時間：2023-09-15 17:31:40
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篇數(shù)控機床工作原理，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步。
一、數(shù)控加工專業(yè)教學(xué)中存在的問題
目前，許多中職、技校數(shù)控專業(yè)的課程，沒有開設(shè)如數(shù)控機床電氣控制與檢修方面的課程，導(dǎo)致學(xué)數(shù)控加工專業(yè)的學(xué)生，對諸如數(shù)控機床如何返回參考點、機械手如何換刀、主軸如何裝刀松刀等工作原理不甚了解，不利于學(xué)生熟練掌握數(shù)控機床的工作過程，導(dǎo)致學(xué)生在工作中遇到簡單的故障無法排除，甚至對于由參數(shù)設(shè)置不當(dāng)造成的簡單故障也無法解決。
二、如何將數(shù)控機床的工作原理及過程落實到數(shù)控教學(xué)中
數(shù)控機床的工作原理涉及計算機、電氣、液壓、氣動和機械等多方面的知識。項目融合教學(xué)法就是將數(shù)控機床的工作過程歸納出幾個典型的任務(wù)，比如，數(shù)控機床如何返回參考點、刀庫如何找刀、機械手如何換刀、主軸如何裝刀松刀、工作臺如何交換等。針對這些常見實用項目，采取與數(shù)控加工教學(xué)相融合的形式，讓學(xué)生不但知道如何操作完成這些項目，同時還能了解其工作原理及工作過程，保證學(xué)生知其然更知其所以然，從而拓展、提升其專業(yè)技能水準(zhǔn)。下面以數(shù)控機床返回參考點的工作過程作為典型任務(wù)，梳理分解知識點如下：1.數(shù)控系統(tǒng)采用。Fanuc0i-C。2.數(shù)控機床返回參考點的目的是建立機床坐標(biāo)系，使系統(tǒng)能正確識別坐標(biāo)軸所在的位置，通常采用半閉環(huán)控制的數(shù)控機床，它所使用的測量反饋裝置均為增量式脈沖編碼器或絕對式脈沖編碼器。絕對式脈沖編碼器帶有SRAM存儲器能實時保存坐標(biāo)軸的位置，不需進行返回參考點操作。而對于采用增量式脈沖編碼器的數(shù)控機床，每次開機、急停和報警都要進行返回參考點操作。3.返回參考點涉及的系統(tǒng)參數(shù):PRM1002#1DLZ0-回參考點使用擋塊1-回參考點不使用擋塊；PRM1006#5設(shè)定各軸返回參考點方向，0-按正方向1-負(fù)方向；PRM1420設(shè)定各軸快速運行速度；PRM1425設(shè)定各軸返回參考點的FL速度；PRM1850各軸的柵格偏移量；4.數(shù)控機床返回參考點控制原理。以采用帶減速擋塊（參數(shù)1002#1DLZ0-回參考點使用擋塊，1-回參考點不使用擋塊）的柵格信號返回參考點為例。系統(tǒng)返回參考點前要手動（或手輪）方式遠(yuǎn)離參考點，按下返回參考點方式按鈕REF（即G43.7的狀態(tài)變?yōu)椤?”），若讓X軸回參考點，則按下X軸點動按鈕（+X），這時軸啟動信號G100.0或G102.0（由系統(tǒng)參數(shù)1006#5設(shè)置）的狀態(tài)變?yōu)椤?”，這時X軸以快速（由參數(shù)1420設(shè)置）向參考點方向移動，當(dāng)減速擋塊壓下減速開關(guān)，將減速信號（*DECX9.0變?yōu)椤?”）反饋給數(shù)控系統(tǒng)，系統(tǒng)接收到此信號后，發(fā)出X軸減速指令，此時X軸以低速（由參數(shù)1425設(shè)置）向參考點方向繼續(xù)移動，當(dāng)減速擋塊脫離減速開關(guān)（X9.0變回“1”狀態(tài)）后，系統(tǒng)開始尋找脈沖編碼器一轉(zhuǎn)信號，當(dāng)系統(tǒng)接收到一轉(zhuǎn)信號后，繼續(xù)以低速移動一個柵格偏移量（由參數(shù)1850設(shè)置），然后停在（由系統(tǒng)參數(shù)1240設(shè)置）的參考點上，并將參考點到達(dá)信號F94.0和參考點完成信號F120.0的狀態(tài)置“1”，至此X軸返回參考點完成。如下圖所示：陴陴陴因因因因工作臺減速開關(guān)*DECn淤于盂榆擋塊回參考點方向速度PRM1006#5FL速度PRM1425時間快移速度PRM1420加減速常數(shù)參數(shù)1620JOG+REFPCZ*DECnGRID柵格偏移量PRM1850參考計數(shù)器容量PRM1821FANUC0iC系統(tǒng)返回參考點示意圖淤于盂榆5.數(shù)控機床返回參考點故障檢修及案例如何檢修數(shù)控機床出現(xiàn)的返回參考點故障，關(guān)鍵是要了解返回參考點的工作原理，其主要故障原因有伺服系統(tǒng)故障、減速開關(guān)故障、檢測裝置故障、系統(tǒng)測量板故障及故障等。故障現(xiàn)象：一臺采用FANUC0iMC系統(tǒng)的立式加工中心，X軸找不到參考點，出現(xiàn)超程報警。故障分析：查看返回參考點過程，X軸一直快速向前運動，無減速且PMC輸入信號X9.0無變化，直到出現(xiàn)超程報警。說明是減速開關(guān)有問題，檢查發(fā)現(xiàn)減速開關(guān)已損壞。故障排除：更換減速開關(guān)，故障排除。
三、結(jié)語
通過以上數(shù)控機床返回參考點的項目教學(xué)，使數(shù)控加工專業(yè)學(xué)生能更好地融合理解：返回參考點的工作原理及其過程，為分析和解決數(shù)控機床出現(xiàn)的故障打下良好的基礎(chǔ)。采用項目融合教學(xué)法可將數(shù)控機床工作過程分解為幾個典型工作任務(wù)來加以講解，使數(shù)控加工專業(yè)的學(xué)生不僅能操作機床，而且也能比較全面地了解數(shù)控機床的工作原理及工作過程，對數(shù)控機床出現(xiàn)的常見故障可基本加以排除，達(dá)到更好地服務(wù)企業(yè)生產(chǎn)的目的，也必將受到企業(yè)的青睞。
參考文獻：
金學(xué)桐.中職學(xué)校數(shù)控機床教學(xué)過程中的困境及解決對策［J］.時代農(nóng)機，2015（9）.
作者:于維波 單位:煙臺工貿(mào)技師學(xué)院
【關(guān)鍵詞】數(shù)控機床 項目化 教學(xué)改革
【中圖分類號】G【文獻標(biāo)識碼】A
【文章編號】0450-9889（2013）06C-0147-02
一、高職數(shù)控機床安裝與調(diào)試課程教學(xué)中存在的問題
高職數(shù)控機床安裝與調(diào)試課程是集機械技術(shù)、電工電子技術(shù)、PLC控制技術(shù)、傳感與檢測技術(shù)、變頻器技術(shù)、數(shù)控技術(shù)等多門技術(shù)于一體的綜合性核心技術(shù)課程，技術(shù)綜合性強，教學(xué)條件要求高，教學(xué)組織難度大。按照傳統(tǒng)的教學(xué)條件、教學(xué)模式組織教學(xué)，無法實現(xiàn)學(xué)生與企業(yè)崗位的零距離對接。存在的主要問題如下：
（一）師資力量不足。教師的技術(shù)與技能不全面，技術(shù)綜合應(yīng)用能力不強，要么是偏重機械的、要么是偏重電氣的，很難找到全面掌握機械技術(shù)、電子電氣技術(shù)、液壓與氣動技術(shù)、傳感與檢測技術(shù)、計算機技術(shù)的教師。教學(xué)過程中要么機械方面的內(nèi)容講得較多，要么是偏重電氣的內(nèi)容，造成學(xué)生掌握的知識與技能也不全面，要么是機強電弱，要么是機弱電強。
（二）課程銜接不合理。在數(shù)控機床安裝與調(diào)試課程之前的先修課程技術(shù)比較單一，機械與電氣兩類課程基本沒有太多的聯(lián)系，學(xué)生尚未形成綜合應(yīng)用技術(shù)的能力。
（三）實踐教學(xué)條件不足。以往的教學(xué)條件下，通常是以數(shù)控機床的模型代替實際的數(shù)控機床，不能創(chuàng)造與實際工作崗位相一致的學(xué)習(xí)情境，學(xué)習(xí)載體無法與真實崗位對接。
（四）教學(xué)模式不足。傳統(tǒng)的教學(xué)模式以教師講授為主，學(xué)生主要以數(shù)控機床模型機的裝調(diào)為學(xué)習(xí)手段，學(xué)習(xí)的真實性差，學(xué)習(xí)效果不理想。
二、項目化教學(xué)改革方案
（一）學(xué)習(xí)載體選擇。為提高課程教學(xué)對真實職業(yè)崗位的針對性，本課程項目化教學(xué)改革的基本思路，是以真實的工業(yè)型數(shù)控機床為學(xué)習(xí)平臺，選擇C6132普通車床的數(shù)控化改造為學(xué)習(xí)載體，通過真實的工作任務(wù)，完成數(shù)控機床安裝與調(diào)試課程學(xué)習(xí)，實現(xiàn)課程教學(xué)與真實職業(yè)崗位的對接。
（二）教學(xué)項目設(shè)計。根據(jù)普通機床數(shù)控化改造的工作過程，結(jié)合現(xiàn)有設(shè)備的實際情況，設(shè)計機械裝調(diào)、電氣裝調(diào)、參數(shù)設(shè)置、精度測試四大訓(xùn)練項目，共19個工作任務(wù)。以具體的工作任務(wù)為載體，將相關(guān)的知識、技能與素養(yǎng)融為一體，如表1所示。
（三）教學(xué)組織實施。按照普通機床數(shù)控化改造的工作過程，以具體的工作任務(wù)為驅(qū)動，組織本課程的教學(xué)項目化教學(xué)，在完成工作任務(wù)的過程中學(xué)習(xí)知識，培養(yǎng)能力，形成素養(yǎng)。
1.機床改造后的整體功能要求：（1）主軸電動機能通過M03/M04實現(xiàn)正/反轉(zhuǎn)啟動，M05實現(xiàn)主軸停止，以及主軸的變頻無級調(diào)速功能。冷卻泵能通過M08/M09進行開/關(guān)控制。（2）進給系統(tǒng)能夠通過CNC指令實現(xiàn)位置控制，最小移動量為0.001mm。（3）四方電動刀架能通過TXXXX實現(xiàn)選刀及刀具補償功能。
2.普通車床的機械改造：（1）拆除掛輪箱、進給箱、溜板箱、刀架。在工作過程中熟悉普通車床的結(jié)構(gòu)原理，掌握機械拆裝工藝，熟悉各種拆裝工具的使用，形成安全操作、規(guī)范操作等良好的職業(yè)素養(yǎng)。（2）大拖板、中拖板改造。在工作過程中掌握普通車床數(shù)控化改造中的典型零件加工要求與加工方法，熟悉各種加工工藝裝備的使用，形成安全操作、規(guī)范操作等良好的職業(yè)素養(yǎng)。（3）數(shù)控機床進給傳動系統(tǒng)安裝與調(diào)試。在工作過程中學(xué)習(xí)數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)與工作原理，掌握數(shù)控機床機械安裝調(diào)試的要求與方法，熟悉各種裝調(diào)工具的使用，形成安全操作、規(guī)范操作等良好的職業(yè)素養(yǎng)。
3.普通車床電氣控制改造：（1）拆除原車床的電控線路。在工作過程中熟悉普通車床的電氣控制原理，熟悉各種電工工具的使用，形成安全操作、規(guī)范操作等良好的職業(yè)素養(yǎng)。（2）主軸電動機的變頻無級調(diào)速。在工作過程中學(xué)習(xí)數(shù)控機床典型主軸控制系統(tǒng)的工作原理，掌握數(shù)控車床主軸電氣控制電路的安裝調(diào)試方法，熟悉各種電工工具的使用，形成安全操作、規(guī)范操作等良好的職業(yè)素養(yǎng)。（3）進給系統(tǒng)采用伺服控制系統(tǒng)。在工作過程中學(xué)習(xí)數(shù)控機床典型進給系統(tǒng)控制電路的工作原理，掌握數(shù)控車床進給系統(tǒng)控制電路的安裝調(diào)試方法，熟悉各種電工工具的使用，形成安全操作、規(guī)范操作等良好的職業(yè)素養(yǎng)。（4）刀架更換成四方電動刀架。在工作過程中學(xué)習(xí)電動刀架及其控制電路的結(jié)構(gòu)原理，掌握電動刀架及其控制電路的安裝調(diào)試方法，熟悉各種電工工具的使用，形成安全操作、規(guī)范操作等良好的職業(yè)素養(yǎng)。（5）增加CNC控制系統(tǒng)。在工作過程中學(xué)習(xí)典型數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理，掌握典型數(shù)控系統(tǒng)的安裝、連接與調(diào)試方法，熟悉各種電工工具的使用，形成安全操作、規(guī)范操作等良好的職業(yè)素養(yǎng)。（6）增加主軸編碼器進行主軸轉(zhuǎn)速檢測。在工作過程中學(xué)習(xí)主軸編碼器的結(jié)構(gòu)原理，掌握主軸編碼器的安裝調(diào)試方法，熟悉各種電工工具的使用，形成安全操作、規(guī)范操作等良好的職業(yè)素養(yǎng)。
三、項目化教學(xué)改革實踐的效果
為了檢驗教學(xué)改革前后的教學(xué)效果與教學(xué)質(zhì)量，在教學(xué)過程中選了數(shù)控機床安裝與調(diào)試課程中10個有代表性的知識與技能點，在教學(xué)教革前的兩個班級（共90人）與教學(xué)改革后的兩個班級（共88人）進行了比較。對比情況如表2所示。
通過比較可以看出，采用項目化教學(xué)后學(xué)生對知識與技能的熟練程度提高了約15%，完全不掌握的學(xué)生人數(shù)降低了約2%。
此外，采用項目化教學(xué)改革后，也使數(shù)控機床安裝與調(diào)試課程團隊的師資得到了很好鍛煉。在課程團隊的4位老師中，原來有兩位是強機械弱電氣的，另外兩位是強電氣機弱機械的，經(jīng)過項目化教學(xué)改革后，4位老師不僅對機械與電氣、而且對數(shù)控系統(tǒng)的原理知識與操作技能得到了很大提高，教師的職業(yè)能力與教學(xué)水平上了一個臺階。
四、結(jié)論
通過數(shù)控機床安裝與調(diào)試課程項目化教學(xué)改革，不但完成了6臺舊式普通車床C6132數(shù)控化改造，達(dá)到預(yù)期的功能與精度要求，學(xué)生通過對真實普通車床的數(shù)控化改造，有效掌握了數(shù)控機床安裝、調(diào)試、驗收等方面的知識和技能，順利實現(xiàn)與真實職業(yè)崗位的有效對接，實際工作能力提升，職業(yè)素養(yǎng)得到完善，課程團隊的職教理念、施教能力也有了質(zhì)的飛躍，課程的教學(xué)改革取得良好的綜合成效。
【參考文獻】
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【基金項目】廣西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院特色課程建設(shè)項目
關(guān)鍵詞：數(shù)控機床；培養(yǎng)人才；應(yīng)用維護
我國數(shù)控技術(shù)起步較晚，但進步較快。半個世紀(jì)里，培養(yǎng)了一批設(shè)計、制造、使用和維護的人才，縮小了與世界的差距。數(shù)控機床是當(dāng)代機械制造業(yè)的主導(dǎo)裝備。一個國家的數(shù)控機床的水平和擁有量，已經(jīng)成為衡量當(dāng)今制造業(yè)水平、工業(yè)現(xiàn)代化程度的重要指標(biāo)，也是衡量國家綜合競爭力的重要指標(biāo)之一。本文從現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的概念與原理入手，探討數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用與維護、維修技術(shù)。
一、數(shù)控加工的概念
數(shù)控機床的工作原理就是用代碼化的數(shù)字信息將刀具移動軌跡的信息記錄在程序介質(zhì)上，然后送入數(shù)控系統(tǒng)中，經(jīng)過CPU以及數(shù)控機床的各個部分迅速地編譯、運算控制機床的刀具與工件的運動，從而使機床自動加工出形狀、尺寸與精度符合要求的零件。這種控制方式是數(shù)控技術(shù)的本質(zhì)內(nèi)容。
二、數(shù)控機床的特點
1.高精度，快速度加工
一般數(shù)控機床的加工精度為0.005mm～0.05mm，它是按照數(shù)字信號控制的，數(shù)控裝置每輸出一個脈沖信號，機床的動作部件就會移動一個脈沖當(dāng)量，機床進給傳動系統(tǒng)的反向間隙與絲杠螺距平均誤差可以通過數(shù)控裝置進行螺距補償，故數(shù)控機床的定位精度是比較高的。
由于機床的一些關(guān)鍵部件性能的提高，機床對系統(tǒng)指令的讀取和響應(yīng)反饋的速度大大提高，目前其加速度可到1g甚至更高，大大縮短了機床移動部件從零速到高速的時間，其運動等各項性能能夠達(dá)到很高的精度。
2.穩(wěn)定性，可靠性，一致性好
加工的穩(wěn)定性好，同一批零件在同一臺機床上，同時在相同加工條件下，在使用相同的刀具和加工程序，加工刀具的自動走刀軌跡是完全相同的，零件的一致性較好，質(zhì)量很穩(wěn)定。
3.生產(chǎn)效率高
目前大多工件能在一臺數(shù)控設(shè)備上連續(xù)完成多工序和多面的連續(xù)切削加工，有效地減少零件的加工時間和輔助時間，這大大減少了半成品的工序之間的周轉(zhuǎn)時間，大大提高了生產(chǎn)效率。
4.高柔性化
柔性是指數(shù)控機床適應(yīng)加工對象變化的能力。數(shù)控機床適用于加工小批生產(chǎn)、單件加工以及新產(chǎn)品的開發(fā)，大大縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，同時也節(jié)約了工藝安排設(shè)備的費用。也可預(yù)先估計整個加工的總時長，目前已經(jīng)可以與CAD/CAM技術(shù)有機地結(jié)合起來、融合在一起，是現(xiàn)代集成制造技術(shù)的發(fā)展基礎(chǔ)。
三、數(shù)控機床維護方法
數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控機床的核心部分，所以，數(shù)控機床的維護主要是考慮數(shù)控系統(tǒng)的維護。為了盡量地延長各元器件的壽命和零部件的磨損周期，防止因電器元件和機械部件性能老化甚至損壞等引起的各種故障，所以，就必須每天對數(shù)控機床進行日常維護。
1.數(shù)控機床日常維護規(guī)章制度
要根據(jù)各部件的特點，來確定各部件的保養(yǎng)方法條例。例如，規(guī)定哪些地方需要天天保養(yǎng)、清理，哪些部件要定期檢查、維修或更換，由誰負(fù)責(zé)等并做好必要的設(shè)備記錄。
2.應(yīng)盡量少開電器柜門
因為，機床加工的工況環(huán)境所限，隨意和經(jīng)常打開數(shù)控柜門容易引起元器件間絕緣電阻下降，可能還會導(dǎo)致元器件的損壞，帶來危險事故。因此，應(yīng)該有一種嚴(yán)格的管理，進行必要的調(diào)整和維修時可以打開柜門，否則，嚴(yán)禁開啟柜門，更不可以在使用時一直敞開柜門。
3.定時檢查、清洗散熱通風(fēng)系統(tǒng)
一般數(shù)控電器元件工作溫度都不允許超過55℃，否則，會引起系統(tǒng)運作中斷帶來不必要的損失，故應(yīng)經(jīng)常檢查數(shù)控系統(tǒng)通風(fēng)系統(tǒng)是否正常。
4.經(jīng)常檢查數(shù)控系統(tǒng)的電路、電壓
數(shù)控系統(tǒng)一般允許的工作電壓都規(guī)定在一定的范圍內(nèi)。如果超出此范圍，會造成系統(tǒng)工作異常，甚至?xí)饠?shù)控系統(tǒng)內(nèi)部故障和部件的損壞。所以，要定期檢查數(shù)控系統(tǒng)的電路，以確保使用安全穩(wěn)定。
5.數(shù)控系統(tǒng)長期不用時的維護
數(shù)控機床應(yīng)經(jīng)常使用，而不要長期不用、不通電。為了避免數(shù)控系統(tǒng)的損壞，需要經(jīng)常給數(shù)控系統(tǒng)通電，特別是在環(huán)境濕度較大的時候更應(yīng)該如此。這樣可以利用電器元件本身的發(fā)熱來驅(qū)散數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)的潮氣，保證電子器件性能的穩(wěn)定性與可靠性。
6.精密機械元器件、部件的維護
對于機床的精密部件，如：絲杠副、導(dǎo)軌、刀庫等部件防護措施必須細(xì)致到位，對不常用部分更是要做好充分的防銹處理。
四、數(shù)控機床的維修
任何一臺數(shù)控設(shè)備都是一種過程控制設(shè)備，這就要求它在實時控制的每一時刻都準(zhǔn)確無誤地工作。如果數(shù)控機床壞了，這時候就要求維修人員能夠又快又好地完成維修任務(wù)。數(shù)控機床上任何部分的故障，都會使機床不能正常工作，從而造成生產(chǎn)停止，影響安全、生產(chǎn)效率。因此，對數(shù)控系統(tǒng)原理復(fù)雜、結(jié)構(gòu)精密的裝置進行維修就十分必要了。
維修人員必須具備以下要求：高度的責(zé)任心與良好的職業(yè)道德；知識面廣，掌握計算機技術(shù)、模擬與數(shù)字電路基礎(chǔ)、自動控制與電機拖動、檢測技術(shù)及機械加工工藝方面的知識；掌握有關(guān)數(shù)控、驅(qū)動及PLC的工作原理，懂得CNC編程和編程語言；具有較強的動手操作能力；會熟練使用各種常用的測試儀器、儀表和各種工具。
數(shù)控系統(tǒng)維修技術(shù)也迅速適應(yīng)了數(shù)控技術(shù)飛速發(fā)展的要求，所以，我們應(yīng)該不斷地掌握新的知識與技術(shù)，尋找新的維修診斷的方法和手段，與時俱進，為數(shù)控系統(tǒng)維修技術(shù)的發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻，并且把整個數(shù)控機床應(yīng)用系統(tǒng)組合在一起，為了成為新世紀(jì)新型數(shù)控人才，集數(shù)控機床操作、維修、維護于一身的全能型人才而努力奮斗。
參考文獻：
關(guān)鍵字 數(shù)控機床故障；PMC；診斷功能
中圖分類號 TG659 文獻標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708（2013）104-0184-02
1 PMC的數(shù)據(jù)備份和功能介紹
PMC的診斷功能主要功能包括以下兩種。第一種是I/O模式的強制功能。開啟這項強制功能需要在PMC的參數(shù)設(shè)置界面中將“ALLOW PMC STOP”設(shè)置為“YES”，將“PROGRAMMER ENABLE”改為“YES”，將“RAM WRITE ENABLE”設(shè)置為“YES”。使用這種強制功能的時候，可以強制輸出PMC的信號為NO或者YES，這項功能對于日常檢修非常有幫助。但是在使用的時候需要注意以下幾點：啟動強制輸出信號操作的時候必須確認(rèn)周圍的環(huán)境時候穩(wěn)定和安全，不會因為人員的誤操導(dǎo)致設(shè)備的損壞、使用強制功能的時候需要把正在運行的PMC程序關(guān)掉，因為PMC在運行的時候默認(rèn)執(zhí)行的是循環(huán)掃描，是刷新輸出信號的，那么剛剛強制輸出的信號就會被刷新為原來的狀態(tài)，致使強制功能失效，在所有強制操作完成之后可以繼續(xù)PMC程序的運行。第二種是信號的追蹤功能。具體的操作方式是：先按下“PMCDGN”鍵之后再按“TRACE”鍵，在這之后系統(tǒng)就會進入到TRACE的界面。信號的追蹤功能可以對PMC信號進行實時的收集，跟蹤信號可以是輸入的信號或者輸出的信號，也可以使PMC和數(shù)控機床之間的信號。這一項功能在維修的時候隨時記錄和觀察一隨時變化的信號有很大的幫助，方便實用。
2 利用PMC技術(shù)進行故障的維修和診斷
1）利用報警文本的診斷功能。這項功能可以起到一個緊急預(yù)警的作用，能夠在第一時間內(nèi)引起工作人員的高度重視。機床停機時緊急停止并不能完全的消除故障，MCC不吸合伺服、主軸放大器不能工作等都是一些非常常見的報警信號。比如說在一個企業(yè)的泵車間CK5231×25/20的數(shù)控雙柱立式機床時常出現(xiàn)緊急停止的設(shè)備故障，經(jīng)過技術(shù)人員的多次檢修都沒有徹底的將故障排除。技術(shù)人員也只是認(rèn)為緊急停止開關(guān)的問題，并不知道重要的安全信號是和緊急停止的信號串聯(lián)在一起。
通過具體數(shù)據(jù)我們發(fā)現(xiàn)：緊急停止的信號是各軸的超程開關(guān)、緊急停止開關(guān)和+24V繼電器的線圈串聯(lián)在一起的。繼電器可以直接控制CNC系統(tǒng)。進入到CNCN系統(tǒng)的信號必須先進入PMC里面進行故障的處理，處理之后再經(jīng)過PMC通知到CNC。很多的檢修在尋找故障的時候，指揮尋找上圖中的電路信號，并沒有按照下圖中的梯形圖尋找。在途中X8.4后面又串聯(lián)了Xm·n系列的開關(guān)信號，這個Xm·n信號就是能夠檢測緊急開關(guān)時候出現(xiàn)問題的重要部位。
通過上述材料的分析，我們知道雙柱式數(shù)控機床的問題是Xm·n信號造成的。我們經(jīng)過仔細(xì)的排查可以知道，左立柱的油位太低和右立柱移動時候的伺服電機的參數(shù)設(shè)置的不正確造成的過熱現(xiàn)象，才導(dǎo)致了數(shù)控機床緊急停止當(dāng)時一直未能徹底修復(fù)的主要原因；
2）利用動態(tài)跟蹤梯形圖的診斷功能。數(shù)控系統(tǒng)PMC中的I/O接口可以看成是“示波器”，能夠?qū)?shù)據(jù)進行實時的采集，然后反映出一組PMC的輸出信號、開關(guān)的輸入狀態(tài)金和PMC與CNC之間的信號狀態(tài)。在檢修的時候每一個地址輸入輸出的狀態(tài)都會掌握在檢修人員的手中；
3）利用控制對象的工作原理進行故障的診斷。數(shù)控機床的PMC系統(tǒng)的工作原理是按照控制對象的控制原理設(shè)計的，最后通過控制對象的工作原理和PMC接口的狀態(tài)修復(fù)故障。
圖1是一個普通的尾座套筒PMC開關(guān)圖。機床在運行的時候，我們參考圖2的數(shù)據(jù)可以看出以下信息：PMC梯形圖中的液位的開關(guān)是X000.7，尾座輸入開關(guān)是X0003.7，PMC的輸出信號是Y3.0，與此同時電磁閥正在導(dǎo)電，但是G5.0，這個信息就是告訴我們輔助結(jié)束的信號沒有被系統(tǒng)觸發(fā)，間接證明了PMC系統(tǒng)中的輸出狀態(tài)不正常。因此，我們更加肯定尾座套筒中的液壓系統(tǒng)發(fā)生故障。當(dāng)電磁閥連接電源之后，定值減壓閥就會進入到尾座的液壓缸中，然后保持向前頂緊的工作。但是因為單向閥的影響，使得尾座向前的油壓得到了很好的保持，如圖2。這個時候油壓就會影響繼電器敞開觸點閉合，輸入的信號顯示為X0002.0，但是在檢查的時候我們發(fā)現(xiàn)輸入的信號是0，這就說明了繼電器的觸點信號出現(xiàn)問題。經(jīng)過深入的檢查我們得知的原因是觸點的開關(guān)受到了損壞，就造成了PMC沒有正常的收到結(jié)束的信號，系統(tǒng)就會認(rèn)為尾座套筒系統(tǒng)沒有進行頂緊的工作，于是就會出現(xiàn)M-FN的報警信號，在更換完繼電器之后可以排除故障。
3 結(jié)論
通過上述材料的分析，我們在數(shù)控機床中充分利用了PMC的各種診斷功能，在處理機床故障的時候得以充分的應(yīng)用，以此達(dá)到一種高效快速的排除故障的工作效果，這些對于數(shù)控機床的維修工作都有非常大的幫助。
（西南科技大學(xué)工程技術(shù)中心，四川 綿陽 621010）
【摘要】數(shù)控實習(xí)是工程訓(xùn)練實踐教學(xué)體系中的一個重要項目，目前主要進行機床加工操作實訓(xùn)。為了進一步提高實踐教學(xué)的深度和廣度，培養(yǎng)學(xué)生的技能和專業(yè)知識，在工程訓(xùn)練課程體系下，進行數(shù)控伺服技術(shù)實踐教學(xué)模塊的開發(fā)探索，以提高工程訓(xùn)練教學(xué)質(zhì)量水平。
關(guān)鍵詞 工程訓(xùn)練；實踐教學(xué)；數(shù)控伺服技術(shù)；探索
基金項目：2014年西南科技大學(xué)實驗技術(shù)研究項目（14syjs-48）。
作者簡介：賴思琦（1976—），男，漢族，四川綿陽人，講師，主要從事工程訓(xùn)練實踐教學(xué)的研究與管理工作。
工程訓(xùn)練是本科生實踐訓(xùn)練的重要環(huán)節(jié)之一，在培養(yǎng)學(xué)生的技能和專業(yè)知識中發(fā)揮著越來越重要的作用。目前，在工程訓(xùn)練課程體系下，數(shù)控實習(xí)項目主要是進行加工代碼編程和設(shè)備操作練習(xí)。而對數(shù)控設(shè)備的設(shè)計結(jié)構(gòu)、控制技術(shù)方面涉及較少。然而，隨社會對人才需求的發(fā)展，工程訓(xùn)練課程實踐教學(xué)體系和內(nèi)容也在不斷進行發(fā)展和改革。
數(shù)控設(shè)備伺服驅(qū)動系統(tǒng)的功能是控制伺服電機、絲桿、工作臺等部件的運動速度和位移量，是數(shù)控機床的重要組成部分。伺服系統(tǒng)的性能良好，能夠提高數(shù)控機床的精度和工作效率，確保機床在工作過程中具備良好的動態(tài)和靜態(tài)性能。由于數(shù)控伺服系統(tǒng)的重要性，非常有必要讓學(xué)生了解這類控制技術(shù)，特別對于機電類專業(yè)的學(xué)生更是如此。
1實驗項目設(shè)計
數(shù)控伺服技術(shù)綜合性實驗項目的開發(fā)，其設(shè)計以數(shù)控技術(shù)、機電控制技術(shù)教學(xué)為主要出發(fā)點,充分體現(xiàn)其開放特性,使學(xué)生通過搭建數(shù)控伺服系統(tǒng)模型、伺服參數(shù)設(shè)置、在線實時調(diào)試等相關(guān)實驗實訓(xùn)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，能夠全面了解數(shù)控機床伺服系統(tǒng)典型的基本結(jié)構(gòu)、工作原理和工作過程,具備一定的對伺服系統(tǒng)進行操縱及調(diào)試、維護能力。
1.1數(shù)控機床三維模型搭建實驗
以典型的數(shù)控加工中心為對象，建立了數(shù)控機床的三維幾何模型，通過實驗，讓學(xué)生清楚地了解數(shù)控機床部件的機械結(jié)構(gòu)，了解數(shù)控伺服系統(tǒng)的工作原理，如圖1所示。
1.2伺服主軸實驗
以工程訓(xùn)練中心的數(shù)控加工中心為對象，了解FANUC伺服控制器上主軸的接口應(yīng)用，伺服主軸調(diào)速電氣的設(shè)計、布線、調(diào)試，以及伺服主軸參數(shù)設(shè)置及優(yōu)化。
1.3X/Y/Z伺服電機驅(qū)動控制實驗
了解FANUC 0I－MD數(shù)控系統(tǒng)與交流伺服驅(qū)動單元、伺服電機連接及使用方法，掌握數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動及電機的應(yīng)用，布線與調(diào)試方法。利用系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)定支持功能進行各軸伺服參數(shù)的手工設(shè)置。
1.4在線伺服參數(shù)優(yōu)化實驗
建立起完整的系統(tǒng)硬件構(gòu)架，完成FSSB、主軸和基本伺服參數(shù)初始化設(shè)置后，系統(tǒng)就可以實現(xiàn)正常工作。為了充分發(fā)揮設(shè)備的性能，提高設(shè)備工作的速度和精度，還要根據(jù)數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)特性和產(chǎn)品工藝要求，對伺服參數(shù)作進一步優(yōu)化調(diào)整。使用FANUC數(shù)控系統(tǒng)的以太網(wǎng)端口，建立計算機與數(shù)控系統(tǒng)的通訊，通過使用SERVO GUIDE伺服調(diào)試軟件對“電流控制（電流環(huán)）”、“速度控制（速度環(huán)）”、“位置控制（位置環(huán)）”這三個環(huán)進行在線調(diào)整，使用SERVO GUIDE對從CNC獲得的波形作出分析，以取得和機械特性相關(guān)的匹配參數(shù)，保證數(shù)控機床在高響應(yīng)、高剛性下穩(wěn)定工作。
2實驗項目實施
在實驗項目實施中，要求在工程訓(xùn)練課程體系下充分發(fā)揮現(xiàn)有的設(shè)備資源和教學(xué)優(yōu)勢，實現(xiàn)機床操作、機電控制、設(shè)備調(diào)試各個環(huán)節(jié)串聯(lián)在一起，講解、操作教學(xué)一體化。每個環(huán)節(jié)都有明確目的和凝練的教學(xué)資源支撐，深化工程訓(xùn)練課程體系下數(shù)控實習(xí)的深度和廣度，激發(fā)學(xué)生的積極性和主動性。通過對數(shù)控設(shè)備的“了解”“如何使用”“為什么要這樣使用”“該如何調(diào)整，讓使用效果更好”這四個步驟，讓機電類專業(yè)學(xué)生對數(shù)控技術(shù)的學(xué)習(xí)，從單純的操作深入到結(jié)構(gòu)組成、控制原理的層次。特別是通過對數(shù)控伺服技術(shù)的學(xué)習(xí)，對數(shù)控設(shè)備的設(shè)計和構(gòu)造有了一個清晰的認(rèn)識，從而對數(shù)控技術(shù)知識的掌握達(dá)到較為深入的程度。實驗學(xué)時的安排如下表。
3結(jié)束語
從工程訓(xùn)練課程體系的發(fā)展出發(fā)，充分利用實驗室的數(shù)控設(shè)備資源和之前技術(shù)積累，開發(fā)新的實驗教學(xué)系統(tǒng)，編寫實驗指導(dǎo)書，將數(shù)控機床三維模型建模、專業(yè)伺服軟件訓(xùn)練、數(shù)控綜合實驗設(shè)備相結(jié)合，探索數(shù)控伺服技術(shù)實驗項目，不僅提升了學(xué)生的專業(yè)知識和能力，更進一步豐富了工程實踐課程內(nèi)容，提高了課程的質(zhì)量。
參考文獻
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【關(guān)鍵詞】 數(shù)控機床；實習(xí)教學(xué)；學(xué)生技能
當(dāng)前，數(shù)控加工已成為企業(yè)生產(chǎn)的重要加工手段，作為高校學(xué)生掌握現(xiàn)代加工技術(shù)重要手段的數(shù)控加工實習(xí)也正在起著越來越重要的作用。隨著人才培養(yǎng)的目標(biāo)從知識型向能力型的轉(zhuǎn)變，創(chuàng)新意識和工程能力的培養(yǎng)也已成為實習(xí)訓(xùn)練的核心，這一方面要靠科學(xué)合理的課程體系作基礎(chǔ)，但更重要的是要靠系統(tǒng)的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)作保證。
數(shù)控專業(yè)不斷發(fā)展，各學(xué)校越來越重視學(xué)生技能的培養(yǎng)和提高，越來越重視實踐，數(shù)控技能比賽的不斷開展尤其使數(shù)控各院校對數(shù)控實踐的教學(xué)更加重視。在我們的教學(xué)實踐中，數(shù)控機床加工實習(xí)教學(xué)具體分為四部分，即加工演示、課堂理論講解、自行編制程序和機床實踐操作。
1 加工演示
學(xué)生進車間實習(xí)是第一次接觸數(shù)控機床，對有關(guān)知識的認(rèn)識比較模糊。在學(xué)生進行實習(xí)初期，先由指導(dǎo)教師用數(shù)控機床加工一件零件進行加工演示，首先讓學(xué)生對數(shù)控加工過程有一個感性的認(rèn)識，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
2 課堂理論講解
在進行完加工演示后，進行課堂理論知識講授，主要講授數(shù)控機床的組成、特點、工作原理、代碼、加工工藝和編程知識。因為學(xué)生已經(jīng)進行過普通機床加工，已經(jīng)具備基本的加工知識，所以講解數(shù)控機床的組成和特點時，采取與普通機床對比的方法，使學(xué)生能夠很快地進入角色。在講解工作原理時，主要針對實習(xí)所用數(shù)控機床的系統(tǒng)，同時鼓勵學(xué)生課外查閱資料，多學(xué)習(xí)一些有關(guān)的數(shù)控系統(tǒng)知識。
3 自行編制程序
理論知識講解后，在教師指導(dǎo)下由學(xué)生進行自行編制程序。編程可以采用手工編程和自動編程兩種方式。手工編程，一般限制在二維平面內(nèi)，大多數(shù)針對比較簡單的輪廓圖形，由于計算簡單、程序較少且經(jīng)濟、及時，因此在生產(chǎn)教學(xué)中應(yīng)用比較廣泛。考慮到學(xué)生實習(xí)時間短，對于較復(fù)雜的加工零件常采用自動編程，自動編程簡單、迅速、可靠性高。學(xué)習(xí)自動編程軟件可以從三維的角度觀察加工零件的造型、刀具在加工過程中的刀心軌跡圖，以及快速、準(zhǔn)確的生成程序，可激起學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣。如編制較復(fù)雜零件的加工程序，用手工編程計算復(fù)雜、程序較多，可能需要一個月的時間還不能保證程序的正確；用自動編程能在一天甚至更短的時間內(nèi)高質(zhì)量的完成程序的編制。
4 機床實踐操作
加工程序編制完成后，指導(dǎo)教師進一步針對數(shù)控機床的操作面板進行講解，留給學(xué)生足夠的時間來熟悉、操作機床，由學(xué)生進行機床
一車床的數(shù)控改造
（一）、數(shù)控機床工作原理及組成
1.數(shù)控機床工作原理：
數(shù)控機床加工零件時，首先應(yīng)編制零件的加工程序，這是數(shù)控機床的工作指令。將加工程序輸入到數(shù)控裝置，再由數(shù)控裝置控制機床主運動的變化、起停，進給運動的方向、速度和位移量以及其它如刀具選擇交換、工件夾緊松開和冷卻的開、關(guān)等動作，使刀具與工件及其它輔助裝置嚴(yán)格的按照加工程序規(guī)定的順序、軌跡和參數(shù)進行工作，從而加工出符合要求的零件。
2.數(shù)控機床的組成：
數(shù)控機床主要由控制介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)和機床本體等四部分組成（二）、設(shè)計內(nèi)容及任務(wù)
普通車床（C618）的數(shù)控改造設(shè)計內(nèi)容包括：總體方案的確定和驗證、機械改造部分的設(shè)計計算（包括縱向、橫向進給系統(tǒng)的設(shè)計與計算）、主運動自動變速原理及改造后的機床傳動系統(tǒng)圖的設(shè)計、機床調(diào)速電動機控制電路的設(shè)計、電磁離合器的設(shè)計計算。。
本設(shè)計任務(wù)是對C618臥式車床進行數(shù)控化改造，實現(xiàn)微機對車床的數(shù)控化控制。利用微機對車床的縱向、橫向進給系統(tǒng)進行數(shù)字控制，并要達(dá)到縱向最小運動單位為0.01/脈沖，橫向最小運動單位0.005/脈沖，主運動要實現(xiàn)自動變速，刀架要改造成自動控制的自動轉(zhuǎn)位刀架，要能自動的切削螺紋。
（三）、數(shù)控部分的設(shè)計改造
1、數(shù)控系統(tǒng)運動方式的確定
數(shù)控系統(tǒng)按其運動軌跡可分為：點位控制系統(tǒng)、連續(xù)控制系統(tǒng)。點位控制系統(tǒng)只要求控制刀具從一點移到另外一點的位置，而對于運動軌跡原則上不加控制。連續(xù)控制系統(tǒng)能對兩個或兩個以上坐標(biāo)方向的位移進行嚴(yán)格的不間斷的控制。由于C618車床要加工復(fù)雜輪廓零件，所以本微機數(shù)控系統(tǒng)采用連續(xù)控制系統(tǒng)。
2、伺服進給系統(tǒng)的設(shè)計改造
數(shù)控機床的伺服進給系統(tǒng)按有無位置檢測和反饋可分為開環(huán)伺服系統(tǒng)、半閉環(huán)伺服系統(tǒng)、閉環(huán)伺服系統(tǒng)。
閉環(huán)控制方案的優(yōu)點是可以達(dá)到和好的機床精度，能補償機械傳動系統(tǒng)中的各種誤差，消除間隙、干擾等對加工精度的影響。但他結(jié)構(gòu)復(fù)雜、技術(shù)難度大、調(diào)式和維修困難、造價高。
半閉環(huán)控制系統(tǒng)由于調(diào)速范圍寬，過載能力強，又采用反饋控制，因此性能遠(yuǎn)優(yōu)于以步進電動機驅(qū)動的開環(huán)控制系統(tǒng)。但是，采用半閉環(huán)控制其調(diào)式比開環(huán)要復(fù)雜，設(shè)計上也要有其自身的特點，技術(shù)難度較大。
開環(huán)控制系統(tǒng)中沒有位置控制器及反饋線路，因此開環(huán)系統(tǒng)的精度較差，但其結(jié)構(gòu)簡單，易于調(diào)整，所以常用于精度要求不高的場合。
經(jīng)過上序比較，由于所改造的C618車床的目標(biāo)加工精度要求不高，所以決定采用開環(huán)控制系統(tǒng)。
3、數(shù)控系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計
數(shù)控系統(tǒng)都是由硬件和軟件兩部分組成，硬件是控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)，性能的好壞直接影響整體數(shù)控系統(tǒng)的工作性能。
數(shù)控裝置的設(shè)計方案通常有：
可以全部自己設(shè)計制作
可以采用單板機或STD模塊或工控機改制
可以選用現(xiàn)成的數(shù)控裝置作少量的適應(yīng)化改動
在普通機床的經(jīng)濟型數(shù)控改造中，由于第一種設(shè)計周期較長且不經(jīng)濟，同時質(zhì)量也難于保證。第二種則更加不經(jīng)濟。所以不課程設(shè)計將采取第三鐘方案。
（四）、機械改造部分的設(shè)計
1、主傳動部分的改造設(shè)計
將原機床的主軸電動機換成變頻調(diào)速電動機，無級調(diào)速部分由變頻器控制。將原機床的主軸手動變速換成有電磁離合器控制的主軸變速機構(gòu)。改造后使其主運動和進給運動分離，主軸電動機的作用只是帶動主軸旋轉(zhuǎn)。
2、進給機構(gòu)的改造
將原機床的掛輪機構(gòu)、進給箱、溜板箱、滑動絲杠、光杠等全部拆除。縱向、橫向進給以步進電動機作為驅(qū)動元件經(jīng)一級齒輪減速后，由滾珠絲杠傳動。
3、其它部件的改造
[關(guān)鍵詞]數(shù)控仿真軟件；數(shù)控機床；教學(xué)實踐
中圖分類號：H319 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）18-0227-01
主要內(nèi)容：
工業(yè)化和自動化已經(jīng)成為制造生產(chǎn)領(lǐng)域的發(fā)展主題，隨著智能加工理念和自動化加工需求的不斷深化，以數(shù)控機床為代表的新一代自動加工設(shè)備開始在制造業(yè)中普及開來。我們可以看到數(shù)控機床在集成了柔性加工、多維加工、曲面加工和多軸聯(lián)動等最新加工技術(shù)的同時，還兼容了數(shù)字編程和輔助設(shè)計等功能，這使得每一個數(shù)控機床都能成為一個不同規(guī)模的加工中心，滿足不同的加工需求。但是正是由于數(shù)控機床的功能多樣性，使得數(shù)控機床的操作要求十分嚴(yán)格，操作者不僅需要具備扎實的機械加工基礎(chǔ)知識和操作技能，還需要對數(shù)控編程技巧、數(shù)控加工技術(shù)原理和加工工藝制定等具備一定的知識儲備，這就對當(dāng)前的數(shù)控機床操作人才的培訓(xùn)模式提出了很高的要求，如何進一步強化數(shù)控機床操作人才培訓(xùn)的有效性和成材率，這將是本文要集中探討的話題。
一、數(shù)控仿真軟件概述
從技術(shù)層面來看，數(shù)控仿真軟件集成了虛擬現(xiàn)實技術(shù)和計算機圖形學(xué)技術(shù)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)虛擬現(xiàn)實的數(shù)控機床操作試練。虛擬現(xiàn)實技術(shù)通過量化實際系統(tǒng)的系統(tǒng)參數(shù)、系統(tǒng)環(huán)境、聲光電等現(xiàn)象，能夠真實的還原系統(tǒng)操作環(huán)境，給與操作者以極高的真實體驗；可以對設(shè)備進行操縱，可以查看生產(chǎn)過程、實驗過程、施工圖過程、供應(yīng)過程等活動的各種技術(shù)參數(shù)的動態(tài)值，從而確認(rèn)現(xiàn)實系統(tǒng)是否有能力完成預(yù)定的任務(wù)和如何去完成，也可從中發(fā)現(xiàn)運動過程的缺陷和問題，予以改進。
目前來看，數(shù)控仿真軟件主要包括了兩種，一種是模擬數(shù)控機床加工環(huán)境和加工過程的虛擬數(shù)控機床仿真軟件，另一種就是以零件設(shè)計和加工程序為主線的CAD/CAM一體化軟件。數(shù)控機床仿真軟件能夠讓操作者快速熟悉數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)組成、工作流程和操作要領(lǐng)，通過外接數(shù)據(jù)庫，能夠?qū)Ξ?dāng)前主要的數(shù)控機床進行針對性培訓(xùn)，效果十分突出；零件加工仿真軟件則將重心主要集中在零部件設(shè)計、零部件加工工藝設(shè)置、數(shù)控加工程序編制等環(huán)節(jié)上，目前常見的零部件仿真軟件主要有solid edge、Pro/engineer、MasterCAM、Solidworks、CAXA等，這些仿真軟件能夠讓操作者快速熟悉機械加工過程，培養(yǎng)機械專業(yè)技能。
二、數(shù)控仿真系統(tǒng)在數(shù)控機床教學(xué)實踐中的應(yīng)用
在目前的數(shù)控機床操作人才培訓(xùn)中，主要也是針對上述兩種仿真軟件形式，進行針對性極強的教學(xué)實踐培訓(xùn)，詳細(xì)應(yīng)用內(nèi)容如下所述：
1）數(shù)控機床仿真軟件在數(shù)控機床實踐教學(xué)中的應(yīng)用
數(shù)控機床仿真軟件是基于虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)平臺而搭建起來的操作系統(tǒng)，它可以在虛擬現(xiàn)實數(shù)控機床數(shù)據(jù)庫的支持下，完美的再現(xiàn)當(dāng)前主要數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)組成和工作環(huán)境，在數(shù)控機床的教學(xué)實踐過程中，首要科目是要熟悉數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)組成，受到經(jīng)濟條件的限制，多數(shù)數(shù)控機床加工學(xué)校很難對當(dāng)前的各種類型的數(shù)控機床進行現(xiàn)場拆裝，數(shù)控機床仿真軟件中的模塊分解過程能夠?qū)崿F(xiàn)全息裝配過程，仿照真實數(shù)控機床零部件尺寸，進行的實際工業(yè)化裝配流程的演練，能夠進一步加深學(xué)生對于數(shù)控機床的進給系統(tǒng)、多軸聯(lián)動系統(tǒng)、曲面加工系統(tǒng)的空間形象的理解；其次是典型加工工藝的教學(xué)實踐，數(shù)控機床仿真軟件能夠?qū)ぜ叨ㄎ弧⒐ぜb夾、夾具工作原理、壓板安裝流程、加工基準(zhǔn)對刀原則、刀具安裝和選用規(guī)范、機床手動操作和自動操作指令條碼等，進行逐一的繁復(fù)講解，而且允許學(xué)生在課后進行溫習(xí)和嘗試；再者是完善的圖形數(shù)據(jù)和加工標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫資料，使得學(xué)生可以在仿真軟件自帶的典型數(shù)控機床編程程序的指導(dǎo)下，進行實際編程，并且在虛擬加工平臺上，對自定義的工件進行工藝設(shè)定，并且檢查加工工件的尺寸誤差和質(zhì)量達(dá)標(biāo)情況；該仿真軟件系統(tǒng)結(jié)合自動化考核系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)教學(xué)、實踐和考核一體化的培訓(xùn)模式。
2）零部件加工仿真軟件的教學(xué)實踐應(yīng)用
熟知零部件的造型原理和加工工藝流程是保證數(shù)控機床操作者能夠進行復(fù)雜加工過程的技術(shù)基礎(chǔ)，零部件加工仿真軟件為學(xué)習(xí)者提供了一個高仿真度的零部件數(shù)模設(shè)計，包括了曲面造型設(shè)計和參數(shù)化設(shè)計這兩種主要的形式，對于簡單曲面造型和復(fù)雜曲面的造型原理都能有一個清晰的理解過程；其次是對零部件加工工藝的熟悉過程，工件加工的第一道工序是要進行基準(zhǔn)對刀，不同的零件對刀的原則和位置選擇都大相徑庭，比如軸對稱零部件、桿件、板件、螺旋件以及內(nèi)內(nèi)孔加工等等，這都需要學(xué)生們在平時的學(xué)習(xí)過程中熟練的分析不同類型零部件的加工工藝選擇準(zhǔn)則；再者是對數(shù)控加工刀具的走刀過程和走刀程序進行針對性的講解，這種直觀的培訓(xùn)模式有助于學(xué)生養(yǎng)成數(shù)控加工思維，結(jié)合實踐性極強的零部件金工實習(xí)，使得學(xué)生們在自己動手加工典型零部件時，對于零部件造型保持的關(guān)鍵性因素、令不加加工失效的主要原因以及加工過程的重點注意事項都能有一個直觀而且親身經(jīng)歷的過程，經(jīng)過這種培訓(xùn)模式所培養(yǎng)出來的數(shù)控機床操作人才將兼具專業(yè)知識背景和機床操作技能，能夠適應(yīng)快節(jié)奏、高技術(shù)含量的操作需求。
總結(jié)：
隨著自動化技術(shù)和機械加工技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控加工已經(jīng)成為機械加工領(lǐng)域使用最為廣泛的技術(shù)形式。數(shù)控機床的使用需要一定的專業(yè)知識背景和操作編程經(jīng)驗，相關(guān)操作技術(shù)人員已經(jīng)成為當(dāng)前機械加工市場的稀缺人才。本文概述了數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在數(shù)控機床教學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀，并就完善數(shù)控仿真軟件的教學(xué)價值提供了新的思路。
參考文獻
關(guān)鍵詞：數(shù)控機床 故障 排除
數(shù)控機床是一種典型的機電一體化產(chǎn)品，涉及范圍比較廣，在故障診斷和維護方面與傳統(tǒng)機床有很大的區(qū)別。因此，學(xué)習(xí)和掌握數(shù)控機床故障診斷及維護技術(shù)，及時有效的處理數(shù)控機床的各種故障，對企業(yè)的維修人員來說非常重要。
一、數(shù)控機床的使用與維修
1.數(shù)控機床的分類和應(yīng)用 隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機床已經(jīng)越來越普遍地應(yīng)用于企業(yè)的加工生產(chǎn)當(dāng)中。數(shù)控機床的種類很多，但主要按機床的加工方式和加工工藝對其進行分類。現(xiàn)代工廠中主要以金屬切削加工為主，大致可以分為數(shù)控銑床，數(shù)控鏜床，數(shù)控立車，數(shù)控磨床以及加工中心等。
2.數(shù)控機床的維修的特點 數(shù)控機床與傳統(tǒng)機床的維修不同，它是集數(shù)控系統(tǒng)、可編程控制器、伺服系統(tǒng)加精密機械等多項高新技術(shù)融合于一體的機電一體化產(chǎn)品。數(shù)控機床的維修應(yīng)遵循以下幾點：首先，要熟悉數(shù)控系統(tǒng)、位置檢測與伺服驅(qū)動和輔助控制的工作原理、特點及常見故障的處理。其次，要懂得充分利用NC、PLC提供的故障信息來查找故障。做到具體問題具體分析，才能確定故障的準(zhǔn)確處理。
3.數(shù)控機床故障診斷維修的基本步驟 數(shù)控機床的維修過程主要分為三個階段。首先，到達(dá)現(xiàn)場后進行現(xiàn)場的調(diào)查和故障信息的采集。仔細(xì)詢問機床操作者故障表面的指示情況以及產(chǎn)生故障的背景情況，對故障現(xiàn)象做出初步的判斷。其次，根據(jù)現(xiàn)場的調(diào)查結(jié)果和故障現(xiàn)象進行具體的維修。從易到難、由外向內(nèi)，逐漸縮小查找范圍，確定故障存在的位置從而采取正確的維修措施。最后，機床的故障排除后及時向操作者交代清楚本次故障的起因以及發(fā)生故障的信息和環(huán)節(jié)，告其今后操作的注意事項，避免今后再次發(fā)生同類故障。同時做好維修記錄，為以后維修做好儲備。
二、數(shù)控系統(tǒng)自診斷技術(shù)及故障排除方法
所謂系統(tǒng)診斷技術(shù)，就是利用數(shù)控裝置中的計算機及相關(guān)運行診斷軟件進行各種測試。
1.自診斷技術(shù)
（1）開機自診斷：數(shù)控系統(tǒng)通電后，設(shè)備內(nèi)部診斷軟件會自動對系統(tǒng)中各種元件如CPU、RAM及各應(yīng)用軟件進行逐一檢測并將檢測結(jié)果顯示出來，如檢測發(fā)現(xiàn)問題，系統(tǒng)會顯示報警信息或發(fā)出報警信號。開機自診斷通常會在開機一分鐘之內(nèi)完成。
有時開機診斷會將故障原因定位到電路板或模塊上，但也經(jīng)常僅將故障原因定位在某一范圍內(nèi)，這時維修人員需查找相關(guān)維修手冊根據(jù)提示找到真正故障原因并加以排除。
（2）運行自診斷：運行自診斷也稱在線自診斷，是指數(shù)控系統(tǒng)正常工作時，運行內(nèi)部診斷程序，對系統(tǒng)本身、PLC、位置伺服單元以及與數(shù)控裝置相連的其它外部裝置進行自動測試、檢查，并顯示有關(guān)信息，這種診斷一般會在系統(tǒng)工作時反復(fù)進行。
（3）脫機診斷：當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，首先停機，然后使用隨機的專用診斷紙帶對系統(tǒng)進行脫機診斷。診斷時先要將紙帶上的程序讀入RAM系統(tǒng)中，計算機運行程序進行診斷，從而判定故障部位，這種診斷在早期的數(shù)控系統(tǒng)中應(yīng)用較多。
2.人工診斷技術(shù)
數(shù)控系統(tǒng)的故障種類很多，而自診斷往往不能對系統(tǒng)的所有部件進行測試，也不能將故障原因定位到具體確定的元器件上，這時要迅速查明原因就需要采用人工診斷方法。人工診斷方法有很多種，最常用的有:功能程序測試法、參數(shù)檢查法、備件置換法、直觀法、原理分析法等，現(xiàn)簡介如下:
（1）功能程序測試法：這種方法將數(shù)控系統(tǒng)中的G、M、S、T、功能的全部指令編成一個測試程序，穿成紙帶或存儲到軟盤上在進行診斷時運行這個程序，可快速判定哪個功能出現(xiàn)問題，這種方法一般在機床出現(xiàn)隨機性故障時使用，也可用于設(shè)備閑置時間較長重新投入使用時測試用。
（2）參數(shù)檢查法：一般系統(tǒng)的參數(shù)是存放在RAM中的，一旦出現(xiàn)干擾或其它原因會造成參數(shù)丟失或混亂，從而使系統(tǒng)不能正常工作，這時應(yīng)根據(jù)故障特征，檢查和核對有關(guān)參數(shù)，在排除某些故障時，有時還需對某些參數(shù)進行調(diào)整。
（3）備件置換法：是將系統(tǒng)中型號完全相同的電路板、模塊、集成電路或其它零部件進行互相交換比較，或利用備用的元器件替換有疑點的部件，從而快速有效地確定故障部位。
（4）直觀法：直觀法是利用維修中常用的“先外后內(nèi)”的原則，利用觀察零部件的工作狀態(tài)、聽聲音、摸發(fā)熱等方法，進行逐個檢查，如利用視覺可觀察內(nèi)部器件或外部連接的形狀上的變化；利用聽覺可查尋器件發(fā)出的異常聲音;利用嗅覺或觸覺可查尋過載、高溫等現(xiàn)象;等等。
（5）原理分析法：當(dāng)采用其它檢查方法難以奏效時，可以從電路基本原理出發(fā)，一步一步用萬用表、邏輯表、示波器等工具對測點進行檢查對照，最終查明故障原因。
3.高級診斷技術(shù)
（1）自修復(fù)診斷：自修復(fù)診斷一般是指在系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置不參與運行的備用模塊。自修復(fù)程序在控制系統(tǒng)每次開機運行，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某模塊有問題時，系統(tǒng)會把故障信息顯示在屏幕上，同時自動查尋備用模塊，故障模塊的工作即被備用模塊取代，維修人員可根據(jù)提示更換下一故障模塊。自修復(fù)診斷方法需要較多的備用模塊，這會使系統(tǒng)體積增大，價格提高。
（2）診斷指導(dǎo)專家系統(tǒng)：近年來，隨著圖像識別、聲音識別、自動翻譯和智能工業(yè)機器人等技術(shù)的發(fā)展，這些技術(shù)越來越多地被應(yīng)用到數(shù)控機床上。診斷專家系統(tǒng)以專家知識、經(jīng)驗為基礎(chǔ)，自動模仿專家利用知識解決復(fù)雜問題的思維活動，這就使普通工作人員同樣能對故障做出具有專家級水平的診斷結(jié)論。
關(guān)鍵詞：？數(shù)控機床？PLC故障診斷;故障維修
一、數(shù)控機床故障診斷的基本方法
數(shù)控設(shè)備是一種自動化程度較高，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的先進加工設(shè)備，是企業(yè)的重點、關(guān)鍵設(shè)備。要發(fā)揮數(shù)控設(shè)備的高效益，就必須正確的操作和精心的維護，才能保證設(shè)備的利用率。正確的操作使用能夠防止機床非正常磨損，避免突發(fā)故障;做好日常維護保養(yǎng)，可使設(shè)備保持良好的技術(shù)狀態(tài)，延緩劣化進程，及時發(fā)現(xiàn)和消滅故障隱患，從而保證安全運行，故障診斷是進行數(shù)控機床維修的第一步，它不僅可以迅速查明故障原因，排除故障，也可以起到預(yù)防故障的發(fā)生與擴大的作用。
二、故障的調(diào)查與分析
這是排故的第一階段，是非常關(guān)鍵的階段，主要應(yīng)作好下列工作：
①詢問調(diào)查？在接到機床現(xiàn)場出現(xiàn)故障要求排除的信息時，首先應(yīng)要求操作者盡量保持現(xiàn)場故障狀態(tài)，不做任何處理，這樣有利于迅速精確地分析故障原因。同時仔細(xì)詢問故障指示情況、故障表象及故障產(chǎn)生的背景情況，依此做出初步判斷，以便確定現(xiàn)場排故所應(yīng)攜帶的工具、儀表、圖紙資料、備件等，減少往返時間。
②現(xiàn)場檢查？到達(dá)現(xiàn)場后，首先要驗證操作者提供的各種情況的準(zhǔn)確性、完整性，從而核實初步判斷的準(zhǔn)確度。由于操作者的水平，對故障狀況描述不清甚至完全 不準(zhǔn)確的情況不乏其例，因此到現(xiàn)場后仍然不要急于動手處理，重新仔細(xì)調(diào)查各種情況，以免破壞了現(xiàn)場，使排故增加難度。
③故障分析？根據(jù)已知的故障狀況按上節(jié)所述故障分類辦法分析故障類型，從而確定排故原則。由于大多數(shù)故障是有指示的，所以一般情況下，對照機床配套的數(shù)控系統(tǒng)診斷手冊和使用說明書，可以列出產(chǎn)生該故障的多種可能的原因。
④確定原因？對多種可能的原因進行排查從中找出本次故障的真正原因，這時對維修人員是一種對該機床熟悉程度、知識水平、實踐經(jīng)驗和分析判斷能力的綜合考驗。
⑤排故準(zhǔn)備？有的故障的排除方法可能很簡單，有些故障則往往較復(fù)雜，需要做一系列的準(zhǔn)備工作，例如工具儀表的準(zhǔn)備、局部的拆卸、零部件的修理，元器件的采購甚至排故計劃步驟的制定等等。
三、電氣維修與故障的排除
這是排故的第二階段，是實施階段。？？如前所述，電氣故障的分析過程也就是故障的排除過程，因此電氣故障的一些常用排除方法在上一節(jié)的分析方法中已綜合介紹過了，本節(jié)則列舉幾個常見電氣故障做一簡要介紹，供維修者參考。
（1）電源？電源是維修系統(tǒng)乃至整個機床正常工作的能量來源，它的失效或者故障輕者會丟失數(shù)據(jù)、造成停機。重者會毀壞系統(tǒng)局部甚至全部。西方國家由于電力充足，電網(wǎng)質(zhì)量高，因此其電氣系統(tǒng)的電源設(shè)計考慮較少，這對于我國有較大波動和高次諧波的電力供電網(wǎng)來說就略顯不足，再加上某些人為的因素，難免出現(xiàn)由電源而引起的故障。
四、維修排故后的總結(jié)提高工作
對數(shù)控機床電氣故障進行維修和分析排除后的總結(jié)與提高工作是排故的第三階段，也是十分重要的階段，應(yīng)引起足夠重視。？？ 總結(jié)提高工作的主要內(nèi)容包括：
①詳細(xì)記錄從故障的發(fā)生、分析判斷到排除全過程中出現(xiàn)的各種問題，采取的各種措施，涉及到的相關(guān)電路圖、相關(guān)參數(shù)和相關(guān)軟件，其間錯誤分析和排故方法也應(yīng)記錄并記錄其無效的原因。除填入維修檔案外，內(nèi)容較多者還要另文詳細(xì)書寫。
②有條件的維修人員應(yīng)該從較典型的故障排除實踐中找出常有普遍意義的內(nèi)容作為研究課題進行理論性探討，寫出論文，從而達(dá)到提高的目的。特別是在有些故障的排除中并未經(jīng)由認(rèn)真系統(tǒng)地分析判斷而是帶有一定地偶然性排除了故障，這種情況下的事后總結(jié)研究就更加必要。
③總結(jié)故障排除過程中所需要的各類圖樣、文字資料，若有不足應(yīng)事后想辦法補濟，而且在隨后的日子里研讀，以備將來之需。
④從排故過程中發(fā)現(xiàn)自己欠缺的知識，制定學(xué)習(xí)計劃，力爭盡快補課。
⑤找出工具、儀表、備件之不足，條件允許時補齊。
總結(jié)提高工作的好處是：
①迅速提高維修者的理論水平和維修能力。
②提高重復(fù)性故障的維修速度。
③利于分析設(shè)備的故障率及可維修性，改進操作規(guī)程，提高機床壽命和利用率。
④可改進機床電氣原設(shè)計之不足。
⑤資源共享。總結(jié)資料可作為其他維修人員的參數(shù)資料、學(xué)習(xí)培訓(xùn)教材。
關(guān)鍵詞：數(shù)控機床；管理；維護
數(shù)控機床是利用數(shù)字化信號對機床的運動及其加工進行控制的機床，是數(shù)控技術(shù)與機床技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它有加工精度高、質(zhì)量穩(wěn)定可靠、生產(chǎn)效率高、對零件加工的適應(yīng)性強等優(yōu)點，使其應(yīng)用日益擴大，已經(jīng)成為機械制造業(yè)的標(biāo)志性裝備。
我國目前的現(xiàn)狀是：國內(nèi)數(shù)控技能人才嚴(yán)重缺乏，阻礙了我國制造實力的提高，教育部等六部委啟動了“制造業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)技能型緊缺人才培訓(xùn)工程”，對高技能型人才的培養(yǎng)提出了具體的方案。許多高職院校根據(jù)自身特點、結(jié)合市場需要，開設(shè)了數(shù)控技術(shù)專業(yè)，為滿足實踐教學(xué)，除設(shè)置實訓(xùn)基地外，還相繼配備現(xiàn)代化的數(shù)控機床等設(shè)備。數(shù)控機床是精密的機電一體化產(chǎn)品、價格昂貴，其管理和維修要求嚴(yán)格，如何管理和維護好這些數(shù)控機床，使之更好地滿足教學(xué)需求，最大限度地發(fā)揮其優(yōu)勢，已經(jīng)成為各個學(xué)校普遍關(guān)注的問題。本文經(jīng)對各校教學(xué)實訓(xùn)基地的調(diào)研，根據(jù)數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)原理及使用特點，結(jié)合設(shè)備管理方面的實踐經(jīng)驗，分析了教學(xué)用數(shù)控機床使用中出現(xiàn)的問題，并提出了改進措施，以供同行參考。
一、教學(xué)用數(shù)控機床的特點
教學(xué)用數(shù)控機床與生產(chǎn)用數(shù)控機床相比主要有下列特點：1）使用目的不同。生產(chǎn)用數(shù)控機床的主要目的是提高生產(chǎn)效率，創(chuàng)造更多的經(jīng)濟效益，以生產(chǎn)為主。教學(xué)用數(shù)控機床主要是用于滿足教學(xué)工作，將學(xué)生的理論知識通過實際操作轉(zhuǎn)變?yōu)橹庇^認(rèn)識的機床，是一種以試驗為主的機床。2）操作人員不同。生產(chǎn)用數(shù)控機床的操作人員，一般是具有豐富實踐經(jīng)驗的工人。教學(xué)用數(shù)控機床的操作人員，大部分是新手——學(xué)生，第一次將理論知識轉(zhuǎn)化為實踐的操作，經(jīng)驗很少，所以故障率較高。3）維修和管理方式不同。
生產(chǎn)用數(shù)控機床往往配有專業(yè)的維修人員，一般都是有計劃、系統(tǒng)性的管理和維修。教學(xué)因數(shù)控機床缺少專業(yè)人員進行管理和預(yù)防性維護，往往是故障發(fā)生后再去彌補，很少將故障消除在萌芽狀態(tài)。4）使用效率不同。與生產(chǎn)用數(shù)控機床相比，教學(xué)用數(shù)控機床作為一種演示型機床，大部分時間處于停工狀態(tài)，機床的利用率不高，可能造成資源浪費。
二、存在問題
通過兄弟院校相關(guān)人員間的教學(xué)交流，結(jié)合我們的教學(xué)實踐經(jīng)驗，教學(xué)用數(shù)控機床在管理和使用的問題概括為：1）機床運行中事故較多，例如撞車、撞刀、超程等現(xiàn)象頻繁發(fā)生，導(dǎo)致機床精度下降。2）機床發(fā)生故障后，不能及時得到有效處理，機床帶病、帶傷工作情況較多，最終導(dǎo)致機床發(fā)生破壞性的故障，造成巨大損失。3）管理方面存在漏洞，對機床的維護缺少系統(tǒng)性、計劃性，不能起到預(yù)防故障的作用。4）機床操作人員和維護人員責(zé)任性不強，當(dāng)出現(xiàn)問題時，不是積極地去處理，而是相互推卸責(zé)任，直接影響正常的教學(xué)工作。5）維修不及時，學(xué)生上課時間不合理、甚至出現(xiàn)沖突時，有些教師責(zé)任心不強，為了圖省事趕課時，將多個小組合并上課時，出現(xiàn)多名學(xué)生圍著一臺機床的現(xiàn)象，教學(xué)效果很差。6）通過調(diào)查，學(xué)生反映實訓(xùn)效果不太好，與預(yù)期目標(biāo)相差很大，從而得不到應(yīng)有的教學(xué)效果。
以上諸多原因?qū)е聶C床“停工”現(xiàn)象嚴(yán)重，學(xué)生學(xué)不到實質(zhì)性的東西，使數(shù)控機床不能發(fā)揮應(yīng)有作用，造成了資源的浪費；
三、原因分析
教學(xué)用數(shù)控機床的管理和維修方面存在的問題，其原因雖多種多樣，但可歸納為：1）管理人員沒有經(jīng)過專門培訓(xùn)，缺少設(shè)備管理方面的專業(yè)知識，對數(shù)控機床沒有制定嚴(yán)格的點檢、維修計劃，又礙于面子不去向別人請教，導(dǎo)致維修人員不能及時排除故障，延誤了故障的排除，直接影響正常的教學(xué)。2）管理人員缺乏責(zé)任心，對機床了解不夠，工作沒有計劃性，是造成機床維護缺少系統(tǒng)性、預(yù)期性的主要原因。3）維修人員自身責(zé)任性不強，技術(shù)水平低，不能及時處理工作中出現(xiàn)的故障，是機床帶病工作的主要原因。4）學(xué)生在實訓(xùn)前準(zhǔn)備不充分，操作時粗心大意，不按規(guī)定的步驟操作等，是導(dǎo)致機床運行過程中發(fā)生撞刀、撞車、超程現(xiàn)象的主要原因。5）教師自己缺乏實踐經(jīng)驗，對機床的結(jié)構(gòu)、原理理解不夠深入，講課缺少靈活性，對一些結(jié)構(gòu)、原理性的問題解釋不清楚。學(xué)生實踐經(jīng)驗本來就較少，學(xué)習(xí)主動性又較差；是學(xué)生感到難以接受的主要原因。6）教師和學(xué)生對實訓(xùn)工作不夠重視，只求單純完成任務(wù)，很少考慮教學(xué)效果，是影響教學(xué)效果的主要原因。
四、改進措施
根據(jù)以上分析，結(jié)合實際情況，提出如下改進措施：1）聘請專業(yè)人員對設(shè)備進行管理，制定科學(xué)的管理方法。根據(jù)各類數(shù)控機床的不同特點，結(jié)合自己的實際使用情況，參照機床說明書，制訂出合理、規(guī)范的數(shù)控機床管理和維護制度，對設(shè)備的保養(yǎng)維護做到三定，即定期、定級、定人。2）要重視“雙師型”教師隊伍的建設(shè)。數(shù)控機床是集機、電、液、氣于一體的機電產(chǎn)品，具有技術(shù)與知識密集的特點；要求數(shù)控機床的操作與維修人員，不僅要具備各方面的知識，也要具有豐富的經(jīng)驗和較強的動手能力；建設(shè)技術(shù)全面的教師隊伍是科學(xué)管理，合理維護數(shù)控機床的前提。3）提高操作人員的責(zé)任心，出現(xiàn)問題時要積極的去處理，實在解決不了的要及時找別人幫忙解決，防止機床帶傷、帶病工作，以免影響正常教學(xué)工作。4）選拔責(zé)任心強的教師進行定期專業(yè)培訓(xùn)。實踐證明經(jīng)過培訓(xùn)學(xué)習(xí)，是能在相對較短時間內(nèi)達(dá)到數(shù)控機床操作和維護要求的。
5）在教學(xué)和維修之間靈活安排工作，做到教學(xué)、維修兩不誤，例如可利用教學(xué)期間機床利用率不高的時間，對機床進行一些常規(guī)維護和檢修。6）實訓(xùn)之前，要對學(xué)生進行安全教育，學(xué)習(xí)操作規(guī)程，強調(diào)嚴(yán)格按照規(guī)程操作的重要性；如果有條件的話，可先讓學(xué)生在計算機上進行仿真模擬練習(xí)，用以防止撞刀、撞車等事故的發(fā)生。
五、結(jié)束語
1）數(shù)控機床的管理和維護是一項很重要的工作。數(shù)控機床管理及維護人員，不僅要掌握機械、電氣、氣動、液壓、控制、檢測等方面的知識，還要熟悉伺服驅(qū)動、計算機、PLC的工作原理及PLC編程，還應(yīng)具有相應(yīng)的專業(yè)英語水平。
2）只有對數(shù)控機床做到科學(xué)的管理，合理、及時的維護，才能保證機床的正常運行，使之更好地為教學(xué)服務(wù)。
3）不管是教師還是管理、維修人員，都應(yīng)有高度的責(zé)任心，才能充分發(fā)揮數(shù)控機床的作用，培養(yǎng)出更多的高素質(zhì)高技能型人才，為我國的裝備制造業(yè)作出更大貢獻。
參考文獻：
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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：TG519.1 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2011）25-0036-01
0 引言
近年來，隨著我國制造業(yè)規(guī)模的不斷擴大，數(shù)控機床應(yīng)用越來越廣，而機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)控機床是典型的機、電、液、光、計算機一體化的產(chǎn)品，故障種類和出現(xiàn)故障的原因復(fù)雜多變，其中又以進給伺服系統(tǒng)的故障相對較多。故本文以典型的進給伺服系統(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)控機床進給伺服系統(tǒng)的工作原理
數(shù)控機床所采用進給伺服系統(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。控制原理框圖如下。
從原理上說，數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)應(yīng)包括從位置指令脈沖給定到實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)動電機、檢測元件、機械傳動部件等部分。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，人們平時習(xí)慣上所說的機床伺服進給系統(tǒng)，一般是指伺服進給系統(tǒng)的速度控制單元、伺服電動機、檢測元器件部分，而不包括位置控制部分。
按照伺服進給系統(tǒng)使用的伺服電動機的類型，半閉環(huán)、閉環(huán)數(shù)控機床常用的伺服進給系統(tǒng)可以分為起直流伺服驅(qū)動和交流伺服驅(qū)動兩大類。20世紀(jì)70年代至80年代的數(shù)控機床一般采用直流伺驅(qū)動；從90年代初期起，半閉環(huán)、閉環(huán)的數(shù)控機床上多采用交流伺服驅(qū)動。
2 進給伺服系統(tǒng)典型的故障現(xiàn)象及診斷
數(shù)控機床進給伺服系統(tǒng)包含的環(huán)節(jié)多，是數(shù)控機床故障發(fā)生率較高的部分，但總結(jié)起來，常見的進給伺服故障有以下幾種：
2.1 過載 通常當(dāng)進給運動的負(fù)載過大，頻繁正、反向運動以及傳動鏈不良或楔鐵、導(dǎo)軌有研傷，電機動力線接地等原因時，均會引起伺服電機電流大，電機溫度過高或電機過載報警。有時機床運行的過程中驅(qū)動控制單元、驅(qū)動元件、電機本身故障也會引起過載報警。一般會在數(shù)控系統(tǒng)的顯示器上或者進給驅(qū)動單元上、指示燈或數(shù)碼管會提示驅(qū)動單元過熱、過載、過電流等信息。
2.2 超程 當(dāng)進給運動超過由軟件設(shè)定的軟限位或者硬限位開關(guān)位置時，就會發(fā)生超程報警，一般會在數(shù)控系統(tǒng)的顯示器上顯示報警內(nèi)容。若報警顯示硬超程，則根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的說明書及電氣原理圖，確認(rèn)數(shù)控機床回參考點的方式，進而確認(rèn)減速行程開關(guān)是否失效、編碼器是否正常、電機與絲杠連接的聯(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警。
2.3 爬行 所謂爬行，是指運動部件周而復(fù)始的忽停忽跳、忽慢忽快的運動現(xiàn)象。一般在起動加速段或低速進給時，機床產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。爬行出現(xiàn)的原因主要是機械部分故障，如伺服電動機和滾珠絲杠聯(lián)接用的聯(lián)軸器，由于聯(lián)接松動或聯(lián)軸器本身的缺陷，如裂紋等，造成滾珠絲杠與伺服電動機的轉(zhuǎn)動不同步；或者是導(dǎo)軌副運動出現(xiàn)問題（是否有雜質(zhì)或異物堵塞）。其次是由于進給傳動鏈的狀態(tài)不良、伺服系統(tǒng)增益低或者外加負(fù)載過大等因素也會導(dǎo)致爬行。
2.4 振動 在進給（尤其是低速）時，機床某軸出現(xiàn)振動現(xiàn)象通常是由于測速信號不穩(wěn)定，如測速裝置故障、測速反饋信號干擾等；速度控制信號不穩(wěn)定或受到干擾；接線端子接觸不良，如螺釘松動等。當(dāng)振動發(fā)生在由正方向運動與反向運動的換向瞬間時，一般是由于進給傳動鏈的反向間隙或伺服系統(tǒng)增益過大所致。機床以高速運行時，可能產(chǎn)生振動，這時就會出現(xiàn)過流報警。機床振動問題一般屬于速度問題，所以首先應(yīng)去查找速度環(huán)；而機床速度的整個調(diào)節(jié)過程是由速度調(diào)節(jié)器來完成的，即凡是與速度有關(guān)的問題，應(yīng)該去查找速度調(diào)節(jié)器，因此振動問題應(yīng)查找速度調(diào)節(jié)器。主要從給定信號、反饋信號及速度調(diào)節(jié)器本身這三方面去查找故障。
2.5 伺服電動機不轉(zhuǎn) 數(shù)控系統(tǒng)至進給驅(qū)動單元除了速度控制信號外，還有使能控制信號，一般為DC+24V直流電壓。伺服電動機不轉(zhuǎn)，首先檢查數(shù)控系統(tǒng)是否有速度控制信號輸出；檢查使能信號是否接通。通過數(shù)控系統(tǒng)的顯示器觀察I/O狀態(tài)，分析機床的PLC梯形圖（或流程圖）以確定進給軸的起動條件，如、冷卻等是否滿足；對帶電磁制動的伺服電動機，應(yīng)檢查電磁制動是否釋放；檢查進給驅(qū)動單元故障，伺服電動機是否故障。
2.6 位置誤差過大 當(dāng)伺服軸運動超過位置允差范圍時，數(shù)控系統(tǒng)就會產(chǎn)生位置誤差過大的報警，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)定的允許范圍小；伺服系統(tǒng)增益設(shè)置不當(dāng)；位置檢測裝置有污染或調(diào)整不當(dāng)；進給傳動鏈累積誤差過大：主軸箱垂直運動時平衡裝置（如平衡液壓缸等）不穩(wěn)。
2.7 失動量 機械傳動部件的間隙與松動在數(shù)控機床的進給傳動鏈中，常常由于傳動元件的鍵槽與鍵之間的間隙使傳動受到破壞，因此，除了在設(shè)計時慎重選擇鍵聯(lián)結(jié)機構(gòu)外，對加工和裝配必須進行嚴(yán)查。在裝配滾珠絲杠時應(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，因為游隙也是產(chǎn)生明顯傳動間隙的另一個原因。
