,也是越来越受到重视。但由于它是集强、弱电于一体,数字技术控制机械制造的一体化设备,一旦系统的某些部分出现故障,就势必使机床停机,影响生产,所以如何正确维护设备和出现故障时能及时抢修就是保障生产正常进行的关键。
1.数控机床的维护
对于数控机床来说,合理的日常维护措施,可以有效的预防和降低数控机床的故障发生几率。
首先,针对每一台机床的具体性能和加工对象制定操作规程建立工作、故障、维修档案是很重要的。包括保养内容以及功能器件和元件的保养周期。
其次,在一般的工作车间的空气中都含有油雾、灰尘甚至金属粉末之类的污染物,一旦他们落在数控系统内的印制线路或电子器件上,很容易引起元器件之间绝缘电阻下降,甚至倒是元器件及印制线路受到损坏。所以除非是需要进行必要的调整及维修,一般情况下不允许随便开启柜门,更不允许在使用过程中敞开柜门。
另外,对数控系统的电网电压要实行时时监控,一旦发现超出正常的工作电压,就会造成系统不能正常工作,甚至会引起数控系统内部电子部件的损坏。所以配电系统在设备不具备自动检测保护的情况下要有专人负责监视,以及尽量的改善配电系统的稳定作业。
当然很重要的一点是数控机床采用直流进给伺服驱动和直流主轴伺服驱动的,要注意将电刷从直流电动机中取出来,以免由于化学腐蚀作用,是换向器表面腐蚀,造成换向性能受损,致使整台电动机损坏。这是非常严重也容易引起的故障。
2.数控机床一般的故障诊断分析
2.1检查
在设备无法正常工作的情况下,首先要判断故障出现的具体位置和产生的原因,我们可以目测故障板,仔细检查有无由于电流过大造成的保险丝熔断,元器件的烧焦烟熏,有无杂物断路现象,造成板子的过流、过压、短路。观察阻容、半导体器件的管脚有无断脚、虚焊等,以此可发现一些较为明显的故障,缩小检修范围,判断故障产生的原因。
2.2系统自诊断
数控系统的自诊断功能随时监视数控系统的工作状态。一旦发生异常情况,立即在CRT上显示报警信息或用发光二级管指示故障的大致起因,这是维修中最有效的一种方法。近年来随着技术的发展,兴起了新的接口诊断技术,JTAG边界扫描,该规范提供了有效地检测引线间隔致密的电路板上零件的能力,进一步完善了系统的自我诊断能力。
2.3功能程序测试法
功能程序测试法就是将数控系统的常用功能和特殊功能用手工编程或自动变成的方法,编制成一个功能测试程序,送人数控系统,然后让数控系统运行这个测试程序,借以检查机床执行这些功能的准确定和可靠性,进而判断出故障发生的可能原因。
2.4接口信号检查
通过用可编程序控制器在线检查机床控制系统的接回信号,并与接口手册正确信号相对比,也可以查出相应的故障点。
2.5 诊断备件替换法
随着现代技术的发展,电路的集成规模越来越大技术也越来越复杂,按常规方法,很难把故障定位到一个很小的区域,而一旦系统发生故障,为了缩短停机时间,在没有诊断备件的情况下可以采用相同或相容的模块对故障模块进行替换检查,对于现代数控的维修,越来越多的情况采用这种方法进行诊断,然后用备件替换损坏模块,使系统正常工作,尽最大可能缩短故障停机时间。
上述诊断方法,在实际应用时并无严格的界限,可能用一种方法就能排除故障,也可能需要多种方法同时进行。最主要的是根据诊断的结果间接或直接的找到问题的关键,或维修或替换尽快的恢复生产。3数控机床故障诊断实例
由于数控机床的驱动部分是强弱电一体的,是最容易发生问题的。因此将驱动部分作简单介绍:驱动部分包括主轴驱动器和伺服驱动器,有电源模块和驱动模块两部分组成,电源模块是将三相交流电有变压器升压为高压直流,而驱动部分实际上是个逆变换,将高压支流转换为三相交流,并驱动伺服电机,完成个伺服轴的运动和主轴的运转。因此这部分最容易出故障。以CJK6136数控机床和802S数控系统的故障现象为例,主要分析一下控制电路与机械传动接口的故障维修。
如在数控机床在加工过程中,主轴有时能回参考点有时不能。在数控操作面板上,主轴转速显示时有时无,主轴运转正常。分析出现的故障原因得该机床采用变频调速,其转速信号是有编码器提供,所以可排除编码器损坏的可能,否则根本就无法传递转速信号了。只能是编码器与其连接单元出现问题。两方面考虑,一是可能和数控系统连接的ECU连接松动,二是可能可和主轴的机械连接出现问题。由此可以着手解决问题了。首先检查编码器与ECU的连接。若不存在问题,就卸下编码器检查主传动与编码器的连接键是否脱离键槽,结果发现就是这个问题。修复并重新安装就解决了问题。
数控机床故障产生的原因是多种多样的,有机械问题、数控系统的问题、传感元件的问题、驱动元件的问题、强电部分的问题、线路连接的问题等。在检修过程中,要分析故障产生的可能原因和范围,然后逐步排除,直到找出故障点,切勿盲目的乱动,否则,不但不能解决问题。还可能使故障范围进一步扩大。总之,在面对数控机床故障和维修问题时,首先要防患于未燃,不能在数控机床出现问题后才去解决问题,要做好日常的维护工作和了解机床本身的结构和工作原理,这样才能做到有的放矢。
参考文献
[1] 陈蕾、谈峰,浅析数控机床维护维修的一般方法[J],机修用造,2004(10)
[2] 邱先念,数控机床故障诊断及维修[J],设备管理与维修,2003(01)
[3] 王超,数控机床的电器故障诊断及维修[J],芜湖职业技术学院学报,2003(02)
[4] 王刚,数控机床维修几例[J],机械工人冷加工,2005(03)
数控机床故障诊断与维护范文第4篇
关键词：数控机床；故障；分析；维修
引言
科技发展与进步，使各行业有了长足的发展，在生产加工领域，数控机床已经得到广泛使用，大大提高了生产效率，减少了人力劳动，数控设备的使用是技术革新的成果，推动了社会生产力的腾飞，为大规模生产助力，企业要想在激烈的市场竞争中赢得先机，则需要不断提高生产能力，强化产品质量，数控机床自动化、智能化控制有效解决了这些问题。与此同时，数控机床的使用也给企业带来了复杂性，特别是机械生产企业引进数控机床后，对机床的依赖性增大，机床生产能力大小直接关系企业经济效益，数控机床是生产过程中最主要的设备，只有全面保障设备寿命和性能发挥，才能实现良好效益，也就是说，数控机床是企业效益之源。要想保证企业生产能力，则需要不断强化对数控机床电气系统的维护和保养，使设备能够长期处于较为稳定的生产运行状态，为企业创造更多的价值，只有全面做好日常保养与维护，才能减少设备故障率，避免出现停产情况。数控机床电气控制系统在长期使用中，出现故障是必然的，只有全面做好故障点诊断、分析与排除，才能确保设备良好运行，推动企业可持续发展。
1 数控机床电气控制系统的故障诊断
数控机床工作情况对企业生产的影响较大，只有全面保证设备正常运行，才能有效维护生产秩序。数控机床电气控制系统长期运转，会出现一些问题，影响正常生产活动，要想及时有效发现问题，解决问题，则需要通过现代科技做好故障诊段，快速解决问题，恢复生产能力。对数控机床诊段时，需要掌握三维建模诊断技术，实现对故障的正确诊断与分析，点对点形成解决方案，保证故障点得到修复，不影响生产，三维建模诊断技术针对数控机床内部电气控制系统，结合几何原理、空间点离散原理及数控电气控制系统构建原理等方面，全面对设备情况进行分析，要想做好三维建模，则需要依照流程推进。
1.1 宏观到微观构建
数控机床电气控制系统是一个虚拟模型，本体是建立在三维模型基础上的，通过三维技术模拟设备运行状态，为了有效找到故障点位置，则需要在运转过程中进行诊段，进一步排查点位，如果在运行过程中出现故障，则需要对照设备实体的硬件做好排查，通过对硬件设备的初步诊断，找到故障点位，排查时，需要从宏观进行初步的构建，然后再通过微观零部件检测，准确找到故障位置。
1.2 设定标准指标
需要建立一个设备旋转模型，通过对模型的运行观测，结合数控机床电气控制系统真实操作状--找到与以往运行时的差异性，只有全面对比出原始作业状态与当前作业状态时间差异、效果差异的不同，才能找到故障点位，差异性大于三维诊断技术指标，就表明电气控制系统已经出现了问题，需要对问题点进行锁定，全面做好点位维护。
1.3 动态监控
可以拧紧运行时的情况做好建模，数控机床电气控制系统加工过程中动态表现能够显露出故障情况，以此做好建模诊断，能够快速找到故障点位，利用NC码对电气控制系统作业状态做好实时的监控，对动态情况精细化描写，对不同时间段内的运动轨迹做好定位，通过点位对照，形成系统化诊断结果。
2 数控机床电气控制系统维护对策
三维诊断技术是较为先进的诊段方法，是当前应用较为普遍的技术，在生产加工领域已经得到广泛认同，在际操作过程中，能够有效解决复杂问题，特别是针对不同点位，可以完成对复杂电气控制系统环境最真实、有效的模拟，全面还原数控机床操作真实状况，使故障点位更加清晰明确，避免出现误导，影响生产效率。
2.1 数控机床电气控制系统本体维护
数控机床电气控制系统需要不断维护才能保证良好运行，需要利用三维建模技术全面做好维护与诊段，通过CSG建模理念，拓展数控机床电气控制系统维护思路，从总体上把握大方向，形成多元结构的维护方法。通过三维建模技术，使复杂的设备运行变得更加简便，能够清晰的观测到各个零件的运行，在简易结构基础上完成简单形体多维组合，全面建立一个能够快速诊段分析的模型构建。要想确保设备良好维护，需要掌握几个方法：一是简化内部要素，要根据设备运行的真实情况，做好仿真模拟运行，要把复杂的问题简单化，使内部各个要素结构清晰，确保三维模型维护行为按程序推进。二是结构分层。可以在维护中，充分的利用三维理念对数控机床电气控制系统几何结构与物理结构做分层，合理划分出不同点位做好局部维护，通过对设备内部的结构拆分，使不同部件都有自己的层级，使结构更加细化，实现设备的良性运转。三是全面维护。可以充分展现三维数据库几何实体，实现参数良好组合，OpenGL软件内部具备强大三维图型库，不论哪种型号的配对，均能够找到最佳数控机床电气控制系统本体模型，通过真实模拟，对电气控制系统本体做好全面有效的维护。
2.2 加工过程电气控制系统维护
要想全面解决运行问题，则需要在数控机床运行时做好观测，保证故障点位精准，实现数控电气控制系统动态最优化发展，动态运行时，需要利用三维建模空间离散法，使数控机床加工过程中系统维护更加有成效。空间离散法主要是将数控机床电气控制系统内部空间物体转换为不同三维位置“空间点”，使各个点彀饱和，同时为了确保各点作用的发挥，需要合理进行综合点位的布局，形成“点”阵，同时，为了保证各点位的联系，需要根据不同点的组成做好相连，形成三角片区的矩阵状态，程序处于运行过程，需要按照真实情况做好重新描写，再利用“点”的程序渲染，提炼有效数据，保证相关数据真实可靠，从根本上解决系统维护问题，保证设备能够正常运转。
3 数控机床故障检修注意要点
数控机床不同于传统设备，整体控制系统非常复杂，为了不出现大的问题，则需要在检修时注意几个要点：一是分类保管部件。各部件拆卸时，要强化记录，保证各构件位置正确，避免破坏内部整体结构，为了保证各部件不丢失，还需要按空间层次，对数控机床电气控制元件拆卸做好分类、保存，确保后期安装顺利，拆卸控制电路板要认真，不能损坏，特别是要认真保管好开关、跳线，安装时两极要按照标记进行，不能出现元件错乱的现象。二是不能带电测量。要想全面掌握数控机床电气控制系统情况，则需要保证测量数据的性，避免出现阻值线路影响，测量时，需要停机下电，不能出现带电测量的情况，否则会影响数据准确性，为了保证安全，不能直接触碰数控机床中的380V/220V高压电流。
4 结束语
数控机床电气控制系统大规模使用，提高了生产能力，但是使用过程中难免会出现问题故障，只有全面掌握维护保养技术，才能避免出现生产运行故障，实现企业集约化、规模化生产。
参考文献
[1]王北平.浅析数控机床电气控制系统的设计及故障排除[J].吉林省教育学院学报（中旬），2014，09：94-95.
数控机床故障诊断与维护范文第5篇
数控机床故障是指设备或系统因自身原因而丧失规定功能的现象。机床按照其结构以及特性的故障源可分为机械故障和电气故障两类，其中电气故障又可细分为系统硬件故障，系统软件故障，干扰性故障，低压电气设备故障，功能组件功能性故障。发生故障具有相同的规律,一般分为三个阶段:初期运行阶段,这个阶段属于机床的磨合阶段，是故障频发期,故障曲线呈上升趋势,此区故障多数属于设计制造和装配缺陷造成的。正常运行阶段,此时故障曲线趋近水平,故障率低,此区故障一般是由操作和维护不良造成的偶发事故。设备衰老阶段,此阶段故障率大,故障曲线上升快,主要原因是运行过久、机件老化和磨损过度造成的。要判断是机械方面故障还是控制系统故障,其分析方法是:先检查控制系统,看程序能否正常运行,显示和其它功能键是否正常,有无报警现象等;再检查故能部件以及电机和检测元件,是否能正常运转,有无间歇或抖动现象,有无定位不准等问题。如果没有上述问题,则可初步判断故障原因在机械方面,着重检查传动环节。检查传动环节时应使电机断电,用手动并配合打表检查机器。下面针对电气数控单元故障做详细分析。
2、数控单元故障分析
数控单元故障为常见的机床电气故障，它可分为人机交互单元故障，供电单元故障，伺服系统故障，PLC可编程控制器单元故障，位置检测环故障，其他故障。人机交互单元故障多为按钮损坏或者功能失灵，指示灯损坏，导致输入指令无法传输从而机床功能无法实现。通过更换按钮或者更换操作面板即可实现快速维修。供电单元由于供电形式不同，或者由于电源波动较大，质量不稳定，或者隐藏高频脉冲。因此要更改接地保护方式添加稳压电源或者电抗器以及滤波器，用以减少由于电源问题=直接导致系统停机或者损坏。伺服系统故障多由于频繁启动或者长期运行造成的元件老化，或者由于低压直流短路造成，也会由于瞬间超压等原因造成。在机床运行中由于电机增益不匹配，负载过大瞬时超压或者电机过热卡死，也会造成系统损坏，当系统损坏时可以用替换模块或者插板来进行故障排除。数控系统以及的低压电器设备包括各功能部件的逻辑控制(如刀库管理,液压启动等),主要由PLC实现,必须采集各控制点的状态信息(如断电器,伺服阀,指示灯等),它与外界繁多的各种信号源和执行元件相连接,变化频繁,发生故障的可能性较多,故障类型较多。位置环控制多由光栅尺进行全闭环控制。这是由数控系统发出控制指令,并与位置检测系统的反馈值相比较,进一步完成控制任务。但是光栅尺由于测量元件损坏或者进入杂质铁屑会影响其测量，或者由于进水吹风等光栅尺或者读数头故障影响测量。
3、数控机床的故障诊断技术
机床诊断技术包括：数控系统自诊断，对系统中关键的硬件和控制软件进行检测。状态诊断：在机床启动后检测驱动，各个电机的温升，功率以及运行状态。
动作诊断，在机床运动过程中检测各个功能部件的运动状态，判断动作不良的部位。操作诊断，见识由于操作失误或者程序错误造成的故障。点检诊断，定期点检液压气动元件以及配电柜，电主轴等功能区。
数控系统故障诊断方法包括直观法（望闻问切）包括：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。
数控机床故障诊断应遵循的原则包括：先外部后内部数控机床的检修要求维修人员掌握先外部后内部的原则，由外向内逐一进行检查排除。先机械后电气首先检查机械是否正常，行程开关是否灵活，气动液压部分是否正常等，在故障检修之前，首先注意排除机械的故障。先静后动维修人员本身要做到先静后动。首先询问机床操作人员故障发生的过程及状态，查阅机床说明书、图纸资料，进行分析后，才可动手查找和处理故障。
诊断常用的仪器包括仪表及工具：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。
诊断用技术资料主要包括：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。
4、结语
由于机床的先进性与复杂性涉及多个技术领域，因此故障种类繁多，诊断较为困难，为了解决机床设备的故障，需要注重研究数控机床的诊断与检测技术，保证机床长期安全平稳运行，发挥更大效益。
参考文献
[1]吴国经主编.《数控机床床故障诊断与维修》[M].电子工业出版社出版,2005.
