一般在數控系統的設計、使用和維修中，必須考慮對經常出現故障的部位給予報警，報警電路工作后，一方面在屏幕或操作面板上給出報警信息，另一方面發出保護性中斷指令，使系統停止工作，以便查清故障和進行維修。
電氣故障分類
數控機床的電氣故障可按故障的性質、現象、原因或后果等分類。
1．依據故障發生的部位，分為硬件故障和軟件故障。硬件故障是指電子、電器件、接插件等的不正常狀態甚至損壞，這是需要修理甚至更換才可排除的故障。而軟件故障一般是指PLC邏輯控制程序中產生的故障，需要輸入或修改某些數據甚至修改PLC程序方可排除的故障。最嚴重的軟件故障則是數控系統軟件的缺損甚至丟失，這時與生產廠商或其服務機構聯系就可以順利地解決了。
2．依據故障出現時有無指示，分為有診斷指示故障和無診斷指示故障。當今的數控系統都設計有完美的自診斷程序，實時監控整個系統的軟、硬件性能，一旦發現故障則會立即報警，結合系統配備的診斷手冊不僅可以找到故障發生的原因、部位，而且還有排除的方法提示。因此有診斷指示的故障加上各電氣裝置上的種類指示燈使得絕大多數電氣故障的排除較為容易。無診斷指示的故障一部分是上述兩種診斷程序的不完整性所致（如開關不閉合、接插松動等）。這類故障則要依靠對產生故障前的工作過程和故障現象及后果，并依靠維修人員對機床的熟悉程序和技術水平加以分析、排除。
3．依據故障出現時有無破壞性，分為破壞性故障和非破壞性故障。對于破壞性故障，損壞工件甚至機床的故障，維修時不允許重演，這時只能根據產生故障時的現象進行相應的檢查、分析來排除，技術難度較高且有一定風險。如果可能會損壞工件，則可卸下工件，試著重現故障過程，但應十分小心。
4．依據故障出現的情況，分為系統性故障和隨機性故障。系統性故障是指只要滿足一定的條件則一定會產生的確定的故障；而隨機性故障是指在相同的條件下偶爾發生的故障，這類故障的分析較為困難，通常多與機床機械結構的局部松動錯位、位部分電氣工件特性漂移或可靠性降低、電氣裝置內部溫度過高有關。此類故障的分析需經反復試驗、綜合判斷才可能排除。
5．依據機床的運動品質特性來衡量，則是機床運動特性下降的故障。在這種情況下，機床雖能正常運轉卻加工不出合格的工件。例如機床定位精度超差、反向間隙過大、坐標運行不平穩等。這類故障必須使用檢測儀器確診產生誤差的機、電環節，然后通過對機械傳動系統、數控系統和伺服系統的最佳化調整來排除。
維修工作人員的基本條件 　　
維修工作開展得好壞首先取決于人員條件。維修工作人員必須具備以下要求：　　
（1）高度的責任心與良好的職業道德；
（2）知識面廣，掌握計算機技術、模擬與數字電路基礎、自動控制與電機拖動、檢測技術及機械加工工藝方面的基礎知識與一定的外語水平；　
（3）經過良好的技術培訓，掌握有關數控、驅動及PLC的工作原理，懂得CNC編程和編程語言； 　　
（4）熟悉結構，具有實驗技能和較強的動手操作能力； 　　
（5）掌握各種常用（尤其是現場）的測試儀器、儀表和各種工具。
在維修前的準備　　
（1）準備好常用備品、配件； 　　
（2）隨時可以得到微電子元器件的實際支援或供應； 　　
（3）必要的維修工具、儀器、儀表、接線、微機。最好有小型編程系統或編程器，用以支援設備調試；　　
（4）完整資料、手冊、線路圖、維修說明書（包括CNC操作說明書）以及接口、調整與診斷、驅動說明書，PLC說明書（包括PLC用戶程序單），元器件表格等。
故障的調查與分析
這是排故的第一階段，是非常關鍵的階段，主要分如下幾項工作：
1．詢問調查 在接到機床現場出現故障要求排除的信息時，首先應要求操作者盡量保持現場故障狀態，不做任何處理，這樣有利于迅速精確地分析故障原因。同時仔細詢問故障指示情況、故障現象及故障產生的背景情況，依此做出初步判斷，以便確定現場排故所應攜帶的工具、儀表、圖紙資料、備件等，減少往返時間。
2．現場檢查 到達現場后，首先要驗證操作者提供的各種情況的準確性、完整性，從而核實初步判斷的準確度。由于操作者的水平有局限性，因此到現場后仍然不要急于動手處理，應仔細調查各種情況，以免破壞了現場，使排故增加難度。
3．故障分析 根據已知的故障狀況按故障分類辦法分析故障類型，從而確定排故原則。由于大多數故障是有指示的，所以一般情況下，對照機床配套的數控系統診斷手冊和使用說明書，可以列出產生該故障的多種可能的原因。
4．確定原因 對多種可能的原因進行排查從中找出本次故障的真正原因，這時對維修人員是一種對機床熟悉程度、知識水平、實踐經驗和分析判斷能力的綜合考驗。
5現場維修現場維修是對數控機床出現的故障（主要是數控部分）進行診斷，找出故障部位，以相應的正常備件更換，使機床恢復正常運行。這過程的關鍵是診斷，即對系統或外圍線路進行檢測，確定有無故障，并對故障定位指出故障的確切位置。從整機定位到插線板，在某些場合下甚至定位到元器件。這是整個維修工作的主要部分。
　數控系統的故障診斷 　　
（1）初步判別　通常在資料較全時，可通過資料分析判斷故障所在，或采取接口信號法根據故障現象判別可能發生故障的部位，而后再按照故障與這一部位的具體特點，逐個部位檢查，初步判別。在實際應用中，可能用一種方法即可查到故障并排除，有時需要多種方法并用。對各種判別故障點的方法的掌握程度主要取決于對故障設備原理與結構掌握的深度。　　
（2）報警處理　①系統報警的處理：數控系統發生故障時，一般在顯示屏或操作面板上給出故障信號和相應的信息。通常系統的操作手冊或調整手冊中都有詳細的報警號，報警內容和處理方法。由于系統的報警設置單一、齊全、嚴密、明確、維修人員可根據每一警報后面給出的信息與處理辦法自行處理。②機床報警和操作信息的處理：機床制造廠根據機床的電氣特點，應用PLC程序，將一些能反映機床接口電氣控制方面的故障或操作信息以特定的標志，通過顯示器給出，并可通過特定鍵，看到更詳盡的報警說明。這類報警可以根據機床廠提供的排除故障手冊進行處理，也可以利用操作面板或編程器根據電路圖和PLC程序，查出相應的信號狀態，按邏輯關系找出故障點進行處理。 　　
（3）無報警或無法報警的故障處理　當系統的PLC無法運行，系統已停機或系統沒有報警但工作不正常時，需要根據故障發生前后的系統狀態信息，運用已掌握的理論基礎，進行分析，做出正確的判斷。
下面闡述這種故障診斷和排除辦法。 　
故障診斷方法 　　
1）常規檢查法 　　
目測　總體查看機床各部分工作狀態是否處于正常狀態（例如各坐標軸位置、主軸狀態、刀庫、機械手位置等），各電控裝置（如數控系統、溫控裝置、潤滑裝置等）有無報警指示，局部查看有無保險燒煅，元器件燒焦、開裂、電線電纜脫落，各操作元件位置正確與否等等。　
觸摸 在整機斷電條件下可以通過觸摸各主要電路板的安裝狀況、各插頭座的插接狀況、各功率及信號導線（如伺服與電機接觸器接線）的聯接狀況等來發現可能出現故障的原因。　　
通電 這是指為了檢查有無冒煙、打火、有無異常聲音、氣味以及觸摸有無過熱電動機和元件存在，一旦發現立即斷電分析。
例如：在哈爾濱某工廠排除故障時，機床的數控系統和PLC運行正常，但機床的液壓系統無法啟動，用編程器檢查PLC程序運行正常，各所需信號狀態均滿足開機條件。進一步檢查中發現，PLC信號狀態與圖紙和設備上的標記不一致，停機拔出電路板檢查，發現PLC兩塊輸出板編址不對，與另兩塊位置搞錯，經交換后，機床正常運轉。對于發生這個故障的機床所采用的SIMATIC S5—150K可編程控制器，只要編址正確，無論將線路板的位置怎樣排列，系統均能正常運轉，但相應地執行元件和信號源必須正確地對應，一旦對應錯誤就會發生故障，甚至毀壞機床。另外，根據用戶提供的故障現象，結合自己的現場觀察，運用系統工作原理亦可迅速做出正確判斷。
2）儀器測量法　當系統發生故障后，采用常規電工檢測儀器，工具，按系統電路圖及機床電路圖對故障部分的電壓，電源，脈沖信號等進行實測判斷故障所在。如電源的輸入電壓超限，引起電源監控可用電壓表測網絡電壓，或用電壓測試儀實時監控以排除其它原因。如發生位置控制環故障可用示波器檢查測量回路的信號狀態，或用示波器觀察其信號輸出是否缺相，有無干擾。
例如，在排除故障中，系統報警，位置環硬件故障，用示波器檢查發現有干擾信號，我們在電路中用接電容的方法將其濾掉使系統工作正常。如出現系統無法回基準點的情況，可用示波器檢查是否有零標記脈沖，若沒有可考慮是測量系統損壞。
3）用可編程控制器進行PLC中斷狀態分析：可編程序控制器發生故障時，其中斷原因以中斷堆棧的方式記憶。使用編程器可以在系統停止狀態下，調出中斷堆棧和塊堆棧，按其所指示的原因，查明故障所在。在可編程序控制器的維修中這是最常用有效和快速的辦法。
　4）信號與報警指示分析法
1硬件報警指示 這是指包括數控系統、伺服系統在內的各電子、電器裝置上的各種狀態和故障指示燈，結合指示燈狀態和相應的功能說明便可獲知指示內容及故障原因與排除方法。
2軟件報警指示 如前所述的系統軟件、PLC程序與加工程序中的故障通常都沒有報警顯示，依據顯示的報警號對照相應的診斷說明手冊便可獲知可能的故障原因及故障排除方法
5）診斷備件替換法：現代數控系統大都采用模塊化設計，按功能不同劃分不同模塊，隨著現代技術的發展，電路的集成規模越來越大技術也越來越復雜，按常規方法，很難把故障定位到一個很小的區域，而一旦系統發生故障，為了縮短停機時間，我們可以根據模塊的功能與故障現象，初步判斷出可能的故障模塊，用診斷備件將其替換，這樣可迅速判斷出有故障的模塊。在沒有診斷備件的情況下可以采用現場相同或相容的模塊進行替換檢查，對于現代數控的維修，越來越多的情況采用這種方法進行診斷，然后用備件替換損壞模塊，使系統正常工作。盡最大可能縮短故障停機時間，使用這種方法在操作時注意一定要在停電狀態下進行，還要仔細檢查線路板的版本，型號，各種標記，跨接是否相同，對于有關的機床數據和電位計的位置應做好記錄，拆線時應做好標志。
6）利用系統的自診斷功能判斷：現代數控系統尤其是全功能數控具有很強的自診斷能力，通過實施時監控系統各部分的工作，及時判斷故障，給出報警信息，并做出相應的動作，避免事故發生。然而有時當硬件發生故障時，就無法報警，有的數控系統可通過發光管不同的閃爍頻率或不同的組合做出相應的指示，這些指示配合使用就可幫助我們準確地診斷出故障模板的位置。如SINUMERIK 8系統根據MS100 CPU板上四個指示燈和操作面板上的FAULT燈的亮滅組合就可判斷出故障位置。
7）特殊處理法
當今的數控系統已進入PC機、開放化的發展階段，其中軟件含量越來越豐富，有系統軟件、機床制造者軟件、甚至還有使用者自己的軟件，由于軟件邏輯的設計中不可避免的一些問題，會使得有些故障狀態無從分析，例如死機現象。對于這種故障現象則可以采取特殊手段來處理，比如整機斷電，稍作停頓后再開機，有時則可能將故障消除。維修人員可以在自己的長期實踐中摸索其規律或者其他有效的方法。
上述診斷方法，在實際應用時并無嚴格的界限，可能用一種方法就能排除故障，亦可能需要多種方法同時進行。其效果主要取決于對系統原理與結構的理解與掌握的深度，以及維修經驗的多少。
故障排除方法 　　
（1）初始化復位法　一般情況下，由于瞬時故障引起的系統報警，可用硬件復位或開關系統電源依次來清除故障，若系統工作存貯區由于掉電，拔插線路板或電池欠壓造成混亂，則必須對系統進行初始化清除，清除前應注意作好數據拷貝記錄，若初始化后故障仍無法排除，則進行硬件診斷。　　
（2）參數更改，程序更正法　系統參數是確定系統功能的依據，參數設定錯誤就可能造成系統的故障或某功能無效。例如，在哈爾濱某廠轉子銑床上采用了測量循環系統，這一功能要求有一個背景存貯器，調試時發現這一功能無法實現。檢查發現確定背景存貯器存在的數據位沒有設定，經設定后該功能正常。有時由于用戶程序錯誤亦可造成故障停機，對此可以采用系統的塊搜索功能進行檢查，改正所有錯誤，以確保其正常運行。　　
（3）調節，最佳化調整法　調節是一種最簡單易行的辦法。通過對電位計的調節，修正系統故障。如某軍工廠維修中，其系統顯示器畫面混亂，經調節后正常。在山東某廠，其主軸在啟動和制動時發生皮帶打滑，原因是其主軸負載轉矩大，而驅動裝置的斜升時間設定過小，經調節后正常。　　
最佳化調整是系統地對伺服驅動系統與被拖動的機械系統實現最佳匹配的綜合調節方法，其辦法很簡單，用一臺多線記錄儀或具有存貯功能的雙蹤示波器，分別觀察指令和速度反饋或電流反饋的響應關系。通過調節速度調節器的比例系數和積分時間，來使伺服系統達到即有較高的動態響應特性，而又不振蕩的最佳工作狀態。在現場沒有示波器或記錄儀的情況下，根據經驗，即調節使電機起振，然后向反向慢慢調節，直到消除震蕩即可。　　（4）備件替換法　用好的備件替換診斷出壞的線路板，并做相應的初始化啟動，使機床迅速投入正常運轉，然后將壞板修理或返修，這是目前最常用的排故辦法。　　
（5）維修信息跟蹤法　一些大的制造公司根據實際工作中由于設計缺陷造成的偶然故障，不斷修改和完善系統軟件或硬件。這些修改以維修信息的形式不斷提供給維修人員。以此做為故障排除的依據，可正確徹底地排除故障。
電氣維修與故障的排除
如前所述，電氣故障的分析過程也就是故障的排除過程，因此電氣故障的一些常用排除方法在上述的分析方法中已綜合介紹過了，現列舉幾個常見電氣故障做簡單介紹。
1）電源 電源是維修系統乃至整個機床正常工作的能量來源，它的失效或者故障輕者會丟失數據、造成停機。重者會毀壞系統局部甚至全部。我國的供電網有較大波動和高次諧波，難免出現由電源而引起的故障。因此在設計數控機床的供電系統時應盡量做到：
1.提供獨立的配電箱而不與其他設備串用。
2.電網供電質量較差的地區應配備三相交流穩壓裝置。
3.電源始端有良好的接地。
4.進入數控機床的三相電源應采用三相五線制，中線（N）與接地（PE）嚴格分開。
5. 電柜內電器件的布局和交、直流電線的敷設要相互隔離。
2）數控系統位置環故障
①位置環報警。可能是位置測量回路開路；測量元件損壞；位置控制建立的信號不存在等。
②坐標軸在沒有指令的情況下產生運動。可能是漂移過大；位置環或速度環接成正反饋；反饋接線開路；測量元件損壞。
3）機床坐標找不到零點。可能是零方向在遠離零點；編碼器損壞或接線開路；光柵零點標記移位；回零減速開關失靈。
4）機床動態特性變差，工件加工質量下降，甚至在一定速度下機床發生振動。這其中有很大一種可能是機械傳動系統間隙過大甚至磨損嚴重或者導軌潤滑不充分甚至磨損造成的；對于電氣控制系統來說則可能是速度環、位置環和相關參數已不在最佳匹配狀態，應在機械故障基本排除后重新進行最佳化調整。
5）偶發性停機故障。這里有兩種可能的情況：一種情況是如前所述的相關軟件設計中的問題造成在某些特定的操作與功能運行組合下的停機故障，一般情況下機床斷電后重新通電便會消失；另一種情況是由環境條件引起的，如強力干擾（電網或周邊設備）、溫度過高、溫度過大等。這些因素不僅會造成故障，甚至會損壞系統與機床，要及時注意并改善


數控機床維修后的開機調試
機床的故障排除后通常分兩大步進行通電試車：
1. 自動狀態試驗
將機床鎖住，用編制的程序進行空運轉試驗，驗證程序的正確性，然后放開機床，分別將進給倍率開關、快速超凋開關、主軸速度超調開關進行多種變化，使機床在上述各開關的多種變化的情況下進行充分地運行，后將各超調開關置于100％處，使機床充分運行，觀察整機的工作情況是否正常。
2. 正常加工試驗
夾裝好工件按正常程序進行加工，加工后檢查工件的加工精度是否符合標準要求
維修調試后的技術處理
在現場維修結束后，應認真填寫維修記錄，列出有關必備的備件的清單，建立用戶檔案，對于故障時間，現象，分析診斷方法，采用排故方法，如果有遺留問題應詳盡記錄，這樣不僅使每次故障都有據可查，而且也可以積累維修經驗。
維修中應注意的事項 　　
（1）從整機上取出某塊線路板時，應注意記錄其相對應的位置，連接的電纜號，對于固定安裝的線路板，還應按前后取下相應的壓接部件及螺釘作記錄。拆卸下的壓件及螺釘應放在專門的盒內，以免丟失，裝配后，盒內的東西應全部用上，否則裝配不完整。　 （2）電烙鐵應放在順手的前方，遠離維修線路板。烙鐵頭應作適當的修整，以適應集成電路的焊接，并避免焊接時碰傷別的元器件。　　
（3）測量線路間的阻值時，應斷電源，測阻值時應紅黑表筆互換測量兩次，以阻值大的為參考值。　　
（4）線路板上大多刷有阻焊膜，因此測量時應找到相應的焊點作為測試點，不要鏟除焊膜，有的板子全部刷有絕緣層，則只有在焊點處用刀片刮開絕緣層。　　
（5）不應隨意切斷印刷線路。有的維修人員具有一定的家電維修經驗，習慣斷線檢查，但數控設備上的線路板大多是雙面金屬孔板或多層孔化板，印刷線路細而密，一旦切斷不易焊接，且切線時易切斷相鄰的線，再則有的點，在切斷某一根線時，并不能使其和線路脫離，需要同時切斷幾根線才行。
　　（6）不應隨意拆換元器件。有的維修人員在沒有確定故障元件的情況下只是憑感覺那一個元件壞了，就立即拆換，這樣誤判率較高，拆下的元件人為損壞率也較高。　　
（7）拆卸元件時應使用吸錫器及吸錫繩，切忌硬取。同一焊盤不應長時間加熱及重復拆卸，以免損壞焊盤。　　
（8）更換新的器件，其引腳應作適當的處理，焊接中不應使用酸性焊油。 　　
（9）記錄線路上的開關，跳線位置，不應隨意改變。進行兩極以上的對照檢查時，或互換元器件時注意標記各板上的元件，以免錯亂，致使好板亦不能工作。　　
（10）查清線路板的電源配置及種類，根據檢查的需要，可分別供電或全部供電。應注意高壓，有的線路板直接接入高壓，或板內有高壓發生器，需適當絕緣，操作時應特別注意。