0 引言

　　诊断数控机床故障的方法有很多，很难说哪种该用哪种不该用，所有能正确诊断出故障的方法都可以用，生产需要的是快速而准确地诊断出故障部位和原因，恰当运用诊断方法是诊断正确的保障。这里结合实际解决故障的情况，按照使用率的高低，给出以下几种实际中常常用到的方法，供有关人员参考。

1 直观诊断法

　　直观诊断法是最基本的方法。属感官诊断，就是利用眼看、口问、耳听、鼻闻、手摸这“五诊”进行诊断。用人的眼睛观察屏幕信息，观察外观形态，如位置移动、紧固件松动等，询问使用者，聆听机床发出的声音和噪音，用手摸机床敏感部位温度高低、振动强弱等等，尤其是望诊诊断，通过观察数控机床屏幕信息指示、机床零部件的形态和位置等，往往就可以大致判断出故障的性质、状态和位置。这“五诊”手段可以单独应用，也可以综合应用。直观诊断方法诊断迅速，也很凑效，但它要求要善于观察屏幕故障信息和掌握故障体征现象，还要求维修人员具有丰富的实际经验，要有较宽知识面和综合判断的能力。

　　数控机床一个最大的特征就是有一个显示屏，显示屏有CRT和LED两种，不论是哪一种显示屏，作用都是一样的，当机床出现故障或异常时，在屏幕上往往都有显示，如急停、超程，夹紧松开状态、程序错误等等，认真观察分析屏幕信息，可以帮助我们分析判断、较快地找出故障原因，少走弯路。因此直观诊断方法是非常值得重视的。

2 自诊断功能法

　　这是利用数控机床具有的自我诊断能力，它能随时监视数控系统硬件和软件的工作状态，一旦机床发生异常，在机床的显示屏上就会显示报警信息，指出机床故障的大致范围，甚至还能判断故障发生在机械部分还是数控系统部分，以及大致部位。自诊断功能法也是当前维修时最为有效的一种方法。数控机床的自我诊断分三种。

　　1)开机自诊断

　　开机自诊就是数控机床启动时，数控系统要对整个机床控制系统进行扫描，并检查各功能部分的状态，同时将异常的情况通过屏幕或其他形式表现出来，这种自诊主要针对CPU、I/O单元、CRT/MDI单元，存储器、软驱、指定设备的安装、连接状态与性能等进行检查，当数控机床出现故障报警时，可以进行重启动操作，利用开机自诊断功能，扫描数控系统，检查相关关键部分是否正常。以FANUCII系统为例，自诊时，机床上的显示屏按9—8—7—6—5—4—3—2—1的顺序指示，其检查含义如表1所示，当有异常显示时，表明有故障存在，对照手册就可以判断故障位置了。

　　2)运行自诊断

　　运行自诊断是数控系统正常工作时，运行内部诊断程序，对系统本身、PLC、位置伺服单元、伺服电机、主轴电机以及与数控装置相连的其它外部装置进行自动测试、检查，并显示有关状态信息和故障信息。只要数控系统不断电，这种诊断就会反复进行，一直到关机为止。

　　3)脱机诊断

　　一些数控系统，尤其是早期的数控机床，当系统出现故障时，往往需要停机；有些硬件如接触器、继电器等元件出现故障，开机自诊和运行自诊可能无法实现，也需要采用脱机诊断；有的机床带有随机的专用诊断程序或诊断装置用于对系统进行脱机诊断。此外，通过脱机自诊，可以将故障作进一步的缩小和定位，例如采用大块板结构的数控系统，通过脱机测试，能将故障范围锁定到印制电路板的具体某个芯片或元器件，这种诊断对于修复印制电路板是很有用的。

　　目前的机床数控系统的自诊断能力除了能在屏幕上显示硬件故障报警信息外，还能实现多页的“诊断地址”和“诊断数据”，为维修人员和用户提供了完善的机床状态信息。

3 功能程序测试法

　　此法将数控系统的常用功能和特殊功能如定位、插补、螺纹切削、循环、用户宏程序等编制成一个功能测试程序，存储于相应的介质上，如纸带和磁带等，需要时通过纸带阅读机等送人数控系统内，检查机床执行这些功能的准确性和可靠性，进而判断出故障发生的可能原因。尤其对于长期闲置的机床第一次开机时的检查，机床加工产生废品而又无报警，且一时难以确定是编程错误还是操作错误，或者机床本身故障时，常常要采用此法。

4 换板法

　　换板法主要用于无法确定故障源时使用。现在的数控机床控制部分如x轴、Y轴、z轴等的驱动模块，大多采用块板结构，每个块板上安装有大量的片状元件和集成块，当其中的某个模块上的元件发生故障，导致该方向的驱动异常时，我们往往很难找到具体的故障元件，即使费力找到了故障元件，其装拆也是十分困难的，而控制模块一般都有备件，更换也容易，因此，故障发生时，通常是对模块进行检测与维修，现场维修只要求结合故障现象，判断、查找出发生故障的模块，进行备件替换。

5 系统参数检查法

　　参数是整个数控系统中很重要的一部分，系统参数出错误可以引起各种各样的问题；使用过程中因为某些情况可能会使得参数全部丢失或个别参数改变；如系统不能正常启动、数控机床不能正常运行、运行时经常报跟踪误差、运动方向或回零方向反向、运行程序不正常、不能够进行螺纹加工、系统显示不正常、死机等故障，多因参数设置不合理、参数错误有关。这就要通过核对、修正参数，将故障排除。

6 测量比较法

　　这是利用电路板上设计的端子比较测量正常印刷线路板和有故障印刷线路板之间的差异(电压或波形)；分析故障的起因及故障所在位置。机床的电气部分如控制电源的交直流电路、驱动电源的诊断往往采用此法，一旦出现故障，通常的表现是电压的消失或偏离正常值，可以通过测量相应点的当前值与正常值比较做出判断，在对某汽配厂数控机床维修记录调查抽取的22例案例分析统计中，有5例的故障都是发生在直流24V及12V电压异常引起的，约占23％的比例。对此，维修人员应在平时记载电路板上关键部件或易出故障部位在正常时的波形和电压值，一旦机床出现异常现象，就可以测量相关部位的电参数进行对比，从而判断出有无故障。

7 机床PMC诊断法

　　PMC是数控机床内置的可编程序控制器，数控机床采用PLC来控制辅助电气部分的动作，因此利用PMC诊断辅助电气部分的故障是十分有效的。当机床的辅助电器出现异常或故障，通常的表现是：1)可根据CNC报警直接找到原因的故障；2)故障虽有CNC报警显示，但引起的原因较多，难以找出真正的原因；3)故障没有任何提示。通过检查PLC的I/O状态来确定故障范围，如对于I端口，若输入不正常，则故障在外电路或外电路的开关量，反之在NC侧或内PLC；对于O端口，若输出不正常，则故障在NC侧或内部PLC，若输出正常，则故障在外电路和外电路的执行电器。此外，还可以观察PLC的动态梯形图状态，结合工作原理，找出故障的原因和故障点。

8 原理分析法

　　根据机械传动原理、电路工作原理，结合感官诊断，弄清故障所属的系统，分析故障原因，确定故障范围和故障点这就是原理分析法。此法在应用时一定要得法，要具备一定的理论基础，要对整个系统或每个电路的原理有清楚的、较深入的全面了解。数控机床机械系统相对简单，而电控系统则比较复杂，当遇到复杂故障不知如何下手时，可采取先机后电、先主后辅助，化整为零进行分析，分析时要善于逻辑推理法，从逻辑上分析各点的逻辑电平和特征参数(如电压值与波形)，然后用万用表、逻辑笔、示波器或逻辑分析仪进行测量、分析和比较，从而对故障定位。只要运用正确，这种方法总是可以找到故障的。需要特别强调的是，对于机械部分的故障，有的看似简单，往往修复起来却很麻烦，所以要有充分的把握才能拆卸机械部分。

9 结语

　　虽然数控机床的产品结构成熟、性能稳定、质量可靠，但是无论怎样说，在机床的使用过程中，出现各种各样故障总是在所难免的，从事数控机床维修人员若能灵活熟练掌握以上诊断方法，将有助于迅速而准确地诊断故障根源，准确而快速地排除各种故障。