数控机床范文
时间：2023-03-13 18:32:29
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篇1
关键词：数控机床；直流电机；伺服电机；工业控制
中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1001-828X（2013）05-0-01
随着经济的发展，机床的自动化日益兴起，其中机床系统内的核心部分的驱动源，即电机，起着关键性的作用，数控机床借助于电机输出的角位移和角速度，执行相应的动作；直流电机应用于数控机床，亦具有广泛的应用价值，其启动转矩一般较大，调速性能也较好，但其制造成本较高，可靠性也较差，相当于马达，在直流电的作用下，执行相应的输出；伺服电机相当于机床数控系统的无级变速装置，区别于马达，马达一般是由直流或者交流电流直接驱动，无法实现调速性能，伺服电机则主要受到信号的控制，在信号的作用下，实现高速的动作，执行相关的功能，其精度高，几乎不受环境的影响。本文将针对数控机床的直流电机和交流伺服电机展开论述，全面而系统的分析和研究数控机床的驱动技术。
一、数控机床的直流电机驱动技术
过去，数控机床的主要驱动技术采用的是直流电机驱动，在实际应用中，也广泛的应用，例如现今的大型的化工、冶金工业、大型同步发电机等等都广泛的应用，直流电机有诸多的优点，其调速性能较好，特别对于航空、电力机车等应用较好；如今的汽车电瓶、一些电动工具，较为屡见不鲜的机械设备中，直流电机也较为应用广泛。对于直流电机驱动，其为了达到较高的精度和机床的高速运作，多应用于高档数控机床，对于一般的数控机床，直流电机驱动应用较少，主要是其维护成本较高，可靠性较差。
对于现今的数控机床，数控机床多为快速加工，实时的高校的加工一些磨具、金属加削处理等等，直流电机驱动调速方便快捷，启动转矩较大，主要在大型的起重行业较为应用多点，而对于数控机床本身而言，没有实质性的效果，直流电机一般都较大，使用和维护相对于交流伺服电机而言比较困难。
数控机床一般工艺流程较简单，执行简单可靠即可，直流电机自身制造工艺复杂，其制造的成本的较高，其次是由于其维护较困难，对于数控机床，其长时间的实时运作，柔度较大，应用实际中，一般不允许有较多的故障出现，直流电机驱动，经常性的出现卡机现象，也造成不便，其可靠性也较差。数控机床采用数控编程的思想，一般采用输入信号电压作为输入电压，电机根据输入的脉宽数进行相应的工作，对于数控机床本身而言，其自动化程度和可靠性和加工精度都较高，一般均采用伺服电机作为驱动源。
二、数控机床的伺服电机驱动技术
数控机床多采用的伺服电机技术，在日常生活中多使用交流电，而且可调，应用简单方便灵活。对于伺服电机的输出作为数控机床的驱动源，伺服电机通过接受到的电压信号，识别信号的占空比，从而实现伺服电机的转速的输出控制，其占空比比较大，时间常数相应比较小，能够快速的响应。
现今使用的多为交流伺服电机，交流伺服电机有着优良的特性，执行相应时间小，其功率值的调动.范围很大，相对于直流伺服电机而言，其执行的精度虽高，但在成本和实用下，性能比远远低于交流伺服电机，现如今，工业企业，机器人、流水线作业等等大小的实验，均采用的是交流伺服电机，交流伺服电机分为同步交流伺服电机和异步交流伺服电机。交流伺服电机采用的是单片机输入的脉宽数，执行相应的反应动作，交流伺服电机通过接收到的脉宽数，执行电机的主轴（输出轴）的转速的控制。
对于交流伺服电机，其驱动技术分为开环控制和闭环控制；对于开环交流伺服电机控制系统，交流伺服电机采用单片机输入的PWM脉宽数，交流伺服电机通过接收到的PWM脉宽数，执行电机的主轴的转速的控制，没有构成负反馈，直接通过接收到的脉宽数，由一个脉宽数对应的一个角度来计算，从而输出一个角位移或者是角速度，该开环控制系统精度不高，无法和系统之间的通讯连接起来，由于控制系统脉宽数存在缺失的情况，控制效果较差，系统稳定性不高，故开环交流伺服电机控制系统较难满足工业化设计的要求。
闭环交流伺服电机控制系统增加了负反馈的连接，其闭环控制系统亦是采用脉宽计数，从而实现控制电机轴的角位移和角速度的输出。由于交流伺服电机自身具有发送PWM脉宽数的功能，这个脉宽数在闭环控制系统中，和交流交流伺服电机接受到的脉宽数相互的影响，相互的调节，形成闭环控制系统，从而知道系统发送给了交流伺服电机多少脉宽数，交流伺服电机控制系统又收到了多少脉宽数，从而执行精确的电机轴的转速的输出，闭环交流伺服电机控制系统，控制误差较小，通过反馈回路，不断的调整系统响应参数，达到精确控制的目的，在现今的工业控制领域广泛应用。
三、结语
本文基于应用广泛的数控机床出发，浅析和探讨了其驱动动力的方式，即直流电机驱动和交流伺服电机驱动，对于直流电机驱动，其为了达到较高的精度和机床的高速运作，多应用于高档数控机床，对于一般的数控机床，直流电机驱动应用较少，主要是其维护成本较高，可靠性较差；对于交流伺服电机而言，其应用很广泛，大小企业都采用交流伺服电机进行控制，本文阐述了其控制技术的应用，交流伺服电机的控制技术主要基于半闭环交流伺服电机控制技术、闭环交流伺服电机控制技术全面而系统的说明了交流伺服电机控制技术。
参考文献：
[1]宋书中，胡业发，周祖德.直线电机的发展及应用概况[J].控制工程，2006，13（03） ：199 -201.
[2]张初生.伺服电机控制技术.机电技术，2006.
篇2
【关键词】数控机床；维护；保养
数控机床是一种高效的自动化机床，其经济性能好，生产效益高，在现代工业和国民经济中具有重要的地位。机床数控化已是世界机床制造业和机械加工的重要发展趋势。数控技术的发展和完善起到了巨大的推动作用，机床的维护和保养可以大大延长机床的寿命，提高机床的加工效率。
一、我国数控机床行业发展现状
2006年《国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见》指出把“发展大型、精密、高速数控装备和数控系统及功能部件，改变大型、高精度数控机床大部分依赖进口的现状，满足机械、航空航天等工业发展的需要。作为‘十一五’实现重点突破加快振兴装备制造业步伐的16个重大专项之一。从20世纪90年代后期起，由于我国工业现代化和国防工业与高技术产业的快速发展，对表征先进制造装备的数控机床提出了旺盛的需求。
数控机床行业供给量在从1998～2007年数控机床产量是呈稳步递增趋势， 2007年比1998年递增了17.4倍多；从1998～2007年平均年增长率达37.7%。我国数控化率呈逐年递增趋势，由1992年的3.2％，递增到2007年38.7％。与日本、美国、德国等发达国家相比，我国机床产品的数控化率水平还略显低。
在数控机床产业快速发展的同时，数控机床的品质和性能也得到提升，中档普及型数控机床的产量比例由上世纪末的20%增至40%左右，低档经济型数控机床则由80%降至60%左右，
二、数控机床使用年限和故障高发期
数控机床的整个电气控制系统硬件是由数以万计的电子元器件组成的，他们的性能和寿命具有很大离散性，从宏观来看分三个阶段：一年之内基本上处于 “磨合”阶段。在该阶段是故障多发期；第二阶段为有效寿命阶段，也就是充分发挥效能的阶段。在合理使用和良好的日常维护保养的条件下，机床正常运转至少可在五年以上；第三阶段为系统寿命衰老阶段，数控系统一般使用到8年后电器硬件故障会逐渐增多，是故障高发期。数控系统的使用寿命平均在8～10年左右。加强维护保养可有效减低故障率，最大限度发挥数控机床的作用。
三、数控机床使用维护的必要性
数控机床是一种高效的自动化机床，其经济性能好，生产效益高，它在生产上处于越来越重要地位，应用也日益广泛。机床数控化已是世界机床制造业和机械加工的重要发展趋势。 数控机床是一种高投入的高效自动化机床。由于其投资比普通机床高得多，因此加强控机床日常维护和保养，提高机床利用率是十分重要的工作。
四、数控机床的使用和维护
数控机床在使用过程中，必须保证场地和环境符合机床的运行条件。而机床维护在整个的机床的生命周期中又起着至关重要的作用，对数控机床标定的技术指标、可靠性，甚至使用寿命都会产生重要的影响。
1、数控机床的基本使用条件
在机床生产厂家提供的机床安装使用指南中，对数控机床的使用条件提出了明确的要求，如机床运行的环境温度、湿度、海拔高度、供电指标、接地要求、震动等。
（1）环境温度一般在0-40度之间。
（2）精密加工中心为了保证良好的加工精度需选择恒温车间
（3）当数控机床工作在高温，特别是高湿的环境时减少机床断电次数。对于高湿环境需选配加热器，排除洁露。
对于高精度的机床，最好在机床做好隔震措施，以提 高机床的加工精度。
数控机床工作地最高海拔一般低于1000M。
电源是数控机床正常工作的重要标志之一。要有稳压电源。
数控机床在生产现场的保护接地也是一个普遍存在的问题。 每个工位的电柜都应配备独立的接地保护。
2、数控机床的日常维护和保养
数控机床的日常维护也是数控机床运行的稳定性、可靠性保证
是延长数控机床使用寿命的重要手段。
（1）机床的日常维护和保养。开启机床进行加工零件，就需要对机床进行常规检查。包括机床的油、冷却液是否充足、主轴孔是否有锈蚀现象等。湿度较大地区还需检查是否有洁露现象。使用完机床后，要认真清扫，将台面、导轨上的切削液擦干净，并涂防锈油。并做好机床的使用记录。
（2）数控机床的定期维护和保养。通过数控系统的维护信息，或者通过专门的调试软件工具，来检查各轴的伺服驱动系统空载电流。检查数控机床电器柜状况。
①检查数控机床保护接地的接地电阻是否在规定的指标内。
②检查各轴的反向间隙
③检查刀具冷却液，应根据情况加注或更换冷却液。
④数控机床采用高速主轴时配有主轴冷却系统，需要检查主轴冷却效果，来决定是否加注制冷剂。
⑤检查液压系统的过滤器和检查气动系统的滤清器是否需要清洗或更换。
⑥检查车床主轴的传送带是否磨损。
良好的机床保养和维护，是保证机床正常运行、延长机床使用寿命的重要环节，一台机床是否能够按照设计要求充分发挥作用，日常的维护和保养是十分的重要的。对数控机床进行专业维护、保养，其目的都是保证数控系统的稳定运行。
当今数控机床发展非常迅速，数控机床新品种不断出现，高速、高精、高适应性、多轴、复合和环保是主要发展趋势。为了适应数控机床应用技术发展潮流，我们要跟踪世界范围内数控机床发展新趋势，不断提高数控机床应用水平，不断学习新技术，加强维护与保养，降低故障率，为机床的高效利用奠定基础，让数控机床应用为现代化建设做出更大贡献。
参考文献：
[1]数控机床调试、使用与维护 主编王刚 化学工业出版社 2005.6
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关键词：数控机床；电气控制元件；电气工作原理
1 数控机床
电气控制技术在数控机床上起着非常重要的作用，数控机床是机械设备中机电一体化的一个体现，而它的控制系统又可以叫做CNC系统，数控机床的组成是由数控系统、伺服系统、主轴装置、数控机床的强电系统等，它的组成见图1。
通过图1可以看出CNC系统是整个数控机床的重要位置，是数控机床的控制中心，它是对操作系统中的语言进行分析整合，转化成控制信号，最终实现数控机床的加工。
数控机床和其他普通机床一样，都是主轴作主要的切削任务，而主轴的控制也是需要正反转，可以调速。
对于机床的进给运动，它的区别就是将原有机床的机械驱动变为电气控制驱动，实现自动控制，控制系统是伺服系统，对整个机床的工作台、电机、速度都可以监控，如图2。
在整个伺服控制系统中，主要是对终端执行件的监控，通过监控它们的速度、位置，将它们的信号反馈回来，在伺服系统和CNC中处理后，在对下一步进行指示。
2 电气控制元件
数控机床电气控制元件的选择是对整个机床中所有应用的元件，电动机的选择，在数控机床结构中电动机是最重要的，电动机在负载工作时，电动机的额定功率要大于机床的需要功率：
热电器的选择，热电器是对数控机床中电路的保护，它的选择是通过电动机的电流选择，一般是选择0.95～1.05倍的电动机额定电流。
中间继电器，它是控制整个数控机床电路中传递中间信号的元件，是增加触点数量的元件，它的选择也是通过电动机来选择。
在数控机床控制中，行程开关的应用对整个机床的监控起着很重要的作用，它们也称作限位开关，它们是利用机械运动产生电信号的元件，它主要对数控机床的运动、行程和位置的保护，避免机床运动出规定的区间。
在机床中需要选取信号灯和照明灯，信号灯是对机床监控的反馈，通过信号的提示，来了解机床是否正常，而照明灯是数控机床中必需的元件。
3 电气工作原理
电气控制原理是对数控机床控制的方式的选用，通过整个数控机床的控制方式的解析来理解电气工作原理。在数控机床的控制方式中有开环控制数控机床、闭环控制数控机床，开环控制数控机床没有检测反馈装置，CNC发出的信号不会产生反馈，是单向发出，只是将信号传递给执行元件，这种控制比较简单，系统稳定，闭环控制数控机床也就反过来，它是安装反馈装置，例如同步器、光栅等。
开环控制数控机床的工作原理是操作者将加工信号给机床，数控机床接到指令，将指令给数控装置，数控装置解析后通过驱动电路传给伺服电动机，伺服电动机工作，通过传动机构，将最终工作台运动，实现加工。
闭环控制数控机床工作原理是数控机床接到指令，机床位置调节系统工作，通过伺服放大、伺服电动机、检测工作台的位置，工作台将位置检测信号通过位置测量装置和速度测量装置反馈给位置调节系统和速度调节系统，这两个系统通过这个信号在重新定位工作台，数控机床在进行加工。
上述电路图中工作台正向运动是KM1接触器通电，反转运动是KM2通电，而工作台动作停止是通过SQ1、SQ2、SQ3、SQ4这4个限位开关控制。
4 结束语
随着科学技术的不断发展、现代经济不断的提高，对整个机械制造业的要求也在不断的提升，生产的效率、生产的质量都要有提升、数控机床也随之变得非常重要。数控机床对大批大量生产有着不可或缺的地位。在这频繁开发新技术的过程中，要使数控机床占有一席地位，就必须保证数控机床的自动化程度、电气控制也就必须有设计高度，保证数控机床的先进性，达到降低人工劳动力，实现生产的自动化。
参考文献
[1]杨林建.机床电气控制技术[M].北京理工大学出版社，2008.
[2]祖国建.电气控制与PLC[M].华中科技大学出版社，2010.
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进入新世纪，科学技术得到了快速的发展，劳动生产率也得到了显著的提高，现代社会发展追求的目标是更加高效与节能的发展模式，提高数控机床机械技术加工效率这一命题也正是在这种背景下提出的。因此，我们可以得知提高数控机床机械技术加工效率是适应时代潮流的产物，对于提高劳动生产率，促进社会发展有着极其重要的意义。另一方面，提高数控机床机械技术加工效率可以降低劳动强度，降低成本投入，这也是响应国家节能减排政策的具体体现。最后需要认识到的是提高数控机床机械技术加工效率对于促进加工企业的发展与进步也有着十分重要的意义和价值。综上所述，提高数控机床机械技术加工效率对于现代社会的发展有着极其重要的理论意义与现实价值。
2影响数控机床机械技术加工效率的相关因素
1）规章制度不完善。
近些年，数控机床取得了一定的发，但是针对某些方面仍然存在一定的问题，一些设备与零件仍然存在很大的问题，在实际的工作之中数控机床还没有制定合理科学的规章制度保障数控机床的正常工作，这是影响数控机床发展最为主要的因素之一。
2）编制程序有失规范。
数控机床与传统机床相比较最为突出的有点就是增加了数字与计算机控制的部分，这就必然需要相关软件的支撑，由此可见，软件的编制程序对于提高数控机床机械技术加工效率也有着十分重要的理论意义与现实价值。程序的编制在很大程度上可以对数控机床机械技术加工效率产生最为直接的影响。
3提高数控机床机械技术加工效率的策略
3.1软件系统
1）专业操作人员。
在实际的工作之中，专业的操作人员对于提高控机床机械技术加工效率有着十分重要的作用，他们是对数控机床软件进行实际操作的人员，其专业能力与业务素养对于控机床机械技术加工效率有着直接的关系。因此，加工企业应该充分的重视数控机床操作人员业务能力的提高。具体的实施方式有很多，其中比较重要的方式可以分为以下几种：①加工企业应该针对操作人员进行定期的培训，不断的提高他们的综合素质与业务能力，让员工掌握相关的理论知识与注意事项；②应该不断引进相关的专业人才整体提高数控机床操作人员的整体素质，保障数控机床机械技术加工效率的提高。
2）进一步规范操作流程。
与普通机床相比，数控机床在的操作流程更加复杂，操作工艺相对较多。因此，在实际的工作之中，为了进一步提高数控机床机械技术加工效率，我们应该严格的规范数控机床的操作流程，减少数控机床工作之中的冗杂流程，制度严格的工作步骤与检验步骤，真正实现数控机床工作的科学化与规范化，以此来提高数控机床机械技术加工效率。
3）创新管理模式。
数控机床有着其自身的特点，其中最为突出的特点就是需要进行科学的管理，只有这样才能更好的发挥数控机床的优势，促进加工企业的不断发展与进步。因此，在实际的工作之中一定要注重数控机床管理模式的创新，对不同工艺的数控机床制定不同的管理模式，实现管理模式的与时俱进，只有这样才能更好的促进数控机床机械技术加工效率的提高。
3.2硬件方面
在提高数控机床机械技术加工效率过程中最为重要的方式就是注重硬件方面措施的采取，要充分的分析数控机床的工作特点，针对其具体的工作环境采取相应的措施，在实际的工作中需要注意的方面很多其中比较重要的方面主要是以下几个方面。
1）恒定的电网供电水平。
数控机床依靠科技技术与电脑尖端技术，对电网供电系统有着极为苛刻的限制。就目前应用较为广泛的数控机床来说，其装置内部欠压保护装置的报警系统在不稳定的电网系统中很难维持恒定的工作状态，要解决这个问题最直接的办法就是根据运行中数控机床的自身特性，有方向有策略的针对的配置交流稳压器，以减少高峰及低谷时段供电不稳定对整个加工高效所产生的后果。
2）加强对设备选型的研究。
在实际的工作中，我们应该注重加强数控机床设备选型的研究，尤其是针对数控系统方面也更是需要重视。在具体的工作之中，应该根据工作的具体环境和具体条件，结合生产的产品等因素对设备的型号进行选择。另外，一个加工企业购买多种控机床的过程中应该买一个厂家出产额设备，方便维修，有利于工艺之间的连接，从而实现数控机床机械技术加工效率的提高。
3）做好机床的维护和管理。
数控机床的管理与维护对于保障数控机床正常工作，提高数控机床的使用寿命有着极其重要的作用与价值。机床是对数控机床进行维护和保养最为重要的方式之一，要结合机床实际的工作环境与工作状态，对机床进行适当的保养。另外，还应该针对不同型号的机床选择不同的油，只有这样才能保障机床的正常工作，提高数控机床机械技术加工效率。
4结束语
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关键词：PLC；数控机床；控制系统
引言
随着计算机技术与自动控制技术的发展，数控机床的控制已经由传统的继电器逻辑电路RLC升级成了可编程逻辑控制器PLC。PLC在数控机床的控制中，不仅可以对各个坐标轴进行连续控制，还可以控制主轴的起停，刀具的更换，工件的夹紧，液压系统、冷却系统、报警系统的控制。同时，PLC控制系统具有程序简单清晰、硬件电路抗干扰能力好、可靠性高，高性价比的优点。
1可编程逻辑控制器介绍
1.1PLC概述
可编程逻辑控制器PLC（ProgrammableLogicController）是一种数字运算电子系统，专为工业环境下运行而设计。它采用可编程序的存储器，用于存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等特定功能的用户指令，并通过数字式或模拟式的输入或输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程逻辑控制器是计算机技术与自动控制技术有机结合的一种新型的工业控制器。具有以下特点：1）削弱了微机的数字处理功能，强化了逻辑运算处理功能；2）具有很强的抗干扰能力，适应恶劣的工业环境；3）结构紧凑、体积小，易于安装在数控机床中；4）编程简单、操作方便、易于控制。
1.2PLC分类
数控机床中采用的PLC控制系统种类很多，型号规格较多，按结构形式分类可以分为两类，一类是内装型PLC，一类是独立型PLC。1.2.1内装型PLC内装型PLC是指数控机床CNC的生产商在设计研发时就将PLC与CNC综合考虑，将PLC内嵌进数控机床中，PLC与CNC之间则通过CNC的输入/输出接口实现数据的传输。该方式结构简单，PLC可以共用CNC的CPU，无需单独供电，整台机床的性价比较高。目前我国的沈阳机床厂、大连机床厂均在自助开发控制系统。1.2.2独立型PLC独立型PLC是指控制系统生产商单独生产提供的，它们的输入输出接口，控制点数，程序存储量、CPU功能均与对应机床相适应，能够独立的完成控制任务，因此又称为通用型或外装型PLC。独立型PLC一般采用积木式模块结构或插板式结构，形式简单，易于维护、升级和扩展。目前常用的独立型PLC生产商有华中数控、德国西门子、日本发那科等。
2PLC的组成及工作方式
2.1PLC内部结构
PLC控制系统主要是由微处理器CPU、存储器、输入/输出模块、设备和电源组成。其中CPU与常用计算机的CPU一样，是PLC控制系统的核心，用以解释和处理程序中的命令，在运行中可以读取用户程序，解释指令的内容，按指令规定的任务，产生相对应的控制信号。存储器分为系统存储器和用户存储器，系统存储器用以存储监控程序、模块化应用子程序和各系统参数，用户存储器用以存放用户程序。扩展单元当主机默认的输入输出点数不够时，可以扩展模块来增加输入输出的点数，不能单独使用，只能与主机一起使用。设备包含编程器、继电器、电磁阀和指示灯。
2.2工作方式
数控机床中的PLC控制系统的工作方式总是按顺序执行用户编制的程序，在每一个时刻执行一道命令，因为执行速度非常快，我们认为该响应为实时响应。用户在扫描程序时，扫描过程分为三个阶段，输入采样阶段、程序执行阶段和输出刷新阶段。可编程控制器执行完上述的三个阶段为一个扫描周期，不同PLC的处理能力不同，一般执行1000条指令时间约为1ms到10ms。输入采样阶段：可编程逻辑控制器在输入采样阶段以扫描的方式按照一定顺序依次读入输入模块的信息，并保存至寄存器中。在程序不断被执行时，当外部输入信号发生变化后，此时在寄存器中的信息也不会发生改变，只能在下一个工作周期从输入采样阶段重新被读入。程序执行阶段：在寄存器中的每一条指令首先被读入，然后都会被扫描，扫描完成后进行CPU的逻辑运算，运算后的结果经过输入输出模块运送到输出寄存器。输出刷新阶段：这是整个工作流程的最后一步，在所有指令执行完成后，将输出寄存器的输出状态送到输出电路，形成最终控制输出过程。
2.3PLC在数控机床中的控制功能
PLC是数控机床的控制中心，各个运动的实现均依赖于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：操作面板分为系统操作面板和机床操作面板。系统操作面板的控制信号先是进入NC，然后由NC送到PLC，控制数控机床的运行。机床操作面板控制信号，直接进入PLC，控制机床的运行。机床外部开关输入信号：将机床侧的开关信号输入到送入PLC，进行逻辑运算。这些开关信号，包括很多检测元件信号(如：行程开关、接近开关、模式选择开关等等。输出信号控制：PLC输出信号经控制电路中的继电器、接触器、电磁阀等输出给控制对象。功能实现：系统送出T指令给PLC，经过译码，在数据表内检索，找到T代码指定的刀号，并与主轴刀号进行比较。如果不符，发出换刀指令，刀具换刀，换刀完成后，系统发出完成信号。M功能实现：系统送出M指令给PLC，经过译码，输出控制信号，控制主轴正反转和启动停止等等。M指令完成，系统发出完成信号。
3结论
我国是一个制造业大国，对机床的需求量十分广泛，但是我国的高端数控机床自主研发生产并不多，很多依赖进口。未来数控机床的类型将更加多样化，多工序集中加工的数控机床品种越来越多；激光加工等技术将应用在切削加工机床上，从而扩大多工序集中的工艺范围；数控机床的自动化程度更加提高，并具有多种监控功能，从而形成一个柔性制造单元，更加便于纳入高度自动化的柔性制造系统中。
参考文献
[1]陈子银.数控机床电气控制[M].北京:北京理工大学出版社,2006
[2]谭华,王建军.PLC程序在数控机床故障诊断中的应用[J].无锡商业职业技术学院学报,2006,(6):10~13
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关键词 GPRS；监控系统
中图分类号TG659 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）84-0195-02
GPRS对于我们来说并不陌生，可是我们了解GPRS最开始是知道他是应用于手机，再后来是汽车的导航，而本文所要论述的是在数控机床上，GPRS如何去应用尤其是对于数控机床的远程监控方面。
1 GPRS设计的背景
科技的发展带动了很多行业的发展，当然也包括工业企业，数控技术作为科学技术的产物在现代企业已经有了举足轻重的作用，加快了制造业迈向数字化的脚步。众所周知，数控机床的优点是非常突出的包括工作效率非常高、精度高、操作起来非常方便等等。这样的优点使数控机床的价格始终居高不下，而且在维修是也是需要一些专业的人员去进行的，无形之中成本增加了更多。因此，只有找到一个适当的方式来对数控机床进行管理才能使得数控机床为企业创造最大的价值。
现在来看，数控机床虽然基本实现了自动控制，然而在管理方式上仍然是采用一些原始的人工来控制的方式例如在特定的实际进行上报、打电话汇报等等诸如此类的形式。这样的管理方式，最大的弊端就是由于故障出现的时候不能第一时间被发现所以使得系统运行的整体效率不能满足之前的设计，所以说原始的人工控制管理对数控机床实现灵活、集中的监控和管理起到了一定的抑制。
真是在这样的背景下，笔者受到GPRS在其它各个领域当中的应用，开发了本系统。整个系统以先进的GPRS技术为基础，融合了包括通信、计算机、远程故障诊断等目录来说最先进的技术，实现了对数控机床在管理上进行实时监控、故障的诊断以及报警等功能改变了之前数控机床的原始的人工控制，也就是说减少了人力成本的使用，而且提高了监控效率。由于这种方式当数控机床发生故障的时候可以第一时间进行诊断，从而缩减了各种故障给机床及生产说产生的一些负面的问题，也就是说可以使数控机床的使用年限延长的同时也给企业创造更多的经济价值。
2 数控机床中GPRS监控系统的设计思想
2.1 系统的整体设计
整个数控机床中GPRS监控系统的主要部分分别是GPRS网络、Internet以及数控机床监控中心以及监控终端这四大块来组成， Internet将数控机床的监控中心和GPRS网络连接起来，这样就可以将数控机床是实时工作情况传送到数控机床的监控中心，GPRS监控系统并不复杂，可是却实实在在的解决了数控机床之前无法第一时间发现和了解数控机床工作状态的问题。
2.2 各个部分的设计
下面我们就要看一些各个部分的具体设计，首先说一些数控机床的监控中心，它通过Internet上，同时采用IP+UDP协议（IP+UDP协议最大的优点是开销较小）来同GPRS实现互动和对话，将监控中心所发出的一些命令，这些命令包括实时监控、故障的诊断以及报警等等，它会以UDP数据报文的形式通过GPRS发送到数控机床的监控终端，反过来监控终端的信息同时也会反馈给监控中心；在整系统中Internet的作用是一个纽带的作用，它是将GPRS网络同监控中心连接在一起的纽带；如果是Internet的作用是一个纽带那么GPRS就是这个系统的一个通信载体，我们都知道GPRS技术目前在我国，已经广泛地被应用于整个通信领域当中，它的最大优点就是传输速率够强大，GPRS不仅仅是传输速度块而且同时具有速率传输准确两大特点这就是为什么说GPRS对于信息的传输是一个最佳的选择。整个数控机床的监控系统可以通过GPRS来实现数控机床监控中心和监控中心通过Internet来实现互传；数控机床的监控终端作为系统的一个中心，它的主要工作就是对现场数据进行采集之后传送到数控机床监控中心，另外一个作用就是对数控机床监控中心通过Internet发送过来的数据进行接收并进行相应的处理。
3 数控机床中GPRS监控系统的软件设计
3.1 系统所采用的通信协议
数控机床的监控终端和监控中心之间是以GPRS为媒介通过Internet来实现互联，以实现将数据采集之后第一时间发送到出去及时的进行处理，并且还有实现对监控中心实现远程控制。这时候就必须要有个相应的协议来实现数控机床和监控中心终端之间的有意义约定。
首先我们给所要传送的数据设定上起始和结束标志，然后在监控终端不同的监控终端设定上不同的序号，每个不同的数控机床都有不同的监控终端，也就是说这个序号就是区分不同数控机床的一个标志；控制信息是监控中心发给监控终端的控制信息；当监控中心在发现数控机床有不正常的现象时就会发出报警信息传送到监控终端；这样我们就可以结合GPRS技术通过通信协议来实现整个工厂不同的数控机床的集中管理和控制了。
3.2 系统的软件设计
监控终端和监控中心两大模块是整个系统软件模块当中最重要模块。首先我们来看一下监控中心的组成是由数据库服务器、应用服务器以及通信前置机来组合构成的，来实现一些信息之间的整体互通。所以说在计算机上分别有不同的软件来进行运行，当然还有分别为两个系统来设计不同的数据库。监控终端数控的功能是要将数据从数控机床的监控终端进行集中字一起，执行监控终端所发出的命令，将各个终端传输过来的数据进行存储已经进行必要的分析，这时候通过分析、比对就会发现数控机床的运行是够是按照既定的运行轨迹进行的，如果发现异常那么就会立刻做报警处理，并在数据库中将得到的数据进行备份处理。
数控机床监控终端的软件部分模块分别是不同信号处理和传输。数控机床的监控中心监与控终端始终是以GPRS为媒介通过Internet来相连的，监控终端对监控中心发来的数据会第一时间去分析、处理，发现有异常的时候会第一时间发出警报，同时对异常的类型发出提示。
4 结论
上面所阐述的数控机床中GPRS监控系统是以GPRS作为这个系统的一个平台，它将GPRS在数据传输上速率传输准确以及速度快的有点体现的淋漓尽致。同时将数控机床本身的特点融合在整个系统当中，使得整个系统在一些大型的工业企业当中可以被大力推广。本系统已经在一些工业企业当中被实验使用了，已经证明了这个系统的使用性和经济性。
参考文献
[1]刘利，邓志良.基于GPRS的摊铺机远程故障诊断系统[J].微计算机信息，2008，12：181-183.
篇7
关键词 PLC；数控机床；故障诊断
中图分类号TG659 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）77-0133-02
数控机床需要对坐标轴运动进行控制，对诸如主轴转动和停止进行控制，对刀具交换，工件的扣紧及松开，切削液的开、关以及系统的运行等进行顺序控制，另外还包括机床报警处理等。在现代数控机床中通常采用可编程控制器来完成这些功能。
1 PLC的性能特点
PLC是专门为工业控制设计的控制器，实质上是专门服务于工业控制领域的计算机系统，它是一种通用的产品，其内部采用了由大规模集成电路构成的微处理器和存储器等，具有以下特点。
1）编程简单。PLC的基本指令有限，梯形图和传统的继电器控制图相似，较容易掌握。可利用PLC的输入/输出接口直接与继电器、接触器、电磁阀等连接，使用简单。编制程序的步骤和方法容易学习，对程序进行增减、修改和运行监视都很方便，编程人员一般具备电工知识以及一定文化水平，短时期内就能学会；
2）通用性好。同一台PLC只要改变软件，就可以实现不同的控制要求。同时，PLC已实现产品系列化，可以由各品种组合成不同的控制系统，以满足不同的控制要求；
3）功能强，体积小，重量轻，性能价格比高。一台收录机大小的PLC具有相当于三个1.8m高的继电器柜的功能。PLC的结构紧密、坚固、体积小巧，容易装入机械设备内部，因而成为“机电一体化”的较理想的控制设备；
4）可靠性高，抗干扰能力强。PLC是专门为工业控制而设计的专用计算机，能在恶劣的环境中可靠地工作，具有很强的抗干扰能力。
此外，PLC减少了设计及施工工作量。PLC的工作是在硬件的支持下，执行软件的全过程，PLC的工作过程是周期循环扫描的工作过程。扫描既可按固定顺序进行，也可按用户程序规定的可变顺序进行。
2 数控机床中PLC的功能
2.1 机床操作面板控制
PLC可将操作面板上的信号送入接口信号区，实现对数控系统的运行控制。其中包括M、S、T功能。S功能处理：主轴转速可以用S二位代码或四位代码直接指定。T功能处理：数控机床通过PLC可管理刀库，进行刀具自动交换。M功能是辅助功能。
2.2 输入信号控制
PLC接到来自机床侧的开关输入信号后，通过逻辑运算，再传递给控制对象，从而实现对各类开关的控制，如温控开关、形成开关、压力开关等。
2.3 输出信号控制
PLC可将输出的信号经过继电器、接触器，并通过液压或气动电磁阀，对各种操作装置、电动机和电磁制动器等进行控制。
2.4 伺服控制
PLC可通过驱动装置实现对各类电动机的伺服控制。
2.5 报警处理控制
当机床运转出现故障时，PLC可及时收集故障信号，数据系统将显示具体的报警信号，以便于故障诊断。
3 数控机床中PLC的软件编程
PLC的系统软件由厂家编写并固化在ROM中，用来管理协调各部分的工作，循环检测输入口的状态，解算用户应用逻辑程序。应用软件是用户根据系统控制的需要而编写的应用程序，用以实现用户的控制要求。PLC的编程语言通常为梯形图，功能图和布尔逻辑编程。其中梯形图的应用最为广泛，形式上类似于继电器控制电路图，简单、直观、易读、好懂。
数控机床中的PLC编程步骤如下：1）确定控制对象 选定PLC的型号及其硬件配置。不同型号的PLC具有不同的硬件组成和性能指标。PLC性能指标主要考虑其基本的I/O点数和存储量；2）制作接口格式并定义输入/输出信号需要设计和编制下列接口技术文件：输入和输出信号电路原理图，地址表，PLC数据表；3）制作梯形图 在分析机床工作原理或动作顺序的基础上，用流程图、时序图等描述信号与机床运动之间的逻辑顺序关系，据此设计制作梯形图；4）顺序的输入、调试及确}人 把梯形图转换成指令表的格式，然后用编程器键盘写入顺序程序。接下来用仿真装置或模拟台进行调试、修改；5）顺序程序固化存储和文件整理 将经过反复调试并确认无误的顺序程序固化到EPROM中，并将程序存人软盘或光盘。同时整理出有关图纸及维修所需资料。
4 PLC在数控机床故障诊断中的应用
在现在的数控系统中，PLC都具有很完善的自诊断功能，当机床在使用和操作过程中出现故障时，可以在CRT上显示出故障的报警信息，操作和维修人员可以充分的利用这些信息，从而迅速而准确的找到故障的原因并加以排除。数控机床操作过程的每个动作都有明确的顺序，自动交换动作也是按照既定的操作顺序完成。PLC在数控机床故障诊断中的应用就是基于机械装置运动过程的先后顺序，将正常情况的操作和故障情况相对比，发现问题，诊断原因。由于控制对象的工作原理是PLC设计的基础，维护人员可以分析相关工作原理，并依据PLC的I/O状态，对机床设备的故障及原因做出诊断。
在数控机床中，PLC是通过I/O接口实现对输入和输出信号的传递，如果机床发生故障，往往会表现在接口通道，维护人员发现接口通道的问题，就可及时对机床故障加以诊断。数控系统不是由于硬件原因产生故障的时候，维护人员可以只通过查看PLC的I/O接口状态，而不需要查看梯形图和电路图就能找出故障的原因。另外维护人员还可以通过比较正常状态下和故障状态下数控机床的输入，输出状态列表来判断故障位置。解决数控机床故障的最基本的方法，是通过数控机床的PLC梯形图分析和诊断故障。此外，在数控系统PLC出现故障的时候，有一些情况，也可以通过查看输入/输出及标志状态的变化，根据PLC的动作变化，可以分析出故障的原因。
综上所述，数控机床PLC故障诊断的要点如下：首先要了解数控机床各部分检测开关的安装位置，如：数控机床的刀架、刀库、机械手、气压和液压装置、压力开关等，并且要明确PLC信号输入所对应的标志。其次要了解机床操作执行过程中的动作顺序，以及PLC信号输出所对应的标志。最后要了解各种条件标志，如启动、停滞、加紧、松开及限位的标志信号，以便于工作人员时刻跟踪PLC梯形图的变化，根据各种故障信息，按照数控机床工作原理及时诊断，并确定正确的维修方法。
参考文献
篇8
随着数控技术的快速发展，它已经被广泛应用到医疗设备、军事装备、制造行业等诸多领域，并发挥着越来越重要的作用[1]。数控技术在使用过程中，由于自身技术水平、质量、精度、性能等方面的影响，及时补充技术水平，才能保证数控技术的发展速度[2]。由于数控机床控制对接的过程是一个十分复杂的过程，因此，数控机床控制对接软件设计方法，成为工业领域需要研究的核心问题，受到很多专家的重点关注[3]。当前阶段，主要的数控机床控制对接软件设计方法主要包括基于运动轨迹跟踪算法的数控机床控制对接软件设计方法[4]、基于特征点重叠算法的数控机床控制对接软件设计方法和基于三维立体技术的数控机床控制对接软件设计方法[5,6]。由于数控机床控制对接软件设计方法在工业领域应用范围十分广泛，因此，拥有广阔的发展前景，成为很多科研单位研究的重点课题。
1系统总体架构
数控机床控制对接系统的总体结构如图1所示。硬件部分主要有CCD视频采集器、SEED-VPM64图像处理DSP、MC9S12DG128微处理器、蓄电池、LED显示器、SATA硬盘等够成。图像采集系统基于TMS320DM642内核的SEED-VPM64图像处理DSP构成，为了提高图像的处理性能，采用MC9S12DG128微处理器实现对数控机床控制对接状态参数的采集和警示。LED液晶显示器的分辨率是1920×1280，存储介质采用250G的硬盘。CCD图像采集器的作用是采集数控机床控制对接过程的图像信息，是系统的核心部分。它包括PAL和NTSC两种图像格式，NTSC格式的图像色彩稳定性较差，容易阐述相位失真，而PAL格式的图像则能避免上述缺陷，因此采用PAL格式的CCD图像采集器。由于数控机床控制对接的过程是个十分精密的过程，因此，CCD图像采集器采用高保真TFT彩色CCD图像采集器，其型号为OTAM。
2系统关键模块的硬件设计
2.1SEED-VPM642图像处理模块的硬件设计
SEED-VPM642图像处理DSP的核心是SEED-VPM642，其核心频率为800MHz，处理性能为6000MIPS，能够同时进行4路CIF格式的H384图像压缩算法。SDRAM为2G×64位，Flash为1G×32位，在上面有8个PAL/NTFS格式的图像输入接口。2个PAL/NTFS格式的图像输出接口。2个RS232/RS485串行通信接口。RTC实时时钟可以为图像的采集和处理提供系统时间。8个信号输入/输出接口，能够实现数控机床系统的监测和控制。SATA硬盘接口能够储存大量的数控机床控制对接图像。图像处理模块各连接与引脚设计图如图2所示。上图中，SEED-VPM642微处理芯片上有4个VIDEOPORT口，所有的VIDEOPORT口都有一个24位的数据线和一个时钟信号VP×CLK0，同时包括图像输出和输入时钟信号VP×CLK1、3个VP×CLK0、VP×CLK1以及VP×CLK2图像源信号。其中每个图像接口都被分成上下两个信号通道。系统将SEED-VPM642中的VP1当作图像的输入、输出接口。图像解码芯片采用TVP5150PBS，图像编码芯片采用SAA712H。
2.2图像解码模块的硬件设计
图像解码模块采用的芯片为TVP5150，其可以接收2路CVBS图像输入信号和1路Y/C图像输入信号，其连接与引脚设计如下图3所示。TVP5150根据标准的IIC总线进行配置，其GPCL引脚能够作为VP0口的CAPEN，用来控制图像的采集。当GPCL引脚设置为“1”时，VP0口能够实现图像数据的采集，数据传输的速率最高为500KbITS，图像信号输入范围是0.75V。CCD图像采集器采集到的PAL图像信号经过TVP5150转换为YUV4:2:2数字色差信号，输出图像的格式为ITU-RBT656，通过IIC总线输出图像信号。图像数据被暂时储存在SDRAM中，利用DSP对SDRAM中的图像数据进行读取，并进行图像处理。
2.3电源模块及串口转换模块的硬件设计
电源模块是保证终端系统运行性能稳定的重要手段，电源管理设计引角连接如图4所示。上图的电源设计中加入了LMN117对直流的电流进行转换，消除外部的干扰。在电源与地间接入了一个二极管D5保证电源的供电稳定。计算机串口处理的电平是RS-232本文设计的电平串口转换电路如图5所示。
3软件设计
3.1对接控制模块的功能设计
数控机床控制对接采用伸缩管方式，其对接示意图如图6所示。上图中，T、U分别为数控机床、UAV的质心；Pj表示特征点；B为对接点，它在数控机床坐标系下位置是固定的；R为UAV的口位置；C为系统摄像机的位置。所有坐标系都采用了ISO体系。基于上述数控机床控制对接过程的特殊性，系统设计控制软件的主要功能包括：与测量设备和对接装置的接口控制、对接装置与机床初始位置定位、采集定位基准点坐标、机床与对接装置的姿态计算、产生并传输对接装置控制信号、对接过程控制、对接状态监控、对接过程视觉校验、对接图像显示等。根据上述功能的需要，系统控制软件主要分为对接接口管理、对接基准点计算、对接之前的机床调整、对接运动控制、视觉校验和参数处理等模块。
3.2软件的整体设计
以VisualC++6.0为基础，结合OpenCASCADE的几何形状数据库和视觉校验交互数据库进行数控机床控制对接的软件的设计。图7能够描述软件控制数控机床控制对接过程中的控制软件设计流程。系统控制软件需要利用TCP/IP通信协议才能实现与控制器进行连接通信，是间接与脉冲跟踪仪进行连接，同时利用脉冲跟踪仪自带的编程接口，进行对脉冲跟踪仪的控制。如图8所示。对接基准点的测量过程为：1）连接控制器；2）对脉冲跟踪仪进行处理化操作；3）下达测量指令，获取油管锥套的控制位置信息并发送到控制系统；4）结束测量过程，并断开连接。
3.3机床控制对接过程的计算
设置机床与锥套都是刚体，器空间机床姿态能够用欧拉角和坐标值进行描述。设置对接基准点的实际坐标是(,,)ssssTxyzp=ppp，则测量点在机床坐标系中的坐标是(,,)ccccTxyzp=ppp，则sp与cp的关系能够用下述公式进行描述：将上述机床姿态算法集成到系统控制软件中，根据机床上的4个基准点即可计算出当前的对接姿态。将当前姿态与设定的姿态进行对比能够获取姿态的差值，将姿态差值转化为运动控制器在x,y,z方向上的位移量，然后调整控制器的运动，从而消除姿态差值，实现了对接过程中的机床姿态调整。3.4对接过程的视觉校验的实现数控机床控制对接过程的视觉校验过程需要利用OPENCASCDE的几何形状数据库和可视化交互数据库。在软件编写的过程中需要将对应的动态连接引入到系统。视觉校验的基本步骤是：1）采集对接图像，创建一个3DVIEWER视窗，用于对接过程的显示；2）在视窗中构建一个AISContext交互系统，用于视窗中对接状态的操作和管理。3）将建立的对接过程的CAD模型转换为交互对象，利用AISContext进行控制。需要在视窗中显示IGES格式存储的对接三维模型，其关键代码如下所述：
4实验与分析
为了验证本文设计软件的有效性，需要进行一次实验。在实验的过程中，利用仿真软件MATLAB7.1构建数控机床控制对接实验环境。分别利用传统软件和本文软件对数控机床控制对接过程进行设计。试验环境如图9所示。根据上图实验结果能够得知，在数控机床控制对接实验的过程中，利用传统的软件进行对接控制的过程，由于没有考虑外界环境的复杂情况，造成需要的时间远远高于本文软件进行对接控制的过程。而利用本文软件则能够避免传统系统的弊端。从而缩短了数控机床控制对接过程需要的时间。将上述实验过程中的数据进行整理和分析，能够得到表1中的实验结果。在上述实验的过程中，在不同软件控制下的机床的受力情况如图11所示。根据图11实验结果能够得知，利用传统软件进行数控机床控制对接控制，软管锥套受到的拉力远远大于本文软件控制下的机床，增加机床损坏的风险。而利用本文软件控制下的机床受力情况十分均匀，合理，从而保证了对接过程中的安全。针对上述数据进行整理和分析，能够得到表2中的实验数据。根据上表实验结果能够得知，利用本文系统进行数控机床控制对接，能够有效保证对接过程中的安全，充分体现出本文软件的优越性。
5结束语
篇9
【关键词】数控机床，电气维修；经济效益
0.引言
近年来，我国工业发展规模不断扩大，对工业生产效率要求也在不断提高。数控机床作为现代工业生产不可或缺的一部分，在数控机电气运行过程中，受多种因素的影响，会造成设备出现故障，进而影响到数控机床电气系统运行效率，不利于生产效率的提高。电气维修技术作为数控机床电气系统安全、稳定运行的保障，加大数控机床电气维修技术的应用可以有效地提高数控机床电气设备运行效率，为企业带来更好的经济效益。
1.数控机床的电气维修的重要性
随着经济、科技的不断发展，我国工业事业得到了飞速发展。数控机床设备作为现代工业发展不可或缺的一部分，数控机床是一种高效率的自动化自创，数控机床设备的应用极大的提高工业生产效率。在这个竞争日益激烈的市场环境下，经济效益是企业生存的保障，而企业为了更好地生存，就会加大生产，加重数控机床设备的负荷，而在数控机床设备运行过程中，由于过量的操作，长时间运行，会造成电气发热，导致一些性能交差的原件经不住考验而出现故障，对于数控机床设备而言，它本身比较昂贵，而企业不合理的加工工序，长时间的使用数控机床，很容易就会造成数控机床出现故障，使得运行过程合纵数控机床失效，造成工作的停顿，影响到生产进度和效率。数控机床电气维修技术作为数控机床稳定运行的保障，只有做好数控机床电气维修工作，才能降低数控机床设备故障，保障数控机床设备在生命周期内正常运行，发挥其功效，继而不断提高生产效率，为企业带来更好的经济效益[1]。
2.数控机床电气故障分类
2.1硬件故障
数控机床设备一种电气化的设备，在运行过程中，很容易出现数控机床电气硬件故障，如电子故障、电器件故障、线路故障、接插件故障等，这些故障的发生会影响到数控机床运行效率。
2.2PLC故障
PLC 作为一种重要的工作装置，它是以计算机为核心技术，对工业电器系统中的继电器进行逻辑编辑控制。然而在数控机床电气运行过程中，受多种因素的影响，会造成PLC装置出现故障，一旦PLC装置出现故障，就会影响到整个电气系统的运行。
3.电气继电保护的维修技术
3.1观察法
数控机床作为一种机械设备，而在这个就讲究效益的社会环境下，企业就会批量的加工生产，进而使得数控机床设备出现超负荷运行，电气设备就会因过压而出现短路、烧坏线等问题。针对这类的故障，往往会有明显的外部现象，如烧焦、电气装置发热、冒烟等。此时，通过眼睛直接观察，就可以判定出故障的所在。如果观察到电气装置内部发黄、有烧焦气味散出，则就可以断定为继电装置出现故障，进而维修人员就要基础更换已经损坏的元件，确保系统运行稳定。
3.2对比法
对比法就是通过两台型号、性能相同的装置进行比较，通过测试两台电气设备的性能才找出故障的所在。在数控机床电气设备运行过程中，当电气设备出现故障时，可以利用一台与该故障设备型号、性能相同的设备进行比较，让两台装置在相同情况下运行，通过观察两台仪表测到的信号来进行对比，进而判断故障所在。
3.3故障分析
数控机床电气设备发生故障后，首先要确定设备类型，然后以当前的显示参数为依据，迅速判断设备的具体故障，设备故障分析与检修的前提必须是足够了解电力运行相关参数及其他相关理论知识，检修前应向工作人员询问生产过程当中的工艺情况以及故障前的参数变化，查询装置运行记录等工作[2]。
3.4备件置换法
当故障分析结果集中于某一印制电路板上时，由于电路集成度的不断扩大而要把故障落实于其上某一区域乃至某一元件是十分困难的，为了缩短停机时间，在有相同备件的条件下可以先将备件换上，然后再去检查修复故障板。设备的更换必须是在断电情况下进行，确保维修技术人员的人身安全。另外，针对一些特殊的元件，必须严格按照操作说明进行，如，电路板，在更换电路板的时候，一定要记录下原有的开关位置和设定状态，并将新板作好同样的设定，否则会产生报警而不能工作[3]。
3.5数控系统的控制
数控机床系统的安全性、稳定性、可靠性直接关系到了数控机床电气运行效率。为了给企业创造更多的价值，就必须做好数控系统的管理[4]。首先，利用先进的科学技术，建立开放式的数控系统，通过利用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制，它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和开关量，实现数控机床电气的自动化控制；其次，要安排专业的技术人员，对数控机床电气设备进行日常管理，做好日常记录工作和技术分析，确保电气设备的正常运行。
3.6电源线路的选择
电源是提供计算机中所有部件所需要的电能。电源功率的大小，电流和电压是否稳定，将直接影响计算机的工作性能和使用寿命。在数控机床电气运行过程中，电源是数控机床运作的基础，电源线路的好坏直接关系到数控机床运作的连续性、稳定性。在电气系统中，变频器的工作方式是先将系统中导入的交流电转换为直流电，再将直流电变为交流电，在数控机床电气控制系统中，电气控制系统通过调节电源模块，将进入系统中的交流电通过调频器转换为一定的直流电，从而满足电气系统的用电需求，同时通过对电源线路的优化设计，在系统断电之后，机床信号可以得到归零，在系统通电后，机床信号就会自行恢复，从而保障了数控系统的可行性[5]。
3.结语
在这个竞争日益激烈的市场环境下，企业参与市场竞争的手段就是经济效益。对于加工生产企业来说，企业的经济效益与数控机床电气有着直接的关联。数控机床作为一种自动化的电气设备，为了确保数控机床电气稳定运行，就必须做好数控机床电气维修工作，采用有效的维修技术，做好数控机床电气系统管理，进而不断提高数控机床电气生产效率，为企业带来更好的经济效益。
参考文献
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[3]黄景良. 数控机床电气维修生产实习教学探析[J]. 好家长，2015，08：52-53.
篇10
关键词 数控机床；切削加工；程序指令；数据信息
中图分类号TH18 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）83-0025-02
0 引言
随着科学技术的不断发展，机械加工能力的不断加强，对产品的精度要求越来越高，对零件加工工艺的规范化不断提高。普通的加工能力已经不能满足在短周期内更换新产品的需求。尤其是宇航、军工、造船、汽车和模具加工等行业。在这种情况下，只有数控机床才能满足需求，因此它已经占据机械行业的最显眼地位。
在机械行业中，有很多制造机械的机器，也有很多能够制造机器的机器。如车床、铣床、刨床、磨床、钻床等等，它们是机械行业发展的基础，也叫“母机”。因此机床行业位居“工具母机”的特殊地位。也正因为这样，它才对机械工业中各行各业的升级具有特殊重要的意义。所以，机床行业的发展既取决于中国机械全行业总体发展趋势，同时又影响着全行业的健康发展。数控机台又是机械行业的基本生产设备，它的发展状况会直接影响到一个国家的现代化水平。因此，它的数量和质量将是衡量一个国家发达程度的重要标志之一。
1 数控机床的类型
数控机床大体有数控车削，数控铣削，数控钻床，数控加工中心。其它的还有数控线切割、数控插齿、数控工具磨、数控雕刻机、数控折弯机、数控冲床、数控剪床等等。
还可以将数控机床分为普通数控机床和加工中心两大类。
一类是普通数控机床。它一般指在加工工艺过程中的一个工序上实现数字控制的自动化机床，如数控铣、数控车、数控钻、数控磨床、数控齿轮加工机床等。普通数控机床在自动化程度上还不够完善，刀具的更换与零件的装夹仍需人工来完成。
另一类是数控加工中心。它是带有刀库和自动换刀装置的数控机床，它将数控铣床、数控镗床、数控钻床的功能组合在一起，零件在一次装夹后，可以将其大部分加工面进行铣、镗、钻、扩、铰及攻螺纹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装造成的定位误差，所以它适用于产品更换频繁、零件形状复杂、精度要求高、生产批量不大而生产周期短的产品。
我国的金属板材加工行业也是不容忽视的加工行业，在社会发展中也占据着相当重要的地位。为了更快更好的发展我国的金属板材加工行业，将数控压力机、数控剪板机和数控折弯机等应用到这个行业中。
还有测绘用的数控多坐标测量机，绘图用的自动绘图机，工业机器人等。
2 数控机床的特点
1）数控机床与普通机床相比，它可以完成普通机床难以完成或根本不能加工的复杂零件的加工。而且它的加工精度高，加工稳定可靠，高柔性，高生产率，劳动条件好，有利于管理现代化，但它的投资大，使用费用高，生产准备工作复杂，维修困难等特点；
2）降低了操作人员的劳动强度。在普通机床上加工一个零件需要更换多次夹具，而在数控机床上就可以只装夹一次就够了；
3）数控机床生产效率高。如果加工零件数量较多，而且形状简单。可以将多个零件重叠放置，比如5件、10件。一次加工完成，直至加工结束。这样，在数控机床上加工1次零件的时间，是在普通机床上加工1次零件的时间1/10或更少。一次加工数量是普通机床的10倍或更多；
4）降低人为误差，质量可靠，节省生产时间；
5）减少用工数量。一人看管一台机器，还可以一人看管两台机器。
4 数控系统的类型
各行各业的数控机床品种众多，其数控系统也有很多：如fanuc数控系统、西门子数控系统、华中数控系统、三菱数控系统等等。无论有多少种数控系统，归根结底都是将零件轮廓信息、转速信息、进给速度等信息，通过译码器变成计算机可以识别的二进制数据形式，存储在存储器中。如发现不可识别的信息或语法错误等情况，以报警的形式提示用户修改。
5 数控机床的工作原理
编程人员根据图纸和工艺要求在计算机上编写加工程序。通过连接计算机和数控加工设备的数据传输线，应用数据传输软件，将编写好的程序由计算机传送到设备存储器中。
操作人员把需要加工的零件通过夹具、压板等工具固定好后，安装好刀具，检查油、冷却油是否足量，检查程序里给出的主轴转速、进给速度是否合适，一切工作准备就绪后，就可以按照图纸中的工艺要求加工出合格的产品了。
6 数控机床与人们的生活息息相关
电能是人们日常生活必不可少的能源之一。水力发电、火力发电、核能发电、风力发电甚至还利用了自然能源，比如说太阳能发电、海水高度差发电等等。
能源问题是国家战略问题，我国一直注重电力设备的制造。经过几十年的发展，我国电力设备制造水平已经位居世界前列，我国的电工装备制造企业能够胜任智能电网的发展需求。数控机床应用在电力发展行业上也需要更上一层楼。
随着人们生活水平不断提高，人们的需求日益增多。增大了发电行业的装机容量，发电设备必然会进一步发展，叶片发电机组做出不可磨灭的贡献。它是由每一个叶片零件组装成的。而叶片零件的加工则是由数控机床来完成的。数控铣床，数控磨床，数控加工中心，数控车床等等。我国数控机床产品已延伸到成套、复合领域。数控系统装置是数控机床的神经中枢，我国从上世纪90年代末开始，掌握基于通用32位工业控制机开放体系结构，一举登上当代同一起跑线，开发出能与加工中心、复合车削机床及齿轮机床配套的数控系统，特别是能控制五轴联动和具备网络化远程监测、诊断、操作功能的数控系统，并开发出弧齿锥齿轮数控加工。
总体来讲，我国机床产业进入转型期后，发展顺利，自主创新能力提升，整体产业实力有了质的飞跃。
7 数控设备制造业已成为中国工业的主导行业
在中国，机床行业已进入了创新活动的活跃期。中国的创新资源逐渐成熟，在某些领域已经到了由技术模仿跟踪转向主要依靠自主创新求发展，进而在产业发展制高点上挑战全球。我国有条件由一个技术消费国转变为技术创新国，带动传统产业的改造升级，由低端制造转向产业链，培育出一批批具有全球竞争力的企业和企业集团，进一步提高国家竞争力。
机床，是装备工业的母机，关系到国家整体实力，要率先取得更大的突破。国内一批装备制造的领军型企业，经过多年的积累和进步，具备了相当的基础，应该有信心、有志气完成这个突破。这是国家的期望、民族的希望和企业的社会责任。
8 我国数控机床行业的未来发展趋势
在中国机械工业中，机床行业位居“工具母机”的特殊地位，其水平也对机械工业中各行各业的升级具有特殊重要的意义。因此，机床行业的发展既取决于中国机械全行业总体发展形势，同时又影响着全行业的健康发展。
