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數控機床論文范文1

論文摘要：本文針對我國數控機床，尤其是經濟型數控機床服務的現狀，提出了構建數控機床綜合服務體系的意見，以期拋磚引玉。

我國數控機床在近十余年來已經取得了較大的發展和普及，尤其是經濟型數控機床發展更快，在一些地區和行業初步形成了規模。然而，其服務與發展相比還不相稱，明顯滯后于發展。必須建立系統的綜合服務體系，數控機床才能健康持續地發展。

數控機床是在普通機床的基礎上發展起來的，不妨先看看普通機床的服務。由于普通機床的發展和使用歷史已經悠久，很自然地形成了它的服務體系，而且已經是一個成熟的、有效的體系。正因為如此，人們習以為常，反而不覺得它的存在。如果歸納一下，這個體系至少有3個要素：

培訓上崗普通機床的操作者和調試維修人員通常都拜過師傅，由師傅帶教的。“師傅帶徒弟”就是培訓；“滿師”就是考核合格，才有資格上崗。

人員專業化“機修工”是一個常見的職業工種，已經普及和滲透到企業、社會。對于普通機床的調試、維修、保養等均有這些專職人員司職。用戶一般可以做到小修大修不出廠，有問題自我消化，很少再找生產廠的。

服務社會化其一是服務機構社會化，“機修廠”是遍布各地的常見單位，它提供各類機床的專業維修服務，且不受機床的生產廠家、型號規格的限制；其二是技術教育社會化，各級各類工科技術學校都設置機修專業，輸送合格的通用人才。另外，“師傅帶徒弟”的方式依然存在。

數控機床是典型的機電一體化產品，除普通機床作基礎外，一般配備有數控系統、自動刀架、編碼器，有的還有變頻器、自動送料裝置等，集中了機械、電子技術于一體。因而數控機床更加需要完善的、有效的、及時的服務。

然而，我國的數控機床從機床廠剛出來就有先天不足。這是因為我國的機床廠自身機械技術力量雖然較強，但是電子技術方面較弱，電子類技術人員普遍匱乏，而配套部分又恰恰最需要運用電子技術。機床廠對數控機床的服務從主觀上和客觀上都沒有做好準備，更加談不上服務體系。數控機床生產廠無法獨立承擔全面的技術服務，因而配套部分的服務依賴于配套廠就不足為奇了。這樣，一方面把服務體系割裂開來，另一方面只要用戶方面反映一點問題，機床廠就要拉上配套廠一幫人去，結果往往又是一點小問題，勞民傷財，配套廠是“有苦難言”。

數控機床的用戶，絕大部分屬于機械加工業，客觀上也有電子技術力量薄弱的問題，往往只會簡單操作而缺乏配套部分的維修知識，出現一些故障就束手無策，甚至停機待修，影響生產。中、高擋數控機床的人員配備相對還好一點，普及的經濟型數控機床的人員配備則不夠理想，不少就是普通機床的操作人員，未經過嚴格培訓考核就上機操作。大家都知道沒有經過培訓取得“汽車駕駛證”的人是嚴禁開汽車的。對于技術含量很高的數控機床（即便是經濟型）怎么能允許未經培訓考核就上崗操作呢？汽車有了故障，駕駛員大多能作前期診斷和處理，汽車修理廠也隨處可見，修理十分方便。而數控機床有了故障，自己不能處理，還只能找生產廠或配套廠。說到底，還是人們對數控機床服務的認識沒有到位，觀念沒有更新，服務體系沒有構建起來。

盡管隨著數控機床的發展，機床廠也在不斷提高和完善自己的服務，提高自身素質，強調用戶培訓，服務狀況有所改善。但是由于起點不高，認識不深，自身條件不足，還不能從根本上解決服務問題。

因此必須盡快構建與數控機床發展相適應的綜合服務體系，才能加快數控機床的發展和普及。

根據我國數控機床發展的現狀，參考其他比較成熟的服務體系，我國的數控機床的綜合服務體系在下列要點上必須達成共識：

1必須由數控機床廠主動承擔全面服務，即由機床廠承擔包括機床、配套部分在內的全部服務，改變目前機床廠和各個配套廠分散服務的狀況。因為

機床廠是產品的最終完成者，直接面對用戶，承擔全面服務是理所當然。

機床廠既然生產數控機床，對數控系統是屬于必須掌握的核心技術，沒有這個基礎是很難參與競爭的；而其他配套件如刀架、傳感器等技術對于熟悉數控技術的人來說是不難掌握的。機床廠不能長期依賴配套廠服務，否則無從提高自身素質和能力，增強競爭力。

控機床及其配套部分的技術已經比較成熟，質量穩定提高，用戶反映的問題集中在調試和維修上，由機床廠指導用戶使用和維修是最合適的。

數控機床使用中反映的問題是相互關聯和影響的，初期很難判斷問題在那個部分。如回轉刀架動作失靈，就要檢查刀架、數控系統、機床電器。如果分別由配套廠來檢查和證明自己配套部分沒有問題，或是發現問題解決了，各自的時間和費用已經浪費了。這種看似滑稽的情況，其實是經常發生的。

機床廠實行綜合的全面服務，提高服務人員技術素質后，可以精簡人員，提高效率。同時，減少配套單位的服務，也會得到相應的經濟補償，有利于降低成本。機床廠承擔全面服務后，同樣可以協調與配套單位的相互配合。

2要強調培訓考核后上崗，建立針對不同層面的培訓體系

機床廠自身要培養出一支掌握機電一體化技術的隊伍，以適應生產、檢驗、服務工作。尤其要使服務人員能獨立承擔數控機床的調試及維修工作。

機床廠要強調對用戶進行培訓，要形成制度。培訓考核合格后方可允許操作數控機床。培訓要求是使用戶能正確使用、規范操作、能處理常見故障。擁有數控機床較多的用戶，應盡量培訓出專職維修人員，能獨立排除故障，做到修理基本不出廠門。

由機床行業與教育部門協調，繼續并加強在各類大、中專學校、技工職業學校辦好機電一體化專業，為社會輸送和儲備合格人才。不斷補充和完善針對數控機床服務的內容。已經從事此項工作的，要給以再學習的機會和條件。

實踐已經證明，誰抓住了培訓誰就主動，誰就發展得快一點。數控系統生產廠家對培訓的認識和行動要早些。而只有機床廠抓住了培訓，才算是數控機床發展的關鍵！

3逐步在數控機床的用戶集中地建立數控機床維修點

可以由機床廠自己建立，也可以發動社會力量建立。把分散的數控機床維修力量集中組織起來，使數控機床的維修專業化、社會化，做到就地解決數控機床的維修和另配件供應。

數控機床論文范文2

數控機床是把電子技術、自動化技術、電機技術以及測量技術集中在一起的自動化化設備，數控機床具有精度高，效率高和柔性高這三個主要的特點。數控機床屬于過程控制裝備的一種，它需要每一時刻都要做好對設備的控制，使全部設備都可以準確的工作。需要注意的是不論哪一部分出現了故障問題都會使得機床設備停止工作，這就造成了工作的停滯，工作停滯的出現會對生產的質量和效率都受到嚴重影響。此外，特別是當設備運用于煤礦生產中時，一定要加強注意，因為數控機床正是處于工作中的關鍵崗位，如果出現故障后沒有及時的進行維修和維護，就會造成巨大的經濟損失，所以對煤礦機械的原理和裝置進行詳細的設計是很重要的。

2、數控技術特點和發現現狀

數控技術能很方便的改變加工工藝中的工藝參數，有利于新產品的研發和換批加工。能確保加工的精度減少輔助時間，從而實現一次工作完成多道復雜的加工工序。對于普通機床難以完成的零價加工，如對復雜零件和零件曲面狀的加工能高質量的完成。采用的是模塊化的工具，一方面減少了安裝和換刀的時間，另一方面又提高了工具的管理水平和提高了工具的標準化。隨著現在的微處理器的產生以及現代的SOPC技術的發展，在機械加工和和機械設備的維修檢測以及集成的程度上都有很大的提高。我國的自主創新能力不足，目前我國的數控技術只是處于對進口產品的模仿階段，在技術創新方面缺乏。歸其原因就是我們對引進的先進技術的研究不深入，最重要的是我國缺乏完善的鼓勵創新機制。還有就是我國的產品網絡程度不高，可靠性和穩定新不高。現階段我國主要的串口通訊技術和NC程序傳送技術的集成化和網絡水平有限。所以在煤礦數控技術的研究和應用的領域還有很長的路要走。

3、煤礦數控機床的結構

構成數控機床的主體結構，有控制面板、CNC裝置、伺服單元、驅動裝置和測量裝置等構成。計算機系統在煤礦機床的數控系統中占據著一個核心地位，系統通過輸入以及輸出命令的各種轉換來對數據進行處理，從而完成來對工程執行的各方面操作。在操作工程中，控制面板充當了一個人機交換的媒介，傳輸各種各樣的程序。PLC在煤礦數控機床設備中發揮著信息的交換作用，它是一個雙方面信息交換空間，不僅要實現與控制中心的信號進行交換，還要與數控機床的開關信號進行交換，所以它的信息存量特別大。信息交換的地址不能隨意的刪除或者更換，都是已經事先設計好的地址。對煤礦數控機床的設計有三個重要的模塊，分別是主傳動數控化、傳動的數控化以及對伺服進給系統三方面的設計改造。

4、煤礦機械數控機床的設計

應綜合考慮系統應用的場合，所需控制的對象以及對系統提出的基本要求這些因素之后，再選擇使用合適的CPU。8088，8086，80386，8098，80286，8096等16位機的CPU是目前我國常用的CPU芯片。有時候也選用8位機的CPU，例如8080，8031，Z80等。應用于普通數控機床改造的一般是Z80CPU以及MCS一51單片機。選擇它們主要是看重了配套芯片比較廉價，而且實用性和普及都是很強的，此外，對于它們的制造和維修也都是很方便的。這些特點使得它們完全符合改造需求。電氣控制系統的目的就是為了滿足被控對象工藝，有效的促進產品的質量和生產效率的進一步提升。在設計PLC控制系統的過程中，要按照下列原則進行。

一、堅持完整性原則，也就是說，要確保可以滿足工業生產過程和機械設備的需要。

二、經濟性原則，就是產品一經設計出可以做到簡單實用。

三、可靠性原則，就是PLC控制系統在設計完成后可以穩定可靠的運行。

四、發展性原則，就是對現在已有的生產工藝進行全面的檢查后給未來的發展留出一定的空間。

通過機床的傳動實現不同的工件在不同的速度下運行時的協調。傳動的性能會對零件的質量和生產效率產生很大的影響，在設計中還要考慮其經濟性，利用原來的電動機拖動機床的傳動，達到機床的正常高效率運行。在加工的設計中，考慮到變換了切削轉矩以及機床電壓，會使得電機轉速也發生變化，使得生產精度提高，其影響會直接反應在零件的表面生產。在主軸的設計中應加入變頻調速系統，用來完成機械換擋。傳動系統主要是將接受系統的指令傳輸給傳送系統需要進行工作的部分。驅動系統會根據指令進行相應設定的工作，之后會進行機械的加工處理，從而生產出符合規定要求的零件。對于精度要求很高的參數設置需要依據傳動要求進行相應的設定，同時，開環控制是對驅動系統進行改造的過程中不可缺少的環節。當現代機床與傳統的進行比較時可以發現，現代機床具有更高的穩定性，而且自身發生故障的可能性越來越低，工作中出現的故障也大多是由于人為操作失誤所引起。數控機床都是由機械和電氣等多方面的程序構成，維修人員要從內到外仔細的檢查，最大限度的排除因為隨意的卸載造成的機床性能降低。此外，對于參數的設置也要能夠起到將滾珠絲杠螺母副之間的軸向間隙減小甚至消除的作用，這樣的操作可以更加有效地提高傳動的剛度。在設計中，對數據庫的整理也是很有必要的，它是遠程數據庫的基礎，網絡數據庫是將數據和資源實現共享的核心技術，然后經過本地計算機的處理完成數據的存貯和查詢。

5、煤礦數控機床伺服系統設計

數控機床的伺服系統有三種，即開環，半閉環和閉環三種。其中閉環的控制方案的優點很多也很突出，閉環的系統的機床精度很高，在補償機械運動中的誤差小，能減小甚至消除干擾與間隙等因素對精度的影響。但是閉環系統的機構較其他系統復雜，使用技術難度較大，對該系統的調試和維修困難，再有就是生產的造價高，在實際的生產過程中使用閉環的控制系統沒有太大的必要性。ActiveX的其實就是一個開放的平臺。其工作內容就是給程序的開發人員和用戶，還有Web生產廠商提供在互聯網創建程序集成過程中的方向。ActiveX服務器控件能把所有的能執行的代碼還有程序融入到該服務器系統之中，并嵌入到Web中，讓用戶能通過網絡就能得到想要的程序，不需要遠程的客戶端就能進行遠程的執行。

6、總結

數控機床論文范文3

隨著計算機技術的高速發展，傳統的制造業開始了根本性變革，各工業發達國家投入巨資，對現代制造技術進行探討開發，提出了全新的制造模式。在現代制造系統中，數控技術是關鍵技術，它集微電子electron、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術于一體，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點，對制造業實現柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的運用。目前，數控技術正在發生根本性變革，由專用型封閉式開環控制模式向通用型開放式實時動態全閉環控制模式發展。在集成化基礎上，數控系統實現了超薄型、超小型化；在智能化基礎上，綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經網絡等多學科技術，數控系統實現了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調節與補償各項參數，實現了在線診斷和智能化故障處理；在網絡化基礎上，CAD/CAM與數控系統集成為一體，機床聯網，實現了中央集中控制的群控加工。

長期以來，我國的數控系統為傳統的封閉式體系結構，CNC只能作為非智能的機床運動控制器。加工過程變量根據經驗以固定參數形式事先設定，加工程序在實際加工前用手工方式或通過CAD/CAM及自動編程系統進行編制。CAD/CAM和CNC之間沒有反饋控制環節，整個制造過程中CNC只是一個封閉式的開環執行機構。在復雜環境(environment)以及多變條件下，加工過程中的刀具組合、工件材料、主軸轉速、進給速率、刀具軌跡、切削深度、步長、加工余量等加工參數，無法在現場環境(environment)下根據外部干擾和隨機因素實時動態調整，更無法通過反饋控制環節隨機修正CAD/CAM中的設定量，因而影響CNC的工作效率和產品加工質量。由此可見，傳統CNC系統的這種固定程序控制模式和封閉式體系結構，限制了CNC向多變量智能化控制發展，已不適應日益復雜的制造過程，因此，對數控技術實行變革勢在必行。

2.數控機床發展趨勢

2.1性能發展方向

2.1.1高速高精高效化速度、精度和效率是機械制造技術的關鍵性能指標。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統以及帶高分辨率絕對式檢測元件的交流數字伺服系統，同時采取了改善機床動態、靜態特性等有效措施，機床的高速高精高效化已大大提高。

2.1.2柔性化包含兩方面：數控系統本身的柔性，數控系統采用模塊化設計，功能覆蓋面大，可裁剪性強，便于滿足不同用戶的需求；群控系統的柔性，同一群控系統能依據不同生產流程的要求，使物料流和信息流自動進行動態調整，從而最大限度地發揮群控系統的效能。

2.1.3工藝復合性和多軸化以減少工序、輔助時間為主要目的的復合加工，正朝著多軸、多系列控制功能方向發展。數控機床的工藝復合化是指工件在一臺機床上一次裝夾后，通過自動換刀、旋轉主軸頭或轉臺等各種措施，完成多工序、多表面的復合加工。數控技術軸，西門子880系統控制軸數可達24軸。

2.1.4實時智能化早期的實時系統通常針對相對簡單的理想環境(environment)，其運用是如何調度任務，以確保任務在規定期限內完成。而人工智能則試圖用計算模型實現人類的各種智能行為。科學技術發展到今天，實時系統和人工智能相互結合，人工智能正向著具有實時響應的、更現實的領域發展，而實時系統也朝著具有智能行為的、更加復雜的應用發展，由此產生了實時智能控制這一新的領域。在數控技術領域，實時智能控制的探討和應用正沿著幾個主要分支發展：自適應控制、模糊控制、神經網絡控制、專家控制、學習控制、前饋控制等。例如在數控系統中配備編程專家系統、故障診斷專家系統、參數自動設定和刀具自動管理(manage)及補償等自適應調節系統，在高速加工時的綜合運動控制中引入提前預測和預算功能、動態前饋功能，在壓力、溫度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使數控系統的控制性能大大提高，從而達到最佳控制的目的。

2.2功能發展方向

2.2.1用戶界面圖形化用戶界面是數控系統與使用者之間的對話接口。由于不同用戶對界面的要求不同，因而開發用戶界面的工作量極大，用戶界面成為計算機(computer)軟件研制中最困難的部分之一。當前INTERNET、虛擬現實、科學計算可視化及多媒體等技術也對用戶界面提出了更高要求。圖形用戶界面極大地方便了非專業用戶的使用，人們可以通過窗口和菜單進行操作，便于藍圖編程和快速編程、三維彩色立體動態圖形顯示、圖形模擬、圖形動態跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實現。

2.2.2科學計算可視化科學計算可視化可用于高效處理數據和解釋數據，使信息交流不再局限于用文字和語言表達，而可以直接使用圖形、圖像、動畫等可視信息。可視化技術與虛擬環境(environment)技術相結合，進一步拓寬了應用領域，如無圖紙設計、虛擬樣機技術等，這對縮短產品設計周期、提高產品質量、降低產品成本具有重要意義。在數控技術領域，可視化技術可用于CAD/CAM，如自動編程設計、參數自動設定、刀具補償和刀具管理(manage)數據的動態處理和顯示以及加工過程的可視化仿真演示等。

2.2.3插補和補償方式多樣化多種插補方式如直線插補、圓弧插補、圓柱插補、空間橢圓曲面插補、螺紋插補、極坐標插補、2D+2螺旋插補、NANO插補、NURBS插補(非均勻有理B樣條插補)、樣條插補(A、B、C樣條)、多項式插補等。多種補償功能如間隙補償、垂直度補償、象限誤差補償、螺距和測量系統誤差補償、與速度相關的前饋補償、溫度補償、帶平滑接近和退出以及相反點計算的刀具半徑補償等。

2.2.4內裝高性能PLC數控系統內裝高性能PLC控制模塊，可直接用梯形圖或高級語言編程，具有直觀的在線調試和在線幫助功能。編程工具中包含用于車床銑床的標準PLC用戶程序實例，用戶可在標準PLC用戶程序基礎上進行編輯修改，從而方便地建立自己的應用程序。

2.2.5多媒體技術應用多媒體技術集計算機(computer)、聲像和通信（communicate）技術于一體，使計算機(computer)具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。在數控技術領域，應用多媒體技術可以做到信息處理綜合化、智能化，在實時監控系統和生產現場設備的故障診斷、生產過程參數監測等方面有著重大的應用價值。

2.3體系結構的發展

2.3.1集成化采用高度集成化CPU、RISC芯片和大規模可編程集成電路FPGA、EPLD、CPLD以及專用集成電路ASIC芯片，可提高數控系統的集成度和軟硬件運行速度。應用FPD平板顯示技術，可提高顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、重量輕、體積小、功耗低、便于攜帶等優點，可實現超大尺寸顯示，成為和CRT抗衡的新興顯示技術，是21世紀顯示技術的主流。應用先進封裝和互連技術，將半導體和表面安裝技術融為一體。通過提高集成電路密度、減少互連長度和數量來降低產品價格，改進性能，減小組件尺寸，提高系統的可*性。

2.3.2模塊化硬件模塊化易于實現數控系統的集成化和標準化。根據不同的功能需求，將基本模塊，如CPU、存儲器、位置伺服、PLC、輸入輸出接口、通訊等模塊，作成標準的系列化產品，通過積木方式進行功能裁剪和模塊數量的增減，構成不同檔次的數控系統。

2.3.3網絡化機床聯網可進行遠程控制和無人化操作。通過機床聯網，可在任何一臺機床上對其它機床進行編程、設定、操作、運行，不同機床的畫面可同時顯示在每一臺機床的屏幕上。

3.存在的問題及相關解決方法深度思考

3.1不斷加強技術創新是提高國產數控機床水平的關鍵國產數控機床缺乏核心技術，從高性能數控系統到關鍵功能部件基本都依賴進口，即使近幾年有些國內制造商艱難地創出了自己的品牌，但其產品的功能、性能的可*性仍然與國外產品有一定差距。近幾年國產數控機床制造商通過技術引進、海內外并購重組以及國外采購等獲得了一些先進數控技術，但缺乏對機床結構與精度、可*性、人性化設計等基礎性技術的研究，忽視了自主開發能力的培育，國產數控機床的技術水平、性能和質量與國外還有較大差距，同樣難以得到大多數用戶的認可。

3.2制造水平與管理手段依然落后一些國產數控機床制造商不夠重視整體工藝與制造水平的提高，加工手段基本以普通機床與低效刀具為主，裝配調試完全*手工，加工質量在生產進度的緊逼下不能得到穩定與提高。另外很多國產數控機床制造商的生產管理依然沿用原始的手工臺賬管理方式，工藝水平和管理效率低下使得企業無法形成足夠生產規模。如國外機床制造商能做到每周裝調出產品，而國內的生產周期過長且很難控制。因此我們在引進技術的同時應注意加強自身工藝技術改造和管理水平的提升。

3.3服務水平與能力欠缺也是影響國產數控機床占有率的一個重要因素由于數控機床產業發展迅速，一部分企業不顧長遠利益，對提高自身的綜合服務水平不夠重視，甚至對服務缺乏真正的理解，只注重推銷而不注重售前與售后服務。有些企業派出的人員對生產的數控機床缺乏足夠了解，不會使用或使用不好數控機床，更不能指導用戶使用好機床;有的對先進高效刀具缺乏基本了解，不能提供較好的工藝解決方案，用戶自然對制造商缺乏信心。制造商的服務應從研究用戶的加工產品、工藝、生產類型、質量要求入手，幫助用戶進行設備選型，推薦先進工藝與工輔具，配備專業的培訓人員和良好的培訓環境，幫助用戶發揮機床的最大效益、加工出高質量的最終產品，這樣才能逐步得到用戶的認同，提高國產數控機床的市場占有率。

3.4加大數控專業人才的培養力度從我國數控機床的發展形式來看需要三種層次的數控技術人才：第一種是熟悉數控機床的操作及加工工藝、懂得簡單的機床維護、能夠進行手工或自動編程的車間技術操作人員;第二種是熟悉數控機床機械結構及數控系統軟硬件知識的中級人才，要掌握復雜模具的設計和制造知識，能夠熟練應用UG、PRO/E等CAD/CAM軟件，同時有扎實的專業理論知識、較高的英語水平并積累了大量的實踐經驗;第三種是精通數控機床結構設計以及數控系統電氣設計、能夠進行數控機床產品開發及技術創新的數控技術高級人才。我國應根據需要有目標的加大人才培養力度，為我國的數控機床產業提供強大的技術人才支撐

參考文獻

（1）王愛玲教授主編的系列教材《現代數控技術系列》（六本）(①《現代數控原理及系統》②《現代數控機床伺服及檢測技術》③《現代數控編程技術及應用》④《現代數控機床故障診斷及維修》、⑤《現代數控機床操作技術教程》⑥《現代數控機床》)，2002年1月國防工業出版社出版以來，2004年已3次印刷，2005年1月再版。

（2）李郝林主編：《機床數控技術》，機械工業出版社出版，2002年9月第1版；

（3）宋本基主編：《數控機床》，哈爾濱工程大學出版，1999年3月第1版；

（4）王永章等主編：《數控技術》，高等教育出版社，2003年4月第2次印刷；

（5）朱曉春主編.數控技術[M].機械工業出版社，2006年9月；

（6）馮志剛主編.數控宏程序編程方法、技巧與實例[M].機械工業出版社，2007年7月。

摘要

數控機床論文范文4

一、直觀法

維修人員通過故障發生時的各種光、聲、味等異常現象的觀察，認真察看系統的各個部分，將故障范圍縮小到一個模塊或一塊印刷線路板。

例1:數控機床加工過程中，突然出現停機。打開數控柜檢查發現Y軸電機主電路保險管燒壞，經仔細觀察，檢查與Y軸有關的部件，最后發現Y軸電機動力線外皮被硬物劃傷，損傷處碰到機床外殼上，造成短路燒斷保險，更換Y軸電機動力線后，故障消除，機床恢復正常。

二、自診斷功能法

數控系統的自診斷功能，已經成為衡量數控系統性能特性的重要指標，數控系統的自診斷功能隨時監視數控系統的工作狀態。一旦發生異常情況，立即在CRT上顯示報警信息或用發光二極管指示故障的大致起因，這是維修中最有效的一種方法。

例2:AX15Z數控車床，配置FANUC10TE—F系統，故障顯示:

FS10TE1399B

ROMTEST：END

RAMTEST：

CRT的顯示表明ROM測試通過，RAM測試未能通過。RAM測試未能通過，不一定是RAM故障，可能是RAM中參數丟失或電池接觸不良一起的參數丟失，經檢查故障原因是由于更換電池后電池接觸不良，所以一開機就出現上述故障現象。

三、功能程序測試法

功能程序測試法就是將數控系統的常用功能和特殊功能用手工編程或自動編程的方法，編制成一個功能測試程序，送入數控系統，然后讓數控系統運行這個測試程序，借以檢查機床執行這些功能的準確性和可靠性，進而判斷出故障發生的可能原因。

例3:采用FANUC6M系統的一臺數控銑床，在對工件進行曲線加工時出現爬行現象，用自編的功能測試程序，機床能順利運行完成各種預定動作，說明機床數控系統工作正常，于是對所用曲線加工程序進行檢查，發現在編程時采用了G61指令，即每加工一段就要進行1次到未停止檢查，從而使機床出現爬行現象，將G61指令改用G64(連續切削方式)指令代替之后，爬行現象就消除了

四、交換法

所謂交換法就是在分析出故障大致起因的情況下，利用備用的印刷線路板、模板、集成電路芯片或元件替換有疑點的部分，從而把故障范圍縮小到印刷線路板或芯片一級。

例4:TH6350加工中心旋轉工作臺抬起后旋轉不止，且無減速，無任何報警信號出現。對這種故障，可能是由于旋轉工件臺的簡易位控器故障造成的，為進一步證實故障部位，考慮到該加工中心的刀庫的簡易位控器與轉臺的基本一樣。于是采用交換法進行檢查，交換刀庫與轉臺的位控器后，并按轉臺位控器的設定對刀庫位控器進行了重新設定，交換后，刀庫則出現旋轉不止，而轉臺運行正常，證實了故障確實出在轉臺的位控器上。

五、原理分析法

根據CNC組成原理，從邏輯上分析各點的邏輯電平和特征參數，從系統各部件的工作原理著手進行分析和判斷，確定故障部位的維修方法。這種方法的運用，要求維修人員對整個系統或每個部件的工作原理都有清楚的、較深的了解，才可能對故障部位進行定位。

例5:PNE710數控車床出現Y軸進給失控，無論是點動或是程序進給，導軌一旦移動起來就不能停下來，直到按下緊急停止為止。

根據數控系統位置控制的基本原理，可以確定故障出在X軸的位置環上，并很可能是位置反饋信號丟失，這樣，一旦數控裝置給出進給量的指令位置，反饋的實際位置始終為零，位置誤差始終不能消除，導致機床進給的失控，拆下位置測量裝置脈沖編碼器進行檢查，發現編碼器里燈絲已斷，導致無反饋輸入信號，更換Y軸編碼器后，故障排除。

六、參數檢查法

數控系統發現故障時應及時核對系統參數，系統參數的變化會直接影響到機床的性能，甚至使機床不能正常工作，出現故障，參數通常存放在磁泡存儲器或由電池保持的CMOSRAM中，一旦外界干擾或電池電壓不足，會使系統參數丟失或發生變化而引起混亂現象，通過核對，修正參數，就能排除故障。

例6:G18CP4數控磨床，數控系統是FANUC11M系統，故障現象使機床不能工作，CRT顯示器無任何報警信息。

檢查機床各部分，發現CNC裝置及CNC與各接口的連接單元都是好的，最后分析是由于外部干擾引起磁泡存儲器內存儲數據混亂而造成的，因此，對磁泡存儲器存儲內容進行了全部清除，重新按手冊送入數控系統各種參數后，數控機床即恢復正常。除了上面介紹的幾種檢查方法外，還有測量比較法、敲擊法、局部升溫法，電壓拉編法及開環檢測法等，這些方法各有特點，維修時應根據故障現象，常常同時采用幾種方法，靈活運用，對故障進行綜合分析逐步縮小故障范圍，以達到排除故障的目的。

線切割機床常見故障

故障現象可能原因排除方法

1.貯絲筒不換向，導致機器總停。行程開關SQ3或SQ2損壞。

換行程開關SQ3或SQ2。

2.貯線筒在換向時常停轉。

1.電極線太松；

2.斷絲保護電路故障。1.緊電極絲；

2.換斷絲保護繼電器。

3.絲筒不轉（按下走絲開按

鈕SB1無反應）。

1.外電源無電壓；

2.電阻R1燒斷；

3.橋式整流器VC損壞，造成保

險絲FU1熔斷。1.檢查外電源并排除；

2.更換電阻R1；

3.更換整流器VC，保險絲FU1。

4.絲筒不轉（走絲電壓有指

示且較正常工作時高）。1.碳刷磨損或轉子污垢；

2.電機M電源進線斷。1.更換碳刷、清潔電機轉子；

2.檢查進線并排除。

5.工作燈不亮。保險絲FU2斷更換保險絲FU2。

6.工作液泵不轉或轉速慢。1.液泵工作接觸器KM3不吸合；

2.工作液泵電容損壞或容量減

少；1.按下SB4，KM3線包二端若有

115V電壓，則更換KM3，若

無115V電壓，檢查控制KM3

線包電路；

2.換同規格電容或并上一只足

夠耐壓的電容

7.高頻電源正常，走絲正常，

無高頻火花（模擬運行正常

切割時不走）。1.若高頻繼電器K1不工作，則

是行程開關SQ3常閉觸點壞；

2.若高頻繼電器K1能吸合，則

是高頻繼電器觸點壞或高頻

數控機床論文范文5

關鍵詞：數控機床；故障診斷；檢測

1數控機床的故障診斷技術

①數控系統自診斷。開機自診斷數控系統在通電開機后，都要運行開機自診斷程序，對系統中關鍵的硬件和控制軟件進行檢測，并將檢測結果在CRT上顯示出來。運行自診斷運行自診斷是數控系統正常工作時，運行內部診斷程序，對系統本身、PLC、位置伺服單元以及與數控裝置相連的其他外部裝置進行自動測試、檢查，并顯示有關狀態信息和故障信息。

②在線診斷和離線診斷。在線診斷是指通過數控系統的控制程序，在系統處于正常運行狀態下，實時自動地對數控裝置、PLC控制器、伺服系統、PLC的輸入輸出和其他外部裝置進行自檢，并顯示狀態信息、故障信息。脫機診斷當數控系統出現故障時，需要停機進行檢查，這就是脫機診斷。脫機診斷的目的是修復系統的錯誤和定位故障，將故障定位在最小的范圍。

遠程診斷實現遠程診斷的數控系統，必須具備計算機網絡功能。因此，遠程診斷是近幾年發展起來的一種新型的診斷技術。數控機床利用數控系統的網絡功能通過互聯網連接到機床制造廠家，數控機床出現故障后，通過機床廠家的專業人員遠程診斷，快速確診故障。

2數控機床故障的實用診斷方法

①診斷常用的儀器、儀表及工具萬用表－可測電阻、交、直流電壓、電流。

相序表－可檢測直流驅動裝置輸入電流的相序。轉速表－可測量伺服電動機的轉速，是檢查伺服調速系統的重要依據。鉗形電流表－可不斷線檢測電流。測振儀－是振動檢測中最常用、最基本的儀器。短路追蹤儀－可檢測電氣維修中經常碰到的短路故障現象。邏輯測試筆－可測量數字電路的脈沖、電平。IC測試儀－用于數控系統集成電路元件的檢測和篩選。工具－彈頭鉤形扳手、拉錐度平鍵工具、彈性手錘、拉卸工具等。

②診斷用技術資料主要有：數控機床電氣說明書，電氣控制原理圖，電氣連接圖，參數表，PLC程序，編程手冊，數控系統安裝與維修手冊，伺服驅動系統使用說明書等。數控機床的技術資料非常重要，必須參照機床實物認真仔細地閱讀。一旦機床發生故障，在進行分析的同時查閱相關資料。

③故障處理。故障軟故障－由調整、參數設置或操作不當引起硬故障－由數控機床（控制、檢測、驅動、液氣、機械裝置）的硬件失效引起。

故障處理對策除非出現影響設備或人身安全的緊急情況，不要立即切斷機床的電源，應保持故障現場。從機床外觀、CRT顯示的內容、主板或驅動裝置報警燈等方面進行檢查。可按系統復位鍵，觀察系統的變化，報警是否消失。如消失，說明是隨機性故障或是由操作錯誤引起的。如不能消失，把可能引起該故障的原因羅列出來，進行綜合分析、判斷，必要時進行一些檢測或試驗，達到確診故障的目的。

④數控系統故障診斷方法。直觀法（望聞問切）：問－機床的故障現象、加工狀況等看－CRT報警信息、報警指示燈、電容器等元件變形煙熏燒焦、保護器脫扣等聽－異常聲響聞－電氣元件焦糊味及其它異味摸－發熱、振動、接觸不良等。參數檢查法：參數通常是存放在RAM中，有時電池電壓不足、系統長期不通電或外部干擾都會使參數丟失或混亂，應根據故障特征，檢查和校對有關參數。隔離法：一些故障，難以區分是數控部分，還是伺服系統或機械部分造成的，常采用隔離法。同類對調法用同功能的備用板替換被懷疑有故障的模板，或將功能相同的模板或單元相互交換。功能程序測試法：將G、M、S、T、功能的全部指令編寫一些小程序，在診斷故障時運行這些程序，即可判斷功能的缺失。

⑤故障診斷應遵循的原則。第一，先外部后內部數控機床的檢修要求維修人員掌握先外部后內部的原則，由外向內逐一進行檢查排除。第二，先機械后電氣首先檢查機械是否正常，行程開關是否靈活，氣動液壓部分是否正常等，在故障檢修之前，首先注意排除機械的故障。第三，先靜后動維修人員本身要做到先靜后動。首先詢問機床操作人員故障發生的過程及狀態，查閱機床說明書、圖紙資料，進行分析后，才可動手查找和處理故障。

數控機床是現代化企業進行生產的一種重要物質基礎，是完成生產過程的重要技術手段，強化管理是關鍵，“防”與“治”的結合是解決數控機床“使用難、維修難”的唯一途徑。

參考文獻：

數控機床論文范文6

高職教育的目標是培養技能型、應用型人才，突出適用性和針對性，重在培養實際應用和操作能力，“以服務為宗旨，以就業為導向”是其教育方針。本課程是專業培養的最后課程，前導課程比較多，具有實踐性強、理論教學難度大、知識面涉及廣、師資培養和設備投資多的特點，而且高職學生普遍存在理論知識基礎薄弱，尤其電方面的知識對于機械學院的學生來說理解掌握難度較大。傳統的課程標準是基于學科體系架構設計的，設置單獨的實驗實訓環節，教師作為知識的壟斷者和傳播者以講授為主，學生學習是集體化和被動的。這樣，即使教師的水平再高，采用先進的教學手段如虛擬實驗室、先進故障檢測診斷設備和實驗教學用數控系統平臺等，也難以真正改變理論與實訓教學相脫節的現狀，難以充分發揮實訓設備和校企合作的作用，常會造成學非所用、學非所需、邊學邊忘、知識與能力割裂的狀況。另外，由于數控系統品牌多，技術發展迅速，不同數控系統機床在故障診斷與維修方面存在不小差異，傳統教學體系一般只以一種數控系統為主進行教學設計，缺乏方法能力的培養，難以提高學生的創造性和獨立解決問題的能力，造成學生的職業能力與企業崗位的需求脫節。傳統的課程標準已不能滿足新形式下高職教育的發展需求，本課程就是在課程改革的大環境下，用基于工作過程系統化的方法設計課程標準體系，開發融合“教學做”為一體的任務驅動的行動導向課程。

二、基于工作過程的課程改革理論研究

“以工作過程為導向”的職業教育理論源自德國的“雙元制”教育，其核心思想是從職業需要的角度出發，緊隨崗位典型工作任務需求，開發工作過程系統化的課程體系，強調教學過程與工作過程的深度融合，以崗位涵蓋的典型工作任務為載體，將理論實踐學習過程、崗位工作過程和學生職業素養培養過程結合起來，打破理論課與實踐課的界限，學生能夠在逼真的企業環境中做到邊學邊用，體現工學結合的高職教育特征。由院系領導、專業教師和教育專家組成的專業團隊與企業專家進行基于職業的深入分析，獲取足夠多的信息并提煉出專業的崗位群、能力群和一級典型任務群，建立校企合作下的課程體系群，并給出課程體系中各課程的性質、目標、地位和理念等，實現專業與行業之間的對接，落實專業的培養目標。由教育、企業和實踐方面專家進行基于工作過程的課程開發，經多維度的企業調研，對崗位群及其成長歷程和發展方向進行研討，對課程相關崗位工作過程、崗位需求和崗位技能等進行分析，結合國家職業標準，進行針對工作任務的行動領域分析，獲取一系列二級典型工作任務；由教育和企業專家對工作任務進行歸納、整理和提煉，形成若干個內部各任務相互關聯的任務集合；教師團隊和企業人員進行學習領域的分析設計，也就是基于工作過程的課程開發，得到工學結合的教學內容。學習情境的載體可以是項目、任務、案例、產品和工藝等。情境及其內部各載體按由淺入深、由易到難的順序安排，每個學習情境和情境下的各載體都有相應的能力目標。這一環節將實現課程與企業間對接，落實職業能力。由教師團隊和企業人員進行學習領域的分析設計和學習情境的設計開發，然后進行基于任務的以行動為導向的課程實施和推動改革，課程實施中要進行教學條件和教學模式開發、改進和革新，要對重要資料和經驗等進行保存，并向專業委員會和課程負責人等及時反饋相關信息用于課程調整或進一步改革。這一環節主要實現理論和實踐的融合與執行，落實培養。學習情境的開發包括5個方面，教學組織有個別教學、分組教學、開放教學、協作教學和設計教學等形式，教學組織的具體實施體現在學習活動設計上，應具有多樣性。課時安排指對每個學習情境和情境下每個項目所占課時的分配。課程評價指在學生完成課程的理論和實踐環節后給出的最后評價，采用百分制，主要依據平時項目完成的鑒定結果分、期末筆試分和學期綜合表現等。教學支持指課程實施所要具備的軟硬條件，包括教材、網絡教學、實訓設備、圖文視頻等資源，投影儀、幻燈機、網絡、虛擬平臺和計算機等教學工具，逼真的校內實訓基地、校內工廠和校外實訓基地等環境，課程專家、理論教師、實訓教師和助講組成的教學團隊，校企合作的互惠和資源共享。教學模式是實施教學的核心，分五個方面，針對每個學習項目，都要對學習者、學習需求和學習內容進行分析，然后以“六步法”的工作過程為引線進行教學策略設計。學習環境設計指學習者所需的問題情景、學習資源和認知工具設計，要考慮學校場地和宿舍、社會和家庭等因素。學習活動設計指自主學習、協作學習、學生知識與能力準備和教師指導等設計。過程控制是針對任務的每一個工作過程的教學控制，可以是觀察、口頭提問和書面問卷等，以一個或多個工作過程為單位進行鑒定，最后給出任務的綜合評價結果。

三、課程的改革與實踐

本課程的改革就是基于上述的思路逐步推進和完善的。

（一）課程定位、目標及理念

我院地處重慶市，依據地區產業特點，數控專業被我院定為重點建設專業。就業跟蹤調查結果顯示，數控專業就業崗位正從較低層次的操作工向較高層次的裝調、維修和管理等崗位遷移，本課程被列為我院數控、機設和數設專業的專業核心課，電工電子、數控加工、機械裝調、PLC在機床上應用和機床聯調等都是其先導課程，該課程為數控維修頂崗實習和獲得國家數控機床裝調維修工職業資格證書奠定基礎。按照“能力為本位，就業為導向”的職業教育思想，本課程的社會能力目標有團隊工作、交流組織協調能力、紀律性和環境保護等方面；方法能力目標有培養學習方法、邏輯思維、分析創造、信息獲取、判斷、解決問題策略和制定工作計劃能力等；專業能力含知識目標和技能目標，知識目標體現在情境目標和子任務目標上，技能目標指培養具有較高職業道德素養、掌握數控機床操作和維護、掌握常用機床維修和檢測工具儀表的使用、掌握數控機床的調試與檢測方法、掌握數控機床常見機電故障的診斷與排除，能從事數控機床裝調、維修維護工作的技能型人才。課程理念為：確定目標明確、現實可行、有教育意義的典型工作任務，在完成工作任務的過程中實現教學的能力培養目標，以學生為主體、教師為引導、體驗為先導、執行為目標，教學做一體化、學歷教育與技能認證相結合的理念方法。

（二）課程內容設計

典型工作任務體現了對象、手段、方法、組織、產品和環境6個要素，我們確定了表1所示的8個學習情境，并精選了企業典型維修案例作為項目教學任務，每個項目都具有典型性和可操作性，每個情境都對應崗位，任務設計遵循簡單到復雜。以FANUC、華中和西門子系統的機床為載體，各小組抽簽選擇載體。

（三）學習情境的設計開發

1．教學支持

經多年課程資源開發和條件建設，我院已擁有自編的精品課程教材和實訓指導書，并精選出一些同類教材作為參考，有豐富的圖片素材、視頻動畫、掛圖、電子教案和教學仿真軟件等資源，并組建了網絡課堂，含電子學習、電子作業、虛擬實驗室、電子測試批改、資料下載和視頻動畫播放等功能，有投影儀、幻燈機、局域網、攝像機和大屏幕液晶電視等教學工具，擁有國家級和多個市級稱號的校內實訓基地、FANUC應用中心、校辦工廠和工學結合教室等校內環境，與重慶長安、中國嘉陵和重慶機床集團等32家知名企業合作建立了多個校外實訓基地。擁有一個結構層次合理的教學團隊，多數教師都是雙師型，滿足了理論教學、實訓和科研的需要。

2．課程評價

本課程的最終評價由各項目總評占25%、實驗報告及課后小作業占10%、期末理論考試占45%和綜合實訓考核占20%組成，理論考試采用閉卷筆試的方式，綜合實訓考核有8個題目供6組學生抽簽選擇，每個實訓題目都細分為6個工作過程，讓組內成員抽簽選擇過程任務，按工作任務順序逐個完成并現場打分。3．教學模式教學中以工作過程導向和實踐行動內容為主，以科學性原則和理論的知識為輔，學習情境以項目任務驅動的形式進行行動導向模式教學。

（四）課程的實施

1.教學準備

項目教學開展前，要做好以下工作：

（1）分析學生的基本狀況、學習實際需求和本次學習內容，做好自評表、互評表和教師記錄表。

（2）做好學習環境、資源和認知工具的設計和準備。準備好任務中教學用的工具和設備，提前設好故障點，將相關說明書、學生用記錄表、原理和結構圖、工具、儀器儀表等分類集中擺放，讓學生自行查詢和使用。

（3）準備好任務頁、解決思路頁和聯網電腦。任務頁可發給學生，解決思路頁可供學生在討論研究之后仍有困難時備查，每看一次思路點要扣取相應分，若還未能解決，可申請詢問相關教師。

2.任務實施

按照表3所示設計的“六步法”實施教學，完成如下工作。

（1）明確任務完成場景和工作學習任務，下達任務書，告知學生資料、設備和儀器儀表的位置和不同階段的選用要求，針對項目中重要和比較難的知識和技能點進行現場集中講授，同時進行安全教育，教師可采用板書、多媒體和幻燈片等進行圖文講解。

（2）按異質分組的原則，將5～8人分成一組，由組長帶領組員先進行現場的“望、聞、問、切”，充分了解故障現象及產生過程等，查閱相關資料和記錄單。教師采用“頭腦風暴法”指導學生從機械結構、電氣控制、數控系統等不同方面進行分析，最后由學生給出任務解決、零配件和工具選用方案等，進而給出該方案的實施計劃和步驟，由組長負責填寫資訊匯總表和行動計劃表，并進行組內分工。教師在該階段也要做好過程控制、階段性鑒定、學生綜合表現記錄及問題和經驗的保存。這一階段鑒定主要由教師根據學生行為表現、提問和階段成果來給出相應分值。

（3）學生按照制定的工作計劃和任務頁的步驟要求，進行故障排查和設備調試，這一過程要求學生注意分工協調和操控安全，嚴格執行科學的方法和步驟，采用循序漸漸的策略。教師要積極巡視，及時發現問題并進行單獨或集中指導，必要時可進行引導性示范，但不能包攬，同時教師要做好該階段的控制、鑒定、記錄和保存工作。可采用教師評價與學生互評結合的鑒定方式。

（4）在項目完成之后要根據任務的驗收標準進行任務實施中關鍵點的自檢和互檢，并給出自檢和互檢的模糊評價，最后由教師給出檢查階段的終結性評價。

（5）學生計算維修成本、記錄工作過程和經驗、提交總結報告、成果展示、嘗試給出維修和保養方面更好的建議。教師要在項目結束后對項目完成情況和學生綜合表現進行總評，兼顧過程評價和結果評價。教師根據學生的階段表現記錄和最后總評，填寫項目考核表。同時，做好信息保存和反饋工作，把問題所在及時反饋給學生，把過程經驗保存下來供教學改革研究用，并由教師給出改進和修改建議。

四、改革效果與結論

（一）改革效果

本課程于2008年成功申報為重慶市高等學校市級精品課程，2009年被評選為教育部高職高專機電設備技術類專業教學指導委員會精品課程。課程改革的實踐收到了顯著效果，我院數控、機設和數設專業學生理論知識、實踐操作技能和綜合職業素質都得到大幅度提高，受到用人單位的青睞。2012和2014年分別獲得全國職業院校技能大賽高職組“數控機床裝調、維修與升級改造”項目二等獎和一等獎，2013年獲得全國職業技能大賽高職組“數控機床裝配、調試與維修”一等獎。學生就業率逐年提高，越來越多學生被用人單位錄用從事專業技術工作，并被單位部門所器重。

（二）結論與建議