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数控机床十篇

时间：2023-03-13 18:32:29

数控机床

数控机床篇1

【关键词】机电，数控机床

在数控机床上由于机床空间及机床的其他局限了数控加工的灵活性，这样就要求我们要懂得如何改进加工工艺，提高数控机床的应用范围和加工性能。从而达到提高生产效率和产品质量。数控加工作为一种高效率高精度的生产方式，尤其是形状复杂精度要求很高的模具制造行业，以及成批大量生产的零件。因此数控加工在航空业、电子行业还有其他各行业都广泛应用。然而在数控加工从零件图纸到做出合格的零件需要有一个比较严谨的工艺过程，必须合理安排加工工艺才能快速准确的加工出合格的零件来，否则不但浪费大量的时间，而且还增加劳动者的劳动强度，甚至还会加工出废品来。

一般数控机床的加工工艺和普通机床的加工工艺是大同小异的，只是数控机床能够通过程序自动完成普通机床的加工动作，减轻了劳动者的劳动强度，同时能比较精准的加工出合格的零件。由于数控加工整个加工过程都是自动完成的，因此要求我们在加工零件之前就必须把整个加工过程有一个比较合理的安排，其中不能出任何的差错，否则就会产生严重的后果。

数控机床一般由输入输出设备、CNC装置（或称CNC单元）、伺服单元、驱动装置（或称执行机构）、可编程控制器PLC及电气控制装置、辅助装置、机床本体及测量反馈装置组成。

⑴机床本体。数控机床的机床本体与传统机床相似，由主轴传动装置、进给传动装置、床身、工作台以及辅助运动装置、液压气动系统、系统、冷却装置等组成。但数控机床在整体布局、外观造型、传动系统、刀具系统的结构以及操作机构等方面都已发生了很大的变化，这种变化的目的是为了满足数控机床的要求和充分发挥数控机床的特点。

⑵CNC单元。CNC单元是数控机床的核心，CNC单元由信息的输入、处理和输出三个部分组成。CNC单元接受数字化信息，经过数控装置的控制软件和逻辑电路进行译码、插补、逻辑处理后，将各种指令信息输出给伺服系统，伺服系统驱动执行部件作进给运动。

⑶输入/输出设备。输入装置将各种加工信息传递于计算机的外部设备。在数控机床产生初期，输入装置为穿孔纸带，现已淘汰，后发展成盒式磁带，再发展成键盘、磁盘等便携式硬件，极大方便了信息输入工作，现通用DNC网络通讯串行通信的方式输入。输出指输出内部工作参数（含机床正常、理想工作状态下的原始参数，故障诊断参数等），一般在机床刚工作状态需输出这些参数作记录保存，待工作一段时间后，再将输出与原始资料作比较、对照，可帮助判断机床工作是否维持正常。

⑷伺服单元。伺服单元由驱动器、驱动电机组成，并与机床上的执行部件和机械传动部件组成数控机床的进给系统。它的作用是把来自数控装置的脉冲信号转换成机床移动部件的运动。对于步进电机来说，每一个脉冲信号使电机转过一个角度，进而带动机床移动部件移动一个微小距离。每个进给运动的执行部件都有相应的伺服驱动系统，整个机床的性能主要取决于伺服系统。

⑸驱动装置。驱动装置把经放大的指令信号变为机械运动，通过简单的机械连接部件驱动机床，使工作台精确定位或按规定的轨迹作严格的相对运动，最后加工出图纸所要求的零件。和伺服单元相对应，驱动装置有步进电机、直流伺服电机和交流伺服电机等。伺服单元和驱动装置可合称为伺服驱动系统，它是机床工作的动力装置，CNC装置的指令要靠伺服驱动系统付诸实施，所以，伺服驱动系统是数控机床的重要组成部分。

⑹可编程控制器。可编程控制器（PC，Programmable Controller）是一种以微处理器为基础的通用型自动控制装置，专为在工业环境下应用而设计的。由于最初研制这种装置的目的是为了解决生产设备的逻辑及开关控制，故把称它为可编程逻辑控制器（ PLC， Programmable Logic Controller）。当PLC用于控制机床顺序动作时，也可称之为编程机床控制器（ PMC， Programmable Machine Controller ）。PLC己成为数控机床不可缺少的控制装置。CNC和PLC协调配合，共同完成对数控机床的控制。

⑺测量反馈装置。测量装置也称反馈元件，包括光栅、旋转编码器、激光测距仪、磁栅等。通常安装在机床的工作台或丝杠上，它把机床工作台的实际位移转变成电信号反馈给CNC装置，供CNC装置与指令值比较产生误差信号，以控制机床向消除该误差的方向移动。

数控机床的控制。

数控车床的分类：数控车床的品种和规格繁多，一般可以用下面三种方法分类。 ⑴按控制系统分。目前市面上占有率较大的有法拉克、华中、广数、西门子、三菱等。⑵按运动方式分类： ①点位控制数控机床； ②点位/直线控制数控机床；③连续控制数控机床。⑶按控制方式分类。按控制方式分类可以分为开环控制数控机床、闭环控制数控机床和半闭环控制数控机床。

数控机床篇2

一、直观法

维修人员通过故障发生时的各种光、声、味等异常现象的观察，认真察看系统的各个部分，将故障范围缩小到一个模块或一块印刷线路板。

例1:数控机床加工过程中，突然出现停机。打开数控柜检查发现Y轴电机主电路保险管烧坏，经仔细观察，检查与Y轴有关的部件，最后发现Y轴电机动力线外皮被硬物划伤，损伤处碰到机床外壳上，造成短路烧断保险，更换Y轴电机动力线后，故障消除，机床恢复正常。

二、自诊断功能法

数控系统的自诊断功能，已经成为衡量数控系统性能特性的重要指标，数控系统的自诊断功能随时监视数控系统的工作状态。一旦发生异常情况，立即在CRT上显示报警信息或用发光二极管指示故障的大致起因，这是维修中最有效的一种方法。

例2:AX15Z数控车床，配置FANUC10TE—F系统，故障显示:

FS10TE1399B

ROMTEST：END

RAMTEST：

CRT的显示表明ROM测试通过，RAM测试未能通过。RAM测试未能通过，不一定是RAM故障，可能是RAM中参数丢失或电池接触不良一起的参数丢失，经检查故障原因是由于更换电池后电池接触不良，所以一开机就出现上述故障现象。

三、功能程序测试法

功能程序测试法就是将数控系统的常用功能和特殊功能用手工编程或自动编程的方法，编制成一个功能测试程序，送入数控系统，然后让数控系统运行这个测试程序，借以检查机床执行这些功能的准确性和可靠性，进而判断出故障发生的可能原因。

例3:采用FANUC6M系统的一台数控铣床，在对工件进行曲线加工时出现爬行现象，用自编的功能测试程序，机床能顺利运行完成各种预定动作，说明机床数控系统工作正常，于是对所用曲线加工程序进行检查，发现在编程时采用了G61指令，即每加工一段就要进行1次到未停止检查，从而使机床出现爬行现象，将G61指令改用G64(连续切削方式)指令代替之后，爬行现象就消除了

四、交换法

所谓交换法就是在分析出故障大致起因的情况下，利用备用的印刷线路板、模板、集成电路芯片或元件替换有疑点的部分，从而把故障范围缩小到印刷线路板或芯片一级。

例4:TH6350加工中心旋转工作台抬起后旋转不止，且无减速，无任何报警信号出现。对这种故障，可能是由于旋转工件台的简易位控器故障造成的，为进一步证实故障部位，考虑到该加工中心的刀库的简易位控器与转台的基本一样。于是采用交换法进行检查，交换刀库与转台的位控器后，并按转台位控器的设定对刀库位控器进行了重新设定，交换后，刀库则出现旋转不止，而转台运行正常，证实了故障确实出在转台的位控器上。

五、原理分析法

根据CNC组成原理，从逻辑上分析各点的逻辑电平和特征参数，从系统各部件的工作原理着手进行分析和判断，确定故障部位的维修方法。这种方法的运用，要求维修人员对整个系统或每个部件的工作原理都有清楚的、较深的了解，才可能对故障部位进行定位。

例5:PNE710数控车床出现Y轴进给失控，无论是点动或是程序进给，导轨一旦移动起来就不能停下来，直到按下紧急停止为止。

根据数控系统位置控制的基本原理，可以确定故障出在X轴的位置环上，并很可能是位置反馈信号丢失，这样，一旦数控装置给出进给量的指令位置，反馈的实际位置始终为零，位置误差始终不能消除，导致机床进给的失控，拆下位置测量装置脉冲编码器进行检查，发现编码器里灯丝已断，导致无反馈输入信号，更换Y轴编码器后，故障排除。

六、参数检查法

数控系统发现故障时应及时核对系统参数，系统参数的变化会直接影响到机床的性能，甚至使机床不能正常工作，出现故障，参数通常存放在磁泡存储器或由电池保持的CMOSRAM中，一旦外界干扰或电池电压不足，会使系统参数丢失或发生变化而引起混乱现象，通过核对，修正参数，就能排除故障。

例6:G18CP4数控磨床，数控系统是FANUC11M系统，故障现象使机床不能工作，CRT显示器无任何报警信息。

检查机床各部分，发现CNC装置及CNC与各接口的连接单元都是好的，最后分析是由于外部干扰引起磁泡存储器内存储数据混乱而造成的，因此，对磁泡存储器存储内容进行了全部清除，重新按手册送入数控系统各种参数后，数控机床即恢复正常。除了上面介绍的几种检查方法外，还有测量比较法、敲击法、局部升温法，电压拉编法及开环检测法等，这些方法各有特点，维修时应根据故障现象，常常同时采用几种方法，灵活运用，对故障进行综合分析逐步缩小故障范围，以达到排除故障的目的。

线切割机床常见故障

故障现象可能原因排除方法

1.贮丝筒不换向，导致机器总停。行程开关SQ3或SQ2损坏。

换行程开关SQ3或SQ2。

2.贮线筒在换向时常停转。

1.电极线太松；

2.断丝保护电路故障。1.紧电极丝；

2.换断丝保护继电器。

3.丝筒不转（按下走丝开按

钮SB1无反应）。

1.外电源无电压；

2.电阻R1烧断；

3.桥式整流器VC损坏，造成保

险丝FU1熔断。1.检查外电源并排除；

2.更换电阻R1；

3.更换整流器VC，保险丝FU1。

4.丝筒不转（走丝电压有指

示且较正常工作时高）。1.碳刷磨损或转子污垢；

2.电机M电源进线断。1.更换碳刷、清洁电机转子；

2.检查进线并排除。

5.工作灯不亮。保险丝FU2断更换保险丝FU2。

6.工作液泵不转或转速慢。1.液泵工作接触器KM3不吸合；

2.工作液泵电容损坏或容量减

少；1.按下SB4，KM3线包二端若有

115V电压，则更换KM3，若

无115V电压，检查控制KM3

线包电路；

2.换同规格电容或并上一只足

够耐压的电容

7.高频电源正常，走丝正常，

无高频火花（模拟运行正常

切割时不走）。1.若高频继电器K1不工作，则

是行程开关SQ3常闭触点坏；

2.若高频继电器K1能吸合，则

是高频继电器触点坏或高频

数控机床篇3

关键词数控机床；机械手；模块化

中图分类号TG659 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）107-0104-02

1 数控机床机械手构造

数控机床机械手是由控制系统、驱动系统、执行机构以及位置检测系统四大块组成的，实际工业应用过程中，需要这四部分共同配合来完成一项任务。这里给出数控机床机械手的工作图

1）控制系统

控制系统是机械手的大脑，它决定着机械手的具体运动方式。机械手一个动作的完成首先是由用户向控制系统发出指令，控制系统将该指令转化为具体的控制信号，通过程序控制电路、电极控制模块、机械控制等几部分来控制机械手实际运动。其次，机械控制模块还会将机械手实际的运动情况收集起来，转换为相应信号反馈给控制系统，以判断机械手是否按照用户要求运动，是否能够准确的完成用户所指定的任务。当反馈信号显示机械手出现运动偏差时，控制系统将发出警报信号提示用户。

2）驱动系统

驱动系统顾名思义是数控机床机械手中驱动执行机构运动的装置，该装置的主要组成部分为控制调节器、动力系统、辅助装置等。我们在工业生产中所提及的机械传动、液压传动等，均是使用较为广泛的驱动系统。

3）执行机构

数控机床机械手外型上与人手臂相类似，也是有手腕、手臂、抓手三部分组成，特殊情况下还可以加装移动行走机构，提高机械手运行范围。抓手的主要作用就是抓取物料，常见的抓取方式为吸附式和手抓式。吸附式抓手是通过所安装的吸盘来执行任务的，电磁式吸盘依靠电磁铁所产生的磁力来吸附导磁性物质，手抓式吸盘就像是人的手一样抓取物件，所以在实际应用中，主要用来抓取重量较轻，尺寸较小的零件。手腕部分的主要作用是用来调节工件的抓举方位以及角度，它是连接抓手与手臂的关键部分。手臂部分是机械手的主要城中部分，它主要是控制抓手从最佳的角度抓取物件，同时根据软件控制系统发出的信号，按照要求将物件放至准确位置。

4）位置检测系统

数控机床机械手位置信号有手臂位置、抓手状态、行走位置等几种，信号检测系统的主要作用就是用来检测这几种信号，然后将信号反馈至主控制系统用来判断当前各个位置信号是否正确，机械手各部件是否处于正确位置，同时主控制系统向位置检测系统发送控制信号，给出机械手下一步操作任务。

2 数控机床机械手分类

1）按照用途分类

数控机床机械手可以应用于很多种工业生产过程中，但是生产内容不同所使用的机械手类型也不同。当前数控机床机械手有专用和通用两种，所谓专用就是只能够用于特定的生产过程中，主控系统程序是固定的不能随意更改的，这种机械手通常情况下用于单一工业生产过程；所谓通用就是指机械手可以用于不同工业生产过程，其主控系统程序可以根据控制需要进行更改调整，在不同场合提供不同的运动方式。

2）按照驱动方式分类

驱动方式决定着机械手的运动方式，它也是区分机械手类型的重要因素。气压机械手是依靠压缩空气来驱动的，这种机械手以空气为介质，制造成本较低，而且能够广泛适用于很多高危生产环境中。此外气压机械手的结构相较于其他机械手简易很多，不需要配备专业维修人员，所以这种机械手是很多工业生产控制过程的首选；液压机械手主要用于质量很大的物件抓取，它依靠密封的液压装置来提供强大动力，但相应的制造成本也比较高，而且对于维护要求也比较高。

3）按照控制方式分类

现阶段数控机床机械手的控制方式就两种：点位控制和轨迹控制。点位控制思想就是路径线段化，将机械手需要运动路径划分为规定距离的细小线段，划分的线段端点越多，机械手的运动精度就越高，但同时这种控制方式对系统的要求也比较高。这种机械手在当前很多工业控制过程中被广泛使用；轨迹控制相较于点位控制而言技术要求就更高一些，它可以满足机械手在任意空间范围内的运动，而且运行过程更加的稳定准确。这种机械手的控制系统更为复杂，通常情况下需要计算机参与辅助控制。

3 机械手模块化设计理念

模块化设计理念是伴随着工业制造方式的不断转变而兴起的，它是将一个整体分割成若干个独立的功能结构，不同部分可以同时设计，然后再组合成一个整体。这种理念简化了设计过程，优化了系统结构，机构中每一个功能及部件都具有较高的独立性，极大地提高了机构的适用范围。模块化产品设计中最根本最核心的内容就是保证功能结构以及物理结构的相似性，同时相互独立的功能部件可以可靠协调工作。对机构进行模块设计时可以沿着功能体系和构造体系两条主线进行，因为系统能够体现出来的任何一项功能，都是建立在其他功能基础之上的，也就是说系统功能具有上下层关系。此外，系统中还存在着并列功能形式，即一个功能对应着系统可以实现的多个功能。在进行数控机床机械手模块化设计时，我们可以根据实际作业的要求来划分机械手的单元模块。机械手底座是所有功能实现的基础，所以要将它设定为整体模块化设计的基础，然后再根据不同结构所承担的不同功能来设计。经过实践证明，模块化设计能够大幅度降低机械手的设计成本，缩减整体设计时间，以最快的速度满足工业生产控制的需要。

1）模块化机械手结构及设计流程

从数控机床机械手各个机构功能的角度出发，可以将其分为手部模块、腕部模块以及臂部模块。

2）机械手模块组成及功能分析

（1）手部模块组成及功能分析

机械手手部模块中最重要的组成部分就是手指，它主要用来抓取待加工工件。气动机械手气爪是当前应用最为广泛的结构，这种手指能够自动对中，双向高精度抓取。常见的有2指气爪、3指气爪以及多指气爪。在实际工业生产应用中，以抓取棒料为主，例如￠80×6Omm圆柱型工件

联接件的作用是控制手指抓取直径，气爪运动的最大直径为D2，最小直径为D1。外夹持气爪的夹持力方向是从工件表面指向工件圆心。

（2）腕部模块组成及功能分析

机械手腕部模块是由摆动气缸和联接件组成的，它可以保证机械手在90°范围内自由旋转。图中所示联接件1是连接高精度头型调节机构与摆动气缸的，联接件2是连接摆动气缸与气爪的。

通常情况下，联接件都设计有槽与轴相对应的孔，并通过键联接方式将气缸与孔连通。采用螺钉固定的方式防止键的轴向移动。

（3）手臂模块组成及功能分析

图1所示为横臂模块的结构图，横臂是由ML2B气缸、联接件、导轨三部分组成的。这三部分均安装在门架横梁上，而且可以在水平方向自由移动。机械手的横臂与直臂也是通过连接件连接在一起的，而且通过高精度柔性调节机构来保证机械手气爪与机床卡盘的对中精度（图2）。

参考文献

[1]刘进长.抓住机遇促成飞跃-我国机器人产业发展的若干思考[J].机器人技术与应用，2007（3）：7-9.

数控机床篇4

关键词：数控化改造；数控系统；伺服系统

机床数控化改造有多种方案，机床类型不同，改造的内容也不同，所以机床改造内容并非一成不变，而要根据实际情况选取合适的方式，以使普通机床数控化改造后的性能与新的同类数控机床相近或相同。同时，在机床数控化改造完成后，还应注意培训数控机床的操作人员和编程人员，以使改造后的数控机床能够尽快发挥作用。

1、改造数控机床的因素分析

数控机床的使用提高了机床加工生产的效率。普通机床进行数控化技术改造后可以实现零件加工自动化；其次，零件加工性能更加稳定安全更加可靠。这是由于经数控技术改造的数控机床的各主要部件经过长期工作，几乎不会因刀刃变形而影响生产件的精度；再次，可以为零件生产厂家节约资金。与购买新的普通机床相比，普通机床的数控化改造一般可以节省一半以上的费用；最后，对于复杂的加工零件而言，改造难度越高，其功效提高的越显著：且可不用或少用工装，这样不但节约费用，还可以缩短零件生产的准备时间。由于所需加工产品的尺寸误差较小，精度要求高，不需要再进行修配。而数控机床由于实现了加工的自动化，计算机系统可以对刀具进行自动化管理，从而不会因为刀具的磨损而影响加工零件的精度与一致性；由于数控机床可以实现多种加工功能，因此可以加t出复杂的零件；由于实现了加工产品的自动化生产，数控机床的加工效率可以提高许多。计算机拥有强大的记忆和存储功能，因而可以把所需的程序存储下来，然后根据程序的规定自动去执行加工工序，实现加工的自动化；数控机床实现了多道工序集中完成，减少了频繁搬运被加工的零件，当零件装夹好后，可以实现多道工序的加工。

2、数控化改造的内容

2.1精度的恢复和机械传动部分的改进

机床改造过程中首要任务是对旧机床进行类似于通常的机床大修，以恢复机床精度，达到新机床的制造标准。但是机床数控化后对机床精度的要求与普通机床的大修是有区别的，即整个机床精度的恢复与机械传动部分的改进，都要为满足数控机床的结构特点和数控自动化加工的要求来进行。数控机床的主轴驱动系统和进给驱动系统分别采用交、直流主轴电动机和伺服电动机驱动。这两类电动机调速范围大，并可无极变速，因此使主轴箱、进给变速箱及其传动系统大为简化。由电动机直接连接主轴或滚珠丝杠。目前数控机床进给系统中常用的机械传动装置主要有滚珠丝杠副、静压蜗杆蜗母条和预加载荷双齿轮齿条三种。机床采用的导轨是新材料低摩擦因数的导轨，如滑动导轨、滚动导轨和静压导轨。

2.2选定数控系统

根据要进行数控化改造机床的控制要求，选择合适的数控系统是至关重要的。选择时，除了考虑各项功能满足要求外，还一定要确保系统工作可靠性。一般以性能价格比来选取，并适当考虑售后服务和故障维修等有关情况。如选用企业内已有数控机床中相同型号的数控系统，对今后操作、编程、维修等都带来较大的方便。伺服驱动系统的选取，也按改造数控机床的性能要求决定。若采用同一家公司配套供应的数控系统和伺服驱动系统，改造产品的质量和维修更容易得到保证。国产系统在目前市场上有各种经济型和标准型数控系统供应。其中，经济型数控系统具有结构简单，操作方便，技术易于掌握及制造成本低等优点，系统性能相对较差，可靠性不高。

2.3伺服系统设计

伺服系统分为开环、半闭环和闭环系统三种。开环控制系统主要由驱动控制单元、执行元件和机床组成。闭环伺服驱动由执行元件、驱动控制单元、机床以及反馈检测单元、比较控制环节组成。在普通机床的数控化改造中一般采用步进电动机和交流伺服电动机。交流伺服电动机调速方便，体积小，目前广泛用于数控机床的传动系统。与步进电动机相比，其精度高、价格昂贵，考虑到改造本身是经济型改造，因此一般选用步进电动机作为驱动装置。检测反馈单元一般用光栅、脉冲编码器等。在选择驱动装置时，一定要考虑其运转性能与电动机的匹配，同时也要考虑其接口数据与数控装置接口数据的匹配。

前国内外的数控系统厂家，都开发了与自己系统配套的驱动器，如广州数控适配da98 系列驱动器，华中适配hsv 系列动器，fanuc（发那科）本身开发了集成程度很高的多轴驱动器，所以一般优先考虑配套的驱动器。

2.4电气系统的改造设计

在进行机床数控化改造时，原机床的电气控制部分一般只能报废，重新按数控化改造要求进行设计制作。数控机床的强电控制部分设计中要特别注意的是，数控系统各接口信号的特点和形式要相配，并且在设计过程中应尽量简化强电控制线路。在电气控制系统的改造设计中，应该遵循：机床在满足控制要求的前提下，设计方案力求简单、经济，不宜盲目追求自动化和高指标，力求控制系统操作简单、车床使用与维修方便。机床中的主轴电动机、冷却泵电动机、刀架电动机等均需系统自动控制。数控机床中电气控制系统除了对机床辅助运动和辅助动作控制外，还包括对保护开关、各种行程、极限开关的控制，以及在操作盘上所有按键、操作指示灯等的控制。改造后的电气控制系统，不仅保留了机床传统控制系统的优点，同时具有体积小、功能强、通用性和灵活性强、使用维护方便等特点。

3、结语

由于机床数控化改造有多种方案，机床类型不同，改造的内容也不同，所以上述机床改造内容并非一成不变，而要根据实际情况选取合适的方式，以使普通机床数控化改造后的性能与新的同类数控机床相近或相同。另外，在机床数控化改造完成后，还应注意培训数控机床的操作人员和编程人员，以使改造后的数控机床能够尽快发挥作用。

参考文献：

数控机床篇5

关键词　数控机床；切削加工；程序指令；数据信息

中图分类号TH18 文献标识码A 文章编号　1674-6708（2013）83-0025-02

0　引言

随着科学技术的不断发展，机械加工能力的不断加强，对产品的精度要求越来越高，对零件加工工艺的规范化不断提高。普通的加工能力已经不能满足在短周期内更换新产品的需求。尤其是宇航、军工、造船、汽车和模具加工等行业。在这种情况下，只有数控机床才能满足需求，因此它已经占据机械行业的最显眼地位。

在机械行业中，有很多制造机械的机器，也有很多能够制造机器的机器。如车床、铣床、刨床、磨床、钻床等等，它们是机械行业发展的基础，也叫“母机”。因此机床行业位居“工具母机”的特殊地位。也正因为这样，它才对机械工业中各行各业的升级具有特殊重要的意义。所以，机床行业的发展既取决于中国机械全行业总体发展趋势，同时又影响着全行业的健康发展。数控机台又是机械行业的基本生产设备，它的发展状况会直接影响到一个国家的现代化水平。因此，它的数量和质量将是衡量一个国家发达程度的重要标志之一。

1　数控机床的类型

数控机床大体有数控车削，数控铣削，数控钻床，数控加工中心。其它的还有数控线切割、数控插齿、数控工具磨、数控雕刻机、数控折弯机、数控冲床、数控剪床等等。

还可以将数控机床分为普通数控机床和加工中心两大类。

一类是普通数控机床。它一般指在加工工艺过程中的一个工序上实现数字控制的自动化机床，如数控铣、数控车、数控钻、数控磨床、数控齿轮加工机床等。普通数控机床在自动化程度上还不够完善，刀具的更换与零件的装夹仍需人工来完成。

另一类是数控加工中心。它是带有刀库和自动换刀装置的数控机床，它将数控铣床、数控镗床、数控钻床的功能组合在一起，零件在一次装夹后，可以将其大部分加工面进行铣、镗、钻、扩、铰及攻螺纹等多工序加工一次完成。由于加工中心能有效地避免由于多次安装造成的定位误差，所以它适用于产品更换频繁、零件形状复杂、精度要求高、生产批量不大而生产周期短的产品。

我国的金属板材加工行业也是不容忽视的加工行业，在社会发展中也占据着相当重要的地位。为了更快更好的发展我国的金属板材加工行业，将数控压力机、数控剪板机和数控折弯机等应用到这个行业中。

还有测绘用的数控多坐标测量机，绘图用的自动绘图机，工业机器人等。

2　数控机床的特点

1）数控机床与普通机床相比，它可以完成普通机床难以完成或根本不能加工的复杂零件的加工。而且它的加工精度高，加工稳定可靠，高柔性，高生产率，劳动条件好，有利于管理现代化，但它的投资大，使用费用高，生产准备工作复杂，维修困难等特点；

2）降低了操作人员的劳动强度。在普通机床上加工一个零件需要更换多次夹具，而在数控机床上就可以只装夹一次就够了；

3）数控机床生产效率高。如果加工零件数量较多，而且形状简单。可以将多个零件重叠放置，比如5件、10件。一次加工完成，直至加工结束。这样，在数控机床上加工1次零件的时间，是在普通机床上加工1次零件的时间1/10或更少。一次加工数量是普通机床的10倍或更多；

4）降低人为误差，质量可靠，节省生产时间；

5）减少用工数量。一人看管一台机器，还可以一人看管两台机器。

4　数控系统的类型

各行各业的数控机床品种众多，其数控系统也有很多：如fanuc数控系统、西门子数控系统、华中数控系统、三菱数控系统等等。无论有多少种数控系统，归根结底都是将零件轮廓信息、转速信息、进给速度等信息，通过译码器变成计算机可以识别的二进制数据形式，存储在存储器中。如发现不可识别的信息或语法错误等情况，以报警的形式提示用户修改。

5　数控机床的工作原理

编程人员根据图纸和工艺要求在计算机上编写加工程序。通过连接计算机和数控加工设备的数据传输线，应用数据传输软件，将编写好的程序由计算机传送到设备存储器中。

操作人员把需要加工的零件通过夹具、压板等工具固定好后，安装好刀具，检查油、冷却油是否足量，检查程序里给出的主轴转速、进给速度是否合适，一切工作准备就绪后，就可以按照图纸中的工艺要求加工出合格的产品了。

6　数控机床与人们的生活息息相关

电能是人们日常生活必不可少的能源之一。水力发电、火力发电、核能发电、风力发电甚至还利用了自然能源，比如说太阳能发电、海水高度差发电等等。

能源问题是国家战略问题，我国一直注重电力设备的制造。经过几十年的发展，我国电力设备制造水平已经位居世界前列，我国的电工装备制造企业能够胜任智能电网的发展需求。数控机床应用在电力发展行业上也需要更上一层楼。

随着人们生活水平不断提高，人们的需求日益增多。增大了发电行业的装机容量，发电设备必然会进一步发展，叶片发电机组做出不可磨灭的贡献。它是由每一个叶片零件组装成的。而叶片零件的加工则是由数控机床来完成的。数控铣床，数控磨床，数控加工中心，数控车床等等。我国数控机床产品已延伸到成套、复合领域。数控系统装置是数控机床的神经中枢，我国从上世纪90年代末开始，掌握基于通用32位工业控制机开放体系结构，一举登上当代同一起跑线，开发出能与加工中心、复合车削机床及齿轮机床配套的数控系统，特别是能控制五轴联动和具备网络化远程监测、诊断、操作功能的数控系统，并开发出弧齿锥齿轮数控加工。

总体来讲，我国机床产业进入转型期后，发展顺利，自主创新能力提升，整体产业实力有了质的飞跃。

7　数控设备制造业已成为中国工业的主导行业

在中国，机床行业已进入了创新活动的活跃期。中国的创新资源逐渐成熟，在某些领域已经到了由技术模仿跟踪转向主要依靠自主创新求发展，进而在产业发展制高点上挑战全球。我国有条件由一个技术消费国转变为技术创新国，带动传统产业的改造升级，由低端制造转向产业链，培育出一批批具有全球竞争力的企业和企业集团，进一步提高国家竞争力。

机床，是装备工业的母机，关系到国家整体实力，要率先取得更大的突破。国内一批装备制造的领军型企业，经过多年的积累和进步，具备了相当的基础，应该有信心、有志气完成这个突破。这是国家的期望、民族的希望和企业的社会责任。

8　我国数控机床行业的未来发展趋势

在中国机械工业中，机床行业位居“工具母机”的特殊地位，其水平也对机械工业中各行各业的升级具有特殊重要的意义。因此，机床行业的发展既取决于中国机械全行业总体发展形势，同时又影响着全行业的健康发展。

数控机床篇6

关键词：数控机床；历史；发展趋势

一、引言

机床，作为“机器的机器”，从工业革命诞生以来，便被视为一个国家工业化的基础。机床是先进制造技术和制造信息集成的重要元素，是重要商品，又是决定一个国家生产力水平的关键要素。

二、数控机床的历史

20世纪中叶, 随着信息技术革命的到来，机床也由之前的手工测绘、简单操作性逐渐演变为数字操控，全自动化成型部件的数控机床。数控机床是一种高度机电一体化的产品，在传统的机床基础上引进了数字化控制，将以往凭借工人经验的操作变为数字化、可复制的自动操作。数控机床可以加工多品种小批量零件（降低规模化适用门槛）、结构较复杂、精度要求较高的零件、需要频繁改型的零件、价格昂贵不允许报废的关键零件、要求精密复制的零件、需要缩短生产周期的急需零件。数控加工具有如下特点：加工柔性好，加工精度高，生产率高，减轻操作者劳动强度、改善劳动条件，有利于生产管理的现代化以及经济效益的提高。数控机床的特点及其应用范围使其成为国民经济和国防建设发展的重要装备。目前，工业发达国家机床产业的数控化比率通常在50%以上，在日本和德国更是超过了70%。

我国真正的工业化进程起始于20世纪50年代。由于种种原因，我们错过了20世纪70到80年代的新型工业化大发展时期，导致我国的机械装备制造产业到现在为止仍然在赶超发达国家的阶段。自20世纪末开始，我国开始了大规模引进西方技术，同时在引进技术的基础上吸收、融合、创造，最终发展出我们自己的数控机床制造产业。这一时期，我国的整体制造业也开始了逐渐由制造大国向制造强国迈进了脚步，机床制造业也跟着取得数控机床快速增长的业绩。机床的发展和创新在一定程度上能映射出加工技术的主要趋势。近年来, 我国在数控机床和机床工具行业对外合资合作进一步加强, 无论在精度、速度、性能, 还是智能化方面都取得了相当的成绩。

三、我国数控机床产业现状

目前，国内生产的数控机床可以大致分为经济型机床、普及型机床、高档型机床三种类型。经济型机床基本都是开环控制;普及型机床采用半闭环控制技术，分辨率可达到1微米;高档型机床采用闭环控制，以计算机程序来实现全过程无人控制，具有各种补偿功能、新控制功能、自动诊断，分辨率可以达到0.1微米。

截止到2014年，国产低档经济型机床已经在国内机床生产企业得到了很好的应用，经济型数控机床基本都是国内产品，不管是从质量上还是从可靠性上都可以满足大部分机床用户的需要。在普及型产品段中，国内普及型数控机床中大约有60～70%是采用的国内产品。但是需要指出的是，这些国产数控机床当中大约80%的数控系统都在使用国外产品，国内机床企业将各个子系统进口后进行拼装，组成最终的成品机床。我国部分中档普及型数控机床的功能、性能和可靠性方面已具有较强的市场竞争力。在中、高档数控机床方面、四轴、五轴联动机床等高端产品，我国国产产品与国外产品相比，仍存在较大差距。高档机床方面国内产品大约只能占到10%，大部分都是靠进口。数控机床的核心技术―数控系统，由显示器、控制器伺服、伺服电机和各种开关、传感器构成，中国更是几乎全部需要国外进口。目前，我国在上海、烟台建厂的大多是国外数控机床生产厂家，所有的核心技术都被外方掌握。国内能做的中、高端数控机床，更多处于组装和制造环节，普遍未掌握核心技术。国内的华中数控近几年发展迅速，软件水平相当不错，但在电器硬件方面还需进一步提高。目前，国内一些大厂还没有采用华中数控的。

在市场需求方面低档机床和中档机床大约各占50%和40%，高档数控机床的需求大约是10%。从整体市场环境看，欧美等一些老牌机床公司有着长时间的技术积淀，同时不断致力于科技创新和新产品的研发，引导着数控机床技术发展。2014年，国家宏观经济持续低位运行，国家宏观调控政策将继续稳增长、调结构。在此大环境下，数控机床行业也相应地调整现有产业结构，在现有经济型、普及型产品取得成果的基础上发展高端，一方面需要面临国外产品以及合资产品挤压国内中端市场的竞争压力；另一方面要加大研发，挤入高端市场，摆脱受制于人的严峻形势。

四、我国数控机床产业的发展趋势

开放性是新一代数控系统的开发核心。开放性的数控机床采用模块化，层次化的结构，并通过形式向外提供统一的应用程序接口。为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。目前，许多国家对开放式数控系统进行研究，数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。同时，和许多产业将会互联网化一样，数控机床未来也必将走上网络化道路。互联网化的数控装备是近两年的一个新的焦点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。届时，网络化的数控机床将真正实现在全世界任意地点制造出满足用户需求的产品，进一步缩小制造业在地理和空间上的差异，为下一次的制造业革命奠定良好基础。

经过30多年的发展，我国数控机床制造产业已经基本由市场配置资源，形成了从科研单位、试制生产应用单位、大规模市场推广渠道、下游终端客户、一直到最末级的维修保养与使用反馈这样一个较为完整的产业链。数控机床市场竞争力也大大提高。2014年，我国机床行业发展主旋律概括为八个字：“稳中求进、转型升级”。面对整体下行趋势和国内外市场环境的不断变化，行业企业转型的意识不同程度地增长，从被动应对，到主动顺应，再到能动把握，已有很多企业步入了转型升级的正确轨道。加快普及数控化技术将是解决中国本土机床企业产品竞争力弱、利润薄、产品同质化严重等产业难题的重要手段。

为了让机床铸造产业高速增长，“十二五”规划中对我国机床铸造产业提出了明确的目标，到2015年，机床铸造产业要实现工业总产值8000亿元。要实现这个目标，需要将国家经济政策和行业自主调整发展两个要素相结合。在国家政策层面，已经出台了大量的专项支持措施。国家通过专项财政补贴，税务减免、专项奖励基金、市场开拓扶持、专利申请绿色通道等方面给予了大力支持。与此同时，在行业层面，应当继续实施创新发展战略，以企业为主题，以创新为驱动力。鉴于机床属于投资大、见效慢的行业，仅凭企业自身努力无法实现长久发展，需要多家企业参与共性技术研发，同时引入科研院校参与，实行公私合营伙伴关系推进研发。在行业技术层面，需要加大基础研究投入和研发人才培养。中国机床工业的振兴，数控机床的加速发展，归根到底，取决于人员素质的提高、工业文化水平的提高。人才的加速培养与良好的市场机制、有效的深化改革、改组、改制，可以显著提高工作质量、生产率、劳动生产率。进入21世纪知识经济时代，科学知识及作为重要生产要素的机床，其作用将更加突出。

数控机床篇7

论文摘要：现代数控机床集合了电子计算机、伺服系统、自动控制系统、精密测量系统及新型机构等先进技术，能够加工形状复杂、精密、小批量零件，并且具有加工精度高、生产效率高、适应性强等特点。随着我国制造业的快速发展，数控机床在机械制造业已得到广泛应用，且对数控机床的精度要求也越来越高。如何检测数控机床的精度，正成为各行业用户在验收与维护数控机床时非常关注的问题。

机床的精度主要包括机床的几何精度、机床的定位精度和机床的切削精度。现根据我在日常工作中所积累的经验，就这些精度的检测项目、检测方法及注意事项进行综合的说明。

1 数控机床的几何精度

数控机床的几何精度反映机床的关键机械零部件（如床身、溜板、立柱、主轴箱等）的几何形状误差及其组装后的几何形状误差，包括工作台面的平面度、各坐标方向上移动的相互垂直度、工作台面x、y坐标方向上移动的平行度、主轴孔的径向圆跳动、主轴轴向的窜动、主轴箱沿z坐标轴心线方向移动时的主轴线平行度、主轴在z轴坐标方向移动的直线度和主轴回转轴心线对工作台面的垂直度等。

常用检测工具有精密水平尺、精密方箱、千分表或测微表、直角仪、平尺、高精度主轴芯棒及千分表杆磁力座等。

1.1 检测方法：

数控机床的几何精度的检测方法与普通机床的类似，检测要求较普通机床的要高。

1.2 检测时的注意事项：

（1）检测时，机床的基座应已完全固化。（2）检测时要尽量减小检测工具与检测方法的误差。（3）应按照相关的国家标准，先接通机床电源对机床进行预热，并让沿机床各坐标轴往复运动数次，使主轴以中速运行数分钟后再进行。（4）数控机床几何精度一般比普通机床高。普通机床用的检具、量具，往往因自身精度低，满足不了检测要求。且所用检测工具的精度等级要比被测的几何精度高一级。（5）几何精度必须在机床精调试后一次完成，不得调一项测一项，因为有些几何精度是相互联系与影响的。（6）对大型数控机床还应实施负荷试验，以检验机床是否达到设计承载能力；在负荷状态下各机构是否正常工作；机床的工作平稳性、准确性、可靠性是否达标。

另外，在负荷试验前后，均应检验机床的几何精度。有关工作精度的试验应于负荷试验后完成。

2 数控机床的定位精度

数控机床的定位精度，是指所测机床运动部件在数控系统控制下运动时所能达到的位置精度。该精度与机床的几何精度一样，会对机床切削精度产生重要影响，特别会影响到孔隙加工时的孔距误差。

目前通常采用的数控机床位置精度标准是iso230-2标准和国标gb10931-89。

测量直线运动的检测工具有：标准长度刻线尺、成组块规、测微仪、光学读数显微镜及双频激光干涉仪等。标准长度测量以双频激光干涉仪的测量结果为准。回转运动检测工具有360齿精密分度的标准转台或角度多面体、高精度圆光栅和平行光管等。目前通用的检测仪为双频激光干涉仪。

2.1 检测方法（用双频激光干涉仪时）

（1）安装与调节双频激光干涉仪。

（2）预热激光仪，然后输入测量参数。

（3）在机床处于运动状态下对机床的定位精度进行测量。

（4）输出数据处理结果。

2.2 检测时的注意事项：

（1）仪器在使用前应精确校正。

（2）螺距误差补偿，应在机床几何精度调整结束后再进行，以减少几何精度对定位精度的影响。

（3）进行螺距误差补偿时应使用高精度的检测仪器（如激光干涉仪），以便先测量再补偿，补偿后还应再测量，并应按相应的分析标准（vdi3441、jis6330或gb10931-89）对测量数据进行分析，直到达到机床的定位精度要求。

（4）机床的螺距误差补偿方式包括线性轴补偿和旋转轴补偿这两种方式，可对直线轴和旋转工作台的定位精度分别补偿。

3 切削精度

检查机床切削精度的检查，是在切削加工条件下对机床几何精度和定位精度的综合检查，包括单项加工精度检查和所加工的铸铁试样的精度检查（硬质合金刀具按标准切削用量切削）。检查项目一般包括：镗孔尺寸精度及表面粗糙度、镗孔的形状及孔距精度、端铣刀铣平面的精度、侧面铣刀铣侧面的直线精度、侧面铣刀铣侧面的圆度精度、旋转轴转900侧面铣刀铣削的直角精度、两轴联动精度等。

参考文献

［1］何龙著.数控设备调试与维护［m］.重庆：西南交通大学出版社，2006，（8）.

数控机床篇8

论文摘要：本文首先介绍了机床数控化改造的必要性，而重点在于介绍如何进行机床数控化改造，包括数控系统的选择、数控改造中对主要机械部件改装探讨和机床数控改造主要步骤，并列举了几个数控改造的实例，最后说明了数控改造中的问题并提出了建议。

1机床进行数控化改造的必要性

微观上看，数控机床比传统机床有以下突出的优越性，而且些优越性均来自数控系统所包含的计算机的威力。

由于计算机有高超的运算能力，可以瞬时准确地计算出每个坐标轴瞬时应该运动的运动量，因此可以复合成复杂的曲线或曲面。

可以实现加工的自动化，而且柔性自动化，从而效率可比传统机床提高3～7倍。

由于计算机有记忆和存储能力，可以将输入的程序记住和存储下来，然后按程序规定的顺序自动去执行，从而实现自动化。数控机床只要更换一个程序，就可实现另一工件加工的自动化，从而使单件和小批生产得以自动化，故被称为实现了“柔性自动化”。

加工零件的精度高，尺寸分散度小，使装配容易，不再需要“修配”。

可实现多工序的集中，减少零件在机床间的频繁搬运。拥有自动报警、自动监控、自动补偿等多种自律功能，因而可实现时间无看管加工。Www.133229.CoM由以上五条派生的好处。如：降低了工人的劳动强度，节省了劳动力（一个人可以看管多台机床），减少了工装，缩短了新产品试制周期和生产周期，可对市场需求作出快速反应等等。

以上这些优越性是前人想象不到的，是一个极为重大的突破。此外，机床数控化还是推行fmc（柔性制造单元）、fms（柔性制造系统）以及cims（计算机集成制造系统）等企业信息化改造的基础。数控技术已经成为制造业自动化的核心技术和基础技术。

宏观上看，工业发达家的军、民机械工业，在70年代末、80年代初已开始大规模应用数控机床。其本质是，采用信息技术对传统产业（包括军、民机械工业）进行技术改造。除在制造过程中采用数控机床、fmc、fms外，还包括在产品开发中推行cad、cae、cam、虚拟制造以及在生产管理中推行mis（管理信息系统）、cims等等。以及在其生产的产品中增加信息技术，包括人工智能等的含量。由于采用信息技术对国外军、民机械工业进行深入改造（称之为信息化），最终使得他们的产品在国际军品和民品的市场上竞争力大为增强。而我们在信息技术改造传统产业方面比发达国家约落后20年。如我国机床拥有量中，数控机床的比重（数控化率）到1995年只有1.9％，而日本在1994年已达20.8％，因此每年都有大量机电产品进口。这也就从宏观上说明了机床数控化改造的必要性。

2如何进行机床数控化改造

2．1数控化改造的内容。机床与生产线的数控化改造主要内容有以下几点：其一是恢复原功能，对机床、生产线存在的故障部分进行诊断并恢复；其二是nc化，在普通机床上加数显装置，或加数控系统，改造成nc机床、cnc机床；其三是翻新，为提高精度、效率和自动化程度，对机械、电气部分进行翻新，对机械部分重新装配加工，恢复原精度；对其不满足生产要求的cnc系统以最新cnc进行更新；其四是技术更新或技术创新，为提高性能或档次，或为了使用新工艺、新技术，在原有基础上进行较大规模的技术更新或技术创新，较大幅度地提高水平和档次的更新改造。

2．2数控系统的选择

数控系统主要有三种类型，改造时，应根据具体情况进行选择。

步进电机拖动的开环系统。该系统的伺服驱动装置主要是步进电机、功率步进电机、电液脉冲马达等。由数控系统送出的进给指令脉冲，经驱动电路控制和功率放大后，使步进电机转动，通过齿轮副与滚珠丝杠副驱动执行部件。只要控制指令脉冲的数量、频率以及通电顺序，便可控制执行部件运动的位移量、速度和运动方向。这种系统不需要将所测得的实际位置和速度反馈到输入端，故称之为开环系统，该系统的位移精度主要决定于步进电机的角位移精度，齿轮丝杠等传动元件的节距精度，所以系统的位移精度较低。该系统结构简单，调试维修方便，工作可靠，成本低，易改装成功。

异步电动机或直流电机拖动，光栅测量反馈的闭环数控系统。该系统与开环系统的区别是：由光栅、感应同步器等位置检测装置测得的实际位置反馈信号，随时与给定值进行比较，将两者的差值放大和变换，驱动执行机构，以给定的速度向着消除偏差的方向运动，直到给定位置与反馈的实际位置的差值等于零为止。闭环进给系统在结构上比开环进给系统复杂，成本也高，对环境室温要求严。设计和调试都比开环系统难。但是可以获得比开环进给系统更高的精度，更快的速度，驱动功率更大的特性指标。可根据产品技术要求，决定是否采用这种系统。

交/直流伺服电机拖动，编码器反馈的半闭环数控系统。半闭环系统检测元件安装在中间传动件上，间接测量执行部件的位置。它只能补偿系统环路内部部分元件的误差，因此，它的精度比闭环系统的精度低，但是它的结构与调试都较闭环系统简单。在将角位移检测元件与速度检测元件和伺服电机作成一个整体时则无需考虑位置检测装置的安装问题。当前生产数控系统的公司厂家比较多，国外著名公司的如德国siemens公司、日本fanuc公司；国内公司如

3数控改造中主要机械部件改装探讨。

一台新的数控机床，在设计上要达到：有高的静动态刚度；运动副之间的摩擦系数小，传动无间隙；功率大；便于操作和维修。机床数控改造时应尽量达到上述要求。不能认为将数控装置与普通机床连接在一起就达到了数控机床的要求，还应对主要部件进行相应的改造使其达到一定的设计要求，才能获得预期的改造目的。

滑动导轨副。对数控车床来说，导轨除应具有普通车床导向精度和工艺性外，还要有良好的耐摩擦、磨损特性，并减少因摩擦阻力而致死区。同时要有足够的刚度，以减少导轨变形对加工精度的影响，要有合理的导轨防护和润滑。

齿轮副。一般机床的齿轮主要集中在主轴箱和变速箱中。为了保证传动精度，数控机床上使用的齿轮精度等级都比普通机床高。在结构上要能达到无间隙传动，因而改造时，机床主要齿轮必须满足数控机床的要求，以保证机床加工精度。

滑动丝杠与滚珠丝杠。丝杠传动直接关系到传动链精度。丝杠的选用主要取决于加工件的精度要求和拖动扭矩要求。被加工件精度要求不高时可采用滑动丝杠，但应检查原丝杠磨损情况，如螺距误差及螺距累计误差以及相配螺母间隙。一般情况滑动丝杠应不低于6级，螺母间隙过大则更换螺母。采用滑动丝杠相对滚珠丝杠价格较低，但难以满足精度较高的零件加工。

数控机床篇9

关键词：数控机床；改造；意见

中图分类号：TG659 文献标识码：A

1 对机床数控化的改造及其必要性

在发达国家，工业的发展已经从上世纪的七八十年代就进入了数控工业的发展阶段，数控机床的使用也是在那个时候开始发展起来的。本质上就是建立在信息技术发展上的军、民机械工业的信息化改造。信息化的生产以其独有的不可超越的优势占领了工业生产，而信息技术对工业发达的国家的机械工业的改造即信息化的深入，使得其工业技术产生了质的飞跃，因此他们的产品在国际市场上的综合竞争力大大加强，无论是军用品还是民用品领域。而对于我国，由于种种原因，在信息化技术的发展上相对落后于国际发达国家，因而，在机械工业的信息化技术改造上也落后了近乎二十年。例如，我国在数控机床的使用上，在1995年的时候才只占到了整体机床数量比重的1.9%，而同时期的日本，则已经达到了20.8%是我国的十倍。这就是为什么我国每年都会大量的进口机电产品的最主要的原因，机床的数控化改造势在必行。

2 如何改造

2.1 改造内容

对于机床的数控化改造包括了对机床的改造以及对生产线的改造，主要内容有：首先是恢复原有功能。即首先对机床以及生产线存在的故障进行维修诊断；其次是NC化。即将数显装置安装到普通的机床上，或者是增加数控系统。是机床成为NC机床或者是CNC机床；再者，是翻新。因为老旧的机床对于工件的加工的精度以及效率还有自动化的程度都会产生不良影响，因此对机械部分老旧部件应当重新翻新或装配，恢复精度和更新；最后，是在技术上进行更新和创新。机械性能的提升以及机床新工艺的应用，新技术的推广都要在原有的工艺和设备基础上进行，因此在改造的过程中可以进行大规模的革新，以此提高整体的技术水平以及生产档次。

2.2 数控系统的选择

数控系统主要有三种类型，改造时应根据具体情况进行选择。

步进电机拖动的开环系统，如图1所示，该系统的伺服驱动装置主要是步进电机、功率步进电机、电液脉冲马达等。由数控系统送出的进给指令脉冲，经驱动电路控制和功率放大后，使步进电机转动，通过齿轮副与滚珠丝杠副驱动执行部件。只要控制指令脉冲的数量、频率以及通电顺序，便可控制执行部件运动的位移量、速度和运动方向。这种系统不需要将所测得的实际位置和速度反馈到输入端，故称之为开环系统，该系统的位移精度主要取决于步进电机的角位移精度，齿轮丝杠等传动元件的节距精度。

异步电动机或直流电机拖动，光栅测量反馈的闭环数控系统，如图2所示。该系统与开环系统的区别是：由光栅、感应同步器等位置检测装置测得的实际位置反馈信号，随时与给定值进行比较，将两者的差值放大和变换，驱动执行机构，以给定的速度向着消除偏差的方向运动，直到给定位置与反馈的实际位置的差值等于零为止。闭环进给系统在结构上比开环进给系统复杂，成本也高，对环境室温要求严。设计和调试都比开环系统难。但是可以获得比开环进给系统更高的精度，更快的速度，驱动功率更大的特性指标。

交/直流伺服电机拖动，编码器反馈的半闭环数控系统，图3所示。半闭环系统检测元件安装在中间传动件上，间接测量执行部件的位置。它只能补偿系统环路内部部分元件的误差，因此，它的精度比闭环系统的精度低，但是它的结构与调试都较闭环系统简单。在将角位移检测元件与速度检测元件和伺服电机做成一个整体时，则无需考虑位置检测装置的安装问题。

3 数控改造中主要机械部件改装探讨

滑动导轨副。对数控车床来说，导轨除应具有普通车床导向精度和工艺性外，还要有良好的耐摩擦、磨损特性，并减少因摩擦阻力而致死区。同时要有足够的刚度，以减少导轨变形对加工精度的影响，要有合理的导轨防护和。

滚珠丝杠摩擦损失小，效率高，其传动效率可在90%以上；精度高，寿命长；启动力矩和运动时力矩相接近，可以降低电机启动力矩。因此可满足较高精度零件加工要求。

安全防护。改造效果必须以安全为前提。在机床改造中要根据实际情况采取相应的措施，切不可忽视。滚珠丝杠副是精密元件，工作时要严防灰尘特别是切屑及硬砂粒进入滚道。在纵向丝杠上也可加整体铁板防护罩。大拖板与滑动导轨接触的两端面要密封好，绝对防止硬质颗粒状的异物进入滑动面损伤导轨。

参考文献

数控机床篇10

【关键词】数控；机床；维修；技术分析

【中图分类号】TU182【文献标识码】A【文章编号】1674-3954（2011）02-0143-01

随着我国机械加工的快速发展,国内的数控机床也越来越多。由于数控机床的先进性和故障的不稳定性,大部分故障都是以综合故障形式出现,所以数控机床的维修难度较大,并且数控机床维修工作的不规范,使得数控维修工作处于一种混乱状态,为了规范数控维修工作,提高数控机床的利用价值,本文提出五步到位数控维修法。

一、数控机床维修技术分析

1、故障记录具体

数控机床发生故障时,对于操作人员应首先停止机床,保护现场,并对故障进行尽可能详细的记录,并及时通知维修人员。

（1）故障发生时的情况记录

1）发生故障的机床型号,采用的控制系统型号,系统的软件版本号。

2）故障的现象,发生故障的部位,以及发生故障时机床与控制系统的现象。

3）发生故障时系统所处的操作方式。

4）若故障在自动方式下发生,则应记录发生故障时的加工程序号,出现故障的程序段号,加工时采用的刀具号等。

5）若发生加工精度超差或轮廓误差过大等故障,应记录被加工工件号,并保留不合格工件。

6）在发生故障时,若系统有报警显示,则记录系统的报警显示情况与报警号。

7）记录发生故障时,各坐标轴的位置跟随误差的值。

8）记录发生故障时,各坐标轴的移动速度、移动方向,主轴转速、转向等。

（2）故障发生的频繁程度记录

1）故障发生的时例与周期。

2）故障发生时的环境情况。

3）若为加工零件时发生的故障,则应记录加工同类工件时发生故障的概率情况。

4）检查故障是否与“进给速度”、“换刀方式”或是“螺纹切削”等特殊动作有关。

（3）故障的规律性记录。

（4）故障时的外界条件记录。

2、故障检查方法

维修人员故障维修前,应根据故障现象与故障记录,认真对照系统、机床使用说明书进行各顶检查以便确认故障的原因。当数控设备出现故障时,首先要搞清故障现象,向操作人员了解第一次出现故障时的情况,在可能的情况下观察故障发生的过程,观察故障是在什么情况下发生的,怎么发生的,引起怎样的后果。搞清了故障现象,然后根据机床和数控系统的工作原理,就可以很快地确诊并将故障排除,使设备恢复正常使用。故障检查包括:

（1）机床的工作状况检查。

（2）机床运转情况检查。

（3）机床和系统之间连接情况检查。

（4）CNC装置的外观检查。

维修时应记录检查的原始数据、状态,记录越详细,维修就越方便,用户最好编制一份故障维修记录表,在系统出现故障时,操作者可以根据表的要求及时填入各种原始材料,供维修时参考。

3、故障诊断

故障诊断是进行数控机床维修的第二步,故障诊断是否到位,直接影响着排除故障的快慢,同时也起到预防故障的发生与扩大的作用。首先维修人员应遵循以下两条原则:

（1）充分调查故障现场。这是维修人员取得维修第一手材料的一个重要手段。

（2）认真分析故障的原因。分析故障时,维修人员不应局限于 CNC部分,而是要对机床强电、机械、液压、气动等方面都作详细的检查,并进行综合判断,达到确珍和最终排除故障的目的。

1）直观法。2）系统自诊断法。3）参数检查法。4）功能程序测试法。5）部件交换法。6）测量比较法。7）原理分析法。8）敲击法。9）局部升温法。10）转移法。

除了以上介绍的故障检测方法外,还有插拔法、电压拉偏法、敲击法等等,这些检查方法各有特点,维修人员可以根据不同的现象对故障进行综合分析,缩小故障范围,排除故障。

4、维修方法