導(dǎo)語：如何才能寫好一篇數(shù)控機床技術(shù)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：數(shù)控機床；直流電機；伺服電機；工業(yè)控制

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

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，機床的自動化日益興起，其中機床系統(tǒng)內(nèi)的核心部分的驅(qū)動源，即電機，起著關(guān)鍵性的作用，數(shù)控機床借助于電機輸出的角位移和角速度，執(zhí)行相應(yīng)的動作；直流電機應(yīng)用于數(shù)控機床，亦具有廣泛的應(yīng)用價值，其啟動轉(zhuǎn)矩一般較大，調(diào)速性能也較好，但其制造成本較高，可靠性也較差，相當(dāng)于馬達，在直流電的作用下，執(zhí)行相應(yīng)的輸出；伺服電機相當(dāng)于機床數(shù)控系統(tǒng)的無級變速裝置，區(qū)別于馬達，馬達一般是由直流或者交流電流直接驅(qū)動，無法實現(xiàn)調(diào)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(xiàn)高速的動作，執(zhí)行相關(guān)的功能，其精度高，幾乎不受環(huán)境的影響。本文將針對數(shù)控機床的直流電機和交流伺服電機展開論述，全面而系統(tǒng)的分析和研究數(shù)控機床的驅(qū)動技術(shù)。

一、數(shù)控機床的直流電機驅(qū)動技術(shù)

過去，數(shù)控機床的主要驅(qū)動技術(shù)采用的是直流電機驅(qū)動，在實際應(yīng)用中，也廣泛的應(yīng)用，例如現(xiàn)今的大型的化工、冶金工業(yè)、大型同步發(fā)電機等等都廣泛的應(yīng)用，直流電機有諸多的優(yōu)點，其調(diào)速性能較好，特別對于航空、電力機車等應(yīng)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(shè)備中，直流電機也較為應(yīng)用廣泛。對于直流電機驅(qū)動，其為了達到較高的精度和機床的高速運作，多應(yīng)用于高檔數(shù)控機床，對于一般的數(shù)控機床，直流電機驅(qū)動應(yīng)用較少，主要是其維護成本較高，可靠性較差。

對于現(xiàn)今的數(shù)控機床，數(shù)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(qū)動調(diào)速方便快捷，啟動轉(zhuǎn)矩較大，主要在大型的起重行業(yè)較為應(yīng)用多點，而對于數(shù)控機床本身而言，沒有實質(zhì)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(shù)控機床一般工藝流程較簡單，執(zhí)行簡單可靠即可，直流電機自身制造工藝復(fù)雜，其制造的成本的較高，其次是由于其維護較困難，對于數(shù)控機床，其長時間的實時運作，柔度較大，應(yīng)用實際中，一般不允許有較多的故障出現(xiàn)，直流電機驅(qū)動，經(jīng)常性的出現(xiàn)卡機現(xiàn)象，也造成不便，其可靠性也較差。數(shù)控機床采用數(shù)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(jù)輸入的脈寬數(shù)進行相應(yīng)的工作，對于數(shù)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(qū)動源。

二、數(shù)控機床的伺服電機驅(qū)動技術(shù)

數(shù)控機床多采用的伺服電機技術(shù)，在日常生活中多使用交流電，而且可調(diào)，應(yīng)用簡單方便靈活。對于伺服電機的輸出作為數(shù)控機床的驅(qū)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(xiàn)伺服電機的轉(zhuǎn)速的輸出控制，其占空比比較大，時間常數(shù)相應(yīng)比較小，能夠快速的響應(yīng)。

現(xiàn)今使用的多為交流伺服電機，交流伺服電機有著優(yōu)良的特性，執(zhí)行相應(yīng)時間小，其功率值的調(diào)動.范圍很大，相對于直流伺服電機而言，其執(zhí)行的精度雖高，但在成本和實用下，性能比遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于交流伺服電機，現(xiàn)如今，工業(yè)企業(yè)，機器人、流水線作業(yè)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(shù)，執(zhí)行相應(yīng)的反應(yīng)動作，交流伺服電機通過接收到的脈寬數(shù)，執(zhí)行電機的主軸（輸出軸）的轉(zhuǎn)速的控制。

對于交流伺服電機，其驅(qū)動技術(shù)分為開環(huán)控制和閉環(huán)控制；對于開環(huán)交流伺服電機控制系統(tǒng)，交流伺服電機采用單片機輸入的PWM脈寬數(shù)，交流伺服電機通過接收到的PWM脈寬數(shù)，執(zhí)行電機的主軸的轉(zhuǎn)速的控制，沒有構(gòu)成負(fù)反饋，直接通過接收到的脈寬數(shù)，由一個脈寬數(shù)對應(yīng)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(huán)控制系統(tǒng)精度不高，無法和系統(tǒng)之間的通訊連接起來，由于控制系統(tǒng)脈寬數(shù)存在缺失的情況，控制效果較差，系統(tǒng)穩(wěn)定性不高，故開環(huán)交流伺服電機控制系統(tǒng)較難滿足工業(yè)化設(shè)計的要求。

閉環(huán)交流伺服電機控制系統(tǒng)增加了負(fù)反饋的連接，其閉環(huán)控制系統(tǒng)亦是采用脈寬計數(shù)，從而實現(xiàn)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(fā)送PWM脈寬數(shù)的功能，這個脈寬數(shù)在閉環(huán)控制系統(tǒng)中，和交流交流伺服電機接受到的脈寬數(shù)相互的影響，相互的調(diào)節(jié)，形成閉環(huán)控制系統(tǒng)，從而知道系統(tǒng)發(fā)送給了交流伺服電機多少脈寬數(shù)，交流伺服電機控制系統(tǒng)又收到了多少脈寬數(shù)，從而執(zhí)行精確的電機軸的轉(zhuǎn)速的輸出，閉環(huán)交流伺服電機控制系統(tǒng)，控制誤差較小，通過反饋回路，不斷的調(diào)整系統(tǒng)響應(yīng)參數(shù)，達到精確控制的目的，在現(xiàn)今的工業(yè)控制領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

三、結(jié)語

本文基于應(yīng)用廣泛的數(shù)控機床出發(fā)，淺析和探討了其驅(qū)動動力的方式，即直流電機驅(qū)動和交流伺服電機驅(qū)動，對于直流電機驅(qū)動，其為了達到較高的精度和機床的高速運作，多應(yīng)用于高檔數(shù)控機床，對于一般的數(shù)控機床，直流電機驅(qū)動應(yīng)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(yīng)用很廣泛，大小企業(yè)都采用交流伺服電機進行控制，本文闡述了其控制技術(shù)的應(yīng)用，交流伺服電機的控制技術(shù)主要基于半閉環(huán)交流伺服電機控制技術(shù)、閉環(huán)交流伺服電機控制技術(shù)全面而系統(tǒng)的說明了交流伺服電機控制技術(shù)。

參考文獻：

[1]宋書中，胡業(yè)發(fā)，周祖德.直線電機的發(fā)展及應(yīng)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(shù).機電技術(shù)，2006.

篇2

我國從1958年開始研制數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)，到1966年研制成功晶體管數(shù)控系統(tǒng)，1972年又研制出集成電路數(shù)控系統(tǒng)，但由于國產(chǎn)元器件不配套，加之工藝和技術(shù)還不夠成熟，因此沒有進行大規(guī)模生產(chǎn).從1985年以后，我國的數(shù)控機床，在引進、消化國外技術(shù)的基礎(chǔ)上，進行了大量的開發(fā)工作，尤其是進入上個世紀(jì)90年代，我國數(shù)控系統(tǒng)的各方面研究力量在集中優(yōu)勢、突破關(guān)鍵、以我為主、發(fā)展產(chǎn)業(yè)的原則基礎(chǔ)上，逐步形成了以航天數(shù)控集團、機電集團、華中數(shù)控、藍(lán)天數(shù)控等國有企業(yè)，在關(guān)鍵技術(shù)上己達到國際先進水平，數(shù)控機床可供品種己超過300種。

隨著數(shù)控加工在機械制造業(yè)中的廣泛應(yīng)用，數(shù)控操作者的大量培訓(xùn)便成為迫切需要解決的問題.在傳統(tǒng)的操作培訓(xùn)中，數(shù)控編程和操作的有效培訓(xùn)必須在實際機床上進行，這既占用了設(shè)備加工時間，又具有風(fēng)險，培訓(xùn)中的誤操作又經(jīng)常會導(dǎo)致昂貴設(shè)備的損壞.而計算機技術(shù)的發(fā)展，尤其是虛擬現(xiàn)實技術(shù)和理念的發(fā)展，產(chǎn)生了可以模擬實際設(shè)備加工環(huán)境及其工作狀態(tài)的計算機仿真培訓(xùn)系統(tǒng).它用計算機仿真培訓(xùn)系統(tǒng)進行培訓(xùn)，不僅可迅速提高操作者的素質(zhì)，而且安全可靠、費用低。

國外從上世紀(jì)80年代開始，在數(shù)控仿真方面做了大量研究工作.數(shù)控加工仿真涉及造型技術(shù)，經(jīng)歷了基于線框圖形的幾何仿真、基于直接實體造型的數(shù)控仿真以及基于離散空間的數(shù)控仿真.同時，數(shù)控仿真正從幾何仿真走向加工過程物理仿真的研究，開發(fā)了基于數(shù)值分析和模擬來預(yù)測工件、刀具物理屬性的原形軟件，取得了許多研究成果.經(jīng)過多年發(fā)展，國外的數(shù)控仿真技術(shù)己形成了商品化軟件，如：日本的Sony公司研制的FREDAM系統(tǒng)可對球頭銑刀加工自由曲面進行三維仿真，并進行干涉、碰撞檢查;英國Delcam公司的產(chǎn)品PowerMILL，不僅提供五軸聯(lián)動的實體切削仿真過程，而且提供五軸加工機床動作仿真過程，動態(tài)仿真五軸加工過程機床各軸各機構(gòu)運動關(guān)系，仿真軟件支持?jǐn)[刀軸、雙旋轉(zhuǎn)工作臺、擺刀軸與旋轉(zhuǎn)工作臺的組合;美國CGTech公司開發(fā)的數(shù)控仿真軟件vERICUT，不僅實現(xiàn)多軸仿真，還增強了切削狀態(tài)分析功能，還有法國Delmia公司的VNC，CIMCO公司的CIMCOEdit等其它數(shù)控仿真軟件.此外，國外一些著名的CAo/CAM軟件（如：UG.Pro/E.MasterCAM）也都具有NC加工仿真的能力.以色列的CAD/CAM軟件Cimatron的數(shù)控加工技術(shù)一直處于世界領(lǐng)先的地位，它也提供了可視化的加工仿真模擬，以彩色圖的形式顯示當(dāng)前加工結(jié)果及其加工余量，使用戶可以檢查加工過程的合理性與正確性;可以任意剖切旋轉(zhuǎn)來觀察加工的結(jié)果，還可以進行仿真校驗、定量分析、加工工時估算等;也可以手動單步檢查生成的刀具軌跡.著名軟件UG的機床仿真模塊Unisim也具有完善的數(shù)控加工仿真能力.但是這些軟件大多價格昂貴，對硬件的要求也很高，而數(shù)控仿真也只是軟件眾多功能中的一部分。

目前，國內(nèi)市場上也有一些功能較完善的數(shù)控仿真軟件，如南京宇航自動化研究所的YHCNC系列數(shù)控仿真軟件，支持多種數(shù)控系統(tǒng)，具有良好的用戶界面，真實感圖形顯示的效果也較好，系統(tǒng)運行效率高.此外，還有上海天傲科技有限公司的TNS數(shù)控仿真系統(tǒng)，廣州紅地技術(shù)有限公司和韓國Cubictek公司合作開發(fā)的金銀花從CNC仿真軟件，上海蓋勒普工程技術(shù)有限公司的數(shù)控加工編程校驗和仿真軟件PredatorVirtualCNC等。

我國數(shù)控仿真技術(shù)雖然發(fā)展迅速，但是仍然存在以下不足：

（1）仿真的速度和精度問題一直是數(shù)控仿真研究的難點，兩者互相制約.降低精度提高速度會影響工件形狀，從而影響圖像真實感;反之，仿真真實感增強，但是隨之帶來CPU和內(nèi)存資源等消耗增大的問題，會影響仿真實時性.此外，數(shù)控仿真也存在其它真實感問題，如仿真模型不能表現(xiàn)粗、精加工時的紋理形態(tài)，不能生成與實際形態(tài)一致的切削模型。

（2）數(shù)控加工仿真幾何造型系統(tǒng)基本元素均由理想形狀幾何形體構(gòu)成，不包含任何物理性質(zhì)，體現(xiàn)不出物體相互作用時物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的物理變化（如力、熱變形等）及其物體宏觀形狀（如工件形狀、位置、表面質(zhì)量）的改變。

（3）對數(shù)控加工過程沒有進行實質(zhì)性仿真，既沒有考慮工藝系統(tǒng)中物體相互作用時的“消亡”.（如刀具磨損）與“派生”（如切屑等）問題，也沒有真正考慮工藝系統(tǒng)中各部件在運動（切削和空程）過程中的“順行”與“干涉”問題。

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【關(guān)鍵詞】數(shù)控機床，加工仿真技術(shù)，應(yīng)用

中圖分類號：C37 文獻標(biāo)識碼：A

一、前言

在數(shù)控機床加工仿真技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用后，不僅僅給工業(yè)生產(chǎn)帶來了很大的利益，而且也常常應(yīng)用到數(shù)控機床加工的教學(xué)實驗中，其技術(shù)在應(yīng)用中不斷地完善和改變，到目前已有很大的提高。

二、數(shù)控機床加工仿真技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

1773年法國科學(xué)家最早用仿真模擬方法做物理實驗，估計π值；1876年美國統(tǒng)計學(xué)家第一次使用仿真模擬方法做隨機實驗；20世紀(jì)80年代，仿真模擬技術(shù)在高科技中所處的地位日益提高。數(shù)控技術(shù)可以說是部件加工過程中國比較常用的技術(shù)，但是，由于我國的工業(yè)發(fā)展比較的晚，在機械制造方面相對于西方的國家而言也是比較的落后，就我國現(xiàn)在所應(yīng)用的數(shù)控機床來說吧。我國的工業(yè)中所采用的機床幾乎都是從國外引進的，而我國自主研發(fā)的機床還未現(xiàn)世。對于數(shù)控機床的加工，仿真技術(shù)是一個非常主要的技術(shù)，此技術(shù)也是我國的科技人員學(xué)習(xí)外國的技術(shù)總結(jié)而來的。數(shù)控機床加工仿真技術(shù)的發(fā)展的道路是比較的曲折的，但是經(jīng)過不斷的探索研究，目前此技術(shù)也逐步的成熟，在實際的生產(chǎn)實踐和教學(xué)過程中都得到了很大的應(yīng)用，受到了廣泛的青睞。

三、數(shù)控機床加工仿真技術(shù)簡介

模擬技術(shù)的高級階段稱為仿真模擬或系統(tǒng)仿真，即用一數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)來全部或部分地模擬某一數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，以致于模仿的系統(tǒng)能像被模仿的系統(tǒng)一樣接受同樣的數(shù)據(jù)、執(zhí)行同樣的程序、獲得同樣的結(jié)果。利用計算機技術(shù)來模擬實際的機床加工過程，它驗證數(shù)控加工程序的可靠性和預(yù)測切削過程。數(shù)控機床加工仿真技術(shù)的系統(tǒng)的關(guān)鍵部分是虛擬數(shù)控機床，它是與計算機系統(tǒng)相連接的，通過輸入的數(shù)控車床加工程序來實現(xiàn)車刀及其他部位的移動，以完成加工的目的，通過在該類系統(tǒng)上面完成的模擬零件的切削過程，可以清楚地理解到數(shù)控程序的運行是否正確，同時對于程序中運行所出現(xiàn)的錯誤可以在仿真系統(tǒng)上面進行調(diào)試、編輯、修改和跟蹤，以完善數(shù)控機床加工系統(tǒng)。這種技術(shù)主要用于科學(xué)研究、工業(yè)設(shè)計、模擬生產(chǎn)、教學(xué)訓(xùn)練和考核鑒定等領(lǐng)域。

數(shù)控機床加工仿真技術(shù)中包括幾何仿真和物理仿真。

1、幾何仿真

它是一種沒有考慮切削過程中各個參數(shù)以及切削力等待其它的物理因素的影響，在仿真的系統(tǒng)中，主要是仿真刀具和工件在空間中進行移動移完成各個加工要求，此過程的主要目的是驗證NC程序是不是正確的；如果出現(xiàn)了一些問題就需要工作人員對其進行調(diào)試、修改使其完成各個要求。

2、物理仿真

這是一種相對于幾何仿真的仿真方法。它也可以說是一種力學(xué)仿真，其原理是通過力學(xué)的特性來研究在數(shù)控機床加工過程中車刀的磨損情況以及摩擦力大小，以滿足實際的構(gòu)件的加工的需要。

四、數(shù)控機床加工仿真技術(shù)的好處

1、對數(shù)控機床加工零件的前期進行程序的檢查、修改、防止在實際的加工過程中出現(xiàn)錯誤，給生產(chǎn)帶來巨大的損失，耽誤了生產(chǎn)的時間。

2、數(shù)控機床加工仿真技術(shù)的應(yīng)用為機械工程學(xué)院的學(xué)生帶來了極大的便利，可以通過數(shù)控機床加工仿真技系統(tǒng)來檢測自己所設(shè)計的零件的程序是不是正確，有沒有存在一些問題。另一方面，解決學(xué)校教學(xué)中實訓(xùn)設(shè)備少，學(xué)生多，設(shè)備無法分配的問題、解決實訓(xùn)教學(xué)的安全問題、減輕教師在實訓(xùn)教學(xué)中的工作量，提高教學(xué)效率。

3、數(shù)控機床加工仿真技術(shù)的應(yīng)用節(jié)約了實際的生產(chǎn)中所進行實驗的成本，同時也在一定的程度上降低了生產(chǎn)不合格率，保證了生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量。

4、避免的實際機械的危險性，保證了工作人員的人身安全，尤其是那些沒用實際的操作經(jīng)驗的工作人員及學(xué)生，此系統(tǒng)可以說是非常的有益的。

五、數(shù)控機床加工仿真軟件VERICUT應(yīng)用

Vericut機床仿真系統(tǒng)在進行普通的機床加工仿真過程中，工作人員需要首先通過Machine Simulation系統(tǒng)建立機床運動學(xué)模型，系統(tǒng)提供部分控制文件庫供使用者調(diào)用或修改以滿足定制要求，然后利用建模模塊建立機床的幾何模型，按照圖紙設(shè)定機床初始位置形成相應(yīng)的控制文件、機床文件和工作文件。然后就是根據(jù)Vericut系統(tǒng)定義在加工中所要應(yīng)用到的夾具和毛坯，在完成此步驟后，我們需要做的是對刀具形狀和構(gòu)件進行確定，同時還需要設(shè)定車刀的行走路徑。設(shè)定相應(yīng)的參數(shù)即可進行刀具軌跡的仿真。最后，我們的工作人員需要做的工作即使在Vericut系統(tǒng)中進入Machine Simulation，根據(jù)實際機床模型來添加機床實體，夾具和毛坯實體，設(shè)定過程中所要求的各個參數(shù)，經(jīng)過充分的準(zhǔn)備工作后就可以完成仿真加工了。

根據(jù)工作人員的在計算機中的設(shè)置，達到使仿真軟件完成構(gòu)件提前所要求的規(guī)格和參數(shù)，此過程執(zhí)行到構(gòu)件完全完成為止。

除了上述方法的介紹，我們在實際的應(yīng)用中，在數(shù)控機床加工的仿真系統(tǒng)軟件的應(yīng)用時，必須要對每一個功能鍵進行詳細(xì)的了解認(rèn)識，這樣才能避免在應(yīng)用的過程中發(fā)生那種讓人難以接受的錯誤，認(rèn)識軟件的所有功能只是數(shù)控機床加工仿真的基礎(chǔ)，另外，我們還需要對機床的運動特性有一定的理解。

以下為計算機數(shù)控機床加工仿真軟件的工作面板，我們從面板上面可以清楚地看到在實際的機械中我們常常使用到的功能鍵，通過計算機的軟件程序的設(shè)定，以實現(xiàn)車刀及構(gòu)件的移動，完成加工，在設(shè)置各個參數(shù)的過程中我們也可用進一步對數(shù)控機床的加工移動特點的理解認(rèn)識。

六、數(shù)控機床加工仿真技術(shù)的應(yīng)用及展望

虛擬數(shù)控機床的應(yīng)用為科學(xué)研究行業(yè)帶來了極大的飛躍。數(shù)控機床加工仿真技術(shù)是科學(xué)研究中所應(yīng)用的主要技術(shù)之一。在近些年來，各個高校中的機械加工專業(yè)的學(xué)生，學(xué)院為了解決設(shè)備短缺的問題，常常會采用仿真設(shè)備來替代真正的機械。當(dāng)然，仿真設(shè)備也是有一定的好處的，其在實際的應(yīng)用中沒有危險性，使得學(xué)生及工作人員的人身安全得到了很大的保障。另一方面，數(shù)控機床加工仿真技術(shù)的的應(yīng)用為產(chǎn)品的質(zhì)量提供了很大的保障。

虛擬數(shù)控技術(shù)是由許多先進學(xué)科、先進知識形成的綜合技術(shù)系統(tǒng)，是一個極具潛力的前沿研究領(lǐng)域。由于多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及仿真技術(shù)的迅速發(fā)展，虛擬數(shù)控技術(shù)將獲得更快的發(fā)展。虛擬機床是虛擬加工技術(shù)的核心，網(wǎng)絡(luò)化、智能化、集成化是虛擬制造技術(shù)的發(fā)展方向。虛擬機床軟件的發(fā)展目標(biāo)應(yīng)該是根據(jù)國內(nèi)的現(xiàn)實情況和國外軟件的發(fā)展趨勢，根據(jù)機床開發(fā)的實際需求設(shè)計出不同的小型軟件以滿足機床中所要進行的各種工作任務(wù)。

計算機仿真技術(shù)不僅在傳統(tǒng)的工程技術(shù)領(lǐng)域（航空、航天、化工等方面）繼續(xù)發(fā)展，而且擴大到社會經(jīng)濟、生物等許多非工程領(lǐng)域，此外，并行處理、人工智能、知識庫和專家系統(tǒng)等技術(shù)的發(fā)展正影響著仿真計算機的發(fā)展。

七、結(jié)束語

綜上所述，數(shù)控機床加工仿真技術(shù)在科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展中已經(jīng)得到了很大了進步，數(shù)控機床加工仿真技術(shù)的應(yīng)用不僅僅解決了我國在高等教育中教學(xué)設(shè)備短缺的問題，而且還給工作人員帶來了很大的便利，我們相信其技術(shù)將會在未來得到更廣泛的應(yīng)用，為人們的生活帶來更大的便利。

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關(guān)鍵詞：數(shù)控；機械；制造；應(yīng)用

中圖分類號：TG659 文獻標(biāo)識碼：A

數(shù)控技術(shù)的水準(zhǔn)、擁有和普及程度已經(jīng)成為衡量一個國家綜合國力和工業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志之一。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進步，生產(chǎn)與自動化的觀念逐漸深入人心。數(shù)控設(shè)備已遍布全世界，不僅工業(yè)發(fā)達國家已廣泛采用，而且連發(fā)展中國家也大量采用。機械制造業(yè)是當(dāng)前發(fā)展最快的行業(yè)之一，作為當(dāng)代制造業(yè)的重要工具，數(shù)控機床在各個領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用，越來越重要。準(zhǔn)確掌握數(shù)控加工的概念和數(shù)控機床的特點，以理論和實踐相結(jié)合的方法及時探索和總結(jié)數(shù)控機床的使用和維護的一些規(guī)律。

1 數(shù)控加工技術(shù)具有如下特點

1.1 生產(chǎn)效率高

由于計算機技術(shù)突飛猛進的發(fā)展，給數(shù)控設(shè)備提供了良好的技術(shù)基礎(chǔ)。在現(xiàn)今科技發(fā)達的社會中，數(shù)控加工技術(shù)是重要組成部分，在現(xiàn)代模具制造業(yè)中具有重要作用。目前掌握先進的數(shù)控加工技術(shù)是模具專業(yè)人才適應(yīng)社會飛速發(fā)展的關(guān)鍵，所以掌握數(shù)控加工特點與工藝顯得尤為重要。它不但可以減輕操作者的勞動強度， 精確加工傳統(tǒng)機床無法處理的復(fù)雜零件，有效提高加工質(zhì)量和效率，而且也為改變傳統(tǒng)機械行業(yè)的生產(chǎn)模式帶來進步，同時也為人們的工作模式帶來變革。而且還可以改善工人們的勞動條件。另外，數(shù)控機床加工足能再一次裝夾中加工多個加工表面，一般只檢測首件，所以可以省區(qū)普通機床加工時的不少中間工序，如劃線、尺寸檢測等，減少了輔助時間，其綜合效率明顯提高。

1.2 有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化，有利于經(jīng)濟效益的提高

當(dāng)前，以微電子技術(shù)和計算機技術(shù)為基礎(chǔ)的數(shù)控技術(shù)，將機械技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、傳感檢測技術(shù)、信息處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和成組技術(shù)等有機地結(jié)合在一起，使機器制造行業(yè)的生產(chǎn)方式和機器制造技術(shù)發(fā)生了深刻的、革命性的變化。眾所周知，數(shù)控機床的應(yīng)用不僅大大提高了機械加工性能，而且有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化，有利于經(jīng)濟效益的提高。機床數(shù)控化改造可降低采購數(shù)控機床的成本，為企業(yè)節(jié)約資金。且加工出的零件質(zhì)量穩(wěn)定，為后續(xù)工序帶來方便。例如，數(shù)控技術(shù)加工質(zhì)量穩(wěn)定、可靠，一致性好。加工同一批零件，在同一機床，在相同加工條件下，使用相同刀具和加工程序，刀具的走刀軌跡完全相同，零件的一致性好，質(zhì)量穩(wěn)定，經(jīng)濟效益高。

1.3 加工精度高

數(shù)控機床在機械制造業(yè)中得到日益廣泛的應(yīng)用，是因為它有效地解決了復(fù)雜、精密、小批多變的零件加工問題，能滿足高質(zhì)量、高效益和多品種、小批量的柔性生產(chǎn)方式的要求，適應(yīng)各種機械產(chǎn)品迅速更新?lián)Q代的需要。同時，由于在數(shù)控機床加工過程中，是用數(shù)字程序控制實現(xiàn)自動加工，操作人員并不參與，所以消除了操作者的人為誤差，工件的加工精度全部由數(shù)控機床保證。且加工誤差還可以由數(shù)控系統(tǒng)通過軟件技術(shù)進行補償校正。同時，由于數(shù)控加工采用工序集中，減少了工件多次裝夾對加工精度的影響。較容易保證一批零件尺寸的一致性，只要上藝設(shè)計和稃序正確合理，加之精心操作，就可以保證零件獲得較高的加工精度。因此，采用數(shù)控加工可以提高零件加工精度和產(chǎn)品質(zhì)量。

2 數(shù)控機床在機械制造業(yè)的應(yīng)用

2.1 控制金屬切削機床

當(dāng)今機床行業(yè)的計算機數(shù)控化已成為技術(shù)進步的大趨勢。數(shù)控機床是電子信息技術(shù)和傳統(tǒng)機械加工技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，它集現(xiàn)代精密機械、計算機、通訊、液壓氣動、光電等多學(xué)科技術(shù)為一體，具有高效率、高精度、高自動化和高柔性的特點。機床數(shù)控系統(tǒng)、質(zhì)量與精度、零部件的材料性能等各項技術(shù)參數(shù)，是以各加工工位、上序的具體技術(shù)要求，分解成各個單一的技術(shù)指標(biāo)，因而機床結(jié)構(gòu)相對簡潔、數(shù)控系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，其加工技藝數(shù)據(jù)庫固化存數(shù)控系統(tǒng)中。而金屬切削是研究金屬切削加工過程中刀具與工件之間相互作用和各自的變化規(guī)律的一門學(xué)科。在設(shè)計機床和刀具、制訂機器零件的切削工藝及其定額、合理地使用刀具和機床以及控制切削過程時，都要利用金屬切削原理的研究成果，使機器零件的加工達到經(jīng)濟、優(yōu)質(zhì)和高效率的目的。

2.2 適合數(shù)控機床小批量加工的零件

隨著數(shù)控機床制造成本的逐步下降，能縮短程序的調(diào)試時間和工裝的準(zhǔn)備時間也是提高效益的一種方式。如今，現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展，小批量生產(chǎn)型企業(yè)選用數(shù)控設(shè)備已是大勢所趨。對機床數(shù)控系統(tǒng)、質(zhì)量與精度、零部件的材料性能等各項技術(shù)參數(shù)，是以各加工工位、上序的具體技術(shù)要求，分解成各個單一的技術(shù)指標(biāo)，因而機床結(jié)構(gòu)相對簡潔、數(shù)控系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，其加工技藝數(shù)據(jù)庫固化存數(shù)控系統(tǒng)中。同時，積極引進數(shù)控機床，小批量生產(chǎn)型企業(yè)的規(guī)?；a(chǎn)將給企業(yè)帶來更大的發(fā)展后勁。數(shù)控機床的應(yīng)用最充分的足在零部件自動生產(chǎn)線高速加工技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用，一些小批量生產(chǎn)型企業(yè)的CMT，在引進多條數(shù)控零部件加工生產(chǎn)自動線，可以使CMT加工制造得到發(fā)展。對機床數(shù)控系統(tǒng)、質(zhì)量與精度、零部件的材料性能等各項技術(shù)參數(shù)，是以各加工工位、上序的具體技術(shù)要求，分解成各個單一的技術(shù)指標(biāo)，因而機床結(jié)構(gòu)相對簡潔、數(shù)控系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，其加工技藝數(shù)據(jù)庫固化存數(shù)控系統(tǒng)中。

2.3 數(shù)控機床的自動生產(chǎn)線技術(shù)應(yīng)用

數(shù)控機床的使用不是簡單的使用設(shè)備，是一項技術(shù)性很強的應(yīng)用工程。在機床產(chǎn)品，尤其是高端機床產(chǎn)品中，自動化技術(shù)與產(chǎn)品幾乎作用于從控制機構(gòu)、執(zhí)行機構(gòu)到測量與反饋機構(gòu)的各個部分，而目前這些應(yīng)用于機床及機床生產(chǎn)線的各種自動化產(chǎn)品，幾乎都在發(fā)生著推陳出新的變革。關(guān)鍵零件的多數(shù)加工工藝突破了傳統(tǒng)機加工理念，其高速專用數(shù)控機床也突破了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計形式。同時，作為中高端機床的控制中心，數(shù)控系統(tǒng)包含了智能技術(shù)、運動控制、自診斷等多方面的技術(shù)，多軸多系統(tǒng)的數(shù)控裝置已紛紛被研發(fā)出來并投入應(yīng)用。伺服驅(qū)動器和電機也同樣向數(shù)字化、交流化和智能化的方向不斷發(fā)展。伺服系統(tǒng)的控制方式，也逐漸由常規(guī)信號型向總線型過渡。

結(jié)語

總之，數(shù)控機床的應(yīng)用已日益廣泛，如何“用好、管好、維護好”數(shù)控機床已成為亟待解決的重要問題。因此，只有科學(xué)的管理，充分了解數(shù)控機床的特點，協(xié)調(diào)好各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的平衡，才能真正發(fā)揮出它的經(jīng)濟效益。

參考文獻

篇5

【關(guān)鍵詞】數(shù)控；機床；維修；技術(shù)分析

隨著我國機械加工的快速發(fā)展，國內(nèi)的數(shù)控機床也越來越多。由于數(shù)控機床的先進性和故障的不穩(wěn)定性，大部分故障都是以綜合故障形式出現(xiàn)，所以數(shù)控機床的維修難度較大，并且數(shù)控機床維修工作的不規(guī)范，使得數(shù)控維修工作處于一種混亂狀態(tài)，為了規(guī)范數(shù)控維修工作，提高數(shù)控機床的利用價值，本文提出五步到位數(shù)控維修法。

1.數(shù)控機床維修技術(shù)分析

1.1故障記錄具體

數(shù)控機床發(fā)生故障時，對于操作人員應(yīng)首先停止機床，保護現(xiàn)場，并對故障進行盡可能詳細(xì)的記錄，并及時通知維修人員。

（1）故障發(fā)生時的情況記錄。

1）發(fā)生故障的機床型號，采用的控制系統(tǒng)型號，系統(tǒng)的軟件版本號。

2）故障的現(xiàn)象，發(fā)生故障的部位，以及發(fā)生故障時機床與控制系統(tǒng)的現(xiàn)象。

3）發(fā)生故障時系統(tǒng)所處的操作方式。

4）若故障在自動方式下發(fā)生，則應(yīng)記錄發(fā)生故障時的加工程序號，出現(xiàn)故障的程序段號，加工時采用的刀具號等。

5）若發(fā)生加工精度超差或輪廓誤差過大等故障，應(yīng)記錄被加工工件號，并保留不合格工件。

6）在發(fā)生故障時，若系統(tǒng)有報警顯示，則記錄系統(tǒng)的報警顯示情況與報警號。

7）記錄發(fā)生故障時，各坐標(biāo)軸的位置跟隨誤差的值。

8）記錄發(fā)生故障時，各坐標(biāo)軸的移動速度、移動方向，主軸轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向等。

（2）故障發(fā)生的頻繁程度記錄。

1）故障發(fā)生的時例與周期。

2）故障發(fā)生時的環(huán)境情況。

3）若為加工零件時發(fā)生的故障，則應(yīng)記錄加工同類工件時發(fā)生故障的概率情況。

4）檢查故障是否與“進給速度”、“換刀方式”或是“螺紋切削”等特殊動作有關(guān)。

（3）故障的規(guī)律性記錄。

（4）故障時的外界條件記錄。

1.2故障檢查方法

維修人員故障維修前，應(yīng)根據(jù)故障現(xiàn)象與故障記錄，認(rèn)真對照系統(tǒng)、機床使用說明書進行各頂檢查以便確認(rèn)故障的原因。當(dāng)數(shù)控設(shè)備出現(xiàn)故障時，首先要搞清故障現(xiàn)象，向操作人員了解第一次出現(xiàn)故障時的情況，在可能的情況下觀察故障發(fā)生的過程，觀察故障是在什么情況下發(fā)生的，怎么發(fā)生的，引起怎樣的后果。搞清了故障現(xiàn)象，然后根據(jù)機床和數(shù)控系統(tǒng)的工作原理，就可以很快地確診并將故障排除，使設(shè)備恢復(fù)正常使用。故障檢查包括：

（1）機床的工作狀況檢查。

（2）機床運轉(zhuǎn)情況檢查。

（3）機床和系統(tǒng)之間連接情況檢查。

（4）CNC裝置的外觀檢查。

維修時應(yīng)記錄檢查的原始數(shù)據(jù)、狀態(tài)，記錄越詳細(xì)，維修就越方便，用戶最好編制一份故障維修記錄表，在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，操作者可以根據(jù)表的要求及時填入各種原始材料，供維修時參考。

1.3故障診斷

故障診斷是進行數(shù)控機床維修的第二步，故障診斷是否到位，直接影響著排除故障的快慢，同時也起到預(yù)防故障的發(fā)生與擴大的作用。首先維修人員應(yīng)遵循以下兩條原則：

（1）充分調(diào)查故障現(xiàn)場。這是維修人員取得維修第一手材料的一個重要手段。

（2）認(rèn)真分析故障的原因。分析故障時，維修人員不應(yīng)局限于 CNC部分，而是要對機床強電、機械、液壓、氣動等方面都作詳細(xì)的檢查，并進行綜合判斷，達到確珍和最終排除故障的目的。

1）直觀法。2）系統(tǒng)自診斷法。3）參數(shù)檢查法。4）功能程序測試法。5）部件交換法。6）測量比較法。7）原理分析法。8）敲擊法。9）局部升溫法。10）轉(zhuǎn)移法。

除了以上介紹的故障檢測方法外，還有插拔法、電壓拉偏法、敲擊法等等，這些檢查方法各有特點，維修人員可以根據(jù)不同的現(xiàn)象對故障進行綜合分析，縮小故障范圍，排除故障。

1.4維修方法

在數(shù)控機床維修中，維修方法的選擇到位不到位直接影響著機床維修的質(zhì)量，在維修過程中經(jīng)常使用的維修方法有以下幾種：

（1）初始化復(fù)位法。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)電源依次來清除故障，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法排除，則進行硬件診斷。

（2）參數(shù)更改，程序更正法。系統(tǒng)參數(shù)是確定系統(tǒng)功能的依據(jù)，參數(shù)設(shè)定錯誤就可能造成系統(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，對此可以采用系統(tǒng)搜索功能進行檢查，改正所有錯誤，以確保其正常運行。

（3）調(diào)節(jié)、最佳化調(diào)整法。調(diào)節(jié)是一種最簡單易行的辦法。通過對電位計的調(diào)節(jié)，修正系統(tǒng)故障。

（4）備件替換法。用好的備件替換診斷出壞的線路板，并做相應(yīng)的初始化啟動，使機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，來改善電源波動。對于高頻干擾可以采用電容濾波法，通過這些預(yù)防性措施來減少電源板的故障。

（6）維修信息跟蹤法。一些大的制造公司根據(jù)實際工作中由于設(shè)計缺陷造成的偶然故障，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。

（7）修復(fù)法。對數(shù)控機床的故障進行恢復(fù)性修復(fù)、調(diào)整、復(fù)位行程開關(guān)、修復(fù)脫焊、斷線、修復(fù)機械故障等。

1.5維修記錄到位

維修時應(yīng)記錄、檢查的原始數(shù)據(jù)、狀態(tài)較多，記錄越詳細(xì)，維修就越方便，用戶最好根據(jù)本廠的實際清況，編制一份故障維修記錄表，在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，操作者可以根據(jù)表的要求及時填入各種原始材料，供再維修時參考。

通常維修記錄包括以下幾方面的內(nèi)容；（1）現(xiàn)場記錄；（2）故障原因；（3）解決方法；（4）遺留的問題；（5）日期和停工的時間；（6）維修人員情況；（7）資料記錄。

2.小結(jié)

數(shù)控機床維修技術(shù)的實施，提高重復(fù)性故障的維修速度，提高維修者的理論水平和維修能力，有利于分析設(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，并能充分實現(xiàn)資源共享。使其具有可利用性、可持續(xù)發(fā)展性，為規(guī)范數(shù)控維修行業(yè)奠定堅實的基礎(chǔ)。

【參考文獻】

[1]孫偉.數(shù)控設(shè)備故障診斷與維修技術(shù).北京國防工業(yè)出版社，2008.

[2]楊中力.數(shù)控機床故障診斷與維修.天津：天津理工大學(xué)出版社，2008.

[3]沈兵，歷承兆.數(shù)控系統(tǒng)診斷與維修手冊.北京機械工業(yè)出版社，2009.

篇6

[關(guān)鍵詞]數(shù)控機床;精度;補償

中圖分類號：TG659 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）24-0008-01

0 引言

數(shù)控機床的應(yīng)用標(biāo)志著我國的加工制造業(yè)邁向了新臺階，是我國制造業(yè)發(fā)展的里程碑。數(shù)控機床的應(yīng)用使零部件的加工更加精細(xì)化，在加工效率、加工精度、加工質(zhì)量上都有了明顯的提高，同時有效降低了生產(chǎn)成本，能夠?qū)?fù)雜的零部件實現(xiàn)高質(zhì)量的加工，滿足了各行業(yè)領(lǐng)域?qū)α悴考a(chǎn)加工的需求。數(shù)控機床的自動化系統(tǒng)實現(xiàn)了在線測量，自動化精度補償，改變了以往傳統(tǒng)的人工產(chǎn)品質(zhì)量檢測，有效降低了人工生產(chǎn)、加工、檢測的誤差。

機床在運行過程中，受多方面因素的影響，如刀具的磨損老化、溫度的升降變化、夾具的變形等會帶來一定的精度誤差，這是正?，F(xiàn)象。精度補償技術(shù)是允許誤差存在的，根據(jù)誤差估算的結(jié)果，采用恰當(dāng)?shù)姆椒ㄟM行精度補償來盡可能將誤差消除或者降低，最終實現(xiàn)高精度的加工。

數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展進步，在線精度補償技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛，通過測頭、傳感器、光柵尺等補償修正元件實現(xiàn)自動化精度補償，以加工出高精度的產(chǎn)品。本文以加工某缸體零件為例，主要對測頭在數(shù)控機床加工精度補償中的應(yīng)用進行研究。

1 主軸進給方向精加工精度補償

在對缸體頂面進行精銑的過程中，機床的快速運轉(zhuǎn)會導(dǎo)致溫度快速升高，溫度變化會造成數(shù)控機床主軸部件發(fā)生熱變形，加速刀具的磨損，是夾具產(chǎn)生變形，這些都會對加工的精度造成不利的影響，難以滿足廠家較高的加工精度要求，在主軸進給方向只能達到±0.15mm/500mm的穩(wěn)定加工精度。本文經(jīng)過多次的試驗和研究，利用測頭精度補償技術(shù)，通過測頭進給接觸夾具上的測量基準(zhǔn)塊對坐標(biāo)進行測量并對測量信息進行記憶，再將其與理論坐標(biāo)加以比較得補償信息數(shù)據(jù)進行補償修正。參見下圖1：

此項補償設(shè)計要求測頭在執(zhí)行測量記憶補償量工序所用的時間與實際修正的加工時間之間的時間差值要控制在10min以內(nèi)，如果時間間隔過長會因為溫差不均的問題而影響補償量的準(zhǔn)確性;另外補償量的公差通常在0.4±0.2的范圍之內(nèi)，否則測頭會出現(xiàn)異常報警。

2 主軸進給方向臺階面半精與精加工精度補償

在對缸蓋地面進行精銑加工的過程中，利用測頭對已經(jīng)加工完成額底面進行檢測，能夠?qū)χ鬏S變形伸長和夾具在主軸方面上的變形引起的誤差進行測量和修正。提高主軸進給方向上的加工精度保持良好的穩(wěn)定性。應(yīng)用測頭精度補償技術(shù)，將變形誤差消除或者最大程度的降低，實現(xiàn)主軸方面的穩(wěn)定加工精度。應(yīng)用精度補償技術(shù)首先利用精銑刀對工件進行第一次的試切削，將部分加工余量預(yù)先去除掉，再利用測頭對工件面進行進給檢測，得到檢測數(shù)據(jù)記憶后退回測頭。再對半精加工表明進行二次檢測，并對變量值進行記憶然后將測頭退回，將測得的信息與加工理論坐標(biāo)信息進行比對得出誤差數(shù)據(jù)進行補償修正，最后采用精銑刀以第一次試切面作為基準(zhǔn)面，加入補償量對工件進行精銑，最終完成工件的加工。補償設(shè)計要同上。

3 孔加工精度補償

在對缸體凸輪軸孔進行精加工的過程中，常用的方法是利用測頭對加工后的內(nèi)表面進行直接的檢測，這樣既能夠?qū)椎奈恢眠M行準(zhǔn)確的控制，也可以對孔的直徑誤差進行檢測。當(dāng)孔直徑超出預(yù)先設(shè)定的公差范圍時，測頭會發(fā)生異常報警。主軸變形和夾具的變形都會造成孔加工誤差的出現(xiàn)，使用測頭精度補償技術(shù)可以將其有效的消除，達到允許范圍內(nèi)的穩(wěn)定精度，并可以根據(jù)檢測的結(jié)果及時對刀具進行更換，以保證加工精度。

孔加工精度補償?shù)脑O(shè)計要求：孔徑變化量的公差帶范圍通常在0.05±0.025的范圍之內(nèi)，過高或者過低都會引起測頭異常發(fā)生報警。其余補償要求同上。

4 多孔精加工精度補償

在三軸有光柵尺的臥式數(shù)控機床的加工中心上進行缸蓋、缸體定位銷孔的精加工的過程中，一般來說定位銷孔最高能夠達到±0.05mm/500mm的位置精度，但是僅僅依靠加工中心的光柵尺是不能將因主軸和夾具的變形引起的加工誤差予以徹底消除的。為了能夠有效的修正變形引起的誤差，保證多個定位銷孔在位置精度上能夠始終保持良好的穩(wěn)定性，采用測頭精度補償技術(shù)同樣能夠達到良好的效果。

使用測頭精度補償技術(shù)首先在被檢測的基準(zhǔn)塊上沿X方向選定一個點并利用測頭進給進行檢測，測頭記憶變量后退回;再在被檢測基準(zhǔn)塊沿Y方向選定一個點利用測頭進給進行檢測，記憶變量后將測頭退回;更好加工刀具，在進行銷孔精加工時根據(jù)與理論坐標(biāo)信息的對比結(jié)果得到補償量進行補償修正。補償設(shè)計要求同上。

5 結(jié)語

采用數(shù)控機床在進行工件切削加工的過程中，利用補償元件可以對精度誤差進行準(zhǔn)確的檢測并得出補償量，以實現(xiàn)精度補償修正。數(shù)控機床應(yīng)用多種先進技術(shù)實現(xiàn)了加工的自動化，具有能夠?qū)庸さ毒叩哪p量自動檢測，準(zhǔn)確確定工件加工位置，自動找正工件基準(zhǔn)面，自動設(shè)定坐標(biāo)系等的能力。加工過程中，使用精度補償技術(shù)，有效的提高了誤差檢測的準(zhǔn)確率，并更加準(zhǔn)確的進行精度補償，有效的保障了工件加工的精度要求，對推動加工制造業(yè)的發(fā)展具有積極的作用。

參考文獻：

[1] 張虎，周云飛等.數(shù)控機床空間誤差球桿儀識別和補償[J].機械工程學(xué)報，2013.

篇7

關(guān)鍵詞 數(shù)控機床 維修技術(shù)

中圖分類號：TG659 文獻標(biāo)識碼：A

1數(shù)控機床維修技術(shù)分析

1.1故障記錄具體

數(shù)控機床發(fā)生故障時，對于操作人員應(yīng)首先停止機床，保護現(xiàn)場，并對故障進行盡可能詳細(xì)的記錄，并及時通知維修人員。

1.1.1故障發(fā)生時的情況記錄

（1）發(fā)生故障的機床型號，采用的控制系統(tǒng)型號，系統(tǒng)的軟件版本號。

（2）故障的現(xiàn)象，發(fā)生故障的部位，以及發(fā)生故障時機床與控制系統(tǒng)的現(xiàn)象。

（3）發(fā)生故障時系統(tǒng)所處的操作方式。

（4）若故障在自動方式下發(fā)生，則應(yīng)記錄發(fā)生故障時的加工程序號，出現(xiàn)故障的程序段號，加工時采用的刀具號等。

（5）若發(fā)生加工精度超差或輪廓誤差過大等故障，應(yīng)記錄被加工工件號，并保留不合格工件。

（6）在發(fā)生故障時，若系統(tǒng)有報警顯示，則記錄系統(tǒng)的報警顯示情況與報警號。

（7）記錄發(fā)生故障時，各坐標(biāo)軸的位置跟隨誤差的值。

（8）記錄發(fā)生故障時，各坐標(biāo)軸的移動速度、移動方向，主軸轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向等。

1.1.2故障發(fā)生的頻繁程度記錄

（1）故障發(fā)生的時例與周期。

（2）故障發(fā)生時的環(huán)境情況。

（3）若為加工零件時發(fā)生的故障，則應(yīng)記錄加工同類工件時發(fā)生故障的概率情況。

（4）檢查故障是否與“進給速度”、“換刀方式”或是“螺紋切削”等特殊動作有關(guān)。

1.1.3故障的規(guī)律性記錄。

1.1.4故障時的外界條件記錄。

1.2故障檢查方法

維修人員故障維修前，應(yīng)根據(jù)故障現(xiàn)象與故障記錄，認(rèn)真對照系統(tǒng)、機床使用說明書進行各項檢查以便確認(rèn)故障的原因。當(dāng)數(shù)控設(shè)備出現(xiàn)故障時，首先要搞清故障現(xiàn)象，向操作人員了解第一次出現(xiàn)故障時的情況，在可能的情況下觀察故障發(fā)生的過程，觀察故障是在什么情況下發(fā)生的，怎么發(fā)生的，引起怎樣的后果。搞清了故障現(xiàn)象，然后根據(jù)機床和數(shù)控系統(tǒng)的工作原理，就可以很快地確診并將故障排除，使設(shè)備恢復(fù)正常使用。故障檢查包括：

（1）機床的工作狀況檢查。

（2）機床運轉(zhuǎn)情況檢查。

（3）機床和系統(tǒng)之間連接情況檢查。

（4）CNC裝置的外觀檢查。

維修時應(yīng)記錄檢查的原始數(shù)據(jù)、狀態(tài)，記錄越詳細(xì)，維修就越方便，用戶最好編制一份故障維修記錄表，在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，操作者可以根據(jù)表的要求及時填入各種原始材料，供維修時參考。

1.3故障診斷

故障診斷是進行數(shù)控機床維修的第二步，故障診斷是否到位，直接影響著排除故障的快慢，同時也起到預(yù)防故障的發(fā)生與擴大的作用。首先維修人員應(yīng)遵循以下兩條原則：

（1）充分調(diào)查故障現(xiàn)場。這是維修人員取得維修第一手材料的一個重要手段。

（2）認(rèn)真分析故障的原因。分析故障時，維修人員不應(yīng)局限于 CNC部分，而是要對機床強電、機械、液壓、氣動等方面都作詳細(xì)的檢查，并進行綜合判斷，達到確珍和最終排除故障的目的。

直觀法；系統(tǒng)自診斷法；參數(shù)檢查法；功能程序測試法；部件交換法；測量比較法；原理分析法；敲擊法；局部升溫法；轉(zhuǎn)移法。

1.4維修方法

在數(shù)控機床維修中，維修方法的選擇到位不到位直接影響著機床維修的質(zhì)量，在維修過程中經(jīng)常使用的維修方法有以下幾種：

（1）初始化復(fù)位法。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)電源依次來清除故障，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法排除，則進行硬件診斷。

（2）參數(shù)更改，程序更正法。系統(tǒng)參數(shù)是確定系統(tǒng)功能的依據(jù)，參數(shù)設(shè)定錯誤就可能造成系統(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，對此可以采用系統(tǒng)搜索功能進行檢查，改正所有錯誤，以確保其正常運行。

（3）調(diào)節(jié)、最佳化調(diào)整法。調(diào)節(jié)是一種最簡單易行的辦法。通過對電位計的調(diào)節(jié)，修正系統(tǒng)故障。

（4）備件替換法。用好的備件替換診斷出壞的線路板，并做相應(yīng)的初始化啟動，使機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，來改善電源波動。對于高頻干擾可以采用電容濾波法，通過這些預(yù)防性措施來減少電源板的故障。

（6）維修信息跟蹤法。一些大的制造公司根據(jù)實際工作中由于設(shè)計缺陷造成的偶然故障，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

（7）修復(fù)法。對數(shù)控機床的故障進行恢復(fù)性修復(fù)、調(diào)整、復(fù)位行程開關(guān)、修復(fù)脫焊、斷線、修復(fù)機械故障等。

1.5維修記錄到位

維修時應(yīng)記錄、檢查的原始數(shù)據(jù)、狀態(tài)較多，記錄越詳細(xì)，維修就越方便，用戶最好根據(jù)本廠的實際清況，編制一份故障維修記錄表，在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，操作者可以根據(jù)表的要求及時填入各種原始材料，供再維修時參考。

通常維修記錄包括以下幾方面的內(nèi)容：現(xiàn)場記錄；故障原因；解決方法；遺留的問題；日期和停工的時間；維修人員情況；資料記錄。

2結(jié)語

數(shù)控機床維修技術(shù)的實施，提高重復(fù)性故障的維修速度，提高維修者的理論水平和維修能力，有利于分析設(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，并能充分實現(xiàn)資源共享。使其具有可利用性、可持續(xù)發(fā)展性，為規(guī)范數(shù)控維修行業(yè)奠定堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻

篇8

1制約數(shù)控機床機械加工效率提高的主要原因

1.1數(shù)控機床應(yīng)用水平低

自我國制造業(yè)正式引進數(shù)控加工技術(shù)以來，制造業(yè)的生產(chǎn)水平獲得明顯提升。雖然在日常使用過程中，有基本的數(shù)控機床操作規(guī)范與維護措施，不過機床本身的精度損失是無法避免的。為進一步提高工作效率，改善生產(chǎn)質(zhì)量，落實好機床維護保養(yǎng)工作十分重要。此外，由于許多工程并未明確每臺設(shè)備的加工精度與加工任務(wù)，沒有合理區(qū)分粗加工設(shè)備與細(xì)加工設(shè)備，設(shè)備資源沒有得到合理安排，不但影響到數(shù)控機床的使用壽命，還會大大降低數(shù)控機床的生產(chǎn)效率。

1.2操刀頻率與設(shè)置不合理

在開展大規(guī)模生產(chǎn)活動時，合理選擇換到方式能有效縮短換刀的輔助時間，避免機床嚴(yán)重磨損，從而減少機床維護成本，提高機床生產(chǎn)的經(jīng)濟效益。從目前情況來看，大部分工廠的換到頻率均存在不合理現(xiàn)象，同時，夾具選擇、走刀線路、刀具排列位置以及刀具樹勇順序都沒有具體細(xì)化，設(shè)計方案明顯存在漏洞，如此一來，機床運行的工作效率自然也會受到影響。

1.3編程程序不符規(guī)范

數(shù)控機床的運行模式主要取決于計算機的編程程序，計算機編程主要負(fù)責(zé)控制機床工作步驟。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，計算機編程程序在數(shù)控機床加工中獲得廣泛應(yīng)用，不過不得不承認(rèn)的是，計算機編程目前仍未達到最理想化的運用程度?，F(xiàn)有計算機編程十分復(fù)雜，給系統(tǒng)的調(diào)試與操作帶來了諸多不便。也正因如此，數(shù)控機床機械技術(shù)加工效率始終無法得到提升。

2提高數(shù)控機床機械技術(shù)加工效率的根本途徑

2.1人員管理方面

2.1.1提高操作人員業(yè)務(wù)水平

在數(shù)控機床加工環(huán)節(jié)中，操作人員的業(yè)務(wù)水平直接決定數(shù)控機床的工作效率。作為數(shù)控機床軟件的操控著，其專業(yè)能力與職業(yè)素養(yǎng)均將對數(shù)控機床的加工效率產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。所以，提高數(shù)控機床一線操作人員業(yè)務(wù)水平很有必要。

2.1.2規(guī)范數(shù)控機床操作流程

相較于普通機床，數(shù)控機床的操作流程更為復(fù)雜，操作工藝也更加豐富多樣化。為確保加工活動得以順利開展，提前制定好科學(xué)、規(guī)范的數(shù)控機床操作流程很有必要。因此，加工企業(yè)有必要在實際工作中，制定規(guī)范數(shù)控機床的操作流程，要求全體操作人員在工作期間，嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范執(zhí)行各項操作。

2.1.3對現(xiàn)有管理模式進行改良

數(shù)控機床的穩(wěn)定運行離不開科學(xué)管理，只有提高管理水平，才能充分發(fā)揮出數(shù)控機床的功能與優(yōu)勢，為生產(chǎn)加工活動做貢獻。所以，在工作期間，有必要定期對數(shù)控機床管理模式進行調(diào)整與改良，根據(jù)生產(chǎn)加工活動的具體需求以及數(shù)控機床的規(guī)格、類型、加工工藝等方面，制定不同類型的管理模式，以確保在不同生產(chǎn)加工活動中，不同類型的數(shù)控機床能夠得到有效利用。只有實現(xiàn)管理模式的與時俱進，才能更好地提高數(shù)控機床設(shè)備資源的有效利用率，進一步促進機械技術(shù)加工效率的不斷提高。

2.2技術(shù)設(shè)備方面

實際上，加強對數(shù)控機床機械技術(shù)設(shè)備方面的研究，從技術(shù)層面著手是提高數(shù)控機床機械技術(shù)加工效率的根本途徑。在對數(shù)控機床技術(shù)設(shè)備方面進行研究時，務(wù)必要結(jié)合數(shù)控機床的工作特點，針對具體情況采取具體的應(yīng)對措施，在考慮到可操作性的同時，加強成本管理，以確企業(yè)的整體效益。

2.2.1恒定電網(wǎng)供電水平

數(shù)控機床集互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與機床技術(shù)于一體，因此對電網(wǎng)供電系統(tǒng)有著極高的要求。以目前應(yīng)用范圍最廣的數(shù)據(jù)機床為例，在電網(wǎng)供電極度不穩(wěn)定的情況下，該裝置內(nèi)部的欠壓保護裝置報警系統(tǒng)根本無法發(fā)揮出正常作用。從技術(shù)可行性與經(jīng)濟性的層面來看，結(jié)合運行中數(shù)控機床的在自身特性，于電網(wǎng)系統(tǒng)中設(shè)置交流穩(wěn)壓器是解決該問題的唯一途徑。交流穩(wěn)壓器的設(shè)置，能夠有效避免在高峰或低谷時段供電不穩(wěn)定現(xiàn)象，從而為數(shù)控機床的高效生產(chǎn)創(chuàng)造有利條件。

2.2.2正確選擇合適設(shè)備

在數(shù)控機床運行期間，操作人員應(yīng)重視數(shù)據(jù)機床設(shè)備的選型，特別是有關(guān)數(shù)控系統(tǒng)方面的選型，設(shè)備選型是否合理將直接決定數(shù)控機床的相關(guān)工作能否順利開展。因此，相關(guān)工作人員在選擇相關(guān)設(shè)備的型號時，務(wù)必要對工作環(huán)境、工作條件、生產(chǎn)需求等多方面因素進行充分考量。此外，為提高數(shù)控機床與各相關(guān)設(shè)備工作的協(xié)調(diào)性，企業(yè)在選購數(shù)控機床以及相關(guān)設(shè)備時，應(yīng)盡量選擇同一廠家的產(chǎn)品。同一廠家出產(chǎn)的產(chǎn)品有利于工藝之間的鏈接，且為后期維修保養(yǎng)工作減少了許多不必要的麻煩，從根本上解決了數(shù)控機床機械技術(shù)加工效率低的問題。

2.2.3落實機床維護管理工作

數(shù)控機床的管理與維護是確保數(shù)控機床得以正常工作的重要前提，也是延長數(shù)控機床使用壽命的關(guān)鍵。因此，相關(guān)工作人員可定期對機床進行維護與管理，通過機床等方式，對數(shù)控機床進行維護與保養(yǎng)。另外，部分?jǐn)?shù)控機床運行環(huán)境較為特殊，為確保數(shù)控機床的應(yīng)用價值得以充分發(fā)揮，務(wù)必對機床采取合適的方式進行保養(yǎng)。同時，不同型號的數(shù)控機床保養(yǎng)維護方式也不一樣，油的類型與使用方式切不可混淆。只有認(rèn)真落實好機床維護保養(yǎng)工作，才能有效提高數(shù)控機床機械技術(shù)加工效率。

3結(jié)語

篇9

關(guān)鍵詞：數(shù)控機床 可靠性 技術(shù)研究

中圖分類號：TG659 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）08（c）-0026-02

該文將對數(shù)控機床可靠性技術(shù)進行研究，分別從：數(shù)控機床可靠性內(nèi)涵、數(shù)控機床可靠性技術(shù)存在的必要性、數(shù)控機床可靠性技術(shù)的研究、現(xiàn)階段數(shù)控機床可靠性技術(shù)存在的問題、數(shù)控機床可靠性的設(shè)計準(zhǔn)則、提高數(shù)控機床運行可靠性的具體措施、數(shù)控機床可靠性技術(shù)的展望7個部分進行闡述。

1 數(shù)控機床可靠性內(nèi)涵

關(guān)于數(shù)控機床可靠性的定義，最初是由盧瑟爾提出的。所謂“可靠性”是指“產(chǎn)品能在規(guī)定條件及規(guī)定時間內(nèi)完成的規(guī)定功能的能力。”可靠性很難用一個量來表示，因此在對可靠性進行定義時必須根據(jù)具體情況、具體場合來選擇適當(dāng)?shù)闹笜?biāo)。值得注意的是，可靠性是產(chǎn)品實際運行過程中所顯露出的屬性，且數(shù)控機床可靠性存在一定特殊性，它是集機、電、氣等高新技術(shù)于一身的現(xiàn)代化工作母機，它對加工精度有一定要求。當(dāng)前，數(shù)控機床在現(xiàn)場運行過程中最易發(fā)生的故障以功能性故障居多。所謂功能性故障一般指：加工中心刀庫不轉(zhuǎn)位、不執(zhí)行程序指令、定位不準(zhǔn)、旋轉(zhuǎn)工作臺不定位以及電氣系統(tǒng)大量故障等，是當(dāng)前廣大機床用戶亟待解決的。在機床用戶看來，數(shù)控機床的可靠性涵義實際上指的就是機床在運行過程中故障頻率出現(xiàn)次數(shù)相對較低。因此在開展數(shù)控機床可靠性工作時必須做些真實操作的實事，切實解決可靠性實際問題，讓用戶看到實效。高速、高精度以及高可靠性是現(xiàn)代數(shù)控機床發(fā)展的主要趨勢，數(shù)控機床可靠性成為市場競爭的焦點，目前國內(nèi)的數(shù)控機床研發(fā)方向主要朝高檔次方向發(fā)展，提高數(shù)控機床可靠性成為當(dāng)下最為急迫的事。

2 數(shù)控機床可靠性技術(shù)存在的必要性

2.1 數(shù)控機床可靠性技術(shù)滿足市場發(fā)展需求

我國正處于工業(yè)化發(fā)展中，汽車、鋼鐵、機械等一批重工業(yè)為基礎(chǔ)的行業(yè)發(fā)展勢頭越來越迅猛，導(dǎo)致對數(shù)控機床的需求也越來越大。為了滿足市場發(fā)展需求，數(shù)控機床可靠性技術(shù)必須不斷發(fā)展創(chuàng)新，使其功能日趨完善。

2.2 機床故障頻率普遍偏高

由于我國數(shù)控機床現(xiàn)階段的自主開發(fā)能力相對薄弱，自動化水平低，精度保持性相對較差，制約了我國數(shù)控機床的發(fā)展及銷售，與國際現(xiàn)階數(shù)控水平存在較大差距，對數(shù)控機床的運行故障不能及時準(zhǔn)確的排除，此外還承受著市場巨大需求量的壓力。因此為了解決這個問題就必須提高數(shù)控機床的可靠性。

2.3 數(shù)控機床可靠性技術(shù)的意義

數(shù)控機床的可靠性對用戶來說十分關(guān)鍵，還在一定程度上影響了我國與國際水平間的較量，提高數(shù)控機床可靠性能促進數(shù)控機床市場的持續(xù)發(fā)展，對于改變我國機床工業(yè)現(xiàn)狀有推動作用。數(shù)控機床可靠性技術(shù)的存在是必要的，它充分滿足了市場發(fā)展需求，減少了數(shù)控機床運行故障的發(fā)生頻率，它是實現(xiàn)民族裝備制造業(yè)振興的催化劑。數(shù)控機床作為復(fù)雜的機電液系統(tǒng)，它還沒有相對成熟的可靠性理論與技術(shù)，加上我國數(shù)控機床可靠性技術(shù)研究起步較晚，涉足此行業(yè)的相關(guān)研究人員與研究機構(gòu)相對較少，技術(shù)積累相對薄弱，處于發(fā)展階段，相對德國等工業(yè)發(fā)達的國家來說還有很長一段發(fā)展距離，為了縮短與發(fā)達國家之間的差距，我們必須拿出實際行動。

3 現(xiàn)階段數(shù)控機床可靠性技術(shù)存在的問題

3.1 數(shù)控機床可靠性研究者及相關(guān)機構(gòu)普遍較少

由于我國在數(shù)控機床可靠性技術(shù)的研究人員與研究機構(gòu)比較缺乏，加上數(shù)控機床可靠性技術(shù)研究的成本比較高，時間相對過長，其研究成果的獲取相對過慢，導(dǎo)致我國數(shù)控機床可靠性技術(shù)體系缺乏完整性。

3.2 數(shù)控機床可靠性數(shù)據(jù)累積相對薄弱

制造業(yè)數(shù)控機床的可靠性的提高需要一定的數(shù)據(jù)作為實踐基礎(chǔ)，由于我國數(shù)控機床發(fā)展較晚，導(dǎo)致我國數(shù)控機床可靠性數(shù)據(jù)累積相對薄弱，從而不能為廣大的數(shù)控機床用戶可靠性技術(shù)的研究提供任何幫助，這也是我國數(shù)控機床可靠性技術(shù)發(fā)展相對滯后的主要原因。

3.3 數(shù)控機床的維修性及可用性得不到重視

要提高我國數(shù)控機床的可靠性技術(shù)就必須對數(shù)控機床的維修性及可用性重視起來，根據(jù)企業(yè)的需求去簡化維修過程，縮短維修時間，將可靠性最大化，我國必須提高對其重視的程度，最大程度滿足數(shù)控機床用戶的需求，制定相關(guān)政策，奠定我國數(shù)控機床可靠性研究基礎(chǔ)。

3.4 數(shù)控機床故障機理研究相對不足

當(dāng)前我國對數(shù)控機床故障機理的研究相對不足，所謂故障機理研究主要是針對故障現(xiàn)象分析得出的反映故障本質(zhì)的原因。但由于我國現(xiàn)階段對故障機理研究相對缺乏，從而對產(chǎn)生故障的物力本質(zhì)障礙直接的相關(guān)性以及故障問題認(rèn)識不清，使改進成本不斷增加，造成了經(jīng)濟資源浪費。

3.5 對機床整機功能部件缺乏重視

數(shù)控機床由各類功能部件及數(shù)控系統(tǒng)組成，其組成部件的可靠性制約著數(shù)控機床的整體可靠性，因此制造者必須對機床功能部件的質(zhì)量加以重視。但由于國內(nèi)機床功能部件企業(yè)技術(shù)比較薄弱，研究機構(gòu)工作的重心又都放到了機床整機上，導(dǎo)致其功能部件得不到重視，無法提高數(shù)控機床可靠性技術(shù)發(fā)展。

3.6 數(shù)控機床電元器件質(zhì)量相對較差

當(dāng)前，國內(nèi)機電元器件市場存在粗制濫造及惡意壓價的現(xiàn)象，并且質(zhì)量相對較差，溫度特性差、電器反應(yīng)不靈敏、使用壽命短等特點。如果將這些質(zhì)量差的電元器件應(yīng)用到數(shù)控機床，會造成嚴(yán)重的生產(chǎn)事故。

3.7 CNC安裝不當(dāng)

CNC是指數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控系統(tǒng)的正確安裝對數(shù)控機床正常運行起到一定保障，如果沒有按照相關(guān)要求進行安裝則會造成驅(qū)動軸失控，引起機器報廢，使數(shù)控機床免疫力降低，導(dǎo)致故障發(fā)生頻率不斷提高。

4 數(shù)控機床可靠性的設(shè)計準(zhǔn)則

必須建立豐富的可靠性設(shè)計規(guī)范。

在對數(shù)控機床可靠性進行設(shè)計時，應(yīng)建立起可靠性設(shè)計規(guī)范，設(shè)計規(guī)范的建立能在一定程度上對數(shù)控機床設(shè)計環(huán)節(jié)的可靠性設(shè)計以及分析工作進行約束管理，對不同的產(chǎn)品采取不同的可靠性設(shè)計。

4.1 建立可靠性設(shè)計評審大綱及流程

評審大綱的評審內(nèi)容將會涵蓋產(chǎn)品從概念到生產(chǎn)的所有開發(fā)階段，它的重要性不言而喻，因此企業(yè)必須建立可靠性設(shè)計評審大綱及流程，并邀請一些在產(chǎn)品設(shè)計、制造、應(yīng)力分析、安全維修等專業(yè)領(lǐng)域的專業(yè)研究人員參與到評審中來。

5 提高數(shù)控機床運行可靠性的具體措施

5.1 提高數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計的可靠性

在設(shè)計數(shù)控系統(tǒng)時，應(yīng)該按照不同機床功能需求來進行模塊組建，可以在一定程度上提高機床使用的穩(wěn)定性還能降低機床維護成本，兼顧人機對話以及機械故障自診斷，對機床起到自我保護作用。數(shù)控機床運行的速率與系統(tǒng)性能的好壞息息相關(guān)，因此必須提高數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計的可靠性。

5.2 保證數(shù)控系統(tǒng)的正確操作

邏輯程序編寫失誤、參數(shù)配置的錯誤都會給數(shù)控機床埋下質(zhì)量隱患，會給用戶帶來很多不便，對自己的信譽有一定影響。因此在對數(shù)控系統(tǒng)操作時必須保證一定正確性，否則會使誤差累積，對機床轉(zhuǎn)動鏈造成沖擊。

5.3 采用有效隔離屏蔽技術(shù)

由于CNC系統(tǒng)的濾波環(huán)節(jié)降噪功能有限，因此必須配置相關(guān)隔離設(shè)備，盡量減小干擾信號。屏蔽干擾信號可以從兩方面入手：一是取東西元件，將干擾源屏蔽起來，從而達到阻斷靜電與電磁信號傳遞的目的；二是利用雙層金屬屏蔽控制系統(tǒng)，以防高壓線外在物質(zhì)的干擾，促進數(shù)控機床可靠性大大提高。

5.4 合理布線與接地

由于數(shù)控機床地線相對比較復(fù)雜，系統(tǒng)中的機架箱體等結(jié)構(gòu)件應(yīng)予以接地。且接地電纜的橫截面積不能小于10 mm2，布線必須遵循“強弱分開”原則，利用金屬屏蔽線隔開輸入信號線，嚴(yán)禁與其他設(shè)備接地。

5.5 運行可靠性控制

實驗表明用戶使用不當(dāng)造成的故障占機床總體故障的20%左右。因此必須控制用戶對機床的使用，預(yù)防用戶對機床的超載使用，通過大修恢復(fù)機床精度與可靠性。

5.6 完善數(shù)控機床可靠性技術(shù)體系

要促進數(shù)控機床可靠性技術(shù)的發(fā)展必須對數(shù)控機床可靠性技術(shù)體系進行完善，以數(shù)控機床可靠性建模為基礎(chǔ)，對數(shù)控機床的可靠性技術(shù)進行拓展，對研究成果進行嚴(yán)格篩選，構(gòu)建故障案例庫與數(shù)據(jù)庫，促進我國數(shù)控機床可靠性技術(shù)的發(fā)展。

6 數(shù)控機床可靠性技術(shù)的應(yīng)用研究

6.1 數(shù)控機床可靠性評定方法

數(shù)控機床可靠性的評定方法有三種，一是修正極大似然法和序貫壓縮相結(jié)合的方法；二是指數(shù)壽命型串聯(lián)系統(tǒng)法；三是基于信賴方法的數(shù)控機床可靠度的分析法。第一種的準(zhǔn)確度比第二種更高，在數(shù)據(jù)充分的情況下，采用基于信賴方法的數(shù)控機床可靠度分析方法更為合理。

6.2 數(shù)控機床可靠性技術(shù)分析方法

加工中心是現(xiàn)代信息科學(xué)與傳統(tǒng)機械技術(shù)相結(jié)合的典型產(chǎn)品，通過對其故障信息的科學(xué)分析，找出運行中的薄弱環(huán)節(jié)。將故障分析結(jié)果反映到各個部門，以提高產(chǎn)品可靠性為重要任務(wù)，將傳統(tǒng)頻次主次圖分析方法與故障比重比方法相結(jié)合來解決故障問題。

6.3 重視數(shù)控機床可靠技術(shù)，更好促進機床的現(xiàn)代化

根據(jù)機床各部分組建的功能將經(jīng)濟、資源等內(nèi)容進行綜合考慮，來確定影響可靠性指標(biāo)的因素，更好促進可靠性的提高，同時抓好改制改組工作，注重售后服務(wù)降低故障發(fā)生頻率，一旦出現(xiàn)故障必須及時解決，重視質(zhì)量與服務(wù)，積極引進國外先進技術(shù)，更好促進數(shù)控機床的現(xiàn)代化發(fā)展，努力掌握好數(shù)控機床可靠性技術(shù)，為機床質(zhì)量提供一定保障。

6.4 數(shù)控機床可靠性信息體系及開發(fā)“可靠性數(shù)據(jù)庫”和信息處理軟件

開發(fā)出可靠性信息源，開發(fā)出可靠性信息存儲、處理技術(shù)；數(shù)控機床可靠性數(shù)據(jù)庫、可靠性評價軟件、故障分析軟件，為數(shù)控機床建立集成化可靠性信息體系。

6.5 建立可靠性指標(biāo)（水平）評價體系

針對數(shù)控機床產(chǎn)品的特點，建立了數(shù)控機床可靠性指標(biāo)評價體系，對平均故障間隔時間MTBF進行點估計和區(qū)間估計，并評估出平均修復(fù)時間MTTR和固有可用度Ai等具體數(shù)值，從而評價出數(shù)控機床可靠性水平。此項成果建立了完全針對數(shù)控機床行業(yè)特點的可靠性增長理論體系，開發(fā)出了實用技術(shù)以及可靠性增長的具體實施方法， 在國內(nèi)外均屬首創(chuàng)。

7 數(shù)控機床可靠性技術(shù)的展望

數(shù)控機床可靠性技術(shù)研究歷經(jīng)幾十年，在可靠性設(shè)計、故障分析、可靠性建模、可靠性試驗等方面取得了明顯的進展。目前正在形成可靠性動態(tài)建模、可靠性綜合設(shè)計、故障預(yù)警等數(shù)控機床可靠技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點。但由于從事數(shù)控機床可靠性研究的學(xué)者及相關(guān)機構(gòu)普遍較少，對數(shù)控機床故障機理、數(shù)控機床維修性及可用性研究不夠重視，從而導(dǎo)致數(shù)控機床可靠性技術(shù)一直得不到發(fā)展。隨著科技的迅速發(fā)展，數(shù)控機床可靠性技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代機床行業(yè)最關(guān)鍵的技術(shù)之一，我們必須從數(shù)控機床可靠性技術(shù)及行業(yè)需求角度進行技術(shù)展望。

7.1 強化全生命周期可靠性技術(shù)理念

數(shù)控機床可靠性技術(shù)的發(fā)展必須建立在可靠性建模、分析、設(shè)計等研究基礎(chǔ)上，加強數(shù)控機床制造可靠性、早期故障排除、運輸可靠性、維修性設(shè)計等可靠性技術(shù)研究，強化全生命周期可靠性技術(shù)理念，將其應(yīng)用到數(shù)控機床可靠性技術(shù)的發(fā)展當(dāng)中去。

7.2 構(gòu)建數(shù)控機床可靠性技術(shù)體系

通過強化全生命周期可靠性技術(shù)理念，對研究成果不斷進行完善，在此基礎(chǔ)上制定數(shù)控機床可靠性技術(shù)規(guī)范，形成具有數(shù)控機床行業(yè)特色產(chǎn)品的可靠性技術(shù)體系。技術(shù)的研究離不開企業(yè)，在應(yīng)用可靠性技術(shù)管理體系時應(yīng)該保障可靠性技術(shù)研究成果在企業(yè)中的有效應(yīng)用，使企業(yè)逐漸成為可靠性技術(shù)研發(fā)主體。

8 結(jié)語

可靠性有關(guān)學(xué)科發(fā)展始于20世紀(jì)50年代，并形成了相對完善的理論體系，要提高數(shù)控機床產(chǎn)品的可靠性，企業(yè)必須建立一定的可靠性保障能力，并且數(shù)控機床可靠性技術(shù)的發(fā)展離不開企業(yè)的支持，企業(yè)應(yīng)該從戰(zhàn)略角度出發(fā)，從零部件設(shè)計到故障數(shù)據(jù)分析方面做好調(diào)研工作，構(gòu)建完善的管理體系，并給出相應(yīng)改進意見，提高數(shù)控機床可靠性，促進數(shù)控機床可靠性技術(shù)的發(fā)展。在第十二個五年計劃期間，我國的機械制造業(yè)逐漸朝著集成化、自動化、智能化方向發(fā)展，同時也為數(shù)控機床行業(yè)提供了良好機會。

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篇10

關(guān)鍵詞：數(shù)控機床；性能；發(fā)展趨勢

數(shù)控機床隨著電子技術(shù)和計算機技術(shù)的進步而飛速發(fā)展，數(shù)控機床正朝著高速度、高效率、高精度、高可靠性、模塊化、智能化、高柔性、集成化、開放性等方向發(fā)展。數(shù)控機床的使用范圍越來越大，數(shù)控機床技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控機床技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴大，數(shù)控機床技術(shù)對國計民生的一些重要行業(yè)（IT、航空、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用。目前我國數(shù)控機床技術(shù)主要朝以下幾個方向發(fā)展。

一、高速、高效方向發(fā)展

數(shù)控機床要大幅提高加工效率，首先要提高切削和進給速度，同時，還要縮短加工時間、降低加工成本，提高零件的表面加工質(zhì)量和精度。

數(shù)控機床只有通過縮短切削時間，才可能進一步提高其生產(chǎn)率。隨著高效、大批量生產(chǎn)的需求和電子驅(qū)動技術(shù)的飛速發(fā)展，直線高速電動機的推廣與應(yīng)用，開發(fā)出許多高速、高效、高精度的數(shù)控機床以滿足航空、航天、等行業(yè)的需要。由于新產(chǎn)品更新?lián)Q代時間周期的縮短，航空、航空、軍事等工業(yè)加工的零件不但復(fù)雜而且品種多，也需要高效的數(shù)控機床，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、低成本的生產(chǎn)。

二、高精度方向發(fā)展

從精密加工發(fā)展到超精密加工（特高精密加工）是世界各工業(yè)強國致力發(fā)展的方向。加工精度范圍從微米級到亞微米級，乃至納米級（

當(dāng)前，機械加工高精度的要求如下：普通數(shù)控機床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密加工中心則從3～5μm提高到1～1.5μm，并且超精密加工精度已開始進入納米級（0.001μm）。

三、高可靠性方向發(fā)展

高可靠性是指數(shù)控系統(tǒng)的可靠性要高于被控設(shè)備的可靠性一個數(shù)量級以上。所以，并不是可靠性越高就越好，只要能滿足產(chǎn)品精度需要就行。

四、模塊化方向發(fā)展

為了適應(yīng)數(shù)控機床加工結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，精度要求較高以及產(chǎn)品更新頻繁，生產(chǎn)周期要求短，品種多、批量小的特點，機床結(jié)構(gòu)模塊化，數(shù)控功能專業(yè)化，應(yīng)提高并優(yōu)化數(shù)控機床的性能。近幾年來最明顯的發(fā)展趨勢就是個性化。

五、智能化方向發(fā)展

為提高加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量方面的智能化，如自適應(yīng)控制、工藝參數(shù)自動生成等；為形成嚴(yán)密的制造過程閉環(huán)控制體系方面的智能化，如將計算機智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、CAD、CAM、伺服控制、自適應(yīng)控制、動態(tài)數(shù)據(jù)管理及動態(tài)刀具補償、動態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體。

自適應(yīng)控制智能化，根據(jù)切削條件的變化，自動調(diào)節(jié)工作參數(shù)，使加工過程中能保持最佳工作狀態(tài)。具有自診斷、自修復(fù)功能，在整個工作狀態(tài)中，系統(tǒng)隨時對CNC系統(tǒng)本身以及與其相連的各種設(shè)備進行自診斷、檢查。

六、柔性化和集成化方向發(fā)展

數(shù)控機床向柔性自動化發(fā)展的方向是：從點（數(shù)控單機、加工中心和數(shù)控復(fù)合加工機床）、線（柔性制造單元〈FMC〉、柔性制造系統(tǒng)〈FMS〉、柔性制造生產(chǎn)線〈FML〉、專用機床或數(shù)控專用機床組成的柔性制造〈FML〉）向面（工段車間獨立制造島、自動化工廠〈FA〉）、體（計算機集成制造〈CIMS〉、網(wǎng)絡(luò)集成制造系統(tǒng)）的趨勢發(fā)展，另一方面向?qū)嵱眯院徒?jīng)濟性方面發(fā)展。柔性自動化技術(shù)是我國制造業(yè)發(fā)展的方向，是高端制造領(lǐng)域的基礎(chǔ)技術(shù)。數(shù)控機床系統(tǒng)能方與計算機輔助設(shè)計〈CAD〉、計算機輔助制造〈CAM〉機床自動編程的編輯程序〈CAMP〉、信息系統(tǒng)〈MIS〉連接，向信息集成趨勢發(fā)展，向智能化、網(wǎng)絡(luò)化、開放式趨勢發(fā)展。

七、開放性方向發(fā)展