数控机床的维护与故障排除毕业设计(论文)业务总结
金肯职业技术学院
毕业设计（论文）业务总结
系别机械与汽车工程系专业机械制造与自动化年级班级姓名学号
二○一三年四月
毕业设计（论文）题目：数控机床的维护与故障排除毕业设计（论文）业务总结：（学生填写毕业设计（论文）主要内容，总结毕业设计（论文）个人收获、体会）通过毕业设计，使我又重新回顾了一次以前所学过的课程，并将其运用，使自己无论在理论知识上还是在生产实践上，都有了很大的收获与更深刻的了解，同时也得到了很好的巩固。本次的论文工作可以概括为以下几个方面：⑴查阅资料了解数控机床的现状和它在各行各业所发挥的作用，从中知道了数控机床维护的重要性。⑵通过翻阅资料和论证确定了数控机床的维护与故障排除的大体思路，并对数控机床可能出现故障的部位进行了解。⑶对数控机床需要维护的部位进行论证，并撰写了维护的大体方法和注意事项;故障诊断方面进行了故障的分析和故障排除方法的撰写。最终通过这几个月的努力终于完成了任务，这次毕业论文的制作过程是我的一次再学习，再提高的过程，在论文中我充分地运用了大学期间所学到的知识。我不会忘记这难忘的几个月的时间，毕业论文的制作给了我难忘的回忆。这段旅程看似荆棘密布，实则蕴藏着无尽的宝藏。我从资料的收集中，掌握了数控机床的大体结构和重要部件的维护，并对数控机床故障的分析和排除方法有了一定的了解。在整个过程中，我学到了新知识增长了见识。在今后我仍然要不断地充实自己，争取在所学领域有所作为。脚踏实地，认真严谨，实事求是的学习态度，不怕困难、坚持不懈、吃苦耐劳的精神是我在这次设计中最大的收益。我想这是一次意志的磨练，是对我实际能力的一次提升，也会对我未来的学习和工作有很大的帮助。在此要感谢我的导师和专业老师，是你们的细心指导和关怀，使我能够顺利的完成毕业论文。在我的学业和论文的研究工作中无不倾注着老师们辛勤的汗水和心血。老师的严谨治学态度、渊博的知识、无私的奉献精神使我深受启迪。从尊敬的导师身上，我不仅学到了扎实、宽广的专业知识，也学到了做人的道理。在此我要向我的导师致以最衷心的感谢和深深的敬意。（该页不够可附页）指导教师评语：（指导教师或实习单位对学生毕业设计（论文）的业务、工作、学习态度等评价）签名：年月日答辩小组评语：（答辩小组根据学生论文及答辩情况评定学生成绩）答辩小组组长签名：年月日系意见：（系最终评定该生毕业设计（论文）成绩）系主任签名：系盖章年月日注：毕业设计（论文）成绩以优秀、良好、中等、及格和不及格五级记分。该业务总结进入学生业务档案。
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职业技术学院
201*届毕业生毕业论文
数控机床故障的诊断和维修
院系：专业：姓名：学号：提交日期：
目录
一、摘要二、内容
一、数控机床故障诊断及维护的意义和要求二、数控机床故障的分类与特点三、数控机床机械结构的故障诊断四、伺服系统的故障诊断
五、数控机床电气控制的故障诊断六、数控机床故障诊断及维护的基本要求七、数控机床故障诊断及维护实例
三、总结
数控机床故障的诊断和维修
[一]摘要
数控机床是机电一体化紧密结合的典范，是一个庞大的系统，涉及机、电、液、气、电子、光等各项技术，在运行使用中不可避免地要产生各种故障，关键的问题是如何迅速诊断，确定故障部位，并及时排除解决，保证正常使用，提高生产效率。
[二]内容
一、数控机床故障诊断及维护的意义和要求
1数控机床的故障诊断技术
①数控系统自诊断。开机自诊断数控系统在通电开机后，都要运行开机自诊断程序，对系统中关键的硬件和控制软件进行检测，并将检测结果在CRT上显示出来。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、位置伺服单元以及与数控装置相连的其他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。
②在线诊断和离线诊断。在线诊断是指通过数控系统的控制程序，在系统处于正常运行状态下，实时自动地对数控装置、PLC控制器、伺服系统、PLC的输入输出和其他外部装置进行自检，并显示状态信息、故障信息。脱机诊断当数控系统出现故障时，需要停机进行检查，这就是脱机诊断。脱机诊断的目的是修复系统的错误和定位故障，将故障定位在最小的范围。
远程诊断实现远程诊断的数控系统，必须具备计算机网络功能。因此，远程诊断是近几年发展起来的一种新型的诊断技术。数控机床利用数控系统的网络功能通过互联网连接到机床制造厂家，数控机床出现故障后，通过机床厂家的专业人员远程诊断，快速确诊故障。2数控机床故障的实用诊断方法
①诊断常用的仪器、仪表及工具万用表-可测电阻、交、直流电压、电流。相序表-可检测直流驱动装置输入电流的相序。转速表-可测量伺服电动机的转速，是检查伺服调速系统的重要依据。钳形电流表-可不断线检测电流。测振仪-是振动检测中最常用、最基本的仪器。短路追踪仪-可检测电气维修中经常碰到的短路故障现象。逻辑测试笔-可测量数字电路的脉冲、电平。IC测试仪-用于数控系统集成电路元件的检测和筛选。工具-弹头钩形扳手、拉锥度平键工具、弹性手锤、拉卸工具等。
②诊断用技术资料主要有：数控机床电气说明书，电气控制原理图，电气连接图，参数表，PLC程序，编程手册，数控系统安装与维修手册，伺服驱动系统使用说明书等。数控机床的技术资料非常重要，必须参照机床实物认真仔细地阅读。一旦机床发生故障，在进行分析的同时查阅相关资料。
③故障处理。故障软故障-由调整、参数设置或操作不当引起硬故障-由数控机床(控制、检测、驱动、液气、机械装置)的硬件失效引起。故障处理对策除非出现影响设备或人身安全的紧急情况，不要立即切断机床的电源，应保持故障现场。从机床外观、CRT显示的内容、主板或驱动装置报警灯等方面进行检查。可按系统复位键，观察系统的变化，报警是否消失。如消
失，说明是随机性故障或是由操作错误引起的。如不能消失，把可能引起该故障的原因罗列出来，进行综合分析、判断，必要时进行一些检测或试验，达到确诊故障的目的。
④数控系统故障诊断方法。直观法(望闻问切)：问-机床的故障现象、加工状况等看-CRT报警信息、报警指示灯、电容器等元件变形烟熏烧焦、保护器脱扣等听-异常声响闻-电气元件焦糊味及其它异味摸-发热、振动、接触不良等。参数检查法：参数通常是存放在RAM中，有时电池电压不足、系统长期不通电或外部干扰都会使参数丢失或混乱，应根据故障特征，检查和校对有关参数。隔离法：一些故障，难以区分是数控部分，还是伺服系统或机械部分造成的，常采用隔离法。同类对调法用同功能的备用板替换被怀疑有故障的模板，或将功能相同的模板或单元相互交换。功能程序测试法：将G、M、S、T、功能的全部指令编写一些小程序，在诊断故障时运行这些程序，即可判断功能的缺失。
⑤故障诊断应遵循的原则。第一，先外部后内部数控机床的检修要求维修人员掌握先外部后内部的原则，由外向内逐一进行检查排除。第二，先机械后电气首先检查机械是否正常，行程开关是否灵活，气动液压部分是否正常等，在故障检修之前，首先注意排除机械的故障。第三，先静后动维修人员本身要做到先静后动。首先询问机床操作人员故障发生的过程及状态，查阅机床说明书、图纸资料，进行分析后，才可动手查找和处理故障。二、数控机床故障的分类与特点三、数控机床的故障与故障分类四、数控机床全部或部分丧失了规定的功能的现象称为数控机床的故障。五、数控机床是机电一体化的产物，技术先进、结构复杂。数控机床的故障也是多种多样、各不相同，故障原因一般都比较复杂，这给数控机床的故障诊断和维修带来不少困难。为了便于机床的故障分析和诊断，本节按故障的性质、故障产生的原因和故障发生的部位等因素大致把数控机床的故障划分为以下几类。六、1、按数控机床发生的故障性质分类七、（1）系统性故障八、这类故障是指只要满足一定的条件，机床或者数控系统就必然出现的故障。例如电网电压过高或者过低，系统就会产生电压过高报警或者过低报警；切削量过大时，就会产生过载报警等。九、例如一台采用SINUMERIK810系统的数控机床在加工过程中，系统有时自动断电关机，重新启动后，还可以正常工作。根据系统工作原理和故障现象怀疑故障原因是系统供电电压波动，测量系统电源模块上的24V输人电源，发现为22.3V左右，当机床加工时，这个电压还向下波动，特别是切削量大时，电压下降就大，有时接近21V，这时系统自动断电关机，为了解决这个问题，更换容量大的24V电源变压器将这个故障彻底消除。十、（2）随机故障
十一、这类故障是指在同样条件下，只偶尔出现一次或者二次的故障。要想人为地再现同样的故障则是不容易的，有时很长时间也很难再遇到一次。这类故障的分析和诊断是比较困难的。一般情况下，这类故障往往与机械结构的松动、错位，数控系统中部分元件工作特性的漂移、机床电气元件可靠性下降有关。十二、例如一台数控沟槽磨床，在加工过程中偶尔出现问题，磨沟槽的位置发生变化，造成废品。分析这台机床的工作原理，在磨削加工时首先测量臂向下摆动到工件的卡紧位置，然后工件开始移动，当工件的基准端面接触到测量头
时，数控装置记录下此时的位置数据，然后测量臂抬起，加工程序继续运行。数控装置根据端面的位置数据，在距端面一定距离的位置磨削沟槽，所以沟槽位置不准与测量的准确与否有非常大的关系。因为不经常发生，所以很难观察到故障现象。因此根据机床工作原理，对测量头进行检查并没有发现问题；对测量臂的转动检查时发现旋转轴有些紧，可能测量臂有时没有精确到位，使测量产生误差。将旋转轴拆开检查发现已严重磨损，制作新备件，更换上后再也没有发生这个故障。
十三、2、按故障类型分类
十四、按照机床故障的类型区分，故障可分为机械故障和电气故障。十五、（1）机械故障
十六、这类故障主要发生在机床主机部分，还可以分为机械部件故障、液压系统故障、气动系统故障和润滑系统故障等。
十七、例如一台采用SINUMERIK810系统的数控淬火机床开机回参考点、走X轴时，出现报警1680“SERVOENABLETRAV．AXISX"，手动走X轴也出现这个报警，检查伺服装置，发现有过载报警指示。根据西门子说明书产生这个故障的原因可能是机械负载过大、伺服控制电源出现问题、伺服电动机出现故障等。本着先机械后电气的原则，首先检测X轴滑台，手动盘动X轴滑台，发现非常沉，盘不动，说明机械部分出现了问题。将X轴滚珠丝杠拆下检查，发现滚珠丝杠已锈蚀，原来是滑台密封不好，淬火液进人滚珠丝杠，造成滚珠丝杠的锈蚀，更换新的滚珠丝杠，故障消除。十八、（2）电气故障
十九、电气故障是指电气控制系统出现的故障，主要包括数控装置、PLC控制器、伺服单元、CRT显示器、电源模块、机床控制元件以及检测开关的故障等。这部分的故障是数控机床的常见故障，应该引起足够的重视。二十、3、按数控机床发生的故障后有无报警显示分类
二十一、按故障产生后有无报警显示，可分为有报警显示故障和无报警显示故障两类。
二十二、（1）有报警显示故障
二十三、这类故障又可以分为硬件报警显示和软件报警显示两种。二十四、1)硬件报警显示的故障。硬件报警显示通常是指各单元装置上的指示灯的报警指示。在数控系统中有许多用以指示故障部位的指示灯，如控制系统操作面板、CPU主板、伺服控制单元等部位，一旦数控系统的这些指示灯指示故障状态后，根据相应部位上的指示灯的报警含义，均可以大致判断故障发生的部位和性质，这无疑会给故障分析与诊断带来极大好处。因此维修人员在日常维护和故障维修时应注意检查这些指示灯的状态是否正常。二十五、2)软件报警显示的故障。软件报警显示通常是指数控系统显示器上显示出的报警号和报警信息。由于数控系统具有自诊断功能，一旦检查出故障，即按故障的级别进行处理，同时在显示器上显示报警号和报警信息。
二十六、软件报警又可分为NC报警和PLC报警，前者为数控部分的故障报警，可通过报警号，在《数控系统维修手册》上找到这个报警的原因与怎样处理方面的内容，从而确定可能产生故障的原因；后者的PLC报警的报警信息来自机床制造厂家编制的报警文本，大多属于机床侧的故障报警，遇到这类故障，可根据报警信息，或者PLC用户程序确诊故障。二十七、（2）无报警显示的故障
二十八、这类故障发生时没有任何硬件及软件报警显示，因此分析诊断起来比较困难。对于没有报警的故障，通常要具体问题具体分析。遇到这类问题，要根据故障现象、机床工作原理、数控系统工作原理、PLC梯形图以及维修经验来分析诊断故障。
二十九、例如一台数控淬火机床经常自动断电关机，停一会再开还可以工作。分析机床的工作原理，产生这个故障的原因一般都是系统保护功能起作用，所以首先检查系统的供电电压为24V，没有间题；在检查系统的冷却装置时，发现冷却风扇过滤网堵塞，出故障时恰好是夏季，系统因为温度过高而自动停机，更换过滤网，机床恢复正常使用。
三十、又如一台采用德国SINUMERIK810系统的数控沟槽磨床，在自动磨削完工件、修整砂轮时，带动砂轮的Z轴向上运动，停下后砂轮修整器并没有修整砂轮，而是停止了自动循环，但屏幕上没有报警指示。根据机床的工作原理，在修整砂轮时，应该喷射冷却液，冷却砂轮修整器，但多次观察发生故障的过程，却发现没有切削液喷射。切削液电磁阀控制原理图所示，在出现故障时利用数控系统的PLC状态显示功能，观察控制切削液喷射电磁阀的输出Q4.5，其状态为“1”，没有问题，根据电气原理图它是通过直流继电器K45来控制电磁阀的，检查直流继电器K45也没有问题，接着检查电磁阀，发现电磁阀的线圈上有电压，说明问题是出在电磁阀上，更换电磁阀，机床故障消除。三十一、4、按故障发生部位分类
三十二、按机床故障发生的部位可把故障分为如下几类：三十三、（1）数控装置部分的故障
三十四、数控装置部分的故障又可以分为软件故障和硬件故障。三十五、1)软件故障。有些机床故障是由于加工程序编制出现错误造成的，有些故障是由于机床数据设置不当引起的，这类故障属于软件故障。只要将故障原因找到并修改后，这类故障就会排除。
三十六、2）硬件故障。有些机床故障是因为控制系统硬件出现问题，这类故障必须更换损坏的器件或者维修后才能排除故障。
三十七、例如一台数控冲床出现故障，屏幕没有显示，检查机床控制系统的电源模块的24V输人电源，没有问题，NC-ON信号也正常，但在电源模块上没有5V电压，说明电源模块损坏，维修后，机床恢复正常使用。三十八、（2）PLC部分的故障
三十九、PLC部分的故障也分为软件和硬件故障两种。
四十、1)软件故障。由于PLC用户程序编制有问题，在数控机床运行时满足一定的条件即可发生故障。另外，PLC用户程序编制的不好，经常会出现一些无报警的机床侧故障，所以PLC用户程序要编制的尽量完善。
三、数控机床机械结构的故障诊断
所谓机械故障，就是指机械系统（零件、组件、部件、整台设备和设备组合）因偏离其设计状态而丧失部分或全部功能的现象。如机床的运动不稳（爬行或振动）、轴承噪音过大、机械手夹持刀柄不稳定等现象都是机械故障的表现形式。1数控机床机械结构的基本组成
（１）主传动系统，其功用是实现主运动。（２）进给系统，其功用是实现进给运动。（３）机床基础件（又称机床大件），通常指床身、底座、立柱、滑座和
工作台等，它们是整台机床的基础和框架，其功用是支承机床本身的其它零部件，并保证这些零部件在工作时或者固定在基础件上，或者在它的导轨上运动。（４）实现某些部件动作和辅助功能的系统和装置，如液压、气动、润滑、冷却、防护和排屑等装置。
（５）刀库、刀架和自动换刀装置。
（６）自动托盘交换装置，如双工位托盘自动交换装置。
（７）实现工件回转、分度定位的装置和附件，如回转工作台。（８）特殊功能装置，如刀具破损检测、精度检测和监控装置等。2数控机床的机械故障的分类
数控机床的机械故障主要包括机械结构、润滑、冷却、排屑、液压、气动和防护等装置的故障。常见的主要故障有：因安装、调试和操作使用不当等原因引起的机械传动故障与导轨运动摩擦过大的故障。故障表现为传动噪音大、加工精度差、运行阻力大。例如，轴向传动链的挠性联轴器松动、齿轮丝杆与轴承缺油、导轨塞铁调整不当、导轨润滑不良、支撑轴承径向或轴向移动以及参数设置不当等原因均可造成以上故障。尤其应引起重视的是，机床各部位标明的注油点（注油孔）须定时、定量的加注润滑油（剂），这是机床各传动链正常运行的保证。另外，液压、润滑与气动系统的故障主要是管路堵塞和密封不良，例如液压骨架油封因长时间使用造成与之配合零件轴径方向磨损，研出沟槽，漏油、密封失效。因此，数控机床更应加强污染控制和根除三漏（漏油、漏气、漏夜）现象的发生。
四、数控机床电气控制的故障诊断
数控机床是机电一体化的产物，技术先进、结构复杂。按照功能结构分为机械部分和电气部分，其中电气部分包括电源、数控系统、伺服系统、检测系统和一些电缆、接头、开关等。其故障也是多种多样、各不相同，故障原因一般都比较复杂，这就给数控机床的故障诊断和维修带来不少困难，下面就数控机床常见电气故障做一简单介绍。一、电源故障
电源是整个机床正常工作的能量来源，我们常用的数控和伺服系统，如西门子系统、海德汉系统等是由德国等西方国家设计制造的，由于他们国家的电力充足，电网质量高，因此其电气系统的电源设计考虑较少，这对于我国有较大波动和高次谐波的电力供电网来说就略显不足，再加上某些人为的因素，难免出现由电源而引起的故障。轻者会造成数据丢失、系统死机，重者会毁坏系统局部甚至全部。
例如一台德国产DMU60P加工中心在加工时由于厂房改造，旁边有一台大功率焊机突然开始焊接，造成该设备死机，重启后系统提示“硬盘系统文件丢失”，系统无法正常启动，只好更换硬盘并重新安装系统。又如一台进口数控车床（西门子810D系统），开机后出现报警“NC/PLC无法连接”，经检查，系统NCU单元指示灯和数码管均没有显示，而与之供电的电源模块输入电压用万用表测量正常，打开电源模块后发现，模块内部主接触器常闭的辅助触点烧黑，接触电阻过大，达到100多kΩ，造成上电后内部5V和24V电源电路无法启动，无法给NCU单元供电，更换此接触器后，系统启动恢复正常，分析其原因，可能是在开关机时，电网电压冲击过大造成的。
为了避免上述案例的发生，我们在给数控机床供电时应尽量做到以下几点：
（1）提供独立的配电箱而不与其他设备串用；（2）在资金允许的情况下，应尽量配备三相交流稳压装置；（3）电源始端有良好的接地；（4）进入数控机床的三相电源应采用三相五线制，中线(N)与接地(PE)严格分开。二、数控系统位置环故障
1．位置环报警。大多数情况下，若正在运动的轴实际位置误差超过机床参数所设定的允许值，则产生轮廓误差监控报警；若机床坐标轴定位使得实际位置与给定的位置之差超过机床参数设定的允许值，则产生静态误差监控报警；若测量装置有故障，则产生测量装置监控报警。位置环报警一般是由于位置测量元件，如光栅尺、编码器被污染或被损坏引起的，也有的是由于电缆破损或接头接触不良所致。
2．坐标轴在没有指令的情况下产生运动，可能是漂移过大；位置或速度环接成正反馈；反馈回路开路；编码器安装不当引起的。三、机床开机返回不了参考点
数控机床开机后返回不了参考点的故障一般有以下三种情况：第一种是由于是由于参考点开关出现问题，导致PLC没有产生减速信号；第二种情况使编码器或者光栅尺的零点脉冲出了问题；第三种情况是机床数控系统的测量模块出现问题，没有接收到零点脉冲。四、机床的动态性能变差机床在加工时，有时候会出现工件质量变差，甚至在一定速度下运动会有抖动，这其中有很大一种可能是由于机床长时间使用，机械传动系统间隙过大甚至磨损严重，或者导轨润滑不充分甚至磨损造成的；对于电气控制系统来说则可能是速度环、位置环和相关参数已不在最佳匹配状态，应在机械故障基本排除后重新进行最佳化调整。
例如一台国产龙门加工中心，采用的是西门子840D系统，使用几年后X轴在高速进给时振动严重，通过清洗光栅、检查机械传动后没有发现问题，于是认为系统参数应该适当调整，通过降低伺服增益参数32200的值，振动现象消除。五、偶发性停机故障
偶发性故障一般有两种情况：一种情况是机床厂家设计上有缺陷，在某些特定的操作与功能运行相组合所造成的停机故障，对于这种故障，一般机床断电重启后便会消失；另一种情况是由环境条件引起的，如电网干扰、温度、湿度等。例如一些私营企业将数控机床放置于普通厂房，电气柜门长期开门运行，附近又有大量的粉尘和金属碎末，这些因素不仅仅会造成机床故障，严重的还会将机床系统和伺服驱动部分损坏，应务必改善。
以上是数控机床在使用中会经常遇见的几类故障，在实际的故障诊断与维修中，还应该具体情况具体对待，根据故障发生时机床的状态、操作方式进项调查与分析，多和操作者进行交流，从中找出故障点，排除故障。
五、数控机床故障诊断及维护的基本要求
1、日常维护和保养
1>机械部分的维护与保养
数控机床机械部分的维护与保养主要包括：机床主轴部件、进给传动机构、导轨等的维护与保养。
(1)主轴部件的维护与保养
主轴部件是数控机床机械部分中的重要组成部件，主要由主轴、轴承、主轴
准停装置、自动夹紧和切屑清除装置组成。数控机床主轴部件的润滑、冷却与密封是机床使用和维护过程中值得重视的几个问题。
首先，良好的润滑效果，可以降低轴承的工作温度和延长使用寿命。第二，主轴部件的冷却主要是以减少轴承发热，有效控制热源为主。
第三，主轴部件的密封则不仅要防止灰尘、屑末和切削液进入主轴部件，还要防止润滑油的泄漏。
(2)进给传动机构的维护与保养
进给传动机构的机电部件主要有：伺服电动机及检测元件、减速机构、滚珠丝杠螺母副、丝杠轴承、运动部件（工作台、主轴箱、立柱等）。这里主要对滚珠丝杠螺母副的维护与保养问题加以说明。
滚珠丝杠螺母副除了对本身单一方向的进给运动精度有要求外，对轴向间隙也有严格的要求，以保证反向传动精度。因此，在操作使用中要注意由于丝杠螺母副的磨损而导致的轴向间隙采用调整方法加以消除。
双螺母垫片式消隙此种形式结构简单可靠、刚度好，应用最为广泛，在双螺母间加垫片的形式可由专业生产厂根据用户要求事先调整好预紧力，使用时装卸非常方便。
双螺母螺纹式消隙这种结构调整方便，且可在使用过程中，随时调整，但预紧力大小不能准确控制。
齿差式消隙调整时，先取下内齿圈，让两个螺母相对于套筒同方向都转动一个齿，然后再插入内齿圈，则两个螺母便产生相对角位移。(3)机床导轨的维护与保养
机床导轨的维护与保养主要是导轨的润滑和导轨的防护。导轨润滑的目的是减少摩擦阻力和摩擦磨损，以避免低速爬行和降低高温时的温升。因此导轨的润滑很重要。对于滑动导轨，采用润滑油润滑；而滚动导轨，则润滑油或者润滑脂均可。
导轨的防护在操作使用中要注意防止切屑、磨粒或者切削液散落在导轨面上，否则会引起导轨的磨损加剧、擦伤和锈蚀。为此，要注意导轨防护装置的日常检查，以保证导轨的防护。(4)回转工作台的维护与保养
数控机床的圆周进给运动一般由回转工作台来实现，对于加工中心，回转工作台已成为一个不可缺少的部件。因此，在操作使用中要注意严格按照回转工作台的使用说明书要求和操作规程正确操作使用。特别注意回转工作台传动机构和导轨的润滑。
(5)辅助装置的维护与保养
数控机床的辅助装置的维护与保养主要包括：数控分度头、自动换刀装置、液压气压系统的维护与保养。1.数控分度头的维护与保养
数控分度头是数控铣床和加工中心等的常用附件，其作用是按照CNC装置的指令作回转分度或者连续回转进给运动，使数控机床能够完成指定的加工精度，因此，在操作使用中要注意严格按照数控分度头的使用说明书要求和操作规程正确操作使用。
2.自动换刀装置的维护与保养
自动换刀装置是加工中心区别于其它数控机床的特征结构。它具有根据加工工艺要求自动更换所需刀具的功能，以帮助数控机床节省辅助时间，并满足在一
次安装中完成多工序、工步加工要求。因此，在操作使用中要注意经常检查自动换刀装置各组成部分的机械结构的运转是否正常工作、是否有异常现象；检查润滑是否良好等，并且要注意换刀可靠性和安全性检查。3.液压系统的维护与保养
(1)定期对油箱内的油进行检查、过滤、更换;(2)检查冷却器和加热器的工作性能，控制油温;(3)定期检查更换密封件，防止液压系统泄漏;
(4)定期检查清洗或更换液压件、滤芯、定期检查清洗油箱和管路;
(5)严格执行日常点检制度，检查系统的泄漏、噪声、振动、压力、温度等是否正常。
4.气压系统的维护与保养
(1)选用合适的过滤器，清除压缩空气中的杂质和水分;
(2)检查系统中油雾器的供油量，保证空气中有适量的润滑油来润滑气动元件，防止生锈、磨损造成空气泄漏和元件动作失灵;
(3)保持气动系统的密封性，定期检查更换密封件;(4)注意调节工作压力;
(5)定期检查清洗或更换气动元件、滤芯。(6)数控装置的日常维护与保养
数控系统是数控机床电气控制系统的核心。每台机床数控系统在运行一定时间后，某些元器件难免出现一些损坏或者故障。为了尽可能地延长元器件的使用寿命，防止各种故障，特别是恶性事故的发生，就必须对对数控系统进行日常的维护与保养。主要包括：数控系统的使用检查和数控系统的日常维护。CNC系统的日常维护主要包括以下几方面：
1.严格制订并且执行CNC系统的日常维护的规章制度
根据不同数控机床的性能特点，严格制订其CNC系统的日常维护的规章制度，并且在使用和操作中要严格执行。
2.应尽量少开数控柜门和强电柜的门
因为，在机械加工车间的空气中往往含有油雾、尘埃，它们一旦落入数控系统的印刷线路板或者电气元件上，则易引起元器件的绝缘电阻下降，甚至导致线路板或者电气元件的损坏。所以，在工作中应尽量少开数控柜门和强电柜的门。
3.定时清理数控装置的散热通风系统，以防止数控装置过热散热通风系统是防止数控装置过热的重要装置。为此，应每天检查数控柜上各个冷却风扇运转是否正常，每半年或者一季度检查一次风道过滤器是否有堵塞现象，如果有则应及时清理。
4.注意CNC系统的输入/输出装置的定期维护例如CNC系统的输入装置中磁头的清洗。5.定期检查和更换直流电机电刷
在20世纪80年代生产的数控机床，大多数采用直流伺服电机，这就存在电刷的磨损问题，为此对于直流伺服电机需要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
CNC系统对工作电网电压有严格的要求。例如FANUC公司生产的CNC系统，允许电网电压在额定值的85％～110％的范围内波动，否则会造成CNC系统不能正常工作，甚至会引起CNC系统内部电子元件的损坏。为此要经常检测电网电压，并控制在定额值内。
2、故障处理
在检测和排除故障时应掌握以下原则：(1)先外部后内部(2)先机械后电气(3)先静后动(4)先公用后专用(5)先简单后复杂(6)先一般后特殊
3、数控机床故障诊断及维修的一般方法(1)常规检查法(2)参数检查法(3)功能程序测试法(4)升降温法(5)敲击法(6)拉偏电源法(7)交换法(8)备板置换法(9)隔离法
(10)系统更新重置法(11)对比法
(12)原理分析法
4、常用的维修工具及仪器
(1)常用维修工具：电烙铁、吸锡器、螺丝刀、六角扳手
(2)常用维修仪器：万用表、示波器、逻辑分析仪、逻辑测试笔和脉冲信号笔、短路追踪仪、激光干涉仪、IC测试仪、特征代码分析仪及球杆仪。
六、数控机床故障诊断及维护实例
例1：配套某系统的数控车床，在工件运行中，被加工零件的Z轴尺寸逐渐变小，而且每次的变化量与机床的切削力有关，当切削力增加时，变化量也会随之变大。
分析与处理过程：根据故障现象分析，产生故障的原因应在伺服与滚珠丝杠之间的机械连接上。由于本机床采用的是联轴器直接连接的结构形式，当伺服与滚珠丝杠之间的弹性联轴器未能缩紧时，丝杠与之间将产生相对滑移，造成Z轴进给尺寸逐渐变小。
解决联轴器不能正常缩紧的方法是压紧锥形套，增加摩擦力。如果联轴器与丝杠、之间配合不良，依靠联轴器本身的缩紧螺钉无法保证锁紧时，通常的解决方法是将每组锥形弹性套种的其中一个开一条0.5mm左右的缝，以增加锥形弹性套的收缩量，这样可以解决联轴器与丝杠、之间配合不良引起的松动。
例4：实际移动量与理论值不符的故障维修
故障现象：某数控车床，用户在加工过程中，发现X、Z轴的实际移动尺寸与理论值不符。
分析与处理过程：由于本机床X、Z轴工作正常，故障仅是移动的实际值与理论值不符，因此可以判定机床系统、驱动器等部件均无故障，引起问题的原因在于机械传动系统参数与控制系统的参数匹配不当。
机械传动系统与控制系统匹配的参数在不同的系统中有所不同，通常有电子齿轮比、指令倍乘系数、检测被乘系数、编码器脉冲数、丝杠螺距等。以上参数必须统一设定，才能保证系统的指令值与实际移动之相符。
在本机床中，通过检查系统设定参数发现，X、Z轴伺服的编码器脉冲数与系统设定不一致。在机床上，X、Z轴的的型号相同，但内装式编码器分别为每转201*脉冲与2500脉冲，而系统的设定值正好与此相反。
据了解，故障原因是用户在进行机床大修时，曾经拆下X、Z轴伺服进行清理，但安装时未注意到编码器的区别，从而引起了以上问题。对X、Z进行交换后，机床恢复正常工作。
例5：测量系统故障的维修
故障现象：某卧式加工中心，当X轴运动到某一位置时，液压自动断开，且出现报警提示：Y轴测量系统故障。断电再通电，机床可以恢复正常工作，但X轴运动到某一位置附近，均可能出现同一故障。
分析与处理过程：该机床为进口卧式加工中心，配套SIEMENS6RA系列直流伺服驱动。由于X轴移动时出现Y轴报警，为了验证系统的正确性，拔下了X轴测量反馈电缆试验，系统出现X轴测量系统故障报警，因此，可以排除系统误报警的原因。
检查X轴在出现报警的位置及附近，发现它对Y轴测量系统（光栅）并无干涉与影响，且仅移动Y轴亦无报警，Y轴工作正常。再检查Y轴电缆插头，光栅读数头和光栅尺状况，均未发现异常现象。
考虑到该设备属大型加工中心，电缆较多，电柜与机床之间的电缆长度较长，且所有电缆均固定在电缆架上，随机床来回移动。根据上述分析，初步判断由于电缆的弯曲，导致局部断线的可能性较大。
维修时有意将X轴运动到出现故障点位置，人为移动电缆线，仔细测量Y轴上每一根反馈信号线的连接情况，最终发现其中一根信号线在电缆不断移动的过程中，偶尔出现开路现象；利用电缆内的备用线替代断线后，机床恢复正常。
例6：驱动器未准备好的故障维修
故障现象：一台配套SIEMENS6RA26**系列直流伺服驱动系统的卧式加工中心，在加工过程中突然停机，开机后面板上的“驱动故障”指示灯亮，机床无法正常起动。
分析与处理过程：根据面板上的“驱动故障”指示灯亮的现象，结合机床电器原理图与系统PLC程序分析，确认机床的故障原因为Y轴驱动器未准备好。检查电柜内驱动器，测量6RA26**驱动器主电路电源输入，只有V向有电压，进一步按机床电器原理图对照检查，发现6RA26**驱动器进线快速熔断器的U、W相熔断。用万用表测量驱动器主回路进线断1U、1W，确认驱动器主回路内部存在短路。
由于6RA26**驱动器主回路进线直接与晶闸管相连，因此可以确认故障原因是由于晶闸管损坏引起的。
逐一测量主回路晶闸管V1~V6,确认V1、V2不良（已短路）；更换同规格备件后，机床恢复正常。
由于测量主回路其他部分均无故障，换上晶闸管模块后，机床恢复正常工作，分析原因可能是瞬间电压波动或负载波动引起的偶然故障。
例9：自动工作偶然出现剧烈震动的故障维修
故障现象：一台配套FAGOR8030系统、SIEMENS6SC610交流伺服驱动的立
式加工中心，在自动工作时，偶然出现X轴的剧烈振动。
分析与处理过程：机床在出现故障时，关机后在开机，机床即可以恢复正常；且在故障时检查，系统、驱动器都无报警；而且振动在加工过程中只是偶然出现。
在振动时检查系统的位置跟随误差显示，发现此值在0~0.1mm范围内振动，可以基本确认数控系统的位置检测部分以及位置测量系统均无故障。
由于故障的偶然性，而且当故障发生时只要通过关机，即可恢复正常工作，这给故障的诊断增加了困难。为了确认故障部位，维修时将X、Y周的驱动器模块、伺服分别作了互换处理，但故障现象不变。因此，初步确定故障是由于伺服与驱动器间的连接电缆不良引起的。
[三]总结
数控机床是现代化企业进行生产的一种重要物质基础，是完成生产过程的重要技术手段，强化管理是关键，“防”与“治”的结合是解决数控机床“使用难、维修难”的唯一途径。
参考文献：
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[5]李宏慧、谢小正、沙成梅，浅谈数控机床故障排除的一般方法［J］，甘肃科技，201*（09）
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