時(shí)間：2023-06-02 09:57:36
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇五軸數(shù)控機(jī)床，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞：五軸；數(shù)控系統(tǒng)；數(shù)控機(jī)床
中圖分類號(hào)：TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2012）26-0112-02
機(jī)床作為當(dāng)前機(jī)械加工產(chǎn)業(yè)的主要設(shè)備，在某種意義能夠代表了一個(gè)國家的機(jī)械制造業(yè)水平的高與低，機(jī)床設(shè)備不但同家的航空工業(yè)、船舶制造、軍工產(chǎn)業(yè)、科研技術(shù)、精密器械等設(shè)備制造行業(yè)有著非常大的關(guān)系，而且還與人們的日常生活等方方面面密不可分。從某種意義上來講，如果一個(gè)國家沒有制造業(yè)的支撐，這個(gè)國家就很難真正的實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的建設(shè)。而五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床是目前世界上最先進(jìn)的機(jī)床設(shè)備，如果國家擁有五軸數(shù)控機(jī)床則象征著國家目前的機(jī)床制造業(yè)的處在世界上最先進(jìn)的水準(zhǔn)，在數(shù)控機(jī)床的制造技術(shù)上處于領(lǐng)先的地位，所以對(duì)于五軸數(shù)控機(jī)床的研制一直以來都是世界各制造大國不遺余力的研發(fā)重點(diǎn)展對(duì)象。
1 重點(diǎn)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)
1.1 高速、精密加工技術(shù)
1.2 高智能化技術(shù)
五軸機(jī)床的智能化技術(shù)將使未來發(fā)展最主要的方向之一當(dāng)前的智能數(shù)控機(jī)床的智能化技術(shù)已經(jīng)有新的突破，在數(shù)控系統(tǒng)的性能上得到了較多體現(xiàn)。如：自動(dòng)調(diào)整干涉防碰撞功能、斷電后工件自動(dòng)退出安全區(qū)斷電保護(hù)功能、加工零件檢測(cè)和自動(dòng)補(bǔ)償學(xué)習(xí)功能、高精度加工零件智能化參數(shù)選用功能、加工過程自動(dòng)消除機(jī)床震動(dòng)等功能進(jìn)入了實(shí)用化階段，智能化提升了機(jī)床的功能和品質(zhì)。未來的發(fā)展將結(jié)合電子信息技術(shù)及先進(jìn)控制理論，更大程度的提升五軸機(jī)床的職能化程度。
1.3 控制及動(dòng)作部件的改進(jìn)
數(shù)控機(jī)床的性能指標(biāo)要依靠與其主要的功能部件性能，其主要功能部件的性能好壞直接影響數(shù)控及創(chuàng)的技術(shù)參數(shù)和性能水平，所以提升功能部件性能使其不斷向高速度、高精度、大功率和智能化方向發(fā)展，并結(jié)合五軸數(shù)控機(jī)床進(jìn)行應(yīng)用，是未來數(shù)控機(jī)床獲得質(zhì)的飛躍的關(guān)鍵技術(shù)。如全數(shù)字交流伺服電機(jī)和驅(qū)動(dòng)裝置，高技術(shù)含量的電主軸、力矩電機(jī)、直線電機(jī)，高性能的直線滾動(dòng)組件，高精度主軸單元等功能部件推廣應(yīng)用，極大的提高數(shù)控機(jī)床的技術(shù)水平。
2 國產(chǎn)五軸機(jī)床的發(fā)展
數(shù)控機(jī)床現(xiàn)在已越來越廣泛的成為其他制造行業(yè)的必要設(shè)備，而且技術(shù)發(fā)展也相當(dāng)快速，令人驚嘆。五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控是數(shù)控技術(shù)中難度最大、應(yīng)用范圍最廣的技術(shù)。它集計(jì)算機(jī)控制、高性能伺服驅(qū)動(dòng)和精密加工技術(shù)于一體，應(yīng)用于復(fù)雜曲面的高效、精密、自動(dòng)化加工。五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床是發(fā)電、船舶、航天航空、模具、高精密儀器等民用工業(yè)和軍工部門迫切需要的關(guān)鍵加工設(shè)備。國際上把五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控技術(shù)作為一個(gè)國家工業(yè)化水平的標(biāo)志。國外為解決多面體零件加工問題，所以開發(fā)出了五軸數(shù)控機(jī)床，隨著科技的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床也逐漸的向高端化復(fù)雜化進(jìn)行發(fā)展，在原有數(shù)控技術(shù)的基礎(chǔ)上又增加了新型功能，新型的數(shù)控技術(shù)不但能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)車床功能還能夠進(jìn)行銑削加工。國外五軸數(shù)控機(jī)床的研發(fā)和使用，實(shí)現(xiàn)了數(shù)控機(jī)床工作效率大幅增加的效果，其工作效率相當(dāng)于某些大型的自動(dòng)化生產(chǎn)線的工作效率，在節(jié)約設(shè)備的占地空間的同時(shí)也節(jié)約了機(jī)械生產(chǎn)廠家的投資預(yù)算。我國的五軸數(shù)控機(jī)床行業(yè)與國外行業(yè)相比仍然存在的主要不足，如表1所示。
目前我國已經(jīng)有很多的機(jī)械制造集團(tuán)公司開發(fā)出五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控高速機(jī)床，其技術(shù)已達(dá)到世界頂極加工設(shè)備水平，并且與傳統(tǒng)的五軸機(jī)床相比，具有聯(lián)動(dòng)、高速的特點(diǎn)。每臺(tái)售價(jià)超過1 000萬元，已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于航天業(yè)、機(jī)械元件設(shè)備業(yè)、中大型沖壓射出模具、游艇外形業(yè)、復(fù)合材料加工業(yè)等。自從全國首臺(tái)自制五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床的正式啟用，不僅填補(bǔ)了國內(nèi)行業(yè)空白，為我國機(jī)床制造產(chǎn)業(yè)搶占國際市場(chǎng)制高點(diǎn)，同時(shí)機(jī)床制造企業(yè)也實(shí)現(xiàn)了由高端產(chǎn)品制造商向高端設(shè)備制造商的轉(zhuǎn)型，加快推進(jìn)創(chuàng)新發(fā)展和新型工業(yè)化進(jìn)程產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷快速發(fā)展我們有理由相信，五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床一定會(huì)加快實(shí)現(xiàn)由研發(fā)試制向定型量產(chǎn)的華麗轉(zhuǎn)型，我國的機(jī)床制造企業(yè)也將成為世界機(jī)床制造業(yè)中領(lǐng)先的半導(dǎo)體設(shè)備和五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)商。
3 中國五軸數(shù)控機(jī)床未來的發(fā)展方向
我國五軸數(shù)控機(jī)床在結(jié)合國外先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)也要走出有自身的特色的發(fā)展道路，其關(guān)鍵是就在于要加大企業(yè)的自主創(chuàng)新能力，注重以機(jī)床制造企業(yè)為主體、市場(chǎng)為導(dǎo)向、產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的技術(shù)研發(fā)體系建設(shè)。
①國家重點(diǎn)扶持機(jī)床制造企業(yè)，促進(jìn)企業(yè)形成技術(shù)創(chuàng)新體系。我國五軸數(shù)控機(jī)床的研發(fā)和制造目前仍處于起步階段，所以未來我國將根據(jù)五軸數(shù)控機(jī)床發(fā)展形勢(shì)，在機(jī)床行業(yè)有計(jì)劃地建立面向汽車行業(yè)的自動(dòng)化裝備，組建大型精密復(fù)合沖壓成形機(jī)床、超精密磨削、特種加工、高檔數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)性能試驗(yàn)中心等機(jī)床制造研究中心，鞏固和發(fā)展機(jī)床制造企業(yè)技術(shù)開發(fā)體系的建設(shè)，鼓勵(lì)企業(yè)積極研發(fā)和制造高速精密的五軸數(shù)控機(jī)床的項(xiàng)目實(shí)施。
②迎合市場(chǎng)需求走出具有企業(yè)特色的技術(shù)道路。機(jī)床制造企業(yè)在五軸數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品的開發(fā)立項(xiàng)要以市場(chǎng)用戶的實(shí)際需求為依據(jù)，共性和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和功能部件的開發(fā)要以主機(jī)發(fā)展為牽引，以滿足市場(chǎng)需求為根本目的。加強(qiáng)五軸數(shù)控機(jī)床共性和關(guān)鍵技術(shù)如高速化技術(shù)、智能化技術(shù)、復(fù)合化技術(shù)和環(huán)保技術(shù)等的攻關(guān)，共性和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)必須要以高檔數(shù)控機(jī)床發(fā)展為主攻目標(biāo)，提高整機(jī)可靠性和產(chǎn)業(yè)化水平。
③積極引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)。通過引進(jìn)技術(shù)消化創(chuàng)新、集成創(chuàng)新和原始創(chuàng)新等方式，掌握當(dāng)代數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)，發(fā)展品種，提高自主開發(fā)能力，提高國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)和關(guān)鍵功能部件的配套能力，特別是要提高在國產(chǎn)中、高檔數(shù)控機(jī)床中的配套能力。并以國家重點(diǎn)工程為依托，加速國產(chǎn)五軸數(shù)控機(jī)床的推廣。
4 結(jié) 語
參考文獻(xiàn)：
[1] 徐巍.高檔數(shù)控系統(tǒng)的功能規(guī)劃和關(guān)鍵技術(shù)研究[D].上海:上海交通大學(xué),2009.
關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；數(shù)控編程；后置處理
目前的數(shù)控機(jī)床自帶有編程程序，可是有時(shí)自帶的編程程序不能滿足復(fù)雜的編程需求，這就要求編程人員對(duì)數(shù)控編程作后置處理并傳輸。
1 基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)控編程需要處理的參數(shù)
要用網(wǎng)絡(luò)的數(shù)控方式編程，先需了解數(shù)控機(jī)床編程需要處理的對(duì)象。
數(shù)控編程要應(yīng)用多軸加工的方式處理對(duì)象。過去，機(jī)床會(huì)應(yīng)用兩軸加工的方法，即Z軸固定，X與Y軸為可變座標(biāo)軸，這種加工的方式過于粗放。目前人們應(yīng)用了五軸機(jī)床三軸聯(lián)動(dòng)加工的方式。數(shù)控編程的編程對(duì)象即為五軸。數(shù)控編程的加工原理為右手笛卡爾坐標(biāo)系為標(biāo)準(zhǔn)加工；標(biāo)準(zhǔn)座標(biāo)軸原點(diǎn)為基礎(chǔ)，該參數(shù)不可變，其余參數(shù)可變，數(shù)控編程需用程序控制可控參數(shù)；數(shù)控編程要用程序描述的方式控制刀具行動(dòng)。數(shù)控編程具體的處理對(duì)象為刀位軌跡、切削工具、加工方式這三項(xiàng)內(nèi)容。
數(shù)控編程人員要針對(duì)作業(yè)的需要了解編程后置處理的范圍，給出編程的方案、調(diào)整編程的參數(shù)、在計(jì)算機(jī)上做好編程模擬實(shí)驗(yàn)，待編程模擬實(shí)驗(yàn)的結(jié)果滿足數(shù)控機(jī)床加工的需求后，方可將上傳數(shù)控機(jī)床加工的程序，讓數(shù)控機(jī)床以此程序?yàn)橐罁?jù)開展生產(chǎn)作業(yè)。
2 基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)控編程需要應(yīng)用的平臺(tái)
構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)――要做好數(shù)控機(jī)床的后置處理與傳輸，需要網(wǎng)絡(luò)的支持。比如數(shù)控機(jī)床需要下載配套的后置配程軟件或者與之相關(guān)的插件等。現(xiàn)代的數(shù)控機(jī)床都自帶有連接網(wǎng)絡(luò)的串行通信插口，在開展數(shù)控后置處理時(shí)，需讓數(shù)控機(jī)床連上網(wǎng)絡(luò)。
構(gòu)建硬件平臺(tái)――數(shù)控機(jī)床本身即為一個(gè)硬件系統(tǒng)，只要數(shù)控機(jī)床編程人員仔細(xì)閱讀數(shù)控機(jī)床的說明書，就能掌握數(shù)控機(jī)床的硬件操作要點(diǎn)。比如RS-232串行口的數(shù)控機(jī)床可應(yīng)用摭展卡與數(shù)聯(lián)網(wǎng)連接。此時(shí)擴(kuò)展卡可將數(shù)控機(jī)床的通信協(xié)議轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)的通信協(xié)議，讓數(shù)控機(jī)床可以接受互聯(lián)網(wǎng)中的信息。如果數(shù)控機(jī)床自帶有DNC智能插口，那么數(shù)控機(jī)床可以直接接受互聯(lián)網(wǎng)的信息。
構(gòu)建軟件平臺(tái)――要完成數(shù)控機(jī)床的后置處理工作，就需要給數(shù)控機(jī)床一個(gè)后續(xù)編程的環(huán)境。為數(shù)控機(jī)床提供網(wǎng)絡(luò)環(huán)境與硬件環(huán)境的目的，實(shí)際上就是為了讓數(shù)控機(jī)床能夠下載DNC集成系統(tǒng)，數(shù)控編程人員需在該集成系統(tǒng)中完成數(shù)控編程后置處理工作。如果數(shù)控機(jī)床沒有DNC集成系統(tǒng)，就需下載該系統(tǒng)；如果數(shù)控系統(tǒng)自帶DNC集成卡，則可僅需完成DNC集成系統(tǒng)的升級(jí)。
3 基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)控編程后置處理的方法
數(shù)控機(jī)床一般自帶有簡易編程的功能，只是人們應(yīng)用數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)復(fù)雜的機(jī)械時(shí)，可能現(xiàn)有的數(shù)控編程命令不能滿足人們特殊的生產(chǎn)需求，此時(shí)人們就要應(yīng)用編程后置處理的方法完善這類程序，這個(gè)過程，就要依靠數(shù)控機(jī)床的后處理器完成。數(shù)控機(jī)床的后處理器就是要把人們下達(dá)的特殊指令轉(zhuǎn)達(dá)為數(shù)控機(jī)床能夠理解的命令。數(shù)控機(jī)床的后處理器具有接口功能、NC程序生成功能、專家系統(tǒng)功能、反向仿真功能，應(yīng)用后置處理器，人們可以了解下達(dá)的指令是否可以滿足數(shù)控生產(chǎn)的需要。
當(dāng)人們?cè)O(shè)置好數(shù)控編程平臺(tái)以后，人們要用編程的方式完成數(shù)控機(jī)床的后置處理。過去，人們要應(yīng)用G語言為數(shù)控機(jī)床編程，這種編程方式不夠直觀，若未受過專業(yè)編程訓(xùn)練的工作人員可能不能完成編程操作?，F(xiàn)在人們?cè)O(shè)計(jì)了一套宏命令指令串，這些指令串中自帶有數(shù)控操作命令，人們?nèi)绻瓿蓴?shù)控編程的后置處理工作，只需要給將這些宏命令串組合成程序指令，就可完成編程操作。以CAXA-ME軟件為例，該軟件自帶的宏命令串共計(jì)有35個(gè)：01――當(dāng)前后置文件名POST-NAME；02――當(dāng)前日期POST-DATE；03――當(dāng)前時(shí)間POST-TIME；（下略）……
數(shù)控機(jī)床編程人員只需要向宏字符串下達(dá)程序操作指令，編寫程序頭，下達(dá)換刀指令，即可應(yīng)用編程的方式完成特殊的數(shù)控操作。在這個(gè)過程中，編程人員需要通過編程的方式控制文件的長度、控置行號(hào)、控制編程的方法、數(shù)值的格式、圓弧的控制、做好文件擴(kuò)展名的設(shè)置。
以編程人員要編寫一個(gè)程序名為test1的文件，它的文件序號(hào)為1234為例，該程序的開始編號(hào)為100，而增量為2，刀具號(hào)為01號(hào)，主軸的轉(zhuǎn)速設(shè)置為每秒1500r，該程序的后置步驟可描述為表2：
數(shù)控編程人員處理完程序以后，可傳輸編寫的程序，該程序通過后置處理器的驗(yàn)證以后，若證實(shí)該程序能滿足數(shù)控生產(chǎn)的需求，該程序即可被應(yīng)用。
4 總結(jié)
數(shù)控編程人員以此方法可對(duì)數(shù)控機(jī)床的程序作后置處理與傳輸，應(yīng)用此方法，數(shù)控編程人員可編寫出較為復(fù)雜的數(shù)控生產(chǎn)程序。
參考文獻(xiàn)：
[1]范興柱，王金偉，棟，樓佩煌，葉文華，戴勇.集成制造車間生產(chǎn)控制的小型DNC系統(tǒng)技術(shù)研究[J].機(jī)械制造與自動(dòng)化，2001（05）.
采用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行機(jī)械加工，最早是在40年代初，由美國北密支安的一個(gè)小型飛機(jī)工業(yè)承包商派爾遜斯公司（ParsonsCorporation）實(shí)現(xiàn)的。他們?cè)谥圃祜w機(jī)的框架及直升飛機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)翼時(shí)，利用全數(shù)字電子計(jì)算機(jī)對(duì)機(jī)翼加工路徑進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并考慮到刀具直徑對(duì)加工路線的影響，使得加工精度達(dá)到±0.0381mm（±0.0015in），達(dá)到了當(dāng)時(shí)的最高水平。
1952年，麻省理工學(xué)院在一臺(tái)立式銑床上，裝上了一套試驗(yàn)性的數(shù)控系統(tǒng)，成功地實(shí)現(xiàn)了同時(shí)控制三軸的運(yùn)動(dòng)。這臺(tái)數(shù)控機(jī)床被大家稱為世界上第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床。
這臺(tái)機(jī)床是一臺(tái)試驗(yàn)性機(jī)床，到了1954年11月，在派爾遜斯專利的基礎(chǔ)上，第一臺(tái)工業(yè)用的數(shù)控機(jī)床由美國本迪克斯公司（Bendix-Cooperation）正式生產(chǎn)出來。
在此以后，從1960年開始，其他一些工業(yè)國家，如德國、日本都陸續(xù)開發(fā)、生產(chǎn)及使用了數(shù)控機(jī)床。
數(shù)控機(jī)床中最初出現(xiàn)并獲得使用的是數(shù)控銑床，因?yàn)閿?shù)控機(jī)床能夠解決普通機(jī)床難于勝任的、需要進(jìn)行輪廓加工的曲線或曲面零件。
然而，由于當(dāng)時(shí)的數(shù)控系統(tǒng)采用的是電子管，體積龐大，功耗高，因此除了在軍事部門使用外，在其他行業(yè)沒有得到推廣使用。
到了1960年以后，點(diǎn)位控制的數(shù)控機(jī)床得到了迅速的發(fā)展。因?yàn)辄c(diǎn)位控制的數(shù)控系統(tǒng)比起輪廓控制的數(shù)控系統(tǒng)要簡單得多。因此，數(shù)控銑床、沖床、坐標(biāo)鏜床大量發(fā)展，據(jù)統(tǒng)計(jì)資料表明，到1966年實(shí)際使用的約6000臺(tái)數(shù)控機(jī)床中，85%是點(diǎn)位控制的機(jī)床。
數(shù)控機(jī)床的發(fā)展中，值得一提的是加工中心。這是一種具有自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控機(jī)床，它能實(shí)現(xiàn)工件一次裝卡而進(jìn)行多工序的加工。這種產(chǎn)品最初是在1959年3月，由美國卡耐·;特雷克公司（Keaney&TreckerCorp.）開發(fā)出來的。這種機(jī)床在刀庫中裝有絲錐、鉆頭、鉸刀、銑刀等刀具，根據(jù)穿孔帶的指令自動(dòng)選擇刀具，并通過機(jī)械手將刀具裝在主軸上，對(duì)工件進(jìn)行加工。它可縮短機(jī)床上零件的裝卸時(shí)間和更換刀具的時(shí)間。加工中心現(xiàn)在已經(jīng)成為數(shù)控機(jī)床中一種非常重要的品種，不僅有立式、臥式等用于箱體零件加工的鏜銑類加工中心，還有用于回轉(zhuǎn)整體零件加工的車削中心、磨削中心等。
1967年，英國首先把幾臺(tái)數(shù)控機(jī)床連接成具有柔性的加工系統(tǒng)，這就是所謂的柔性制造系統(tǒng)（FlexibleManufacturingSystem——FMS）之后，美、歐、日等也相繼進(jìn)行開發(fā)及應(yīng)用。1974年以后，隨著微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，微處理器直接用于數(shù)控機(jī)床，使數(shù)控的軟件功能加強(qiáng)，發(fā)展成計(jì)算機(jī)數(shù)字控制機(jī)床（簡稱為CNC機(jī)床），進(jìn)一步推動(dòng)了數(shù)控機(jī)床的普及應(yīng)用和大力發(fā)展。
80年代，國際上出現(xiàn)了1～4臺(tái)加工中心或車削中心為主體，再配上工件自動(dòng)裝卸和監(jiān)控檢驗(yàn)裝置的柔性制造單元（FlexibleManufacturingCell——FMC）。這種單元投資少，見效快，既可單獨(dú)長時(shí)間少人看管運(yùn)行，也可集成到FMS或更高級(jí)的集成制造系統(tǒng)中使用。
目前，F(xiàn)MS也從切削加工向板材冷作、焊接、裝配等領(lǐng)域擴(kuò)展，從中小批量加工向大批量加工發(fā)展。
所以機(jī)床數(shù)控技術(shù)，被認(rèn)為是現(xiàn)代機(jī)械自動(dòng)化的基礎(chǔ)技術(shù)。
那什么是車床呢？據(jù)資料所載，所謂車床，是主要用車刀對(duì)旋轉(zhuǎn)的工件進(jìn)行車削加工的機(jī)床。在車床上還可用鉆頭、擴(kuò)孔鉆、鉸刀、絲錐、板牙和滾花工具等進(jìn)行相應(yīng)的加工。車床主要用于加工軸、盤、套和其他具有回轉(zhuǎn)表面的工件，是機(jī)械制造和修配工廠中使用最廣的一類機(jī)床。
古代的車床是靠手拉或腳踏，通過繩索使工件旋轉(zhuǎn)，并手持刀具而進(jìn)行切削的。1797年，英國機(jī)械發(fā)明家莫茲利創(chuàng)制了用絲杠傳動(dòng)刀架的現(xiàn)代車床，并于1800年采用交換齒輪，可改變進(jìn)給速度和被加工螺紋的螺距。1817年，另一位英國人羅伯茨采用了四級(jí)帶輪和背輪機(jī)構(gòu)來改變主軸轉(zhuǎn)速。
為了提高機(jī)械化自動(dòng)化程度，1845年，美國的菲奇發(fā)明轉(zhuǎn)塔車床；1848年，美國又出現(xiàn)回輪車床；1873年，美國的斯潘塞制成一臺(tái)單軸自動(dòng)車床，不久他又制成三軸自動(dòng)車床；20世紀(jì)初出現(xiàn)了由單獨(dú)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的帶有齒輪變速箱的車床。
第一次世界大戰(zhàn)后，由于軍火、汽車和其他機(jī)械工業(yè)的需要，各種高效自動(dòng)車床和專門化車床迅速發(fā)展。為了提高小批量工件的生產(chǎn)率，40年代末，帶液壓仿形裝置的車床得到推廣，與此同時(shí)，多刀車床也得到發(fā)展。50年代中，發(fā)展了帶穿孔卡、插銷板和撥碼盤等的程序控制車床。數(shù)控技術(shù)于60年代開始用于車床，70年代后得到迅速發(fā)展。
車床依用途和功能區(qū)分為多種類型。
普通車床的加工對(duì)象廣，主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量的調(diào)整范圍大，能加工工件的內(nèi)外表面、端面和內(nèi)外螺紋。這種車床主要由工人手工操作，生產(chǎn)效率低，適用于單件、小批生產(chǎn)和修配車間。
轉(zhuǎn)塔車床和回轉(zhuǎn)車床具有能裝多把刀具的轉(zhuǎn)塔刀架或回輪刀架，能在工件的一次裝夾中由工人依次使用不同刀具完成多種工序，適用于成批生產(chǎn)。
自動(dòng)車床能按一定程序自動(dòng)完成中小型工件的多工序加工，能自動(dòng)上下料，重復(fù)加工一批同樣的工件，適用于大批、大量生產(chǎn)。
多刀半自動(dòng)車床有單軸、多軸、臥式和立式之分。單軸臥式的布局形式與普通車床相似，但兩組刀架分別裝在主軸的前后或上下，用于加工盤、環(huán)和軸類工件，其生產(chǎn)率比普通車床提高3～5倍。
仿形車床能仿照樣板或樣件的形狀尺寸，自動(dòng)完成工件的加工循環(huán)，適用于形狀較復(fù)雜的工件的小批和成批生產(chǎn)，生產(chǎn)率比普通車床高10～15倍。有多刀架、多軸、卡盤式、立式等類型
立式車床的主軸垂直于水平面，工件裝夾在水平的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上，刀架在橫粱或立柱上移動(dòng)。適用于加工較大、較重、難于在普通車床上安裝的工件，一般分為單柱和雙柱兩大類。
鏟齒車床在車削的同時(shí)，刀架周期地作徑向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，用于鏟車銑刀、滾刀等的成形齒面。通常帶有鏟磨附件，由單獨(dú)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的小砂輪鏟磨齒面。
專門車床是用于加工某類工件的特定表面的車床，如曲軸車床、凸輪軸車床、車輪車床、車軸車床、軋輥車床和鋼錠車床等。聯(lián)合車床主要用于車削加工，但附加一些特殊部件和附件后，還可進(jìn)行鏜、銑、鉆、插、磨等加工，具有“一機(jī)多能”的特點(diǎn)，適用于工程車、船舶或移動(dòng)修理站
看機(jī)床的水平主要看金屬切削機(jī)床，其他機(jī)床技術(shù)和復(fù)雜性不高，就是近幾年很流行的電加工機(jī)床，也只是方法的改變，沒什么復(fù)雜性和科技含量。
我國的數(shù)控磨床水平不錯(cuò)，每年都有大量出口，因?yàn)樗唵?，基本屬于勞?dòng)密集型。
金屬加工主要是去除材料，得到想得到的金屬形狀。去除材料，主要靠車和銑，車床發(fā)展為數(shù)控車床，銑床發(fā)展為加工中心。高精度多軸機(jī)床，可以讓復(fù)雜零件在精度和形狀上一次到位，例如，飛機(jī)上的一個(gè)復(fù)雜零件，以前由很多種工人：車工、銑工、磨床工、畫線工、熱處理工用好幾個(gè)月干，其中還有報(bào)廢的，最新的復(fù)合數(shù)控機(jī)床幾天甚至幾個(gè)小時(shí)就全干好了，而且精度比你設(shè)計(jì)的還高。零件精度高就意味著壽命長，可靠性好。
由普通發(fā)展到數(shù)控，一個(gè)人頂原來的十個(gè)，在精度上，更是沒法說，適應(yīng)性上，零件變了，換個(gè)程序就行。把人的因素也降為最低，以前在工廠，誰要時(shí)會(huì)車渦輪、蝸桿，沒個(gè)10年8年的不行，要是誰掌握了，那牛得很。現(xiàn)在用數(shù)控設(shè)備，只要你會(huì)編程，把參數(shù)輸進(jìn)去就可以了，很簡單，剛畢業(yè)的技校學(xué)生都會(huì)，而且批量的產(chǎn)品質(zhì)量也有保證。
自美國在50年代末搞出世界一臺(tái)數(shù)控車床后，機(jī)床制造業(yè)就進(jìn)入了數(shù)控時(shí)代，中國在六十年代也搞出了第一代數(shù)控機(jī)床，但后來中國進(jìn)入了什么年代，大家都知道。等80年代我們?cè)偃タ词澜绲臄?shù)控機(jī)床水平，差距就是20年了，其實(shí)奮起直追還有希望，但國營工廠不思進(jìn)取，到了90年代，我們?cè)偃タ词澜缢?，已?0年的差距了。中國改革開放前走的是蘇聯(lián)的路子，什么叫蘇聯(lián)的路子，舉個(gè)例子來講：比如，生產(chǎn)一根軸，蘇聯(lián)的方式是建一個(gè)專用生產(chǎn)線，用多臺(tái)專用機(jī)床，好處是批量很容易上去，但一旦這根軸的參數(shù)發(fā)生了變化，這條線就報(bào)廢了，生產(chǎn)人員也就沒事做了。在1960－1980年代，國營工廠一個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)幾十年不變樣。到了1980年代后，當(dāng)時(shí)搞商品經(jīng)濟(jì)，這些廠不能迅速適應(yīng)市場(chǎng)，經(jīng)營就困難了，到了90年代就大量破產(chǎn)，大量職工下崗。現(xiàn)代的生產(chǎn)也有大批量生產(chǎn)，但主要是單件小批量，不管是那種，只要你的設(shè)備是數(shù)控的，適應(yīng)起來就快。專業(yè)機(jī)床的路子已經(jīng)到頭了，;西方走的路和前蘇聯(lián)不一樣，當(dāng)年的“東芝”事件，就是日本東芝賣給蘇聯(lián)了幾臺(tái)五軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控銑床，讓蘇聯(lián)在潛艇的推進(jìn)螺旋槳上的制造，上了一個(gè)檔次，讓美國的聲納聽不到潛艇聲音了，所以美國要懲處東芝公司。由此也可見，前蘇聯(lián)的機(jī)床制造業(yè)也落后了，他們落后，我們就更不用說了。雖然，美國搞出了世界第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床，但數(shù)控機(jī)床的發(fā)展，還是要數(shù)德國。德國本來在機(jī)械方面就是世界第一，數(shù)控機(jī)床無非就是搞機(jī)電一體化，機(jī)械方面德國已沒問題，剩下的就是電子系統(tǒng)方面，德國的電子系統(tǒng)工業(yè)本來就強(qiáng)大，所以在上世紀(jì)六、七十年代，德國就執(zhí)機(jī)床界的牛耳了。
但日本人的強(qiáng)項(xiàng)就是仿造，從上世紀(jì)70年代起，日本大量從德國引進(jìn)技術(shù)，消化后大量仿造，經(jīng)過努力，日本在90年代起，就超越了德國，成為世界第一大數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)國，直到現(xiàn)在還是。他們?cè)跈C(jī)床制造水平上，有一些也走在了世界前面，如在機(jī)床復(fù)合（一機(jī)多種功能）化方面，是世界第一。數(shù)控機(jī)床的核心就在數(shù)控系統(tǒng)方面，日本目前在系統(tǒng)方面也排世界第一，主要是它的發(fā)拿科公司。第一代的系統(tǒng)用步進(jìn)電機(jī)，我們現(xiàn)在也能造，第二代用交流伺服電機(jī)。現(xiàn)在的數(shù)控系統(tǒng)的核心就是交流伺服電機(jī)和系統(tǒng)內(nèi)的邏輯控制軟件，交流伺服電機(jī)我們國家目前還沒有誰能制造，這是一個(gè)光學(xué)、機(jī)械、電子的綜合體。邏輯控制軟件就是控制機(jī)床的各軸運(yùn)動(dòng)，而這些軸是用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的，一般的系統(tǒng)能同時(shí)控制3軸，高級(jí)系統(tǒng)能控制五軸，能控5軸的，五軸以上也沒問題。我們國家也由有5軸系統(tǒng)，但“做秀”的成份多，還沒實(shí)用化。我們的工廠用的五軸和五軸以上機(jī)床，100％進(jìn)口。
機(jī)床是一個(gè)國家制造業(yè)水平高低的象征，其核心就是數(shù)控系統(tǒng)。我們目前不要說系統(tǒng)，就是國內(nèi)造的質(zhì)量稍微好一點(diǎn)的數(shù)控機(jī)床，所用的高精度滾珠絲杠，軸承都是進(jìn)口的，主要是買日本的，我們自產(chǎn)的滾珠絲杠、軸承在精度、壽命方面都有問題。目前國內(nèi)的各大機(jī)床廠，數(shù)控系統(tǒng)100％外購，各廠家一般都買日本發(fā)那科、三菱的系統(tǒng)，占80％以上，也有德國西門子的系統(tǒng)，但比較少。德國西門子系統(tǒng)為什么用的少呢？早期，德國系統(tǒng)不太能適合我們的電網(wǎng)，我們的電網(wǎng)穩(wěn)定性不夠，西門子系統(tǒng)的電子伺服模塊容易燒壞。日本就不同了，他們的系統(tǒng)就燒不壞。近來西門子系統(tǒng)改進(jìn)了不少，價(jià)格方面還是略高。德國人很不重視中國，所以他們的系統(tǒng)漢語化最近才有，不像日本，老早就有漢語化版的。
就國產(chǎn)高級(jí)數(shù)控機(jī)床而言，其利潤的主體是被外國人拿走了，中國只是掙了一個(gè)辛苦錢。
美國為什么沒有能成為數(shù)控機(jī)床制造大國呢？這個(gè)和他們當(dāng)時(shí)制定產(chǎn)業(yè)政策的人有關(guān)，再加上當(dāng)時(shí)美國的勞動(dòng)力貴，買比制造劃算。機(jī)床屬于投資大，見效慢，回報(bào)率底的產(chǎn)業(yè)，而且需要技術(shù)積累。不太附和美國情況。但后來美國發(fā)現(xiàn)，機(jī)床屬于戰(zhàn)略物資，沒有它，飛機(jī)、大炮、坦克、軍艦的制造都有問題，所以他們重新制定政策，扶植了一些機(jī)床廠，規(guī)定了一些單位只能買國產(chǎn)設(shè)備，就是貴也得買，這就為美國保留了一些數(shù)控機(jī)床行業(yè)。美國機(jī)床在世界上沒有什么競(jìng)爭(zhēng)力。
歐洲的機(jī)床，除德國外，瑞士的也很好，要說超高精密機(jī)床，瑞士的相當(dāng)好，但價(jià)格也是天價(jià)。一般用戶用不起。意大利、英國、法國屬于二流，中國很少買他們的機(jī)床。西班牙為了讓中國進(jìn)口他們的機(jī)床，不惜貸款給中國，但買的人也很少??借錢總是要還的。
韓國、臺(tái)灣的數(shù)控機(jī)床制造能力比大陸地區(qū)略強(qiáng)，不過水平差不多。他們也是在上世紀(jì)90年代引進(jìn)日本技術(shù)發(fā)展的。韓國應(yīng)該好一點(diǎn)，它有自己制造的、已經(jīng)商業(yè)化了的數(shù)控系統(tǒng)，但進(jìn)口到中國的機(jī)床，應(yīng)我們的要求，也換成了日本系統(tǒng)。我們對(duì)他們的系統(tǒng)信不過。韓國數(shù)控機(jī)床主要有兩家：大宇和現(xiàn)代。大宇目前在我國設(shè)有合資企業(yè)。臺(tái)灣機(jī)床和我們大體一樣，自己造機(jī)械部分，系統(tǒng)采購日本的。但他們的機(jī)床質(zhì)量差，壽命短，目前在大陸影響很壞。其實(shí)他們比我們國產(chǎn)的要好一點(diǎn)。但我們自己的差，我們還能容忍，臺(tái)灣的機(jī)床是用美金買來的，用的不好，那火就大了。臺(tái)灣最主要的幾家機(jī)床廠已打算把工廠遷往大陸，大部分都在上海。這些廠目前在國內(nèi)的競(jìng)爭(zhēng)中，也打著“國產(chǎn)”的旗號(hào)。
近來隨著中國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，也引起了世界一些主要機(jī)床廠商的注意，2000年，日本最大的機(jī)床制造商“馬扎克”在中國銀川設(shè)立了一家數(shù)控機(jī)床合資廠，據(jù)說制造水平相當(dāng)高，號(hào)稱“智能化、網(wǎng)絡(luò)化”工廠，和世界同步。今年日本另外一家大機(jī)床廠大隈公司在北京設(shè)立了一家能年產(chǎn)1000臺(tái)數(shù)控機(jī)床的控股公司，德國的一家很有名的企業(yè)也在上海設(shè)立了工廠。
目前，國家制定了一些政策，鼓勵(lì)國民使用國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床，各廠家也在努力追趕。國內(nèi)買機(jī)床最多的是軍工企業(yè)，一個(gè)購買計(jì)劃里，80％是進(jìn)口，國產(chǎn)機(jī)床滿足不了需要。今后五年內(nèi)，這個(gè)趨勢(shì)不會(huì)改變。不過就目前國內(nèi)的需要來講，我國的數(shù)控機(jī)床目前能滿足中低檔產(chǎn)品的訂貨。
美、德、日三國是當(dāng)今世上在數(shù)控機(jī)床科研、設(shè)計(jì)、制造和使用上，技術(shù)最先進(jìn)、經(jīng)驗(yàn)最多的國家。因其社會(huì)條件不同，各有特點(diǎn)。
1.美國的數(shù)控發(fā)展史
美國政府重視機(jī)床工業(yè)，美國國防部等部門因其軍事方面的需求而不斷提出機(jī)床的發(fā)展方向、科研任務(wù),并且提供充足的經(jīng)費(fèi)，且網(wǎng)羅世界人才，特別講究“效率”和“創(chuàng)新”，注重基礎(chǔ)科研。因而在機(jī)床技術(shù)上不斷創(chuàng)新，如1952年研制出世界第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床、1958年創(chuàng)制出加工中心、70年代初研制成FMS、1987年首創(chuàng)開放式數(shù)控系統(tǒng)等。由於美國首先結(jié)合汽車、軸承生產(chǎn)需求，充分發(fā)展了大量大批生產(chǎn)自動(dòng)化所需的自動(dòng)線，而且電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)在世界上領(lǐng)先，因此其數(shù)控機(jī)床的主機(jī)設(shè)計(jì)、制造及數(shù)控系統(tǒng)基礎(chǔ)扎實(shí)，且一貫重視科研和創(chuàng)新，故其高性能數(shù)控機(jī)床技術(shù)在世界也一直領(lǐng)先。當(dāng)今美國生產(chǎn)宇航等使用的高性能數(shù)控機(jī)床，其存在的教訓(xùn)是，偏重於基礎(chǔ)科研，忽視應(yīng)用技術(shù)，且在上世紀(jì)80代政府一度放松了引導(dǎo)，致使數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量增加緩慢，于1982年被后進(jìn)的日本超過，并大量進(jìn)口。從90年代起，糾正過去偏向，數(shù)控機(jī)床技術(shù)上轉(zhuǎn)向?qū)嵱?，產(chǎn)量又逐漸上升。
2.德國的數(shù)控發(fā)展史
德國政府一貫重視機(jī)床工業(yè)的重要戰(zhàn)略地位，在多方面大力扶植。，於1956年研制出第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床后，德國特別注重科學(xué)試驗(yàn)，理論與實(shí)際相結(jié)合，基礎(chǔ)科研與應(yīng)用技術(shù)科研并重。企業(yè)與大學(xué)科研部門緊密合作，對(duì)數(shù)控機(jī)床的共性和特性問題進(jìn)行深入的研究，在質(zhì)量上精益求精。德國的數(shù)控機(jī)床質(zhì)量及性能良好、先進(jìn)實(shí)用、貨真價(jià)實(shí)，出口遍及世界。尤其是大型、重型、精密數(shù)控機(jī)床。德國特別重視數(shù)控機(jī)床主機(jī)及配套件之先進(jìn)實(shí)用，其機(jī)、電、液、氣、光、刀具、測(cè)量、數(shù)控系統(tǒng)、各種功能部件，在質(zhì)量、性能上居世界前列。如西門子公司之?dāng)?shù)控系統(tǒng)，均為世界聞名，競(jìng)相采用。
3.日本的數(shù)控發(fā)展史
日本政府對(duì)機(jī)床工業(yè)之發(fā)展異常重視，通過規(guī)劃、法規(guī)(如“機(jī)振法”、“機(jī)電法”、“機(jī)信法”等)引導(dǎo)發(fā)展。在重視人才及機(jī)床元部件配套上學(xué)習(xí)德國，在質(zhì)量管理及數(shù)控機(jī)床技術(shù)上學(xué)習(xí)美國，甚至青出于藍(lán)而勝于藍(lán)。自1958年研制出第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床后，1978年產(chǎn)量(7,342臺(tái))超過美國(5,688臺(tái))，至今產(chǎn)量、出口量一直居世界首位(2001年產(chǎn)量46,604臺(tái)，出口27,409臺(tái)，占59%)。戰(zhàn)略上先仿后創(chuàng)，先生產(chǎn)量大而廣的中檔數(shù)控機(jī)床，大量出口，占去世界廣大市場(chǎng)。在上世紀(jì)80年代開始進(jìn)一步加強(qiáng)科研，向高性能數(shù)控機(jī)床發(fā)展。日本FANUC公司戰(zhàn)略正確，仿創(chuàng)結(jié)合，針對(duì)性地發(fā)展市場(chǎng)所需各種低中高檔數(shù)控系統(tǒng)，在技術(shù)上領(lǐng)先，在產(chǎn)量上居世界第一。該公司現(xiàn)有職工3,674人，科研人員超過600人，月產(chǎn)能力7,000套，銷售額在世界市場(chǎng)上占50%，在國內(nèi)約占70%，對(duì)加速日本和世界數(shù)控機(jī)床的發(fā)展起了重大促進(jìn)作用。
4.我國的現(xiàn)狀
我國數(shù)控技術(shù)的發(fā)展起步于二十世紀(jì)五十年代，中國于1958年研制出第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床，發(fā)展過程大致可分為兩大階段。在1958~1979年間為第一階段，從1979年至今為第二階段。第一階段中對(duì)數(shù)控機(jī)床特點(diǎn)、發(fā)展條件缺乏認(rèn)識(shí)，在人員素質(zhì)差、基礎(chǔ)薄弱、配套件不過關(guān)的情況下，一哄而上又一哄而下，曾三起三落、終因表現(xiàn)欠佳，無法用于生產(chǎn)而停頓。主要存在的問題是盲目性大，缺乏實(shí)事求是的科學(xué)精神。在第二階段從日、德、美、西班牙先后引進(jìn)數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)，從日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、奧、韓國、臺(tái)灣省共11國(地區(qū))引進(jìn)數(shù)控機(jī)床先進(jìn)技術(shù)和合作、合資生產(chǎn)，解決了可靠性、穩(wěn)定性問題，數(shù)控機(jī)床開始正式生產(chǎn)和使用，并逐步向前發(fā)展。通過“六五”期間引進(jìn)數(shù)控技術(shù)，“七五”期間組織消化吸收“科技攻關(guān)”，我國數(shù)控技術(shù)和數(shù)控產(chǎn)業(yè)取得了相當(dāng)大的成績。特別是最近幾年，我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，1998～2004年國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量和消費(fèi)量的年平均增長率分別為39.3%和34.9%。盡管如此，進(jìn)口機(jī)床的發(fā)展勢(shì)頭依然強(qiáng)勁，從2002年開始，中國連續(xù)三年成為世界機(jī)床消費(fèi)第一大國、機(jī)床進(jìn)口第一大國，2004年中國機(jī)床主機(jī)消費(fèi)高達(dá)94.6億美元，國內(nèi)數(shù)控機(jī)床制造企業(yè)在中高檔與大型數(shù)控機(jī)床的研究開發(fā)方面與國外的差距更加明顯，70%以上的此類設(shè)備和絕大多數(shù)的功能部件均依賴進(jìn)口。由此可以看出國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床特別是中高檔數(shù)控機(jī)床仍然缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，究其原因主要在于國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的研究開發(fā)深度不夠、制造水平依然落后、服務(wù)意識(shí)與能力欠缺、數(shù)控,系統(tǒng)生產(chǎn)應(yīng)用推廣不力及數(shù)控人才缺乏等。我們應(yīng)看清形勢(shì)，充分認(rèn)識(shí)國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的不足，努力發(fā)展先進(jìn)技術(shù)，加大技術(shù)創(chuàng)新與培訓(xùn)服務(wù)力度，以縮短與發(fā)達(dá)國家之問的差距。
在20余年間，數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)有較大提高，主要表現(xiàn)在三大方面：培訓(xùn)一批設(shè)計(jì)、制造、使用和維護(hù)的人才；通過合作生產(chǎn)先進(jìn)數(shù)控機(jī)床，使設(shè)計(jì)、制造、使用水平大大提高，縮小了與世界先進(jìn)技術(shù)的差距；通過利用國外先進(jìn)元部件、數(shù)控系統(tǒng)配套，開始能自行設(shè)計(jì)及制造高速、高性能、五面或五軸聯(lián)動(dòng)加工的數(shù)控機(jī)床，供應(yīng)國內(nèi)市場(chǎng)的需求，但對(duì)關(guān)鍵技術(shù)的試驗(yàn)、消化、掌握及創(chuàng)新卻較差。至今許多重要功能部件、自動(dòng)化刀具、數(shù)控系統(tǒng)依靠國外技術(shù)支撐，不能獨(dú)立發(fā)展，基本上處于從仿制走向自行開發(fā)階段，與日本數(shù)控機(jī)床的水平差距很大。存在的主要問題包括：缺乏象日本“機(jī)電法”、“機(jī)信法”那樣的指引；嚴(yán)重缺乏各方面專家人才和熟練技術(shù)工人；缺少深入系統(tǒng)的科研工作；元部件和數(shù)控系統(tǒng)不配套；企業(yè)和專業(yè)間缺乏合作，基本上孤軍作戰(zhàn)，雖然廠多人眾，但形成不了合力。我國數(shù)控技術(shù)的發(fā)展起步于二十世紀(jì)五十年代，通過“六五”期間引進(jìn)數(shù)控技術(shù)，“七五”期間組織消化吸收“科技攻關(guān)”，我國數(shù)控技術(shù)和數(shù)控產(chǎn)業(yè)取得了相當(dāng)大的成績。特別是最近幾年，我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，1998～2004年國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量和消費(fèi)量的年平均增長率分別為39.3%和34.9%。盡管如此，進(jìn)口機(jī)床的發(fā)展勢(shì)頭依然強(qiáng)勁，從2002年開始，中國連續(xù)三年成為世界機(jī)床消費(fèi)第一大國、機(jī)床進(jìn)口第一大國，2004年中國機(jī)床主機(jī)消費(fèi)高達(dá)94.6億美元，國內(nèi)數(shù)控機(jī)床制造企業(yè)在中高檔與大型數(shù)控機(jī)床的研究開發(fā)方面與國外的差距更加明顯，70%以上的此類設(shè)備和絕大多數(shù)的功能部件均依賴進(jìn)口。由此可以看出國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床特別是中高檔數(shù)控機(jī)床仍然缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，究其原因主要在于國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的研究開發(fā)深度不夠、制造水平依然落后、服務(wù)意識(shí)與能力欠缺、數(shù)控,系統(tǒng)生產(chǎn)應(yīng)用推廣不力及數(shù)控人才缺乏等。我們應(yīng)看清形勢(shì)，充分認(rèn)識(shí)國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的不足，努力發(fā)展先進(jìn)技術(shù)，加大技術(shù)創(chuàng)新與培訓(xùn)服務(wù)力度，以縮短與發(fā)達(dá)國家之問的差距。
2003年開始，中國就成了全球最大的機(jī)床消費(fèi)國，也是世界上最大的數(shù)控機(jī)床進(jìn)口國。目前正在提高機(jī)械加工設(shè)備的數(shù)控化率，1999年，我們國家機(jī)械加工設(shè)備數(shù)控華率是5－8％，目前預(yù)計(jì)是15－20％之間。一、什么是數(shù)控機(jī)床車、銑、刨、磨、鏜、鉆、電火花、剪板、折彎、激光切割等等都是機(jī)械加工方法，所謂機(jī)械加工，就是把金屬毛坯零件加工成所需要的形狀，包含尺寸精度和幾何精度兩個(gè)方面。能完成以上功能的設(shè)備都稱為機(jī)床，數(shù)控機(jī)床就是在普通機(jī)床上發(fā)展過來的，數(shù)控的意思就是數(shù)字控制。給機(jī)床裝上數(shù)控系統(tǒng)后，機(jī)床就成了數(shù)控機(jī)床。當(dāng)然，普通機(jī)床發(fā)展到數(shù)控機(jī)床不只是加裝系統(tǒng)這么簡單，例如：從銑床發(fā)展到加工中心，機(jī)床結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，最主要的是加了刀庫，大幅度提高了精度。加工中心最主要的功能是銑、鏜、鉆的功能。我們一般所說的數(shù)控設(shè)備，主要是指數(shù)控車床和加工中心。我國目前各種門類的數(shù)控機(jī)床都能生產(chǎn)，水平參差不齊，有的是世界水平，有的比國外落后10－15年，但如果國家支持，追趕起來也不是什么問題，例如：去年，沈陽機(jī)床集團(tuán)收購了德國西思機(jī)床公司，意義很大，如果大力消化技術(shù)，可以縮短不少差距。大連機(jī)床公司也從德國引進(jìn)了不少先進(jìn)技術(shù)。上海一家企業(yè)購買日本著名的機(jī)床制造商池貝。，近幾年隨著中國制造的崛起，歐洲不少企業(yè)倒閉或者被兼并，如馬毫、斯濱納等。日本經(jīng)濟(jì)不景氣，有不少在80年代很出名的機(jī)床制造商倒閉，例如：新瀉鐵工所。二、數(shù)控設(shè)備的發(fā)展方向六個(gè)方面：智能化、網(wǎng)絡(luò)化、高速、高精度、符合、環(huán)保。目前德國和瑞士的機(jī)床精度最高，綜合起來，德國的水平最高，日本的產(chǎn)值最大。美國的機(jī)床業(yè)一般。中國大陸、韓國。臺(tái)灣屬于同一水平。但就門類、種類多少而言，我們應(yīng)該能進(jìn)世界前4名。三、數(shù)控系統(tǒng) 由顯示器、控制器伺服、伺服電機(jī)、和各種開關(guān)、傳感器構(gòu)成。目前世界最大的三家廠商是：日本發(fā)那客、德國西門子、日本三菱；其余還有法國扭姆、西班牙凡高等。國內(nèi)由華中數(shù)控、航天數(shù)控等。國內(nèi)的數(shù)控系統(tǒng)剛剛開始產(chǎn)業(yè)化、水平質(zhì)量一般。高檔次的系統(tǒng)全都是進(jìn)口。華中數(shù)控這幾年發(fā)展迅速，軟件水平相當(dāng)不錯(cuò)，但差就差在電器硬件上，故障率比較高。華中數(shù)控也有意向數(shù)控機(jī)床業(yè)進(jìn)軍，但機(jī)床的硬件方面不行，質(zhì)量精度一般。目前國內(nèi)一些大廠還沒有采用華中數(shù)控的。廣州機(jī)床廠的簡易數(shù)控系統(tǒng)也不錯(cuò)。我們國家機(jī)床業(yè)最薄弱的環(huán)節(jié)在數(shù)控系統(tǒng)。
四、機(jī)床精度1、機(jī)械加工機(jī)床精度分靜精度、加工精度（包括尺寸精度和幾何精度）、定位精度、重復(fù)定位精度等5種。2、機(jī)床精度體系：目前我們國家內(nèi)承認(rèn)的大致是四種體系：德國VDI標(biāo)準(zhǔn)、日本JIS標(biāo)準(zhǔn)、國際標(biāo)準(zhǔn)ISO標(biāo)準(zhǔn)、國標(biāo)GB，國標(biāo)和國際標(biāo)準(zhǔn)差不多。3、看一臺(tái)機(jī)床水平的高低，要看它的重復(fù)定位精度，一臺(tái)機(jī)床的重復(fù)定位精度如果能達(dá)到0.005mm(ISO標(biāo)準(zhǔn).、統(tǒng)計(jì)法),就是一臺(tái)高精度機(jī)床，在0.005mm(ISO標(biāo)準(zhǔn).、統(tǒng)計(jì)法)以下，就是超高精度機(jī)床，高精度的機(jī)床，要有最好的軸承、絲杠。;4、加工出高精度零件，不只要求機(jī)床精度高，還要有好的工藝方法、好的夾具、好的刀具。五、目前世界著名機(jī)床廠商在我國的投資情況1、2000年，世界最大的專業(yè)機(jī)床制造商馬扎克（MAZAK）在寧夏銀川投資建了名為“寧夏小巨人機(jī)床公司”的機(jī)床公司，生產(chǎn)數(shù)控車床、立式加工中心和車銑復(fù)合中心。機(jī)床質(zhì)量不錯(cuò)，目前效益良好，年產(chǎn)600臺(tái)，目前正在建2期工程，建成后可以年產(chǎn)1200臺(tái)。2、2003年，德國著名的機(jī)床制造商德馬吉在上海投資建廠，目前年組裝生產(chǎn)數(shù)控車床和立式加工中心120臺(tái)左右。3、2002年，日本著名的機(jī)床生產(chǎn)商大隈公司和北京第一機(jī)床廠合資建廠，年生產(chǎn)能力為1000臺(tái)，生產(chǎn)數(shù)控車床、立式加工中心、臥式加工中心。4、韓國大宇在山東青島投資建廠，目前生產(chǎn)能力不知。5、臺(tái)灣省的著名機(jī)床制造商友嘉在浙江蕭山投資建廠，年生產(chǎn)能力800臺(tái)。5、民營企業(yè)進(jìn)入機(jī)床行業(yè)情況1、浙江日發(fā)公司，2000年投產(chǎn)，生產(chǎn)數(shù)控車床、加工中心。年生產(chǎn)能力300臺(tái)。2．2004年，浙江寧波著名的鑄塑機(jī)廠商海天公司投資生產(chǎn)機(jī)床，主要是從日本引進(jìn)技術(shù)，目前剛開始，起點(diǎn)比較高。3．2002年，西安北村投產(chǎn)，名字象日本的，其實(shí)老板是中國人，采用日本技術(shù)。生產(chǎn)小型儀表數(shù)控車床，水平相當(dāng)不錯(cuò)。六、軍工企業(yè)技改情況軍工企業(yè)得到國家撥款開始于當(dāng)年“大使館被炸”，后來臺(tái)灣上臺(tái)后，大規(guī)模技改開始了，軍工企業(yè)進(jìn)入新一輪的技改高峰，我們很多軍工企業(yè)開始停止購買普通設(shè)備。尤其是近3年來，我們的軍工企業(yè)從歐洲和日本買了大批量的先進(jìn)數(shù)控機(jī)床。也從國內(nèi)機(jī)床廠哪里采購了大批普通數(shù)控機(jī)床，國內(nèi)機(jī)床廠商為了迎接這次大技改，也引進(jìn)了不少先進(jìn)技術(shù)，爭(zhēng)取軍工企業(yè)的高端訂單。聽在軍工企業(yè)的朋友講，如果再能“頂”三年，我們的整體水平會(huì)上一個(gè)臺(tái)階。 其實(shí)，總書記掌權(quán)以來，已經(jīng)把國防事業(yè)提到了和經(jīng)濟(jì)發(fā)展一樣的高度上，他說，我們要建立和經(jīng)濟(jì)發(fā)展相適應(yīng)的國防能力，相信再過10年，隨著我國國防工業(yè)和汽車行業(yè)的發(fā)展，我們國家會(huì)誕生世界水平的機(jī)床制造商，也將會(huì)超越日本，成為世界第一機(jī)床生產(chǎn)大國。
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關(guān)鍵詞：軟PLC 數(shù)控機(jī)床 功能開發(fā)
中圖分類號(hào)：TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2013）04-0043-01
文章運(yùn)用PLC達(dá)成數(shù)控機(jī)床當(dāng)中除了高速插補(bǔ)的運(yùn)動(dòng)軌跡的控制通過數(shù)控的核心程序進(jìn)行完成以外的全面的功能控制，明顯的體現(xiàn)在它的功能在控制上有著極高的靈活度：在允許的范圍之內(nèi)的數(shù)控軸配置，控制信號(hào)變動(dòng)以及輔助信號(hào)控制等等，只需要采取更改PLC的編程，便能使具體的配置馬上生效，這樣也讓同樣的數(shù)控系統(tǒng)能夠較為靈活的運(yùn)用到不是相同配置的具體數(shù)控機(jī)床之上，并且能夠讓掌握一般PLC編程的用戶同樣能夠開展功能的維護(hù)以及設(shè)計(jì)、開發(fā)等相關(guān)工作。
1 數(shù)控機(jī)床中PLC系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)
PLC能夠獨(dú)立的通過I/O的接口和數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行連結(jié)，同樣能夠通過總線和數(shù)控CPU進(jìn)行連結(jié)成嵌入式的PLC，亦或是和數(shù)控系統(tǒng)共同使用CPU形成軟PLC，共同使用I/O的接口和內(nèi)存，針對(duì)數(shù)控機(jī)床的相關(guān)功能做出控制。
PLC和CNC相互共同使用CPU，兩者之間彼此信號(hào)的傳送在CNC裝置的內(nèi)部進(jìn)行，而PLC和機(jī)床電氣的控制信號(hào)具體的傳送可以通過CNC接口實(shí)現(xiàn)。所以，這個(gè)PLC的部分被當(dāng)成CNC的基本功能進(jìn)行統(tǒng)一的設(shè)計(jì)與制造，在結(jié)構(gòu)上非常的緊湊；PLC的控制程序一旦經(jīng)過編制，然后傳送進(jìn)CNC的裝置內(nèi)，就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)對(duì)于機(jī)床在功能信號(hào)上的控制。
2 基于功能控制的PLC的具體設(shè)計(jì)
2.1 設(shè)計(jì)的具體方案
這套設(shè)計(jì)中下列的一些數(shù)控機(jī)床的基本功能：
（1）數(shù)控機(jī)床在進(jìn)行軸數(shù)控制的靈活配置的功能；
（2）一旦發(fā)生突發(fā)的情況：超程、過載、掉電以及碰撞等一些處理急停的功能；
（3）機(jī)床的操作面板進(jìn)行控制的功能；
（4）主軸具體的起動(dòng)、轉(zhuǎn)向、停止以及進(jìn)給軸控制的功能；
（5）冷卻液進(jìn)行起動(dòng)以及停止的控制功能；
（6）進(jìn)行自動(dòng)的控制功能。
另外，還可按照數(shù)控機(jī)床對(duì)于控制的要求，增設(shè)或是削減有關(guān)的功能。運(yùn)用較為結(jié)構(gòu)化的編程對(duì)每個(gè)功能PLC的子程序進(jìn)行編制，使PLC的主程序進(jìn)行調(diào)用，達(dá)成系統(tǒng)功能的擴(kuò)展。
2.2 PLC程序的具體設(shè)計(jì)
在PLC程序具體的設(shè)計(jì)思路中，全面的介紹了怎樣使用每個(gè)功能的子程序以及PLC程序具體的設(shè)計(jì)方法，另外，一旦機(jī)床的配置產(chǎn)生了變化，可以第一時(shí)間構(gòu)建起有關(guān)的控制程序。
（1）關(guān)于主程序的設(shè)計(jì)。數(shù)控機(jī)床在通電之后便開始主程序的執(zhí)行。第一步將系統(tǒng)初始化，然后將每個(gè)的部位實(shí)施第一次中心的操作，接著系統(tǒng)會(huì)進(jìn)入到監(jiān)控的狀態(tài)，進(jìn)行機(jī)床的操作面板上控制信號(hào)的處理，如果是自動(dòng)加工的指令便進(jìn)入數(shù)控核心的NCK程序，調(diào)用相關(guān)的軸使能的控制程序，同時(shí)起動(dòng)冷卻，完成自動(dòng)的加工。在進(jìn)行加工的時(shí)候如果產(chǎn)生了硬限位的保護(hù)等這類突發(fā)的狀況，則需要調(diào)用急停的程序終止系統(tǒng)的工作。
運(yùn)用PLC編程，能夠讓程序的設(shè)計(jì)很大程度上得到簡化。這里面運(yùn)用了模塊化程序的設(shè)計(jì)，每個(gè)功能的模塊都要由主程序進(jìn)行調(diào)用，功能模塊可以按照數(shù)控機(jī)床具體的需求進(jìn)行不斷的擴(kuò)展以及靈活的配置，讓控制功能具備良好的柔性以及可靠性。
（2）關(guān)于軸使能控制的子程序。進(jìn)行各軸脈沖使能以及控制的使能信號(hào)的控制，監(jiān)控各軸具體的參考點(diǎn)的開關(guān)信號(hào)及按照主軸的命令對(duì)主軸使能的信號(hào)進(jìn)行控制，同時(shí)依據(jù)位置的調(diào)節(jié)器實(shí)際生效狀態(tài)觸發(fā)垂直軸的電機(jī)抱閘，避免由于垂直軸的自重導(dǎo)致下落。
以防進(jìn)給軸的超程以及做到零點(diǎn)定位的精準(zhǔn)，每一個(gè)進(jìn)給軸都配備兩個(gè)硬限位的開關(guān)以及一個(gè)參考點(diǎn)的開關(guān)，并且每一個(gè)軸都擁有脈沖的使能以及控制的使能等信號(hào)，所以要使用的開關(guān)量的信號(hào)非常多。
（3）關(guān)于子程序的初始化。初始化的程序在機(jī)床進(jìn)行通電之后第一個(gè)PLC的循環(huán)就被主程序所調(diào)用。按照機(jī)床具體配置的參數(shù)進(jìn)行數(shù)控核心接口信號(hào)的設(shè)定。針對(duì)伺服電機(jī)的觀點(diǎn)的編碼器實(shí)行格雷碼的初始化，這樣能夠明確機(jī)床控制的目標(biāo)具體的方式選擇以及軸選擇等。初始化的程序可以使PLC系統(tǒng)進(jìn)入到初始化的工作狀態(tài)。
3 程序的具體調(diào)試
（1）設(shè)置機(jī)床的類型。先將機(jī)床的參數(shù)設(shè)置成0，屏上顯示機(jī)床是通用的機(jī)床，能夠控制五軸的驅(qū)動(dòng)；其次，將機(jī)床的參數(shù)設(shè)置成1，則屏上顯示機(jī)床是車床的配置，能夠?qū)崿F(xiàn)三軸驅(qū)動(dòng)車床系統(tǒng)實(shí)際的應(yīng)用；然后，將機(jī)床的參數(shù)設(shè)置成2，則屏上顯示機(jī)床是銑床的配置，能夠?qū)崿F(xiàn)五軸驅(qū)動(dòng)銑床系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用。
（2）設(shè)置機(jī)床的軸數(shù)。針對(duì)以上銑床的配置，能夠了解到是四個(gè)進(jìn)給軸與一個(gè)主軸，適用四坐標(biāo)的數(shù)控銑床的具體控制。現(xiàn)在將機(jī)床的參數(shù)設(shè)置成是0，這樣就去掉了A軸，屏上顯示為機(jī)床的配置是X、Y、Z軸以及一個(gè)主軸，經(jīng)過這種設(shè)置以后，這個(gè)系統(tǒng)則能夠適用實(shí)際的配置是三個(gè)直線的進(jìn)給軸與一個(gè)主軸這種三坐標(biāo)的銑床具體的功能控制。
（3）各個(gè)進(jìn)給軸具體的使能控制?？梢葬槍?duì)各個(gè)進(jìn)給軸進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的控制以及方向的判斷；監(jiān)控的參考點(diǎn)的開關(guān)信號(hào)，不管運(yùn)動(dòng)軸以什么樣的速度回到參考點(diǎn)，而在參考點(diǎn)的周圍都可以變回成給定的回零的速度并且準(zhǔn)確的定位。
（4）主軸控制的調(diào)試。對(duì)主軸具體的使能信號(hào)進(jìn)行控制，能夠手動(dòng)或自動(dòng)的控制主軸的具體運(yùn)行，完成正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)以及定位。
（5）輔助功能的調(diào)試。可以手動(dòng)以及程序自動(dòng)的調(diào)用并且控制冷卻與系統(tǒng)具體的使能信號(hào)，完成起動(dòng)以及停止的操作。
4 結(jié)語
事實(shí)表明，運(yùn)用軟PLC開發(fā)數(shù)控機(jī)床具體的功能控制非常具有可行性以及合理性，功能比較完善、靈活通用、可靠性非常高以及操作便捷等優(yōu)點(diǎn)，有著很高的使用價(jià)值。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】數(shù)控技術(shù)；后置處理；CAM；五軸聯(lián)動(dòng)；加工仿真
NC Machining Simulation of Five-axis Linkage Machine Tools
(for A-B Turntable)
Li Xiang
(Southwest China Institute of Electronic Technology，Chengdu 610036，China)
Abstract：General CAD/CAM software has its own CAM module that calculates the complete information of the tool path.In order to meet the requirements of five-axis linkage machine tools，post-processing is needed to acquire NC code applicable to the given machine tools.The post processing of five-axis linkage machine tools concerns the calculation of rotary angle and the complicated coordinate conversion.The specific post-processing of A-B turntable five-axis linkage machine tools is proposed in the paper.The processing program is developed by Visual C++ via the coordinate conversion of machine tools and workpiece.It is simulated and verified by VERICUT software.
Key words：numerical control；post-processing；Computer Aided Manufacturing (CAM)；five-axis linkage；machining simulation
1.引言
五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工系統(tǒng)廣泛用于加工復(fù)雜曲面，這種先進(jìn)的加工系統(tǒng)對(duì)我國航空、航天等領(lǐng)域的精細(xì)加工有著舉足輕重的作用。UG是廣泛應(yīng)用的建模及加工仿真軟件。探索UG的通用后置處理系統(tǒng)與專用數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)合，具有重要意義。
VERICUT是數(shù)控加工仿真軟件，它可實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)床、刀具、工件加工過程的可視化，對(duì)于減少報(bào)廢、節(jié)約材料和提高制造的技術(shù)水平都有深遠(yuǎn)影響。
2.基于UG的CAM數(shù)控加工
Unigraphics Sloutions公司（簡稱UGS）是全球知名的美國MCAD供應(yīng)商，UG是其推出的集CAD/CAM/CAE為一體的三維參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件，也是世界先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造軟件。
UG包含的眾多功能模塊，涉及到工業(yè)設(shè)計(jì)與制造的各個(gè)層面。UG的工業(yè)設(shè)計(jì)制造流程為：
2.1 UG CAM簡介
UG CAM即加工制造模塊，是UG的重要模塊之一。其主要功能是承擔(dān)交互式圖形編程（數(shù)控編程），即針對(duì)CAD三維模型所包含的產(chǎn)品幾何表面信息，進(jìn)行數(shù)控加工刀未軌跡的自動(dòng)計(jì)算。UG CAM模擬制造的過程可概述為：根據(jù)設(shè)置的工藝方案參數(shù)，生成數(shù)控程序，即導(dǎo)出以“.cls”為后綴的刀位軌跡文件。
2.2 UG CAM后置處理現(xiàn)狀
UG與目前市場(chǎng)上流行的其他CAD/CAM軟件一樣，帶有自己的后置處理模塊。但是目前沒有開放五軸聯(lián)動(dòng)非線性誤差校核和非線性誤差控制功能。由于不同結(jié)構(gòu)（雙轉(zhuǎn)臺(tái)、雙擺頭、擺頭—轉(zhuǎn)臺(tái)）的五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床具有自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和制約機(jī)床加工質(zhì)量的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)，通用后置處理系統(tǒng)很難在生成數(shù)控程序時(shí)，全面而有針對(duì)性地考慮機(jī)床自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)所造成的非線性誤差。因此，目前國內(nèi)很多CAD/CAM系統(tǒng)的用戶對(duì)軟件的使用主要是CAD模塊，對(duì)CAM模塊的應(yīng)用效率不高，一個(gè)關(guān)鍵原因就是軟件只配備了通用后置處理系統(tǒng)，而用戶沒有根據(jù)具體的數(shù)控機(jī)床特點(diǎn)進(jìn)行必要的二次開發(fā)，由此生成的代碼還需要人工做大量修改，嚴(yán)重影響CAM模塊的應(yīng)用效果。
后置處理的任務(wù)是對(duì)數(shù)控編程所導(dǎo)出的刀位文件進(jìn)行處理，生成指定數(shù)控機(jī)床的控制指令。盡管各廠家數(shù)控機(jī)床的具體功能和指令系統(tǒng)存在著差異，但后置處理的過程卻有不少相似之處。因此，對(duì)主要的CAD/CAM系統(tǒng)進(jìn)行探索，將其通用后置處理與各種數(shù)控系統(tǒng)及數(shù)控機(jī)床相結(jié)合，解決數(shù)控加工的矛盾，具有較大工程應(yīng)用價(jià)值和意義。
本文將以西門子840D數(shù)控系統(tǒng)為例，將UG CAM所導(dǎo)出的CLSF刀位軌跡文件經(jīng)過后置處理導(dǎo)出西門子840D數(shù)控系統(tǒng)所應(yīng)用的ISO加工指令。
3.后置處理
關(guān)鍵字 數(shù)控機(jī)床；控制技術(shù)；機(jī)床維修；數(shù)控電子
中圖分類號(hào)TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2013）96-0181-02
0 引言
隨著電子行業(yè)的日益更新，當(dāng)今數(shù)控理論的調(diào)整發(fā)展，使得數(shù)控技術(shù)也在不斷地跟著進(jìn)步，數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)因此變得更加地復(fù)雜，智能化程度也是越來越高，數(shù)控技術(shù)在生產(chǎn)中的實(shí)踐運(yùn)用，維護(hù)等技術(shù)，也在不斷地變化著。因此，對(duì)于數(shù)控機(jī)床的控制和維修，形成一套完整的理論系統(tǒng)體系，是大多數(shù)控技術(shù)人員的期望。希望借助這個(gè)理論體系，讓控制和維修人員，能夠更加快速地掌握數(shù)控的操作和維護(hù)技術(shù)。
1 數(shù)控機(jī)床控制技術(shù)
1.1 概念
數(shù)據(jù)機(jī)床控制是指通過數(shù)控程序，對(duì)數(shù)控機(jī)床下達(dá)工作指令，讓數(shù)控機(jī)床按照預(yù)定的工作程序，對(duì)需要加工的零件進(jìn)行自動(dòng)化操作的過程。其操作前，需要先確定零件在機(jī)床的安裝位置，刀具與零件之間在進(jìn)行工作時(shí)的尺寸參數(shù)。機(jī)器操作的路線，切削規(guī)格等參數(shù)等。掌握這些參數(shù)之后，才由程序員編制加工的數(shù)控操作程序單。然后讓電腦按照制定的程序，進(jìn)行規(guī)范的操作的一種深加工過程。
1.2 數(shù)控機(jī)床的電氣控制
數(shù)控機(jī)床的電氣控制主要由電流、位置、速度三個(gè)控制環(huán)利用串聯(lián)的原理組成的。
1）電流環(huán)的功能是為伺服電機(jī)，提供其所需要的轉(zhuǎn)矩電路。通常情況下，其與電動(dòng)機(jī)之間的匹配調(diào)節(jié)，是事先就由制造者配備了相應(yīng)的匹配參數(shù)。其反饋信號(hào)也在制造時(shí)，已經(jīng)在伺服系統(tǒng)內(nèi)聯(lián)接好了。因此不需要事后進(jìn)行接線與調(diào)整；
2）速度環(huán)的功能是控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，也就是坐標(biāo)軸在工作時(shí)的運(yùn)行速度的電路。速度調(diào)節(jié)器其P、I調(diào)整值，都是根據(jù)騷動(dòng)坐標(biāo)軸負(fù)載量，或者是機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)的剛度與間隙等特性來決定的。一旦這些特性發(fā)生了變化，就需要對(duì)機(jī)械的傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行檢查和修復(fù)，然后再正確調(diào)整數(shù)控設(shè)備速度環(huán)的PI調(diào)節(jié)器；
3）位置環(huán)是對(duì)各坐標(biāo)軸按照程序設(shè)備的指令進(jìn)行工作，用于精確定位它位置的控制環(huán)節(jié)。位置環(huán)的正確運(yùn)行與否，直接影響到坐標(biāo)軸的工作精度。位置環(huán)的工作包括兩部分。
其一，位置環(huán)是測(cè)量元件的精度是否與CNC系統(tǒng)脈沖當(dāng)量匹配。測(cè)量元件每次移動(dòng)的距離，外部倍頻電路是否與系統(tǒng)廟宇的分辨率相符。測(cè)量元件與分辨率肪沖比必須達(dá)到100倍頻方，才算合格。比如，位置測(cè)量時(shí)，元件脈沖次數(shù)10/mm，那么系統(tǒng)的分辨率應(yīng)為0.001mm才算匹配。
其二，對(duì)位置環(huán)KV值的設(shè)定和調(diào)節(jié)。KV值一般是被當(dāng)作機(jī)床數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)置的，數(shù)控系統(tǒng)中，對(duì)KV值的數(shù)值單位和設(shè)置地位都進(jìn)行指定。速度環(huán)在進(jìn)行最佳化調(diào)節(jié)后。KV值則是鑒定機(jī)床性能好壞，工作精度是否準(zhǔn)確的重要因素。KV值體現(xiàn)了機(jī)床運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)，運(yùn)動(dòng)時(shí)性能的優(yōu)勢(shì)程度。關(guān)于KV值的設(shè)置，需要參考和符合以下公式：
KV=V/其中KV即位置環(huán)增益系數(shù) V即坐標(biāo)運(yùn)行速度，m/min 即跟蹤誤差，mm 注意不同的單位，數(shù)據(jù)參數(shù)代表的涵義也不一樣。
2 數(shù)控機(jī)床維修方法
2.1 故障檢查
首先要對(duì)進(jìn)行進(jìn)行檢查，查找機(jī)床究竟問題出在哪里，先可對(duì)機(jī)器的使用人員進(jìn)行詢問，再進(jìn)行目測(cè)，觸摸機(jī)器的各個(gè)線路是否完好，檢查是否短路。再通電進(jìn)行檢測(cè)，如果不行，再利用進(jìn)行檢查，對(duì)機(jī)器的信號(hào)與報(bào)警裝置，接口狀態(tài)，參數(shù)調(diào)整等各種方法，直到查出機(jī)床的問題為止。故障檢查這一步就算結(jié)束了。它是機(jī)床維修前的基礎(chǔ)工作。只有正確地發(fā)現(xiàn)其問題，才能有針對(duì)性地對(duì)其進(jìn)行修理。
2.2 維修方法
故障排查出來之后，再進(jìn)行機(jī)床的維修，這里給大家介紹幾種常見的機(jī)床障維修方法。
1）電源：電源是整個(gè)機(jī)床是否能夠順利工作的能量來源，它的損壞輕則會(huì)導(dǎo)致程序數(shù)據(jù)丟失，產(chǎn)生停機(jī)現(xiàn)象。重者可能毀壞整個(gè)系統(tǒng)。在我國，由于電力系統(tǒng)不是很充沛，所以經(jīng)常導(dǎo)致電源的損壞，電源損壞應(yīng)及時(shí)維修。然而做好提前的準(zhǔn)備，才是預(yù)防電源損壞的根源。因此我們?cè)谠O(shè)計(jì)機(jī)床的供電系統(tǒng)時(shí)，就盡量為它提供單獨(dú)的配電箱，在電網(wǎng)供電質(zhì)量不良的地方，三相交流穩(wěn)壓裝置，也是必須事先配備的。接入數(shù)控機(jī)訂的電源中線與接地線一定要分開，并且使用三相五線制等；
2）位置環(huán)故障：首先，位置環(huán)報(bào)警可能產(chǎn)生的原因是位置測(cè)量回路開路、測(cè)量元件已經(jīng)損壞、接口信號(hào)損壞等。其次，坐標(biāo)軸在脫離指令下運(yùn)動(dòng)，可是造成的原因是漂移可能過大；位置環(huán)或速度環(huán)接成正反饋；元件損壞等；
3）機(jī)床坐標(biāo)查找不到零點(diǎn)?？赡茉斐傻脑蚴橇惴较蚺c零點(diǎn)遠(yuǎn)離；編碼器損壞光柵零點(diǎn)標(biāo)、回零差事開關(guān)失靈等；
4）機(jī)床動(dòng)態(tài)性差：其中原因可能是機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)磨損嚴(yán)重，或者間隙過大造成的。或者是導(dǎo)軌工作做得不充分。對(duì)于電氣控制系統(tǒng)，造成這樣的問題可能原因是速度、位置環(huán)和相關(guān)參數(shù)，已經(jīng)不處于最佳匹配狀態(tài)。應(yīng)在故障排除后，及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，使得達(dá)到最佳效果。
諸如此類等等問題，故障在查出之后，立即根據(jù)相關(guān)的維修方案進(jìn)行正確地修理，對(duì)各種電路，參數(shù)，控制系統(tǒng)，電源等問題，進(jìn)行仔細(xì)確認(rèn)，然后針對(duì)性地調(diào)整維護(hù)方案，并且把每次維修的記錄地都記載下來，以便下一次遇到同樣的情況，好迅速地作出處理。
3 結(jié)論
根據(jù)以上依據(jù)，我們可以得知，數(shù)控機(jī)床的控制與維修技術(shù)，在我國雖然還沒有形成非常完善的理論體系。但是只要我們仔細(xì)地摸索排查，利用自己和別人總結(jié)出來的經(jīng)驗(yàn)，記載下來，對(duì)我國未來制定完整的數(shù)控機(jī)床控制技術(shù)和機(jī)床維修技術(shù)，無疑有著重大的借鑒意義。
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【摘 要】隨著科學(xué)的不斷進(jìn)步和社會(huì)的不斷發(fā)展，我國的數(shù)控技術(shù)取得了長足的進(jìn)步。在機(jī)床行業(yè)中，數(shù)控機(jī)床的比重越來越大。一個(gè)國家的數(shù)控技術(shù)水平直接關(guān)系到一個(gè)國家的的綜合國力。本文將有利于更好的了解當(dāng)代數(shù)控機(jī)床技術(shù)與發(fā)展。
【關(guān)鍵詞】數(shù)控機(jī)床；發(fā)展；自動(dòng)化；環(huán)保
數(shù)控機(jī)床一般由輸入輸出設(shè)備、數(shù)控裝置、伺服單元、驅(qū)動(dòng)裝置、可編程控制器及電氣控制裝置、輔助裝置、機(jī)床本體及測(cè)量裝置組成。在加工過程中突出表現(xiàn)為：加工精度高，具有穩(wěn)定的加工質(zhì)量；可進(jìn)行多坐標(biāo)的聯(lián)動(dòng)，能加工形狀復(fù)雜的零件；加工零件改變時(shí)，一般只需要更改數(shù)控程序，可節(jié)省生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間；機(jī)床本身的精度高、剛性大，可選擇有利的加工用量，生產(chǎn)率高；機(jī)床自動(dòng)化程度高，可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。
我國數(shù)控機(jī)床制造業(yè)在一代一代人堅(jiān)持不懈的努力中，取得了一些顯著的成就。奠定了數(shù)控技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，基本掌握了現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)。我國現(xiàn)在已基本掌握了從數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)、數(shù)控主機(jī)、專機(jī)及其配套件的基礎(chǔ)技術(shù)，其中大部分技術(shù)已具備進(jìn)行商品化開發(fā)的基礎(chǔ)，部分技術(shù)已商品化、產(chǎn)業(yè)化。初步形成了數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地。在攻關(guān)成果和部分技術(shù)商品化的基礎(chǔ)上，建立了一些具有批量生產(chǎn)能力的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠。這些生產(chǎn)廠基本形成了我國的數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地。雖然在數(shù)控技術(shù)方面取得了長足的進(jìn)步，但我們也要清醒地認(rèn)識(shí)到，我國的數(shù)控技術(shù)的發(fā)展和很多國外的先進(jìn)國家相比還有一定的差距。主要突出表現(xiàn)在：配套的高質(zhì)量功能部件、數(shù)控系統(tǒng)附件主要靠進(jìn)口；應(yīng)用技術(shù)水平較低，聯(lián)網(wǎng)技術(shù)沒有完全推廣使用；自行開發(fā)能力較差，相對(duì)有較高技術(shù)水平的產(chǎn)品主要靠引進(jìn)圖紙、合資生產(chǎn)或進(jìn)口件組裝；功能部件專業(yè)化生產(chǎn)水平及成套能力較低；相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的研究、制定滯后。
速度和精度是數(shù)控機(jī)床的兩個(gè)重要指標(biāo)，它直接關(guān)系到加工效率和產(chǎn)品的質(zhì)量。高速度、超精度加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。特別是在超高速切削、超精密加工技術(shù)的實(shí)施中，對(duì)機(jī)床各坐標(biāo)軸位移速度和定 位精度提出了更高的要求；另外，這兩項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)又是相互制約的，也就是說要 求位移速度越高，定位精度就越難提高。高速加工技術(shù)發(fā)展迅速，在高檔數(shù)控機(jī)床中得到廣泛應(yīng)用。應(yīng)用新的機(jī)床運(yùn)動(dòng)學(xué)理論和先進(jìn)的驅(qū)動(dòng)技術(shù)，優(yōu)化機(jī)床結(jié)構(gòu)，采用高性能功能部件，移動(dòng)部件輕量化，減少運(yùn)動(dòng)慣性。在刀具材料和結(jié)構(gòu)的支持下，從單一的刀具切削高速加工，發(fā)展到機(jī)床加工全面高速化，從而實(shí)現(xiàn)加工制造的高質(zhì)量和高效率。
在零件加工過程中有大量的無用時(shí)間消耗在工件搬運(yùn)、上下料、安裝調(diào)整、換刀和主軸的升、降速上，為了盡可能降低這些無用時(shí)間，人們希望將不同的加工功能整合在同一臺(tái)機(jī)床上， 因此數(shù)控機(jī)床實(shí)現(xiàn)了一機(jī)多能，以最大限度地提高設(shè)備利用率。另外前臺(tái)加工、后臺(tái)編輯的前后臺(tái)功能，充分提高其工作效率和機(jī)床利用率。
隨著五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)和編程軟件的普及，五軸聯(lián)動(dòng)控制的加工中心和數(shù)控銑床已經(jīng)成為當(dāng)前的一個(gè)開發(fā)熱點(diǎn)，由于在加工自由曲面時(shí)，五軸聯(lián)動(dòng)控制對(duì)球頭銑刀的數(shù)控編程比較簡單，并且能使球頭銑刀在銑削三維曲面的過程中始終保持合理的切速，從而顯著改善加工表面的粗糙度和大幅度提高加工效率，而在三軸聯(lián)動(dòng)控制的機(jī)床無法避免切速接近于零的球頭銑刀端部參與切削，因此五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床以其無可替代的性能優(yōu)勢(shì)已經(jīng)成為各大機(jī)床廠家積極開發(fā)和競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。
隨著信息化技術(shù)的大量采用，越來越多的國內(nèi)用戶在進(jìn)口數(shù)控機(jī)床時(shí)要求 具有遠(yuǎn)程通訊服務(wù)等功能。機(jī)械制造企業(yè)越加廣泛地使用數(shù)控加工設(shè)備。數(shù)控應(yīng)用軟件日趨豐富和具有人性化。虛擬設(shè)計(jì)、虛擬制造等高端技術(shù)也越來越多地為工程技術(shù)人員所追求。通過軟件智能替代復(fù)雜的硬件，正在成為當(dāng)代機(jī)床發(fā)展的重要趨勢(shì)。在數(shù)字制造的目標(biāo)下，通過流程再造和信息化改造，為企業(yè)創(chuàng)造出更高的經(jīng)濟(jì)效益。
柔性自動(dòng)化技術(shù)是制造業(yè)適應(yīng)動(dòng)態(tài)市場(chǎng)需求及產(chǎn)品迅速更新的主要手段，是各國制造業(yè)發(fā)展的主流趨勢(shì)，是先進(jìn)制造領(lǐng)域的基礎(chǔ)技術(shù)。其重點(diǎn)是以提高系統(tǒng)的可靠性、實(shí)用化為前提，以易于聯(lián)網(wǎng)和集成為目標(biāo)；注重加強(qiáng)單元技術(shù)的開拓、完善；高速度和高柔性方向發(fā)展；數(shù)控機(jī)床及其構(gòu)成柔性制造系統(tǒng)能方便地與各種軟件聯(lián)結(jié)，向信息集成方向發(fā)展；網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)向開放集成和智能化方向發(fā)展。智能加工是一種基于神經(jīng)網(wǎng) 絡(luò)控制、模糊控制、數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和理論的加工，它是要在加工過程中模擬人類專家的智能活動(dòng)，以解決加工過程許多不確定性的、要由人工干預(yù)才能解決的問題。智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個(gè)方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量 的智能化，如自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動(dòng)生成；為提高驅(qū)動(dòng)性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動(dòng)識(shí)別負(fù)載自動(dòng)選定模型，自整定等；簡化編程、簡化操作的智能化，如智能化的自動(dòng)編程，智能化的人機(jī)界面等；智能診斷、智能監(jiān)控，方便系統(tǒng)的診斷及維修等。世界上正在進(jìn)行研究的智能化切削加工系統(tǒng)很多，其中日本智能化數(shù)控裝置研究會(huì)針對(duì)鉆削的智能加工方案具有代表性。
現(xiàn)代的機(jī)床行業(yè)必須把環(huán)保和節(jié)能放在重要位置，即要實(shí)現(xiàn)切削加工工藝的綠色化。目前這一綠色加工工藝主要集中在不使用切削液上，這主要是因?yàn)榍邢饕杭任廴经h(huán)境和危害工人健康，又增加資源和能源的消耗。干切削一般是在大氣氛圍中進(jìn)行，但也包括在特殊氣體氛圍中不使用切削液進(jìn)行的切削。不過，對(duì)于某些加工方式和工件組合，完全不使用切削液的干切削目前尚難與實(shí)際應(yīng)用，故又出現(xiàn)了使用極微量的準(zhǔn)干切削。對(duì)于面向多種加工方法的加工中心之類的機(jī)床來說，主要是采用準(zhǔn)干切削，通常是讓極微量的切削油與壓縮空氣的混合物經(jīng)由機(jī)床主軸與工具內(nèi)的中空通道噴向切削區(qū)。在各類金切機(jī)床中，采用干切削最多的是滾齒機(jī)，這使得我們?cè)谏a(chǎn)中應(yīng)更加注意環(huán)境的保護(hù)。作為新一代機(jī)械人我們相信我們能把中國的機(jī)械產(chǎn)業(yè)做得越來越大，越來越精，越來越強(qiáng)。■
“我所從事的工作是我的興趣所在，是一項(xiàng)很光榮、很有意義的工作?！卑l(fā)展數(shù)控技術(shù)，振興航天工業(yè)，是他的心愿
第一眼看到劉爭(zhēng)，感覺他是個(gè)話不多且羞澀的人，面對(duì)采訪，他顯得有點(diǎn)緊張，可是一談到數(shù)控技術(shù)，他馬上變得神采飛揚(yáng)，滔滔不絕地和你聊著關(guān)于數(shù)控的話題。12歲的曾說過：“為中華之崛起而讀書”，劉爭(zhēng)的理想也很宏偉，就是為振興航天工業(yè)而奮斗?！鞍l(fā)展數(shù)控技術(shù)，振興航天工業(yè)”，是他的心愿。
首都航天機(jī)械公司1車間工藝員劉爭(zhēng)1米78的個(gè)頭，清瘦的臉龐，一臉燦爛的笑容，給人一種“鄰家大男孩”的親切感。高中畢業(yè)后，成績優(yōu)異的劉爭(zhēng)順利考入清華大學(xué)機(jī)械工程及自動(dòng)化專業(yè)。一次課堂上，老師在分析中國制造業(yè)形勢(shì)時(shí)說，中國的制造業(yè)水平在全世界是很落后的，作為清華大學(xué)的學(xué)子有責(zé)任振興中國制造業(yè)。老師的一番話在劉爭(zhēng)的心里打上了深深的烙印，從那時(shí)起，他就立志要振興中國的制造業(yè)。
2005年，劉爭(zhēng)從清華大學(xué)畢業(yè)后就來到了一車間工藝組，很多同學(xué)都去了待遇更好的外企或者私企，但他毅然選擇了航天，成為一名數(shù)控機(jī)床編程工藝員。
2009年，劉爭(zhēng)作為國防科技與工業(yè)局“千臺(tái)數(shù)控機(jī)床增效工程”課題的實(shí)際負(fù)責(zé)人，通過刻苦攻關(guān)有效完成了課題的一期研究任務(wù)，使數(shù)控機(jī)床增效50%。
2010年，他作欏扒臺(tái)數(shù)控機(jī)床增效工程”二期的主要負(fù)責(zé)人，要把一期的研究成果推廣到公司13臺(tái)數(shù)控機(jī)床上，通過不斷攻關(guān)和研究，順利完成推廣任務(wù)。在推廣過程中，他在某大型圓柱殼體上采用了新式刀具路徑，并進(jìn)行了加工試驗(yàn)和先進(jìn)數(shù)控技術(shù)應(yīng)用，使其典型網(wǎng)格特征加工效率在原有增效的基礎(chǔ)上又提高了42%。
航天產(chǎn)品存在大量需使用角銑頭才能加工的零件，傳統(tǒng)工藝方法中，五軸機(jī)床附加角銑頭后，無法使用五軸聯(lián)動(dòng)功能，五軸機(jī)床只能當(dāng)作四軸半使用。劉爭(zhēng)深入研究，自主開發(fā)了五軸機(jī)床附加直角銑頭后的五軸聯(lián)動(dòng)功能，拓寬了該設(shè)備的加工范圍，簡化了操作流程，提高了加工精度，使原來加工12小時(shí)的產(chǎn)品在3個(gè)小時(shí)內(nèi)就可保質(zhì)保量完成，這一技術(shù)已達(dá)到了國內(nèi)先進(jìn)水平。
某進(jìn)口設(shè)備是重點(diǎn)五軸設(shè)備，每次加工零件必須把工作原點(diǎn)設(shè)在工作臺(tái)回轉(zhuǎn)中心，不僅限制了加工效率，還耗費(fèi)工藝人員精力，增加了出錯(cuò)概率。劉爭(zhēng)調(diào)查研究后成功實(shí)現(xiàn)了該機(jī)床的RTCP加工模式，使得該機(jī)床可在任意裝夾位置加工任何形狀的零件，大大提高了設(shè)備性能，并降低了出錯(cuò)概率。
工作幾年來，他連續(xù)3年績效考核為“優(yōu)秀”，在2010年第四屆全國數(shù)控技能大賽中，獲得了第二名的好成績。劉爭(zhēng)的成功絕非偶然，“把工作做到位，不留疑點(diǎn)，要理解透，不能模棱兩可”，劉爭(zhēng)這些看似平凡的話語卻道出了他成功背后的原因，那是對(duì)專業(yè)技術(shù)不懈的追求，對(duì)心中理想無悔的堅(jiān)守。
劉爭(zhēng)自豪地說：“我所從事的工作是我的興趣所在，是一項(xiàng)很光榮、很有意義的工作。”沒有哪項(xiàng)工作是為誰量身定做的，一個(gè)人能否成才，在一定程度上取決于他對(duì)工作的態(tài)度。當(dāng)有人抱怨工作崗位的優(yōu)劣時(shí)，劉爭(zhēng)已經(jīng)在自己的崗位上成了“狀元”?！罢衽d航天制造業(yè)”，數(shù)控嬌子劉爭(zhēng)的這份執(zhí)著感染著身邊的每一個(gè)人。
關(guān)鍵詞：中職；數(shù)控機(jī)床；培訓(xùn)；教學(xué)方法
中圖分類號(hào)：G712；G718.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1008-3561（2017）05-0048-01
隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，各種先進(jìn)制造技術(shù)得到日益廣泛的應(yīng)用，生產(chǎn)企業(yè)需要大量善于進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新的應(yīng)用型人才，其中，數(shù)控機(jī)床操作技術(shù)工更是目前迫切需要的“灰領(lǐng)”人才。在這樣的背景下，數(shù)控培訓(xùn)方興未艾，許多職校跨出校門接受社會(huì)培訓(xùn)。因而如何盡快、有效地提高數(shù)控培訓(xùn)學(xué)員的知識(shí)水平與操作技能是一個(gè)重要課題。
一、形象比喻，通俗易懂
由于大多數(shù)學(xué)員是初次接觸數(shù)控機(jī)床，且文化程度較低，對(duì)一些基礎(chǔ)知識(shí)與概念的理解有困難，這時(shí)可以舉一些通俗易懂的例子來進(jìn)行教學(xué)。例如，數(shù)控機(jī)床的基本M成及工作原理可以以人作比喻：控制介質(zhì)相當(dāng)于語言、數(shù)控裝置相當(dāng)于大腦、伺服系統(tǒng)相當(dāng)于神經(jīng)系統(tǒng)和肌肉、檢測(cè)裝置相當(dāng)于感覺器官、機(jī)床本體相當(dāng)于人體骨架。比如在做隊(duì)列操時(shí)，人聽到“立正”口令時(shí)，將語音信號(hào)變換后傳遞給大腦，這個(gè)“立正”命令必須是人能聽懂并明白其含義的，否則無法做出反應(yīng)。大腦接受了“立正”命令信息后，馬上記憶起該命令的動(dòng)作要求，即人站直、腿并攏、手放好，并通過感覺器官檢查動(dòng)作是否準(zhǔn)確到位、符合要求，然后發(fā)出動(dòng)作指令。這個(gè)指令是很微弱的腦電波信號(hào)，不足以刺激肌肉運(yùn)動(dòng)，通過神經(jīng)系統(tǒng)放大并傳遞后刺激相應(yīng)部位的肌肉舒展或收縮，牽引骨骼運(yùn)動(dòng)，這才最終完成了“立正”動(dòng)作。如果聽不懂命令、不知道命令的含義、大腦不能正常思維或神經(jīng)系統(tǒng)有障礙、肌肉拉傷或萎縮、骨骼有損傷，那么人就不可能做出正確的動(dòng)作。同樣，如果程序有誤、數(shù)控裝置有問題、伺服系統(tǒng)有故障、機(jī)床本體部件損壞，那么機(jī)床就無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，也就不能加工出合格的零件。有時(shí)程序出錯(cuò)，甚至?xí)斐蓢?yán)重事故。這樣一來就把基本概念講清楚了，學(xué)員也容易理解。其他如開環(huán)、閉環(huán)、半閉環(huán)控制方式、可控軸與聯(lián)動(dòng)軸等都可以用類似的方法講解。
二、分析透徹，搞清概念
有些簡單卻重要的概念往往不被重視，包括專業(yè)人員，但又很容易出差錯(cuò)，這些問題必須講清講透，否則學(xué)員一知半解，掌握不了要領(lǐng)，導(dǎo)致在實(shí)際操作時(shí)出現(xiàn)失誤。例如，數(shù)控車床坐標(biāo)系的問題，數(shù)控車床同樣采用人人皆知的右手笛卡兒直角坐標(biāo)系，簡單易懂，但問題是如何在所用機(jī)床的實(shí)際坐標(biāo)系上判別圓弧的順逆時(shí)針走向。多數(shù)學(xué)校的工業(yè)訓(xùn)練中心和社會(huì)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)因經(jīng)費(fèi)原因，一般采用經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床進(jìn)行培訓(xùn)，而企業(yè)則多采用中高檔數(shù)控機(jī)床進(jìn)行生產(chǎn)。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床的刀架位置與中高檔數(shù)控車床不同，X軸及Y軸的正向正好相反。判斷圓弧的順逆時(shí)針走向應(yīng)對(duì)著Y軸正向看過去，而經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床的Y軸正向向下，判別朝向和視線方向相反，因此看起來是順時(shí)針其實(shí)是逆時(shí)針。這個(gè)基本概念很簡單，但也容易出錯(cuò)，甚至在某些數(shù)控機(jī)床的操作說明書上也出現(xiàn)這類錯(cuò)誤。其他如數(shù)控指令的用法，尤其是循環(huán)指令的功能與刀路、坐標(biāo)及刀具參數(shù)的設(shè)置等問題也必須要講清楚、準(zhǔn)確到位。
三、工藝是重點(diǎn)，編程是基礎(chǔ)
初學(xué)者往往很重視編程，把精力都花在這上面，而忽視了加工工藝。其實(shí)，數(shù)控機(jī)床是按照人所編的數(shù)控程序進(jìn)行自動(dòng)加工的，程序里面包含了工藝因素，反映了編程者的工藝思路，所以說，程序編得好不好，完全取決于工藝排得好不好。因此，除了編程方法還需要介紹數(shù)控機(jī)床有別于普通機(jī)床的特點(diǎn)與要求，重點(diǎn)講解工藝分析、切削參數(shù)、刀具選擇、走刀路線等工藝性問題。數(shù)控培訓(xùn)也可嘗試創(chuàng)新教學(xué)，在學(xué)員初步掌握基本編程及操作技能后，讓他們按照自己的興趣設(shè)計(jì)一個(gè)零件并進(jìn)行加工，從中可以發(fā)現(xiàn)許多工藝問題，尤其是刀具選擇和刀路安排，此時(shí)教師再指出錯(cuò)誤并給予指導(dǎo)，使學(xué)員印象深刻更易于接受，效果比教師單向講解要好得多。
四、掌握要領(lǐng)，運(yùn)用技巧
接受培訓(xùn)的學(xué)員有些是普通機(jī)床的操作工，有一定的切削加工經(jīng)驗(yàn)。有些則剛?cè)〉贸跫?jí)證書，工作經(jīng)驗(yàn)很少，在習(xí)慣上往往還按照普通機(jī)床的操作過程來編制數(shù)控程序，這就需要在培訓(xùn)中反復(fù)強(qiáng)調(diào)數(shù)控機(jī)床的工藝特點(diǎn)，指導(dǎo)學(xué)員逐漸接受、掌握數(shù)控機(jī)床有別于普通機(jī)床的一些工藝處理方法。對(duì)培訓(xùn)中出現(xiàn)的典型問題和特別容易出錯(cuò)的地方，可召集學(xué)員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)討論，讓大家相互汲取教訓(xùn)，這樣做學(xué)員們既印象深刻，又能共同提高。培訓(xùn)使用的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床，采用的是開環(huán)系統(tǒng)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，在運(yùn)行過程中極易失步且無法補(bǔ)償，故而精度較低、誤差較大，在操作中應(yīng)加以注意。編程時(shí)仍按圖紙規(guī)定的尺寸作為坐標(biāo)參數(shù)，但在對(duì)刀設(shè)置坐標(biāo)時(shí)要留出一些余量，或修改調(diào)整刀補(bǔ)參數(shù)，加工結(jié)束后按實(shí)際測(cè)得的零件尺寸重新設(shè)置坐標(biāo)或修改刀補(bǔ)參數(shù)，再運(yùn)行精加工程序予以修正，這樣就能加工出合格的零件。
五、結(jié)束語
數(shù)控機(jī)床操作工為緊缺工種，社會(huì)需求量大，政策扶持力度大，考工不受年限，取得某級(jí)別資格后，可馬上申報(bào)高一級(jí)資格鑒定。因此，在培訓(xùn)中要加強(qiáng)學(xué)員的素質(zhì)教育，抓好基本技能的訓(xùn)練，給學(xué)員打好扎實(shí)的基礎(chǔ)，使他們能夠盡快達(dá)到工作要求，提高專業(yè)技能。
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞：CNC 系統(tǒng)的故障信息提示；初始化復(fù)位法及參數(shù)更改；故障定位。
中圖分類號(hào)：TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671—7597（2012）0510177-02
在數(shù)控機(jī)床中，大部分的故障都有據(jù)可查，而有些故障CNC系統(tǒng)提供的報(bào)警信息相對(duì)比較含糊甚至根本沒有任何征兆，甚至出現(xiàn)故障的周期較長，沒有規(guī)律，不定期，這些疑難故障給查找分析帶來了很多困難。對(duì)于這類數(shù)控機(jī)床故障，需要對(duì)具體故障情況做具體檢查和分析，逐步縮小故障范圍，而且檢查時(shí)特別需要機(jī)械、電氣、液壓等方面進(jìn)行綜合判斷，不然就很難快速、正確地找到故障的真正原因。
對(duì)于數(shù)控機(jī)床如采用日本FANUC數(shù)控系統(tǒng)的龍門銑機(jī)床，掌握機(jī)械原理、液壓與氣壓動(dòng)傳動(dòng)圖，要弄清楚在機(jī)床中作用和控制方式。并在圖紙上詳細(xì)注明，比如機(jī)床附件、刀具自動(dòng)換刀，安裝動(dòng)作比較復(fù)雜，要分解來理解。刀庫控制、換刀控制、刀具鎖緊裝置有氣壓傳動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的，他們是由哪個(gè)電磁閥動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)的？對(duì)應(yīng)的PLC輸出是哪幾個(gè)點(diǎn)？在圖上詳細(xì)注明，這樣從電氣控制到機(jī)械執(zhí)行動(dòng)作一目了然，同時(shí)特別對(duì)機(jī)、電關(guān)系比較密切的部分要重點(diǎn)了解，特別是現(xiàn)在數(shù)控鏜銑床利用數(shù)字閥和伺服比例閥技術(shù)，要了解閥調(diào)整方法及調(diào)整數(shù)據(jù)，要重點(diǎn)了解閥功能和作用，特別動(dòng)態(tài)和靜態(tài)時(shí)比例閥電流及相對(duì)應(yīng)的平衡泵的出口壓力調(diào)節(jié)，只有掌握了機(jī)電一體化技術(shù)，學(xué)會(huì)多種本領(lǐng)，這樣解決問題的就容易了。
數(shù)控機(jī)床一旦發(fā)生故障，要馬上向操作者詢問故障發(fā)生時(shí)的現(xiàn)象，要問詳細(xì)的過程，了解故障出現(xiàn)前產(chǎn)生過什么征兆，當(dāng)時(shí)操作者動(dòng)過什么元件，外部環(huán)境情況如何，改動(dòng)過什么？發(fā)生哪些報(bào)警信息，正確的現(xiàn)場(chǎng)資料往往不會(huì)造成錯(cuò)誤的判斷，不能使問題復(fù)雜化了，把故障問題正確地羅列出來，數(shù)控機(jī)床故障問題的一半實(shí)際上已經(jīng)解決了是維修的一個(gè)捷徑。
1 加工精度異常故障的維護(hù)
系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生更改或丟失、機(jī)械方面故障、數(shù)控機(jī)床CNC、伺服驅(qū)動(dòng)器、變頻器等參數(shù)未能優(yōu)化執(zhí)行電機(jī)運(yùn)行異常、機(jī)床位置閉環(huán)異常或PLC控制邏輯不妥，是生產(chǎn)中數(shù)控機(jī)床加工精度異常故障的常見原因，找出相關(guān)聯(lián)的故障點(diǎn)并進(jìn)行恰當(dāng)處理，機(jī)床均可恢復(fù)正常。生產(chǎn)中數(shù)控機(jī)床加工過程中經(jīng)常會(huì)遇到精度異常的故障。此類故障隱蔽性強(qiáng)、診斷難度大。導(dǎo)致此類故障的原因主要有五個(gè)方面：1）機(jī)械傳動(dòng)方面故障，如液壓與氣壓傳動(dòng)部分、主軸、絲桿、進(jìn)給等部件。此外，刀補(bǔ)的選擇及刀具的確定因素、編寫的加工程序，人為也可能導(dǎo)致加工精度異常。2）軸向的反向間隙（BACKLASH）出現(xiàn)異常。3）數(shù)控機(jī)床各軸的零點(diǎn)漂移（NULLOFFSET）異常。4）伺服電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)出現(xiàn)異常，即CNC控制部分及電氣出現(xiàn)故障。5）數(shù)控機(jī)床進(jìn)給單元參數(shù)更改或線路人為的改動(dòng)。
以沈陽一機(jī)床VMC650數(shù)控立式加工中心為例，配置的CNC數(shù)控系統(tǒng)發(fā)那（FANUOI）。在加工過程中出現(xiàn)Z軸精度異常。檢查發(fā)現(xiàn)z軸軸向間隙過大，用手觸摸Z軸伺服電機(jī)時(shí)感覺到電機(jī)抖動(dòng)比較嚴(yán)重，啟/停時(shí)不太明顯，并且伺服電機(jī)啟動(dòng)時(shí)存在此種現(xiàn)象，JOG方式故障現(xiàn)象也存在。分析認(rèn)為，故障原因主要有兩種，一是z軸伺服電機(jī)工作出現(xiàn)異常；二是z軸機(jī)械反向間隙過大。利用FANUC系統(tǒng)的參數(shù)NO1008’4切削進(jìn)給和快速移動(dòng)間隙進(jìn)補(bǔ)償參數(shù)進(jìn)行修改，對(duì)存在的間隙進(jìn)行了補(bǔ)償；利用“OneTouch”伺服調(diào)整方法對(duì)伺服電機(jī)進(jìn)行調(diào)試，調(diào)整伺服增益參數(shù)及N脈沖抑制功能。z軸電機(jī)的抖動(dòng)消除，加工中心加工精度恢復(fù)正常。
2 刀具的操作故障及維護(hù)
2.1 校正刀具不平衡
刀具存在不平衡的主要原因?yàn)榈毒咴谘b卡過程中存在問題，刀體里本身有缺陷，刀具設(shè)計(jì)存在缺陷，上刀所有的調(diào)節(jié)不合理。事實(shí)上每一次對(duì)刀具進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，不管調(diào)節(jié)量的大小，你必須在使用之前再做一次平衡。
2.2 刀具正確的選用和維護(hù)
刀具選用是至關(guān)重要，刀具平衡不只是測(cè)量不平衡量和增加或去除重量。短的分量、輕的刀具容易平衡，比較容易獲得很好的精度，而大型的、重的刀具要獲得平衡困難得多，并且會(huì)產(chǎn)生很大振動(dòng)的。也可以通過選擇已經(jīng)做過預(yù)平衡、預(yù)加工到最小不平衡的刀柄來降低成本和節(jié)約時(shí)間。
2.3 精度配合恰當(dāng)
除了正確的處理和維護(hù)高質(zhì)量的刀柄，刀具組件能正確地裝卡到數(shù)控加工中心主軸是非常重要的。為獲得牢固穩(wěn)定的連接刀柄必需與主軸錐孔相匹配，并且盡可能精確。在高速下刀柄配合得好與壞尤其明顯。你可能擁有世界上平衡得最好的刀具，但如果它沒有正確裝卡到加工中心主軸上，那也獲得不了好的加工精度。
3 數(shù)控機(jī)床電氣故障范圍診斷
數(shù)控機(jī)床電氣故障如何快速定位，有規(guī)律可循的，1）數(shù)控機(jī)床進(jìn)行開機(jī)測(cè)試對(duì)故障檢測(cè)，CNC系統(tǒng)通過自診斷判斷是否存在故障，故障代碼是什么，通過故障代碼確定故障范圍；2）是判定故障性質(zhì)，并分離出故障的部位或模塊；3）是將故障定位到可以更換的模塊（變頻器、伺服驅(qū)動(dòng)器、編碼器、通訊模塊）或其他電器元件，以縮短故障處理時(shí)間。為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)所出現(xiàn)的故障，快速定位故障所在部位并能及時(shí)排除，要求故障診斷應(yīng)盡可能少且簡便，故障診斷所需的時(shí)間應(yīng)盡可能短。
4 數(shù)控機(jī)床故障排除手段及方法
4.1 復(fù)位、初始化法
CNC系統(tǒng)報(bào)警使數(shù)控機(jī)床停止運(yùn)行，往往由于編程或者瞬時(shí)故障引起的，可用強(qiáng)行關(guān)閉硬件電源，按復(fù)位按鈕或復(fù)位鍵進(jìn)行復(fù)位來清除故障，若系統(tǒng)存儲(chǔ)器欠壓，連接線路接觸不良、掉電造成故障報(bào)警，則必須對(duì)CNC系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位，系統(tǒng)初始化前應(yīng)注意作好數(shù)據(jù)備份，倘若初始化失敗故障仍無法排除，則必需對(duì)硬件進(jìn)行診斷。
4.2 參數(shù)的設(shè)置
CNC系統(tǒng)參數(shù)正確的設(shè)定是保證系統(tǒng)功能的重要依據(jù)，一旦CNC系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定錯(cuò)誤就可能導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床不能工作或某功能無效。由于用戶在編制程序中存在錯(cuò)誤亦可造成故障報(bào)警或停機(jī)，這時(shí)可以采用CNC系統(tǒng)的塊搜索功能進(jìn)行查驗(yàn)，改正參數(shù)設(shè)置中的錯(cuò)誤，以確保其數(shù)控機(jī)床正常運(yùn)行。如其主軸在啟動(dòng)時(shí)實(shí)際轉(zhuǎn)速與設(shè)定轉(zhuǎn)速不一致，原因主軸轉(zhuǎn)速模擬電壓控制功能有效時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速輸入有2種方式：S代碼設(shè)定主軸的固定轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分），S碼值不改變時(shí)主軸轉(zhuǎn)速恒定不變，稱為恒轉(zhuǎn)速控制（G97模態(tài)）；S代碼設(shè)定刀具相對(duì)工件外圓的切線速度米/分），稱為恒線速控制（G96模態(tài)），恒線速控制方式下，切削進(jìn)給時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速隨著編程軌跡x軸絕對(duì)CNC輸出給主軸變頻器0-10V控制電壓受驅(qū)動(dòng)裝置的控制。
4.3 修調(diào)法
CNC系統(tǒng)參數(shù)正確的設(shè)定后，數(shù)控機(jī)床在使用過程中發(fā)現(xiàn)還要進(jìn)一步調(diào)節(jié)某些參數(shù)，如維修中發(fā)現(xiàn)CNC系統(tǒng)液晶顯示器畫面亮度比較低，經(jīng)調(diào)節(jié)屏幕供電12V電壓后正常。經(jīng)調(diào)節(jié)后正常。
CNC系統(tǒng)與其他電氣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)控制的最佳化，細(xì)調(diào)是非常關(guān)鍵的。在主軸轉(zhuǎn)速模擬電壓控制方式有效時(shí)，主軸的實(shí)際轉(zhuǎn)速可以用主軸倍率進(jìn)行修調(diào)，進(jìn)行主軸倍率修調(diào)后
的實(shí)際轉(zhuǎn)速受主軸當(dāng)前檔位最高轉(zhuǎn)速的限制，在恒線速控制方式下還受最低主軸轉(zhuǎn)速限制值和最高主軸轉(zhuǎn)速限制值的限制。CNC系統(tǒng)提供8級(jí)主軸倍率（50%～120%，每級(jí)變化10%），主軸倍率實(shí)際的級(jí)數(shù)梯形圖定義，使用時(shí)應(yīng)以機(jī)床生產(chǎn)廠家說明為準(zhǔn)以下所述為標(biāo)準(zhǔn)梯形圖的功能描述，例如GSK980TDa標(biāo)準(zhǔn)PLC梯形圖定義的主軸倍率共有8級(jí)，主軸的實(shí)際轉(zhuǎn)速可以用主軸倍率修調(diào)鍵在50%～120%指令轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)進(jìn)行實(shí)時(shí)修調(diào)，主軸倍率掉電記憶。
4.4 模塊替換法
目前最常用解決故障的方法，既節(jié)約實(shí)間，維修的成功率高。診斷出壞的系統(tǒng)模塊（電器元件）用好的模塊替換上，并做相應(yīng)的初始化啟動(dòng)，設(shè)定好相應(yīng)的參數(shù)，使機(jī)床迅速投入正常運(yùn)行，根本問題解決后才有談條件的籌碼。
4.5 提高和改善抗干擾能力
數(shù)控機(jī)床目前一般都會(huì)采用專用穩(wěn)壓電源，這樣提高抗干擾能力，能提高電源負(fù)載能力。遇到強(qiáng)干擾時(shí)，可以采用接地，利用電容濾波法抑制高頻干擾，通過這些預(yù)防性措施來減少供電開關(guān)電源的故障。
5 總結(jié)
數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展的總趨勢(shì)一定智能、精密、復(fù)合、高速和綠色為一體的方向發(fā)展，隨著數(shù)控機(jī)床技術(shù)進(jìn)步機(jī)床復(fù)合技術(shù)進(jìn)一步擴(kuò)展，復(fù)合加工技術(shù)日趨成熟，數(shù)控機(jī)床自動(dòng)化程度極高，出現(xiàn)故障比較隱蔽，檢查比較困難。維修人員具備的條件要求比較苛刻。
“一臺(tái)大型的數(shù)控機(jī)床就是一個(gè)加工廠”如銑一車復(fù)合、車一鏜一鉆一齒輪加工等復(fù)合、車磨復(fù)合、成形復(fù)合加工、特種復(fù)合加工等、十五軸聯(lián)動(dòng)加工中心等。復(fù)合加工的精度和效率大大提高，所以“一次裝卡，一次加工”等理念正在被更實(shí)踐接受。
參考文獻(xiàn)：
[1]周文斌，《數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修》，天津大學(xué)出版社.
關(guān)鍵詞：數(shù)控車床 報(bào)警故障 故障診斷
一、FANUC 0i系列數(shù)控系統(tǒng)的功能特點(diǎn)與系統(tǒng)配置
本文研究載體為數(shù)控車床，配備FANUC Series 0i Mate TC數(shù)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)均屬于FANUC數(shù)控系統(tǒng)0i Mate系列。這是一款在21i一體型基礎(chǔ)上開發(fā)的，具有高性價(jià)比且超薄的一體型CNC系統(tǒng)。主運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用變頻器驅(qū)動(dòng)調(diào)速控制，最多可以控制1個(gè)主軸電機(jī)，進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)可連接βi S伺服電機(jī)。伺服接口采用FANUC 串行伺服總線FSSB控制技術(shù)，機(jī)床操作面板為系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)配置。該系列用于車床的FANUC Series 0i Mate TC為2軸2聯(lián)動(dòng)；用于銑床、加工中心的FANUC Series 0i Mate MC為3軸3聯(lián)動(dòng)。
二、FANUC Series 0i Mate TC數(shù)控系統(tǒng)控制主板特點(diǎn)
1、從CP1輸入24V直流電源
2、通過JD36A/JD36B可與外部PC機(jī)連接并通訊，通過RS232串行通訊協(xié)議完成編輯、傳輸?shù)炔僮?/p>
3、JA40為模擬主軸驅(qū)動(dòng)器（一般為變頻器）連接接口，JA7A為主軸獨(dú)立檢測(cè)裝置編碼器的反饋信號(hào)接口。
4、采用光纜FSSB總線技術(shù)通過COP10A接口與進(jìn)給伺服放大器連接，完成對(duì)進(jìn)給坐標(biāo)軸的控制。
5、JD1A作為與I/O模塊通訊的接口。
6、JA3連接手搖脈沖發(fā)生器。
三、配置FANUC 0i系列數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控車床常見報(bào)警類故障診斷分析
機(jī)床故障產(chǎn)生以后，會(huì)以無顯示報(bào)警和有顯示報(bào)警兩種形式給用戶。比如：由于機(jī)械傳動(dòng)部件的磨損引起的加工精度故障，故障現(xiàn)象是加工零件的精度超差，但是機(jī)床無任何顯示報(bào)警形式產(chǎn)生。再比如：CK6132A型FANUC系統(tǒng)數(shù)控車床，Z軸靠近卡盤方向移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生超程報(bào)警“OVER TRAVEL。-X”。此時(shí)Z軸不動(dòng)作，但同時(shí)系統(tǒng)在顯示屏上顯示系統(tǒng)報(bào)警號(hào)給用戶。具體案例分析如下：
1、由于機(jī)床自身故障導(dǎo)致的數(shù)控車床常見系統(tǒng)報(bào)警號(hào)故障診斷分析
案例一：故障現(xiàn)象：配置FAUNC系統(tǒng)數(shù)控車床，按下系統(tǒng)開機(jī)啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)進(jìn)入正常界面，但是顯示屏顯示報(bào)警代碼：“BAT”。
故障原因分析：根據(jù)理論分析，該故障是系統(tǒng)后備存儲(chǔ)器電池電壓過低導(dǎo)致。拆開數(shù)控柜發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)3V鋰電池不存在。
故障診斷方法：根據(jù)說明書正確重新安裝電池，寫入SRAM存儲(chǔ)參數(shù)，故障解決。
案例二：故障現(xiàn)象：配置FAUNC系統(tǒng)數(shù)控車床，開機(jī)報(bào)警：“401# Z軸 VRDY OFF”
故障分析與診斷：查閱系統(tǒng)維修說明書，報(bào)警內(nèi)容為z軸的伺服放大器準(zhǔn)備未緒。調(diào)查發(fā)現(xiàn)該機(jī)床出現(xiàn)此報(bào)警號(hào)一般與設(shè)計(jì)及控制原理無關(guān)，而極有可能是部件之間連接不良導(dǎo)致。仔細(xì)檢查電路的連接狀況，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)與放大器之間的連接松動(dòng)，重新緊固連接后該類報(bào)警解除。
案例三：故障現(xiàn)象：配置FAUNC系統(tǒng)數(shù)控車床，系統(tǒng)報(bào)警：“ 430# Z AXIS：SV。MOTOROVERHEAT。”
故障分析與診斷：查閱系統(tǒng)維修說明書，報(bào)警內(nèi)容為伺服電機(jī)過熱。有可能是機(jī)械傳動(dòng)故障；切削條件引起的故障；電動(dòng)機(jī)本身故障。經(jīng)排查，確定是電動(dòng)機(jī)與絲杠連接故障松動(dòng)引起的機(jī)械傳動(dòng)故障，從而導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)過載。重新調(diào)整連接后故障解除。
案例四：故障現(xiàn)象：配置FAUNC系統(tǒng)數(shù)控車床，報(bào)警顯示“油不足”，機(jī)床無進(jìn)給。
故障分析與診斷：油箱儲(chǔ)油低于郵箱標(biāo)示的最低界限；油路堵塞；泵故障。檢查油箱油面及壓力表，依次排除解決故障。
案例五：故障現(xiàn)象：配置FAUNC系統(tǒng)數(shù)控車床，報(bào)警顯示“冷卻液不足”，切削過程中沒有切削液噴出。
故障分析與診斷：冷卻液不足；冷卻泵未工作；管道堵塞；冷卻泵故障。依次檢修確定是管道堵塞引起此報(bào)警，拆開冷卻泵位置，清洗堵塞處即可。
案例六：故障現(xiàn)象：配置FAUNC系統(tǒng)數(shù)控車床，系統(tǒng)開機(jī)進(jìn)入正常操作界面，顯示“701”報(bào)警。
故障分析與診斷：查說明書，根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)，確定是系統(tǒng)散熱風(fēng)扇故障。
2、學(xué)生因?yàn)檎`操作而引起的部分系統(tǒng)常見報(bào)警故障
案例一：故障現(xiàn)象：配置FAUNC系統(tǒng)數(shù)控車床，“1008 ”外部報(bào)警
故障分析與診斷：系統(tǒng)急停按鈕未松開。旋開急停按鈕，按下復(fù)位鍵故障解決
案例二：故障現(xiàn)象：配置FAUNC系統(tǒng)數(shù)控車床，“071”數(shù)據(jù)未找到。
故障分析與診斷：程序輸入過程中，誤按下幫助鍵。按下復(fù)位鍵問題解決。
案例三：故障現(xiàn)象：配置FAUNC系統(tǒng)數(shù)控車床，“091”返回參考點(diǎn)未完成
故障分析與診斷：執(zhí)行回參考點(diǎn)的過程中，未到達(dá)參考點(diǎn)人為中斷。重新執(zhí)行返回參考點(diǎn)操作，故障解決
案例四：故障現(xiàn)象：配置FAUNC系統(tǒng)數(shù)控車床，報(bào)警“011 無進(jìn)給速度指令”
故障分析與診斷：在程序中插補(bǔ)指令運(yùn)用時(shí)沒有給F值；進(jìn)給倍率選擇0%。檢查發(fā)現(xiàn)是程序錯(cuò)誤，修改程序，重新運(yùn)行即可。
案例五：故障現(xiàn)象：配置FAUNC系統(tǒng)數(shù)控車床，進(jìn)行Z軸對(duì)刀，在刀補(bǔ)里輸入z0測(cè)量時(shí)，報(bào)警“REF字?jǐn)?shù)位太多”。
故障分析與診斷：對(duì)刀時(shí)，在刀補(bǔ)里輸入測(cè)量值產(chǎn)生該報(bào)警。在刀補(bǔ)對(duì)應(yīng)處輸入0，執(zhí)行機(jī)床回參考點(diǎn)即可。
以上論述到的數(shù)控車床報(bào)警故障均來自生產(chǎn)實(shí)際。報(bào)警故障作為數(shù)控機(jī)床故障的一種常見表現(xiàn)形式，為維修人員提供了必要的理論依據(jù)。合理參照維修說明書，正確分析故障機(jī)理，是快速、準(zhǔn)確的進(jìn)行故障診斷的保障。
參考文獻(xiàn)
[1] 劉加勇.數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修.中國勞動(dòng)社會(huì)保障出版社.2011（3）
[2] BEIJING FANUC 0i CB/0i Mate C維修說明書
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)問題。
2 進(jìn)給數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)的常見故障診斷與維修處理
2.1 進(jìn)給伺服系統(tǒng)故障類型
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)的故障類型也較為多樣。筆者通過對(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型。報(bào)警：報(bào)警主要是由于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)量超過軟件設(shè)定的限位或限位開關(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)載過大時(shí)，由于正反運(yùn)動(dòng)的過于頻繁和進(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)量問題并對(duì)數(shù)控機(jī)床帶來物理性損壞。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，伺服增益過低和外加負(fù)載過大等導(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)生撞車事故，給數(shù)控機(jī)床帶來物理損傷。回參考點(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，回參考點(diǎn)故障大多是由于參考點(diǎn)減速開關(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)常見故障的維修處理
進(jìn)給伺服系統(tǒng)故障，一般可通過參考操作說明排除，如果遇到參考操作說明無法排除的故障則需要具體問題具體分析解決。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，通過檢查確定故障類型，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)生問題的位置，通過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)生無法回參考點(diǎn)的現(xiàn)象，首先可以檢查回參考點(diǎn)減速開關(guān)信號(hào)是否準(zhǔn)確有效，并根據(jù)回參考點(diǎn)減速開關(guān)信號(hào)的問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)過勢(shì)、熔絲熔斷等，引發(fā)該類故障的主要原因時(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)行觀察，并確定是否滿足主軸的啟動(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)作無異常。如果機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)無異常則需要對(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
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)問題時(shí)，首先要根據(jù)故障現(xiàn)象判斷故障類型，再通過一定的技術(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)
