導語：如何才能寫好一篇數控機床，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：數控機床；直流電機；伺服電機；工業控制

中圖分類號：TG659 文獻標識碼：A 文章編號：1001-828X（2013）05-0-01

隨著經濟的發展，機床的自動化日益興起，其中機床系統內的核心部分的驅動源，即電機，起著關鍵性的作用，數控機床借助于電機輸出的角位移和角速度，執行相應的動作；直流電機應用于數控機床，亦具有廣泛的應用價值，其啟動轉矩一般較大，調速性能也較好，但其制造成本較高，可靠性也較差，相當于馬達，在直流電的作用下，執行相應的輸出；伺服電機相當于機床數控系統的無級變速裝置，區別于馬達，馬達一般是由直流或者交流電流直接驅動，無法實現調速性能，伺服電機則主要受到信號的控制，在信號的作用下，實現高速的動作，執行相關的功能，其精度高，幾乎不受環境的影響。本文將針對數控機床的直流電機和交流伺服電機展開論述，全面而系統的分析和研究數控機床的驅動技術。

一、數控機床的直流電機驅動技術

過去，數控機床的主要驅動技術采用的是直流電機驅動，在實際應用中，也廣泛的應用，例如現今的大型的化工、冶金工業、大型同步發電機等等都廣泛的應用，直流電機有諸多的優點，其調速性能較好，特別對于航空、電力機車等應用較好；如今的汽車電瓶、一些電動工具，較為屢見不鮮的機械設備中，直流電機也較為應用廣泛。對于直流電機驅動，其為了達到較高的精度和機床的高速運作，多應用于高檔數控機床，對于一般的數控機床，直流電機驅動應用較少，主要是其維護成本較高，可靠性較差。

對于現今的數控機床，數控機床多為快速加工，實時的高校的加工一些磨具、金屬加削處理等等，直流電機驅動調速方便快捷，啟動轉矩較大，主要在大型的起重行業較為應用多點，而對于數控機床本身而言，沒有實質性的效果，直流電機一般都較大，使用和維護相對于交流伺服電機而言比較困難。

數控機床一般工藝流程較簡單，執行簡單可靠即可，直流電機自身制造工藝復雜，其制造的成本的較高，其次是由于其維護較困難，對于數控機床，其長時間的實時運作，柔度較大，應用實際中，一般不允許有較多的故障出現，直流電機驅動，經常性的出現卡機現象，也造成不便，其可靠性也較差。數控機床采用數控編程的思想，一般采用輸入信號電壓作為輸入電壓，電機根據輸入的脈寬數進行相應的工作，對于數控機床本身而言，其自動化程度和可靠性和加工精度都較高，一般均采用伺服電機作為驅動源。

二、數控機床的伺服電機驅動技術

數控機床多采用的伺服電機技術，在日常生活中多使用交流電，而且可調，應用簡單方便靈活。對于伺服電機的輸出作為數控機床的驅動源，伺服電機通過接受到的電壓信號，識別信號的占空比，從而實現伺服電機的轉速的輸出控制，其占空比比較大，時間常數相應比較小，能夠快速的響應。

現今使用的多為交流伺服電機，交流伺服電機有著優良的特性，執行相應時間小，其功率值的調動.范圍很大，相對于直流伺服電機而言，其執行的精度雖高，但在成本和實用下，性能比遠遠低于交流伺服電機，現如今，工業企業，機器人、流水線作業等等大小的實驗，均采用的是交流伺服電機，交流伺服電機分為同步交流伺服電機和異步交流伺服電機。交流伺服電機采用的是單片機輸入的脈寬數，執行相應的反應動作，交流伺服電機通過接收到的脈寬數，執行電機的主軸（輸出軸）的轉速的控制。

對于交流伺服電機，其驅動技術分為開環控制和閉環控制；對于開環交流伺服電機控制系統，交流伺服電機采用單片機輸入的PWM脈寬數，交流伺服電機通過接收到的PWM脈寬數，執行電機的主軸的轉速的控制，沒有構成負反饋，直接通過接收到的脈寬數，由一個脈寬數對應的一個角度來計算，從而輸出一個角位移或者是角速度，該開環控制系統精度不高，無法和系統之間的通訊連接起來，由于控制系統脈寬數存在缺失的情況，控制效果較差，系統穩定性不高，故開環交流伺服電機控制系統較難滿足工業化設計的要求。

閉環交流伺服電機控制系統增加了負反饋的連接，其閉環控制系統亦是采用脈寬計數，從而實現控制電機軸的角位移和角速度的輸出。由于交流伺服電機自身具有發送PWM脈寬數的功能，這個脈寬數在閉環控制系統中，和交流交流伺服電機接受到的脈寬數相互的影響，相互的調節，形成閉環控制系統，從而知道系統發送給了交流伺服電機多少脈寬數，交流伺服電機控制系統又收到了多少脈寬數，從而執行精確的電機軸的轉速的輸出，閉環交流伺服電機控制系統，控制誤差較小，通過反饋回路，不斷的調整系統響應參數，達到精確控制的目的，在現今的工業控制領域廣泛應用。

三、結語

本文基于應用廣泛的數控機床出發，淺析和探討了其驅動動力的方式，即直流電機驅動和交流伺服電機驅動，對于直流電機驅動，其為了達到較高的精度和機床的高速運作，多應用于高檔數控機床，對于一般的數控機床，直流電機驅動應用較少，主要是其維護成本較高，可靠性較差；對于交流伺服電機而言，其應用很廣泛，大小企業都采用交流伺服電機進行控制，本文闡述了其控制技術的應用，交流伺服電機的控制技術主要基于半閉環交流伺服電機控制技術、閉環交流伺服電機控制技術全面而系統的說明了交流伺服電機控制技術。

參考文獻：

[1]宋書中，胡業發，周祖德.直線電機的發展及應用概況[J].控制工程，2006，13（03） ：199 -201.

[2]張初生.伺服電機控制技術.機電技術，2006.

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【關鍵詞】數控機床；維護；保養

數控機床是一種高效的自動化機床，其經濟性能好，生產效益高，在現代工業和國民經濟中具有重要的地位。機床數控化已是世界機床制造業和機械加工的重要發展趨勢。數控技術的發展和完善起到了巨大的推動作用，機床的維護和保養可以大大延長機床的壽命，提高機床的加工效率。

一、我國數控機床行業發展現狀

2006年《國務院關于加快振興裝備制造業的若干意見》指出把“發展大型、精密、高速數控裝備和數控系統及功能部件，改變大型、高精度數控機床大部分依賴進口的現狀，滿足機械、航空航天等工業發展的需要。作為‘十一五’實現重點突破加快振興裝備制造業步伐的16個重大專項之一。從20世紀90年代后期起，由于我國工業現代化和國防工業與高技術產業的快速發展，對表征先進制造裝備的數控機床提出了旺盛的需求。

數控機床行業供給量在從1998～2007年數控機床產量是呈穩步遞增趨勢， 2007年比1998年遞增了17.4倍多；從1998～2007年平均年增長率達37.7%。我國數控化率呈逐年遞增趨勢，由1992年的3.2％，遞增到2007年38.7％。與日本、美國、德國等發達國家相比，我國機床產品的數控化率水平還略顯低。

在數控機床產業快速發展的同時，數控機床的品質和性能也得到提升，中檔普及型數控機床的產量比例由上世紀末的20%增至40%左右，低檔經濟型數控機床則由80%降至60%左右，

二、數控機床使用年限和故障高發期

數控機床的整個電氣控制系統硬件是由數以萬計的電子元器件組成的，他們的性能和壽命具有很大離散性，從宏觀來看分三個階段：一年之內基本上處于 “磨合”階段。在該階段是故障多發期；第二階段為有效壽命階段，也就是充分發揮效能的階段。在合理使用和良好的日常維護保養的條件下，機床正常運轉至少可在五年以上；第三階段為系統壽命衰老階段，數控系統一般使用到8年后電器硬件故障會逐漸增多，是故障高發期。數控系統的使用壽命平均在8～10年左右。加強維護保養可有效減低故障率，最大限度發揮數控機床的作用。

三、數控機床使用維護的必要性

數控機床是一種高效的自動化機床，其經濟性能好，生產效益高，它在生產上處于越來越重要地位，應用也日益廣泛。機床數控化已是世界機床制造業和機械加工的重要發展趨勢。 數控機床是一種高投入的高效自動化機床。由于其投資比普通機床高得多，因此加強控機床日常維護和保養，提高機床利用率是十分重要的工作。

四、數控機床的使用和維護

數控機床在使用過程中，必須保證場地和環境符合機床的運行條件。而機床維護在整個的機床的生命周期中又起著至關重要的作用，對數控機床標定的技術指標、可靠性，甚至使用壽命都會產生重要的影響。

1、數控機床的基本使用條件

在機床生產廠家提供的機床安裝使用指南中，對數控機床的使用條件提出了明確的要求，如機床運行的環境溫度、濕度、海拔高度、供電指標、接地要求、震動等。

（1）環境溫度一般在0-40度之間。

（2）精密加工中心為了保證良好的加工精度需選擇恒溫車間

（3）當數控機床工作在高溫，特別是高濕的環境時減少機床斷電次數。對于高濕環境需選配加熱器，排除潔露。

對于高精度的機床，最好在機床做好隔震措施，以提 高機床的加工精度。

數控機床工作地最高海拔一般低于1000M。

電源是數控機床正常工作的重要標志之一。要有穩壓電源。

數控機床在生產現場的保護接地也是一個普遍存在的問題。 每個工位的電柜都應配備獨立的接地保護。

2、數控機床的日常維護和保養

數控機床的日常維護也是數控機床運行的穩定性、可靠性保證

是延長數控機床使用壽命的重要手段。

（1）機床的日常維護和保養。開啟機床進行加工零件，就需要對機床進行常規檢查。包括機床的油、冷卻液是否充足、主軸孔是否有銹蝕現象等。濕度較大地區還需檢查是否有潔露現象。使用完機床后，要認真清掃，將臺面、導軌上的切削液擦干凈，并涂防銹油。并做好機床的使用記錄。

（2）數控機床的定期維護和保養。通過數控系統的維護信息，或者通過專門的調試軟件工具，來檢查各軸的伺服驅動系統空載電流。檢查數控機床電器柜狀況。

①檢查數控機床保護接地的接地電阻是否在規定的指標內。

②檢查各軸的反向間隙

③檢查刀具冷卻液，應根據情況加注或更換冷卻液。

④數控機床采用高速主軸時配有主軸冷卻系統，需要檢查主軸冷卻效果，來決定是否加注制冷劑。

⑤檢查液壓系統的過濾器和檢查氣動系統的濾清器是否需要清洗或更換。

⑥檢查車床主軸的傳送帶是否磨損。

良好的機床保養和維護，是保證機床正常運行、延長機床使用壽命的重要環節，一臺機床是否能夠按照設計要求充分發揮作用，日常的維護和保養是十分的重要的。對數控機床進行專業維護、保養，其目的都是保證數控系統的穩定運行。

當今數控機床發展非常迅速，數控機床新品種不斷出現，高速、高精、高適應性、多軸、復合和環保是主要發展趨勢。為了適應數控機床應用技術發展潮流，我們要跟蹤世界范圍內數控機床發展新趨勢，不斷提高數控機床應用水平，不斷學習新技術，加強維護與保養，降低故障率，為機床的高效利用奠定基礎，讓數控機床應用為現代化建設做出更大貢獻。

參考文獻：

[1]數控機床調試、使用與維護 主編王剛 化學工業出版社 2005.6

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關鍵詞：數控機床；電氣控制元件；電氣工作原理

1 數控機床

電氣控制技術在數控機床上起著非常重要的作用，數控機床是機械設備中機電一體化的一個體現，而它的控制系統又可以叫做CNC系統，數控機床的組成是由數控系統、伺服系統、主軸裝置、數控機床的強電系統等，它的組成見圖1。

通過圖1可以看出CNC系統是整個數控機床的重要位置，是數控機床的控制中心，它是對操作系統中的語言進行分析整合，轉化成控制信號，最終實現數控機床的加工。

數控機床和其他普通機床一樣，都是主軸作主要的切削任務，而主軸的控制也是需要正反轉，可以調速。

對于機床的進給運動，它的區別就是將原有機床的機械驅動變為電氣控制驅動，實現自動控制，控制系統是伺服系統，對整個機床的工作臺、電機、速度都可以監控，如圖2。

在整個伺服控制系統中，主要是對終端執行件的監控，通過監控它們的速度、位置，將它們的信號反饋回來，在伺服系統和CNC中處理后，在對下一步進行指示。

2 電氣控制元件

數控機床電氣控制元件的選擇是對整個機床中所有應用的元件，電動機的選擇，在數控機床結構中電動機是最重要的，電動機在負載工作時，電動機的額定功率要大于機床的需要功率：

熱電器的選擇，熱電器是對數控機床中電路的保護，它的選擇是通過電動機的電流選擇，一般是選擇0.95～1.05倍的電動機額定電流。

中間繼電器，它是控制整個數控機床電路中傳遞中間信號的元件，是增加觸點數量的元件，它的選擇也是通過電動機來選擇。

在數控機床控制中，行程開關的應用對整個機床的監控起著很重要的作用，它們也稱作限位開關，它們是利用機械運動產生電信號的元件，它主要對數控機床的運動、行程和位置的保護，避免機床運動出規定的區間。

在機床中需要選取信號燈和照明燈，信號燈是對機床監控的反饋，通過信號的提示，來了解機床是否正常，而照明燈是數控機床中必需的元件。

3 電氣工作原理

電氣控制原理是對數控機床控制的方式的選用，通過整個數控機床的控制方式的解析來理解電氣工作原理。在數控機床的控制方式中有開環控制數控機床、閉環控制數控機床，開環控制數控機床沒有檢測反饋裝置，CNC發出的信號不會產生反饋，是單向發出，只是將信號傳遞給執行元件，這種控制比較簡單，系統穩定，閉環控制數控機床也就反過來，它是安裝反饋裝置，例如同步器、光柵等。

開環控制數控機床的工作原理是操作者將加工信號給機床，數控機床接到指令，將指令給數控裝置，數控裝置解析后通過驅動電路傳給伺服電動機，伺服電動機工作，通過傳動機構，將最終工作臺運動，實現加工。

閉環控制數控機床工作原理是數控機床接到指令，機床位置調節系統工作，通過伺服放大、伺服電動機、檢測工作臺的位置，工作臺將位置檢測信號通過位置測量裝置和速度測量裝置反饋給位置調節系統和速度調節系統，這兩個系統通過這個信號在重新定位工作臺，數控機床在進行加工。

上述電路圖中工作臺正向運動是KM1接觸器通電，反轉運動是KM2通電，而工作臺動作停止是通過SQ1、SQ2、SQ3、SQ4這4個限位開關控制。

4 結束語

隨著科學技術的不斷發展、現代經濟不斷的提高，對整個機械制造業的要求也在不斷的提升，生產的效率、生產的質量都要有提升、數控機床也隨之變得非常重要。數控機床對大批大量生產有著不可或缺的地位。在這頻繁開發新技術的過程中，要使數控機床占有一席地位，就必須保證數控機床的自動化程度、電氣控制也就必須有設計高度，保證數控機床的先進性，達到降低人工勞動力，實現生產的自動化。

參考文獻

[1]楊林建.機床電氣控制技術[M].北京理工大學出版社，2008.

[2]祖國建.電氣控制與PLC[M].華中科技大學出版社，2010.

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進入新世紀，科學技術得到了快速的發展，勞動生產率也得到了顯著的提高，現代社會發展追求的目標是更加高效與節能的發展模式，提高數控機床機械技術加工效率這一命題也正是在這種背景下提出的。因此，我們可以得知提高數控機床機械技術加工效率是適應時代潮流的產物，對于提高勞動生產率，促進社會發展有著極其重要的意義。另一方面，提高數控機床機械技術加工效率可以降低勞動強度，降低成本投入，這也是響應國家節能減排政策的具體體現。最后需要認識到的是提高數控機床機械技術加工效率對于促進加工企業的發展與進步也有著十分重要的意義和價值。綜上所述，提高數控機床機械技術加工效率對于現代社會的發展有著極其重要的理論意義與現實價值。

2影響數控機床機械技術加工效率的相關因素

1）規章制度不完善。

近些年，數控機床取得了一定的發，但是針對某些方面仍然存在一定的問題，一些設備與零件仍然存在很大的問題，在實際的工作之中數控機床還沒有制定合理科學的規章制度保障數控機床的正常工作，這是影響數控機床發展最為主要的因素之一。

2）編制程序有失規范。

數控機床與傳統機床相比較最為突出的有點就是增加了數字與計算機控制的部分，這就必然需要相關軟件的支撐，由此可見，軟件的編制程序對于提高數控機床機械技術加工效率也有著十分重要的理論意義與現實價值。程序的編制在很大程度上可以對數控機床機械技術加工效率產生最為直接的影響。

3提高數控機床機械技術加工效率的策略

3.1軟件系統

1）專業操作人員。

在實際的工作之中，專業的操作人員對于提高控機床機械技術加工效率有著十分重要的作用，他們是對數控機床軟件進行實際操作的人員，其專業能力與業務素養對于控機床機械技術加工效率有著直接的關系。因此，加工企業應該充分的重視數控機床操作人員業務能力的提高。具體的實施方式有很多，其中比較重要的方式可以分為以下幾種：①加工企業應該針對操作人員進行定期的培訓，不斷的提高他們的綜合素質與業務能力，讓員工掌握相關的理論知識與注意事項；②應該不斷引進相關的專業人才整體提高數控機床操作人員的整體素質，保障數控機床機械技術加工效率的提高。

2）進一步規范操作流程。

與普通機床相比，數控機床在的操作流程更加復雜，操作工藝相對較多。因此，在實際的工作之中，為了進一步提高數控機床機械技術加工效率，我們應該嚴格的規范數控機床的操作流程，減少數控機床工作之中的冗雜流程，制度嚴格的工作步驟與檢驗步驟，真正實現數控機床工作的科學化與規范化，以此來提高數控機床機械技術加工效率。

3）創新管理模式。

數控機床有著其自身的特點，其中最為突出的特點就是需要進行科學的管理，只有這樣才能更好的發揮數控機床的優勢，促進加工企業的不斷發展與進步。因此，在實際的工作之中一定要注重數控機床管理模式的創新，對不同工藝的數控機床制定不同的管理模式，實現管理模式的與時俱進，只有這樣才能更好的促進數控機床機械技術加工效率的提高。

3.2硬件方面

在提高數控機床機械技術加工效率過程中最為重要的方式就是注重硬件方面措施的采取，要充分的分析數控機床的工作特點，針對其具體的工作環境采取相應的措施，在實際的工作中需要注意的方面很多其中比較重要的方面主要是以下幾個方面。

1）恒定的電網供電水平。

數控機床依靠科技技術與電腦尖端技術，對電網供電系統有著極為苛刻的限制。就目前應用較為廣泛的數控機床來說，其裝置內部欠壓保護裝置的報警系統在不穩定的電網系統中很難維持恒定的工作狀態，要解決這個問題最直接的辦法就是根據運行中數控機床的自身特性，有方向有策略的針對的配置交流穩壓器，以減少高峰及低谷時段供電不穩定對整個加工高效所產生的后果。

2）加強對設備選型的研究。

在實際的工作中，我們應該注重加強數控機床設備選型的研究，尤其是針對數控系統方面也更是需要重視。在具體的工作之中，應該根據工作的具體環境和具體條件，結合生產的產品等因素對設備的型號進行選擇。另外，一個加工企業購買多種控機床的過程中應該買一個廠家出產額設備，方便維修，有利于工藝之間的連接，從而實現數控機床機械技術加工效率的提高。

3）做好機床的維護和管理。

數控機床的管理與維護對于保障數控機床正常工作，提高數控機床的使用壽命有著極其重要的作用與價值。機床是對數控機床進行維護和保養最為重要的方式之一，要結合機床實際的工作環境與工作狀態，對機床進行適當的保養。另外，還應該針對不同型號的機床選擇不同的油，只有這樣才能保障機床的正常工作，提高數控機床機械技術加工效率。

4結束語

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關鍵詞：PLC；數控機床；控制系統

引言

隨著計算機技術與自動控制技術的發展，數控機床的控制已經由傳統的繼電器邏輯電路RLC升級成了可編程邏輯控制器PLC。PLC在數控機床的控制中，不僅可以對各個坐標軸進行連續控制，還可以控制主軸的起停，刀具的更換，工件的夾緊，液壓系統、冷卻系統、報警系統的控制。同時，PLC控制系統具有程序簡單清晰、硬件電路抗干擾能力好、可靠性高，高性價比的優點。

1可編程邏輯控制器介紹

1.1PLC概述

可編程邏輯控制器PLC（ProgrammableLogicController）是一種數字運算電子系統，專為工業環境下運行而設計。它采用可編程序的存儲器，用于存儲執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等特定功能的用戶指令，并通過數字式或模擬式的輸入或輸出，控制各種類型的機械或生產過程。可編程邏輯控制器是計算機技術與自動控制技術有機結合的一種新型的工業控制器。具有以下特點：1）削弱了微機的數字處理功能，強化了邏輯運算處理功能；2）具有很強的抗干擾能力，適應惡劣的工業環境；3）結構緊湊、體積小，易于安裝在數控機床中；4）編程簡單、操作方便、易于控制。

1.2PLC分類

數控機床中采用的PLC控制系統種類很多，型號規格較多，按結構形式分類可以分為兩類，一類是內裝型PLC，一類是獨立型PLC。1.2.1內裝型PLC內裝型PLC是指數控機床CNC的生產商在設計研發時就將PLC與CNC綜合考慮，將PLC內嵌進數控機床中，PLC與CNC之間則通過CNC的輸入/輸出接口實現數據的傳輸。該方式結構簡單，PLC可以共用CNC的CPU，無需單獨供電，整臺機床的性價比較高。目前我國的沈陽機床廠、大連機床廠均在自助開發控制系統。1.2.2獨立型PLC獨立型PLC是指控制系統生產商單獨生產提供的，它們的輸入輸出接口，控制點數，程序存儲量、CPU功能均與對應機床相適應，能夠獨立的完成控制任務，因此又稱為通用型或外裝型PLC。獨立型PLC一般采用積木式模塊結構或插板式結構，形式簡單，易于維護、升級和擴展。目前常用的獨立型PLC生產商有華中數控、德國西門子、日本發那科等。

2PLC的組成及工作方式

2.1PLC內部結構

PLC控制系統主要是由微處理器CPU、存儲器、輸入/輸出模塊、設備和電源組成。其中CPU與常用計算機的CPU一樣，是PLC控制系統的核心，用以解釋和處理程序中的命令，在運行中可以讀取用戶程序，解釋指令的內容，按指令規定的任務，產生相對應的控制信號。存儲器分為系統存儲器和用戶存儲器，系統存儲器用以存儲監控程序、模塊化應用子程序和各系統參數，用戶存儲器用以存放用戶程序。擴展單元當主機默認的輸入輸出點數不夠時，可以擴展模塊來增加輸入輸出的點數，不能單獨使用，只能與主機一起使用。設備包含編程器、繼電器、電磁閥和指示燈。

2.2工作方式

數控機床中的PLC控制系統的工作方式總是按順序執行用戶編制的程序，在每一個時刻執行一道命令，因為執行速度非常快，我們認為該響應為實時響應。用戶在掃描程序時，掃描過程分為三個階段，輸入采樣階段、程序執行階段和輸出刷新階段。可編程控制器執行完上述的三個階段為一個掃描周期，不同PLC的處理能力不同，一般執行1000條指令時間約為1ms到10ms。輸入采樣階段：可編程邏輯控制器在輸入采樣階段以掃描的方式按照一定順序依次讀入輸入模塊的信息，并保存至寄存器中。在程序不斷被執行時，當外部輸入信號發生變化后，此時在寄存器中的信息也不會發生改變，只能在下一個工作周期從輸入采樣階段重新被讀入。程序執行階段：在寄存器中的每一條指令首先被讀入，然后都會被掃描，掃描完成后進行CPU的邏輯運算，運算后的結果經過輸入輸出模塊運送到輸出寄存器。輸出刷新階段：這是整個工作流程的最后一步，在所有指令執行完成后，將輸出寄存器的輸出狀態送到輸出電路，形成最終控制輸出過程。

2.3PLC在數控機床中的控制功能

PLC是數控機床的控制中心，各個運動的實現均依賴于PLC的控制，PLC的控制功能主要有以下五方面：操作面板的控制：操作面板分為系統操作面板和機床操作面板。系統操作面板的控制信號先是進入NC，然后由NC送到PLC，控制數控機床的運行。機床操作面板控制信號，直接進入PLC，控制機床的運行。機床外部開關輸入信號：將機床側的開關信號輸入到送入PLC，進行邏輯運算。這些開關信號，包括很多檢測元件信號(如：行程開關、接近開關、模式選擇開關等等。輸出信號控制：PLC輸出信號經控制電路中的繼電器、接觸器、電磁閥等輸出給控制對象。功能實現：系統送出T指令給PLC，經過譯碼，在數據表內檢索，找到T代碼指定的刀號，并與主軸刀號進行比較。如果不符，發出換刀指令，刀具換刀，換刀完成后，系統發出完成信號。M功能實現：系統送出M指令給PLC，經過譯碼，輸出控制信號，控制主軸正反轉和啟動停止等等。M指令完成，系統發出完成信號。

3結論

我國是一個制造業大國，對機床的需求量十分廣泛，但是我國的高端數控機床自主研發生產并不多，很多依賴進口。未來數控機床的類型將更加多樣化，多工序集中加工的數控機床品種越來越多；激光加工等技術將應用在切削加工機床上，從而擴大多工序集中的工藝范圍；數控機床的自動化程度更加提高，并具有多種監控功能，從而形成一個柔性制造單元，更加便于納入高度自動化的柔性制造系統中。

參考文獻

[1]陳子銀.數控機床電氣控制[M].北京:北京理工大學出版社,2006

[2]譚華,王建軍.PLC程序在數控機床故障診斷中的應用[J].無錫商業職業技術學院學報,2006,(6):10~13

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關鍵詞 GPRS；監控系統

中圖分類號TG659 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2013）84-0195-02

GPRS對于我們來說并不陌生，可是我們了解GPRS最開始是知道他是應用于手機，再后來是汽車的導航，而本文所要論述的是在數控機床上，GPRS如何去應用尤其是對于數控機床的遠程監控方面。

1 GPRS設計的背景

科技的發展帶動了很多行業的發展，當然也包括工業企業，數控技術作為科學技術的產物在現代企業已經有了舉足輕重的作用，加快了制造業邁向數字化的腳步。眾所周知，數控機床的優點是非常突出的包括工作效率非常高、精度高、操作起來非常方便等等。這樣的優點使數控機床的價格始終居高不下，而且在維修是也是需要一些專業的人員去進行的，無形之中成本增加了更多。因此，只有找到一個適當的方式來對數控機床進行管理才能使得數控機床為企業創造最大的價值。

現在來看，數控機床雖然基本實現了自動控制，然而在管理方式上仍然是采用一些原始的人工來控制的方式例如在特定的實際進行上報、打電話匯報等等諸如此類的形式。這樣的管理方式，最大的弊端就是由于故障出現的時候不能第一時間被發現所以使得系統運行的整體效率不能滿足之前的設計，所以說原始的人工控制管理對數控機床實現靈活、集中的監控和管理起到了一定的抑制。

真是在這樣的背景下，筆者受到GPRS在其它各個領域當中的應用，開發了本系統。整個系統以先進的GPRS技術為基礎，融合了包括通信、計算機、遠程故障診斷等目錄來說最先進的技術，實現了對數控機床在管理上進行實時監控、故障的診斷以及報警等功能改變了之前數控機床的原始的人工控制，也就是說減少了人力成本的使用，而且提高了監控效率。由于這種方式當數控機床發生故障的時候可以第一時間進行診斷，從而縮減了各種故障給機床及生產說產生的一些負面的問題，也就是說可以使數控機床的使用年限延長的同時也給企業創造更多的經濟價值。

2 數控機床中GPRS監控系統的設計思想

2.1 系統的整體設計

整個數控機床中GPRS監控系統的主要部分分別是GPRS網絡、Internet以及數控機床監控中心以及監控終端這四大塊來組成， Internet將數控機床的監控中心和GPRS網絡連接起來，這樣就可以將數控機床是實時工作情況傳送到數控機床的監控中心，GPRS監控系統并不復雜，可是卻實實在在的解決了數控機床之前無法第一時間發現和了解數控機床工作狀態的問題。

2.2 各個部分的設計

下面我們就要看一些各個部分的具體設計，首先說一些數控機床的監控中心，它通過Internet上，同時采用IP+UDP協議（IP+UDP協議最大的優點是開銷較小）來同GPRS實現互動和對話，將監控中心所發出的一些命令，這些命令包括實時監控、故障的診斷以及報警等等，它會以UDP數據報文的形式通過GPRS發送到數控機床的監控終端，反過來監控終端的信息同時也會反饋給監控中心；在整系統中Internet的作用是一個紐帶的作用，它是將GPRS網絡同監控中心連接在一起的紐帶；如果是Internet的作用是一個紐帶那么GPRS就是這個系統的一個通信載體，我們都知道GPRS技術目前在我國，已經廣泛地被應用于整個通信領域當中，它的最大優點就是傳輸速率夠強大，GPRS不僅僅是傳輸速度塊而且同時具有速率傳輸準確兩大特點這就是為什么說GPRS對于信息的傳輸是一個最佳的選擇。整個數控機床的監控系統可以通過GPRS來實現數控機床監控中心和監控中心通過Internet來實現互傳；數控機床的監控終端作為系統的一個中心，它的主要工作就是對現場數據進行采集之后傳送到數控機床監控中心，另外一個作用就是對數控機床監控中心通過Internet發送過來的數據進行接收并進行相應的處理。

3 數控機床中GPRS監控系統的軟件設計

3.1 系統所采用的通信協議

數控機床的監控終端和監控中心之間是以GPRS為媒介通過Internet來實現互聯，以實現將數據采集之后第一時間發送到出去及時的進行處理，并且還有實現對監控中心實現遠程控制。這時候就必須要有個相應的協議來實現數控機床和監控中心終端之間的有意義約定。

首先我們給所要傳送的數據設定上起始和結束標志，然后在監控終端不同的監控終端設定上不同的序號，每個不同的數控機床都有不同的監控終端，也就是說這個序號就是區分不同數控機床的一個標志；控制信息是監控中心發給監控終端的控制信息；當監控中心在發現數控機床有不正常的現象時就會發出報警信息傳送到監控終端；這樣我們就可以結合GPRS技術通過通信協議來實現整個工廠不同的數控機床的集中管理和控制了。

3.2 系統的軟件設計

監控終端和監控中心兩大模塊是整個系統軟件模塊當中最重要模塊。首先我們來看一下監控中心的組成是由數據庫服務器、應用服務器以及通信前置機來組合構成的，來實現一些信息之間的整體互通。所以說在計算機上分別有不同的軟件來進行運行，當然還有分別為兩個系統來設計不同的數據庫。監控終端數控的功能是要將數據從數控機床的監控終端進行集中字一起，執行監控終端所發出的命令，將各個終端傳輸過來的數據進行存儲已經進行必要的分析，這時候通過分析、比對就會發現數控機床的運行是夠是按照既定的運行軌跡進行的，如果發現異常那么就會立刻做報警處理，并在數據庫中將得到的數據進行備份處理。

數控機床監控終端的軟件部分模塊分別是不同信號處理和傳輸。數控機床的監控中心監與控終端始終是以GPRS為媒介通過Internet來相連的，監控終端對監控中心發來的數據會第一時間去分析、處理，發現有異常的時候會第一時間發出警報，同時對異常的類型發出提示。

4 結論

上面所闡述的數控機床中GPRS監控系統是以GPRS作為這個系統的一個平臺，它將GPRS在數據傳輸上速率傳輸準確以及速度快的有點體現的淋漓盡致。同時將數控機床本身的特點融合在整個系統當中，使得整個系統在一些大型的工業企業當中可以被大力推廣。本系統已經在一些工業企業當中被實驗使用了，已經證明了這個系統的使用性和經濟性。

參考文獻

[1]劉利，鄧志良.基于GPRS的攤鋪機遠程故障診斷系統[J].微計算機信息，2008，12：181-183.

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關鍵詞 PLC；數控機床；故障診斷

中圖分類號TG659 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2012）77-0133-02

數控機床需要對坐標軸運動進行控制，對諸如主軸轉動和停止進行控制，對刀具交換，工件的扣緊及松開，切削液的開、關以及系統的運行等進行順序控制，另外還包括機床報警處理等。在現代數控機床中通常采用可編程控制器來完成這些功能。

1 PLC的性能特點

PLC是專門為工業控制設計的控制器，實質上是專門服務于工業控制領域的計算機系統，它是一種通用的產品，其內部采用了由大規模集成電路構成的微處理器和存儲器等，具有以下特點。

1）編程簡單。PLC的基本指令有限，梯形圖和傳統的繼電器控制圖相似，較容易掌握。可利用PLC的輸入/輸出接口直接與繼電器、接觸器、電磁閥等連接，使用簡單。編制程序的步驟和方法容易學習，對程序進行增減、修改和運行監視都很方便，編程人員一般具備電工知識以及一定文化水平，短時期內就能學會；

2）通用性好。同一臺PLC只要改變軟件，就可以實現不同的控制要求。同時，PLC已實現產品系列化，可以由各品種組合成不同的控制系統，以滿足不同的控制要求；

3）功能強，體積小，重量輕，性能價格比高。一臺收錄機大小的PLC具有相當于三個1.8m高的繼電器柜的功能。PLC的結構緊密、堅固、體積小巧，容易裝入機械設備內部，因而成為“機電一體化”的較理想的控制設備；

4）可靠性高，抗干擾能力強。PLC是專門為工業控制而設計的專用計算機，能在惡劣的環境中可靠地工作，具有很強的抗干擾能力。

此外，PLC減少了設計及施工工作量。PLC的工作是在硬件的支持下，執行軟件的全過程，PLC的工作過程是周期循環掃描的工作過程。掃描既可按固定順序進行，也可按用戶程序規定的可變順序進行。

2 數控機床中PLC的功能

2.1 機床操作面板控制

PLC可將操作面板上的信號送入接口信號區，實現對數控系統的運行控制。其中包括M、S、T功能。S功能處理：主軸轉速可以用S二位代碼或四位代碼直接指定。T功能處理：數控機床通過PLC可管理刀庫，進行刀具自動交換。M功能是輔助功能。

2.2 輸入信號控制

PLC接到來自機床側的開關輸入信號后，通過邏輯運算，再傳遞給控制對象，從而實現對各類開關的控制，如溫控開關、形成開關、壓力開關等。

2.3 輸出信號控制

PLC可將輸出的信號經過繼電器、接觸器，并通過液壓或氣動電磁閥，對各種操作裝置、電動機和電磁制動器等進行控制。

2.4 伺服控制

PLC可通過驅動裝置實現對各類電動機的伺服控制。

2.5 報警處理控制

當機床運轉出現故障時，PLC可及時收集故障信號，數據系統將顯示具體的報警信號，以便于故障診斷。

3 數控機床中PLC的軟件編程

PLC的系統軟件由廠家編寫并固化在ROM中，用來管理協調各部分的工作，循環檢測輸入口的狀態，解算用戶應用邏輯程序。應用軟件是用戶根據系統控制的需要而編寫的應用程序，用以實現用戶的控制要求。PLC的編程語言通常為梯形圖，功能圖和布爾邏輯編程。其中梯形圖的應用最為廣泛，形式上類似于繼電器控制電路圖，簡單、直觀、易讀、好懂。

數控機床中的PLC編程步驟如下：1）確定控制對象 選定PLC的型號及其硬件配置。不同型號的PLC具有不同的硬件組成和性能指標。PLC性能指標主要考慮其基本的I/O點數和存儲量；2）制作接口格式并定義輸入/輸出信號需要設計和編制下列接口技術文件：輸入和輸出信號電路原理圖，地址表，PLC數據表；3）制作梯形圖 在分析機床工作原理或動作順序的基礎上，用流程圖、時序圖等描述信號與機床運動之間的邏輯順序關系，據此設計制作梯形圖；4）順序的輸入、調試及確}人 把梯形圖轉換成指令表的格式，然后用編程器鍵盤寫入順序程序。接下來用仿真裝置或模擬臺進行調試、修改；5）順序程序固化存儲和文件整理 將經過反復調試并確認無誤的順序程序固化到EPROM中，并將程序存人軟盤或光盤。同時整理出有關圖紙及維修所需資料。

4 PLC在數控機床故障診斷中的應用

在現在的數控系統中，PLC都具有很完善的自診斷功能，當機床在使用和操作過程中出現故障時，可以在CRT上顯示出故障的報警信息，操作和維修人員可以充分的利用這些信息，從而迅速而準確的找到故障的原因并加以排除。數控機床操作過程的每個動作都有明確的順序，自動交換動作也是按照既定的操作順序完成。PLC在數控機床故障診斷中的應用就是基于機械裝置運動過程的先后順序，將正常情況的操作和故障情況相對比，發現問題，診斷原因。由于控制對象的工作原理是PLC設計的基礎，維護人員可以分析相關工作原理，并依據PLC的I/O狀態，對機床設備的故障及原因做出診斷。

在數控機床中，PLC是通過I/O接口實現對輸入和輸出信號的傳遞，如果機床發生故障，往往會表現在接口通道，維護人員發現接口通道的問題，就可及時對機床故障加以診斷。數控系統不是由于硬件原因產生故障的時候，維護人員可以只通過查看PLC的I/O接口狀態，而不需要查看梯形圖和電路圖就能找出故障的原因。另外維護人員還可以通過比較正常狀態下和故障狀態下數控機床的輸入，輸出狀態列表來判斷故障位置。解決數控機床故障的最基本的方法，是通過數控機床的PLC梯形圖分析和診斷故障。此外，在數控系統PLC出現故障的時候，有一些情況，也可以通過查看輸入/輸出及標志狀態的變化，根據PLC的動作變化，可以分析出故障的原因。

綜上所述，數控機床PLC故障診斷的要點如下：首先要了解數控機床各部分檢測開關的安裝位置，如：數控機床的刀架、刀庫、機械手、氣壓和液壓裝置、壓力開關等，并且要明確PLC信號輸入所對應的標志。其次要了解機床操作執行過程中的動作順序，以及PLC信號輸出所對應的標志。最后要了解各種條件標志，如啟動、停滯、加緊、松開及限位的標志信號，以便于工作人員時刻跟蹤PLC梯形圖的變化，根據各種故障信息，按照數控機床工作原理及時診斷，并確定正確的維修方法。

參考文獻

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隨著數控技術的快速發展，它已經被廣泛應用到醫療設備、軍事裝備、制造行業等諸多領域，并發揮著越來越重要的作用[1]。數控技術在使用過程中，由于自身技術水平、質量、精度、性能等方面的影響，及時補充技術水平，才能保證數控技術的發展速度[2]。由于數控機床控制對接的過程是一個十分復雜的過程，因此，數控機床控制對接軟件設計方法，成為工業領域需要研究的核心問題，受到很多專家的重點關注[3]。當前階段，主要的數控機床控制對接軟件設計方法主要包括基于運動軌跡跟蹤算法的數控機床控制對接軟件設計方法[4]、基于特征點重疊算法的數控機床控制對接軟件設計方法和基于三維立體技術的數控機床控制對接軟件設計方法[5,6]。由于數控機床控制對接軟件設計方法在工業領域應用范圍十分廣泛，因此，擁有廣闊的發展前景，成為很多科研單位研究的重點課題。

1系統總體架構

數控機床控制對接系統的總體結構如圖1所示。硬件部分主要有CCD視頻采集器、SEED-VPM64圖像處理DSP、MC9S12DG128微處理器、蓄電池、LED顯示器、SATA硬盤等夠成。圖像采集系統基于TMS320DM642內核的SEED-VPM64圖像處理DSP構成，為了提高圖像的處理性能，采用MC9S12DG128微處理器實現對數控機床控制對接狀態參數的采集和警示。LED液晶顯示器的分辨率是1920×1280，存儲介質采用250G的硬盤。CCD圖像采集器的作用是采集數控機床控制對接過程的圖像信息，是系統的核心部分。它包括PAL和NTSC兩種圖像格式，NTSC格式的圖像色彩穩定性較差，容易闡述相位失真，而PAL格式的圖像則能避免上述缺陷，因此采用PAL格式的CCD圖像采集器。由于數控機床控制對接的過程是個十分精密的過程，因此，CCD圖像采集器采用高保真TFT彩色CCD圖像采集器，其型號為OTAM。

2系統關鍵模塊的硬件設計

2.1SEED-VPM642圖像處理模塊的硬件設計

SEED-VPM642圖像處理DSP的核心是SEED-VPM642，其核心頻率為800MHz，處理性能為6000MIPS，能夠同時進行4路CIF格式的H384圖像壓縮算法。SDRAM為2G×64位，Flash為1G×32位，在上面有8個PAL/NTFS格式的圖像輸入接口。2個PAL/NTFS格式的圖像輸出接口。2個RS232/RS485串行通信接口。RTC實時時鐘可以為圖像的采集和處理提供系統時間。8個信號輸入/輸出接口，能夠實現數控機床系統的監測和控制。SATA硬盤接口能夠儲存大量的數控機床控制對接圖像。圖像處理模塊各連接與引腳設計圖如圖2所示。上圖中，SEED-VPM642微處理芯片上有4個VIDEOPORT口，所有的VIDEOPORT口都有一個24位的數據線和一個時鐘信號VP×CLK0，同時包括圖像輸出和輸入時鐘信號VP×CLK1、3個VP×CLK0、VP×CLK1以及VP×CLK2圖像源信號。其中每個圖像接口都被分成上下兩個信號通道。系統將SEED-VPM642中的VP1當作圖像的輸入、輸出接口。圖像解碼芯片采用TVP5150PBS，圖像編碼芯片采用SAA712H。

2.2圖像解碼模塊的硬件設計

圖像解碼模塊采用的芯片為TVP5150，其可以接收2路CVBS圖像輸入信號和1路Y/C圖像輸入信號，其連接與引腳設計如下圖3所示。TVP5150根據標準的IIC總線進行配置，其GPCL引腳能夠作為VP0口的CAPEN，用來控制圖像的采集。當GPCL引腳設置為“1”時，VP0口能夠實現圖像數據的采集，數據傳輸的速率最高為500KbITS，圖像信號輸入范圍是0.75V。CCD圖像采集器采集到的PAL圖像信號經過TVP5150轉換為YUV4:2:2數字色差信號，輸出圖像的格式為ITU-RBT656，通過IIC總線輸出圖像信號。圖像數據被暫時儲存在SDRAM中，利用DSP對SDRAM中的圖像數據進行讀取，并進行圖像處理。

2.3電源模塊及串口轉換模塊的硬件設計

電源模塊是保證終端系統運行性能穩定的重要手段，電源管理設計引角連接如圖4所示。上圖的電源設計中加入了LMN117對直流的電流進行轉換，消除外部的干擾。在電源與地間接入了一個二極管D5保證電源的供電穩定。計算機串口處理的電平是RS-232本文設計的電平串口轉換電路如圖5所示。

3軟件設計

3.1對接控制模塊的功能設計

數控機床控制對接采用伸縮管方式，其對接示意圖如圖6所示。上圖中，T、U分別為數控機床、UAV的質心；Pj表示特征點；B為對接點，它在數控機床坐標系下位置是固定的；R為UAV的口位置；C為系統攝像機的位置。所有坐標系都采用了ISO體系。基于上述數控機床控制對接過程的特殊性，系統設計控制軟件的主要功能包括：與測量設備和對接裝置的接口控制、對接裝置與機床初始位置定位、采集定位基準點坐標、機床與對接裝置的姿態計算、產生并傳輸對接裝置控制信號、對接過程控制、對接狀態監控、對接過程視覺校驗、對接圖像顯示等。根據上述功能的需要，系統控制軟件主要分為對接接口管理、對接基準點計算、對接之前的機床調整、對接運動控制、視覺校驗和參數處理等模塊。

3.2軟件的整體設計

以VisualC++6.0為基礎，結合OpenCASCADE的幾何形狀數據庫和視覺校驗交互數據庫進行數控機床控制對接的軟件的設計。圖7能夠描述軟件控制數控機床控制對接過程中的控制軟件設計流程。系統控制軟件需要利用TCP/IP通信協議才能實現與控制器進行連接通信，是間接與脈沖跟蹤儀進行連接，同時利用脈沖跟蹤儀自帶的編程接口，進行對脈沖跟蹤儀的控制。如圖8所示。對接基準點的測量過程為：1）連接控制器；2）對脈沖跟蹤儀進行處理化操作；3）下達測量指令，獲取油管錐套的控制位置信息并發送到控制系統；4）結束測量過程，并斷開連接。

3.3機床控制對接過程的計算

設置機床與錐套都是剛體，器空間機床姿態能夠用歐拉角和坐標值進行描述。設置對接基準點的實際坐標是(,,)ssssTxyzp=ppp，則測量點在機床坐標系中的坐標是(,,)ccccTxyzp=ppp，則sp與cp的關系能夠用下述公式進行描述：將上述機床姿態算法集成到系統控制軟件中，根據機床上的4個基準點即可計算出當前的對接姿態。將當前姿態與設定的姿態進行對比能夠獲取姿態的差值，將姿態差值轉化為運動控制器在x,y,z方向上的位移量，然后調整控制器的運動，從而消除姿態差值，實現了對接過程中的機床姿態調整。3.4對接過程的視覺校驗的實現數控機床控制對接過程的視覺校驗過程需要利用OPENCASCDE的幾何形狀數據庫和可視化交互數據庫。在軟件編寫的過程中需要將對應的動態連接引入到系統。視覺校驗的基本步驟是：1）采集對接圖像，創建一個3DVIEWER視窗，用于對接過程的顯示；2）在視窗中構建一個AISContext交互系統，用于視窗中對接狀態的操作和管理。3）將建立的對接過程的CAD模型轉換為交互對象，利用AISContext進行控制。需要在視窗中顯示IGES格式存儲的對接三維模型，其關鍵代碼如下所述：

4實驗與分析

為了驗證本文設計軟件的有效性，需要進行一次實驗。在實驗的過程中，利用仿真軟件MATLAB7.1構建數控機床控制對接實驗環境。分別利用傳統軟件和本文軟件對數控機床控制對接過程進行設計。試驗環境如圖9所示。根據上圖實驗結果能夠得知，在數控機床控制對接實驗的過程中，利用傳統的軟件進行對接控制的過程，由于沒有考慮外界環境的復雜情況，造成需要的時間遠遠高于本文軟件進行對接控制的過程。而利用本文軟件則能夠避免傳統系統的弊端。從而縮短了數控機床控制對接過程需要的時間。將上述實驗過程中的數據進行整理和分析，能夠得到表1中的實驗結果。在上述實驗的過程中，在不同軟件控制下的機床的受力情況如圖11所示。根據圖11實驗結果能夠得知，利用傳統軟件進行數控機床控制對接控制，軟管錐套受到的拉力遠遠大于本文軟件控制下的機床，增加機床損壞的風險。而利用本文軟件控制下的機床受力情況十分均勻，合理，從而保證了對接過程中的安全。針對上述數據進行整理和分析，能夠得到表2中的實驗數據。根據上表實驗結果能夠得知，利用本文系統進行數控機床控制對接，能夠有效保證對接過程中的安全，充分體現出本文軟件的優越性。

5結束語

篇9

【關鍵詞】數控機床，電氣維修；經濟效益

0.引言

近年來，我國工業發展規模不斷擴大，對工業生產效率要求也在不斷提高。數控機床作為現代工業生產不可或缺的一部分，在數控機電氣運行過程中，受多種因素的影響，會造成設備出現故障，進而影響到數控機床電氣系統運行效率，不利于生產效率的提高。電氣維修技術作為數控機床電氣系統安全、穩定運行的保障，加大數控機床電氣維修技術的應用可以有效地提高數控機床電氣設備運行效率，為企業帶來更好的經濟效益。

1.數控機床的電氣維修的重要性

隨著經濟、科技的不斷發展，我國工業事業得到了飛速發展。數控機床設備作為現代工業發展不可或缺的一部分，數控機床是一種高效率的自動化自創，數控機床設備的應用極大的提高工業生產效率。在這個競爭日益激烈的市場環境下，經濟效益是企業生存的保障，而企業為了更好地生存，就會加大生產，加重數控機床設備的負荷，而在數控機床設備運行過程中，由于過量的操作，長時間運行，會造成電氣發熱，導致一些性能交差的原件經不住考驗而出現故障，對于數控機床設備而言，它本身比較昂貴，而企業不合理的加工工序，長時間的使用數控機床，很容易就會造成數控機床出現故障，使得運行過程合縱數控機床失效，造成工作的停頓，影響到生產進度和效率。數控機床電氣維修技術作為數控機床穩定運行的保障，只有做好數控機床電氣維修工作，才能降低數控機床設備故障，保障數控機床設備在生命周期內正常運行，發揮其功效，繼而不斷提高生產效率，為企業帶來更好的經濟效益[1]。

2.數控機床電氣故障分類

2.1硬件故障

數控機床設備一種電氣化的設備，在運行過程中，很容易出現數控機床電氣硬件故障，如電子故障、電器件故障、線路故障、接插件故障等，這些故障的發生會影響到數控機床運行效率。

2.2PLC故障

PLC 作為一種重要的工作裝置，它是以計算機為核心技術，對工業電器系統中的繼電器進行邏輯編輯控制。然而在數控機床電氣運行過程中，受多種因素的影響，會造成PLC裝置出現故障，一旦PLC裝置出現故障，就會影響到整個電氣系統的運行。

3.電氣繼電保護的維修技術

3.1觀察法

數控機床作為一種機械設備，而在這個就講究效益的社會環境下，企業就會批量的加工生產，進而使得數控機床設備出現超負荷運行，電氣設備就會因過壓而出現短路、燒壞線等問題。針對這類的故障，往往會有明顯的外部現象，如燒焦、電氣裝置發熱、冒煙等。此時，通過眼睛直接觀察，就可以判定出故障的所在。如果觀察到電氣裝置內部發黃、有燒焦氣味散出，則就可以斷定為繼電裝置出現故障，進而維修人員就要基礎更換已經損壞的元件，確保系統運行穩定。

3.2對比法

對比法就是通過兩臺型號、性能相同的裝置進行比較，通過測試兩臺電氣設備的性能才找出故障的所在。在數控機床電氣設備運行過程中，當電氣設備出現故障時，可以利用一臺與該故障設備型號、性能相同的設備進行比較，讓兩臺裝置在相同情況下運行，通過觀察兩臺儀表測到的信號來進行對比，進而判斷故障所在。

3.3故障分析

數控機床電氣設備發生故障后，首先要確定設備類型，然后以當前的顯示參數為依據，迅速判斷設備的具體故障，設備故障分析與檢修的前提必須是足夠了解電力運行相關參數及其他相關理論知識，檢修前應向工作人員詢問生產過程當中的工藝情況以及故障前的參數變化，查詢裝置運行記錄等工作[2]。

3.4備件置換法

當故障分析結果集中于某一印制電路板上時，由于電路集成度的不斷擴大而要把故障落實于其上某一區域乃至某一元件是十分困難的，為了縮短停機時間，在有相同備件的條件下可以先將備件換上，然后再去檢查修復故障板。設備的更換必須是在斷電情況下進行，確保維修技術人員的人身安全。另外，針對一些特殊的元件，必須嚴格按照操作說明進行，如，電路板，在更換電路板的時候，一定要記錄下原有的開關位置和設定狀態，并將新板作好同樣的設定，否則會產生報警而不能工作[3]。

3.5數控系統的控制

數控機床系統的安全性、穩定性、可靠性直接關系到了數控機床電氣運行效率。為了給企業創造更多的價值，就必須做好數控系統的管理[4]。首先，利用先進的科學技術，建立開放式的數控系統，通過利用數字、文字和符號組成的數字指令來實現一臺或多臺機械設備動作控制，它所控制的通常是位置、角度、速度等機械量和開關量，實現數控機床電氣的自動化控制；其次，要安排專業的技術人員，對數控機床電氣設備進行日常管理，做好日常記錄工作和技術分析，確保電氣設備的正常運行。

3.6電源線路的選擇

電源是提供計算機中所有部件所需要的電能。電源功率的大小，電流和電壓是否穩定，將直接影響計算機的工作性能和使用壽命。在數控機床電氣運行過程中，電源是數控機床運作的基礎，電源線路的好壞直接關系到數控機床運作的連續性、穩定性。在電氣系統中，變頻器的工作方式是先將系統中導入的交流電轉換為直流電，再將直流電變為交流電，在數控機床電氣控制系統中，電氣控制系統通過調節電源模塊，將進入系統中的交流電通過調頻器轉換為一定的直流電，從而滿足電氣系統的用電需求，同時通過對電源線路的優化設計，在系統斷電之后，機床信號可以得到歸零，在系統通電后，機床信號就會自行恢復，從而保障了數控系統的可行性[5]。

3.結語

在這個競爭日益激烈的市場環境下，企業參與市場競爭的手段就是經濟效益。對于加工生產企業來說，企業的經濟效益與數控機床電氣有著直接的關聯。數控機床作為一種自動化的電氣設備，為了確保數控機床電氣穩定運行，就必須做好數控機床電氣維修工作，采用有效的維修技術，做好數控機床電氣系統管理，進而不斷提高數控機床電氣生產效率，為企業帶來更好的經濟效益。

參考文獻

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[2]何云. 數控機床的電氣維修技術及發展趨勢探討[J]. 電子制作，2013，10：232.

[3]黃景良. 數控機床電氣維修生產實習教學探析[J]. 好家長，2015，08：52-53.

篇10

關鍵詞　數控機床；切削加工；程序指令；數據信息

中圖分類號TH18 文獻標識碼A 文章編號　1674-6708（2013）83-0025-02

0　引言

隨著科學技術的不斷發展，機械加工能力的不斷加強，對產品的精度要求越來越高，對零件加工工藝的規范化不斷提高。普通的加工能力已經不能滿足在短周期內更換新產品的需求。尤其是宇航、軍工、造船、汽車和模具加工等行業。在這種情況下，只有數控機床才能滿足需求，因此它已經占據機械行業的最顯眼地位。

在機械行業中，有很多制造機械的機器，也有很多能夠制造機器的機器。如車床、銑床、刨床、磨床、鉆床等等，它們是機械行業發展的基礎，也叫“母機”。因此機床行業位居“工具母機”的特殊地位。也正因為這樣，它才對機械工業中各行各業的升級具有特殊重要的意義。所以，機床行業的發展既取決于中國機械全行業總體發展趨勢，同時又影響著全行業的健康發展。數控機臺又是機械行業的基本生產設備，它的發展狀況會直接影響到一個國家的現代化水平。因此，它的數量和質量將是衡量一個國家發達程度的重要標志之一。

1　數控機床的類型

數控機床大體有數控車削，數控銑削，數控鉆床，數控加工中心。其它的還有數控線切割、數控插齒、數控工具磨、數控雕刻機、數控折彎機、數控沖床、數控剪床等等。

還可以將數控機床分為普通數控機床和加工中心兩大類。

一類是普通數控機床。它一般指在加工工藝過程中的一個工序上實現數字控制的自動化機床，如數控銑、數控車、數控鉆、數控磨床、數控齒輪加工機床等。普通數控機床在自動化程度上還不夠完善，刀具的更換與零件的裝夾仍需人工來完成。

另一類是數控加工中心。它是帶有刀庫和自動換刀裝置的數控機床，它將數控銑床、數控鏜床、數控鉆床的功能組合在一起，零件在一次裝夾后，可以將其大部分加工面進行銑、鏜、鉆、擴、鉸及攻螺紋等多工序加工一次完成。由于加工中心能有效地避免由于多次安裝造成的定位誤差，所以它適用于產品更換頻繁、零件形狀復雜、精度要求高、生產批量不大而生產周期短的產品。

我國的金屬板材加工行業也是不容忽視的加工行業，在社會發展中也占據著相當重要的地位。為了更快更好的發展我國的金屬板材加工行業，將數控壓力機、數控剪板機和數控折彎機等應用到這個行業中。

還有測繪用的數控多坐標測量機，繪圖用的自動繪圖機，工業機器人等。

2　數控機床的特點

1）數控機床與普通機床相比，它可以完成普通機床難以完成或根本不能加工的復雜零件的加工。而且它的加工精度高，加工穩定可靠，高柔性，高生產率，勞動條件好，有利于管理現代化，但它的投資大，使用費用高，生產準備工作復雜，維修困難等特點；

2）降低了操作人員的勞動強度。在普通機床上加工一個零件需要更換多次夾具，而在數控機床上就可以只裝夾一次就夠了；

3）數控機床生產效率高。如果加工零件數量較多，而且形狀簡單。可以將多個零件重疊放置，比如5件、10件。一次加工完成，直至加工結束。這樣，在數控機床上加工1次零件的時間，是在普通機床上加工1次零件的時間1/10或更少。一次加工數量是普通機床的10倍或更多；

4）降低人為誤差，質量可靠，節省生產時間；

5）減少用工數量。一人看管一臺機器，還可以一人看管兩臺機器。

4　數控系統的類型

各行各業的數控機床品種眾多，其數控系統也有很多：如fanuc數控系統、西門子數控系統、華中數控系統、三菱數控系統等等。無論有多少種數控系統，歸根結底都是將零件輪廓信息、轉速信息、進給速度等信息，通過譯碼器變成計算機可以識別的二進制數據形式，存儲在存儲器中。如發現不可識別的信息或語法錯誤等情況，以報警的形式提示用戶修改。

5　數控機床的工作原理

編程人員根據圖紙和工藝要求在計算機上編寫加工程序。通過連接計算機和數控加工設備的數據傳輸線，應用數據傳輸軟件，將編寫好的程序由計算機傳送到設備存儲器中。

操作人員把需要加工的零件通過夾具、壓板等工具固定好后，安裝好刀具，檢查油、冷卻油是否足量，檢查程序里給出的主軸轉速、進給速度是否合適，一切工作準備就緒后，就可以按照圖紙中的工藝要求加工出合格的產品了。

6　數控機床與人們的生活息息相關

電能是人們日常生活必不可少的能源之一。水力發電、火力發電、核能發電、風力發電甚至還利用了自然能源，比如說太陽能發電、海水高度差發電等等。

能源問題是國家戰略問題，我國一直注重電力設備的制造。經過幾十年的發展，我國電力設備制造水平已經位居世界前列，我國的電工裝備制造企業能夠勝任智能電網的發展需求。數控機床應用在電力發展行業上也需要更上一層樓。

隨著人們生活水平不斷提高，人們的需求日益增多。增大了發電行業的裝機容量，發電設備必然會進一步發展，葉片發電機組做出不可磨滅的貢獻。它是由每一個葉片零件組裝成的。而葉片零件的加工則是由數控機床來完成的。數控銑床，數控磨床，數控加工中心，數控車床等等。我國數控機床產品已延伸到成套、復合領域。數控系統裝置是數控機床的神經中樞，我國從上世紀90年代末開始，掌握基于通用32位工業控制機開放體系結構，一舉登上當代同一起跑線，開發出能與加工中心、復合車削機床及齒輪機床配套的數控系統，特別是能控制五軸聯動和具備網絡化遠程監測、診斷、操作功能的數控系統，并開發出弧齒錐齒輪數控加工。

總體來講，我國機床產業進入轉型期后，發展順利，自主創新能力提升，整體產業實力有了質的飛躍。

7　數控設備制造業已成為中國工業的主導行業

在中國，機床行業已進入了創新活動的活躍期。中國的創新資源逐漸成熟，在某些領域已經到了由技術模仿跟蹤轉向主要依靠自主創新求發展，進而在產業發展制高點上挑戰全球。我國有條件由一個技術消費國轉變為技術創新國，帶動傳統產業的改造升級，由低端制造轉向產業鏈，培育出一批批具有全球競爭力的企業和企業集團，進一步提高國家競爭力。

機床，是裝備工業的母機，關系到國家整體實力，要率先取得更大的突破。國內一批裝備制造的領軍型企業，經過多年的積累和進步，具備了相當的基礎，應該有信心、有志氣完成這個突破。這是國家的期望、民族的希望和企業的社會責任。

8　我國數控機床行業的未來發展趨勢

在中國機械工業中，機床行業位居“工具母機”的特殊地位，其水平也對機械工業中各行各業的升級具有特殊重要的意義。因此，機床行業的發展既取決于中國機械全行業總體發展形勢，同時又影響著全行業的健康發展。