數控機床的故障實例分析

一、NC系統故障

1.硬件故障

由于NC系統出現硬件的損壞，造成機床停機。對于這類故障的診斷，首先必須了解該數控系統的工作原理及各線路板的功能，然后根據故障現象進行分析，在有條件的情況下利用交換法準確定位故障點。

一臺采用德國HEIDENHAIN公司TNC 155的數控銑床，一次發生故障，工作時系統經常死機，停電時經常丟失機床參數和程序。經檢查發現NC系統主板彎曲變形，經校直固定后，系統恢復正常，再也沒有出現類似故障。

2.軟故障

數控機床有些故障是由于NC系統機床參數引起的，有時因設置不當，有時因意外使參數發生變化或混亂，這類故障只要調整好參數，就會自然恢復。還有些故障由于偶然原因使NC系統處于死循環狀態，這類故障就必須采取強行啟動的方法恢復系統的使用。

一臺采用西門子SINUMERIK 810的數控機床，一次出現問題，每次開機系統都進入AUTOMATIC狀態，不能進行任何操作，系統出現死機狀態。經強制啟動后，系統恢復正常工作，這個故障就是因操作人員操作失誤或其他原因使NC系統處于死循環狀態。

3.因其他原因引起的NC系統故障

有時因供電電源出現問題或緩沖電池失效也會引起系統故障。一臺采用德國西門子SINUMERIK SYSTEM 3的數控機床，一次出現故障，NC系統加上電后，CRT不顯示。檢查發現NC系統上“COUPLING MODULE”板上左邊的發光二極管閃亮，指示故障。對PLC進行熱啟動后，系統正常工作。但過幾天后，這個故障又重新出現，經對發光二極管閃動頻率的分析，確定為電池故障，更換電池后，故障消除。

二、伺服系統的故障

由于數控系統的控制核心是對機床的進給部分進行數字控制，而進給是由伺服單元控制伺服電機，帶動滾珠絲杠來實現的。由旋轉編碼器做位置反饋元件，形成半閉環的位置控制系統，所以伺服系統在數控機床上的作用相當重要。伺服系統的故障一般都是由于伺服控制單元、伺服電機、測速電機、編碼器等出現問題引起的。

一臺采用SINUMERIK 810的數控車床，一次刀塔出現故障，轉動不到位，刀塔轉動時，出現6016號報警“SLIDE POWER PACK NO OPERATION”。根據工作原理和故障現象進行分析，刀塔轉動是由伺服電機驅動的，電機一啟動，伺服單元就產生過載報警，切斷伺服電源，并反饋給NC系統，顯示6016報警。檢查機械部分，更換伺服單元都不能解決問題；更換伺服電機后，故障被排除。

三、外部故障

1.操作和維護人員不熟悉設備引起的故障

現代的數控設備都是機電一體化的產品，結構比較復雜，保護措施完善，自動化程度非常高。有些故障并不是硬件損壞引起的，而是由于操作、調整、處理不當引起的。這類故障在設備使用初期發生的頻率很高，因為這個階段操作人員和維護人員對設備都不是特別熟悉。

一臺數控銑床發生打刀事故，按急停按鈕換上新刀，但工作臺不旋轉；通過PLC梯形圖分析，發現其換刀過程不正確。計算機認為換刀過程沒有結束，不能進行其他操作，按正確程序重新換刀后，機床恢復正常。

2.由外部硬件損壞引起的故障

這類故障是數控機床常見故障，一般都是由于檢測開關、液壓系統、氣動系統、電氣執行元件、機械裝置等出現問題引起的。有些故障可產生報警，通過報答信息查找故障原因。

一臺數控磨床，數控系統采用西門子SINUMERIK SYSTEM 3，出現故障報警F31“SPINDLE COOLANT CIRCUIT”，指示主軸冷卻系統有問題，而檢查冷卻系統并無問題；查閱PLC梯形圖，故障是由流量檢測開關B9.6檢測出來的。檢查這個開關，發現開關已損壞；更換新的開關，故障消失。

四、機床參考點丟失故障

一般情況下，因斷電等原因導致數控機床參考點丟失后，重新傳入機床備份的NC參數即可。但是一些機床由于原始資料不齊，NC參數沒有備份，一旦發生參考點丟失，想恢復機床正常運行是非常困難的。

發現問題是解決問題的第一步，而且是最重要的一步。特別是對數控機床的外部故障，可能診斷過程比較復雜；但是發現問題所在后，解決起來比較輕松。對外部故障的診斷，首先應熟練掌握機床的工作原理和動作順序；其次要熟練運用廠方提供的PLC梯形圖，利用NC系統的狀態顯示功能或用機外編程器監測PLC的運行狀態，根據梯形圖的鏈鎖關系確定故障點。只要做到以上兩點，一般數控機床的外部故障都能被及時排除。

（作者單位：湖南化工職業技術學院）