1.4 数控机床故障诊断与维修方法
在实际应用中，可能对一个故障用一种方法即可查到并排除，有时可能需要多种方法并用。对各种判别故障点方法的掌握程度，主要取决于对故障设备原理与结构掌握的程度。
1.4.1 诊断流程
1.初步判别
通常，在资料较齐全的条件下，可通过资料分析判断故障所在，或采取接口信号法根据故障现象判别可能发生故障的部位，然后再按照故障特征及这一部位的具体特点，逐个部位检查。初步判别故障的框图如图1.4所示。
图1.4 初步判别故障框图
2.报警处理
（1）系统报警的处理。数控系统发生故障时，一般在显示屏或操作面板上给出故障信号和相应的信息。通常，系统的操作手册或调整手册中都有详细的报警号、报警内容和处理方法。由于系统的报警设置单一、齐全、严密、明确，维修人员可根据每一警报后面给出的信息与处理办法自行处理。
（2）机床报警和操作信息的处理。机床制造厂根据机床的电气特点，应用PLC程序，将一些能反映机床接口电气控制方面的故障或操作信息，以特定的标志通过显示器给出，并可通过一个特定的键，看到更详细的报警说明。这类报警可以根据机床厂提供的机床手册进行处理，也可以利用操作面板或编程器，根据电路图和PLC程序，查出相应的信号状态，按逻辑关系找出故障点进行处理。
（3）无报警或无法报警的故障处理。当系统的PLC无法运行、系统已停机时，或系统没有报警但工作不正常时，需要根据故障发生前后的系统状态信息，运用已掌握的知识进行分析，做出正确的判断。
1.4.2 数控机床故障诊断与维修的常规方法
1.目测
目测故障电路板，仔细检查有无保险丝烧断、元器件烧焦、烟熏、开裂和有无异物断路现象，由此可判断电路板内有无过流、过压和短路等问题。
2.手摸
用手摸并轻摇元器件，尤其是阻容，半导体器件有无松动之感，由此可以检查出一些断脚、虚焊等问题。
3.通电
首先用万用表检查各种电源之间有无断路，如无断路，才可以接入相应的电源，目测有无冒烟、打火等现象，手摸元器件有无异常发热，由此可发现一些较为明显的故障，从而缩小检修范围。
例如，在某工厂排除故障时，机床的数控系统和PLC运行正常，但机床的液压系统无法启动，用编程器检查PLC程序运行正常，各点所需要的信号状态均能满足开机的条件，进一步检查中发现，PLC信号状态与图纸和设备上标记的不一致，停止数控机床，切断电源，从主机中拔出电路板进行检查，发现PLC的两块输出板编码地址不对，与另两块位置搞错，经过交换后，机床正常运转；对于发生这个故障的机床所采用的SIMATICS5-150K可编程控制器，只要编码地址正确，无论将线路板的位置怎样排列，系统均能正常运转，但相应的执行元件和信号源必须正确地对应，一旦对应错误就会发生故障，甚至毁坏机床。
4.仪器测量法
当系统发生故障后，采用电工检测仪器和工具，按系统电路图和机床电路图，对故障部分的电压、电源和脉冲信号等进行实际测量来判断故障，如果电源的输入电压超限，用电压表测网络电压，或用电压测试仪实时监控来排除故障；如发生位置控制环故障，要用示波器检查测量回路的信号状态，或用示波器观察其信号输出是否缺相，有无干扰等。例如，某厂在排除故障中，系统报警，位置环硬件出现故障，用示波器检查发现有干扰信号，在电路中用接电容的方法将其滤掉，使系统工作正常；如出现系统无法回基准点的情况，也可以用示波器来检查是否有零标记脉冲，如果没有零标记脉冲，可能是测量系统损坏了。
5.用可编程控制器进行PLC中断状态分析
可编程序控制器发生故障时，其中断原因是中断堆栈出现故障，可以在系统停止状态下，调出中断堆栈和块堆栈，按其所指示的原因，查明故障所在。在可编程序控制器的维修中，这是一种常用的有效办法。
6.接口信号检查
通过用可编程序控制器检查机床控制系统的接口信号，并与接口的正确信号相对比，也可以查出相应的故障点。
7.诊断备件替换法
现代数控系统是采用模块化设计，随着现代技术的发展，电路的集成规模越来越大，技术也越来越复杂，按常规方法，很难把故障定位到一个很小的区域，而一旦系统发生故障，为了缩短停机时间，都是根据模块的功能与故障现象，初步判断出可能的故障模块，用诊断备件将其替换，这样做可以迅速判断出有故障的模块。在没有诊断备件的情况下可以采用现场相同或相容的模块进行替换检查，对于现代数控设备的维修，越来越多地采用这种方法进行诊断，然后用备件替换已损坏模块，使系统正常工作，尽量缩短故障停机的时间。使用这种方法在操作时，一定要在停电状态下进行，还要仔细检查线路板的规格、型号和各种标记是否相同，对机床数据、各位置点的电压值做好详细的记录，拆线时也要做好标记。
8.利用系统的自诊断功能判断
现代数控系统都具有很强的自诊断能力，通过实时监控系统各部分的工作，及时判断故障，给出报警信息，并做出相应的动作，避免事故发生。然而有时当硬件发生故障时，就无法报警，有的数控系统可以通过发光管的不同闪烁频率或不同的组合做出相应的指示，这些指示配合使用，就可以帮助技术人员准确地诊断出故障模块的位置。如SINUMERIK 8系统可根据CPU板上的4个指示灯和操作面板上的指示灯，通过亮灭组合来判断出故障位置。