數控機床維修技術范文

導語：如何才能寫好一篇數控機床維修技術，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；維修；技術分析

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

一、數控機床維修技術分析

1、故障記錄具體

數控機床發生故障時，對于操作人員應首先停止機床，保護現場，并對故障進行盡可能詳細的記錄，并及時通知維修人員。

（1）故障發生時的情況記錄

1）發生故障的機床型號，采用的控制系統型號，系統的軟件版本號。

2）故障的現象，發生故障的部位，以及發生故障時機床與控制系統的現象。

3）發生故障時系統所處的操作方式。

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

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

6）在發生故障時，若系統有報警顯示，則記錄系統的報警顯示情況與報警號。

7）記錄發生故障時，各坐標軸的位置跟隨誤差的值。

8）記錄發生故障時，各坐標軸的移動速度、移動方向，主軸轉速、轉向等。

（2）故障發生的頻繁程度記錄

1）故障發生的時例與周期。

2）故障發生時的環境情況。

3）若為加工零件時發生的故障，則應記錄加工同類工件時發生故障的概率情況。

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。

（3）故障的規律性記錄。

（4）故障時的外界條件記錄。

2、故障檢查方法

維修人員故障維修前，應根據故障現象與故障記錄，認真對照系統、機床使用說明書進行各頂檢查以便確認故障的原因。當數控設備出現故障時，首先要搞清故障現象，向操作人員了解第一次出現故障時的情況，在可能的情況下觀察故障發生的過程，觀察故障是在什么情況下發生的，怎么發生的，引起怎樣的后果。搞清了故障現象，然后根據機床和數控系統的工作原理，就可以很快地確診并將故障排除，使設備恢復正常使用。故障檢查包括:

（1）機床的工作狀況檢查。

（2）機床運轉情況檢查。

（3）機床和系統之間連接情況檢查。

（4）CNC裝置的外觀檢查。

維修時應記錄檢查的原始數據、狀態，記錄越詳細，維修就越方便，用戶最好編制一份故障維修記錄表，在系統出現故障時，操作者可以根據表的要求及時填入各種原始材料，供維修時參考。

3、故障診斷

故障診斷是進行數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，同時也起到預防故障的發生與擴大的作用。首先維修人員應遵循以下兩條原則:

（1）充分調查故障現場。這是維修人員取得維修第一手材料的一個重要手段。

（2）認真分析故障的原因。分析故障時，維修人員不應局限于 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）系統自診斷法。3）參數檢查法。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，維修人員可以根據不同的現象對故障進行綜合分析，縮小故障范圍，排除故障。

4、維修方法

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

（1）初始化復位法。由于瞬時故障引起的系統報警，可用硬件復位或開關系統電源依次來清除故障，若系統工作存貯區由于掉電、拔插線路板或電池欠壓造成混亂，則必須對系統進行初始化清除，清除前應注意作好數據拷貝記錄，若初始化后故障仍無法排除，則進行硬件診斷。

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

（3）調節、最佳化調整法。調節是一種最簡單易行的辦法。通過對電位計的調節，修正系統故障。

（4）備件替換法。用好的備件替換診斷出壞的線路板，并做相應的初始化啟動，使機床迅速投入正常運轉，然后將壞板修理或返修，這是目前最常用的排故辦法。

（5）改善電源質量法。目前一般采用穩壓電源，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實際工作中由于設計缺陷造成的偶然故障，不斷修改和完善系統軟件或硬件。這些修改以維修信息的形式不斷提供給維修人員

（7）修復法。對數控機床的故障進行恢復性修復、調整、復位行程開關、修復脫焊、斷線、修復機械故障等。

5、維修記錄到位

維修時應記錄、檢查的原始數據、狀態較多，記錄越詳細，維修就越方便，用戶最好根據本廠的實際清況，編制一份故障維修記錄表，在系統出現故障時，操作者可以根據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容;(1)現場記錄;(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。

二、小結

數控機床維修技術的實施，提高重復性故障的維修速度，提高維修者的理論水平和維修能力，有利于分析設備的故障率及可維修性，改進操作規程，提高機床壽命和利用率，并能充分實現資源共享。使其具有可利用性、可持續發展性，為規范數控維修行業奠定堅實的基礎。

參考文獻

[1]孫偉.數控設備故障診斷與維修技術.北京國防工業出版社， 2008.

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關鍵詞：數控機床；故障診斷；維修

0引言

數控機床當中的任何系統或部件有問題，都可能會導致整個機床發生故障，因此在故障診斷過程中，維修人員應當綜合考量并分析數控系統、機械主體以及相關部件等內容，展開對應的檢查以及分析，從而進一步確定故障產生的具體原因以及具置，采取具有針對性的措施和方法使故障得以清除，進一步確保數控機床運作的穩定性。另外，經常進行數控機床的維護和包養，不但能夠使故障得以降低，還能夠使機床使用效率得以提升，避免故障在生產活動方面的影響。

1數控機床故障診斷技術

（1）直觀法。數控機床出現故障的情況下應用最為普遍的一種診斷方法是直觀法。其重點根據數控機床存在的不正常情況、現象等來診斷機床故障，像是能夠借助直觀性的檢查對機床部件的脫落、松動、磨損等進行把握；倘若發生故障的情況下存在燒焦味，那么維修工作者就能夠重點檢查數控機床的一系列保護性開關、電阻、線路等。除此之外，還能夠借助直接的體會與接觸斷定數控機床一系列設施的運行溫度是不是存在異常。

（2）調整參數法。數控機床改變的參數會影響到機床的整體性能，因此，在檢查數控機床故障的時候，斷定機床故障的關鍵根據是數控機床改變的參數。因為對數控系統來講，設置的參數體現著決定性的影響，所以能夠在設置參數的基礎上調整系統的工作。為此，在出現故障的情況下，維修工作者能夠調整參數，從而排除和診斷故障。

（3）測試功能程序和診斷報警信息法。因為數控機床通常都具備自我診斷程序，所以借助直觀法難以鎖定的數控機床故障，診斷故障就能夠有效地借助數控機床的自我診斷程序。維修工作者僅僅需要將相應的功能測試程序輸入數控系統當中就行，進而把握數控機床的工作程序，進而明確形成故障的原因。此外，機床的自我診斷功能通常涵蓋機械工作現狀信息的顯示功能，在出現故障的情況下，故障報警信息會在出現在顯示中，維修工作者借助這一系列的信息就能夠明確出現故障的現狀。

（4）替換部件診斷法。針對工作當中的數控機床，倘若某個部件存在的問題會發生機床故障，維修工作者在不清楚哪一部分存在問題的時候，能夠更換新部件進行檢查，以明確是不是因為損壞的部件導致的故障。

（5）分析原理法。分析原理法指的是立足于數控的運行原理，進而斷定與分析故障的一種方法，重點是分析特征指數與邏輯電平進行分析，從而斷定故障。這種診斷故障的方法需要維修工作者的技術能力較強，維修工作者不但應全面、深入地把握數控機床的工作原理，而且還應當明確一系列部件的運行原理，這樣才可以準確地分析和定位故障。通常來講，能夠劃分數控機床的故障為數控系統故障與機械故障。在診斷機床故障之后，應當維修數控機床，這就需要把握這兩種故障的維修特點。從整體上來講，維修機械故障通常堅持先簡后精的原則，先是借助直觀性的觀察推斷故障的大置和范圍，簡單地維修之后再確認故障，最后確定科學的維修方案來精密維修故障，最終處理故障，確保數控機床工作的順利進行。針對機械故障，數控系統故障較為復雜。由于系統故障牽涉到電氣、液壓、氣動等，所以需要深入和仔細地檢查，通常的維修原則是先易后難、先一般后特殊、先外后內。

2數控機床故障維修技術

（1）復位系統和初始化法。如此的維修方法重點是應對數控機床系統程序造成的故障，機床常常由于一瞬間的故障與系統編程而終止工作。故障信息提示也會出現在故障報警系統。鑒于此，能夠強行斷開電源，然后開電源復位鍵，以觀察機床是不是可以順利工作。復位故障報警系統一般會用在系統存儲壓力小或者是線路接觸不好等導致的故障報警。在復位系統與初始化之前務必備份系統的數據，進而方便初始化操作難以排除故障之后再深入地診斷與分析機床的硬件。

（2）微調參數法。在重新設置系統參數之后，如果難以排除數控機床的故障，那么就需要微調參數來優化數控機床的參數。由于機床與其它電氣的系統間是不是實現了最為理想的控制會嚴重地影響數控機床的整體工作效率，而微調參數能夠實現最為理想的系統之間控制標準。

（3）設置參數法。因為是不是正確地設置參數會從很大程度上影響數控機床的順利工作，設置的參數存在一點小錯誤會失去機床的一些功能，這不利于機床整體性能的提升，或者是導致機床的停止工作。鑒于此，借助機床系統的迅速搜索功能，分析和比較有關的參數，探究出現故障的原因，校對與設置參數，最終恢復數控機床的順利運行。

（4）替換更新模塊法。替換更新模塊法常常能夠迅速而簡單地維修機床故障，因此在維修數控機床的時候廣泛地應用這種方法。如此的維修方法僅僅需要替換或者是更新故障形成的系統模塊，且重新對有關的參數進行設置，就可以有效地排除故障，從而使機床順利工作。

（5）增強數控機床的抗干擾性能。倘若工作過程中的數控機床受到較強的干擾，那么會影響機床的順利工作。為此，針對因電源開關導致的故障，就能夠應用接地的方式，以使數控機床受到的高頻影響減少，從而排除故障。除此之外，為了使機床的抗干擾性能增強，也能夠增強電源的負載能力與確保電源電壓的穩定。

3結論

總之，數控機床故障的診斷與維修復雜多變的，同時也是最重要的，故障的處理要與實踐生產為根據，找到故障多樣化的原因，具體問題具體分析，診斷和維修的過程要遵循以上原則，采取對應的診斷和維修的對策。

參考文獻：

[1]王春霞，董學文，馮莉.數控車床架故障故障樹定性分析[J].科技信息，2014，04（29）.

[2]張根保，柳劍.數控機床可靠性概述[J].制造技術與機床，2014，07（22）.

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關鍵詞 數控機床；故障分析；維修

中圖分類號 TB 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-(2011)122-0151-01

1 淺析FANUC數控機床

1.1 背景分析

行內人士都知道FANUC數控系統是目前市場上應用較為廣泛的數控系統，其控制系統普遍用在數控車、數控銑和加工中心等設備上。而且我國的這類機械加工設備相當的多，這些機床所配備的數控系統也是有很多。比如：德國西門子數控、西班牙FAGOR、日本FANUC、三菱等，這些是國外的數控系統，國內的有華中、廣州數控、北京凱恩帝等。就目前的與數控機床配套的數控系統的市場占有率來看的話，FANUC在日本占70%左右，在世界上約占50%左右。在中國市場上，FANUC系統占的比例比其它品牌的大得多，因此，FANUC已然成為中國市場尤其是大陸市場上最為普遍的數控系統。

1.2 數控機床維修的意義

數控機床技術是制造業實現自動化、柔性化、集成化生產的重要基礎，是制造業提高產品質量和生產效率的有力保障。數控設備維修技術不僅是保障正常運行的前提，對數控技術的發展和完善也起到了巨大的推動作用。數控機床任何部分的故障與失效，都會使機床停機，從而造成生產停頓。因此，維修對于原理復雜數、結構精密的數控系統就顯得十分的必要了。

2 FANUC數控機床常見故障分析極其維修技術

眾所周知，數控機床的內部系統和結構是十分的復雜的。根據數控系統的構成，工作原理和特點，筆者總結出以下幾點常見故障和維修

技術。

2.1 伺服驅動側的故障分析及其維修

伺服系統接收來自CNC系統的指令，將其譯碼，通過一系列的轉換機，變成可以調節的電流或電壓，進而控制電機的運轉。電機帶動絲杠旋轉，從而實現工作臺或刀架的運動。從上我們可以看出，伺服系統與電源電網，機械系統等是相關聯的，而且在工作中一直處于頻繁的啟動和運行狀態，因此，伺服驅動系統的故障在數控機床故障中是比較常見的。其主要故障大概有如下幾種。

1）系統損壞。這個故障一般是由于網絡電壓波動太大，或電壓沖擊造成的。因為我國的大部分地區的電網質量不好，會給機床帶來電壓超限，尤其是瞬間超限，這個是很難預測到的。因此這個要特別注意維護電網的質量，以此來減少系統損壞故障的發生。

2）無控制指令，而電機高速運轉。這種故障的原因是速度環開環或正反饋。

3）加工時工件表面達不到要求，走圓弧插補軸換向時出現凸臺，或者電機低速爬行或振動，這類故障在工作當中也是經常出現，它一般是由于伺服系統調整不當，各軸增益系統不相等或與電機匹配不合適引起的，解決辦法就是對伺服系統進行最優化調節。

4）保險絲燒斷、或者電機過熱影響電機的運轉，甚至是燒壞，這類故障很大程度上是機械負載過大或者卡死致使的。

2.2 CNC數控系統側故障分析及其維修

CNC系統故障發生的概率不是很高，并且它的發生要受環境因素的影響，筆者將CNC系統故障及其維修歸納如下。

1）環境因素。在機床運作當中，溫度、濕度超過允許范圍，操作不當，參數設定不當等也可能造成停機或CNC系統故障。比如說有一工廠的數控設備，開機后不久便失去了數控準備好的信號，導致系統無法工作，經檢查后發現機體溫度過高，原因是通氣過濾網已經堵死，從而引起溫度傳感器動作。這類故障維修比較簡單，就是更換過濾網，讓機體恢復正常運作溫度就可以了。這里還要提一點的就是不安操作規程拔插線路板，或者沒有靜電防護措施等，都有可能導致停機等故障，因此，在操作的時候一定要按章行事。

2）硬件故障。系統硬件要是發生故障，就會立即停機工作，也會導致機床的各個動作停止。對于這類故障的維修就比較棘手了，這個要求維修人員要了解系統的運作原理以及相應的電路板的功能特點，根據故障發生的規律予以排除。如果條件允許的話，可以采用備件交換法來確定故障硬件。

3）軟件故障。就一般而言，FANUC數控系統的軟件包括系統軟件及用戶軟件兩大類。系統軟件用來控制刀具軌跡、插補計算、圖形模擬、速度位置處理等。用戶軟件主要有控制機床動作及信號的PMC、用戶程序及相關參數。軟件故障發生的故障較小，一般多為系統參數設置不當，這樣的話可能會導致機床運行不平穩或者出現報警。維修的方法就是重新修改系統參數。對于一些參數修改過大或參數大量丟失的數控系統，可以考慮將備份參數重新導入而不必一一查閱說明書。

2.3 PMC機床側故障分析及其維修

相對于伺服驅動側故障和CNC數控系統故障而言，PMC機床側故障發生的概率是最高的，這是因為當代的數控系統及伺服系統的可靠性和穩定性逐步提高，壽命也隨之延長。而機床電氣控制部分經過了一定時間的消耗，其性能勢必會降低。尤其一些機床的加工環境惡劣，塵土飛揚，難免會造成線路故障。比如有一臺配有FANUCOi-MC

系統的立式加工中心，其刀庫的結構師圓盤式帶機械手的。由于操作人員在換刀的國中不小心按下了系統復位按鈕，刀庫機械手卡在中間位置不動，界面跳出2002、刀庫信號沒到位報警。這個維修就是手動盤動刀庫電機，讓其轉到換刀之前的初始狀態，再找到刀套氣閥，手動按氣閥使刀套抬起，然后在點動刀庫旋轉，使其轉到一號刀套位，最后輸入刀套初始化指令M76，將相應的刀一一裝入即可。機床的故障的引起的原因人為因素也是要占一定的比例的，所以，在操作的過程中需要工作人員認真細心對待。

3 結束語

隨著我國制造業的迅速發展，國內各大企業均引進了世界先進的生產設備，數控技術是現代制造術的典型應用，培養高素質的數控人才是當下機械制造業最重要的任務。FANUC數控機床的優越性是十分明顯的，它給機械制造行業帶來的利益也是相當巨大的，但是，它的故障限制性也是很常見的，這就需要機械工作人員在平時認真負責地對待每一項操作，這樣才能更好地利用數控機床的特性，為機械企業帶來更多的利益。

參考文獻

[1]陳子銀.數控機床電氣控制[M].北京理工大學出版社,2006.

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關鍵詞：數控機床 電氣維修 維修技術 故障排除

中圖分類號：TG502 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（a）-0056-01

由于數控設備是從普通機床發而來的新技術，所以在職業學校里，專業技術人員相對比較缺少。數控機床本身又是一個很好的機械和電氣自動化高度結合的設備，因此更需要有較高專業素質的人員來維護和維修。下面僅將筆者的一些經驗和行業內其他專家的意見歸納整理如下，有不足之處還請指正。

1 數控機床的維護

近些年職業院校隨著社會的發展和需要才建設和完善了數控技術專業，有了數控車間和數控設備，所以職校里的數控設備大多數都為新設備，并且校園里設備的使用時間遠遠小于工廠設備的運行時間，因此，校園里的設備故障率不會太高，前期主要靠我們平時的維護與保養。

1.1 維護維修人員基本要求

數控設備技術先進、結構復雜是高級機電一體化產品，因此，對維護維修人員要求較高，維護維修工作的質量就取決于維護維修人員的素質，所以要求維護維修人員具備以下條件。

（1）維護與維修人員要有強力的責任心和良好的職業道德，必須做到每次維護維修時認真做好詳細記錄（如部件的變更、參數的修改等），以便后邊再次維修有據可查。

（2）具備一定的專業知識既要懂機床工作原理（包括檢測技術、液壓知識和計算機知識）又要懂機械和電工電子技術。最好經過數控技術方面的專業培訓（這些年在職校開展的省培和國培就不錯）。掌握PLC、伺服驅動和數字控制的工作原理。

（3）具備一定的數控機床操作水平，能夠獨立操作和編制簡單加工程序，為維修調試機床和試加工做準備。

1.2 資料的準備

數控設備都會自帶相關的操作說明書、電氣說明書、機床使用說明書、編程說明書和CNC方面的資料等，我們維護維修人員要做好資料的保存和維修記錄等資料的添加工作。

1.3 日常維護

不同的機床有不同的要求，但日常維護有一定的共性，主要內容如下所述。

（1）開機使用前，先檢查設備的系統，及時添加或更換脂和油，是設備機械運動部分保持良好，降低磨損。

（2）定期檢查各電氣部件連接是否正常，各線有沒有老化、脫落或破損。保持電氣柜的清潔，及時清洗或更換過濾網。

（3）定期檢查超程限位功能。主要是硬超程，限位開關失效或有雜質進入導致觸頭不能正常彈出或壓下，因此，不能正常發出到位信號；或限位塊螺絲松動導致位置偏移或脫落，使機床的限位保護失效。軟超程主要是參數設置位置，處認為更改外一般不會被改變，它經常也作為硬保護后的第二到限位保護。

（4）及時更換存儲器電池。一般一年需更換一次（注意在通電狀態下更換），來保證斷電情況下機床數據的存儲；或有些機床在不經常使用時，需要定期通電，一方面使電氣通電自發熱驅趕潮濕；另一方面同時可以給記憶電池充電，保證數據不被丟失。在校園里尤其是寒暑假，要保證設備定期通電，否則一些電子元件容易損壞。

（5）為了保證機床的加工精度，我們還需要定期對機床的水平進行測試和調整，否則常時間更容易使機床自身發生扭曲變型，導致精度下降，我們學校這個工作定期發到暑假結束后和開學前，不影響正常的教學使用。

2 數控設備的維修

數控設備主要分機械維修、電氣維修和CNC系統維修三部分，在校辦公廠，有了以上的細心維護，系統自身的故障應該非常少，我們主要研究機械故障和電氣故障的維修。

2.1 機械故障維修

數控機床機械運動主要有主軸的主運動和刀架的進給運動。

（1）主軸主要靠動力電機帶動主軸箱里的多級變速齒輪給主軸輸出旋轉動力的，一般問題不大，如開機啟動主軸有異常聲響和無動作時需要及時停車判斷問題所在?？蓮倪@幾個方面排：確定電機正常后首先判斷是否掛好檔位確認是否在空檔；其次檢查有無異物掉入卡在變速齒輪上使之無法正常工作（有一次我們的數車就是因為換檔手柄上的一個銷子脫落卡住了齒輪，導致無法換檔、無法啟動主軸）；再次檢查有無齒輪松動脫落或打壞掉，要及時給予定位安裝或更換配件；有時候卡盤也會有異響，多數是因為卡盤內側固定卡盤內部的螺旋盤螺紋的螺絲松動導致間隙過大，出現來回碰壁的響聲，卸掉卡盤給予擰緊固定可解決問題。

（2）刀架的機械問題多在于無法移動、無法進給或定位偏差過大和換刀不動或換刀不到位的問題。我們主要檢查絲杠是否彎曲變形、阻力過大（在急停狀態可用有轉動感覺）或有異物卡??；定位偏差過大可檢查是否負重過大、絲杠磨損嚴重或在參數里調整絲杠的反向間隙（只可微調）；刀架換刀機械問題一般為也為阻力過大或有卡死現象，用內六角扳手轉動伺服電機軸可判斷刀架旋轉動作是否暢通，如果阻力很大或卡死，則需調整刀架內部安裝間隙和檢查有無異物。

2.2 電氣故障維修

電氣故障的維修主要根據故障現象、報警提示和電柜各信號燈的有無發亮或顏色來判斷短路、斷路、確向、缺信號和電子元件設備等壞掉。這需要我們有一定電工電子水平、識圖水平和檢測設備的使用水平（如萬用表等）。因為校辦公廠同樣型號設備不止一臺，我們可通過對比法、交叉換位法等來尋找問題點。一般多為缺少某各信號，是由于信號線接觸不良、斷掉、繼電器壞掉或保險跳掉所導致；如果交叉換位后發現是驅動器或主軸變頻器壞掉，那最好是找專業維修人員維修或反常更換。總之電氣維修后要經過多次反復檢查確認后方可通電試驗，以防出現更大的問題或短路。

3 結語

數控設備在職校屬于昂貴設備，需要有專業人員維護和維修，這對于我們這些一線專業教師來說是個挑戰同樣也是個機遇，希望我們能夠多實踐多總結，我們一定能夠主要依靠自己的力量，把數控機床修好、用好、管好。

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關鍵詞：數控機床裝調維修；技術；技能；創新

引言

當今社會日新月異，技術不斷更新，需要創新、傳承和積累。技術技能的積累與創新是職業教育的職責所在。隨著我國數控設備數量的快速增加，對數控設備應用、維護與維修人才的需求也越來越大，數控機床裝調維修工作為新興職業，具有工種復合性、人員素質綜合性、技術含量高科技性等特點，受到國家重視。學校承擔著技術技能的整理、積累和傳承的任務，專注技術技能的積累和應用。2015年9月天津市委在《天津市貫徹落實<京津冀協調發展規劃綱要>實施方案（2015-2020）》中，明確建立“全國先進制造研發基地”，經濟發展和產業結構的優化升級，需要高端制造業的人才在技術上不斷更新、積累和創新。

1數控機床裝調維修工現狀分析

數控技術是集機、電、儀、液技術于一體的高新技術。數控機床裝調維修工，是從事數控機床的裝配、調整、維修等工作的人員。在機床生產過程中，數控機床裝調維修工不僅負責裝配、調試、檢測，同時還承擔著產品的售后服務工作。在數控機床的使用中，數控機床裝調維修工負責數控機床性能的調整和數控機床維護與維修、數控加工工藝流程設計的參與和實施，機床的各類故障的判斷與排除。數控機床裝調維修人才需要掌握機械和電氣方面的知識、要具有豐富的生產工藝實踐經驗，要掌握一定的數控系統知識，并能為客戶進行產品工藝設計。當前我國正處于從機械制造大國向制造強國轉變的關鍵時期，目前我國數控機床裝調維修工的職業從業人員，存在著知識和技能水平不高、工作經驗不足，全國高級數控裝調與維修人員缺口嚴重，企業因為數控設備故障停機，造成巨大損失，這些將影響到數控機床行業的健康發展。數控機床裝調維修工要適應工作崗位，必須注重技術技能的積累，具備較強的綜合能力，提高數控機床裝調維修從業人員的知識和技能水平，必將進一步促進我國數控機床行業的發展，對于提升我國現代制造業的國際競爭力也有著非常重要的意義。

2數控機床裝調維修課程改革

2.1課程融合崗位能力

數控機床的裝配與調試、數控機床的安裝、數控設備的售后服務、維護管理、設備維修是數控裝調維修工的主要崗位。要求能夠讀懂機床的總裝圖、電氣接線與控制圖、與電氣相關的機械圖；能夠進行數控機床總裝后幾何精度、工作精度的調整，通過參數調整機床的性能，進行機床各種功能的調試；能進行機械部件的拆卸與組裝；能利用PMC梯形圖等診斷數控機床常見機、電、液壓/氣動故障；能熟練操作數控機床，完成工件的試切加工、懂得進行機床的維護保養。深入分析數控機床裝調維修工作崗位，針對工作崗位需要，建立以職業能力為核心的一體化課程體系，確定數控機床機械裝配與調整、數控機床電氣控制與調試、數控機床故障診斷與排除、數控加工編程與操作、數控加工實訓課程為職業核心課程，并在各課程的課程標準中融入了職業資格標準，實現學校考核與社會鑒定、校內實訓與校外實踐方面實現銜接統一。數控機床裝調維修工課程體系如圖1所示。

2.2課程融入創新教育

培養高職學生創新能力，包括了對本專業知識“提出問題、發現問題的能力、解決一般專業問題的能力、突破現有知識范圍的創新發現和發明能力。在數控機床裝調維修工的人才創新教育上，通過課堂教學、課外活動和社會實踐三條途徑實現。2.2.1基于工作過程的課堂教學數控機床裝調維修的課程內容具有鮮明的多學科交叉特色，發散性較強，針對崗位技能，在一體化課程建設過程中，突出了課程內容的技能性與實踐性，使其更具針對性、系統性、深度性，將新技術融入課程中，加強學生創新意識的培養，以利于學生技術技能積累和創新。數控機床裝調維修工人才培養的核心課程，均通過課程改革，創新教育內容、教學方法，實現了基于工作工程的學習模式。以《數控機床故障診斷與排除》課程為例，通過系統開機急停故障、伺服軸跟蹤誤差過大報警故障、車螺紋亂牙等典型的故障的分析與排除，使學生一方面綜合應用所需專業知識，查看故障現象，分析故障原因、提出解決方案，在仿真軟件上完成故障的排除，另一方面啟發學生創新思維，舉一反三，優化方案。整個學習過程，嚴格按照實際工作過程去實施，培養學生的職業素養。2.2.2碎片化的課外學習活動隨著互聯網技術的飛速發展，其個性化教育的優勢日益凸顯，隨之而來的是學生的學習方式的變化。在數控機床裝調維修工的人才培養上，將碎片式的知識與操作技巧，通過網絡課程呈現給學生，學生通過手機、ipad、電腦等電子設備，利用“碎片”時間，進行“碎片式”學習，滿足學生個性化學習的需求。同時，學生通過課外學習興趣小組，完成直接來源于企業的真實工作環節形成的真實項目，將學習經驗、成果上傳課程網站，實現知識和技能的分享，進一步獲得真實的職業能力，激發學生的創新意識。2.2.3校企深度融通的社會實踐在課程體系重建過程中，建立深度的校企合作機制。先進的技術引領人才發展規劃，企業與職業院校建立緊密合作的技術技能積累創新平臺，學生獲得真實的職業能力。在企業真實工作環境中的真實項目訓練，是學生技術技能積累的關鍵，即重視了學生適應工作世界的能力培養，又重視構建或參與構建工作世界的能力培養，在其職業能力發展中具有重要的作用。同時通過學校教師與企業資深培訓師輪流執教、學校與企業交替承擔培訓任務的工學結合模式，推動職業院校主動參與企業技術創新，促進新技術、新工藝、新裝備的應用，促進勞動者素質與技術創新同步提高。以數控機床裝調維修工程實例為主要內容，促進雙師培養，體現應用性和職業性。

3課程改革實踐成果

技術與技能，是人類實踐的結晶，技術技能積累是人類社會向前發展的必然選擇。在數控機床維修裝調工的人才培養上，針對數控機床裝調維修工的職業特點，根據職業崗位的工作要求，對數控機床裝調維修課程體系進行了重構，深化教學改革，強調新技術的融入及真實項目載體的選擇，注重操作技巧的生成，提高解決綜合問題的能力，加強了學生的技術技能積累與創新。

參考文獻：

[1]夏燕蘭.高職數控設備應用與維護專業課程體系改革研究[J].職教論壇，2010，6：46-47.

[2]馬振華.技能積累與經濟發展的關系模式[J].工業技術經濟，2009，8：73-76.

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關鍵詞：PLC技術；數控機床；故障診斷；維修策略

在數控機床的控制系統中，PLC系統能夠有效實現CNC（Com⁃puterNumericalControl）與機床間的可靠連接，從而確保機床可以及時、穩定的接受CNC發出的控制指令。由數控機床的維修實踐經驗可知，PLC系統發生故障的表現形式多種多樣，且發生故障的原因也比較多，無論是機械方面的原因還是電氣方面的原因，都有可能導致故障的產生，此外操作人員的不良習慣和機床保養工作不到位等原因也會引發故障。為確保PLC數控機床能夠穩定、高效的運行作業，我們必須確保故障診斷的及時、準確性，這也是本文對PLC數控機床故障診斷及維修展開探討的根本原因。

一、PLC數控機床簡析

數控機床中的PLC系統是一個自動控制裝置，其通常由CPU、I/O接口、存儲器以及電源等共同組成。由于數控機床的設計和制造方法不盡相同，所以PLC系統在數控機床中一般有兩種存在方式：一是內裝型，即生產廠家將PLC系統與數控機床的控制系統充分融合了在一起；二是獨立行，即PLC系統獨立于數控機床的控制系統之外，其具備較為完善的軟硬件功能，且可以單獨完成控制工作任務。PLC系統是數控機床信息交換的中樞，其能夠實現控制系統與機床裝置的無縫交流，這中間不僅包括從PLC系統向機床發出的各類指令信息（比如說S、T功能的應答信息），還包括機床向PLC系統發出的各類信息（比如說各項功能代表），這種雙向的信息交流讓PLC數控機床更加的智能化、高效化。

二、基于PLC的數控機床故障診斷方法

（一）基于PLC的數控機床故障表現形式基于PLC的數控機床在發生故障時，通常會有以下三種表現形式：1、通過CNC報警能夠直接發現故障，并且系統會顯示出故障產生的原因。2、通過CNC報警能夠直接發現故障，但卻無法反映出故障產生的根本原因。3、故障在CNC中并沒有任何提示，這時診斷和維修故障就需要進行專門的檢測了。（二）基于PLC的數控機床故障診斷方法PLC數控機床發生故障的幾率非常低，即便發生故障往往也能通過自診斷檢測顯示出來。一般情況下，其故障多發生在PLC的外部輸入或輸出環節，發生故障時數控機床通常不會停機，大多情況下是在故障發生后才發現的，故障的發生會造成機床損壞、加工件報廢或者是生產事故等不良后果。因此，我們必須加強PLC數控機床的故障診斷，常用的方法主要有以下幾點。1、經報警信號進行故障診斷當發生故障時，通常數控系統的自診斷功能便可以診斷故障并在CRT上將相關信息顯示出來，然后維修工作人員就可以根據CNC系統所提供的機床運行狀態信息并和各運行標準指標進行比對，便可以迅速完成故障診斷和故障排除了。2、經機床動作順序進行故障診斷數控機床在運行過程中，刀具、托盤、模具等裝置的自動交換動作，都有標準的動作順序和工作程序，因此發生故障時，我們可以通過觀察各部分裝置的運動過程，看其是否在動作順序和工作程序上的異常，以此來判定PLC數控機床是否發生了故障，然后再根據故障查明原因，并采取針對性的故障排除措施。3、經PLC梯形圖進行故障診斷維修工作人員還可以在充分了解數控機床工作原理、連鎖關系以及動作順序的基礎上，通過使用CNC系統的自診斷功能或者采用外部編程器，經過PLC梯形圖來檢驗系統的輸入/輸出狀態，并實時查看PLC系統和機床的運行狀況，以此來綜合判定故障及其發生的原因。4、經PLC系統的輸入/輸出接口進行故障診斷PLC數控機床輸入/輸出接口出的信號狀態能夠通過CRT來顯示，如果發生故障時可以初步確認是輸入/輸出信號存在故障問題，在具體診斷時，便可以通過查看接口處的信號狀態來判定故障發生的部位，也可以藉此判定到底是數控裝置方面發生了故障還是機床方面產生了故障。如果數控系統的各硬件部分不存在故障，不需要查看電路圖或梯形圖，只需要通過查詢輸入/輸出接口的信號狀態便能夠查明故障及其發生的原因。此外，也可以通過分析數控機床的輸入/輸出狀態歷史記錄，比較故障狀態和正常狀態的差異之處，也能夠迅速查明故障所在；但采用這種方法必須對控制對象輸入/輸出接口的故障狀態和正常狀態都非常熟悉才行。5、經控制對象的工作原理進行故障診斷數控機床中的PLC控制系統都是基于控制對象的工作原理進行設計和制造的，所以說PLC控制系統發生故障時，我們可以通過分析控制對象的工作原理，然后結合信號的輸入/輸出狀態對故障進行分析和診斷，并采取相對應的故障排除措施。6、經動態跟蹤PLC梯形圖進行故障診斷在PLC數控機床實際檢修過程中，往往還會存在這樣一種問題，那就是部分數控機床發生了故障，但查看輸入、輸出信號以及其它標志均顯示正常。這類故障的診斷就需要對PLC梯形圖進行動態實時跟蹤了，通過連續觀察信號輸入/輸出狀態及各項標志的瞬間變化，然后再根據PLC系統的工作原理分析并診斷故障，同時采取針對性的故障排除措施。

結語

總的來說，基于PLC的數控機床在日常運行過程中難免會因為電氣方面原因、機械方面原因或者人為原因等發生故障。因此，為了確保數控機床的正常運行和生產活動的效率效益，我們必須及時進行故障診斷和維修。在故障診斷和維修過程中，除自診斷技術外，信號狀態檢測和按照控制對象工作原理進行故障診斷是最為有效的兩種方式，值得我們推廣應用。

參考文獻：

[1]甘斌達.巧用綜合編程方式提高數控銑加工效率初探[J].中國高新技術企業.2016(02)

[2]王茂凡,張圣文,趙中敏.數控設備的故障預測與健康管理技術[J].中國設備工程.2013(03)

[3]雷曉松.PLC在數控機床故障診斷中的應用[J].黑龍江科技信息.2012(29)

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關鍵詞：數控機床；精密機械；結合體

1　數控機床的工作原理及發展趨勢：

1.1數控機床的工作原理

數控機床的工作原理即為，將控制要求和信息以及反饋信息等轉化為數字信號，送人數控裝置處理后輸出控制機械加工過程。

1.2數控機床的發展趨勢

1.2.1高速度、高精度

當前先進制造技術的主體是效率和質量。因此高速度、高精度技術的發展可最大限度地提高生產的效率和產品的質量，縮短生產周期提高市場競爭力。目前HyperNach進給速度最大達60ndmin，快速為100m／min，加速度達2g，主軸轉速達60000/min。

1.2.2多軸聯動加工和復合加工

多軸聯動加工可充分利用刀具幾何形狀進行切削，從而大大提高了零件的表面光潔度和加工效率。如一般一臺5軸機床的加工效率相當于2臺3軸聯動機床的加工效率。目前采用復合主軸頭的機床更為方便的實現了多面和多軸在同一臺機床上的并行使用。

1.2.3智能化、開放式、網絡化是當前數控系統的共同發展方向

智能化的數控系統涵蓋的方面很多，如加工方面的智能化，即加工過程的自適應控制，工藝參數的自生成；故障診斷方面的智能化。即智能監控機床各個部分運行情況，發送故障報告等。開放式既是數控系統的開發可以統一的在一個平臺上進行。這樣既可以解決數控系統軟件不能產業化的問題，又大大加快了數控功能系列化的進程。數控裝備的網絡化將極大地滿足生產線、制造系統、制造企業對信息集成的需求，也是實現新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業、全球制造的基礎單元。

1.3維修維護工作的意義

數控加工在當前制造行業中占據著主導地位，它的發展將帶動制造業的飛速發展，同時也將影響社會的發展進程。因此，使數控機床能夠實時高效的工作也是—項重要工作。

2　維護與維修的一般方法

數控機床是各種高精技術結合的生產工具，因此在日常的使用中維修維護工作對其使用壽命和精度起著很重要的作用，那么數控機床的維修維護工作一般應如何進行呢?

2.1數控機床的維護，對數控機床進行日常合理的維護工作，可以大大降低數控機床的故障發生幾率。概括為以下幾個方面需要注意：

2.1.1針對每一臺機床的具體性能和加工對象制定操作規程建立工作、故障、維修檔案是很重要的。包括保養內容以及功能器件和元件的保養周期。

2.1.2應盡量少開數控柜和強電柜的門。因為在機加工車間的空氣中一般都含有油霧、灰塵甚至金屬粉末。一旦它們落在數控系統內的印制線路或電器件上，容易引起元器件間絕緣電阻下降，甚至導致元器件及印制線路的損壞。有的用戶在夏天為了使數控系統超負荷長期工作，打開數控柜的門來散熱，這是種絕不可取的方法，最終會導致數控系統的加速損壞。正確的方法是降低數控系統的外部環境溫度。因此，應該有一種嚴格的規定，除非進行必要的調整和維修，不允許隨便開啟柜門，更不允許在使用時敞開柜門。

2.1.3定期清掃數控柜通風系統。應每天檢查數控系統柜各個冷卻風扇工作是否正常，應視工作環境狀況，每半年或每季度檢查一次風道過濾器是否有堵塞現象。如果過濾網上灰塵積聚過多，需及時清理，否則會引起數控系統柜內溫度高(一般不能超過55℃)，造成過熱報警或數控系統工作不可靠。

2.1.4對數控系統的電網電壓進行定期或定時監測。當電網電壓超出數控系統所能承受的額定范圍時，數控系統的正常工作會受到影響，嚴重的可能導致數控系統內部電子器件損壞。

2.1.5定期更換存儲器和伺服驅動器電池(不需保持電池的存儲器除外)。為使數控系統數據和伺服驅動器內部的參數數據在不通電的情況下不丟失，為兩者配備了保持電池。一般情況下每年應更換一次，并且應在數控系統通電的狀態下更換電池。

2.1.6數控系統長期不使用的情況下，其維護工作應注意以下兩方面：首先，要定期給數控系統通電，并空運行，這樣可以利用數控系統本身電子和電器元件的熱量驅散數控柜內的潮氣。達到保持電器元件穩定可靠性的目的。其次，如果數控機床是采用直流伺服電動機作為機械驅動首端部件的，應在長期停用前將內部的電刷取出，以此避免由于化學腐蝕作用，使換向器表面腐蝕，造成換向性能變壞，甚至使整臺電動機損壞的結果。

2.2由于數控機床是多種尖端技術的結合體，因此數控機床的維修工作不能隨意而為之，因為那樣可能導致機床的故障范圍擴大。數控機床維修工作可大致分為以下幾個步驟：

2.2.1問

這里的問包括：①問機床操作者，在機床出現故障后，維修工作進行之前應及時準確的詢問故障是在何種情況下出現的，出現時伴隨著怎樣的現象。由于操作者是故障出現時的第一目擊人又熟知機床特性，所以他的描述會有助于維修人員縮小故障范圍，減少時間，提高效率。②問機床，機床的自診斷系統對維修人員是最好的參考，它可以準確的提供所出現的故障的代碼以便于維修人員能夠準確定位故障的出處。近年來興起了新的接口診斷技術，JTAG邊界掃描，提供了有效地檢測引線間隔致密的電路板上零件的能力，完善了系統的自診斷能力。

2.2.2察

察主要是根據機床操作人員所提供的相關信息對可能出現故障的部件或元件外觀進行觀察。如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，有無雜物斷路現象，造成板子的過流、過壓、短路。觀察阻容、半導體器件的管腳有無斷腳、虛焊等，可發現一些較為明顯的故障，縮小檢修范圍判斷故障產生的原因。

2.2.3切

猶如中醫切脈一樣，當維修人員完成了上述兩個步驟還不能準確定位故障的出處時，應該對機床故障進行進一步的檢測來確定故障的出處究竟在何處。對數控機床故障的切可大致分為：①強電檢測，其中包括配電、電動機動力線、電器元件完好性等的檢測。②弱點檢測，其中包括反饋信號、數控系統輸出信號等的檢測。

以上診斷方法并無嚴格界定，應以實際情況為準進行實地分析得出數控機床的故障所在，下面以實例分析來驗證以上故障處理方法的實用性。

3　主軸高速飛車故障排除：

故障設備：國產CK6140數控車床，采用FANUC OTE數控系統。故障現象：當接通電源時，主軸就高速飛車。

故障分析：造成主軸高速飛車的原因有：(1)裝在主軸電動機尾部的測速發電機故障；(2)激磁回路故障，弱磁電流太?。?3)速度設定錯誤。根據以上分析，在停電狀態下，用手旋轉測速發電機，測速發電機反饋電壓正常，在開機瞬間，測量激磁電壓也正常。而主軸給定電壓測得為14.8V(正常時最高給定電壓為±10V)，故初步診斷故障為NC主板硬件故障。

故障處理：改主板上給定電壓有關的電路較多，除電阻、電容、二極管等常規元件外，還有很多集成電路，不可能把所有有關的線路一一分割，進行試驗。但由于給定輸出為14.8V，因此懷疑是15V電源通過元件加到了輸出上。由于無該系統主板的原理圖等資料，采用最基本的測電阻的方法，從外到里逐個元件測量對15V電源的電阻值，最終發現一塊運放損壞，其輸出與15V短接。更換后運行正常。

4　結束語

數控機床故障的產生是多種多樣的。所以，在維修時需要根據現象有理有據的分析、排除，最后達到維修的目的。切勿盲目的亂動。否則可能會導致故障更加的嚴重?？傊诿鎸悼貦C床故障和維修問題時，首先要防患于未燃，不能在數控機床出現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構和工作原理，這樣才能做到有的放矢。

參考文獻

[1]陳蕾、談峰淺析數控機床維護維修的一般方法[J]，機修用造，2004(10)

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關鍵詞：觸摸屏；故障；數控車床；教學設備；電氣控制系統

The teaching equipment design for touch-screen CNC machine maintenance

Li Qiliang

Nanjing institute of railway technology, Nanjing, 215137, China

Abstract: In the teaching process of the practice course alignment and maintenance of CNC machine tools, the training subjects such as how to intuitively and efficiently analyze and find the fault of electrical control circuits logically, recover the CNC system parameters that are set by mistake, determine necessity contact of the failure phenomenon and the fault type, revise machine functions via PMC programming, and debug, etc are the common teaching difficulties. In response to these key issues, the paper has designed a teaching equipment for CNC machine maintenance based on automatic set by touch-screen and the strong anti-jamming technology, which have some characteristics such as efficient set, intellectualized design and low cost. The accomplishment of this project can created favorable conditions for the practice course, and enhance the teachers comprehensive capacity and teaching level, which are the solid foundation for expanding cooperation between colleges and enterprises.

Key words: touch screen; failure; CNC lathe; teaching equipment; electrical control system

根據機床行業調查，數控人才的市場需求已從初期的數控操作、數控編程轉向了技術含量較高的數控機床調試、維護與維修，維修力量不足是影響數控機床利用率和完好率的主要因素，大量機械制造行業和裝備制造企業急需大量數控機床維修人才。所以加大對數控設備維護人員的培養、提升學習效果是目前職業院校相關專業的使命所在。

在數控設備應用與維護相關專業職業教育實踐過程中，我們主要采用舊機床，先拆裝其主要機械結構及電氣線路，再人為設故讓學生排除和虛擬數控機床故障排除兩種方法進行教學，發現存在以下問題：

(1)人為設置故障時總能被學生直接找到故障點(特別是電氣線路的通斷故障)，學生取捷徑就可以“高效率”地找到故障，從而違背了從現象中分析判斷并檢查相關部位查找故障點的思路。

(2)虛擬數控機床在裝拆及電氣連接方面實訓效果明顯，減輕對實際數控機床和實驗臺的設備(特別是高檔設備)壓力；虛擬數控機床1人1機有利于激發學生的學習熱情，具有安全、經濟等特點，但其完全是一種模擬狀態，主要是對學生認知能力的提高，缺乏實際動手能力的培養，也缺乏故障再現的隨機性。

功能有限是我專業現有設備的主要問題，為擴充實訓項目，多渠道提高學生對機電一體化技術的理解，我們設計出以單片機作為控制核心，以工控現場普遍使用的觸摸屏為人機界面的數控機床維修教學設備，實現了設置隨機一種或多種不同類型的故障，具有故障隱蔽性強，真實性好等特點；而且相對于其他控制終端(如PC機)而言，成本低，集成度和抗干擾能力更強。

1觸摸屏與CNC和單片機控制系統之間的通信

數控系統一般通過RS-232C串行口和外界通信，但由于RS-232C串行口通信有效距離短，且實訓設備在生產車間，現場條件惡劣，筆者以FANUC 0i Mate TD系統控制的車床為通信對象，采取了抗干擾能力較強的遠程通信方法，即利用CNC系統的RS-232C通信接口和協議，通過屏蔽雙絞線把高通信速率的RS-485接口轉換遠程智能通信模塊，同Pro-face st3300系列，型號AST-3301S觸摸屏的RS-485接口COM2(凸型D-Sub 9針接頭)連接起來，另一方面，PC通過USB數據傳輸電纜CA3-USBCB-01把觸摸屏編輯軟件GP-Pro EX 2.1編寫的畫面程序下載到觸摸屏里如圖1所示，既解決了一個觸摸屏和多臺數控機床進行通信的問題，又為數控機床裝調維修工等相關技能鑒定考試提供硬件支持。

圖1 設備通信原理

說明：①一個485轉232智能模塊可以接多個機床，在本文中還通過該串口通信實現機床對應的單片機控制系統有計劃地控制對應的線路通斷電路。由于RS-232C規定的邏輯電平與單片機的邏輯電平不一致，這里選用專用電平轉換芯片MAX232實現單片機TTL電平(0/5V)和RS232電平(+10/-10V)之間轉換。②機床端485轉232智能模塊的D2±端子可以并聯，而且觸摸屏通過專用指令可以對每個通信端口的參數設置編程，確保了柔性設置的可行性。

2設故系統設計原理

設置故障的內容主要包括3個方面：數控系統參數錯誤更改或不匹配硬件連接；漏電、缺相以及設備保護電路自動動作等電氣線路故障；在機械方面，故障設置主要針對誤差補償不當甚至是錯誤造成定位誤差過大的問題。

在編制通信軟件過程中，首先要解決的是遵守FANUC數控系統的通信協議，反譯和處理與FANUC數控系統相關的傳輸數據格式轉換，否則接收到的數據將是亂碼。

2.1 串口通信設置

點擊系統設置控制器/PLC，通訊設置的內容一般有SIO Type=RS422/485(2wire)，Speed，Data Length，Parity，Stop Bit等常規串口通信設置。一般首先在GP的擴展SIO設置中選擇和儀表的通訊設置一樣的參數。(1個起始位，8位數據，無校驗位，1個或2個停止位)，串口通信可以利用GP-Pro EX 2.1編輯軟件的D-Script功能自由地對串行通訊口編程，發送、接收字符串、獲取通訊口狀態。如進行通信初始化：

if([S:EXT_SIO_ STAT15]==1)//判斷端口的狀態，檢查是否有擴展SIO協議

{[w:通訊步驟]=1

[w:超時設定]=3//3秒的超時(這里的數據可以改變)

[w:下一通訊]=1

[c:EXT_SIO_CTRL]= 0x07//將發送緩存和接收緩存區都清零

}

endif

以下是用于檢測通訊是否超時，觸發條件是每隔一秒運行一次：

if([w:接收超時]>0)

{[w:接收超時]=[w:接收超時]-1

}

endif

2.2 數控系統參數設故

上位機直接控制FANUC數控系統參數，可以通過以太網使用CNC參數設定或伺服GUIDE，本文基于觸摸屏和CNC之間串口通信對系統參數進行間接設置，以考查學生對部分參數不正確造成機床故障的判斷能力，提升對該參數作用的理解，如在軟限位系統中，通過設置PRM3004#5=0，就會出現硬超程報警等。

上述的間接設置方法是將機床正常情況下參數備份的文件做局部修改，再進行數據恢復，其中關鍵技術在于熟悉CNC系統參數備份的文件結構和外接觸摸屏進行數據的恢復操作步驟：

對機床正常情況下參數備份文件的局部替換是利用配方功能實現，使用預設的數據創建配方，以備寫入單片機控制器；參數恢復的關鍵操作同PC―通過傳輸電纜連接觸摸屏與數控系統并使機床處于EDIT狀態；設定數控系統和PC匹配的傳輸參數；在數控系統中，按軟鍵[PARAM][OPRT][READ][EXEC]，等待觸摸屏將相應數據傳入；通過觸摸屏把修改后的文件發送到CNC系統。

2.3 電氣設故

為實現自動設故，筆者通過串口芯片MAX232與單片機通信，以控制關鍵線路的通斷。為此，利用Protel DXP制作基于AT89S51線路故障設置PCB版，其原理如圖2所示。

正常情況下，單片機引腳P1.3輸出低電平，三極管Q11截止，繼電器線圈沒有電位差，繼電器銜鐵釋放，保持常開狀態，起到斷開電流的作用，同時狀態二極管也點亮；當單片機接收到觸摸屏需要設置W71線路故障點命令時，引腳輸出高電平，三極管Q11飽和導通，+5V電源加到線圈兩端，繼電器吸合，常開觸點閉合，繼電器起到斷開線路的作用，同時狀態二極管也熄滅。狀態二極管起到調試作用，一般隱藏在考核箱內。

3 設故軟件設計

本文設故軟件采用服務器/客戶機模型開發出教師機軟件和客戶端軟件。教師機軟件是整個系統管理和維護的核心，用來控制各個機床考核內容、評定學生的成績和學生信息管理，教師登錄成功后主要有指定考題、隨機出題、通信設置和About4個按鈕，其中指定考題的畫面如圖3所示。

在此畫面中，主要由兩個重要部件構成：數值顯示部件用于選擇檢查的故障號，本例設置了7個故障；右側是供教師選擇的故障，如果點擊“故障確定”，就把當前選擇的故障號傳到左側，以備登記、檢查。

在這里，還實現了“過3分鐘未操作即自動切換主畫面”和“每次進入子畫面均需輸入密碼”的安全功能。

在每臺機床旁，還安排了學生PC機，通過RS232C和智能模塊相連，主要完成將檢測到的電氣故障線路號上傳到教師機；在實訓聯系階段還可以提示故障判斷思路以及Flas演示整個排故過程。

4結束語

通過對現有的CJK6125i型車床數控化改造和基于觸摸屏的自動設故系統開發，實現了利用一個觸摸屏遠程管理多臺機床隨機設故和自動評分、成績統計，方便地通過形成性考核方式考核學生掌握技能的真實水平。實踐證明，不僅較好地解決了遠距離通信、資源合理利用、抗干擾能力的問題，提高了原有舊機床的綜合利用率，而且能滿足數控機床裝調、維修教學和實訓，為我院數控機床裝調維修工技能鑒定基地創造了條件。

參考文獻

[1] 吳金嬌，劉樹青.虛擬數控機床在數控維修教學中的應用[J].中國現代教育裝備，2011，1：75

[2] 汪木蘭.數控原理與系統[M].北京：機械工業出版社，2004

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關鍵詞 自動化；數控機床；維修；診斷

中圖分類號TG659 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2013）84-0116-02

數控機床是由主軸、床身、立柱等機械部件組成的帶有程序控制系統的自動化的數字控制機床?，F代自動化科技水平的日益提高，讓機床的結構更加復雜，功能日趨完善，但機床故障也隨之增多。及時排查故障，準確掌握維修要點是保障數控機床正常運行的必要手段。

1 數控機床的組成、特點和工作原理

數控機床受其功能限制，組成各不相同，各個機床生產廠家的研發原理也不盡相同。但最基本的構成與工作原理都是相同的。數控機床主要是由機身、數字控制系統和輔助設置組成。機身主要包括了影響機床壽命、精度和穩定性的鑄件；可以進行由電機帶動并進行高速旋轉直接面對加工器件的主軸；控制機床運轉的電機。數字控制系統部分主要包括處理器、驅動器、顯示部分、操作面板等組成；輔助設置主要包括確保數控機床正常運轉的輔助配套的部件，例如排屑、照明、監控與檢測等功能配件。數控機床的主要特點是利用程序控制可以對各種零件進行加工，過程中可以對零件位置與運動速度進行控制，這些控制都是通過程序指令按步驟實現的，系統還可以針對加工狀況隨時對指令進行分析與調整。數控機床的運行環境一般都在高溫、多震動的環境中，具有高度的可靠性、穩固性、可以頻繁開啟反復操作等特點。

數控機床的工作原理就是通過數控控制計算機系統以信息指令的方式控制機床的運轉。當機床控制中心發給機床進給構件指定后，各個構件就按照指令做出相應的加工操作，例如對工件的運動位移、速度、角度、操作次數等進行指令控制。數控機床實現了數據信息自動化加工過程。

2 精密數控機床的維修

2.1 精密數控機床維修的重要意義

數控加工技術已經應用到各個行業，特別是制造業與工業自動化行業中，對于提高行業工作效率，帶動產業效益有著重要的作用。數控技術的發展水平也代表著整個社會自動化發展的進步程度。加強數控機床的檢修與維護工作是當前數控加工行業的重要課題。精密件加工的數控機床可以對精密器件進行高精度的加工，對于現代加工工藝有進一步的完善作用，對于器件加工的精度更加精確，讓器件功能更完美的呈現。精密件加工的數控機床維修對于現代機械加工工藝具有很大的促進作用。

2.2 精密數控機床與一般機床維修的不同點

精密數控機床由于受到電腦控制程序的影響，其維修也較一般機床復雜。精密機床能夠完成普通機床不能加工的復雜零件，主要是造船、模具等高精尖加工業中應用，因此，對于機床各部分零件的組成與功能要有所掌握，才能方便維修。精密數控機床比一般機床的加工精度高，在維修時要特別注意機床的各個參數與標準值。此外，在維修中還要嚴格注意維修安全操作規范。

2.3精密數控機床維修對維修人員的要求

數控機床操作技術含量高，對維修人員的要求也高。主要有如下幾個方面：

1）維修人員具有較廣的知識面由于數控機床通常是集機械、電氣、液壓、氣動等干一體的加工設備，組成機床的各部分之間具有密切的聯系，其中任何一部分發生故障均會影響其他部分的正常工作。數控機床維修的第一步是要根據故障現象，盡快判別故障的真正原因與故障部位；

2）善于思考數控機床的結構復雜，各部分之間的聯系緊密。故障涉及面廣；

3）善于學習作為數控機床維修人員不僅要注重分析與積累，還應當勤于學習，善于學習。數控機床，尤其是數控系統，其說明書內容通常都較多，有操作、編程、連接、安裝調試、維修手冊、功能說明、PLC編程等。這些手冊、盜料少則數十萬字．多到上千萬字，要全面掌握系紋的全部內容絕非一日之功而民在實際維修時，通常也不可能有太多的時間對說明書進行全面、系統的學習。

3 精密加工件數控機床故障診斷

針對具體情況具體分析，數控機床故障診斷的一般步驟是：

1）認真觀察。診斷前要仔細閱讀機床說明書，特別是要認真閱讀機床的電氣圖、氣動圖、機床相關的精度與參數等等。診斷時可以采用利用視覺、嗅覺、觸摸等直接觀察法進行數控機床故障診斷。對于故障產生的噪音、錯誤的執行動作等都要仔細排查，仔細觀察機床指示燈狀況、插件與螺絲是否松動、是否有熔絲斷開、斷路、熱繼電器、絲桿、軸承不正常工作等現象出現；2）仔細分析?，F代機床生產技術不斷提高，除了機床自身CNC系統對于故障可以進行報警提示外，檢修人員也已經要對故障仔細分析。對于數控機床產生的故障經過認真觀察后已經確定了故障部位，檢修前為安全檢修要對機床進行斷電，斷電后對觀察的故障現象，認真分析故障產生原因。必要時在確定無更大故障產生的前提下進行帶電運轉，以更準確的找到故障原因；3）準確排查。對于確定故障現象與原因后要進行準備的排查，看機床是否還存在其它故障，故障確認與排查要遵循由表及里、先易后難的原則，先對可觸摸到的器件故障進行排查，再對不可觸摸到的器件通過觀察、嗅覺氣味等手段進行排查。

4 精密數控機床的維修方法

數控機床的維修方法有很多種類，特別重要和難于掌握的有以下幾種：

1）測量比較法

測量比較法主要是針對機床電路出現故障時可以用示波器、萬用表等測量工具測量故障發生時的電壓、電流等參數，將測量值、測量波形與正常標準值進行比較后分析故障原因。對于機械故障也可以采用故障狀態下機床工作精度與正常精度對比的方法，分析出機械故障原因。

2）備板置換法

備板置換法是利用備用的數控機床電路板替換故障機床的電路板進行維修的方法。該方法適用于需要快速、緊急解決故障的情況。進行備板置換前要嚴格機床電路狀態，防止短路情況發生。置換過程中要注意接線、開關的連接與安裝是否與原來機床一致，特別要注意CRT模塊、存儲器模塊等的電路連接。需要進行初始化的存儲器不要忘記使用前進行初始化操作。

3）敲擊法

數控機床中有很多電路板和焊接件，不同的電路板有著不同的控制功能，每塊電路板又有很多焊點，每塊電路板都有可能出現虛焊或者焊接不良而影響正常功能的狀況。當機床故障產生時，可以用絕緣物體對故障電路板進行敲擊，故障往往產生在被敲打部位，如果敲打后電路連通，故障消失，說明故障是焊接問題，及時補焊就可以解決。

4）原理分析法

在遇到不常見的機床故障時，不要慌亂和盲目采取錯誤的維修方法。一定要認真研讀機床的原理，了解機床結構部件功能，機床各個參數與精度值，還要重點看懂數控機床的電路原理圖，這樣才能從原理入手，分析機床運行的邏輯，逐步找到問題的原因，有的放矢，才能盡快解決故障問題。

5 結論

數控機床是機械加工與自動化行業重要的加工設備，是實現機械部件加工自動化的重要工具。數控機床故障的診斷與維修決定了設備能夠長久、穩定的順利運行，一定要加以重視，并且要采用正確、有效的維修方法。這樣，才能保持數控機床的運轉正常，提高自動化程度與行業工作效率。

參考文獻

[1]郭士義.數控機床故障診斷與維修[M].機械工業出版社，2011.

[2]嚴峻.數控機床故障診斷與維修實例[M]. 機械工業出版社，2011.

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關鍵詞:數控機床；維修改造；問題與措施

中圖分類號:TG659文獻標識碼:A文章編號:1672-3791(2015)08(a)-0046-02

數控機床技術的快速發展,對現代企業的快速發展有著重要的推動作用,隨著數控機床的應用范圍越來越廣,再加上其本身結構復雜,維修和改造方面的不足就嚴重制約了企業的發展。因此,加強對數控機床維修技術的培訓及改造方面的研究就變得十分緊要。該文將對近年來企業中存在的問題進行全面的分析,然后就這些問題提出相應的解決對策。

1數控機床維修改造中存在的問題

(1)缺乏相對安全的操作環境。數控機床需要在一個恒溫的環境下進行工作,溫度變動過大會導致設備的運行不正常甚至損壞。與振動較大或與有電磁干擾功能的設備放在一起同樣會導致數控機床內部構件毀壞。沒有在易噴散的設備處安裝防護門加以保護;一些特定裝置的安裝人員沒有按照規定進行安裝,且對部分構件沒有安裝完全;未注意電源問題,導致電壓在故障下處于非額定值狀態引起更嚴重的后果;車間內漂浮的灰塵和金屬粉末都很容易導致元器件間絕緣電阻下降,從而致使數控機床發生故障甚至損壞某些內部構件。

(2)亂接中線到PE。依據數控機床操作的有關技術要求,保護接地線與電器內部的中線不能連接起來,也不能在機械電柜的內部安裝PE兼用端子。但是由于企業的一些維修人員缺乏這方面的知識,在對數控機床進行維修的過程中,將機床中的兩線相接,形成了強電壓,導致操作人員自身的生命安全受到損害。

(3)電源不處于單一狀態。由于數控機床對電源的要求非常嚴格,所以在機床運行時,需要準備專門的電源。然而實際工作中,為了貪圖方便,工作人員通常會在電氣設備所在的電源處另外引線,這就導致了在機床發生故障進行維修時,由于只是切斷了設備的電源,總電源并沒有斷開,不僅電氣設備容易受損且維修人員的人身安全也得不到保障。

(4)對電氣設備的保護不到位。電動機的熱度如果達到一定程度,將會導致電動機的燒毀。因此,對連續工作達500W以上的電動機應當采取相應的散熱保護措施,而實際工作中,散熱保護裝置通常與所要保護的電動機并不相配,對熱度的感應達不到要求,在電動機的熱度已超出臨界值之后,保護感應裝置的時間并沒有同步,這種差異嚴重影響了保護裝置應急反應,保護作用發揮不出來。

(5)數控操作人員沒有足夠的防范意識。數控設備結構十分復雜,危險系數較大,而數控操作人員在安裝使用中并沒有引起足夠的安全防范意識和自我保護意識,不按照規定的技術和要求進行操作,不僅容易對設備造成損壞,對自己的人身安全也極沒有保障。對已經維修或改造過的設備不進行登記標注,對日后的設備維修和改造造成了二次障礙。

2數控機床維修改造的方法

(1)大型專用數控設備的技術要點。大型的專用數控設備應將坐標軸分化成不同程度的高低軸,密切注意其放松和夾緊的細節方面。一般情況下,為了提高恒定大功率區的變速,使得齒輪在低速運行時同樣可以傳送比較大的轉矩,規模大一些的數控機床會采取利用齒輪運動的傳送為主軸的方式。為了避免掛檔時候的齒輪頂針現象,一般齒輪變速的掛檔問題,可以利用自動化電動設備的瞬動特性來得到解決。時間繼電器則用來對大慣量機器部件是否延時進行檢測,而這個時候,用于回答計算機是否掛檔成功的掛檔限位開關,需要在瞬間進行口令的輸入,而PAL系統對于這一操作是難以完成的,并不能有效的處理這一問題,因此,就需要時刻關注面板上的手動掛檔來解決這一疏漏。為了實現機床數控改造的具體化功能,只有將參數宏在調用PLC程序和零部件程序中間信息傳送的功能加以實現。

(2)需要掌控數控機床結構。想要對數控機床進行維修和改造,有效快速的發現并解決其中的故障,就需要從根本上了解數控機床的構造問題。對于從國外引進的先進設備,國家和企業不能只想著如何去用,而應該積極對其進行研究,掌握國外的先進技術,了解數控機床設備的內部構造,吸取國外的先進經驗,并納為己用。只有這樣,才能在數控設備出現故障時,快速準確的找出原因所在,并對癥下藥。

(3)數控機床設備的導軌。為了避免數控機床在生產加工的過程中出現導軌變形的現象,從而影響加工的精度,在生產操作中不僅要注意車床導向系統的精準度和功能作用,還應注意導軌的耐磨性和抗摩擦性能,隨時準備利用劑和一定的防護措施來保護導軌。由于普通機床的齒輪大都集中在主軸箱和變速箱內,而數控機床對精準度的要求要更高一些,所以為了保證數控機床的精準度,在改造時,就需要滿足無間隙轉動的這一嚴格要求。

(4)數控機床維修改造的調試與驗收。在對數控機床進行維修改造時,一個必要環節就是對與數控機床相關的設備進行科學合理的調試,通過專業的技術人員,按照由簡及難、由外而內、從小到大的調試順序對相關設備加以精確地調試,使機械、液壓、光學及傳感達到科學的范疇。并且依照數控機床的結構特點,遵照實事求是的原則,對數控設備的維修標準加以制定。(5)培養專業數控設備維修改造人員。自改革開放以來,我國的經濟快速發展,為了滿足機床產業快速發展的需要,各企業從國外引進了許多先進的數控設備,但即便有了這些設備,企業本身的在數控機床的維修技術方面并沒有得到提高,這就導致了在設備出現故障的時候,需要由外部人員進行維修,這一局限性大大增加了企業的生產成本。而且由于企業內部的維修人員技術水平不過關,在進行緊急維修時,不能及時準確的找出故障所在并對癥下藥,這樣不僅不能順利解決設備的故障問題,還可能導致其他的安全隱患發生。因此,培養一批專業的數控機床維修技術人才,是十分重要且十分迫切的事情。對數控設備維修人員的技術培訓,應該由專門的人員進行參與,企業和國家都應予以大力支持,設立專門的培訓機構,發行專業的技術刊物,引進相應的機器設備,對高素質、高能力的技術人才加以培訓提升,使其具備機電一體化知識,提高對數控設備的維修和改造能力。

3結語

綜上所述,現代制造業的發展很大一部分將得益于數控機床設備的改進,針對目前我國數控機床改造維修中存在的操作環境不安全、電源不單一、亂接中線到PE、對電氣設備的保護不足、維修人員技術不到位等問題,需要企業對此加以重視,盡快對技術人員進行專業培訓,對操作環境、設備保護設施加以完善,堅持理論聯系實際、從簡及深由內而外的原則,制定切實有效的改善方案,掌控數控機床的技術要點、整體結構、導軌及維修改造的調試與驗收,提高我國企業在數控機床的維修與改造方面的能力,而不是一味的只引進設備,以實現我國制造業的現代化與快速發展。

參考文獻

[1]孟詠梅.數控機床維修改造中的問題與對策研究[J].科技創新與應用,2014(3):83.

[2]郝慶波.數控機床可靠性及維修性的模糊綜合分配與預計[D].長春:吉林大學,2012.