第1章 数控机机床的维维修维护护基础1.1 数控机床床基本概概念1.1.1 数控技术术与数控控机床数控技术术，简称称数控（NNumeericcal Conntrool—NC），是是利用数数字化信信息对机机械运动动及加工工过程进进行控制制的一种种方法由由于现代代数控都都采用了了计算机机进行控控制，因因此，也也可以称称为计算算机数控控（Coompuuterrizeed NNumeericcal Conntrool—CNCC）为了对机机械运动动及加工工过程进进行数字字化信息息控制，必必须具备备相应的的硬件和和软件用用来实现现数字化化信息控控制的硬硬件和软软件的整整体成为为数控系系统（NNumeericcal Conntrool SSysttem），数数控系统统的核心心是数控控装置（NNumeericcal Conntroolleer）采用数控控技术进进行控制制的机床床，称为为数控机机床（NNC机床床）它它是一种种综合应应用了计计算机技技术、自自动控制制技术、精精密测量量技术和和机床设设计等先先进技术术的典型型机电一一体化产产品，是是现代制制造技术术的基础础控制制机床也也是数控控技术应应用最早早、最广广泛的领领域，因因此，数数控机床床的水平平代表了了当前数数控技术术的性能能、水平平和发展展方向。
数控机床床种类繁繁多，有有钻铣镗镗床类、车车削类、磨磨削类、电电加工类类、锻压压类、激激光加工工类和其其他特殊殊用途的的专用数数控机床床等等，凡凡是采用用了数控控技术进进行控制制的机床床统称为为NC机机床带有自动动换刀装装置ATTC（AAutoomattic Toool CChanngerr—ATCC）的数数控机床床（带有有回转刀刀架的数数控车床床除外）称称为加工工中心（MMachhinee Ceenteer—MC）它它通过刀刀具的自自动交换换，工件件可以一一次装、夹夹完成多多工序的的加工，实实现了工工序集中中和工艺艺的复合合，从而而缩短了了辅助加加工时间间，提高高了机床床的效率率；减少少了工件件安装、定定位次数数，提高高了加工工精度加加工中心心是目前前数控机机床中产产量最大大、应用用最广的的数控机机床在加工中中心的基基础上，通通过增加加多工作作台（托托盘）自自动交换换装置（AAutoo Paalleet CChanngerr—APCC）以及及其他相相关装置置，组成成的加工工单元称称为柔性性加工单单元（FFlexxiblle MManuufaccturringg Ceell——FMCC）。
FFMC不不仅是现现了工序序的集中中和工艺艺的复合合，而且且通过工工作台（托托盘）的的自动交交换和较较完善的的自动监监测、监监控功能能，可以以进行一一定时间间的无人人化加工工，从而而进一步步提高了了设备的的加工效效率FFMC既既是柔性性制造系系统FMMS（FFlexxiblle MManuufaccturringg Syysteem）的的基础，又又可以作作为独立立的自动动化加工工设备使使用，因因此其发发展速度度较快在FMCC和加工工中心的的基础上上，通过过增加物物流系统统、工业业机器人人以及相相关设备备，并由由中央控控制系统统进行集集中、统统一控制制和管理理，这样样的制造造系统称称为柔性性制造系系统FMMS（FFlexxiblle MManuufaccturringg Syysteem）FFMS不不仅可以以进行长长时间的的无人化化加工，而而且可以以实现多多品种零零件的全全部加工工和部件件装配，实实现了车车间制造造过程的的自动化化，它是是一种高高度自动动化的先先进制造造系统随着科技技发展，为为了适应应市场需需求多变变的形势势，对现现代制造造业来说说，不仅仅需要发发展车间间制造过过程的自自动化，而而且要实实现从市市场预测测、生产产决策、产产品设计计、产品品制造直直到产品品销售的的全面自自动化。
将将这些要要求综合合、构成成的完整整的生产产制造系系统，称称为计算算机集成成制造系系统（CCompputeer IInteegraatedd Maanuffactturiing Sysstemm—CIMMS）CCIMSS将一个个更长的的生产、经经营活动动进行了了有机的的集成，实实现了更更高效益益、更高高柔性的的智能化化生产，是是当今自自动化制制造技术术发展的的最高阶阶段在在CIMMS中，不不仅是生生产设备备的集成成，更主主要的是是以信息息为特征征的技术术集成和和功能集集成计计算机是是集成的的工具，计计算机辅辅助的自自动化单单元技术术是集成成的基础础，信息息和数据据的交换换及共享享是集成成的桥梁梁，最终终形成的的产品，可可以看成成是信息息和数据据的物质质体现1.1.2 数控系统统及其组组成1. 数控系统统的基本本组成数控系统统是所有有数控设设备的核核心数数控系统统的主要要控制对对象是坐坐标轴的的位移（包包括移动动速度、方方向、位位置等），其其控制信信息主要要来源于于数控加加工或运运动控制制程序因因此，作作为数控控系统的的最基本本组成应应包括：：程序的的输入//输出装装置、数数控装置置、伺服服驱动这这三部分分。
1） 输入/输输出装置置 输入//输出装装置的作作用是进进行数控控加工或或运动控控制程序序、加工工与控制制数据、机机床参数数以及坐坐标轴位位置、检检测开关关的状态态等数据据的输入入、输出出键盘盘和显示示器是任任何数控控设备都都必备的的最基本本的输入入/输出出装置此此外，根根据数控控系统的的不同，还还可以配配光电阅阅读机、磁磁带机或或软盘驱驱动器等等作为为外围设设备，计计算机是是目前常常用的输输入/输输出装置置之一2） 数控装置置 数控装装置是数数控系统统的核心心它由由输入//输出接接口线路路、控制制器、运运算器和和存储器器等部分分组成数数控装置置的作用用是将输输入装置置输入的的数据，通通过内部部的逻辑辑电路或或控制软软件进行行编译、运运算和处处理，并并输出各各种信息息和指令令，以控控制机床床的各部部分进行行规定的的动作在这些控控制信息息和指令令中，最最基本的的是坐标标轴的进进给速度度、进给给方向和和进给位位移量指指令它它经插补补运算后后生成，提提供给伺伺服驱动动，经驱驱动器放放大，最最终控制制坐标轴轴的位移移它直直接决定定了刀具具或坐标标轴的移移动轨迹迹此外，根根据系统统和设备备的不同同，如：：在数控控机床上上，还可可能有主主轴的转转速、转转向和起起、停指指令；刀刀具的选选择和交交换指令令；冷却却、润滑滑装置的的起、停停指令；；工件的的松开、夹夹紧指令令；工作作台的分分度等辅辅助指令令。
在数数控系统统中，它它们是通通过接口口，以信信号的形形式提供供给外部部辅助控控制装置置，由辅辅助控制制装置对对以上信信号进行行必要的的编译和和逻辑运运算，放放大后驱驱动相应应的执行行器件，带带动机床床机械部部件、液液压气动动等辅助助装置完完成指令令规定的的动作3） 伺服驱动动 伺伺服驱动动通常由由伺服放放大器（亦亦称驱动动器、伺伺服单元元）和执执行机构构等部分分组成在在数控机机床上，目目前一般般都采用用交流伺伺服电动动机作为为执行机机构；在在先进的的高速加加工机床床上，已已经开始始使用直直线电动动机另另外，在在20世世纪800年代以以前生产产的数控控机床上上，也有有采用直直流伺服服电动机机；对于于简易数数控机床床，也有有用作为为执行器器件伺伺服放大大器的形形式决定定于执行行器件，它它必须与与驱动电电动机配配套使用用以上是数数控系统统最基本本的组成成部分随随着数控控技术的的发展和和机床性性能水平平的提高高，对系系统的功功能要求求也日益益增强，为为了满足足不同机机床的控控制要求求，保证证数控系系统的完完整性和和统一性性，并方方便用户户使用，常常用较为为先进的的数控系系统，一一般都带带有内部部可编程程控制器器作为机机床的辅辅助控制制装置。
此此外，在在金属切切削机床床上，主主轴驱动动装置也也可以成成为数控控系统的的一个部部分；在在闭环数数控机床床上，测测量、检检测装置置也是数数控系统统必不可可少的对对于先进进的数控控系统，有有时甚至至采用计计算机作作为系统统的人机机界面和和数据的的管理、输输入/输输出设备备，从而而使数控控系统的的功能更更强、性性能更完完善总之，数数控系统统的组成成决定于于控制系系统的性性能和设设备的具具体控制制要求，其其配置和和组成具具有很大大的区别别，除加加工程序序的输入入/输出出装置、数数控装置置、伺服服驱动这这三个最最基本的的组成部部分外，还还可能有有更多的的控制装装置图图1-11的虚线线框部分分表示计计算机数数控系统统2. NC、CCNC、SSV与PPLC的的概念 NCC（CNNC）、SSV与PPLC（PPC、PPMC）是是数控设设备中最最为常用用的英文文缩写，在在实际使使用中，在在不同的的场合具具有不同同的含义义1） NC（CCNC） NCC与CNNC分别别是数控控（Nuumerricaal CConttroll）与计计算机数数控（CCompputeerizzed Nummeriicall Coontrrol）的的常用英英文缩写写。
由于于现代数数控都采采用了计计算机控控制，因因此，可可以认为为NC和和CNCC的含义义完全等等同在在工程应应用上，根根据使用用场合的的不同，NNC（CCNC）通通常有三三种不同同的含义义：在广广义上代代表一种种控制技技术———数控技技术；在在狭义上上代表一一种控制制系统的的实体———数控控系统；；此外，还还可以代代表一种种具体的的控制装装置———数控装装置2） SV SVV是伺服服驱动（SServvo DDrivve，简简称伺服服）的常常用英文文缩写按按日本JJIS标标准规定定的术语语，它是是“以物体体的位置置、方向向、状态态作为控控制量，追追踪目标标值的任任意变化化的控制制机构”简言言之，它它是一种种能够自自动跟随随目标位位置等物物理量的的控制装装置在数控机机床上，伺伺服驱动动的作用用主要有有两个方方面：一一是使坐坐标轴按按照数控控装置给给定的速速度运行行；二是是使坐标标轴按照照数控装装置给定定的位置置定位伺服驱动动的控制制对象通通常是机机床坐标标轴的位位移和速速度；执执行机构构是伺服服或；对对输入指指令信号号进行控控制和功功率放大大的部分分常称为为伺服放放大器（亦亦称为驱驱动器、放放大器、伺伺服单元元等），它它是伺服服驱动的的核心。
伺服驱动动不仅可可以和数数控装置置配套使使用，而而且还可可以单独独作为一一个位置置（速度度）随同同系统使使用，故故也常称称为伺服服系统在在早期的的数控系系统上，位位置控制制部分一一般与CCNC制制成一体体，伺服服驱动只只进行速速度控制制，因此此，伺服服驱动又又常称为为速度控控制单元元3） PLC PPC是可可编程序序控制器器（Prrogrrammmablle CConttrolllerr）的英英文缩写写随着着个人计计算机的的日益普普及，为为了避免免和个人人计算机机（亦称称PC）混混淆，现现在一般般都将可可编程序序控制器器称为可可编程序序逻辑控控制器（PProggrammmallbe Loggic Conntroolleer———PLCC）或可可编程序序机床控控制器（PProggrammmabble Macchinne CConttrolllerr——PMMC）因因此，在在数控机机床上，PPC、PPLC、PPMC具具有完全全相同的的含义 PLCC具有响响应快、性性能可靠靠、使用用方便、编编程和调调试容易易等特点点，并可可直接驱驱动部分分机床电电器，因因此，被被广泛用用来作为为数控设设备的辅辅助控制制装置。
目目前，大大多数数数控系统统都带有有内部PPLC，用用于处理理数控机机床的辅辅助指令令，从而而大大简简化了机机床的辅辅助控制制装置此此外，在在很多场场合，通通过PLLC的轴轴控制模模块、定定位模块块等特殊殊功能模模块，还还可以直直接利用用PLCC，实现现点位控控制、直直线控制制以及简简单的轮轮廓控制制，组成成数控专专用机床床或数控控生产线线1.1.3 数控机床床的组成成与加工工原理1. 数控机床床的基本本组成数控机床床是最典典型的数数控设备备为了了了解数数控机床床的基本本组成，首首先需要要分析数数控机床床加工零零件的工工作过程程在数数控机床床上，为为了进行行零件的的加工，可可以通过过如下步步骤进行行：① 据被加加工零件件的图样样与工艺艺方案，用用规定的的代码和和程序格格式，将将刀具的的移动轨轨迹、加加工工艺艺过程、工工艺参数数、切削削用量等等编写成成数控系系统能够够识别的的指令形形式，即即编写加加工程序序② 将所编编写的加加工程序序输入数数控装置置③ 数控装装置对输输入的程程序（代代码）进进行译码码、运算算处理，并并向各坐坐标轴的的伺服驱驱动装置置和辅助助机能控控制装置置发出相相应的控控制信号号，以控控制机床床的各部部件的运运动。
④ 在运动动过程中中，数控控系统需需要随时时检测机机床的坐坐标轴位位置、行行程开关关的状态态等，并并与程序序的要求求相比较较，以决决定下一一步动作作，直到到加工出出合格的的零件⑤ 操作者者可以随随时对机机床的加加工情况况、工作作状态进进行观察察、检查查，必要要时还需需要对机机床动作作和加工工程序进进行调整整，以保保证机床床安全、可可靠的运运行由此可知知，作为为数控机机床的基基本组成成，它应应包括：：输入//输出装装置、数数控装置置、伺服服驱动和和反馈装装置、辅辅助控制制装置以以及机床床本体等等部分（如如图1--1所示示）图1—11中的虚虚线框部部分统称称为数控控系统，实实现对机机床主机机的加工工控制目目前数控控系统大大部分采采用计算算机数控控（即CCNC），图中的输入/输出装置、数控装置、伺服驱动和反馈装置构成的机床数控系统，作用在上面已经叙述下面再简要介绍其他组成部分图1—11 数数控机床床的组成成测量反馈馈装置它它是闭环环（半闭闭环）数数控机床床的检测测环节，其其作用是是通过现现代化的的测量元元件：脉脉冲编码码器、旋旋转变压压器、感感应同步步器、光光栅、磁磁尺和激激光测量量仪等，将将执行元元件（如如、刀架架等）或或工作台台等的实实际位移移的速度度和位移移量检测测出来，反反馈回伺伺服驱动动装置或或数控装装置，并并补偿进进给的速速度或执执行机构构的运动动误差，以以达到提提高运动动机构精精度的目目的。
检检测装置置的安装装、检测测信号反反馈的位位置，决决定于数数控系统统的结构构形式，伺伺服内装装式脉冲冲编码器器、测速速机以及及直线光光栅等都都是较常常用的检检测部件件由于先进进的伺服服都采用用了数字字式伺服服驱动技技术（称称为数字字伺服），伺伺服驱动动和数控控装置间间一般都都采用总总线进行行连接；；反馈信信号在大大多数场场合都是是与伺服服驱动进进行连接接，并通通过总线线传送到到数控装装置只只有在少少数场合合或采用用模拟量量控制的的伺服驱驱动（俗俗称模拟拟伺服）时时，反馈馈装置才才需要直直接和数数控装置置进行连连接辅助控制制机构、进进给传动动机构 它它是介于于数控装装置和机机床机械械、液压压部件之之间的控控制部件件其主主要作用用是接受受数控装装置输出出的主轴轴转速、转转向和启启停指令令；刀具具选择交交换；冷冷却、润润滑装置置的启停停指令；；工件和和机床部部件的松松开、夹夹紧工作作台转位位等辅助助指令信信号，以以及机床床上检测测开关的的状态等等信号，经经必要的的编译、逻逻辑判断断、功率率放大后后直接驱驱动相应应的执行行元件，带带动机床床机械部部件、液液压气动动等辅助助装置完完成指令令规定的的动作。
它它通常由由PLCC和强电电控制回回路构成成，PLLC在结结构上可可以与CCNC一一体化（内内置式PPLC），也也可以相相对独立立（外置置式PLLC）机床本体体就是数数控机床床的机械械结构件件，也是是由主传传动系统统、进给给传动系系统、床床身、工工作台以以及辅助助运动装装置、液液压气动动系统、润润滑系统统、冷却却装置、排排屑、防防护系统统等部分分组成但但为了满满足数控控的要求求，充分分发挥机机床性能能，它在在总体布布局、外外观造型型、传动动系统结结构、刀刀具系统统以及操操作性能能方面都都已发生生了很大大的变化化机床床机械部部件包括括床身、箱箱体、立立柱、导导轨、工工作台、主主轴、进进给机构构、刀具具交换机机构等2. 数控加工工的原理理在传统的的金属切切削机床床上，加加工零件件时需要要操作者者根据图图样的要要求，通通过不断断改变刀刀具的运运动轨迹迹和运动动速度等等参数，使使刀具对对工件进进行切削削加工，最最终加工工出合格格零件△XOY△YX数控机床床的加工工，其实实质是应应用了“微分”原理其其工作原原理与过过程可以以简述如如下（图图1-22）： ① 数控装置置根据加加工程序序要求的刀具轨轨迹，将将轨迹按按机床对对应的坐坐标轴，以以最小移移动量（脉脉冲当量量）进行微分（图图1-22中的△△X、△Y），并并计算出各各坐标轴轴需要移移动的脉脉冲数。
② 通数控装装置的“插补”软件或“插插补”运算器器，把要要求的轨轨迹用以“最最小移动动单位”为单位位的等效效折线进行行拟合，并并找出最最接近理理论轨迹的拟合合折线③ 数控控装置根根据拟合合折线的的轨迹，给给相应的的坐标轴轴连续不不断地分分配进给给脉冲，并并通过伺伺服驱动动使机床床坐标轴轴按分配配的脉冲冲运动 图11-2 数数控加工工原理示示意图由上可见见：第一一，只要要数控机机床的最最小移动动量（脉脉冲当量量）足够够小，所所用的拟拟合折线线就可以以等效代代替理论论曲线第第二，只只要改变变坐标轴轴的脉冲冲分配方方式，即即可以改改变拟合合折线的的形状，从从而达到到改变加加工轨迹迹的目的的第三三，只要要改变分分配脉冲冲的频率率，即可可改变坐坐标轴（刀刀具）的的运动速速度这这样就实实现了数数控机床床控制刀刀具移动动轨迹的的根本目目的以上根据据给定的的数学函函数，在在理想轨轨迹（轮轮廓）的的已知点点之间，通通过数据据点的密密化，确确定一些些中间点点的方法法，称为为插补能能同时参参与插补补的坐标标轴数，称称为联动动轴数显显然，当当数控机机床的联联动轴数数越多，机机床加工工轮廓的的性能就就越强。
因因此，联联动轴的的数量是是衡量数数控机床床性能的的重要技技术指标标1．2 数控机床床维修的的基本要要求数控机床床是一种种综合应应用了计计算机技技术、自自动控制制技术、精精密测量量技术和和机床设设计等先先进技术术的典型型机电一一体化产产品，其其控制系系统复杂杂、价格格昂贵，因因此它对对维修人人员的素素质、维维修资料料的准备备、维修修仪器的的使用等等方面提提出了比比普通机机床更高高的要求求1.2.1. 维修人员员的素质质要求维修工作作开展的的好坏（高高的效率率和好的的效果）首先取决于维修人员的素质为了迅速、准确判断故障原因，并进行及时、有效的处理，恢复机床的动作、功能和精度，要求维修人员应具备以下基本素质：(1) 工作态度度要端正正应有有高度的的责任心心和良好好的职业业道德2) 具有较广广的知识识面由由于数控控机床是是集机械械、电气气、液压压、气动动等为一一体的加加工设备备，组成成机床的的各部分分之间具具有密切切的联系系，其中中任何一一部分发发生故障障都有可可能影响响其它部部分的正正常工作作而根根据故障障现象，对对故障的的真正原原因和故故障部位位尽快进进行判断断，是机机床维修修的第一一步，这这是维修修人员必必须具备备的素质质，同时时如何快快速的判判断也对对维修人人员素质质提出了了很高的的要求。
主主要有如如下方面面：①掌握或或了解计计算机原原理、电电子技术术、电工工原理、自自动控制制与电动动机拖动动、检测测技术、机机械传动动及机加加工工艺艺方面的的基础知知识②既要懂懂电、又又要懂机机电包包括强电电和弱电电；机包包括机、液液、气维维修人员员还必须须经过数数控技术术方面的的专门学学习和培培训，掌掌握数字字控制、伺伺服驱动动及PLLC的工工作原理理，懂得得NC和和PLCC编程此此外，维维修时为为了对某某些电路路与零件件进行现现场测试试，作为为维修人人员还应应当具备备一定的的工程识识图能力力3) 具有一定定的外语语基础和和专业外外语基础础一个个高素质质的维修修人员，需需要能对对国内、外外多种数数控机床床进行维维修但但国外数数控系统统的配套套说明书书、资料料往往使使用原文文资料，数数控系统统的报警警文本显显示亦以以外文居居多为为了能迅迅速根据据说明书书的所提提供信息息与系统统的报警警提示，确确认故障障原因，加加快维修修进程，故故要求具具备专业业外语的的阅读能能力，以以便分析析、处理理问题4) 善于学习习，勤于于学习，善善于思考考作为为数控机机床维修修人员不不仅要注注重分析析问题与与经验积积累，还还应当勤勤于学习习，善于于学习，善善于思考考。
国外外、国内内数控系系统种类类繁多，而而且每种种数控系系统的说说明书内内容通常常也很多多，包括括操作、编编程、连连接、安安装调试试、维护护维修、PPLC编编程等多多种书明明书资资料内容容多，不不勤于学学习，不不善于学学习，很很难对各各种知识识融会贯贯通而而每台数数控机床床，其内内部各部部分之间间的联系系紧密，故故障涉及及面很广广，而且且有些现现象不一一定反映映出了故故障产生生的原因因，作为为维修人人员，一一定要透透过故障障的表象象，通过过分析故故障产生生的过程程，针对对各种可可能产生生的原因因，仔细细思考分分析，迅迅速找出出发生故故障的根根本原因因并予以以排除应应作到“多动脑脑，慎动动手”，切记记草率下下结论，盲盲目更换换元器件件5) 有较强的的动手能能力和实实验技能能数控控系统的的维修离离不开实实际操作作，首先先要求能能熟练的的操作机机床，而而且维修修人员要要能进入入一般操操作者无无法进入入的特殊殊操作模模式，如如：各种种机床以以及有些些硬件设设备自身身参数的的设定与与调整，利利用PLLC编程程器监控控等等此此外，为为了判断断故障原原因，维维修过程程可能还还需要编编制相应应的加工工程序，对对机床进进行必要要的运行行试验与与工件的的试切削削。
其次次，还应应该能熟熟练的使使用维修修所必需需的工具具、仪器器和仪表表6) 应养成良良好的工工作习惯惯需要要胆大心心细，动动手必须须要有明明确目的的、完整整的思路路、细致致的操作作做到到如下几几点：①动手前前应仔细细思考、观观察，找找准切入入点；②②动手过过程要做做好记录录，尤其其是对于于电器元元件的安安装位置置、导线线号、机机床参数数、调整整值等都都必须做做好明显显的标记记，以便便恢复；；③维修完完成后，应应作好“收尾”工作，如如：将机机床、系系统的罩罩壳、紧紧固件安安装到位位；将电电线、电电缆整理理整齐等等在系统维维修时应应特别注注意：数数控系统统的某些些模块是是需要电电池保持持参数的的，对于于这些电电路板和和模块切切勿随意意插拔；；更不可可以在不不了解元元器件作作用的情情况下，随随意调换换数控装装置、伺伺服、驱驱动等部部件中的的器件、设设定端子子；任意意调整电电位器位位置，任任意改变变设置参参数，随随意更换换数控系系统软件件版本，以以避免产产生更严严重的后后果1.2.2. 必要的技技术资料料维修的效效果、寻寻找故障障的准确确性，也决定于于维修人人员对系系统的熟熟悉程度度和运用用技术资资料的熟熟练程度度。
所以以在平时时应认真真整理和和阅读有有关数控控系统的的重要技技术资料料对于于重大的的数控机机床故障障维修，应应具备以以下技术术资料：：(1) 数控机床床使用说说明书 它是是由机床床厂家编编制并随随机床提提供的资资料通通常包括括以下与与维修有有关的内内容：① 机床的操操作过程程与步骤骤；② 机床电气气控制原原理图；；③ 机床主要要传动系系统以及及主要部部件的结结构原理理示意图图；④ 机床安装装和调整整的方法法与步骤骤；⑤ 机床的液液压、气气动、润润滑系统统图；⑥ 机床使用用的特殊殊功能及及其说明明等2) 数控系统统方面的的资料 应有有数控装装置安装装、使用用（包括括编程）、操操作和维维修方面面的技术术说明书书，其中中包括：：① 数控装置置操作面面板布置置及其操操作；② 数控装置置内部各各电路板板的技术术要点及及其外部部连接图图；③ 系统参数数的意义义及其设设定方法法；④ 数控装置置的自诊诊断功能能和报警警清单；；⑤ 数控装置置接口的的分配及及其含义义等通过上述述资料，维维修人员员应掌握握CNCC原理框框图、结结构布置置、各电电路板的的作用，板板上发光光管指示示的意义义；通过过面板对对系统进进行各种种操作，进进行自诊诊断检测测，检查查和修改改参数并并能作出出备份。
能能熟练地地通过报报警信息息确定故故障范围围，对系系统供维维修的检检测点进进行测试试，充分分利用随随机的系系统诊断断功能3) PLC的的资料 它是是根据机机床的具具体控制制要求设设计、编编制的机机床辅助助动作控控制软件件PLLC程序序中包含含了机床床动作的的执行过过程，以以及执行行动作所所需的条条件，它它表明了了指令信信号、检检测元件件与执行行元件之之间的全全部逻辑辑关系另外一些些高档的的数控系系统（如如国内的的华中数数控的华华中Ⅰ型和世世纪星系系列、国国外的FFUNAAC系统统、SEEMENNS系统统中，利利用数控控系统的的显示器器可以直直接对PPLC程程序的中中间寄存存器状态态点进行行动态监监测和观观察，它它为维修修提供了了极大的的便利，因因此，在在维修中中一定要要熟悉掌掌握这方方面的操操作和使使用技能能如果果完整的的话，一一般包括括如下资资料：① PLC装装置及其其编程器器的连接接、编程程、操作作方面的的技术说说明书；；② PLC用用户程序序清单或或梯形图图；③ I/O地地址及意意义清单单；④ 报警文本本以及PPLC的的外部连连接图4) 伺服单元元的资料料 进进给伺服服驱动系系统和主主轴伺服服单元的的原理、连连接、调调整和维维修方面面的技术术说明书书，其中中包括：：① 电气原理理框图和和接线图图；② 所有报警警显示信信息以及及重要的的调整点点和测试试点；③ 各伺服单单元参数数的意义义和设置置。
维修人员员应掌握握伺服单单元的原原理，熟熟悉其连连接能能从单元元板上故故障指示示发光管管的状态态和显示示屏上显显示的报报警号确确定故障障范围；；测试关关键点的的波形和和状态，并并做出比比较；检检查和调调整伺服服参数，对对伺服系系统进行行优化(5) 机床主要要配套功功能部分分的说明明书与资资料 在数数控机床床上往往往会使用用较多功功能部件件，如：：数控转转台、自自动换刀刀装置、润润滑与冷冷却系统统、排屑屑器等这这些功能能部件，其其生产厂厂家一般般都提供供较完整整的使用用说明书书，机床床生产厂厂家应将将其提供供给用户户，以便便功能部部件发生生故障时时进行维维修的参参考6) 维修记录录 这这是维修修人员对对机床维维修过程程的记录录与维修修的总结结最理理想的情情况是：：维修人人员应对对自己所所进行的的每一步步维修情情况进行行详细的的记录，不不管当时时的判断断是否正正确，这这样不仅仅有助于于今后进进一步维维修，而而且有助助于维修修人员的的经验总总结与提提高7) 其他有关关元器件件方面的的技术资资料，如如数控设设备所用用的元器器件清单单，备件件清单以以及各种种通用的的元器件件手册维维修人员员应熟悉悉各种常常用的元元器件，一旦需要，能够较快地查阅有关元器件的功能、参数及使用型号，能对一些专用器件生产厂家及订货编号。
以上都是是在理想想情况下下应具备备的技术术资料，但但是实际际维修时时往往难难以做到到这一点点因此此，在必必要时，维维修人员员应通过过现场测测绘、平平时积累累等方法法完善、整整理有关关技术资资料1.2.3. 必要的维维修用器器具与备备件合格的维维修工具具是进行行数控机机床维修修的必备备条件数数控机床床是精密密设备，不不同的故故障，所所需要的的维修工工具亦不不尽相同同常用用的工具具主要有有：1. 常用测量量仪器、仪仪表① 万用表 数控控设备的的维修涉涉及弱电电和强电电，万用用表不但但要用于于测量电电压、电电流、电电阻值，还还需要用用于判断断二极管管、三极极管、晶晶闸管、电电解电容容等元器器件的好好坏，并并测量三三极管的的放大倍倍数和电电容值2） 示波器 用用于检测测信号的的动态波波形，如如：脉冲冲编码器器、光栅栅的输出出波形，伺伺服驱动动、主轴轴驱动单单元的各各级输入入、输出出波形等等；其次次还需要要用于检检测开关关电源、显显示器的的垂直、水水平震荡荡与扫描描电路的的波形等等 数控机机床维修修用的示示波器通通常选用用频带宽宽为100~1000MHHz的双双通道示示波器3） 数字转速速表 转速表表用于测测量与调调整主轴轴的转速速，以及及调整系系统及驱驱动器的的参数，可可以使编编程的理理想主轴轴转速理理与实际际主轴转转速相符符，它是是主轴维维修与调调整的测测量工具具之一。
4） 相序表 相相序表主主要用于于测量三三相电源源的相序序，它是是进给伺伺服驱动动与主轴轴驱动维维修的必必要测量量工具之之一5） 常用的长长度测量量工具 长度度测量工工具（如如：千分分表、百百分表等等）用于于测量机机床移动动距离、反反向间隙隙值等通通过测量量，可以以大致判判断机床床的定位位精度、重重复定位位精度、加加工精度度等根根据测量量值可以以调整数数控系统统的电子子齿轮比比、反向向间隙等等主要参参数，以以恢复机机床精度度是机机械部件件维修测测量的主主要检测测工具之之一以下为芯芯片级维维修的常常用仪器器、仪表表6） PLC编编程器 不少少数控系系统的PPLC控控制器必必须使用用专用的的编程器器才能对对其进行行编程、调调试、监监控和检检查如如：SIIEMEENS的的PG7710、PPG7550、PPG8665,OOMROON的GGPC001～GGPC004、PPRO--13～～PROO-277等这这些编程程器可以以对PLLC程序序进行编编辑和修修改，监监视输入入和输出出状态及及定时器器、移位位寄存器器的变化化值在在运行状状态下修修改定时时器和计计数器的的设定值值可强强制内部部输出，对对定时器器、计数数器和位位移寄存存器进行行置位和和复位等等。
有些些带图形形功能的的编辑器器还可显显示PLLC梯形形图7） IC测试试仪 可用来来离线快快速测试试集成电电路的好好坏，当当数控系系统进行行芯片级级维修时时是必要要的仪器器8） 逻辑分析析仪和脉脉冲信号号笔 它是专专门用于于测量和和显示多多路数字字信号的的测试仪仪器，通通常分为为8、116和664个通通道，即即可同时时显示88个、116个或或64个个逻辑方方波信号号与显显示连续续波形的的通用示示波器不不同，逻逻辑分析析仪显示示各被测测点的逻逻辑电平平，二进进制编码码或存储储器的内内容2. 常用维修修用器具具（1） 电烙铁 最常常用的焊焊接工具具，一般般应采用用30WW左右的的尖头、带带接地保保护线的的内热式式电烙铁铁，最好好使用恒恒温式电电烙铁2） 吸锡器 常用用的是便便携式手手动吸锡锡器，也也可采用用电动吸吸锡器3） 扁平集成成电路拔拔放台：：防静电电SMDD片状元元件、扁扁平集成成电路热热风拆焊焊台、可可换多种种喷嘴4） 旋具类 规格格齐全的的一字和和十字螺螺丝刀各各一套旋旋具宜采采用树脂脂或塑料料手柄为为宜为为了进行行伺服驱驱动器的的调整与与装卸，还还应配备备无感螺螺旋刀与与梅花形形六角旋旋具各一一套。
5） 钳类工具具常用的的是平头头钳、 尖嘴钳钳、 斜斜口钳、 剥线钳钳、压线线钳、镊镊子6） 扳手类:: 大大小活络络扳手、各各种尺寸寸的内、外外六角扳扳手各一一套等；；（7） 其他: 剪刀刀、刷子子、吹尘尘器、清清洗盘、卷尺等8） 化学用品品 松香香、纯酒酒精、清清洁触点点用喷剂剂、润滑滑油等3. 常用的备备件对于数控控系统的的维修，备备品备件件是一个个必不可可少的物物质条件件如无无备件可可调换，“巧巧媳妇难难为无米米之炊”而且如果维修人员手头上备有一些电路板的话，将给排除故障带来许多方便，采用电路板交换法通常可以快速判断出一些疑难故障发生在哪块电路板上数控系统统备件的的配制要要根据实实际情况况，通常常一些易易损的电电气元器器件如各各种规格格的熔断断器、保保险丝、开开关、电电刷，还还有易出出故障的的大功率率模块和和印刷电电路板等等，均是是应当配配备的1．3 常见故障障分类数控机床床是一种种技术复复杂的机机电一体体化设备备，其故故障发生生的原因因一般都都比较复复杂，这这给故障障诊断和和排除带带来不少少困难为为了便于于故障分分析和处处理，本本节按故故障发生生的部位位、故障障性质及及故障原原因等对对常见故故障作如如下分类类。
1.3.1 按数控机机床发生生故障的的部件分分类1. 主机故障障数控机床床的主机机部分，主主要包括括机械、润润滑、冷冷却、排排屑、液液压、气气动与防防护装置置常见见的主机机故障有有：因机机械安装装、调试试及操作作使用不不当等原原因引起起的机械械传动故故障与导导轨副摩摩擦过大大故障故故障表现现为传动动噪声大大，加工工精度差差，运行行阻力大大例如如：传动动链的挠挠性连轴轴器松动动，齿轮轮、丝杠杠与轴承承缺油，导导轨塞铁铁调整不不当，导导轨润滑滑不良以以及系统统参数设设置不当当等原因因均可造造成以上上故障尤尤其应引引起重视视的是，机机床各部部位标明明的注油油点（注注油孔）须须定时、定定量加注注润滑油油（脂），这这是机床床各传动动链正常常运行的的保证另另外，液液压、润润滑与气气动系统统的故障障主要是是管路阻阻塞或密密封不良良，引起起泄漏，造造成系统统无法正正常工作作2. 电气故障障电气故障障分弱电电故障与与强点故故障弱弱电部分分主要指指CNCC装置、PPLC控控制器、CCRT显显示器以以及伺服服单元、输输入/输输出装置置等电子子电路，这这部分又又有硬件件故障与与软件故故障之分分硬件件故障主主要是指指上述各各装置的的印制电电路板上上的集成成电路芯芯片、分分立元件件、接插插件以及及外部连连接组件件等发生生的故障障。
常见见的软件件故障有有：加工工程序出出错，系系统程序序和参数数的改变变或丢失失、计算算机的运运算出错错等强强电故障障是指继继电器、接接触器、开开关、熔熔断器、电电源变压压器、、电电磁铁、行行程开关关等电器器元器件件及其所所组成的的电路故故障这这部分的的故障十十分常见见，必须须引起足足够的重重视1.3.2 按数控机机床发生生故障的的性质分分类1. 系统性故故障系统性故故障，通通常是指指只要满满足一定定的条件件或超过过某一设设定的限限度，工工作中的的数控机机床必然然会发生生的故障障这一一类故障障现象极极为常见见例如如：液压压系统的的压力值值随着液液压回路路过滤器器的阻塞塞而降到到某一设设定参数数时，必必然会发发生液压压系统故故障报警警使系统统断电停停机；又又如：润润滑、冷冷却或液液压等系系统由于于管路泄泄漏引起起游标下下降到使使用限值值，必然然会发生生液位报报警使机机床停机机；再如如：机床床加工中中因切削削用量过过大达到到某一限限值是必必然会发发生过载载或超温温报警，导导致系统统迅速停停机因因此，正正确的使使用与精精心维护护是杜绝绝或避免免这类系系统性故故障发生生的切实实保障2. 随机性故故障随机性故故障，通通常是指指数控机机床在同同样的条条件下工工作时只只偶然发发生一次次或两次次的故障障。
有的的文献上上称此为为“软故障障”由于于此类故故障在各各种条件件相同的的状态下下只偶然然发生一一两次，因因此，随随机性故故障的原原因分析析与故障障诊断较较其它故故障困难难得多一一般而言言，这类类故障的的发生往往往与安安装质量量、组件件排列、参参数设定定、元器器件品质质、操作作失误与与维护不不当，以以及工作作环境影影响等诸诸因素有有关例例如：接接插件与与连接组组件因疏疏忽未加加锁定，印印制电路路板上的的元器件件松动变变形或焊焊点虚脱脱，继电电器触点点、各类类开关触触头因污污染锈蚀蚀以及直直流电刷刷不良等等所造成成的接触触不可靠靠等另另外，工工作环境境温度过过高或过过低、湿湿度过大大、电源源波动与与机械振振动、有有害粉尘尘与气体体污染等等原因均均可引发发此类偶偶然性故故障因因此，加加强数控控系统的的维护检检查，确确保电器器箱门的的密封，严严防工业业粉尘及及有害气气体的侵侵袭等，均均可避免免此类故故障的发发生1.3.3 按数控机机床发生生故障的的有无报报警显示示分类1. 有报警显显示的故故障这类故障障又可分分为硬件件报警显显示与软软件报警警显示两两种1） 硬件报警警显示的的故障 硬件件报警显显示通常常是指各各单元装装置上的的警示灯灯（一般般由LEED发光光管或小小型指示示灯等组组成）的的指示。
在在数控系系统中有有许多用用以指示示故障部部位的警警示灯，如如控制操操作面板板、位置置控制印印制线路路板、伺伺服控制制单元、主主轴单元元、电源源单元等等部位以以及光电电阅读机机、穿孔孔机等外外设装置置上常设设有这类类警示灯灯一旦旦数控系系统的这这些警示示灯指示示故障状状态后，借借助相应应部位上上的警示示灯均可可大致分分析判断断出故障障发生的的部位与与性质，这这无疑给给故障分分析诊断断带来极极大方便便因此此，维修修人员日日常维护护和排除除故障时时应认真真检查这这些警示示灯的状状态是否否正常2） 软件报警警显示的的故障 软件件报警显显示通常常是指CCRT显显示屏上上显示出出来的报报警号和和报警信信息由由于数控控系统具具有自诊诊断功能能，一旦旦检测到到故障，即即按故障障的级别别进行处处理，同同时在CCRT上上以报警警号形式式显示该该故障信信息这这类报警警显示常常见的有有：存储储器警示示、过热热警示、伺伺服系统统警示、轴轴超程警警示、程程序出错错警示、主主轴警示示、过载载警示以以及短路路警示等等，通常常，少则则几十种种，多则则上千种种，这无无疑为故故障判断断和排除除提供极极大的帮帮助上述软件件报警有有来自NNC的报报警和来来自PLLC的报报警，前前者为数数控部分分的故障障报警，可可通过所所显示的的报警号号，对照照维修手手册中有有关NCC故障报报警及说说明，来来确定可可能产生生该故障障的原因因。
后者者PLCC报警显显示由PPLC的的报警信信息文本本所提供供，大多多数属于于机床侧侧的故障障报警，可可通过所所显示的的报警号号，对照照维修手手册中有有关PLLC故障障报警信信息、PPLC接接口说明明以及PPLC程程序等内内容、检检查PLLC有关关接口和和内部继继电器状状态，确确定该故故障所产产生的原原因通通常，PPLC报报警发生生的可能能性要比比NC报报警高得得多2. 无报警显显示的故故障这类故障障发生时时无任何何硬件或或软件的的报警显显示，因因此分析析诊断难难度较大大例如如：机床床通电后后，在手手动方式式或自动动方式运运行X轴时出出现爬行行现象，无无任何报报警显示示又如如机床在在自动方方式运行行时突然然停止，而而CRTT显示器器上无任任何报警警显示还还有在运运行机床床某轴时时发生异异常声响响，一般般也无报报警显示示等一一些早期期的数控控系统由由于自诊诊断功能能不强；；尚未采采用PLLC控制制器，无无PLCC报警信信息文本本，出现现无报警警显示的的故障情情况会更更多一些些对于无报报警显示示故障，通通常要具具体情况况具体分分析，要要根据故故障发生生的前后后变化状状态进行行分析判判断例例如：上上述X轴在运运行时出出现爬行行现象，可可首先判判断是数数控部分分故障还还是伺服服部分故故障。
具具体做法法是：在在手摇脉脉冲进给给方式中中，可均均匀地旋旋转手摇摇脉冲发发生器，同同时分别别观察比比较CRRT显示示器上YY轴、Z轴与X轴进给给数字的的变化速速率通通常，如如数控部部分正常常，三个个轴的上上述变化化速率应应基本相相同，从从而可确确定爬行行故障是是X轴的伺伺服部分分还是机机械传动动所造成成有关关伺服系系统进一一步检查查可参阅阅后续介介绍的“交换法法”和“隔离法法”1.3.4 按数控机机床发生生故障的的原因分分类1. 数控机床床自身故故障这类故障障的发生生是由于于数控机机床自身身的原因因引起的的，与外外部使用用环境条条件无关关数控控机床所所发生的的极大多多数故障障均属此此类故障障，但应应区别有有些故障障并非机机床本身身而是外外部原因因所造成成的2. 数控机床床外部故故障这类故障障是由于于外部原原因造成成的例例如：数数控机床床的供电电电压过过低，波波动过大大，相序序不对或或三相电电压不平平衡；周周围的环环境温度度过高，有有害气体体、潮气气、粉尘尘侵入；；外来振振动和干干扰，如如电焊机机所产生生的电火火花干扰扰等均有有可能使使数控机机床发生生故障还还有人为为因素所所造成的的故障，如如操作不不当，手手动进给给过快造造成超程程报警，自自动切削削进给过过快造成成过载报报警。
又又如操作作人员不不按时按按量给机机床机械械传动系系统加注注润滑油油，易造造成传动动噪声或或导轨摩摩擦系数数过大，而而使工作作台进给给超载据据有关资资料统计计，首次次采用数数控机床床或由不不熟练工工人来操操作，在在使用第第一年内内，由于于操作不不当所造造成的外外部故障障要占三三分之一一以上除上述常常见故障障分类外外，还可可按故障障发生时时有无破破坏性来来分，可可分为破破坏性故故障和非非破坏性性故障；；按故障障发生的的部位分分，可分分为数控控装置故故障，进进给伺服服系统故故障、主主轴系统统故障、刀刀架、刀刀库、工工作台故故障等1．4 数控机床床故障的的排除思思路和原原则1.4.1 数控机床床故障的的排除思思路数控系统统型号颇颇多，所所产生的的故障原原因往往往比较复复杂，这这里介绍绍故障处处理的一一种思路路，程序序大致如如下：1. 确认故障障现象，调调查故障障现场，充充分掌握握故障信信息当数控机机床发生生故障时时，维护护维修人人员进行行故障的的确认是是很有必必要的，特特别是操操作使用用人员不不熟悉机机床的情情况下，尤尤其重要要不该该也不能能让非专专业人士士随意开开动机床床，特别别是出现现故障后后的机床床，以免免故障的的进一步步扩大。
专业维护护维修人人员对于于数控系系统出现现故障后后，也不不要急于于动手盲盲目处理理，首先先要查看看故障记记录，向向操作人人员询问问故障出出现的全全过程在在确认通通电对系系统无危危险的情情况下，再再通电亲亲自观察察，特别别要注意意确定一一下主要要故障信信息，包包括系统统有何异异常，CCRT显显示的报报警内容容是什么么等：① 故障发生生时报警警号和报报警提示示是什么么？有哪哪些指示示灯和发发光管指指示了什什么报警警？② 如无报警警，系统统处于何何种工作作状态？？系统的的工作方方式和诊断结结果？③ 故障发生生在哪个个程序段段？执行行何种指指令？故故障发生生前进行行了何种种操作？？④ 故障发生生在何种种速度下下？机床床轴处于于什么位位置？与与指令值值的误差差量有多多大？⑤ 以前是否否发生过过类似故故障？现现场有无无异常现现象？故故障是否否重复发发生？⑥ 观察系统统的外观观、内部部各部分分是否有有异常之之处；2. 根据所掌掌握故障障信息，明明确故障障的复杂杂程度并并列出故故障部位位的全部部疑点在充分调调查现场场掌握第第一手材材料的基基础上，把把故障问问题正确确地列出出来俗俗话说，能能够把问问题说清清楚，就就已经解解决了问问题的一一半。
3. 分析故障障原因，制制定排除除故障的的方案分析故障障时，维维修人员员不应局局限于CCNC部部分，而而是要对对机床强强电、机机械、液液压、气气动等方方面都作作详细的的检查，并并进行综综合判断断，制定定出故障障排除的的方案，达达到快速速确诊和和高效率率排除故故障的目目的分析故障障原因时时应注意意：① 思路一定定要开阔阔，无论论是数控控系统、强强电部分分、还是是机、液液、气等等，只要要将有可可能引起起故障的的原因以以及每一一种可能能解决的的方法全全部列出出来，进进行综合合、判断断和筛选选；② 在对故障障进行深深入分析析的基础础上，预预测故障障原因并并拟定检检查的内内容、步步骤和方方法，制制定故障障排除方方案4. 检测故障障，逐级级定位故故障部位位根据预测测的故障障原因和和预先确确定的排排除方案案，用试试验的方方法验证证，逐级级定位故故障部位位最终终找出故故障的真真正发生生源为为了准确确、安全全、快速速的定位位故障，应应遵循下下面几个个原则5. 故障的排排除根据故障障部位及及准确的的原因，采采用合理理的故障障排除方方法，高高效高质质量的恢恢复故障障现场，尽尽快让机机床投入入生产6. 解决故障障后的资资料的整整理故障排除除后，应应迅速恢恢复机场场现场，并并做好相相关资料料的整理理，以便便提高自自己的业业务水平平和机床床的后续续维护和和维修。
1.4.2 故障的排排除应遵遵循的原原则在检测故故障过程程中，应应充分利利用数控控系统的的自诊断断功能，如如系统的的开机诊诊断、运运行诊断断、PLCC的监控控功能根根据需要要随时检检测有关关部分的的工作状状态和接接口信息息同时时还应灵灵活应用用数控系系统故障障检查的的一些行行之有效效的方法法，如交交换法、隔隔离法等等在本本书以后后章节中中在介绍绍这些方方法另外，从从监测排排除故障障中还应应掌握以以下若干干原则：：1. 先方案后后操作（或或先静后后动） 维护护维修人人员碰到到机床故故障后,,先静下下心来,,考虑出出分析方方案再动动手维维修人员员本身要要做到先先静后动动，不可可盲目动动手，应应先询问问机床操操作人员员故障发发生的过过程及状状态，阅阅读机床床说明书书、图样样资料后后，方可可动手查查找和处处理故障障如果果上来就就碰这敲敲那连此此断彼，徒徒劳的结结果也许许尚可容容忍，但但造成现现场破坏坏导致误误判或者者引入新新的故障障导致更更大的后后果则后后患无穷穷2. 先安检后后通电 确定定方案后后，对有有故障的的机床仍仍要秉着着先静后后动的原原则，先先在机床床断电的的静止状状态，通通过观察察测试、分分析，确确认为非非恶性循循环性故故障，或或非破坏坏性故障障后，方方可给机机床通电电，在运运行工况况下，进进行动态态的观察察、检验验和测试试，查找找故障。
然然而对恶恶性的破破坏性故故障，必必须先排排除危险险后，方方可通电电，在运运行工况况下进行行动态诊诊断3. 先软件后后硬件 当当发生故故障的机机床通电电后，应应先检查查软件的的工作是是否仍正正常有有些可能能是软件件的参数数丢失或或者是操操作人员员使用方方式、操操作方法法不对而而造。