数控机床是复杂的大系统，它涉及光、机、电、液等很多技术，发生故障是难免的。机械锈蚀、机械磨损、机械失效，电子元器件老化、插件接触不良、电流电压波动、温度变化、干扰、噪声，软件丢失或本身有隐患、灰尘，操作失误等都可导致数控机床出故障。
1）动作诊断：监视机床各动作部分，判定动作不良的部位。诊断部位是ATC、APC和机床主轴。
2）状态诊断：当机床电机带动负载时，观察运行状态。
3）点检诊断：定期点检液压元件、气动元件和强电柜。
4）操作诊断：监视操作错误和程序错误。
当前使用的各种CNC系统的诊断方法归纳起来大致可分为三大类。
（1）启动诊断（Star up Diagnostics）
把CNC系统每次从通电开始到进入正常的运行准备状态为止，系统内部诊断程序自动执行的诊断。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单元等模块以及CRT/MDI单元、纸带阅读机、软盘单元等装置或外部设备。
（2）在线诊断（On— Line Diagnostics）
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系统本身以及与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机以及外部设备等进行自动诊断、检查。一般来说，包括自诊断功能的状态显示和故障信息显示两部分。
．接口显示：为了区分出故障发生在数控内部，还是发生在PLC或机床侧，有必要了解CNC和PLC或CNC和机床之间的接状态以及CNC内部状态。
．内部状态显示：
（a）由于外因造成不执行指令的状态显示。
（b）复位状态显示。
（c）TH报警状态显示，即纸带水平和垂直校验，显示出报警时的纸带错误孔的位置。
（d）磁泡存储器异常状态显示。
（e）位置偏差量的显示。
（f）旋转变压器或感应同步器的频率检测结果显示。
（g）伺服控制信息显示。
（h）存储器内容显示等。
故障信息显示的内容一般有上百条，最多可达600条。这许多信息大都以报警号和适当注释的形式出现。一般可分成下述几大类：
（a）过热报警类；
（b）系统报警类；
（c）存储器报警类；
（d）编程/设定类，这类故障均为操作、编程错误引起的软故障；
（e）伺服类：即与伺服单元和伺服电机有关的故障报警；
（f）行程开关报警类；
（g）印刷线路板间的连接故障类。
（3）离线诊断（Off—Line Diagnostics）
离线诊断的主要目的是故障导通知故障定位，力求把故障定位在尽可能小的范围内。现代CNC系统的离线诊断用软件，一般多已与CNC系统控制软件一起存在CNC系统中，这样维修诊断时更为方便。
（a）通讯诊断：用户只需反CNC系统中专用“通信接口”连接到普通电话线上，而在西门子公司维修中心的专用通信诊断计算机的“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关得出结论。
（b）自修复系统：备用模块则系统能自动使故障模块脱机而接通备用模块，从而使系统较快地进入正常工作状态。
（c）具有AI（人工智能）功能的专家故障诊断系统：
①在处理实际问题时，通过具有某个领域的专门知识的专家分析和解释数据并作出决定。
②专家系统利用专家推理方法的计算机模型来解决问题，并且得到的结论和专家相同。
采用发光二级管来批示故障可能产生的原因，例如过热报警，过流报警，过压报警，欠压报警，I2t值监控（用于电源电路）等。
数控机床维修
一．概述
数控机床的维修概念，不能单纯局限于数控系统发生故障时，如何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。
二．正确操作和使用数控系统的步骤
（1）数控系统通电前的检查
1）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。
2）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*地连接。
3）交流输入电源的连接是否符合CNC装置规定的要求。
4）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。
（2）数控系统通电后的检查
1）首先要检查数控装置中各个风扇是否正常运转。
2）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。
3）进一步确认CNC装置的各种参数。
4）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。
5）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。
6）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。
7）CNC装置的功能测试。
1）制订CNC系统的日常维护的规章制度。
2）应尽量少开数控柜和强电柜的门。
3）定时清理数控装置的散热通风系统。
4）CNC系统的输入/输出装置的定期维护。
5）定期检查和更换直流电机电刷。
6）经常监视CNC装置用的电网电压。
7）存储器用电池的定期更换。
8）CNC系统长期不用时的维护。
9）备用印刷线路板的维护。对于已购置的备用印刷线路板应定期装到CNC装置上通电运行一段时间，以防损坏。
10）做好维修前期的准备工作：
①技术准备：维修人员应在平时充分了解系统的性能。
②工具准备：作为最终用户，维修工具只需准备一些常规的仪器设备，如交流电压表，直流电压表，可能用指针式的也可以是数字式的，测量误差在±2%范围内即可。万用表也是一种常用的仪表。
③备件准备：一旦由于CNC系统的部件或元器件损坏，使系统发生故障。为能及时排除故障，用户应准备一些常用的备件。
四．故障处置
一旦CNC系统发生故障，系统操作人员应采取急停措施，停止系统运行，保护好现场。
（1）故障的表现
①系统发生故障的工作方式
工作方式有：Tape（纸带方式）、MDI（手动数据输入方式）、MEMORY（存储器方式）、EDIT（编辑）、HANDLE（手轮）、JOG（点动）方式。
②MDI/DPL（手动数据输入/显示）。
③系统状态显示有时系统发生故障时却没有报警，此时需要通过诊断画面观察系统所处的状态。
④定位误差超差情况。
⑤在CRT上的报警及报警号。
⑥刀具轨迹出现误差时的速度。
（2）故障的频繁程度
①故障发生的时间及频率。
②加工同类工件时，发生故障的概率。
③故障发生的方式，判别是否与进给速度、换刀方式或是与螺纹切削有关。
④出现故障的程序段。
（3）故障的重复性
①将引起故障的程序段重复执行多次进行观察，来考察故障的重复性。
②将该程序段的编程值与系统内的实际数值进行比较，确认两者是否有差异。
③本系统以前是否发生过同样故障？
（4）外界状况
①环境温度。
②周围的振动源。
③系统的安装位置检查，出故障时是否受到阳光的直射等。
④切削液、润滑油是否飞溅到了系统柜、系统柜里是否进水，受到水的浸渍（如暖气漏水）等。
⑤输入电压调查，输入电源是否有波动、电压值等。
⑥工厂内是否有使用大电流的装置。
⑦近处是否存在干扰源。
⑧附近是否正在修理或调试机床、安装了新机床等。
⑨重复出现的故障是否与外界因素有关？
（5）有关操作情况
①经过什么操作之后才发生的故障？
②机床的操作方式对吗？
③程序内是否包含有增量指令？
（6）机床情况
①机床调整状况。
②机床在运输过程中是否发生振动？
③所用刀具的刀尖是否正常？
④换刀时是否设置了偏移量？
⑤间隙补偿给的是否恰当？
⑥机械另件是否随温度变化而变形？
⑦工件测量是否正确？
（7）运转情况
①在运转过程中是否改变过或调整过运转方式？
②机床侧是否处于报警状态？是否已作好运转准备？
③机床操作面板上的售率开关是否设定为“0”？
④机床是否处于锁住状态？
⑤系统是否处于急停状态？
⑥系统的保险丝是否烧断？
⑦机床操作面板上的方式选择开关设定是否正确？
（8）机床和系统之间接线情况
①电缆是否完整无损？
②交流电源线和系统内部电线是否分开安装？
③电源线和信号线是否分开走线？
④信号屏蔽线接地是否正确？
⑤继电器、电磁铁以及电动机等电磁部件是否装有噪声抑制器？
（9）CNC装置的外观检查
①机柜。检查破损情况和是否是在打开柜门的状态下操作。
②机柜内部。风扇电机工作是否正常？控制部分污染程序。
③纸带阅读机。纸带阅读机是否有污物？
④电源单元。保险丝是否正常？
⑤电缆。电缆连接器插头是否完全插入、拧紧？
⑥印刷线路板。印刷线路板数量有无缺损？
⑦MDI/CRT单元。
（10）有关穿孔纸带的检查
①纸带阅读机天关是否正常？
②有关纸带操作的设定是否正确？
③纸带是否折、皱和存有污物？
④纸带的连接处正常否？
⑤纸带上的孔有无破损？
⑥这条纸带是否用过？
⑦使用的是黑色纸带还是其它颜色的纸带？
