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篇（1）

數(shù)控機(jī)床是集高、精、尖技術(shù)于一體，集機(jī)、電、光、液于一身的高技術(shù)產(chǎn)物。具有加工精度高、加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠、生產(chǎn)效率高、適應(yīng)性強(qiáng)、靈活性好等眾多優(yōu)點，在各個行業(yè)受到廣泛歡迎，在使用方面，也是越來越受到重視。但由于它是集強(qiáng)、弱電于一體，數(shù)字技術(shù)控制機(jī)械制造的一體化設(shè)備，一旦系統(tǒng)的某些部分出現(xiàn)故障，就勢必使機(jī)床停機(jī)，影響生產(chǎn)，所以如何正確維護(hù)設(shè)備和出現(xiàn)故障時能及時搶修就是保障生產(chǎn)正常進(jìn)行的關(guān)鍵。

1.數(shù)控機(jī)床的維護(hù)

對于數(shù)控機(jī)床來說，合理的日常維護(hù)措施，可以有效的預(yù)防和降低數(shù)控機(jī)床的故障發(fā)生幾率。

首先，針對每一臺機(jī)床的具體性能和加工對象制定操作規(guī)程建立工作、故障、維修檔案是很重要的。包括保養(yǎng)內(nèi)容以及功能器件和元件的保養(yǎng)周期。

其次，在一般的工作車間的空氣中都含有油霧、灰塵甚至金屬粉末之類的污染物，一旦他們落在數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)的印制線路或電子器件上，很容易引起元器件之間絕緣電阻下降，甚至倒是元器件及印制線路受到損壞。所以除非是需要進(jìn)行必要的調(diào)整及維修，一般情況下不允許隨便開啟柜門，更不允許在使用過程中敞開柜門。

另外，對數(shù)控系統(tǒng)的電網(wǎng)電壓要實行時時監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)超出正常的工作電壓，就會造成系統(tǒng)不能正常工作，甚至?xí)饠?shù)控系統(tǒng)內(nèi)部電子部件的損壞。所以配電系統(tǒng)在設(shè)備不具備自動檢測保護(hù)的情況下要有專人負(fù)責(zé)監(jiān)視，以及盡量的改善配電系統(tǒng)的穩(wěn)定作業(yè)。

當(dāng)然很重要的一點是數(shù)控機(jī)床采用直流進(jìn)給伺服驅(qū)動和直流主軸伺服驅(qū)動的，要注意將電刷從直流電動機(jī)中取出來，以免由于化學(xué)腐蝕作用，是換向器表面腐蝕，造成換向性能受損，致使整臺電動機(jī)損壞。這是非常嚴(yán)重也容易引起的故障。

2.數(shù)控機(jī)床一般的故障診斷分析

2.1檢查

在設(shè)備無法正常工作的情況下，首先要判斷故障出現(xiàn)的具置和產(chǎn)生的原因，我們可以目測故障板，仔細(xì)檢查有無由于電流過大造成的保險絲熔斷，元器件的燒焦煙熏，有無雜物斷路現(xiàn)象，造成板子的過流、過壓、短路。觀察阻容、半導(dǎo)體器件的管腳有無斷腳、虛焊等，以此可發(fā)現(xiàn)一些較為明顯的故障，縮小檢修范圍，判斷故障產(chǎn)生的原因。

2.2系統(tǒng)自診斷

數(shù)控系統(tǒng)的自診斷功能隨時監(jiān)視數(shù)控系統(tǒng)的工作狀態(tài)。一旦發(fā)生異常情況，立即在CRT上顯示報警信息或用發(fā)光二級管指示故障的大致起因，這是維修中最有效的一種方法。近年來隨著技術(shù)的發(fā)展，興起了新的接口診斷技術(shù)，JTAG邊界掃描，該規(guī)范提供了有效地檢測引線間隔致密的電路板上零件的能力，進(jìn)一步完善了系統(tǒng)的自我診斷能力。

2.3功能程序測試法

功能程序測試法就是將數(shù)控系統(tǒng)的常用功能和特殊功能用手工編程或自動變成的方法，編制成一個功能測試程序，送人數(shù)控系統(tǒng)，然后讓數(shù)控系統(tǒng)運行這個測試程序，借以檢查機(jī)床執(zhí)行這些功能的準(zhǔn)確定和可靠性，進(jìn)而判斷出故障發(fā)生的可能原因。

2.4接口信號檢查

通過用可編程序控制器在線檢查機(jī)床控制系統(tǒng)的接回信號，并與接口手冊正確信號相對比，也可以查出相應(yīng)的故障點。

2.5診斷備件替換法

隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，電路的集成規(guī)模越來越大技術(shù)也越來越復(fù)雜，按常規(guī)方法，很難把故障定位到一個很小的區(qū)域，而一旦系統(tǒng)發(fā)生故障，為了縮短停機(jī)時間，在沒有診斷備件的情況下可以采用相同或相容的模塊對故障模塊進(jìn)行替換檢查，對于現(xiàn)代數(shù)控的維修，越來越多的情況采用這種方法進(jìn)行診斷，然后用備件替換損壞模塊，使系統(tǒng)正常工作，盡最大可能縮短故障停機(jī)時間。

上述診斷方法，在實際應(yīng)用時并無嚴(yán)格的界限，可能用一種方法就能排除故障，也可能需要多種方法同時進(jìn)行。最主要的是根據(jù)診斷的結(jié)果間接或直接的找到問題的關(guān)鍵，或維修或替換盡快的恢復(fù)生產(chǎn)。3數(shù)控機(jī)床故障診斷實例

由于數(shù)控機(jī)床的驅(qū)動部分是強(qiáng)弱電一體的，是最容易發(fā)生問題的。因此將驅(qū)動部分作簡單介紹：驅(qū)動部分包括主軸驅(qū)動器和伺服驅(qū)動器，有電源模塊和驅(qū)動模塊兩部分組成，電源模塊是將三相交流電有變壓器升壓為高壓直流，而驅(qū)動部分實際上是個逆變換，將高壓支流轉(zhuǎn)換為三相交流，并驅(qū)動伺服電機(jī)，完成個伺服軸的運動和主軸的運轉(zhuǎn)。因此這部分最容易出故障。以CJK6136數(shù)控機(jī)床和802S數(shù)控系統(tǒng)的故障現(xiàn)象為例，主要分析一下控制電路與機(jī)械傳動接口的故障維修。

如在數(shù)控機(jī)床在加工過程中，主軸有時能回參考點有時不能。在數(shù)控操作面板上，主軸轉(zhuǎn)速顯示時有時無，主軸運轉(zhuǎn)正常。分析出現(xiàn)的故障原因得該機(jī)床采用變頻調(diào)速，其轉(zhuǎn)速信號是有編碼器提供，所以可排除編碼器損壞的可能，否則根本就無法傳遞轉(zhuǎn)速信號了。只能是編碼器與其連接單元出現(xiàn)問題。兩方面考慮，一是可能和數(shù)控系統(tǒng)連接的ECU連接松動，二是可能可和主軸的機(jī)械連接出現(xiàn)問題。由此可以著手解決問題了。首先檢查編碼器與ECU的連接。若不存在問題，就卸下編碼器檢查主傳動與編碼器的連接鍵是否脫離鍵槽，結(jié)果發(fā)現(xiàn)就是這個問題。修復(fù)并重新安裝就解決了問題。

數(shù)控機(jī)床故障產(chǎn)生的原因是多種多樣的，有機(jī)械問題、數(shù)控系統(tǒng)的問題、傳感元件的問題、驅(qū)動元件的問題、強(qiáng)電部分的問題、線路連接的問題等。在檢修過程中，要分析故障產(chǎn)生的可能原因和范圍，然后逐步排除，直到找出故障點，切勿盲目的亂動，否則，不但不能解決問題。還可能使故障范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。總之，在面對數(shù)控機(jī)床故障和維修問題時，首先要防患于未燃，不能在數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)問題后才去解決問題，要做好日常的維護(hù)工作和了解機(jī)床本身的結(jié)構(gòu)和工作原理，這樣才能做到有的放矢。

參考文獻(xiàn)

[1]陳蕾、談峰，淺析數(shù)控機(jī)床維護(hù)維修的一般方法［J］，機(jī)修用造，2004（10）

[2]邱先念，數(shù)控機(jī)床故障診斷及維修[J]，設(shè)備管理與維修，2003（01）

[3]王超，數(shù)控機(jī)床的電器故障診斷及維修[J]，蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2003（02）

篇（2）

數(shù)控機(jī)床是集高、精、尖技術(shù)于一體，集機(jī)、電、光、液于一身的高技術(shù)產(chǎn)物。具有加工精度高、加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠、生產(chǎn)效率高、適應(yīng)性強(qiáng)、靈活性好等眾多優(yōu)點，在各個行業(yè)受到廣泛歡迎，在使用方面，也是越來越受到重視。但由于它是集強(qiáng)、弱電于一體，數(shù)字技術(shù)控制機(jī)械制造的一體化設(shè)備，一旦系統(tǒng)的某些部分出現(xiàn)故障，就勢必使機(jī)床停機(jī)，影響生產(chǎn)，所以如何正確維護(hù)設(shè)備和出現(xiàn)故障時能及時搶修就是保障生產(chǎn)正常進(jìn)行的關(guān)鍵。

1.數(shù)控機(jī)床的維護(hù)

對于數(shù)控機(jī)床來說，合理的日常維護(hù)措施，可以有效的預(yù)防和降低數(shù)控機(jī)床的故障發(fā)生幾率。

首先，針對每一臺機(jī)床的具體性能和加工對象制定操作規(guī)程建立工作、故障、維修檔案是很重要的。包括保養(yǎng)內(nèi)容以及功能器件和元件的保養(yǎng)周期。

其次，在一般的工作車間的空氣中都含有油霧、灰塵甚至金屬粉末之類的污染物，一旦他們落在數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)的印制線路或電子器件上，很容易引起元器件之間絕緣電阻下降，甚至倒是元器件及印制線路受到損壞。所以除非是需要進(jìn)行必要的調(diào)整及維修，一般情況下不允許隨便開啟柜門，更不允許在使用過程中敞開柜門。

另外，對數(shù)控系統(tǒng)的電網(wǎng)電壓要實行時時監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)超出正常的工作電壓，就會造成系統(tǒng)不能正常工作，甚至?xí)饠?shù)控系統(tǒng)內(nèi)部電子部件的損壞。所以配電系統(tǒng)在設(shè)備不具備自動檢測保護(hù)的情況下要有專人負(fù)責(zé)監(jiān)視，以及盡量的改善配電系統(tǒng)的穩(wěn)定作業(yè)。

當(dāng)然很重要的一點是數(shù)控機(jī)床采用直流進(jìn)給伺服驅(qū)動和直流主軸伺服驅(qū)動的，要注意將電刷從直流電動機(jī)中取出來，以免由于化學(xué)腐蝕作用，是換向器表面腐蝕，造成換向性能受損，致使整臺電動機(jī)損壞。這是非常嚴(yán)重也容易引起的故障。

2.數(shù)控機(jī)床一般的故障診斷分析

2.1檢查

在設(shè)備無法正常工作的情況下，首先要判斷故障出現(xiàn)的具置和產(chǎn)生的原因，我們可以目測故障板，仔細(xì)檢查有無由于電流過大造成的保險絲熔斷，元器件的燒焦煙熏，有無雜物斷路現(xiàn)象，造成板子的過流、過壓、短路。觀察阻容、半導(dǎo)體器件的管腳有無斷腳、虛焊等，以此可發(fā)現(xiàn)一些較為明顯的故障，縮小檢修范圍，判斷故障產(chǎn)生的原因。

2.2系統(tǒng)自診斷

數(shù)控系統(tǒng)的自診斷功能隨時監(jiān)視數(shù)控系統(tǒng)的工作狀態(tài)。一旦發(fā)生異常情況，立即在CRT上顯示報警信息或用發(fā)光二級管指示故障的大致起因，這是維修中最有效的一種方法。近年來隨著技術(shù)的發(fā)展，興起了新的接口診斷技術(shù)，JTAG邊界掃描，該規(guī)范提供了有效地檢測引線間隔致密的電路板上零件的能力，進(jìn)一步完善了系統(tǒng)的自我診斷能力。

2.3功能程序測試法

功能程序測試法就是將數(shù)控系統(tǒng)的常用功能和特殊功能用手工編程或自動變成的方法，編制成一個功能測試程序，送人數(shù)控系統(tǒng)，然后讓數(shù)控系統(tǒng)運行這個測試程序，借以檢查機(jī)床執(zhí)行這些功能的準(zhǔn)確定和可靠性，進(jìn)而判斷出故障發(fā)生的可能原因。

2.4接口信號檢查

通過用可編程序控制器在線檢查機(jī)床控制系統(tǒng)的接回信號，并與接口手冊正確信號相對比，也可以查出相應(yīng)的故障點。

2.5診斷備件替換法

隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，電路的集成規(guī)模越來越大技術(shù)也越來越復(fù)雜，按常規(guī)方法，很難把故障定位到一個很小的區(qū)域，而一旦系統(tǒng)發(fā)生故障，為了縮短停機(jī)時間，在沒有診斷備件的情況下可以采用相同或相容的模塊對故障模塊進(jìn)行替換檢查，對于現(xiàn)代數(shù)控的維修，越來越多的情況采用這種方法進(jìn)行診斷，然后用備件替換損壞模塊，使系統(tǒng)正常工作，盡最大可能縮短故障停機(jī)時間。

上述診斷方法，在實際應(yīng)用時并無嚴(yán)格的界限，可能用一種方法就能排除故障，也可能需要多種方法同時進(jìn)行。最主要的是根據(jù)診斷的結(jié)果間接或直接的找到問題的關(guān)鍵，或維修或替換盡快的恢復(fù)生產(chǎn)。3數(shù)控機(jī)床故障診斷實例

由于數(shù)控機(jī)床的驅(qū)動部分是強(qiáng)弱電一體的，是最容易發(fā)生問題的。因此將驅(qū)動部分作簡單介紹：驅(qū)動部分包括主軸驅(qū)動器和伺服驅(qū)動器，有電源模塊和驅(qū)動模塊兩部分組成，電源模塊是將三相交流電有變壓器升壓為高壓直流，而驅(qū)動部分實際上是個逆變換，將高壓支流轉(zhuǎn)換為三相交流，并驅(qū)動伺服電機(jī)，完成個伺服軸的運動和主軸的運轉(zhuǎn)。因此這部分最容易出故障。以CJK6136數(shù)控機(jī)床和802S數(shù)控系統(tǒng)的故障現(xiàn)象為例，主要分析一下控制電路與機(jī)械傳動接口的故障維修。

如在數(shù)控機(jī)床在加工過程中，主軸有時能回參考點有時不能。在數(shù)控操作面板上，主軸轉(zhuǎn)速顯示時有時無，主軸運轉(zhuǎn)正常。分析出現(xiàn)的故障原因得該機(jī)床采用變頻調(diào)速，其轉(zhuǎn)速信號是有編碼器提供，所以可排除編碼器損壞的可能，否則根本就無法傳遞轉(zhuǎn)速信號了。只能是編碼器與其連接單元出現(xiàn)問題。兩方面考慮，一是可能和數(shù)控系統(tǒng)連接的ECU連接松動，二是可能可和主軸的機(jī)械連接出現(xiàn)問題。由此可以著手解決問題了。首先檢查編碼器與ECU的連接。若不存在問題，就卸下編碼器檢查主傳動與編碼器的連接鍵是否脫離鍵槽，結(jié)果發(fā)現(xiàn)就是這個問題。修復(fù)并重新安裝就解決了問題。

數(shù)控機(jī)床故障產(chǎn)生的原因是多種多樣的，有機(jī)械問題、數(shù)控系統(tǒng)的問題、傳感元件的問題、驅(qū)動元件的問題、強(qiáng)電部分的問題、線路連接的問題等。在檢修過程中，要分析故障產(chǎn)生的可能原因和范圍，然后逐步排除，直到找出故障點，切勿盲目的亂動，否則，不但不能解決問題。還可能使故障范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。總之，在面對數(shù)控機(jī)床故障和維修問題時，首先要防患于未燃，不能在數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)問題后才去解決問題，要做好日常的維護(hù)工作和了解機(jī)床本身的結(jié)構(gòu)和工作原理，這樣才能做到有的放矢。

參考文獻(xiàn)

[1]陳蕾、談峰，淺析數(shù)控機(jī)床維護(hù)維修的一般方法［J］，機(jī)修用造，2004（10）

[2]邱先念，數(shù)控機(jī)床故障診斷及維修[J]，設(shè)備管理與維修，2003（01）

[3]王超，數(shù)控機(jī)床的電器故障診斷及維修[J]，蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2003（02）

篇（3）

如果在機(jī)械部分，首先應(yīng)該檢查導(dǎo)軌副。因為移動部件所受的摩擦阻力主要是來自導(dǎo)軌副，如果導(dǎo)軌副的動、靜摩擦系數(shù)大，且其差值也大，將容易造成爬行。盡管數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌副廣泛采用了滾動導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌或塑料導(dǎo)軌，如果導(dǎo)軌間隙調(diào)整不好，仍會造成爬行或振動。對于靜壓導(dǎo)軌副應(yīng)著重檢查靜壓是否到位，對于塑料導(dǎo)軌可檢查有否雜質(zhì)或異物阻礙導(dǎo)軌副運動，對于滾動導(dǎo)軌則應(yīng)檢查預(yù)緊措施是否良好。關(guān)注導(dǎo)軌副的也有助于分析爬行問題，導(dǎo)軌副狀態(tài)不好，導(dǎo)軌的油不足夠，致使溜板爬行。這時，添加油，且采用具有防爬作用的導(dǎo)軌油是一種非常有效的措施。這種導(dǎo)軌油中有極性添加劑，能在導(dǎo)軌表面形成一層不易破裂的油膜，從而改善導(dǎo)軌的摩擦特性防止爬行。

其次，要檢查進(jìn)給傳動鏈。因為在進(jìn)給系統(tǒng)中，伺服驅(qū)動裝置到移動部件之間必定要經(jīng)過由齒輪、絲杠螺母副或其他傳動副所組成的傳動鏈。定位精度下降、反向間隙增大也會使工作臺在進(jìn)給運動中出現(xiàn)爬行。通過調(diào)整軸承、絲杠螺母副和絲杠本身的預(yù)緊力，調(diào)整松動環(huán)節(jié)，調(diào)整補(bǔ)償環(huán)節(jié)，都可有效地提高這一傳動鏈的扭轉(zhuǎn)和拉壓剛度（即提高其傳動剛度），對于提高運動精度，消除爬行非常有益；另外傳動鏈太長，傳動軸直徑偏小，支承座的剛度不夠也是引起爬行的因素。因此，在檢查時也要考慮這些方面是否有缺陷，逐個排查。

二、分析進(jìn)給伺服系統(tǒng)原因與對策

如果故障原因在進(jìn)給伺服系統(tǒng)，則需分別檢查伺服系統(tǒng)中各有關(guān)環(huán)節(jié)。數(shù)控機(jī)床的爬行與振動問題屬于速度問題，與進(jìn)給速度密切相關(guān)，所以也就離不開分析進(jìn)給伺服系統(tǒng)的速度環(huán)，檢查速度調(diào)節(jié)器故障一是給定信號，二是反饋信號，三是速度調(diào)節(jié)器自身故障。根據(jù)故障特點（如振動周期與進(jìn)給速度是否成比例變化）檢查電動機(jī)或測速發(fā)電機(jī)表面是否光整；還可檢查系統(tǒng)插補(bǔ)精度是否太差，檢查速度環(huán)增益是否太高；與位置控制有關(guān)的系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定有無錯誤；伺服單元的短路棒或電位器設(shè)定是否正確；增益電位器調(diào)整有無偏差以及速度控制單元的線路是否良好，應(yīng)對這些環(huán)節(jié)逐項檢查、分類排除。

三、其它因素

有時故障既不是機(jī)械部分的原因，又不是進(jìn)給伺服系統(tǒng)的原因，有可能是其它原因如編程誤差。如FANUC6M系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床在一次切削加工時出現(xiàn)過載爬行。經(jīng)過仔細(xì)核查，發(fā)現(xiàn)電動機(jī)故障引起過載，更換電動機(jī)過載消除，可爬行還是存在。先從機(jī)床著手尋找故障原因，結(jié)果核實傳動鏈沒問題，又查進(jìn)給伺服系統(tǒng)確認(rèn)無故障，隨后對加工程序進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)工件曲線的加工，采用細(xì)微分段圓弧逼近來實現(xiàn)，而在編程中用了G61指令，也即每加工一段就要進(jìn)行一次到位停止檢查，從而使機(jī)床出現(xiàn)爬行現(xiàn)象，將G61改為G64指令連續(xù)切削，爬行消除。

如果故障既有機(jī)械部分的原因，又有進(jìn)給伺服系統(tǒng)的原因，很難分辨出引起這一故障的主要矛盾，這是制約我們迅速查出故障原因的重要因素。面對這種情況，要進(jìn)行多方面的檢測，運用機(jī)械、電氣、液壓等方面的綜合知識，采取綜合分析判斷，排除故障。

數(shù)控機(jī)床是技術(shù)密集和知識密集的設(shè)備，故障現(xiàn)象是多樣的，其表現(xiàn)形式也沒有簡單的規(guī)律可遵循，這就要求維修的技術(shù)人員要有電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、電氣自動化技術(shù)、檢測技術(shù)、機(jī)械理論與實踐技術(shù)、液壓與氣動等較全面的綜合技術(shù)知識，還要求具有綜合分析和解決問題的能力。

參考文獻(xiàn)：

篇（4）

1.3產(chǎn)業(yè)技術(shù)相關(guān)的轉(zhuǎn)變模式。產(chǎn)業(yè)技術(shù)的轉(zhuǎn)變主要涉及到兩種因素，一種是科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，一種是社會的進(jìn)步與人們的需求。在產(chǎn)業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)變模式的研究中，部分學(xué)者認(rèn)為科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步是決定產(chǎn)業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)變的主要因素，技術(shù)的研究和開發(fā)能夠推動產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，而另外一部分學(xué)者則是認(rèn)為社會的發(fā)展與人們對于產(chǎn)品的需求才是產(chǎn)業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)變的主要動力。在實際的產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展中，離不開科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，更離不開社會大眾的需求，認(rèn)清兩者之間的關(guān)系，才能夠不斷地進(jìn)行創(chuàng)新，使產(chǎn)業(yè)技術(shù)走上正確的發(fā)展道路。

2、實現(xiàn)我國數(shù)控機(jī)床行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的路徑

2.1正確定位我國數(shù)控機(jī)床行業(yè)所面對的產(chǎn)品。數(shù)控機(jī)床行業(yè)所面對的產(chǎn)品，應(yīng)當(dāng)改變過往的定位模式，摒棄以前以低價來獲得市場競爭力的方法。為了能夠改變這一現(xiàn)狀，我國的制造業(yè)需要引進(jìn)更為先進(jìn)的大型數(shù)控機(jī)床設(shè)備，以此來為企業(yè)制造服務(wù)。企業(yè)應(yīng)當(dāng)能夠重新審視我國的市場對于產(chǎn)品的需求，掌握市場對產(chǎn)品需求的變化規(guī)律，明確影響產(chǎn)品在市場中競爭力的因素，以此來開拓更為廣闊的市場。做好正確的產(chǎn)品定位，就能夠選用更為合適的數(shù)控機(jī)床，并且運用更為先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床行業(yè)技術(shù)，以此來實現(xiàn)技術(shù)的創(chuàng)新。產(chǎn)品的定位應(yīng)當(dāng)以市場需求的預(yù)測為主，而不能只是跟隨他人的腳步，那樣永遠(yuǎn)只能落后一步，而無法實現(xiàn)創(chuàng)新。

2.2選擇以集成創(chuàng)新為主的技術(shù)路線。所謂的集成創(chuàng)新，就是企業(yè)自主地控制產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的整個過程，通過自主地研究開發(fā)新技術(shù)，來組成數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的核心。集成創(chuàng)新不僅要求企業(yè)能夠及時地引進(jìn)先進(jìn)的設(shè)備，更需要具有專業(yè)技能的人才。并且集成創(chuàng)新周期較長，需要企業(yè)內(nèi)部的技術(shù)人員進(jìn)行密切的配合，通過對數(shù)控機(jī)床行業(yè)技術(shù)的深入研究，對技術(shù)創(chuàng)新方案進(jìn)行深刻的探討，集合整個技術(shù)開發(fā)團(tuán)隊的智慧，研究出具有先進(jìn)技術(shù)含量和創(chuàng)新特色的產(chǎn)品；另外，集成創(chuàng)新需要企業(yè)有大量的資金投入，從外部技術(shù)源獲得必要的知識產(chǎn)權(quán)、所需的元件或子系統(tǒng)，以保證研究工作的順利進(jìn)行。

2.3結(jié)合國家、企業(yè)、學(xué)校、科研院各方面的力量共同實現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新。數(shù)控機(jī)床行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新由于涉及到的學(xué)科眾多，對于技術(shù)開發(fā)人員的要求極高，并且要有大量的資金、人力、物力、時間的投入。因此，僅僅依靠企業(yè)來進(jìn)行技術(shù)的創(chuàng)新，是很難做到的，換言之，僅僅依靠高校、科研院也無法完全實現(xiàn)技術(shù)的創(chuàng)新。而要想完成創(chuàng)新的任務(wù)，就必須使產(chǎn)業(yè)、學(xué)校、科研院進(jìn)行相應(yīng)的結(jié)合，再加之國家的政策、資金方面的支持，使多方面的力量能夠融合到一起，使各個不同領(lǐng)域的人才進(jìn)行技術(shù)上的交流，共同研究開發(fā)具有創(chuàng)新性的數(shù)控機(jī)床行業(yè)技術(shù)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)其實用性，促進(jìn)技術(shù)產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化，盡快地將科學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)化為社會大眾所需要的產(chǎn)品，完成以科學(xué)技術(shù)促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的目標(biāo)。

2.4壯大裝備制造行業(yè)的規(guī)模。目前，我國的數(shù)控機(jī)床行業(yè)正在不斷地發(fā)展過程中，涉及到該產(chǎn)業(yè)的企業(yè)也非常多，然而，能夠在市場競爭中具有較強(qiáng)的競爭力，能夠自主實現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新的企業(yè)卻非常少，大多數(shù)的企業(yè)規(guī)模小、技術(shù)落后、研究開發(fā)能力薄弱，技術(shù)創(chuàng)新的實現(xiàn)較為困難，難以形成強(qiáng)大的競爭力與國外的數(shù)控機(jī)床企業(yè)進(jìn)行抗衡。因此，各個數(shù)控機(jī)床企業(yè)應(yīng)當(dāng)聯(lián)合到一起，形成大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)集群，多個企業(yè)的聯(lián)合，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)力的大幅度提升，還能夠?qū)崿F(xiàn)人才的相互融合，推動行業(yè)技術(shù)的創(chuàng)新，促進(jìn)數(shù)控機(jī)床行業(yè)的飛速發(fā)展。

篇（5）

構(gòu)建以太網(wǎng)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)對數(shù)控系統(tǒng)的要求

機(jī)床以太網(wǎng)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)要求數(shù)控系統(tǒng)在硬件上具有以太網(wǎng)功能，即具有以太網(wǎng)卡或快速以太網(wǎng)卡，在“軟件”方面則要求CNC具有內(nèi)置的以太網(wǎng)函數(shù)。其內(nèi)部通訊處理機(jī)制如圖2所示。對于內(nèi)置以太網(wǎng)卡，通訊過程的處理是通過CNC的CPU。這就意味著CNC的運行條件會影響內(nèi)置以太網(wǎng)卡的通訊，相應(yīng)地，內(nèi)置以太網(wǎng)卡的通訊狀況也會影響CNC的處理過程。

內(nèi)置以太網(wǎng)函數(shù)的處理優(yōu)先級低于如下操作：自動循環(huán)或手動方式下每個主軸的運動控制。因此，在自動運行期間，通訊速度將會降低。另一方面，由于內(nèi)置以太網(wǎng)函數(shù)的優(yōu)先級高于CNC的屏幕顯示操作、C語言執(zhí)行器(除高級任務(wù))、宏命令執(zhí)行器(除執(zhí)行宏)。在執(zhí)行內(nèi)置以太網(wǎng)的通訊時，這些操作將會被延時處理。

由以太網(wǎng)方式聯(lián)接的網(wǎng)絡(luò)傳輸速度明顯地較串口高，每秒傳輸速率可以達(dá)到10M、100M。并且，由于加工中心的CNC系統(tǒng)內(nèi)置了一些函數(shù)接口，使以太網(wǎng)聯(lián)接可以實現(xiàn)控制計算機(jī)和數(shù)控系統(tǒng)的直接通訊。也就是說，在這種方式下不但可以實現(xiàn)通訊數(shù)據(jù)的快速傳輸，而且可以在主控計算機(jī)端自動獲得完全的設(shè)備信息、生產(chǎn)信息、遠(yuǎn)程控制加工中心，為自動化生產(chǎn)創(chuàng)造更完備的條件。

數(shù)控機(jī)床網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)要更好的適應(yīng)生產(chǎn)的需要，在傳統(tǒng)DNC軟件的功能基礎(chǔ)上還需具備四個功能模塊：NC程序管理模塊、現(xiàn)場監(jiān)控模塊、遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊以及基于Internet進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問的數(shù)據(jù)通信部分。

功能模塊

NC程序管理模塊

NC程序作為加工過程中重要資源之一，對其進(jìn)行高效的數(shù)據(jù)化管理已經(jīng)成為DNC軟件不可缺少的一部分。NC程序的管理根據(jù)管理目標(biāo)對象，分為對程序進(jìn)行生命周期內(nèi)的管理和NC程序內(nèi)部信息管理。

在本模塊中對NC程序的整個生命周期進(jìn)行了嚴(yán)格的管理，從NC程序的生成到消亡都提供一套嚴(yán)格的管理手段。在不同時期，對NC程序的狀態(tài)可設(shè)置為編輯、審核、定型三種，其工作過程如圖3所示。程序的最初狀態(tài)是可以自由編輯的，經(jīng)過審核後可以開始進(jìn)行試加工。而程序一旦經(jīng)試切驗證完成后就到達(dá)定型狀態(tài)，不能再進(jìn)行編輯，直至消亡。

對NC程序的內(nèi)部屬性進(jìn)行管理主要包括程序號、程序注釋、零件圖號、所加工的零件號、加工工序號、加工范圍、機(jī)床、用戶信息等進(jìn)行管理。在本系統(tǒng)中可對程序根據(jù)圖號、零件名稱、工序、機(jī)床等進(jìn)行多種條件的復(fù)合查尋，同時對加工程序編輯歷程、所用刀具清單、工藝卡片等進(jìn)行管理。

現(xiàn)場監(jiān)控模塊

現(xiàn)場監(jiān)控模塊是實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)。通過五類線或超五類線與具有以太網(wǎng)功能的數(shù)控機(jī)床直接聯(lián)接，可以實現(xiàn)控制、監(jiān)測和對數(shù)控機(jī)床的診斷。此外，目前市場上有一些軟件生產(chǎn)商把只具有串口通訊功能的加工中心以以太網(wǎng)方式甚至是無線方式聯(lián)接。這兩種方式在本質(zhì)上是區(qū)別于以太網(wǎng)聯(lián)接的，它們只是通過轉(zhuǎn)接口變換了聯(lián)接方式，將串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成以太網(wǎng)方式傳輸，其通訊的瓶頸依然存在于串口通訊。但這種做法可以克服工廠施工條件惡劣、布線不便等問題。

本模塊與CNC進(jìn)行通訊，可以實時采集數(shù)控機(jī)床的加工狀態(tài)、聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)、刀具信息、操作履歷，以及對刀具壽命進(jìn)行管理。并且通過一定的權(quán)限確認(rèn)，可以在線修改各種設(shè)備參數(shù)和運行參數(shù)，從而實現(xiàn)底層設(shè)備的完全監(jiān)控。通過對采集到的工況數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，可以及時獲取加工業(yè)績、機(jī)床利用率等生產(chǎn)管理所需要的數(shù)據(jù)，如圖4所示。

遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊

遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊是利用計算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，提供廣域范圍內(nèi)共享資源的平臺，并為實時監(jiān)測監(jiān)控、故障診斷提供支持。用戶可以隨時通過網(wǎng)絡(luò)查詢設(shè)備運行狀態(tài)以及設(shè)備現(xiàn)場的工況，對生產(chǎn)過程進(jìn)行實時的遠(yuǎn)程監(jiān)控，如圖5所示。甚至可以將機(jī)床的梯形圖傳送至遠(yuǎn)程的控制主機(jī)，用梯形圖實施機(jī)床故障的遠(yuǎn)程診斷。為保證生產(chǎn)的安全性，梯形圖必須用密碼保護(hù)，以防無關(guān)人員修改。

基于Internet的數(shù)據(jù)通訊模塊

由于生產(chǎn)狀況的千變?nèi)f化，生產(chǎn)過程中會出現(xiàn)很多隨機(jī)的情況，因此不同地點、不同部門的專業(yè)人員要對同一設(shè)備進(jìn)行工作，就需要有一個自由交流的平臺，通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)信息交互、經(jīng)驗交流，最終實現(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控。本模塊在基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基礎(chǔ)上，為客戶提供了文字交流的平臺，如圖6所示。

FANUC系統(tǒng)的以太網(wǎng)功能是通過以太網(wǎng)卡或FANUC快速以太網(wǎng)卡遵循TCP/IP協(xié)議實現(xiàn)的。網(wǎng)絡(luò)控制軟件要與數(shù)控機(jī)床進(jìn)行正常通訊，需進(jìn)行以下設(shè)置：

設(shè)置控制計算機(jī)側(cè)的TCP/IP協(xié)議；

設(shè)置CNC側(cè)的以太網(wǎng)卡和內(nèi)置以太網(wǎng)函數(shù)；

物理連接個人計算機(jī)和CNC。

篇（6）

數(shù)控機(jī)床是綜合應(yīng)用計算機(jī)、自動控制、自動檢測及精密機(jī)械等高新技術(shù)的產(chǎn)物,是技術(shù)密集度及自動化程度很高的典型機(jī)電一體化加工設(shè)備。它與普通機(jī)床相比,其優(yōu)越性是顯而易見的,不僅零件加工精度高,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,且自動化程度極高,可減輕工人的體力勞動強(qiáng)度,大大提高了生產(chǎn)效率,特別值得一提的是數(shù)控機(jī)床可完成普通機(jī)床難以完成或根本不能加工的復(fù)雜曲面的零件加工,因而數(shù)控機(jī)床在機(jī)械制造業(yè)中的地位愈來愈顯得重要。但我們要清醒地認(rèn)識到,能否達(dá)到數(shù)控機(jī)床以上所述的優(yōu)點,還要看操作者在生產(chǎn)中能不能恰當(dāng)、正確地使用。下面從操作者的角度來談一下數(shù)控機(jī)床使用中應(yīng)注意的事項,以保證數(shù)控機(jī)床的優(yōu)越性得以充分發(fā)揮。下載論文

1.提高操作人員的綜合素質(zhì)

數(shù)控機(jī)床的使用比使用普通機(jī)床的難度要大,因為數(shù)控機(jī)床是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品,它牽涉的知識面較寬,即操作者應(yīng)具有機(jī)、電、液、氣等更寬廣的專業(yè)知識,因此對操作人員提出的素質(zhì)要求是很高的。目前一個不可忽視的現(xiàn)象是數(shù)控機(jī)床的用戶越來越多,但機(jī)床的利用率卻不高,當(dāng)然有時是生產(chǎn)任務(wù)不飽滿,但還有一個更為關(guān)鍵的因素是數(shù)控操作人員素質(zhì)不夠高,碰到一些問題不知如何處理,特別是新購機(jī)床,由于電子元器件的質(zhì)量問題,以及運輸中受到的振動等因素影響,在正式投產(chǎn)3～6個月內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)一些故障現(xiàn)象,往往在維修手冊中是查不到的,也可能以前從未遇到過,這就要求使用者具有較高的素質(zhì),能冷靜對待問題,頭腦清醒,現(xiàn)場判斷能力強(qiáng),當(dāng)然還應(yīng)具有較扎實的數(shù)控基礎(chǔ)等。一般情況下,新購機(jī)床時機(jī)床廠家會為用戶提供技術(shù)培訓(xùn)的機(jī)會,時間雖然不長,但他們的針對性很強(qiáng),用戶應(yīng)予以重視,所送人員應(yīng)包括以后的機(jī)床操作者。操作人員綜合素質(zhì)的提高不是一時二時的事,而要抓長久,在日后的使用中應(yīng)不斷積累,還有一個值得一試的辦法是走訪一些同類機(jī)床的老用戶,他們有很強(qiáng)的實踐經(jīng)驗,最有發(fā)言權(quán),可請求他們的幫助,讓他們?yōu)椴僮髡哌M(jìn)行一定的培訓(xùn),這是短時間內(nèi)提高操作人員綜合素質(zhì)最有效的辦法。

2.遵循正確的操作規(guī)程

不管什么機(jī)床,它都有一套自己的操作規(guī)程。它既是保證操作人員安全的重要措施之一,也是保證設(shè)備安全、產(chǎn)品質(zhì)量等的重要措施。使用者必須按照操作規(guī)程正確操作,如果機(jī)床在第一次使用或長期沒有使用時,先使其空轉(zhuǎn)幾分鐘,使用中注意開機(jī)、關(guān)機(jī)的順序和注意事項(如開機(jī)后首先要用手動或用程序指令自動回參考點),這些對初學(xué)者尤其應(yīng)引起足夠重視,因為他們?nèi)狈ο鄳?yīng)的操作培訓(xùn),往往在這方面容易犯錯。

3.創(chuàng)造一個良好的使用環(huán)境

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,一般來說,數(shù)控機(jī)床的使用環(huán)境沒有什么苛刻要求,可放置于普通機(jī)床一樣的生產(chǎn)車間。話雖然這么說,但由于數(shù)控機(jī)床中含有大量的電子元件,它們最怕陽光直接照射,也怕潮濕和粉塵、振動等,這些均可使電子元件受到腐蝕變壞或造成元件間的短路,引起機(jī)床運行不正常,這些一般在安裝機(jī)床時就已經(jīng)注意了。對于使用者而言,主要是注意周圍環(huán)境的保護(hù),比如說下雨天,就要注意不要將雨傘帶到生產(chǎn)現(xiàn)場,更換鞋子等。

4.盡可能提高機(jī)床的開動率

篇（7）

2典型故障的診斷與排除方法

2.1常規(guī)檢查法①報警處理:數(shù)控系統(tǒng)發(fā)生故障時，一般在操作面板上給出故障信號和相應(yīng)的信息。通常系統(tǒng)的操作手冊或調(diào)整手冊中都有詳細(xì)的報警內(nèi)容和處理方法。同時可以利用操作面板或編程器根據(jù)電路圖和PLC程序，查出相應(yīng)的信號狀態(tài)，按邏輯關(guān)系找出故障點進(jìn)行處理。②無報警或無法報警的故障處理:當(dāng)系統(tǒng)無法運行，停機(jī)或系統(tǒng)沒有報警但工作不正常時，需要根據(jù)故障發(fā)生前后的系統(tǒng)狀態(tài)信息，運用已掌握的理論基礎(chǔ)，進(jìn)行分析，做出正確的判斷。這種利用可編程控制器進(jìn)行PLC中斷狀態(tài)分析，其中斷原因以中斷堆棧的方式記憶。

例如：一臺SCHIESSVMG67軸五連動數(shù)控機(jī)床，采用西門子840D系統(tǒng)其可編程控制器S7300在運行中產(chǎn)生中斷故障，利用系統(tǒng)診斷中斷堆棧的方法可以十分迅速的找到故障原因，通過SIMATICManager訪問這一功能，選擇菜單功能PLC->Diagnostic/setting->ModuleInformation->DiagnosticBuffer，可打開診斷緩沖器，診斷緩沖器中按先后順序存儲著所有可用于系統(tǒng)診斷的事件。選中了一個事件后，在“DtailsonEvent"信息框中可以看到關(guān)于該事件的詳細(xì)說明：事件（ID）代號和事件號、塊類型和號碼，根據(jù)事件，如導(dǎo)致該事件的指令的相對STL行地址。單擊〖HelponEvent〗按鈕，可打開事件幫助信息窗口。單擊〖OpenBlock〗按鈕，可在線打開CPU中出現(xiàn)中斷的塊，如利用這種方法在實際維修工作中是十分迅速有效的。維修人員應(yīng)當(dāng)充分熟悉系統(tǒng)的自診斷功能的一些特殊處理方法。這樣就會少走彎路，較快排除故障。

2.2初始化法一般情況下，由于瞬時故障引起的系統(tǒng)報警，可用硬件復(fù)位或開關(guān)系統(tǒng)電源依次清除故障;若系統(tǒng)工作存貯區(qū)由于掉電、拔插線路板或電池欠壓造成混亂，則必須對系統(tǒng)進(jìn)行初始化清除。

例如：一臺德國PFH100KW-6米數(shù)控龍門銑鏜床采用西門子840C數(shù)控系統(tǒng)，由于系統(tǒng)工作存貯區(qū)混亂，開關(guān)后只定在一個初始化界面，系統(tǒng)根本無法進(jìn)入，一般性復(fù)位無效，必須對系統(tǒng)進(jìn)行初始化清除，就采用了初始化復(fù)位法，進(jìn)入〖startup〗菜單->利用〖generalresetmodeinformationonstartup〗->選擇〖endgenresetmode〗進(jìn)行這種特殊的復(fù)位法之后，系統(tǒng)才能重啟進(jìn)行正常操作，故障解除。

2.3參數(shù)修正法在數(shù)控機(jī)床維修中，有時要利用某些參數(shù)來調(diào)整機(jī)床，有些參數(shù)要根據(jù)機(jī)床的運行狀態(tài)進(jìn)行必要的修正，這種方法與機(jī)械維修相配合是十分有效的。例如：一臺法國Forestφ250數(shù)控落地鏜采用NUM1060系統(tǒng)爬行嚴(yán)重，雖進(jìn)行了X軸導(dǎo)軌的大修但此方向立柱的運行仍無法滿足加工要求，原因是前導(dǎo)軌已經(jīng)嚴(yán)重研傷，在機(jī)械調(diào)節(jié)能力有限的基礎(chǔ)上試著進(jìn)行參數(shù)更改，將P21Servo-systemloopgaincoefficient伺服系統(tǒng)的位置環(huán)增益系數(shù)逐漸修調(diào)，NUM機(jī)床參數(shù)的設(shè)置步驟及操作方法介紹如下：①上電后按軟鍵Fll-SELECTTHEUTILITY②選擇0項ACCESSTOUTILITYPROGRAMMES③選擇第5項SETUPDATA④這時出現(xiàn)畫面WARNINGMACHINECONTROLWILLBESTOPPEDWHENCHANGINGPARAMETESOK?(Y/N)，鍵人Y字母⑤出現(xiàn)畫面MACHINESETUPDATA0DISPLAY1CHANGE……，如果更改請鍵入1⑥出現(xiàn)PARAMETER?如果更改參數(shù)P21則鍵入P21⑦出現(xiàn)該參數(shù)后將光標(biāo)移到字按#鍵入?yún)?shù)值回車即可⑧按鍵CTRL+XOff系統(tǒng)復(fù)位退出參數(shù)設(shè)定即可

經(jīng)多次調(diào)試P21數(shù)值由950最終降為700后機(jī)床爬行故障得到好轉(zhuǎn)，保證了生產(chǎn)的進(jìn)行。所以維修人員要多查資料多了解機(jī)床各種參數(shù)的意義及參數(shù)更改的方法。這樣就可以在機(jī)械調(diào)節(jié)能力一定的基礎(chǔ)上通過修改NC數(shù)據(jù)使機(jī)床的性能得到更好更大的發(fā)揮，提高它的加工精度。

3數(shù)控機(jī)床電氣、液壓和冷卻系統(tǒng)的保養(yǎng)

3.1電氣系統(tǒng)的保養(yǎng)

3.1.1清除電氣柜內(nèi)的積灰，保持電路板、電氣元件表面干凈。由于環(huán)境溫度過高，數(shù)控柜內(nèi)一般都要加裝空調(diào)裝置。安裝空調(diào)后，數(shù)控系統(tǒng)的可靠性有明顯的提高。

3.1.2機(jī)床周圍電器檢查機(jī)床各部件之間連接導(dǎo)線、電纜不得被腐蝕與破損，發(fā)現(xiàn)隱患后及時處理，以防止短路、斷路。緊固好接線端子和電器元件上的壓線螺釘，使接線頭牢固可靠。

3.1.3機(jī)床電源檢查數(shù)控系統(tǒng)供電是否正常，電壓波動是否在允許范圍之內(nèi)，整個數(shù)控電氣系統(tǒng)接地是否良好可靠。接地可靠是系統(tǒng)防止干擾、工作可靠的保證。

例如：一臺美國AB的10×40米數(shù)控車銑床在調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)，機(jī)床通訊經(jīng)常突然中斷很異常，通過檢查發(fā)現(xiàn)電控框屏蔽層接地不好，使程序信號受干擾引起失真，是導(dǎo)致上述問題的原因，將電纜屏蔽層、機(jī)床配電柜元器件良好接地后故障排除。

3.2液壓系統(tǒng)的保養(yǎng)要定期對油箱內(nèi)的油液進(jìn)行更換，且有時機(jī)床油號的選擇也要由工作現(xiàn)場的環(huán)境溫度，油路系統(tǒng)不同而定。定期檢查更換密封件，清洗油箱和管路，防止液壓系統(tǒng)泄漏。檢查系統(tǒng)的噪聲、振動、壓力、溫度等是否正常，將故障排除在萌芽狀態(tài)。

3.3冷卻系統(tǒng)保養(yǎng)檢查導(dǎo)軌油箱的油量，油泵是否能定時啟動、停止。定期檢查油泵、清洗過濾器、油箱、更換油。如切削液太臟，應(yīng)清洗切削液箱、更換切削液。在使用過程中，因此，要求除了掌握數(shù)控機(jī)床的性能及精心操作外，還要注意消除各種不利的影響因素。

應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，雖然數(shù)控機(jī)床的系統(tǒng)種類繁多，但是各類數(shù)控機(jī)床的保養(yǎng)方法基本相同。只要操作者與維修人員做到認(rèn)真操作，精心維護(hù)，就可以及時發(fā)現(xiàn)和消除隱患，減少維修費用，從而保證了數(shù)控機(jī)床更長時間安全可靠的運行，切實貫徹了設(shè)備管理以防為主的主導(dǎo)思想，從而有效的保證和提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

摘要:數(shù)控機(jī)床作為一種高精度自動化設(shè)備，其能否安全可靠運行，在很大程度上取決于機(jī)床的正確使用和日常維護(hù)，為了保證機(jī)床長期安全平穩(wěn)運行，降低維修費用，及時發(fā)現(xiàn)和消除隱患，從而提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。筆者就數(shù)控機(jī)床的維護(hù)與保養(yǎng)通過日常工作中的典型故障著重提出以下幾種實用的診斷、維修及保養(yǎng)方法供大家參考。

關(guān)鍵詞:數(shù)控機(jī)床自動化診斷維護(hù)保養(yǎng)效益

參考文獻(xiàn):

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1數(shù)控機(jī)床的故障診斷技術(shù)

①數(shù)控系統(tǒng)自診斷。開機(jī)自診斷數(shù)控系統(tǒng)在通電開機(jī)后，都要運行開機(jī)自診斷程序，對系統(tǒng)中關(guān)鍵的硬件和控制軟件進(jìn)行檢測，并將檢測結(jié)果在CRT上顯示出來。運行自診斷運行自診斷是數(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)控裝置相連的其他外部裝置進(jìn)行自動測試、檢查，并顯示有關(guān)狀態(tài)信息和故障信息。

②在線診斷和離線診斷。在線診斷是指通過數(shù)控系統(tǒng)的控制程序，在系統(tǒng)處于正常運行狀態(tài)下，實時自動地對數(shù)控裝置、PLC控制器、伺服系統(tǒng)、PLC的輸入輸出和其他外部裝置進(jìn)行自檢，并顯示狀態(tài)信息、故障信息。脫機(jī)診斷當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，需要停機(jī)進(jìn)行檢查，這就是脫機(jī)診斷。脫機(jī)診斷的目的是修復(fù)系統(tǒng)的錯誤和定位故障，將故障定位在最小的范圍。

遠(yuǎn)程診斷實現(xiàn)遠(yuǎn)程診斷的數(shù)控系統(tǒng)，必須具備計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)功能。因此，遠(yuǎn)程診斷是近幾年發(fā)展起來的一種新型的診斷技術(shù)。數(shù)控機(jī)床利用數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)功能通過互聯(lián)網(wǎng)連接到機(jī)床制造廠家，數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)故障后，通過機(jī)床廠家的專業(yè)人員遠(yuǎn)程診斷，快速確診故障。

2數(shù)控機(jī)床故障的實用診斷方法

①診斷常用的儀器、儀表及工具萬用表－可測電阻、交、直流電壓、電流。

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

②診斷用技術(shù)資料主要有：數(shù)控機(jī)床電氣說明書，電氣控制原理圖，電氣連接圖，參數(shù)表，PLC程序，編程手冊，數(shù)控系統(tǒng)安裝與維修手冊，伺服驅(qū)動系統(tǒng)使用說明書等。數(shù)控機(jī)床的技術(shù)資料非常重要，必須參照機(jī)床實物認(rèn)真仔細(xì)地閱讀。一旦機(jī)床發(fā)生故障，在進(jìn)行分析的同時查閱相關(guān)資料。

③故障處理。故障軟故障－由調(diào)整、參數(shù)設(shè)置或操作不當(dāng)引起硬故障－由數(shù)控機(jī)床（控制、檢測、驅(qū)動、液氣、機(jī)械裝置）的硬件失效引起。

故障處理對策除非出現(xiàn)影響設(shè)備或人身安全的緊急情況，不要立即切斷機(jī)床的電源，應(yīng)保持故障現(xiàn)場。從機(jī)床外觀、CRT顯示的內(nèi)容、主板或驅(qū)動裝置報警燈等方面進(jìn)行檢查。可按系統(tǒng)復(fù)位鍵，觀察系統(tǒng)的變化，報警是否消失。如消失，說明是隨機(jī)性故障或是由操作錯誤引起的。如不能消失，把可能引起該故障的原因羅列出來，進(jìn)行綜合分析、判斷，必要時進(jìn)行一些檢測或試驗，達(dá)到確診故障的目的。

篇（9）

前言

提高機(jī)床精度有兩種方法。一種是通過提高零件設(shè)計、制造和裝配的水平來消除可能的誤差源，稱為誤差防止法(errorprevention)。該方法一方面主要受到加工母機(jī)精度的制約，另一方面零件質(zhì)量的提高導(dǎo)致加工成本膨脹，致使該方法的使用受到一定限制。另一種叫誤差補(bǔ)償法(errorcompensation)，通常通過修改機(jī)床的加工指令，對機(jī)床進(jìn)行誤差補(bǔ)償，達(dá)到理想的運動軌跡，實現(xiàn)機(jī)床精度的軟升級。研究表明，幾何誤差和由溫度引起的誤差約占機(jī)床總體誤差的70%，其中幾何誤差相對穩(wěn)定，易于進(jìn)行誤差補(bǔ)償。對數(shù)控機(jī)床幾何誤差的補(bǔ)償，可以提高整個機(jī)械工業(yè)的加工水平，對促進(jìn)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，提高我國國防能力，繼而極大增強(qiáng)我國的綜合國力都具有重大意義。

1幾何誤差產(chǎn)生的原因

普遍認(rèn)為數(shù)控機(jī)床的幾何誤差由以下幾方面原因引起：

1.1機(jī)床的原始制造誤差

是指由組成機(jī)床各部件工作表面的幾何形狀、表面質(zhì)量、相互之間的位置誤差所引起的機(jī)床運動誤差，是數(shù)控機(jī)床幾何誤差產(chǎn)生的主要原因。

1.2機(jī)床的控制系統(tǒng)誤差

包括機(jī)床軸系的伺服誤差（輪廓跟隨誤差），數(shù)控插補(bǔ)算法誤差。

1.3熱變形誤差

由于機(jī)床的內(nèi)部熱源和環(huán)境熱擾動導(dǎo)致機(jī)床的結(jié)構(gòu)熱變形而產(chǎn)生的誤差。

1.4切削負(fù)荷造成工藝系統(tǒng)變形所導(dǎo)致的誤差

包括機(jī)床、刀具、工件和夾具變形所導(dǎo)致的誤差。這種誤差又稱為“讓刀”，它造成加工零件的形狀畸變，尤其當(dāng)加工薄壁工件或使用細(xì)長刀具時，這一誤差更為嚴(yán)重。

1.5機(jī)床的振動誤差

在切削加工時，數(shù)控機(jī)床由于工藝的柔性和工序的多變，其運行狀態(tài)有更大的可能性落入不穩(wěn)定區(qū)域，從而激起強(qiáng)烈的顫振。導(dǎo)致加工工件的表面質(zhì)量惡化和幾何形狀誤差。

1.6檢測系統(tǒng)的測試誤差

包括以下幾個方面：

（1）由于測量傳感器的制造誤差及其在機(jī)床上的安裝誤差引起的測量傳感器反饋系統(tǒng)本身的誤差；

（2）由于機(jī)床零件和機(jī)構(gòu)誤差以及在使用中的變形導(dǎo)致測量傳感器出現(xiàn)的誤差。

1.7外界干擾誤差

由于環(huán)境和運行工況的變化所引起的隨機(jī)誤差。

1.8其它誤差

如編程和操作錯誤帶來的誤差。

上面的誤差可按照誤差的特點和性質(zhì)，歸為兩大類：即系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差。

數(shù)控機(jī)床的系統(tǒng)誤差是機(jī)床本身固有的誤差，具有可重復(fù)性。數(shù)控機(jī)床的幾何誤差是其主要組成部分，也具有可重復(fù)性。利用該特性，可對其進(jìn)行“離線測量”，可采用“離線檢測——開環(huán)補(bǔ)償”的技術(shù)來加以修正和補(bǔ)償，使其減小，達(dá)到機(jī)床精度強(qiáng)化的目的。

隨機(jī)誤差具有隨機(jī)性，必須采用“在線檢測——閉環(huán)補(bǔ)償”的方法來消除隨機(jī)誤差對機(jī)床加工精度的影響，該方法對測量儀器、測量環(huán)境要求嚴(yán)格，難于推廣。

2幾何誤差補(bǔ)償技術(shù)

針對誤差的不同類型，實施誤差補(bǔ)償可分為兩大類。隨機(jī)誤差補(bǔ)償要求“在線測量”，把誤差檢測裝置直接安裝在機(jī)床上，在機(jī)床工作的同時，實時地測出相應(yīng)位置的誤差值，用此誤差值實時的對加工指令進(jìn)行修正。隨機(jī)誤差補(bǔ)償對機(jī)床的誤差性質(zhì)沒有要求，能夠同時對機(jī)床的隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差進(jìn)行補(bǔ)償。但需要一整套完整的高精度測量裝置和其它相關(guān)的設(shè)備，成本太高，經(jīng)濟(jì)效益不好。文獻(xiàn)[4]進(jìn)行了溫度的在線測量和補(bǔ)償，未能達(dá)到實際應(yīng)用。系統(tǒng)誤差補(bǔ)償是用相應(yīng)的儀器預(yù)先對機(jī)床進(jìn)行檢測，即通過“離線測量”得到機(jī)床工作空間指令位置的誤差值，把它們作為機(jī)床坐標(biāo)的函數(shù)。機(jī)床工作時，根據(jù)加工點的坐標(biāo)，調(diào)出相應(yīng)的誤差值以進(jìn)行修正。要求機(jī)床的穩(wěn)定性要好，保證機(jī)床誤差的確定性，以便于修正，經(jīng)補(bǔ)償后的機(jī)床精度取決于機(jī)床的重復(fù)性和環(huán)境條件變化。數(shù)控機(jī)床在正常情況下，重復(fù)精度遠(yuǎn)高于其空間綜合誤差，故系統(tǒng)誤差的補(bǔ)償可有效的提高機(jī)床的精度，甚至可以提高機(jī)床的精度等級。迄今為止，國內(nèi)外對系統(tǒng)誤差的補(bǔ)償方法有很多，可分為以下幾種方法：

2.1單項誤差合成補(bǔ)償法

這種補(bǔ)償方法是以誤差合成公式為理論依據(jù)，首先通過直接測量法測得機(jī)床的各項單項原始誤差值，由誤差合成公式計算補(bǔ)償點的誤差分量，從而實現(xiàn)對機(jī)床的誤差補(bǔ)償。對三坐標(biāo)測量機(jī)進(jìn)行位置誤差測量的當(dāng)屬Leete,運用三角幾何關(guān)系,推導(dǎo)出了機(jī)床各坐標(biāo)軸誤差的表示方法,沒有考慮轉(zhuǎn)角的影響。較早進(jìn)行誤差補(bǔ)償?shù)膽?yīng)是Hocken教授，針對型號Moore5-Z(1)的三坐標(biāo)測量機(jī)，在16小時內(nèi)，測量了工作空間內(nèi)大量的點的誤差，在此過程中考慮了溫度的影響，并用最小二乘法對誤差模型參數(shù)進(jìn)行了辨識。由于機(jī)床運動的位置信號直接從激光干涉儀獲得，考慮了角度和直線度誤差的影響，獲得比較滿意的結(jié)果。1985年G.Zhang成功的對三坐標(biāo)測量機(jī)進(jìn)行了誤差補(bǔ)償。測量了工作臺平面度誤差，除在工作臺邊緣數(shù)值稍大，其它不超過1μm，驗證了剛體假設(shè)的可靠性。使用激光干涉儀和水平儀測量得的21項誤差，通過線性坐標(biāo)變換進(jìn)行誤差合成，并實施了誤差補(bǔ)償。X-Y平面上測量試驗表明，補(bǔ)償前,在所有測量點中誤差值大于20μm的點占20％，在補(bǔ)償后，不超過20％的點的誤差大于2μm，證明精度提高了近10倍。

除了坐標(biāo)測量機(jī)的誤差補(bǔ)償以外，數(shù)控機(jī)床誤差補(bǔ)償?shù)难芯恳踩〉昧艘欢ǖ某晒Ｔ?977年Schultschik教授運用矢量圖的方法，分析了機(jī)床各部件誤差及其對幾何精度的影響，奠定了機(jī)床幾何誤差進(jìn)一步研究的基礎(chǔ)。Ferreira和其合作者也對該方法進(jìn)行了研究，得出了機(jī)床幾何誤差的通用模型,對單項誤差合成補(bǔ)償法作出了貢獻(xiàn)。J.Nietal更進(jìn)一步將該方法運用于在線的誤差補(bǔ)償,獲得了比較理想的結(jié)果。Chenetal建立了32項誤差模型，其中多余的11項是有關(guān)溫度和機(jī)床原點誤差參數(shù)，對臥式加工中心的補(bǔ)償試驗表明，精度提高10倍。Eung-SukLeaetal幾乎使用了同G.Zhang一樣的測量方法，對三坐標(biāo)Bridgeport銑床21項誤差進(jìn)行了測量，運用誤差合成法得出了誤差模型，補(bǔ)償后的結(jié)果分別用激光干涉儀和Renishaw的DBB系統(tǒng)進(jìn)行了檢驗，證明機(jī)床精度得以提升。

2.2誤差直接補(bǔ)償法

這種方法要求精確地測出機(jī)床空間矢量誤差，補(bǔ)償精度要求越高，測量精度和測量的點數(shù)就要求越多，但要詳盡地知道測量空間任意點的誤差是不可能的，利用插值的方法求得補(bǔ)償點的誤差分量，進(jìn)行誤差修正，該種方法要求建立和補(bǔ)償時一致的絕對測量坐標(biāo)系。

1981年,Dufour和Groppetti在不同的載荷和溫度條件下，對機(jī)床工作空間點的誤差進(jìn)行了測量,構(gòu)成誤差矢量矩陣,獲得機(jī)床誤差信息。將該誤差矩陣存入計算機(jī)進(jìn)行誤差補(bǔ)償。類似的研究主要有A.C.Okaforetal，通過測量機(jī)床工作空間內(nèi)，標(biāo)準(zhǔn)參考件上多個點的相對誤差，以第一個為基準(zhǔn)點，然后換算成絕對坐標(biāo)誤差，通過插值的方法進(jìn)行誤差補(bǔ)償，結(jié)果表明精度提高了2～4倍。Hooman則運用三維線性（LVTDS）測量裝置,得到機(jī)床空間27個點的誤差（分辨率0.25μm，重復(fù)精度1μm），進(jìn)行了類似的工作。進(jìn)一步考慮到溫度的影響，每間隔1.2小時測量一次，共測量8次，對誤差補(bǔ)償結(jié)果進(jìn)行了有關(guān)溫度系數(shù)的修。這種方法的不足之處是測量工作量大，存儲數(shù)據(jù)多。目前，還沒有完全合適的儀器，也限制了該方法的進(jìn)一步運用和發(fā)展。

2.3相對誤差分解、合成補(bǔ)償法

大多數(shù)誤差測量方法只是得到了相對的綜合誤差，據(jù)此可以從中分解得到機(jī)床的單項誤差。進(jìn)一步利用誤差合成的辦法，對機(jī)床誤差補(bǔ)償是可行的。目前，國內(nèi)外對這方面的研究也取得一定進(jìn)展。

2000年美國Michigan大學(xué)JunNi教授指導(dǎo)的博士生ChenGuiquan做了這樣的嘗試，運用球桿儀(TBB)對三軸數(shù)控機(jī)床不同溫度下的幾何誤差進(jìn)行了測量，建立了快速的溫度預(yù)報和誤差補(bǔ)償模型，進(jìn)行了誤差補(bǔ)償。Christopher運用激光球桿儀（LBB），在30分鐘內(nèi)獲得了機(jī)床的誤差信息，建立了誤差模型,在9個月的時間間隔內(nèi),對誤差補(bǔ)償結(jié)果進(jìn)行了5次評價,結(jié)果表明，通過軟件誤差補(bǔ)償?shù)姆椒?/p>

以提高機(jī)床的精度，并可保持精度在較長時間內(nèi)不變。

誤差合成法，要求測出機(jī)床各軸的各項原始誤差，比較成熟的測量方法是激光干涉儀，測量精度高。用雙頻激光干涉儀進(jìn)行誤差測量，需時間長，對操作人員調(diào)試水平要求高。更主要的是對誤差測量環(huán)境要求高，常用于三坐標(biāo)測量機(jī)的檢測，不適宜生產(chǎn)現(xiàn)場操作。相對誤差分解、合成補(bǔ)償法，測量方法相對簡單，一次測量可獲得整個圓周的數(shù)據(jù)信息，同時可以滿足機(jī)床精度的檢測和機(jī)床評價。目前也有不少的誤差分解的方法，由于機(jī)床情況各異，難以找到合適的通用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行誤差分解，并且對測量結(jié)果影響相同的原始誤差項不能進(jìn)行分解，也難以推廣應(yīng)用。誤差的直接補(bǔ)償法，一般以標(biāo)準(zhǔn)件為對照獲得空間矢量誤差，進(jìn)行直接補(bǔ)償，少了中間環(huán)節(jié)，更接近機(jī)床的實用情況。但獲得大量的信息量需要不同的標(biāo)準(zhǔn)件，難以實現(xiàn)，這樣補(bǔ)償精度就受到限制。

在國內(nèi)，許多研究機(jī)構(gòu)與高校近幾年也進(jìn)行了機(jī)床誤差補(bǔ)償方面的研究。1986北京機(jī)床研究所開展了機(jī)床熱誤差的補(bǔ)償研究和坐標(biāo)測量機(jī)的補(bǔ)償研究。1997年天津大學(xué)的李書和等進(jìn)行了機(jī)床誤差補(bǔ)償?shù)慕：蜔嵴`差補(bǔ)償?shù)难芯俊?998年天津大學(xué)的劉又午等采用多體系統(tǒng)建立了機(jī)床的誤差模型，給出了幾何誤差的22線、14線、9線激光干涉儀測量方法，1999年他們還對數(shù)控機(jī)床的誤差補(bǔ)償進(jìn)行了全面的研究，取得了可喜的成果。1998年上海交通大學(xué)的楊建國進(jìn)行了車床熱誤差補(bǔ)償?shù)难芯俊?996到2000年在國家自然科學(xué)基金和國家863計劃項目的支持下，華中科技大學(xué)開展了對數(shù)控機(jī)床幾何誤差補(bǔ)償以及基于切削力在線辯識的智能自適應(yīng)控制的研究,取得了一些成果。

綜上所述：進(jìn)行數(shù)控機(jī)床的誤差補(bǔ)償，誤差測量是關(guān)鍵，誤差模型是基礎(chǔ)。通過誤差的補(bǔ)償，可以有效的提高機(jī)床的精度，為提升我國制造業(yè)水平作貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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篇（10）

1.總體方案

本文設(shè)計的檢測系統(tǒng)是利用數(shù)控機(jī)床及其控制系統(tǒng),附加測頭、攝像頭、控制盒、計算機(jī)等裝置組成的檢測系統(tǒng),其組成如圖1所示。利用這個系統(tǒng)進(jìn)行測量,其工作原理是利用攝像頭捕捉數(shù)控機(jī)床屏幕上顯示有坐標(biāo)值的圖像畫面,再對捕捉到的圖像進(jìn)行處理,識別出坐標(biāo)數(shù)值,間接得到被測點坐標(biāo),并在此基礎(chǔ)上求得尺寸、形位誤差值,以完成數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理,實現(xiàn)精密測量的功能。

本文選用圖1所示的檢測系統(tǒng),是完全獨立于機(jī)床之外的附加檢測裝置,對機(jī)床本身的性能沒有影響。它是在不改變機(jī)床本體和原有功能的基礎(chǔ)上,利用機(jī)床的X、Y、Z坐標(biāo)移動性能,將刀具換成測量頭測出工件上某點的位置。例如,要測量工件上A點到B點的距離,就相當(dāng)于用對刀的方法確定A點坐標(biāo)(xA,yA,zA)、B點坐標(biāo)(xB,yB,zB),則A、B兩點的距離為d=√x2+y2+z2,其中x=xA-xB;y=yA-yB;z=zA-zB。顯然,這是一種通過測量點的坐標(biāo)獲取測量結(jié)果的方法。

2.硬件配置

系統(tǒng)的硬件包括測量頭、控制盒及攝像頭。

2.1測頭

測頭的基本功能是觸發(fā)、瞄準(zhǔn)和過零發(fā)訊。測頭分為機(jī)械式、光電式、電氣式三種。測頭性能的好壞,決定著測量方式的難易、測量精度的高低。本文選用我國生產(chǎn)的應(yīng)用極為廣泛的硬線連接式導(dǎo)電式測頭,它屬于接觸式測頭,為通用型球頭測頭,能測定高度、槽寬、孔徑和輪廓形狀等。使用時,可以將測頭半徑和測出的數(shù)據(jù)輸入到計算機(jī)中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,然后自動輸出被測值。測量方便、準(zhǔn)確,易操作。

2.2控制盒

控制盒是本測量系統(tǒng)重要的硬件配置,是實現(xiàn)測量控制和數(shù)控機(jī)床與測量系統(tǒng)接口的關(guān)鍵裝置。其性能的好壞直接影響測量系統(tǒng)的功能和可靠性。從測量系統(tǒng)的功能完善和先進(jìn)性、實用性考慮,控制盒的核心控制部分選用80C51單片機(jī)與8255A接口芯片,通過編程實現(xiàn)測量系統(tǒng)的控制與通訊?？刂坪泄ぷ鬟^程如圖2所示。當(dāng)觸頭接觸工件時,產(chǎn)生觸發(fā)信號,觸發(fā)器D接收到低電平信號,向單片機(jī)發(fā)出中斷請求,通過程序?qū)崿F(xiàn)延時功能,并通過8255A接口,使繼電器1接通,打開攝像頭,進(jìn)行拍照。拍照完畢,繼電器1斷開,繼電器2接通,控制伺服系統(tǒng)動作進(jìn)行下一次測量。

2.3攝像頭

將數(shù)控機(jī)床屏幕上帶有坐標(biāo)值的圖像導(dǎo)入到計算機(jī)中,需要圖像采集裝置。本文選用的是Logitech快看視訊版TM網(wǎng)絡(luò)攝像頭,它具有高質(zhì)量CMOS感應(yīng)器,其靜態(tài)和動態(tài)分辨率均達(dá)到640×480像素(VGA)。幀速度為:最高30幀/秒,圖像清晰,可以滿足測量系統(tǒng)的要求。

3.軟件設(shè)計

軟件設(shè)計的兩個關(guān)鍵內(nèi)容是字符識別及數(shù)據(jù)處理。

3.1字符識別

從數(shù)控機(jī)床屏幕圖像中獲取的坐標(biāo)數(shù)值,首先須將攝像頭拍到的圖片文件轉(zhuǎn)化為計算機(jī)可以處理的文本信息,此過程需要通過字符識別技術(shù)完成。字符識別算法分為三種:模板匹配法、特征法和筆畫結(jié)構(gòu)法。由于需識別的字符種類少,本文開發(fā)的軟件系統(tǒng)中用了模板匹配法及特征法,借助VB編程實現(xiàn)。算法的主要過程如圖3所示。

其中,預(yù)處理的目的是為特征提取及字符學(xué)習(xí)提供方便,主要運用平滑去噪、圖像的二值化處理,使圖像更清晰、準(zhǔn)確。特征提取即提取字符特征模式作為區(qū)分字符的特征量。主要方法是利用細(xì)化骨架的方法提取字符骨架,然后利用穿線法獲得單個字符的特征。運用此系統(tǒng)檢測時,先對機(jī)床屏幕的顯示字體進(jìn)行學(xué)習(xí),建立標(biāo)準(zhǔn)模板。將每一個單獨的字符劃分成A×B個像素(Pixels),字符的一些特征像素與標(biāo)準(zhǔn)模板比較,如果相似程度達(dá)到95%,那么,就可以認(rèn)為該標(biāo)準(zhǔn)模板上的字符為所要識別的字符,逐一將要識別的這些字符進(jìn)行判斷分類和確認(rèn),最后得到識別結(jié)果。將其存入計算機(jī),待數(shù)據(jù)處理時取用。

3.2數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理是針對離散采樣數(shù)據(jù)點的集合,用一定的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計算以獲得測量結(jié)果的過程。由于應(yīng)用本測量系統(tǒng)測得值均為一些要素表面離散點的坐標(biāo),要測出需要的幾何元素誤差值,需進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)學(xué)推導(dǎo)。在評定尺寸誤差時,借助了空間解析幾何及向量知識對各種幾何要素的測量給出了準(zhǔn)確的計算公式。對于形位誤差的測量,依據(jù)的原則為最小條件及最小二乘法。例如:對直線度誤差的評定,依據(jù)最小二乘原理,根據(jù)測得的若干點的坐標(biāo),建立最小二乘線的方程y=ax+b,其中最小二乘線的參數(shù)a,b由式(1)求得:

將此直線方程化為一般式:

ax-y+b=0(2)

然后,求得各個測量點到該最小二乘線的距離

取Δ=2dmax,此為任意方向上的直線度誤差。從而實現(xiàn)直線度檢測功能。檢測系統(tǒng)計算項目如圖4所示。

4.測量實例

圖5所示,待測公差項目是φ25孔軸線的直線度公差為φ0.005mm。利用此系統(tǒng)檢測時,先將孔沿軸向劃分為N個截面(本例取N=5),測得每一截面上,孔內(nèi)表面上的三個點的坐標(biāo)(見表1),根據(jù)三點定圓的原則,可以求得各截面圓對應(yīng)的孔心位置,將此N個孔心的坐標(biāo)xi,yi代入式(1),擬合最小二乘直線y=ax+b,將各圓心點的坐標(biāo)代入式(3),即可求出各中心點到該直線的距離,那么,誤差Δ2dmax。

篇（11）

近年來,數(shù)控機(jī)床大量用于制造業(yè)中,成為企業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備,帶來很大的效益;但是數(shù)控機(jī)床的先進(jìn)性、復(fù)雜性、智能化高的特點,也使數(shù)控機(jī)床維護(hù)保養(yǎng)工作要求較高,出現(xiàn)的故障種類增多,診斷較為困難。

1合理地使用數(shù)控機(jī)床

1.1數(shù)控機(jī)床的工作場地選擇

(1)避免陽光的直接照射和其它熱輻射、避免太潮

濕或粉塵過多的場所,盡量在空調(diào)環(huán)境中使用,保持室溫20℃左右。由于我國處于溫帶氣候、受季風(fēng)影響、溫

度差異大,對于精度高、價格貴的數(shù)控機(jī)床,應(yīng)置于有空調(diào)的房間中使用。(2)要避免有腐蝕氣體的場所。因

腐蝕氣體易使電子元件變質(zhì),或造成接觸不良,或造成

元件短路,影響機(jī)床的正常運行。(3)要遠(yuǎn)離振動大的設(shè)備(如沖床、鍛壓設(shè)備等)。對于高精度的機(jī)床還應(yīng)采用防振措施(如防振溝等)。(4)要遠(yuǎn)離強(qiáng)電磁干擾源,使

機(jī)床工作穩(wěn)定。

1.2數(shù)控機(jī)床的電源

數(shù)控系統(tǒng)對電源要求較嚴(yán),一般要求工作電壓為220V±10%。針對我國供電工況,對于有條件的企業(yè),可

為數(shù)控機(jī)床采取專線供電或增設(shè)穩(wěn)壓裝置,以減少供電品質(zhì)差的影響,為數(shù)控系統(tǒng)的正常運行提供有力保證。

1.3數(shù)控機(jī)床配置合適的自動編程系統(tǒng)

手工編程對于外形不太復(fù)雜或編程量不大的零件

程序,簡單易行。當(dāng)工件比較復(fù)雜時(如凸輪或多維空

間曲面等),手工編程周期長(數(shù)天或數(shù)周)、精度差、易

出錯。因此,快速、準(zhǔn)確地編制程序就成為提高數(shù)控機(jī)床使用率的重要環(huán)節(jié);為此,有條件的用戶最好配置必

要的自動編程系統(tǒng),提高編程效率。

1.4數(shù)控機(jī)床配置必要的附件和刀具

為了充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的加工能力,必須配備必要

的附件和刀具。切忌花了幾十萬元錢買來一臺數(shù)控機(jī)床,因缺少一個幾十元或幾百元的附件或刀具而影響整

機(jī)的正常運行。由于單獨簽訂合同購買附件的單價大大高于隨同主機(jī)一起供貨的附件單價,因此,有條件的企業(yè)盡量在購買主機(jī)時一并購置易損部件及其它附件。

1.5加工前的準(zhǔn)備

加工前要審查工件的數(shù)控加工工藝性,應(yīng)重視生

產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作(包括工件數(shù)控加工工藝分析、加工程

序編制、工裝與刀具配置、原材料準(zhǔn)備及試切加工等)

以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時間,充分提高數(shù)控機(jī)床的使用效率。

合理安排適合在數(shù)控機(jī)床加工的各種工件,安排好數(shù)控機(jī)床加工運轉(zhuǎn)所需的節(jié)拍。

1.6為維修保養(yǎng)做好準(zhǔn)備

建立一支高水平的維修隊伍,保存好設(shè)備的完整

.數(shù)控機(jī)床的常見故障

2.1故障發(fā)生的階段

故障是指設(shè)備或系統(tǒng)因自身原因而喪失規(guī)定功能的現(xiàn)象。發(fā)生故障具有相同的規(guī)律,一般分為三個區(qū)域:

(1)初期運行區(qū),故障率較高,故障曲線呈上升趨勢,此區(qū)故障多數(shù)屬于設(shè)計制造和裝配缺陷造成的。(2)正常

運行區(qū),此時故障曲線趨近水平,故障率低,此區(qū)故障一

般是由操作和維護(hù)不良造成的偶發(fā)事故。(3)衰老區(qū),此區(qū)故障率大,故障曲線上升快,主要原因是運行過久、機(jī)

件老化和磨損過度造成的。

2.2故障的分類

按結(jié)構(gòu)分為機(jī)械和電氣兩類;按故障源分為機(jī)械故障和控制故障兩類;就其數(shù)控系統(tǒng)而言分為硬件故障、軟件故障、干擾故障三類。要判斷是機(jī)械方面故障

還是控制系統(tǒng)故障,其分析方法是:先檢查控制系統(tǒng),

看程序能否正常運行,顯示和其它功能鍵是否正常,有無報警現(xiàn)象等;再檢查電機(jī)和檢測元件,是否能正常運轉(zhuǎn),有無間歇或抖動現(xiàn)象,有無定位不準(zhǔn)等問題。如果沒有上述問題,則可初步判斷故障原因在機(jī)械方面,著重檢查傳動環(huán)節(jié)。檢查傳動環(huán)節(jié)時應(yīng)使電機(jī)斷電,用手動并配合打表檢查機(jī)器。

3.數(shù)控系統(tǒng)的常見故障分析

(1)位置環(huán)。這使數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出控制指令,并與位

置檢測系統(tǒng)的反饋值相比較,進(jìn)一步完成控制任務(wù)的

關(guān)鍵環(huán)節(jié);它有很高的工作頻度,并與外設(shè)相聯(lián)接,容易發(fā)生故障。常見的故障有:1)位控環(huán)報警:可能是測量回路開路,測量系統(tǒng)損壞,位控單元內(nèi)部損壞。2)不

發(fā)指令就運動,可能是漂移過高,正反饋,位控單元故

障,測量元件損壞。3)測量元件故障,一般表現(xiàn)為無反饋值;機(jī)床回不了基準(zhǔn)點;高速時漏脈沖產(chǎn)生報警,可

能的原因是光柵或讀頭臟了;光柵壞了。

(2)伺服驅(qū)動系統(tǒng)。它與電源電網(wǎng)、機(jī)械系統(tǒng)等相關(guān)聯(lián),工作中一直處于頻繁的啟動和運行狀態(tài),也是故

障多發(fā)部位。其主要故障有:1)系統(tǒng)損壞。一般由網(wǎng)絡(luò)電壓波動太大或電壓沖擊造成。地區(qū)電網(wǎng)質(zhì)量不好,會給

機(jī)床帶來電壓超限,尤其是瞬間超限,若無專門的電壓監(jiān)控儀,則很難測到。在查找故障原因時,要加以注意,

還有一些是由于特殊原因造成的損壞。2)加工時工件表面達(dá)不到要求,走圓弧插補(bǔ)軸換向時出現(xiàn)凸臺,電機(jī)低

速爬行或振動,這類故障一般是由于伺服系統(tǒng)調(diào)整不當(dāng),各軸增益系統(tǒng)不相等或與電機(jī)匹配不合適引起,解

決辦法是進(jìn)行最佳化調(diào)節(jié)。3)保險燒斷,或電機(jī)過熱,以至燒壞,這類故障一般是機(jī)械負(fù)載過大或卡死。

(3)電源部分。電源失效或故障的直接結(jié)果是造成系統(tǒng)的停機(jī)或毀壞整個系統(tǒng)。一般在歐美國家,這類問

題較少,在設(shè)計方面的因素考慮的不多;但在中國由于電源波動較大、質(zhì)量差,還隱藏有高頻脈沖類的干擾,加上人為的因素(如突然拉閘斷電等),這些原因可造成電源故障失控或損壞。再者,數(shù)控系統(tǒng)部分運行數(shù)

據(jù)、設(shè)定數(shù)據(jù)以及加工程序等一般存貯在RAM存貯器內(nèi),系統(tǒng)斷電后依靠電源的后備蓄電池或鋰電池保持。

因而,停機(jī)時間比較長,拔插電源或存貯器都可能造成數(shù)據(jù)丟失,使系統(tǒng)不能運行。

(4)可編程序控制器邏輯接口。數(shù)控系統(tǒng)的邏輯控制(如刀庫管理,液壓啟動等),主要由PLC實現(xiàn),必須采

集各控制點的狀態(tài)信息(如斷電器,伺服閥,指示燈等),它與外界繁多的各種信號源和執(zhí)行元件相連接,

變化頻繁,發(fā)生故障的可能性較多,故障類型較多。

(5)其它。由于環(huán)境條件,例如干擾,溫度,濕度超過允許范圍,操作不當(dāng),參數(shù)設(shè)定不當(dāng),都可能造成停

機(jī)或故障。不按操作規(guī)程拔插線路板,或無靜電防護(hù)措施等,也可能造成停機(jī)故障甚至毀壞系統(tǒng)。

4常見故障的排除方法

(1)初始化復(fù)位法。一般情況下,由于瞬時故障引起的系統(tǒng)報警,可用硬件復(fù)位或開關(guān)系統(tǒng)電源依次清

除故障;若系統(tǒng)工作存貯區(qū)由于掉電、拔插線路板或電池欠壓造成混亂,則必須對系統(tǒng)進(jìn)行初始化清除,清除前應(yīng)注意作好數(shù)據(jù)拷貝記錄;若初始化后故障仍無排除,則需進(jìn)行硬件診斷。

(2)參數(shù)更改、程序更正法。系統(tǒng)參數(shù)是系統(tǒng)功能的依據(jù),參數(shù)設(shè)定有誤可能造成系統(tǒng)的故障或某功能

無效。有時由于用戶程序錯誤亦可造成故障停機(jī),對此可以采用系統(tǒng)的塊搜索功能進(jìn)行檢查,改正所有錯誤,確保正常運行。

(3)調(diào)節(jié)、最佳化調(diào)整法。調(diào)節(jié)簡單易行的辦法,可通過對電位計的調(diào)節(jié),修正系統(tǒng)故障。通過調(diào)節(jié)速度調(diào)

節(jié)器的比例系數(shù)和積分時間,可使伺服系統(tǒng)達(dá)到既有較高的動態(tài)響應(yīng)特性,又不發(fā)生振蕩的最佳工作狀態(tài)。在現(xiàn)場沒有示波器或記錄儀的情況下,根據(jù)經(jīng)驗,先正向調(diào)節(jié)使電機(jī)起振,然后向反向慢慢調(diào)節(jié),直到消除震蕩即可。

(4)備件替換法。采用好的備件替換診斷出的壞線路板,并做相應(yīng)的初始化啟動,使機(jī)床迅速投入正常運轉(zhuǎn),

然后將壞板修理或返修,這是目前最常用的排故辦法。

(5)改善電源質(zhì)量法。目前一般采用穩(wěn)壓電源,以改善電源波動。對于高頻干擾可用電容濾波法,通過這

些預(yù)防性措施可減少電源板的故障。

(6)維修信息跟蹤法。一些大的制造公司根據(jù)實際工作中屬于設(shè)計缺陷造成的偶然故障,可以不斷修改和完善系統(tǒng)軟件或硬件。這些修改以維修信息的形式不斷提供給維修人員,以此做為故障排除的依據(jù),有利于正確徹底地排除故障。

礎(chǔ)上已設(shè)計了一套新型應(yīng)力應(yīng)變測試系統(tǒng),該系統(tǒng)集

數(shù)據(jù)采集和處理功能于一體,減少了中間環(huán)節(jié),操作更便捷、更簡單且測試結(jié)果更精確[22]。

結(jié)束語

SHPB裝置是研究材料動載特性的理想工具,SHPB

測試裝置的發(fā)展是力學(xué)、材料學(xué)、計算機(jī)等技術(shù)在應(yīng)用

領(lǐng)域的綜合集成。各學(xué)科的協(xié)同發(fā)展將有力地推動

SHPB技術(shù)應(yīng)用范圍的擴(kuò)大以及SHPB測試技術(shù)的提高。

參考文獻(xiàn)

[1]馬嘵青.沖擊動力學(xué)[M].北京:北京理工大學(xué)出版社,1992.