時間：2023-05-30 10:43:28
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇數控機床，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
一、虛擬數控機床概述
虛擬數控機床是虛擬制造系統的重要組成之一，由它所完成的數控加工過程仿真為產品設計可制造性分析提供關鍵數據。在實際數控加工過程中，為了校驗數控代碼的正確性，需要進行反復試切直至確認數控代碼能夠完成預定的加工任務。同時數控加工參數也需要反復調試。這些操作不僅效率低下，占用了機器資源，而且有可能引起刀具碰撞而造成經濟損失。通過對數控機床建模進而仿真數控加工過程，能節省資源并避免風險。對機床建模和加工過程仿真的好處還體現在通過真實地模擬機床及加工過程的行為來快速地對機床操作人員進行培訓，也可幫助機床制造商向潛在的遠程客戶逼真演示其產品。另外數控加工過程仿真可以產生加工過程關鍵數據如總體加工時間、刀具軌跡長度、刀具空程運行時間等等。它們被用來進行虛擬制造中加_[方案評估、產品可加工性分析和產品可制造性分析。
二、虛擬數控機床基本原理
虛擬制造技術是機械加工技術中的一項新穎制造技術。在當今全球制造的新時代，虛擬制造為制造業迎接新的挑戰提供了一種新的制造策略和方法。它是用計算機相關的交互設備作支撐，對機械加工所涉及的生產和制造活動進行全面建模和仿真，并用多媒體計算機技術創建出一個有逼真的視、聽、觸等感覺的虛擬現實（VirtualReality）的生產環境（也有稱之為臨境）。人們應用它可替代由實物構成的真實生產環境，來對機械加工過程進行優化，成為一種能經濟地、快速地提高加工質量、生產效率和節約材料的有效方法。而虛擬數控機床則是虛擬制造系統的重要組成部分。
三、虛擬數控機床意義
在虛擬制造環境中，數控加工過程仿真為產品設計可制造性分析提供關鍵數據。在實際數控加工過程中，為了校驗數控代碼的正確性，需要進行反復試切直至確認數控代碼能夠完成預定的加工任務，此時數控加工參數也需要反復調試。這些操作不僅效率低下，占用了機器資源，而且有可能引起刀具與夾具、工件發生碰撞而造成經濟損失。通過對數控機床建模進而仿真數控加工過程，能節省資源并避免風險。對機床建模和加工過程仿真的好處還體現在通過真實地模擬機床及加工過程的行為來快速地對機床操作人員進行培訓，也可幫助機床制造商向潛在的遠程客戶逼真演示其產品。另外數控加工過程仿真可以產生加工過程關鍵數據如總體加工時間、刀具軌跡長度、刀具空程運行時間等等。它們被用來進行虛擬制造中加工方案評估、產品可加工性分析和產品可制造性分析。國內外對數控機床模型展開了廣泛而深入的工作，如美國西北大學等7所高校提出了虛擬數控機床的概念。虛擬數控機床，即虛擬制造環境中數控機床模型。美國Lamb公司、Deneb公司等也一直在進行虛擬機床的研究。數控加工過程仿真主要包括兩個部分：數控機床建模和切削過程仿真。數控機床模型主要由機床的硬件（或物理）部分和軟件部分組成。硬件部分由機床部件、工件、刀具和夾具等構成。軟件部分則由CNC控制器構成。切削是一個機床接受數控代碼并驅動機床實現加工的過程。在這里，對數控機床建模，即建立虛擬數控機床（VirtualNCMachineTool），是虛擬數控加工過程仿真的關鍵。
四、虛擬數控機床的組成模塊
在總體結構上，一個虛擬數控機床系統和本地/遠程客戶構成服務器/客戶體系。它們建立的連接由不同層次的協議支持。在低層使用連接意義上的協議來使低級數據相互通信。如TCP/IP，1IOP，RM工等。在高層使用語義意義上的協議來支持高級數據傳輸，如符合STEP標準的產品數據格式、V觀L以及預先定義好的（標準的）任務請求/結果回送格式等。由此通過圖形接口和符號接口來連接客戶和提供服務。在虛擬數控機床接受任務請求后，通過調用調度知識庫中的元知識，將任務分解為一系列子任務，并通過服務定位模塊將每個子任務分發給響應的子模塊。系統共有4個子模塊，即NC解釋器、計算模塊、幾何實體和拓撲結構。
虛擬數控機床所應具備的特點如下：
1.良好的結構
良好的結構性包括三個方面。
（1）與真實機床相似的結構.具有與真實機床相似的結構使虛擬機床能模仿真實機床的任何功能而不致因為采用某種近似替代而導致某種結構和信息的失真或丟失一個與真實機床相似的結構能使其設計者以直觀的方式設計和修改系統。
（2）虛擬機床各模塊的顆粒性.虛擬機床各模塊的顆粒性使每個模塊能彼此獨立地被開發和工作，從而增強了虛擬機床的可操作性和可管理性。
（3）各模塊合適的顆粒度.虛擬機床各模塊顆粒度的合適與否取決于每個模塊的抽象度是否定義合適，以便使虛擬機床既是一個能概括各種類型的數控機床的抽象框架，又能方便地掛接具體的模塊來仿真某種特定類型的數控機床。
2.完善的圖形接口
完善的圖形接口使用戶既能象在真實環境中那樣完全操作虛擬數控機床，又能完全真實地以圖像的形式觀察機床運行的各種狀態和各種機床運行參數，從而最大限度地提高人機融合程度。
3.完全的符號數據接口
完全的符號數據接口能使虛擬機床的各種靜止和運行狀態以符號數據的形式被外界感知，從而提供了與其他制造軟件的無縫連接。外界也能通過輸入符號數據對虛擬機床進行控制。
4.強大的網絡支持功能
強大的網絡支持功能使虛擬機床為各種真正的制造資源服務，從而在連接意義上提高其與外界制造資源的相互操作性。
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關鍵詞：PLC設計模塊化；自定義機床參數；統一性和一致性；故障原因
在我廠以往的數控機床的PLC設計中，往往采用根據用戶要求，逐一進行調試的方法，每臺機床的軟硬件都有或多或少的差別，同一系列產品存在重復設計的問題，另外也給用戶維護修理時帶來許多的不便，在現場的調試過程中，為了解決這一問題，采用一種類似國外模塊化式的方法，即在某一系列的原始設計時，使其具有盡可能多的功能，在實際引用時可根據具體的需要通過自定義的機床參數來選擇所需要功能，使得設計具有良好的統一性和一致性。
1 參數的設計
在數控立車的操作方式，刀夾數顯選擇橫梁升降等功能的PLC設計中采用了參數化設計方法，下面所述的就是如何利用SIEMENS系統內置系統的PLC，對冷卻的啟動進行控制的例子，這種控制實現了當沒有主軸的旋轉命令時冷卻自動停止，有主軸旋轉命令后，自動啟動并且有手動啟停的功能，其PLC程序如下面例子所示：
其中，M1.1，M1.2分別為從NC來的M9（冷卻液停）M8（冷卻液啟動）信號，㎡.7，V27000000.7，V3000000.7分別是自動方式，來自NCK的急停和復位，（通常為低電平）信號，初始狀態時，Q0.4，M0.4，M0.7都是0，如果選用冷卻液隨主軸啟停的功能，只需將參數VW45000034設為1，自動方式下當系統有M8命令時，M1.2變為“1”，V27000000.7為“1”，對應的M0.8保持信號M0.7變為“1”并自鎖，當主軸正轉Q0.1和反轉Q1.1指示信號都是0時（即主軸沒有旋轉）冷卻液暫停信號，M0.4被置“1”，使冷卻液的輸出（Q0.4），此時為0，無冷卻液流出，正轉式反轉的停止信號變為1時，即主軸旋轉時，M0.4被復位為0，冷卻液輸出Q0.4通過M0.7的保持作用而置1，實現了冷卻液在主軸旋轉的同時流出，同理，如果選擇停止（M1）信號有效時主軸也跟隨動作，則可設置參數VW45000030為1，NC輸出選擇停止時（M0.6），通過M0.4控制Q0.4的輸出，實現參數控制功能。
2 故障顯示的設計
保證數控機床隨時處于良好的技術狀態，提高機床的負荷率，減少非正常停機時間是非常重要的，為此，在該機床的PLC設計過程中，故障信息顯示和故障報警就顯得很重要，當機床發生故障時維修人員能盡快查找出故障原因，提高生產效率，在實際應用中，往往由于一個故障的出現，會引起其它相關故障的連鎖反應，顯示多個故障信息，只要排除了最原始的故障原因，其它故障就會消失了，但在顯示的故障中，檢修人員并不知道哪個是根本原因，只能逐個查找，即浪費時間又增加了檢修難度，針對這一問題，設計了下面的PLC故障診斷功能，通過下面例子所示的PLC程序，機床能自動判斷出故障的原因并顯示報警號及其內容，維修中，只要排除了這個故障，其它引發故障將自行消失。
R519.2，R519.5是檢測換刀和液壓故障的中間寄存器，R519.4，R519.7和R520.2故障顯示的標志位，用來觸發換刀，液壓和進給軸的故障顯示信息，換刀的機械手是靠液壓馬達和電磁實現的，換刀時進給軸會首先移動到預定位置，進給軸的導軌采用直線導軌，減少摩擦，如果換刀過程中，出現液壓故障為防止意外事故的發生，程序會停止換刀動作以保護機床及操作人員安全，按以往的設計，此時會顯示刀具未到位，液壓系統故障，缺少進給使能，這三個故障信息，如果按上面的程序改動，將只顯示液壓故障，這一故障信息其工作原理是無故障時，三個故障顯示標準都是0，由于系統是順序掃描的第一個周期內，故障檢測點R519.5變為“1”，使R519.6被置為1，這樣故障顯示位R519.7變為1，并自鎖，R519.7會觸發顯示“液壓故障”直到故障排除（R519.6自動變0），系統復位，（F149.1為1）后R519.3，R519.4和R520.2的封鎖，即使此時故障檢測位R519.2為1，也不會使其故障顯示的標志位R519.4，R520.2變為1，這樣與之對應的故障信息就不會顯示出來，通過這樣的PLC程序的控制，就能自動從相繼發生的多個同類故障里判斷出初始故障加以顯示，減少了不必要的檢修工作。
參考文獻
關鍵詞：數控機床故障 防范措施
中圖分類號：TF325.4文獻標識碼：A
1前言
數控機床是一個典型的集機械、電子、液壓、光學、測量技術于一體的技術密集型自動加工設備。隨著大量數控設備的引進與普及，對設備的維護和維修提出了相當高的要求。數控機床維修的關鍵是對故障的精確診斷，即故障源的查找和故障的定位。
2常見機械故障
2.1 主軸部件故障
由于使用調速電機，數控機床主軸箱結構比較簡單，容易出現故障的部位是主軸內部的刀具自動夾緊機構、自動調速裝置等。為保證在工作中或停電時刀夾不會白行松脫，刀具自動夾緊機構采用彈簧夾緊，并配行程開關發出夾緊或放松信號。若刀具夾緊后不能松開，則考慮調整松刀液壓缸壓力和行程開關裝置或調整碟形彈簧上的螺母，減小彈簧壓合量。此外，主軸發熱和主軸箱噪聲問題，也不容忽視，此時主要考慮清洗主軸箱，調整油量，保證主軸箱清潔度和更換主軸軸承，修理或更換主軸箱齒輪等。
2.2 進給傳動鏈故障
在數控機床進給傳動系統中，普遍采用滾珠絲杠副、靜壓絲杠螺母副、滾動導軌、靜壓導軌和塑料導軌。所以進給傳動鏈有故障，主要反映是運動質量下降。如：機械部件未運動到規定位置、運行中斷、定位精度下降、反向間隙增大、爬行、軸承噪聲變大(撞車后)等。
對于此類故障可以通過以下措施預防：(1)提高傳動精度。調節各運動副預緊力，調整松動環節，消除傳動間隙，縮短傳動鏈和在傳動鏈中設置減速齒輪，也可提高傳動精度。(2)提高傳動剛度。調節絲杠螺母副、支承部件的預緊力及合理選擇絲杠本身尺寸，是提高傳動剛度的有效措施。剛度不足還會導致工作臺或拖板產生爬行和振動以及造成反向死區，影響傳動準確性。
(3)提高運動精度。在滿足部件強度和剛度的前提下，盡可能減小運動部件的質量，減小旋轉零件的直徑和質量，以減小運動部件的慣性，提高運動精度。(4)導軌。滾動導軌對贓物比較敏感，
必須要有良好的防護裝置，而且滾動導軌的預緊力選擇要恰當，過大會使牽引力顯著增加。靜壓導軌應有一套過濾效果良好的供油系統。
2.3 自動換刀裝置故障
自動換刀裝置故障主要表現在：刀庫運動故障、定位誤差過大、機械手夾持刀柄不穩定、機械手運動誤差較大等。故障嚴重時會造成換刀動作卡住，機床被迫停止工作。
（1）刀庫運動故障
若連接電機軸與蝸桿軸的聯軸器松動或機械聯接過緊等機械原因，會造成刀庫不能轉動，此時必須緊固聯軸器上的螺釘。
若刀庫轉動不到位，則屬于電機轉動故障或傳動誤差造成。若現刀套不能夾緊刀具，則需調整刀套上的調節螺釘，壓緊彈簧，頂緊卡緊銷。當出現刀套上／下不到位時，應檢查撥又位置或限位開關的安裝與調整情況。
（2）換刀機械手故障
若刀具夾不緊、掉刀，則調整卡緊爪彈簧，使其壓力增大，或更換機械手卡緊銷。若刀具夾緊后松不開，應調整松鎖彈簧后的螺母，使最大載荷不超過額定值。若刀具交換時掉刀，則屬于換刀時主軸箱沒有回到換刀點或換刀點漂移造成，應重新操作主軸箱，使其回到換刀位置，重新設定換刀點。
2.4 各軸運動位置行程開關壓合故障
在數控機床上，為保證自動化丁作的可靠性，采用了大量檢測運動位置的行程開關。機床經過長期運行，運動部件的運動特性發生變化，行程開關壓合裝置的可靠性及行程開關本身品質特性的改變，對整機性能產生較大影響。一般要適時檢查和更換行程開關，可消除因此類開關不良對機床的影響。
2.5 配套輔助裝置故障
液壓系統。液壓泵應采用變量泵，以減少液壓系統的發熱。油箱內安裝的過濾器，應定期用汽油或超聲波振動清洗。常見故障主要是泵體磨損、裂紋和機械損傷，此時一般必須大修或更換零件。
氣壓系統。用于刀具或工件夾緊、安全防護門開關以及主軸錐孔吹屑的氣壓系統中，分水濾氣器應定時放水，定期清洗，以保證氣動元件中運動零件的靈敏性。閥心動作失靈、空氣泄漏、氣動元件損傷及動作失靈等故障均由不良造成，故油霧器應定期清洗。此外，還應經常檢查氣動系統的密封性。
系統。包括對機床導軌、傳動齒輪、滾珠絲杠、主軸箱等的。泵內的過濾器需定期清洗、更換，一般每年應更換一次。
冷卻系統。它對刀具和工件起冷卻和沖屑作用。冷卻液噴嘴應定期清洗。
排屑裝置。排屑裝置是具有獨立功能的附件，主要保證自動切削加工順利進行和減少數控機床的發熱。因此排屑裝置應能及時自動排屑，其安裝位置一般應盡可能靠近刀具切削區域。
3 合理地使用數控機床
3.1 數控機床的工作場地選擇
(1)避免陽光的直接照射和其它熱輻射、避免太潮濕或粉塵過多的場所．盡量在空調環境中使用，保持室溫20℃左右。由于我國處于溫帶氣候、受季風影響、溫度差異大，對于精度高、價格貴的數控機床，應置于有空調的房間中使用。(2)要避免有腐蝕氣體的場所。因腐蝕氣體易使電子元件變質，或造成接觸不良，或造成元件短路，影響機床的正常運行。(3)要遠離振動大的設備(如沖床、鍛壓設備等)。對于高精度的機床還應采用防振措施(如防振溝等)。(4)要遠離強電磁干擾源，使機床工作穩定。
3．2 數控機床的電源
數控系統對電源要求較嚴，一般要求工作電壓為220V 10％。針對我國供電工況，對于有條件的企業，可為數控機床采取專線供電或增設穩壓裝置 以減少供電品質差的影響，為數控系統的正常運行提供有力保證。
3．3 數控機床配置合適的自動編程系統
手工編程對于外形不太復雜或編程量不大的零件程序，簡單易行。當工件比較復雜時f如凸輪或多維空間曲面等)，手工編程周期長(數天或數周)、精度差、易出錯。因此，快速、準確地編制程序就成為提高數控機床使用率的重要環節：為此．有條件的用戶最好配置必要的自動編程系統，提高編程效率。
3．4 數控機床配置必要的附件和刀具
為了充分發揮數控機床的加工能力，必須配備必要的附件和刀具。切忌花了幾十萬元錢買來一臺數控機床，因缺少一個幾十元或幾百元的附件或刀具而影響整機的正常運行。由于單獨簽訂合同購買附件的單價大大高于隨同主機一起供貨的附件單價．因此 有條件的企業盡量在購買主機時一并購置易損部件及其它附件。
3．5 加工前的準備
加工前要審查工件的數控加工工藝性，應重視生產技術準備工作(包括工件數控加工工藝分析、加工程序編制、工裝與刀具配置、原材料準備及試切加工等以縮短生產準備時間，充分提高數控機床的使用效率。
合理安排適合在數控機床加工的各種工件，安排好數控機床加工運轉所需的節拍。
2．6 為維修保養做好準備
建立一支高水平的維修隊伍，保存好設備的完整資料、手冊、線路圖、維修說明書(包括CNC操作說明書)，以及接口、調整與診斷、驅動說明書、PLC說明書(包括PLC用戶程序單)、元器件表格等，必要的維修工具、儀器、儀表、接線、微機。最好有小型編程系統或編程器，用以支持設備調試。
結束語
數控機床是采用計算機控制，機電一體化的自動化加工設備，數控機床的使用是一項技術應用工程。正確預防和有效維修是提高數控機床使用效率的基本保證。對于常見的機械故障，雖然出現的機會不多，但絕不容忽視。應綜合分析和判斷故障根源，盡可能縮短故障停機時間，以利于數控機床性能的高效發揮。
參考文獻
[1] 1 樊留群，姜迪剛，智能化數控系統智能表示及實現方法的研究，中國機械工程，2000第11期
關鍵詞：主軸空運轉；溫升；熱變形；試驗
引言
數控機床主軸剛度不足時，在切削力的作用下會產生變形，容易引起振動，降低加工精度和表面質量，這就要求主軸有足夠的預加負荷；但是，軸承預加負荷過大，會導致主軸部件的溫度、溫升和噪聲較高，熱變形誤差增大，較大的熱變形誤差會降低零件的加工精度。文章對某型號的龍門加工中心的機械主軸進行了不同的空運轉溫升試驗，結果表明，依據國家標準或行業標準檢驗合格的主軸精度和性能，軸承達到穩定溫度后，主軸在徑向和軸向還會繼續產生變形，直接影響零件的加工精度；制造廠商應根據用戶的加工需求，選用合適的試驗方法和制造工藝手段，保證機床的加工精度和可靠性。
1機械主軸的性能要求
數控機床主軸帶動工件或刀具旋轉，傳遞運動及扭矩，主軸部件的冷熱態精度和剛度是決定加工質量和切削效率的重要因素。主軸部件的性能主要是指應具有和數控機床相適應的剛度、主軸精度、回轉速度等。數控機床主軸性能的理想狀態是主軸具有高剛度、良好的冷熱態精度、高回轉速度、較小的熱變形量、低噪聲。目前，實踐中常用主軸高速溫升、主軸中速溫升和主軸熱效應試驗來匹配數控機床主軸的剛度、精度、回轉速度、熱變形量等。本文對某型號的龍門加工中心進行主軸空運轉試驗，該機床可根據用戶需求，既可運用于零件的粗加工，也可用于精密加工，主電機功率為31kW，轉速范圍為20～3000r/min，主軸軸承為滾動軸承，主軸采用油箱冷卻。
2主軸高速溫升試驗
（1）試驗依據：依據《GB/T9061-2006金屬切削機床通用技術條件》第4.6.1、4.6.2條的規定，主軸軸承達到穩定溫度時，滾動軸承的溫度和溫升值不應超過70℃、40℃。因此，每臺機床都要做主軸的高速溫升試驗。GB/T9061-2006的溫度和溫升值為最低要求，各類產品技術條件的要求不低于GB/T9061-2006。（2）試驗目的：①檢查主軸的制造和裝配質量；②檢查主軸軸承的質量；③檢查軸承預加負荷是否適宜。（3）試驗方法：①主軸部件裝配完成即可在主軸試驗平臺或者機床主機上進行試驗；②試驗前12h內主軸部件（或機床）無任何運轉和工作；③主軸運轉開始起，每隔10min,用測溫儀測量并記錄主軸前、后軸承處的溫度和環境溫度；④主軸依次進行包括低、中、高速的10個轉速運轉試驗，各個轉速的運轉時間不得小于2min；⑤主軸以高速至少運轉1h，如果主軸軸承的溫度每小時上升幅度不超過5℃，主軸軸承已達到穩定溫度，停止主軸運轉試驗；⑥主軸運轉過程中，如果主軸軸承的溫度值和溫升值的某一項超過GB/T9061-2006或產品技術條件的要求，停止主軸運轉，拆裝主軸部件檢查再加工裝配，加工裝配完成后，再次啟動高速溫升試驗。（4）按上述要求進行試驗，結果詳見圖1。從圖1可知，在30～90min內，前軸承的溫升為4.2℃，后軸承的溫升為2.8℃，軸承溫度已達到標準規定的熱平衡。主軸前軸承的最溫度為32.4℃，溫升12.2℃，后軸承的最溫度為28.6℃，溫升8.4℃，溫度和溫升較小，符合國家和行業標準要求。
3主軸中速溫升試驗
（1）試驗依據：依據《GB/T9061-2006金屬切削機床通用技術條件》第4.8.1條和各類數控機床的技術條件、精度檢驗標準要求，每臺機床一般都要做主軸中速溫升試驗。（2）試驗目的：①主軸中速溫升穩定后，檢驗凡與溫度有關的幾何精度項目，作為產品合格證的檢驗項目之一，檢驗數值應記入產品合格證明書中；②主軸中速溫升穩定后，按機床的工作精度要求，加工零件檢驗機床的工作精度，工作精度值也應記入產品合格證明書中；③主軸中速溫升穩定后檢驗的幾何精度和工作精度，為機床實際加工提供參考。（3）試驗方法：①主軸中速溫升試驗應在機床裝配完成，冷態幾何精度檢驗合格及負荷試驗后（不做負荷試驗的機床在空運轉試驗后）進行；②同2中的（1）～（4）；③主軸以機床最高轉速1/2的一檔轉速運轉，如無相當的級數，取相鄰高一級的級數；④主軸以中速至少運轉1h，如果主軸軸承的溫度每小時上升幅度不超過5℃，軸承已達到穩定溫度，停止主軸運轉，檢驗相關的幾何精度和工作精度；⑤熱檢的幾何精度和工作精度項目如有項目不符合相關的標準要求，則應重新調裝不符合項，調裝完成后，再次啟動中速溫升試驗；⑥熱檢過程中，穩定溫度下降5℃而未測完，則重新啟動恢復到穩定溫度再繼續檢驗。（4）按上述要求進行試驗，結果詳見圖2。從圖2可知，主軸運轉20min～90min期間，主軸前軸承的最溫度為28.0℃，溫升變化3.4℃，后軸承的最溫度為25.8℃，溫升變化1.6℃，已達到標準要求的熱平衡，可以停止主軸運轉，檢測相關的幾何精度和加工精度。
4主軸熱效應試驗
（1）試驗依據：國家和行業標準沒有規定各類數控機床的主軸熱變形量，但主軸熱變形直接影響了數控機床的工作精度和可靠性，新產品設計定型、產品型式試驗，一般都要做主軸的熱效應試驗。主軸熱效應試驗依據為《GB/T17421.3-2009機床檢驗通則第3部分：熱效應的確定》。（2）試驗目的：①測量主軸前、后軸承的溫度及溫升；②測量主軸運轉時的主軸軸線的線位移和角位移；③根據軸承的溫度及溫升、主軸軸線的徑向位移和軸向位移，掌握機床是否滿足設計和使用要求；④為機床設計和使用者控制熱變形提供可靠的數據、曲線，也可作為數控系統熱誤差建模補償的根據。（3）試驗方法：①主軸熱效應在機床裝配完成，精度、性能參數等檢驗合格后進行；②同2中的（2）；③在機床附近、主軸前、后軸承處放置并固定溫度傳感器；④主軸安裝專用量軸，量軸應安裝可靠，其徑向跳動誤差在測量儀器的允許范圍內；⑤熱變形測量采用非接觸動態測量方法，在量軸的X和Y方向的遠、近端各安裝2個位移傳感器，軸向安裝1個；⑥同2中的（4）；⑦以4h為1個試驗采樣周期，主軸在四個不同轉速下進行測試，分別為最高轉速的25%、50%、75%和100%，每個轉速一般運轉15min；⑧在運行中間，每間隔1h，主軸停止運轉1min～15min；⑨測試過程過中至少每隔5min記錄一次各溫度值和熱變形量。（4）按上述（3）要求進行試驗，T1為環境溫度傳感器，T2和T3、T4和T5為分別布置于主軸前、后軸承附近的溫度傳感器，X1、X2、Y1、Y2為移傳感器，見圖3；試驗結果見圖4。主軸轉速和軸承溫升關聯，主軸的溫升就較小（小于2℃/h），即達到熱平衡，但徑向和軸向依然發生變化，以軸向變形為例，最初1h內最大為0.138mm，試驗期內最大為0.234mm。
5結束語
綜上所述，主軸高速溫升、主軸中速溫升和主軸熱效應試驗都是主軸空運轉性能試驗的項目，但3個項目的試驗目的、方法完全不同，每臺數控機床一般都要做主軸高速溫升和中速溫升試驗，以確保機床的基本性能。熱變形誤差是影響數控機床工作精度的主要因素之一，對于精加工和超精加工機床，除了主軸高速溫升、主軸中速溫升試驗外，還應做主軸的熱效應試驗，根據試驗結果，采取有效措施對熱變形誤差進行補償控制，優化熱結構，進一步提高機床的加工精度和可靠性。
參考文獻：
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【關鍵詞】數控機床；維護；維修 數控機床是典型的機電一體化產品，集合了機械、電氣、控制等多方面技術，對其維護和維修的要求比較高。不合理的維護和維修數控機床，能夠縮短其使用壽命。反之，正確的維護和維修數控機床，能有效地延長數控機床的使用壽命。
1 數控機床維護方面的要求及方法
1.1數控機床的正確使用要求
1）數控機床對輸入電源的要求較高。隨著對數控機床的加工要求越來越高，其電子元器件越來越“嬌貴”，主要體現在對電壓的要求上。目前大多數數控機床允許電源電壓的波動范圍是±5%―±8%。如果電源電壓波動范圍超過數控系統的要求，需要配備交流穩壓器。
2）數控機床對使用環境的要求較高。首先，安裝數控機床時，應遠遠離振動源、放射源、熱輻射源，并且要避免太陽光的直射，另外，還要保持數控機床的工作環境干燥、通風、恒溫。通常，數控機床都標定使用溫度和保存溫度，應按照規定執行[1]。
1.2 對于數控系統的維護要求
1）首先，要嚴格遵守操作數控機床的操作規程及維護要求。這是維持數控機床精度、延長數控機床壽命的一個重要因素。
2）確保數控柜電氣柜的散熱系統正常工作。每天應檢查各柜的冷卻風扇工作是否正常，風道過濾網是否堵塞，以免引起柜內溫度過高，使數控系統不能可靠地工作[2]。
3）定期檢查和更換伺服電機的電刷。直流電動機在工作時，無法避免電刷與電機的定子發生摩擦，所以必然產生磨損。如果磨損嚴重而沒有及時更換，就會影響電動機的使用性能，嚴重時會造成電動機損壞。一般每三個月或半年檢查一次，同時用工業酒精對電刷表面進行清洗。
4）定期更換數控系統的后備電池。數控系統的參數及加工程序是由帶有掉電保護功能的寄存器來保存的，當數控系統關閉后寄存器中的參數及加工程序由后備電池來保持。因此，定期檢查后備電池的工作狀態和及時更換電池就顯得極為重要，一般情況下，即使電池尚未用完，也應每年更換一次。
5）盡量少開數控柜和強電柜門。以防止車間空氣中的灰塵、油霧及金屬粉末落在電子部件或印刷電路板上造成短路。
6）長期閑置的系統應定時給數控系統供電，定期進行機床空運轉。通過對數控機床經常通電、空運轉等手段，使數控機床自身發熱，從而驅散機床內部的濕氣。
1.3 對于機械部件的維護要求
1）首先要保持良好的狀態。無論是運動件還是不動件，大多數都是由鋼件組成，如果狀態不好，會引起“硬碰硬”的現象，造成運動機構的磨損嚴重。所以，要定期檢查機床系統，始終保持導軌、絲杠等各運動部件狀態良好，以減少其磨損。
2）檢查并及時調整機械精度。對于數控機床的精度，要定期進行檢查并及時調整，以減少各運動部件之間的狀態和位置偏差，如換刀系統、工作臺交換系統、絲杠反向間隙等的檢查調整。
3）做好機床的清潔衛生工作。設備太臟，灰塵太多，會影響機床的正常運轉，如油水過濾器、空氣過濾網等太臟，會造成壓力不夠、散熱不好，從而造成故障。運動部件表面灰塵太多，會造成運動部件運動阻力增加，加劇部件的磨損等，所以必須經常對設備進行清掃。
2數控機床的維修
2.1 數控機床的診斷和維修原則
1）先外部后內部原則。先檢查機床設備外部，如果外部沒問題然后再檢查設備內部。不要急著去拆卸機床零部件，造成一些安裝精度的丟失。從故障出現的概率來講，機床外部故障率要遠遠大于機床內部故障率。
2）先主后次原則。根據機床組件的使用性能，出現故障的多數集中在機床的按鈕、行程開關、油管、電纜等輔助設備，而數控裝置、可編程控制器、伺服系統等不太容易出現故障。所以，在排除機床故障時，先從故障率高的按鈕等機床輔助設備入手，如果故障還沒排除，再進行數控裝置、可編程控制器、伺服系統的排查工作。
3）先簡單后復雜原則。為了避免故障之間互相影響、掩蓋， 故障的排除要“由簡入深”。先排除容易解決的簡單故障，然后再排除難度較大的復雜故障。采用這個原則，可以從根本上杜絕維修、維護過程中的盲目性，從而提高了故障處理的效率。
2.2 診斷和維修的方法
1）機床自診斷法。目前，大多數數控機床具備故障自診斷功能。它是利用行程開關、傳感器等裝置，實時監測機床的運動行程、液壓氣壓、溫度、電壓電流、運行速度等信息，并設置了正常的運行范圍值，如果機床運行時超出了該范圍，數控機床就會報警，并置出故障部位及原因。所以，在機床故障診斷時要優先選擇數控機床自診斷功能。
2）備件互換法。當數控機床的故障鎖定在某個組件后，可以利用機床上現有的相同組件或者備用組件進行互換，能快速準確的查找到數控機床的故障。
3）敲擊法。對于數控機床“時有時無”的故障可采用敲擊法。具體操作：開啟數控機床，拿一根絕緣的木棒或者橡膠棒敲擊可能出現故障的組件，同時注意觀察機床的運行情況，如果敲擊某部位時，機床的運行有變化，那么就能鎖定故障源。該方法由于是機床通電狀態上執行的，所以要采取措施，防止觸電。
4）升、降溫法。如果數控機床連續長時間工作或者周圍工作環境溫度偏高時，機床就會報警或者突然斷電重啟機床。此時，可用電吹風或紅外線加熱燈使可疑電路板或組件升溫，使該組件的升溫狀態更加明顯，從而可以確定有問題的組件。同理，也可以在機床發生此類故障后，利用酒精棉球涂抹可疑組件，降低組件溫度，消除溫度影響后觀察故障是否消失，從而可以快速地確認有問題的組件。
【參考文獻】
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數控機床也因為操作簡單,精確度高而擁有高的生產率,數控機床的自動化特點,使其操作方法簡單,大大減輕的工作人員的勞動強度。但也基于這些特點,數控機床對于工作人員的專業素養要求較高,對于機床維修工作者的要求也相應地提高,也就對于工作人員的專業水平的發展起到了推動作用。
數控機床的發展前景十分可觀
在經濟全球化發展的今天,機械制造行業必須要加速發展才能達到經濟全球化的要求。數控機床應用先進的設計技術,各種測量技術,工作程序集約化技術以及高級軟件技術,使得數控機床的工作范圍得到了很大程度的擴張。 并且,數控機床可以完成許多傳統工藝不能完成的工作任務,例如結構復雜,精確度高的零件和類型多變的零部件等。 數控機床可以在最短的時間內,完成需求者交給的各類零件加工任務,以此最好地滿足需求者的要求。在使自身得到發展的同時,促進機械制造行業的發展。 正是因為這種需求性與發展性,數控機床在經濟高速發展的今天,前途一片光明。
數控機床在發展過程中存在的問題
雖然,數控機床的發展前景很好,并且社會的實際需求量也很大,但在數控機床的發展過程中還是存在著這樣那樣的問題,下面,就數控機床在發展過程中存在的問題作出幾點分析,主要問題如下:數控化的數控水平低:雖然我國的數控機床的發展與以往相比已經顯得十分繁榮,但與現今發達國家的數控機床發展水平相比,還有許多不足之處。 就目前的調查結果顯示,我國現在數控化比例在總生產產值中還不足三分之一,消費值中的數控比例不足二分之一,而與此同時,發達國家的比例數值高達十分之七左右。 更為人擔憂的是,高級的數控機床和數控機床的配套零件等,我國還只能依賴于進口,達不到自己生產的水平。 我國生產的數控機床在 21 世紀初可以達到七百種左右, 達到了當時數控機床類型的二分之一,而在這七百多種當中,有一半左右都屬于經濟型的數控機床。 就此來看,我國的數控化水平還相對低下。數控機床的產品水平相對不高:雖然數控機床具有精度高的優勢,但在實際的生產過程中,我國的數控機床產品的精度并不能達到理想的要求。 只有一小部分的產品可以達到國際規定的生產精度標準。 首先是使用者對于數控機床的數控車床刀架等設施不放心,數控機床的定位精度水平還有待提高。 其次,我國的數控機床在主體結構方面以及數控機床的整體工作性能還有著發展空間。 以 MTBF 舉例說明,所謂 MTBF 是指一個電器設備的平均不發生故障的工作時間,國際對于數控機床的 MTBF 的要求值為800 小時, 而我國的數控車床加工中心的 MTBF 只能達到 500 小時 ,這還只是少數,并不是全部。功能部件在發展過程中存在的問題:數控系統,數控刀架,轉臺,刀庫和機械手等都屬于數控機床的數控功能部件。 這些功能部件的技術水平高低,工作性能的好壞等都關系著數控機床的整體工作性能與水準。 與數控機床的整個發展速度相比較,數控機床的功能配件發展相對滯后。 這樣的發展趨勢十分嚴峻,因為數控機床的功能部件不能得以優良的發展,就會造成數控機床整體水平的下降。 影響到整個數控機床行業的行業競爭力。 我國自己生產的功能部件的級別較級,而且生產分散,不能形成產業規模,成本費用的花銷也不低。 但是依賴進口的功能部件價格又非常昂貴,這就使得數控機床的整體價格升高,國內的數控機床行業也就喪失了價格方面的優勢。數控機床在應用技術方面的問題:在數控機床的應用方面,我國的水平還遠不及國外發達國家。 國外的數控機床遠程服務技術已經達到了普及的水平,而我國關于這方面的技術卻還在探索之中。 國外的數控機床可以做到硬切削,干切削,而國內的數控機床而不能,諸如此類的例子還有很多,這無疑證明了我國數控機床在應用技術方面的缺陷。
數控機床發展的策略
我國的數控機床行業在發展過程中存在著以上所闡述的各類問題,這些問題無疑阻礙了數控機床行業向更好方向發展的進程,下面針對以上幾點問題的解決方案作出以下建議:
數控機床技術的開發:數控機床技術的落后是阻礙其行業發展的根本原因,相關企業應當把技術改革與創新放在企業發展的核心位置。 可以定期安排企業內部的專業技術人員到國內頂級的企業去參觀學習,有條件的企業可以安排專業技術人員到發達國家培訓學習,引進外國的先進技術,使數控機床技術在根本上得以改進。提高數控機床產品的整體質量:各數控機床生產單位應當增強社會責任心,為所生產的數控機床產品的質量所好關,不讓一件不合規格的產品注入到市場當中,以此來減少影響數控機床產品整體質量的因素。提高功能部件的質量:功能部件作為數控機床的基礎組成部分, 其質量水平相當重要。各生產廠家應當以提高功能部件的精度,可靠性為目標,為社會生產讓人放心的產品。
關鍵詞：數控機床；故障檢測；維修
中圖分類號：TG659 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）30-0070-02
最早出現的數控機床是1952年美國麻省理工學院與美國帕申斯公司合作研發的立式數控銑床；隨后在1954年美國本德可斯公司研發了世界上第一臺工業數控機床，發展到今天的數控機床已是第六代。數控機床向著高效、快速、精確和可靠的方向不斷發展。我國的數控機床研究始于20世紀50年代末，經過幾代人的不懈努力，我國的數控技術有了很大的進步，在國際市場上有了一定的競爭力。數控機床自身的設計缺陷以及可能出現的意外故障，使得數控技術的應用尤其的重要，數控機床的故障檢測和維修成為人們關注的焦點。
1 數控機床出現故障的原因
1.1 數控機床自身的設計缺陷
雖然數控機床具有結構簡單、生產成本低和技術成熟的優點，但是也存在一些自身的設計缺陷。
1.1.1 當今世界大部分國家使用的數控機床所采用的都是不具備通用性的CNC系統。由于CNC系統不具備通用性，增加了數控設備維修保養的投入，使數控系統更新慢，在一定程度上限制了CNC數控系統的持續開發，使用周期長，不能順應數控產品科技進步的趨勢。
1.1.2 數控機床各控制系統之間的相互操作性很差，完成系統集成的難度很大；操作方法不一樣增加了企業對員工的培訓費用。
1.1.3 CNC數控技術采用封閉式的設計理念，出現故障只能由生產廠家進行維修，維修周期長且費用高。
1.2 數控機床機械部件故障
進給傳動系統、主傳動系統、箱體、回轉工作臺、底座和刀具交換裝置共同構成了數控機床的機械部件。底座和箱體屬于支撐部件，一般情況下工作狀態穩定，很少出現故障；回轉工作臺和刀具交換裝置具有自我診斷功能，不會出現大的故障；最容易出現意外故障的就是進給傳動系統和主傳動系統。
連接件、導軌、軸承和滾珠絲桿螺母屬于進給傳動系統；而主傳動系統包括主軸、軸承和傳動齒輪。進給系統容易出現滾珠絲杠噪聲和導軌移動部件運動不良的故障現象；主傳動系統容易出現主軸噪聲和主軸發熱的故障現象。
2 數控機床檢測原則
2.1 由表層到內部
數控機床故障通過機床機械部件發生異響、電路出現火花和燒焦氣味等表層的現象反映出來，維修人員對數控機床的檢修要從表層出現的問題著手，進行深入的檢查研究，并找出故障發生的環節。維修人員根據故障出現的表層現象縮小排查的范圍，逐一檢查可能出現問題的部件。
2.2 保持冷靜
數控機床出現故障時，維修人員要保持冷靜，不可以出現慌張不知如何處理的情況，也不能盲目地進行數控機床的維修。維修人員在對數控機床進行檢修之前，一定要詳細詢問數控機床操作人員數控設備出現故障的經過、故障發生后的狀態以及當時的操作流程。維修人員檢修時一定要記得關閉數控設備的電源以防出現意外事故，確認無危險后才可以進行通電后的檢測。維修人員要熟練掌握數控機床說明書的內容，了解數控設備的各種運行機制。
2.3 遵照檢修順序
雖然數控機床的自動化程度很高，但仍屬于機械加工設備，機械部件出現故障的頻率比較高，且容易察覺，維修人員在進行檢修時先檢查機械部件，再進行數控部分的檢測。數控機床出現的故障較多，復雜多變時，要先解決簡單的故障問題，簡單問題的排除在一定程度上可以降低復雜故障的難度系數，對解決復雜故障有很大的幫助。
2.4 操作規范化
維修人員在進行數控機床的檢修時，維修的操作步驟一定要符合要求，不可私自更改。元器件的拆換要科學、合理，不可憑自己的主觀想法私自更換，降低器件的使用效率。拆卸元器件時要使用專門的吸錫器或者吸錫繩，不可以強行硬取。在拆線路板時一定要記清楚線路板的位置、對應的電纜序號以及固定線路板的螺絲位置；線路板的焊接不可以破壞整體的阻焊膜，只允許刮開焊接點的阻焊膜；線路板上的印刷線路不可隨意切斷，印刷線路比較密集，容易誤切其他的線路；測量線路的組織時需使用紅、黑表筆，并將阻值大的數據作為參考。
3 數控機床故障檢測具備的條件
3.1 技術人員
數控機床故障檢測和維修的效率和質量與數控機床維修人員的自身素養和專業技能有著密切的聯系。數控機床的維修人員的知識面要非常的廣，不僅精通機械維修方面的知識，還要掌握計算機技術和自動化技術等相關方面的知識；強烈的責任心和良好的職業道德修養是數控機床維修人員必不可少的；數控維修人員定期地接受技術培訓，并通過實踐不斷地尋找科學、合理的診斷技能和手段；維修人員要熟練掌握各種數控機床維修過程中各項儀器和工具的功能和使用方法，在實踐中充分借助各種儀器和
工具。
3.2 物質資源
企業要備有數控機床的各種專用和通用的設備零件，當數控機床出現機械部件故障時，保證有替換的設備零件；數控機床的檢測儀器要及時地更新，維修工具準備齊全，并定期進行檢查，及時補備數控機床維修需要的維修工具；利用筆記本電腦對數控系統進行操作和控制，并在電腦中保存維修軟件的備份；數控機床的使用說明書等各種資料保存完好，建立數控機床的使用和維修檔案，并要求工作人員如實地填寫記錄。
4 數控機床故障檢測的方法
數控機床故障的檢測方法主要有以下六種：
（1）觀察法。數控機床的維修人員通過觀察故障發生時產生的火花和刺激性的氣味，判斷發生故障的部件，并采取相應的措施進行驗證。
（2）借助數控系統自身的軟件報警功能。數控機床操作過程中出現的故障會及時地反映在操作系統的控制面板上，維修人員根據控制面板指示燈的指示找出故障，查看出現故障的原因，及時維修。
（3）借助數控系統自身的硬件報警系統。數控機床的內部裝有許多的硬件報警設備，設備運行的過程中要注意各種硬件報警裝置的運行情況，保證設備正常的使用，以便出現故障時及時找到問題根源。
（4）參數檢查法。在設計數控系統時技術專家對相關的各項數據進行了明確的規定，數控機床的運行數據必須控制在一定的范圍之內，否則將會導致數控機床出現故障。數控機床維修人員在對數控機床故障進行檢測時，利用數控機床資料提供的相關參數可以很快地找出問題的
源頭。
（5）故障樹研究法。故障樹采用圖形化的方式將數控機床內部故障和外界環境之間的相互關系生動地呈現出來，使維修人員可以快捷地找到問題所在。故障樹的底端是引發其他事件發生的底事件，頂端為維修人員研究分析的目標，中間為導致故障發生的故障事件和成功事件。故障樹具有很強的邏輯性，便于對整個數控系統進行分析
研究。
（6）專家判斷法。采用基于人工智能技術專家系統，解決數控機床運行過程中出現的高難度且專業性很強的
問題。
5 結語
國際化生產的發展使數控技術向工業領域的滲透速度越來越快，在國民經濟中的地位也在不斷提高。數控機床故障的檢測和維修技術將會是一個專業性、冷僻的領域，需要維修人員借助計算機技術的幫助不斷地進行探索。信息技術的發展將會推動數控機床的故障檢測和維修技術邁向一個新的高度，數控機床的運行更加的高效，信息的處理水平不斷提高，采集的信息更加精確。數控技術的飛速發展要求數控操作人員具備專業的技術技能和高素質，企業需要培訓數控操作人員的專業技能，讓數控維修人員及時掌握新知識和數控機床故障診斷的新方法，促進數控技術更好地發展。
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科學技術的發展，對機械產品提出了高精度、高復雜性的要求，而且產品的更新換代也在加快，這對機床設備不僅提出了精度和效率的要求，而且也對其提出了通用性和靈活性的要求。數控機床就是針對這種要求而產生的一種新型自動化機床。數控機床集微電子技術、計算機技術、自動控制技術及伺服驅動技術、精密機械技術于一體，是高度機電一體化的典型產品。它本身又是機電一體化的重要組成部分，是現代機床技術水平的重要標志。數控機床體現了當前世界機床技術進步的主流，是衡量機械制造工藝水平的重要指標，在柔性生產和計算機集成制造等先進制造技術中起著重要的基礎核心作用。因此，如何更好的使用數控機床是一個很重要的問題。由于數控機床是一種價格昂貴的精密設備，因此，其維護更是不容忽視。
一、數控機床
1.數控機床的特點
(1)具有高度柔性
在數控機床上加工零件，主要取決于加工程序，它與普通機床不同，不必制造、更換許多工具、夾具，不需要經常調整機床。因此，數控機床適用于零件頻繁更換的場合。也就是適合單件、小批生產及新產品的開發，縮短了生產準備周期，節省了大量工藝設備的費用。
(2)加工精度高
數控機床的加工精度，一般可達到0.005～0.1mm，數控機床是按數字信號形式控制的，數控裝置每輸出一個脈沖信號，則機床移動部件移動一個脈沖當量（一般為0.001mm），而且機床進給傳動鏈的反向間隙與絲杠螺距平均誤差可由數控裝置進行補償，因此，數控機床定位精度比較高。
(3)加工質量穩定、可靠
加工同一批零件，在同一機床，在相同加工條件下，使用相同刀具和加工程序，刀具的走刀軌跡完全相同，零件的一致性好，質量穩定。
(4)生產率高
數控機床可有效地減少零件的加工時間和輔助時間，數控機床的主軸轉速和進給量的范圍大，允許機床進行大切削量的強力切削，數控機床目前正進入高速加工時代，數控機床移動部件的快速移動和定位及高速切削加工，減少了半成品的工序間周轉時間，提高了生產效率。
2.數控機床使用中應注意的事項
使用數控機床之前，應仔細閱讀機床使用說明書以及其他有關資料，以便正確操作使用機床，并注意以下幾點：
(1)機床操作、維修人員必須是掌握相應機床專業知識的專業人員或經過技術培訓的人員，且必須按安全操作規程及安全操作規定操作機床；
(2)非專業人員不得打開電柜門，打開電柜門前必須確認已經關掉了機床總電源開關。只有專業維修人員才允許打開電柜門，進行通電檢修；
(3)除一些供用戶使用并可以改動的參數外，其它系統參數、主軸參數、伺服參數等，用戶不能私自修改，否則將給操作者帶來設備、工件、人身等傷害；
二、數控機床的維護
數控系統是數控機床的核心部件，因此，數控機床的維護主要是數控系統的維護。數控系統經過一段較長時間的使用，電子元器件性能要老化甚至損壞，有些機械部件更是如此，為了盡量地延長元器件的壽命和零部件的磨損周期，防止各種故障，特別是惡性事故的發生，就必須對數控系統進行日常的維護。概括起來，要注意以下幾個方面。
1.制訂數控系統日常維護的規章制度
根據各種部件特點，確定各自保養條例。如明文規定哪些地方需要天天清理（如CNC系統的輸入／輸出單元——光電閱讀機的清潔，檢查機械結構部分是否良好等），哪些部件要定期檢查或更換（如直流伺服電動機電刷和換向器應每月檢查一次）。
2.應盡量少開數控柜和強電柜的門
因為在機加工車間的空氣中一般都含有油霧、灰塵甚至金屬粉末。一旦它們落在數控系統內的印制線路或電器件上，容易引起元器件間絕緣電阻下降，甚至導致元器件及印制線路的損壞。有的用戶在夏天為了使數控系統超負荷長期工作，打開數控柜的門來散熱，這是種絕不可取的方法，最終會導致數控系統的加速損壞。正確的方法是降低數控系統的外部環境溫度。因此，應該有一種嚴格的規定，除非進行必要的調整和維修，不允許隨便開啟柜門，更不允許在使用時敞開柜門。
3.定時清掃數控柜的散熱通風系統
關鍵詞：數控機床 實踐教學 理念創新 策略分析
中圖分類號：G420 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）05（a）-0138-01
縱觀現代制造技術的發展，集成科技對于數控技術的推動作用不容忽視。無論是微電子技術還是自控監測技術都對數控機床的發展產生了積極而深遠的影響，這對國內機械制造業的整體水平提升意義重大。機械制造作為國民經濟的支撐產業，與當前國防建設領域休戚相關，數控技術人才的培養更是從實用性角度提升了人才的市場競爭優勢。由此可見，關于數控機床的實踐教學開設是極為重要且有必要的。學生在數控技術方面實際操作水平的提高依賴于實踐課程的開展，同時實踐教學過程也能夠讓學生更好地接觸到數控機床的實訓內容，為今后的崗位工作打下扎實的實踐基礎。實踐教學同時也需要理論教學作為支撐，這一點也應當引起實踐教學人員的足夠重視。
1 我國數控機床實踐教學的主要內容與實施現狀
實踐教學內容在我國數控教育領域的滲透無疑是對機械控制技術的有效補充，這對今后數控技術的發展影響深遠。伴隨當前數控機床實踐教學課程的深入開展，必將為我國數控技術領域儲備和輸送更多的專業型技術人才，進而推動國內機械制造水平的不斷提升。人才進步與科技創新密切相關，實踐技能的提升必定能夠推動數控產業朝著更加高速發展的方向邁進。實踐教學至關重要，然而當前我國數控機床在實踐教學過程中涌現出的一系列問題也是不容忽視的。
1.1 數控機床實踐教學的主要內容
關于數控機床的實踐教學主要是培養學生基本的調適與應用能力，能夠在基礎操作中理解必要的數控機床管理與維護知識，并且在此基礎之上利用各種調適技術來實現對模擬編程信息的有效分析。一般實踐教學課程由數控機床操作和仿真實驗兩部分組成，其中以實驗課作為實踐教學的核心內容。具體教學內容方面，實踐課程大致涵蓋了三個方面的主要內容：（1）數控機床的基本操作原理與組成結構；（2）數控機床的具體操作步驟；（3）數控機床的編程與實踐操作環節。
1.2 實踐教學中存在的問題分析
數控機床實踐教學過程中存在的問題主要表現為四大方面：其一，實踐教學硬件設施不夠到位。數控機床實訓基地的建設需要大量的資金和技術投入，無論是其中的教學設備還是基礎設施建設都與成本密切相關。然而出于經濟目的考慮不少學校在實訓建設領域僅僅依靠一些陳舊的數控設備，自然影響到實踐教學質量的提高。其二，實際操作過程失誤頻頻發生。學生對于實踐教學充滿好奇心，因此在操作過程中并沒有認真聽取教師建議，導致設備事故頻發。其三，安全問題令人揪心。不少學生在實踐教學過程中擅自將身體置于防護欄之外，嚴重忽視了實踐教學中最為重要的安全問題。其四，不夠規范的實踐操作和設備應用。數控機床的操作及編程問題需要嚴格遵守必要的程式化規定，這也是當前實踐教學過程中所缺少的。
2 優化數控機床實踐教學效果的策略探討
從當前數控機床實踐教學過程中存在的諸多問題我們不難分析，提升實踐教學課程的實施效果不僅需要從實訓基地的建設角度出發，更需要在實驗課中積極培養學生的編程操作能力以及數控機床相關的保養維護能力，以此來提升實踐課程的教學效率與實施效果。隨著現代機械制造業的發展傳統手工制造業正逐漸被完全取代，以機電一體化為主要特征的數控技術發展備受關注，這不僅由于它集結了計算機技術、程序編纂技術以及數控網絡技術等多方面內容，同時這些技術本身也象征著社會的進步和科技的發展。針對當前數控機床實踐教學中存在的種種弊端，筆者認為可從以下幾方面加以改善：
第一，注重數控機床實訓基地的建設，加大資金投入，定期對實訓設備進行必要保養與維護。實踐教學的環境建設尤為重要，這不僅是數控機床實踐教學效果的重要保證，同時也是培養學生實踐創新意識的關鍵路徑。
第二，重視理論知識與實踐技能的共同提升，力求最大程度降低實踐教學過程中意外事故的發生概率。數控機床實踐教學其目的旨在讓學生直接接觸到現代機械制造業的發展水平，能夠通過實踐操作過程來提升自身對于數控領域的了解，進而積累必要的數控實訓知識。
第三，重視數控機床實踐教學過程中的安全意識引導。實踐教學應從基本的實驗室規章制度出發，引導學生積極遵守必要的設備操作規范，堅持做到緊跟教學思維，不做與實踐教學無關的事情。此外，堅決不可將身體部位置于機床范圍之內，檢查自我防護眼鏡佩戴情況，重視自我人身安全的保護。
第四，從理念創新角度提升實踐教學的效果。數控機床的實踐教學不應僅僅被約束在學校教學范圍之內，而應讓學生在深入企業實際了解的同時提升自我實踐認知，甚至讓學生在實際崗位操作中加深對實訓內容的理解。值得注意的是，嚴格遵守必要的實踐操作規定是體現實踐教學宗旨的根本前提。
3 結語
在當前生產現代化手段的輔助下，數控技術的發展基本實現了生產過程的自動化，然后目前國內關于數控機床專職管理和控制的人才數量卻遠遠難以滿足市場的實際發展需求，具備實踐創新能力的數控技術人才成為了打開當前市場就業缺口的有效途徑。數控機床實踐教學從學生現有的理論知識出發，注重對學生實際動手能力和合作探究能力的培養，這不僅夯實了學生既有的數控知識結構，從就業發展角度來看也與今后的數控方向人才發展需求相吻合。實踐教學課程以實驗課為主，側重學生操作技能與編程能力的發展，然而由于設備資金消耗過高，因此各級院校在實踐教學成本投入方面還有待加強。此外，還應重視實踐知識的分層灌輸，考慮到學生的實際接受能力，能夠切實讓學生感受到實踐教學的樂趣，達到最佳的實踐教學效果。最后，數控機床實踐教學基地建設也至關重要，它是實踐課程教學質量的重要保障。
參考文獻
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關鍵詞：數控機床 液壓設備 故障 維修方法
中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）03（c）-0068-01
數控機床液壓設備主要是由機械、液壓、電氣以及相關的儀表等裝置組合而成的，而液壓設備的故障分析也是由上述幾個方面因素影響的，由于液壓系統內部的情況是看不到的，所以很難直觀的判斷出設備產生故障的原因，所以要求相關的維修人員要具備分析故障的原因，準確的判斷故障部位的能力，及時找出故障的原因。
1 數控機床液壓設備故障的特征
1.1 數控機床液壓設備初調試階段
一般情況下，數控機床液壓設備在調試階段的故障率是最高的，而且所存在的問題也是非常的復雜，這時液壓設備的特征是設計、安裝以及相關的管理問題都是聯系在一起的，一般的液壓設備較為常見的故障有：（1）數控機床液壓設備中的接頭或者連接處外泄情況，這是數控機床較為常見的故障之一，這一故障始終困擾著機床液壓設備；（2）數控機床液壓設備的運行速度不穩定，這一情況會影響到液壓設備的設備元件；（3）數控機床液壓設備中的某些閥類元件會有漏裝的情況，有的時候還會導致管道連接錯誤；（4）數控機床液壓設備在設計的時候有一些不當的地方，工作人員在液壓元件的選擇上也會出現一定的錯誤，使得液壓設備出現發熱的情況，位置精度達不到相應的要求，針對這一類問題只有一個解決辦法，就是在接觸這類問題的時候，工作人員要做到耐心、慎重、謹慎。
1.2 定型設備調試階段的故障特征
定型設備在調試的時候出現故障的效率是很低的，這樣設備的特征主要是由于管理不良造成的，有的時候也會有安裝不小心的情況出現，主要表現有：（1）數控機床定型設備的外部有泄漏的情況；（2）設備在運行的時候，壓力不是特別的穩定，系統各個元件之間的配合不是特別的靈活；（3）定型設備中的液壓元件以及管道內部聚集了污染物，從而影響了整體設備的正常運行；（4）定型設備液壓元件的加工質量很差，設備的閥芯動作不是特別的靈活，如果掌握好這一故障，那么調試起來就更加的順利。
1.3 數控機床液壓設備運行之初的液壓故障
數控機床液壓設備運行之初出現的液壓故障有：設備管接頭有振動脫落的情況，設備中有少數密封元件的質量較差，短期內就會出現損壞的情況，最終造成漏油。還有一種情況就是設備中因為負荷率高或者受到外部環境的影響，使得設備油箱內油溫逐漸升高，從而引起泄漏和設備整體速度不穩定等情況。
1.4 數控機床液壓設備運行中期的故障
數控機床液壓設備在運行中期的時候，由于各個液壓元件之間的差異，設備中容易損壞的元件在正常運行的時候就有可能出現磨損，所以相應的故障率也會呈現出上升的趨勢，使得設備中泄漏量增加，設備效率也會出現較為明顯的降低，此時工作人員要對液壓設備和相應的液壓元件進行全方面的檢查，對那些有缺陷的液壓元件進行修護，對那些已經損壞的元件要及時的進行更換。
2 數控機床液壓設備故障診斷的步驟和方法
2.1 數控機床液壓設備故障診斷的步驟
（1）首先要熟悉數控機床液壓設備的資料和相關的性能。因為在查找故障原因之前，工作人員要詳細的了解數控機床液壓設備的性能，只有熟悉設備性能之后才能夠準確的查找出設備的工作原理以及相關的運行要求。
（2）還要對數控機床液壓設備的現場進行觀察。在設備現場了解詳細的情況之后，如果此時的設備能夠運行的話，工作人員可以現場啟動一下設備，親自操作一下相關關鍵的部分，仔細觀察故障現象，查看漏油情況。
（3）查閱相關的資料檔案。工作人員可以查閱數控機床液壓設備的相關技術檔案，和本次故障進行對比，看看之前是否有此類故障現象，是之前就出現的故障還是新出現的故障，做到有效的預防。
2.2 故障診斷的方法
數控機床液壓設備在長期的使用過程中，逐漸的歸納出了屬于自己的故障診斷方法，目前最為常用的也是最快速的維修方法就是六看六問四聽四摸故障診斷方法。
六看：一是看設備的運行速度，主要看的是數控機床液壓設備在運行的時候，運行速度有沒有什么變化和異常現象出現。二是看液壓設備中各個測壓點的壓力值的大小，壓力值有沒有較大的波動。三是看設備油箱中的油液情況，看油液是否清潔，油的質量是否滿足相應的要求，油的表面是否有泡沫出現。四是看設備的泄漏情況，這里所說的泄漏主要是指設備液壓管道的各個接頭處，液壓缸端蓋處是否有滲漏、滴漏等現象出現。五是看設備的振動情況，六是看設備生產出的產品質量，以此來判斷設備在運行時候的真實工作狀態。
六問：一是問數控機床液壓設備的工作是否處于正常的狀態，液壓泵有沒有異常情況。二是問液壓油更換的時間。三是問設備在發生事故之前調壓閥有沒有被調節過。四是問設備在發生事故之前液壓元件有沒有被更換過，五是問設備在發生事故的前后液壓系統在工作的時候有沒有出現什么異常的現象，六是問設備在之前出現過哪些故障，當時的排除方法是什么。
四聽：一是聽設備的聲音，先聽一下數控擊穿液壓設備液壓泵在工作時候的噪聲是否過大。二是聽設備的沖擊聲，聽液壓缸活塞是否有撞擊缸低的聲音。三是聽設備的泄漏聲，四是聽設備液壓泵在運轉的時候是否有敲打的聲音。
四摸：一是摸設備外表的溫度，設備油箱的外壁以及閥體外表的溫度，查找出溫度過高的原因。二是摸設備部件和管子的振動，如果出現高頻振動的話，就要及時的進行相關的檢查。三是摸設備在低速運行的時候，檢驗一下工作臺有沒有爬行的現象。四是摸設備部件的松緊程度，檢驗螺絲釘的松緊程度。
此外，可以建立一個獨立的故障檔案系統，故障檔案是建立在設備維修的基礎上，以真實的記錄為依據，故障檔案對于設備運行來說是非常重要的，故障檔案可以根據產生故障的原因進行相應的管理，制定相關的章程，還能夠根據容易出現故障的部位，制定完善的維修計劃。通過上訴的方法就可以迅速的解決數控機床液壓設備的維修。
參考文獻
[1] 武蘊馥.淺談機床液壓系統的常見故障及檢查方法[J].機床與液壓，2006（6）.
【論文摘要】：數控技術是用數字信心對機械運動和工作過程控制的技術。數控技術的應用不但給傳統制造業帶來了革命性的變化，更使制造業成為工業化的象征。
數控機床是集高、精、尖技術于一體，集機、電、光、液于一身的高技術產物。具有加工精度高、加工質量穩定可靠、生產效率高、適應性強、靈活性好等眾多優點，在各個行業受到廣泛歡迎，在使用方面，也是越來越受到重視。但由于它是集強、弱電于一體，數字技術控制機械制造的一體化設備，一旦系統的某些部分出現故障，就勢必使機床停機，影響生產，所以如何正確維護設備和出現故障時能及時搶修就是保障生產正常進行的關鍵。
1.數控機床的維護
對于數控機床來說，合理的日常維護措施，可以有效的預防和降低數控機床的故障發生幾率。
首先，針對每一臺機床的具體性能和加工對象制定操作規程建立工作、故障、維修檔案是很重要的。包括保養內容以及功能器件和元件的保養周期。
其次，在一般的工作車間的空氣中都含有油霧、灰塵甚至金屬粉末之類的污染物，一旦他們落在數控系統內的印制線路或電子器件上，很容易引起元器件之間絕緣電阻下降，甚至倒是元器件及印制線路受到損壞。所以除非是需要進行必要的調整及維修，一般情況下不允許隨便開啟柜門，更不允許在使用過程中敞開柜門。
另外，對數控系統的電網電壓要實行時時監控，一旦發現超出正常的工作電壓，就會造成系統不能正常工作，甚至會引起數控系統內部電子部件的損壞。所以配電系統在設備不具備自動檢測保護的情況下要有專人負責監視，以及盡量的改善配電系統的穩定作業。
當然很重要的一點是數控機床采用直流進給伺服驅動和直流主軸伺服驅動的，要注意將電刷從直流電動機中取出來，以免由于化學腐蝕作用，是換向器表面腐蝕，造成換向性能受損，致使整臺電動機損壞。這是非常嚴重也容易引起的故障。
2.數控機床一般的故障診斷分析
2.1檢查
在設備無法正常工作的情況下，首先要判斷故障出現的具置和產生的原因，我們可以目測故障板，仔細檢查有無由于電流過大造成的保險絲熔斷，元器件的燒焦煙熏，有無雜物斷路現象，造成板子的過流、過壓、短路。觀察阻容、半導體器件的管腳有無斷腳、虛焊等，以此可發現一些較為明顯的故障，縮小檢修范圍，判斷故障產生的原因。
2.2系統自診斷
數控系統的自診斷功能隨時監視數控系統的工作狀態。一旦發生異常情況，立即在CRT上顯示報警信息或用發光二級管指示故障的大致起因，這是維修中最有效的一種方法。近年來隨著技術的發展，興起了新的接口診斷技術，JTAG邊界掃描，該規范提供了有效地檢測引線間隔致密的電路板上零件的能力，進一步完善了系統的自我診斷能力。
2.3功能程序測試法
功能程序測試法就是將數控系統的常用功能和特殊功能用手工編程或自動變成的方法，編制成一個功能測試程序，送人數控系統，然后讓數控系統運行這個測試程序，借以檢查機床執行這些功能的準確定和可靠性，進而判斷出故障發生的可能原因。
2.4接口信號檢查
通過用可編程序控制器在線檢查機床控制系統的接回信號，并與接口手冊正確信號相對比，也可以查出相應的故障點。
2.5診斷備件替換法
隨著現代技術的發展，電路的集成規模越來越大技術也越來越復雜，按常規方法，很難把故障定位到一個很小的區域，而一旦系統發生故障，為了縮短停機時間，在沒有診斷備件的情況下可以采用相同或相容的模塊對故障模塊進行替換檢查，對于現代數控的維修，越來越多的情況采用這種方法進行診斷，然后用備件替換損壞模塊，使系統正常工作，盡最大可能縮短故障停機時間。
上述診斷方法，在實際應用時并無嚴格的界限，可能用一種方法就能排除故障，也可能需要多種方法同時進行。最主要的是根據診斷的結果間接或直接的找到問題的關鍵，或維修或替換盡快的恢復生產。3數控機床故障診斷實例
由于數控機床的驅動部分是強弱電一體的，是最容易發生問題的。因此將驅動部分作簡單介紹：驅動部分包括主軸驅動器和伺服驅動器，有電源模塊和驅動模塊兩部分組成，電源模塊是將三相交流電有變壓器升壓為高壓直流，而驅動部分實際上是個逆變換，將高壓支流轉換為三相交流，并驅動伺服電機，完成個伺服軸的運動和主軸的運轉。因此這部分最容易出故障。以CJK6136數控機床和802S數控系統的故障現象為例，主要分析一下控制電路與機械傳動接口的故障維修。
如在數控機床在加工過程中，主軸有時能回參考點有時不能。在數控操作面板上，主軸轉速顯示時有時無，主軸運轉正常。分析出現的故障原因得該機床采用變頻調速，其轉速信號是有編碼器提供，所以可排除編碼器損壞的可能，否則根本就無法傳遞轉速信號了。只能是編碼器與其連接單元出現問題。兩方面考慮，一是可能和數控系統連接的ECU連接松動，二是可能可和主軸的機械連接出現問題。由此可以著手解決問題了。首先檢查編碼器與ECU的連接。若不存在問題，就卸下編碼器檢查主傳動與編碼器的連接鍵是否脫離鍵槽，結果發現就是這個問題。修復并重新安裝就解決了問題。
數控機床故障產生的原因是多種多樣的，有機械問題、數控系統的問題、傳感元件的問題、驅動元件的問題、強電部分的問題、線路連接的問題等。在檢修過程中，要分析故障產生的可能原因和范圍，然后逐步排除，直到找出故障點，切勿盲目的亂動，否則，不但不能解決問題。還可能使故障范圍進一步擴大。總之，在面對數控機床故障和維修問題時，首先要防患于未燃，不能在數控機床出現問題后才去解決問題，要做好日常的維護工作和了解機床本身的結構和工作原理，這樣才能做到有的放矢。
參考文獻
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