數控機床機械部分的修理，凡與常規機床機械部分相同的故障可用常規機床機械故障處理規定對待。但由於數控機床多採用電氣控制，使機械結構簡化，所以機械故障率有明顯地降低。
1.進給傳動鏈故障的處理：
由於數控機床的傳動鏈大多採用滾動摩擦副，所以這方面的故障大多表現為運動品質下降而造成。如反向間隙增大，定位精度達不到要求、機械爬行現象，軸承雜訊變大(尤其有機械硬碰撞之後易產生)等。這部分的維修常與運動副的預緊力，鬆動環和補償環節的調整有密切關聯。
2.主軸部件故障的處理：
這部分故障多與刀柄的自動拉緊裝置、自動變檔裝置及主軸運動精度下降等有關。因為數控機床採取電氣自動調速后已取消了機械變速箱裝置，有時雖有變速箱但也十分簡單，結構上簡化使故障大為減少。
3.ATC刀具自動交換裝置故障的處理：
據統計ATC刀具自動交換裝置故障占數控機床機械故障的一半以上。主要故障現象有：
·刀庫運動故障
·定位誤差超差
·機械手夾持刀柄不穩定
·機械手運動動作不準
所有這些故障現象，都會導致換刀動作緊急停止，整機因不能實現ATC刀具自動交換而停機。
4.位置檢查用行程開關壓合故障的處理：
數控機床配備了許多限位運動的行程開關，使用一段時間后，使運動部件的運動特性起了變化以及壓合行程開關的機械可靠性與行程開關本身的品質、特性都會影響整機的運動。這就需要很好地檢查、更換或調整。
5.配套附件可靠性下降產生故障的處理：
數控機床的配套附件包括：
·冷卻裝置
·排屑裝置
·防護裝置(其中有冷卻液防護罩、導軌防護罩等)
·主軸冷卻恆溫箱以及液壓油箱
·氣動泵及恆壓氣櫃等。
這些部件的損壞或動作不靈都會產生故障，使機床運動停止。因此，對這些部位的檢查不應忽略，如有的加工中心換刀動力依靠壓縮空氣，若氣泵供壓不夠，或貯氣櫃漏氣使氣壓下降，會使機床換刀動作暫停、機床的運動約束條件不滿足也會產生報警而停機。只要排除了這些因素使機床約束條件得到滿足，就會取消報警轉入正常工作。
6.ATC故障排除實例
日本東芝公司的TOSNAC BMC125型卧式數控加工中心是20世紀80年代初期生產的數控機床。其自動換刀裝置ATC控制迴路示意框圖如圖所示。
當刀具交換時，共分19步動作，並要求在15s內完成上述各步動作，當出現故障時，上述各步動作中任何一步動作失誤，均會使ATC裝置刀具交換時間延長，從而發生報警。
BMC125型加工中心的換刀是屬於有機械手進給刀具自動交換的形式，所以從結構上和動作上均屬於比較複雜的一種。
大多數的BMC125型數控加工中心的用戶在使用中的反映，ATC刀具自動交換裝置故障出現的原因，大多數在於限位開關失靈，凡此類故障排除方法是通過手動複位后即可。對於限位開關元件，則應在故障出現后嚴格檢測，必要時應更換。
