數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用與維護(hù)畢業(yè)論文

1、中央廣播電視大學(xué)人才培養(yǎng)模式改革和開放教育試點(diǎn)?？芲 _ _專業(yè)畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì))廣東廣播電視大學(xué) 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題 目：數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用與維護(hù)姓 名： 學(xué) 號(hào)： 入學(xué)時(shí)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(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)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(duì)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(dòng)控制技術(shù)；(4)伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)；(5)傳感器技術(shù)；(6)軟件技術(shù)等。從我國(guó)基本國(guó)情的角度出發(fā)，以國(guó)家的戰(zhàn)略需求和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的市場(chǎng)需求

2、為導(dǎo)向，以提高我國(guó)制造裝備業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)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(guó)制造裝備業(yè)發(fā)展升級(jí)的關(guān)鍵技術(shù)以及支持產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的支撐技術(shù)、配套技術(shù)作為研究開發(fā)的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)制造裝備業(yè)的跨躍式發(fā)展。 強(qiáng)調(diào)市場(chǎng)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(diǎn)行業(yè)關(guān)鍵設(shè)備等）帶動(dòng)數(shù)控產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。重點(diǎn)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(huì)有高可靠性的產(chǎn)品；沒有規(guī)模就不會(huì)有價(jià)格低廉而富有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品；當(dāng)然，沒有規(guī)模中國(guó)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

3、用戶的緊密結(jié)合，以“做得出、用得上、賣得掉”為目標(biāo)，按國(guó)家意志實(shí)施攻關(guān)，以解決國(guó)家之急需。目錄摘要1目錄2第1章 數(shù)控機(jī)床的分類31.1按加工工藝方法分類31.1.1金屬切削類數(shù)控機(jī)床31.1.2特種加工類數(shù)控機(jī)床41.1.3板材加工類數(shù)控機(jī)床41.2按控制運(yùn)動(dòng)軌跡分類41.2.1點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床41.2.2直線控制數(shù)控機(jī)床41.2.3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52.1.2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62.1.5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

4、7第3章 數(shù)控車削中圓弧的加工技巧實(shí)例83.1圓弧分層切削法83.1.1 圓弧始點(diǎn)、終點(diǎn)均不變，只改變半徑r83.1.2 圓弧始點(diǎn)、終點(diǎn)坐標(biāo)變化，半徑r不變83.1.3 圓弧始點(diǎn)、終點(diǎn)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)104.1人員條件114.2關(guān)于預(yù)防性維護(hù)124.2.1為了降低故障率，其工作內(nèi)容主要包括下列幾方面的工作。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1.1按加工工藝方法分類 1.1.1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(duì)應(yīng)的數(shù)控機(jī)床有數(shù)控車床、數(shù)控銑床、

5、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別，具體的控制方式也各不相同，但機(jī)床的動(dòng)作和運(yùn)動(dòng)都是數(shù)字化控制的，具有較高的生產(chǎn)率和自動(dòng)化程度。 在普通數(shù)控機(jī)床加裝一個(gè)刀庫(kù)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(dòng)化程度和生產(chǎn)效率。例如銑、鏜、鉆加工中心，它是在數(shù)控銑床基礎(chǔ)上增加了一個(gè)容量較大的刀庫(kù)和自動(dòng)換刀裝置形成的，工件一次裝夾后，可以對(duì)箱體零件的四面甚至五面大部分加工工序進(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)床可以有效地避免由于工件多次安裝造成的定位誤差，減少了機(jī)床的臺(tái)數(shù)和占地

6、面積，縮短了輔助時(shí)間，大大提高了生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量。 1.1.2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。 1.1.3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?rùn)C(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(cè)量機(jī)、自動(dòng)繪圖機(jī)及工業(yè)機(jī)器人等。 1.2按控制運(yùn)動(dòng)軌跡分類 1.2.1點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床 位置的精確定位，在移動(dòng)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(diǎn)的坐標(biāo)值，不控制點(diǎn)與點(diǎn)之間的運(yùn)動(dòng)軌跡，因

7、此幾個(gè)坐標(biāo)軸之間的運(yùn)動(dòng)無任何聯(lián)系?？梢詭讉€(gè)坐標(biāo)同時(shí)向目標(biāo)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，也可以各個(gè)坐標(biāo)單獨(dú)依次運(yùn)動(dòng)。 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(diǎn)焊機(jī)等。點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置稱為點(diǎn)位數(shù)控裝置。 1.2.2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(tái)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(dòng)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(jiǎn)易數(shù)控車床，只有兩個(gè)坐標(biāo)軸，可加工階梯軸。直線控制的數(shù)控銑床，有三個(gè)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(dòng)動(dòng)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

8、銑床、加工中心等機(jī)床，它的各個(gè)坐標(biāo)方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的速度能在一定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，兼有點(diǎn)位和直線控制加工的功能，這類機(jī)床應(yīng)該稱為點(diǎn)位/直線控制的數(shù)控機(jī)床。 1.2.3輪廓控制數(shù)控機(jī)床 輪廓控制數(shù)控機(jī)床能夠?qū)蓚€(gè)或兩個(gè)以上運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)軌跡能滿足零件輪廓的要求。它不僅能控制機(jī)床移動(dòng)部件的起點(diǎn)與終點(diǎn)坐標(biāo)，而且能控制整個(gè)加工輪廓每一點(diǎn)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(diǎn)位/直線控系統(tǒng)更為復(fù)雜，在加工過

9、程中需要不斷進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算，然后進(jìn)行相應(yīng)的速度與位移控制?，F(xiàn)在計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置的控制功能均由軟件實(shí)現(xiàn)，增加輪廓控制功能不會(huì)帶來成本的增加。因此，除少數(shù)專用控制系統(tǒng)外，現(xiàn)代計(jì)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2.1 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部分產(chǎn)生很高的溫度，在斷續(xù)切削加工中還會(huì)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，因此刀具切削部分的材料必須具備以下幾個(gè)條件。 2.1.1較高的硬度和耐磨性 刀具切削部分的硬度必須高于工件材料的硬度，刀具材料的硬度越高，其

10、耐磨性越好。刀具材料在常溫下的硬度應(yīng)在62hrc以上。 2.1.2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(shí)在沖擊和振動(dòng)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。 2.1.3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。 2.1.4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。 2.1.5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

11、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(duì)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(duì)幾種材料的刀具進(jìn)行了車削對(duì)比試驗(yàn)，采用tic-ticn-tin復(fù)合涂層刀片的外圓車刀，耐用度比較高，工件表面質(zhì)量好，生產(chǎn)率高。這是因?yàn)檫@種涂層硬質(zhì)合金材料的刀片，具有更好的強(qiáng)度和韌性，又因其表面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

12、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的對(duì)比試驗(yàn)可知，yw2硬質(zhì)合金的切削性能也不錯(cuò)，因此可選用yw2材料的刀片作為切斷刀。 2.2 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(jiǎn)稱數(shù)控刀具)在國(guó)外發(fā)展很快，品種規(guī)格已形成系列。我國(guó)對(duì)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(guó)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(guó)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(guó)外設(shè)計(jì)數(shù)控刀具的方式基本上是通過直接調(diào)用已有的設(shè)計(jì)結(jié)果或經(jīng)過局部修改而形成新的品種或規(guī)格。而國(guó)內(nèi)企業(yè)(包括中國(guó)第一汽車制造廠)在數(shù)控刀具設(shè)計(jì)中則大多

13、是在商用cad(多為autocad)軟件平臺(tái)上由設(shè)計(jì)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(jì)結(jié)果，勞動(dòng)強(qiáng)度大，設(shè)計(jì)效率低，難以滿足實(shí)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(duì)于提高數(shù)控刀具設(shè)計(jì)、制造的質(zhì)量和效率十分必要。 在cad技術(shù)的發(fā)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(jì)人員以尺寸驅(qū)動(dòng)的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)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(jì)。 對(duì)于良好的刀具材料，選擇合理的幾何角度則顯得尤為重要。加工不銹鋼時(shí)，刀具切削部分的幾何形狀，一般應(yīng)從前角、后角方面的選擇來考慮。在選擇前角時(shí)，要考慮卷屑槽型、有無倒棱和刃

14、傾角的正負(fù)角度大小等因素。不論何種刀具，加工不銹鋼時(shí)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清除過程中所遇到的阻力。對(duì)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表面產(chǎn)生嚴(yán)重摩擦，使加工表面粗糙度惡化，加速刀具磨損。并且由于強(qiáng)烈摩擦，增強(qiáng)了不銹鋼表面加工硬化的效應(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(shí)適當(dāng)大些。一般車削馬氏體不銹鋼時(shí)，刀具前角g0取1020較為適宜。后角a0取58較合適，最大不超過10。 此外，刃傾角ls，負(fù)的刃傾角可保護(hù)刀尖，提高刀刃強(qiáng)度，一般選取g0為-1030。主偏角kr

15、應(yīng)根據(jù)工件的形狀、加工部位和裝刀情況來選擇。刃口表面粗糙度應(yīng)為ra0.40.2m。 在刀具結(jié)構(gòu)上，對(duì)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，切屑翻向待加工表面而折斷，斷屑情況好。對(duì)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(zhǎng)刀具的使用壽命。 2.3 合理選擇切削用量 切削用量對(duì)工件表面質(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(duì)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表面，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03mm。難加工材料的切削速度往往比普通鋼的切削速

16、度低得多，因?yàn)樗俣鹊奶岣?，就?huì)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佳切削速度，這個(gè)最佳切削速度只能通過試驗(yàn)或查閱有關(guān)資料確定。用硬質(zhì)合金刀具進(jìn)行加工時(shí)，一般推薦切削速度v=6080m/min。進(jìn)給量f對(duì)刀具耐用度影響不如切削速度大，但會(huì)影響斷屑和排屑，從而影響工件表面的拉傷、擦傷，影響加工的表面質(zhì)量。被加工表面粗糙度值不高時(shí)，f選用0.10.2mm/r。 總之，對(duì)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(shí)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(diǎn)。隨著新產(chǎn)品的開發(fā)，其形狀越來越復(fù)雜，精度

17、要求也越來越高，無疑要充分發(fā)揮數(shù)控車床的優(yōu)點(diǎn)。圓弧加工就體現(xiàn)了數(shù)控車床的優(yōu)點(diǎn)。但是，在實(shí)際加工大圓弧時(shí)，由于加工工藝的選擇不當(dāng)或缺少輔助計(jì)算工具常常出現(xiàn)編程困難，重者出現(xiàn)異常加工誤差。對(duì)此引起了我的注意，通過長(zhǎng)期的試切實(shí)驗(yàn)，證明應(yīng)用下面方法在圓弧編程中思路簡(jiǎn)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。 3.1圓弧分層切削法 3.1.1 圓弧始點(diǎn)、終點(diǎn)均不變，只改變半徑r 在零件加工一個(gè)凸圓弧，根據(jù)過兩點(diǎn)作圓弧，半徑越小曲率越大的原則，因此在切削凸圓弧時(shí)，可以固定始點(diǎn)和終點(diǎn)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(zhǎng)的一半。3.1.2 圓弧始點(diǎn)、終

18、點(diǎn)坐標(biāo)變化，半徑r不變 如圖2所示，在零件上加工一個(gè)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(jiǎn)單。圖2n10 g01 x54 z-30 f0 .3; n20 g02 x60 z-33 r10 f0 .2; n30 g00 x54 z-30; n40 g01 x48 f0.3 ; n50 g02 x60 z-36 r10 f0.2; n60 g00 x48 z-30; n70 g01 x42 f0.3 ; n80 g02 x60 z-39 r10 f0.2; n90 g00 x42 z-30; n100 g01 x40 f0.3; n110 g02 x60 z-

19、40 r10 f0.1; 3.1.3 圓弧始點(diǎn)、終點(diǎn)坐標(biāo)，半徑r均變化 如圖3所示，在零件一端加工一個(gè)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3 n10 g01 x0 z10 f0.3; n20 g03 x60 z-20 r30 f0.2 ; n30 g00 z6; n40 x0; n50 g03 x60 z-20 r26 f0.2; n60 g00 z2; n70 x0; n80 g03 x60 z-20 r22 f0.2 , n90 g00 z0; n100 x0; n110 g03 x60 z-20 r20 f0.1;第4章 數(shù)控機(jī)床

20、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(guó)從事數(shù)控機(jī)床電氣設(shè)計(jì)、應(yīng)用與維修技術(shù)工作的工程技術(shù)人員數(shù)以萬計(jì)，然而由于此項(xiàng)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(dòng)化技術(shù)的高速發(fā)展，尤其是微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的日新月異，使得數(shù)控技術(shù)也在同步飛速發(fā)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(shí)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

21、文僅是將多年的實(shí)踐探索及業(yè)內(nèi)眾同仁的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)加以適當(dāng)?shù)臍w納整理，以求對(duì)該學(xué)科理論的發(fā)展及工程技術(shù)人員的實(shí)踐有所裨益。 數(shù)控機(jī)床的身價(jià)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(duì)這樣的設(shè)備往往更多地是看重其效能，而不僅對(duì)合理地使用不夠重視，更對(duì)其保養(yǎng)及維修工作關(guān)注太少，日常不注意對(duì)保養(yǎng)與維修工作條件的創(chuàng)造和投入，故障出現(xiàn)臨時(shí)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4.1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

22、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(shí)面要廣，要學(xué)習(xí)并基本掌握有關(guān)數(shù)控機(jī)床電氣控制的各學(xué)科知識(shí)，如計(jì)算機(jī)技術(shù)、模擬與數(shù)字電路技術(shù)、自動(dòng)控制與拖動(dòng)理論、控制技術(shù)、加工工藝以及機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)，當(dāng)然還包括上節(jié)所講的基本數(shù)控知識(shí)。3.經(jīng)過良好的技術(shù)培訓(xùn)。數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)理論的學(xué)習(xí)，尤其是針對(duì)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(chǎng)的實(shí)際培訓(xùn)，然后向有經(jīng)驗(yàn)的維修人員學(xué)習(xí)，而更重要且更長(zhǎng)時(shí)間的是自學(xué)。四.于實(shí)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(shí)踐中提高分析能力和動(dòng)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(zhǎng)

23、期的學(xué)習(xí)和實(shí)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)4.2.1為了降低故障率，其工作內(nèi)容主要包括下列幾方面的工作。(1)人員安排為每臺(tái)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(duì)每臺(tái)機(jī)床的具體性能和加工對(duì)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)、改進(jìn)。(3)日常保養(yǎng)對(duì)每臺(tái)數(shù)控機(jī)床都應(yīng)建立日常維護(hù)保養(yǎng)計(jì)劃，包括保養(yǎng)內(nèi)容(如坐標(biāo)軸傳動(dòng)系統(tǒng)的潤(rùn)滑、磨損情況，主軸潤(rùn)滑等，油、水氣

24、路，各項(xiàng)溫度控制，平衡系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)，傳動(dòng)帶的松緊，繼電器、接觸器觸頭清潔，各插頭、接線端是否松動(dòng)，電氣柜通風(fēng)狀況等等)及各功能部件和元?dú)饧谋ｐB(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(zhǎng)時(shí)間閑置不用，當(dāng)需要使用時(shí)，首先機(jī)床的各運(yùn)動(dòng)環(huán)節(jié)會(huì)由于油脂凝固、灰塵甚至生銹而影響其靜、動(dòng)態(tài)傳動(dòng)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(tái)數(shù)控機(jī)床的整個(gè)電氣控制系統(tǒng)硬件是由數(shù)以萬計(jì)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(gè)階段：在一年之內(nèi)基本上處于所謂“磨合”階段。在該階段故障率呈下降趨勢(shì)，如果在這期間不斷開動(dòng)機(jī)床則會(huì)較快完成“磨

25、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(yùn)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(huì)逐漸增多，數(shù)控系統(tǒng)的使用壽命平均在810年左右。 因此，在沒有加工任務(wù)的一段時(shí)間內(nèi)，最好較低速度下空運(yùn)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pl

26、c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)重的軟件故障則是數(shù)控系統(tǒng)軟件的缺損甚至丟失，這就只有與生產(chǎn)廠商或其服務(wù)機(jī)構(gòu)聯(lián)系解決了。(2)以故障出現(xiàn)時(shí)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(jì)有完美的自診斷程序，時(shí)實(shí)監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)的軟、硬件性能，一旦發(fā)現(xiàn)故障則會(huì)立即報(bào)警或者還有簡(jiǎn)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(cè)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(huì)針對(duì)具體機(jī)床設(shè)計(jì)有相關(guān)的故障指示及診斷說明書。上述這兩部分有診斷指示的故障加上各電氣裝置上的各類指示燈

27、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部分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(dòng)等)。這類故障則要依靠對(duì)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(duì)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(shí)有無破壞性，分為破壞性故障和非破壞性故障。對(duì)于破壞性故障，損壞工件甚至機(jī)床的故障，維修時(shí)不允許重演，這時(shí)只能根據(jù)產(chǎn)生故障時(shí)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(xiǎn)。如果可能會(huì)損壞工件，則可卸下工件，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則一定會(huì)產(chǎn)生的

28、確定的故障；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(dòng)錯(cuò)位、部分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(yàn)、綜合判斷才可能排除。(5)以機(jī)床的運(yùn)動(dòng)品質(zhì)特性來衡量，則是機(jī)床運(yùn)動(dòng)特性下降的故障。在這種情況下，機(jī)床雖能正常運(yùn)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(yùn)行不平穩(wěn)等。這類故障必須使用檢測(cè)儀器確診產(chǎn)生誤差的機(jī)、電環(huán)節(jié)，然后通過對(duì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)的最佳化調(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

29、具體分析，參照上述分類采取相應(yīng)的分析、排除法。4.2.3 .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(gè)機(jī)床正常工作的能量來源，它的失效或者故障輕者會(huì)丟失數(shù)據(jù)、造成停機(jī)。重者會(huì)毀壞系統(tǒng)局部甚至全部。西方國(guó)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(jì)考慮較少，這對(duì)于我國(guó)有較大波動(dòng)和高次諧波的電力供電網(wǎng)來說就略顯不足，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?cè)谠O(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床的供電系統(tǒng)時(shí)應(yīng)盡量做到：提供獨(dú)立的配電箱而不與其他設(shè)備串用。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。電源始端有良好的接地。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

30、開。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)故障位置單元報(bào)警?？赡苁俏恢脺y(cè)量回路開路；測(cè)量元件損壞；位置控制建立的接口信號(hào)不存在等。坐標(biāo)軸在沒有指令的情況下產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)?？赡苁瞧七^大；位置單元或速度單元接成正反饋；反饋接線開路；測(cè)量元件損壞。(3)機(jī)床坐標(biāo)找不到零點(diǎn)?？赡苁橇惴较蛟谶h(yuǎn)離零點(diǎn)；編碼器損壞或接線開路；光柵零點(diǎn)標(biāo)記移位；回零減速開關(guān)失靈。(4)機(jī)床動(dòng)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(dòng)。這其中有很大一種可能是機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)間隙過大甚至磨損嚴(yán)重或者導(dǎo)軌潤(rùn)滑不充分甚至磨損造成的；對(duì)于電氣控制系統(tǒng)來說則可能是速度單元、位置單元和相關(guān)參數(shù)已不在

31、最佳匹配狀態(tài)，應(yīng)在機(jī)械故障基本排除后重新進(jìn)行最佳化調(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(jì)中的問題造成在某些特定的操作與功能運(yùn)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(huì)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忽視，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(zhǎng)時(shí)間開門運(yùn)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(huì)造成故障，嚴(yán)重的還會(huì)損壞系統(tǒng)與機(jī)床，務(wù)必注意改善。4.2.4維修排故后的總結(jié)提高工作對(duì)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

32、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?？偨Y(jié)提高工作的主要內(nèi)容包括：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(cuò)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。有條件的維修人員應(yīng)該從較典型的故障排除實(shí)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，從而達(dá)到提高的目的。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。總結(jié)故障排除過程中所需要的各類圖樣、文字資料，若有不足

33、應(yīng)事后想辦法補(bǔ)濟(jì)，而且在隨后的日子里研讀，以備將來之需。從排故過程中發(fā)現(xiàn)自己欠缺的知識(shí)，制定學(xué)習(xí)計(jì)劃，力爭(zhēng)盡快補(bǔ)課。找出工具、儀表、備件之不足，條件允許時(shí)補(bǔ)齊 結(jié)束語我國(guó)數(shù)控技術(shù)起步于1958年，近50年的發(fā)展歷程大致可分為3個(gè)階段：第一階段從1958年到1979年，即封閉式發(fā)展階段。在此階段，由于國(guó)外的技術(shù)封鎖和我國(guó)的基礎(chǔ)條件的限制，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展較為緩慢。第二階段是在國(guó)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(guó)產(chǎn)化體系階段。在此階段，由于改革開放和國(guó)家的重視，以及研究開發(fā)環(huán)境和國(guó)際環(huán)境的改善，我國(guó)數(shù)控技術(shù)的研究、開發(fā)以及在產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)化方面都取得了長(zhǎng)足的

34、進(jìn)步。第三階段是在國(guó)家的“八五”的后期和“九五”期間，即實(shí)施產(chǎn)業(yè)化的研究，進(jìn)入市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)階段。在此階段，我國(guó)國(guó)產(chǎn)數(shù)控裝備的產(chǎn)業(yè)化取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)步。在“九五”末期，國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)50，配國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)（普及型）也達(dá)到了10。 縱觀我國(guó)數(shù)控技術(shù)近50年的發(fā)展歷程，特別是經(jīng)過4個(gè)5年計(jì)劃的攻關(guān)，總體來看取得了以下成績(jī)。 a.奠定了數(shù)控技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，基本掌握了現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)。我國(guó)現(xiàn)在已基本掌握了從數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)、數(shù)控主機(jī)、專機(jī)及其配套件的基礎(chǔ)技術(shù)，其中大部分技術(shù)已具備進(jìn)行商品化開發(fā)的基礎(chǔ)，部分技術(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)成果和部分技術(shù)商品化的基礎(chǔ)上，建立了

35、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)床廠等若干數(shù)控主機(jī)生產(chǎn)廠。這些生產(chǎn)廠基本形成了我國(guó)的數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地。 c.建立了一支數(shù)控研究、開發(fā)、管理人才的基本隊(duì)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(zhǎng)足的進(jìn)步，但我們也要清醒地認(rèn)識(shí)到，我國(guó)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(guó)的現(xiàn)實(shí)需求還有較大的差距。雖然從縱向看我國(guó)的發(fā)展速度很快，但橫向比（與國(guó)外對(duì)比）不僅技術(shù)水平有差距，在某些方面發(fā)展速度也有差距，即一些高精尖的數(shù)控裝備的技術(shù)水平差距有擴(kuò)大趨勢(shì)。從國(guó)際上來看，對(duì)我國(guó)數(shù)控技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)化水平估計(jì)大致如下。 a.技術(shù)水平上，與國(guó)外先進(jìn)水平大約落后1015年，在高精尖技術(shù)方面則更大。 b.產(chǎn)業(yè)化水平上，市場(chǎng)占有率低，品種覆蓋率小，還沒有形成規(guī)模生產(chǎn)；功能部件專業(yè)化生產(chǎn)水平及成套能力較低；外觀質(zhì)量相