数控机床维修技术范文

导语：如何才能写好一篇数控机床维修技术，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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【关键词】数控；机床；维修；技术分析

随着我国机械加工的快速发展，国内的数控机床也越来越多。由于数控机床的先进性和故障的不稳定性，大部分故障都是以综合故障形式出现，所以数控机床的维修难度较大，并且数控机床维修工作的不规范，使得数控维修工作处于一种混乱状态，为了规范数控维修工作，提高数控机床的利用价值，本文提出五步到位数控维修法。

一、数控机床维修技术分析

1、故障记录具体

数控机床发生故障时，对于操作人员应首先停止机床，保护现场，并对故障进行尽可能详细的记录，并及时通知维修人员。

（1）故障发生时的情况记录

1）发生故障的机床型号，采用的控制系统型号，系统的软件版本号。

2）故障的现象，发生故障的部位，以及发生故障时机床与控制系统的现象。

3）发生故障时系统所处的操作方式。

4）若故障在自动方式下发生，则应记录发生故障时的加工程序号，出现故障的程序段号，加工时采用的刀具号等。

5）若发生加工精度超差或轮廓误差过大等故障，应记录被加工工件号，并保留不合格工件。

6）在发生故障时，若系统有报警显示，则记录系统的报警显示情况与报警号。

7）记录发生故障时，各坐标轴的位置跟随误差的值。

8）记录发生故障时，各坐标轴的移动速度、移动方向，主轴转速、转向等。

（2）故障发生的频繁程度记录

1）故障发生的时例与周期。

2）故障发生时的环境情况。

3）若为加工零件时发生的故障，则应记录加工同类工件时发生故障的概率情况。

4）检查故障是否与“进给速度”、“换刀方式”或是“螺纹切削”等特殊动作有关。

（3）故障的规律性记录。

（4）故障时的外界条件记录。

2、故障检查方法

维修人员故障维修前，应根据故障现象与故障记录，认真对照系统、机床使用说明书进行各顶检查以便确认故障的原因。当数控设备出现故障时，首先要搞清故障现象，向操作人员了解第一次出现故障时的情况，在可能的情况下观察故障发生的过程，观察故障是在什么情况下发生的，怎么发生的，引起怎样的后果。搞清了故障现象，然后根据机床和数控系统的工作原理，就可以很快地确诊并将故障排除，使设备恢复正常使用。故障检查包括:

（1）机床的工作状况检查。

（2）机床运转情况检查。

（3）机床和系统之间连接情况检查。

（4）CNC装置的外观检查。

维修时应记录检查的原始数据、状态，记录越详细，维修就越方便，用户最好编制一份故障维修记录表，在系统出现故障时，操作者可以根据表的要求及时填入各种原始材料，供维修时参考。

3、故障诊断

故障诊断是进行数控机床维修的第二步，故障诊断是否到位，直接影响着排除故障的快慢，同时也起到预防故障的发生与扩大的作用。首先维修人员应遵循以下两条原则:

（1）充分调查故障现场。这是维修人员取得维修第一手材料的一个重要手段。

（2）认真分析故障的原因。分析故障时，维修人员不应局限于 CNC部分，而是要对机床强电、机械、液压、气动等方面都作详细的检查，并进行综合判断，达到确珍和最终排除故障的目的。

1）直观法。2）系统自诊断法。3）参数检查法。4）功能程序测试法。5）部件交换法。6）测量比较法。7）原理分析法。8）敲击法。9）局部升温法。10）转移法。

除了以上介绍的故障检测方法外，还有插拔法、电压拉偏法、敲击法等等，这些检查方法各有特点，维修人员可以根据不同的现象对故障进行综合分析，缩小故障范围，排除故障。

4、维修方法

在数控机床维修中，维修方法的选择到位不到位直接影响着机床维修的质量，在维修过程中经常使用的维修方法有以下几种:

（1）初始化复位法。由于瞬时故障引起的系统报警，可用硬件复位或开关系统电源依次来清除故障，若系统工作存贮区由于掉电、拔插线路板或电池欠压造成混乱，则必须对系统进行初始化清除，清除前应注意作好数据拷贝记录，若初始化后故障仍无法排除，则进行硬件诊断。

（2）参数更改，程序更正法。系统参数是确定系统功能的依据，参数设定错误就可能造成系统的故障或某功能无效。有时由于用户程序错误亦可造成故障停机，对此可以采用系统搜索功能进行检查，改正所有错误，以确保其正常运行。

（3）调节、最佳化调整法。调节是一种最简单易行的办法。通过对电位计的调节，修正系统故障。

（4）备件替换法。用好的备件替换诊断出坏的线路板，并做相应的初始化启动，使机床迅速投入正常运转，然后将坏板修理或返修，这是目前最常用的排故办法。

（5）改善电源质量法。目前一般采用稳压电源，来改善电源波动。对于高频干扰可以采用电容滤波法，通过这些预防性措施来减少电源板的故障。

（6）维修信息跟踪法。一些大的制造公司根据实际工作中由于设计缺陷造成的偶然故障，不断修改和完善系统软件或硬件。这些修改以维修信息的形式不断提供给维修人员

（7）修复法。对数控机床的故障进行恢复性修复、调整、复位行程开关、修复脱焊、断线、修复机械故障等。

5、维修记录到位

维修时应记录、检查的原始数据、状态较多，记录越详细，维修就越方便，用户最好根据本厂的实际清况，编制一份故障维修记录表，在系统出现故障时，操作者可以根据表的要求及时填入各种原始材料，供再维修时参考。

通常维修记录包括以下几方面的内容;(1)现场记录;(2)故障原因;(3)解决方法;(4)遗留的问题;(5)日期和停工的时间;(6)维修人员情况;(7)资料记录。

二、小结

数控机床维修技术的实施，提高重复性故障的维修速度，提高维修者的理论水平和维修能力，有利于分析设备的故障率及可维修性，改进操作规程，提高机床寿命和利用率，并能充分实现资源共享。使其具有可利用性、可持续发展性，为规范数控维修行业奠定坚实的基础。

参考文献

[1]孙伟.数控设备故障诊断与维修技术.北京国防工业出版社， 2008.

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关键词：数控机床；故障诊断；维修

0引言

数控机床当中的任何系统或部件有问题，都可能会导致整个机床发生故障，因此在故障诊断过程中，维修人员应当综合考量并分析数控系统、机械主体以及相关部件等内容，展开对应的检查以及分析，从而进一步确定故障产生的具体原因以及具置，采取具有针对性的措施和方法使故障得以清除，进一步确保数控机床运作的稳定性。另外，经常进行数控机床的维护和包养，不但能够使故障得以降低，还能够使机床使用效率得以提升，避免故障在生产活动方面的影响。

1数控机床故障诊断技术

（1）直观法。数控机床出现故障的情况下应用最为普遍的一种诊断方法是直观法。其重点根据数控机床存在的不正常情况、现象等来诊断机床故障，像是能够借助直观性的检查对机床部件的脱落、松动、磨损等进行把握；倘若发生故障的情况下存在烧焦味，那么维修工作者就能够重点检查数控机床的一系列保护性开关、电阻、线路等。除此之外，还能够借助直接的体会与接触断定数控机床一系列设施的运行温度是不是存在异常。

（2）调整参数法。数控机床改变的参数会影响到机床的整体性能，因此，在检查数控机床故障的时候，断定机床故障的关键根据是数控机床改变的参数。因为对数控系统来讲，设置的参数体现着决定性的影响，所以能够在设置参数的基础上调整系统的工作。为此，在出现故障的情况下，维修工作者能够调整参数，从而排除和诊断故障。

（3）测试功能程序和诊断报警信息法。因为数控机床通常都具备自我诊断程序，所以借助直观法难以锁定的数控机床故障，诊断故障就能够有效地借助数控机床的自我诊断程序。维修工作者仅仅需要将相应的功能测试程序输入数控系统当中就行，进而把握数控机床的工作程序，进而明确形成故障的原因。此外，机床的自我诊断功能通常涵盖机械工作现状信息的显示功能，在出现故障的情况下，故障报警信息会在出现在显示中，维修工作者借助这一系列的信息就能够明确出现故障的现状。

（4）替换部件诊断法。针对工作当中的数控机床，倘若某个部件存在的问题会发生机床故障，维修工作者在不清楚哪一部分存在问题的时候，能够更换新部件进行检查，以明确是不是因为损坏的部件导致的故障。

（5）分析原理法。分析原理法指的是立足于数控的运行原理，进而断定与分析故障的一种方法，重点是分析特征指数与逻辑电平进行分析，从而断定故障。这种诊断故障的方法需要维修工作者的技术能力较强，维修工作者不但应全面、深入地把握数控机床的工作原理，而且还应当明确一系列部件的运行原理，这样才可以准确地分析和定位故障。通常来讲，能够划分数控机床的故障为数控系统故障与机械故障。在诊断机床故障之后，应当维修数控机床，这就需要把握这两种故障的维修特点。从整体上来讲，维修机械故障通常坚持先简后精的原则，先是借助直观性的观察推断故障的大置和范围，简单地维修之后再确认故障，最后确定科学的维修方案来精密维修故障，最终处理故障，确保数控机床工作的顺利进行。针对机械故障，数控系统故障较为复杂。由于系统故障牵涉到电气、液压、气动等，所以需要深入和仔细地检查，通常的维修原则是先易后难、先一般后特殊、先外后内。

2数控机床故障维修技术

（1）复位系统和初始化法。如此的维修方法重点是应对数控机床系统程序造成的故障，机床常常由于一瞬间的故障与系统编程而终止工作。故障信息提示也会出现在故障报警系统。鉴于此，能够强行断开电源，然后开电源复位键，以观察机床是不是可以顺利工作。复位故障报警系统一般会用在系统存储压力小或者是线路接触不好等导致的故障报警。在复位系统与初始化之前务必备份系统的数据，进而方便初始化操作难以排除故障之后再深入地诊断与分析机床的硬件。

（2）微调参数法。在重新设置系统参数之后，如果难以排除数控机床的故障，那么就需要微调参数来优化数控机床的参数。由于机床与其它电气的系统间是不是实现了最为理想的控制会严重地影响数控机床的整体工作效率，而微调参数能够实现最为理想的系统之间控制标准。

（3）设置参数法。因为是不是正确地设置参数会从很大程度上影响数控机床的顺利工作，设置的参数存在一点小错误会失去机床的一些功能，这不利于机床整体性能的提升，或者是导致机床的停止工作。鉴于此，借助机床系统的迅速搜索功能，分析和比较有关的参数，探究出现故障的原因，校对与设置参数，最终恢复数控机床的顺利运行。

（4）替换更新模块法。替换更新模块法常常能够迅速而简单地维修机床故障，因此在维修数控机床的时候广泛地应用这种方法。如此的维修方法仅仅需要替换或者是更新故障形成的系统模块，且重新对有关的参数进行设置，就可以有效地排除故障，从而使机床顺利工作。

（5）增强数控机床的抗干扰性能。倘若工作过程中的数控机床受到较强的干扰，那么会影响机床的顺利工作。为此，针对因电源开关导致的故障，就能够应用接地的方式，以使数控机床受到的高频影响减少，从而排除故障。除此之外，为了使机床的抗干扰性能增强，也能够增强电源的负载能力与确保电源电压的稳定。

3结论

总之，数控机床故障的诊断与维修复杂多变的，同时也是最重要的，故障的处理要与实践生产为根据，找到故障多样化的原因，具体问题具体分析，诊断和维修的过程要遵循以上原则，采取对应的诊断和维修的对策。

参考文献：

[1]王春霞，董学文，冯莉.数控车床架故障故障树定性分析[J].科技信息，2014，04（29）.

[2]张根保，柳剑.数控机床可靠性概述[J].制造技术与机床，2014，07（22）.

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关键词 数控机床；故障分析；维修

中图分类号 TB 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2011)122-0151-01

1 浅析FANUC数控机床

1.1 背景分析

行内人士都知道FANUC数控系统是目前市场上应用较为广泛的数控系统，其控制系统普遍用在数控车、数控铣和加工中心等设备上。而且我国的这类机械加工设备相当的多，这些机床所配备的数控系统也是有很多。比如：德国西门子数控、西班牙FAGOR、日本FANUC、三菱等，这些是国外的数控系统，国内的有华中、广州数控、北京凯恩帝等。就目前的与数控机床配套的数控系统的市场占有率来看的话，FANUC在日本占70%左右，在世界上约占50%左右。在中国市场上，FANUC系统占的比例比其它品牌的大得多，因此，FANUC已然成为中国市场尤其是大陆市场上最为普遍的数控系统。

1.2 数控机床维修的意义

数控机床技术是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的重要基础，是制造业提高产品质量和生产效率的有力保障。数控设备维修技术不仅是保障正常运行的前提，对数控技术的发展和完善也起到了巨大的推动作用。数控机床任何部分的故障与失效，都会使机床停机，从而造成生产停顿。因此，维修对于原理复杂数、结构精密的数控系统就显得十分的必要了。

2 FANUC数控机床常见故障分析极其维修技术

众所周知，数控机床的内部系统和结构是十分的复杂的。根据数控系统的构成，工作原理和特点，笔者总结出以下几点常见故障和维修

技术。

2.1 伺服驱动侧的故障分析及其维修

伺服系统接收来自CNC系统的指令，将其译码，通过一系列的转换机，变成可以调节的电流或电压，进而控制电机的运转。电机带动丝杠旋转，从而实现工作台或刀架的运动。从上我们可以看出，伺服系统与电源电网，机械系统等是相关联的，而且在工作中一直处于频繁的启动和运行状态，因此，伺服驱动系统的故障在数控机床故障中是比较常见的。其主要故障大概有如下几种。

1）系统损坏。这个故障一般是由于网络电压波动太大，或电压冲击造成的。因为我国的大部分地区的电网质量不好，会给机床带来电压超限，尤其是瞬间超限，这个是很难预测到的。因此这个要特别注意维护电网的质量，以此来减少系统损坏故障的发生。

2）无控制指令，而电机高速运转。这种故障的原因是速度环开环或正反馈。

3）加工时工件表面达不到要求，走圆弧插补轴换向时出现凸台，或者电机低速爬行或振动，这类故障在工作当中也是经常出现，它一般是由于伺服系统调整不当，各轴增益系统不相等或与电机匹配不合适引起的，解决办法就是对伺服系统进行最优化调节。

4）保险丝烧断、或者电机过热影响电机的运转，甚至是烧坏，这类故障很大程度上是机械负载过大或者卡死致使的。

2.2 CNC数控系统侧故障分析及其维修

CNC系统故障发生的概率不是很高，并且它的发生要受环境因素的影响，笔者将CNC系统故障及其维修归纳如下。

1）环境因素。在机床运作当中，温度、湿度超过允许范围，操作不当，参数设定不当等也可能造成停机或CNC系统故障。比如说有一工厂的数控设备，开机后不久便失去了数控准备好的信号，导致系统无法工作，经检查后发现机体温度过高，原因是通气过滤网已经堵死，从而引起温度传感器动作。这类故障维修比较简单，就是更换过滤网，让机体恢复正常运作温度就可以了。这里还要提一点的就是不安操作规程拔插线路板，或者没有静电防护措施等，都有可能导致停机等故障，因此，在操作的时候一定要按章行事。

2）硬件故障。系统硬件要是发生故障，就会立即停机工作，也会导致机床的各个动作停止。对于这类故障的维修就比较棘手了，这个要求维修人员要了解系统的运作原理以及相应的电路板的功能特点，根据故障发生的规律予以排除。如果条件允许的话，可以采用备件交换法来确定故障硬件。

3）软件故障。就一般而言，FANUC数控系统的软件包括系统软件及用户软件两大类。系统软件用来控制刀具轨迹、插补计算、图形模拟、速度位置处理等。用户软件主要有控制机床动作及信号的PMC、用户程序及相关参数。软件故障发生的故障较小，一般多为系统参数设置不当，这样的话可能会导致机床运行不平稳或者出现报警。维修的方法就是重新修改系统参数。对于一些参数修改过大或参数大量丢失的数控系统，可以考虑将备份参数重新导入而不必一一查阅说明书。

2.3 PMC机床侧故障分析及其维修

相对于伺服驱动侧故障和CNC数控系统故障而言，PMC机床侧故障发生的概率是最高的，这是因为当代的数控系统及伺服系统的可靠性和稳定性逐步提高，寿命也随之延长。而机床电气控制部分经过了一定时间的消耗，其性能势必会降低。尤其一些机床的加工环境恶劣，尘土飞扬，难免会造成线路故障。比如有一台配有FANUCOi-MC

系统的立式加工中心，其刀库的结构师圆盘式带机械手的。由于操作人员在换刀的国中不小心按下了系统复位按钮，刀库机械手卡在中间位置不动，界面跳出2002、刀库信号没到位报警。这个维修就是手动盘动刀库电机，让其转到换刀之前的初始状态，再找到刀套气阀，手动按气阀使刀套抬起，然后在点动刀库旋转，使其转到一号刀套位，最后输入刀套初始化指令M76，将相应的刀一一装入即可。机床的故障的引起的原因人为因素也是要占一定的比例的，所以，在操作的过程中需要工作人员认真细心对待。

3 结束语

随着我国制造业的迅速发展，国内各大企业均引进了世界先进的生产设备，数控技术是现代制造术的典型应用，培养高素质的数控人才是当下机械制造业最重要的任务。FANUC数控机床的优越性是十分明显的，它给机械制造行业带来的利益也是相当巨大的，但是，它的故障限制性也是很常见的，这就需要机械工作人员在平时认真负责地对待每一项操作，这样才能更好地利用数控机床的特性，为机械企业带来更多的利益。

参考文献

[1]陈子银.数控机床电气控制[M].北京理工大学出版社,2006.

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关键词：数控机床 电气维修 维修技术 故障排除

中图分类号：TG502 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）10（a）-0056-01

由于数控设备是从普通机床发而来的新技术，所以在职业学校里，专业技术人员相对比较缺少。数控机床本身又是一个很好的机械和电气自动化高度结合的设备，因此更需要有较高专业素质的人员来维护和维修。下面仅将笔者的一些经验和行业内其他专家的意见归纳整理如下，有不足之处还请指正。

1 数控机床的维护

近些年职业院校随着社会的发展和需要才建设和完善了数控技术专业，有了数控车间和数控设备，所以职校里的数控设备大多数都为新设备，并且校园里设备的使用时间远远小于工厂设备的运行时间，因此，校园里的设备故障率不会太高，前期主要靠我们平时的维护与保养。

1.1 维护维修人员基本要求

数控设备技术先进、结构复杂是高级机电一体化产品，因此，对维护维修人员要求较高，维护维修工作的质量就取决于维护维修人员的素质，所以要求维护维修人员具备以下条件。

（1）维护与维修人员要有强力的责任心和良好的职业道德，必须做到每次维护维修时认真做好详细记录（如部件的变更、参数的修改等），以便后边再次维修有据可查。

（2）具备一定的专业知识既要懂机床工作原理（包括检测技术、液压知识和计算机知识）又要懂机械和电工电子技术。最好经过数控技术方面的专业培训（这些年在职校开展的省培和国培就不错）。掌握PLC、伺服驱动和数字控制的工作原理。

（3）具备一定的数控机床操作水平，能够独立操作和编制简单加工程序，为维修调试机床和试加工做准备。

1.2 资料的准备

数控设备都会自带相关的操作说明书、电气说明书、机床使用说明书、编程说明书和CNC方面的资料等，我们维护维修人员要做好资料的保存和维修记录等资料的添加工作。

1.3 日常维护

不同的机床有不同的要求，但日常维护有一定的共性，主要内容如下所述。

（1）开机使用前，先检查设备的系统，及时添加或更换脂和油，是设备机械运动部分保持良好，降低磨损。

（2）定期检查各电气部件连接是否正常，各线有没有老化、脱落或破损。保持电气柜的清洁，及时清洗或更换过滤网。

（3）定期检查超程限位功能。主要是硬超程，限位开关失效或有杂质进入导致触头不能正常弹出或压下，因此，不能正常发出到位信号；或限位块螺丝松动导致位置偏移或脱落，使机床的限位保护失效。软超程主要是参数设置位置，处认为更改外一般不会被改变，它经常也作为硬保护后的第二到限位保护。

（4）及时更换存储器电池。一般一年需更换一次（注意在通电状态下更换），来保证断电情况下机床数据的存储；或有些机床在不经常使用时，需要定期通电，一方面使电气通电自发热驱赶潮湿；另一方面同时可以给记忆电池充电，保证数据不被丢失。在校园里尤其是寒暑假，要保证设备定期通电，否则一些电子元件容易损坏。

（5）为了保证机床的加工精度，我们还需要定期对机床的水平进行测试和调整，否则常时间更容易使机床自身发生扭曲变型，导致精度下降，我们学校这个工作定期发到暑假结束后和开学前，不影响正常的教学使用。

2 数控设备的维修

数控设备主要分机械维修、电气维修和CNC系统维修三部分，在校办公厂，有了以上的细心维护，系统自身的故障应该非常少，我们主要研究机械故障和电气故障的维修。

2.1 机械故障维修

数控机床机械运动主要有主轴的主运动和刀架的进给运动。

（1）主轴主要靠动力电机带动主轴箱里的多级变速齿轮给主轴输出旋转动力的，一般问题不大，如开机启动主轴有异常声响和无动作时需要及时停车判断问题所在。可从这几个方面排：确定电机正常后首先判断是否挂好档位确认是否在空档；其次检查有无异物掉入卡在变速齿轮上使之无法正常工作（有一次我们的数车就是因为换档手柄上的一个销子脱落卡住了齿轮，导致无法换档、无法启动主轴）；再次检查有无齿轮松动脱落或打坏掉，要及时给予定位安装或更换配件；有时候卡盘也会有异响，多数是因为卡盘内侧固定卡盘内部的螺旋盘螺纹的螺丝松动导致间隙过大，出现来回碰壁的响声，卸掉卡盘给予拧紧固定可解决问题。

（2）刀架的机械问题多在于无法移动、无法进给或定位偏差过大和换刀不动或换刀不到位的问题。我们主要检查丝杠是否弯曲变形、阻力过大（在急停状态可用有转动感觉）或有异物卡住；定位偏差过大可检查是否负重过大、丝杠磨损严重或在参数里调整丝杠的反向间隙（只可微调）；刀架换刀机械问题一般为也为阻力过大或有卡死现象，用内六角扳手转动伺服电机轴可判断刀架旋转动作是否畅通，如果阻力很大或卡死，则需调整刀架内部安装间隙和检查有无异物。

2.2 电气故障维修

电气故障的维修主要根据故障现象、报警提示和电柜各信号灯的有无发亮或颜色来判断短路、断路、确向、缺信号和电子元件设备等坏掉。这需要我们有一定电工电子水平、识图水平和检测设备的使用水平（如万用表等）。因为校办公厂同样型号设备不止一台，我们可通过对比法、交叉换位法等来寻找问题点。一般多为缺少某各信号，是由于信号线接触不良、断掉、继电器坏掉或保险跳掉所导致；如果交叉换位后发现是驱动器或主轴变频器坏掉，那最好是找专业维修人员维修或反常更换。总之电气维修后要经过多次反复检查确认后方可通电试验，以防出现更大的问题或短路。

3 结语

数控设备在职校属于昂贵设备，需要有专业人员维护和维修，这对于我们这些一线专业教师来说是个挑战同样也是个机遇，希望我们能够多实践多总结，我们一定能够主要依靠自己的力量，把数控机床修好、用好、管好。

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关键词：数控机床装调维修；技术；技能；创新

引言

当今社会日新月异，技术不断更新，需要创新、传承和积累。技术技能的积累与创新是职业教育的职责所在。随着我国数控设备数量的快速增加，对数控设备应用、维护与维修人才的需求也越来越大，数控机床装调维修工作为新兴职业，具有工种复合性、人员素质综合性、技术含量高科技性等特点，受到国家重视。学校承担着技术技能的整理、积累和传承的任务，专注技术技能的积累和应用。2015年9月天津市委在《天津市贯彻落实<京津冀协调发展规划纲要>实施方案（2015-2020）》中，明确建立“全国先进制造研发基地”，经济发展和产业结构的优化升级，需要高端制造业的人才在技术上不断更新、积累和创新。

1数控机床装调维修工现状分析

数控技术是集机、电、仪、液技术于一体的高新技术。数控机床装调维修工，是从事数控机床的装配、调整、维修等工作的人员。在机床生产过程中，数控机床装调维修工不仅负责装配、调试、检测，同时还承担着产品的售后服务工作。在数控机床的使用中，数控机床装调维修工负责数控机床性能的调整和数控机床维护与维修、数控加工工艺流程设计的参与和实施，机床的各类故障的判断与排除。数控机床装调维修人才需要掌握机械和电气方面的知识、要具有丰富的生产工艺实践经验，要掌握一定的数控系统知识，并能为客户进行产品工艺设计。当前我国正处于从机械制造大国向制造强国转变的关键时期，目前我国数控机床装调维修工的职业从业人员，存在着知识和技能水平不高、工作经验不足，全国高级数控装调与维修人员缺口严重，企业因为数控设备故障停机，造成巨大损失，这些将影响到数控机床行业的健康发展。数控机床装调维修工要适应工作岗位，必须注重技术技能的积累，具备较强的综合能力，提高数控机床装调维修从业人员的知识和技能水平，必将进一步促进我国数控机床行业的发展，对于提升我国现代制造业的国际竞争力也有着非常重要的意义。

2数控机床装调维修课程改革

2.1课程融合岗位能力

数控机床的装配与调试、数控机床的安装、数控设备的售后服务、维护管理、设备维修是数控装调维修工的主要岗位。要求能够读懂机床的总装图、电气接线与控制图、与电气相关的机械图；能够进行数控机床总装后几何精度、工作精度的调整，通过参数调整机床的性能，进行机床各种功能的调试；能进行机械部件的拆卸与组装；能利用PMC梯形图等诊断数控机床常见机、电、液压/气动故障；能熟练操作数控机床，完成工件的试切加工、懂得进行机床的维护保养。深入分析数控机床装调维修工作岗位，针对工作岗位需要，建立以职业能力为核心的一体化课程体系，确定数控机床机械装配与调整、数控机床电气控制与调试、数控机床故障诊断与排除、数控加工编程与操作、数控加工实训课程为职业核心课程，并在各课程的课程标准中融入了职业资格标准，实现学校考核与社会鉴定、校内实训与校外实践方面实现衔接统一。数控机床装调维修工课程体系如图1所示。

2.2课程融入创新教育

培养高职学生创新能力，包括了对本专业知识“提出问题、发现问题的能力、解决一般专业问题的能力、突破现有知识范围的创新发现和发明能力。在数控机床装调维修工的人才创新教育上，通过课堂教学、课外活动和社会实践三条途径实现。2.2.1基于工作过程的课堂教学数控机床装调维修的课程内容具有鲜明的多学科交叉特色，发散性较强，针对岗位技能，在一体化课程建设过程中，突出了课程内容的技能性与实践性，使其更具针对性、系统性、深度性，将新技术融入课程中，加强学生创新意识的培养，以利于学生技术技能积累和创新。数控机床装调维修工人才培养的核心课程，均通过课程改革，创新教育内容、教学方法，实现了基于工作工程的学习模式。以《数控机床故障诊断与排除》课程为例，通过系统开机急停故障、伺服轴跟踪误差过大报警故障、车螺纹乱牙等典型的故障的分析与排除，使学生一方面综合应用所需专业知识，查看故障现象，分析故障原因、提出解决方案，在仿真软件上完成故障的排除，另一方面启发学生创新思维，举一反三，优化方案。整个学习过程，严格按照实际工作过程去实施，培养学生的职业素养。2.2.2碎片化的课外学习活动随着互联网技术的飞速发展，其个性化教育的优势日益凸显，随之而来的是学生的学习方式的变化。在数控机床装调维修工的人才培养上，将碎片式的知识与操作技巧，通过网络课程呈现给学生，学生通过手机、ipad、电脑等电子设备，利用“碎片”时间，进行“碎片式”学习，满足学生个性化学习的需求。同时，学生通过课外学习兴趣小组，完成直接来源于企业的真实工作环节形成的真实项目，将学习经验、成果上传课程网站，实现知识和技能的分享，进一步获得真实的职业能力，激发学生的创新意识。2.2.3校企深度融通的社会实践在课程体系重建过程中，建立深度的校企合作机制。先进的技术引领人才发展规划，企业与职业院校建立紧密合作的技术技能积累创新平台，学生获得真实的职业能力。在企业真实工作环境中的真实项目训练，是学生技术技能积累的关键，即重视了学生适应工作世界的能力培养，又重视构建或参与构建工作世界的能力培养，在其职业能力发展中具有重要的作用。同时通过学校教师与企业资深培训师轮流执教、学校与企业交替承担培训任务的工学结合模式，推动职业院校主动参与企业技术创新，促进新技术、新工艺、新装备的应用，促进劳动者素质与技术创新同步提高。以数控机床装调维修工程实例为主要内容，促进双师培养，体现应用性和职业性。

3课程改革实践成果

技术与技能，是人类实践的结晶，技术技能积累是人类社会向前发展的必然选择。在数控机床维修装调工的人才培养上，针对数控机床装调维修工的职业特点，根据职业岗位的工作要求，对数控机床装调维修课程体系进行了重构，深化教学改革，强调新技术的融入及真实项目载体的选择，注重操作技巧的生成，提高解决综合问题的能力，加强了学生的技术技能积累与创新。

参考文献：

[1]夏燕兰.高职数控设备应用与维护专业课程体系改革研究[J].职教论坛，2010，6：46-47.

[2]马振华.技能积累与经济发展的关系模式[J].工业技术经济，2009，8：73-76.

篇6

关键词：PLC技术；数控机床；故障诊断；维修策略

在数控机床的控制系统中，PLC系统能够有效实现CNC（Com⁃puterNumericalControl）与机床间的可靠连接，从而确保机床可以及时、稳定的接受CNC发出的控制指令。由数控机床的维修实践经验可知，PLC系统发生故障的表现形式多种多样，且发生故障的原因也比较多，无论是机械方面的原因还是电气方面的原因，都有可能导致故障的产生，此外操作人员的不良习惯和机床保养工作不到位等原因也会引发故障。为确保PLC数控机床能够稳定、高效的运行作业，我们必须确保故障诊断的及时、准确性，这也是本文对PLC数控机床故障诊断及维修展开探讨的根本原因。

一、PLC数控机床简析

数控机床中的PLC系统是一个自动控制装置，其通常由CPU、I/O接口、存储器以及电源等共同组成。由于数控机床的设计和制造方法不尽相同，所以PLC系统在数控机床中一般有两种存在方式：一是内装型，即生产厂家将PLC系统与数控机床的控制系统充分融合了在一起；二是独立行，即PLC系统独立于数控机床的控制系统之外，其具备较为完善的软硬件功能，且可以单独完成控制工作任务。PLC系统是数控机床信息交换的中枢，其能够实现控制系统与机床装置的无缝交流，这中间不仅包括从PLC系统向机床发出的各类指令信息（比如说S、T功能的应答信息），还包括机床向PLC系统发出的各类信息（比如说各项功能代表），这种双向的信息交流让PLC数控机床更加的智能化、高效化。

二、基于PLC的数控机床故障诊断方法

（一）基于PLC的数控机床故障表现形式基于PLC的数控机床在发生故障时，通常会有以下三种表现形式：1、通过CNC报警能够直接发现故障，并且系统会显示出故障产生的原因。2、通过CNC报警能够直接发现故障，但却无法反映出故障产生的根本原因。3、故障在CNC中并没有任何提示，这时诊断和维修故障就需要进行专门的检测了。（二）基于PLC的数控机床故障诊断方法PLC数控机床发生故障的几率非常低，即便发生故障往往也能通过自诊断检测显示出来。一般情况下，其故障多发生在PLC的外部输入或输出环节，发生故障时数控机床通常不会停机，大多情况下是在故障发生后才发现的，故障的发生会造成机床损坏、加工件报废或者是生产事故等不良后果。因此，我们必须加强PLC数控机床的故障诊断，常用的方法主要有以下几点。1、经报警信号进行故障诊断当发生故障时，通常数控系统的自诊断功能便可以诊断故障并在CRT上将相关信息显示出来，然后维修工作人员就可以根据CNC系统所提供的机床运行状态信息并和各运行标准指标进行比对，便可以迅速完成故障诊断和故障排除了。2、经机床动作顺序进行故障诊断数控机床在运行过程中，刀具、托盘、模具等装置的自动交换动作，都有标准的动作顺序和工作程序，因此发生故障时，我们可以通过观察各部分装置的运动过程，看其是否在动作顺序和工作程序上的异常，以此来判定PLC数控机床是否发生了故障，然后再根据故障查明原因，并采取针对性的故障排除措施。3、经PLC梯形图进行故障诊断维修工作人员还可以在充分了解数控机床工作原理、连锁关系以及动作顺序的基础上，通过使用CNC系统的自诊断功能或者采用外部编程器，经过PLC梯形图来检验系统的输入/输出状态，并实时查看PLC系统和机床的运行状况，以此来综合判定故障及其发生的原因。4、经PLC系统的输入/输出接口进行故障诊断PLC数控机床输入/输出接口出的信号状态能够通过CRT来显示，如果发生故障时可以初步确认是输入/输出信号存在故障问题，在具体诊断时，便可以通过查看接口处的信号状态来判定故障发生的部位，也可以藉此判定到底是数控装置方面发生了故障还是机床方面产生了故障。如果数控系统的各硬件部分不存在故障，不需要查看电路图或梯形图，只需要通过查询输入/输出接口的信号状态便能够查明故障及其发生的原因。此外，也可以通过分析数控机床的输入/输出状态历史记录，比较故障状态和正常状态的差异之处，也能够迅速查明故障所在；但采用这种方法必须对控制对象输入/输出接口的故障状态和正常状态都非常熟悉才行。5、经控制对象的工作原理进行故障诊断数控机床中的PLC控制系统都是基于控制对象的工作原理进行设计和制造的，所以说PLC控制系统发生故障时，我们可以通过分析控制对象的工作原理，然后结合信号的输入/输出状态对故障进行分析和诊断，并采取相对应的故障排除措施。6、经动态跟踪PLC梯形图进行故障诊断在PLC数控机床实际检修过程中，往往还会存在这样一种问题，那就是部分数控机床发生了故障，但查看输入、输出信号以及其它标志均显示正常。这类故障的诊断就需要对PLC梯形图进行动态实时跟踪了，通过连续观察信号输入/输出状态及各项标志的瞬间变化，然后再根据PLC系统的工作原理分析并诊断故障，同时采取针对性的故障排除措施。

结语

总的来说，基于PLC的数控机床在日常运行过程中难免会因为电气方面原因、机械方面原因或者人为原因等发生故障。因此，为了确保数控机床的正常运行和生产活动的效率效益，我们必须及时进行故障诊断和维修。在故障诊断和维修过程中，除自诊断技术外，信号状态检测和按照控制对象工作原理进行故障诊断是最为有效的两种方式，值得我们推广应用。

参考文献：

[1]甘斌达.巧用综合编程方式提高数控铣加工效率初探[J].中国高新技术企业.2016(02)

[2]王茂凡,张圣文,赵中敏.数控设备的故障预测与健康管理技术[J].中国设备工程.2013(03)

[3]雷晓松.PLC在数控机床故障诊断中的应用[J].黑龙江科技信息.2012(29)

篇7

关键词：数控机床；精密机械；结合体

1　数控机床的工作原理及发展趋势：

1.1数控机床的工作原理

数控机床的工作原理即为，将控制要求和信息以及反馈信息等转化为数字信号，送人数控装置处理后输出控制机械加工过程。

1.2数控机床的发展趋势

1.2.1高速度、高精度

当前先进制造技术的主体是效率和质量。因此高速度、高精度技术的发展可最大限度地提高生产的效率和产品的质量，缩短生产周期提高市场竞争力。目前HyperNach进给速度最大达60ndmin，快速为100m／min，加速度达2g，主轴转速达60000/min。

1.2.2多轴联动加工和复合加工

多轴联动加工可充分利用刀具几何形状进行切削，从而大大提高了零件的表面光洁度和加工效率。如一般一台5轴机床的加工效率相当于2台3轴联动机床的加工效率。目前采用复合主轴头的机床更为方便的实现了多面和多轴在同一台机床上的并行使用。

1.2.3智能化、开放式、网络化是当前数控系统的共同发展方向

智能化的数控系统涵盖的方面很多，如加工方面的智能化，即加工过程的自适应控制，工艺参数的自生成；故障诊断方面的智能化。即智能监控机床各个部分运行情况，发送故障报告等。开放式既是数控系统的开发可以统一的在一个平台上进行。这样既可以解决数控系统软件不能产业化的问题，又大大加快了数控功能系列化的进程。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。

1.3维修维护工作的意义

数控加工在当前制造行业中占据着主导地位，它的发展将带动制造业的飞速发展，同时也将影响社会的发展进程。因此，使数控机床能够实时高效的工作也是—项重要工作。

2　维护与维修的一般方法

数控机床是各种高精技术结合的生产工具，因此在日常的使用中维修维护工作对其使用寿命和精度起着很重要的作用，那么数控机床的维修维护工作一般应如何进行呢?

2.1数控机床的维护，对数控机床进行日常合理的维护工作，可以大大降低数控机床的故障发生几率。概括为以下几个方面需要注意：

2.1.1针对每一台机床的具体性能和加工对象制定操作规程建立工作、故障、维修档案是很重要的。包括保养内容以及功能器件和元件的保养周期。

2.1.2应尽量少开数控柜和强电柜的门。因为在机加工车间的空气中一般都含有油雾、灰尘甚至金属粉末。一旦它们落在数控系统内的印制线路或电器件上，容易引起元器件间绝缘电阻下降，甚至导致元器件及印制线路的损坏。有的用户在夏天为了使数控系统超负荷长期工作，打开数控柜的门来散热，这是种绝不可取的方法，最终会导致数控系统的加速损坏。正确的方法是降低数控系统的外部环境温度。因此，应该有一种严格的规定，除非进行必要的调整和维修，不允许随便开启柜门，更不允许在使用时敞开柜门。

2.1.3定期清扫数控柜通风系统。应每天检查数控系统柜各个冷却风扇工作是否正常，应视工作环境状况，每半年或每季度检查一次风道过滤器是否有堵塞现象。如果过滤网上灰尘积聚过多，需及时清理，否则会引起数控系统柜内温度高(一般不能超过55℃)，造成过热报警或数控系统工作不可靠。

2.1.4对数控系统的电网电压进行定期或定时监测。当电网电压超出数控系统所能承受的额定范围时，数控系统的正常工作会受到影响，严重的可能导致数控系统内部电子器件损坏。

2.1.5定期更换存储器和伺服驱动器电池(不需保持电池的存储器除外)。为使数控系统数据和伺服驱动器内部的参数数据在不通电的情况下不丢失，为两者配备了保持电池。一般情况下每年应更换一次，并且应在数控系统通电的状态下更换电池。

2.1.6数控系统长期不使用的情况下，其维护工作应注意以下两方面：首先，要定期给数控系统通电，并空运行，这样可以利用数控系统本身电子和电器元件的热量驱散数控柜内的潮气。达到保持电器元件稳定可靠性的目的。其次，如果数控机床是采用直流伺服电动机作为机械驱动首端部件的，应在长期停用前将内部的电刷取出，以此避免由于化学腐蚀作用，使换向器表面腐蚀，造成换向性能变坏，甚至使整台电动机损坏的结果。

2.2由于数控机床是多种尖端技术的结合体，因此数控机床的维修工作不能随意而为之，因为那样可能导致机床的故障范围扩大。数控机床维修工作可大致分为以下几个步骤：

2.2.1问

这里的问包括：①问机床操作者，在机床出现故障后，维修工作进行之前应及时准确的询问故障是在何种情况下出现的，出现时伴随着怎样的现象。由于操作者是故障出现时的第一目击人又熟知机床特性，所以他的描述会有助于维修人员缩小故障范围，减少时间，提高效率。②问机床，机床的自诊断系统对维修人员是最好的参考，它可以准确的提供所出现的故障的代码以便于维修人员能够准确定位故障的出处。近年来兴起了新的接口诊断技术，JTAG边界扫描，提供了有效地检测引线间隔致密的电路板上零件的能力，完善了系统的自诊断能力。

2.2.2察

察主要是根据机床操作人员所提供的相关信息对可能出现故障的部件或元件外观进行观察。如检查有无由于电流过大造成的保险丝熔断，元器件的烧焦烟熏，有无杂物断路现象，造成板子的过流、过压、短路。观察阻容、半导体器件的管脚有无断脚、虚焊等，可发现一些较为明显的故障，缩小检修范围判断故障产生的原因。

2.2.3切

犹如中医切脉一样，当维修人员完成了上述两个步骤还不能准确定位故障的出处时，应该对机床故障进行进一步的检测来确定故障的出处究竟在何处。对数控机床故障的切可大致分为：①强电检测，其中包括配电、电动机动力线、电器元件完好性等的检测。②弱点检测，其中包括反馈信号、数控系统输出信号等的检测。

以上诊断方法并无严格界定，应以实际情况为准进行实地分析得出数控机床的故障所在，下面以实例分析来验证以上故障处理方法的实用性。

3　主轴高速飞车故障排除：

故障设备：国产CK6140数控车床，采用FANUC OTE数控系统。故障现象：当接通电源时，主轴就高速飞车。

故障分析：造成主轴高速飞车的原因有：(1)装在主轴电动机尾部的测速发电机故障；(2)激磁回路故障，弱磁电流太小；(3)速度设定错误。根据以上分析，在停电状态下，用手旋转测速发电机，测速发电机反馈电压正常，在开机瞬间，测量激磁电压也正常。而主轴给定电压测得为14.8V(正常时最高给定电压为±10V)，故初步诊断故障为NC主板硬件故障。

故障处理：改主板上给定电压有关的电路较多，除电阻、电容、二极管等常规元件外，还有很多集成电路，不可能把所有有关的线路一一分割，进行试验。但由于给定输出为14.8V，因此怀疑是15V电源通过元件加到了输出上。由于无该系统主板的原理图等资料，采用最基本的测电阻的方法，从外到里逐个元件测量对15V电源的电阻值，最终发现一块运放损坏，其输出与15V短接。更换后运行正常。

4　结束语

数控机床故障的产生是多种多样的。所以，在维修时需要根据现象有理有据的分析、排除，最后达到维修的目的。切勿盲目的乱动。否则可能会导致故障更加的严重。总之，在面对数控机床故障和维修问题时，首先要防患于未燃，不能在数控机床出现问题后才去解决问题，要做好日常的维护工作和了解机床本身的结构和工作原理，这样才能做到有的放矢。

参考文献

[1]陈蕾、谈峰浅析数控机床维护维修的一般方法[J]，机修用造，2004(10)

篇8

关键词：触摸屏；故障；数控车床；教学设备；电气控制系统

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

根据机床行业调查，数控人才的市场需求已从初期的数控操作、数控编程转向了技术含量较高的数控机床调试、维护与维修，维修力量不足是影响数控机床利用率和完好率的主要因素，大量机械制造行业和装备制造企业急需大量数控机床维修人才。所以加大对数控设备维护人员的培养、提升学习效果是目前职业院校相关专业的使命所在。

在数控设备应用与维护相关专业职业教育实践过程中，我们主要采用旧机床，先拆装其主要机械结构及电气线路，再人为设故让学生排除和虚拟数控机床故障排除两种方法进行教学，发现存在以下问题：

(1)人为设置故障时总能被学生直接找到故障点(特别是电气线路的通断故障)，学生取捷径就可以“高效率”地找到故障，从而违背了从现象中分析判断并检查相关部位查找故障点的思路。

(2)虚拟数控机床在装拆及电气连接方面实训效果明显，减轻对实际数控机床和实验台的设备(特别是高档设备)压力；虚拟数控机床1人1机有利于激发学生的学习热情，具有安全、经济等特点，但其完全是一种模拟状态，主要是对学生认知能力的提高，缺乏实际动手能力的培养，也缺乏故障再现的随机性。

功能有限是我专业现有设备的主要问题，为扩充实训项目，多渠道提高学生对机电一体化技术的理解，我们设计出以单片机作为控制核心，以工控现场普遍使用的触摸屏为人机界面的数控机床维修教学设备，实现了设置随机一种或多种不同类型的故障，具有故障隐蔽性强，真实性好等特点；而且相对于其他控制终端(如PC机)而言，成本低，集成度和抗干扰能力更强。

1触摸屏与CNC和单片机控制系统之间的通信

数控系统一般通过RS-232C串行口和外界通信，但由于RS-232C串行口通信有效距离短，且实训设备在生产车间，现场条件恶劣，笔者以FANUC 0i Mate TD系统控制的车床为通信对象，采取了抗干扰能力较强的远程通信方法，即利用CNC系统的RS-232C通信接口和协议，通过屏蔽双绞线把高通信速率的RS-485接口转换远程智能通信模块，同Pro-face st3300系列，型号AST-3301S触摸屏的RS-485接口COM2(凸型D-Sub 9针接头)连接起来，另一方面，PC通过USB数据传输电缆CA3-USBCB-01把触摸屏编辑软件GP-Pro EX 2.1编写的画面程序下载到触摸屏里如图1所示，既解决了一个触摸屏和多台数控机床进行通信的问题，又为数控机床装调维修工等相关技能鉴定考试提供硬件支持。

图1 设备通信原理

说明：①一个485转232智能模块可以接多个机床，在本文中还通过该串口通信实现机床对应的单片机控制系统有计划地控制对应的线路通断电路。由于RS-232C规定的逻辑电平与单片机的逻辑电平不一致，这里选用专用电平转换芯片MAX232实现单片机TTL电平(0/5V)和RS232电平(+10/-10V)之间转换。②机床端485转232智能模块的D2±端子可以并联，而且触摸屏通过专用指令可以对每个通信端口的参数设置编程，确保了柔性设置的可行性。

2设故系统设计原理

设置故障的内容主要包括3个方面：数控系统参数错误更改或不匹配硬件连接；漏电、缺相以及设备保护电路自动动作等电气线路故障；在机械方面，故障设置主要针对误差补偿不当甚至是错误造成定位误差过大的问题。

在编制通信软件过程中，首先要解决的是遵守FANUC数控系统的通信协议，反译和处理与FANUC数控系统相关的传输数据格式转换，否则接收到的数据将是乱码。

2.1 串口通信设置

点击系统设置控制器/PLC，通讯设置的内容一般有SIO Type=RS422/485(2wire)，Speed，Data Length，Parity，Stop Bit等常规串口通信设置。一般首先在GP的扩展SIO设置中选择和仪表的通讯设置一样的参数。(1个起始位，8位数据，无校验位，1个或2个停止位)，串口通信可以利用GP-Pro EX 2.1编辑软件的D-Script功能自由地对串行通讯口编程，发送、接收字符串、获取通讯口状态。如进行通信初始化：

if([S:EXT_SIO_ STAT15]==1)//判断端口的状态，检查是否有扩展SIO协议

{[w:通讯步骤]=1

[w:超时设定]=3//3秒的超时(这里的数据可以改变)

[w:下一通讯]=1

[c:EXT_SIO_CTRL]= 0x07//将发送缓存和接收缓存区都清零

}

endif

以下是用于检测通讯是否超时，触发条件是每隔一秒运行一次：

if([w:接收超时]>0)

{[w:接收超时]=[w:接收超时]-1

}

endif

2.2 数控系统参数设故

上位机直接控制FANUC数控系统参数，可以通过以太网使用CNC参数设定或伺服GUIDE，本文基于触摸屏和CNC之间串口通信对系统参数进行间接设置，以考查学生对部分参数不正确造成机床故障的判断能力，提升对该参数作用的理解，如在软限位系统中，通过设置PRM3004#5=0，就会出现硬超程报警等。

上述的间接设置方法是将机床正常情况下参数备份的文件做局部修改，再进行数据恢复，其中关键技术在于熟悉CNC系统参数备份的文件结构和外接触摸屏进行数据的恢复操作步骤：

对机床正常情况下参数备份文件的局部替换是利用配方功能实现，使用预设的数据创建配方，以备写入单片机控制器；参数恢复的关键操作同PC―通过传输电缆连接触摸屏与数控系统并使机床处于EDIT状态；设定数控系统和PC匹配的传输参数；在数控系统中，按软键[PARAM][OPRT][READ][EXEC]，等待触摸屏将相应数据传入；通过触摸屏把修改后的文件发送到CNC系统。

2.3 电气设故

为实现自动设故，笔者通过串口芯片MAX232与单片机通信，以控制关键线路的通断。为此，利用Protel DXP制作基于AT89S51线路故障设置PCB版，其原理如图2所示。

正常情况下，单片机引脚P1.3输出低电平，三极管Q11截止，继电器线圈没有电位差，继电器衔铁释放，保持常开状态，起到断开电流的作用，同时状态二极管也点亮；当单片机接收到触摸屏需要设置W71线路故障点命令时，引脚输出高电平，三极管Q11饱和导通，+5V电源加到线圈两端，继电器吸合，常开触点闭合，继电器起到断开线路的作用，同时状态二极管也熄灭。状态二极管起到调试作用，一般隐藏在考核箱内。

3 设故软件设计

本文设故软件采用服务器/客户机模型开发出教师机软件和客户端软件。教师机软件是整个系统管理和维护的核心，用来控制各个机床考核内容、评定学生的成绩和学生信息管理，教师登录成功后主要有指定考题、随机出题、通信设置和About4个按钮，其中指定考题的画面如图3所示。

在此画面中，主要由两个重要部件构成：数值显示部件用于选择检查的故障号，本例设置了7个故障；右侧是供教师选择的故障，如果点击“故障确定”，就把当前选择的故障号传到左侧，以备登记、检查。

在这里，还实现了“过3分钟未操作即自动切换主画面”和“每次进入子画面均需输入密码”的安全功能。

在每台机床旁，还安排了学生PC机，通过RS232C和智能模块相连，主要完成将检测到的电气故障线路号上传到教师机；在实训联系阶段还可以提示故障判断思路以及Flas演示整个排故过程。

4结束语

通过对现有的CJK6125i型车床数控化改造和基于触摸屏的自动设故系统开发，实现了利用一个触摸屏远程管理多台机床随机设故和自动评分、成绩统计，方便地通过形成性考核方式考核学生掌握技能的真实水平。实践证明，不仅较好地解决了远距离通信、资源合理利用、抗干扰能力的问题，提高了原有旧机床的综合利用率，而且能满足数控机床装调、维修教学和实训，为我院数控机床装调维修工技能鉴定基地创造了条件。

参考文献

[1] 吴金娇，刘树青.虚拟数控机床在数控维修教学中的应用[J].中国现代教育装备，2011，1：75

[2] 汪木兰.数控原理与系统[M].北京：机械工业出版社，2004

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关键词 自动化；数控机床；维修；诊断

中图分类号TG659 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）84-0116-02

数控机床是由主轴、床身、立柱等机械部件组成的带有程序控制系统的自动化的数字控制机床。现代自动化科技水平的日益提高，让机床的结构更加复杂，功能日趋完善，但机床故障也随之增多。及时排查故障，准确掌握维修要点是保障数控机床正常运行的必要手段。

1 数控机床的组成、特点和工作原理

数控机床受其功能限制，组成各不相同，各个机床生产厂家的研发原理也不尽相同。但最基本的构成与工作原理都是相同的。数控机床主要是由机身、数字控制系统和辅助设置组成。机身主要包括了影响机床寿命、精度和稳定性的铸件；可以进行由电机带动并进行高速旋转直接面对加工器件的主轴；控制机床运转的电机。数字控制系统部分主要包括处理器、驱动器、显示部分、操作面板等组成；辅助设置主要包括确保数控机床正常运转的辅助配套的部件，例如排屑、照明、监控与检测等功能配件。数控机床的主要特点是利用程序控制可以对各种零件进行加工，过程中可以对零件位置与运动速度进行控制，这些控制都是通过程序指令按步骤实现的，系统还可以针对加工状况随时对指令进行分析与调整。数控机床的运行环境一般都在高温、多震动的环境中，具有高度的可靠性、稳固性、可以频繁开启反复操作等特点。

数控机床的工作原理就是通过数控控制计算机系统以信息指令的方式控制机床的运转。当机床控制中心发给机床进给构件指定后，各个构件就按照指令做出相应的加工操作，例如对工件的运动位移、速度、角度、操作次数等进行指令控制。数控机床实现了数据信息自动化加工过程。

2 精密数控机床的维修

2.1 精密数控机床维修的重要意义

数控加工技术已经应用到各个行业，特别是制造业与工业自动化行业中，对于提高行业工作效率，带动产业效益有着重要的作用。数控技术的发展水平也代表着整个社会自动化发展的进步程度。加强数控机床的检修与维护工作是当前数控加工行业的重要课题。精密件加工的数控机床可以对精密器件进行高精度的加工，对于现代加工工艺有进一步的完善作用，对于器件加工的精度更加精确，让器件功能更完美的呈现。精密件加工的数控机床维修对于现代机械加工工艺具有很大的促进作用。

2.2 精密数控机床与一般机床维修的不同点

精密数控机床由于受到电脑控制程序的影响，其维修也较一般机床复杂。精密机床能够完成普通机床不能加工的复杂零件，主要是造船、模具等高精尖加工业中应用，因此，对于机床各部分零件的组成与功能要有所掌握，才能方便维修。精密数控机床比一般机床的加工精度高，在维修时要特别注意机床的各个参数与标准值。此外，在维修中还要严格注意维修安全操作规范。

2.3精密数控机床维修对维修人员的要求

数控机床操作技术含量高，对维修人员的要求也高。主要有如下几个方面：

1）维修人员具有较广的知识面由于数控机床通常是集机械、电气、液压、气动等干一体的加工设备，组成机床的各部分之间具有密切的联系，其中任何一部分发生故障均会影响其他部分的正常工作。数控机床维修的第一步是要根据故障现象，尽快判别故障的真正原因与故障部位；

2）善于思考数控机床的结构复杂，各部分之间的联系紧密。故障涉及面广；

3）善于学习作为数控机床维修人员不仅要注重分析与积累，还应当勤于学习，善于学习。数控机床，尤其是数控系统，其说明书内容通常都较多，有操作、编程、连接、安装调试、维修手册、功能说明、PLC编程等。这些手册、盗料少则数十万字．多到上千万字，要全面掌握系纹的全部内容绝非一日之功而民在实际维修时，通常也不可能有太多的时间对说明书进行全面、系统的学习。

3 精密加工件数控机床故障诊断

针对具体情况具体分析，数控机床故障诊断的一般步骤是：

1）认真观察。诊断前要仔细阅读机床说明书，特别是要认真阅读机床的电气图、气动图、机床相关的精度与参数等等。诊断时可以采用利用视觉、嗅觉、触摸等直接观察法进行数控机床故障诊断。对于故障产生的噪音、错误的执行动作等都要仔细排查，仔细观察机床指示灯状况、插件与螺丝是否松动、是否有熔丝断开、断路、热继电器、丝杆、轴承不正常工作等现象出现；2）仔细分析。现代机床生产技术不断提高，除了机床自身CNC系统对于故障可以进行报警提示外，检修人员也已经要对故障仔细分析。对于数控机床产生的故障经过认真观察后已经确定了故障部位，检修前为安全检修要对机床进行断电，断电后对观察的故障现象，认真分析故障产生原因。必要时在确定无更大故障产生的前提下进行带电运转，以更准确的找到故障原因；3）准确排查。对于确定故障现象与原因后要进行准备的排查，看机床是否还存在其它故障，故障确认与排查要遵循由表及里、先易后难的原则，先对可触摸到的器件故障进行排查，再对不可触摸到的器件通过观察、嗅觉气味等手段进行排查。

4 精密数控机床的维修方法

数控机床的维修方法有很多种类，特别重要和难于掌握的有以下几种：

1）测量比较法

测量比较法主要是针对机床电路出现故障时可以用示波器、万用表等测量工具测量故障发生时的电压、电流等参数，将测量值、测量波形与正常标准值进行比较后分析故障原因。对于机械故障也可以采用故障状态下机床工作精度与正常精度对比的方法，分析出机械故障原因。

2）备板置换法

备板置换法是利用备用的数控机床电路板替换故障机床的电路板进行维修的方法。该方法适用于需要快速、紧急解决故障的情况。进行备板置换前要严格机床电路状态，防止短路情况发生。置换过程中要注意接线、开关的连接与安装是否与原来机床一致，特别要注意CRT模块、存储器模块等的电路连接。需要进行初始化的存储器不要忘记使用前进行初始化操作。

3）敲击法

数控机床中有很多电路板和焊接件，不同的电路板有着不同的控制功能，每块电路板又有很多焊点，每块电路板都有可能出现虚焊或者焊接不良而影响正常功能的状况。当机床故障产生时，可以用绝缘物体对故障电路板进行敲击，故障往往产生在被敲打部位，如果敲打后电路连通，故障消失，说明故障是焊接问题，及时补焊就可以解决。

4）原理分析法

在遇到不常见的机床故障时，不要慌乱和盲目采取错误的维修方法。一定要认真研读机床的原理，了解机床结构部件功能，机床各个参数与精度值，还要重点看懂数控机床的电路原理图，这样才能从原理入手，分析机床运行的逻辑，逐步找到问题的原因，有的放矢，才能尽快解决故障问题。

5 结论

数控机床是机械加工与自动化行业重要的加工设备，是实现机械部件加工自动化的重要工具。数控机床故障的诊断与维修决定了设备能够长久、稳定的顺利运行，一定要加以重视，并且要采用正确、有效的维修方法。这样，才能保持数控机床的运转正常，提高自动化程度与行业工作效率。

参考文献

[1]郭士义.数控机床故障诊断与维修[M].机械工业出版社，2011.

[2]严峻.数控机床故障诊断与维修实例[M]. 机械工业出版社，2011.

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关键词:数控机床；维修改造；问题与措施

中图分类号:TG659文献标识码:A文章编号:1672-3791(2015)08(a)-0046-02

数控机床技术的快速发展,对现代企业的快速发展有着重要的推动作用,随着数控机床的应用范围越来越广,再加上其本身结构复杂,维修和改造方面的不足就严重制约了企业的发展。因此,加强对数控机床维修技术的培训及改造方面的研究就变得十分紧要。该文将对近年来企业中存在的问题进行全面的分析,然后就这些问题提出相应的解决对策。

1数控机床维修改造中存在的问题

(1)缺乏相对安全的操作环境。数控机床需要在一个恒温的环境下进行工作,温度变动过大会导致设备的运行不正常甚至损坏。与振动较大或与有电磁干扰功能的设备放在一起同样会导致数控机床内部构件毁坏。没有在易喷散的设备处安装防护门加以保护;一些特定装置的安装人员没有按照规定进行安装,且对部分构件没有安装完全;未注意电源问题,导致电压在故障下处于非额定值状态引起更严重的后果;车间内漂浮的灰尘和金属粉末都很容易导致元器件间绝缘电阻下降,从而致使数控机床发生故障甚至损坏某些内部构件。

(2)乱接中线到PE。依据数控机床操作的有关技术要求,保护接地线与电器内部的中线不能连接起来,也不能在机械电柜的内部安装PE兼用端子。但是由于企业的一些维修人员缺乏这方面的知识,在对数控机床进行维修的过程中,将机床中的两线相接,形成了强电压,导致操作人员自身的生命安全受到损害。

(3)电源不处于单一状态。由于数控机床对电源的要求非常严格,所以在机床运行时,需要准备专门的电源。然而实际工作中,为了贪图方便,工作人员通常会在电气设备所在的电源处另外引线,这就导致了在机床发生故障进行维修时,由于只是切断了设备的电源,总电源并没有断开,不仅电气设备容易受损且维修人员的人身安全也得不到保障。

(4)对电气设备的保护不到位。电动机的热度如果达到一定程度,将会导致电动机的烧毁。因此,对连续工作达500W以上的电动机应当采取相应的散热保护措施,而实际工作中,散热保护装置通常与所要保护的电动机并不相配,对热度的感应达不到要求,在电动机的热度已超出临界值之后,保护感应装置的时间并没有同步,这种差异严重影响了保护装置应急反应,保护作用发挥不出来。

(5)数控操作人员没有足够的防范意识。数控设备结构十分复杂,危险系数较大,而数控操作人员在安装使用中并没有引起足够的安全防范意识和自我保护意识,不按照规定的技术和要求进行操作,不仅容易对设备造成损坏,对自己的人身安全也极没有保障。对已经维修或改造过的设备不进行登记标注,对日后的设备维修和改造造成了二次障碍。

2数控机床维修改造的方法

(1)大型专用数控设备的技术要点。大型的专用数控设备应将坐标轴分化成不同程度的高低轴,密切注意其放松和夹紧的细节方面。一般情况下,为了提高恒定大功率区的变速,使得齿轮在低速运行时同样可以传送比较大的转矩,规模大一些的数控机床会采取利用齿轮运动的传送为主轴的方式。为了避免挂档时候的齿轮顶针现象,一般齿轮变速的挂档问题,可以利用自动化电动设备的瞬动特性来得到解决。时间继电器则用来对大惯量机器部件是否延时进行检测,而这个时候,用于回答计算机是否挂档成功的挂档限位开关,需要在瞬间进行口令的输入,而PAL系统对于这一操作是难以完成的,并不能有效的处理这一问题,因此,就需要时刻关注面板上的手动挂档来解决这一疏漏。为了实现机床数控改造的具体化功能,只有将参数宏在调用PLC程序和零部件程序中间信息传送的功能加以实现。

(2)需要掌控数控机床结构。想要对数控机床进行维修和改造,有效快速的发现并解决其中的故障,就需要从根本上了解数控机床的构造问题。对于从国外引进的先进设备,国家和企业不能只想着如何去用,而应该积极对其进行研究,掌握国外的先进技术,了解数控机床设备的内部构造,吸取国外的先进经验,并纳为己用。只有这样,才能在数控设备出现故障时,快速准确的找出原因所在,并对症下药。

(3)数控机床设备的导轨。为了避免数控机床在生产加工的过程中出现导轨变形的现象,从而影响加工的精度,在生产操作中不仅要注意车床导向系统的精准度和功能作用,还应注意导轨的耐磨性和抗摩擦性能,随时准备利用剂和一定的防护措施来保护导轨。由于普通机床的齿轮大都集中在主轴箱和变速箱内,而数控机床对精准度的要求要更高一些,所以为了保证数控机床的精准度,在改造时,就需要满足无间隙转动的这一严格要求。

(4)数控机床维修改造的调试与验收。在对数控机床进行维修改造时,一个必要环节就是对与数控机床相关的设备进行科学合理的调试,通过专业的技术人员,按照由简及难、由外而内、从小到大的调试顺序对相关设备加以精确地调试,使机械、液压、光学及传感达到科学的范畴。并且依照数控机床的结构特点,遵照实事求是的原则,对数控设备的维修标准加以制定。(5)培养专业数控设备维修改造人员。自改革开放以来,我国的经济快速发展,为了满足机床产业快速发展的需要,各企业从国外引进了许多先进的数控设备,但即便有了这些设备,企业本身的在数控机床的维修技术方面并没有得到提高,这就导致了在设备出现故障的时候,需要由外部人员进行维修,这一局限性大大增加了企业的生产成本。而且由于企业内部的维修人员技术水平不过关,在进行紧急维修时,不能及时准确的找出故障所在并对症下药,这样不仅不能顺利解决设备的故障问题,还可能导致其他的安全隐患发生。因此,培养一批专业的数控机床维修技术人才,是十分重要且十分迫切的事情。对数控设备维修人员的技术培训,应该由专门的人员进行参与,企业和国家都应予以大力支持,设立专门的培训机构,发行专业的技术刊物,引进相应的机器设备,对高素质、高能力的技术人才加以培训提升,使其具备机电一体化知识,提高对数控设备的维修和改造能力。

3结语

综上所述,现代制造业的发展很大一部分将得益于数控机床设备的改进,针对目前我国数控机床改造维修中存在的操作环境不安全、电源不单一、乱接中线到PE、对电气设备的保护不足、维修人员技术不到位等问题,需要企业对此加以重视,尽快对技术人员进行专业培训,对操作环境、设备保护设施加以完善,坚持理论联系实际、从简及深由内而外的原则,制定切实有效的改善方案,掌控数控机床的技术要点、整体结构、导轨及维修改造的调试与验收,提高我国企业在数控机床的维修与改造方面的能力,而不是一味的只引进设备,以实现我国制造业的现代化与快速发展。

参考文献

[1]孟咏梅.数控机床维修改造中的问题与对策研究[J].科技创新与应用,2014(3):83.

[2]郝庆波.数控机床可靠性及维修性的模糊综合分配与预计[D].长春:吉林大学,2012.