中央播送電視大學(xué)人才培養(yǎng)模式改革和開放教育試點?？芲_______________________專業(yè)畢業(yè)論文(設(shè)計)廣東播送電視大學(xué)畢業(yè)論文〔設(shè)計〕題目：數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用與維護(hù)姓名：學(xué)號：入學(xué)時間：指導(dǎo)教師及職稱：所在電大：年月日摘要數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對機(jī)械運動和工作過程進(jìn)行控制的技術(shù)，數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品，即所謂的數(shù)字化裝備，其技術(shù)范圍覆蓋很多領(lǐng)域：(1)機(jī)械制造技術(shù)；(2)信息處理、加工、傳輸技術(shù)；(3)自動控制技術(shù)；(4)伺服驅(qū)動技術(shù)；(5)傳感器技術(shù)；(6)軟件技術(shù)等。從我國根本國情的角度出發(fā)，以國家的戰(zhàn)略需求和國民經(jīng)濟(jì)的市場需求為導(dǎo)向，以提高我國制造裝備業(yè)綜合競爭能力和產(chǎn)業(yè)化水平為目標(biāo)，用系統(tǒng)的方法，選擇能夠主導(dǎo)21世紀(jì)初期我國制造裝備業(yè)開展升級的關(guān)鍵技術(shù)以及支持產(chǎn)業(yè)化開展的支撐技術(shù)、配套技術(shù)作為研究開發(fā)的內(nèi)容，實現(xiàn)制造裝備業(yè)的跨躍式開展。

強(qiáng)調(diào)市場需求為導(dǎo)向，即以數(shù)控終端產(chǎn)品為主，以整機(jī)〔如量大面廣的數(shù)控車床、銑床、高速高精高性能數(shù)控機(jī)床、典型數(shù)字化機(jī)械、重點行業(yè)關(guān)鍵設(shè)備等〕帶動數(shù)控產(chǎn)業(yè)的開展。重點解決數(shù)控系統(tǒng)和相關(guān)功能部件的可靠性和生產(chǎn)規(guī)模問題。沒有規(guī)模就不會有高可靠性的產(chǎn)品；沒有規(guī)模就不會有價格低廉而富有競爭力的產(chǎn)品；當(dāng)然，沒有規(guī)模中國的數(shù)控裝備最終難以有出頭之日。在高精尖裝備研發(fā)方面，要強(qiáng)調(diào)產(chǎn)、學(xué)、研以及最終用戶的緊密結(jié)合，以“做得出、用得上、賣得掉〞為目標(biāo)，按國家意志實施攻關(guān)，以解決國家之急需。目錄摘要 1目錄 2第1章數(shù)控機(jī)床的分類 3按加工工藝方法分類 3金屬切削類數(shù)控機(jī)床 3特種加工類數(shù)控機(jī)床 4板材加工類數(shù)控機(jī)床 4按控制運動軌跡分類 4點位控制數(shù)控機(jī)床 4直線控制數(shù)控機(jī)床 4輪廓控制數(shù)控機(jī)床 5第2章數(shù)控機(jī)床加工工藝分析 52.1刀具材料的選擇 52.1.1

較高的硬度和耐磨性 5足夠的強(qiáng)度和韌性 62.1.3

較高的耐熱性 62.1.4

較好的導(dǎo)熱性 6良好的工藝性 62.2刀具的幾何角度和結(jié)構(gòu)的選取 62.3合理選擇切削用量 7第3章數(shù)控車削中圓弧的加工技巧實例 8圓弧分層切削法 83.1.1圓弧始點、終點均不變，只改變半徑R 83.1.2圓弧始點、終點坐標(biāo)變化，半徑R不變 83.1.3圓弧始點、終點坐標(biāo)，半徑R均變化 9第4章數(shù)控機(jī)床電氣維修技術(shù) 10人員條件 11關(guān)于預(yù)防性維護(hù) 12為了降低故障率，其工作內(nèi)容主要包括以下幾方面的工作。 124.2.2.電氣維修與故障的排除 144..2.3維修排故后的總結(jié)提高工作 15結(jié)束語 16致謝 17參考文獻(xiàn)： 18第1章數(shù)控機(jī)床的分類按加工工藝方法分類金屬切削類數(shù)控機(jī)床與傳統(tǒng)的車、銑、鉆、磨、齒輪加工相對應(yīng)的數(shù)控機(jī)床有數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控鉆床、數(shù)控磨床、數(shù)控齒輪加工機(jī)床等。盡管這些數(shù)控機(jī)床在加工工藝方法上存在很大差異，具體的控制方式也各不相同，但機(jī)床的動作和運動都是數(shù)字化控制的，具有較高的生產(chǎn)率和自動化程度。在普通數(shù)控機(jī)床加裝一個刀庫和換刀裝置就成為數(shù)控加工中心機(jī)床。加工中心機(jī)床進(jìn)一步提高了普通數(shù)控機(jī)床的自動化程度和生產(chǎn)效率。例如銑、鏜、鉆加工中心，它是在數(shù)控銑床根底上增加了一個容量較大的刀庫和自動換刀裝置形成的，工件一次裝夾后，可以對箱體零件的四面甚至五面大局部加工工序進(jìn)行銑、鏜、鉆、擴(kuò)、鉸以及攻螺紋等多工序加工，特別適合箱體類零件的加工。加工中心機(jī)床可以有效地防止由于工件屢次安裝造成的定位誤差，減少了機(jī)床的臺數(shù)和占地面積，縮短了輔助時間，大大提高了生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量。特種加工類數(shù)控機(jī)床除了切削加工數(shù)控機(jī)床以外，數(shù)控技術(shù)也大量用于數(shù)控電火花線切割機(jī)床、數(shù)控電火花成型機(jī)床、數(shù)控等離子弧切割機(jī)床數(shù)控火焰切割機(jī)床以及數(shù)控激光加工機(jī)床等。板材加工類數(shù)控機(jī)床常見的應(yīng)用于金屬板材加工的數(shù)控機(jī)床有數(shù)控壓力機(jī)、數(shù)控剪板機(jī)和數(shù)控折彎機(jī)等。近年來，其它機(jī)械設(shè)備中也大量采用了數(shù)控技術(shù)，如數(shù)控多坐標(biāo)測量機(jī)、自動繪圖機(jī)及工業(yè)機(jī)器人等。按控制運動軌跡分類點位控制數(shù)控機(jī)床位置的精確定位，在移動和定位過程中不進(jìn)行任何加工。機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)只控制行程終點的坐標(biāo)值，不控制點與點之間的運動軌跡，因此幾個坐標(biāo)軸之間的運動無任何聯(lián)系。可以幾個坐標(biāo)同時向目標(biāo)點運動，也可以各個坐標(biāo)單獨依次運動。這類數(shù)控機(jī)床主要有數(shù)控坐標(biāo)鏜床、數(shù)控鉆床、數(shù)控沖床、數(shù)控點焊機(jī)等。點位控制數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置稱為點位數(shù)控裝置。直線控制數(shù)控機(jī)床直線控制數(shù)控機(jī)床可控制刀具或工作臺以適當(dāng)?shù)倪M(jìn)給速度，沿著平行于坐標(biāo)軸的方向進(jìn)行直線移動和切削加工，進(jìn)給速度根據(jù)切削條件可在一定范圍內(nèi)變化。直線控制的簡易數(shù)控車床，只有兩個坐標(biāo)軸，可加工階梯軸。直線控制的數(shù)控銑床，有三個坐標(biāo)軸，可用于平面的銑削加工?，F(xiàn)代組合機(jī)床采用數(shù)控進(jìn)給伺服系統(tǒng)，驅(qū)動動力頭帶有多軸箱的軸向進(jìn)給進(jìn)行鉆鏜加工，它也可算是一種直線控制數(shù)控機(jī)床。數(shù)控鏜銑床、加工中心等機(jī)床，它的各個坐標(biāo)方向的進(jìn)給運動的速度能在一定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，兼有點位和直線控制加工的功能，這類機(jī)床應(yīng)該稱為點位/直線控制的數(shù)控機(jī)床。輪廓控制數(shù)控機(jī)床輪廓控制數(shù)控機(jī)床能夠?qū)蓚€或兩個以上運動的位移及速度進(jìn)行連續(xù)相關(guān)的控制，使合成的平面或空間的運動軌跡能滿足零件輪廓的要求。它不僅能控制機(jī)床移動部件的起點與終點坐標(biāo)，而且能控制整個加工輪廓每一點的速度和位移，將工件加工成要求的輪廓形狀。常用的數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床就是典型的輪廓控制數(shù)控機(jī)床。數(shù)控火焰切割機(jī)、電火花加工機(jī)床以及數(shù)控繪圖機(jī)等也采用了輪廓控制系統(tǒng)。輪廓控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要比點位/直線控系統(tǒng)更為復(fù)雜，在加工過程中需要不斷進(jìn)行插補(bǔ)運算，然后進(jìn)行相應(yīng)的速度與位移控制?，F(xiàn)在計算機(jī)數(shù)控裝置的控制功能均由軟件實現(xiàn)，增加輪廓控制功能不會帶來本錢的增加。因此，除少數(shù)專用控制系統(tǒng)外，現(xiàn)代計算機(jī)數(shù)控裝置都具有輪廓控制功能。第2章數(shù)控機(jī)床加工工藝分析刀具材料的選擇在金屬切削過程中，切削層金屬在刀具的作用下承受剪切滑移而塑性變形，刀具與工件、切屑之間擠壓與摩擦使刀具切削局部產(chǎn)生很高的溫度，在斷續(xù)切削加工中還會受到機(jī)械沖擊及熱沖擊的影響，加劇刀具的磨損，甚至使刀具破損，因此刀具切削局部的材料必須具備以下幾個條件。

較高的硬度和耐磨性刀具切削局部的硬度必須高于工件材料的硬度，刀具材料的硬度越高，其耐磨性越好。刀具材料在常溫下的硬度應(yīng)在62HRC以上。足夠的強(qiáng)度和韌性刀具在切削過度中承受很大的壓力，有時在沖擊和振動條件下工作，要使刀具不崩刃和折斷，刀具材料必須具有足夠的強(qiáng)度和韌性，一般用抗彎強(qiáng)度表示刀具材料的強(qiáng)度，用沖擊值表示刀具材料的韌性。

較高的耐熱性耐熱性指刀具材料在高溫下保持硬度、耐磨性、強(qiáng)度及韌性的性能，是衡量刀具材料切削性能的主要指標(biāo)，這種性能也稱刀具材料紅硬性。

較好的導(dǎo)熱性刀具材料的導(dǎo)熱系數(shù)越大，刀具傳出的熱量越多，有利于降低刀具的切削溫度和提高刀具的耐用度。良好的工藝性為便于刀具的加工制造，要求刀具材料具有良好的工藝性能，如刀具材料的鍛造、軋制、焊接、切削加工和可磨削性、熱處理特性及高溫塑性變形性能，對于硬質(zhì)合金和陶瓷刀具材料還要求有良好的燒結(jié)與壓力成形的性能。刀具材料的切削性能關(guān)系著刀具的耐用度和生產(chǎn)率，刀具材料的工藝性影響著刀具本身的制造與刃磨質(zhì)量。因此刀具材料宜選擇硬度高、抗粘結(jié)性和韌性好的刀具材料。筆者在切削參數(shù)相同的條件下，對幾種材料的刀具進(jìn)行了車削比照試驗，，采用TiC-TiCN-TiN復(fù)合涂層刀片的外圓車刀，耐用度比擬高，工件外表質(zhì)量好，生產(chǎn)率高。這是因為這種涂層硬質(zhì)合金材料的刀片，具有更好的強(qiáng)度和韌性，又因其外表具有更高的硬度和耐磨性，更小的摩擦系數(shù)和更高的耐熱性，而成為數(shù)控車床車削不銹鋼的良好刀具材料，是加工3Cr13不銹鋼的外圓車刀的首選材料。由于沒有這種材料的切斷刀片，通過表2的比照試驗可知，YW2硬質(zhì)合金的切削性能也不錯，因此可選用YW2材料的刀片作為切斷刀。刀具的幾何角度和結(jié)構(gòu)的選取數(shù)控機(jī)床和加工中心用刀具(簡稱數(shù)控刀具)在國外開展很快，品種規(guī)格已形成系列。我國對數(shù)控刀具的研究開發(fā)起步較晚，數(shù)控刀具的開發(fā)與生產(chǎn)成為我國工具行業(yè)的薄弱環(huán)節(jié)，數(shù)控刀具的落后已成為影響國產(chǎn)和進(jìn)口數(shù)控機(jī)床充分發(fā)揮作用的主要障礙之一。目前國外設(shè)計數(shù)控刀具的方式根本上是通過直接調(diào)用已有的設(shè)計結(jié)果或經(jīng)過局部修改而形成新的品種或規(guī)格。而國內(nèi)企業(yè)(包括中國第一汽車制造廠)在數(shù)控刀具設(shè)計中那么大多是在商用CAD(多為AutoCAD)軟件平臺上由設(shè)計人員進(jìn)行交互式繪圖。由于交互式繪圖很難利用已有的設(shè)計結(jié)果，勞動強(qiáng)度大，設(shè)計效率低，難以滿足實際生產(chǎn)需要。因此，研究開發(fā)先進(jìn)的數(shù)控刀具CAD/CAM技術(shù)，對于提高數(shù)控刀具設(shè)計、制造的質(zhì)量和效率十分必要。在CAD技術(shù)的開展過程中，參數(shù)化技術(shù)的出現(xiàn)是一次重要的革命。該技術(shù)以約束造型為核心，允許工程設(shè)計人員以尺寸驅(qū)動的方式實現(xiàn)對設(shè)計結(jié)果的修改，非常適合于結(jié)構(gòu)類似的系列化產(chǎn)品設(shè)計。對于良好的刀具材料，選擇合理的幾何角度那么顯得尤為重要。加工不銹鋼時，刀具切削局部的幾何形狀，一般應(yīng)從前角、后角方面的選擇來考慮。在選擇前角時，要考慮卷屑槽型、有無倒棱和刃傾角的正負(fù)角度大小等因素。不管何種刀具，加工不銹鋼時都必須采用較大的前角。增大刀具的前角可減小切屑切離和去除過程中所遇到的阻力。對后角選擇要求不十分嚴(yán)格，但不宜過小，后角過小容易和工件外表產(chǎn)生嚴(yán)重摩擦，使加工外表粗糙度惡化，加速刀具磨損。并且由于強(qiáng)烈摩擦，增強(qiáng)了不銹鋼外表加工硬化的效應(yīng)T刀具后角也不宜過大，后角過大，使刀具的楔角減小，降低了切削刃的強(qiáng)度，加速了刀具的磨損。通常，后角應(yīng)比加工普通碳鋼時適當(dāng)大些。一般車削馬氏體不銹鋼時，刀具前角0取10°～20°較為適宜。后角0取5°～8°較適宜，最大不超過10°。此外，刃傾角s，負(fù)的刃傾角可保護(hù)刀尖，提高刀刃強(qiáng)度，一般選取0為-10°～30°。主偏角r應(yīng)根據(jù)工件的形狀、加工部位和裝刀情況來選擇。刃口外表粗糙度應(yīng)為Ra0.4～0.2μm。在刀具結(jié)構(gòu)上，對外圓車刀采用外斜式圓弧斷屑槽，靠刀尖處切屑卷曲半徑大，靠外緣處切屑卷曲半徑小，切屑翻向待加工外表而折斷，斷屑情況好。對于切斷刀，可將副偏角控制在1°以內(nèi)，這樣可以改善排屑條件、延長刀具的使用壽命。合理選擇切削用量切削用量對工件外表質(zhì)量、刀具耐用度、加工生產(chǎn)率影響較大。而切削理論認(rèn)為，切削速度V對切削溫度和刀具耐用度的影響最大，進(jìn)給量f次之，ap最小，而在數(shù)控車床上一次走刀加工的外表，其切深量ap是由工件尺寸與材料毛坯尺寸來決定的，一般為0～3mm。難加工材料的切削速度往往比普通鋼的切削速度低得多，因為速度的提高，就會使刀具嚴(yán)重磨損，而不同的不銹鋼材料又有各自不同的最正確切削速度，這個最正確切削速度只能通過試驗或查閱有關(guān)資料確定。用硬質(zhì)合金刀具進(jìn)行加工時，一般推薦切削速度V=60～80m/min。進(jìn)給量f對刀具耐用度影響不如切削速度大，但會影響斷屑和排屑，從而影響工件外表的拉傷、擦傷，影響加工的外表質(zhì)量。被加工外表粗糙度值不高時，f選用0.1～0.2mm/r?？傊?，對于難加工材料，一般選用較低的切削速度，中等的走刀量。第3章數(shù)控車削中圓弧的加工技巧實例

數(shù)控車床與普通車床相比具有適應(yīng)性強(qiáng)，加工精度高，生產(chǎn)效率高，能完成復(fù)雜型面的加工等特點。隨著新產(chǎn)品的開發(fā)，其形狀越來越復(fù)雜，精度要求也越來越高，無疑要充分發(fā)揮數(shù)控車床的優(yōu)點。圓弧加工就表達(dá)了數(shù)控車床的優(yōu)點。但是，在實際加工大圓弧時，由于加工工藝的選擇不當(dāng)或缺少輔助計算工具常常出現(xiàn)編程困難，重者出現(xiàn)異常加工誤差。對此引起了我的注意，通過長期的試切實驗，證明應(yīng)用下面方法在圓弧編程中思路簡單，加工出的零件精度高。下面我以幾種常見零件為例與大家一起討論。圓弧分層切削法

圓弧始點、終點均不變，只改變半徑R

在零件加工一個凸圓弧，根據(jù)過兩點作圓弧，半徑越小曲率越大的原那么，因此在切削凸圓弧時，可以固定始點和終點把半徑R由小逐漸變大至規(guī)定尺寸。但要注意，圓弧半徑最小不得小于品圓弧弦長的一半。

圓弧始點、終點坐標(biāo)變化，半徑R不變

如圖2所示，在零件上加工一個凹圓弧，為了合理分配吃刀量，保證加工質(zhì)量，采用等半徑圓弧遞進(jìn)切削，編程思路簡單。圖2N10G01X54Z-30F0.3;

N20G02X60Z-33R10F0.2;

N30G00X54Z-30;

N40G01X48F0.3;

N50G02X60Z-36R10F0.2;

N60G00X48Z-30;

N70G01X42F0.3;

N80G02X60Z-39R10F0.2;

N90G00X42Z-30;

N100G01X40F0.3;

N110G02X60Z-40R10F0.1;

圓弧始點、終點坐標(biāo)，半徑R均變化

如圖3所示，在零件一端加工一個半球，在該種情況下，走刀軌跡的半徑R等于上次走刀半徑R與Z(或X)方向的變化量?Z(?X)之差。圖3N10G01X0Z10F0.3;

N20G03X60Z-20R30F0.2;

N30G00Z6;

N40X0;

N50G03X60Z-20R26F0.2;

N60G00Z2;

N70X0;

N80G03X60Z-20R22F0.2,

N90G00Z0;

N100X0;

N110G03X60Z-20R20F0.1;

第4章數(shù)控機(jī)床電氣維修技術(shù)數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用越來越廣泛，然而我國從事數(shù)控機(jī)床電氣設(shè)計、應(yīng)用與維修技術(shù)工作的工程技術(shù)人員數(shù)以萬計，然而由于此項技術(shù)的復(fù)雜性、多樣性和多變性以及一些客觀環(huán)境因素的制約，在數(shù)控機(jī)床電氣維修技術(shù)方面還沒有形成一套成熟的、完整的理論體系。當(dāng)今控制理論與自動化技術(shù)的高速開展，尤其是微電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的日新月異，使得數(shù)控技術(shù)也在同步飛速開展，數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式上的PC基、開放化和性能上的多樣化、復(fù)雜化、高智能化不僅給其應(yīng)用從觀念到實踐

帶來了巨大變化，也在其維修理論、技術(shù)和手段上帶來了很大的變化。因此，一篇講座形式的文章不可能把已經(jīng)形成了一門專門學(xué)科的數(shù)控機(jī)床電氣維修技術(shù)理論完整地表述出來，本文僅是將多年的實踐探索及業(yè)內(nèi)眾同仁的經(jīng)驗總結(jié)加以適當(dāng)?shù)臍w納整理，以求對該學(xué)科理論的開展及工程技術(shù)人員的實踐有所裨益。

數(shù)控機(jī)床的身價從幾十萬元到上千萬元，一般都是企業(yè)中關(guān)鍵產(chǎn)品關(guān)鍵工序的關(guān)鍵設(shè)備，一旦故障停機(jī)，其影響和損失往往很大。但是，人們對這樣的設(shè)備往往更多地是看重其效能，而不僅對合理地使用不夠重視，更對其保養(yǎng)及維修工作關(guān)注太少，日常不注意對保養(yǎng)與維修工作條件的創(chuàng)造和投入，故障出現(xiàn)臨時抱佛腳的現(xiàn)象很是普遍。因此，為了充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效益，我們一定要重視維修工作，創(chuàng)造出良好的維修條件。由于數(shù)控機(jī)床日常出現(xiàn)的多為電氣故障，所以電氣維修更為重要人員條件

數(shù)控機(jī)床電氣維修工作的快速性、優(yōu)質(zhì)性關(guān)鍵取決于電氣維修人員的素質(zhì)條件。

1.首先是有高度的責(zé)任心和良好的職業(yè)道德

2.識面要廣，要學(xué)習(xí)并根本掌握有關(guān)數(shù)控機(jī)床電氣控制的各學(xué)科知識，如計算機(jī)技術(shù)、模擬與數(shù)字電路技術(shù)、自動控制與拖動理論、控制技術(shù)、加工工藝以及機(jī)械傳動技術(shù)，當(dāng)然還包括上節(jié)所講的根本數(shù)控知識。

3.經(jīng)過良好的技術(shù)培訓(xùn)。數(shù)控技術(shù)根底理論的學(xué)習(xí)，尤其是針對具體數(shù)控機(jī)床的技術(shù)培訓(xùn)，首先是參加相關(guān)的培訓(xùn)班和機(jī)床安裝現(xiàn)場的實際培訓(xùn)，然后向有經(jīng)驗的維修人員學(xué)習(xí)，而更重要且更長時間的是自學(xué)。

四.于實踐。要積極投入數(shù)控機(jī)床的維修與操作的工作中去，在不斷的實踐中提高分析能力和動手能力。

五.握科學(xué)的方法。要做好維修工作光有熱情是不夠的，還必須在長期的學(xué)習(xí)和實踐中總結(jié)提高，從中提煉出分析問題、解決問題的科學(xué)的方法。

六.習(xí)并掌握各種電氣維修中常用的儀器、儀表和工具。

七.握一門外語，特別是英語。起碼應(yīng)做到能看懂技術(shù)資料。

4.2關(guān)于預(yù)防性維護(hù)

為了降低故障率，其工作內(nèi)容主要包括以下幾方面的工作。

(1)人員安排

為每臺數(shù)控機(jī)床分配專門的操作人員、工藝人員和維修人員，所有人員都要不斷地努力提高自己的業(yè)務(wù)技術(shù)水平。

(2)建規(guī)建檔

針對每臺機(jī)床的具體性能和加工對象制定操作規(guī)章，建立工作與維修檔案，管理者要經(jīng)常檢查、總結(jié)、改良。

(3)日常保養(yǎng)

對每臺數(shù)控機(jī)床都應(yīng)建立日常維護(hù)保養(yǎng)方案，包括保養(yǎng)內(nèi)容(如坐標(biāo)軸傳動系統(tǒng)的潤滑、磨損情況，主軸潤滑等，油、水氣路，各項溫度控制，平衡系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)，傳動帶的松緊，繼電器、接觸器觸頭清潔，各插頭、接線端是否松動，電氣柜通風(fēng)狀況等等)及各功能部件和元氣件的保養(yǎng)周期(每日、每月、半年或不定期)。

(4)提高利用率

數(shù)控機(jī)床如果較長時間閑置不用，當(dāng)需要使用時，首先機(jī)床的各運動環(huán)節(jié)會由于油脂凝固、灰塵甚至生銹而影響其靜、動態(tài)傳動性能，降低機(jī)床精度，油路系統(tǒng)的

堵塞更是一大煩事；從電氣方面來看，由于一臺數(shù)控機(jī)床的整個電氣控制系統(tǒng)硬件是由數(shù)以

萬計的電子元器件組成的，他們的性能和壽命具有很大離散性，從宏觀來看分三個階段：在一年之內(nèi)根本上處于所謂“磨合〞階段。在該階段故障率呈下降趨勢，如果在這期間不斷開動機(jī)床那么會較快完成“磨合〞任務(wù)，而且也可充分利用一年的維修期；第二階段為有效壽命

階段，也就是充分發(fā)揮效能的階段。在合理使用和良好的日常維護(hù)保養(yǎng)的條件下，機(jī)床正常運轉(zhuǎn)至少可在五年以上；第三階段為系統(tǒng)壽命衰老階段，電器硬件故障會逐漸增多，數(shù)控系統(tǒng)的使用壽命平均在8～10年左右。

因此，在沒有加工任務(wù)的一段時間內(nèi)，最好較低速度下空運行機(jī)床，至少也要經(jīng)常給數(shù)控系統(tǒng)通電，甚至每天都應(yīng)通電。

數(shù)控機(jī)床的電氣故障可按故障的性質(zhì)、表象、原因或后果等分類。

(1)以故障發(fā)生的部位，分為硬件故障和軟件故障。硬件故障是指電子、電器件、印制電路板、電線電纜、接插件等的不正常狀態(tài)甚至損壞，這是需要修理甚至更換才可排除的故障。而軟件故障一般是指PLC邏輯控制程序中產(chǎn)生的故障，需要輸入或修改某些數(shù)據(jù)甚至修改PLC程序方可排除的故障。零件加工程序故障也屬于軟件故障。最嚴(yán)重的軟件故障那么是數(shù)控系統(tǒng)軟件的缺損甚至喪失，這就只有與生產(chǎn)廠商或其效勞機(jī)構(gòu)聯(lián)系解決了。

(2)以故障出現(xiàn)時有無指示，分為有診斷指示故障和無診斷指示故障。當(dāng)今的數(shù)控系統(tǒng)都設(shè)計有完美的自診斷程序，時實監(jiān)控整個系統(tǒng)的軟、硬件性能，一旦發(fā)現(xiàn)故障那么會立即報警或者還有簡要文字說明在屏幕上顯示出來，結(jié)合系統(tǒng)配備的診斷手冊不僅可以找到故障發(fā)生的原因、部位，而且還有排除的方法提示。機(jī)床制造者也會針對具體機(jī)床設(shè)計有相關(guān)的故障指示及診斷說明書。上述這兩局部有診斷指示的故障加上各電氣裝置上的各類指示燈使得絕大多數(shù)電氣故障的排除較為容易。無診斷指示的故障一局部是上述兩種診斷程序的不完整性所致(如開關(guān)不閉合、接插松動等)。這類故障那么要依靠對產(chǎn)生故障前的工作過程和故障現(xiàn)象及后果，并依靠維修人員對機(jī)床的熟悉程度和技術(shù)水平加以分析、排除。

(3)以故障出現(xiàn)時有無破壞性，分為破壞性故障和非破壞性故障。對于破壞性故障，損壞工件甚至機(jī)床的故障，維修時不允許重演，這時只能根據(jù)產(chǎn)生故障時的現(xiàn)象進(jìn)行相應(yīng)的檢查、分析來排除之，技術(shù)難度較高且有一定風(fēng)險。如果可能會損壞工件，那么可卸下工件，試著重現(xiàn)故障過程，但應(yīng)十分小心。

(4)以故障出現(xiàn)的或然性，分為系統(tǒng)性故障和隨機(jī)性故障。系統(tǒng)性故障是指只要滿足一定的

條件那么一定會產(chǎn)生確實定的故障；而隨機(jī)性故障是指在相同的條件下偶爾發(fā)生的故障，這類故障的分析較為困難，通常多與機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的局部松動錯位、局部電氣工件特性漂移或可靠性降低、電氣裝置內(nèi)部溫度過高有關(guān)。此類故障的分析需經(jīng)反復(fù)試驗、綜合判斷才可能排除。

(5)以機(jī)床的運動品質(zhì)特性來衡量，那么是機(jī)床運動特性下降的故障。在這種情況下，機(jī)床雖

能正常運轉(zhuǎn)卻加工不出合格的工件。例如機(jī)床定位精度超差、反向死區(qū)過大、坐標(biāo)運行不平穩(wěn)等。這類故障必須使用檢測儀器確診產(chǎn)生誤差的機(jī)、電環(huán)節(jié)，然后通過對機(jī)械傳動系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)的最正確化調(diào)整來排除。

此處故障的分類是為了便于故障的分析排除，而一種故障的產(chǎn)生往往是多種類型的混合，這

就要求維修人員具體分析，參照上述分類采取相應(yīng)的分析、排除法。

.電氣維修與故障的排除(1)電源電源是維修系統(tǒng)乃至整個機(jī)床正常工作的能量來源，它的失效或者故障輕者會丟

失數(shù)據(jù)、造成停機(jī)。重者會毀壞系統(tǒng)局部甚至全部。西方國家由于電力充足，電網(wǎng)質(zhì)量高，因此其電氣系統(tǒng)的電源設(shè)計考慮較少，這對于我國有較大波動和高次諧波的電力供電網(wǎng)來說就略顯缺乏，再加上某些人為的因素，難免出現(xiàn)由電源而引起的故障。我們在設(shè)計數(shù)控機(jī)床的供電系統(tǒng)時應(yīng)盡量做到：

①提供獨立的配電箱而不與其他設(shè)備串用。

②電網(wǎng)供電質(zhì)量較差的地區(qū)應(yīng)配備三相交流穩(wěn)壓裝置。

③電源始端有良好的接地。

④進(jìn)入數(shù)控機(jī)床的三相電源應(yīng)采用三相五線制，中線(N)與接地(PE)嚴(yán)格分開。

⑤電柜內(nèi)電器件的布局和交、直流電線的敷設(shè)要相互隔離。

(2)數(shù)控系統(tǒng)位置環(huán)故障

①位置單元報警。可能是位置測量回路開路；測量元件損壞；位置控制建立的接口信號不存在等。

②坐標(biāo)軸在沒有指令的情況下產(chǎn)生運動。可能是漂移過大；位置單元或速度單元接成正反應(yīng)；反應(yīng)接線開路；測量元件損壞。

(3)機(jī)床坐標(biāo)找不到零點。可能是零方向在遠(yuǎn)離零點；編碼器損壞或接線開路；光柵零點標(biāo)

記移位；回零減速開關(guān)失靈。

(4)機(jī)床動態(tài)特性變差，工件加工質(zhì)量下降，甚至在一定速度下機(jī)床發(fā)生振動。這其中有很

大一種可能是機(jī)械傳動系統(tǒng)間隙過大甚至磨損嚴(yán)重或者導(dǎo)軌潤滑不充分甚至磨損造成的；對于電氣控制系統(tǒng)來說那么可能是速度單元、位置單元和相關(guān)參數(shù)已不在最正確匹配狀態(tài)，應(yīng)在機(jī)械故障根本排除后重新進(jìn)行最正確化調(diào)整。

(5)偶發(fā)性停機(jī)故障。這里有兩種可能的情況：一種情況是如前所述的相關(guān)軟件設(shè)計中的問

題造成在某些特定的操作與功能運行組合下的停機(jī)故障，一般情況下機(jī)床斷電后重新通電便會消失；另一種情況是由環(huán)境條件引起的，如強(qiáng)力干擾(電網(wǎng)或周邊設(shè)備)、溫度過高、濕度過大等。這種環(huán)境因素往往被人們所無視，例如南方地區(qū)將機(jī)床置于普通廠房甚至靠近敞開

的大門附近，電柜長時間開門運行，附近有大量產(chǎn)生粉塵、金屬屑或水霧的設(shè)備等等。這些因素不僅會造成故障，嚴(yán)重的還會損壞系統(tǒng)與機(jī)床，務(wù)必注意改善。

4.維修排故后的總結(jié)提高工作對數(shù)控機(jī)床電氣故障進(jìn)行維修和分析排除后的總結(jié)與提高工作是排故的第三階段，也是十分重要的階段，應(yīng)引起足夠重視。

總結(jié)提高工作的主要內(nèi)容包括：

①詳細(xì)記錄從故障的發(fā)生、分析判斷到排除過程中出現(xiàn)的各種問題，采取的各種措施，涉

及到的相關(guān)電路圖、相關(guān)參數(shù)和相關(guān)軟件，其間錯誤分析和排除故障方法也應(yīng)記錄并記錄其無效的原因。除填入維修檔案外，內(nèi)容較多者還要另文詳細(xì)書寫。

②有條件的維修人員應(yīng)該從較典型的故障排除實踐中找出常有普遍意義的內(nèi)容作為研究課題

進(jìn)行理論性探討，寫出論文，從而到達(dá)提高的目的。特別是在有些故障的排除中并未經(jīng)由認(rèn)真系統(tǒng)地分析判斷而是帶有一定地偶然性排除了故障，這種情況下的事后總結(jié)研究就更加必要。

③總結(jié)故障排除過程中所需要的各類圖樣、文字資料，假設(shè)有缺乏應(yīng)事后想方法補(bǔ)濟(jì)，而且在

隨后的日子里研讀，以備將來之需。

④從排故過程中發(fā)現(xiàn)自己欠缺的知識，制定學(xué)習(xí)方案，力爭盡快補(bǔ)課。

⑤找出工具、儀表、備件之缺乏，條件允許時補(bǔ)齊結(jié)束語我國數(shù)控技術(shù)起步于1958年，近50年的開展歷程大致可分為3個階段：第一階段從1958年到1979年，即封閉式開展階段。在此階段，由于國外的技術(shù)封鎖和我國的根底條件的限制，數(shù)控技術(shù)的開展較為緩慢。第二階段是在國家的“六五〞、“七五〞期間以及“八五〞的前期，即引進(jìn)技術(shù)，消化吸收，初步建立起國產(chǎn)化體系階段。在此階段，由于改革開放和國家的重視，以及研究開發(fā)環(huán)境和國際環(huán)境的改善，我國數(shù)控技術(shù)的研究、開發(fā)以及在產(chǎn)品的國產(chǎn)化方面都取得了長足的進(jìn)步。第三階段是在國家的“八五〞的后期和“九五〞期間，即實施產(chǎn)業(yè)化的研究，進(jìn)入市場競爭階段。在此階段，我國國產(chǎn)數(shù)控裝備的產(chǎn)業(yè)化取得了實質(zhì)性進(jìn)步。在“九五〞末期，國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的國內(nèi)市場占有率達(dá)50％，配國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)〔普及型〕也到達(dá)了10％。

縱觀我國數(shù)控技術(shù)近50年的開展歷程，特別是經(jīng)過4個5年方案的攻關(guān)，總體來看取得了以下成績。

a.奠定了數(shù)控技術(shù)開展的根底，根本掌握了現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)。我國現(xiàn)在已根本掌握了從數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動、數(shù)控主機(jī)、專機(jī)及其配套件的根底技術(shù)，其中大局部技術(shù)已具備進(jìn)行商品化開發(fā)的根底，局部技術(shù)已商品化、產(chǎn)業(yè)化。

b.初步形成了數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地。在攻關(guān)成果和局部技術(shù)商品化的根底上，建立了諸如華中數(shù)控、航天數(shù)控等具有批量生產(chǎn)能力的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠。蘭州電機(jī)廠、華中數(shù)控等一批伺服系統(tǒng)和伺服電機(jī)生產(chǎn)廠以及北京第一機(jī)床廠、濟(jì)南第一機(jī)床廠等假設(shè)干數(shù)控主機(jī)生產(chǎn)廠。這些生產(chǎn)廠根本形成了我國的數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地。

c.建立了一支數(shù)控研究、開發(fā)、管理人才的根本隊伍。

雖然在數(shù)控技術(shù)的研究開發(fā)以及產(chǎn)業(yè)化方面取得了長足的進(jìn)步，但我們也要清醒地認(rèn)識到，我國高端數(shù)控技術(shù)的研究開發(fā)，尤其是在產(chǎn)業(yè)化方面的技術(shù)水平現(xiàn)狀與我國的現(xiàn)實需求還