在数控机床的故障检测过程中，借助一些仪器是必要的。下面主要介绍数控机床故障检测和维修时的常用工具和仪器。
（一）常用测量仪器、仪表
1.万用表
数控设备的维修涉及弱电和强电，万用表但不但要用于测量电压、电流、电阻值，还要用于判断二极管、三极管、晶闸管、电解电容等元器件的好坏，并测量三极管的放大倍数和电容值。
2.示波器
示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像，便于人们研究各种电现象的变化过程。示波器利用狭窄的、由高速电子组成的电子束，打在涂有荧光物质的屏面上，就可产生细小的光点。在被测停号的作用下，电子束就好像一支笔的笔尖，可以在屏面上描绘出被测信号瞬时值的变化曲线。
因此，示波器可用于检测信号的动态波形，如脉冲编码器、光栅的输出波形，伺服驱动、主轴驱动单元各级输入、输出波形等；还可以用于要检测开关电源和显示器的垂直、水平振荡与扫描电路的波形等。数控机床维修用的示波器通常选用频带宽为10~100MHZ的双通道示波器。
　2. 数字转速表
数控转速表用于测量、调整主轴的转速，以及调整系统和驱动器的参娄。它是主轴维修与调整的测量工具之一。
3. 数字转速表
数字转速表用于测量、调整主轴的转速，以及调整系统和驱动器的参数。它是主轴维修与调整的测量工具之一。
4. 相序表
相序表主要用于测量三相电源的相序，它是进给伺服戏动与主轴戏动维修的必要测量工具之一。
5. 长度测量工具
常用的长度测量工具包括千分表和百分表等，主要用于测量机床的移动距离和反向间隙值等。通过测量可以大致判断机床的定位精度、重复定位精度和加工精度等；根据测量值还可以调整数控系统的电子齿轮比和反向间隙等主要参数，以恢复机床精度。所以，长度测量工具是机械部件维修、测量的主要工具之一。
6. PLC编程器
不少数控系统的PLC控制器必须使用专用的编程器才能对其进行编程、高度、监控和检查，如SIEMENS的PG710、PG750、PG865，OMRON的GPC01~GPC04、PRO-13~PRO-27等。这些编程器可以对PLC程序进行编辑修改；监视输入和输出状态及定时器、移位寄存器的变化值；在运行状态下修改定时器和计数器的设定值；可强制内部输出；对定时器、计数器和移位寄存器进行置位的复位等。有些带图形功能的编辑器还可以显示PLC梯形图。
7. IC测试仪
IC测试仪可用来离线快速测试集成电路的好坏。当数控系统进行芯片级维修时，IC测试仪是必要的仪器。
8. 逻辑测试笔
逻辑测试笔是采用不同颜色的指示灯表示数字电平高低的仪器。它是测量数字电路的一种简便的工具，使用逻辑笔可快速测出数字电路中有故障的芯片。逻辑笔上一般有两三只信号指示灯，红灯表示高电平，绿灯表示低电平，黄灯表示所测信号为脉冲信号。
逻辑笔上一般有两个用于指示逻辑状态的发光二极管，性能较好的还有第三个，用于提供以下4种逻辑状态指示。
1. 绿色发光二极管亮时，表示逻辑低电位。
2. 红色发光二极管亮时，表示逻辑高电位。
3. 黄色发光二极管亮时，表示浮空或三态门的高阴抗状态。
4. 如果红、绿、黄三色发光二极管同时闪烁，则表示有脉冲信号存在。
逻辑笔的电源取自被测电路、测试时，将逻辑笔的电源夹子夹到被测电路的任一电源点上，另一个玩意儿子夹到被测电路的公共接地端。逻辑笔与被测 电路的连接除了可以为了逻辑笔提供接地外，还能改善电路灵敏度及提高被测电路的抗干扰能力。
数字电路的逻辑一般用电压的正或负表示。以于CMOS芯片，一般以3V为逻辑界限；对于TTL芯片，一般以5V为逻辑界限。常用的逻辑笔的是同时支持CMOS与TTL两种芯片的。逻辑笔通过并联方式得到被测元件测试点与地线之间的电压。所测电压大于逻辑界限的为正（一般逻辑笔通过一个亮灯来表示），小于逻辑界限的为负（一般逻辑可能亮红灯或都不亮灯）。
9. 测振仪
测振仪是测振时最常用、最基本的仪器，它将则振传感器输出的微弱信号放大、变换、积分、检波后，在仪器表或显示屏上直接显示被测设备的振动值大小。为了适应现场测试的要求，测 振仪一般都做成便携式或笔式。
测振仪可用来测量数控机床主轴、电动机甚至整机的运行情况，可根据所需测定的参数振动频率和动态范围，传感器安装条件，机床的轴承型式（滚动轴承或滑动轴承）等因素选用不同类型的传感器。常用的传感器用涡流式移传感器、磁电式速度传感器和压电加速传感器等。
10. 红外测温仪
红外测温是利用红外辐射原理，将对物体表面温度的测量转换成对其辐射功率的测量，采用红外探测哭和相应的光学系统接收被测物体表面的不可见红外辐射能量，并将其变成便于检测和其他能量形式予以显示和记录。按红外辐射的响应形式不同，红外测温仪可分为光电控测器和热敏探测器两类。
红外测温仪主要用于检测数控机床容易发热部件，如工率模块、导线接点主轴轴承等，其主要型号有中国昆明物理研究所有的HCW系统，中国西北光学仪器厂的HCW-1、HCW-2！
利用红外原理测量的仪器还有红外热电视、光机扫描热像仪以及焦平面热像仪等。红外诊断的判定主要有温度判断法、同类比较法、档案分析法、相对温差法以及热像异常法等。
11. 激光干涉仪
激光干涉仪可对机床、三测机及各种定位装置进行高精度（位置和几何）精度校正，可完成各项参数的测量，如位置精度、重复定位精度、角度、直线度、垂直度、平衡度及平面度等；它还具有一些选择功能，如自动螺距误差补偿（适用大多数控系统）、机床动态特性测量与评估、回转坐标精度标定、触发脉冲输入输出功能等。
激光干涉仪测量精度高、效率高、使用方便，测量长度可达十几米甚至几十米。