時間：2022-03-15 01:41:05
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篇數控機床控制，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。
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2015.21.065
1 數控機床及其控制系統概述
當前，數控技術已經在IT、醫療、輕功、機電等行業內得到了廣泛的應用，并發揮出了重要的作用。可以說，數控機床的出現與應用有力地促進了機電制造業的快速發展。數控機床是集計算機、機床、自動控制、電機以及傳感檢測等技術與設施于一體的自動化生產設備，是一種以“數字量”作為指令信息的機床。一般而言，數控機床控制系統主要包括輸入裝置、CNC裝置、主軸控制模塊、可編程控制器、位置檢測裝置以及主軸伺服裝置等部分組成，其中，可編程控制器（PLC）是數控機床控制“核心”，數控機床操作、使用等都與PLC有著密切的關系。數控機床實際操作時，必須要根據工作條件、生產要求編制相應的加工操作程序，然后將這些“程序”存儲于磁盤、穿孔帶等介質中，系統軟件或者是邏輯電路通過讀取存儲于介質中的“程序指令”，輸出相應的操作控制指令信息，從而使數控機床按照程序所規定的指令運行，完成生產任務。當然，數控機床的正常工作、運行，不能僅僅依靠PLC，而是需要輸入裝置、CNC裝置、主軸控制模塊、可編程控制器、位置檢測裝置以及主軸伺服裝置等所有模塊都能夠正常運行，銜接緊密，這樣，數控機床才能夠順利地完成“指令”所規定的所有動作，促進企業生產目標的順利實現。
2 數控機床控制系統優化設計分析
數控機床控制系統是數控機床正常運行的必要保障，機床類型不同、型號不同，控制系統的優化設計也有所不同，但是，在控制原理、傳動系統、編程控制以及結構布局方面并沒有太大的差別，實踐中，數控機床控制系統優化設計應該重點做好以下幾個方面的工作：
2.1 數控機床控制系統的總體優化與設計
本文中，對數控機床控制系統優化設計的主要目標是實現對數控機床的精準化、“實時化”控制，以支持數控機床高精度任務、多任務操作需要。一般而言，數控機床數控系統設計主要是為了實現機床運行狀態監測功能、加工控制功能、系統自檢功能以及加工參數交互功能等，其中，加工控制功能是控制系統設計的最基本的功能要求，目的就是實現對數控機床三維刀具、輸入/輸出裝置以及驅動電機的有效控制。由于絕大多數數控機床加工運行過程中，鉆頭、刀具等都處于高速運行狀態，為了滿足控制系統在極短的時間內做出正確的控制決策，實踐中常常采用“嵌入式系統”作為控制系統功能開發平臺，比如，基于RT-Linux的開發平臺由于保留了Linux的所有的核心功能，具有強大的調度、管理功能，能夠實現對數控機床操作任務的實時、精確管理。
2.2 數控機床控制系統硬件結構設計
當前，數控機床控制系統大多為“全閉環”控制模式，“全閉環”控制系統屬于一種典型的開放式控制結構，硬件結構設計需要重點做好以下三點：
（1）數據采集卡配置，采集卡的主要功能是接收前端檢測數字量、采集模擬信號，然后利用系統內的相關程序對這些信息進行分析、處理，比如，信息收集、A/D轉換、觸發控制等等，都屬于數據采集系統設置內容;
（2）伺服裝置配置設計，可以使用“電致伸縮器”來調整工件與支架之間的偏差，以解決切削環節工件軸徑過大而引發的誤差問題;
（3）數控機床運動控制器配置，實踐中，常采用“上位機”與“下位機”聯合控制方式，以滿足機床加工對精度、軌跡控制較高的要求;
（4）硬件電路設計，數控機床中的硬件電路是控制系統正常工作、運行的動力系統，比如，機床驅動、信號指令傳遞等等都需要借助于硬件電路系統才能夠實現，數控機床硬件電路系統設計關鍵的是需要設計好電源電路、存儲器電路、PC通信電路、音頻錄入電路、音頻輸出電路等。總之，數控機床硬件系統（結構）設計需要遵循模塊化、標準化的原則，在滿足系統總體功能需求的前提下，兼顧控制系統軟件設計需求，以降低控制系統設計的成本、提高控制系統運行的可靠性與穩定性。
2.3 數控機床控制系統軟件系統設計
就數控機床的運行控制、運行原理來看，軟件系統是數控機床能夠平穩運行的“核心模塊”，因為，所有的操作指令都需要通過軟件系統的控制才能夠實現，比如，操作指令的譯碼、驅動電機的控制、刀具運行軌跡的控制以及運行狀態信息顯示等等都需要借助于軟件系統才能夠實現。其中，基于PLC基礎上的數控軟件加工處理流程是數控機床控制系統軟件設計的關鍵，比如，刀具加工、工件定位等都屬于加工數據處理流程范疇。實踐證明，數控機床控制軟件系統設計需要以“功能模塊”為核心，做好“上位機”與“下位機”設計，比如，對于操作精確度要求較高的數控機床控制系統設計，可以將整個軟件系統放在SIMO―TIOND環境下運行，這樣，“下位機”就可以直接接收來自各個“功能單元”的數據、信息，在此基礎上將數控機床運行狀態、各個功能模塊指令執行情況監測出來，為控制系統的正常運行奠定堅實的基礎。
2.4 數控機床電氣控制系統設計
電氣控制系統設計也是數控機床控制系統硬件設計的重要內容。實踐中，在進行數控機床電氣控制系統設計時，常常將PLC程序設計為低級程序與高級程序兩個部分，前者主要是用來處理控制系統中普通信息以及比較程式化的控制，后者則主要使用處理系統中緊急信號，目的是對數控機床出現的一些突發事件做出相應的應急處置反映，科學設置參數，確保數控機床安全、穩定運行。
總之，數控機床具有斷刀、換刀、工件夾緊、刀位檢測、通信檢測以及通信連接等多項功能，要促進這些功能目標的實現，就必須要做好數控機床的控制系統設計，這對提高機床的開動率、生產率以及數控機床的穩定運行具有重要的意義。
參考文獻：
關鍵詞：閉環控制；數控機床；PID；應用
1引言
在現代化的設備生產中，數控機床的應用變得越來越廣泛，而且對數控機床加工精度和速度的要求也越來越高。為了更高精度、更高自動化水平的控制數控機床的加工，需要在加工過程中加入反饋調節，從而對機床加工過程中的誤差因素進行實時調節，使誤差不會隨時間的延續進行累積，即在數控機床上實施閉環控制。目前，在數控機床上應用閉環控制系統的設備很多，并且這些機床在加工復雜精密零件時取得了很好的效果。本文根據自身實踐經驗和理論研究，對閉環控制在數控機床中的應用理論及具體案例進行了詳細的論述，為閉環控制在數控機床中的應用和推廣提供了有力的技術支撐。
2閉環控制在數控機床中的應用
2.1數控機床中的閉環控制特點
在數控系統中，伺服控制系統必須具備較好的穩定性、動態特性、穩態特性、魯棒性等。在所有的伺服系統中，穩定性是其最根本的要求，系統的穩定性有兩種重要的作用，一是能自動排除外界對系統的干擾，能在有外部干擾的環境下，精確調節定位，二是自動恢復穩定狀態，不管系統處于什么樣的初始狀態，都能夠快速準確的進行定位；在閉環伺服控制系統中，動態特性是其最重要的衡量指標，它主要表現在系統的響應速度和振幅，在通常狀態下，系統的最大振幅就表達這系統的控制精度，振幅越小，精度越高，而系統的響應速度是影響振幅的重要因素，系統的響應速度越快，系統的過渡時間就越小，系統的誤差就越小，控制精度也就越高；穩態特性閉環控制系統的正常工作狀態特性，主要是是指控制系統經過過渡階段后，進入穩定狀態的情況下，其最終輸出的穩態指與預期的穩定指相符合的程度，通常情況下，伺服閉環控制系統會因為自身結構、內部摩擦力、外界干擾等非線性的因素導致系統的實際的穩態值與期望值存在一定的誤差，這種誤差就是穩態誤差，穩態誤差是衡量閉環控制精度的重要指標，而通過加入穩態誤差補償，可以有效的調整伺服控制系統的控制精度和跟蹤速度；魯棒性的主要作用是幫助閉環控制系統控制誤差，其主要特點是在系統的約束條件發生變化時，保持系統自身的功能特性不變，即對于具有較好魯棒性特征的閉環控制系統，即使參數發生了變化，控制自身仍有保持穩定性不變，系統的響應速度和振幅也不會隨參數變化而變化，如魯棒性好的數控機床長期使用造成的機械零件磨損不會導致機床自身誤差的增大。
2.2閉環控制系統中的PID控制技術
PID控制技術是閉環控制中最早發展起來的一門技術，它以算法簡單、可靠性高、調整方便、魯棒性好等優點在工業控制領域廣泛應用，尤其在一些被控對象的結構和參數有一定的不確定性，沒法得到精確的數學模型的情況下，可以采用PID控制技術依據現場調試和經驗確定系統控制器的結構和參數。在實際工程應用中，也有僅采用PI控制和PD控制的控制系統。PID控制技術是一種線性調節技術，它將系統的偏差分為比例、積分、微分三類運算對被控量進行具體的調節。它對速度的調節主要是根據速度指令（rt）與傳感器反饋的回來的實際y（t）進行比較構成控制的偏差e（t），并將此偏差按比例（P）、積分（I）、微分（D）的方式進行線性組合，最終形成控制量u（t）對驅動器進行控制，從而達到對電機速度的精確控制的目的，具體列公式如下：
2.3閉環控制系統在數控機床中的應用
在數控機床的閉環控制系統中，PID控制技術的應用非常廣泛。本文以FANCOi機床為例，其控制器的調試就主要分為比例增益、積分增益、微分增益三個部分，具體調試過程如下：首選將驅動器設置成速度控制模式控制，對便于對伺服驅動器參數進行優化調節。伺服驅動器的調節參數就是比例常數Kp、微分參數Kd和積分參數Ki，根據實踐經驗和現場控制需要，手動對PID的三項控制常數進行具體的調節。首先，確定速度比例增益常數Kp的值。當閉環控制系統安裝完畢后，第一步是對比例增益常數Kp就進行調節，因為在三個增益參數中，比例增益對振幅起到最主要的作用，確定比例參數的值后，再對積分增益Ki和微分增益Kd進行調節，調節比例參數的方式是在對先將積分增益Ki和微分增益Kd設置為零，再從零逐漸增加比例參數Kp的值，觀察伺服電機停止時的振蕩情況以及電機轉速的忽快忽慢現象，如果隨著Kp值的增加，系統產生振蕩現象，就降低Kp值，消除振蕩，穩定轉速，從而初步確定Kp的值。在確定Kp的值后，保持Kp不變，從零逐漸增加系統的積分增益常數Ki的值，觀察積分增益的效應現象，當積分增益參數超過臨界值后就會導致控制系統的振動不穩定，這時將Ki值進行回調，消除振蕩，穩定轉速，此時的Ki值就是初步確定的控制系統參數。最后，對控制系統的微分增益進行具體的調節。微分增益的調節可以有效的降低控制系統的振幅，它的主要工作原理是對系統進行預先控制，就是在系統的振蕩發生之前對其進行校正，在實際調節時，從零開始逐步增加Kd的值，從而改善旋轉速度的穩定性。
3結論
本文根據自身實踐和理論研究，對伺服閉環控制系統的特點進行了論述，并對PID控制技術的原理以及實際生產中的參數調節方法進行了具體的闡述，不僅為閉環控制技術在數控機床中應用提供了有力的技術支撐，也為閉環控制系統在數控機床中的推廣應用提供了有效的理論依據。
參考文獻：
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關鍵詞 數據機床；電器控制；改進
中圖分類號：TG659 文獻標識碼：A 文章編號：1671—7597（2013）042-118-01
1 數控機床的電子控制概述
在科技高速發展的今天，數控機床廣泛應用于各個現代化的工廠當中，而作為機床的電氣控制系統是整個現代機床不可或缺的一部分，它是以電氣為主的一個控制系統，我們可以這樣理解，電氣控制系統的性能決定了整個機床的性能，如果電氣控制改進了，那么整個機床的加工效率、傳送效率也會隨之大幅度的改進。電氣控制可以將一些諸如計算機技術、電子技術、自動控制技術、測量技術等等學科融入其中，特別是在今天，計算機技術應用于各個領域，電氣控制系統的改進在整個機床設備的性能提升上起到了決定性的作用。
2 數控機床電子控制的發展
數控機床電子控制的發展主要指的是三個系統的發展，分別是邏輯控制系統的發展、連續控制系統的發展和混合控制系統的發展。邏輯控制系統主要經歷了手動控制到自動控制的改變，在整個發展的工程中邏輯控制系統逐步走向機械自動化；連續控制系統的特點就是精度高、功率高、同時具有很強的抗干擾能力，未來的發展方向會是精度、功率更高，同時面對更多外來干擾具有更高的防御能力；混合控制系統的發展方向主要是將會更好的運用計算機來進行專業的數字控制，通過一些專門的設備來實現機床的工作。
3數控機床的電氣控制改進
我們都知道數控加工機床它最大的特點是可以非常方便的進行移位和移動的加工，這樣機床就可以進行大型工件的加工，這樣才能滿足工廠當中的各種要求，就現在各個工廠中的機床來看，如果是固定的機床那么就沒有辦法去完成大型工件的加工，現在一些工廠的大型工件的重量甚至可以達到上百噸，如此大的工件想要在加工的過程中進行翻身是非常困難的，所以就會降低了整個加工的工作效率，為了解決這一問題，工廠所采用的方式就是利用組合式機床。組合式機床組成部分有床身導軌、主軸箱、立柱等等，它的電氣控制設計部分是由工廠進行自主設計，經過了幾次改進、不斷的進行完善，最后投入使用。
3.1 數控機床的電氣柜部分設計
數控機床的電氣柜部分的組成主要是有兩部分組成，分別是一臺的歐姆龍PLC以及兩臺的LG變頻器。其中主軸電機是由容量為十八點五千瓦的變頻器所進行控制的，其他另外幾個電機，例如主軸箱中的走刀以及上下快速這兩個電機是由五點五千瓦變頻器，靠著接觸器進行不斷切換來進行控制的。如果控制柜和操作站之間的控制電纜數量過多，就會產生一些問題，所以整個電纜的控制所采用的是一個總線傳輸的方法，控制柜同機床的分線盒之間同手控操作站之間采用的連接方式是運用插頭，這樣移動起來就會非常方便。在數控機床的電氣柜門上安裝了用來顯示電機轉速的顯示表，為了方便控制主回路電源同時安有電源的控制按鈕。在接觸器和PIE兩個器件中間會有輕微的繼電器的過渡控制，這樣做的目的是保護歐姆龍被燒毀。在電氣柜中的電路還有空開、變壓器、接觸器等等多重的保護。
3.2 歐姆龍PLC的程序設計
在本系統當中所使用的歐姆龍PLC控制器是歐姆龍的CQMIH型，此原件的最主要功能是用來接收電氣柜以外的一些信號，同時對于設備當中的變頻器控制信號以及指示信號進行輸入和輸出。在整個電氣柜上有很多的按鈕及指令信號同控制柜都會有一定的距離，為了解決這一問題，控制器采用的模式是歐姆龍總線鏈接模塊來進行信號同控制柜之間的連接控制，用超過一個芯的電纜將實際操作站當中的模塊同歐姆龍PLC鏈接這兩個模塊進行連接。在系統的軟件方面，整個程序所采用的是Cox—programmer軟件，此軟件的最大的特點是可以實現對各個點的狀態進行實時監控，也就是說更加利于調試。
3.3 數控機床電氣控制變頻器的參數設置
在數控機床的電氣柜內安裝有兩臺變頻器，其中的一臺的主要功能是對主軸進行單獨的控制，另外一臺的功能則是利用接觸器的切換對主軸箱走刀和立柱行走進行控制，兩個變頻器各司其責，這這里為了方便參數的設置，我們將LG變頻器的設置按照不同的功用分成以下的七組參數，分別是兩個功能組、一個驅動組、一個外部組、一個輸入/輸出組、一個選項組、一個應用組，在所有的參數設置上就采用出廠的默認參數，當然如果在實際工作當中可以對部分參數進行相應的改變。
在數控機床工作臺（立柱）同之前所說的主軸箱，它們兩個是具有兩個不同的軸的，系統如果想要保護工作當中所選軸電機可以對不同的都可以適應，選擇了其中的第二個電機功能，為所選的軸進行不一樣的參數設置來進行控制。下面就詳細介紹一下第二個電機參數功能的設置是怎樣進行的：首先要選擇其中任意一個多功能的端口，將輸入/輸出的參數設置好，接著要將這個端口進行激活，在確保輸入/輸出端口是激活的狀態的情況下，可以進行第二電機功能的啟用。接下來進行設置的參數還有電機的加減速時間的設置、電機的轉折頻率設置、V/F方式的設置、正反兩個轉矩的補償設置、對電機的電子熱保護等級（包括有一分鐘和連續兩種方式）的設置、電機的額定電流的設置。我們知道由于整個電氣的工作臺（立柱）進行行走方式主要是進行加工軸的參與，當運行到低速段的時候就會要求轉矩相對較高，這時候我們所選擇的控制方式就會是V/F方式，我們在0到最大的頻率段之間去設置四個不同的電壓值，在第一個位置上所設置的電壓值較高，這樣做的目的就是去提高輸出轉矩。
4 結束語
由于文章的篇幅有限，只對數控機床的電氣控制做了簡單的介紹，我們知道在電氣控制當中兩臺LG變頻器是整個電氣控制的核心部件，所以它的參數設置調整同整個機床的加工性能是密不可分的，兩個變頻器中的一臺會去控制三臺電機，去對應兩個軸。在第二臺電機中最大的功能是我們對其設置各種不同的參數，這樣做的目的是可以將同的電機進行區分和保護。在對工作臺（立柱）的控制方面，對工作臺控制方式設置成了用戶V/F的控制方式，這樣做的目的是對實際加工的需要進行滿足。在歐姆龍PLC當中所采用的方式是總線傳輸，這樣就是最大程度的克服移動的困難。
參考文獻
關鍵詞：數控機床；故障；分析；維修
前言
數控機床已經廣泛應用于現今各行各業的生產中為工業生產的騰飛提供了不小的助力，但是數控機床集成度和自動化程度提高的同時也使得數控機床的復雜性大幅提高，當數控機床出現故障時也對數控機床的維修提出了不小的考驗。本文將在分析數控機床常見故障的基礎上對如何做好數控機床的維修進行分析闡述。
1數控機床常見故障分類
數控機床常見故障根據其發生的特點、原因等可以將其分為：（1）系統軟、硬件故障，數控機床軟件故障指的是數控機床其自身的數控系統軟件部分所帶來的故障，在維修數控機床軟件故障時無需對數控機床的硬件設施進行修理，僅需要在分析數控機床PLC程序等的基礎上對數控機床的參數或是PLC程序進行改動即可消除故障、而數控機床硬件故障則主要指的是數控機床的控制模塊等出現硬件性損壞，需要將故障硬件拆下修理后才能繼續使用。（2）數控機床的機械故障，此類故障主要是由于數控機床的機械磨損、機械撞擊等所造成的損壞，在維修時需要對數控機床機械磨損區域或是撞擊區域進行修復以此來恢復數控機床的正常使用。（3）有無診斷報警的故障，現今的數控機床控制系統中都編制有詳細的數控報警信息，用戶可以根據數控報警信息來對數控機床的故障發生區域進行診斷以此來縮小故障診斷范圍。但是在一些數控機床的控制系統中，并未對數控機床的報警信息進行詳細的解釋，需要數控機床維修人員查找相關資料來予以解決。此外，根據數控機床故障發生的類型可以將數控機床的故障分為機械故障和電氣故障兩大類。
2數控機床電氣故障原因分析及查找
2.1數控機床電氣故障原因查找前的準備工作
前期的準備工作對于數控機床電氣故障的排除有著極為重要的意義，當數控機床出現故障時，應當保持數控機床現場的故障狀態等待數控機床維修人員到達現場，從而有利于數控機床維修人員根據現場的實際情況對數控機床故障發生的原因進行初步的判斷，在對數控機床維修時，數控機床維修人員需要對數控機床故障出現的指示情況及數控機床故障發生的背景情況進行仔細的了解，從而掌握第一手的資料為數控機床的維修打下良好的基礎。在維修人員到場對數控機床操作人員進行情況了解的過程中，數控機床維修人員需要在與數控機床操作人員的交談中捕捉到有用的信息，從而做出自己的判斷以確保數控機床故障情況的準確性與完整性，此外，在數控機床故障原因查找的過程中數控機床維修人員不能盲目的對數控機床故障進行處理，而是應當對可能造成數控機床電氣故障的原因進行詳細的測量，以免盲目操作而造成數控機床故障復雜性的增加，提升數控機床故障排查的難度。一般來說，對于數控機床所產生的故障數控機床的數控系統中都是帶有提示的，應當通過數控機床中所顯示的故障報警信息查找相關的數控機床數控系統診斷手冊從而對數控機床電氣故障的觸發因素進行了解，從而便于數控機床維修人員結合保障進行來對數控機床進行故障排查。
2.2數控機床的故障排查
在數控機床的故障排查中，需要通過問詢操作者數控機床故障前后設備的運行情況是否有異常情況，以確定數控機床所產生的故障時偶發性的故障還是經常性故障，在數控機床故障發生時是否有異兆，在數控機床故障發生時是否有其他異常操作或是異常情況等，這些信息對于快速、準確的定位數控機床故障位置有著極為重要的意義，此外，在對數控機床進行故障維修時應當在安全的前提下注意觀測數控機床在運行的過程中是否有異常聲音及其他的一些異常信號，在切斷電源后，數控機床維修人員可以通過聞電氣控制系統中是否有焦糊味以及觸摸數控機床的電機、變壓器以及熔斷器等查看其是否有過熱現象。在數控機床電氣系統的維修過程中，數控機床維修人員需要對數控機床數控控制系統中的各部分的電氣構造及原理進行充分、全面的了解，以便在數控機床故障排查中可以通過數控機床電氣設備的控制原理來實現對于數控機床電氣故障原因的查找。在數控機床電氣故障的排查中，對于機床廠家所編制的用戶報警可以通過對PLC報警的觸發條件進行逐項排查從而找出造成數控機床電氣故障的故障點，從而實現對于數控機床電氣故障的排除。而對于一些數控機床數控系統的系統性報警，則應當根據系統報警信息來查找相關的報警診斷手冊以此來確定數控機床系統報警所代表的意義和可能的原因，并結合數控機床的電氣控制原理來查找相應的故障點。在對數控機床的電氣故障進行排查的過程中，都需要從數控機床設備的動作原理入手來進行分析以此來縮小數控機床故障查找的范圍，而后通過數控機床電氣故障所產生的信息對數控機床故障原因進行逐級的排查，根據數控機床報警細節最終找到數控機床電氣故障的故障點，而后采取相應的處理措施來排除故障。此外在數控機床電氣故障的排查過程中需要注意的是一些關聯性報警信息，這些數控機床報警所顯示的信息并不是數控機床的直接報警而是由直接故障點所引出的一些關聯性的報警信息，從而為數控機床的故障排除帶來了不小的難度。在排除此類故障時，數控機床維修人員需要通過對數控機床故障信息進行細致的分析找出造成數控機床故障報警的真正原因從而實現對于數控機床故障的排除。
3數控機床故障檢修中的注意要點
數控機床的控制系統極為復雜，在對數控機床控制系統進行拆卸的過程中需要注意做好記錄并注意避免破壞數控機床設備的內部結構，對于數控機床電氣控制元件拆卸下來的部分需要做好分類、保存以免丟失而對后期的維修造成影響。在對數控機床電氣控制系統進行測量的過程中需要注意的是對于帶有阻值的線路進行測量時應當處于下電狀態，避免帶電測量。在對數控機床的控制電路板進行拆卸的過程中需要注意不得損壞電路板，在拆卸的過程中需要注意做好各線路上的開關、跳線等的位置，以便在數控機床電氣控制系統恢復的過程中將其恢復的原來的位置，在數控機床電氣設備的檢修時需要進行兩極以上的對照檢查，需要注意對各板上的元件進行標記，避免元件錯亂。在查清線路板上的電源配置后數控機床檢修人員需要根據檢查的需要對線路板采取分別供電或是全部供電的方式來對數控機床的控制電路板進行檢測，查找故障點。此外，在數控機床維修的過程中尤其需要注意的是避免觸碰數控機床中的380V/220V等的高壓部分，以免造成安全事故。
4結束語
數控機床的控制系統極為復雜，在對數控機床進行故障排除的過程中需要從數控機床故障發生的現象入手從數控機床故障發生的原理進行分析查找故障發生點，由于數控機床涉及到機械、電氣、液壓、氣動等多方面的因素，在對數控機床進行故障排查的過程中需要進行綜合的考慮，確保數控機床的正常運行。
參考文獻
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[2]梁愛菊，陳少杰.基于PLC的數控機床電氣控制系統研究[J].建筑工程技術與設計，2016（20）：17-18.
關鍵詞：數控機床；故障；分析；維修
引言
科技發展與進步，使各行業有了長足的發展，在生產加工領域，數控機床已經得到廣泛使用，大大提高了生產效率，減少了人力勞動，數控設備的使用是技術革新的成果，推動了社會生產力的騰飛，為大規模生產助力，企業要想在激烈的市場競爭中贏得先機，則需要不斷提高生產能力，強化產品質量，數控機床自動化、智能化控制有效解決了這些問題。與此同時，數控機床的使用也給企業帶來了復雜性，特別是機械生產企業引進數控機床后，對機床的依賴性增大，機床生產能力大小直接關系企業經濟效益，數控機床是生產過程中最主要的設備，只有全面保障設備壽命和性能發揮，才能實現良好效益，也就是說，數控機床是企業效益之源。要想保證企業生產能力，則需要不斷強化對數控機床電氣系統的維護和保養，使設備能夠長期處于較為穩定的生產運行狀態，為企業創造更多的價值，只有全面做好日常保養與維護，才能減少設備故障率，避免出現停產情況。數控機床電氣控制系統在長期使用中，出現故障是必然的，只有全面做好故障點診斷、分析與排除，才能確保設備良好運行，推動企業可持續發展。
1 數控機床電氣控制系統的故障診斷
數控機床工作情況對企業生產的影響較大，只有全面保證設備正常運行，才能有效維護生產秩序。數控機床電氣控制系統長期運轉，會出現一些問題，影響正常生產活動，要想及時有效發現問題，解決問題，則需要通過現代科技做好故障診段，快速解決問題，恢復生產能力。對數控機床診段時，需要掌握三維建模診斷技術，實現對故障的正確診斷與分析，點對點形成解決方案，保證故障點得到修復，不影響生產，三維建模診斷技術針對數控機床內部電氣控制系統，結合幾何原理、空間點離散原理及數控電氣控制系統構建原理等方面，全面對設備情況進行分析，要想做好三維建模，則需要依照流程推進。
1.1 宏觀到微觀構建
數控機床電氣控制系統是一個虛擬模型，本體是建立在三維模型基礎上的，通過三維技術模擬設備運行狀態，為了有效找到故障點位置，則需要在運轉過程中進行診段，進一步排查點位，如果在運行過程中出現故障，則需要對照設備實體的硬件做好排查，通過對硬件設備的初步診斷，找到故障點位，排查時，需要從宏觀進行初步的構建，然后再通過微觀零部件檢測，準確找到故障位置。
1.2 設定標準指標
需要建立一個設備旋轉模型，通過對模型的運行觀測，結合數控機床電氣控制系統真實操作狀--找到與以往運行時的差異性，只有全面對比出原始作業狀態與當前作業狀態時間差異、效果差異的不同，才能找到故障點位，差異性大于三維診斷技術指標，就表明電氣控制系統已經出現了問題，需要對問題點進行鎖定，全面做好點位維護。
1.3 動態監控
可以擰緊運行時的情況做好建模，數控機床電氣控制系統加工過程中動態表現能夠顯露出故障情況，以此做好建模診斷，能夠快速找到故障點位，利用NC碼對電氣控制系統作業狀態做好實時的監控，對動態情況精細化描寫，對不同時間段內的運動軌跡做好定位，通過點位對照，形成系統化診斷結果。
2 數控機床電氣控制系統維護對策
三維診斷技術是較為先進的診段方法，是當前應用較為普遍的技術，在生產加工領域已經得到廣泛認同，在際操作過程中，能夠有效解決復雜問題，特別是針對不同點位，可以完成對復雜電氣控制系統環境最真實、有效的模擬，全面還原數控機床操作真實狀況，使故障點位更加清晰明確，避免出現誤導，影響生產效率。
2.1 數控機床電氣控制系統本體維護
數控機床電氣控制系統需要不斷維護才能保證良好運行，需要利用三維建模技術全面做好維護與診段，通過CSG建模理念，拓展數控機床電氣控制系統維護思路，從總體上把握大方向，形成多元結構的維護方法。通過三維建模技術，使復雜的設備運行變得更加簡便，能夠清晰的觀測到各個零件的運行，在簡易結構基礎上完成簡單形體多維組合，全面建立一個能夠快速診段分析的模型構建。要想確保設備良好維護，需要掌握幾個方法：一是簡化內部要素，要根據設備運行的真實情況，做好仿真模擬運行，要把復雜的問題簡單化，使內部各個要素結構清晰，確保三維模型維護行為按程序推進。二是結構分層。可以在維護中，充分的利用三維理念對數控機床電氣控制系統幾何結構與物理結構做分層，合理劃分出不同點位做好局部維護，通過對設備內部的結構拆分，使不同部件都有自己的層級，使結構更加細化，實現設備的良性運轉。三是全面維護。可以充分展現三維數據庫幾何實體，實現參數良好組合，OpenGL軟件內部具備強大三維圖型庫，不論哪種型號的配對，均能夠找到最佳數控機床電氣控制系統本體模型，通過真實模擬，對電氣控制系統本體做好全面有效的維護。
2.2 加工過程電氣控制系統維護
要想全面解決運行問題，則需要在數控機床運行時做好觀測，保證故障點位精準，實現數控電氣控制系統動態最優化發展，動態運行時，需要利用三維建模空間離散法，使數控機床加工過程中系統維護更加有成效。空間離散法主要是將數控機床電氣控制系統內部空間物體轉換為不同三維位置“空間點”，使各個點彀飽和，同時為了確保各點作用的發揮，需要合理進行綜合點位的布局，形成“點”陣，同時，為了保證各點位的聯系，需要根據不同點的組成做好相連，形成三角片區的矩陣狀態，程序處于運行過程，需要按照真實情況做好重新描寫，再利用“點”的程序渲染，提煉有效數據，保證相關數據真實可靠，從根本上解決系統維護問題，保證設備能夠正常運轉。
3 數控機床故障檢修注意要點
數控機床不同于傳統設備，整體控制系統非常復雜，為了不出現大的問題，則需要在檢修時注意幾個要點：一是分類保管部件。各部件拆卸時，要強化記錄，保證各構件位置正確，避免破壞內部整體結構，為了保證各部件不丟失，還需要按空間層次，對數控機床電氣控制元件拆卸做好分類、保存，確保后期安裝順利，拆卸控制電路板要認真，不能損壞，特別是要認真保管好開關、跳線，安裝時兩極要按照標記進行，不能出現元件錯亂的現象。二是不能帶電測量。要想全面掌握數控機床電氣控制系統情況，則需要保證測量數據的性，避免出現阻值線路影響，測量時，需要停機下電，不能出現帶電測量的情況，否則會影響數據準確性，為了保證安全，不能直接觸碰數控機床中的380V/220V高壓電流。
4 結束語
數控機床電氣控制系統大規模使用，提高了生產能力，但是使用過程中難免會出現問題故障，只有全面掌握維護保養技術，才能避免出現生產運行故障，實現企業集約化、規模化生產。
參考文獻
[1]王北平.淺析數控機床電氣控制系統的設計及故障排除[J].吉林省教育學院學報（中旬），2014，09：94-95.
【關鍵詞】數控機床；電氣控制系統；論述；預防性建議
1引言
數控機床是集電子計算機技術、自動控制技術、精密機械技術等多種先進技術于一體，具有鮮明特色的高度機電一體化的產物。數控機床是現代機床技術發展的重要標志，其水平的高低直接反應著機械設備制造的工藝水準。數控機床電氣控制系統是數控機床的核心部分，對于整體設備的運行情況有重要的影響。所以，對于電氣控制系統有一個系統的了解十分重要，同時，要做好對控制系統的故障診斷和排除工作，并在實際工作中做好預防措施，對整個系統的正常運行有重要的作用。
2數控機床電氣控制系統論述
數控機床電氣控制系統主要有以下幾個部分組成：
2.1數據輸入裝置
數據輸入裝置是負責將指令信息和各種必備應用數據輸入數控系統的裝置。主要有以下幾種形式：穿孔帶悅讀紀、CNC鍵盤、數控系統配備的硬盤以及驅動裝置、磁帶機、PC計算機等等。隨著科技的不斷進步，磁帶機和穿孔帶閱讀機使用情況比較少見，一般輸入操作用CNC鍵盤來完成，數控系統配備的硬盤及驅動裝置則適用于存儲保護量大的數據。
2.2數控系統
數控系統是數控機床的神經中樞系統，它對所接收到的命令信號進行解碼計算，然后準確有序地發出所需要的運動命令和控制命令，直到操作的結束。數控系統是整個電氣系統中最重要的部分，準確著各個部分的工作。
2.3可編程邏輯控制器
可編程邏輯控制器是實現設備各部分功能的控制中心，其工作原理如下：CNC將信號命令傳遞給控制器，由其來進行邏輯編輯操作，保證其安全有序地運行，同時將設備的工作信息傳遞給CNC，使其能夠對設備有一個更為即時的了解，以便更為準確及時地發出命令。當前多將PLC與CNC一同集成于數控系統中，以便實現對信號更為準確的分析和判斷，完善對設備的控制。
2.4進給伺服系統
CNC自身產生的運動指令被傳遞給進給伺服系統，通過系統速度和電流的轉矩調節，將驅動信號輸送給伺服電機系統，使其運行，實現機床的運動，同時接受反饋信號實現速度的閉環控制。同時伺服系統也受到PLC和CNC信號的共同作用，并受到CNC的控制。
2.5主軸驅動系統
主軸驅動系統接受來自CNC的驅動指令，經過速度與功率的調節輸出信號，以驅動主電動機運行，與此同時，接受速度的信息反饋，實現對速度的閉環控制。通過PLC將主軸的工作狀態以信號的形式傳遞給CNC，使其發出指令，進而實現中樞對主軸的控制，與進給伺服系統原理類似。主軸驅動系統自身的參數值對于其轉動性能有著密切的關系，通過改變有些參數，可以實現對驅動系統優化。
2.6測量系統
測量系統主要包括速度測量系統和位置測量系統。速度的測量主要是由測速機來完成，位于主軸和進給電動機中，其原理是將電動機運行速度轉化成電壓值輸送到伺服驅動系統，以反饋信息的形式與電壓值相匹配，以實現精確匹配的目標。位置的測量主要由光柵尺和數字脈沖編碼器作為測量工作，通過對機床運行實際位置的測量，將數值反饋到CNC并于指定位移相比較，以達到指定位置。
除此之外，數控機床電氣控制系統還包括機床（電動機、制動器、電磁閥、開關）、電器硬件、外部設備（PC計算機、打印機）等等。
3數控機床電氣控制系統常見故障判斷以及預防措施
由于設備自身原因或者操作原因，系統在運行時難免產生故障，對于故障，要進行準確的診斷檢測，才能有效地排除困難，具體包括：
（1）通過人的感官對事故發生的現象進行一定的判斷，進而預測故障所發生的位置，這是最基本也是最直觀的的判斷方法。
（2）通過對系統的參數進行比較，可以有效地發現并解決問題。對于設備進行參數的更改可以提高設備的工作效率，優化設備性能。但是有些設備參數是不能改變的，如果改變會直接導致設備故障，所以需要對設備的現有設備參數與原有參數進行比較核對，進而找出設備故障原因。
（3）系統自身的報警系統可以進行自我診斷，主要有硬件和軟件兩種形式。硬件報警系統被廣泛應用在現代化數控系統中，通過對系統硬件報警設備異常情況的觀察，可以發現和排除故障。軟件報警系統具有良好的自我診斷功能，能夠對設備自身進行定期的自動診斷，能夠及時的發現問題，避免故障擴大化。
設備出現故障固然要進行排除，但是要更加注意做好預防措施，主要從以下幾個方面努力：
（1）提高操作人員的素質和能力，上崗之前要經過嚴格的專業技術訓練，要有過硬的操作本領，同時要遵循相關的操作規章制度，嚴禁違規操作。建立一支專業的維修養護隊伍，要對設備的各個部分都有詳細的了解，要定期對其進行嚴格的專業技能考核。
（2）對于設備易磨損或者易受外界環境影響的部位要進行隨時的監控，并做好設備定期清理維護和更換工作，保證設備的正常運行。
（3）保證設備運行環境的穩定具有十分重要的作用。設備運行環境的穩定與否直接關系到運行質量，在正常情況下要保證設備運行電壓的穩定，電壓過高或過低都會對設備造成損害；設備某些部分的性能會因環境不同而不同，外界環境變化過多會導致設備運行不夠穩定，直接影響工作質量。
（4）即使設備長期不用，也要做好維護工作。為了保證設備能夠長時間保證一個良好的狀態，需要定期使設備進行滿負荷運行，而不是長期不用，可以有效減小數控系統的故障發生概率，提高利用率。同時，要對設備中易受損害的部分進行單獨的保養存放，避免外界環境對其產生破壞。
4結束語
數控機床電氣控制系統的使用越來越廣泛，在我國的機械制造中占有非常重要的地位。通過對其各個部位較為系統的介紹，了解工作原理和基本情況，以及易發生的故障，并針對性地做好維護預防工作，可以為現代機床技術的發展提供更為廣闊的前景。
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【關鍵詞】數控機床；電氣控制與驅動系統；可靠性
1前言
隨著科技快速的發展，制造技術也得到了進一步的改進以及創新，而數控機床則是制造技術最為重要的載體，數控機床的發展以及可靠運行對于制造業的發展有著至關重要的影響。所以，人們也越來越關注數控機床的發展，而數控機床的可靠性更是評價數控機床先進性與否的關鍵性指標。在數控機床之中，電氣控制與驅動系統是極為重要的一個子系統，同時也是數控機床中最易發生故障的系統。所以，要想確保數控機床的運行具有更高的可靠性，必須要確保電氣控制與驅動系統具有非常好的可靠性。在對數控機床的電氣控制與驅動系統進行可靠性分析時，故障樹分析的方法極為重要的一種可靠性分析方法。由于故障樹分析方法具有非常強的系統性，所以，故障樹分析方法也被應用在很多的領域之中。不過，現階段數控機床技術不斷的革新與發展，數控機床的結構也更加的趨于復雜化，數控機床的故障發生也逐漸的突顯出了動態失效的特點。所以，故障樹分析方法已經無法滿足對復雜數控機床結構的動態失效問題分析的要求，也逐漸的出現了基于動態失效的故障分析方法。近年來，3F技術開始出現并得到了迅速的發展，其在分析系統可靠性工作中發揮著越來越重要的作用，逐漸的被應用于各個領域之中，被用來分析不同系統的運行可靠性。
2數控機床電氣控制與驅動系統的可靠性分析方法
2.1數控機床電氣控制與驅動系統的故障樹分析方法
在數控機床的運行過程中，對于運行的可靠性有著極為重要影響的便是電氣控制與驅動系統。在數控機床之中，位于機床內部不同部位之中的一些電氣元件和相應的連結線路便屬于數控機床的電氣控制與驅動系統，其也是數控機床中極為關鍵的一個子系統。而且在數控機床之中，該子系統發生故障的概率是最高的，同時也是對于數控機床可靠性影響最大的一個子系統。在對數控機床進行可靠性分析的過程中，應用的最為多的一種方法便是故障樹分析方法，該分析方法已經在很多的領域之中得以應用。通過故障樹分析方法，能夠找出系統中所發生的一些基本的故障、故障產生的具體原因以及故障事件出現的概率大小等。所以，采用故障樹分析方法進行可靠性的分析是極為必要的。故障樹分析方法最早是在上世紀的60年代初由美國學者Watson所提出的，其主要是用來對結構相對復雜的一些系統進行安全性以及可靠性的相關評價工作。并且，在之后也逐漸的對故障樹分析方法進行了一定的完善與改進，使得該分析方法在可靠性分析中的應用更為廣泛，故障樹分析方法的具體流程如圖1所示。在采用故障樹分析方法時，若想防止形成一個不正確的故障樹模型，要對構建故障樹的一些邊界條件加以嚴格的確定，并且也應當對一些事件進行嚴格的定義。同時，在構建故障樹的過程中，也不能出現有所遺漏的問題，應當自上向下對故障樹進行逐級的構建。
2.2數控機床電氣控制與驅動系統的3F分析方法
3F分析方法是經過長期的實踐總結而得到的，其能夠有效的使系統中的故障得以減少或者徹底的消除，可以最大限度的確保系統的運行具有可靠性。通過利用3F分析技術，能夠對系統中的故障模式、危害進行分析，還可以進行故障樹分析，同時也能夠進行故障的分析以及糾錯處理，是確保系統可靠運行的一種有效以及實用的分析方法。
3數控機床電氣控制與驅動系統的可靠性的主要影響因素
3.1元件的質量
在對以往對數控機床的維修經驗來看，導致數控機床運行故障的原因，很多情況下是因為元件的質量出現問題而導致的。（1）對于數控機床的一些電氣元件來說，會使用到一些接觸式的機械元件，例如，繼電器以及接觸器等元件。若是這些元件的質量較差，極易的導致數控機床中電氣控制與驅動系統發生不穩定的問題。在這些接觸式的機械元件之中，所存在的一些質量問題主要是觸點位置處的簧片不具有良好的彈性，在使用過程中極易發生疲勞問題，在動靜的觸點位置，接觸過程中所形成的電阻較大。同時，受到外界環境溫度升高以及元件的骨架發生一定的形變等因素影響，極易的導致這些接觸式的機械元件出現失靈問題。（2）電容器元件出現失效問題同樣也將出現一些噪聲，尤其是電容器的形狀為管狀時，在引出線和內部的電極發生接觸的過程中，要是出現接觸不良的問題時，極易的產生較強的噪聲，如果問題較為嚴重時，極有可能使得電解液發生并流問題，并流至電極以及引線的中間位置處，從而引發漏油現象，使得兩者的接觸電阻急劇增加，幾乎的等同于將兩者切斷。并且，電容器的內部絕緣層易發生老化以及破壞問題，導致電容器的內部出現一定的放電現象，同樣會導致非常大的浪涌沖擊問題產生。
3.2制造工藝水平
（1）虛接虛焊。進行電氣控制與驅動系統的安裝作業時，對于導線端子應當充分的壓緊，避免出現松動問題，要不然極易導致一些接觸問題以及腐蝕問題的發生，使得在接觸位置處的發熱量急劇增加，接觸位置的電阻值會急劇的增大。若在這一時期內有干擾電流的出現，那么接觸位置便會形成非常大的電壓降。而若是電壓屬于放大器裝置的輸入電壓，那么會導致放大器在進行電壓輸出的過程中，存在極大的噪聲電壓。而對于一些焊接元件，若是發生虛焊問題。那么，在管腳的位置處易出現元件的銹蝕問題，雖然元件剛開始使用的過程中不會出現問題，但是在較長一段時間之后便會誘發一些噪聲電壓的出現，使得系統受到極大的干擾，引起系統的可靠性不良問題。（2）電源問題。在電氣控制與驅動系統中，計算機裝置發生故障的原因很多情況下是由于電源出現一定的故障而引起的。由于電源經常的會受到各個因素的干擾，所以電源極易出現一些較強的噪聲，而會對電氣控制與驅動系統造成可靠性極大的不良影響。另外，由于電網在供電的過程中，出現一些供電不穩定的問題，同樣也極易的導致系統產生一定的波動，使得系統的可靠性受到較大的影響。因為不同的企業之間的用電具有相對大的差異性，僅僅是電網中電壓出現波動情況，就會產生相對大的誤差，另外，在輸送的線路之中還存在著很多的諧波干擾，也易導致系統運行過程中的不穩定，使系統極易發生故障。（3）機械噪聲。數控機床自身的固定結構或者一些傳動的裝置，在數控機床的運行時，若是由于設計以及安裝等一些原因而未能全面的考慮周全，便易導致數控機床在運行的過程中出現較為嚴重的振動，也可能導致個別的器件的振動頻率和電機發生轉動的頻率相同，形成共振現象。而若是這些元件所在的電路之中含有諧波電路的電容裝置或者是電感線圈裝置時，便會導致一定的干擾問題出現。若是一些接觸式的機械器件發生振動，極易導致壓力的不斷變化而引起接觸位置的接觸不良問題出現，而電流在經過此位置時就會形成相應的電壓波動，從而影響到整個系統的可靠性。
4結語
關鍵詞：改造；數控車床；質量控制
如果對所用的普通車床和長時間使用的車床不進行改造，僅購買新的數控車床，則會增加許多生產廠家設備方面的成本。所以生產廠家對普通車床及長時間使用的車床進行數控化改造是必經之路。
由于進行數控化改造對于改造廠家來說，較雜又亂，但如何對改造的數控機床進行質量控制則是我們一直以來需要探討的問題，在此談一下如何進行改造數控車床的質量控制。
普通車床數控改造分為新機改造和舊機改造，新機改造是用戶購買普通車床或普通光機（指僅帶床頭箱和縱、橫向導軌的車床），改造廠家根據其要求進行數控化改造。舊機改造是指用戶將已經使用過的普通車床或數控車床進行翻新并進行數控化改造。其中舊機改造包括大修車床改造和用戶舊機部件改造。在此淺談改造數控車床在機械方面的質量控制方法、著重控制點和檢驗過程。
一、新機改造和舊機大修車床改造都必須經過如下相同改造
(1)更換X軸、Z軸絲桿、軸承、電機。
(2)增加電動刀架和主軸編碼器。
(3)增加軸向電機的驅動裝置，限制運行超程的行程開關，加裝變頻器（客戶需要）以及為了加工和安全所需的電氣部分。
(4)X軸、Z軸的絲桿兩端支承面的配刮、滾珠絲桿副托架與床鞍的配刮、床身與床鞍導軌副進行配刮。
(5)據需要增加防護設施，如各向絲桿的防護罩，安全防護門，行程開關的防護裝置。
二、新機改造和舊機大修車床改造的不同點
(1)新機改造的主軸和尾座部分未進行改動，主軸部分和尾座部分無須進行再改造。
(2)舊機大修車床由于經過長時間使用，導軌已磨損，為了保證大修后，能繼續長時間使用而不變形，必須經過淬火工序，然后磨導軌，且磨導軌后必須保證導軌硬度≥HRC47。
(3)舊機大修車床應根據客戶需要對主軸部分和尾座部分進行改造和調整。
三、新機改造和大修機床改造的精度檢驗是檢驗的重要項目
精度檢驗執行JB/T8324.1-1996《簡式數控臥式車床精度》。
四、新車床改造的精度質量控制如下
(1)鏟刮檢驗。新車床改造經過對X軸、Z軸的絲桿兩端支承面的進行配刮、對滾珠絲桿副托架與床鞍進行配刮、床身與床鞍導軌副進行配刮等。車床的主軸、尾座部分未拆動。檢驗方法如下：用配合面進行涂色，相互配合面進行結合，并相對摩擦，然后對鏟刮面進行鏟刮點數檢驗，并對結合處用塞尺進行結合程度檢驗，其中刮研點不得低于6點/25*25mm，0.03mm的塞尺塞結合處，不入。
(2)絲桿與導軌平行度檢驗：裝配絲桿時，絲桿與導軌的平行度必須≤0.02mm。
(3)精度檢驗的G1項中導軌在垂直平面內的直線度(只許凸)應由普通車床廠家進行保證，不作為重點檢驗項目。
(4)精度檢驗中的主軸部分精度G4、G5、G6項也應由普通車床廠家進行保證，不作為重點檢驗項目。
(5)G11項床頭、尾座兩頂尖的等高度由普通車床廠家進行保證，不作為改造廠家質量控制的重點項目。
五、用戶大修車床改造的精度檢驗
由于進行了磨導軌，基準面已變動，所以精度檢驗中的所有項目必須進行檢驗，且應嚴格進行控制，以保證改造后的使用性能。
六、大修車床改造和新機改造的其它質量重要控制點
(1)銹蝕檢查：各橫、縱向導軌面，主軸、主軸法蘭盤，尾座空心套和各
(2)外露非油漆表面都必須采取防銹措施，如清洗干凈后，用脂等進行防銹檢查：鏟刮面、絲桿和軸承在進行裝配前必須清洗干凈，不得留有紅丹粉、鐵削和其它臟物質；電箱內側、防護罩內側無灰塵、臟物。
(3)滲漏檢查：大修車床改造的主軸軸承和齒輪等必須保持，大修車床改造和新車床改造的軸向絲桿和軸承必須有，必須有冷卻裝置，且以上和冷卻中接頭處，油、水箱等處都不得有滲漏現象。
(4)機床噪聲、溫升、轉速、空運轉試驗：
①主軸在各種轉速下連續空運轉4min，其中最高轉速運轉時間不小于2小時。整機空運行時間≥16h，對圓弧、螺紋、外圓、端面等循環車削進行模擬空運行試驗。
②主軸軸承溫度穩定后，測軸承溫度及溫升滾動軸承：溫度≤70℃，溫升≤40℃；滑動軸承：溫度≤60℃，溫升≤30℃。
③機床噪聲聲壓級空運轉條件下≤83dB(A)，且機床有無不正常尖叫、沖擊聲。各軸方向進給運動進行應平穩，無明顯振動、顫動和爬行現象。
④機床連續空運轉試驗在規定連續空運轉時間內，無故障，運行可靠，穩定。
(5)用戶更換部件（包括機床部分的維修）的改造：由于車床更換部件的改造項目較多，主要是更換主軸軸承、軸向絲桿、軸向電機、軸向軸承和系統。
①更換主軸軸承：由于更換主軸軸承是為了保證加工外圓和端面的精度，必須在更換軸承后，先行檢驗主軸的噪聲在無異常的情況下，整機噪聲聲壓級不得超過83dB（A），然后進行加工精度檢驗，并檢驗加工工件的表面粗糙度。
②更換軸向絲桿檢驗：檢驗各向位置精度，確保在規定范圍內，跑機運行達到軸向運行無不正常的沖擊聲和雜音。更換軸向電機：由于其它項目未進行改造，則檢驗僅對跑機運行的噪聲進行檢驗，軸向運行無不正常的沖擊聲和雜音。檢驗其軸向反向間隙，以防在裝配中由于裝配引起反向差值不符合要求。
關鍵詞: 可編程序控制器;數控機床數控機床;信息交換
1概述
數控機床機床數控系統具有較強的數據處理能力和圖形顯示功能,可編程序控制器具,有較好的邏輯處理功能,可以充當數控系統微處理器與機床強電控制的橋梁。
2可編程序控制器與外部信息的交換
可編程序控制器、數控機床和機床之間的信息交換包括如下四部分:
(1)機床至可編程序控制器:機床側的開關量信號通過I/O單元接口輸入到可編程序控制器中,除極少數信號外,絕大多數信號的含義及所占用可編程序控制器的地址均可由可編程序控制器程序設計者自行定義,如在SINUMERIK810數控系統中,機床側的某一開關信號就是通過I/O端子板輸入至I/O模塊中。然后通過系統總線到達可編程序控制器。
(2)可編程序控制器至機床:可編程序控制器控制機床的信號通過可編程序控制器的開關量輸出接口送到機床側,所有開關量輸出信號的含義及所占用可編程序控制器的地址可也由可編程序控制器程序設計者自行定義。如在SINUMERIK810系統中,機床側某電磁閥的動作由可編程序控制器的輸出信號來控制,設該信號用Q1.4來定義。該信號通過I/O模塊和I/O端子板輸至中間繼電器線圈,繼電器的觸點又使電磁閥的線圈得電,從而控制電磁閥的動作。
(3)數控機床至可編程序控制器:數控機床送至可編程序控制器的信息可由數控機床直接送入可編程序控制器的寄存器中,所有數控機床送至可編程序控制器的信號含義和地址(開關量地址或寄存器地址)均由數控機床廠家確定,可編程序控制器編程者只可使用不可改變和增刪。如數控指令的M、S、T功能,通過數控機床譯碼后直接送入可編程序控制器相應的寄存器中。如在SINUMERIK810數控系統中,MO3指令經譯碼后,送入FY27.3寄存器中。
(4)可編程序控制器至數控機床:可編程序控制器送至數控機床的信息也由開關量信號或寄存器完成,所有可編程序控制器送至數控機床的信號地址與含義由數控機床廠家確定,可編程序控制器編程者只可使用,不可改變和增刪。如SINUMERIK810數控系統中,Q108.5為可編程序控制器至數控機床的進給使能信號。
3可編程序控制器在數控機床中的功能
(1)機床操作面板控制功能
將機床操作面板上的控制信號直接送入可編程序控制器,以控制數控系統的運行。
(2)機床外部開關輸入信號控制功能
將機床側的開關信號送入可編程序控制器,經邏輯運算后,輸出給控制對象。這些控制開關包括各類控制開關、行程開關、接近開關、壓力開關和溫控開關等。
(3)輸出信號控制功能
可編程序控制器輸出的信號經強電柜中的繼電器、接觸器、通過機床側的液壓或氣動電磁閥,對刀庫、機械手和回轉工作臺等裝置進行控制,另外還對冷卻泵電機、泵電動機及電磁制動器等進行控制。
(4)伺服控制功能
控制主要軸和伺服進給驅動裝置的使能的信號,以滿足伺服驅動的條件,通過驅動裝置、驅動主軸電動機、伺服進給電動機和刀庫電動機等。
(5)報警處理控制功能
可編程序控制器收集強電柜,機床側和伺服驅動裝置的故障信號,將報警標志中的檢應報警標志位置位、數控系統便顯示報警號及報警文本,以方便故障診斷。
(6)軟盤驅動裝置控制功能
有些數控機床用計算機軟盤取代了傳統的光電閱讀機,通過控制軟盤驅動裝置,實現與數控系統進行零件程序、機床參數、零點編置和刀具補償等數據的傳輸。
(7)轉換控制功能
有些加工中心的主軸可以立臥轉換,當進行立臥轉換時,可編程序控制器完成下述工作:1)切換主軸控制接觸器。2)通過可編程序控制器的內部功能,在線修改有關機床數據位。3)切換伺服系統進給模塊,并切換用于坐標軸控制的
各種開關、按鍵等。
4 數控機床加工代碼在可編程序控制器上的實現方法
目前,數控機床程序中,有關機床坐標系約定、準備功能、輸出功能、刀具功能及程序格式等方面已趨于統一,形成了統一的標準,即所謂的數控機床機床ISO代碼。在這個加工程序中包含許多程序段,每個段又由若干字組成,每1個字表示1種功能,歸納起來有4種:一種是準備功能,即所謂的G代碼;第二種是輔助功能,即所謂的M代碼;第三種是刀具功能,即所謂的T代碼;第四種是轉速功能即所謂的S代碼。根據數控機床性能的不同能執行這4種功能多少的程度也不同。在數控機床內部4種功能中,G功能主要與聯動坐標軸驅動有關,是通過CPU控制數控裝置的I/O接口實現;M功能主要控制機床強電部分,包括主軸換向、冷卻液開關等功能;T功能與刀具的選擇和補償有關。S功能主要完成機床主軸轉速控制。
(1) T功能代碼的實現方法
T功能代碼包含兩部分,一是刀具選擇;二是刀具位置補償。在可編程序控制器上實現的是第1部分功能:刀具選擇。換刀過程如下:運行數控程序,發出某個刀具號的換刀指令,對應的數控裝置I/O口變為高電平,使可編程序控制器輸入端的軟開關接通,換刀電機正轉,當在刀架上的干簧管觸點開關接通后,換刀電機反轉,使刀架下落壓緊,當壓緊力足夠大時,微動開關接通,換刀電機停止運轉。
(2) M功能代碼實現方法
ISO數控加工代碼標準中輔助功能很多,對于不同的數控機床,所能實現的輔助功能也不盡相同,但是各種數控機床,都具有一些基本的輔助功能,如MOO(程序停止),MO3(主軸正轉),MO5(主軸停止)等,M功能的一部分是由數控系統本身的硬件和軟件實現,還有一部分需要數控裝置與可編程序控制器相結合來完成,如主軸的正轉與停止功能,M功能的實現與T功能的實現方法類似,同樣是數控裝置I/O接口發出指令,由可編程序控制器輸入端狀態和可編程序控制器內部ROM中的梯形圖程序決定可編程序控制器輸出端的狀態,進而完成M功能。
(3) S功能的實現方法
S功能主要完成主軸轉速的控制,并且常用S2位代碼形式和S4位代碼形式來進行編程,所謂S2位代碼編程是指S代碼后跟隨2位十進制數字來指定主軸轉速共有100級(S00~S99),并且按等經級數遞增,其公比為1.12,即相鄰分度的后一級速度比前一級速度增加約12%。這樣根據主軸轉速的上、下限和上述等比關系就可以獲得一個S2位代碼與主軸轉速(BCD碼)的對應表格,它用于S2位代碼的譯碼, S代碼和數據轉換實際上就是針對S2位代碼查出主軸轉速的大小,然后將其轉換成二進制數,并經上、下限幅處理后,將得到的數字量進行D/A轉換,輸出一個0~10V或0~5V或-10~+10V的直流控制電壓給主軸伺服系統或主軸變頻器,從而保證了主軸按要求的速度旋轉。
參考文獻:
[1]王侃夫主編•機床數控技術基礎•北京:機械工業出版社,2001
一、控制系統總體方案
隨著可編程序控制器(PLC)技術的發展，實現了可以由數控機床中的可編程序控制器來完成各項復雜的任務，如控制開關、壓力開關、繼電器、行程開關、接觸器和電磁閥等輸出元件控制，它是由輸人部分，邏輯部分和輸出部分組成，其中，輸入部分收集并保存被控制部分實際運行的數據，邏輯部分處理輸入部分則是所取得的信息，其中輸出部分提供正在被控制的許多裝置中，哪幾個設備需要實時操作處理。整個的控制系統一共是由CNC計算機數控系統和強電柜兩部分組成，而其中CNC計算機數控系統是一專用的數控裝置，它是由輸入 /輸出接口、CNC系統、驅動單元組成，是控制系統執行加工的核心，另一個強電柜則是由動力電路控制電路和可編程控制器PLC組成，系統結構框圖如圖1 所示.
二、基于P LC的數控機床電氣控制方式的選擇
數控機床電氣控制方式的好壞，直接決定了控制系統的成敗。所以要控制機床實現加工的高速高精度，系統的性能是起到至關重要的作用的。控制過程大體是，首先要依據預定要求和所要求的控制精度、被控對象的特征等限制進行了綜合考慮，然后充分考慮系統的性能，價格比等因素，確定X、Y軸采用PC機。采用此種方式不但，PC機發揮了強大的文件處理功能、高速的數據處理功能，同時運動控制器則也體現了他的高的可靠性、高速性、高精度等優點，而光柵尺則為系統提供了高達1μm的精度。這樣每一部分都起到了重要作用。
三、PLC 在組合機床電氣控制系統中的應用
組合機床是針對某些特定工件，按特定工序進行批量加工的組合設備，該類設備的生產效率一般都非常高，同時機床結構也比較復雜，所以要求電氣設計得非常穩定可靠。這其中利用PLC實現對組合機床的自動控制，無疑是今后的發展方向。
組合機床結構比較復雜，要求可靠性高。根據機床設計要求一般在粗鏜II主軸上采用了雙速交流電機，以滿足加工端面的需要；而在各動力頭與回轉工作臺之間還需要增加互鎖電路，確保在機床加工時工作臺是鎖緊狀態；在精鏜I和精鏜II的動力頭上則是裝有液壓平旋盤，實現能夠同時對工件進行鏜孔及端面的精加工。因此該機床的電路設計比較復雜，需要的輸入點和輸出點比較多。一般，我們采用歐姆龍CPM2AE一60CDR型PLC作為機床的控制系統，這個控制器共有60個I／O點，其中36點輸入，24點輸出，此系統一般完全能夠滿足該機床的設計要求。
四、數控機床的功能分析
這里介紹的是一拖四的機床，一共有X、Y軸和四個Z軸上的伺服電機，來進行定位；X、Y、Z軸可以聯動，四個Z軸不但可以同時運動，也可以分開運動。此機床為了提高加工精度，工作臺的X、Y軸運動，利用光柵尺實現全閉環控制，對工作臺進行精確定位。X、Y軸則要進行兩側硬限位和軟限位雙重保護，以對Z軸下側進行軟硬限位。為了實現穩定加工，此系統具有高速的上下位機通訊功能，其中上位機可以隨時對下位機進行控制，下位機也可以把各種信息傳到上位機，2者相互作用。上位機是一臺PC機(工控機)，它主要負責從加工文件中讀取需要數控機床加工流程中的鉆孔的孔位和孔徑信息，以及為用戶提供友好的界面來設定加工參數，最后通過TCP/IP協議，把獲得的數據傳到運動控制器。該機床主軸轉速最多高達16萬r/min，實現了加工的高效率，并有冷卻水泵對電機進行冷卻，檢測電機溫度，實施實時保護。
五、用PLC改造舊式機床電氣控制系統的一般方法
1改造原則
首先要考慮今后生產的發展和工藝的改進，在設計容量時，應適當留有進一步擴展的余地。同時也應最大限度地滿足被控設備或生產過程的控制要求，力求系統簡單經濟、操作方便。
2改造流程
確定控制對象，明確控制任務，了解機械運動與電氣執行元件之間的關系，擬定控制系統設計的技術條件。了解是否需要對現有機床的操作控制進行改進，如果需要，后續設計中要考慮。最終根據整理結果，確定所需輸入、輸出設備，力求系統簡單經濟，并能最大限度地使用原有的輸入、輸出設備，降低改造成本。
制定控制方案，進行PLC選型。確立哪些信號需要輸入PLC，分類統計出各輸入以及輸出點。
設計I／0連接。編制I／O分配表、繪制I／O接線圖。同類型的輸入或輸出點盡量集中在一起，有利于程序編寫和閱讀。軟件設計。
調試。將設計好的程序輸入PLC后應觀察各輸入量、輸出量之間的變化關系及邏輯狀態是否符合設計要求，如不符合，則繼續調整，知道調試成功，還應進行資料的整理。
3、電氣控制系統組成具體介紹
西門子伺服電機雖然本身帶有編碼器，但是電機編碼器的精度只能達到10μm，離要求的5μm差距較大。所以要用外部光柵尺檢測工作臺的位置，并通過SMC30轉換成標準信號，傳遞給SIMOTION進行處理。光柵尺大多數都是選擇業界知名的RENISHAW公司產品中的RG4系列。
機床的主軸多采用西風的F16 160000RPM高效率PCB鉆孔主軸，它是一種高精度、高壽命、高穩定性的全功能PCB鉆孔主軸。刀具采用啟動夾緊方式，冷卻系統則采用干凈的水。為了對獨一主軸進行保護，主軸會內置NTC溫度控制系統。
短刀檢測一般采用光纖傳感器,為OC門形式,它的三根接入線可以直接接24V電源,信號線可以通過電阻介入到24V電壓上構成電平輸出。傳感器的一根光纖輸出一束紅外線,另一根光纖接受這束紅外線,這樣來判斷道具是否失效
關鍵詞 數控機床；電氣控制系統；安裝與調試；教學改革
中圖分類號：G712 文獻標識碼：B
文章編號：1671-489X（2013）24-0081-03
工作過程為導向的職業教育理論核心是從職業需要的角度出發，以職業崗位典型工作任務為內容，開發出工作過程系統化的學習領域課程體系。課程體系以職業能力培養為主要目標，以典型工作任務為載體，將學習過程、工作過程與學習能力有機結合起來，在逼真的企業環境中邊學邊做，充分體現工學結合的高職教育特征，有效解決企業所需與學生所學之間的矛盾，提高學生“零距離”上崗的就業競爭力[1]。
數控機床電氣控制系統安裝與調試課程是數控設備應用與維護專業的核心課程。借著國家示范院校建設改革的精神，2009年，包頭職業技術學院數控設備應用與維護教研室對該課程進行全方位的教學改革，取得良好的教學效果。現在該課程已建設為自治區級精品課程。
1 課程定位
確定了專業人才培養目標后建立課程體系。數控機床電氣控制系統安裝與調試是為電氣裝調與維修崗位開設的一門課程，該課程實踐性強，與生產實際聯系緊密，知識覆蓋面廣，是強電與弱電的結合，對于培養學生的工程實踐能力、綜合素質及創新能力具有重要的作用，要求通過該課程及前續課程的學習，學生能獨立進行整臺數控機床電氣控制元件的布置、連接、調試及電氣故障排除、維修。
數控機床電氣控制系統安裝與調試課程開設在第三學期，共88學時，在電氣工程基礎1與2、機械技術應用基礎及相關實訓課程完成的基礎上，以數控機床裝調維修工國家職業技能鑒定要求為依據，選擇數控機床為載體，通過基于工作過程項目訓練，使學生根據數控機床電氣原理圖計劃、決策電器元件布置圖及接線圖，以決策結果實施元器件的布置、接線、電氣調試、機電聯調，掌握數控機床電氣裝調知識、技能，具有數控機床電氣安裝、調試、維修及設計的綜合能力，為后續課程數控機床PMC控制與調試、數控機床故障診斷與維修、數控機床裝調維修工中級工、畢業頂崗實習等奠定堅實的基礎。
2 課程開發思路
根據高職數控設備應用與維護專業職業崗位（群）中的數控機床電氣裝調與維修的任職要求，參考數控機床裝調維修工中級工考核模塊之一——數控機床電氣裝調與維修的考核要求，并且結合包頭職業技術學院該專業人才培養方案的培養目標，經過多次走訪數控機床制造及應用企業，對其工作崗位的實際任職要求、典型工作任務及職業相關技能、知識、素質、能力需求進行分析、歸納、整合，進行數控機床電氣控制系統安裝與調試課程基于工作過程的完整工作任務的開發，設計教學過程，通過情境顯現、模擬仿真等方式組織教學，建設典型工作任務為主體的理實一體化教材及相關教學資源。課程開發思路設計如圖1所示。
3 工作過程系統化的課程教學內容設計
工作過程系統化的課程體系強調工作過程的整體性，強調方法能力、社會能力與專業能力的培養融為一體，在分析、整理典型職業活動工作過程的前提下，按照由簡單到復雜的工作任務進行重構。
3.1 崗位職業行為能力分析
在深入理解工作過程系統化后，本專業教師經過對包頭及周邊地區數控機床制造及應用企業的電氣裝調工崗位的職業能力進行分析與總結，確定數控機床電氣裝調崗位的崗位職業行為能力如表1所示。
數控機床電氣控制系統安裝與調試課程在進行崗位職業行為能力分析的基礎上進行教學內容的整合，原則是凡是與工作任務有關的知識都納入教學中，無關的知識盡量不講，針對其預設能力目標進行學習情境的設計。
3.2 學習情境設計
根據數控機床電氣裝調崗位職業行為能力擬定該課程教學目標，包括應知知識、應會技能和應具備素質三大項教學目標，其中歸納出如數控機床電氣原理圖識讀與分析等15項應知知識，能夠獨立完成數控機床電氣控制系統的安裝與調試等9項應會技能，強化安全生產意識，具備發現、分析和解決問題等5項應具備素質。
以課程教學目標進行學習載體的選擇，載體選擇的原則是強調工作過程的完整性，以數控車床、數控銑床、加工中心等3種典型數控機床為載體，為了保證教學內容的循序漸進，劃分5個學習情境，每個學習情境又分為3項任務，共計15項任務。
情境1 簡易數控機床電氣控制系統安裝與調試，實現1開環進給軸、1主軸及刀架換刀控制功能運行，計劃學時18學時；
情境2 簡易數控車床電氣控制系統安裝與調試，實現2開環進給軸、1變頻主軸及刀架換刀功能運行，計劃學時14學時；
情境3 數控車床電氣控制系統安裝與調試，實現2半閉環進給軸、1變頻主軸及刀架換刀控制功能運行，計劃學時16學時；
情境4 數控銑床電氣控制系統安裝與調試，實現3半閉環進給軸、1伺服主軸功能運行，計劃學時24學時；
情境5 加工中心電氣控制系統安裝與調試，實現4進給軸，其中3直線軸、有1直線軸是全閉環控制、1旋轉軸、1主軸、1刀庫換刀功能運行控制，計劃學生16學時。
4 課程實施過程
教學內容的組織遵循六步法原則：教師下發任務并提出相關問題；引導學生分析電氣原理圖；學生咨詢，提出問題、查閱資料，進行自主學習；學生分組討論，進行計劃與決策，主要是繪制電器元件布置圖和接線圖；教師給予指導、答疑、評價；根據下發的元器件清單和工具清單進行準備，依據計劃和決策的內容進行任務實施，即將數控機床電氣系統安裝調試好，實現該任務的功能運行。在計劃、決策、實施過程中貫穿小組及教師的檢查與評價。
4.1 教學方法及手段改革
在教學方法與手段上改變傳統的“一言堂、一張黑板”教學，堅持“教師為引導，學生為主體”的思想，采用行之有效的多樣化教學方法及手段，使教、學、做融為一體，提高學生的學習興趣，增強學生操作技能，達到理實合一、交互滲透、逐漸遞進的教學效果。下面以情境1的任務1“刀架控制電路”為例，來說明使用的教學方法及手段。
教師用任務驅動法引出任務1“刀架電路連接與調試”，用引導文法引出任務1需掌握的知識點和能力，可為學生自主學習提供方便；在進行刀架控制相關知識點傳授時用主講教學法；用演示法向學生演示刀架動作過程，可直觀形象地說明刀架動作過程；采用教師示范、學生實練法可以提高學生動手能力，消除學生心理害怕的顧慮。同時采用多種教學手段，在知識點傳授時采用經典板書、PPT課件相結合；用數控機床調試維修教學軟件進行模擬、仿真，可增強學生對元器件的布置和接線的感性認識；實物真做法可以提高學生實施的可操作性；學生可通過學院該課程精品課網站及其他相關資料進行自主學習。
從情境1至情境5的學習中，學生的主體性逐漸增多，教師的主導性逐漸減少。
4.2 考核方式改革
在課程教學中改變了傳統的“一卷定成績”的考核方式，考核方式分為過程考核和終結考核，并且過程考核占最終考核結果的70%。過程考核強調學生素質和能力，每一學習情境對學生每個工作過程進行評價，如表2所示。
5 教學質量保障
為了更好地達到改革后預想的教學效果，用學校現有的條件完成企業真實工作崗位的任職要求，需要有相應的教學保障，分別是師資隊伍、實訓中心及教學資源。
5.1 具有“雙師”素質的師資隊伍
首先，教師要具有強烈的敬業、團隊和開拓創新精神，不斷研究和運用先進的職業教育理念和方法服務于課程開發與實施；其次，把握角色的轉變，強調學生學習的主體性，引導學生學會學習，成為學生困難的解決者、學生學習的協助者；最后，能運用各種教學方法與手段，了解學生的現狀，因材施教，把握所授知識的重點和深度，引導學生運用電腦、網絡等新型學習工具進行小組合作學習、自主學習。
5.2 具有企業真實環境的理實一體化實訓中心
需要有與企業合作，共同設計建設的具有企業電氣裝調工真實工作環境和職業氛圍的實訓中心，為學生提高實踐技能及資格證書考核建立一個良好的學習和實訓平臺，能夠創造良好的工學結合、教學做一體的理論、實踐教學環境和職業氛圍。除此之外，還應該充分利用校外實訓基地的有利資源，建設穩定的校外實訓基地，充分保證該課程及電氣裝調工崗位實訓、畢業綜合技能訓練和頂崗實習等。
5.3 豐富可利用的教學資源
為了保證該課程順利進行，需配套相應教學資源以滿足教師的教學和學生的自主學習。現在該課程已為省級精品課程，配套資源有自編講義、項目任務書、引導文、考核評價標準、習題庫、PPT課件、配套說明書、精品課程網站、多媒體教室、網絡平臺等。
6 改革前后比較
“數控機床電氣控制系統安裝與調試”課程基于工作過程系統化教學改革后，與改革前的情況比較，主要有3個方面的不同，如表3所示。
7 結論
基于工作過程系統化的數控機床電氣控制系統安裝與調試課程教學內容、教學方法與手段、考核方式等的改革，經過筆者教學實踐證明，通過在教學內容上創設工作過程的完整性、應用性，教學方法與手段上強化工程能力的培養，考核方式中注重過程考核，是體現以能力為本位的學生的主體性逐漸增多、教師的主導性逐漸減少的詮釋，在整個教學過程中激發了學生的學習興趣，提高了學生的操作技能，達到了良好的教學效果。
參考文獻
[1]夏燕欄.基于工作過程的《數控機床控制系統的裝調》課程開發與實踐[J].職教論壇，2010（6）.
[2]陳志平，尹存濤.基于工作過程的數控設備應用與維護專業核心課程開發[J].當代職業教育，2011（1）.
數控機床是機電一體化的典型產品，數控機床控制技術是集計算機及軟件技術、自動控制技術、電子技術、自動檢測技術、液壓與氣動技術和精密機械等技術為一體的多學科交叉的綜合技術。在技能要求日益提高的今天，對數控機床的熟悉與了解已成為該行業專業技術人員必不可少的一環。筆者結合自身的經驗談談數控機床的優、缺點，及其種類以及數控技術的發展及其未來的發展趨勢，供大家參考：
一、數控機床的優點與缺點
(一)、數控機床的優點
對零件的適應性強，可加工復雜形狀的零件表面。在同一臺數控機床上，只需更換加工程序，就可適應不同品種及尺寸工件的自動加工，這就為復雜結構的單件、小批量生產以及試制新產品提供了極大的便利，特別是對那些普通機床很難加工或無法加工的精密復雜表面(如螺旋表面)，數控機床也能實現自動加工。加工精度高，加工質量穩定。目前，數控機床控制的刀具和工作臺最小移動量(脈沖當量)普遍達到0.0001mm，而且數控系統可自動補償進給傳動鏈的反向間隙和絲杠螺距誤差，使數控機床達到很高的加工精度。此外，數控機床的制造精度高，其自動加工方式避免了生產者的人為操作誤差，因此，同一批工件的尺寸一致性好，產品合格率高，加工質量穩定。生產效率高。由于數控機床結構剛性好，允許進行大切削用量的強力切削，從主軸轉速和進給量的變化范圍比普通機床大，因此在加工時可選用最佳切削用量，提高了數控機床的切削效率，節省了機動時間。與普通機床相比，數控機床的生產效率可提高2—3倍。良好的經濟效益。使用數控機床進行單件、小批量生產時，可節省劃線工時，減少調整、加工和檢驗時間，節省直接生產費用；同時還能節省工裝設計、制造費用；數控機床加工精度高，質量穩定，減少了廢品率，使生產成本進一步下降。此外，數控機床還可實現一機多用，所以數控機床雖然價格較高，仍可獲得良好的經濟效益。自動化程度高。數控機床自動化程度高，可大大減輕工人的勞動強度，減少操作人員的
人數，同時有利于現代化管理，可向更高級的制造系統發展。
(二)數控機床的缺點
數控機床的主要缺點價格較高，設備首次投資大；對操作、維修人員的技術要求較高；加工復雜形狀的零件時。手工編程的工作量大。
二、數控機床的種類
數控機床的種類很多，主要分類按工藝用途分類。按工藝用途，數控機床可分類如下。普通數控機床：這種分類方式與普通機床分類方法一樣，銑床、數控錨床、數控鉆床、數控磨床、數控齒輪加工機床等。加工中心機床：數控加工中心是在普通數控機床上加裝一個刀庫和自動換刀裝置而構成的數控機床，它可在一次裝夾后進行多種工序加工。按運動方式分類。按運動方式，數控機床可分類點位控制數控機床。數控系統只控制刀具從要有數控鉆床、數控坐標錘床、數控沖剪床等。直線控制數控機床：數控系統除了控制點與點之間的準確位置以外，還要保證兩點之間移動的軌跡是一條直線，而且對移動的速度也要進行控制。這類機床主要有簡易數控車床、數控銷、銑床等。輪廓控制數控機床：數控系統能對兩個或兩個以上運動坐標的位移及速度進行連續相關的控制，使合成的運動軌跡能滿足加工的要求。這類機床主要有數控車床、數控銑床等。按伺服系統的控制方式分類。按伺服系統的控制方式，數控機床可分類如下。開環控制系統的數控機床。閉環控制系統的數控機床。半閉環控制系統的數控機床。按數控系統的功能水平分類。技功能水平分類，數控系統可分類如下。經濟性數控機床。經濟性數控機床大多指采用開環控制系統的數控機床價格便宜，適用于自動化程度要求不高的場合。中檔數控機床。這類數控機床功能較全，價格適中，應用較廣。高檔數控機床。這類數控機床功能齊全，價格較貴。
三、數控機床控制技術的發展
