在數控機床中，大部分的故障都有資料可查，但也有一些故障，提供的報警信息較含糊甚至根本無報警，或者出現的周期較長，無規律，不定期，給查找分析帶來了很多困難。對這類機床故障，需要對具體情況分析，進行耐心的查找，而且檢查時特別需要機械、電氣、液壓等方面的綜合知識，不然就很難快速、正確地找到故障的真正原因。以下的幾例故障就具有上述情況。

（1）青海XH755臥式加工中心，工作時出現Y軸正（十）向誤差增大，所加工的零件報廢，測量檢查發現誤差范圍可從 0．01～0．50mm。

根據故障情況，首先檢查了機床的位置顯示數值，與程序中要求的尺寸相同，即要求Y軸移動100mm時，在屏幕上顯示也是100mm，同時在屏幕上無報警信息。對伺服控制器檢查，沒有發現異常情況，使用百分表在Y軸方向檢查，發現尺寸的變化是根據移動的 次數逐步增大的。根據以上檢查的情況分析，數控系統和伺服放大器都是正常的，引起故障的原因還是在聯軸器上。Y軸的聯軸器如附圖所示。將電動機拆卸，對 聯軸器進行仔細檢查、測量后發現有以下問題：中間的聯接塊的鍵與軸上聯接套的槽配合過松，且鍵與槽接觸的深度不夠，槽內有2/3的空隙。經重新配做中間聯接塊，調整接觸深度后故障排除。

加工精度異常故障的維護　系統參數發生變化或改動、機械故障、機床電氣參數未優化電機運行異常、機床位置環異常或控制邏輯不妥，是生產中數控機床加工精度異常故障的常見原因，找出相關故障點并進行處理，機床均可恢復正常。生產中經常會遇到數控機床加工精度異常的故障。此類故障隱蔽性強、診斷難度大。

導致此類故障的原因主要有五個方面：

（1）機床進給單位被改動或變化。

（2）機床各軸的零點偏置（NULLOFFSET）異常。

（3）軸向的反向間隙（BACKLASH）異常。

（4）電機運行狀態異常，即電氣及控制部分故障。

（5）機械故障，如絲桿、軸承、軸聯器等部件。此外，加工程序的編制、刀具的選擇及人為因素，也可能導致加工精度異常。

1．系統參數發生變化或改動系統參數主要包括機床進給單位、零點偏置、反向間隙等等。例如SIEMENS、FANUC數控系統，其進給單位有公制和英制兩種。機床修理過程中某些處理，常常影響到零點偏置和間隙的變化，故障處理完畢應作適時地調整和修改；另一方面，由于機械磨損嚴重或連結松動也可能造成參數實測值的變化，需對參數做相應的修改才能滿足機床加工精度的要求。

2．機械故障導致的加工精度異常一臺THM6350臥式加工中心，采用FANUC0i-MA數控系統。一次在銑削汽輪機葉片的過程中，突然發現Z軸進給異常，造成至少1mm的切削誤差量（Z向過切）。調查中了解到：故障是突然發生的。機床在點動、MDI操作方式下各軸運行正常，且回參考點正常；無任何報警提示，電氣控制部分硬故障的可能性排除。

分析認為，主要應對以下幾方面逐一進行檢查。

1）檢查機床精度異常時正運行的加工程序段，特別是刀具長度補償、加工坐標系（G54～G59）的校對及計算。

2）在點動方式下，反復運動Z軸，經過視、觸、聽對其運動狀態診斷，發現Z向運動聲音異常，特別是快速點動，噪聲更加明顯。由此判斷，機械方面可能存在隱患。

3）檢查機床Z軸精度。用手脈發生器移動Z軸，（將手脈倍率定為1%26times;100的擋位，即每變化一步，電機進給0.1mm），配合百分表觀察Z軸的運動情況。在單向運動精度保持正常后作為起始點的正向運動，手脈每變化一步，機床Z軸運動的實際距離d=d1=d2=d3%26hellip;=0.1mm，說明電機運行良好，定位精度良好。而返回機床實際運動位移的變化上，可以分為四個階段：①機床運動距離d1>d=0.1mm（斜率大于1）;②表現出為d=0.1mm>d2>d3（斜率小于1）；③機床機構實際未移動，表現出zui標準的反向間隙；④機床運動距離與手脈給定值相等（斜率等于1），恢復到機床的正常運動。無論怎樣對反向間隙（參數1851）進行補償，其表現出的特征是：除第③階段能夠補償外，其他各段變化仍然存在，特別是第①階段嚴重影響到機床的加工精度。補償中發現，間隙補償越大，第①段的移動距離也越大。分析上述檢查認為存在幾點可能原因：一是電機有異常；二是機械方面有故障；三是存在一定的間隙。為了進一步診斷故障，將電機和絲杠*脫開，分別對電機和機械部分進行檢查。電機運行正常；在對機械部分診斷中發現，用手盤動絲杠時，返回運動初始有非常明顯的空缺感。而正常情況下，應能感覺到軸承有序而平滑的移動。經拆檢發現其軸承確已受損，且有一顆滾珠脫落。更換后機床恢復正常。

3．機床電氣參數未優化電機運行異常一臺數控立式銑床，配置FANUC0-MJ數控系統。在加工過程中，發現X軸精度異常。檢查發現X軸存在一定間隙，且電機啟動時存在不穩定現象。用手觸摸X軸電機時感覺電機抖動比較嚴重，啟停時不太明顯，JOG方式下較明顯。分析認為，故障原因有兩點，一是機械反向間隙較大；二是X軸電機工作異常。利用FANUC系統的參數功能，對電機進行調試。首先對存在的間隙進行了補償；調整伺服增益參數及N脈沖抑制功能參數，X軸電機的抖動消除，機床加工精度恢復正常。

4．機床位置環異常或控制邏輯不妥一臺TH61140鏜銑床加工中心，數控系統為FANUC18i，全閉環控制方式。加工過程中，發現該機床Y軸精度異常，精度誤差zui小在0.006mm左右，zui大誤差可達到1.400mm。檢查中，機床已經按照要求設置了G54工件坐標系。在MDI方式下，以G54坐標系運行一段程序即%26ldquo;G90G54Y80F100；M30；%26rdquo;，待機床運行結束后顯示器上顯示的機械坐標值為%26ldquo;-1046.605%26rdquo;，記錄下該值。然后在手動方式下，將機床Y軸點動到其他任意位置，再次在MDI方式下執行上面的語句，待機床停止后，發現此時機床機械坐標數顯值為%26ldquo;-1046.992%26rdquo;，同*次執行后的數顯示值相比相差了0.387mm。按照同樣的方法，將Y軸點動到不同的位置，反復執行該語句，數顯的示值不定。用百分表對Y軸進行檢測，發現機械位置實際誤差同數顯顯示出的誤差基本一致，從而認為故障原因為Y軸重復定位誤差過大。對Y軸的反向間隙及定位精度進行仔細檢查，重新作補償，均無效果。因此懷疑光柵尺及系統參數等有問題，但為什么產生如此大的誤差，卻未出現相應的報警信息呢？進一步檢查發現，該軸為垂直方向的軸，當Y軸松開時，主軸箱向下掉，造成了超差。對機床的PLC邏輯控制程序做了修改，即在Y軸松開時，先把Y軸使能加載，再把Y軸松開；而在夾緊時，先把軸夾緊后，再把Y軸使能去掉。調整后機床故障得以解決。

（1）初始化復位法：一般情況下，由于瞬時故障引起的系統報警，可用硬件復位或開關系統電源依次來清除故障，若系統工作存貯區由于掉電，拔插線路板或電池欠壓造成混亂，則必須對系統進行初始化清除，清除前應注意作好數據拷貝記錄，若初始化后故障仍無法排除，則進行硬件診斷。

（2）參數更改，程序更正法：系統參數是確定系統功能的依據，參數設定錯誤就可能造成系統的故障或某功能無效。有時由于用戶程序錯誤亦可造成故障停機，對此可以采用系統的塊搜索功能進行檢查，改正所有錯誤，以確保其正常運行。

（3）調節，*化調整法：調節是一種zui簡單易行的辦法。通過對電位計的調節，修正系統故障。如某廠維修中，其系統顯示器畫面混亂，經調節后正常。如在某廠，其主軸在啟動和制動時發生皮帶打滑，原因是其主軸負載轉矩大，而驅動裝置的斜升時間設定過小，經調節后正常。

*化調整是系統地對伺服驅動系統與被拖動的機械系統實現*匹配的綜合調節方法，其辦法很簡單，用一臺多線記錄儀或具有存貯功能的雙蹤示波器，分別觀察指令和速度反饋或電流反饋的響應關系。通過調節速度調節器的比例系數和積分時間，來使伺服系統達到即有較高的動態響應特性，而又不振蕩的*工作狀態。在現場沒有示波器或記錄儀的情況下，根據經驗，即調節使電機起振，然后向反向慢慢調節，直到消除震蕩即可。

（4）備件替換法：用好的備件替換診斷出壞的線路板，并做相應的初始化啟動，使機床迅速投入正常運轉，然后將壞板修理或返修，這是zui常用的排故辦法。

（5）改善電源質量法：一般采用穩壓電源，來改善電源波動。對于高頻干擾可以采用電容濾波法，通過這些預防性措施來減少電源板的故障。

（6）維修信息跟蹤法：一些大的制造公司根據實際工作中由于設計缺陷造成的偶然故障，不斷修改和完善系統軟件或硬件。這些修改以維修信息的形式不斷提供給維修人員。以此做為故障排除的依據，可正確*地排除故障。

數控機床電氣故障診斷有故障檢測、故障判斷及隔離和故障定位三個階段。*階段的故障檢測就是對數控機床進行測試，判斷是否存在故障；第二階段是判定故障性質，并分離出故障的部件或模塊；第三階段是將故障定位到可以更換的模塊或印制線路板，以縮短修理時間。為了及時發現系統出現的故障，快速確定故障所在部位并能及時排除，要求故障診斷應盡可能少且簡便，故障診斷所需的時間應盡可能短。為此，可以采用以下的診斷方法：^[1]

1．直觀法

利用感覺器官，注意發生故障時的各種現象，如故障時有無火花、亮光產生，有無異常響聲、何處異常發熱及有無焦煳味等。仔細觀察可能發生故障的每塊印制線路板的表面狀況，有無燒毀和損傷痕跡，以進一步縮小檢查范圍，這是一種zui基本、zui常用的方法。

2．CNC 系統的自診斷功能

依靠CNC 系統快速處理數據的能力，對出錯部位進行多路、快速的信號采集和處理，然后由診斷程序進行邏輯分析判斷，以確定系統是否存在故障，及時對故障進行定位。現代CNC系統自診斷功能可以分為以下兩類：

（1） 開機自診斷開機自診斷是指從每次通電開始至進入正常的運行準備狀態為止，系統內部的診斷程序自動執行對CPU、存儲器、總線、I/O 單元等模塊、印制線路板、CRT 單元、光電閱讀機及軟盤驅動器等設備運行前的功能測試，確認系統的主要硬件是否可以正常工作。

（2） 故障信息提示當機床運行中發生故障時，在CRT 顯示器上會顯示編號和內容。根據提示，查閱有關維修手冊，確認引起故障的原因及排除方法。一般來說，數控機床診斷功能提示的故障信息越豐富，越能給故障診斷帶來方便。但要注意的是，有些故障根據故障內容提示和查閱手冊可直接確認故障原因；而有些故障的真正原因與故障內容提示不相符，或一個故障顯示有多個故障原因，這就要求維修人員必須找出它們之間的內在，間接地確認故障原因。

3．數據和狀態檢查

CNC系統的自診斷不但能在CRT 顯示器上顯示故障報警信息，而且能以多頁的“診斷地址”和“診斷數據”的形式提供機床參數和狀態信息，常見的數據和狀態檢查有參數檢查和接口檢查兩種。

（1） 參數檢查數控機床的機床數據是經過一系列試驗和調整而獲得的重要參數，是機床正常運行的保證。這些數據包括增益、加速度、輪廓監控允差、反向間隙補償值和絲杠螺距補償值等。當受到外部干擾時，會使數據丟失或發生混亂，機床不能正常工作。

（2） 接口檢查CNC系統與機床之間的輸入/輸出接口信號包括CNC 系統與PLC、PLC 與機床之間接口輸入/輸出信號。數控系統的輸入/輸出接口診斷能將所有開關量信號的狀態顯示在CRT 顯示器上，用“1”或“0”表示信號的有無，利用狀態顯示可以檢查CNC系統是否已將信號輸出到機床側，機床側的開關量等信號是否已輸入到CNC 系統，從而可將故障定位在機床側或是在CNC 系統。

4．報警指示燈顯示故障

現代數控機床的CNC 系統內部，除了上述的自診斷功能和狀態顯示等“軟件”報警外，還有許多“硬件”報警指示燈，它們分布在電源、伺服驅動和輸入/輸出等裝置上，根據這些報警燈的指示可判斷故障的原因。

5．備板置換法

利用備用的電路板來替換有故障疑點的模板，是一種快速而簡便的判斷故障原因的方法，常用于CNC 系統的功能模塊，如CRT 模塊、存儲器模塊等。需要注意的是，備板置換前，應檢查有關電路，以免由于短路而造成好板損壞，同時，還應檢查試驗板上的選擇開關和跨接線是否與原模板一致，有些模板還要注意模板上電位器的調整。置換存儲器板后，應根據系統的要求，對存儲器進行初始化操作，否則系統仍不能正常工作。

6．交換法

在數控機床中，常有功能相同的模塊或單元，將相同模塊或單元互相交換，觀察故障轉移的情況，就能快速確定故障的部位。這種方法常用于伺服進給驅動裝置的故障檢查，也可用于CNC 系統內相同模塊的互換。

7．敲擊法

CNC 系統由各種電路板組成，每塊電路板上會有很多焊點，任何虛焊或接觸不良都可能出現故障。用絕緣物輕輕敲打有故障疑點的電路板、接插件或電器元件時，若故障出現，則故障很可能就在敲擊的部位。

8．測量比較法

為檢測方便，模塊或單元上設有檢測端子，利用萬用表、示波器等儀器儀表，通過這些端子檢測到的電平或波形，將正常值與故障時的值相比較，可以分析出故障的原因及故障的所在位置。由于數控機床具有綜合性和復雜性的特點，引起故障的因素是多方面的。上述故障診斷方法有時要幾種同時應用，對故障進行綜合分析，快速診斷出故障的部位，從而排除故障。同時，有些故障現象是電氣方面的，但引起的原因是機械方面的；反之，也可能故障現象是機械方面的，但引起的原因是電氣方面的；或者二者兼而有之。因此，對它的故障診斷往往不能單純地歸因于電氣方面或機械方面，而必須加以綜合，地進行考慮。