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[摘 要]主要介绍了数控机床基本知识，数控机床故障与维修的基本知识，数控机床故障规律，故障诊断的一般步骤及方法，包括直观检查法，仪器检查法，信号和报警指示分析法，参数调整法，接着讲述数控机床的常见故障，
[关键词]数控机床 故障诊断 故障排除
中图分类号：R252 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）26-0303-01
[Abstract]Mainly introduced the basic knowledge of the nc machine tool nc machine tool fault and maintenance of basic knowledge of law of nc machine tool fault， fault diagnosis， the general steps and methods， including direct method， instrument control method， and alarm indication signal analysis， parameter adjustment method， then the common fault of CNC machine tools。
[Key words]the numerical control machine tool fault diagnosis troubleshooting
前言
隨着社会的进步和科技的发展，数控机床正朝着大型化、自动化、高精度化方向发展，生产系统的规模变得越来越大，设备的结构也变得越来越复杂。数控机床是集高、精、尖技术于一体，集机、电、光、液于一身的高技术产物。
1 数控
数控（英文名字：Numerical Control 简称：NC）技术是指用数字、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的技术。
1.1 数控机床的基本概念
数控机床是数字控制机床（Computer numerical control machine tools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。
1.2 数控机床的组成
1.2.1 主机
主机是数控机床的主体，包括机床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件。
1.2.2 数控装置
数控装置为数控机床的核心，包括硬件（印刷电路板、CRT显示器、键盒、纸带阅读机等）以及相应的软件，用于输入数字化的零件程序，并完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以及实现各种控制功能。
1.2.3 驱动装置
是数控机床执行机构的驱动部件，包括主轴驱动单元、进给单元、主轴电机及进给电机等。
1.2.4 辅助装置
指数控机床的一些必要的配套部件，用以保证数控机床的运行，如冷却、排屑、润滑、照明、监测等。
1.2.5 编程及其他附属设备
可用来在机外进行零件的程序编制、存储等。
1.3 基本特点
数控机床的操作和监控全部在这个数控单元中完成，它是数控机床的大脑。与普通机床相比，数控机床有如下特点：
1.3.1 对加工对象的适应性强，适应模具等产品单件生产的特点，为模具的制造提供了合适的加工方法；
1.3.2 加工精度高，具有稳定的加工质量；
1.3.3 可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件；
1.3.4 加工零件改变时，一般只需要更改数控程序，可节省生产准备时间；
1.3.5 机床本身的精度高、刚性大，可选择有利的加工用量，生产率高（一般为普通机床的3～5倍）；
1.3.6 机床自动化程度高，可以减轻劳动强度；
1.3.7 有利于生产管理的现代化 数控机床使用数字信息与标准代码处理、传递信息，使用了计算機控制方法，为计算机辅助设计、制造及管理一体化奠定了基础；
1.3.8 对操作人员的素质要求较高，对维修人员的技术要求更高；
1.3.9 可靠性高。
2 分类
2.1 按运动方式分类
2.1.1 点位控制
点位控制数控机床的特点是机床的运动部件只能够实现从一个位置到另一个位置的精确运动，在运动和定位过程中不进行任何加工工序。如数控钻床、数按坐标镗床、数控焊机和数控弯管机等。
2.1.2 直线控制
点位直线控制的特点是机床的运动部件不仅要实现一个坐标位置到另一个位置的精确移动和定位，而且能实现平行于坐标轴的直线进给运动或控制两个坐标轴实现斜线进给运动。
2.1.3 轮廓控制
轮廓控制数控机床的特点是机床的运动部件能够实现两个坐标轴同时进行联动控制。它不仅要求控制机床运动部件的起点与终点坐标位置，而且要求控制整个加工过程每一点的速度和位移量，即要求控制运动轨迹，将零件加工成在平面内的直线、曲线或在空间的曲面。
2.2 按控制方式分类
2.2.1 开环控制
即不带位置反馈装置的控制方式。
2.2.2 半闭环控制
指在开环控制伺服电动机轴上装有角位移检测装置，通过检测伺服电动机的转角间接地 检测出运动部件的位移反馈给数控装置的比较器，与输入的指令进行比较，用差值控制运动部件。
2.3 按数控制机床的性能分类
经济型数控机床；中档数控机床；高档数控机床。
2.4 按所用数控装置的构成方式分类
硬线数控系统；软线数控系统。
3 数控机床的常见故障排除方法
由于数控机床故障比较复杂，同时数控系统自诊断能力还不能对系统的所有部件进行测试，往往是一个报警号指示出众多的故障原因，使人难以入手。下面介绍维修人员任生产实践中常用的排除故障方法。
3.1 直观检查法
直观检查法是维修人员根据对故障发生时的各种光、声、味等异常现象的观察，确定故障范围，可将故障范围缩小到一个模块或一块电路板上，然后再进行排除。
3.2 初始化复位法
一般情况下，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、拨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。
4 结论
技术发展的需要对21世纪的数控技术提出了更高的要求。当今的市场，国际合作的格局逐渐形成，产品竞争日趋激烈，高效率、高精度加工手段的需求在不断升级，数控机床对于我国的零件的加工以及工业的发展做出了十分重要的作用。
参考文献
[1] 李宏胜.1997.数控原理与系统.北京：机械工业出版社.
[2] 王侃夫.2000.数控机床故障诊断与维护.北京：机械工业出版社.
[3] 《工业机械设计基础》高等教育出版社，2004年.
[4] 《机械零件设计手册》编读液压传动和气动传动 天津科学技术出版社2005年.
作者简介
张宗峰（1977-），男，工程师，1998年毕业于中央广播电视大学，机械制造工艺及设备专业，主要从事设备维修、钢材物理性能检验工作。
[关键词]数控机床 故障诊断 故障排除
中图分类号：R252 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）26-0303-01
[Abstract]Mainly introduced the basic knowledge of the nc machine tool nc machine tool fault and maintenance of basic knowledge of law of nc machine tool fault， fault diagnosis， the general steps and methods， including direct method， instrument control method， and alarm indication signal analysis， parameter adjustment method， then the common fault of CNC machine tools。
[Key words]the numerical control machine tool fault diagnosis troubleshooting
前言
隨着社会的进步和科技的发展，数控机床正朝着大型化、自动化、高精度化方向发展，生产系统的规模变得越来越大，设备的结构也变得越来越复杂。数控机床是集高、精、尖技术于一体，集机、电、光、液于一身的高技术产物。
1 数控
数控（英文名字：Numerical Control 简称：NC）技术是指用数字、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的技术。
1.1 数控机床的基本概念
数控机床是数字控制机床（Computer numerical control machine tools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。
1.2 数控机床的组成
1.2.1 主机
主机是数控机床的主体，包括机床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件。
1.2.2 数控装置
数控装置为数控机床的核心，包括硬件（印刷电路板、CRT显示器、键盒、纸带阅读机等）以及相应的软件，用于输入数字化的零件程序，并完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以及实现各种控制功能。
1.2.3 驱动装置
是数控机床执行机构的驱动部件，包括主轴驱动单元、进给单元、主轴电机及进给电机等。
1.2.4 辅助装置
指数控机床的一些必要的配套部件，用以保证数控机床的运行，如冷却、排屑、润滑、照明、监测等。
1.2.5 编程及其他附属设备
可用来在机外进行零件的程序编制、存储等。
1.3 基本特点
数控机床的操作和监控全部在这个数控单元中完成，它是数控机床的大脑。与普通机床相比，数控机床有如下特点：
1.3.1 对加工对象的适应性强，适应模具等产品单件生产的特点，为模具的制造提供了合适的加工方法；
1.3.2 加工精度高，具有稳定的加工质量；
1.3.3 可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件；
1.3.4 加工零件改变时，一般只需要更改数控程序，可节省生产准备时间；
1.3.5 机床本身的精度高、刚性大，可选择有利的加工用量，生产率高（一般为普通机床的3～5倍）；
1.3.6 机床自动化程度高，可以减轻劳动强度；
1.3.7 有利于生产管理的现代化 数控机床使用数字信息与标准代码处理、传递信息，使用了计算機控制方法，为计算机辅助设计、制造及管理一体化奠定了基础；
1.3.8 对操作人员的素质要求较高，对维修人员的技术要求更高；
1.3.9 可靠性高。
2 分类
2.1 按运动方式分类
2.1.1 点位控制
点位控制数控机床的特点是机床的运动部件只能够实现从一个位置到另一个位置的精确运动，在运动和定位过程中不进行任何加工工序。如数控钻床、数按坐标镗床、数控焊机和数控弯管机等。
2.1.2 直线控制
点位直线控制的特点是机床的运动部件不仅要实现一个坐标位置到另一个位置的精确移动和定位，而且能实现平行于坐标轴的直线进给运动或控制两个坐标轴实现斜线进给运动。
2.1.3 轮廓控制
轮廓控制数控机床的特点是机床的运动部件能够实现两个坐标轴同时进行联动控制。它不仅要求控制机床运动部件的起点与终点坐标位置，而且要求控制整个加工过程每一点的速度和位移量，即要求控制运动轨迹，将零件加工成在平面内的直线、曲线或在空间的曲面。
2.2 按控制方式分类
2.2.1 开环控制
即不带位置反馈装置的控制方式。
2.2.2 半闭环控制
指在开环控制伺服电动机轴上装有角位移检测装置，通过检测伺服电动机的转角间接地 检测出运动部件的位移反馈给数控装置的比较器，与输入的指令进行比较，用差值控制运动部件。
2.3 按数控制机床的性能分类
经济型数控机床；中档数控机床；高档数控机床。
2.4 按所用数控装置的构成方式分类
硬线数控系统；软线数控系统。
3 数控机床的常见故障排除方法
由于数控机床故障比较复杂，同时数控系统自诊断能力还不能对系统的所有部件进行测试，往往是一个报警号指示出众多的故障原因，使人难以入手。下面介绍维修人员任生产实践中常用的排除故障方法。
3.1 直观检查法
直观检查法是维修人员根据对故障发生时的各种光、声、味等异常现象的观察，确定故障范围，可将故障范围缩小到一个模块或一块电路板上，然后再进行排除。
3.2 初始化复位法
一般情况下，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、拨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。
4 结论
技术发展的需要对21世纪的数控技术提出了更高的要求。当今的市场，国际合作的格局逐渐形成，产品竞争日趋激烈，高效率、高精度加工手段的需求在不断升级，数控机床对于我国的零件的加工以及工业的发展做出了十分重要的作用。
参考文献
[1] 李宏胜.1997.数控原理与系统.北京：机械工业出版社.
[2] 王侃夫.2000.数控机床故障诊断与维护.北京：机械工业出版社.
[3] 《工业机械设计基础》高等教育出版社，2004年.
[4] 《机械零件设计手册》编读液压传动和气动传动 天津科学技术出版社2005年.
作者简介
张宗峰（1977-），男，工程师，1998年毕业于中央广播电视大学，机械制造工艺及设备专业，主要从事设备维修、钢材物理性能检验工作。