故障分析是進行數控機床維修的第一步，通過故障分析，一方面可以迅速查明故障原因排除故障：同時也可以起到預防故障的發生與擴大的作用。一般來說，數控機床的故障分析主要方法有以下幾種：
1.常規分析法常規分析法是對數控機床的機、電、液等部分進行的常規檢查，以此來判斷故障發生原因的一種方法。在數控機床上常規分析法通常包括以下內容：
A.檢查電源的規格（包括電壓、頻率、相序、容量等）是否符合要求。
B.檢查CNC伺服驅動、主軸驅動、電動機、輸入／輸出信號的連接是否正確、可靠。
C.檢查CNC伺服驅動等裝置內的印刷電路板是否安裝牢固，接插部位是否有松動。
D.檢查CNC伺服驅動，主軸驅動等部分的設定端、電位器的設定、調整是否正確。
E.檢查液壓、氣動、潤滑部件的油壓、氣壓等是否符合機床要求。
F.檢查電器元件、機械部件是否有明顯的損壞，等等。
2.動作分析法動作分析法是通過觀察、監視機床實際動作，判定動作不良部位并由此來追溯故障根源的一種方法。
一般來說，數控機床采用液壓、氣動控制的部位如：自動換刀裝置、交換工作臺裝置、夾具與傳輸裝置等均可以通過動作診斷來判定故障原因。
A.狀態分析法狀態分析法是通過監測執行元件的工作狀態，判定故障原因的一種方法，這一方法在數控機床維修過程中使用最廣。
在現代數控系統中伺服進給系統、主軸驅動系統、電源模塊等部件的主要參數都可以進行動態、靜態檢測，這些參數包括：輸入／輸出電壓，輸入／輸出電流，給定／實際轉速、位置實際的負載的晴況等。此外，數控系統全部輸入／輸出信號包括內部繼電器、定時器等的狀態，亦可以通過數控系統的診斷參數予以檢查通過狀態分析法，可以在無儀器、設備的情況下根據系統的內部狀態迅速找到故障的原因，在數控機床維修過程中使用最廣，維修人員必須熟練掌握。
B.操作、編程分析法操作、編程分析法是通過某些特殊的操作或編制專門的測試程序段，確認故障原因的一種方法。如通過手動單步執行自動換刀、自動交換工作臺動作，執行單一功能的加工指令等方法進行動作與功能的檢測。通過這種方法，可以具體判定故障發生的原因與部件，檢查程序編制的正確性。
C.系統自診斷法數控系統的自診斷是利用系統內部自診斷程序或專用的診斷軟件，對系統內部的關鍵硬件以及系統的控制軟件進行自我診斷、測試的診斷方法。
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