故障的诊断与处理一般分为3个阶段进行，即故障检测、故障判断及隔离、故障定位。第一阶段的故障检测就是对数控系统进行测试，判断是否存在故障;第二阶段故障判断及隔离是正确把握住所发生故障的类型，分离出故障的可能部位;第三阶段是将故障定位到可以更换的模块或印制线路板，从而及时修复数控机床故障。
数控机床故障诊断的基本方法
1)直观法
直观法是一种最基本的方法，也是一种最简单的方法。维修人员通过对故障发生时产生的各种光、声、味等异常现象的观察.以及认真检查系统的每‘处，观察有尤烧毁和损伤痕迹，往往可将故障范围缩小到一个模块，甚至一块印制线路板，但这要求维修人员具有丰富的实践经验以及综合判断的能力。
2)自诊断功能法
数控装置自诊断系统是向被诊断的部件或装置写入一串称为测试码的数据，然后观察系统相应的输出数据(称为校验码)，根据事先已知的测试码、校验码与故障的对应关系，通过对观察结果的分析以确定故障原阅。系统白诊断的进行机制是：一般系统开机后，自动诊断整个硬件系统，为系统的正常丁作做好准备，另外就是在运行或输入加丁程序过程巾，一旦发生错误，则数控系统自动进入自诊断状态，通过故障检测，定位并发出故障报警信息。
(1)启动诊断。
所谓启动诊断是指cNc每次从通电开始进入到正常的运行准备状态为止，系统内部诊断程序自动执行的诊断。利用启动诊断，可以测出系统的大部分硬件故障，因此，它是提高系统可靠性的有效措施。
(2)根据报警信息在线诊断。
在线诊断是指通过CNC系统的内装诊断程序，在系统处于正常运行状态时，实时自动肘数控装置、伺服系统、外部的I/O及其他外部装置进行自动测试，检查，并显示有关状态信息和故障。系统不仅能在屏幕上显示报警号及报警内容，而且还能实时显示CNC内部关键标志寄存器及PLC内操作单元的状态，为故障诊断提供了极大方便。在线诊断对CNC系统的操作者和维修人员分析系统故障的原因、确定故障部位都有很大的帮助。
当CNC系统出现故障或要判断系统是否真有故障时，往往要停止加工和停机进行检查，这就是离线诊断(或称脱机诊断).离线诊断的主要目的是修复系统和故障定位，力求把故障定位在尽可能小的范围内。
3)参数(机床数据)检查法
在数控系统中有许多参数(或机床数据)地址，其中存入的参数值是机床出厂时通过调整确定的，它们直接影响着数控机床的性能。
4)PLC检查法
(1)利用PLC的状态信息诊断故障。
PLC检测故障的机理是通过机床厂家为特定机床编制的PLC梯形图(即程序)，根据各种逻辑状态进行判断，如果发现问题就产生报警并在显示2S上产生报警信息。所以对一些PLC产生报警的故障或一些没有报警的故障.可以通过分析PLC的梯形图对故障进行诊断，利用CNC系统的梯形团显示功能或者机外编程器在线跟踪梯形图的运行，从而提高诊断故障的速度和准确性。
(2) 利用PI上梯形囤跟踪法诊断故障。
数控机床出现的绝大部分故障都是通过PLC程序检查小来的，有些故障可在屏幕上直接显示出报警原因，对于有些故障虽然在屏幕上有报警信息，但并没有直接反映报警的原因，还有些故障不产生报警信息，只是有些动作不执行。遇到后两种情况，跟踪PLC梯形图的运行是确诊故障很有效的方法。对于简单的故障，可根据梯形图通过PLC的状态显示信息监视相关的输入、输出及标志位的状态，跟踪程序的运行，而复杂的故障必须使用编程器来跟踪梯形图的运行。
5)功能程序测试法
所谓功能程序测试法就是将数控系统的常用功能和重要的特殊功能，如直接定位、圆弧插补、螺纹切削，固定循环、用户宏程序等用手工编程或自动编程方法编制成一个功能测试程序，骸后启动数控系统运行这个功能测试程序。用它来检查机床执行这些功能的准确性和可靠性，从而快速判断系统哪个功能不良，进而判断出故障发生的原因。本方法对于长期闲置的数控机床和第一次开机时的检查，以及机床加工造成废品但又无报警的情况下一时难以确定是编程或操作的错误，还是机床故障所致.是一种较好的方法。
6)交换法
这是一种简单易行的方法，也是现场判断时最常用的方法之一。所凋交换法，就是在分析出故障大致起因的情况下，维修人员可以利用备用的印制线路板、模板，集成电路芯片或元器件替换有疑点的部分，甚至用系境中已有的相同类型的部件来替换，从而把故障范围缩小到印制线路板或芯片一级。这实际上也是在验证分析的正确性。
7)单步执行程序确定故障点
数控系统一般都具有程序单步执行功能，这个功能常用于调试加工程序。当执行加工程序出现故障时，采用单步执行程序可快速确认故障点，从而排除故障。
8)测量比较法
测量法是诊断机床故障的基本方法，当然对于诊断数控机床的故障电是常用的方法，测量法就是使用万用表、示波器、逻辑测试仪等仪器对电子线路进行测量。
9)敲击法
如果数控系统的故障若有若无，可用敲击法检查出故障的部位所在。
10)原理分析法
根据数控系统的组成原理，可从逻辑上分析出各点的逻辑电平和特征参数(如电压值或波形等)，然后用万用表、逻辑蓖，示波器或逻辑分析仪对其进行测量、分析和比较。从而对故障进行定位。要运用这种方法，要求维修人员有较高的水平。此外，还有局部升温法和多种新出现和应用的方法。