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篇1

[關(guān)鍵詞]輥床 舉升機(jī)構(gòu) 翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)

中圖分類(lèi)號(hào)：TM121.1.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1009-914X（2015）46-0027-01

引言

立式輥床輸送機(jī)構(gòu)作為新型的集卷方式，正廣泛的應(yīng)用到各大鋼廠(chǎng)的高線(xiàn)生產(chǎn)線(xiàn)上，該機(jī)構(gòu)主要由舉升機(jī)構(gòu)、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和運(yùn)送機(jī)構(gòu)和四部分組成，形成一個(gè)封閉的輸送系統(tǒng)，卷芯架從集卷筒接完線(xiàn)卷，輸送給運(yùn)卷小車(chē)，空卷芯架移走后等待再次進(jìn)入集卷筒下進(jìn)行接卷。立式輥床輸送機(jī)構(gòu)上可以放置多個(gè)卷芯架，依次循環(huán)使用。

1 舉升機(jī)構(gòu)

1.1基本結(jié)構(gòu)和功能

舉升機(jī)構(gòu)位于集卷筒正下方，處于立式輥床輸送線(xiàn)上，由升降裝置、抱爪裝置和輸送輥床三部分組成，其功能是把運(yùn)輸?shù)脚e升機(jī)構(gòu)上卷芯架通過(guò)抱爪裝置固定，升降裝置上升，與鼻錐準(zhǔn)確對(duì)接后通過(guò)托板把線(xiàn)卷放置在卷芯架上。接卷完成后，升降裝置下降，抱爪裝置打開(kāi)，三軸輸送輥床電機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行，把帶有線(xiàn)卷的卷芯架輸送到主運(yùn)輸段。

1.2 說(shuō)明

1.舉升裝置由兩條液壓缸驅(qū)動(dòng)。

2.兩條液壓缸由一個(gè)舉升3位雙電磁閥控制。

3.舉升裝置的上升和下降接近開(kāi)關(guān)位于舉升到位和下降到位位置。

4.當(dāng)收到舉升到位或下降到位信號(hào)一秒鐘后，舉升或下降電磁閥失電（三位閥回中位，液壓缸被鎖?。?/p>

5.舉升裝置上的三軸輸送輥床是由一臺(tái)變頻器控制的電機(jī)驅(qū)動(dòng)的，可正反向運(yùn)行。

6.三軸輥床運(yùn)輸卷芯架行走有兩個(gè)速度。當(dāng)減速開(kāi)關(guān)檢測(cè)到卷芯架后開(kāi)始減速，使卷芯架緩慢的運(yùn)行到停止位。

7.舉升裝置上的抱爪裝置由兩個(gè)氣缸驅(qū)動(dòng)。

8.舉升裝置上的抱爪裝置抱緊和張開(kāi)由一個(gè)三位雙電磁閥驅(qū)動(dòng)。

9.當(dāng)收到抱緊到位或張開(kāi)到位信號(hào)一秒后，抱爪抱緊或張開(kāi)電磁閥失電（電磁閥回中位，汽缸被鎖?。?。

10.舉升裝置上的抱爪裝置正常情況下為打開(kāi)位置，當(dāng)輸送輥床上檢測(cè)到有卷芯架時(shí)（卷芯架上無(wú)線(xiàn)卷）抱爪裝置抱緊。

1.3 聯(lián)鎖

1.只有舉升裝置上有卷芯架時(shí)抱緊機(jī)構(gòu)才可以抱緊。

2.只有舉升裝置上有卷芯架（卷芯架上無(wú)線(xiàn)卷）才可以舉升。

3.在舉升過(guò)程中和舉升到位后抱爪不允許打開(kāi)。

4.抱爪抱緊時(shí)輥床不允許運(yùn)轉(zhuǎn)。

5.當(dāng)下一個(gè)輸送輥床上有卷心架時(shí)，舉升裝置的三軸輥床不允許運(yùn)行。

6.升降托板不在打開(kāi)位時(shí)不允許升降裝置下降。

2 翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)

2.1基本結(jié)構(gòu)和功能

翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)位于立式輥床輸送線(xiàn)上，正對(duì)于運(yùn)卷小車(chē)，由翻轉(zhuǎn)裝置、抱爪裝置和輸送輥床三部分組成，其功能是把帶有線(xiàn)卷的卷芯架通過(guò)抱爪裝置固定，傾翻90度，使卷芯架與運(yùn)卷小車(chē)水平，使小車(chē)把卷芯架上的線(xiàn)卷移出卷芯架。當(dāng)小車(chē)把線(xiàn)卷移出卷芯架后，翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)回翻，使卷芯架與輸送線(xiàn)垂直，翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上的輸送輥床把卷芯架輸送到主運(yùn)輸段上。

2.2 說(shuō)明

1.翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由二個(gè)液壓缸驅(qū)動(dòng)，液壓缸由兩組3位雙電磁閥控制。其中一組為翻轉(zhuǎn)液壓缸快速伸出和快速縮回用，另一組為翻轉(zhuǎn)液壓缸慢速伸出和慢速縮回用。

2.翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)開(kāi)始以快速翻轉(zhuǎn)或回翻時(shí)使用一組快速開(kāi)關(guān)閥，當(dāng)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)翻轉(zhuǎn)或回翻過(guò)程中檢測(cè)到翻轉(zhuǎn)減速或回翻減速接近開(kāi)關(guān)時(shí)，快速伸出或快速縮回開(kāi)關(guān)閥失電，同時(shí)慢速伸出或慢速縮回開(kāi)關(guān)閥得電。

3.當(dāng)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)翻轉(zhuǎn)或回翻到位檢測(cè)開(kāi)關(guān)發(fā)出信號(hào)后，翻轉(zhuǎn)或回翻電磁閥失電（三位閥回到中位，液壓缸被鎖?。?。

4.翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上的三軸輸送輥床由一臺(tái)變頻器控制的電機(jī)驅(qū)動(dòng)。

5.三軸輥床運(yùn)輸卷芯架行走有兩個(gè)速度。當(dāng)減速開(kāi)關(guān)檢測(cè)到卷芯架后開(kāi)始減速，使卷芯架緩慢的運(yùn)行到停止位。

6.抱爪裝置由兩條液壓缸驅(qū)動(dòng)，兩條液壓缸由一個(gè)3位雙電控電磁閥控制。

7.當(dāng)收到打開(kāi)或關(guān)閉到位信號(hào)一秒鐘之后，兩個(gè)電磁閥失電。

2.3 聯(lián)鎖

1.翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上抱爪抱緊到位檢測(cè)開(kāi)關(guān)無(wú)信號(hào)時(shí)不允許翻轉(zhuǎn)和回翻。

2.翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上無(wú)卷芯架抱爪不允許抱緊。

3.翻轉(zhuǎn)或回翻過(guò)程中抱爪裝置不允許打開(kāi)。

4.翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上抱爪抱緊后翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上的三軸輸送輥床不允許啟動(dòng)。

5.翻轉(zhuǎn)或回翻過(guò)程中翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上的三軸輸送輥床不允許啟動(dòng)。

6.運(yùn)卷小車(chē)不回到等待位，翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)不允許翻轉(zhuǎn)或回翻。

3 旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)

3.1基本結(jié)構(gòu)和功能

旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)位于立式輥床輸送線(xiàn)的各個(gè)直角，由旋轉(zhuǎn)輥床和輸送輥床兩部分組成。旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可以正向和反向旋轉(zhuǎn)90度。當(dāng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)到接卷芯架位置（正向旋轉(zhuǎn)90度）時(shí)，運(yùn)行方向前的卷芯架所在輥床與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上的輸送輥床同時(shí)啟動(dòng)，把卷芯架輸送到旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上。當(dāng)卷芯架停穩(wěn)后反向旋轉(zhuǎn)90度，與下段輸送輥床對(duì)接，運(yùn)行方向后的卷芯架輸送輥床與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上的輸送輥床同時(shí)啟動(dòng)，把卷芯架輸送到下段輸送輥床上。這樣反復(fù)運(yùn)動(dòng)，完成輸送功能。

3.2 說(shuō)明

1.旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)輥床由一臺(tái)變頻器控制的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可正反向運(yùn)行，有兩個(gè)減速位和停止位（接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)）。

2.旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)正常處于接卷芯架位置。

3.旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上的輸送輥床由一臺(tái)變頻器控制的電機(jī)驅(qū)動(dòng)。

4.輸送輥床運(yùn)輸卷芯架行走有兩個(gè)速度。當(dāng)減速開(kāi)關(guān)檢測(cè)到卷芯架后開(kāi)始減速，使卷芯架緩慢的運(yùn)行到停止位。

3.3 聯(lián)鎖

1.旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)正向旋轉(zhuǎn)到位后，并且接卷方向輸送輥床有卷芯架時(shí)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上的輸送輥床才可以運(yùn)行。

2.旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上的輸送輥床檢測(cè)到有卷芯架后延時(shí)3秒鐘（可調(diào)整）后旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)才可以反向旋轉(zhuǎn)（自動(dòng)方式）。

3.旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)當(dāng)檢測(cè)到旋轉(zhuǎn)減速位開(kāi)關(guān)后必須切換到慢速。

4.旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上的輸送輥床卷芯架檢測(cè)到減速開(kāi)關(guān)時(shí)必須切換到慢速。

5.旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)反向旋轉(zhuǎn)后，當(dāng)檢測(cè)到出卷方向輸送輥床上沒(méi)有卷芯架時(shí)，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上的輸送輥床才可以啟動(dòng)。

6.旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)到位沒(méi)檢測(cè)到時(shí)，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上的輸送輥床不可以運(yùn)行。

4 運(yùn)送機(jī)構(gòu)（主運(yùn)輸段）

4.1基本結(jié)構(gòu)和功能

運(yùn)送機(jī)構(gòu)作為主運(yùn)輸段，與舉升機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)形成一個(gè)封閉的輸送系統(tǒng)。其功能是通過(guò)輥床上的驅(qū)動(dòng)電機(jī)電帶動(dòng)輥床上的同步帶輪運(yùn)行，把卷芯架輸送到下一個(gè)輥床。主運(yùn)輸段上可以根據(jù)需要安裝三軸輥床和四軸輥床。

4.2 說(shuō)明

1.每一段輥床由1臺(tái)變頻器控制的電機(jī)驅(qū)動(dòng)。

2.每一段輥床上有1個(gè)接近開(kāi)關(guān)作為停止位和有車(chē)信號(hào)。

3.每一段輥床讓只允許停放一個(gè)卷芯架。

4.當(dāng)輥床上沒(méi)有卷芯架時(shí)驅(qū)動(dòng)輥床運(yùn)行的電機(jī)自動(dòng)停止運(yùn)行。

4.3 聯(lián)鎖

1.在舉升裝置上升過(guò)成中和上升到位后，進(jìn)舉升裝置的輥床不允許運(yùn)轉(zhuǎn)，使卷芯架進(jìn)入升降裝置。

2.當(dāng)前方的一段輥床上有卷芯架時(shí)，后一個(gè)輥床不允許啟動(dòng)運(yùn)行。

3.當(dāng)旋轉(zhuǎn)輥床沒(méi)有轉(zhuǎn)到接卷芯架位置時(shí)，驅(qū)動(dòng)輥床電機(jī)不允許啟動(dòng)，使卷芯架進(jìn)入到旋轉(zhuǎn)工位。

4.當(dāng)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)在翻轉(zhuǎn)或回翻過(guò)程中（翻轉(zhuǎn)或回翻到位開(kāi)關(guān)無(wú)信號(hào)），不允許上一段輥床電機(jī)運(yùn)行使卷芯架進(jìn)入翻轉(zhuǎn)工位。

5.當(dāng)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的抱爪在抱緊位置時(shí)，不允許上一段輥床電機(jī)運(yùn)行使卷芯架進(jìn)入翻轉(zhuǎn)工位。

5 結(jié)束語(yǔ)

立式輥床輸送機(jī)構(gòu)已經(jīng)在唐鋼、青鋼、張鋼、九江等很多鋼廠(chǎng)投入使用，且運(yùn)行良好，相信這種集卷方式會(huì)在以后的高線(xiàn)生產(chǎn)線(xiàn)中得到更廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

沈冰泉. 高線(xiàn)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)概況. 鄂鋼科技，2001（2）.

《高速軋機(jī)線(xiàn)材生產(chǎn)》編寫(xiě)組. 高速軋機(jī)線(xiàn)材生產(chǎn)[M]. 北京冶金工業(yè)出版社，1995.

篇2

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；故障診斷；維修

Abstract: along with the rapid economic development of our country, to modern electronic technology and automation technology as the foundation of the numerical control technology, in every field of social production has applied more and more. For the current social production activities if, for CNC machine is out of order, will directly affect the efficiency of the production activities, so it is necessary to numerical control machine tool equipment necessary fault diagnosis and maintenance, make numerical control machine tool better play its role. This paper from the numerical control machine tool the structure of the system and characteristics, this paper expounds the numerical control machine tool equipment fault diagnosis and the general procedure of the commonly used method.

Key words: the numerical control machine tools; Fault diagnosis; maintenance

中圖分類(lèi)號(hào)：U226.8+1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

一、數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)的組成和特點(diǎn)

當(dāng)前世界上的數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)種類(lèi)多樣，并且各自具備自己的特點(diǎn)，不同數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)廠(chǎng)家的產(chǎn)品，設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)思想也存在很大的不同。但是不管是哪一種系統(tǒng)，它的基本構(gòu)造都是大致相同的。一般來(lái)說(shuō)，數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)主要由控制系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)以及位置檢測(cè)系統(tǒng)組成。一般的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程是由控制系統(tǒng)來(lái)對(duì)工件的相應(yīng)程序進(jìn)行運(yùn)算，并向伺服系統(tǒng)發(fā)出相應(yīng)的控制指令，然后伺服系統(tǒng)會(huì)對(duì)控制指令進(jìn)行分析，并由相應(yīng)的電機(jī)來(lái)控制機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)，最后由位置監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)位置和速度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并將相關(guān)信息傳遞給控制系統(tǒng)，并由控制系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的指令修正。這就完成了整個(gè)數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

由于數(shù)控機(jī)床的特殊性以及使用重要性，相應(yīng)的系統(tǒng)應(yīng)該具備以下的特點(diǎn)：整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)應(yīng)該可靠性較強(qiáng)；對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力一定要強(qiáng)，因?yàn)閿?shù)控機(jī)床常常處在高溫、潮濕、振動(dòng)等環(huán)境下工作；系統(tǒng)適應(yīng)頻繁啟動(dòng)關(guān)閉的運(yùn)行狀態(tài)。

三、數(shù)控機(jī)床故障診斷的基本步驟

當(dāng)使用的數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)故障時(shí)，相關(guān)人員應(yīng)該保持冷靜，然后對(duì)故障的產(chǎn)生原因進(jìn)行細(xì)致的分析，進(jìn)而找到相應(yīng)的、適當(dāng)?shù)墓收显\斷方法，最后再進(jìn)行仔細(xì)認(rèn)真的故障診斷。一般可以采用下面的步驟來(lái)進(jìn)行故障的診斷。

1、了解

在數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)故障時(shí)，首先要做的就是對(duì)故障發(fā)生的情況進(jìn)行全面的了解，然后對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行初步的故障診斷，仔細(xì)觀(guān)察指示屏上顯示的內(nèi)容、各種故障指示燈等，然后利用觀(guān)察、觸摸、氣味等方法對(duì)數(shù)控機(jī)床的常見(jiàn)故障進(jìn)行判斷，如熱繼電器、空氣斷路器有沒(méi)有脫扣現(xiàn)象，熔絲有沒(méi)有出現(xiàn)損壞、斷裂現(xiàn)象，有關(guān)插接件有沒(méi)有出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象。雖然這些故障類(lèi)型比較簡(jiǎn)單易見(jiàn)，但是對(duì)數(shù)控機(jī)床故障診斷有著重要的作用。

2、分析

當(dāng)數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)故障時(shí)，首先對(duì)機(jī)床進(jìn)行斷電，然后進(jìn)行故障分析，在確認(rèn)通電后不會(huì)產(chǎn)生更大故障時(shí)，進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的故障診斷和觀(guān)察，從而獲得可能導(dǎo)致故障產(chǎn)生的各種因素，為接下來(lái)的故障排除確定大的方向和手段。

3、查找

在進(jìn)行故障原因查找時(shí)，應(yīng)該遵循由表及里、由易到難的原則，也就是說(shuō)，首先對(duì)容易拆卸和觸及的位置進(jìn)行檢查，然后再進(jìn)行那些拆除量較大和不易觸及的部位檢查。

三、數(shù)控機(jī)床故障診斷的常用方法

1、直接觀(guān)察法

通過(guò)直接的感官來(lái)進(jìn)行數(shù)控機(jī)床的故障查找，是一種最為簡(jiǎn)便的故障診斷方法，而且在實(shí)際操作中也有著非常實(shí)用的效果。

（1）利用視覺(jué)來(lái)對(duì)數(shù)控機(jī)床的故障原因進(jìn)行查找，最為常見(jiàn)的觀(guān)察就是：檢查數(shù)控機(jī)床中是否出現(xiàn)機(jī)械性的損傷；線(xiàn)路是否出現(xiàn)燒焦變形現(xiàn)象；各類(lèi)電阻有沒(méi)有發(fā)現(xiàn)變色或燒毀現(xiàn)象；機(jī)床內(nèi)部運(yùn)轉(zhuǎn)部件是否出現(xiàn)掉落物或流出物；一些保護(hù)性的部件是否出現(xiàn)跳閘；熔斷器是否出現(xiàn)熔斷現(xiàn)象；機(jī)床內(nèi)部部件有沒(méi)有出現(xiàn)松動(dòng)或脫落的現(xiàn)象；操作者編寫(xiě)的控制程序是否正確等等。

（2）對(duì)數(shù)控機(jī)床的內(nèi)外部進(jìn)行氣味檢查，當(dāng)數(shù)控機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)生摩擦現(xiàn)象時(shí)，會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的燒焦氣味；線(xiàn)路灼燒或漏電時(shí)也會(huì)出現(xiàn)一定的焦糊氣味，同時(shí)還可能伴隨著放電的聲音。

（3）利用手來(lái)進(jìn)行數(shù)控機(jī)床相關(guān)部位的振動(dòng)檢查，可以判斷出設(shè)備是否出現(xiàn)故障。此外，還可以通過(guò)接觸來(lái)感知設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度是否處于正常的狀態(tài)下。

2、報(bào)警信息診斷法

隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床設(shè)備的自診斷功能不斷強(qiáng)大，很多的簡(jiǎn)單故障，數(shù)控機(jī)床都可以自動(dòng)診斷出來(lái)，并能根據(jù)故障原因進(jìn)行簡(jiǎn)單的處理。當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，相應(yīng)的故障警報(bào)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行報(bào)警，并指出故障原因。

3、機(jī)床參數(shù)檢測(cè)法

對(duì)于數(shù)控機(jī)床而言，系統(tǒng)內(nèi)部的參數(shù)丟失或設(shè)置不恰當(dāng)都可能引起相應(yīng)的故障發(fā)生。因此當(dāng)數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)該對(duì)系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置進(jìn)行核對(duì)。比方說(shuō)在測(cè)量機(jī)床的往返精度時(shí)發(fā)現(xiàn)，X軸在從正向向反向轉(zhuǎn)換時(shí)，讓其走0.01mm，而從千分表上沒(méi)有變化，X軸在從反向到正向轉(zhuǎn)換時(shí)，也是如此。因此懷疑滾珠絲桿的反向間隙有問(wèn)題，從系統(tǒng)說(shuō)明書(shū)上可以得知，數(shù)控系統(tǒng)本身對(duì)滾珠絲桿的反向間隙具有補(bǔ)償功能．根據(jù)說(shuō)明書(shū)調(diào)整機(jī)床數(shù)據(jù)反向間隙的補(bǔ)償數(shù)值，使機(jī)床恢復(fù)了正常工作。

4、測(cè)量法

測(cè)量法在診斷數(shù)控機(jī)床故障時(shí)是一種較為常見(jiàn)的方法，它主要是利用相序表、示波器等儀器對(duì)機(jī)床的各種線(xiàn)路進(jìn)行檢測(cè)。比方說(shuō)，在對(duì)數(shù)控機(jī)床的三相電進(jìn)行檢查時(shí)，可以利用相序表，如果三相電的相序正確的話(huà)，那么相序表會(huì)按照順時(shí)針的方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。另外，還可以使用雙通道示波器進(jìn)行檢查，當(dāng)三相電相序正確時(shí)，不同兩廂電之間的波形相位的差值為120°。

5、備件置換法

對(duì)于一些涉及控制系統(tǒng)的故障．有時(shí)不容易確認(rèn)是哪一部分有問(wèn)題，在確保沒(méi)有進(jìn)一步損壞的情況下。對(duì)懷疑有故障的部件或元、器件用相同的備件或同型號(hào)機(jī)床j：或本機(jī)床上其他部分的相同部件或元、器件來(lái)替換，以確定是否發(fā)生故障。一臺(tái)采用FANUC OTC系統(tǒng)的數(shù)控車(chē)床啟動(dòng)后，數(shù)控系統(tǒng)屏幕沒(méi)有顯示，檢查數(shù)控裝置，發(fā)現(xiàn)所有的指示燈都不亮，檢查其卜所有的熔斷器，都沒(méi)有損壞。檢查其輸入電源也正常沒(méi)問(wèn)題，可以肯定是電源模塊出現(xiàn)了問(wèn)題，更換系統(tǒng)電源后機(jī)床恢復(fù)了正常使用。

6、原理分析法

原理分析法是根據(jù)數(shù)控機(jī)床的組成原理，從邏輯上分析各點(diǎn)的邏輯電平和特征參數(shù)，從各部件的工作原理著手進(jìn)行分析和判斷，以確定故障部位的診斷方法。這種方法的運(yùn)用，要求檢修人員對(duì)整個(gè)數(shù)控系統(tǒng)和每個(gè)部件的工作原理都有清楚的、較深的了解，才能對(duì)故障部位進(jìn)行定位。

總之，現(xiàn)實(shí)的數(shù)控機(jī)床設(shè)備越來(lái)越復(fù)雜，功能越來(lái)越多樣，同時(shí)出現(xiàn)的故障類(lèi)型也是越來(lái)越多樣。但是只要相關(guān)的人員不斷進(jìn)行學(xué)習(xí)，從實(shí)際中吸收相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合多樣化的診斷方法，相信數(shù)控機(jī)床的故障維修問(wèn)題也會(huì)得到一個(gè)合理的解決。

參考文獻(xiàn)

1、鄭偉，淺談數(shù)控機(jī)床常見(jiàn)故障診斷與維修，科技信息(學(xué)術(shù)版)，2008(2)

2、楊金榮，淺談數(shù)控機(jī)床的故障診斷與維修，中國(guó)科技博覽，2010(21)

篇3

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床;控制系統(tǒng);設(shè)計(jì)

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2015.21.065

1 數(shù)控機(jī)床及其控制系統(tǒng)概述

當(dāng)前，數(shù)控技術(shù)已經(jīng)在IT、醫(yī)療、輕功、機(jī)電等行業(yè)內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用，并發(fā)揮出了重要的作用?？梢哉f(shuō)，數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)與應(yīng)用有力地促進(jìn)了機(jī)電制造業(yè)的快速發(fā)展。數(shù)控機(jī)床是集計(jì)算機(jī)、機(jī)床、自動(dòng)控制、電機(jī)以及傳感檢測(cè)等技術(shù)與設(shè)施于一體的自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備，是一種以“數(shù)字量”作為指令信息的機(jī)床。一般而言，數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)主要包括輸入裝置、CNC裝置、主軸控制模塊、可編程控制器、位置檢測(cè)裝置以及主軸伺服裝置等部分組成，其中，可編程控制器（PLC）是數(shù)控機(jī)床控制“核心”，數(shù)控機(jī)床操作、使用等都與PLC有著密切的關(guān)系。數(shù)控機(jī)床實(shí)際操作時(shí)，必須要根據(jù)工作條件、生產(chǎn)要求編制相應(yīng)的加工操作程序，然后將這些“程序”存儲(chǔ)于磁盤(pán)、穿孔帶等介質(zhì)中，系統(tǒng)軟件或者是邏輯電路通過(guò)讀取存儲(chǔ)于介質(zhì)中的“程序指令”，輸出相應(yīng)的操作控制指令信息，從而使數(shù)控機(jī)床按照程序所規(guī)定的指令運(yùn)行，完成生產(chǎn)任務(wù)。當(dāng)然，數(shù)控機(jī)床的正常工作、運(yùn)行，不能僅僅依靠PLC，而是需要輸入裝置、CNC裝置、主軸控制模塊、可編程控制器、位置檢測(cè)裝置以及主軸伺服裝置等所有模塊都能夠正常運(yùn)行，銜接緊密，這樣，數(shù)控機(jī)床才能夠順利地完成“指令”所規(guī)定的所有動(dòng)作，促進(jìn)企業(yè)生產(chǎn)目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)。

2 數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)分析

數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床正常運(yùn)行的必要保障，機(jī)床類(lèi)型不同、型號(hào)不同，控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)也有所不同，但是，在控制原理、傳動(dòng)系統(tǒng)、編程控制以及結(jié)構(gòu)布局方面并沒(méi)有太大的差別，實(shí)踐中，數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)該重點(diǎn)做好以下幾個(gè)方面的工作：

2.1 數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)的總體優(yōu)化與設(shè)計(jì)

本文中，對(duì)數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控機(jī)床的精準(zhǔn)化、“實(shí)時(shí)化”控制，以支持?jǐn)?shù)控機(jī)床高精度任務(wù)、多任務(wù)操作需要。一般而言，數(shù)控機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要是為了實(shí)現(xiàn)機(jī)床運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)功能、加工控制功能、系統(tǒng)自檢功能以及加工參數(shù)交互功能等，其中，加工控制功能是控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的最基本的功能要求，目的就是實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控機(jī)床三維刀具、輸入/輸出裝置以及驅(qū)動(dòng)電機(jī)的有效控制。由于絕大多數(shù)數(shù)控機(jī)床加工運(yùn)行過(guò)程中，鉆頭、刀具等都處于高速運(yùn)行狀態(tài)，為了滿(mǎn)足控制系統(tǒng)在極短的時(shí)間內(nèi)做出正確的控制決策，實(shí)踐中常常采用“嵌入式系統(tǒng)”作為控制系統(tǒng)功能開(kāi)發(fā)平臺(tái)，比如，基于RT-Linux的開(kāi)發(fā)平臺(tái)由于保留了Linux的所有的核心功能，具有強(qiáng)大的調(diào)度、管理功能，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)數(shù)控機(jī)床操作任務(wù)的實(shí)時(shí)、精確管理。

2.2 數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

當(dāng)前，數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)大多為“全閉環(huán)”控制模式，“全閉環(huán)”控制系統(tǒng)屬于一種典型的開(kāi)放式控制結(jié)構(gòu)，硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要重點(diǎn)做好以下三點(diǎn)：

（1）數(shù)據(jù)采集卡配置，采集卡的主要功能是接收前端檢測(cè)數(shù)字量、采集模擬信號(hào)，然后利用系統(tǒng)內(nèi)的相關(guān)程序?qū)@些信息進(jìn)行分析、處理，比如，信息收集、A/D轉(zhuǎn)換、觸發(fā)控制等等，都屬于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)置內(nèi)容;

（2）伺服裝置配置設(shè)計(jì)，可以使用“電致伸縮器”來(lái)調(diào)整工件與支架之間的偏差，以解決切削環(huán)節(jié)工件軸徑過(guò)大而引發(fā)的誤差問(wèn)題;

（3）數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)控制器配置，實(shí)踐中，常采用“上位機(jī)”與“下位機(jī)”聯(lián)合控制方式，以滿(mǎn)足機(jī)床加工對(duì)精度、軌跡控制較高的要求;

（4）硬件電路設(shè)計(jì)，數(shù)控機(jī)床中的硬件電路是控制系統(tǒng)正常工作、運(yùn)行的動(dòng)力系統(tǒng)，比如，機(jī)床驅(qū)動(dòng)、信號(hào)指令傳遞等等都需要借助于硬件電路系統(tǒng)才能夠?qū)崿F(xiàn)，數(shù)控機(jī)床硬件電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)關(guān)鍵的是需要設(shè)計(jì)好電源電路、存儲(chǔ)器電路、PC通信電路、音頻錄入電路、音頻輸出電路等?？傊?，數(shù)控機(jī)床硬件系統(tǒng)（結(jié)構(gòu)）設(shè)計(jì)需要遵循模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化的原則，在滿(mǎn)足系統(tǒng)總體功能需求的前提下，兼顧控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)需求，以降低控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的成本、提高控制系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性與穩(wěn)定性。

2.3 數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

就數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行控制、運(yùn)行原理來(lái)看，軟件系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床能夠平穩(wěn)運(yùn)行的“核心模塊”，因?yàn)?，所有的操作指令都需要通過(guò)軟件系統(tǒng)的控制才能夠?qū)崿F(xiàn)，比如，操作指令的譯碼、驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制、刀具運(yùn)行軌跡的控制以及運(yùn)行狀態(tài)信息顯示等等都需要借助于軟件系統(tǒng)才能夠?qū)崿F(xiàn)。其中，基于PLC基礎(chǔ)上的數(shù)控軟件加工處理流程是數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，比如，刀具加工、工件定位等都屬于加工數(shù)據(jù)處理流程范疇。實(shí)踐證明，數(shù)控機(jī)床控制軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要以“功能模塊”為核心，做好“上位機(jī)”與“下位機(jī)”設(shè)計(jì)，比如，對(duì)于操作精確度要求較高的數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可以將整個(gè)軟件系統(tǒng)放在SIMO―TIOND環(huán)境下運(yùn)行，這樣，“下位機(jī)”就可以直接接收來(lái)自各個(gè)“功能單元”的數(shù)據(jù)、信息，在此基礎(chǔ)上將數(shù)控機(jī)床運(yùn)行狀態(tài)、各個(gè)功能模塊指令執(zhí)行情況監(jiān)測(cè)出來(lái)，為控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.4 數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)也是數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。實(shí)踐中，在進(jìn)行數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，常常將PLC程序設(shè)計(jì)為低級(jí)程序與高級(jí)程序兩個(gè)部分，前者主要是用來(lái)處理控制系統(tǒng)中普通信息以及比較程式化的控制，后者則主要使用處理系統(tǒng)中緊急信號(hào)，目的是對(duì)數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)的一些突發(fā)事件做出相應(yīng)的應(yīng)急處置反映，科學(xué)設(shè)置參數(shù)，確保數(shù)控機(jī)床安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

總之，數(shù)控機(jī)床具有斷刀、換刀、工件夾緊、刀位檢測(cè)、通信檢測(cè)以及通信連接等多項(xiàng)功能，要促進(jìn)這些功能目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，就必須要做好數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，這對(duì)提高機(jī)床的開(kāi)動(dòng)率、生產(chǎn)率以及數(shù)控機(jī)床的穩(wěn)定運(yùn)行具有重要的意義。

參考文獻(xiàn)：

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【關(guān)鍵詞】數(shù)控機(jī)床；故障診斷；維修

數(shù)控機(jī)床具有兩個(gè)明顯的特點(diǎn)：自動(dòng)化、高效率。它是結(jié)合電子計(jì)算機(jī)的技術(shù)、自動(dòng)化性能的技術(shù)、驅(qū)動(dòng)以及精密勘測(cè)等多個(gè)類(lèi)別的最新研究成果的一種新型的用于機(jī)械類(lèi)加工制造的設(shè)施。在生產(chǎn)還有生活的諸多領(lǐng)域數(shù)控機(jī)床備受親睞最大的原因是其生產(chǎn)效率非常高，自身性能優(yōu)。但對(duì)比一下傳統(tǒng)老式的機(jī)床產(chǎn)品，數(shù)控機(jī)床的故障診斷就比較專(zhuān)業(yè)也是比較高端的。對(duì)數(shù)控機(jī)床故障的診斷和進(jìn)行維修管理方面的總結(jié)，在實(shí)際工作運(yùn)行中是非常有指導(dǎo)意義的。

一、數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)分析

利用到數(shù)控原理的機(jī)床就是數(shù)控機(jī)床，等待進(jìn)行加工的幾何數(shù)據(jù)信息通過(guò)固定的語(yǔ)言錄入模式導(dǎo)入數(shù)控體系系統(tǒng)，相對(duì)應(yīng)的數(shù)控體制系統(tǒng)衍生對(duì)主軸和進(jìn)給的軸與輔助的加工配件操控的指令進(jìn)行加工制造。硬件和控制系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的兩大系統(tǒng)。組合不同，控制模式以及加工精密級(jí)別也就不同。正因如此，針對(duì)數(shù)控機(jī)床的診證修理不僅要借鑒普通的機(jī)床故障診斷原理，還要融合個(gè)案實(shí)例情況。數(shù)控機(jī)床的硬、軟件設(shè)置都包括多個(gè)部分，詳細(xì)情況可以參照下圖。

有關(guān)數(shù)控機(jī)床硬件系統(tǒng)相關(guān)示意圖

有關(guān)數(shù)控機(jī)床中軟件系統(tǒng)示意圖（如下圖）

二、故障分類(lèi)

數(shù)控機(jī)床這種新型的技術(shù)設(shè)施，由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因一旦產(chǎn)生故障，究其原因都相對(duì)的困難，這在排查的時(shí)候常常遇到一些為難。為了確保工作人員能夠更精準(zhǔn)以及縮短不必要的時(shí)間找到故障原因，可以簡(jiǎn)單地做以下的分類(lèi)：

（一）按故障部件劃分

可以分開(kāi)做機(jī)械類(lèi)故障和電氣類(lèi)的故障。機(jī)械類(lèi)的故障是由于不正確的操作導(dǎo)致的機(jī)械在傳動(dòng)方面的問(wèn)題和導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的摩擦力比較巨大的故障。噪音大，阻力大都是其顯著特征。電氣的故障分成強(qiáng)、弱電的故障。電源開(kāi)關(guān)，接觸等元件帶來(lái)的電路故障是強(qiáng)電方面的故障；CNC、PLC以及單元輸入輸出的電路故障是弱點(diǎn)故障。

（二）依據(jù)性質(zhì)劃分

系統(tǒng)里的故障和任意性故障。系統(tǒng)的故障就是在一定的情況下，數(shù)據(jù)機(jī)床百分之百會(huì)有的故障，譬如高溫預(yù)警導(dǎo)致的系統(tǒng)體制癱瘓。任意性的故障指的就是突然出現(xiàn)的極其偶然的問(wèn)題。譬如零件老化、接觸不好、變活動(dòng)、腐蝕等等。

（三）按照故障的原因劃分

按照原因可以分為機(jī)床本身的故障和外部條件造成的故障。本身的故障多由于數(shù)控機(jī)床自身引發(fā)的，外界的環(huán)境條件不起作用。很大一部分的機(jī)床都出現(xiàn)過(guò)這類(lèi)故障；而外部的故障就不是自身簡(jiǎn)單能引起的，一定是收了外部的刺激或者其他的因素導(dǎo)致。譬如電波不穩(wěn)，溫度異常等等。

（四）有沒(méi)有預(yù)警劃分

有預(yù)警的顯示的故障類(lèi)型里面有可以細(xì)化為軟件和硬件的預(yù)報(bào)顯示。每一個(gè)部分裝置的提示燈在出現(xiàn)故障的時(shí)候都會(huì)有反應(yīng)，這是硬件的預(yù)報(bào)顯示故障。當(dāng)數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)問(wèn)題在顯示器出現(xiàn)報(bào)告警示的內(nèi)容，這種類(lèi)型是軟件預(yù)警。有這種預(yù)報(bào)的顯然要比沒(méi)有的警覺(jué)性強(qiáng)，排查便利。相反的，沒(méi)有預(yù)警顯示的問(wèn)題性故障無(wú)論是硬件還是軟件都沒(méi)有任何顯示，這種故障診斷起來(lái)相對(duì)比較困難。

三、數(shù)控機(jī)床常見(jiàn)的故障診斷法

（一）感官直面應(yīng)對(duì)

在出現(xiàn)故障的時(shí)候，用我們的五官感覺(jué)判斷事故的類(lèi)型尋找可能出現(xiàn)問(wèn)題的方位?？梢砸罁?jù)不同的氣味，熱度縮小范圍，延長(zhǎng)現(xiàn)場(chǎng)搶救時(shí)長(zhǎng)。這種方法也是最普遍最明了的方法。

（二）自我診斷預(yù)警

遇到故障時(shí)，自我診斷體制會(huì)作出預(yù)警，并在CRT上有所體現(xiàn)，這種方法在修理中非常有用。一般的數(shù)控機(jī)床都系統(tǒng)攜帶這項(xiàng)功能。

（三）模式測(cè)試法

在數(shù)控設(shè)施操作異常的時(shí)候，把數(shù)控設(shè)備常用到的功能以及獨(dú)有的性能利用編程的方法，手工自動(dòng)皆可，繪制成為一個(gè)測(cè)試模式。當(dāng)數(shù)控設(shè)備進(jìn)入到這個(gè)模式中，通過(guò)判斷的精準(zhǔn)度和可信賴(lài)指數(shù)，尋找故障發(fā)生原因。

（四）備用元件替換

在存在備用元件的基礎(chǔ)上，盡快找到故障的起因，利用事先的備份，刻制電路板、電路芯片等存在疑點(diǎn)的配備，排除故障解救問(wèn)題，節(jié)約時(shí)間把損失降到最低化。

數(shù)控參數(shù)是直接影響數(shù)控機(jī)床的功能的原因，嚴(yán)重時(shí)影響工作運(yùn)行。所以應(yīng)及時(shí)校正數(shù)控體制內(nèi)的參數(shù)發(fā)生變化與否，憑借這樣的方法辨別數(shù)控參數(shù)變動(dòng)導(dǎo)致故障發(fā)生的可信度。

（六）邏輯分析

依照數(shù)控機(jī)床的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理，從邏輯的角度剖析邏輯電平和與之相關(guān)的特征參數(shù)。從配件的工作原理做一個(gè)詳細(xì)的分析，找到真正的故障的原因。只有檢測(cè)的同仁全面了解把握數(shù)控系統(tǒng)的每一部分以及各個(gè)零件的性能，才能實(shí)現(xiàn)有效地運(yùn)用這種方法。

四、維修與管理

數(shù)控機(jī)床的維修，除了對(duì)產(chǎn)生的故障進(jìn)行合理的診治以外，還要求擁有一套完備的維修管理體系。維修和保養(yǎng)工作做的到位，不僅在預(yù)防故障這一部分加分，對(duì)于使用數(shù)控機(jī)床的大客戶(hù)的益處更是不言而喻。主要涵蓋以下三大層面：

（一）預(yù)防做到位

預(yù)防做到位就是指創(chuàng)設(shè)一整套適應(yīng)企業(yè)數(shù)控機(jī)床的維護(hù)保養(yǎng)體系制度，定期的針對(duì)數(shù)控機(jī)床做不同程度不一等級(jí)的維護(hù)管理措施，確保數(shù)控機(jī)床在運(yùn)行時(shí)保持在最佳狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)最大效益。期間需要確認(rèn)保養(yǎng)范圍、詳盡的流程計(jì)劃、實(shí)時(shí)的設(shè)配狀態(tài)，這是預(yù)防事故的前提準(zhǔn)備也是參考依據(jù)。

（二）資料管理做到位

及時(shí)穩(wěn)步的對(duì)已經(jīng)做了設(shè)備維修故障診斷的數(shù)控機(jī)床歸檔梳理，作為以后可以借鑒的歷史資料不僅有真實(shí)的現(xiàn)實(shí)依據(jù)，也有助于為后期陸續(xù)的保養(yǎng)管理的人員提供總結(jié)，提高的機(jī)會(huì)。一次性的資源投入巨大、技術(shù)專(zhuān)業(yè)度高、維修難度系數(shù)高說(shuō)的都是數(shù)控機(jī)床這一高價(jià)值的穩(wěn)定固有資產(chǎn)，想要徹底的發(fā)揮其商業(yè)使用價(jià)值為企業(yè)帶來(lái)最高化的收益，一定需要數(shù)控機(jī)床的工作員工以及相應(yīng)的人員儲(chǔ)備不斷積累對(duì)其的各項(xiàng)認(rèn)識(shí)，有比較專(zhuān)業(yè)細(xì)致的管理體驗(yàn)錄。資料管理做的到位游刃有余，達(dá)成目標(biāo)不會(huì)太難。

（三）備用件管理

擁有具有企業(yè)賣(mài)點(diǎn)的備用件管理對(duì)于提高數(shù)控機(jī)床的維保使用率十分必須。及時(shí)的布置備用件的供給計(jì)劃，獲悉具體的市場(chǎng)價(jià)格，開(kāi)拓采購(gòu)路徑渠道，對(duì)庫(kù)存和消耗了解的要全面。這樣不僅可以一定程度上對(duì)于一些不可預(yù)見(jiàn)的市場(chǎng)因素進(jìn)行有效地規(guī)避，降低風(fēng)險(xiǎn)性，也于無(wú)形中節(jié)約了產(chǎn)量成本。

五、故障實(shí)例

一臺(tái)數(shù)控機(jī)床（840D），十一結(jié)束后再次啟動(dòng)運(yùn)行，各個(gè)給進(jìn)軸沒(méi)有絲毫反應(yīng)，但是顯示燈一直處于亮的狀態(tài)。分析得出：該機(jī)床三維進(jìn)給軸可以一起運(yùn)動(dòng)。技術(shù)鑒定后，三軸不運(yùn)作不會(huì)是單一的機(jī)械部分和控制軟件的部分故障，極大可能是總控制位置且位于電氣的不正常引發(fā)的。工作人員將電氣柜打開(kāi)，內(nèi)部的板面有明顯的預(yù)警和低壓的顯示。初次推斷是電源的電壓出現(xiàn)問(wèn)題。接下來(lái)利用萬(wàn)用表勘察，逐一檢測(cè)三軸的電壓，發(fā)現(xiàn)表一明顯不及表二、三電壓。隨后對(duì)表一進(jìn)行深入處理，表一接線(xiàn)位置不牢固。進(jìn)行故障處理：接洽固定，加固其他電氣連接位置，重新加工，系統(tǒng)正?；謴?fù)。

一數(shù)控機(jī)床（FANUC6ME），在進(jìn)行產(chǎn)品加工時(shí)，Z軸振動(dòng)，定位不精準(zhǔn)。分析可知：系統(tǒng)能夠在操控下完成加工的任務(wù)可見(jiàn)電氣運(yùn)行正常也不存在指令錯(cuò)誤，那么也許存在的問(wèn)題就是機(jī)械部分。拆開(kāi)傳動(dòng)箱查證，齒輪沒(méi)有明顯間隙沒(méi)有任何異樣，但細(xì)致觀(guān)察發(fā)現(xiàn)尺座的螺釘有晃動(dòng)，所以有移位錯(cuò)位的現(xiàn)象。處理：把螺釘固定牢靠，重啟無(wú)阻礙。

操作過(guò)程中，突遇暫停且預(yù)警閃爍顯示，數(shù)控機(jī)床停運(yùn)。分析得到：數(shù)控機(jī)床的體系有狀態(tài)監(jiān)控的性能，控制指令。而發(fā)生超出常規(guī)的模式有如下的可能性：

1.油數(shù)量不夠造成的開(kāi)關(guān)自行關(guān)閉和預(yù)警。

2.油路下漏。

3.壓力的開(kāi)關(guān)不敏感了。

4.油路閉塞。

5.其泵電機(jī)的過(guò)量加載。

處理方案：首先對(duì)油路的開(kāi)關(guān)即壓力開(kāi)關(guān)，進(jìn)行檢測(cè)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)其并不存在任何的積壓或者器械損耗情況，可以實(shí)現(xiàn)正常操控。再次檢測(cè)發(fā)現(xiàn)在油箱到被的部位，油不能通暢地被使用，此時(shí)發(fā)現(xiàn)油管道內(nèi)部有不明的物體堵塞，動(dòng)手清除后，數(shù)控機(jī)床可以正常進(jìn)行生產(chǎn)任務(wù)了。

一數(shù)控機(jī)床在運(yùn)作時(shí)，測(cè)出其主軸，如果旋轉(zhuǎn)時(shí)速低于430r/min就會(huì)產(chǎn)生異樣的聲響，此時(shí)的功率也起伏比較大。但是一旦主軸在1200r/min時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)該聲響且沒(méi)有預(yù)報(bào)警示。分析該現(xiàn)象，主軸的控制器、電機(jī)、變速箱等故障都有可能是這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。處理步驟：出于對(duì)排查任務(wù)量的考慮，首先檢測(cè)控制器進(jìn)行排查，并沒(méi)有問(wèn)題，其次是電路板，依然沒(méi)有任何的故障。因此可以斷定不是控制器內(nèi)的問(wèn)題。然后檢查機(jī)械部分。主軸的運(yùn)轉(zhuǎn)速度在300r/min時(shí)仍然存在，給到2100r/min時(shí)再次沒(méi)有了，由此看出問(wèn)題故障也不在于機(jī)床內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)。可以明確機(jī)械的傳動(dòng)部分是癥結(jié)。隨后專(zhuān)心查看傳動(dòng)部分，在速度較低的時(shí)候300r/min以及高的速度的時(shí)候2100r/min的時(shí)候，電動(dòng)機(jī)都是按照同一的時(shí)速轉(zhuǎn)動(dòng)，唯獨(dú)在較低的時(shí)速時(shí)，位于變速箱內(nèi)部的齒輪發(fā)生減速的運(yùn)作，由此看出故障就是出現(xiàn)在變速箱里面。推斷得出，齒輪在低速的狀態(tài)產(chǎn)生故障。替換新的變速箱后再次試運(yùn)行，一切恢復(fù)正常。

一臺(tái)數(shù)控機(jī)床（840C），在運(yùn)作的時(shí)候，CRT顯示數(shù)據(jù)指示，沒(méi)有拾起工件預(yù)警，依據(jù)此信息對(duì)工件進(jìn)行排查，確認(rèn)抓件設(shè)備已經(jīng)將工件拾起，那么依舊出現(xiàn)預(yù)警訊號(hào)原因就不得而知了。分析過(guò)程，細(xì)致針對(duì)PLC的梯形形狀圖進(jìn)行分析辨別，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題經(jīng)由感應(yīng)部分的開(kāi)關(guān)引起。解決步驟：對(duì)運(yùn)行機(jī)械的人員崗位進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)是人員的工作的程序不正確，沒(méi)有將負(fù)責(zé)感應(yīng)的開(kāi)關(guān)徹底地按下去，隨后局部調(diào)整設(shè)備人員的夾緊力度，問(wèn)題迎刃而解。

六、結(jié)語(yǔ)

對(duì)于數(shù)控機(jī)床的相關(guān)故障診斷以及維修管理，不僅要運(yùn)用到專(zhuān)業(yè)的邏輯原理分析還需要成熟的實(shí)踐。與此同時(shí)，完善的維修體系和管理創(chuàng)建診斷的相關(guān)文檔，對(duì)于數(shù)控機(jī)床的長(zhǎng)期運(yùn)作以及數(shù)控企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展極具意義。

參考文獻(xiàn)：

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篇5

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；伺服系統(tǒng)；故障診斷；維修處理

中圖分類(lèi)號(hào)：TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

數(shù)控機(jī)床是裝有程序控制系統(tǒng)的自動(dòng)化機(jī)床，作為裝備制造領(lǐng)域先進(jìn)技術(shù)的代表，被廣泛應(yīng)用于裝備制造行業(yè)。數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用，提升了裝備制造業(yè)的自動(dòng)化、信息化和現(xiàn)代化水平，為裝備制造行業(yè)帶來(lái)了廣闊的發(fā)展前景。數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)由于擔(dān)負(fù)著控制信息處理和控制機(jī)床執(zhí)行部件工作的重要系統(tǒng)，其故障的診斷分析和維修處理技術(shù)也一直受到裝備制造行業(yè)的普遍重視。

1 數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)構(gòu)成

數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)由驅(qū)動(dòng)裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩部分構(gòu)成，數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給伺服控制和主軸伺服控制，通過(guò)數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)對(duì)數(shù)控裝置指令信息接收、放大、整形處理，能夠?qū)⒖刂破鞯拿钷D(zhuǎn)換為機(jī)床執(zhí)行部件的位移運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)零件的切削加工。數(shù)控機(jī)床的伺服驅(qū)動(dòng)裝置要求具有良好的快速反應(yīng)性能，準(zhǔn)確而靈敏地跟蹤數(shù)控裝置發(fā)出的數(shù)字指令信號(hào)，執(zhí)行來(lái)自數(shù)控裝置的指令，提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)跟隨特性和靜態(tài)跟蹤精度。伺服系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩部分，由主軸驅(qū)動(dòng)單元、進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元和主軸伺服電動(dòng)機(jī)、進(jìn)給伺服電動(dòng)機(jī)組成。數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)中伺服系統(tǒng)是將控制器的數(shù)字命令轉(zhuǎn)換為具體加工的重要環(huán)節(jié)，因此伺服系統(tǒng)不僅結(jié)構(gòu)原理復(fù)雜，對(duì)工件的加工和處理更有重要作用。伺服系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性直接影響機(jī)床的運(yùn)行狀態(tài)、工件的加工質(zhì)量，為了在保證數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工精度、準(zhǔn)確度的前提下提升數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)效率，對(duì)伺服系統(tǒng)的故障預(yù)防、診斷和分析一直是數(shù)控機(jī)床應(yīng)用中的重點(diǎn)問(wèn)題。

2 進(jìn)給數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)的常見(jiàn)故障診斷與維修處理

2.1 進(jìn)給伺服系統(tǒng)故障類(lèi)型

進(jìn)給伺服系統(tǒng)由于其涉及的元件較多且功能復(fù)雜，因而進(jìn)給伺服系統(tǒng)的故障類(lèi)型也較為多樣。筆者通過(guò)對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)故障的總結(jié)和分析，其故障主要有以下幾種類(lèi)型。報(bào)警：報(bào)警主要是由于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)量超過(guò)軟件設(shè)定的限位或限位開(kāi)關(guān)決定的硬限位時(shí)發(fā)生的超程報(bào)警。另外，當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的負(fù)載過(guò)大時(shí)，由于正反運(yùn)動(dòng)的過(guò)于頻繁和進(jìn)給傳動(dòng)鏈狀態(tài)不良也會(huì)發(fā)生報(bào)警。當(dāng)伺服系統(tǒng)發(fā)生報(bào)警時(shí)，預(yù)示著伺服系統(tǒng)的工作出現(xiàn)問(wèn)題，工作人員需要及時(shí)進(jìn)行停機(jī)檢查，避免數(shù)控機(jī)床故障處理不及時(shí)造成零件質(zhì)量問(wèn)題并對(duì)數(shù)控機(jī)床帶來(lái)物理性損壞。竄動(dòng)、爬行和振動(dòng)：竄動(dòng)、爬行和振動(dòng)是數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)常見(jiàn)的故障，一旦竄動(dòng)、爬行和振動(dòng)現(xiàn)象發(fā)生，會(huì)直接導(dǎo)致機(jī)械加工精度和準(zhǔn)確度的下降，給零件質(zhì)量帶來(lái)影響。竄動(dòng)大多是由于測(cè)速裝置故障導(dǎo)致的測(cè)速信號(hào)不穩(wěn)定或者速度控制信號(hào)不穩(wěn)定導(dǎo)致的，除此之外接線(xiàn)端子的接觸不良也會(huì)導(dǎo)致竄動(dòng)現(xiàn)象的發(fā)生。爬行發(fā)生的主要原因是傳動(dòng)鏈的狀態(tài)不良，伺服增益過(guò)低和外加負(fù)載過(guò)大等導(dǎo)致。振動(dòng)現(xiàn)象的發(fā)生大多是由于進(jìn)給速度太快或進(jìn)給加速度過(guò)大導(dǎo)致的。位置誤差和漂移：位置誤差是由于伺服軸運(yùn)動(dòng)超過(guò)位置允許誤差范圍時(shí)導(dǎo)致，位置誤差包括跟隨誤差、輪廓誤差和定位誤差等。漂移是指數(shù)控機(jī)床的指令值為零時(shí)，坐標(biāo)軸仍然繼續(xù)移動(dòng)的現(xiàn)象，位置誤差和漂移不僅會(huì)影響工件的加工質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)發(fā)生撞車(chē)事故，給數(shù)控機(jī)床帶來(lái)物理?yè)p傷?；貐⒖键c(diǎn)故障：機(jī)床回參考點(diǎn)故障一般表現(xiàn)為找不到參考點(diǎn)或者找不準(zhǔn)參考點(diǎn)兩類(lèi)，回參考點(diǎn)故障大多是由于參考點(diǎn)減速開(kāi)關(guān)接收信息故障或信號(hào)失效導(dǎo)致的。

2.2 進(jìn)給伺服系統(tǒng)常見(jiàn)故障的維修處理

進(jìn)給伺服系統(tǒng)故障，一般可通過(guò)參考操作說(shuō)明排除，如果遇到參考操作說(shuō)明無(wú)法排除的故障則需要具體問(wèn)題具體分析解決。當(dāng)振動(dòng)故障發(fā)生時(shí)可以對(duì)機(jī)械安裝進(jìn)行檢查和調(diào)整，并保證伺服電機(jī)速度和位置檢測(cè)的準(zhǔn)確性，由于數(shù)控伺服系統(tǒng)中電子元件較多，因此還需要檢查有無(wú)外部干擾影響，并且對(duì)驅(qū)動(dòng)單元的參數(shù)進(jìn)行排查，通過(guò)檢查確定故障類(lèi)型，如果是機(jī)械故障則對(duì)機(jī)械故障予以及時(shí)解決，如果是電氣故障則需要具體確認(rèn)發(fā)生問(wèn)題的位置，通過(guò)維修或者元器件更換等手段對(duì)伺服系統(tǒng)故障進(jìn)行維修處理。如果發(fā)生無(wú)法回參考點(diǎn)的現(xiàn)象，首先可以檢查回參考點(diǎn)減速開(kāi)關(guān)信號(hào)是否準(zhǔn)確有效，并根據(jù)回參考點(diǎn)減速開(kāi)關(guān)信號(hào)的問(wèn)題采用原理分析法或追蹤法分析等方法判斷位置并及時(shí)的維修和處理。

3 主軸伺服系統(tǒng)故障分析及處理

3.1 主軸伺服系統(tǒng)的故障類(lèi)型

直流主軸伺服系統(tǒng)的故障主要表現(xiàn)為停轉(zhuǎn)、速度異常、電機(jī)振動(dòng)和主電路過(guò)電流報(bào)警等。交流主軸伺服系統(tǒng)容易發(fā)生的故障主要表現(xiàn)為電機(jī)過(guò)勢(shì)、熔絲熔斷等，引發(fā)該類(lèi)故障的主要原因時(shí)由于電機(jī)超載、接觸不良或者冷卻裝置損壞導(dǎo)致的部分元件阻抗過(guò)高或者數(shù)控機(jī)床的浪涌吸收器發(fā)生故障。

3.2 主軸伺服系統(tǒng)常見(jiàn)故障的維修處理

主軸伺服系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)首先要確定主軸系統(tǒng)出現(xiàn)故障的類(lèi)型及位置。當(dāng)主軸電機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)首先需要確定數(shù)控系統(tǒng)是否有信號(hào)輸出，再對(duì)I/O狀態(tài)進(jìn)行觀(guān)察，并確定是否滿(mǎn)足主軸的啟動(dòng)條件。如果伺服電機(jī)帶有電磁制動(dòng)，還需要確定是否釋放了電磁制動(dòng)。如果主軸出現(xiàn)轉(zhuǎn)速異常，首先要對(duì)機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢查，確保機(jī)床的動(dòng)作無(wú)異常。如果機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)無(wú)異常則需要對(duì)主軸驅(qū)動(dòng)器的電纜連接、主軸驅(qū)動(dòng)器的狀態(tài)指示燈等進(jìn)行檢查，并分析是否主軸驅(qū)動(dòng)器出現(xiàn)問(wèn)題。如果以上原因均被排除，則很有可能是控制板出現(xiàn)故障。當(dāng)主軸高速轉(zhuǎn)動(dòng)振動(dòng)過(guò)大時(shí)，多數(shù)是由于主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電氣部分故障導(dǎo)致，針對(duì)這種問(wèn)題我們要根據(jù)電氣原理圖對(duì)主軸驅(qū)動(dòng)與各處電氣連接進(jìn)行全面檢查，確定故障部位并予以維修和處理。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)作為數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)中最為復(fù)雜的系統(tǒng)，對(duì)數(shù)控機(jī)床的平穩(wěn)運(yùn)行和機(jī)械零件加工精度具有重要影響。當(dāng)數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，首先要根據(jù)故障現(xiàn)象判斷故障類(lèi)型，再通過(guò)一定的技術(shù)手段對(duì)故障位置進(jìn)行排查，當(dāng)確定故障原因和位置后，針對(duì)故障的類(lèi)型進(jìn)行合理的維修處理，提升數(shù)控機(jī)床運(yùn)行的穩(wěn)定性，保證數(shù)控機(jī)床所生產(chǎn)的工件質(zhì)量，并提高數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)效率。

參考文獻(xiàn)

篇6

【關(guān)鍵詞】3D打印、數(shù)控機(jī)床、PCB雕刻、桌面迷你工廠(chǎng)

Abtract： The product is intended to solve problems in production processes create customer when non-standard parts are difficult to buy and the price is expensive. This product is a set of 3D printing， CNC machine tools， PCB engraving called multifunctional Desktop mini factories， its low cost and can switch to a different tool head， in order to achieve different functions in and to meet the various needs of the customer's record.

Key words： 3D printing， CNC machine tools， PCB engraving， desktop mini plant

1 引言

國(guó)內(nèi)的創(chuàng)客在生產(chǎn)制作的時(shí)候，往往會(huì)有很多零部件市場(chǎng)上無(wú)法買(mǎi)到，即非標(biāo)件。而目前通常有兩種方法完成非標(biāo)件的加工：一是通過(guò)數(shù)控機(jī)床（CNC）把塊狀物或板狀物切割雕刻成需要的形狀；二是通過(guò)3D打印[1]直接打印出需要的非標(biāo)件。而無(wú)論是去找商家CNC加工還是3D打印，不僅過(guò)程麻煩耗時(shí)長(zhǎng)，而且成本還是普通的創(chuàng)客難以接受的。

因?yàn)槠胀▌?chuàng)客通過(guò)商家加工非標(biāo)件非常麻煩，所以一個(gè)簡(jiǎn)易價(jià)廉的集3D打印、數(shù)控機(jī)床、PCB雕刻與一體的多功能桌面迷你工廠(chǎng)就十分的具有價(jià)值。桌面迷你工廠(chǎng)它小巧易于操作，而且能夠通過(guò)更換不同的工具頭，實(shí)現(xiàn)不同的功能，是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)客們創(chuàng)意的一大利器。

2 3D打印技術(shù)

2.3.1 FDM技術(shù)

熔積成型（FDM）法，該方法使用絲狀材料（石蠟、金屬、塑料、低熔點(diǎn)合金絲）為原料，首先使用建模軟件創(chuàng)建STL模型，再用切片軟件切片。 再利用電加熱方式將絲材加熱至略高于熔化溫度（約比熔點(diǎn)高1℃），在計(jì)算機(jī)的控制下，噴頭作x-y平面運(yùn)動(dòng)，將熔融的材料涂覆在工作臺(tái)上，冷卻后形成工件的一層截面，一層成形后，噴頭上移一層高度，進(jìn)行下一層涂覆，這樣逐層堆積形成三維工件。其中FDM技術(shù)的3D打印流程如圖 2所示。

該技術(shù)污染小，材料可以回收，主要用于塑料件、鑄造用蠟?zāi)?、樣件或模型?/p>

3 數(shù)控機(jī)床原理和運(yùn)動(dòng)方式

3.1 數(shù)控機(jī)床的原理

數(shù)控機(jī)床[3]一般由信息載體、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)和機(jī)床本體等四部分組成。數(shù)控機(jī)床一般首先利用信息載體記錄程序編制的內(nèi)容，并通過(guò)讀入裝置輸送給數(shù)控裝置。在數(shù)控裝置接受讀入裝置輸入的加工信息后，經(jīng)過(guò)譯碼處理和運(yùn)算，發(fā)出相應(yīng)的指令脈沖給伺服系統(tǒng)，再驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)移動(dòng)進(jìn)行雕刻，最終完成零件加工。其中利用數(shù)控機(jī)床加工零件的流程圖如圖 3所示。

3.2 數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)方式

數(shù)控機(jī)床的控制運(yùn)動(dòng)的方式可分為點(diǎn)位控制、直線(xiàn)控制和輪廓控制三種。其中點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床在加工平面內(nèi)只控制刀具相對(duì)于工件的定位點(diǎn)的坐標(biāo)位置，而對(duì)定位移動(dòng)的軌跡不作要求。直線(xiàn)控制數(shù)控機(jī)床能控制刀具或工件的適當(dāng)?shù)倪M(jìn)給運(yùn)動(dòng)，沿平行于坐標(biāo)軸的方向進(jìn)行直線(xiàn)移動(dòng)和加工，或者控制兩個(gè)坐標(biāo)軸以相同的速度運(yùn)動(dòng)，沿45°斜線(xiàn)進(jìn)行切削加工。輪廓控制數(shù)控機(jī)床能同時(shí)控制兩個(gè)或兩個(gè)以上坐標(biāo)軸，使刀具與工件作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，加工復(fù)雜零件。單純的點(diǎn)位控制和直線(xiàn)控制機(jī)床很少，大部分為輪廓控制數(shù)控機(jī)床。輪廓控制數(shù)控機(jī)床能夠?qū)崿F(xiàn)聯(lián)動(dòng)加工，也能進(jìn)行點(diǎn)位和直線(xiàn)控制。

4 PCB雕刻方案

利用PCB數(shù)字雕刻機(jī)[4]繪制PCB的一般過(guò)程主要包括：PCB繪圖、雕刻機(jī)運(yùn)行參數(shù)設(shè)置、圖形到G代碼轉(zhuǎn)換、執(zhí)行G代碼。PCB繪圖可以用常用的EDA軟件或者其他繪圖軟件，生成的圖形以矢量形式或者高保真的非壓縮形式存儲(chǔ)。將圖像導(dǎo)入ArtCAM軟件，通過(guò)顏色生成路徑矢量，然后選擇刀具生成刀路。刀具設(shè)置中需要設(shè)置各種參數(shù)，如雕刻深度、進(jìn)刀率、主軸轉(zhuǎn)速等。

其中采用雕刻機(jī)刻制PCB的一般流程如圖 4所示。

5多功能桌面迷你工廠(chǎng)的實(shí)現(xiàn)

裝置整體采用X-Y-Z結(jié)構(gòu)，使用Arduino作為裝置主控，控制裝置夾頭做XYZ三軸運(yùn)動(dòng)。裝置配有3D打印頭、微型電磨頭、激光雕刻頭等三個(gè)效應(yīng)器，分別實(shí)現(xiàn)3D打印功能、數(shù)控機(jī)床和PCB雕刻功能，效應(yīng)器與裝置夾頭連接方法采用快拆式連接。裝置夾頭為一塊L形的金屬板，一面固定在傳動(dòng)裝置上，另一面上面有兩個(gè)圓形通孔。使用快拆穿過(guò)圓形通孔，夾緊效應(yīng)器。該連接方法牢固可靠，能滿(mǎn)足不同效應(yīng)器工作時(shí)對(duì)裝置的強(qiáng)度要求。同時(shí)，快拆式連接方法安裝拆卸方便快捷，不需要使用任何工具。

參考文獻(xiàn)

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篇7

Abstract： This article mainly introduced the safety operating rules， check after electrifying， maintenance requirement and content of numerical control machine tools.

關(guān)鍵詞： 數(shù)控機(jī)床；安全操作；維護(hù)

Key words： CNC machine tools；safe operation；maintenance

中圖分類(lèi)號(hào)：TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2013）35-0062-02

0 引言

數(shù)控機(jī)床是機(jī)電一體化的高新技術(shù)設(shè)備，具有高效率、高精度等特點(diǎn)，能解決工藝難題，而且又具有一定柔性，在制造業(yè)發(fā)揮了強(qiáng)大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。但是，如果數(shù)控機(jī)床使用操作不當(dāng)、維護(hù)不周，就會(huì)發(fā)生各種故障。這些故障如果得不到及時(shí)有效的維修，就會(huì)造成停機(jī)，使生產(chǎn)不能正常進(jìn)行。因此，使用數(shù)控機(jī)床不僅要嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，而且必須重視數(shù)控機(jī)床的維護(hù)工作。作為操作人員，也應(yīng)對(duì)數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)和控制有一定的了解，對(duì)簡(jiǎn)單故障會(huì)及時(shí)處理。這不僅有助于正確使用數(shù)控機(jī)床，而且能提高數(shù)控機(jī)床的使用效率。

1 數(shù)控機(jī)床的安全操作

正確操作是保證數(shù)控機(jī)床正常可靠運(yùn)行的基礎(chǔ)，特別是在數(shù)控機(jī)床的使用初期和保修期。在使用初期，由于操作者對(duì)數(shù)控機(jī)床的性能不熟悉，操作技術(shù)不熟練或使用不當(dāng)，經(jīng)常發(fā)生故障，造成數(shù)控機(jī)床的停機(jī)。在保修期內(nèi)，由于運(yùn)動(dòng)部件處于磨合過(guò)程和部分元件穩(wěn)定性等原因，數(shù)控機(jī)床的故障發(fā)生率較高。例如，某廠(chǎng)有一臺(tái)加工中心，在使用的第一年，共發(fā)生16次停機(jī)故障，其中操作不當(dāng)故障7次，伺服系統(tǒng)故障3次，機(jī)床調(diào)整不當(dāng)造成故障2次，電源 電氣部分故障3次，顯示出錯(cuò)1次。由此可見(jiàn)，因操作、保養(yǎng)、調(diào)整不當(dāng)發(fā)生故障共有9次，占總故障的56.3%。因此，正確操作和使用數(shù)控機(jī)床，可有效地減少故障，提高數(shù)控機(jī)床的使用效率。

操作人員一定要先閱讀有關(guān)的操作說(shuō)明書(shū)，了解數(shù)控機(jī)床的所有性能，熟悉每個(gè)部件和開(kāi)關(guān)的作用，才能開(kāi)始操作和使用數(shù)控機(jī)床，而且一定要嚴(yán)格的按照規(guī)章制度進(jìn)行操作。而且要做到：熟悉數(shù)控機(jī)床部件的加工性能，如機(jī)械原點(diǎn)、各軸行程、夾具和工件安放位置、工件坐標(biāo)系、各坐標(biāo)的干涉區(qū)、換刀空間、主軸轉(zhuǎn)速和定位范圍等；掌握數(shù)控機(jī)床的操作方式，如工件的定位方法及主要裝夾方式、主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度的調(diào)整、刀具位置的調(diào)整等。

1.1 數(shù)控機(jī)床的操作規(guī)程 在使用過(guò)程中要嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，數(shù)控機(jī)床的操作規(guī)程一般如下：①操作者不能超性能使用，要很了解機(jī)床的性能、結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)原理和控制操作。②在使用機(jī)床的時(shí)候，一定要把防護(hù)鏡、防護(hù)服、防護(hù)帽都穿戴整齊。③先對(duì)機(jī)床進(jìn)行詳細(xì)的檢查，才能開(kāi)始開(kāi)機(jī)工作，比如各開(kāi)關(guān)、手柄位置有沒(méi)有在規(guī)定的位置上；檢查電氣控制是否正常；油路是否暢通、油質(zhì)是否良好，并按規(guī)定加好油；注意液壓或氣壓系統(tǒng)的調(diào)整，檢查總系統(tǒng)的工作壓力是否在額定范圍，溢流閥、順序閥等調(diào)整壓力正確。④開(kāi)機(jī)時(shí)應(yīng)低速運(yùn)轉(zhuǎn)3～5min，查看各部分運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常。⑤加工工件前，必須進(jìn)行加工模擬或試運(yùn)行。先將工件清理干凈，特別注意工件是否固定牢靠，調(diào)節(jié)工具是否已經(jīng)移開(kāi)。嚴(yán)格檢查調(diào)整加工原點(diǎn)、刀具參數(shù)、加工參數(shù)、運(yùn)動(dòng)軌跡。⑥工作中發(fā)生不正?，F(xiàn)象或故障時(shí)，應(yīng)立即停機(jī)排除，或通知維修人員檢修。⑦工作完畢后，先清掃機(jī)床，同時(shí)將機(jī)床各部分都恢復(fù)到原始狀態(tài)和非工作位置，并切斷電源，做好交接班制度。⑧一定按規(guī)定操作機(jī)床，除非操作者同意，任何人不許開(kāi)動(dòng)機(jī)床。⑨用適度的力去按動(dòng)按鍵。⑩不能隨意的敲打一些部件，比如中心架、頂尖、主軸、機(jī)械手等。

1.2 數(shù)控機(jī)床通電后的檢查 數(shù)控機(jī)床通電后進(jìn)行以下檢查是必要的：①檢查數(shù)控裝置中各個(gè)風(fēng)扇有沒(méi)有正常作業(yè)；② 檢查機(jī)床移動(dòng)方向是否正確，可以通過(guò)手動(dòng)慢速的移動(dòng)各坐標(biāo)軸的方式；③檢查超程限位是否有效和一旦超程數(shù)控裝置是否發(fā)出報(bào)警信號(hào)，可以通過(guò)使各軸碰到各個(gè)方向的超程開(kāi)關(guān)的方式；④檢查數(shù)控機(jī)床是否有返回基準(zhǔn)點(diǎn)的功能，且每次返回的位置是否一致，可以通過(guò)進(jìn)行幾次返回機(jī)床基準(zhǔn)點(diǎn)的動(dòng)作的方式；⑤最好按照使用說(shuō)明書(shū)，用自編的簡(jiǎn)單程序檢查數(shù)控系統(tǒng)的主要功能是否完好。如直線(xiàn)插補(bǔ)、螺旋線(xiàn)插補(bǔ)、定位、自動(dòng)加速/減速、MST、刀徑半徑補(bǔ)償、間隙補(bǔ)償、鏡像功能及用戶(hù)宏程序等。

2 數(shù)控機(jī)床的維護(hù)

設(shè)備的維護(hù)，是保持設(shè)備處于良好技術(shù)狀態(tài)、延長(zhǎng)使用壽命、減少停工損失和維修費(fèi)用、降低生產(chǎn)成本、保證生產(chǎn)質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率所必須進(jìn)行的日常工作。對(duì)于高精度、高效率的數(shù)控機(jī)床而言，維護(hù)就顯得更為重要。

2.1 數(shù)控機(jī)床維護(hù)的基本要求 ①完整性。數(shù)控機(jī)床的零部件齊全，工具、附件、工件放置整齊，線(xiàn)路、管道完整。②潔凈性。數(shù)控機(jī)床內(nèi)外清潔，無(wú)黃袍、無(wú)黑污、無(wú)銹蝕；各滑動(dòng)面、絲杠、齒條、齒輪等處無(wú)油污、無(wú)碰傷；各部位不漏油、不漏水、不漏氣、不漏電；切削垃圾清掃干凈。③靈活性。為保證部件靈活性，必須按數(shù)控機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)，定時(shí)定量加油、換油；油質(zhì)要符合要求；油壺、油槍、油杯、油嘴齊全；油氈、油線(xiàn)清潔，油標(biāo)明亮，油路暢通。④安全性。嚴(yán)格實(shí)行定人定機(jī)和交接班制度；操作者必須熟悉數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)，遵守操作維護(hù)規(guī)程，合理使用，精心維護(hù)，檢測(cè)異常，不出事故；各種安全防護(hù)裝置齊全可靠，控制系統(tǒng)正常，接地良好，無(wú)事故隱患。

2.2 數(shù)控機(jī)床維護(hù)的內(nèi)容

2.2.1 數(shù)控機(jī)床電氣部分的維護(hù) 選擇合適的使用環(huán)境。機(jī)床的使用環(huán)境會(huì)影響機(jī)床的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，因此應(yīng)該選用合適的使用環(huán)境，并且應(yīng)嚴(yán)格按機(jī)床說(shuō)明書(shū)的要求進(jìn)行安裝。

定人定機(jī)使用。必須有專(zhuān)門(mén)的人員來(lái)對(duì)這些機(jī)床進(jìn)行系統(tǒng)編程、操作和維修。這些人員必須熟悉所用數(shù)控機(jī)床的機(jī)械系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)、強(qiáng)電控制系統(tǒng)、加工條件等，并能按說(shuō)明書(shū)正確使用數(shù)控機(jī)床。

制定日常維護(hù)規(guī)章制度。要根據(jù)每個(gè)部件的不同，制定有針對(duì)性的保養(yǎng)條例。比如哪些需要定期更換、哪些需要每天清理等。

應(yīng)盡量少開(kāi)數(shù)控柜和強(qiáng)電柜的門(mén)。應(yīng)該嚴(yán)格規(guī)定如非必要盡量不要開(kāi)啟柜門(mén)，因?yàn)闄C(jī)加工車(chē)間的空氣中都不是很清新，一般都含有一些物質(zhì)，一旦落在數(shù)控裝置的內(nèi)部，容易引起元器件間絕緣電阻下降，并導(dǎo)致元器件及印制線(xiàn)路板的損壞。

定時(shí)清理數(shù)控裝置的散熱通風(fēng)系統(tǒng)。各個(gè)冷卻風(fēng)扇要每天檢查是否正常。根據(jù)實(shí)際的情況而定，每半年或每季度檢查此過(guò)濾通風(fēng)道是否有堵塞現(xiàn)象。如發(fā)現(xiàn)積塵過(guò)多，要及時(shí)的清理，一旦沒(méi)有及時(shí)的清理，可能導(dǎo)致溫度過(guò)高，使CNC系統(tǒng)不能正常的工作，甚至發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

定期檢查和更換直流電動(dòng)機(jī)電刷。要根據(jù)機(jī)床的使用周期的不同，來(lái)對(duì)電動(dòng)機(jī)電刷進(jìn)行定期的檢查和更換，做好是每半年或者一年檢查一次。

經(jīng)常監(jiān)視CNC的電網(wǎng)電壓。CNC通常允許電網(wǎng)電壓在額定值的10%～15%范圍內(nèi)波動(dòng)，需要經(jīng)常監(jiān)視CNC使用的電網(wǎng)電壓，一旦超出范圍會(huì)影響正常工作，甚至?xí)餋NC內(nèi)的電子器件損壞。

存儲(chǔ)器用電池的定期更換。存儲(chǔ)器如采用CMOS RAM器件，設(shè)有可充電電池維持電路，可以在沒(méi)電的時(shí)候仍保持存儲(chǔ)的內(nèi)容。在正常電源供電時(shí)，有5v電源經(jīng)一個(gè)二極管向CMOS RAM供電，同時(shí)對(duì)可充電電池進(jìn)行充電；當(dāng)電源停電時(shí)，則改由電池供電維持COMS RAM的信息。一般情況下，即使電池有效，也應(yīng)該每年更換一次。電池的更換應(yīng)在CNC通電狀態(tài)下進(jìn)行。

CNC長(zhǎng)期不用時(shí)的維護(hù)。數(shù)控機(jī)床長(zhǎng)期不用是不可以取的行為，既不利于提高系統(tǒng)的利用率，也不能降低系統(tǒng)的故障率。但如果CNC長(zhǎng)期不用的話(huà)應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：一是要經(jīng)常給系統(tǒng)通電，尤其是在雨季。如果機(jī)床鎖住不動(dòng)，可以讓系統(tǒng)空運(yùn)行，利用自身的發(fā)熱來(lái)驅(qū)散潮氣，以保證電子部件性能的穩(wěn)定可靠，實(shí)踐證明，這是很有效的一個(gè)降低故障率的措施。二是數(shù)控機(jī)床采用的是直流電動(dòng)機(jī)的話(huà)，為了防止化學(xué)腐蝕作用，造成機(jī)床損壞，應(yīng)該將電刷從直流電動(dòng)機(jī)中取出。

備用印制線(xiàn)路板的維護(hù)。對(duì)于已購(gòu)置的備用線(xiàn)路板應(yīng)定期裝到CNC上通電一段時(shí)間，以防損壞。

2.2.2 數(shù)控機(jī)床機(jī)械部分維護(hù)

上表僅列出了日常維護(hù)檢查的一些主要內(nèi)容，對(duì)機(jī)床頻繁運(yùn)動(dòng)部分也應(yīng)做重點(diǎn)檢查。例如，加工中心的自動(dòng)換刀裝置頻繁，最容易發(fā)生故障，所以刀庫(kù)的選刀及定位、機(jī)械手相對(duì)刀庫(kù)和主軸的定位精度等也應(yīng)進(jìn)行日常檢查維護(hù)。

3 結(jié)束語(yǔ)

數(shù)控機(jī)床都應(yīng)配置相應(yīng)的安全操作規(guī)程、維護(hù)保養(yǎng)規(guī)程，這些規(guī)程可在傳統(tǒng)機(jī)床相應(yīng)規(guī)程的基礎(chǔ)上，根據(jù)數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)要求來(lái)制定。依據(jù)這些規(guī)程，對(duì)數(shù)控機(jī)床作相應(yīng)的維護(hù)，以確保數(shù)控機(jī)床的正常運(yùn)行，提高設(shè)備的利用率。

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篇8

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；故障診斷；維修；教學(xué)方法

Exploration and Practice in NC machine diagnosis and maintenance

Guan Wei

Dalian vocational technology college， Dalian， 116033， China

Abstract： By analyzing NC manufacturing and maintenance course approaches， the author explores some new teaching methods in order to maximize teaching effects in NC manufacturing and maintenance class.

Key words： NC machine tool； fault diagnosis； maintenance； teaching method

近年來(lái)，隨著我國(guó)數(shù)控技術(shù)的普及和數(shù)控設(shè)備的大量應(yīng)用，大多數(shù)高職院校在數(shù)控技術(shù)專(zhuān)業(yè)或機(jī)電專(zhuān)業(yè)都開(kāi)設(shè)了數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修課程，在本課程教學(xué)中主要面臨的困難有如下兩方面：（1）課程教學(xué)中涉及的知識(shí)較多，如機(jī)械結(jié)構(gòu)、電氣控制、液壓與氣動(dòng)、數(shù)控編程與工藝等，而高職學(xué)生底子薄，課程教學(xué)安排時(shí)間又有限，學(xué)習(xí)會(huì)有一定的難度。（2）數(shù)控機(jī)床維修要求學(xué)生有較強(qiáng)的故障判斷分析能力和實(shí)際動(dòng)手能力，在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下很難培養(yǎng)出來(lái)。因此如何保證數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修課程內(nèi)容的實(shí)用性、實(shí)效性？如何引導(dǎo)學(xué)生掌握該課程學(xué)習(xí)方法，提高技能？在有限的時(shí)間和空間內(nèi)如何提高課堂教學(xué)效率？如何進(jìn)行理論與實(shí)際相結(jié)合？如何加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管理，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)？筆者針對(duì)以上幾個(gè)問(wèn)題在教學(xué)中進(jìn)行了一些有效的探索。

1 教學(xué)內(nèi)容選取

作為教師，只有了解現(xiàn)場(chǎng)維修人員的工作，才能知道我們教學(xué)中的重點(diǎn)是什么。20世紀(jì)七八十年代的數(shù)控維修人員要對(duì)模擬電路、數(shù)字電路有較深刻的理解，他們通過(guò)電烙鐵、萬(wàn)用表、示波器修理?yè)p壞的電路板。但今天的數(shù)控技術(shù)緊隨IT技術(shù)發(fā)展，電路板已被專(zhuān)用的大規(guī)模集成電路所取代，數(shù)據(jù)傳送也由“并行傳送”為主改為“串行傳送”為主，目前示波器、萬(wàn)用表僅作為一些并行信號(hào)或靜態(tài)信號(hào)的檢測(cè)工具，對(duì)于CNC本身和數(shù)字伺服部分維修幫助非常有限。可以這樣認(rèn)為，今后現(xiàn)場(chǎng)維修人員能夠處理的硬件將越來(lái)越少，取而代之的是借助各類(lèi)軟件及相關(guān)技術(shù)資料（廠(chǎng)家和數(shù)控系統(tǒng)提供），及時(shí)準(zhǔn)確判斷故障類(lèi)型，確定維修方法。為了達(dá)到上述要求，必須建立“理”“實(shí)”一體化教學(xué)體系，在教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)上應(yīng)注重?cái)?shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)和數(shù)控系統(tǒng)的多樣性，課堂上注重培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，使學(xué)生能夠觸類(lèi)旁通，由于新技術(shù)、新工藝、新產(chǎn)品的不斷應(yīng)用，要有一定的學(xué)習(xí)能力，跟上現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的發(fā)展。為了體現(xiàn)這一思路，可以將數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修課程的教學(xué)內(nèi)容體系設(shè)計(jì)如下：

（1）注重3個(gè)層面訓(xùn)練：即學(xué)生閱讀電氣圖紙的訓(xùn)練；查閱相關(guān)維修資料的訓(xùn)練；故障檢測(cè)與排除的訓(xùn)練。（2）6個(gè)教學(xué)內(nèi)容模塊：即數(shù)控機(jī)床低壓電器部分的故障分析；數(shù)控系統(tǒng)的硬件裝接；數(shù)控機(jī)床機(jī)械拆裝及故障；可編控制器的應(yīng)用；數(shù)控機(jī)床機(jī)電聯(lián)調(diào)；數(shù)控機(jī)床常見(jiàn)故障排除。

通過(guò)上述教學(xué)內(nèi)容的安排，使學(xué)生掌握數(shù)控機(jī)床維修的基本技能和方法。

2 做好相關(guān)知識(shí)拓展的教學(xué)

筆者總結(jié)自己多年數(shù)控機(jī)床調(diào)試維修的經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為要想快速準(zhǔn)確地判斷故障，適應(yīng)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，必須拓展相關(guān)知識(shí)，加強(qiáng)理論基礎(chǔ)。如本課程所需的一些專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)包含在計(jì)算機(jī)原理、電子技術(shù)、電氣控制與PLC、數(shù)控原理、液壓原理、數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)等課程中。學(xué)生如果在學(xué)習(xí)數(shù)控機(jī)床維修之前，對(duì)上述相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)缺乏了解或者遺忘，在上課時(shí)會(huì)感到很吃力，聽(tīng)不懂，更談不上有自己對(duì)故障現(xiàn)象的分析理解，在實(shí)踐中無(wú)從下手，逐漸喪失對(duì)課程的學(xué)習(xí)興趣，缺乏專(zhuān)業(yè)知識(shí)，也不利于學(xué)生今后的職業(yè)發(fā)展。對(duì)于這種情況，教師在典型故障分析過(guò)程中，對(duì)所涉及的有關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，要進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充和拓展，使學(xué)生能夠理論聯(lián)系實(shí)際，掌握所學(xué)內(nèi)容，拓寬維修思路。如在講解數(shù)控機(jī)床回參考點(diǎn)故障時(shí)，就必須增加數(shù)控原理中光電編碼器的知識(shí)點(diǎn)，這樣學(xué)生才能理解回參考點(diǎn)工作原理。而講解電動(dòng)刀架常見(jiàn)故障分析時(shí)，需補(bǔ)充霍爾開(kāi)關(guān)的相關(guān)知識(shí)，學(xué)生才能理解刀架轉(zhuǎn)不停的故障檢測(cè)方法。有理論做基礎(chǔ)，能收到事半功倍的效果，數(shù)控機(jī)床故障才能快速準(zhǔn)確地定位，增加學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的自信心和興趣。在數(shù)控故障中，往往是同一現(xiàn)象，原因卻很多，沒(méi)有理論作基礎(chǔ)，光靠經(jīng)驗(yàn)是不行的，這也是目前部分企業(yè)在崗電工，至今仍無(wú)法承擔(dān)數(shù)控維修的原因。

3 教學(xué)中合理安排實(shí)踐教學(xué)

由于數(shù)控機(jī)床采用的數(shù)控系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)性非常強(qiáng)，不同品牌數(shù)控系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)、診斷方法、參數(shù)設(shè)置差異非常大，作為職業(yè)技術(shù)教育，數(shù)控維修授課及實(shí)訓(xùn)設(shè)備應(yīng)該有針對(duì)性，由于各種原因，大部分學(xué)校實(shí)訓(xùn)設(shè)備不能完全跟上數(shù)控系統(tǒng)的更新，因此很難培養(yǎng)走出校門(mén)就基本滿(mǎn)足企業(yè)需要的數(shù)控維修調(diào)試人員，在教學(xué)環(huán)節(jié)中必須注重加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐環(huán)節(jié)的培養(yǎng)，可以采用如下方式：數(shù)控維修仿真─數(shù)控系統(tǒng)連接調(diào)試─數(shù)控機(jī)床整機(jī)故障維修。

篇9

關(guān)鍵詞 數(shù)控機(jī)床；激光跟蹤儀；幾何；精度；檢測(cè)

中圖分類(lèi)號(hào)TG5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2014）112-0117-02

0 引言

數(shù)控機(jī)床的工作原理是通過(guò)控制系統(tǒng)對(duì)指定的程序和編碼進(jìn)行識(shí)別和翻譯，將這些程序和編碼用通過(guò)數(shù)字顯示出來(lái)，再經(jīng)過(guò)控制裝置進(jìn)行處理，發(fā)出各種命令來(lái)指導(dǎo)機(jī)床進(jìn)行生產(chǎn)，按照?qǐng)D紙的要求把機(jī)械產(chǎn)品加工出來(lái)。數(shù)控機(jī)床之所以受到人們的青睞，一方面是因?yàn)槠涔ぷ餍矢?，有較強(qiáng)的智能性，對(duì)一些精度較高的構(gòu)建進(jìn)行批量的生產(chǎn)和加工，減少人力勞動(dòng)的投入；另一方面，數(shù)控機(jī)床的經(jīng)濟(jì)性較好，主要體現(xiàn)在投資相對(duì)較小，效率高，而且設(shè)備便于工作人員進(jìn)行操作，壽命相對(duì)較長(zhǎng)。數(shù)控機(jī)床在不斷為人們生產(chǎn)做出貢獻(xiàn)的同時(shí)也在不斷的被人們所改進(jìn)和創(chuàng)新，力爭(zhēng)使其精度更高，生產(chǎn)的零件和產(chǎn)品能夠更好的被人們所使用，而且工作人員也在對(duì)數(shù)控機(jī)床精度檢測(cè)上不斷的加強(qiáng)，利用多種手法檢測(cè)，激光跟蹤技術(shù)就是一項(xiàng)很好的檢測(cè)其幾何精度方法。

1 數(shù)控機(jī)床幾何精度檢測(cè)

數(shù)控機(jī)床的精度檢測(cè)有很多中如幾何精度檢測(cè)、工作精度檢測(cè)及傳動(dòng)精度檢測(cè)等，每一個(gè)檢測(cè)環(huán)節(jié)對(duì)數(shù)控機(jī)床來(lái)說(shuō)都是必須的，因?yàn)檫@關(guān)系到機(jī)床自身的精度和實(shí)用性，而且機(jī)床本身的精度檢測(cè)液非常重要，包括各個(gè)工作部件如刀具、主軸等的磨損狀況，文章主要針對(duì)數(shù)控機(jī)床的幾何精度檢測(cè)進(jìn)行探討，因?yàn)閹缀尉葯z測(cè)的主導(dǎo)性較強(qiáng)，而且可控制空間較小。

所謂數(shù)控機(jī)床幾何精度的含義是機(jī)床一些工作部件如工作臺(tái)面、導(dǎo)軌、刀架溜板等在數(shù)控機(jī)床處于靜止?fàn)顟B(tài)或者運(yùn)動(dòng)較慢的情況下的精度，通常是指的這些構(gòu)建的平面度、直線(xiàn)度和一些相對(duì)運(yùn)動(dòng)所允許的誤差等，對(duì)于這些構(gòu)建幾何精度的檢測(cè)是較為直觀(guān)的，但是又非常不好把握，因?yàn)橐粋€(gè)平面的平整程度或者一些相對(duì)運(yùn)動(dòng)構(gòu)建運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的誤差是否在允許范圍內(nèi)的檢測(cè)不能夠出現(xiàn)絲毫的差錯(cuò)，要求精確度非常高的測(cè)量手段，可以說(shuō)幾何精度的檢測(cè)是數(shù)控機(jī)床精度得以保障的前提條件。

2 基于激光跟蹤儀的數(shù)控機(jī)床幾何精度檢測(cè)

激光跟蹤儀器是一種工業(yè)上用于設(shè)備檢測(cè)的重要儀器，它能夠大尺度的進(jìn)行高精度的檢測(cè)，檢測(cè)誤差非常之小，用它可以對(duì)數(shù)控機(jī)床一些構(gòu)建的直線(xiàn)度和角度進(jìn)行精確測(cè)量，檢測(cè)其中是否存在誤差，精度的角度編碼器、續(xù)光再續(xù)和激光等技術(shù)的發(fā)展存進(jìn)了激光跟蹤儀的產(chǎn)生和發(fā)展，激光跟蹤儀涉及到計(jì)算機(jī)控制、激光測(cè)量、光電探測(cè)和計(jì)算機(jī)處理技術(shù)等，是數(shù)控機(jī)床幾何精度檢測(cè)必備設(shè)備之一。

激光跟蹤儀能夠配合反射標(biāo)靶通過(guò)激光進(jìn)行距離和角度測(cè)量，它同時(shí)配有繞兩個(gè)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的測(cè)角機(jī)構(gòu)，利用球坐標(biāo)進(jìn)行高精度測(cè)量的一起，激光跟蹤儀不僅僅能夠測(cè)量靜止的目標(biāo)，而且還能夠?qū)σ恍﹦?dòng)態(tài)的目標(biāo)或者靜止與動(dòng)態(tài)均有的目標(biāo)進(jìn)行跟蹤和測(cè)量。對(duì)于數(shù)控機(jī)床中激光跟蹤儀對(duì)其幾何精度的測(cè)量時(shí)，通常為了節(jié)約成本會(huì)采用多站點(diǎn)測(cè)量法，因?yàn)閮x器較為昂貴，對(duì)數(shù)控機(jī)床幾何測(cè)量要不同的位置進(jìn)行校隊(duì)測(cè)量，所以會(huì)在不同時(shí)間選擇多個(gè)位置測(cè)量。這樣通過(guò)多個(gè)點(diǎn)位測(cè)量的數(shù)據(jù)，根據(jù)測(cè)點(diǎn)位置自標(biāo)定的算法和基點(diǎn)空間坐標(biāo)標(biāo)定的算法，就可以確定出機(jī)床在靜止或者運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下被測(cè)的點(diǎn)的坐標(biāo)，這樣多個(gè)測(cè)量點(diǎn)坐標(biāo)都計(jì)算出來(lái)就能夠很容易了解被測(cè)量的目標(biāo)平面度和直線(xiàn)度，還能夠測(cè)量出相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的相對(duì)誤差是否存在。激光跟蹤儀也能夠用單站測(cè)量的方法對(duì)目標(biāo)進(jìn)行測(cè)量，但是由于這種方法的穩(wěn)定性較差，并且校隊(duì)能力不強(qiáng)，在距離較大的測(cè)量距離情況下，很難掌握其測(cè)量的準(zhǔn)確性，所以很多情況下都采用多站點(diǎn)不同時(shí)測(cè)量的方法。

激光跟蹤儀對(duì)于數(shù)控機(jī)床幾何精度的測(cè)量要在正確的操作下才能夠有較高的精度，通常在測(cè)量的同時(shí)也要注意對(duì)激光跟蹤儀精度的影響因素，激光跟蹤儀精度的主要影響因素應(yīng)該是其自身存在的角度誤差，因?yàn)樵跍y(cè)量過(guò)程中角度編碼器誤差與測(cè)量距離成正比，我們可以知道測(cè)量距離越大。激光跟蹤儀內(nèi)部的反射鏡也對(duì)其精度有很大影響，因?yàn)榉瓷溏R對(duì)激光軌道有很大的影響，如果三個(gè)反射鏡不是相互成90°直角關(guān)系，或者三個(gè)反射鏡的角點(diǎn)與外球心不重合那么測(cè)量精度都會(huì)受到很大的影響。而且激光跟蹤儀的測(cè)量精度也會(huì)受到外部因素的影響，如溫度、濕度、壓力、風(fēng)速等，所以在實(shí)用激光跟蹤儀對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行幾何測(cè)量時(shí)一定要非常注意進(jìn)行大氣補(bǔ)償?shù)恼{(diào)整，為了使激光跟蹤儀對(duì)數(shù)控機(jī)床的幾何精度測(cè)量更加準(zhǔn)確，需要檢測(cè)儀器是否合格，并選擇合適的測(cè)量距離，規(guī)范操作，這樣才能夠保障檢測(cè)的精確度，為數(shù)控機(jī)床的精度調(diào)整做出更多保障。

3結(jié)論

可以說(shuō)數(shù)控機(jī)床的精度是其最高價(jià)值所在，是所有數(shù)控機(jī)床追求的最重要目標(biāo)，也只有不斷提高其精度，快速準(zhǔn)確的檢測(cè)出機(jī)床各部分的幾何誤差所在，并且及時(shí)進(jìn)行誤差補(bǔ)償，才能使其更好的促進(jìn)人們生產(chǎn)生活，并且逐漸走向現(xiàn)代化和智能化。數(shù)控機(jī)床在設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮到其工作性質(zhì)、運(yùn)行震動(dòng)和摩擦狀況和實(shí)用壽命等這些基礎(chǔ)因素之外，還要格外的針對(duì)數(shù)控機(jī)床精度問(wèn)題進(jìn)行探討，通過(guò)改造某些部位或者排除一些影響機(jī)床精度的因素等提高其精度，并且還能夠通過(guò)一些先進(jìn)的檢測(cè)手段和技術(shù)，讓我們對(duì)數(shù)控機(jī)床的控制性更強(qiáng)，這樣才能夠使數(shù)控機(jī)床的工作性能更好，使用壽命更長(zhǎng)。

參考文獻(xiàn)

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[2]胡文彬，數(shù)控機(jī)床裝配調(diào)試與維修實(shí)訓(xùn)[G].北京航空航天大學(xué)出版社，2011，8，1.

篇10

【關(guān)鍵詞】數(shù)控機(jī)床 ；工作原理

數(shù)控機(jī)床由程序編制及信息載體、輸入裝置、數(shù)控裝置、伺服裝置系統(tǒng)、輔助控制裝置、機(jī)床本體等幾部分組成。 數(shù)控機(jī)床加工零件的過(guò)程如圖1所示。

一、程序編制及信息載體

數(shù)控加工機(jī)床進(jìn)行工作時(shí)不需要人來(lái)直接進(jìn)行操作，而是靠人事先編制好的數(shù)控程序來(lái)實(shí)現(xiàn)控制。數(shù)控程序?qū)嵸|(zhì)上是一種規(guī)定的代碼和程序格式，它能幫助數(shù)控機(jī)床直接接受的人的意圖。通過(guò)對(duì)加工零件的工藝分析和結(jié)構(gòu)形狀分析，確定零件坐標(biāo)系在機(jī)床坐標(biāo)系上的相對(duì)位置，即刀具與零件相對(duì)運(yùn)動(dòng)的尺寸參數(shù)；零件在機(jī)床上的安裝位置；零件加工的工藝路線(xiàn)、切削加工的工藝參數(shù)以及輔助裝置的動(dòng)作等。得到零件的所有運(yùn)動(dòng)、尺寸、安裝位置、工藝參數(shù)等加工信息后，用由符號(hào)、數(shù)字和文字等寫(xiě)成標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控代碼，并且按照一定的的方法和格式，編制成用于控制零件加工的數(shù)控程序單。程序編制的工作以前大多由人工來(lái)完成，近些年來(lái)，隨著科技的快速發(fā)展，越來(lái)越多的程序由專(zhuān)用的編程機(jī)和通用的計(jì)算機(jī)上完成。特別是對(duì)于一些形狀復(fù)雜的零件，編程機(jī)和計(jì)算機(jī)能夠明顯地提高效率。數(shù)控程序的媒介稱(chēng)為信息載體，它用來(lái)記錄零件加工的全部信息，它可以是穿孔紙帶、磁帶和磁盤(pán)等，比如穿孔帶，就以有孔表示二進(jìn)位數(shù)字碼的"1"，無(wú)孔表示"0"。采用哪一種存儲(chǔ)載體，取決于數(shù)控裝置的設(shè)計(jì)類(lèi)型。

二、輸入裝置

輸入裝置的作用是將信息載體上的數(shù)控程序傳遞并存入數(shù)控裝置內(nèi)。輸入裝置可以是紙帶閱讀機(jī)、磁帶機(jī)或軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器等，選擇輸入裝置應(yīng)考慮控制存儲(chǔ)的介質(zhì)。數(shù)控機(jī)床加工程序也可通過(guò)鍵盤(pán)用手工方式直接輸入數(shù)控系統(tǒng)；數(shù)控加工程序還可由編程計(jì)算機(jī)用RS232C或采用網(wǎng)絡(luò)通信方式傳送到數(shù)控系統(tǒng)中。

零件的加工程序輸入到計(jì)算機(jī)后，先存入計(jì)算機(jī)的零件程序存儲(chǔ)器中，加工時(shí)再?gòu)拇鎯?chǔ)器中一段段往外調(diào)?；蛘吡慵绦驈拈喿x機(jī)輸入數(shù)控裝置后，直接送去信息處理，這樣機(jī)床一邊讀入，一邊加工。

三、數(shù)控裝置

加工零件的信息輸入數(shù)控裝置后，接著進(jìn)行信息的處理。數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的核心。數(shù)控裝置從內(nèi)部存儲(chǔ)器中取出或接受輸入裝置送來(lái)的一段或幾段數(shù)控加工程序，經(jīng)過(guò)數(shù)控裝置的邏輯電路或系統(tǒng)軟件進(jìn)行編譯、運(yùn)算和邏輯處理后，輸出各種控制信息和指令，將加工程序翻譯成計(jì)算機(jī)內(nèi)部能識(shí)別的語(yǔ)言，這個(gè)過(guò)程叫譯碼。譯碼后，這些指令與數(shù)據(jù)是控制與運(yùn)算的原始依據(jù)，能控制機(jī)床各部分的工作，使其進(jìn)行規(guī)定的有序運(yùn)動(dòng)和動(dòng)作。

零件的輪廓圖形往往由直線(xiàn)、圓弧或其他非圓弧曲線(xiàn)組成，刀具在加工過(guò)程中必須按零件形狀和尺寸的要求進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，即按圖形軌跡移動(dòng)。對(duì)于輪廓控制系統(tǒng)，信息處理的重要內(nèi)容是運(yùn)動(dòng)軌跡的插補(bǔ)運(yùn)算。零件的加工程序通常只給出工件某段輪廓起點(diǎn)和終點(diǎn)的坐標(biāo)和形狀規(guī)律信息，由計(jì)算機(jī)據(jù)此計(jì)算出一系列中間點(diǎn)的坐標(biāo)，并向相應(yīng)坐標(biāo)輸出脈沖信號(hào)，控制各坐標(biāo)軸（即進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的各執(zhí)行元件）的進(jìn)給速度、進(jìn)給方向和進(jìn)給位移量等。這種把起點(diǎn)和終點(diǎn)之間的空白補(bǔ)齊的運(yùn)算稱(chēng)為插補(bǔ)運(yùn)算。

四、伺服系統(tǒng)和位置檢測(cè)裝置

驅(qū)動(dòng)裝置接受來(lái)自數(shù)控裝置的指令信息，經(jīng)功率放大后，嚴(yán)格按照指令信息的要求驅(qū)動(dòng)機(jī)床移動(dòng)部件，以加工出符合圖樣要求的零件。因此，它的伺服精度和動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能是影響數(shù)控機(jī)床加工精度、表面質(zhì)量和生產(chǎn)率的重要因素之一。伺服系統(tǒng)控制機(jī)床的各個(gè)執(zhí)行件，使之完成預(yù)定的位移，每一個(gè)數(shù)字或者脈沖信號(hào)，使機(jī)床執(zhí)行件得到的位移量稱(chēng)為"增量值"或"設(shè)定單位"。它的大小取決于機(jī)床的精度等級(jí)。通常為0.001mm。某些精度要求較低的機(jī)床，也可以取得大一些。

位置檢測(cè)裝置將數(shù)控機(jī)床各坐標(biāo)軸的實(shí)際位移量檢測(cè)出來(lái)，經(jīng)反饋系統(tǒng)輸入到機(jī)床的數(shù)控裝置之后，數(shù)控裝置將反饋回來(lái)的實(shí)際位移量值與設(shè)定值進(jìn)行比較，控制驅(qū)動(dòng)裝置按照指令設(shè)定值運(yùn)動(dòng)。

五、輔助控制裝置

機(jī)床邏輯狀態(tài)接口電路，主要用于機(jī)床主軸電動(dòng)機(jī)的開(kāi)、停、正、反、制動(dòng)以及變速，液壓泵和切削液泵的開(kāi)、停，換刀動(dòng)作等開(kāi)關(guān)量的控制。輔助控制裝置的主要作用是接收數(shù)控裝置輸出的開(kāi)關(guān)量指令信號(hào)，經(jīng)過(guò)編譯、邏輯判別和運(yùn)動(dòng)，再經(jīng)功率放大后驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的電器，帶動(dòng)機(jī)床的機(jī)械、液壓、氣動(dòng)等輔助裝置完成指令規(guī)定的開(kāi)關(guān)量動(dòng)作。這些控制包括刀具的選擇和交換指令，冷卻、裝置的啟動(dòng)停止，主軸運(yùn)動(dòng)部件的變速、換向和啟停指令，工件和機(jī)床部件的松開(kāi)、夾緊，分度工作臺(tái)轉(zhuǎn)位分度等開(kāi)關(guān)輔助動(dòng)作。

由于可編程邏輯控制器具有響應(yīng)快，性能可靠，易于使用、編程和修改程序并可直接啟動(dòng)機(jī)床開(kāi)關(guān)等特點(diǎn)，現(xiàn)已廣泛用作數(shù)控機(jī)床的輔助控制裝置。

六、機(jī)床本體