1
數(shù)控機床故障診斷在故障診斷時應(yīng)掌握以下原則：
1.對切削溫度的影響：切削速度，進給率，背吃刀量；
對切削力的影響：背吃刀量，進給率，切削速度；
對刀具耐用度的影響：切削速度，進給率，背吃刀量。
2.當背吃刀量增大一倍時，切削力增大一倍；
當進給率增大一倍時，切削力大概增大70%；
當切削速度增大一倍時，切削力逐漸減小；
也就是說，如果用G99，切削速度變大，切削力不會有太大變化。
3.可以根據(jù)鐵屑排出的情況判斷出切削力，切削溫度是否在正常范圍內(nèi)。
4.當所量的實際數(shù)值X與圖紙直徑Y(jié)之大于0.8時車的凹圓弧時，副偏角52度的車刀（也就是我們常用的刀片為35度的主偏角93度的車刀）所車出的R在起點位置的地方可能會擦刀。
5.鐵屑顏色所代表的溫度：
白色小于200度
黃色220-240度
暗藍290度
藍320-350度
紫黑大于500度
紅色大于800度
6.FUNAC OI mtc一般默認G指令
G69：不太清楚.
G21：公制尺寸輸入
G25：主軸速度波動檢測斷開"
G80：固定循環(huán)取消
G54：坐標系默認
G18：ZX平面選擇9
G96（G97）：恒線速度控制
G99：每轉(zhuǎn)進給
G40：刀尖補償取消（G41 G42）
G22：存儲行程檢測接通
G67：宏程序模態(tài)調(diào)用取消
G64：不太清楚
G13.1：極坐標插補方式取消
7.外螺紋一般為1.3P，內(nèi)螺紋為1.08P。
8.螺紋轉(zhuǎn)速S1200/螺距*安全系數(shù)（一般為0.8）。
9.手動刀尖R補償公式：從上往下車倒角將減改成加即可。
10.進給每增加0.05，轉(zhuǎn)速降低50-80轉(zhuǎn)這是因為降低轉(zhuǎn)速就意味著刀具磨損下降，切削力增加的就比較慢，從而彌補由于進給的增加使切削力增大，溫度增高而帶來的影響。
11.切削速度與切削力對刀具的影響至關(guān)重要，切削力過大使刀具崩掉的主要原因。切削速度與切削力的關(guān)系：切削速度越快時進給不變，切削力緩慢減小，同時切削速度越快會使刀具磨損的越快，使切削力越來越大，溫度也會越來越高，當切削力和內(nèi)部應(yīng)力大到刀片承受不了時，便會山崩刀（當然這其中也有溫度的變化所產(chǎn)生的應(yīng)力和硬度的下降等原因）。
12.在數(shù)控車加工時，以下幾點應(yīng)特別注意：
?。?）對于目前我國的經(jīng)濟數(shù)控車床一般采用的是普通三相異步電機通過變頻器實現(xiàn)無級變速，如果沒有機械減速，往往在低速時主軸輸出扭距不足，如果切削負荷過大，容易悶車，不過有的機床上帶有齒輪檔位很好的解決了這一問題；
?。?）盡可能使刀具能完成一個零件或一個工作班次的加工工作，大件精加工尤其要注意中間避免中途換刀確保刀具能一次加工完成；
（3）用數(shù)控車車削螺紋時因盡可能采用較高的速度，以實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)，高效生產(chǎn)；
?。?）盡可能使用G96；
?。?）高速度加工的基本概念就是使進給超過熱傳導速度，從而將切削熱隨鐵屑排出使切削熱與工件隔離，確保工件不升溫或少升溫，因此，高速度加工是選取很高的切削速度與高進給相匹配同時選取較小的背吃刀量；
?。?）注意刀尖R的補償。
13.在車槽時經(jīng)常會產(chǎn)生振動和崩刀，這所有的一切根本原因是切削力變大和刀具剛性不夠，刀具伸出長度越短，后角越小，刀片的面積越大剛性越好，就能隨越大的切削力，但槽刀的寬度越大所能承受的切削力也會相應(yīng)的增大，但它的切削力也會增大，相反槽刀小它所能承受的力小，但它的切削力也小。
14.車槽時產(chǎn)生振動的原因：
?。?）刀具伸出長度過長，倒致剛性降低；
?。?）進給率太慢，倒致單位切削力變大從而引起大幅度振動，公式為：P=F/背吃刀量*f P為單位切削力 F為切削力，另外轉(zhuǎn)速度過快也會振刀；
?。?）機床剛性不夠，也就是說刀具能承切削力，而機床承受不了，說白了就是機床車不動，一般新床子不會出現(xiàn)這類問題，出現(xiàn)這類問題的床子要么是年代久遠，要么是經(jīng)常遇到機床殺手。
15.在車一個貨時，剛開始時發(fā)現(xiàn)尺寸都還好，但做了幾個小時后發(fā)現(xiàn)尺寸發(fā)生了變化且尺寸不穩(wěn)定原因可能是剛開始時由于刀都是新的，所以切削力都不是很大，但車了一段時間后刀具磨損，切削力變大，導致工件在卡盤上移位了，所以尺寸老跑且不穩(wěn)定。
16.在用G71時，P和Q的值不能超過整個程序的序列數(shù)否則會出現(xiàn)報警：G71-G73指令格式不正確，至少在FUANC中是這樣。
17.在FANUC系統(tǒng)中的子程序有兩種格式：
?。?）P000 0000前三位指循環(huán)次數(shù)，后四位為程序號；
?。?）P0000L000前四位為程序號，L后面三位為循環(huán)次數(shù)。
18.圓弧起點不變，終點Z方向偏移a個mm，則圓弧底徑位置偏移
19.在打深孔的時候鉆頭不磨切削槽以方便鉆頭排屑。
20.如果是用做的工裝用刀架打眼，可以轉(zhuǎn)動鉆頭，可以改變打出的孔徑。
21.在打不銹鋼中心眼，或者打不銹鋼眼的時候鉆頭或者中心鉆中心必須要小，不然打不動，在用鈷鉆打眼時不磨槽以免在打眼過程中鉆頭退火。
22. 根據(jù)工藝下料一般分三種：一個料一下，兩個貨一下，整個棒料一下。
23.在車螺紋時出現(xiàn)橢圓時可能是料出現(xiàn)松動，用牙刀多理幾刀就行了。
24.在一些可以輸入宏程序的系統(tǒng)中可以用宏程充代替子程序循環(huán)，這樣可以省下程序號，也可以避免很多麻煩。
25.如果用鉆頭進行擴孔，但孔的跳動很大，這時可以用平底鉆進行擴孔，但麻花鉆必須短以增加鋼性。
26.在鉆床上如果直接用鉆頭打孔，孔徑可以會出現(xiàn)偏差，但如果在鉆床進行擴孔尺寸一般不會跑，比如用10MM的鉆頭在鉆床上進行擴孔，則擴出來的孔徑一般都在3絲公差左右。
27.在車小孔（通孔）的時候盡量使屑子連續(xù)不斷的卷屑然后從尾部排出，卷屑要點：一，刀的位置要適當放高，二，適當?shù)娜袃A角，吃刀量以及進給量，切記刀不能太低否則容易斷屑，如果刀的副偏角大的話即使斷屑也不會卡刀桿，如果副偏角太小，則斷屑后屑子會卡住刀桿容易出危險。
28.刀桿在孔中的橫截面越大越不容易振刀，還有可以在刀桿上可以系上強力橡皮筋，因為強力橡皮筋可以起一定的吸附振動的作用。
29.在車銅孔時，刀的刀尖R可以適當大點（R0.4-R0.8），尤其是在車下錐度的時候，鐵件可能沒什么，銅件會很卡屑。
數(shù)控機床是一種技術(shù)含量很高的機、電、儀一體化的高效的自動化機床，綜合了計算機技術(shù)、自動化技術(shù)、伺服驅(qū)動、精密測量和精密機械等各個領(lǐng)域的新的技術(shù)成果，是一門新興的工業(yè)控制技術(shù)。不同的數(shù)控系統(tǒng)雖然在結(jié)構(gòu)和性能上有所區(qū)別，但在故障診斷上有它的共性，現(xiàn)結(jié)合工作實際談一下數(shù)控系統(tǒng)故障分析和維修的一般方法。
數(shù)控系統(tǒng)故障維修通常按照：現(xiàn)場故障的診斷與分析、故障的測量維修排除、系統(tǒng)的試車這三大步進行。
1.1先外部后內(nèi)部
現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的可靠性越來越高，數(shù)控系統(tǒng)本身的故障率越來越低，而大部分故障的發(fā)生則是非系統(tǒng)本身原因引起的。由于數(shù)控機床是集機械、液壓、電氣為一體的機床，其故障的發(fā)生也會由這三者綜合反映出來。維修人員應(yīng)先由外向內(nèi)逐一進行排查。盡量避免隨意地啟封、拆卸，否則會擴大故障，使機床喪失精度、降低性能。系統(tǒng)外部的故障主要是由于檢測開關(guān)、液壓元件、氣動元件、電氣執(zhí)行元件、機械裝置等出現(xiàn)問題而引起的。
1.2先機械后電氣
一般來說，機械故障較易發(fā)覺，而數(shù)控系統(tǒng)及電氣故障的診斷難度較大。在故障檢修之前，首先注意排除機械性的故障。
1.3先靜態(tài)后動態(tài)
先在機床斷電的靜止狀態(tài)，通過了解、觀察、測試、分析，確認通電后不會造成故障擴大、發(fā)生事故后，方可給機床通電。在運行狀態(tài)下，進行動態(tài)的觀察、檢驗和測試，查找故障。而對通電后會發(fā)生破壞性故障的，必須先排除危險后，方可通電。
1.4先簡單后復雜
當出現(xiàn)多種故障互相交織，一時無從下手時，應(yīng)先解決容易的問題，后解決難度較大的問題。往往簡單問題解決后，難度大的問題也可能變得容易。
2
數(shù)控機床的故障診斷技術(shù)
數(shù)控系統(tǒng)是高技術(shù)密集型產(chǎn)品，要想迅速而正確的查明原因并確定其故障的部位，要借助于診斷技術(shù)。隨著微處理器的不斷發(fā)展，診斷技術(shù)也由簡單的診斷朝著多功能的高級診斷或智能化方向發(fā)展。診斷能力的強弱也是評價CNC數(shù)控系統(tǒng)性能的一項重要指標。目前所使用的各種CNC系統(tǒng)的診斷技術(shù)大致可分為以下幾類：
2.1起動診斷
起動診斷是指CNC系統(tǒng)每次從通電開始，系統(tǒng)內(nèi)部診斷程序就自動執(zhí)行診斷。診斷的內(nèi)容為系統(tǒng)中最關(guān)鍵的硬件和系統(tǒng)控制軟件，如CPU、存儲器、I／O等單元模塊，以及MDI／CRT單元、紙帶閱讀機、軟盤單元等裝置或外部設(shè)備。只有當全部項目都確認正確無誤之后，整個系統(tǒng)才能進入正常運行的準備狀態(tài)。否則，將在CRT畫面或發(fā)光二極管用報警方式指示故障信息。此時起動診斷過程不能結(jié)束，系統(tǒng)無法投入運行。
2.2在線診斷
在線診斷是指通過CNC系統(tǒng)的內(nèi)裝程序，在系統(tǒng)處于正常運行狀態(tài)時對CNC系統(tǒng)本身及CNC裝置相連的各個伺服單元、伺服電機、主軸伺服單元和主軸電動機以及外部設(shè)備等進行自動診斷、檢查。只要系統(tǒng)不停電，在線診斷就不會停止。
在線診斷一般包括自診斷功能的狀態(tài)顯示有上千條，常以二進制的0、1來顯示其狀態(tài)。對正邏輯來說，0表示斷開狀態(tài)，1表示接通狀態(tài)，借助狀態(tài)顯示可以判斷出故障發(fā)生的部位。常用的有接口狀態(tài)和內(nèi)部狀態(tài)顯示，如利用I／O接口狀態(tài)顯示，再結(jié)合PLC梯形圖和強電控制線路圖，用推理法和排除法即可判斷出故障點所在的真正位置。故障信息大都以報警號形式出現(xiàn)。一般可分為以下幾大類：過熱報警類；系統(tǒng)報警類；存儲報警類；編程／設(shè)定類；伺服類；行程開關(guān)報警類；印刷線路板間的連接故障類。
2.3離線診斷
離線診斷是指數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，數(shù)控系統(tǒng)制造廠家或?qū)I(yè)維修中心利用專用的診斷軟件和測試裝置進行停機（或脫機）檢查。力求把故障定位到盡可能小的范圍內(nèi)，如縮小到某個功能模塊、某部分電路，甚至某個芯片或元件，這種故障定位更為精確。
2.4現(xiàn)代診斷技術(shù)
隨著電信技術(shù)的發(fā)展，IC和微機性價比的提高，近年來國外已將一些新的概念和方法成功地引用到診斷領(lǐng)域。
（1）通信診斷
也稱遠程診斷，即利用電話通訊線把帶故障的CNC系統(tǒng)和專業(yè)維修中心的專用通訊診斷計算機通過連接進行測試診斷。如西門子公司在CNC系統(tǒng)診斷中采用了這種診斷功能，用戶把CNC系統(tǒng)中專用的“通信接口”連接在普通電話線上，而兩門子公司維修中心的專用通迅診斷計算機的“數(shù)據(jù)電話”也連接到電話線路上，然后由計算機向CNC系統(tǒng)發(fā)送診斷程序，并將測試數(shù)據(jù)輸回到計算機進行分析并得出結(jié)論，隨后將診斷結(jié)論和處理辦法通知用戶。
通訊診斷系統(tǒng)還可為用戶作定期的預(yù)防性診斷，維修人員不必親臨現(xiàn)場，只需按預(yù)定的時間對機床作一系列運行檢查，在維修中心分析診斷數(shù)據(jù)，可發(fā)現(xiàn)存在的故障隱患，以便及早采取措施。當然，這類CNC系統(tǒng)必須具備遠程診斷接口及聯(lián)網(wǎng)功能。
（2）自修復系統(tǒng)
就是在系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有備用模塊，在CNC系統(tǒng)的軟件中裝有自修復程序，當該軟件在運行時一旦發(fā)現(xiàn)某個模塊有故障時，系統(tǒng)一方面將故障信息顯示在CRT上，同時自動尋找是否有備用模塊，如有備用模塊，則系統(tǒng)能自動使故障脫機，而接通備用模塊使系統(tǒng)能較快地進入正常工作狀態(tài)。這種方案適用于無人管理的自動化工作場合。
需要注意的是：機床在實際使用中也有些故障既無報警，現(xiàn)象也不是很明顯，對這種情況，處理起來就不那樣簡單了。另外有此設(shè)備出現(xiàn)故障后，不但無報警信息，而且缺乏有關(guān)維修所需的資料。對這類故障的診斷處理，必須根據(jù)具體情況仔細檢查，從現(xiàn)象的微小之處進行分析，找出它的真正原因。要查清這類故障的原因，首先必須從各種表面現(xiàn)象中找山它的真實故障現(xiàn)象，再從確認的故障現(xiàn)象中找出發(fā)生的原因。全面地分析一個故障現(xiàn)象是決定判斷是否正確的重要因素。在查找故障原因前，首先必須了解以下情況：故障是在正常工作中出現(xiàn)還是剛開機就出現(xiàn)的；山現(xiàn)的次數(shù)是第一次還是已多次發(fā)生；確認機床加工程序的正確性；是否有其他人
3
數(shù)控機床的常見故障排除方法
由于數(shù)控機床故障比較復雜，同時數(shù)控系統(tǒng)自診斷能力還不能對系統(tǒng)的所有部件進行測試，往往是一個報警號指示出眾多的故障原因，使人難以入手。下面介紹維修人員任生產(chǎn)實踐中常用的排除故障方法。
3.1直觀檢查法
直觀檢查法是維修人員根據(jù)對故障發(fā)生時的各種光、聲、味等異?，F(xiàn)象的觀察，確定故障范圍，可將故障范圍縮小到一個模塊或一塊電路板上，然后再進行排除。一般包括：
A。詢問：向故障現(xiàn)場人員仔細詢問故障產(chǎn)生的過程、故障表象及故障后果等；
B。目視：總體查看機床各部分工作狀態(tài)是否處于正常狀態(tài)，各電控裝置有無報警指示，局部查看有無保險燒斷，元器件燒焦、開裂、電線電纜脫落，各操作元件位置正確與否等等；
C。觸摸：在整機斷電條件下可以通過觸摸各主要電路板的安裝狀況、各插頭座的插接狀況、各功率及信號導線的聯(lián)接狀況以及用手摸并輕搖元器件，尤其是大體積的阻容、半導體器件有無松動之感，以此可檢查出一些斷腳、虛焊、接觸不良等故障；
D。通電：是指為了檢查有無冒煙、打火，有無異常聲音、氣味以及觸摸有無過熱電動機和元件存在而通電，一旦發(fā)現(xiàn)立即斷電分析。如果存在破壞性故障，必須排除后方可通電。
例：一臺數(shù)控加工中心在運行一段時間后，CRT顯示器突然出現(xiàn)無顯示故障，而機床還可繼續(xù)運轉(zhuǎn)。停機后再開又一切正常。觀察發(fā)現(xiàn)，設(shè)備運轉(zhuǎn)過程中，每當發(fā)生振動時故障就可能發(fā)生。初步判斷是元件接觸不良。當檢查顯示板時，CRT顯示突然消失。檢查發(fā)現(xiàn)有一晶振的兩個引腳均虛焊松動。重新焊接后，故障消除。
3.2初始化復位法
一般情況下，由于瞬時故障引起的系統(tǒng)報警，可用硬件復位或開關(guān)系統(tǒng)電源依次來清除故障。若系統(tǒng)工作存貯區(qū)由于掉電、撥插線路板或電池欠壓造成混亂，則必須對系統(tǒng)進行初始化清除，清除前應(yīng)注意作好數(shù)據(jù)拷貝記錄，若初始化后故障仍無法排除，則進行硬件診斷。
例：一臺數(shù)控車床當按下自動運行鍵，微機拒不執(zhí)行加工程序，也不顯示故障自檢提示，顯示屏幕處于復位狀態(tài)（只顯示菜單）。有時手動、編輯功能正常，檢查用戶程序、各種參數(shù)完全正確；有時因記憶電池失效，更換記憶電池等，系統(tǒng)顯示某一方向尺寸超量或各方向的尺寸都超最（顯示尺寸超過機床實斤能加工的最大尺寸或超過系統(tǒng)能夠認可的最大尺寸）。排除方法：采用初始化復位法使系統(tǒng)清零復位（一般要用特殊組合健或密碼）。
3.3自診斷法
數(shù)控系統(tǒng)已具備了較強的自診斷功能，并能隨時監(jiān)視數(shù)控系統(tǒng)的硬件和軟件的工作狀態(tài)。利用自診斷功能，能顯示出系統(tǒng)與主機之間的接口信息的狀態(tài)，從而判斷出故障發(fā)生在機械部分還是數(shù)控部分，并顯示出故障的大體部位（故障代碼）。
A。硬件報警指示：是指包括數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)在內(nèi)的各電氣裝置上的各種狀態(tài)和故障指示燈，結(jié)合指示燈狀態(tài)和相應(yīng)的功能說明便可獲知指示內(nèi)容及故障原因與排除方法；
B。軟件報警指示：系統(tǒng)軟件、PLC程序與加工程序中的故障通常都設(shè)有報警顯示，依據(jù)顯示的報警號對照相應(yīng)的診斷說明手冊便可獲知可能的故障原因及排除方法。
3.4功能程序測試法
功能程序測試法是將數(shù)控系統(tǒng)的G、M、S、T、F功能用編程法編成一個功能試驗程序，并存儲在相應(yīng)的介質(zhì)上，如紙帶和磁帶等。在故障診斷時運行這個程序，可快速判定故障發(fā)生的可能起因。
功能程序測試法常應(yīng)用于以下場合：
A。機床加工造成廢品而一時無法確定是編程操作不當、還是數(shù)控系統(tǒng)故障引起；
B。數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)隨機性故障，一時難以區(qū)別是外來干擾，還是系統(tǒng)穩(wěn)定性個好；
C。閑置時間較長的數(shù)控機床在投入使用前或?qū)?shù)控機床進行定期檢修時。
例：一臺FANUC9系統(tǒng)的立式銑床在自動加工某一曲線零件時出現(xiàn)爬行現(xiàn)象，表面粗糙度極差。在運行測試程序時，直線、圓弧插補時皆無爬行，由此確定原因在編程方面。對加工程序仔細檢查后發(fā)現(xiàn)該曲線由很多小段圓弧組成，而編程時又使用了正確定位外檢查C61指令之故。將程序中的G61取消，改用G64后，爬行現(xiàn)象消除。
3.5備件替換法
用好的備件替換診斷出壞的線路板，即在分析出故障大致起因的情況下，維修人員可以利用備用的印刷電路板、集成電路芯片或元器件替換有疑點的部分，從而把故障范圍縮小到印刷線路板或芯片一級。并做相應(yīng)的初始化起動，使機床迅速投入正常運轉(zhuǎn)。
對于現(xiàn)代數(shù)控的維修，越來越多的情況采用這種方法進行診斷，然后用備件替換損壞模塊，使系統(tǒng)正常工作。盡最大可能縮短故障停機時間，使用這種方法在操作時注意一定要在停電狀態(tài)下進行，還要仔細檢查線路板的版本、型號、各種標記、跨接是否相同，若不一致則不能更換。拆線時應(yīng)做好標志和記錄。
一般不要輕易更換CPU板、存儲器板及電地，否則有可能造成程序和機床參數(shù)的丟失，使故障擴大。
例：一臺采用西門子SINUMERIKSYSTEM3系統(tǒng)的數(shù)控機床，其PLC采川S5—130W／B，一次發(fā)生故障時，通過NC系統(tǒng)PC功能輸入的R參數(shù)，在加工中不起作用，不能更改加上程序中R參數(shù)的數(shù)值。通過對NC系統(tǒng)工作原理及故障現(xiàn)象的分析，認為PLC的主板有問題，與另一臺機床的主板對換后，進一步確定為PLC主板的問題。經(jīng)專業(yè)廠家維修，故障被排除。
3.6交叉換位法
當發(fā)現(xiàn)故障板或者個能確定是否是故障板而又沒有備件的情況下，可以將系統(tǒng)中相同或相兼容的兩個板互換檢查，例如兩個坐標的指令板或伺服板的交換，從中判斷故障板或故障部位。這種交叉換位法應(yīng)特別注意，不僅要硬件接線的正確交換，還要將一系列相應(yīng)的參數(shù)交換，否則不僅達不到目的，反而會產(chǎn)生新的故障造成思維混亂，一定要事先考慮周全，設(shè)計好軟、硬件交換方案，準確無誤再行交換檢查。
例：一臺數(shù)控車床出現(xiàn)X向進給正常，Z向進給出現(xiàn)振動、噪音大、精度差，采用手動和手搖脈沖進給時也如此。觀察各驅(qū)動板指示燈亮度及其變化基本正常，疑是Z軸步進電動機及其引線開路或Z軸機械故障。遂將Z軸電機引線換到X軸電機上，X軸電機運行正常，說明Z軸電動機引線正常；又將X軸電機引線換到Z軸電機上，故障依舊；可以斷定是Z軸電動機故障或Z軸機械故障。測量電動機引線，發(fā)現(xiàn)一相開路。修復步進電動機，故障排除。
3.7參數(shù)檢查法
系統(tǒng)參數(shù)是確定系統(tǒng)功能的依據(jù)，參數(shù)設(shè)定錯誤就可能造成系統(tǒng)的故障或某功能無效。發(fā)生故障時應(yīng)及時核對系統(tǒng)參數(shù)，參數(shù)一般存放在磁泡存儲器或存放在需由電池保持的CMOSRAM中，一旦電池電量不足或由于外界的干擾等因素，使個別參數(shù)丟失或變化，發(fā)生混亂，使機床無法正常工作。此時，可通過核對、修正參數(shù)，將故障排除。
