數(shù)控機床的組成及工作原理精選(九篇)

前言：一篇好文章的誕生，需要你不斷地搜集資料、整理思路，本站小編為你收集了豐富的數(shù)控機床的組成及工作原理主題范文，僅供參考，歡迎閱讀并收藏。

第1篇：數(shù)控機床的組成及工作原理范文

關(guān)鍵詞：數(shù)控機床；工作原理；故障維修；特點；組成

中圖分類號：TP24 文獻標志碼：A 文章編號：1000-8772（2013）05-0192-02

數(shù)控機床是數(shù)字控制機床（Computernumericalcontrolmachinetools）的簡稱，是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機床。該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，用代碼化的數(shù)字表示，通過信息載體輸入數(shù)控裝置。經(jīng)運算處理由數(shù)控裝置發(fā)出各種控制信號，控制機床的動作。按圖紙要求的形狀和尺寸，自動地將零件加工出來。

1 數(shù)控機床的組成及原理

數(shù)控機床是機電一體化的典型產(chǎn)品，是集機床、計算機、電動機及拖動、動控制、檢測等技術(shù)為一體的自動化設(shè)備。數(shù)控機床的基本組成包括控制介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、反饋裝置及機床本體，見下圖。

1.1 控制介質(zhì)

數(shù)控機床工作時，不用人去直接操作機床，但又要執(zhí)行人的意圖，這就必須在任何數(shù)控機床之間建立某種聯(lián)系，這種聯(lián)系的中間媒介物稱之為控制介質(zhì)。在普通機床上加工零件時，由工人按圖樣和工藝要求進行加工。在數(shù)控機床加工時，控制介質(zhì)是存儲數(shù)控加工所需要的全部動作和刀具相對于工件位置等信息的信息載體，它記載著零件的加工工序。數(shù)控機床中，常用的控制介質(zhì)有穿孔紙帶、穿孔卡片、磁帶和磁盤或其他可存儲代碼的載體，至于采用哪一種，則取決于數(shù)控裝置的類型。早期時，使用的是8單位（8孔）穿孔紙帶，并規(guī)定了標準信息代碼ISO（國際標準化組織制定）和EIA（美國電子工業(yè)協(xié)會制定）兩種代碼。

1.2 數(shù)控裝置

數(shù)控裝置是數(shù)控機床的核心。其功能是接受輸入裝置輸入的數(shù)控程序中的加工信息，經(jīng)過數(shù)控裝置的系統(tǒng)軟件或邏輯電路進行譯碼、運算和邏輯處理后，發(fā)出相應(yīng)的脈沖送給伺服系統(tǒng)，使伺服系統(tǒng)帶動機床的各個運動部件按數(shù)控程序預(yù)定要求動作。一般由輸入輸出裝置、控制器、運算器、各種接口電路、CRT顯示器等硬件以及相應(yīng)的軟件組成。數(shù)控裝置作為數(shù)控機床“指揮系統(tǒng)”，能完成信息的輸入、存儲、變換、插補運算以及實現(xiàn)各種控制功能。

1.3 伺服系統(tǒng)

機床上的執(zhí)行部件和機械傳動部件組成數(shù)控機床的進給系統(tǒng)，它根據(jù)數(shù)控裝置發(fā)來的速度和位移指令控制執(zhí)行部件的進給速度、方向和位移量。每個進給運動的執(zhí)行部件都配有一套伺服系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)的作用是把來自數(shù)控裝置的脈沖信號轉(zhuǎn)換為機床移動部件的運動，它相當于手工操作人員的手，使工作臺（或溜板）精確定位或按規(guī)定的軌跡作嚴格的相對運動，最后加工出符合圖樣要求的零件。

1.4 反饋裝置

反饋裝置是閉環(huán)（半閉環(huán)）數(shù)控機床的檢測環(huán)節(jié)，該裝置可以包括在伺服系統(tǒng)中，它由檢測元件和相應(yīng)的電路組成，其作用是檢測數(shù)控機床坐標軸的實際移動速度和位移，并將信息反饋到數(shù)控裝置或伺服驅(qū)動中，構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)。檢測裝置的安裝、檢測信號反饋的位置，決定于數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式。無測量反饋裝置的系統(tǒng)稱為開環(huán)系統(tǒng)。由于先進的伺服系統(tǒng)都采用了數(shù)字式伺服驅(qū)動技術(shù)（稱為數(shù)字伺服），伺服驅(qū)動和數(shù)控裝置間一般都采用總線進行連接。反饋信號在大多數(shù)場合都是與伺服驅(qū)動進行連接，并通過總線傳送到數(shù)控裝置，只有在少數(shù)場合或采用模擬量控制的伺服驅(qū)動（稱為模擬伺服）時，反饋裝置才需要直接和數(shù)控裝置進行連接。伺服電動機內(nèi)裝式脈沖編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器、感應(yīng)同步器、測速機、光柵和磁尺等都是NC機床常用的檢測器件。

2 數(shù)控機床主要故障分析及維修

2.1 數(shù)控機床主軸伺服系統(tǒng)故障檢查及維修

在維修主回路采用錯位選觸無環(huán)流可逆調(diào)速驅(qū)動系統(tǒng)的數(shù)控車床中所遇到的部分故障及處理方法。

（1）故障現(xiàn)象：1.8m臥車在點動時，花盤來回擺動。

檢查：測量驅(qū)動控制系統(tǒng)中的±20V直流穩(wěn)壓電源的紋波為4V峰峰值，大大超過了規(guī)定的范圍。

處理：將電壓板中的100MF和1000MF濾波電容換下焊上新電容，并測量紋波只有幾個毫伏后將電源板安裝好，開機試運行，故障消除。

（2）故障現(xiàn)象：配套某系統(tǒng)的數(shù)控車床，當主軸在高速（3000r/min以上），機床出現(xiàn)異常振動。

處理：檢查機床的主軸驅(qū)動是否連接，發(fā)現(xiàn)機床的主軸驅(qū)動器的接地線連接不良后，將接地線重新連接，機床可恢復(fù)正常。

2.2 機床PLC初始故障的診斷

機床PLC初始故障的診斷為了保護機床和維修方便，PLC有顯示和檢測機床故障的能力。一旦發(fā)生故障，維修人員就能根據(jù)機床的故障顯示號去確定故障類別，予以排除。但在實際加工過程中，我們發(fā)現(xiàn)有時PLC同時顯示幾個故障，它們是由某一個故障引起的連鎖故障，排除了初始的引發(fā)故障，其他故障報警就消失了?？墒菑臋C床PLC顯示的所有報警故障中，維修人員并不知道哪個故障是初始引發(fā)故障，維修人員只能逐個故障去查，這就增加了維修難度。機床PLC初始故障診斷功能，通過PLC程序，準確判斷出初始故障的報警號。維修中，首先排除初始故障，其他引發(fā)故障自行消失，這樣就極大地方便了機床的維修，提高了機床維修的快速性和準確性。初始故障診斷原理設(shè)計的PLC程序不單單是把各個故障都能檢測和顯示出來，還能把最關(guān)鍵的初始故障自動判斷出來。

2.3 數(shù)控設(shè)備檢測元件故障及維修

檢測元件是數(shù)控機床伺服系統(tǒng)的重要組成部分，它起著檢測各控制軸的位移和速度的作用，它把檢測到的信號反饋回去，構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)。測量方式可分為直接測量和間接測量：直接測量就是對機床的直線位移采用直線型檢測元件測量，直接測量常用的檢測元件一般包括：直線感應(yīng)同步器、計量光柵、磁尺激光干涉儀。間接測量就是對機床的直線位移采用回轉(zhuǎn)型檢測元件測量，間接測量常用的檢測元件一般包括：脈沖編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器、圓感應(yīng)同步器、圓光柵和圓磁柵。

在數(shù)控設(shè)備的故障中，檢測元件的故障比例是比較高的，只要正確的使用并加強維護保養(yǎng)，對出現(xiàn)的問題進行深入分析。就一定能降低故障率，并能迅速解決故障，保證設(shè)備的正常運行。

2.4 數(shù)控機床主傳動系統(tǒng)故障診斷與維修

在數(shù)控機床在加工時，可能由于斷續(xù)切削、加工余量不均勻、運動部件不平衡以切削過程中的自振動等原因引起沖擊力和交變力，使主軸產(chǎn)生振動，影響加工精度和表面粗糙度，嚴重時甚至可能破壞刀具主軸系統(tǒng)中的零件，使其無法工作。主軸系統(tǒng)的發(fā)熱使其中所有零件產(chǎn)生熱變形，降低傳動效率，破壞零部件之間的相對位置精度和運動精度，從而造成加工誤差。因此，主軸部件組要具有較高的固有頻率，較好的動平衡，且要保持合適的配合精度，并要進行循環(huán)。

主軸發(fā)熱主軸軸承預(yù)緊力過大，造成主軸回轉(zhuǎn)時摩擦過大，引起主軸溫度急劇升高?？梢酝ㄟ^重新調(diào)整主軸軸承預(yù)緊力加以排除；主軸軸承磨損或損壞，也會造成主軸回轉(zhuǎn)時摩擦過大，引起主軸溫度急劇升高?？梢酝ㄟ^更換新軸承加以排除；主軸油臟或有雜質(zhì)，也會造成主軸回轉(zhuǎn)時阻力過大，引起主軸溫度升高。通過清洗主軸箱，重新?lián)Q油加以排除；主軸軸承油脂耗盡或油脂過多，也會造成主軸回轉(zhuǎn)時阻力、摩擦過大，引起主軸溫度升高。通過重新涂抹脂加以排除。主軸強力切削時停轉(zhuǎn)主軸電動機與主軸連接的傳動帶過松，造成主軸傳動轉(zhuǎn)矩過小，強力切削時主軸轉(zhuǎn)矩不足，產(chǎn)生報警，數(shù)控機床自動停機。通過重新調(diào)整主軸傳動帶的張緊力，加以排除；主軸電動機與主軸連接的傳動帶表面有油，造成主軸傳動時傳動帶打滑，強力切削時主軸轉(zhuǎn)矩不足，產(chǎn)生報警，數(shù)控機床自動停機。通過用汽油或酒精清洗后擦干凈加以排除。

主軸工作時噪聲過大是主軸部件動平衡不良，使主軸回轉(zhuǎn)時振動過大，引起工作噪聲。需要機床生產(chǎn)廠家的專業(yè)人員對所有主軸部件重新進行動平衡檢查與調(diào)試；主軸傳動齒輪磨損，使齒輪嚙合間隙過大，主軸回轉(zhuǎn)時沖擊振動過大，引起工作噪聲。需要機床生產(chǎn)廠家的專業(yè)人員對主軸傳動齒輪進行檢查、維修或更換；主軸支承軸承拉毛或損壞，使主軸回轉(zhuǎn)間隙過大，回轉(zhuǎn)時沖擊、振動過大，引起工作噪聲。需要機床生產(chǎn)廠家的專業(yè)人員對軸承進行檢查、維修或更換；主軸傳動帶松弛或磨損，使主軸回轉(zhuǎn)時摩擦過大，引起工作噪聲。通過調(diào)整或更換傳動帶加以排除。

數(shù)控機床故障產(chǎn)生的原因是多種多樣的，有機械問題、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一步擴大?？傊?，在面對數(shù)控機床故障和維修問題時，首先要防患于未然，不能在數(shù)控機床出現(xiàn)問題后才去解決問題，要做好日常的維護工作和了解機床本身的結(jié)構(gòu)和工作原理，這樣才能做到有的放矢

第2篇：數(shù)控機床的組成及工作原理范文

【關(guān)鍵詞】數(shù)控機床；數(shù)控技術(shù)；故障診斷；維修

一、數(shù)控機床系統(tǒng)的組成和特點

當前各個國家，所使用的數(shù)控機床系統(tǒng)種類繁多，并且各自具備自己的特點，不同數(shù)控機床生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品，設(shè)計理念和設(shè)計思想也存在很大的不同。但是不管是哪種數(shù)控系統(tǒng)，它們的基本構(gòu)造是大致相同的。數(shù)控機床主要由機床本體、控制系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)和位置檢測裝置組成。一般工作過程是由控制系統(tǒng)對工件的相應(yīng)程序進行運算，再將計算結(jié)果以脈沖的形式向伺服系統(tǒng)發(fā)出相應(yīng)的控制指令，然后伺服系統(tǒng)會對控制指令進行分析，并由相應(yīng)的電機來控制機械的運轉(zhuǎn)，最后由位置監(jiān)測系統(tǒng)對機械的運動位置和速度進行監(jiān)測，并將相關(guān)信息傳遞給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)對實時監(jiān)測的數(shù)據(jù)與理想數(shù)據(jù)進行比較，調(diào)整控制信號，使向更高精度方向運轉(zhuǎn)，這樣就完成了整個數(shù)控機床系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。

二、數(shù)控機床故障診斷的基本步驟

數(shù)控機床出現(xiàn)故障時，一般可以采用下面的步驟來進行故障的診斷。

1.了解。在數(shù)控機床出現(xiàn)故障時，首先要做的就是對故障發(fā)生的情況進行全面的了解，然后對數(shù)控機床進行初步的故障診斷，仔細觀察指示屏上顯示的內(nèi)容.各種故障指示燈等，然后利用觀察.觸摸.氣味等方法對數(shù)控機床的故障進行判斷，如熱繼電器.空氣斷路器有沒有脫扣現(xiàn)象，熔絲有沒有出現(xiàn)損壞.斷裂現(xiàn)象，插接件有沒有出現(xiàn)松動。雖然這些故障類型比較簡單易見，但是對數(shù)控機床故障診斷有著重要的作用，因為很多故障的產(chǎn)生，就是基于此種最為常見的原因。

2.分析。當數(shù)控機床出現(xiàn)故障時，首先對機床進行斷電，然后進行故障分析，在確認通電后不會產(chǎn)生更大故障時，進行運轉(zhuǎn)狀態(tài)下的故障診斷和觀察，從而判斷可能導(dǎo)致故障產(chǎn)生的各種因素，為接下來的故障排除確定一個方向。

3.查找。在進行故障原因查找時，首先對容易拆卸和觸及的位置進行檢查，然后再進行那些拆除量較大和不易觸及的部位檢查。

三、數(shù)控機床故障診斷的常用方法

1.感官判斷法

利用視覺、聽覺、觸覺等感官對數(shù)控機床的故障進行分析，是一種最為簡便的故障診斷方法，而且在實際操作中也有著非常實用的效果。（1）利用視覺來對數(shù)控機床的故障原因進行查找，最為常見的觀察就是：檢查數(shù)控機床中是否出現(xiàn)機械性的損傷；線路是否出現(xiàn)燒焦變形現(xiàn)象；各類電阻有沒有發(fā)現(xiàn)變色或燒毀現(xiàn)象；機床內(nèi)部運轉(zhuǎn)部件是否出現(xiàn)掉落物或流出物；一些保護性的部件是否出現(xiàn)跳閘；熔斷器是否出現(xiàn)熔斷現(xiàn)象；機床內(nèi)部部件有沒有出現(xiàn)松動或脫落的現(xiàn)象；操作者編寫的控制程序是否正確等等。（2）利用嗅覺對數(shù)控機床的內(nèi)外部進行氣味檢查，當數(shù)控機床運轉(zhuǎn)時發(fā)生摩擦現(xiàn)象時，會出現(xiàn)相應(yīng)的燒焦氣味；線路灼燒或漏電時也會出現(xiàn)一定的焦糊氣味，同時還可能伴隨著放電的聲音。

（3）利用觸覺對數(shù)控機床相關(guān)部位的振動檢查，可以判斷出設(shè)備是否出現(xiàn)故障。還可以通過判斷運轉(zhuǎn)溫度是否處于正常的狀態(tài)下來分析故障。

2.報警信息診斷法。通過一套數(shù)控機床自診斷功能軟件，很多的簡單故障，數(shù)控機床都可以自動診斷出來，并能根據(jù)故障原因進行簡單的處理。當故障發(fā)生時，相應(yīng)的故障警報會自動進行報警，并指出故障原因。人們通過對故障報警，可以分析出故障產(chǎn)生的情況。

3.機床參數(shù)檢測法。數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部的參數(shù)丟失或設(shè)置不恰當都可能引起相應(yīng)的故障發(fā)生。當數(shù)控機床出現(xiàn)故障時，應(yīng)該對系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置進行核對，看看有沒有問題。系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置錯誤都可能直接或間接的對數(shù)控加工過程產(chǎn)生影響。

4.測量法。測量法就是利用相序表、示波器等儀器對機床的各種線路進行檢測，例如使用雙通道示波器進行檢查，當三相電相序正確時，不同兩廂電之間的波形相位的差值為120°。

5.備件置換法。對于一些不容易確認是哪一部分有問題的時候，我們可以通過更換新的元器件來判斷是不是元器件的問題。在確保沒有進一步損壞的情況下，對懷疑有故障的元器件用相同元器件來替換，以確定是否發(fā)生故障。

6.原理分析法。原理分析法是根據(jù)數(shù)控機床的組成原理，從邏輯上分析各點的邏輯電平和特征參數(shù)，從各部件的工作原理著手進行分析和判斷，以確定故障部位的診斷方法。這種方法的運用，要求檢修人員對整個數(shù)控系統(tǒng)和每個部件的工作原理都有清楚的.較深的了解，才能對故障部位進行定位。

總之，現(xiàn)實的數(shù)控機床設(shè)備越來越復(fù)雜，功能越來越多樣，同時出現(xiàn)的故障類型也是越來越多樣。但是只要相關(guān)的人員不斷進行學習，從實際中吸收相關(guān)的經(jīng)驗，結(jié)合多樣化的診斷方法，這樣對數(shù)控機床的維護會更加的容易與簡單。

參考文獻

[1]將洪平，數(shù)控設(shè)備故障診斷與維修，北京：北京理工大學出版社。2006.8

[2]鄭小年，數(shù)控機床故障診斷與維修，武漢：華中科技大學出版社，2005.9

第3篇：數(shù)控機床的組成及工作原理范文

隨著我國加工制造業(yè)的發(fā)展，數(shù)控機床的應(yīng)用越來越廣，對數(shù)控機床定位精度與重復(fù)定位精度的要求也越來越高，傳統(tǒng)的半閉環(huán)控制系統(tǒng)也越來越難滿足用戶的使用需求?；诎腴]環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機床具有明顯的缺點:無法控制機床傳動機構(gòu)所產(chǎn)生的傳動誤差、高速運轉(zhuǎn)時傳動機構(gòu)所產(chǎn)生熱變形誤差，以及加工過程中因傳動系統(tǒng)磨損而產(chǎn)生的誤差，而這些誤差已經(jīng)嚴重影響到數(shù)控機床的加工精度及其穩(wěn)定性。直線光柵尺對數(shù)控機床各線性坐標軸進行全閉環(huán)控制，消除上述誤差，提高機床的定位精度、重復(fù)定位精度以及精度可靠性，作為提高數(shù)控機床位置精度的關(guān)鍵部件正日益受到用戶的青睞[1]。直線光柵尺分為增量式光柵尺與絕對式光柵尺，安裝絕對式光柵尺的數(shù)控機床在機床重新開機后無需執(zhí)行參考點回零操作，就立刻重新獲得各個軸的當前絕對位置值，可以馬上從中斷處開始繼續(xù)原來的加工程序，大大地提高數(shù)控機床的有效加工時間。在全閉環(huán)的高檔數(shù)控系統(tǒng)中已經(jīng)普遍使用絕對式光柵尺和絕對式光柵編碼器，在西方發(fā)達國家采用絕對式光柵位移傳感器的占數(shù)控機床的80%，目前國內(nèi)的全閉環(huán)高檔數(shù)控機床中采用絕對式光柵傳感器的也接近30%[2]。國際上生產(chǎn)絕對式光柵尺的廠家有德國的HEIDEN-HAIN（海德漢）、西班牙的FAGOR（發(fā)格）、日本的MITU-TOYO（三豐）、英國的RENISHAW（雷尼紹）。相比之下，國內(nèi)目前沒有絕對式光柵尺的產(chǎn)品，但是已經(jīng)有部分研究所、高校以及企業(yè)先后開展了絕對式光柵尺的研制工作，其中中國科學院長春光學精密機械與物理研究所的研究工作最為突出，其研制出的JC09型絕對式光柵尺樣機實現(xiàn)了與華中數(shù)控HNC-818B世紀星加工中心數(shù)控裝置對接，并應(yīng)用在長二機床廠的XH714立式加工中心上[3]。本文將對絕對式光柵尺的工作原理以及絕對式光柵尺的機械結(jié)構(gòu)做相關(guān)的研究。

1絕對式光柵尺的工作原理

絕對式光柵尺的工作原理如圖1所示，LED光源發(fā)出的光經(jīng)過透鏡后形成平行光，經(jīng)主光柵與指示光柵后照射到ASIC光電器件上，將光信號轉(zhuǎn)換成電信號并通過信號處理器計算出位置值，最后通過通訊接口將位置值輸出到后續(xù)設(shè)備上。其中主光柵由兩條碼道組成，一條碼道為絕對碼道，即下方不規(guī)則的碼道，通過該碼道可以實時讀取絕對式光柵尺的絕對位置；另外一條碼道為增量碼道，即上方周期為20μm的規(guī)則碼道，通過該碼道可以實現(xiàn)信號的高細分，提高光柵尺的分辨力。圖2為主光柵的實物圖，上方為增量碼道，下方為絕對碼道。指示光柵由兩部分組成，一部分為增量窗口，由增量碼道組成；一部分為透明窗口。ASIC器件也分為兩部分，上面接收增量信號，下方接收絕對信號。

2結(jié)構(gòu)設(shè)計方案

為絕對式光柵尺原理樣機整體結(jié)構(gòu)圖，為絕對式光柵尺原理樣機內(nèi)部結(jié)構(gòu)側(cè)視圖，從圖中我們可以看到，光柵尺主要由尺殼、主光柵、密封條和讀數(shù)頭這幾部分組成，其中讀數(shù)頭包括照明機構(gòu)、指示光柵滑架、指示光柵、滑架體與滑架體蓋，讀數(shù)頭實物圖如圖5所示。絕對式光柵尺整體采用封閉式結(jié)構(gòu)，鋁制尺殼保護主光柵、讀數(shù)頭免受灰塵、切屑和切削液的影響，密封條保持尺殼的密封，同時在滑架體與滑架體蓋間也要加入密封橡膠，防止切削液的滲入。尺殼在制作時采用的是拉制型材的方法，除了滿足讀數(shù)頭和主光柵的安裝空間外，盡量做到外形足夠小，型材拉制出來后變形較小，可以滿足使用需求。主光柵粘接在尺殼上，指示光柵粘接在指示光柵滑架上，ASIC光電器件粘接在指示光柵上，后續(xù)處理電路固定在滑架體與滑架體蓋中。指示光柵滑架與主光柵間采用五軸承滾動機構(gòu)，通過五個軸承在主光柵上的滾動，保持其長期可靠的運行，為了保證讀數(shù)頭在運行過程中指示光柵滑架與主光柵不發(fā)生離位，在這里采用六彈簧的定位機構(gòu)，分別為兩個拉伸彈簧、兩個壓縮彈簧、兩個扭轉(zhuǎn)彈簧，壓縮彈簧的作用是通過施加壓力將指示光柵滑架下方的三個軸承壓緊在主光柵上，扭轉(zhuǎn)彈簧的作用是將側(cè)方的兩個軸承壓緊在主光柵上，拉伸彈簧保證指示光柵滑架在縱向上的受力，六個彈簧使得光柵尺的讀數(shù)頭具有較強的自適應(yīng)性。在機床上使用光柵尺時，光柵尺的安裝分為兩種，一種是將尺殼固定在機床的靜止部件上，將讀數(shù)頭固定在機床的運動部件上；另外一種是將尺殼固定在機床的運動部件上，將讀數(shù)頭固定在機床的靜止部件上，一般選擇第二種安裝方式，因為讀數(shù)頭上連接有電纜線，當讀數(shù)頭運動時，電纜線也要隨之運動，對排線會有一定的要求，實際使用時可根據(jù)機床實際使用環(huán)境選擇適當?shù)陌惭b方式。當尺殼與讀數(shù)頭發(fā)生相對運動時，尺殼中的主光柵與讀數(shù)頭上的指示光柵也發(fā)生相對運動，從而進行位置測量。

3結(jié)束語

第4篇：數(shù)控機床的組成及工作原理范文

[關(guān)鍵詞]數(shù)控仿真軟件；數(shù)控機床；教學實踐

中圖分類號：H319 文獻標識碼：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斍爸饕臄?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實踐培訓(xùn)，詳細應(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)控機床加工學校很難對當前的各種類型的數(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實踐，數(shù)控機床仿真軟件能夠?qū)ぜ叨ㄎ?、工件裝夾、夾具工作原理、壓板安裝流程、加工基準對刀原則、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，而且允許學生在課后進行溫習和嘗試；再者是完善的圖形數(shù)據(jù)和加工標準數(shù)據(jù)庫資料，使得學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)量達標情況；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、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習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，這都需要學生們在平時的學習過程中熟練的分析不同類型零部件的加工工藝選擇準則；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，使得學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)控機床教學領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀，并就完善數(shù)控仿真軟件的教學價值提供了新的思路。

參考文獻

第5篇：數(shù)控機床的組成及工作原理范文

一、《數(shù)控機床》課程中實施虛擬仿真教學的意義

1.課程特點必須實施虛擬仿真

《數(shù)控機床》課程涉及知識面較廣，它的教學內(nèi)容包含有識圖能力、金屬材料、力學、機械傳動、公差、電氣控制、液壓控制、數(shù)控原理等專業(yè)知識，其專業(yè)性很強，離開了實踐環(huán)境，課程的教學達不到教學目標和教學效果，更談不上專業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)。本課程完全實施實踐是不能滿足教學內(nèi)容系統(tǒng)化和基礎(chǔ)理論夠用的需求，根據(jù)本課程的特殊性，課程的教學應(yīng)在虛擬仿真的環(huán)境中實施，完成數(shù)控結(jié)構(gòu)、調(diào)試及保養(yǎng)等核心教學內(nèi)容的學習。

2.實踐需求必須實施虛擬仿真

很多職業(yè)學校的數(shù)控機床課程教學缺少實習場所，目前添置的數(shù)控維修裝置一般采用實驗臺，對本門課程的教學不能完全適用。

3.教學改革必須實施虛擬仿真

很多學校的數(shù)控機床實驗室建設(shè)跟不上數(shù)控機床市場發(fā)展的步伐，仿真系統(tǒng)要做到數(shù)控機床硬件為較前沿狀態(tài)，能展現(xiàn)數(shù)控前沿技術(shù)。

二、《數(shù)控機床》課程與虛擬仿真的對接策略

1.數(shù)控機床虛擬仿真的特點

數(shù)控機床虛擬仿真的優(yōu)勢有投資小、直觀、安全、耐用無損耗，學生可以自由地操作演練，實現(xiàn)反復(fù)訓(xùn)練及多種層次的實訓(xùn)教學。直觀的數(shù)控仿真運行過程，采用三維動畫的方式能真實地反映數(shù)控機床各系統(tǒng)的工作原理，把抽象的、難以表達的原理內(nèi)容變得生動、形象、逼真，教師可以控制原理的演示進程。

2.數(shù)控機床仿真制作的要求

（1）數(shù)控機床仿真必須實現(xiàn)三維結(jié)構(gòu)設(shè)計

數(shù)控機床虛擬仿真軟件及課件必須能提供數(shù)控機床中各個組成部分零部件的三維實體造型，虛擬仿真中實現(xiàn)零件的360度的回旋查看，實現(xiàn)移動及縮放，充分反映各個零部件的真實結(jié)構(gòu)，通過零部件的透明、隱藏和剖面屬性設(shè)置，使學生能深入清楚地觀察數(shù)控機床的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，最終實施交互式教學。

（2）數(shù)控機床仿真必須實施虛擬拆裝

虛擬拆裝是理實一體化的直接體現(xiàn)，通過數(shù)控機床的虛擬零部件的拆裝，讓學生了解數(shù)控機床裝配的基本知識、工藝要求及拆裝順序，既可以實現(xiàn)Z向、Y向、X向伺服拆裝，也可以實現(xiàn)整機的機械拆裝。仿真拆卸中列出本實驗所需要用的設(shè)備、儀器、儀表、工具等，所有設(shè)備等均制作三維模型，并可跟真機一樣操作使用。根據(jù)仿真中提供設(shè)備、儀器、儀表、工具等的操作使用方法或使用說明書，學生可以方便地找到故障現(xiàn)象、故障設(shè)置點，總結(jié)出故障原因，設(shè)定故障排除過程。

（3）數(shù)控仿真中應(yīng)包含保養(yǎng)與維護

按照數(shù)控機床保養(yǎng)的內(nèi)容及規(guī)定，讓學生進行了仿真保養(yǎng)及日常維護的操作，實現(xiàn)理論與實訓(xùn)一體化的教學目的。

（4）數(shù)控仿真應(yīng)加強資源庫建設(shè)

通過豐富的多媒體素材、三維模型，交互操作的課例不斷充實，形成專業(yè)教學的資源庫；編制大量的試題，運用練習程序?qū)崿F(xiàn)交互式練習，實現(xiàn)自學與訓(xùn)練結(jié)合，實現(xiàn)自動評分與教學進度管理，最終實現(xiàn)學生的鑒定與考核。

仿真是一種教學手段，實施仿真后再實施真實的實踐體驗，既是對知識的體驗和再認識，也是對學生安全保護的一種方法。目前，學生安全問題放到一個很重要的位置上，實施仿真教學在多個環(huán)節(jié)上具有較明顯的優(yōu)勢特征，我們有理由相信：數(shù)控機床虛擬仿真教學是教學手段中不可缺少的一環(huán)。

參考文獻：

[1]吳波，伊延吉.仿真軟件在數(shù)控教學中的應(yīng)用淺析[J].科技信息，2010（19）.

第6篇：數(shù)控機床的組成及工作原理范文

數(shù)控機床

課程體系

論文摘要:本文根據(jù)當前社會需隸的數(shù)控人才所需的知識結(jié)構(gòu)，對機械制造及自動化專業(yè)“金屬切削機床與數(shù)控機慶.課程的教學內(nèi)容進行了重組和優(yōu)化，構(gòu)建了理論教學為引導(dǎo)，實驗教學為補充，實訓(xùn)教學為提高的“教學一體化”的人才培養(yǎng)模式，通過采用專職教師與兼職教師相結(jié)合，來改變師資隊伍的結(jié)構(gòu).

1前言

數(shù)控技術(shù)是制造業(yè)實現(xiàn)自動化，柔性化、集成化生產(chǎn)的基礎(chǔ).數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用是提高制造業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)里和勞動生產(chǎn)率必不可少的重要手段;加人世貿(mào)組織后，中國正在逐步變成“世界制造中心”，為了增強競爭能力.中國制造業(yè)開始廣泛使用先進的數(shù)控技術(shù)。這迫切需要既能利用計算機進行機械產(chǎn)品的輔助設(shè)計，又能應(yīng)用數(shù)控技術(shù)進行制造的人才，作為培養(yǎng)具備機械設(shè)計制造基礎(chǔ)知識與應(yīng)用能力，能在工業(yè)生產(chǎn)第一線從事機械制造領(lǐng)域內(nèi)的設(shè)計制造、科技開發(fā)、應(yīng)用研究、運行管理和經(jīng)營銷售等方面工作的高級工程技術(shù)人才的機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)如何適應(yīng)發(fā)展的需要，根據(jù)社會對數(shù)控技術(shù)人才的需求進行余屬切削機床與數(shù)控機床課程的教學改革，這是我們必須要深入研究的問題。

z數(shù)控人才的需求和知識結(jié)構(gòu)

當前社會需求的數(shù)控人才主要有三種類型:，>0藍領(lǐng)層”數(shù)控技術(shù)人才:承擔數(shù)控機床的具體操作及日常簡單維護工作的技術(shù)工人，z>0灰領(lǐng)層’數(shù)控技術(shù)人才:承擔數(shù)控編程的工藝員和數(shù)控機床維護、維修人員;3)“金領(lǐng)層，數(shù)控技術(shù)人才:具備井精通數(shù)控操作、數(shù)控工藝編程和數(shù)控機床維護維修所需要的繪合知識，積累了大量實際經(jīng)驗，知識面廣。這三種類型的數(shù)控人才所要求的知識結(jié)構(gòu)也各不相同，“藍領(lǐng)型.:以傳統(tǒng)的機械制造技術(shù)為墓礎(chǔ)，掌握“數(shù)控機床原理及應(yīng)用基礎(chǔ)’和“數(shù)控加工編程技術(shù)’，掌握"CAD/CAM’軟件.‘灰領(lǐng)型編程工藝員，:應(yīng)具有良好的數(shù)學基礎(chǔ)，熟悉產(chǎn)品的三維設(shè)計，產(chǎn)品的加工工藝:“灰領(lǐng)型維修人員，:以機、電、光和液(氣)控制技術(shù)為基礎(chǔ)，掌握數(shù)控機床維護與維修的技術(shù)和技能?！敖痤I(lǐng)型”:有較扎實的專業(yè)基礎(chǔ)，較全面地掌握數(shù)控設(shè)備的相關(guān)原理與技術(shù)，具備數(shù)控設(shè)備研制與開發(fā)能力，掌握網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，有較高的外語水平。

3構(gòu)建與社會需求相適應(yīng)的寬口徑課程體系

根據(jù)“金屬切削機床與數(shù)控機床.在系列課程中的地位和作用，從社會需求出發(fā)，對教學內(nèi)容進行了重組和優(yōu)化。課程采取理論教學為引導(dǎo)，實驗教學為補充，實訓(xùn)教學為提高的“教學一體化”模式.

(1)

通用機床突出重點，貫徹少而精的原則

通用機床部分，我們重點講授車床、銑床和滾齒機的傳動原理，傳動系統(tǒng)的分析和主要結(jié)構(gòu).磨床和其它類型通用機床部分通過布置思考題，讓學生自學然后通過課堂討論，使學生弄清磨床和其它類型通用機床與車床、鐵床和滾齒機在結(jié)構(gòu)上的主要差別，進而熟悉通用機房的工藝范圍，為制訂零件的加工工藝和機床的維護，維修和產(chǎn)品的開發(fā)奠定一定的基礎(chǔ)。

(z)數(shù)控機床突出實踐性

在數(shù)控機床理論教學中不過于強調(diào)系統(tǒng)性和完整性，重在其應(yīng)用。簡要地講述數(shù)控機床的基本組成及其工作原理，介紹數(shù)控機床主傳動系統(tǒng)、進給傳動系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)及附件，著重講述數(shù)控加工工藝設(shè)計，CNC車床及其車削中心、CNC鉸鐵床及其加工中心，CNC線切割機床的手工編程技術(shù)及其操作，采用多煤體或錄像進行教學，最大限度的展示生產(chǎn)一線的環(huán)境，將數(shù)控機床圖片、所使用的刀具圖片，機床附件、加工過程等展示給學生，將抽象的枯燥的概念和技術(shù)要領(lǐng)用形象生動的過程模擬來表現(xiàn)，使課堂教學更加生動和形象，便于學生理解和掌握所學的知識。 為了培養(yǎng)學生對數(shù)控設(shè)備的檢修、調(diào)試、故隆分析能力和數(shù)控加工現(xiàn)場解決問題的能力，將數(shù)控機床的安裝、調(diào)試、保養(yǎng)與維修作為一個專題來學習，借助大盤現(xiàn)實案例教學來闡述常見故障產(chǎn)生的原因及排除方法，或采用現(xiàn)場教學等靈活的方式進行。

(3)課程設(shè)計，加強綜合性

課程設(shè)計是理論教學中重要的一個實踐性環(huán)節(jié)，其目的是對所學知識的一個概括和應(yīng)用，是對學生各個方面能力的一個綜合評價，為了真正使同學們具備編制數(shù)控機床加工工藝規(guī)程的能力;具備選擇工藝參數(shù)、編制數(shù)控機床加工程序的能力，具備操縱、調(diào)試和維護數(shù)控機床的能力，我們要求學生利用一周時間先進行程序編制工作，然后上機操作，親自進行程序的輸入，調(diào)試、運行，把課堂學習的知識在模書墩作軟件上加以驗證，使實際操作能力得到鍛煉和提高。課程設(shè)計完成后要求每人上交一份總結(jié)報告，包含工藝過程分析(路線安排+程序原點+工裝十切削用量)、數(shù)控程序清單及設(shè)計心得等內(nèi)容。

(4)依托職業(yè)學校資源，加強實訓(xùn)教學

工科專業(yè)學生理應(yīng)姓“工’，應(yīng)面向工程，面向生產(chǎn)，面向經(jīng)濟建設(shè)實際，因此，所培養(yǎng)的人除了具備應(yīng)有的專業(yè)知識外，還必須具備應(yīng)有的實踐能力包括必要的操作技能，既生產(chǎn)技能與實驗技能，這是工科專業(yè)學生所必需的工程素質(zhì)。而實踐教學及基地建設(shè)往往對硬件設(shè)施和軟件條件提出嚴格要求，受財力、人力等辦學條件方面的限制，機械制造及自動化專業(yè)數(shù)控硬件設(shè)施和軟件條件一般比高職數(shù)控專業(yè)相對要薄弱一些，我們充分利用職業(yè)學校資源進行實踐教學.通過與安徽省蚌埠市機械高級技工學校合作，做到資源共享，開展實訓(xùn)教學。各訓(xùn)練項目按照相應(yīng)的職業(yè)資格標準實施，通過考核評定成績，實訓(xùn)教學結(jié)束時組織學生參與加勞動與社會保障部門組織的考核，取得相應(yīng)的職業(yè)資格證書，同時取得相應(yīng)的課程成績和學分。

第7篇：數(shù)控機床的組成及工作原理范文

關(guān)鍵詞：數(shù)控機床 維修 管理

中圖分類號：TG659 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2012）10-0035-01

如今，數(shù)控機床的功能日趨多樣化，其精度、效率、可靠性以及智能、自動化方面的性能也非常突出。作為一種科學技術(shù)含量較高的生產(chǎn)、加工設(shè)備，數(shù)控機床不僅價格昂貴，而且組成復(fù)雜，它是自動化技術(shù)、微電子技術(shù)以及計算機技術(shù)相互發(fā)展、相互融合的結(jié)果。當前，數(shù)控機床已經(jīng)被廣泛的運用于各樣各業(yè)的生產(chǎn)與加工中，為了確保數(shù)控機床的正常運作，延長數(shù)控機床的使用壽命，對其的維修與管理也就成為了一個需要特別注意的問題。對于數(shù)控機床的維修與管理人員來說，一方面要具有較高的液壓氣動和機械加工知識，另一方面還要對測量、驅(qū)動、自動控制以及計算機等方面的技術(shù)有深入的掌握。在長時間或是不正確的操作使用后，數(shù)控機床的各個零部件都可能會出現(xiàn)不同程度的老化或損壞。這時，就需要及時對機床進行維修、保養(yǎng)，確保它的正常運作，以防止其他惡性的故障及意外情況出現(xiàn)，同時延長機床的使用壽命。

1、數(shù)控機床的基本故障診斷與維修

要對數(shù)控機床進行故障診斷與維修，必須要明確兩個基本的概念。1、數(shù)控機床系統(tǒng)的可靠性，說的是在一定時間內(nèi)與一定條件下，完成一定任務(wù)的能力；2、數(shù)控機床的系統(tǒng)故障，指的是它失去了是在一定時間內(nèi)與一定條件下，完成一定任務(wù)的能力。

1.1 數(shù)控機床的基本診斷內(nèi)容

（1）動作診斷。對數(shù)控機床的各個動作組件進行細致的觀察，以對異常動作組件進行判定。具體的診斷部位應(yīng)該包括機床主軸、APC以及ATC；（2）狀態(tài)診斷。即當數(shù)控機床電機帶動負載時，對機床的整體狀態(tài)進行細致的觀察；（3）點檢診斷。定時對數(shù)控機床的強電柜、氣動元件以及液壓元件進行點檢；（4）操作診斷。監(jiān)視數(shù)控機床的操作和程序運行，以發(fā)現(xiàn)錯誤的操作方式和錯誤的運行程序；（5）最后還包括有數(shù)控機床系統(tǒng)的自行檢測與診斷。

1.2 數(shù)控機床的基本故障診斷

（1）硬件故障。所謂的硬件故障，說的是數(shù)控機床的所有實體組成部分中，有某個或是某些實體部件出現(xiàn)了損壞。診斷硬件故障，要對機床中每個線路板的具體功能以及機床的工作原理有清楚的掌握，才能以故障表現(xiàn)進行理論分析，確定故障原因與大概部位。（2）軟件故障。軟件故障說的是非機床的實體部件出現(xiàn)損壞，這一般是因為程序編寫有誤而導(dǎo)致的。通常來說，出現(xiàn)軟件故障只需要對程序的內(nèi)容進行重新正確編寫，同時對其他相關(guān)參數(shù)進行重新設(shè)定就能將故障排除。

1.3 數(shù)控機床的基本故障維修及分析

（1）主軸伺服系統(tǒng)故障。下面以主回路采用錯位選觸無環(huán)流可逆調(diào)速驅(qū)動系統(tǒng)的數(shù)控車床為例，對一常見的基本故障進行維修分析。第一，故障表現(xiàn)為1.8m臥車在點動時，其花盤不停的來回擺動。第二，通過檢測發(fā)現(xiàn)，數(shù)控機床±20V直流穩(wěn)壓電源的紋波為 4V 峰峰值，異常非常明顯。第三，在數(shù)控機床控制系統(tǒng)的放大電路中，高通濾波器、低通濾波器均可正常濾去電壓反饋、電流反饋、測速機反饋中的各次諧波干擾信號，但是對于數(shù)控機床控制系統(tǒng)本身直流電路的諧波分量卻不能濾除。因為數(shù)控機床的整個控制系統(tǒng)中都存在這些諧波分量，當它進入放大器后，便會阻塞放大器，整個數(shù)控機床系統(tǒng)便會出現(xiàn)異常，發(fā)生故障。1.8m臥車在點動時，機床電機運轉(zhuǎn)速度不快，臥車點動時的電壓值低于諧波，便會使花盤不停的來回擺動。第四，處理方法是換下機床電壓板上的1000MF與100MF濾波電容，并重新將新的濾波電容焊上，再次進行紋波檢測，如果直流穩(wěn)壓電源的紋波只有數(shù)毫伏，最后將電源板安裝好，此時故障完全消除。（2）PLC初始故障。機床PLC初始故障的診斷為了保護機床和維修方便，PLC有顯示和檢測機床故障的能力。一旦發(fā)生故障，維修人員就能根據(jù)機床的故障顯示號去確定故障類別，予以排除。但在實際加工過程中，發(fā)現(xiàn)有時PLC同時顯示幾個故障，它們是由某一個故障引起的連鎖故障，排除了初始的引發(fā)故障，其它故障報警就消失。

2、數(shù)控機床的使用管理

2.1 機床的管理

機床的安置和擺放不能受到陽光直射，也不能靠近其他會發(fā)熱的物體。安放機床的室內(nèi)溫度需要控制在20攝氏度上下，如果機床較為特殊，其價格和性能都高于普通數(shù)控機床，應(yīng)該考慮采用空調(diào)來控制室溫。同時，如有有震動幅度和力度較大的其他設(shè)備，也不應(yīng)該靠近機床，如果受場地或是其他條件限制，需要安置防振溝來防止機床受到其他設(shè)備的震動損害。機床的接地電阻與供壓電源必須要符合相關(guān)標準，每臺機床都要配置自身的刀具和其他附件，對于易損的部件，應(yīng)適量的多購進幾件，作為儲備，應(yīng)對不時之需。

2.2 做好機床使用檢查

當機床經(jīng)過了較長時間的使用過后，其各個組件難免會出現(xiàn)這樣、那樣的問題，如果不及時給予保養(yǎng)與維護，就可能會導(dǎo)致其他惡性故障與意外情況發(fā)生，縮短機床的使用時間。除了要時常的對機床進行保養(yǎng)，還要在機床使用時，對機床的整體性能進行觀察、掌握，以及時發(fā)現(xiàn)故障苗頭，并及時解決。

2.3 做好機床通電前的檢查

要保證機床能夠在使用時保持正常，第一要確保交流電源能夠滿足數(shù)控機床裝置的要求。同時還要對數(shù)控機床裝置與其他外部設(shè)備間的電纜連接進行檢查，看看是否與相關(guān)技術(shù)手冊的規(guī)定相符合。對于各個印刷線路板與其他連接件也要進行細致的檢查，確認其是否連接牢固，并符合數(shù)控機床裝置的相關(guān)要求。最后是要對接保護線進行檢查，以確保數(shù)控機床在運行過程中，不會對人員造成意外傷害。

2.4 做好機床通電后的檢查

數(shù)控機床通電以后，要對直流電源、風扇運轉(zhuǎn)以及數(shù)控機床裝置的參數(shù)設(shè)定進行檢查，看看一切是否正常，當機床聯(lián)機和數(shù)控裝置通電時，同時要做好緊急停止的準備，如果有異常情況出現(xiàn)，應(yīng)理解斷電。然后要完成幾次返回機床基準點的操作，同時進行數(shù)控機床裝置系統(tǒng)的功能測試。所有檢查過程中，沒有出現(xiàn)異常的話，數(shù)控機床便可正式投入使用。

參考文獻

[1]孫鵬.數(shù)控機床的保養(yǎng)與維護[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012，（15）：96.

[2]孟慶旭.數(shù)控機床維修方法探析[J].科技資訊，2012，（26）：48.

第8篇：數(shù)控機床的組成及工作原理范文

關(guān)鍵詞：數(shù)控機床 電氣控制 研究策略

中圖分類號：TG519 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（a）-0072-01

1 數(shù)控機床

數(shù)控機床由機械部分、上下位機軟件和硬件電路這3個必不可少的部分組合而成。占整個機床核心部分的就是數(shù)控裝置，主要體現(xiàn)就是數(shù)字控制方式得到了很好的應(yīng)用。通常情況下，PLC數(shù)控機床分為兩個大類：第一類是內(nèi)裝型的PLC，這種裝置在設(shè)計中能夠更好的體現(xiàn)數(shù)控機床的控制順序；第二類是獨立的PLC，這種系統(tǒng)在軟件和硬件方面都比較齊全，而且，在數(shù)控機床以及控制領(lǐng)域都能很好的體現(xiàn)，因此，第二類裝置在生產(chǎn)過程中更加容易被應(yīng)用。

2 數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)

PLC數(shù)控機床中有一系統(tǒng)處在全封閉狀態(tài)的閉環(huán)系統(tǒng)中，那就是電氣控制系統(tǒng)，組成部分由電動機、電頻器和光柵尺，電氣控制系統(tǒng)在應(yīng)用過程中能夠更好的體現(xiàn)高精度的控制。

2.1 電氣控制系統(tǒng)組成

電氣控制系統(tǒng)由幾大重要部分組成：工控機、SIMOTION、電動機模塊、電源模塊、變頻器、光柵尺以及傳感器等。

2.1.1 電源模塊

電源模塊在使用過程中要對直流電進行使用，因此，在使用過程中，變頻器是將交流電轉(zhuǎn)變直流電，而逆變器則是把直流電轉(zhuǎn)變成預(yù)定頻率的交流電。這就產(chǎn)生了兩大模塊，分別為可調(diào)電源模塊和不可調(diào)電源模塊?？烧{(diào)電源模塊在使用過程中能夠?qū)崿F(xiàn)直流電穩(wěn)定的供應(yīng)，在這個過程中，可以對電按照一定的參數(shù)進行預(yù)訂的變化，并且在這個過程中能夠和SIMOTION通信的功能進行結(jié)合。相反，在不可調(diào)電源模塊使用時，由于只能提供固定直流電壓值，就無法與SIMOTIO功能相結(jié)合。

2.1.2 電動機模塊

電動機模塊作為電氣控制系統(tǒng)中的重要模塊，其重要性就是能夠?qū)⒅绷麟娔孀優(yōu)轭A(yù)定頻率的交流電，可供電動機進行適應(yīng)。電動機模塊在分類方面主要也是分為兩類，分別是裝柜型和書本型。

2.1.3 SIMOTION運動控制器

電氣控制系統(tǒng)的核心部分在于SIMO TION，其在應(yīng)用過程中能夠?qū)φ麄€控制系統(tǒng)的運行速度和可靠性進行影響，因此，在電氣系統(tǒng)運行過程中對這部分要給予充分的重視。SIMOTION主要的功能就是實現(xiàn)運動控制、邏輯控制以及工藝控制，能夠在生產(chǎn)過程中對產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響，因此，一定要對該部分進行重視。

2.2 電氣控制系統(tǒng)的硬件部分

在電氣控制系統(tǒng)中硬件部分也不容忽視，主要由機械手自動換刀、斷刀檢測和深度檢測等。

2.2.1 機械手自動換刀

機械手自動換刀其在生產(chǎn)過程中能夠起到提高數(shù)控機床工作效率的作用，在應(yīng)用過程中主要的工作原理就是利用控制電動閥的開關(guān)實現(xiàn)機械臂以及刀具的夾緊功能，然后實現(xiàn)機械手的伸展、收回以及松開，自動完成換刀的動作。

2.2.2 斷刀檢測

在電氣系統(tǒng)運行過程中，斷刀檢測系統(tǒng)的主要核心部分就是利用光纖傳感器，在生產(chǎn)加工過程中，刀具在長時間的使用過程中會出現(xiàn)磨損的問題，在情況比較嚴重的時候會出現(xiàn)刀具斷裂的情況。為了更好的提高加工的效率，在生產(chǎn)過程中要對刀具的使用情況進行檢測，在刀具出現(xiàn)嚴重磨損的情況下，機床要能夠自動換刀，對生產(chǎn)效率不會產(chǎn)生任何的影響。

2.2.3 深度檢測

在換刀過程中，主要是對主軸夾緊位置的機械手，或者是人工對刀具進行深度的檢測，不論采用何種方式，在對刀具進行深度檢測時，都要使用相關(guān)的深度檢測工具來進行實現(xiàn)。

2.3 基于PLC數(shù)控機床電氣控制的研究策略

決定電氣控制系統(tǒng)的安全和可靠因素在于數(shù)控機床的電氣控制方式。因此，研究PLC數(shù)控機床的電氣控制方式十分重要。整個電氣控制系統(tǒng)最重要的部分就是軟件設(shè)計，軟件設(shè)計也是硬件結(jié)構(gòu)的核心。運行在SIMO―TION中的軟件為下位機軟件，上位機接收數(shù)據(jù)并控制執(zhí)行部件工作，同時完成機床狀態(tài)的檢測。當軸組裝好以后，即可通過程序進行操作，而SIMO―TION的內(nèi)部程序是由操作系統(tǒng)調(diào)用的。工控機主要是讀取文件信息，然后把數(shù)據(jù)傳遞給SIMOTION，SIMOTION收到數(shù)據(jù)便會控制電動機模塊驅(qū)動電動機，從而帶動工作臺進行位置控制；與此同時，光柵尺檢測到工作臺的信息，再傳遞給SIMOTION，這樣就可以對工作臺進行位置調(diào)整。然而，光柵尺的信號無法直接被SIMOTION所識別，需要將光柵尺在傳感器下進行識別，再次傳遞給SIMOTION，才能完成整個過程；最后使工作臺的工作狀態(tài)通過多個傳感器（斷刀檢測器、深度檢測器）檢測，并傳人電氣控制系統(tǒng)。需要注意的是，傳感器的信號也必須先經(jīng)過ET200到達sIMOTl0N中進行信號處理，才能被傳入電氣控制系統(tǒng)。

3 數(shù)控機床故障分析

數(shù)控機床在使用過程中要避免讓操作人員、機床以及加工人員等造成傷害和損傷，要在出現(xiàn)問題時及時進行處理。在正常情況下，數(shù)控機床在運行過程中，可以斷開急停按鈕，使數(shù)控機床處在一個常閉狀態(tài)下。按下按鈕后，觸電會自動斷開，這樣系統(tǒng)中的繼電器就會出現(xiàn)中斷的情況，可以將移動裝置動力電源進行斷開。在連接PLC中間繼電器以后，可將信號發(fā)送到系統(tǒng)中產(chǎn)生急停報警，這樣信號系統(tǒng)中就產(chǎn)生了復(fù)位信號。

超程限位開關(guān)一直處于松開狀態(tài)，用戶在操作數(shù)控機床時，一旦出現(xiàn)將超程限位開關(guān)壓下的情況，會導(dǎo)致繼電器出現(xiàn)斷電現(xiàn)象，中間繼電器的一組常開觸點可以向PLC輸入斷系統(tǒng)發(fā)送急停信號，同時，也能將超程報警信息發(fā)給系統(tǒng)，系統(tǒng)可以根據(jù)信號做出一定的反應(yīng)，對出現(xiàn)的問題進行處理。

4 結(jié)語

近年來，我國的工業(yè)生產(chǎn)在效率和效益方面有了很大的提高，這和應(yīng)用很多的先進技術(shù)分不開，在工業(yè)生產(chǎn)過程中，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展對其影響非常大，其中，PLC邏輯處理功能在不斷的完善，而且，在實際的應(yīng)用過程中體現(xiàn)出了很好的效果。因此，設(shè)計一套和電氣控制系統(tǒng)相配合的系統(tǒng)非常必要，能夠更好的對各個部分的選型進行充分考慮，同時，電氣系統(tǒng)的作用也能得到更好的發(fā)揮。

參考文獻

第9篇：數(shù)控機床的組成及工作原理范文

關(guān)鍵詞：數(shù)控液壓 伺服系統(tǒng) 數(shù)控改造

一、引言

液壓控制技術(shù)是以流體力學、液壓傳動和液力傳動為基礎(chǔ)，應(yīng)用現(xiàn)代控制理論、模糊控制理論，將計算機技術(shù)、集成傳感器技術(shù)應(yīng)用到液壓技術(shù)和電子技術(shù)中，為實現(xiàn)機械工程自動化或生產(chǎn)現(xiàn)代化而發(fā)展起來的一門技術(shù)，它廣泛的應(yīng)用于國民經(jīng)濟的各行各業(yè)，在農(nóng)業(yè)、化工、輕紡、交通運輸、機械制造中都有廣泛的應(yīng)用，尤其在高、新、尖裝備中更為突出。隨著機電一體化的進程不斷加快，技術(shù)裝各的工作精度、響應(yīng)速度和自動化程度的要求不斷提高，對液壓控制技術(shù)的要求也越來越高，文章基于此，首先分析了液壓伺服控制系統(tǒng)的工作特點，并進一步探討了液壓傳動的優(yōu)點和缺點和改造方向。

二、液壓伺服控制系統(tǒng)原理

目前以高壓液體作為驅(qū)動源的伺服系統(tǒng)在各行各業(yè)應(yīng)用十分的廣泛，液壓伺服控制具有以下優(yōu)點：易于實現(xiàn)直線運動的速度位移及力控制，驅(qū)動力、力矩和功率大，尺寸小重量輕，加速性能好，響應(yīng)速度快，控制精度高，穩(wěn)定性容易保證等。

液壓伺服控制系統(tǒng)的工作特點：(1)在系統(tǒng)的輸出和輸入之間存在反饋連接，從而組成閉環(huán)控制系統(tǒng)。反饋介質(zhì)可以是機械的，電氣的、氣動的、液壓的或它們的組合形式。(2)系統(tǒng)的主反饋是負反饋，即反饋信號與輸入信號相反，兩者相比較得偏差信號控制液壓能源，輸入到液壓元件的能量，使其向減小偏差的方向移動，既以偏差來減小偏差。(3)系統(tǒng)的輸入信號的功率很小，而系統(tǒng)的輸出功率可以達到很大。因此它是一個功率放大裝置，功率放大所需的能量由液壓能源供給，供給能量的控制是根據(jù)伺服系統(tǒng)偏差大小自動進行的。

綜上所述，液壓伺服控制系統(tǒng)的工作原理就是流體動力的反饋控制。即利用反饋連接得到偏差信號，再利用偏差信號去控制液壓能源輸入到系統(tǒng)的能量，使系統(tǒng)向著減小偏差的方向變化，從而使系統(tǒng)的實際輸出與希望值相符。

在液壓伺服控制系統(tǒng)中，控制信號的形式有機液伺服系統(tǒng)、電液伺服系統(tǒng)和氣液伺服系統(tǒng)。機液伺服系統(tǒng)中系統(tǒng)的給定、反饋和比較環(huán)節(jié)采用機械構(gòu)件，常用機舵面操縱系統(tǒng)、汽車轉(zhuǎn)向裝置和液壓仿形機床及工程機械。但反饋機構(gòu)中的摩擦、間隙和慣性會對系統(tǒng)精度產(chǎn)生不利影響。電液伺服系統(tǒng)中誤差信號的檢測、校正和初始放大采用電氣和電子元件或計算機，形成模擬伺服系統(tǒng)、數(shù)字伺服系統(tǒng)或數(shù)字模擬混合伺服系統(tǒng)。電液伺服系統(tǒng)具有控制精度高、響應(yīng)速度高、信號處理靈活和應(yīng)用廣泛等優(yōu)點，可以組成位置、速度和力等方面的伺服系統(tǒng)。

三、液壓傳動帕優(yōu)點和缺點

液壓傳動系統(tǒng)的主要優(yōu)點液壓傳動之所以能得到廣泛的應(yīng)用，是因為它與機械傳動、電氣傳動相比，具有以下主要優(yōu)點：

(1)液壓傳動是由油路連接，借助油管的連接可以方便靈活的布置傳動機構(gòu)，這是比機械傳動優(yōu)越的地方。例如，在井下抽取石油的泵可采用液壓傳動來驅(qū)動，以克服長驅(qū)動軸效率低的缺點。由于液壓缸的推力很大，且容易布置。在挖掘機等重型工程機械上已基本取代了老式的機械傳動，不僅操作方便，而且外形美觀大方。

（2)液壓傳動裝置的重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、慣性小。例如相同功率液壓馬達的體積為電動機的12％～13％。液壓泵和液壓馬達單位功率的體積目前是發(fā)電機和電動機的1／10，可在大范圍內(nèi)實現(xiàn)無級調(diào)速。借助閥或變量泵、變量馬達可實現(xiàn)無級調(diào)速，調(diào)速范圍可達1：2000，并可在液壓裝置運行的過程中進行調(diào)速。

(3)傳遞運動均勻平穩(wěn)，負載變化時速度較穩(wěn)定。因此，金屬切削機床中磨床的傳動現(xiàn)在幾乎都采用液壓傳動。液壓裝置易于實現(xiàn)過載保護，使用安全、可靠，不會因過載而造成主件損壞：各液壓元件能同時自行，因此使用壽命長。液壓傳動容易實現(xiàn)自動化。借助于各種控制閥，特別是采用液壓控制和電氣控制結(jié)合使用時，能很容易的實現(xiàn)復(fù)雜的自動工作循環(huán)，而且可以實現(xiàn)遙控。液壓元件己實現(xiàn)了標準化、系列化、和通用化，便于設(shè)計、制造和推廣使用。

液壓傳動系統(tǒng)的主要缺點：(1)液壓系統(tǒng)的漏油等因素，影響運動的平穩(wěn)性和正確性，使液壓傳動不能保證嚴格的傳動比：(2)液壓傳動對油溫的變化比較敏感，溫度變化時，液體勃性變化引起運動特性變化，使工作穩(wěn)定性受到影響，所以不宜在溫度變化很大的環(huán)境條件下工作：(3）為了減少泄漏以及滿足某些性能上的要求，液壓元件制造和裝配精度要求比較高，加工工藝比較復(fù)雜。液壓傳動要求有單獨的能源，不像電源那樣使用方便。液壓系統(tǒng)發(fā)生的故障不易檢查和排除。

總之，液壓傳動的優(yōu)點是主要的，隨著設(shè)計制造和使用水平的不斷提高，有些缺點正在逐步加以克服。

四、機床數(shù)控改造方向

(一)加工精度

精度是機床必須保證的一項性能指標。位置伺服控制系統(tǒng)的位置精度在很大程度上決定了數(shù)控機床的加工精度。因此位置精度是一個極為重要的指標。為了保證有足夠的位置精度，一方面是正確選擇系統(tǒng)中開環(huán)放大倍數(shù)的大小，另一方面是對位置檢測元件提出精度的要求。因為在閉環(huán)控制系統(tǒng)中，對于檢測元件本身的誤差和被檢測量的偏差是很難區(qū)分出來的，反饋檢測元件的精度對系統(tǒng)的精度常常起著決定性的作用。在設(shè)計數(shù)控機床、尤其是高精度或太中型數(shù)控機床時，必須精心選用檢測元件。所選擇的測量系統(tǒng)的分辨率或脈沖當量，一般要求比加工精度高一個數(shù)量級?？傊?，高精度的控制系統(tǒng)必須有高精度的檢測元件作為保證。

(二)先局部后整體

確定改造步驟時，應(yīng)把整個電氣設(shè)備部分改造先分成若干個子系統(tǒng)進行，如數(shù)控系統(tǒng)、測量系統(tǒng)、主軸、進給系統(tǒng)、面板控制與強電部分等，待各系統(tǒng)基本成型后再互聯(lián)完成全系統(tǒng)工作。這樣可使改造工作減少遺漏和差錯。在每個子系統(tǒng)工作中，應(yīng)先做技術(shù)性較低的、工作量較大的工作，然后做技術(shù)性高的、要求精細的工作，做到先易后難、先局部后整體，有條不紊、循序漸進。

(三)提高可靠性

數(shù)控機床是一種高精度、高效率的自動化設(shè)備，如果發(fā)生故障其損失就更大，所以提高數(shù)控機床的可靠性就顯得尤為重要?？煽慷仁窃u價可靠性的主要定量指標之一，其定義為：產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的概率。對數(shù)控機床來說，它的規(guī)定條件是指其環(huán)境條件、工作條件及工作方式等，例如溫度、濕度、振動、電源、干擾強度和操作規(guī)程等。這里的功能主要指數(shù)控機床的使用功能，例如數(shù)控機床的各種機能，伺服性能等。

五、結(jié)語

液壓技術(shù)在高、新、尖技術(shù)裝備中有著舉足輕重的作用，掌握液壓控。

參考文獻

[1] 《液壓系統(tǒng)》：高衡,張全根,同編.中國建筑工業(yè)出版社,1981年.