導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

為了提高電路板焊接質(zhì)量和焊接效率，改善焊接工人勞動(dòng)條件，實(shí)現(xiàn)小批量電路板的自動(dòng)化焊接，研制開發(fā)了一種智能三坐標(biāo)臺(tái)式自動(dòng)焊接機(jī)。該系統(tǒng)具有智能化程度高、精度高、焊接速度快等特點(diǎn)，能夠完成電路板上元器件的自動(dòng)焊接；主要由滾珠絲杠三坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、自動(dòng)送錫機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)和上位機(jī)軟件組成；通過(guò)電機(jī)與絲杠的相互配合，上下位機(jī)的相互通信，使得焊接過(guò)程操作簡(jiǎn)便，焊接質(zhì)量?jī)?yōu)良，滿足了實(shí)際使用要求。

關(guān)鍵詞：

三坐標(biāo)；自動(dòng)；焊接機(jī)床；數(shù)控系統(tǒng)

一直以來(lái)，各個(gè)電子制造廠焊接電路板時(shí)運(yùn)用的大多都是傳統(tǒng)的手工藝焊接的辦法，也就是人工手持電烙鐵來(lái)進(jìn)行焊接的辦法，這樣對(duì)焊接工人技能需求就很高，且存在許多缺點(diǎn)。首先是速度慢，由于人太過(guò)于自由靈活，稍微受點(diǎn)影響就會(huì)導(dǎo)致焊接位置偏移，帶來(lái)焊接誤差，還非常容易出操作事端，發(fā)生較多的工傷事故。因而這種焊接辦法也在逐漸地被企業(yè)淘汰，與此對(duì)應(yīng)的自動(dòng)化焊接技術(shù)優(yōu)勢(shì)凸顯，逐漸時(shí)興起來(lái)。

1系統(tǒng)總體實(shí)現(xiàn)過(guò)程

本系統(tǒng)是將三坐標(biāo)移動(dòng)精確定位思想靈活應(yīng)用到電路板焊點(diǎn)定位上，被固定在軸上的焊槍可在空間中X、Y、Z三個(gè)方向自由移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)焊點(diǎn)的精確定位并依照命令執(zhí)行焊接動(dòng)作。X、Y、Z的具體坐標(biāo)移動(dòng)的位置也就是電路板的焊點(diǎn)位置，從AltiumDesigner軟件導(dǎo)出至Excel表格中，再由上位機(jī)采集通過(guò)串口傳送給下位機(jī)，單片機(jī)接收到定位坐標(biāo)后給定細(xì)分器脈沖來(lái)控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度，步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)絲杠上的滑塊實(shí)現(xiàn)三坐標(biāo)的運(yùn)動(dòng)，通過(guò)焊槍的二維運(yùn)動(dòng)和焊臺(tái)的一維運(yùn)動(dòng)相互組合，定位至要焊接的焊點(diǎn)。焊槍由x、z方向的兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)絲杠，待x、z平面內(nèi)定位完畢，y方向的步進(jìn)電機(jī)開始運(yùn)動(dòng)，將載有電路板的焊臺(tái)運(yùn)送到焊接位置，再由步進(jìn)電機(jī)組成的送絲機(jī)構(gòu)向高頻加熱器的線圈內(nèi)送焊絲，焊絲通過(guò)加熱融化再加上烙鐵頭與焊錫的接觸來(lái)進(jìn)一步加熱，即可對(duì)所需加工零件進(jìn)行焊接，焊接時(shí)，溫度由非接觸式溫度傳感器檢測(cè)，保證工作過(guò)程中的溫度要求，當(dāng)溫度過(guò)高或過(guò)低時(shí)便可進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)，使整個(gè)系統(tǒng)的操作更加人性化。焊接完成后，x、y、z軸方向的步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)，并回到起始位置待命。

2控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

控制系統(tǒng)利用上位機(jī)導(dǎo)入電路板焊點(diǎn)位置的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，上位機(jī)和下位機(jī)通過(guò)串口通信，主要完成焊點(diǎn)坐標(biāo)的信號(hào)傳輸，下位機(jī)接到上位機(jī)的焊點(diǎn)坐標(biāo)后發(fā)出程序指令，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器接到指令后開始控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而控制絲杠滑動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)、通過(guò)坐標(biāo)與步進(jìn)電機(jī)的步距角還有絲杠的螺距之間的關(guān)系，設(shè)定相應(yīng)的算法，使得三坐標(biāo)準(zhǔn)確定位?？刂葡到y(tǒng)主要由步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器、主控芯片、液晶顯示屏等組成。主控芯片選用的單片機(jī)是Freescale公司的16位單片機(jī)MC9S12XS128。為了使步進(jìn)電機(jī)移動(dòng)的精度更高，從而使絲杠的傳動(dòng)更加平穩(wěn)，我們選擇了最大可16細(xì)分的ZD-6560-V4高性能步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器。

3機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

機(jī)械部分主要是以實(shí)現(xiàn)x、y、z三個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)為主，此外還有對(duì)送絲系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。焊槍固定在z軸方向的絲杠滑塊上，同時(shí)z軸絲杠又被固定在x軸絲杠滑塊上，并能自由移動(dòng)，這樣就實(shí)現(xiàn)了焊槍的二維移動(dòng)。帶有工件的焊臺(tái)則固定在y軸絲杠滑塊上，可實(shí)現(xiàn)焊臺(tái)的前后移動(dòng)。此機(jī)械結(jié)構(gòu)各部分的相互結(jié)合實(shí)現(xiàn)了三個(gè)坐標(biāo)上的運(yùn)動(dòng)，焊槍可在工件上的任何一個(gè)位置進(jìn)行焊接。

4下位機(jī)程序設(shè)計(jì)

單片機(jī)在接到上位機(jī)傳來(lái)的坐標(biāo)信號(hào)后，發(fā)出終端，這時(shí)各個(gè)步進(jìn)電機(jī)開始按指令執(zhí)行，x，y，z三軸開始運(yùn)動(dòng)，定位至焊接點(diǎn)，等準(zhǔn)備就緒之后送絲機(jī)構(gòu)開始往下輸送焊錫絲，同時(shí)給焊錫和烙鐵頭加熱，二者溫度都達(dá)到要求之后便開始焊接電路板，某焊孔焊接完畢后，x，y，z三軸復(fù)位，等待下一次中斷信號(hào)，繼續(xù)焊接電路板上的其他焊孔。

5上位機(jī)設(shè)計(jì)

上位機(jī)采用C#可視化語(yǔ)言編寫，上位機(jī)軟件可與單片機(jī)進(jìn)行串口通信，在上位機(jī)中輸入控件輸入焊點(diǎn)坐標(biāo)位置，通過(guò)串口將數(shù)據(jù)發(fā)送給下位機(jī)，下位機(jī)接到信號(hào)后再處理并控制烙鐵頭的運(yùn)動(dòng)。

6結(jié)束語(yǔ)

該三坐標(biāo)自動(dòng)焊接機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)借鑒三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的設(shè)計(jì)原理，為焊接機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)精確定位焊點(diǎn)提供了較強(qiáng)的理論性依據(jù)。焊接精度高，系統(tǒng)采用絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)焊槍在空間X、Y、Z方向的移動(dòng)，在最大程度上保證了絲杠的直線性和分辨率微小化，從而保證了加工的精確性，提高了焊接的精度。該系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，外形美觀，制造成本低，軟件結(jié)構(gòu)開放，編程操作和維修簡(jiǎn)單，應(yīng)用前景較好。

作者：王楠 俞雙懋 單位：山東科技大學(xué)機(jī)械電子工程學(xué)院

參考文獻(xiàn)

[1]張國(guó)雄.三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)[J].中國(guó)機(jī)械工程，2000，Z1：231-235+9.

[2]榮烈潤(rùn).三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的現(xiàn)狀和發(fā)展動(dòng)向[J].機(jī)電一體化，2001，6：8-11.

篇2

關(guān)鍵詞：數(shù)控；控制器；系統(tǒng)；效率；質(zhì)量

我國(guó)是一個(gè)機(jī)床生產(chǎn)和應(yīng)用大國(guó)，但數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用水平還不高，嚴(yán)重制約著我國(guó)制造業(yè)水平的提高。國(guó)際上的相關(guān)開發(fā)計(jì)劃對(duì)我國(guó)的數(shù)控技術(shù)的發(fā)展提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，同時(shí)也帶來(lái)了機(jī)遇。只有選擇合適的PLC才能使定位達(dá)到預(yù)期的效果。采用了PLC控制，使電氣部分的抗干擾能力增加，提高了機(jī)床的運(yùn)行可靠性，因而增加了設(shè)備的柔性，提高了設(shè)備的使用效率。

1 數(shù)控機(jī)床組成結(jié)構(gòu)及工作過(guò)程

1.1 數(shù)控機(jī)床的組成

數(shù)控機(jī)床由輸入、輸出裝置、數(shù)控裝置、可編程控制器、伺服系統(tǒng)、檢測(cè)反饋裝置和機(jī)床本體等組成。如圖1。

1.2 裝置過(guò)程

輸入設(shè)備是將不同的加工信息傳輸給計(jì)算機(jī)處理。由于數(shù)控機(jī)床發(fā)展早期階段，輸入設(shè)備是一個(gè)簡(jiǎn)單的穿孔紙帶，目的是記錄信息數(shù)據(jù)，現(xiàn)已淘汰。目前，使用鍵盤，硬盤等的使用，大大方便了信息的輸入工作，也解決了存儲(chǔ)帶來(lái)的麻煩。輸出指的是輸出參數(shù)值的內(nèi)部運(yùn)作，一般在機(jī)器時(shí)，我們作為一個(gè)紀(jì)錄的工作，將這些參數(shù)保存，等過(guò)了一段時(shí)間，然后只需輸入?yún)?shù)并比較原始數(shù)據(jù)，可以確定是否正常運(yùn)行。數(shù)控機(jī)床設(shè)備是機(jī)床本體的核心，核心時(shí)的數(shù)據(jù)處理全部完工后，可以運(yùn)行命令指揮數(shù)據(jù)的工作。其功能是接收送來(lái)的脈沖信號(hào)的，通過(guò)系統(tǒng)軟件或邏輯的過(guò)程中，執(zhí)行各個(gè)部分進(jìn)行規(guī)定的、有序的動(dòng)作。主軸控制可編程控制器是通過(guò)命令處理控制轉(zhuǎn)速，控制主軸正反轉(zhuǎn)和停止，進(jìn)給保持，切削液開關(guān)，卡盤夾緊松開等動(dòng)作；還涉及了關(guān)于機(jī)床開關(guān)外部控制。測(cè)試反饋裝置，主要是檢測(cè)速度和位移，并將信息傳遞給數(shù)控設(shè)備，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制的反饋，以確保數(shù)控加工精度。

1.3 合理的安排

數(shù)控加工的準(zhǔn)備過(guò)程較復(fù)雜，內(nèi)容多，含對(duì)零件的結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)、工藝分析、工藝方案的制訂、加工程序編制及使用方法等。首先要由編程人員或操作人員通過(guò)對(duì)零件圖作深入分析，特別是工藝分析，確定合適的加工工藝，其中也包含了裝夾方法的確定、工序劃分、走刀路線及其切削用量的選擇等。為了提高工作效率，進(jìn)給保持不應(yīng)該持續(xù)性的利用，應(yīng)該合理性的利用機(jī)床。這項(xiàng)指標(biāo)直接導(dǎo)致對(duì)機(jī)床利用率的評(píng)價(jià)。

2 機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)需要解決的幾個(gè)問(wèn)題

機(jī)床是由機(jī)械和電氣兩部分組成，在設(shè)計(jì)總體方案時(shí)應(yīng)從機(jī)電兩方面來(lái)考慮機(jī)床各種功能的實(shí)施方案，數(shù)控機(jī)床的機(jī)械要求和數(shù)控系統(tǒng)的功能都很復(fù)雜，所以更應(yīng)機(jī)電溝通，揚(yáng)長(zhǎng)避短。機(jī)床控制系統(tǒng)選件、裝配、程序編制及操作都應(yīng)該比較合理，精度和穩(wěn)定性都必須滿足使用要求。同時(shí)為便于調(diào)試和檢修，各項(xiàng)操作均設(shè)手動(dòng)功能，如手動(dòng)各軸快慢移動(dòng)、主軸高低速旋轉(zhuǎn)、切削液及開關(guān)等。PLC按照邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作或按照時(shí)序動(dòng)作，另外還有與順序、時(shí)序無(wú)關(guān)的按照邏輯關(guān)系進(jìn)行聯(lián)鎖保護(hù)動(dòng)作的控制，PLC發(fā)展成了取代繼電器線路和進(jìn)行順序控制的主要產(chǎn)品，在機(jī)床的電氣控制中應(yīng)用也比較普遍。

在實(shí)際控制中如何既能提高定位速度，同時(shí)又能保證定位精度是一項(xiàng)需要認(rèn)真考慮并切實(shí)加以解決的問(wèn)題。精度是機(jī)床必須保證的一項(xiàng)性能指標(biāo)。位置伺服控制系統(tǒng)的位置精度在很大程度上決定了數(shù)控機(jī)床的加工精度。因此位置精度是一個(gè)極為重要的指標(biāo)。為了保證有足夠的位置精度，一方面是正確選擇系統(tǒng)中開環(huán)放大倍數(shù)的大小，另一方面是對(duì)位置檢測(cè)元件提出精度的要求。因?yàn)樵陂]環(huán)控制系統(tǒng)中，對(duì)于檢測(cè)元件本身的誤差和被檢測(cè)量的偏差是很難區(qū)分出來(lái)的，反饋檢測(cè)元件的精度對(duì)系統(tǒng)的精度常常起著決定性的作用。高精度的控制系統(tǒng)必須有高精度的檢測(cè)元件作為保證。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)條件發(fā)生變化時(shí)，系統(tǒng)的某些控制參數(shù)必須能作相應(yīng)的修改，為滿足生產(chǎn)的連續(xù)性，要求對(duì)控制系統(tǒng)可變參數(shù)的修改應(yīng)在線進(jìn)行。盡管使用編程器可以方便快速地改變?cè)O(shè)定參數(shù)，但編程器一般不能交現(xiàn)場(chǎng)操作人員使用；所以，應(yīng)考慮開發(fā)其他簡(jiǎn)便有效的方法實(shí)現(xiàn)PLC的可變控制參數(shù)的在線修改。另外為了防止電壓過(guò)高損壞PLC，電源輸入端加上壓敏電阻。為了防止過(guò)熱。

PLC不許安裝在變壓器等發(fā)熱元件的正上方，變頻器與PLC、伺服驅(qū)動(dòng)器等保持一定距離。在元件間留有適當(dāng)?shù)目障?，以便散熱，并且在配電箱上安裝風(fēng)扇降溫。此外，為保證控制系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定運(yùn)行，還應(yīng)解決控制系統(tǒng)的安全保護(hù)問(wèn)題，如系統(tǒng)的行程保護(hù)、故障元件的自動(dòng)檢測(cè)等。

3 機(jī)床定位伺服控制系統(tǒng)分析

3.1 淺談數(shù)控機(jī)床

數(shù)控機(jī)床是一種高效率，高精度的自動(dòng)化現(xiàn)代化設(shè)備，提高數(shù)控機(jī)床的可靠性，安全性已變得非常重要?？煽啃栽u(píng)估主要指標(biāo)之一是可靠性。機(jī)床功能部件對(duì)數(shù)控機(jī)床的性能和功能有擁有開拓的非常重要的作用。所以它與不同的零部件和配件，不僅要有結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)合作，一般使用，而且它具有最優(yōu)越的性能，而且還可以證明機(jī)床的個(gè)性化功能。用于高速數(shù)控系統(tǒng)不能僅可以提高數(shù)據(jù)處理能力，而且應(yīng)該有加速和減速控制功能，平穩(wěn)控制等先進(jìn)技術(shù)。因此，我們必須選擇一個(gè)穩(wěn)定，可靠的控制單元，以確保正常和有效的機(jī)床運(yùn)行。

3.2 單步功能

單步動(dòng)作為一種輔助工作方式常常在工作臺(tái)的調(diào)整中使用。機(jī)床的機(jī)械允許界限和實(shí)際加工要求的選擇決定于伺服系統(tǒng)最高速度，速度提高生產(chǎn)率也提高，但對(duì)驅(qū)動(dòng)設(shè)施要求也就提高了。此外，從系統(tǒng)控制的角度來(lái)看，也有測(cè)試和反饋的問(wèn)題，特別是在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)里，我們必須考慮有足夠的時(shí)間進(jìn)行軟件處理。在全閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)，部件和位置檢測(cè)元件選擇的反饋是必不可少的。數(shù)控機(jī)床應(yīng)具有穩(wěn)定性，快速性和高精度。在大型數(shù)控機(jī)床中，機(jī)械傳動(dòng)的時(shí)刻擁有較大的慣性，固有低頻率。全閉環(huán)包括了進(jìn)給系統(tǒng)軸的不穩(wěn)定因素，當(dāng)不正確的調(diào)整，會(huì)使機(jī)器很容易出現(xiàn)抖動(dòng)現(xiàn)象。因此，全閉環(huán)數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)的速度比在穩(wěn)定的情況下半閉環(huán)伺服系統(tǒng)，定位精度高。伺服電機(jī)編碼器將檢測(cè)信號(hào)反饋到伺服驅(qū)動(dòng)器，伺服電機(jī)的速度和輸入脈沖頻率信號(hào)成正比，但是電機(jī)編碼器則是由脈沖數(shù)決定

4 相關(guān)程序設(shè)計(jì)與操作

PLC通過(guò)編程器輸入程序，達(dá)到控制目的。由于PLC的工作過(guò)程是循環(huán)性的，因此會(huì)快速的執(zhí)行程序。另外針對(duì)軟件故障，必須在設(shè)計(jì)上采用直接導(dǎo)入程序，執(zhí)行自動(dòng)停止運(yùn)行，這時(shí)機(jī)器會(huì)停止運(yùn)作程序，有效地減少事故的發(fā)生。

5 小結(jié)

我國(guó)目前對(duì)數(shù)控技床的需求日益增加，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求量很大，所以我國(guó)機(jī)床企業(yè)必須奮發(fā)圖強(qiáng)，不斷擴(kuò)大技術(shù)隊(duì)伍和提高人員的技術(shù)素質(zhì)，學(xué)習(xí)和引進(jìn)國(guó)外技術(shù)的先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，以便早日趕上世界先進(jìn)水平。

參考文獻(xiàn)

[1] 戴 同.CAD/CAPP/CAM基本教程.機(jī)械工業(yè)出版社.1997.4

篇3

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床控制；故障診斷系統(tǒng)；設(shè)計(jì)；實(shí)現(xiàn)；措施

引言

數(shù)控機(jī)床對(duì)于當(dāng)前時(shí)代的發(fā)展具有重要的意義，特別是在時(shí)展速度不斷提升的今天，對(duì)于我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要性也是在不斷的提升。數(shù)控機(jī)床是一種典型的機(jī)電一體化的系統(tǒng)，并在實(shí)際的制造行業(yè)發(fā)展中發(fā)揮了重要的作用。但是，數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)在當(dāng)前的情況下還存在較多的問(wèn)題，尤其是故障診斷的不及時(shí)，以及發(fā)生頻率較高的故障問(wèn)題，都是會(huì)對(duì)制造業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展產(chǎn)生較大的影響。因此，數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，故障診斷系統(tǒng)的有效實(shí)施，對(duì)于數(shù)控機(jī)床運(yùn)行效率的顯著提升，對(duì)于當(dāng)前經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展都是具有重要的意義，需要在數(shù)控機(jī)床應(yīng)用的過(guò)程中，不斷進(jìn)行故障診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與完善，才能保證數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)原有的功能。

1數(shù)控機(jī)床發(fā)展的現(xiàn)狀

（1）數(shù)控機(jī)床的內(nèi)涵。所謂數(shù)控機(jī)床，主要是指在使用數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)上的機(jī)床，更為簡(jiǎn)單的來(lái)說(shuō)，就是在機(jī)床中安裝了數(shù)控系統(tǒng)。根據(jù)國(guó)際信息處理聯(lián)盟技術(shù)委員會(huì)對(duì)于其定義，主要是指機(jī)床中安裝有程序控制系統(tǒng)，借助于這些系統(tǒng)的存在能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)床的絕大多數(shù)的功能。（2）數(shù)控機(jī)床的發(fā)展歷程。數(shù)控機(jī)床的發(fā)展是在二十世紀(jì)四十年代中開始，當(dāng)時(shí)的機(jī)械工程師已經(jīng)是提出了在機(jī)械加工中應(yīng)用數(shù)字控制技術(shù)的思想。具體應(yīng)用的時(shí)間實(shí)在1970年左右，當(dāng)時(shí)英特爾公司開發(fā)出了相應(yīng)的微處理器，正式實(shí)現(xiàn)了在機(jī)械加工中應(yīng)用數(shù)字控制的目的。不僅如此，在近半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展中，數(shù)字化處理技術(shù)的不斷完善，計(jì)算機(jī)的普及，以及機(jī)械加工行業(yè)的有序發(fā)展，都是促進(jìn)了數(shù)字化控制在機(jī)械加工行業(yè)中的應(yīng)用，不僅是提高了生產(chǎn)效率，還在一定程度上促進(jìn)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的有效增長(zhǎng)。當(dāng)前，數(shù)控機(jī)床發(fā)展出現(xiàn)了兩個(gè)趨勢(shì)，一方面，是數(shù)控系統(tǒng)逐漸向著網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的普遍應(yīng)用，對(duì)于各行各業(yè)都是產(chǎn)生了巨大的影響，特別是在數(shù)控系統(tǒng)開放程度不斷提升的過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)了數(shù)控系統(tǒng)的通用性和適應(yīng)性的提升。同時(shí)，利用PC機(jī)還能夠豐富數(shù)控系統(tǒng)的硬件資源，對(duì)于數(shù)控系統(tǒng)的柔性和擴(kuò)展性的提升也是具有重要的意義。另一方面，是數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)了智能化的發(fā)展趨勢(shì)。當(dāng)前的時(shí)代，是一個(gè)智能的時(shí)代，人工智能的出現(xiàn)，并且伴隨著在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的滲透不斷提升，對(duì)于數(shù)控系統(tǒng)的影響也是在不斷地提升。在這樣的背景下，數(shù)控系統(tǒng)已經(jīng)是逐步引入了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制機(jī)理、自適應(yīng)控制機(jī)理以及模糊系統(tǒng)的控制機(jī)理，實(shí)現(xiàn)了數(shù)控系統(tǒng)的自動(dòng)編程，前饋控制以及自適應(yīng)控制等，在工藝上也是實(shí)現(xiàn)工藝參數(shù)的自動(dòng)生成以及三維刀具補(bǔ)償?shù)?，這些技術(shù)的有效利用提升了機(jī)械加工的質(zhì)量，還能夠改善人機(jī)之間的關(guān)系，使之朝著人機(jī)互動(dòng)更加友好的方向發(fā)展。值得注意的是，在智能化發(fā)展的過(guò)程中，私服系統(tǒng)智能化的主軸交流驅(qū)動(dòng)和智能化進(jìn)給伺服裝置，還能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)識(shí)別負(fù)載并進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化的目的。（3）數(shù)控機(jī)床發(fā)展的現(xiàn)狀。數(shù)控機(jī)床具有較高的生產(chǎn)能力，在制造業(yè)中發(fā)揮了巨大的功能，因此，數(shù)控機(jī)床一經(jīng)面世，就是收到了較高的關(guān)注，獲得了較大的市場(chǎng)。但是，在數(shù)控機(jī)床應(yīng)用的過(guò)程中，還是存在著一些問(wèn)題，這些數(shù)控機(jī)床中存在的故障，不僅是難以保證其生產(chǎn)進(jìn)度和生產(chǎn)效率，還會(huì)在一定程度上造成社會(huì)經(jīng)濟(jì)的損失。對(duì)于數(shù)控機(jī)床中存在的故障，具體可以歸納為以下幾類：首先，數(shù)控機(jī)床的驅(qū)動(dòng)部件存在的問(wèn)題。數(shù)控機(jī)床中的驅(qū)動(dòng)部件主要是指伺服電動(dòng)機(jī)，主要發(fā)生故障的驅(qū)動(dòng)部件就是異步型交流伺服電動(dòng)機(jī)。在這種伺服電動(dòng)機(jī)中由于軸承、轉(zhuǎn)子以及定子等各個(gè)部位的不同，發(fā)生故障的嚴(yán)重程度和影響程度也是會(huì)有所不同。在軸承中經(jīng)常發(fā)生的故障是軸承的脫落或者是磨損，并且由于轉(zhuǎn)子和定子之間的氣隙存在的不均衡問(wèn)題，不僅是會(huì)造成機(jī)床的振動(dòng)超速，還會(huì)造成倒條和端環(huán)承受力分布的渙散。其次，數(shù)控機(jī)床支承部件存在的問(wèn)題。在數(shù)控機(jī)床中的支承部件主要是指其軸承。軸承對(duì)于數(shù)控機(jī)床的正常運(yùn)轉(zhuǎn)具有重要的作用，在多數(shù)情況下是有內(nèi)外圈、保護(hù)架以及滾動(dòng)體等部分組成的。在數(shù)控機(jī)床支承部件中最為重要的軸承是滾動(dòng)軸承，該軸承有著彈簧性和非彈簧性兩種性質(zhì)，并且在使用的過(guò)程中能夠?qū)崿F(xiàn)各個(gè)部件之間的振動(dòng)。由于非線性彈簧性質(zhì)的存在，極為容易造成滾動(dòng)軸承的磨損，一旦出現(xiàn)磨損甚至?xí){到整個(gè)設(shè)備的正常使用。最后，數(shù)控機(jī)床傳動(dòng)設(shè)備存在的問(wèn)題。數(shù)控機(jī)床的傳動(dòng)設(shè)備只要是指機(jī)床導(dǎo)軌、工作臺(tái)以及溜板和滑座，在這些部件中機(jī)床導(dǎo)軌的對(duì)于整個(gè)產(chǎn)生的意義最為重大，幾乎是影響到了數(shù)控機(jī)床加工的精密程度以及機(jī)床的使用壽命。因此，機(jī)床導(dǎo)軌與數(shù)控機(jī)床之間的關(guān)系最為緊密。在傳動(dòng)設(shè)備中最常見的問(wèn)題就是在于導(dǎo)軌表面出現(xiàn)變形的問(wèn)題，這種變形會(huì)使得整個(gè)導(dǎo)軌表面的摩擦阻力發(fā)生變化，會(huì)在機(jī)床運(yùn)行的過(guò)程中影響到問(wèn)題，以及受力面積不均衡問(wèn)題。

2對(duì)數(shù)控機(jī)床故障診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

在數(shù)控機(jī)床中可能出現(xiàn)的問(wèn)題不僅是會(huì)影響到數(shù)控機(jī)床的實(shí)際生產(chǎn)，還會(huì)對(duì)企業(yè)以及社會(huì)的產(chǎn)生不利的影響。因此，針對(duì)于在數(shù)控機(jī)床中存在的問(wèn)題，應(yīng)該設(shè)計(jì)出相應(yīng)的數(shù)控機(jī)床故障診斷系統(tǒng)，盡可能保證在最高效的時(shí)間內(nèi)解決問(wèn)題。（1）設(shè)計(jì)出數(shù)控機(jī)床自我診斷功能。目前，數(shù)控機(jī)床對(duì)于我國(guó)的制造業(yè)的發(fā)展具有重要的意義，因此，在實(shí)際的應(yīng)用中的范圍較大，應(yīng)用數(shù)量也是相對(duì)較多，需要在數(shù)控機(jī)床研發(fā)的過(guò)程中，借助于先進(jìn)的檢測(cè)設(shè)備，尤其是精密水平儀、精密方箱以及測(cè)微儀等，實(shí)現(xiàn)直接對(duì)于故障源的測(cè)量，并且結(jié)合人工智能檢測(cè)的方法，對(duì)在電氣系統(tǒng)中存在的問(wèn)題進(jìn)行診斷和解決。不僅是如此，一旦發(fā)生多臺(tái)機(jī)床同時(shí)運(yùn)作的過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題，就需要進(jìn)行信號(hào)處理和邏輯推斷的方式，才能實(shí)現(xiàn)故障的診斷和解決。在對(duì)多臺(tái)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行問(wèn)題診斷的過(guò)程中可以采用信號(hào)分析的方法，這種方法能夠更為精確的判斷機(jī)床的振動(dòng)以及溫度變化的情況，精確的找到故障源。信號(hào)分析方法主要是有兩種，一種是時(shí)域分析法，另外一種是頻域分析法，前者主要是在分析的過(guò)程中使用原有確定的數(shù)學(xué)模型，并針對(duì)數(shù)控機(jī)床在實(shí)際操作中的信號(hào)的波形在時(shí)間變化中的規(guī)律，應(yīng)用典型數(shù)據(jù)抽樣的方式進(jìn)行相關(guān)的分析和計(jì)算。其實(shí)質(zhì)是借助于數(shù)學(xué)函數(shù)計(jì)算信號(hào)的峰值與標(biāo)準(zhǔn)偏差。相對(duì)于前者來(lái)說(shuō)，頻域分析法是一種以非正弦周轉(zhuǎn)性電路為基礎(chǔ)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)子啊動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，對(duì)信號(hào)進(jìn)行更為深層次的分析和處理。（2）數(shù)控機(jī)床控制診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在診斷數(shù)控機(jī)床診斷的基礎(chǔ)上，應(yīng)該設(shè)計(jì)出相應(yīng)的數(shù)控機(jī)床解決系統(tǒng)，才能保證盡可能降低問(wèn)題產(chǎn)生的后續(xù)影響。一方面，應(yīng)該建立起相應(yīng)的硬件控制系統(tǒng)。建立這樣一個(gè)系統(tǒng)的主要目的是，能夠在這個(gè)系統(tǒng)平臺(tái)中實(shí)現(xiàn)為用戶搭建電路的目的不僅是如此，還能夠?qū)崿F(xiàn)各個(gè)相關(guān)的硬件儀器之間的有效連接。當(dāng)收集到一定得數(shù)控機(jī)床操作數(shù)據(jù)之后，還需要將相應(yīng)的圖像輸送到數(shù)據(jù)庫(kù)中，在傳遞的過(guò)程中要保證傳遞的信息具有較高的真實(shí)性和準(zhǔn)確性。為了達(dá)到這個(gè)目的，需要選擇一些精度較高，分辨率高的數(shù)據(jù)采集卡，并且配置高質(zhì)量的數(shù)據(jù)電線電纜，只有只有這樣才能保證傳輸信號(hào)的質(zhì)量較高。另一方面，制定出數(shù)控機(jī)床控制的網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)。在現(xiàn)在社會(huì)中，由于計(jì)算機(jī)的普遍使用，各行各業(yè)之間的聯(lián)系愈加緊密，已經(jīng)是形成了網(wǎng)絡(luò)化的社會(huì)結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的形成在數(shù)控機(jī)床控制中也是具有重要的作用，需要在診斷數(shù)控機(jī)床問(wèn)題的過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通信技術(shù)等進(jìn)行聯(lián)系，保證在前端診斷出相應(yīng)問(wèn)題的基礎(chǔ)上，在后臺(tái)控制中能夠盡可能實(shí)時(shí)的解決問(wèn)題。這就需要將互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備與數(shù)控機(jī)床有機(jī)的連接起來(lái)，在系統(tǒng)分析問(wèn)題的基礎(chǔ)上，有維修工程師實(shí)時(shí)的對(duì)問(wèn)題進(jìn)行計(jì)算，制定出最佳的或者是最優(yōu)的解決方案，實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床問(wèn)題的快速解決。

3結(jié)論

數(shù)控機(jī)床是一種典型的機(jī)電一體化的系統(tǒng)，數(shù)控機(jī)床故障診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，對(duì)于提升數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)的效率具有重要的意義。不僅如此，數(shù)控機(jī)床故障的及時(shí)診斷，不僅是可以降低問(wèn)題帶來(lái)的損失，還可以借助于前饋診斷技術(shù)，消滅一些尚未出現(xiàn)的問(wèn)題，進(jìn)一步提升其生產(chǎn)效率。在當(dāng)前時(shí)展的過(guò)程中，由于市場(chǎng)以及消費(fèi)者對(duì)于機(jī)械加工提出了更多新的要求，對(duì)于機(jī)械加工產(chǎn)品的質(zhì)量要求也是在不斷地提升，在這樣的情況下，需要對(duì)于數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)和診斷系統(tǒng)進(jìn)行深入的研究，并且借助于現(xiàn)代化的技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)有效提升數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行效率，改善數(shù)控機(jī)床中存在的問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：

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篇4

關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù) 故障分析與維修

中圖分類號(hào)：TG695 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2012）09-0197-01

1、數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)具備的基本特性

1.1 比較高的可靠性

數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行時(shí)間都比較長(zhǎng)，生產(chǎn)任務(wù)大，這就要求數(shù)控機(jī)床要有穩(wěn)定的可靠性。所以，現(xiàn)在很多高可靠性，容錯(cuò)，冗余技術(shù)都被嵌入了數(shù)控電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)之中。機(jī)床上面的電氣零部件都是選用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)過(guò)硬的零件。

1.2 系統(tǒng)的維護(hù)要具有系統(tǒng)性

系統(tǒng)電氣元件中有部分元件是容易損壞的元件，這些元件在設(shè)計(jì)時(shí)要利于更換，并且這些元件的工作環(huán)境要相對(duì)簡(jiǎn)單，動(dòng)作可靠，穩(wěn)定，不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤的動(dòng)作等。

1.3 要與時(shí)俱進(jìn)

在電氣系統(tǒng)穩(wěn)定，可靠的基礎(chǔ)上，技術(shù)還要有先進(jìn)性性，在元器件發(fā)展過(guò)程中，要采用比較新型的電子元器件，比較選用技術(shù)先進(jìn)的，穩(wěn)定使用的電子元器件。

1.4 要有較舒適的人家交換操作模式

數(shù)控機(jī)床的電氣系統(tǒng)在設(shè)計(jì)的時(shí)候要符合人體力學(xué)的原理，比如說(shuō)，控制面板的高度要符合人的平均高度，并且在操作的時(shí)候要能夠使操作者操作方便，舒服，并且操作平臺(tái)要放在顯眼的位置。比如說(shuō)急停開關(guān)，這個(gè)元件必須放在比較明顯的位置，讓操作者方便使用。

1.5 要具有比較好的穩(wěn)定性

數(shù)控機(jī)床工作環(huán)境在不同的企業(yè)都不盡相同，這就需要數(shù)控機(jī)床能夠工作在比較寬的環(huán)境下。首先最重要的就是電壓的波動(dòng)問(wèn)題，第二是目前電網(wǎng)中的噪聲干擾的問(wèn)題，這就需要電氣系統(tǒng)要有一定的抗干擾能力，但是還不能影響外部系統(tǒng)的穩(wěn)定，不能相互干擾。

1.6 要有比較好的控制特性

機(jī)床中所有的伺服電機(jī)必須要具有較高的平穩(wěn)，快速，無(wú)電壓波動(dòng)，溫度異常升高等現(xiàn)象發(fā)生。

1.7 電氣系統(tǒng)的安全性要有保證

電器裝置的絕緣裝置要保證完整性，電氣系統(tǒng)在發(fā)生問(wèn)題時(shí)要有一個(gè)互鎖功能，要有比較可靠的接地，防護(hù)裝置要完善，同時(shí)操作人員的安全性要得到保證，這些電氣部件的防護(hù)罩要具有防塵，防油污，防水的功能，移動(dòng)比較頻繁的的電纜線要有拖鏈防護(hù)或者是安裝保護(hù)套，防止纜線折斷或短路而造成漏電故障，特別是在溫度和濕度較高的季節(jié)，要有防觸電，強(qiáng)迫風(fēng)冷，防碰傷的保護(hù)設(shè)施。

1.8 狀態(tài)顯示要及時(shí)顯示

對(duì)于電氣系統(tǒng)的故障，要有及時(shí)的屏幕顯示，同時(shí)指示燈指示要能準(zhǔn)確反映各項(xiàng)安全操作指示。

2、數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)的基本故障特點(diǎn)

（1）電纜線的長(zhǎng)期磨損造成斷線或者短路，有的時(shí)候橡膠電線粘化，膨脹，直接導(dǎo)致絕緣系統(tǒng)故障導(dǎo)致短路。（2）電氣系統(tǒng)在受到外界影響造成故障，如電柜溫度升高過(guò)快，環(huán)境溫度比較高致使有些電器元件發(fā)生損壞。（3）故障原因明了，診斷方便是電氣系統(tǒng)故障的維修特點(diǎn)，但是出問(wèn)題的概率比較高。（4）異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)水導(dǎo)致冷卻泵、排屑器、電動(dòng)刀架等的損壞，軸承超負(fù)荷運(yùn)行造成電機(jī)故障。（5）數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)的故障可分為以下幾類：1）從發(fā)生的部位分為硬件故障和軟件故障；2）從故障出現(xiàn)的偶爾性可以分為系統(tǒng)性故障和隨機(jī)性故障；3）從故障有無(wú)指示可以分為有診斷指示故障和無(wú)診斷指示故障；4）從故障出現(xiàn)時(shí)有無(wú)破壞可以分為破壞性故障和非破壞性故障。

3、掌握和分析數(shù)控系統(tǒng)電氣故障

數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障出現(xiàn)后，我們可以從調(diào)查、分析與診斷這三個(gè)步驟出發(fā)，對(duì)故障展開排查，找出故障的原因，具體表現(xiàn)為：（1）詢問(wèn)檢測(cè)，當(dāng)故障發(fā)生后，現(xiàn)場(chǎng)要先保持，同時(shí)查看故障出現(xiàn)時(shí)的指示情況，觀察故障現(xiàn)象及故障產(chǎn)生的外部因素有哪些。（2）當(dāng)檢查者到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)之后，首先需要要求當(dāng)事人敘述當(dāng)時(shí)的情況，通過(guò)當(dāng)事人的描述，可以提高判斷故障的準(zhǔn)確性。（3）故障分析，從現(xiàn)場(chǎng)已知的故障展開分析，根據(jù)個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)分析故障肯可能產(chǎn)生的原因，最終獲得故障相關(guān)信息。（4）故障分析完后需確定原因，必須通過(guò)診斷維護(hù)書籍和個(gè)人經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷故障發(fā)生的點(diǎn)和如何排除故障的方法。（5）排除故障，有些故障可能是一個(gè)很小原因?qū)е碌?，有些故障則往往較復(fù)雜，需要在排除故障之前做一系列的準(zhǔn)備工作。

4、典型機(jī)床電氣系統(tǒng)故障分析。

4.1 數(shù)控機(jī)床電動(dòng)四方刀架換刀故障分析

典型的CK6140數(shù)控車床，出現(xiàn)以下故障現(xiàn)象：當(dāng)使用手動(dòng)和自動(dòng)換刀功能時(shí)刀架出現(xiàn)不換刀現(xiàn)象，數(shù)控系統(tǒng)顯示報(bào)警信息“換刀時(shí)間過(guò)長(zhǎng)”。此時(shí)應(yīng)該先檢查時(shí)間參數(shù)沒(méi)有被修改，此時(shí)的控制狀態(tài)是否正確，檢查電氣柜中的繼電器是否處于正常工作狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)繼電器的觸點(diǎn)沒(méi)有工作，由此可以判斷是繼電器元件損壞，經(jīng)過(guò)檢查發(fā)現(xiàn)是繼電器保險(xiǎn)絲燒壞，經(jīng)過(guò)儀器檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的兩相續(xù)間電阻很小，最后發(fā)現(xiàn)接線盒上有很多鐵屑，故障問(wèn)題就出現(xiàn)在這里，而避免此問(wèn)題的主要方法就是操作工清掃機(jī)床時(shí)要將機(jī)床的各個(gè)角落打掃干凈。

4.2 無(wú)法回參考點(diǎn)故障的原因和分析

數(shù)控機(jī)床名稱XK8140數(shù)控銑床，故障現(xiàn)象：X軸回參考點(diǎn)失敗。通過(guò)系統(tǒng)進(jìn)入I/O診斷頁(yè)面，按動(dòng)X軸軸向開關(guān)，軸沒(méi)有任何動(dòng)作，初步判斷有可能是X軸限位開關(guān)發(fā)生了故障，此時(shí)可以選擇將行程限位開關(guān)打開，通過(guò)目測(cè)可以發(fā)現(xiàn)里面有少量液體，造成開關(guān)短路，此時(shí)可以通過(guò)更換行程限位開關(guān)來(lái)解決這個(gè)故障，但是同時(shí)還要解決好液體停留在里面的原因，此時(shí)發(fā)現(xiàn)傳輸切削液的塑料管發(fā)生了破裂，那么只有將這個(gè)破裂的塑料管修復(fù)好就可以解決故障了。

數(shù)控機(jī)床的電氣系統(tǒng)故障，主要是由于這些硬件觸點(diǎn)和開關(guān)發(fā)生了故障而導(dǎo)致的報(bào)警等問(wèn)題的出現(xiàn)，其實(shí)我們?cè)谄綍r(shí)的養(yǎng)護(hù)過(guò)程中只要多注意對(duì)這些觸點(diǎn)的保養(yǎng)和定期的檢測(cè)更換，就可以避免這些問(wèn)題的出現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；CNC PLC

1.前言

數(shù)控機(jī)床主要由程序介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)和機(jī)床主體四部分組成。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展使得微處理器等硬件性能有了較大的飛躍，使得數(shù)控機(jī)床在通用性、柔性、適應(yīng)性和擴(kuò)展性上有了較大的提升，隨著計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展，推動(dòng)了數(shù)控機(jī)床向智能化和網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展。

2.Fanuc 機(jī)床控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1機(jī)床整體設(shè)計(jì)

雙工位立式加工中心系統(tǒng)主要由機(jī)床主體、數(shù)控系統(tǒng)、電器防護(hù)裝置、氣動(dòng)裝置、液壓裝置和輔助裝置等幾部分組成。

通過(guò)控系統(tǒng)控制機(jī)床主體。采用伺服電機(jī)通過(guò)高精度的滾珠絲杠來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)X、Y、Z軸的驅(qū)動(dòng)；通過(guò)減速機(jī)構(gòu)來(lái)驅(qū)動(dòng)A、B軸；通過(guò)減速機(jī)構(gòu)來(lái)驅(qū)動(dòng)ATC刀庫(kù)的旋轉(zhuǎn)；

采用主軸電機(jī)通過(guò)V形帶來(lái)驅(qū)動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)；采用液壓裝置和電磁閥來(lái)控制APC設(shè)備。采用液壓裝置和氣動(dòng)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)夾具裝置的控制。

2.2 機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的要求

機(jī)床電氣控制系統(tǒng)作為機(jī)床的重要組成部直接影響機(jī)床的加工精度和效率。通常對(duì)電氣控制系統(tǒng)要求如下：

（1）可以通過(guò)按鈕對(duì)機(jī)床各各部件進(jìn)行單獨(dú)的控制，以便于調(diào)整和對(duì)故障的恢復(fù)

（2）通過(guò)單獨(dú)控制進(jìn)給軸來(lái)實(shí)現(xiàn)手輪模式、快速移動(dòng)模式和回零模式。

（3）通過(guò)在輸入介質(zhì)上輸入程序來(lái)實(shí)現(xiàn)程序編輯模式和遠(yuǎn)程控制模式，進(jìn)而控制機(jī)床的運(yùn)動(dòng)。

（4）根據(jù)實(shí)際工件設(shè)置循環(huán)啟動(dòng)模式來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)床周期性循環(huán)動(dòng)作完成自動(dòng)上料加工，直到系統(tǒng)收到停止信號(hào)。

2.3機(jī)床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

控制系統(tǒng)應(yīng)采用控制方式簡(jiǎn)單、開放程度高、成本低的控制技術(shù)以實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目成本低、易用性和可靠性高的要求。

為保證工作臺(tái)的定位精度，在驅(qū)動(dòng)電機(jī)上應(yīng)用高精度的編碼器作為反饋器件，實(shí)現(xiàn)了半閉環(huán)控制。

Fanuc 0i-MD具有良好的人機(jī)交互界面，以達(dá)到易用性和直觀性；同時(shí)配用Fanuc α系列主軸伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及相應(yīng)的伺服放大器以實(shí)現(xiàn)精度1μm超高精度并且有效保證了設(shè)備加工的穩(wěn)定性、快速性和準(zhǔn)確性，同時(shí)兼顧了經(jīng)濟(jì)性和可移植的特性。

雙工位立式加工中心控制系統(tǒng)的硬件配置如圖2.1控制系統(tǒng)示意圖所示。采用了集成可編程機(jī)器控制器（PMC）和運(yùn)動(dòng)控制的一體式結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)（CNC）。

圖2.1控制系統(tǒng)示意圖

Fanuc 0i-MD系統(tǒng)在液晶顯示器背面集成了一體化的控制單元，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，便于安裝。

PMC模塊的作用是依據(jù)控制軟件，協(xié)調(diào)機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的動(dòng)作過(guò)程。如在主軸位置控制過(guò)程中，PMC模塊程序指令向主軸伺服定位單元發(fā)出信號(hào)，信號(hào)經(jīng)過(guò)定位單元、信號(hào)放大器和伺服電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)精確的位置控制。

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)（CNC）通過(guò)高速串行伺服總線（FSSB）與主軸伺服放大器通信，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)控制主軸伺服電機(jī)的運(yùn)行的目的。

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)通過(guò)集成的伺服軸卡與各進(jìn)給軸、旋轉(zhuǎn)軸的伺服放大器通信，實(shí)現(xiàn)了對(duì)各進(jìn)給軸、旋轉(zhuǎn)軸伺服電機(jī)的控制。提高了大控制的效率和可靠性，高度集成化減少了機(jī)床內(nèi)部排線降低了故障率。

Fanuc I/O Link通常用來(lái)可將機(jī)床部的輸入輸出和刀庫(kù)電機(jī)伺服放大器等器件與CNC連接起來(lái)；借助以太網(wǎng)功能，可與PC進(jìn)行數(shù)據(jù)交換、遠(yuǎn)程監(jiān)控診斷。

Fanuc 0i-MD系統(tǒng)采用中斷型結(jié)構(gòu)模式，共有10級(jí)中斷優(yōu)先級(jí)，其中0級(jí)為最低優(yōu)先級(jí)，9級(jí)為最高優(yōu)先級(jí)，2、3級(jí)為軟件中斷外，其余為硬件中斷。

Fanuc 0i系統(tǒng)依據(jù)如下順序運(yùn)行：輸入零件加工程序、通用譯碼、大數(shù)據(jù)處理、進(jìn)給速度控制、插補(bǔ)運(yùn)算、伺服輸出。Fanuc 0i系統(tǒng)采用軟件粗插補(bǔ)和硬件精插補(bǔ)的方法，節(jié)約CPU運(yùn)算時(shí)間。提高運(yùn)動(dòng)部件的線速度，達(dá)到提高加工效率的目的。

3.機(jī)床電氣控制設(shè)計(jì)

3.1 強(qiáng)電電路結(jié)構(gòu)

圖3.1 強(qiáng)電電路結(jié)構(gòu)圖

機(jī)床總電源通過(guò)變壓穩(wěn)壓器提供，通過(guò)電源開關(guān)NFB1進(jìn)入機(jī)床主電柜后分成數(shù)路：

（1）通過(guò)溶斷開關(guān)NFB3給油壓電磁閥回路供電并受空氣開關(guān)CB3控制；給油冷機(jī)電氣回路供電并受空氣開關(guān)CB3控制；給交流電機(jī)電氣回路控制并受空氣開關(guān)CB4控制；給直流電源模塊P1和P2供電，并分別受空氣開關(guān)CB5和CB6控制；

（2）直接給風(fēng)扇供電并受空氣開關(guān)CB2控制；

（3）通過(guò)主接觸器MC0和相匹配的交流適配器給主伺服放大器電源模塊和β伺服模塊供電，并通過(guò) CX3開關(guān)給主接觸器MC0線圈供電。

3.2 強(qiáng)電控制電路

機(jī)床電氣的控制三個(gè)部分如下：

（1）操作箱上部為CNC本體和液晶顯示器，下部為帶有按鈕、開關(guān)和指示燈的操作面板；

（2）電氣柜內(nèi)部的伺服放大器電路、以及β伺服模塊、I/O模塊、變頻器、空氣開關(guān)、繼電器、接觸器、直流電源模塊、端子臺(tái)等；

（3）設(shè)置在床身上的電機(jī)、電磁閥、行程開關(guān)、傳感器和照明電路。

除以上強(qiáng)電電路和強(qiáng)電控制電路外還設(shè)有交流電機(jī)控制電路。PMC信號(hào)通過(guò)接觸器或繼電器控制交流電的通斷，經(jīng)過(guò)熱保護(hù)或電涌吸收器保護(hù)電路，進(jìn)而控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。

4.結(jié)論

對(duì)機(jī)床控制系統(tǒng)整體進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用Fanuc 0i-MD控制系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了強(qiáng)電電路強(qiáng)電控制電路和交流電機(jī)控制電路，實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)床的控制。

篇6

Abstract： The NC machine tool using ratio is defined in this paper. The importance of machine using ratio in equipment management should not be disregarded. A distributed data acquisition system which is made up of PLC， HMI and host computer is well researched. The system is proved out by a test unit and it can totally meets the requirements.

關(guān)鍵詞： 數(shù)控機(jī)床；利用率；采集系統(tǒng)

Key words： NC machine tool；using ratio；data acquisition system

中圖分類號(hào)：TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）11-0081-02

0 引言

近幾年科研生產(chǎn)任務(wù)量逐年增加，然而設(shè)備和人員卻不可能無(wú)限制的增加。如何提高現(xiàn)有機(jī)床設(shè)備的利用率來(lái)提高產(chǎn)量并且滿足精益生產(chǎn)的要求，已成為一個(gè)棘手的問(wèn)題。對(duì)所有機(jī)床利用率進(jìn)行分析，尋找影響機(jī)床使用效率的原因并采取針對(duì)性措施是解決這一問(wèn)題的重要方法。但是機(jī)床利用率的統(tǒng)計(jì)工作目前只能通過(guò)粗略的人工統(tǒng)計(jì)方式進(jìn)行，實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性均難以滿足要求。

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)在商業(yè)及工業(yè)領(lǐng)域的大量使用，這些技術(shù)的應(yīng)用效果越來(lái)越顯著，對(duì)提高銷量或產(chǎn)量有著極大的推動(dòng)作用。因此應(yīng)當(dāng)將這些技術(shù)應(yīng)用到數(shù)控加工生產(chǎn)中去，建立起一套基于MDC（生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集）技術(shù)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的加工中心運(yùn)行監(jiān)控管理系統(tǒng)來(lái)輔助管理和決策部門合理安排生產(chǎn)，最終實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率提升。鑒于目前市場(chǎng)上仍然缺乏此類成熟產(chǎn)品，而且難以給出適應(yīng)西安飛行自動(dòng)控制研究所實(shí)際情況的解決方案來(lái)，因此本文主要以機(jī)床運(yùn)行時(shí)間采集系統(tǒng)作為研究對(duì)象，對(duì)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用試驗(yàn)和驗(yàn)證，嘗試開發(fā)適合所內(nèi)現(xiàn)狀的數(shù)控機(jī)床運(yùn)行時(shí)間采集管理系統(tǒng)。

1 數(shù)控加工中心運(yùn)行時(shí)間自動(dòng)采集方法

機(jī)床利用率數(shù)據(jù)是由機(jī)床運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)與開機(jī)時(shí)長(zhǎng)的比值確定，比值越小就說(shuō)明機(jī)床真正用于加工的時(shí)間越短。開機(jī)時(shí)長(zhǎng)是指機(jī)床通電后的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)度，反映出機(jī)床是否可用。包含了準(zhǔn)備時(shí)間、等待時(shí)間、運(yùn)行時(shí)間等。運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)為機(jī)床實(shí)際加工所用時(shí)間長(zhǎng)度，可等效為執(zhí)行自動(dòng)程序所用時(shí)間。

針對(duì)這兩個(gè)時(shí)間的自動(dòng)采集方法主要有兩種，一種是通過(guò)與加工中心數(shù)控系統(tǒng)通信的方式直接采集，另一種是通過(guò)外部?jī)x器設(shè)備捕捉機(jī)床運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的特征信息間接采集。

直接采集需要通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)提供的通信端口并結(jié)合相應(yīng)的軟件或硬件才能實(shí)現(xiàn)。由于數(shù)控系統(tǒng)一般都不是開放的，通信協(xié)議也不同，想要通過(guò)一個(gè)平臺(tái)直接訪問(wèn)多個(gè)品牌的數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)的變量是很困難的。據(jù)調(diào)研，國(guó)內(nèi)很少有成熟的解決方案。國(guó)外也非常少，蓋勒普公司有一套完整的MDC系統(tǒng)解決方案，但是價(jià)格高昂，并且不一定能滿足我所實(shí)際需求。與數(shù)控系統(tǒng)通信會(huì)帶來(lái)信息泄露和數(shù)控系統(tǒng)被惡意破壞的安全風(fēng)險(xiǎn)，另外，由于直接采集要使用數(shù)控系統(tǒng)通信端口，使用中有可能會(huì)因?yàn)槔住㈦娋W(wǎng)波動(dòng)等原因燒壞通信端口甚至是數(shù)控系統(tǒng)（已有此類故障發(fā)生）。其次，直接采集方式對(duì)于沒(méi)有數(shù)控系統(tǒng)或類似控制器的普通機(jī)床、特種設(shè)備和其它科研生產(chǎn)設(shè)備都無(wú)法應(yīng)用，使用范圍有限。因此本文不傾向于直接采集方式。

間接采集可以不受數(shù)控系統(tǒng)軟件和硬件的限制，不會(huì)對(duì)機(jī)床及控制系統(tǒng)產(chǎn)生任何影響。通過(guò)附加的裝置采集能夠反映機(jī)床運(yùn)行狀態(tài)的信號(hào)，這些裝置又可以連接成網(wǎng)絡(luò)，并由上位機(jī)統(tǒng)一記錄數(shù)據(jù)和監(jiān)控管理。該方法的優(yōu)勢(shì)在于成本低，容易實(shí)現(xiàn)，通用性、擴(kuò)展性強(qiáng)。國(guó)內(nèi)已經(jīng)有多個(gè)企業(yè)在嘗試用該方法研發(fā)設(shè)備運(yùn)行時(shí)間采集系統(tǒng)。據(jù)悉，有公司通過(guò)采集機(jī)床加工時(shí)的負(fù)載電流這一特征信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)床運(yùn)行時(shí)間的采集。因此本文最終選擇間接采集方式。

要實(shí)現(xiàn)間接采集，最關(guān)鍵的一點(diǎn)就是找到能夠反映機(jī)床運(yùn)行狀態(tài)的特征信號(hào)，這個(gè)信號(hào)能夠在機(jī)床開始加工零件的時(shí)候出現(xiàn)，還能在加工完畢時(shí)消失?？偨Y(jié)日常維修改造的經(jīng)驗(yàn)，本文認(rèn)為采用機(jī)床加工負(fù)載電流作為機(jī)床運(yùn)行特征信號(hào)存在較多缺陷，比如每臺(tái)機(jī)床的電流閥值都不相同，需要逐臺(tái)進(jìn)行標(biāo)定；模擬量采集有誤差；存在較多干擾因素等。

為了尋找并確定合適的特征信號(hào)，本文選取了所內(nèi)30余臺(tái)典型的數(shù)控加工中心作為研究對(duì)象（見表1）。經(jīng)過(guò)逐臺(tái)對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)機(jī)床內(nèi)部的直流電源的輸出端或者通電時(shí)間計(jì)時(shí)器可以反映出機(jī)床是否通電，而機(jī)床自帶的自動(dòng)程序運(yùn)行時(shí)間計(jì)時(shí)器或者指示自動(dòng)程序正在運(yùn)行的指示燈可以反映出機(jī)床是否處在運(yùn)行狀態(tài)，以這些開關(guān)量信號(hào)作為特征信號(hào)，不需要模數(shù)轉(zhuǎn)換，因此更易實(shí)現(xiàn)且可靠性高。

2 數(shù)控加工中心運(yùn)行時(shí)間采集系統(tǒng)組成及實(shí)現(xiàn)

本次研究采用目前較為成熟的技術(shù)和產(chǎn)品來(lái)構(gòu)建該采集系統(tǒng)。由圖1可見，采用西門子S7-200型PLC采集機(jī)床運(yùn)行特征信號(hào)，再由人機(jī)界面顯示、記錄該信號(hào)并傳送至上位機(jī)。人機(jī)界面可以查詢對(duì)應(yīng)機(jī)床一個(gè)月內(nèi)的通電和運(yùn)行記錄，還可進(jìn)行操作人員登陸和注銷操作。通過(guò)上位機(jī)可以瀏覽所有接入系統(tǒng)的機(jī)床的開機(jī)時(shí)長(zhǎng)、運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)和其他狀態(tài)信息。人機(jī)界面和上位機(jī)中運(yùn)行界面均使用昆侖通態(tài)的MCGS組態(tài)軟件進(jìn)行開發(fā)。

該采集系y在工作狀態(tài)下能夠自動(dòng)判斷和記錄機(jī)床狀態(tài)的變化情況，無(wú)需人工干預(yù)。信號(hào)通過(guò)硬接線方式從機(jī)床電氣柜中適當(dāng)?shù)墓?jié)點(diǎn)取出，接入PLC輸入端口，必要時(shí)可使用繼電器進(jìn)行隔離轉(zhuǎn)換。當(dāng)機(jī)床通電后，PLC就能捕捉到相應(yīng)的信號(hào)并反饋給人機(jī)界面，人機(jī)界面會(huì)記錄通電的時(shí)間并以此為起點(diǎn)開始累計(jì)通電時(shí)長(zhǎng)。當(dāng)機(jī)床開始執(zhí)行自動(dòng)程序時(shí)，PLC又會(huì)捕捉到相應(yīng)信號(hào)并反饋給人機(jī)界面，人機(jī)界面以自動(dòng)程序啟動(dòng)時(shí)間為起點(diǎn)開始計(jì)時(shí)，直到該程序執(zhí)行完畢。當(dāng)執(zhí)行完下一個(gè)自動(dòng)程序后，執(zhí)行該程序所用的時(shí)間會(huì)累加計(jì)入當(dāng)日的機(jī)床運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)當(dāng)中。

3 試驗(yàn)驗(yàn)證

3.1 制作信號(hào)采集箱 為了安全可靠地完成現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)采集和記錄，將PLC和人機(jī)界面及相關(guān)裝置集成在一個(gè)采集箱中。對(duì)PLC和人機(jī)界面進(jìn)行編程和相應(yīng)設(shè)置，使其具備自動(dòng)采集和記錄的功能。

3.2 單機(jī)采集試驗(yàn) 選擇一臺(tái)DMU 60P鏜銑加工中心作為試驗(yàn)對(duì)象，將采集箱布置在合適位置（見圖3）。查閱該機(jī)床電路圖，找到合適的電氣節(jié)點(diǎn)，用電纜將特征信號(hào)采集節(jié)點(diǎn)接入采集箱中。接通采集箱內(nèi)PLC和人機(jī)界面的電源，驗(yàn)證采集箱能否正確采集和記錄機(jī)床狀態(tài)變化。采集箱接通電源后就自動(dòng)進(jìn)入工作狀態(tài)。

開機(jī)時(shí)長(zhǎng)的記錄。開機(jī)時(shí)長(zhǎng)每日統(tǒng)計(jì)一次，最大值1440分鐘。當(dāng)機(jī)床通電時(shí)，試驗(yàn)箱捕捉到了上電信號(hào)，人機(jī)界面上顯示機(jī)床上電的指示燈點(diǎn)亮，并以此時(shí)刻作為起點(diǎn)開始計(jì)時(shí)。當(dāng)機(jī)床斷電時(shí)，指示燈熄滅，計(jì)時(shí)結(jié)束，這段時(shí)間就作為當(dāng)日的開機(jī)時(shí)長(zhǎng)被記錄下來(lái)。

運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)的記錄。運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)也是按日統(tǒng)計(jì)，該時(shí)間不大于開機(jī)時(shí)長(zhǎng)。當(dāng)機(jī)床操作者按下“NC Start”按鈕開始執(zhí)行自動(dòng)程序時(shí)，采集箱捕捉到程序啟動(dòng)信號(hào)，人機(jī)界面上點(diǎn)亮相對(duì)應(yīng)的指示燈，并從此刻開始計(jì)時(shí)。當(dāng)該段程序執(zhí)行完畢，機(jī)床停止時(shí)，計(jì)時(shí)也自動(dòng)停止，機(jī)床剛才運(yùn)行的這段時(shí)長(zhǎng)被自動(dòng)記錄下來(lái)。同樣，機(jī)床執(zhí)行其它程序所消耗的時(shí)間也被記錄下來(lái)，并與之前的計(jì)時(shí)進(jìn)行累加。

每日結(jié)束時(shí)，系統(tǒng)將當(dāng)日的開機(jī)時(shí)長(zhǎng)和運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并將結(jié)果存入數(shù)據(jù)庫(kù)，方便日后查詢。經(jīng)過(guò)一個(gè)月的采集，可以在人機(jī)界面中查看到該機(jī)床運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)的所有記錄。從記錄的結(jié)果來(lái)看，記錄的數(shù)據(jù)與機(jī)床實(shí)際運(yùn)行情況是完全相符的。

3.3 聯(lián)網(wǎng)試驗(yàn) 用一個(gè)采集箱、一臺(tái)人機(jī)界面（模擬一個(gè)采集箱）和一臺(tái)計(jì)算機(jī)組成一個(gè)采集系統(tǒng)，進(jìn)行編程和設(shè)置后進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)測(cè)試，驗(yàn)證上位機(jī)的監(jiān)視和控制功能。從圖4可以看出上位機(jī)接收并顯示了設(shè)備1和設(shè)備2的運(yùn)行狀態(tài)信息，具備了遠(yuǎn)程集中監(jiān)控管理功能。

4 研究結(jié)論

經(jīng)過(guò)前期調(diào)研和多項(xiàng)試驗(yàn)驗(yàn)證，證明了通過(guò)采集能夠反映機(jī)床運(yùn)行狀態(tài)的開關(guān)量特征信號(hào)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)床是否運(yùn)行進(jìn)行判斷。以此方法建立的數(shù)控加工中心運(yùn)行時(shí)間采集系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)床運(yùn)行時(shí)間的采集和記錄，并且可以進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)和集中監(jiān)控。優(yōu)勢(shì)：投入成本低，容易實(shí)現(xiàn)；每臺(tái)機(jī)床都是一個(gè)獨(dú)立子系統(tǒng)，可以按需配置、靈活調(diào)整，不受機(jī)床自身軟硬件條件限制；PLC和人機(jī)界面功能豐富，可以擴(kuò)展多種監(jiān)視和控制功能，還能夠擴(kuò)展應(yīng)用到普通機(jī)床和其它科研生產(chǎn)設(shè)備中；通過(guò)以太網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模集中監(jiān)控。不足：采集精度仍需提高。自動(dòng)程序運(yùn)行中包含了換刀、測(cè)量和其他非加工時(shí)間，目前采集到的時(shí)間仍然不能完全反映純粹的加工時(shí)間，因此還需要作進(jìn)一步研究；對(duì)于沒(méi)有計(jì)時(shí)器或運(yùn)行指示燈的機(jī)床不適用，還要尋找新的解決辦法?？傊?jīng)過(guò)后期的改進(jìn)完善，該采集系統(tǒng)即可投入使用。如果全面應(yīng)用，將成為生產(chǎn)管理部門和決策層的重要管理工具。

參考文獻(xiàn)：

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篇7

關(guān)鍵詞：PLC；冷卻；；照明

PLC（programmable logic controller），通常用于設(shè)備的自動(dòng)控制，其工作原理是循環(huán)掃描工作方式，工作過(guò)程大致分為 3 個(gè)階段：輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新。PLC用于數(shù)控機(jī)床，主要是用于機(jī)床的輔助電氣控制，叫可編程序機(jī)床控制器，也可稱之為PMC（programmable machine tool controller）。在數(shù)控機(jī)床的電氣控制系統(tǒng)內(nèi)PLC模塊主要用于實(shí)現(xiàn)機(jī)床輔助設(shè)備的控制，包括冷卻系統(tǒng)、系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、換刀系統(tǒng)、自動(dòng)對(duì)刀等。本文將著重講述PLC在冷卻、系統(tǒng)和照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

1.PLC發(fā)展歷程

它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字量、模擬量的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。可編程序控制器及其有關(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。

PLC具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。在可預(yù)見的將來(lái)，PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制特別是順序控制中將占據(jù)主導(dǎo)地位。

2.PLC 的總體外部接線設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的輔助電氣控制系統(tǒng)的系統(tǒng)有兩個(gè)輸入，兩個(gè)報(bào)警輸出；冷卻系統(tǒng)也有兩個(gè)輸入，兩個(gè)報(bào)警輸出；照明和信號(hào)燈系統(tǒng)有一個(gè)輸入，四個(gè)輸出。

3.與冷卻控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

機(jī)床和冷卻系統(tǒng)的較好設(shè)計(jì)，是非常重要的。對(duì)于各種機(jī)械設(shè)施的保養(yǎng)、維修、使用都有著十分重要的作用。但是在與冷卻系統(tǒng)的電氣控制方面，依然存在一些問(wèn)題：一是和冷卻系統(tǒng)的工作狀態(tài)監(jiān)控，這方面也是很重要的；二是設(shè)置的與冷卻的循環(huán)和補(bǔ)給容易造成浪費(fèi)，所以我們要較好地設(shè)計(jì)，這樣才能達(dá)到節(jié)約資源，不浪費(fèi)的目的，一方面為自己的企業(yè)，另一方面也為了國(guó)家的能源。

與冷卻系統(tǒng)的電氣控制原理分為兩部分：電機(jī)控制和 PLC 控制。

當(dāng)系統(tǒng)準(zhǔn)備好之后，計(jì)算機(jī)數(shù)字控制（CNC）系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)，使得系統(tǒng)開始工作，首次15s后，電機(jī)停止工作。

當(dāng)壓力開關(guān)接通時(shí)，開始計(jì)時(shí) 25min，計(jì)時(shí)完成后，壓力開關(guān)斷開，冷卻電機(jī)在此工作15s，并循環(huán)工作。同時(shí)設(shè)定X7 為電機(jī)過(guò)載，X10為冷卻電機(jī)過(guò)載，X9為油不足，X11 為冷卻液不足開關(guān)信號(hào)。當(dāng)這些信號(hào)有效時(shí)則系統(tǒng)會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

工作過(guò)程可以這樣描述：首先通過(guò)兩個(gè)相互作用的時(shí)間繼電器T，實(shí)現(xiàn)冷卻的工作時(shí)的間隙工作；再使用PLC 準(zhǔn)備好信號(hào)，使特殊繼電器 M8001為1，開始首次冷卻；首次冷卻結(jié)束后，當(dāng)壓力開關(guān)閉合時(shí)，中間繼電器 M1開始工作，使得系統(tǒng)再次工作；15s后使得時(shí)間繼電器T2為1，當(dāng)壓力開關(guān)斷開時(shí)，中間繼電器T3為1，M1停止工作，延時(shí)25min后，再次運(yùn)轉(zhuǎn)。由此完成系統(tǒng)的周期動(dòng)作。然后再通過(guò)X7，X8，X10，X11實(shí)現(xiàn)冷卻系統(tǒng)的報(bào)警和手動(dòng)控制。

4.照明與信號(hào)燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)

數(shù)控機(jī)床要求照明系統(tǒng)在開機(jī)的時(shí)候立即打開，并且在控制柜里面的照明系統(tǒng)是在打開控制柜的時(shí)候開啟，關(guān)上電柜箱門的時(shí)候關(guān)閉。而信號(hào)指示燈主要是開機(jī)時(shí)亮黃燈（表示系統(tǒng)準(zhǔn)備好），系統(tǒng)緊急停止，或者報(bào)警的時(shí)候亮紅燈，而系統(tǒng)正常運(yùn)行的時(shí)候是亮綠燈。

5.總結(jié)

數(shù)控機(jī)床是現(xiàn)在制造工業(yè)的核心母機(jī)，數(shù)控系統(tǒng)又是數(shù)控機(jī)床的核心，而數(shù)控機(jī)床的電氣控制系統(tǒng)是數(shù)控系統(tǒng)可靠性能的保障，可以說(shuō)數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的優(yōu)劣，決定了控制系統(tǒng)的性能。機(jī)床電氣控制系統(tǒng)包括機(jī)床供配電系統(tǒng)、主軸控制系統(tǒng)、進(jìn)給軸控制系統(tǒng)及其他的輔助設(shè)備控制系統(tǒng)。機(jī)床輔助設(shè)備的控制，包括冷卻系統(tǒng)、系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、換刀系統(tǒng)、自動(dòng)對(duì)刀等。另外，機(jī)床在工作過(guò)程中無(wú)可避免地都會(huì)發(fā)生磨損，為提高機(jī)床的加工精度，延長(zhǎng)機(jī)床的使用壽命，機(jī)床和冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，調(diào)試和保養(yǎng)至關(guān)重要。本文著重講述了 PLC在冷卻、系統(tǒng)和照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)：

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篇8

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；PLC；應(yīng)用

1 概述

數(shù)控機(jī)床在機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)中起到了關(guān)鍵作用，通過(guò)數(shù)控機(jī)床的合理化應(yīng)用，使機(jī)械零件的生產(chǎn)效率和質(zhì)量得以保障，從而使整個(gè)生產(chǎn)的流程能順暢的進(jìn)行，提高生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。在傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)應(yīng)用中，在某些方面還存在著不足，現(xiàn)將PLC技術(shù)應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)中，提高了機(jī)床的整體生產(chǎn)效率。

2 PLC特征體現(xiàn)及應(yīng)用流程分析

2.1 PLC特征體現(xiàn)分析

PLC是可編程控制器的簡(jiǎn)稱，它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，可用來(lái)在執(zhí)行邏輯運(yùn)算和順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的設(shè)備，通過(guò)輸入輸出接口電路，控制各種類型的機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程。其特點(diǎn)是體積小、重量輕[1]、抗干擾能力強(qiáng)。這些特征使得PLC在機(jī)械設(shè)備中易于裝配，能有效地實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化。

隨著PLC控制技術(shù)的不斷普及，能夠?qū)⑵湓诙鄻踊姎饪刂茍?chǎng)合當(dāng)中加以應(yīng)用，在當(dāng)前的可編輯控制器的應(yīng)用上，其自身的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力愈來(lái)愈強(qiáng)，并在整個(gè)數(shù)字控制的領(lǐng)域當(dāng)中都能得以有效應(yīng)用，發(fā)展至今已經(jīng)在位置和溫度控制等多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

另外，PLC技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用中，有著比較強(qiáng)的抗干擾能力。這一技術(shù)的應(yīng)用主要是通過(guò)大規(guī)模集成電路技術(shù)，通過(guò)抗干擾處理技術(shù)的應(yīng)用使得其工作可靠性較強(qiáng)。同時(shí)這一技術(shù)在硬件故障的自動(dòng)檢測(cè)功能上也比較突出，PLC檢測(cè)到故障之后就能夠發(fā)出警報(bào)，這樣就使得控制系統(tǒng)的效率水平得到了有效提升。

除此之外，PLC技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用中，其維護(hù)以及改造都相對(duì)比較方便，只需要簡(jiǎn)單地調(diào)整程序設(shè)計(jì)，就能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝的改變。在這些優(yōu)勢(shì)的作用下就使得這一技術(shù)的應(yīng)用愈來(lái)愈普遍化。

2.2 PLC的應(yīng)用流程分析

在PLC技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，按照相應(yīng)的工藝流程編寫控制程序，使控制系統(tǒng)發(fā)揮積極的作用。對(duì)控制系統(tǒng)的分析，既要對(duì)被控對(duì)象的相關(guān)要求得以有效滿足，還要加強(qiáng)對(duì)工作現(xiàn)場(chǎng)的理論研究等，才能制定有效的控制方案。在PLC技術(shù)的具體應(yīng)用中，首先進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)信息的輸入，這就要求能在系統(tǒng)軟件的控制作用基礎(chǔ)上，依照著相應(yīng)的順序?qū)斎朦c(diǎn)實(shí)施掃描，對(duì)其輸入點(diǎn)狀態(tài)進(jìn)行讀取[2]。然后就是執(zhí)行程序，對(duì)輸入點(diǎn)的狀態(tài)進(jìn)行邏輯運(yùn)算。最后將邏輯運(yùn)算結(jié)果送到輸出端進(jìn)行輸出控制。通過(guò)PLC循環(huán)掃描的工作特性，能確保設(shè)備高效運(yùn)行。

3 PLC在數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)

3.1 PLC在數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)的應(yīng)用

將PLC在數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)當(dāng)中加以應(yīng)用，就要注重幾個(gè)方面的問(wèn)題。首先要對(duì)數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)有充分的了解。數(shù)控機(jī)床主要是通過(guò)機(jī)械和電氣部分所構(gòu)成，所以在進(jìn)行PLC技術(shù)應(yīng)用的時(shí)候，要對(duì)這些層面加以詳細(xì)考慮，使得PLC控制能按照邏輯條件實(shí)施順序動(dòng)作[3]。由于數(shù)控機(jī)床是高效率、高精度的機(jī)械控制設(shè)備，故此，在對(duì)PLC技術(shù)的應(yīng)用最為重要的目標(biāo)就是其穩(wěn)定性要能得以保障。

在具體的應(yīng)用過(guò)程中PLC是控制系統(tǒng)的核心，在其硬件方面主要是通過(guò)分布式結(jié)構(gòu)所構(gòu)成。在系統(tǒng)控制中通過(guò)人機(jī)界面對(duì)程序參數(shù)加以修改或設(shè)定等。將PLC和數(shù)控機(jī)床進(jìn)行連接過(guò)程中，可通過(guò)外電路連接的方法，在數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)I/O口發(fā)出控制指令，這樣就使得PLC輸入端無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)通斷，從而就能實(shí)現(xiàn)強(qiáng)電控制邏輯。在對(duì)相關(guān)的程序進(jìn)行設(shè)計(jì)操作過(guò)程中，PLC通過(guò)編程器來(lái)輸入相應(yīng)的程序，這樣就能有效實(shí)現(xiàn)控制目的，這一控制系統(tǒng)的工作由于是循環(huán)性的，在對(duì)程序的執(zhí)行效率上也比較強(qiáng)。還有是在軟件故障檢測(cè)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，主要是在硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上采取軟件檢測(cè)外部形成的開關(guān)狀態(tài)，在行程開關(guān)失效之后也能在相應(yīng)的程序下執(zhí)行對(duì)機(jī)床的運(yùn)行起到控制作用。

PLC的梯形圖編程法在數(shù)控系統(tǒng)中的應(yīng)用比較突出，主要體現(xiàn)在檢測(cè)功能以及顯示功能上。梯形圖編程法能夠?qū)?shù)控機(jī)床的工作情況、坐標(biāo)位置和機(jī)床的參數(shù)等信息加以傳遞[4]。也能把數(shù)控機(jī)床的接口電路狀態(tài)以及內(nèi)部繼電器的工作狀態(tài)等直觀地顯示出來(lái)，并能根據(jù)梯形圖對(duì)控制邏輯設(shè)施故障進(jìn)行分析，極大地提高了控制系統(tǒng)的運(yùn)行及維護(hù)效率。

PLC技術(shù)能夠和數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機(jī)床間進(jìn)行信息的交換。數(shù)控機(jī)床可編程控制器在數(shù)控機(jī)床間的信息交換主要是在編程控制器PLC以及CNC之間實(shí)現(xiàn)的信息交換，在這一過(guò)程中就分成幾個(gè)方面：從機(jī)床到PLC的信息交換，主要是將機(jī)床側(cè)的I/O接口單元的信號(hào)傳遞給PLC，通過(guò)PLC的邏輯運(yùn)算功能實(shí)現(xiàn)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)控制；從機(jī)床到機(jī)床間的信息交換，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線的數(shù)據(jù)傳輸方式，實(shí)現(xiàn)機(jī)床間的數(shù)據(jù)共享并形成多機(jī)床聯(lián)合加工。

3.2 PLC在數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)的應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)

我國(guó)是機(jī)械制造大國(guó)，在對(duì)數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用規(guī)模上也比較大，只有充分的注重?cái)?shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)優(yōu)化，對(duì)新技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行加強(qiáng)，就能保障整體的生產(chǎn)效率水平的提升。從目前我國(guó)對(duì)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用情況來(lái)看，在諸多方面還需要進(jìn)一步加強(qiáng)，在對(duì)PLC的技術(shù)應(yīng)用方面，要注重對(duì)其選擇的科學(xué)性，這樣才能起到積極的作用，才能在高精度的控制上得以保障，對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)水平才能有效的提升。

進(jìn)入到新的發(fā)展時(shí)代，PLC技術(shù)在數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)的應(yīng)用將會(huì)得到進(jìn)一步的提升。隨著PLC技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)多任務(wù)功能、互聯(lián)網(wǎng)+、小型化、模塊化、功能化提出了更新的要求。PLC技術(shù)在高速處理能力會(huì)進(jìn)一步的加強(qiáng)，對(duì)集成化的軟件應(yīng)用將得到大力的發(fā)展，信息技術(shù)在可編程序控制器中的應(yīng)用會(huì)愈來(lái)愈強(qiáng)，一些微型的可編程序控制器將會(huì)在未來(lái)的發(fā)展中占據(jù)主導(dǎo)地位。

4 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，對(duì)于當(dāng)前我國(guó)的數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀，要能從多方面加以重視，將PLC技術(shù)應(yīng)用在數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)中，能將整體的控制效率和控制質(zhì)量有效提高。數(shù)字技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域的應(yīng)用比較廣泛，而PLC技術(shù)的應(yīng)用使得其應(yīng)用空間有了進(jìn)一步的提升，只有充分注重對(duì)新技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用，才能對(duì)社會(huì)發(fā)展起到積極促進(jìn)作用，才能將其生產(chǎn)效率以及競(jìng)爭(zhēng)力得到有效提升。

參考文獻(xiàn)

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篇9

Abstract: NC machine is typical mechatronics product. Its fault types and causes are many. Especially the fault of feed servo system accounts for a large proportion. The article analyzed the typical fault of feed servo system, and summarized the causes and proposed resolutions.

關(guān)鍵詞：伺服系統(tǒng)；閉環(huán)；反饋

Key words: servo systems；closed loop；feedback

中圖分類號(hào)：TG519.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2011）25-0036-01

0 引言

近年來(lái)，隨著我國(guó)制造業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，數(shù)控機(jī)床應(yīng)用越來(lái)越廣，而機(jī)床故障診斷與排除工作也日益成為從業(yè)人員的主要工作內(nèi)容之一。數(shù)控機(jī)床是典型的機(jī)、電、液、光、計(jì)算機(jī)一體化的產(chǎn)品，故障種類和出現(xiàn)故障的原因復(fù)雜多變，其中又以進(jìn)給伺服系統(tǒng)的故障相對(duì)較多。故本文以典型的進(jìn)給伺服系統(tǒng)故障為例，總結(jié)、分析引起伺服系統(tǒng)故障的原因，并提出解決的思路和辦法。

1 數(shù)控機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)的工作原理

數(shù)控機(jī)床所采用進(jìn)給伺服系統(tǒng)按控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可以分為開環(huán)控制、閉環(huán)控制、半閉環(huán)控制、以及混合控制?？刂圃砜驁D如下。

從原理上說(shuō)，數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)應(yīng)包括從位置指令脈沖給定到實(shí)際位置輸出的全部環(huán)節(jié)，即包括位置控制、速度控制、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、檢測(cè)元件、機(jī)械傳動(dòng)部件等部分。但在很多系統(tǒng)中，為了制造方便，通常將伺服系統(tǒng)的位置控制部分與CNC裝置制成一體，所以，人們平時(shí)習(xí)慣上所說(shuō)的機(jī)床伺服進(jìn)給系統(tǒng)，一般是指伺服進(jìn)給系統(tǒng)的速度控制單元、伺服電動(dòng)機(jī)、檢測(cè)元器件部分，而不包括位置控制部分。

按照伺服進(jìn)給系統(tǒng)使用的伺服電動(dòng)機(jī)的類型，半閉環(huán)、閉環(huán)數(shù)控機(jī)床常用的伺服進(jìn)給系統(tǒng)可以分為起直流伺服驅(qū)動(dòng)和交流伺服驅(qū)動(dòng)兩大類。20世紀(jì)70年代至80年代的數(shù)控機(jī)床一般采用直流伺驅(qū)動(dòng)；從90年代初期起，半閉環(huán)、閉環(huán)的數(shù)控機(jī)床上多采用交流伺服驅(qū)動(dòng)。

2 進(jìn)給伺服系統(tǒng)典型的故障現(xiàn)象及診斷

數(shù)控機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)包含的環(huán)節(jié)多，是數(shù)控機(jī)床故障發(fā)生率較高的部分，但總結(jié)起來(lái)，常見的進(jìn)給伺服故障有以下幾種：

2.1 過(guò)載 通常當(dāng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的負(fù)載過(guò)大，頻繁正、反向運(yùn)動(dòng)以及傳動(dòng)鏈不良或楔鐵、導(dǎo)軌有研傷，電機(jī)動(dòng)力線接地等原因時(shí)，均會(huì)引起伺服電機(jī)電流大，電機(jī)溫度過(guò)高或電機(jī)過(guò)載報(bào)警。有時(shí)機(jī)床運(yùn)行的過(guò)程中驅(qū)動(dòng)控制單元、驅(qū)動(dòng)元件、電機(jī)本身故障也會(huì)引起過(guò)載報(bào)警。一般會(huì)在數(shù)控系統(tǒng)的顯示器上或者進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元上、指示燈或數(shù)碼管會(huì)提示驅(qū)動(dòng)單元過(guò)熱、過(guò)載、過(guò)電流等信息。

2.2 超程 當(dāng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)超過(guò)由軟件設(shè)定的軟限位或者硬限位開關(guān)位置時(shí)，就會(huì)發(fā)生超程報(bào)警，一般會(huì)在數(shù)控系統(tǒng)的顯示器上顯示報(bào)警內(nèi)容。若報(bào)警顯示硬超程，則根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的說(shuō)明書及電氣原理圖，確認(rèn)數(shù)控機(jī)床回參考點(diǎn)的方式，進(jìn)而確認(rèn)減速行程開關(guān)是否失效、編碼器是否正常、電機(jī)與絲杠連接的聯(lián)軸器是否工作正常，從而解除超程。若是軟超程，則進(jìn)入數(shù)控系統(tǒng)修改軟超程參數(shù)設(shè)置，使之生效后即可解除超程報(bào)警。

2.3 爬行 所謂爬行，是指運(yùn)動(dòng)部件周而復(fù)始的忽停忽跳、忽慢忽快的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象。一般在起動(dòng)加速段或低速進(jìn)給時(shí)，機(jī)床產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。爬行出現(xiàn)的原因主要是機(jī)械部分故障，如伺服電動(dòng)機(jī)和滾珠絲杠聯(lián)接用的聯(lián)軸器，由于聯(lián)接松動(dòng)或聯(lián)軸器本身的缺陷，如裂紋等，造成滾珠絲杠與伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)不同步；或者是導(dǎo)軌副運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)問(wèn)題（是否有雜質(zhì)或異物堵塞）。其次是由于進(jìn)給傳動(dòng)鏈的狀態(tài)不良、伺服系統(tǒng)增益低或者外加負(fù)載過(guò)大等因素也會(huì)導(dǎo)致爬行。

2.4 振動(dòng) 在進(jìn)給（尤其是低速）時(shí)，機(jī)床某軸出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象通常是由于測(cè)速信號(hào)不穩(wěn)定，如測(cè)速裝置故障、測(cè)速反饋信號(hào)干擾等；速度控制信號(hào)不穩(wěn)定或受到干擾；接線端子接觸不良，如螺釘松動(dòng)等。當(dāng)振動(dòng)發(fā)生在由正方向運(yùn)動(dòng)與反向運(yùn)動(dòng)的換向瞬間時(shí)，一般是由于進(jìn)給傳動(dòng)鏈的反向間隙或伺服系統(tǒng)增益過(guò)大所致。機(jī)床以高速運(yùn)行時(shí)，可能產(chǎn)生振動(dòng)，這時(shí)就會(huì)出現(xiàn)過(guò)流報(bào)警。機(jī)床振動(dòng)問(wèn)題一般屬于速度問(wèn)題，所以首先應(yīng)去查找速度環(huán)；而機(jī)床速度的整個(gè)調(diào)節(jié)過(guò)程是由速度調(diào)節(jié)器來(lái)完成的，即凡是與速度有關(guān)的問(wèn)題，應(yīng)該去查找速度調(diào)節(jié)器，因此振動(dòng)問(wèn)題應(yīng)查找速度調(diào)節(jié)器。主要從給定信號(hào)、反饋信號(hào)及速度調(diào)節(jié)器本身這三方面去查找故障。

2.5 伺服電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn) 數(shù)控系統(tǒng)至進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元除了速度控制信號(hào)外，還有使能控制信號(hào)，一般為DC+24V直流電壓。伺服電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，首先檢查數(shù)控系統(tǒng)是否有速度控制信號(hào)輸出；檢查使能信號(hào)是否接通。通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)的顯示器觀察I/O狀態(tài)，分析機(jī)床的PLC梯形圖（或流程圖）以確定進(jìn)給軸的起動(dòng)條件，如、冷卻等是否滿足；對(duì)帶電磁制動(dòng)的伺服電動(dòng)機(jī)，應(yīng)檢查電磁制動(dòng)是否釋放；檢查進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元故障，伺服電動(dòng)機(jī)是否故障。

2.6 位置誤差過(guò)大 當(dāng)伺服軸運(yùn)動(dòng)超過(guò)位置允差范圍時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)就會(huì)產(chǎn)生位置誤差過(guò)大的報(bào)警，包括跟隨誤差、輪廓誤差和定位誤差等。產(chǎn)生這種故障的主要原因有：系統(tǒng)設(shè)定的允許范圍??；伺服系統(tǒng)增益設(shè)置不當(dāng)；位置檢測(cè)裝置有污染或調(diào)整不當(dāng)；進(jìn)給傳動(dòng)鏈累積誤差過(guò)大：主軸箱垂直運(yùn)動(dòng)時(shí)平衡裝置（如平衡液壓缸等）不穩(wěn)。

2.7 失動(dòng)量 機(jī)械傳動(dòng)部件的間隙與松動(dòng)在數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)鏈中，常常由于傳動(dòng)元件的鍵槽與鍵之間的間隙使傳動(dòng)受到破壞，因此，除了在設(shè)計(jì)時(shí)慎重選擇鍵聯(lián)結(jié)機(jī)構(gòu)外，對(duì)加工和裝配必須進(jìn)行嚴(yán)查。在裝配滾珠絲杠時(shí)應(yīng)當(dāng)檢查軸承的預(yù)緊情況，以防止?jié)L珠絲杠的軸向竄動(dòng)，因?yàn)橛蜗兑彩钱a(chǎn)生明顯傳動(dòng)間隙的另一個(gè)原因。

篇10

1.1比較高的可靠性數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行時(shí)間都比較長(zhǎng)，生產(chǎn)任務(wù)大，這就要求數(shù)控機(jī)床要有穩(wěn)定的可靠性

所以，現(xiàn)在很多能夠提高機(jī)床運(yùn)行可靠性的技術(shù)被嵌入了數(shù)控電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)之中。機(jī)床上面的電氣零部件都是選用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)過(guò)硬的零件。

1.2系統(tǒng)的維護(hù)要具有系統(tǒng)

系統(tǒng)電氣元件中有部分元件是容易損壞的元件，這些元件在設(shè)計(jì)時(shí)要利于更換，并且這些元件的工作環(huán)境要相對(duì)簡(jiǎn)單，動(dòng)作可靠，穩(wěn)定，不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤的動(dòng)作等。

1.3在電氣系統(tǒng)穩(wěn)定，可靠的基礎(chǔ)上

技術(shù)還要有先進(jìn)性，在元器件發(fā)展過(guò)程中，要采用比較新型的電子元器件，比較選用技術(shù)先進(jìn)的，穩(wěn)定使用的電子元器件。

1.4要有較舒適的人機(jī)交換操作模式

數(shù)控機(jī)床的電氣系統(tǒng)在設(shè)計(jì)的時(shí)候要符合人體力學(xué)的原理，比如說(shuō)，控制面板的高度要符合人的平均高度，并且在操作的時(shí)候要能夠使操作者操作方便，舒服，并且操作平臺(tái)要放在顯眼的位置。比如說(shuō)急停開關(guān)，這個(gè)元件必須放在比較明顯的位置，讓操作者方便使用。

1.5要具有比較好的穩(wěn)定性

數(shù)控機(jī)床工作環(huán)境在不同的企業(yè)都不盡相同，這就需要數(shù)控機(jī)床能夠工作在比較寬的環(huán)境下。首先最重要的就是電壓要穩(wěn)定，二是目前電網(wǎng)中的噪聲干擾的問(wèn)題，這就需要電氣系統(tǒng)要有一定的抗干擾能力，但是還不能影響外部系統(tǒng)的穩(wěn)定，不能相互干擾。

1.6電氣系統(tǒng)的安全性要有保證

電器裝置的絕緣裝置要保證完整性，電氣系統(tǒng)在發(fā)生問(wèn)題時(shí)要有一個(gè)互鎖功能，要有比較可靠的接地，防護(hù)裝置要完善，同時(shí)操作人員的安全性要得到保證，這些電氣部件的防護(hù)罩要具有防塵，防油污，防水的功能，移動(dòng)比較頻繁的的電纜線要有拖鏈防護(hù)或者是安裝保護(hù)套，防止纜線折斷或短路而造成漏電故障，特別是在溫度和濕度較高的季節(jié)，要有防觸電，強(qiáng)迫風(fēng)冷，防碰傷的保護(hù)設(shè)施。

2.數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)的基本故障特點(diǎn)

(1)電氣系統(tǒng)在受到外界影響造成故障，如電柜溫度升高過(guò)快，環(huán)境溫度比較高致使有些電器元件發(fā)生損壞。

(2)故障原因明了，診斷方便是電氣系統(tǒng)故障的維修特點(diǎn)，但是出問(wèn)題的概率比較高。

(3)異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)水導(dǎo)致冷卻泵、排屑器、電動(dòng)刀架等的損壞，軸承超負(fù)荷運(yùn)行造成電機(jī)故障

(4)數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)的故障可分為以下幾類：

1)從發(fā)生的部位分為硬件故障和軟件故障；

2)從故障出現(xiàn)的偶爾性可以分為系統(tǒng)性故障和隨機(jī)性故障；

3)從故障有無(wú)指示可以分為有診斷指示故障和無(wú)診斷指示故障；

4)從故障出現(xiàn)時(shí)有無(wú)破壞可以分為破壞性故障和非破壞性故障。掌握和分析數(shù)控系統(tǒng)電氣故障數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障出現(xiàn)后，我們可以從調(diào)查、分析與診斷這三個(gè)步驟出發(fā)，對(duì)故障展開排查，找出故障的原因，具體表現(xiàn)為：

(1)詢問(wèn)檢測(cè)，當(dāng)故障發(fā)生后，現(xiàn)場(chǎng)要先保持，同時(shí)查看故障出現(xiàn)時(shí)的指示情況，觀察故障現(xiàn)象及故障產(chǎn)生的外部因素有哪些。

(2)當(dāng)檢查者到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)之后，首先需要要求當(dāng)事人敘述當(dāng)時(shí)的情況，通過(guò)當(dāng)事人的描述，可以提高判斷故障的準(zhǔn)確性。

(3)故障分析，從現(xiàn)場(chǎng)已知的故障展開分析，根據(jù)個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)分析故障肯可能產(chǎn)生的原因，最終獲得故障相關(guān)信息。

(4)故障分析完后需確定原因，必須通過(guò)診斷維護(hù)書籍和個(gè)人經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷故障發(fā)生的點(diǎn)和如何排除故障的方法。