1 外部信号故障
加工中心的外围信号主要用在如轴、刀库、机械手、交换工作台、辅助设备、模块外部接口及控制电器的辅助触点等部位。主要功能包括：液位检测、温度检测、压力检测、到位检测、行程检测、状态检测、按钮触点以及各种使能等。这类外围信号通常都设置了相应的报警代码和提示信息，维护人员通过提示便能快捷地定位故障点。同时，也可通过:A= 梯形图、信号状态查阅界面以及:B= 装置指示灯来综合诊断。找到故障点后结合实际情况进行调整、维修或更换。偶尔也遇到库存备件缺乏的情况，在确定不影响机床正常运行的情况下，可暂时将故障点短接，以缓解生产压力，备件一到及时更换。对一些动作频率相对较高的部位，应特别注意观察和记录，如：主轴刀具状态、回参考点挡块、交换工作台位置检测、刀库和机械手位置状态等。外部信号范围广，故障多，以下简要举几例说明之。
（1）一台THM6350卧式加工中心出现“\"1008液压压力不足”报警，且该报警有规律地出现，经观察发现实际压力完全满足。这是典型的辅助设备外部报警。报警提示，该压力继电器已损坏。因备件库中暂时无该型压力继电器，万用表测量该点两端阻值满足短接要求。同时，交待操作工在备件未到期间，必须注意实际液压压力情况，并随时报告。经处理，缓解了生产压力。
（2）一台VMC1000C立式加工中心，采用FANUC 0i-MA数控系统，Z、A 两轴为一双轴模块驱动。在拆走旋转台后，出现“401 Z AXIS READY OFF”报警信息。
因任务需要，决定暂时使用X、Ｙ、Ｚ三轴进行其它工件加工。应将A 轴屏蔽，其屏蔽步骤是：首先修改NC参数?NO 1023的A为“—4”；然后将PMC中的保持继电器K8.2设为“1”；最后将原驱动模块的接口封锁处理。到现场初步检查后认为已做到，但报警仍
然未清除。分析认为原因出在封锁未生效，拆开所使用连接器发现里面未短接，而且型号有误。最后使用型号为HRIOS F140-2015的PCR-EV20MDT的连接器，并将其9 和10（即*DRDYn 和*MCONn）短接封锁后，机床报警清除，满足了工作需求。原因出在工作人员把连接器使用错。
（3）一进口五坐标加工中心，采用AB10数控系统。自动刀库不能正常换刀，刀盘转到正确刀位后来回旋转，未正常判别刀位。该刀库记数方式采用8421 代码，使用5个感应器判别，即感应头对应金属刀盘上有孔为“0”，反之为“1”。调查情况时得知，近期机修人员拆卸过刀库，但拆卸时是整体移出，排除上、下刀盘位置异位，手动方式单步旋转正常。据控制原理分析认为是数刀不正确，应检查5个感应信号状态正常与否（感应器淡绿色指示灯亮表示电源送到，黄色指示灯亮表示感应状态为1）。手动方式下旋转刀盘一周，仔细观察发现3号感应器一直保持同一状态。到此，判断要么是感应头上有脏物或铁屑，要么感应器已损坏。将手指伸进孔中触摸发现上面有铁屑，清除后，信号状态恢复，执行自动换刀正常。
2 连接器件故障
连接器件主要指导线和连接器。这类故障主要表现在\" 个方面：一是导线破损、断裂；二是线间出现短路或干扰；三是接头处或接口连接不良；四是错接或误插。连接器件作为设备的信息通道，在支持设备的运行中具有举足轻重的作用。据我们维护中不完全统计，机床故障的近三成是该方面所致。加工环境及条件是该方面的直接原因，也有一部分归属于使用时间过长而老化、腐蚀的缘故。
如：一台宁江THM6350卧式加工中心，配置FANUC 0i-M数控系统。在交换工作台时，按下“手动/自动启动”按钮后，托板（内工作台）升起，而托板架未上升，始终保持
此状态，无法实现工作台的交换。该托板架的升降由液压系统控制。检查液压压力正常，查看控制托板架上升的电磁阀发现未执行。该电磁阀由继电器KA13的常开触点控制，而继电器KA13的线圈由PMC输出点Y1004.1直接供给24V电源。通过PMC状态显示功能检查Y1004.1的状态，执行前后始终为“0”，即未给出信号。分析认为，某一输入条件未得到满足使机床处于等待状态。决定从Y1004.1入手，利用PLC梯形图动态显示功能来诊断故障。涉及的主要梯形图如图$ 所示。在手动方式下，正常交换工作台导通路径如图中箭头方向，即要满足R68.3、R62.0 和Y1003.5导通。从梯形图可以看出，R68.3导通条件是R68.2和R62.0导通，R62.0又由外部信号来控制。动态观察发现X1004.5通，X1006.3未变化。经查X1006.3为托板（工作台）上升到位信号。用金属尺靠近感应头发现信号无变化，以为是感应器本身损坏。更换后发现故障依旧。校线时发现24V导线已断路。拆开护板后发现因油质腐蚀该导线一接头已断路，重新接好后。机床恢复正常。
连接器件作为控制元件之间的信息传递通道，和生活中的通道一样，必须经常进行疏通，以防止通道堵塞、断流、分支和交叉等异常情况发生。因此，我们应高度重视机床连接器件的日常护理工作，保持机床各部位干净整洁，确保线路连接及走向的严谨合理，发现问题，及时处理，对不合理和有后患的地方应及时进行优化性改进，以提高使用的可靠性。
3 执行元件故障
这里所说的执行元件包括：电动机、继电器、接触器、电磁阀等。相对来说，这部分元器件是打开控制柜最能直观见到的。出现此类故障后，应注重排除的先后顺序。比如出现电动机过载，可能原因有电动机过热、有杂物堵塞、空开或接触器损坏、电动机损坏及加工条件过高等。此时脱开电动机线就可以分清是电动机侧还是强电柜侧有问题。有时，甚至通过目视、触摸、气味、声音等直观法就可以得出结论。
如：一台THK46100卧式加工中心，采用FANUC 0-mate数控系统。在自动方式加工过程中，出现“1019 RELAY OVERLOAD”报警。查阅外部报警信息表提示为空开跳闸。打开电气柜发现QF2空开已跳闸，以为是电压瞬间波动过大所致。重新合上空开后报警消除。试加工后，再次跳闸。经查，发现切削液电动机启动瞬间猛烈跳动，10S左右又跳闸。检查电动机已损坏，更换后，机床恢复正常。
4 各种参数、数据和程序故障
参数、数据和程序是数控设备运行必不可少的条件。其中，主要包括NC 机床参数、PMC参数、补偿参数、PLC程序、换刀程序、宏程序和加工程序等。此类故障主要表现为以下几方面：（1）系统参数丢失，导致系统混乱或某项功能丧失；（2）系统参数部分或个别发生了变化；（3）操作不当，出现数据写入错误；（4）有关程序被丢失、改动及编制不妥；（5）对参数或数据修改过程中设置不当。一旦参数破坏严重，常常需要重装系统才能够恢复。
一台宁江THM6350卧式加工中心，采用FANUC 0i-M数控系统。在加工过程中，出现机床运动的实际尺寸与给定值不符，无报警信息。该机床在此故障前曾发生过在操作\" 轴运动时数显变化而实际位置不动，检查发现\" 轴皮带轮被拉断所致。更换皮带轮后对\" 轴零点偏置（参数1850）进行了修正。刚试运行便发现了实际值与给定值不符的现象。此类故障通常有( 种可能原因：一是位置环问题，这其中包括如光栅尺、编码器及它们的连接电缆故障，也可能是伺服模块级的故障。二是涉及到数控参数问题，如进给单位（公制6 英制）、检测倍乘比参数的设置是否发生了变化。三是机械上存在一定的阻力或联接松动所致。以上述原因分析为依据，我们由易到难逐一进行了检查排除。经查，该故障是由于进给单位的参数设置由原来的公制变成了英制，即参数1001#0由“0”变成了“1”。将参数改回“0”后，机床恢复正常。
特别提到的是在加工中心的自动换刀过程中，执行到某一句突然中断，出现无资料提示的报警号且信息提示。这时，应仔细在系统中找到换刀程序（大型刀库的换刀程序同样分主程序和子程序，可采用查找功能找到故障段），读懂停顿语句的含义，分析逻辑关系，有效利用程序来诊断故障。同时，确保换刀程序没有发生变化。
5 伺服系统故障
为了保证加工中心能达到较高的加工精度，必须具有性能优良、可靠性强、精度高的伺服系统来支持。随着数控事业日新月异的发展，伺服系统也得到了前所未有的进步。位置伺服的三环结构，充分利用了设备的潜力，高速及其准确的定位，使数控机床得到了广泛的应用。伺服系统已全面进入了交流伺服时代，模块化、集成化、开放化是其发展的趋势。同时，给维护工作也带来了极大的方便，一旦出现故障后，为了赢得生产时间，可采用备件替换法使机床及时得到恢复。由于伺服系统的速度环和电流环的可靠性较高，通常，现场中伺服系统故障以位置环的故障率为最高，因为如编码器、光栅尺、伺服电动机等机构受外部影响较大。
现代数控设备已具有强大的故障自诊断能力。伺服故障发生后，可以通过两种途径得到提示信息：一是驱动模块上的%89 或指示灯状态，二是根据\":+ 上报警号和信息提示。在不确定情况下，可以通过交叉换位法、备板置换法来诊断。有条件的用户可以通过建立数控实验平台来诊断。另一方面，在判断伺服驱动故障时应特别留意以下部位：!保险有无损坏；\"模块或电动机的风扇（或散热器）的运转情况，查看有无积尘和接触不良；#可以单独更换部分#\"; 板（如轴卡）进行尝试，此项应根据资料上说明进行；$检查存储器的电池电量是否充足；%整流器件或可直接判断已损坏电子管是否损坏。发现上述故障完全可以自主修复。当然，还可以在企业库存的坏模块中进行组合性试利用。事实证明这样能为企业节省大量的维护成本。目前，由于大部分企业现场维修人员没有完备的参考资料和修
理条件，对集成度高或难于判断的故障应送到专门的板级维修部门修复。同时，规模大、损坏频率高的企业还可以采用参保方式来节约成本开销。
如：一进口TM1800五坐标加工中心，采用SIEMENS 840D 数控系统。在加工过程中车间突然断电，待重新启动机床后，机床出现以下报警：①300201轴A1驱动器访问时，错误2340；②300901轴A1驱动器停止信号B被触发；③21612通道1 轴（X、Y、Z、C）正在运动时VDI信号“调节使能”被复位；④600707 TURN-STOP C/S P2：SPINDLE DRIVE NOT READY。
从报警信息看出报警（1）和（2）与A轴有关，各轴模块同时损坏的可能性在实际故障中是相当小的。初步认为，系统检测到# 轴驱动模块有故障后，导致通道1 轴VDU信号的“调节使能”被复位，以及主轴驱动未准备好。查看300201报警解释原因有两点：“一是与一个或多个模块的电压掉电有关；二是硬件（包括ASICs总线和驱动模块）已经损坏。”为了防止接触不良的可能，决定关断机床电源，将各接口取下检查并重新插接。重新启动机床后发现起初四个报警已经消失，但出现新的报警内容为“300006 起码有一个模块（模块驱动号Y1）在驱动总线上没有发现。”在随后多次重新启动机床后始终出现300006号报警。初步认为\" 轴驱动模块已有故障。为进一步缩小范围，决定先确认\" 向轴卡是否有损坏。将\" 轴卡换到另一台正常的完全同型的加工中心上，启动机床，发现另一台机床重演300006号报警，判定A 轴轴卡有故障。其他部分还有无问题Y将完好的Y轴卡换到有故障的机床上，结果发现上述报警信息再次出现。A轴轴卡真的出现了问题？按照同样的替换法，结果证明% 轴卡确已损坏。购回备件更换后，机床恢复正常。在采用替换法时，应先将怀疑有故障部分换到正常设备和实验平台上测试，避免将完好部件先换上后有再次损坏的可能，造成不必要的经济损失。
6 数控系统及PLC故障
加工中心的报警信息通常分为CNC报警、PMC报警和主轴报警几类。数控系统及PLC常见故障主要有：系统处理混乱而进入死循环状态；系统不能通过自检；出现RAM、ROM奇偶校验错误；数据总线ID错误；电压或电流异常等。在硬件上也可能出现某个PCB烧坏、不良，PLC的部分I/O块故障。一般来说，这类故障在现场故障中所占比例相当小，其可靠性较其它部分要高。
总而言之，加强保护措施是延长控制系统寿命最根本的办法，比如提高车间电源质量，保持良好的加工环境条件；防止积尘并定期清除。以完善维护和保养制度为根本，减少机床停机率，有效地提高生产率
西门子810M系统维修案例分析
1．SIEMENS 810M固定循环返回平面不正确的故障维修
故障现象：某配套SIEMENS 810M的立式加工中心，自动运行L81、L84等固定循环指令时，发现Z轴的返回平面不能通过参数R10定义，每次执行时只能返回到参考平面R2。。
维修分析和解决方案：由于机床其他动作全部正常，因此可以确认故障是由于系统软件选择不当引起的。
在SIEMENS 810M中，固定循环具有UMS02与UMS03两种基本的循环格式，当选匆了UMS02格式时，只有L82、L83、L85等少数固定循环可以返回到R10平面，其余大部分固定循环只能返回到R2平面。这两种格式的选择通过机床设定参数SD5000 bit0进行选择，当SD5000 bit0=0时，选择的是UMS02格式：当SD5000 bit0=l时，选择
的是UMS03格式。在本机床上，。通过设定SD5000 bit0=l即可以使全部固定循环均返回到R10参数指定的位置。
２．810M攻螺纹时Z轴位置出错的故障维修
故障现象：某配套SIEMENS 810M的立式加工中心，自动运行L84固定循环指令时，发现Z轴到达R3指定的位置后，Z轴不停止进给，继续往下运动。
维修分析和解决方案：由于机床其他动作全部正常，因此可以确认故障是由于系统软件选扫不当引起的。
在SIEMENS 810M中，攻螺纹循环具有刚性攻螺纹与柔性攻螺纹两种基本的格式，当选择了刚性攻螺纹格式时，Z轴与主轴实现同步进给，因此只有在主轴停止后，Z轴才停止进给。这种情况下，。循环指令中的R3只是指定了主轴开始停止正转的位置，由于主轴制动需要一定的时间，因此造成了Z轴到达R3位置后，继续往下进给的现象。
解决此问题的方法是改变攻螺纹循环的基本格式，它可以通过修改机床参数MD5013 bit0进行，当设定MD5013 bit0=l后即可以选择柔性攻螺纹格式，使Z轴进给在R3指定的位置停止进给。
３．刀库互锁M03不能执行的故障维修
故障现象：某配套SIEMENS 810M的立式加工中心，在自动运行如下指令时：
T**M06；
S**M03；
G00Z-100；
有时出现主轴不转，而Z轴向下运动的情况。。
维修分析和解决方案：本机床采用的是无机械手换刀方式，换刀动作通过气动控制刀库的前后、上下实现的。由于故障偶然出现，分析故障原因，它应与机床的换刀与主轴间的互锁有关。。
仔细检查机床的PLC程序设计，发现该机床的换刀动作与主轴间存在互锁，即：只有当刀库在后位时，主轴才能旋转；一旦刀库离开后位，主轴必须立即停止。
现场观察刀库的动作过程，发现该刀库运动存在明显的冲击，在刀库到达后位时，存在振动现象。通过系统诊断功能，可以明显发现刀库的“后位”信号有多次通断的情况。而程序中的“换刀完成”信号(M06执行完成)为刀库的“后位到达”信号，因此，当刀库后退时在第一次发出到位信号后，系统就认为换刀已经完成，并开始执行S**M03指令。但M03执行过程中(或执行完成后)，由于振动，刀库后位信号再次消失，。引起了主轴的互锁，从而出现了主轴停止转动而Z轴继续向下的现象。
解决问题的方法是通过调节气动回路，使得刀库振动消除，并适当减少无触点开关的检测距离，避免出现后位信号的多次通断现象。在以上调节不能解决时，可以通过增加PLC程序中的延时或加工程序中的延时解决。
４．刀库互锁2轴位置出错的故障维修
故障现象：某配套SEMENS 810M的立式加工中心，在自动运行如下指令时：T**M06；
G00Z-100；
有时出现Z轴向下不到位现象，而且误差不定。
维修分析和解决方案：机床同上，现场试验当单段执行程序或程序中取消换刀指令后， Z轴定位正确。分析故障原因与上例相似，它与机床的换刀动作和Z轴间的互锁有关。
现场观察刀库的动作过程，同样发现该机床刀库运动存在明显的冲击，在刀库到达后位时，存在振动现象，引起了Z轴的互锁，从而出现了Z轴不到位的现象。
解决问题的方法与上例相同，可以通过增加PLC程序中的延时或加工程序中的延时解决。
５．@400~@40b指令无法执行的故障维修
故障现象：某配套SIEMENS 810M的立式加工中心,在运行CL800语言的@400-@40b指令时，发现以上指令无法执行。
分析与处理过程：SIEMENS 810M系统的@400-@40b指令为CL800语言的特殊指令，该指令通常用于机床制造厂家，以实现特殊控制动作。
在SIEMENS 810M系统中，以上执行指令为系统的选择功能，。它需要通过指定的参数予以生效。该参数为NC-MD5012 bit2，当NC-MD5012 bit2=0时，功能允许。在本机床上，通过设定以上参数后，@400-@40b指令即可以正常执行。
６．软件版本升级引起“选刀”错误的故障维修
故障现象：某配套SIEMENS 810M的立式加工中心，在采用的系统由软件版本1232改为1233后，在执行同样的PLC程序时，发现机床选择的刀具错误。
维修分析和解决方案：。检查SIEMENS原文说明书发现，810M系统由软件版本1232改为1233后，其中的部分参数定义均发生了变化，如：。机床输入分辨率、位置控制分辨率等。同样，由于机床的刀号是数控系统的T代码进行选择的，当T代码的格式错误时，将引起刀具执行的错误。
因为PLC程序设计时使用的T代码为BCD码，系统的T代码输出应与此对应。。在810M中对于不同的版本，T代码BCD输出格式的选择参数如下：
版本1223、1232：PLC-MD200lbit6=1；
版本1233：PLC-MD2001bit4=1；
更改以上参数后，。机床恢复正常。
７．软件版本升级引起软件限位无效的故障维修
故障现象：某配套SIEMENS 810M的立式加工中心，在采用的系统由软件版本1223改为1232后，。在设定同样的参数后，发现机床软件限位无效。
维修分析和解决方案：一旦其电压超过限定值，原因同上，变频器输入电压高达400V以上，问题是由于系统软件版本更改引起的。就会出现过电压跳闸故障。
在810M中对于不同的版本，加工区域限制设定参数的格式如下：
版本1223：加工区域限制设定参数的单位为μm；因此对于位置值，如－200mm应输入－200000。。
版本1232：加工区域限制设定参数的单位为mm，因此对于位置值，如－200mm应输入－200。
更改以上参数后，机床恢复正常。
８. 软件版本升级引起ALM3003报警的故障维修
故障现象：某配套SIEMENS 810M的立式加工中心，。在系统由软件版本1223改为1233后，自动执行加工程序时，出现ALM3003报警。
维修分析和解决方案：SIEMENS 810M出现ALM3003报警的含义是“程序中的地址不正确。”检查加工程序正确，对照SIEMENS原文说明书发现，该版本的系统需要设定开机默认G代码参数NC-MDl080~MDll80。
根据机床的实际要求设定以上开机默认G代码后，机床恢复正常。
９．自动加工完成后出现ALM22报警的故障维修
故障现象：某配套SIEMENS 810M的立式加工中心，自动执行加工程序完成后,系统每次出现ALM22报警。
维修分析和解决方案：SIEMENS 810M出现ALM22报警的含义是“RS232通信错误。”检查加工程序正确；进一步检查系统显示，发现CRT上除报警外，还有DIO状态显示，表明系统自动工作在数据输入/输出工作状态。
参考系统说明书，通过改变系统的数据输入、输出设定参数SD5010、SD5011、SD5012、SD5013的设定，故障排除，机床恢复正常。
1０．810M出现ALMll20报警的故障维修
故障现象：某配套SIEMENS 810M的龙门加工中心，手动移动X轴时，系统出现ALMll20报警。
维修分析和解决方案：。SIEMENS 810M出现ALMll20报警的含义是“停止时夹紧允差超过”。根据该系统的特点，以上报警的实质是停止时的位置跟随误差超出了参数MD2120设定的允许误差范围。
由于机床工作台运动正常，故障原因应与系统参数设定有关，检查系统与报警有关的参数，发现该机床的系统参数NC-MDl56=0。。
在SIEMENS 810M系统中，该参数为“位置跟随误差消除时间”设定，当此值设定为“0”时，系统在编程的理论值到达后，即开始检测跟随误差，由于此时位置环尚未完成闭环调节，。因此会引起上述报警。
通过设定NC-MDl56二500ms后，。故障消除，机床恢复正常。。
11．快进时出现ALMl040报警的故障维修
故障现象：。某配套SIEMENS 810M的龙门加工中心，在自动执行G00指令时，当快进倍率调到100％时，系统出现ALMl040报警。
维修分析和解决方案：SIEMENS 810M出现ALMl040报警的含义是“到达DAC输出极限。”根据该系统的特点，以上报警的实质是坐标轴运动时的位置跟随误差超出了参数设定的允许误差范围，导致DAC输出值超过了参数NC-MD2680设定的范围。
解决以上问题的方法是通过调节伺服驱动器，。减小G00时的位置跟随误差；或提高NC-MD2680设定的DAC输出值。
由于NC-MD2680设定的DAC输出值受到系统的限制，其最大值不可能超过10V，。故在本机床上，通过调节伺服驱动器的测速反馈电位器，减小位置跟随误差后，故障排除，机床恢复正常工作。
12．自动加工时出现ALM3003报警的故障维修
故障现象：某配套SIEMENS 810M的龙门加工中心，。在自动执行程序时，出现ALM3003报警。
维修分析和解决方案：SIEMENS 810M出现ALM3003报警的含义是“程序中的地址不正确，”或“NC-MD5480/5500/5520/5540设定的轴名称与NC-MD5680/5681/5682/5683设定的轴名称不统一”。
检查加工程序正确，未发现编程错误。进一步检查系统参数，发现该机床的坐标轴名称设定存在矛盾，即：参数NC-MD5480/5500/5520/5540中定义的轴名称分别为：X、
Y1、Z1：但是在参数NC-MD5680/5681/5682/5683中定义的轴名称为：X、Y、Z、A；两者矛盾。修改参数，使其统一后，故障排除。。
13．自动加工时出现ALM3004报警的故障维修
故障现象：某配套SIEMENS 810M的龙门加工中心，在自动执行程序时，出现ALM3004报警。
维修分析和解决方案：SIEMENS 810M出现ALM3004报警的含义很广泛，其中绝大多数与CL800编程有关。检查所执行的程序，该程序为CL800语言编制的特殊程序，程序中使用了利用@命令写入NC-MD参数的指令。
保证以上指令能够执行写入的前提是系统参数NC-MD5012bit2必须设定为“0”，检查系统中此参数设定错误；重新设定后，程序可以执行，。机床恢复正常。
14．810M出现ALM3报警的故障维修
故障现象：某配套SIEMENS 810M的卧式加工中心，在机床调试过程中时，出现ALM 3、ALM6105报警。
维修分析和解决方案：。SIEMENS 810M出现ALM3报警的含义是“PLC运行停止”，ALM6105报警的含义是“MC5块丢失”，可能的原因是PLC程序调用了一个无效的程序块。为了确认故障原因，使用SIEMENS编程器与CNC联机后，在TEST方式下，通过子目录OUT PLC informations检查PLC中断栈(ISTACK)，检查发现PLC中断栈的*RUFBST标志位为“1”，确认PLC程序调用了一个无效的程序块。进一步检查发现该程序块为
PB35；修改PLC程序，在OBl中取消PB35调用指令后，故障排除。
15．加工程序不能执行的故障维修
故障现象：某配套SIEMENS 802D系统的数控铣床，加工程序无法执行。
维修分析和解决方案：本机床在选择了加工程序名称，按下“执行”键后，系统显示器提示“系统不在复位状态”；按系统“复位”键，并再次按下“执行”键后，系统显示器仍然提示“系统不在复位状态”，无法执行加工程序。。
通过MDA方式执行程序，发现系统工作正常；而且在随意编入其他简单的加工程序进行试验时，机床仍然可以正常运行，由此判定故障原因应在用户的加工程序上。考虑到本机床用户加工程序未能进行选择，因此，程序名出错的可能性较大。进一步检查发现，用户加工程序采用了中文字符，系统无法进行识别。按802D对程序名的要求：
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