數(shù)控機床機械部分的故障與普通機床機械部分的故障有許多共同點，因此在對機械故障進行診斷及維修時，有許多地方是相通的。但是，數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)有很大的簡化，使其機械結(jié)構(gòu)的故障呈現(xiàn)出一些新的特征，比如傳動鏈縮短，傳動部件的精度高，機械維護的面更廣。
1、數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)
1.1 主要組成
(1)主傳動系統(tǒng);
(2)進給傳動系統(tǒng);
(3)實現(xiàn)機床某些部件自動動作和輔助功能的系統(tǒng)和裝置，如排屑、防護等裝置，刀架和自動換刀裝置，自動工作臺交換裝置;
(4)特殊功能裝置，如刀具破損監(jiān)控、精度檢測和監(jiān)控裝置。
1.2 主要機械部件
⑴主軸部件：提供切削功率、在高檔數(shù)控機床中還具有c 軸功能及定向功能
⑵進給部件：在伺服電機的驅(qū)動下完成直線運動的定位、進給。
⑶回轉(zhuǎn)運動部件：指旋轉(zhuǎn)軸如：b軸、a軸
⑷自動換刀裝置：數(shù)控車床的轉(zhuǎn)塔刀架、加工中心的刀庫及換刀機構(gòu)
2、數(shù)控機床機械故障診斷
數(shù)控機床機械故障的診斷技術(shù)，分為簡易診斷技術(shù)和精密診斷技術(shù)
2.1簡易診斷技術(shù)：也稱為機械檢測技術(shù)。對機床進行問、看、聽、摸、嗅等。
2.2精密診斷技術(shù)：根據(jù)簡易診斷中提出的疑難故障，由專職故障精密診斷人員利用先進測試手段進行精確的定量檢測與分析，找出故障位置、原因、數(shù)據(jù)，確定修理方法和時間
2.2.1常用故障診斷方法
(1)直觀法(望聞問切)
問—機床的故障現(xiàn)象、加工狀況等
看—crt報警信息、報警指示燈、熔絲斷否、元器件煙熏燒焦、電容器膨脹變形、開裂、保護器脫扣、觸點火花等
聽—異常聲響(鐵芯、欠壓、振動等)
聞—電氣元件焦糊味及其它異味
摸—發(fā)熱、振動、接觸不良等
(2)cnc系統(tǒng)的自診斷功能
(3)數(shù)據(jù)和狀態(tài)檢查
(4)報警指示燈顯示故障
(5)備板置換法(替代法)
(6)將功能相同的模板或單元相互交換，觀察故障的轉(zhuǎn)移情況，就能快速判斷故障的部位。
(7)敲擊法
數(shù)控系統(tǒng)是由各種電路板組成，電路板上、接插件等處有虛焊或接口槽接觸不良都會
引起故障?？捎媒^緣物輕輕敲打疑點處，若出現(xiàn)，則敲擊處很可能就是故障部位。
(8)升溫法
設(shè)備運行較長時間或環(huán)境溫度較高時，機床就會出現(xiàn)故障，可用電吹風(fēng)、紅外燈照
射可疑的元件或組件。確定故障點。
(9)功能程序測試法
(10)隔離法
隔離法是將某些控制回路斷開，從而達(dá)到縮小查找故障區(qū)域的目的。
(11)測量比較法
為了檢測方便，在模板或單元上設(shè)有檢測端子，用萬用表、示波器等儀器對這些端子的電平或波形進行測試，將測試值與正常值進行比較，可以分析和判斷故障的原因和及故障的部位。各種故障診斷方法各有特點，要根據(jù)故障現(xiàn)象的特點靈活的組合應(yīng)用。
2.2.2 機械振動檢測診斷法
以機床振動作為信息源，在機床運行過程中獲取信號，對信號作各種處理和分析，通過某些特征量的變化來判別有無故障、根據(jù)由以往診斷經(jīng)驗形成的一些判據(jù)來確定故障的性質(zhì)并綜合一些其他依據(jù)來進一步確定故障的部位。具有實用可靠、判斷準(zhǔn)確的特點
(1)診斷過程
1)閱被診斷設(shè)備的技術(shù)資料，分析傳動關(guān)系、計算傳動件的特征值;
2)獲取信號、信號調(diào)理與處理;
3)信號分析、故障判斷(部位、性質(zhì))。
(2)故障振動信號分類
1)平穩(wěn)性故障信號
2)沖擊性故障信號
(3)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)
以機床振動作為信息源，在機床運行過程中獲取信號，對信號作各種處理和分析，通過某些特征量的變化來判別有無故障、根據(jù)由以往診斷經(jīng)驗形成的一些判據(jù)來確定故障的性質(zhì)并綜合一些其他依據(jù)來進一步確定故障的部位。
(4)故障振動信號分類
1)平穩(wěn)性故障信號：機械結(jié)構(gòu)在正弦周期性力信號、復(fù)雜周期性力信號和準(zhǔn)周期性力信號(軸彎曲、偏心、滾子失圓等漸變性故障)作用下產(chǎn)生的響應(yīng)信號。
特點：響應(yīng)信號的頻率成分與激勵信號的頻率成分相同。頻譜為有限根譜線，而且能量集中在故障的特征頻率及其倍頻上。
2)沖擊性故障信號
機械結(jié)構(gòu)在周期性沖擊力作用下的脈沖響 應(yīng)，他與沖擊信號本身有很大的不同。
特點：信號能量短時間釋放，其頻譜為無窮根譜線，間隔等于脈沖發(fā)生的頻率。能量集中于基頻。
(5)信號分析方法
1)時域分析法(直觀)
了解信號的幅值和時間的關(guān)系，確定振動的程度，設(shè)備是否有故障及嚴(yán)重程度。不能確定故障部位(特征量的統(tǒng)計分析、相關(guān)分析等、均值、有效值、均方根值、方差等)。
2)頻域分析法(了解信號的頻率結(jié)構(gòu)，尋找故障源)
幅值譜分析--應(yīng)用傅里葉變換、傅里葉傅里葉積分將時域信號變?yōu)轭l域信號。
功率譜分析--在頻域中對信號能量或功率分布情況的描述。
濾波譜---分析平穩(wěn)性故障信號
解調(diào)譜---分析沖擊性故障信號
(6)測試儀器系統(tǒng)
2.2.3診斷實施過程
1)了解設(shè)備的運行狀態(tài)：設(shè)備在運行中有什么異常情況，不同速度檔位有什么區(qū)別。
2)得到設(shè)備的有關(guān)資料：設(shè)備的傳動系統(tǒng)圖、軸承分布圖等技術(shù)資料，并對其進行分析。
3)計算傳動鏈和傳動件的特征頻率：計算傳動鏈，計算各傳動件的特征頻率系數(shù)。
3、數(shù)控機床診斷技術(shù)的發(fā)展
3.1通訊診斷(遠(yuǎn)程、海外診斷)
3.2自修復(fù)系統(tǒng)
3.3人工智能專家故障診斷系統(tǒng)
3.4人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)(ann)診斷