机床数控技术十篇

机床数控技术篇1

关键字 数控机床；控制技术；机床维修；数控电子

中图分类号TG659 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）96-0181-02

0 引言

随着电子行业的日益更新，当今数控理论的调整发展，使得数控技术也在不断地跟着进步，数控系统的结构因此变得更加地复杂，智能化程度也是越来越高，数控技术在生产中的实践运用，维护等技术，也在不断地变化着。因此，对于数控机床的控制和维修，形成一套完整的理论系统体系，是大多数控技术人员的期望。希望借助这个理论体系，让控制和维修人员，能够更加快速地掌握数控的操作和维护技术。

1 数控机床控制技术

1.1 概念

数据机床控制是指通过数控程序，对数控机床下达工作指令，让数控机床按照预定的工作程序，对需要加工的零件进行自动化操作的过程。其操作前，需要先确定零件在机床的安装位置，刀具与零件之间在进行工作时的尺寸参数。机器操作的路线，切削规格等参数等。掌握这些参数之后，才由程序员编制加工的数控操作程序单。然后让电脑按照制定的程序，进行规范的操作的一种深加工过程。

1.2 数控机床的电气控制

数控机床的电气控制主要由电流、位置、速度三个控制环利用串联的原理组成的。

1）电流环的功能是为伺服电机，提供其所需要的转矩电路。通常情况下，其与电动机之间的匹配调节，是事先就由制造者配备了相应的匹配参数。其反馈信号也在制造时，已经在伺服系统内联接好了。因此不需要事后进行接线与调整；

2）速度环的功能是控制电机的转速，也就是坐标轴在工作时的运行速度的电路。速度调节器其P、I调整值，都是根据骚动坐标轴负载量，或者是机械转动的刚度与间隙等特性来决定的。一旦这些特性发生了变化，就需要对机械的传动系统进行检查和修复，然后再正确调整数控设备速度环的PI调节器；

3）位置环是对各坐标轴按照程序设备的指令进行工作，用于精确定位它位置的控制环节。位置环的正确运行与否，直接影响到坐标轴的工作精度。位置环的工作包括两部分。

其一，位置环是测量元件的精度是否与CNC系统脉冲当量匹配。测量元件每次移动的距离，外部倍频电路是否与系统庙宇的分辨率相符。测量元件与分辨率肪冲比必须达到100倍频方，才算合格。比如，位置测量时，元件脉冲次数10/mm，那么系统的分辨率应为0.001mm才算匹配。

其二，对位置环KV值的设定和调节。KV值一般是被当作机床数据进行设置的，数控系统中，对KV值的数值单位和设置地位都进行指定。速度环在进行最佳化调节后。KV值则是鉴定机床性能好坏，工作精度是否准确的重要因素。KV值体现了机床运动坐标，运动时性能的优势程度。关于KV值的设置，需要参考和符合以下公式：

KV=V/其中KV即位置环增益系数 V即坐标运行速度，m/min 即跟踪误差，mm 注意不同的单位，数据参数代表的涵义也不一样。

2 数控机床维修方法

2.1 故障检查

首先要对进行进行检查，查找机床究竟问题出在哪里，先可对机器的使用人员进行询问，再进行目测，触摸机器的各个线路是否完好，检查是否短路。再通电进行检测，如果不行，再利用进行检查，对机器的信号与报警装置，接口状态，参数调整等各种方法，直到查出机床的问题为止。故障检查这一步就算结束了。它是机床维修前的基础工作。只有正确地发现其问题，才能有针对性地对其进行修理。

2.2 维修方法

故障排查出来之后，再进行机床的维修，这里给大家介绍几种常见的机床障维修方法。

1）电源：电源是整个机床是否能够顺利工作的能量来源，它的损坏轻则会导致程序数据丢失，产生停机现象。重者可能毁坏整个系统。在我国，由于电力系统不是很充沛，所以经常导致电源的损坏，电源损坏应及时维修。然而做好提前的准备，才是预防电源损坏的根源。因此我们在设计机床的供电系统时，就尽量为它提供单独的配电箱，在电网供电质量不良的地方，三相交流稳压装置，也是必须事先配备的。接入数控机订的电源中线与接地线一定要分开，并且使用三相五线制等；

2）位置环故障：首先，位置环报警可能产生的原因是位置测量回路开路、测量元件已经损坏、接口信号损坏等。其次，坐标轴在脱离指令下运动，可是造成的原因是漂移可能过大；位置环或速度环接成正反馈；元件损坏等；

3）机床坐标查找不到零点。可能造成的原因是零方向与零点远离；编码器损坏光栅零点标、回零差事开关失灵等；

4）机床动态性差：其中原因可能是机械传动系统磨损严重，或者间隙过大造成的。或者是导轨工作做得不充分。对于电气控制系统，造成这样的问题可能原因是速度、位置环和相关参数，已经不处于最佳匹配状态。应在故障排除后，及时进行调整，使得达到最佳效果。

诸如此类等等问题，故障在查出之后，立即根据相关的维修方案进行正确地修理，对各种电路，参数，控制系统，电源等问题，进行仔细确认，然后针对性地调整维护方案，并且把每次维修的记录地都记载下来，以便下一次遇到同样的情况，好迅速地作出处理。

3 结论

根据以上依据，我们可以得知，数控机床的控制与维修技术，在我国虽然还没有形成非常完善的理论体系。但是只要我们仔细地摸索排查，利用自己和别人总结出来的经验，记载下来，对我国未来制定完整的数控机床控制技术和机床维修技术，无疑有着重大的借鉴意义。

参考文献

[1]赵俊生.数控机床电气控制技术基础.[M].2版，科学养鱼，2009，1.

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[4]何荣誉. 以“说课”形式谈高职《数控机床控制技术》课程教学[J].职业时空，2012（8）.

[5]李周平.基于直线电机的数控机床驱动控制技术[J].现代电子技术，2012（3）.

[6]王侃夫主编.数控机床控制技术与系统[M].机械工业出版社， 2002.

机床数控技术篇2

【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

在数控机床维修中,维修方法的选择到位不到位直接影响着机床维修的质量,在维修过程中经常使用的维修方法有以下几种:

（1）初始化复位法。由于瞬时故障引起的系统报警,可用硬件复位或开关系统电源依次来清除故障,若系统工作存贮区由于掉电、拔插线路板或电池欠压造成混乱,则必须对系统进行初始化清除,清除前应注意作好数据拷贝记录,若初始化后故障仍无法排除,则进行硬件诊断。

（2）参数更改,程序更正法。系统参数是确定系统功能的依据,参数设定错误就可能造成系统的故障或某功能无效。有时由于用户程序错误亦可造成故障停机,对此可以采用系统搜索功能进行检查,改正所有错误,以确保其正常运行。

（3）调节、最佳化调整法。调节是一种最简单易行的办法。通过对电位计的调节,修正系统故障。

（4）备件替换法。用好的备件替换诊断出坏的线路板,并做相应的初始化启动,使机床迅速投入正常运转,然后将坏板修理或返修,这是目前最常用的排故办法。

（5）改善电源质量法。目前一般采用稳压电源,来改善电源波动。对于高频干扰可以采用电容滤波法,通过这些预防性措施来减少电源板的故障。

（6）维修信息跟踪法。一些大的制造公司根据实际工作中由于设计缺陷造成的偶然故障,不断修改和完善系统软件或硬件。这些修改以维修信息的形式不断提供给维修人员

（7）修复法。对数控机床的故障进行恢复性修复、调整、复位行程开关、修复脱焊、断线、修复机械故障等。

5、维修记录到位

维修时应记录、检查的原始数据、状态较多,记录越详细,维修就越方便,用户最好根据本厂的实际清况,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,供再维修时参考。

通常维修记录包括以下几方面的内容;(1)现场记录;(2)故障原因;(3)解决方法;(4)遗留的问题;(5)日期和停工的时间;(6)维修人员情况;(7)资料记录。

二、小结

数控机床维修技术的实施,提高重复性故障的维修速度,提高维修者的理论水平和维修能力,有利于分析设备的故障率及可维修性,改进操作规程,提高机床寿命和利用率,并能充分实现资源共享。使其具有可利用性、可持续发展性,为规范数控维修行业奠定坚实的基础。

参考文献:

[1]孙伟.数控设备故障诊断与维修技术.北京国防工业出版社, 2008.

机床数控技术篇3

关键词:数控机床,网络控制，研究

[Abstract] This artical start the point of introduce network monitoring systems used in CNC machine tool technology, the system is a server and client mode as the carrier, and the corresponding sets of characters technical R & D to develop software through the network withclient server control, to complete such as the control program, processing instructions, the processing status of images and information to send and receive control process in order to achieve off-site machine tool monitoring, to achieve the desired control effect.

Keywords: CNC machine tools, network control, research

中图分类号：TG659文献标识码：A 文章编号：

一、绪论

随着科技的进步、网络的发展,网络控制技术逐渐引起了人们的重视。网络控制系统结合了计算机网络技术与自动化控制技术,通过网络的途径，实现了预期的控制过程。现行的网络控制系统主要由机床技术、通信技术、控制技术、检测技术、计算机软件技术、图像技术及网络技术等组成,通过网络对机床的运行进行异地监控,能够减少工作人员的作业量及提高机床的工作效率。网络控制技术是时代的产物，它作为一种新兴技术,已经越来越得到很多科研单位的关注。目前，正在研究和开发的网络控制技术朝着多个方面进展,有的是建立在Web通讯平台基础上的，有的是建立在Socket技术基础上的,还有的是建立在CORBA中间件技术基础上的等等,这些不同方向的研究，势必会为数控机床控制技术的发展带来革命性的变化。本文所开发的数控机床的网络控制系统，它是以WindowsXP为网络开发平台,并以VisualC + +为工具开发,运用了Windows Sockets网络编程接口技术,实现了实时监控局域网内的机床运行的功能。

二、网络协议及传输控制协议网络通信的实现

1、网络协议及传输控制协议简介

在国际互联网技术中，网络协议IP(Internet Protocol)及传输控制协议TCP (Transmission Control Protocol)是两个非常重要的通讯协议,兼容性非常强，可以适用任何互联网络上运用到的通讯。网络协议及传输控制协议的结构可以将网络分成应用层、网络层、传输层和数据链路层共4个不同层次，这种分层方式，它合并了国际标准组织所制定的开放系统互联参考模式的七层传输参考模式当中的一些层面。

2、Windows Sockets简介

Windows Sockets是在Windows下得到了广泛应用的、开放的、支持多种协议的网络编程接口。它利用下层的网络通讯协议功能和对操作系统的调用来实现通讯工作。提供了一种发送和接收数据的机制。

目前，用户可以使用到的套节字有两种形式，即数据报套节字和流式套节字。流套接口提供了双向的，有序的，无重复并且无记录边界的数据流服务，数据报套接口也支持双向的数据流，但并不保证是可靠，有序，无重复的得记录边界的数据流服务。所以，本设计中我们采用流式套节字形式,它在连接数据传输时增强了数据的可靠性。应用程序调用其接口函数实现了通信的过程。

3、流式套节字的操作方法

要想从数据流中读出数据，必须要求先建立连接后方可传输、接收信息数据，而流式套节字的使用方法正是基于连接的协议。其具体操作方法如下：

①为了便于侦听，服务器要建立一个套节字并为其分配地址,在为其分配地址之后,然后调用listen ()函数并使其处于侦听的状态。

②客户机也要建立一个套节并为其分配地址,在为其分配地址之后,然后调用connect ()函数,使其处于请求与服务器套节字连接的状态。

③服务器上创建的套节字在接收到客户机的连接请求信号后,接着调用accept ()函数,此函数的作用是为了创建一个用于连接的套节字，然后以该套节字和客户机上的连接套节字的应用为基础,就能够在服务器跟客户机之间进行相关数据的传输了。

④在传输数据结束之后,客户机与服务器调用closesocket ()函数，以关闭各自的套节字。

三、网络控制系统的设计实现

1、控制系统的原理实现

在该控制系统中，所运用到的网络控制系统软件是在客户机上运行的,而客户机又是通过局域网跟服务器进行连接。控制机床动作的数控系统是在服务器中运行的,首先要运行服务器本机自带的数控系统,并对其进行初始设置,然后进入到网络控制状态,打开服务器侦听套节字,实时等待客户机上的连接请求信号,当服务器上的侦听套节字接收到客户机的连接请求信号后,就对此请求信号进行验证,查看他们的套节字是否相互匹配，如果他们符合匹配的条件,则服务器就跟客户机进行连接,如此一来，服务器和客户机互相之间就可以发送和接收信息指令了。在网络控制状态下，服务器的数控系统可以利用图像传感器实时对机床加工状态图像和机床加工相关参数进行采集,然后服务器将采集到的状态图像以位图格式进行保存，按一定的时间规律发送到客户机，以显示机床的加工状态,并且将服务器采集到的状态参数实时地发送到客户机上。数控机床加工代码可以在客户机所用到的远程控制系统软件中进行编辑,然后将所编辑的数控代码发送到服务器中,并将代码下载到可编程多轴运动控制器上以等待指令信息。客户机将机床加工控制指令发送给服务器,以达到控制机床预期动作的目的,并且客户机还能接收服务器所发送的信息,对机床加工情况进行动态监视。不仅如此，通过远距离对程序进行控制,客户机不仅可以在机床加工过程中修改机床的加工参数,还可以调试机床运行的效果。

2、控制系统的硬件结构实现

本设计中，网络控制系统在对数控机床进行控制时采用的是模块化的硬件结构,该数控系统采用“PC（个人计算机）+ NC（网络计算机）”结构,网络计算机部分采用开放式多轴运动控制器PMAC2-PCI进行主控。网络系统总体上是“服务器+客户机”的形式,其中，数控系统是在服务器上运行的,而网络控制软件是在客户机上运行的,服务器和客户机通过一定的规范连接结构将内部网与外部网进行连接,在数控机床运行前，要在其上安装图像传感器所用的监控摄像头,对机床加工的运行情况进行实时监视,并将所监控到的机床运转的具体情况实时地进行采集与保存。

3、控制系统的软件设计实现

在控制系统中，完美的人机界面不仅可以为控制系统的操作带来方面，跟能够提高数控机床的工作效率。本系统所设计的人机界面运用了Windows编程技术中的分隔视技术,该设计把数控系统的人机界面分为左右两个子窗口。左边的子窗口作用是显示采集到的机床运行图像,这就实现了数控机床加工时对图像的实时监视的过程，而右边的子窗口是作为网络控制的窗口,它实现的功能有很多，如联机网络、显示机床加工状态参数、发送加工代码、调试机床在线网络等功能。

控制系统的软件设计的核心是传递网络数据,为了确保数据能够及时地进行传递,因此，在本系统软件设计中运用的是多线程技术,为了方便控制，又专门建立了一个线程对控制器采集到的数控机床数据进行网络传递。客户机上的数控代码在编辑好之后,可以同时的传送到服务器上,接着服务器将接收到的数控代码保存到其内存中,然后再对其进行编译，编译完成后执行此数控代码。在控制指令的传递的过程中，客户机可以随时将指令传送给服务器,当服务器接收到指令后立刻进行执行。相比较而言，机床加工情况的图像和状态参数在进行传递时，在操作上则要复杂一些，为了防止在传递过程中位图数据和参数数据可能出现的混乱现象,应该在服务器上采用中断的方法,即在进行图像数据的传递时中断参数数据的传递,当图像数据传递完成之后再进行参数数据的传递。

四、结论

本文所设计的数控机床网络控制系统，进过反复调试后，达到了预期的控制目的，可以满足实际加工的需要，但是在实际操作时，也存在着一定的问题，比如对图像的实时采集显示不及时、机床运行时代码不稳定出现的数控机床运行偶尔停顿现象等，但是笔者相信，随着科技的发展，这些问题一定能够得到很好地解决。

参考文献

[1]李坤鹏.网络数控系统的技术内容.中国机械工程,2009.

[2]齐硕.基于网络的数控制造技术.北方机械工程报,2008.

[3]张帅震.基于Internet的远程监控系统.黑龙江科技学院报,2010.

机床数控技术篇4

由于数控机床功能越来越完善，形式多种多样，其执行电机及伺服驱动装置也有很多类型。但必须掌握最基本的步进电机、直流伺服电机、交流永磁同步电机、普通三相异步电动机及其相应的伺服驱动装置。要全面掌握其工作原理，不仅需要数字电路、模拟电路的知识，还需要单片机、微机原理等基础知识。对学生而言无疑像是无法翻越的高山，这就要把重点放在共性的知识和结论的实际应用上，不需要进行细致的推导。逐点比较法、DDA控制算法基于数学分析设计，恰恰是高职学生的短板，理解起来有一定困难。

2课程内容繁杂，课程学习缺乏主线

任课教师虽能够把握课程内容，但现行教学大纲要求比较笼统，对知识的讲解程度没有细致描述，缺乏可操作性。实际授课中仍然按照教材章节，进行课堂理论讲授，而现行教材内容重在知识点的罗列，各部分内容层级递进关系不强，与教学载体之间联系不够紧密，学生学习自然不能融会贯通。

3探索与实践

3.1开发数控机床光机安装与调试仿真软件选取典型数控机床光机，严格按照机床图纸进行造型、装配和动画制作。软件集成基于VRP技术，机械部件由3DMax软件造型、机修技能部分用Flash软件开发。软件主界面如下：图1软件主界面软件教学功能设计符合学生职业成长规律，贴近典型工作流程，共包括“拆装认知”拆装实训”装配检测”机修技能”四个模块，模块内容丰富，涵盖数控铣床光机安装与调试的主要内容，且界面友好，便于学生操作使用。图2拆装认知界面采用上述软件，可降低实训教学成本，同时完善了实践教学资源体系；打破传统实践教学条件的时空局限性，拓展学生学习空间；还可避免实训时的安全隐患。经试用，学生学习兴趣普遍增加，教学效果明显。

3.2注重基础讲解，适度拓展近几年高职生源数量的减少导致生源质量的下滑，相当一部分高职学生由于基础差，入学以后对文化课、专业课听不懂，形成了上课睡觉、玩手机，课后不复习等状况。笔者认为，基础差就得注重基础的讲解，哪怕是中学方面的知识。以“够用”为原则，帮助学生理顺基础知识之后在进行适度扩展。以步进电机调速为例，往往需要从电磁感应基础、直流线圈磁场建立、不同相序线圈通电产生磁场旋转等基础知识讲起，扩展至环形分配器控制脉冲频率及个数对步进电机转速和旋转角度的影响；另外，还需要讲解单电压、双电压、恒流斩波等驱动放大电路基本原理，需要明确区分控制电路与主电路的功能与区别。

3.3控制算法形象化充分利用现代教育手段，基于Flash软件开发小的算法软件，将抽象的控制算法用图形进行直观描述。而不必拘泥于数学公式的分析和推导。推荐只讲易于接受的逐点比较法。

机床数控技术篇5

关键词：机床；数控技术；具体应用；控制系统

1概述

我国现阶段有百分之八十五的设备零部件是在数控机床上加工成型的。数控技术也就在机械制造业有着非常好的发展前景。机床的数控技术的核心技术就是控制系统。有了计算机先进技术的投入，我国的机床数控技术已经基本实现了自动化的控制。数控技术在机床上的制造误差相对于设计图纸来讲已经可以达到万的量级，这是一个非常精密的制造时代，因此在机床的数控机工技术中也是要求非常的高。数控技术在很多的领域都有着很好的应用，文章针对机床数控技术的应用来进行详细的阐述和分析。

2简要叙述我国现阶段的数控机床

数控机床在字面的理解就是数字控制的一种加工机床。这种数字控制的机床在实际应用中有着非常广泛的应用。在我国的机械加工中占有很大的加工比重。数控机床的工作原理就是将计算机数字先进技术进行植入，让机械加工使用的机床可以进行自动控制。现在由于科学的进步，我国的数控机床很多都已经实现了智能化的控制。计算机数字系统会根据操作者的输入数据进行相关的加工控制编程，通过计算机的处理识别来传递输入数据。在数控机床接收到相应的命令信号时，就会按照相应的编码进行机械加工操作。整套操作在过程中始终是一种数字化的呈现。按照图纸的命令输入会得到和图纸完全一致的加工零件。机床在加工机械零件的过程中是需要很高的加工精度的，因此对于机床自身的精度要求也是很高的。机械加工机床发展到今天的智能化，自动化经历了至少三个阶段的发展和创新。第一个阶段是我国的远古时代。那个时期我国的机械加工车床主要是通过脚踏的方式来实现设备的操作。那个时期加工的材料多是石具。第二个阶段是十五世纪的中期，那个时期机床已经可以使用水来作为动力源，这一时期的机床已经有了现在的雏形。由于这一时期的战争频繁，因此这一时期的机床以加工战争武器为主。第三个时期是西方爆发工业革命的时期。这一时期的机床动力源是蒸汽机。有了蒸汽机的加入，机床在工作效率上有了非常高的提升，同时这一时期的机床设备的精密度也是非常高的。机床经历了上述的三个时期的发展，已经有了很好的创新发展基础。在十九世纪，机床迎来了发展高峰，这一时期的机床就已经初步具有了数控功能，同时设备自身的精度也是非常好的。近些年伴随着计算机先进技术和电气控制技术、电气液压技术的发展，数控机床技术又有了新的发展。数控机床的最终发展方向是自能化，环保化，自动化。数控机床技术在现阶段的广泛应用主要由于数控机床技术有两个非常突出的优点。第一个优点是数控机床技术在设备操作中具有高精密性。第二个优点是数控机床技术在机械加工过程的应用中生产效率高。基于上述的两个优点，数控机床技术在我国的机械制造和加工业还是有着非常广泛的前景。我们现在需要做的就是不断的发展和创新数控机床技术，针对用户的不同现场使用反馈来针对性的改良数控机床技术。关于我国现阶段的数控机床的阐述和分析，文章主要从两个方面进行分析。第一个方面是数控机床的组成。第二个方面是我国数控机床技术的主要应用领域。

2.1简述数控机床的组成

我国目前的数控机床主要有五部分组成。第一个部分是机床主机；第二个部分是数控设备；第三个部分是驱动设备；第四个部分是辅助设备；第五个部分是编程设备。这五个组成部分就组成了我国目前使用的数控机床。数控机床的主机主要是进行零件加工的工具，零件要固定在上面才可以进行数控操作。数控机床中最主要的就是数控设备，数控设备的好坏直接的影响着整个数控机床的生产合格率。数控设备主要有两部分组成。第一部分是硬件：主要包括数控显示器，电路板等。第二部分是软件：主要包括在生产过程中的加工程序和指令。数控设备是通过软件对整个过程进行控制。数控机床的其他组成也是非常关键的，在日常的使用中，要对这些组成部分进行细致的维修和维护。数控机床在使用前一定要进行软件和硬件相结合的调整，调整完毕后，没有问题的前提下进行调试。对于很多的关键点，要进行反复的探讨和调试，要保障设备在最好的条件下进行加工生产。

2.2简述我国数控机床技术的主要应用领域

数控机床技术是一种时展和科技发展的结合物。它一方面具有机床的加工性能，同时又具有计算机先进技术的应用。数控机床技术的应用可以在很多的领域进行使用，同时也可以解决很多难题。例如，零件的加工难度大；零件的加工周期长；零件的精密度要求高等，这些在机械加工过程中较为棘手的问题，都可以应用数控机床技术来解决。数控机床技术可以看做是现代科学进步的一种科技产物，这种科技产物有很多的优点，这些优点能够不断的为我国的制造业和加工业带来突破和革新的出路。现在数控机床设备已经成为了我国工业化不断创新和发展的标志和象征。数控机床技术的不断发展也在很大程度上改变了我国人民的生活方式和生活态度。针对我国数控机床技术的主要应用领域的阐述和分析，文章主要从四个方面进行阐述。第一个方面是数控机床技术在我国工业生产领域的主要应用。第二个方面是数控机床技术在我国汽车生产领域的主要应用。第三个方面是数控机床技术在我国航空制造领域的主要应用。第四个方面是数控机床技术在我国医药领域的主要应用。（1）应用一：数控机床技术在我国工业生产领域的主要应用。我国的数控机床技术在应用中，范围最广泛的就是工业生产上。工业生产、过程中由于有了数控机床技术的加入，在很大程度上提升了工业生产的效率。提高了产品的标准化程度，也实现了模块化生产，就在一定程度上降低生产的难度，提高了工作效率，节省了劳动力。（2）应用二：数控机床技术在我国汽车生产领域的主要应用。数控机床能够加快汽车零件生产的步伐，也能够实现批量生产、标准化生产、差异化生产，以满足汽车工业生产中多层次、差异化的需求。同时其柔性化、集成化的制造技术能够使得汽车生产业迈向更高层次，成为了我国汽车产业发展的新动力。（3）应用三：数控机床技术在我国航空制造领域的主要应用。在数控机械加工领域，高速切削技术已经成为现实，因而被广泛的应用到航空工业领域中，对于航空工业的发展而言十分重要和关键。不仅能够提高其生产效率和质量，也能节省相关的资源。（4）应用四：数控机床技术在我国医药领域的主要应用。随着医学技术的发展，数控机床技术在医学领域也有了进一步的提高，医学所需要的设备和器材都需要非常高的精密度。如固定骨骼的钛镁合金钢板、钛镁合金螺丝钉、手术设备、检查设备局部零件等。

参考文献

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[4]滕宏春.机床数控技术应用[M].机械工业出版社，2009，2.

机床数控技术篇6

关键词：FANUC数控机床；维护；维修技术

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.02.004

1 数控机床的诊断技术分析

1.1 数控机床的故障处理流程

首先，要对数控机床中的故障进行调查分析，并对故障相关信息进行收集与提取；其次，根据收集道德信息，对故障进行诊断，排除一些干扰信息与无用信息；最后，对故障处理的流程与经验进行总结并记录，以便在今后的工作中进行查阅。从数控机床故障处理的流程来看，在收集、提取故障信息时，务必要使用科学合理的手段对其进行提取，确保故障信息的真实性与准确性。随着我国科学技术的不断发展，数控机床故障的诊断技术也在不断的提高，主要包括远程诊断、自动修复技术、职能诊断技术等，诊断技术的不断发展与进步，使苏航空机床的工作效率与质量得到了进一步的保障。

1.2 数控机床的故障诊断方案

通常情况下，数控机床在工作中发生了故障，用户可以通过客户端向服务器发出求救信号，请求服务器接受其诊断申请，并提供相应的维修服务。在服务器接受用户的请求并核实后，会向用户收集故障信息的通知。用户在接到服务器的通知与指示后，便要严格按照指示中规定的程序与方法，进行故障信息采集，要确保故障信息采集过程的规范性，采集结果的真实性，并将故障信息第一时间发送到服务器。在故障信息收取完毕以后，服务器会根据系统中的相关资料，对故障进行诊断，并在诊断结束后将结果与处理建议一同发送回客户端。之后，用于在进行故障维修时，只需按照服务器给出的建议进行维修就好，并将维修过程与结果发动给服务器，使服务器对该次维修过程进行存档，以便下次出现类似情况，可以直接提取使用。

2 常见的数控机床故障

依照过往的维修经验来看，数控机床常见的故障主要包括以下几个方面：

2.1 位置环

所谓位置环，就是将位置信号作为反馈信号的控制环节。在实际的使用当中，位置环始终处理高频率的状态。与此同时，位置环在使用的过程中，为了有效的控制信号的反馈，必须要使其与外界保持相连。因此，十分容易出现不按指令运动，测量元件故障等问题。

2.2 伺服驱动系统

在数控机床运行的过程中，伺服驱动系统一旦出现了系统损坏或者是非受指令运行的情况，很有可能是电源电网或者是机械系统故障所引起的。伺服驱动系统出现故障，很可能导致加工的产品不达标，电机过热烧断保险装置等问题。

2.3 电源环节

电能是支持数控机床系统运作的重要能源，一旦在生产的过程中，电源出现了问题，不仅会导致企业停产，企业的经济效益也会遭受巨大的影响。由于技术方面的原因，我国的电能传输过程中长期存在着电源波动大，质量较低，脉冲干扰严重的问题，再加上工作人员的专业水平不足，操作方法不当，经常会导致电源方面故障的发生。电源一旦发生的故障，便会导致许多来不及储存的文件与重要数据的丢失，后果十分严重。

2.4 逻辑控制

PLC技术广泛应用以来，逻辑接口通常都是使用PLC技术来实现。因此，要在PLC技术使用之前，要对执行元件以及各种信号源进行连接，从而获取控制点的相关状态信息，在这个过程中，十分容易受到外界的干扰，从而产生各种不同类型的故障。

3 FANUC数控机床故障维修技术

3.1 更改系统参数

FANUC数控机床的系统参数的改变会直接影响机床的系统功能，一旦系统的参数出现了偏差，必然会导致FANUC数控机床的工作效率的下降。为了解决系统参数变化导致的机床故障，可以通过系统内的数据备份，对系统数据、参数进行还原。从而，使机床的系统参数恢复到正常的标准之上，确保FANUC数控机床可以正常运行。

3.2 初始化复位法

瞬时故障是FANUC数控机床中常见的故障之一，在故障发生时，系统会发出故障警报。从故障产生的原因来看，有可能是电池电压不足或者是掉电等客观因素所引起的故障。故障发生时，应及时对数控机床硬件进行复位或者是采用重启系统电源的方式来进行处理，在故障处理的过程中，需要对存在故障的系统进行数据拷贝，然后进行复位初始化处理。如果初始化处理以后，故障依旧得不到有效的解决，可以对数控机床系统的硬件进行详细的诊断，并对其中存在的故障进行排除，确保FANUC数控机床可以正常运行。

3.3 最优化调整法

优化系统是排除数控机床系统中故障的有效方法之一，所谓的最优化调整，就是将伺服驱动系统与机械系统进行匹配，使系统功能达到最优的一种方法，通过此种方法，从而达到系统优化的目的。

3.4 维修信息跟踪法

由于我国的数控机床技术起步较晚，技术水平有限，FANUC数控机床还存在着一定的缺陷，在使用的过程中，偶尔会产生故障。针对这种故障，可以通过系统软件修改或者是硬件修改的方式进行解决。从目前的情况来看，维修信息跟踪法是最常用也是效果最好的一种维修方法，通过对信息的跟踪，发现故障产生的原因，从而更好的将FANUC数控机床中存在的故障进行有效的排除。

4 总结

综上所述，FANUC数控机床的出现，虽然可以提高我国机械制造业的生产效率与质量。但是，由于我国数控机床生产技术方面存在的客观因素，导致了FANUC数控机床在使用的过程中，还存在着一定的缺陷，从而导致了数控机床故障的产生。因此，在FANUC数控机床使用的过程中，要加强对其常见故障的研究与排查力度，提高技术人员的专业素质水平，使FANUC数控机床可以稳定的运行。

参考文献：

[1]王向阳.浅析FANUC数控机床螺距误差的补偿[J].科研，2015（05）.

机床数控技术篇7

关键词：冷光线 故障排查 记忆理解 电路

中图分类号：H05B33/00 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）10（b）-0050-02

1 引言

1.1 研究的目的和意义

随着社会的发展数控机床在机械加工部门的应用越来越广泛。进入21世纪，随着数控技术的飞速发展，数控设备已遍布全世界，不仅工业发达国家已广泛采用，就是发展中国家也大量使用。我国自改革开放以来也引进了不少先进的设备，这些设备的特点是以大规模集成电路为主的数控设备，这些设备功能强，生产效率高，但是复杂，它涉及机械、电器、液压、气动、光学与计算机技术等许多领域，尤其在故障诊断、状态监测方面涉及数字测试技术与计算机网络技术。因此，它的维修在理论上、方法上、手段上与普通的设备相比都有很大的区别，给维修工作带来很大的困难。目前，由于企业缺乏数控设备维修这方面的专业人才，数控机床的维修工作很大程度只能依赖外部的力量。一旦数控设备出现故障，哪怕是很小的问题都得停机等待维修，给企业正常的生产带来很大的影响，越来越多的企业用户希望能够依靠自身的力量来解决数控设备的故障问题，因此，提高设备维修技术人员的素质和能力，就显得尤为重要。

数控机床，最容易出现短路、虚接等电路问题。目前针对这类问题的判断方式是根据报警现象确定出现问题的大致位置，然后通过测量局部电压通过逐步排除法确定故障位置，这样的故障诊断方式费时耗力，对数控机床中经常出现的急停按钮故障、液压电动机互锁引起的急停故障、立卧转换互锁引起的急停故障、起动条件不满足引起的急停故障、机床超极限保护引起的急停故障、垂直进给轴超极限保护引起的急停故障、PLC故障引起的急停故障、电缆连接不良引起的急停故障、自动换刀过程中停电引起的急停故障。对于上述诸多故障问题，通过排查法确定故障位置需要耗费大量的时间，维修效率低下；且在出现电路连接故障时，难于准确断定故障所在线路位置。

在数控机床维修教学中讲解数控机床维修时，目前只能通过电路图讲解其控制流程，不便学生理解内部电气控制方式，给教学也带来较大的困扰，如何快速排查故障并便于理解已成为数控维修方面的首要解决的难题。

1.2 研究的主要内容

经过数控机床维修中深入研究，惊喜的发现将传统上应用于背光显示、广告灯、仪器面板、照明标志等领域的EL冷光技术应用于数控机床的维修和故障位置诊断具有理想的效果，无需对数控机床的电路结构进行复杂改进即可实现故障位置的快速、可视化诊断。

具体地说，通过如下技术方案实现的。

EL冷光技术在数控维修中的应用，将EL冷光线接入到数控机床的控制线路或作为数控机床的主线路。

由于EL冷光线具有电致发光特性，当交流电压加在发光粉所处的两个平板电极时，电场使得（ZnS）粒子产生激发式跃迁，从而在每一个充放循环中发光，当它含有不同的激活剂时，可发出不同颜色的光。在将EL冷光线接入到数控机床后，电路存在连接故障的位置或者电气元件所连接的EL冷光线不会发光，即可确定相应位置或电气元件为故障位置。

2 传统数控机床电路分析及故障排查难点分析

对于传统回路判断故障时，无论是电压法判断还是电阻法判断最基本的均是要逐条线路排查，并逐一检查相关电路之间的关系，以确定故障点位置，这种排查方式费时费力还不能准确确定故障点位置。

例如机床出现SV0433故障报警时，机床出现报警必定会因为报警急停，在排查这类故障时，报警信息显示变频器DC LINK电压低，直接现象为伺服无法上电，而维修手册中仅仅显示DC LINK电压下降而且没有解决方法，这类报警分析其故障原因有多处线路音响，想要准确判断必须测量伺服电源电压，MCC自检回路电压及相关前置电气线路中是否出现短路或断路情况，基础测量电压点位在23处，并要逐一排查。

如果机床仅仅出现EMG报警而不出现任何报警信息提示则排查所要测量的点位更多。为了解决这样的难题方便故障排查及教学中学生理解，这里提出引用冷光线技术进入接线以便更为方便的排查故障。

3 EL冷光线技术工艺与研究现状

3.1 EL冷光线技术发展现状

目前EL冷光线技术主要应用于以下几方面。

机床数控技术篇8

关键词：数控机床构成特点故障类别维修措施

随着电子技术和自动化技术的发展，数控技术的应用越来越广泛。以微处理器为基础，以大规模集成电路为标志的数控设备，已在我国批量生产、大量引进和推广应用，它们给机械制造业的发展创造了条件，并带来很大的效益。但同时，由于它们的先进性、复杂性和智能化高的特点，在维修理论、技术和手段上都发生了飞跃的变化。

一、数控系统的构成与特点

目前世界上的数控系统种类繁多，形式各异，组成结构上都有各自的特点。对于不同的生产厂家来说，基于历史发展因素以及各自因地而异的复杂因素的影响，在设计思想上也可能各有千秋。然而无论哪种系统，它们的基本原理和构成是十分相似的。一般整个数控系统由三大部分组成，即控制系统，伺服系统和位置测量系统。控制系统按加工工件程序进行插补运算，发出控制指令到伺服驱动系统；伺服驱动系统将控制指令放大，由伺服电机驱动机械按要求运动；测量系统检测机械的运动位置或速度，并反馈到控制系统，来修正控制指令。这三部分有机结合，组成完整的闭环控制的数控系统。

控制系统主要由总线、CPU、电源、存贮器、操作面板和显示屏、位控单元、可编程序控制器逻辑控制单元以及数据输N输出接口等组成。最新一代的数控系统还包括一个通讯单元，它可完成CNC，PLC的内部数据通讯和外部高次网络的连接。伺服驱动系统主要包括伺服驱动装置和电机。位置测量系统主要是采用长光栅或圆光栅的增量式位移编码器。

数控系统的主要特点是：可靠性要求高，因为一旦数控系统发生故障，即造成巨大经济损失；有较高的环境适应能力，因为数控系统一般为工业控制机，其工作环境为车间环境，要求它具有在震动，高温，潮湿以及各种工业千扰源的环境条件下工作的能力；接口电路复杂，数控系统要与各种数控设备及外部设备相配套，要随时处理生产过程中的各种情况，适应设备的各种工艺要求，因而接口电路复杂，而且工作频繁。

二、故障分类

数控机床的常见故障按性质产生原因分为以下几类：

（1）系统性故障和随机性故障

所谓故障的系统性故障和随机性故障是说故障有其必然性和偶然性，也就是说有些故障是可以避免的，有些是不可避免的。系统性故障是指机床或数控系统部分在一定的条件下必然出现的故障；随机性故障指偶然性出现的故障，一般随机性故障往往是由于机械结构的局部松动和错位，控制系统中的元件出现工作特性漂移，机床电器元件可靠性下降等原因造成的，这类故障在同样的条件下只偶然出现一两次，需反复试验和综合判断才能排除。

（2）有诊断显示故障和无故障显示故障

顾名思义，就是当数控系统发生故障时，系统有无诊断显示。目前，数控机床配置的数控系统都有较丰富的自诊断功能，日本FANUC公司和德国SIEMENS公司的数控系统，以及国产的KND数控系统都具有几百条报警信号，有诊断显示故障一般都与控制部分有关，根据报警内容，较容易找到故障原因。无诊断显示的故障，往往机床停在某一位置不能动，甚至手柄操作也失灵，维修人员只能根据出现故障前后的现象来分析判断，排除故障。

（3）破坏性故障和非破环性故障

以故障有无破环性将故障分为破环性故障和非破坏性故障。对于破环性故障，如伺服系统失控造成撞车短路等，维修难度大，有一定的危险，修后不允许再次出现这类现象。非破坏性故障可经多次反复试验直至排除，不会对机床造成损坏。

（4）机床运动特性故障

这类故障发生后，机床照常运行，也没有任何报警显示，但加工出的工件不合格，这些故障，必须在检测仪器配合下，对电气控制系统、伺服系统、机械连接、液压系统等进行综合分析，采取综合措施。

（5）硬件故障和软件故障

以发生故障的部位将故障分为硬件故障和软件故障。硬件故障只要通过更换某些元器件即可排除，而软件故障一般是因程序编制错误或参数设置错误造成的，只要通过修改程序内容或修订机械参数就可排除。

三、数控机床的维修管理

（1）选择合理的维修方式

设备维修方式可以分为事后维修、预防维修、改善维修、预知维修或状态检测维修、维修预防等，选择最佳的维修方式，是要用最少的费用取得最好的修理效果。如果从修理费用、停产损失、维修组织工作和修理效果等方面去衡量，每一种维修方式都有它的优点和缺点。现代数控机床具有自动检测、自动诊断功能。对数控机床的维修，可以选择预知维修或状态检测维修的方式。这是一种以设备状态为基础的预防维修，在设计上广泛采用检测系统，在维修上采用高级诊断技术，根据状态监视和诊断技术提供的信息，判断机床的异常，预知机床的故障，在故障发生前进行适当维修。这种维修方式由于维修时机掌握的及时，机床零件的寿命可以得到充分利用，避免过修和欠修，是一种最合理的维修方式，适用于数控机床这样的重点、关键设备。

（2）组建一支高素质的维修队伍

数控机床的故障诊断及维修在内容、手段和方法上，与传统机床的故障诊断及维修有很大的区别。并且数控机床的数控系统型号多，更新快。这就要求维修人员应具有高的专业素质：

专业知识面广。掌握或了解机械加工工艺、电机拖动和自动控制、电工原理、电子技术、计算机技术、传感器与检测技术、液压技术和气动技术等方面的知识。

要经过良好的技术培训，掌握数字控制、伺服驱动及PLC的工作原理，懂得NC和PLC编程。并具有一定的专业英语阅读能力。

机床数控技术篇9

关键词:数控技术 数控机床 故障 维护

数控机床是机电一体化紧密结合的典范,是一个庞大的系统,涉及机、电、液、气、电子、光等各项技术,在运行使用中不可避免地要产生各种故障,关键的问题是如何迅速诊断,确定故障部位,并及时排除解决,保证正常使用,提高生产效率。

一、数控机床的维护

对于数控机床来说,合理的日常维护措施,可以有效的预防和降低数控机床的故障发生几率。

首先,针对每一台机床的具体性能和加工对象制定操作规程建立工作、故障、维修档案是很重要的。包括保养内容以及功能器件和元件的保养周期。

其次,在一般的工作车间的空气中都含有油雾、灰尘甚至金属粉末之类的污染物,一旦他们落在数控系统内的印制线路或电子器件上,很容易引起元器件之间绝缘电阻下降,甚至倒是元器件及印制线路受到损坏。所以除非是需要进行必要的调整及维修,一般情况下不允许随便开启柜门,更不允许在使用过程中敞开柜门。

另外,对数控系统的电网电压要实行时时监控,一旦发现超出正常的工作电压,就会造成系统不能正常工作,甚至会引起数控系统内部电子部件的损坏。所以配电系统在设备不具备自动检测保护的情况下要有专人负责监视,以及尽量的改善配电系统的稳定作业。

二、数控机床的故障诊断技术

1、数控系统自诊断。开机自诊断数控系统在通电开机后,都要运行开机自诊断程序,对系统中关键的硬件和控制软件进行检测,并将检测结果在CRT上显示出来。运行自诊断运行自诊断是数控系统正常工作时,运行内部诊断程序,对系统本身、PLC、位置伺服单元以及与数控装置相连的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信息。

2、在线诊断和离线诊断。在线诊断是指通过数控系统的控制程序,在系统处于正常运行状态下,实时自动地对数控装置、PLC控制器、伺服系统、PLC的输入输出和其他外部装置进行自检,并显示状态信息、故障信息。脱机诊断当数控系统出现故障时,需要停机进行检查,这就是脱机诊断。脱机诊断的目的是修复系统的错误和定位故障,将故障定位在最小的范围。

远程诊断实现远程诊断的数控系统,必须具备计算机网络功能。因此,远程诊断是近几年发展起来的一种新型的诊断技术。数控机床利用数控系统的网络功能通过互联网连接到机床制造厂家,数控机床出现故障后,通过机床厂家的专业人员远程诊断,快速确诊故障。

三、数控机床故障的实用诊断方法

1、诊断常用的仪器、仪表及工具万用表――可测电阻、交、直流电压、电流。相序表――可检测直流驱动装置输入电流的相序。转速表――可测量伺服电动机的转速,是检查伺服调速系统的重要依据。钳形电流表-可不断线检测电流。测振仪-是振动检测中最常用、最基本的仪器。短路追踪仪――可检测电气维修中经常碰到的短路故障现象。逻辑测试笔――可测量数字电路的脉冲、电平。IC测试仪――用于数控系统集成电路元件的检测和筛选。工具――弹头钩形扳手、拉锥度平键工具、弹性手锤、拉卸工具等。

2、诊断用技术资料主要有:数控机床电气说明书,电气控制原理图,电气连接图,参数表, PLC程序,编程手册,数控系统安装与维修手册,伺服驱动系统使用说明书等。数控机床的技术资料非常重要,必须参照机床实物认真仔细地阅读。一旦机床发生故障,在进行分析的同时查阅相关资料。

3、故障处理。故障软故障-由调整、参数设置或操作不当引起硬故障-由数控机床(控制、检测、驱动、液气、机械装置)的硬件失效引起。

故障处理对策除非出现影响设备或人身安全的紧急情况,不要立即切断机床的电源,应保持故障现场。从机床外观、CRT显示的内容、主板或驱动装置报警灯等方面进行检查。可按系统复位键,观察系统的变化,报警是否消失。如消失,说明是随机性故障或是由操作错误引起的。如不能消失,把可能引起该故障的原因罗列出来,进行综合分析、判断,必要时进行一些检测或试验,达到确诊故障的目的。

4、数控系统故障诊断方法。直观法:问-机床的故障现象、加工状况等看-CRT报警信息、报警指示灯、电容器等元件变形烟熏烧焦、保护器脱扣等听-异常声响闻-电气元件焦糊味及其它异味摸-发热、振动、接触不良等。参数检查法:参数通常是存放在RAM中,有时电池电压不足、系统长期不通电或外部干扰都会使参数丢失或混乱,应根据故障特征,检查和校对有关参数。隔离法:一些故障,难以区分是数控部分,还是伺服系统或机械部分造成的,常采用隔离法。同类对调法用同功能的备用板替换被怀疑有故障的模板,或将功能相同的模板或单元相互交换。功能程序测试法:将G、M、S、T、功能的全部指令编写一些小程序,在诊断故障时运行这些程序,即可判断功能的缺失。

5、故障诊断应遵循的原则。第一,先外部后内部数控机床的检修要求维修人员掌握先外部后内部的原则,由外向内逐一进行检查排除。第二,先机械后电气首先检查机械是否正常,行程开关是否灵活,气动液压部分是否正常等,在故障检修之前,首先注意排除机械的故障。第三,先静后动维修人员本身要做到先静后动。首先询问机床操作人员故障发生的过程及状态,查阅机床说明书、图纸资料,进行分析后,才可动手查找和处理故障。

四、数控机床故障诊断实例

由于数控机床的驱动部分是强弱电一体的,是最容易发生问题的。因此将驱动部分作简单介绍:驱动部分包括主轴驱动器和伺服驱动器,有电源模块和驱动模块两部分组成,电源模块是将三相交流电有变压器升压为高压直流,而驱动部分实际上是个逆变换,将高压支流转换为三相交流,并驱动伺服电机,完成个伺服轴的运动和主轴的运转。因此这部分最容易出故障。以CJK6136数控机床和802S数控系统的故障现象为例,主要分析一下控制电路与机械传动接口的故障维修。

机床数控技术篇10

论文关键词：仿古地板，数控机床，自动化加工

 

近年来，仿古地板在国内外市场走俏，由于其独特的纹理、色泽，带给人们的视觉与触感都明显不同于普通地板。与传统概念上的木地板相比，仿古地板色彩多变，以重色、深色为主，显得厚重许多，在展现出木材本质特性的基础上，加入了木制品受自然影响后日积月累形成的天然属性，给予人更贴近自然的木质环境享受。

为了实现仿古地板表面纹理历史积淀的厚重感，地板制造过程中在木材纹理的基础上，人为地添加了手工雕刻的斑节、凹凸等“不和谐”元素。以实现仿古地板自然、多变的感官效果。由于手工加工存在着诸多的弊病，如工人劳动强度大，操作技术要求高，加工效率低，生产成本高等，若能将数控加工技术应用到仿古地板的加工中，取代大部分的手工加工，则有利于实现其机械化、高效化生产，降低工人劳动强度和生产成本。

1 仿古地板的加工方式及其现状

目前流行的仿古地板样式中，其凹凸表面的加工方式主要有随机刨削、纹理刨削、拉丝、喷

砂、碳化、酸蚀等。随机刨削加工主要用于纹理不明显的地板加工中，通过在地板表面随机刨削出凹槽，显示出地板的凹凸感；纹理刨削加工分两种，一种是对纹理明显且粗大（如呈山形纹理的弦向板）的地板，通过人工沿深色纹理刨削的方法，使地板显现出自然的浮的凹凸感，另一种是在纹理不明显的板面上刨削出名贵木材纹理；拉丝加工主要用于纹理明显但细密（如呈直线形的径向板）的地板，通过拉丝加工可实现深色凹、浅色凸的效果。

单一加工方式获得的仿古效果一般很不明显，故多会采用混合加工方式的手工加工，以增强、丰富其凹凸感与自然美。而随机刨削加工和纹理刨削深色加工均采用纯手工操作，即工人用手工刮刀凭经验控制刮刀力度和路径，加工出不同的纹理和凹凸触感。不难看出，在现阶段仿古地板加工中，手工刮板工序至关重要，正是由于手工加工的随机性，使仿古地板展现出其独特的唯一性数控机床，为消费者所青睐。

本文探讨仿古地板数控加工的可行性，提出了基于数控技术的三种仿古地板凹凸面加工方法，并进行了加工实验，为改善仿古地板的加工现状，实现高效、高质、绿色加工开拓新方法。

2 仿古地板的数控加工设计

仿古地板表面的凹凸质感，主要是将木地板表面加工出约0-0.2mm深度的随机、自然、光滑的凹凸纹理。如果采用普通的机械加工（如靠模铣），可生产凹凸纹理的板面，但由于是固定仿形，纹理单一，缺乏变化，不能实现自然的效果；而采用数控机床作为加工设备，利用随机数控软件、设计刀具走刀路径和专用铣刀，则可以产生多种纹理的凹凸组合，代替手工刮板工序。

根据木质地板和数控加工的特点，可以设计三种数控仿古加工：随机路径凹凸面数控加工、仿真纹理数控加工和原纹理凹凸数控加工。

2.1 随机路径凹凸面数控加工设计

随机路径凹凸面数控加工是在纹理不清晰的地板面上加工出随机的凹凸面，使之产生特有的、经年累月、风霜侵蚀的古韵。为确保每块地板都有纹理凹凸感，且每块地板凹凸的纹理各不相同，在对数控机床进行刀具路径编程时，需要编制多种不同的刀具路径，并随机改变刀具的走刀方向。由于每个路径程序的部分参数都可以在一定范围内进行调整（如铣刀垂直板面的吃刀量可以在0-0.2mm间变动、刀具进给速度变化改变表面粗糙度、刀具路径中部分轨迹缺省等），且路径程序本身具有多样性，使得数控加工足以克服靠模加工制品表面凹凸形状单一的不足，生产出同人工刮板效果相同的仿古地板。

如图1所示，通过计算机辅助软件绘制好曲线区域后，将区域雕刻形成沿矢量加工的刀具路径，形成仿真图像并进行加工。原本平整光滑的板面经过数控机床的刨削加工，产生了一定的凹凸感。

图1 随机凹凸面设计图及其仿真效果

这种通过设计多种刀具路径程序，并在一定范围内修改加工参数的数控加工方式，可以避免地板纹理的单一和重复，且减少了因手工工序所需的用工人数，仅需要个别技术人员定期维护和检修数控机床，保障其顺畅工作即可。这样的生产车间利于管理，车间可实现连续性工作，并且减少了因个别刮板工人经验不足而造成刮板质量问题。

当然，为了实现地板纹理的多样性，这种数控加工方式在路径程序设计方面对技术人员提出了更高的要求，即要设计出尽可能多的路径方案，以满足不同规格不同材质的地板样式需求。

2.2 仿真纹理数控加工设计

仿真纹理数控加工是在纹理不清晰的地板面上加工出名贵木材的纹理，“以假乱真”，提高了地板的档次。通过对不同名贵木材纹理收集整理，建立纹理数据库，并基于此形成加工路径，通过随机改变路径的可变参数，使纹理既真实又独特，达到高档木材的纹理视觉效果和仿古感觉。

如图2和图3所示，通过仿真纹理数控加工，板面形成了与天然木纹理相差无几的纹理结构。

图2 仿真纹理设计图及其仿真效果（山峰形纹理）

图3 仿真纹理设计图及其仿真效果（树瘤纹理）

2.3 原纹理凹凸数控加工设计

由于木材的纹理是天然形成的，具有纹理的唯一性，根据其纹理雕刻而成的仿古地板，其凹凸组合也必将是唯一的，而且更具天然效果核心期刊。

为获取木地板的纹理图像，数控机床上料工段地板输送装置上需安装图像获取设备（如摄像机），获取到的图像资料经后期图像处理，依一定顺序传达给数控系统数据库。通过CAD/CAM计算机辅助设计软件，根据纹理信息特征设计产生刀具路径，即仿古地板凹凸表面加工路径，进行加工。在设计时，可采取不同的刀具吃刀量变化方式，使凹凸感富于变化。

如图4所示，地板图像经过适当的处理，即可获得数控系统软件可用的纹理特征信息。通过改变吃刀量的值域范围（如可以采用纹路与纹路之间递增、递减或是交替深浅的加工方式）来进行加工，即便是两块纹理相似的地板，也可以加工出完全不同的凹凸感。

图4 木地板的纹理处理效果图

这种利用木材天然纹理生成刀具路径的数控加工方式，不仅能实现纹理凹凸多样化，节约了用工成本，提高了企业管理效率，加强机床工作的连续性。在加工过程中，设计人员仅需把握好持刀量参数的变化即可，真正实现了仿古地板的机械化自动加工。

3 仿古地板数控加工实验

本实验利用电脑软件进行纹理设计并形成刀具走刀路径，设计图如图1、2、3所示，采用通用步进数控雕刻机进行数控加工。试材为柞木面板的多层复合地板。加工效果与仿真图像一致，能够达到预期效果。实际加工效果如图5、6、7所示。

图5 试件1数控机床，随机凹凸数控加工

图6 试件2，仿真纹理数控加工（山峰形纹理）

图7 试件3，仿真纹理数控加工（树瘤纹理）

4 经济测算及可行性分析

目前地板生产企业从事仿古地板加工的技工少有数十人，多有数百人，一般技工月工资为0.3万元至0.6万元，如果按平均工资0.4万元/月计算，则100名技工每年需支付工资0.4×100×12=480万元。而数控设备仅初次投资较大，但使用人工数量将大大减少。就目前的技术水平和市场售价，预计满足要求的专用数控机床的可在120万元/套内实现，可完成80%以上的加工。设备投资可以在1年左右收回。

一个熟练的技工完成一块910mm×130mm仿古地板的简单凹凸面加工约耗时204s，生产效率约为18块/时·人，而纹理相对复杂的加工，仅为9块/时·人。本次试验采用单头步进数控雕刻机进行数控加工。910mm×130mm地板完成简单纹理加工（图5）耗时316s，生产效率为12块/时。对于复杂纹理的加工（图6、7）耗时425s，即9块/时，数控加工生产率与手工加工平均水平基本持平。本次试验中采用的雕刻机并非专用数控设备，由于步进数控系统加工速度低，工件装卡慢，致使加工效率低，如果开发出专用数控系统，采用专用软件、交流伺服数控系统和专用进料装置，其生产率可以成倍提升。

数控加工采用软件产生纹理和凹凸面并自动完成加工，排除了人工操作存在的技能高低、容易疲劳等不利因素。数控机床在加工时的有效工作时间长，辅助时间短。而一个工人一天最多工作10小时，且在工作时间内高效工作时间只有4小时左右。而数控机床一天可工作20个小时以上，在时间上是人工工作量的两倍，在工作效率上至少是人工的5倍。

5 结论

经过初步探讨和实验，利用数控加工技术代替手工仿古地板表面加工有一定的可行性；利用数控技术对铣削刀具进行随机控制，不仅可以实现手工刮板的纹理和凹凸触感，还可以全面提高生产效率，实现仿古地板的自动化连续生产，减少用工量，降低生产成本，在质量相当的情况下，提高生产效率。在实际生产中，通过数控加工技术的应用，可以代替80%以上的手工工序，只需少量的技师对木地板再进行进一步的个性化修饰即可。

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