時(shí)間：2022-03-15 01:41:05
開(kāi)篇：寫(xiě)作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)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(shù)控機(jī)床控制，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床;控制系統(tǒng);設(shè)計(jì)
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2015.21.065
1 數(shù)控機(jī)床及其控制系統(tǒng)概述
當(dāng)前，數(shù)控技術(shù)已經(jīng)在IT、醫(yī)療、輕功、機(jī)電等行業(yè)內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用，并發(fā)揮出了重要的作用。可以說(shuō)，數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)與應(yīng)用有力地促進(jìn)了機(jī)電制造業(yè)的快速發(fā)展。數(shù)控機(jī)床是集計(jì)算機(jī)、機(jī)床、自動(dòng)控制、電機(jī)以及傳感檢測(cè)等技術(shù)與設(shè)施于一體的自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備，是一種以“數(shù)字量”作為指令信息的機(jī)床。一般而言，數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)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(cè)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(shù)控機(jī)床控制“核心”，數(shù)控機(jī)床操作、使用等都與PLC有著密切的關(guān)系。數(shù)控機(jī)床實(shí)際操作時(shí)，必須要根據(jù)工作條件、生產(chǎn)要求編制相應(yīng)的加工操作程序，然后將這些“程序”存儲(chǔ)于磁盤(pán)、穿孔帶等介質(zhì)中，系統(tǒng)軟件或者是邏輯電路通過(guò)讀取存儲(chǔ)于介質(zhì)中的“程序指令”，輸出相應(yīng)的操作控制指令信息，從而使數(shù)控機(jī)床按照程序所規(guī)定的指令運(yùn)行，完成生產(chǎn)任務(wù)。當(dāng)然，數(shù)控機(jī)床的正常工作、運(yùn)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(cè)裝置以及主軸伺服裝置等所有模塊都能夠正常運(yùn)行，銜接緊密，這樣，數(shù)控機(jī)床才能夠順利地完成“指令”所規(guī)定的所有動(dòng)作，促進(jìn)企業(yè)生產(chǎn)目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)。
2 數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)分析
數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床正常運(yùn)行的必要保障，機(jī)床類型不同、型號(hào)不同，控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)也有所不同，但是，在控制原理、傳動(dòng)系統(tǒng)、編程控制以及結(jié)構(gòu)布局方面并沒(méi)有太大的差別，實(shí)踐中，數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)該重點(diǎn)做好以下幾個(gè)方面的工作：
2.1 數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)的總體優(yōu)化與設(shè)計(jì)
本文中，對(duì)數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控機(jī)床的精準(zhǔn)化、“實(shí)時(shí)化”控制，以支持?jǐn)?shù)控機(jī)床高精度任務(wù)、多任務(wù)操作需要。一般而言，數(shù)控機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要是為了實(shí)現(xiàn)機(jī)床運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)功能、加工控制功能、系統(tǒng)自檢功能以及加工參數(shù)交互功能等，其中，加工控制功能是控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的最基本的功能要求，目的就是實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控機(jī)床三維刀具、輸入/輸出裝置以及驅(qū)動(dòng)電機(jī)的有效控制。由于絕大多數(shù)數(shù)控機(jī)床加工運(yùn)行過(guò)程中，鉆頭、刀具等都處于高速運(yùn)行狀態(tài)，為了滿足控制系統(tǒng)在極短的時(shí)間內(nèi)做出正確的控制決策，實(shí)踐中常常采用“嵌入式系統(tǒng)”作為控制系統(tǒng)功能開(kāi)發(fā)平臺(tái)，比如，基于RT-Linux的開(kāi)發(fā)平臺(tái)由于保留了Linux的所有的核心功能，具有強(qiáng)大的調(diào)度、管理功能，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)數(shù)控機(jī)床操作任務(wù)的實(shí)時(shí)、精確管理。
2.2 數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
當(dāng)前，數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)大多為“全閉環(huán)”控制模式，“全閉環(huán)”控制系統(tǒng)屬于一種典型的開(kāi)放式控制結(jié)構(gòu)，硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要重點(diǎn)做好以下三點(diǎn)：
（1）數(shù)據(jù)采集卡配置，采集卡的主要功能是接收前端檢測(cè)數(shù)字量、采集模擬信號(hào)，然后利用系統(tǒng)內(nèi)的相關(guān)程序?qū)@些信息進(jìn)行分析、處理，比如，信息收集、A/D轉(zhuǎn)換、觸發(fā)控制等等，都屬于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)置內(nèi)容;
（2）伺服裝置配置設(shè)計(jì)，可以使用“電致伸縮器”來(lái)調(diào)整工件與支架之間的偏差，以解決切削環(huán)節(jié)工件軸徑過(guò)大而引發(fā)的誤差問(wèn)題;
（3）數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)控制器配置，實(shí)踐中，常采用“上位機(jī)”與“下位機(jī)”聯(lián)合控制方式，以滿足機(jī)床加工對(duì)精度、軌跡控制較高的要求;
（4）硬件電路設(shè)計(jì)，數(shù)控機(jī)床中的硬件電路是控制系統(tǒng)正常工作、運(yùn)行的動(dòng)力系統(tǒng)，比如，機(jī)床驅(qū)動(dòng)、信號(hào)指令傳遞等等都需要借助于硬件電路系統(tǒng)才能夠?qū)崿F(xiàn)，數(shù)控機(jī)床硬件電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)關(guān)鍵的是需要設(shè)計(jì)好電源電路、存儲(chǔ)器電路、PC通信電路、音頻錄入電路、音頻輸出電路等。總之，數(shù)控機(jī)床硬件系統(tǒng)（結(jié)構(gòu)）設(shè)計(jì)需要遵循模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化的原則，在滿足系統(tǒng)總體功能需求的前提下，兼顧控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)需求，以降低控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的成本、提高控制系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性與穩(wěn)定性。
2.3 數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
就數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行控制、運(yùn)行原理來(lái)看，軟件系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床能夠平穩(wěn)運(yùn)行的“核心模塊”，因?yàn)椋械牟僮髦噶疃夹枰ㄟ^(guò)軟件系統(tǒng)的控制才能夠?qū)崿F(xiàn)，比如，操作指令的譯碼、驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制、刀具運(yùn)行軌跡的控制以及運(yùn)行狀態(tài)信息顯示等等都需要借助于軟件系統(tǒng)才能夠?qū)崿F(xiàn)。其中，基于PLC基礎(chǔ)上的數(shù)控軟件加工處理流程是數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，比如，刀具加工、工件定位等都屬于加工數(shù)據(jù)處理流程范疇。實(shí)踐證明，數(shù)控機(jī)床控制軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要以“功能模塊”為核心，做好“上位機(jī)”與“下位機(jī)”設(shè)計(jì)，比如，對(duì)于操作精確度要求較高的數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可以將整個(gè)軟件系統(tǒng)放在SIMO―TIOND環(huán)境下運(yùn)行，這樣，“下位機(jī)”就可以直接接收來(lái)自各個(gè)“功能單元”的數(shù)據(jù)、信息，在此基礎(chǔ)上將數(shù)控機(jī)床運(yùn)行狀態(tài)、各個(gè)功能模塊指令執(zhí)行情況監(jiān)測(cè)出來(lái)，為控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2.4 數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)也是數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。實(shí)踐中，在進(jìn)行數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，常常將PLC程序設(shè)計(jì)為低級(jí)程序與高級(jí)程序兩個(gè)部分，前者主要是用來(lái)處理控制系統(tǒng)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(tǒng)中緊急信號(hào)，目的是對(duì)數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)的一些突發(fā)事件做出相應(yīng)的應(yīng)急處置反映，科學(xué)設(shè)置參數(shù)，確保數(shù)控機(jī)床安全、穩(wěn)定運(yùn)行。
總之，數(shù)控機(jī)床具有斷刀、換刀、工件夾緊、刀位檢測(cè)、通信檢測(cè)以及通信連接等多項(xiàng)功能，要促進(jìn)這些功能目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，就必須要做好數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，這對(duì)提高機(jī)床的開(kāi)動(dòng)率、生產(chǎn)率以及數(shù)控機(jī)床的穩(wěn)定運(yùn)行具有重要的意義。
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞：閉環(huán)控制；數(shù)控機(jī)床；PID；應(yīng)用
1引言
在現(xiàn)代化的設(shè)備生產(chǎn)中，數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用變得越來(lái)越廣泛，而且對(duì)數(shù)控機(jī)床加工精度和速度的要求也越來(lái)越高。為了更高精度、更高自動(dòng)化水平的控制數(shù)控機(jī)床的加工，需要在加工過(guò)程中加入反饋調(diào)節(jié)，從而對(duì)機(jī)床加工過(guò)程中的誤差因素進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，使誤差不會(huì)隨時(shí)間的延續(xù)進(jìn)行累積，即在數(shù)控機(jī)床上實(shí)施閉環(huán)控制。目前，在數(shù)控機(jī)床上應(yīng)用閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)備很多，并且這些機(jī)床在加工復(fù)雜精密零件時(shí)取得了很好的效果。本文根據(jù)自身實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和理論研究，對(duì)閉環(huán)控制在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用理論及具體案例進(jìn)行了詳細(xì)的論述，為閉環(huán)控制在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用和推廣提供了有力的技術(shù)支撐。
2閉環(huán)控制在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用
2.1數(shù)控機(jī)床中的閉環(huán)控制特點(diǎn)
在數(shù)控系統(tǒng)中，伺服控制系統(tǒng)必須具備較好的穩(wěn)定性、動(dòng)態(tài)特性、穩(wěn)態(tài)特性、魯棒性等。在所有的伺服系統(tǒng)中，穩(wěn)定性是其最根本的要求，系統(tǒng)的穩(wěn)定性有兩種重要的作用，一是能自動(dòng)排除外界對(duì)系統(tǒng)的干擾，能在有外部干擾的環(huán)境下，精確調(diào)節(jié)定位，二是自動(dòng)恢復(fù)穩(wěn)定狀態(tài)，不管系統(tǒng)處于什么樣的初始狀態(tài)，都能夠快速準(zhǔn)確的進(jìn)行定位；在閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)中，動(dòng)態(tài)特性是其最重要的衡量指標(biāo)，它主要表現(xiàn)在系統(tǒng)的響應(yīng)速度和振幅，在通常狀態(tài)下，系統(tǒng)的最大振幅就表達(dá)這系統(tǒng)的控制精度，振幅越小，精度越高，而系統(tǒng)的響應(yīng)速度是影響振幅的重要因素，系統(tǒng)的響應(yīng)速度越快，系統(tǒng)的過(guò)渡時(shí)間就越小，系統(tǒng)的誤差就越小，控制精度也就越高；穩(wěn)態(tài)特性閉環(huán)控制系統(tǒng)的正常工作狀態(tài)特性，主要是是指控制系統(tǒng)經(jīng)過(guò)過(guò)渡階段后，進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)的情況下，其最終輸出的穩(wěn)態(tài)指與預(yù)期的穩(wěn)定指相符合的程度，通常情況下，伺服閉環(huán)控制系統(tǒng)會(huì)因?yàn)樽陨斫Y(jié)構(gòu)、內(nèi)部摩擦力、外界干擾等非線性的因素導(dǎo)致系統(tǒng)的實(shí)際的穩(wěn)態(tài)值與期望值存在一定的誤差，這種誤差就是穩(wěn)態(tài)誤差，穩(wěn)態(tài)誤差是衡量閉環(huán)控制精度的重要指標(biāo)，而通過(guò)加入穩(wěn)態(tài)誤差補(bǔ)償，可以有效的調(diào)整伺服控制系統(tǒng)的控制精度和跟蹤速度；魯棒性的主要作用是幫助閉環(huán)控制系統(tǒng)控制誤差，其主要特點(diǎn)是在系統(tǒng)的約束條件發(fā)生變化時(shí)，保持系統(tǒng)自身的功能特性不變，即對(duì)于具有較好魯棒性特征的閉環(huán)控制系統(tǒng)，即使參數(shù)發(fā)生了變化，控制自身仍有保持穩(wěn)定性不變，系統(tǒng)的響應(yīng)速度和振幅也不會(huì)隨參數(shù)變化而變化，如魯棒性好的數(shù)控機(jī)床長(zhǎng)期使用造成的機(jī)械零件磨損不會(huì)導(dǎo)致機(jī)床自身誤差的增大。
2.2閉環(huán)控制系統(tǒng)中的PID控制技術(shù)
PID控制技術(shù)是閉環(huán)控制中最早發(fā)展起來(lái)的一門技術(shù)，它以算法簡(jiǎn)單、可靠性高、調(diào)整方便、魯棒性好等優(yōu)點(diǎn)在工業(yè)控制領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，尤其在一些被控對(duì)象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)有一定的不確定性，沒(méi)法得到精確的數(shù)學(xué)模型的情況下，可以采用PID控制技術(shù)依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和經(jīng)驗(yàn)確定系統(tǒng)控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)。在實(shí)際工程應(yīng)用中，也有僅采用PI控制和PD控制的控制系統(tǒng)。PID控制技術(shù)是一種線性調(diào)節(jié)技術(shù)，它將系統(tǒng)的偏差分為比例、積分、微分三類運(yùn)算對(duì)被控量進(jìn)行具體的調(diào)節(jié)。它對(duì)速度的調(diào)節(jié)主要是根據(jù)速度指令（rt）與傳感器反饋的回來(lái)的實(shí)際y（t）進(jìn)行比較構(gòu)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(jìn)行線性組合，最終形成控制量u（t）對(duì)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行控制，從而達(dá)到對(duì)電機(jī)速度的精確控制的目的，具體列公式如下：
2.3閉環(huán)控制系統(tǒng)在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用
在數(shù)控機(jī)床的閉環(huán)控制系統(tǒng)中，PID控制技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛。本文以FANCOi機(jī)床為例，其控制器的調(diào)試就主要分為比例增益、積分增益、微分增益三個(gè)部分，具體調(diào)試過(guò)程如下：首選將驅(qū)動(dòng)器設(shè)置成速度控制模式控制，對(duì)便于對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)器參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)節(jié)。伺服驅(qū)動(dòng)器的調(diào)節(jié)參數(shù)就是比例常數(shù)Kp、微分參數(shù)Kd和積分參數(shù)Ki，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)控制需要，手動(dòng)對(duì)PID的三項(xiàng)控制常數(shù)進(jìn)行具體的調(diào)節(jié)。首先，確定速度比例增益常數(shù)Kp的值。當(dāng)閉環(huán)控制系統(tǒng)安裝完畢后，第一步是對(duì)比例增益常數(shù)Kp就進(jìn)行調(diào)節(jié)，因?yàn)樵谌齻€(gè)增益參數(shù)中，比例增益對(duì)振幅起到最主要的作用，確定比例參數(shù)的值后，再對(duì)積分增益Ki和微分增益Kd進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)比例參數(shù)的方式是在對(duì)先將積分增益Ki和微分增益Kd設(shè)置為零，再?gòu)牧阒饾u增加比例參數(shù)Kp的值，觀察伺服電機(jī)停止時(shí)的振蕩情況以及電機(jī)轉(zhuǎn)速的忽快忽慢現(xiàn)象，如果隨著Kp值的增加，系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩現(xiàn)象，就降低Kp值，消除振蕩，穩(wěn)定轉(zhuǎn)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(tǒng)的積分增益常數(shù)Ki的值，觀察積分增益的效應(yīng)現(xiàn)象，當(dāng)積分增益參數(shù)超過(guò)臨界值后就會(huì)導(dǎo)致控制系統(tǒng)的振動(dòng)不穩(wěn)定，這時(shí)將Ki值進(jìn)行回調(diào)，消除振蕩，穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，此時(shí)的Ki值就是初步確定的控制系統(tǒng)參數(shù)。最后，對(duì)控制系統(tǒng)的微分增益進(jìn)行具體的調(diào)節(jié)。微分增益的調(diào)節(jié)可以有效的降低控制系統(tǒng)的振幅，它的主要工作原理是對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)先控制，就是在系統(tǒng)的振蕩發(fā)生之前對(duì)其進(jìn)行校正，在實(shí)際調(diào)節(jié)時(shí)，從零開(kāi)始逐步增加Kd的值，從而改善旋轉(zhuǎn)速度的穩(wěn)定性。
3結(jié)論
本文根據(jù)自身實(shí)踐和理論研究，對(duì)伺服閉環(huán)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)進(jìn)行了論述，并對(duì)PID控制技術(shù)的原理以及實(shí)際生產(chǎn)中的參數(shù)調(diào)節(jié)方法進(jìn)行了具體的闡述，不僅為閉環(huán)控制技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中應(yīng)用提供了有力的技術(shù)支撐，也為閉環(huán)控制系統(tǒng)在數(shù)控機(jī)床中的推廣應(yīng)用提供了有效的理論依據(jù)。
參考文獻(xiàn)：
[1]包杰,李亮,何寧.基于PC的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)微銑削伺服控制的研究[J].機(jī)械科學(xué)與技術(shù),2009，28(9)：1230-1234
[2]關(guān)鍵,舒志兵.基于PCI總線的全閉環(huán)交流伺服控制系統(tǒng)[J].機(jī)床與液壓,2008,36(7):283-285.
關(guān)鍵詞 數(shù)據(jù)機(jī)床；電器控制；改進(jìn)
中圖分類號(hào)：TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671—7597（2013）042-118-01
1 數(shù)控機(jī)床的電子控制概述
在科技高速發(fā)展的今天，數(shù)控機(jī)床廣泛應(yīng)用于各個(gè)現(xiàn)代化的工廠當(dāng)中，而作為機(jī)床的電氣控制系統(tǒng)是整個(gè)現(xiàn)代機(jī)床不可或缺的一部分，它是以電氣為主的一個(gè)控制系統(tǒng)，我們可以這樣理解，電氣控制系統(tǒng)的性能決定了整個(gè)機(jī)床的性能，如果電氣控制改進(jìn)了，那么整個(gè)機(jī)床的加工效率、傳送效率也會(huì)隨之大幅度的改進(jìn)。電氣控制可以將一些諸如計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、測(cè)量技術(shù)等等學(xué)科融入其中，特別是在今天，計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，電氣控制系統(tǒng)的改進(jìn)在整個(gè)機(jī)床設(shè)備的性能提升上起到了決定性的作用。
2 數(shù)控機(jī)床電子控制的發(fā)展
數(shù)控機(jī)床電子控制的發(fā)展主要指的是三個(gè)系統(tǒng)的發(fā)展，分別是邏輯控制系統(tǒng)的發(fā)展、連續(xù)控制系統(tǒng)的發(fā)展和混合控制系統(tǒng)的發(fā)展。邏輯控制系統(tǒng)主要經(jīng)歷了手動(dòng)控制到自動(dòng)控制的改變，在整個(gè)發(fā)展的工程中邏輯控制系統(tǒng)逐步走向機(jī)械自動(dòng)化；連續(xù)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)就是精度高、功率高、同時(shí)具有很強(qiáng)的抗干擾能力，未來(lái)的發(fā)展方向會(huì)是精度、功率更高，同時(shí)面對(duì)更多外來(lái)干擾具有更高的防御能力；混合控制系統(tǒng)的發(fā)展方向主要是將會(huì)更好的運(yùn)用計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行專業(yè)的數(shù)字控制，通過(guò)一些專門的設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)床的工作。
3數(shù)控機(jī)床的電氣控制改進(jìn)
我們都知道數(shù)控加工機(jī)床它最大的特點(diǎn)是可以非常方便的進(jìn)行移位和移動(dòng)的加工，這樣機(jī)床就可以進(jìn)行大型工件的加工，這樣才能滿足工廠當(dāng)中的各種要求，就現(xiàn)在各個(gè)工廠中的機(jī)床來(lái)看，如果是固定的機(jī)床那么就沒(méi)有辦法去完成大型工件的加工，現(xiàn)在一些工廠的大型工件的重量甚至可以達(dá)到上百噸，如此大的工件想要在加工的過(guò)程中進(jìn)行翻身是非常困難的，所以就會(huì)降低了整個(gè)加工的工作效率，為了解決這一問(wèn)題，工廠所采用的方式就是利用組合式機(jī)床。組合式機(jī)床組成部分有床身導(dǎo)軌、主軸箱、立柱等等，它的電氣控制設(shè)計(jì)部分是由工廠進(jìn)行自主設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)了幾次改進(jìn)、不斷的進(jìn)行完善，最后投入使用。
3.1 數(shù)控機(jī)床的電氣柜部分設(shè)計(jì)
數(shù)控機(jī)床的電氣柜部分的組成主要是有兩部分組成，分別是一臺(tái)的歐姆龍PLC以及兩臺(tái)的LG變頻器。其中主軸電機(jī)是由容量為十八點(diǎn)五千瓦的變頻器所進(jìn)行控制的，其他另外幾個(gè)電機(jī)，例如主軸箱中的走刀以及上下快速這兩個(gè)電機(jī)是由五點(diǎn)五千瓦變頻器，靠著接觸器進(jìn)行不斷切換來(lái)進(jìn)行控制的。如果控制柜和操作站之間的控制電纜數(shù)量過(guò)多，就會(huì)產(chǎn)生一些問(wèn)題，所以整個(gè)電纜的控制所采用的是一個(gè)總線傳輸?shù)姆椒ǎ刂乒裢瑱C(jī)床的分線盒之間同手控操作站之間采用的連接方式是運(yùn)用插頭，這樣移動(dòng)起來(lái)就會(huì)非常方便。在數(shù)控機(jī)床的電氣柜門上安裝了用來(lái)顯示電機(jī)轉(zhuǎn)速的顯示表，為了方便控制主回路電源同時(shí)安有電源的控制按鈕。在接觸器和PIE兩個(gè)器件中間會(huì)有輕微的繼電器的過(guò)渡控制，這樣做的目的是保護(hù)歐姆龍被燒毀。在電氣柜中的電路還有空開(kāi)、變壓器、接觸器等等多重的保護(hù)。
3.2 歐姆龍PLC的程序設(shè)計(jì)
在本系統(tǒng)當(dāng)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(lái)接收電氣柜以外的一些信號(hào)，同時(shí)對(duì)于設(shè)備當(dāng)中的變頻器控制信號(hào)以及指示信號(hào)進(jìn)行輸入和輸出。在整個(gè)電氣柜上有很多的按鈕及指令信號(hào)同控制柜都會(huì)有一定的距離，為了解決這一問(wèn)題，控制器采用的模式是歐姆龍總線鏈接模塊來(lái)進(jìn)行信號(hào)同控制柜之間的連接控制，用超過(guò)一個(gè)芯的電纜將實(shí)際操作站當(dāng)中的模塊同歐姆龍PLC鏈接這兩個(gè)模塊進(jìn)行連接。在系統(tǒng)的軟件方面，整個(gè)程序所采用的是Cox—programmer軟件，此軟件的最大的特點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)點(diǎn)的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，也就是說(shuō)更加利于調(diào)試。
3.3 數(shù)控機(jī)床電氣控制變頻器的參數(shù)設(shè)置
在數(shù)控機(jī)床的電氣柜內(nèi)安裝有兩臺(tái)變頻器，其中的一臺(tái)的主要功能是對(duì)主軸進(jìn)行單獨(dú)的控制，另外一臺(tái)的功能則是利用接觸器的切換對(duì)主軸箱走刀和立柱行走進(jìn)行控制，兩個(gè)變頻器各司其責(zé)，這這里為了方便參數(shù)的設(shè)置，我們將LG變頻器的設(shè)置按照不同的功用分成以下的七組參數(shù)，分別是兩個(gè)功能組、一個(gè)驅(qū)動(dòng)組、一個(gè)外部組、一個(gè)輸入/輸出組、一個(gè)選項(xiàng)組、一個(gè)應(yīng)用組，在所有的參數(shù)設(shè)置上就采用出廠的默認(rèn)參數(shù)，當(dāng)然如果在實(shí)際工作當(dāng)中可以對(duì)部分參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的改變。
在數(shù)控機(jī)床工作臺(tái)（立柱）同之前所說(shuō)的主軸箱，它們兩個(gè)是具有兩個(gè)不同的軸的，系統(tǒng)如果想要保護(hù)工作當(dāng)中所選軸電機(jī)可以對(duì)不同的都可以適應(yīng)，選擇了其中的第二個(gè)電機(jī)功能，為所選的軸進(jìn)行不一樣的參數(shù)設(shè)置來(lái)進(jìn)行控制。下面就詳細(xì)介紹一下第二個(gè)電機(jī)參數(shù)功能的設(shè)置是怎樣進(jìn)行的：首先要選擇其中任意一個(gè)多功能的端口，將輸入/輸出的參數(shù)設(shè)置好，接著要將這個(gè)端口進(jìn)行激活，在確保輸入/輸出端口是激活的狀態(tài)的情況下，可以進(jìn)行第二電機(jī)功能的啟用。接下來(lái)進(jìn)行設(shè)置的參數(shù)還有電機(jī)的加減速時(shí)間的設(shè)置、電機(jī)的轉(zhuǎn)折頻率設(shè)置、V/F方式的設(shè)置、正反兩個(gè)轉(zhuǎn)矩的補(bǔ)償設(shè)置、對(duì)電機(jī)的電子熱保護(hù)等級(jí)（包括有一分鐘和連續(xù)兩種方式）的設(shè)置、電機(jī)的額定電流的設(shè)置。我們知道由于整個(gè)電氣的工作臺(tái)（立柱）進(jìn)行行走方式主要是進(jìn)行加工軸的參與，當(dāng)運(yùn)行到低速段的時(shí)候就會(huì)要求轉(zhuǎn)矩相對(duì)較高，這時(shí)候我們所選擇的控制方式就會(huì)是V/F方式，我們?cè)?到最大的頻率段之間去設(shè)置四個(gè)不同的電壓值，在第一個(gè)位置上所設(shè)置的電壓值較高，這樣做的目的就是去提高輸出轉(zhuǎn)矩。
4 結(jié)束語(yǔ)
由于文章的篇幅有限，只對(duì)數(shù)控機(jī)床的電氣控制做了簡(jiǎn)單的介紹，我們知道在電氣控制當(dāng)中兩臺(tái)LG變頻器是整個(gè)電氣控制的核心部件，所以它的參數(shù)設(shè)置調(diào)整同整個(gè)機(jī)床的加工性能是密不可分的，兩個(gè)變頻器中的一臺(tái)會(huì)去控制三臺(tái)電機(jī)，去對(duì)應(yīng)兩個(gè)軸。在第二臺(tái)電機(jī)中最大的功能是我們對(duì)其設(shè)置各種不同的參數(shù)，這樣做的目的是可以將同的電機(jī)進(jìn)行區(qū)分和保護(hù)。在對(duì)工作臺(tái)（立柱）的控制方面，對(duì)工作臺(tái)控制方式設(shè)置成了用戶V/F的控制方式，這樣做的目的是對(duì)實(shí)際加工的需要進(jìn)行滿足。在歐姆龍PLC當(dāng)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(dòng)的困難。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；故障；分析；維修
前言
數(shù)控機(jī)床已經(jīng)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)今各行各業(yè)的生產(chǎn)中為工業(yè)生產(chǎn)的騰飛提供了不小的助力，但是數(shù)控機(jī)床集成度和自動(dòng)化程度提高的同時(shí)也使得數(shù)控機(jī)床的復(fù)雜性大幅提高，當(dāng)數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)故障時(shí)也對(duì)數(shù)控機(jī)床的維修提出了不小的考驗(yàn)。本文將在分析數(shù)控機(jī)床常見(jiàn)故障的基礎(chǔ)上對(duì)如何做好數(shù)控機(jī)床的維修進(jìn)行分析闡述。
1數(shù)控機(jī)床常見(jiàn)故障分類
數(shù)控機(jī)床常見(jiàn)故障根據(jù)其發(fā)生的特點(diǎn)、原因等可以將其分為：（1）系統(tǒng)軟、硬件故障，數(shù)控機(jī)床軟件故障指的是數(shù)控機(jī)床其自身的數(shù)控系統(tǒng)軟件部分所帶來(lái)的故障，在維修數(shù)控機(jī)床軟件故障時(shí)無(wú)需對(duì)數(shù)控機(jī)床的硬件設(shè)施進(jìn)行修理，僅需要在分析數(shù)控機(jī)床PLC程序等的基礎(chǔ)上對(duì)數(shù)控機(jī)床的參數(shù)或是PLC程序進(jìn)行改動(dòng)即可消除故障、而數(shù)控機(jī)床硬件故障則主要指的是數(shù)控機(jī)床的控制模塊等出現(xiàn)硬件性損壞，需要將故障硬件拆下修理后才能繼續(xù)使用。（2）數(shù)控機(jī)床的機(jī)械故障，此類故障主要是由于數(shù)控機(jī)床的機(jī)械磨損、機(jī)械撞擊等所造成的損壞，在維修時(shí)需要對(duì)數(shù)控機(jī)床機(jī)械磨損區(qū)域或是撞擊區(qū)域進(jìn)行修復(fù)以此來(lái)恢復(fù)數(shù)控機(jī)床的正常使用。（3）有無(wú)診斷報(bào)警的故障，現(xiàn)今的數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)中都編制有詳細(xì)的數(shù)控報(bào)警信息，用戶可以根據(jù)數(shù)控報(bào)警信息來(lái)對(duì)數(shù)控機(jī)床的故障發(fā)生區(qū)域進(jìn)行診斷以此來(lái)縮小故障診斷范圍。但是在一些數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)中，并未對(duì)數(shù)控機(jī)床的報(bào)警信息進(jìn)行詳細(xì)的解釋，需要數(shù)控機(jī)床維修人員查找相關(guān)資料來(lái)予以解決。此外，根據(jù)數(shù)控機(jī)床故障發(fā)生的類型可以將數(shù)控機(jī)床的故障分為機(jī)械故障和電氣故障兩大類。
2數(shù)控機(jī)床電氣故障原因分析及查找
2.1數(shù)控機(jī)床電氣故障原因查找前的準(zhǔn)備工作
前期的準(zhǔn)備工作對(duì)于數(shù)控機(jī)床電氣故障的排除有著極為重要的意義，當(dāng)數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)當(dāng)保持?jǐn)?shù)控機(jī)床現(xiàn)場(chǎng)的故障狀態(tài)等待數(shù)控機(jī)床維修人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，從而有利于數(shù)控機(jī)床維修人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況對(duì)數(shù)控機(jī)床故障發(fā)生的原因進(jìn)行初步的判斷，在對(duì)數(shù)控機(jī)床維修時(shí)，數(shù)控機(jī)床維修人員需要對(duì)數(shù)控機(jī)床故障出現(xiàn)的指示情況及數(shù)控機(jī)床故障發(fā)生的背景情況進(jìn)行仔細(xì)的了解，從而掌握第一手的資料為數(shù)控機(jī)床的維修打下良好的基礎(chǔ)。在維修人員到場(chǎng)對(duì)數(shù)控機(jī)床操作人員進(jìn)行情況了解的過(guò)程中，數(shù)控機(jī)床維修人員需要在與數(shù)控機(jī)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(shù)控機(jī)床故障情況的準(zhǔn)確性與完整性，此外，在數(shù)控機(jī)床故障原因查找的過(guò)程中數(shù)控機(jī)床維修人員不能盲目的對(duì)數(shù)控機(jī)床故障進(jìn)行處理，而是應(yīng)當(dāng)對(duì)可能造成數(shù)控機(jī)床電氣故障的原因進(jìn)行詳細(xì)的測(cè)量，以免盲目操作而造成數(shù)控機(jī)床故障復(fù)雜性的增加，提升數(shù)控機(jī)床故障排查的難度。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于數(shù)控機(jī)床所產(chǎn)生的故障數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)中都是帶有提示的，應(yīng)當(dāng)通過(guò)數(shù)控機(jī)床中所顯示的故障報(bào)警信息查找相關(guān)的數(shù)控機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)診斷手冊(cè)從而對(duì)數(shù)控機(jī)床電氣故障的觸發(fā)因素進(jìn)行了解，從而便于數(shù)控機(jī)床維修人員結(jié)合保障進(jìn)行來(lái)對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行故障排查。
2.2數(shù)控機(jī)床的故障排查
在數(shù)控機(jī)床的故障排查中，需要通過(guò)問(wèn)詢操作者數(shù)控機(jī)床故障前后設(shè)備的運(yùn)行情況是否有異常情況，以確定數(shù)控機(jī)床所產(chǎn)生的故障時(shí)偶發(fā)性的故障還是經(jīng)常性故障，在數(shù)控機(jī)床故障發(fā)生時(shí)是否有異兆，在數(shù)控機(jī)床故障發(fā)生時(shí)是否有其他異常操作或是異常情況等，這些信息對(duì)于快速、準(zhǔn)確的定位數(shù)控機(jī)床故障位置有著極為重要的意義，此外，在對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行故障維修時(shí)應(yīng)當(dāng)在安全的前提下注意觀測(cè)數(shù)控機(jī)床在運(yùn)行的過(guò)程中是否有異常聲音及其他的一些異常信號(hào)，在切斷電源后，數(shù)控機(jī)床維修人員可以通過(guò)聞電氣控制系統(tǒng)中是否有焦糊味以及觸摸數(shù)控機(jī)床的電機(jī)、變壓器以及熔斷器等查看其是否有過(guò)熱現(xiàn)象。在數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)的維修過(guò)程中，數(shù)控機(jī)床維修人員需要對(duì)數(shù)控機(jī)床數(shù)控控制系統(tǒng)中的各部分的電氣構(gòu)造及原理進(jìn)行充分、全面的了解，以便在數(shù)控機(jī)床故障排查中可以通過(guò)數(shù)控機(jī)床電氣設(shè)備的控制原理來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于數(shù)控機(jī)床電氣故障原因的查找。在數(shù)控機(jī)床電氣故障的排查中，對(duì)于機(jī)床廠家所編制的用戶報(bào)警可以通過(guò)對(duì)PLC報(bào)警的觸發(fā)條件進(jìn)行逐項(xiàng)排查從而找出造成數(shù)控機(jī)床電氣故障的故障點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)于數(shù)控機(jī)床電氣故障的排除。而對(duì)于一些數(shù)控機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的系統(tǒng)性報(bào)警，則應(yīng)當(dāng)根據(jù)系統(tǒng)報(bào)警信息來(lái)查找相關(guān)的報(bào)警診斷手冊(cè)以此來(lái)確定數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)報(bào)警所代表的意義和可能的原因，并結(jié)合數(shù)控機(jī)床的電氣控制原理來(lái)查找相應(yīng)的故障點(diǎn)。在對(duì)數(shù)控機(jī)床的電氣故障進(jìn)行排查的過(guò)程中，都需要從數(shù)控機(jī)床設(shè)備的動(dòng)作原理入手來(lái)進(jìn)行分析以此來(lái)縮小數(shù)控機(jī)床故障查找的范圍，而后通過(guò)數(shù)控機(jī)床電氣故障所產(chǎn)生的信息對(duì)數(shù)控機(jī)床故障原因進(jìn)行逐級(jí)的排查，根據(jù)數(shù)控機(jī)床報(bào)警細(xì)節(jié)最終找到數(shù)控機(jī)床電氣故障的故障點(diǎn)，而后采取相應(yīng)的處理措施來(lái)排除故障。此外在數(shù)控機(jī)床電氣故障的排查過(guò)程中需要注意的是一些關(guān)聯(lián)性報(bào)警信息，這些數(shù)控機(jī)床報(bào)警所顯示的信息并不是數(shù)控機(jī)床的直接報(bào)警而是由直接故障點(diǎn)所引出的一些關(guān)聯(lián)性的報(bào)警信息，從而為數(shù)控機(jī)床的故障排除帶來(lái)了不小的難度。在排除此類故障時(shí)，數(shù)控機(jī)床維修人員需要通過(guò)對(duì)數(shù)控機(jī)床故障信息進(jìn)行細(xì)致的分析找出造成數(shù)控機(jī)床故障報(bào)警的真正原因從而實(shí)現(xiàn)對(duì)于數(shù)控機(jī)床故障的排除。
3數(shù)控機(jī)床故障檢修中的注意要點(diǎn)
數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)極為復(fù)雜，在對(duì)數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)進(jìn)行拆卸的過(guò)程中需要注意做好記錄并注意避免破壞數(shù)控機(jī)床設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，對(duì)于數(shù)控機(jī)床電氣控制元件拆卸下來(lái)的部分需要做好分類、保存以免丟失而對(duì)后期的維修造成影響。在對(duì)數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程中需要注意的是對(duì)于帶有阻值的線路進(jìn)行測(cè)量時(shí)應(yīng)當(dāng)處于下電狀態(tài)，避免帶電測(cè)量。在對(duì)數(shù)控機(jī)床的控制電路板進(jìn)行拆卸的過(guò)程中需要注意不得損壞電路板，在拆卸的過(guò)程中需要注意做好各線路上的開(kāi)關(guān)、跳線等的位置，以便在數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)恢復(fù)的過(guò)程中將其恢復(fù)的原來(lái)的位置，在數(shù)控機(jī)床電氣設(shè)備的檢修時(shí)需要進(jìn)行兩極以上的對(duì)照檢查，需要注意對(duì)各板上的元件進(jìn)行標(biāo)記，避免元件錯(cuò)亂。在查清線路板上的電源配置后數(shù)控機(jī)床檢修人員需要根據(jù)檢查的需要對(duì)線路板采取分別供電或是全部供電的方式來(lái)對(duì)數(shù)控機(jī)床的控制電路板進(jìn)行檢測(cè)，查找故障點(diǎn)。此外，在數(shù)控機(jī)床維修的過(guò)程中尤其需要注意的是避免觸碰數(shù)控機(jī)床中的380V/220V等的高壓部分，以免造成安全事故。
4結(jié)束語(yǔ)
數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)極為復(fù)雜，在對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行故障排除的過(guò)程中需要從數(shù)控機(jī)床故障發(fā)生的現(xiàn)象入手從數(shù)控機(jī)床故障發(fā)生的原理進(jìn)行分析查找故障發(fā)生點(diǎn)，由于數(shù)控機(jī)床涉及到機(jī)械、電氣、液壓、氣動(dòng)等多方面的因素，在對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行故障排查的過(guò)程中需要進(jìn)行綜合的考慮，確保數(shù)控機(jī)床的正常運(yùn)行。
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關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；故障；分析；維修
引言
科技發(fā)展與進(jìn)步，使各行業(yè)有了長(zhǎng)足的發(fā)展，在生產(chǎn)加工領(lǐng)域，數(shù)控機(jī)床已經(jīng)得到廣泛使用，大大提高了生產(chǎn)效率，減少了人力勞動(dòng)，數(shù)控設(shè)備的使用是技術(shù)革新的成果，推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力的騰飛，為大規(guī)模生產(chǎn)助力，企業(yè)要想在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中贏得先機(jī)，則需要不斷提高生產(chǎn)能力，強(qiáng)化產(chǎn)品質(zhì)量，數(shù)控機(jī)床自動(dòng)化、智能化控制有效解決了這些問(wèn)題。與此同時(shí)，數(shù)控機(jī)床的使用也給企業(yè)帶來(lái)了復(fù)雜性，特別是機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)引進(jìn)數(shù)控機(jī)床后，對(duì)機(jī)床的依賴性增大，機(jī)床生產(chǎn)能力大小直接關(guān)系企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，數(shù)控機(jī)床是生產(chǎn)過(guò)程中最主要的設(shè)備，只有全面保障設(shè)備壽命和性能發(fā)揮，才能實(shí)現(xiàn)良好效益，也就是說(shuō)，數(shù)控機(jī)床是企業(yè)效益之源。要想保證企業(yè)生產(chǎn)能力，則需要不斷強(qiáng)化對(duì)數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)的維護(hù)和保養(yǎng)，使設(shè)備能夠長(zhǎng)期處于較為穩(wěn)定的生產(chǎn)運(yùn)行狀態(tài)，為企業(yè)創(chuàng)造更多的價(jià)值，只有全面做好日常保養(yǎng)與維護(hù)，才能減少設(shè)備故障率，避免出現(xiàn)停產(chǎn)情況。數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)在長(zhǎng)期使用中，出現(xiàn)故障是必然的，只有全面做好故障點(diǎn)診斷、分析與排除，才能確保設(shè)備良好運(yùn)行，推動(dòng)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
1 數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的故障診斷
數(shù)控機(jī)床工作情況對(duì)企業(yè)生產(chǎn)的影響較大，只有全面保證設(shè)備正常運(yùn)行，才能有效維護(hù)生產(chǎn)秩序。數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)，會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，影響正常生產(chǎn)活動(dòng)，要想及時(shí)有效發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題，則需要通過(guò)現(xiàn)代科技做好故障診段，快速解決問(wèn)題，恢復(fù)生產(chǎn)能力。對(duì)數(shù)控機(jī)床診段時(shí)，需要掌握三維建模診斷技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的正確診斷與分析，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)形成解決方案，保證故障點(diǎn)得到修復(fù)，不影響生產(chǎn)，三維建模診斷技術(shù)針對(duì)數(shù)控機(jī)床內(nèi)部電氣控制系統(tǒng)，結(jié)合幾何原理、空間點(diǎn)離散原理及數(shù)控電氣控制系統(tǒng)構(gòu)建原理等方面，全面對(duì)設(shè)備情況進(jìn)行分析，要想做好三維建模，則需要依照流程推進(jìn)。
1.1 宏觀到微觀構(gòu)建
數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)是一個(gè)虛擬模型，本體是建立在三維模型基礎(chǔ)上的，通過(guò)三維技術(shù)模擬設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，為了有效找到故障點(diǎn)位置，則需要在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中進(jìn)行診段，進(jìn)一步排查點(diǎn)位，如果在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)故障，則需要對(duì)照設(shè)備實(shí)體的硬件做好排查，通過(guò)對(duì)硬件設(shè)備的初步診斷，找到故障點(diǎn)位，排查時(shí)，需要從宏觀進(jìn)行初步的構(gòu)建，然后再通過(guò)微觀零部件檢測(cè)，準(zhǔn)確找到故障位置。
1.2 設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)
需要建立一個(gè)設(shè)備旋轉(zhuǎn)模型，通過(guò)對(duì)模型的運(yùn)行觀測(cè)，結(jié)合數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)真實(shí)操作狀--找到與以往運(yùn)行時(shí)的差異性，只有全面對(duì)比出原始作業(yè)狀態(tài)與當(dāng)前作業(yè)狀態(tài)時(shí)間差異、效果差異的不同，才能找到故障點(diǎn)位，差異性大于三維診斷技術(shù)指標(biāo)，就表明電氣控制系統(tǒng)已經(jīng)出現(xiàn)了問(wèn)題，需要對(duì)問(wèn)題點(diǎn)進(jìn)行鎖定，全面做好點(diǎn)位維護(hù)。
1.3 動(dòng)態(tài)監(jiān)控
可以擰緊運(yùn)行時(shí)的情況做好建模，數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)加工過(guò)程中動(dòng)態(tài)表現(xiàn)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(diǎn)位，利用NC碼對(duì)電氣控制系統(tǒng)作業(yè)狀態(tài)做好實(shí)時(shí)的監(jiān)控，對(duì)動(dòng)態(tài)情況精細(xì)化描寫(xiě)，對(duì)不同時(shí)間段內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡做好定位，通過(guò)點(diǎn)位對(duì)照，形成系統(tǒng)化診斷結(jié)果。
2 數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)維護(hù)對(duì)策
三維診斷技術(shù)是較為先進(jìn)的診段方法，是當(dāng)前應(yīng)用較為普遍的技術(shù)，在生產(chǎn)加工領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛認(rèn)同，在際操作過(guò)程中，能夠有效解決復(fù)雜問(wèn)題，特別是針對(duì)不同點(diǎn)位，可以完成對(duì)復(fù)雜電氣控制系統(tǒng)環(huán)境最真實(shí)、有效的模擬，全面還原數(shù)控機(jī)床操作真實(shí)狀況，使故障點(diǎn)位更加清晰明確，避免出現(xiàn)誤導(dǎo)，影響生產(chǎn)效率。
2.1 數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)本體維護(hù)
數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)需要不斷維護(hù)才能保證良好運(yùn)行，需要利用三維建模技術(shù)全面做好維護(hù)與診段，通過(guò)CSG建模理念，拓展數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)維護(hù)思路，從總體上把握大方向，形成多元結(jié)構(gòu)的維護(hù)方法。通過(guò)三維建模技術(shù)，使復(fù)雜的設(shè)備運(yùn)行變得更加簡(jiǎn)便，能夠清晰的觀測(cè)到各個(gè)零件的運(yùn)行，在簡(jiǎn)易結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上完成簡(jiǎn)單形體多維組合，全面建立一個(gè)能夠快速診段分析的模型構(gòu)建。要想確保設(shè)備良好維護(hù)，需要掌握幾個(gè)方法：一是簡(jiǎn)化內(nèi)部要素，要根據(jù)設(shè)備運(yùn)行的真實(shí)情況，做好仿真模擬運(yùn)行，要把復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化，使內(nèi)部各個(gè)要素結(jié)構(gòu)清晰，確保三維模型維護(hù)行為按程序推進(jìn)。二是結(jié)構(gòu)分層。可以在維護(hù)中，充分的利用三維理念對(duì)數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)幾何結(jié)構(gòu)與物理結(jié)構(gòu)做分層，合理劃分出不同點(diǎn)位做好局部維護(hù)，通過(guò)對(duì)設(shè)備內(nèi)部的結(jié)構(gòu)拆分，使不同部件都有自己的層級(jí)，使結(jié)構(gòu)更加細(xì)化，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的良性運(yùn)轉(zhuǎn)。三是全面維護(hù)。可以充分展現(xiàn)三維數(shù)據(jù)庫(kù)幾何實(shí)體，實(shí)現(xiàn)參數(shù)良好組合，OpenGL軟件內(nèi)部具備強(qiáng)大三維圖型庫(kù)，不論哪種型號(hào)的配對(duì)，均能夠找到最佳數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)本體模型，通過(guò)真實(shí)模擬，對(duì)電氣控制系統(tǒng)本體做好全面有效的維護(hù)。
2.2 加工過(guò)程電氣控制系統(tǒng)維護(hù)
要想全面解決運(yùn)行問(wèn)題，則需要在數(shù)控機(jī)床運(yùn)行時(shí)做好觀測(cè)，保證故障點(diǎn)位精準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)數(shù)控電氣控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)最優(yōu)化發(fā)展，動(dòng)態(tài)運(yùn)行時(shí)，需要利用三維建模空間離散法，使數(shù)控機(jī)床加工過(guò)程中系統(tǒng)維護(hù)更加有成效。空間離散法主要是將數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)內(nèi)部空間物體轉(zhuǎn)換為不同三維位置“空間點(diǎn)”，使各個(gè)點(diǎn)彀飽和，同時(shí)為了確保各點(diǎn)作用的發(fā)揮，需要合理進(jìn)行綜合點(diǎn)位的布局，形成“點(diǎn)”陣，同時(shí)，為了保證各點(diǎn)位的聯(lián)系，需要根據(jù)不同點(diǎn)的組成做好相連，形成三角片區(qū)的矩陣狀態(tài)，程序處于運(yùn)行過(guò)程，需要按照真實(shí)情況做好重新描寫(xiě)，再利用“點(diǎn)”的程序渲染，提煉有效數(shù)據(jù)，保證相關(guān)數(shù)據(jù)真實(shí)可靠，從根本上解決系統(tǒng)維護(hù)問(wèn)題，保證設(shè)備能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
3 數(shù)控機(jī)床故障檢修注意要點(diǎn)
數(shù)控機(jī)床不同于傳統(tǒng)設(shè)備，整體控制系統(tǒng)非常復(fù)雜，為了不出現(xiàn)大的問(wèn)題，則需要在檢修時(shí)注意幾個(gè)要點(diǎn)：一是分類保管部件。各部件拆卸時(shí)，要強(qiáng)化記錄，保證各構(gòu)件位置正確，避免破壞內(nèi)部整體結(jié)構(gòu)，為了保證各部件不丟失，還需要按空間層次，對(duì)數(shù)控機(jī)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(rèn)真，不能損壞，特別是要認(rèn)真保管好開(kāi)關(guān)、跳線，安裝時(shí)兩極要按照標(biāo)記進(jìn)行，不能出現(xiàn)元件錯(cuò)亂的現(xiàn)象。二是不能帶電測(cè)量。要想全面掌握數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)情況，則需要保證測(cè)量數(shù)據(jù)的性，避免出現(xiàn)阻值線路影響，測(cè)量時(shí)，需要停機(jī)下電，不能出現(xiàn)帶電測(cè)量的情況，否則會(huì)影響數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，為了保證安全，不能直接觸碰數(shù)控機(jī)床中的380V/220V高壓電流。
4 結(jié)束語(yǔ)
數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)大規(guī)模使用，提高了生產(chǎn)能力，但是使用過(guò)程中難免會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題故障，只有全面掌握維護(hù)保養(yǎng)技術(shù)，才能避免出現(xiàn)生產(chǎn)運(yùn)行故障，實(shí)現(xiàn)企業(yè)集約化、規(guī)模化生產(chǎn)。
參考文獻(xiàn)
[1]王北平.淺析數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及故障排除[J].吉林省教育學(xué)院學(xué)報(bào)（中旬），2014，09：94-95.
【關(guān)鍵詞】數(shù)控機(jī)床；電氣控制系統(tǒng)；論述；預(yù)防性建議
1引言
數(shù)控機(jī)床是集電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、精密機(jī)械技術(shù)等多種先進(jìn)技術(shù)于一體，具有鮮明特色的高度機(jī)電一體化的產(chǎn)物。數(shù)控機(jī)床是現(xiàn)代機(jī)床技術(shù)發(fā)展的重要標(biāo)志，其水平的高低直接反應(yīng)著機(jī)械設(shè)備制造的工藝水準(zhǔn)。數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的核心部分，對(duì)于整體設(shè)備的運(yùn)行情況有重要的影響。所以，對(duì)于電氣控制系統(tǒng)有一個(gè)系統(tǒng)的了解十分重要，同時(shí)，要做好對(duì)控制系統(tǒng)的故障診斷和排除工作，并在實(shí)際工作中做好預(yù)防措施，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行有重要的作用。
2數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)論述
數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)主要有以下幾個(gè)部分組成：
2.1數(shù)據(jù)輸入裝置
數(shù)據(jù)輸入裝置是負(fù)責(zé)將指令信息和各種必備應(yīng)用數(shù)據(jù)輸入數(shù)控系統(tǒng)的裝置。主要有以下幾種形式：穿孔帶悅讀紀(jì)、CNC鍵盤(pán)、數(shù)控系統(tǒng)配備的硬盤(pán)以及驅(qū)動(dòng)裝置、磁帶機(jī)、PC計(jì)算機(jī)等等。隨著科技的不斷進(jìn)步，磁帶機(jī)和穿孔帶閱讀機(jī)使用情況比較少見(jiàn)，一般輸入操作用CNC鍵盤(pán)來(lái)完成，數(shù)控系統(tǒng)配備的硬盤(pán)及驅(qū)動(dòng)裝置則適用于存儲(chǔ)保護(hù)量大的數(shù)據(jù)。
2.2數(shù)控系統(tǒng)
數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的神經(jīng)中樞系統(tǒng)，它對(duì)所接收到的命令信號(hào)進(jìn)行解碼計(jì)算，然后準(zhǔn)確有序地發(fā)出所需要的運(yùn)動(dòng)命令和控制命令，直到操作的結(jié)束。數(shù)控系統(tǒng)是整個(gè)電氣系統(tǒng)中最重要的部分，準(zhǔn)確著各個(gè)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(shí)現(xiàn)設(shè)備各部分功能的控制中心，其工作原理如下：CNC將信號(hào)命令傳遞給控制器，由其來(lái)進(jìn)行邏輯編輯操作，保證其安全有序地運(yùn)行，同時(shí)將設(shè)備的工作信息傳遞給CNC，使其能夠?qū)υO(shè)備有一個(gè)更為即時(shí)的了解，以便更為準(zhǔn)確及時(shí)地發(fā)出命令。當(dāng)前多將PLC與CNC一同集成于數(shù)控系統(tǒng)中，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)更為準(zhǔn)確的分析和判斷，完善對(duì)設(shè)備的控制。
2.4進(jìn)給伺服系統(tǒng)
CNC自身產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)指令被傳遞給進(jìn)給伺服系統(tǒng)，通過(guò)系統(tǒng)速度和電流的轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)，將驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸送給伺服電機(jī)系統(tǒng)，使其運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)，同時(shí)接受反饋信號(hào)實(shí)現(xiàn)速度的閉環(huán)控制。同時(shí)伺服系統(tǒng)也受到PLC和CNC信號(hào)的共同作用，并受到CNC的控制。
2.5主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)接受來(lái)自CNC的驅(qū)動(dòng)指令，經(jīng)過(guò)速度與功率的調(diào)節(jié)輸出信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)主電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，與此同時(shí)，接受速度的信息反饋，實(shí)現(xiàn)對(duì)速度的閉環(huán)控制。通過(guò)PLC將主軸的工作狀態(tài)以信號(hào)的形式傳遞給CNC，使其發(fā)出指令，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)中樞對(duì)主軸的控制，與進(jìn)給伺服系統(tǒng)原理類似。主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)自身的參數(shù)值對(duì)于其轉(zhuǎn)動(dòng)性能有著密切的關(guān)系，通過(guò)改變有些參數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)化。
2.6測(cè)量系統(tǒng)
測(cè)量系統(tǒng)主要包括速度測(cè)量系統(tǒng)和位置測(cè)量系統(tǒng)。速度的測(cè)量主要是由測(cè)速機(jī)來(lái)完成，位于主軸和進(jìn)給電動(dòng)機(jī)中，其原理是將電動(dòng)機(jī)運(yùn)行速度轉(zhuǎn)化成電壓值輸送到伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，以反饋信息的形式與電壓值相匹配，以實(shí)現(xiàn)精確匹配的目標(biāo)。位置的測(cè)量主要由光柵尺和數(shù)字脈沖編碼器作為測(cè)量工作，通過(guò)對(duì)機(jī)床運(yùn)行實(shí)際位置的測(cè)量，將數(shù)值反饋到CNC并于指定位移相比較，以達(dá)到指定位置。
除此之外，數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)還包括機(jī)床（電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、電磁閥、開(kāi)關(guān)）、電器硬件、外部設(shè)備（PC計(jì)算機(jī)、打印機(jī)）等等。
3數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)常見(jiàn)故障判斷以及預(yù)防措施
由于設(shè)備自身原因或者操作原因，系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)難免產(chǎn)生故障，對(duì)于故障，要進(jìn)行準(zhǔn)確的診斷檢測(cè)，才能有效地排除困難，具體包括：
（1）通過(guò)人的感官對(duì)事故發(fā)生的現(xiàn)象進(jìn)行一定的判斷，進(jìn)而預(yù)測(cè)故障所發(fā)生的位置，這是最基本也是最直觀的的判斷方法。
（2）通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行比較，可以有效地發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題。對(duì)于設(shè)備進(jìn)行參數(shù)的更改可以提高設(shè)備的工作效率，優(yōu)化設(shè)備性能。但是有些設(shè)備參數(shù)是不能改變的，如果改變會(huì)直接導(dǎo)致設(shè)備故障，所以需要對(duì)設(shè)備的現(xiàn)有設(shè)備參數(shù)與原有參數(shù)進(jìn)行比較核對(duì)，進(jìn)而找出設(shè)備故障原因。
（3）系統(tǒng)自身的報(bào)警系統(tǒng)可以進(jìn)行自我診斷，主要有硬件和軟件兩種形式。硬件報(bào)警系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在現(xiàn)代化數(shù)控系統(tǒng)中，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)硬件報(bào)警設(shè)備異常情況的觀察，可以發(fā)現(xiàn)和排除故障。軟件報(bào)警系統(tǒng)具有良好的自我診斷功能，能夠?qū)υO(shè)備自身進(jìn)行定期的自動(dòng)診斷，能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，避免故障擴(kuò)大化。
設(shè)備出現(xiàn)故障固然要進(jìn)行排除，但是要更加注意做好預(yù)防措施，主要從以下幾個(gè)方面努力：
（1）提高操作人員的素質(zhì)和能力，上崗之前要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的專業(yè)技術(shù)訓(xùn)練，要有過(guò)硬的操作本領(lǐng)，同時(shí)要遵循相關(guān)的操作規(guī)章制度，嚴(yán)禁違規(guī)操作。建立一支專業(yè)的維修養(yǎng)護(hù)隊(duì)伍，要對(duì)設(shè)備的各個(gè)部分都有詳細(xì)的了解，要定期對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的專業(yè)技能考核。
（2）對(duì)于設(shè)備易磨損或者易受外界環(huán)境影響的部位要進(jìn)行隨時(shí)的監(jiān)控，并做好設(shè)備定期清理維護(hù)和更換工作，保證設(shè)備的正常運(yùn)行。
（3）保證設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的穩(wěn)定具有十分重要的作用。設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的穩(wěn)定與否直接關(guān)系到運(yùn)行質(zhì)量，在正常情況下要保證設(shè)備運(yùn)行電壓的穩(wěn)定，電壓過(guò)高或過(guò)低都會(huì)對(duì)設(shè)備造成損害；設(shè)備某些部分的性能會(huì)因環(huán)境不同而不同，外界環(huán)境變化過(guò)多會(huì)導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行不夠穩(wěn)定，直接影響工作質(zhì)量。
（4）即使設(shè)備長(zhǎng)期不用，也要做好維護(hù)工作。為了保證設(shè)備能夠長(zhǎng)時(shí)間保證一個(gè)良好的狀態(tài)，需要定期使設(shè)備進(jìn)行滿負(fù)荷運(yùn)行，而不是長(zhǎng)期不用，可以有效減小數(shù)控系統(tǒng)的故障發(fā)生概率，提高利用率。同時(shí)，要對(duì)設(shè)備中易受損害的部分進(jìn)行單獨(dú)的保養(yǎng)存放，避免外界環(huán)境對(duì)其產(chǎn)生破壞。
4結(jié)束語(yǔ)
數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的使用越來(lái)越廣泛，在我國(guó)的機(jī)械制造中占有非常重要的地位。通過(guò)對(duì)其各個(gè)部位較為系統(tǒng)的介紹，了解工作原理和基本情況，以及易發(fā)生的故障，并針對(duì)性地做好維護(hù)預(yù)防工作，可以為現(xiàn)代機(jī)床技術(shù)的發(fā)展提供更為廣闊的前景。
參考文獻(xiàn)：
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【關(guān)鍵詞】數(shù)控機(jī)床；電氣控制與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；可靠性
1前言
隨著科技快速的發(fā)展，制造技術(shù)也得到了進(jìn)一步的改進(jìn)以及創(chuàng)新，而數(shù)控機(jī)床則是制造技術(shù)最為重要的載體，數(shù)控機(jī)床的發(fā)展以及可靠運(yùn)行對(duì)于制造業(yè)的發(fā)展有著至關(guān)重要的影響。所以，人們也越來(lái)越關(guān)注數(shù)控機(jī)床的發(fā)展，而數(shù)控機(jī)床的可靠性更是評(píng)價(jià)數(shù)控機(jī)床先進(jìn)性與否的關(guān)鍵性指標(biāo)。在數(shù)控機(jī)床之中，電氣控制與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是極為重要的一個(gè)子系統(tǒng)，同時(shí)也是數(shù)控機(jī)床中最易發(fā)生故障的系統(tǒng)。所以，要想確保數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行具有更高的可靠性，必須要確保電氣控制與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有非常好的可靠性。在對(duì)數(shù)控機(jī)床的電氣控制與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行可靠性分析時(shí)，故障樹(shù)分析的方法極為重要的一種可靠性分析方法。由于故障樹(shù)分析方法具有非常強(qiáng)的系統(tǒng)性，所以，故障樹(shù)分析方法也被應(yīng)用在很多的領(lǐng)域之中。不過(guò)，現(xiàn)階段數(shù)控機(jī)床技術(shù)不斷的革新與發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)也更加的趨于復(fù)雜化，數(shù)控機(jī)床的故障發(fā)生也逐漸的突顯出了動(dòng)態(tài)失效的特點(diǎn)。所以，故障樹(shù)分析方法已經(jīng)無(wú)法滿足對(duì)復(fù)雜數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)失效問(wèn)題分析的要求，也逐漸的出現(xiàn)了基于動(dòng)態(tài)失效的故障分析方法。近年來(lái)，3F技術(shù)開(kāi)始出現(xiàn)并得到了迅速的發(fā)展，其在分析系統(tǒng)可靠性工作中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，逐漸的被應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域之中，被用來(lái)分析不同系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性。
2數(shù)控機(jī)床電氣控制與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的可靠性分析方法
2.1數(shù)控機(jī)床電氣控制與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的故障樹(shù)分析方法
在數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)于運(yùn)行的可靠性有著極為重要影響的便是電氣控制與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。在數(shù)控機(jī)床之中，位于機(jī)床內(nèi)部不同部位之中的一些電氣元件和相應(yīng)的連結(jié)線路便屬于數(shù)控機(jī)床的電氣控制與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其也是數(shù)控機(jī)床中極為關(guān)鍵的一個(gè)子系統(tǒng)。而且在數(shù)控機(jī)床之中，該子系統(tǒng)發(fā)生故障的概率是最高的，同時(shí)也是對(duì)于數(shù)控機(jī)床可靠性影響最大的一個(gè)子系統(tǒng)。在對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行可靠性分析的過(guò)程中，應(yīng)用的最為多的一種方法便是故障樹(shù)分析方法，該分析方法已經(jīng)在很多的領(lǐng)域之中得以應(yīng)用。通過(guò)故障樹(shù)分析方法，能夠找出系統(tǒng)中所發(fā)生的一些基本的故障、故障產(chǎn)生的具體原因以及故障事件出現(xiàn)的概率大小等。所以，采用故障樹(shù)分析方法進(jìn)行可靠性的分析是極為必要的。故障樹(shù)分析方法最早是在上世紀(jì)的60年代初由美國(guó)學(xué)者Watson所提出的，其主要是用來(lái)對(duì)結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜的一些系統(tǒng)進(jìn)行安全性以及可靠性的相關(guān)評(píng)價(jià)工作。并且，在之后也逐漸的對(duì)故障樹(shù)分析方法進(jìn)行了一定的完善與改進(jìn)，使得該分析方法在可靠性分析中的應(yīng)用更為廣泛，故障樹(shù)分析方法的具體流程如圖1所示。在采用故障樹(shù)分析方法時(shí)，若想防止形成一個(gè)不正確的故障樹(shù)模型，要對(duì)構(gòu)建故障樹(shù)的一些邊界條件加以嚴(yán)格的確定，并且也應(yīng)當(dāng)對(duì)一些事件進(jìn)行嚴(yán)格的定義。同時(shí)，在構(gòu)建故障樹(shù)的過(guò)程中，也不能出現(xiàn)有所遺漏的問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)自上向下對(duì)故障樹(shù)進(jìn)行逐級(jí)的構(gòu)建。
2.2數(shù)控機(jī)床電氣控制與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的3F分析方法
3F分析方法是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)踐總結(jié)而得到的，其能夠有效的使系統(tǒng)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(tǒng)的運(yùn)行具有可靠性。通過(guò)利用3F分析技術(shù)，能夠?qū)ο到y(tǒng)中的故障模式、危害進(jìn)行分析，還可以進(jìn)行故障樹(shù)分析，同時(shí)也能夠進(jìn)行故障的分析以及糾錯(cuò)處理，是確保系統(tǒng)可靠運(yùn)行的一種有效以及實(shí)用的分析方法。
3數(shù)控機(jī)床電氣控制與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的可靠性的主要影響因素
3.1元件的質(zhì)量
在對(duì)以往對(duì)數(shù)控機(jī)床的維修經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床運(yùn)行故障的原因，很多情況下是因?yàn)樵馁|(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)題而導(dǎo)致的。（1）對(duì)于數(shù)控機(jī)床的一些電氣元件來(lái)說(shuō)，會(huì)使用到一些接觸式的機(jī)械元件，例如，繼電器以及接觸器等元件。若是這些元件的質(zhì)量較差，極易的導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床中電氣控制與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生不穩(wěn)定的問(wèn)題。在這些接觸式的機(jī)械元件之中，所存在的一些質(zhì)量問(wèn)題主要是觸點(diǎn)位置處的簧片不具有良好的彈性，在使用過(guò)程中極易發(fā)生疲勞問(wèn)題，在動(dòng)靜的觸點(diǎn)位置，接觸過(guò)程中所形成的電阻較大。同時(shí)，受到外界環(huán)境溫度升高以及元件的骨架發(fā)生一定的形變等因素影響，極易的導(dǎo)致這些接觸式的機(jī)械元件出現(xiàn)失靈問(wèn)題。（2）電容器元件出現(xiàn)失效問(wèn)題同樣也將出現(xiàn)一些噪聲，尤其是電容器的形狀為管狀時(shí)，在引出線和內(nèi)部的電極發(fā)生接觸的過(guò)程中，要是出現(xiàn)接觸不良的問(wèn)題時(shí)，極易的產(chǎn)生較強(qiáng)的噪聲，如果問(wèn)題較為嚴(yán)重時(shí)，極有可能使得電解液發(fā)生并流問(wèn)題，并流至電極以及引線的中間位置處，從而引發(fā)漏油現(xiàn)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(nèi)部絕緣層易發(fā)生老化以及破壞問(wèn)題，導(dǎo)致電容器的內(nèi)部出現(xiàn)一定的放電現(xiàn)象，同樣會(huì)導(dǎo)致非常大的浪涌沖擊問(wèn)題產(chǎn)生。
3.2制造工藝水平
（1）虛接虛焊。進(jìn)行電氣控制與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的安裝作業(yè)時(shí)，對(duì)于導(dǎo)線端子應(yīng)當(dāng)充分的壓緊，避免出現(xiàn)松動(dòng)問(wèn)題，要不然極易導(dǎo)致一些接觸問(wèn)題以及腐蝕問(wèn)題的發(fā)生，使得在接觸位置處的發(fā)熱量急劇增加，接觸位置的電阻值會(huì)急劇的增大。若在這一時(shí)期內(nèi)有干擾電流的出現(xiàn)，那么接觸位置便會(huì)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(huì)導(dǎo)致放大器在進(jìn)行電壓輸出的過(guò)程中，存在極大的噪聲電壓。而對(duì)于一些焊接元件，若是發(fā)生虛焊問(wèn)題。那么，在管腳的位置處易出現(xiàn)元件的銹蝕問(wèn)題，雖然元件剛開(kāi)始使用的過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，但是在較長(zhǎng)一段時(shí)間之后便會(huì)誘發(fā)一些噪聲電壓的出現(xiàn)，使得系統(tǒng)受到極大的干擾，引起系統(tǒng)的可靠性不良問(wèn)題。（2）電源問(wèn)題。在電氣控制與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)裝置發(fā)生故障的原因很多情況下是由于電源出現(xiàn)一定的故障而引起的。由于電源經(jīng)常的會(huì)受到各個(gè)因素的干擾，所以電源極易出現(xiàn)一些較強(qiáng)的噪聲，而會(huì)對(duì)電氣控制與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)造成可靠性極大的不良影響。另外，由于電網(wǎng)在供電的過(guò)程中，出現(xiàn)一些供電不穩(wěn)定的問(wèn)題，同樣也極易的導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)生一定的波動(dòng)，使得系統(tǒng)的可靠性受到較大的影響。因?yàn)椴煌钠髽I(yè)之間的用電具有相對(duì)大的差異性，僅僅是電網(wǎng)中電壓出現(xiàn)波動(dòng)情況，就會(huì)產(chǎn)生相對(duì)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(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的不穩(wěn)定，使系統(tǒng)極易發(fā)生故障。（3）機(jī)械噪聲。數(shù)控機(jī)床自身的固定結(jié)構(gòu)或者一些傳動(dòng)的裝置，在數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行時(shí)，若是由于設(shè)計(jì)以及安裝等一些原因而未能全面的考慮周全，便易導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床在運(yùn)行的過(guò)程中出現(xiàn)較為嚴(yán)重的振動(dòng)，也可能導(dǎo)致個(gè)別的器件的振動(dòng)頻率和電機(jī)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率相同，形成共振現(xiàn)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(shí)，便會(huì)導(dǎo)致一定的干擾問(wèn)題出現(xiàn)。若是一些接觸式的機(jī)械器件發(fā)生振動(dòng)，極易導(dǎo)致壓力的不斷變化而引起接觸位置的接觸不良問(wèn)題出現(xiàn)，而電流在經(jīng)過(guò)此位置時(shí)就會(huì)形成相應(yīng)的電壓波動(dòng)，從而影響到整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。
4結(jié)語(yǔ)
關(guān)鍵詞：改造；數(shù)控車床；質(zhì)量控制
如果對(duì)所用的普通車床和長(zhǎng)時(shí)間使用的車床不進(jìn)行改造，僅購(gòu)買新的數(shù)控車床，則會(huì)增加許多生產(chǎn)廠家設(shè)備方面的成本。所以生產(chǎn)廠家對(duì)普通車床及長(zhǎng)時(shí)間使用的車床進(jìn)行數(shù)控化改造是必經(jīng)之路。
由于進(jìn)行數(shù)控化改造對(duì)于改造廠家來(lái)說(shuō)，較雜又亂，但如何對(duì)改造的數(shù)控機(jī)床進(jìn)行質(zhì)量控制則是我們一直以來(lái)需要探討的問(wèn)題，在此談一下如何進(jìn)行改造數(shù)控車床的質(zhì)量控制。
普通車床數(shù)控改造分為新機(jī)改造和舊機(jī)改造，新機(jī)改造是用戶購(gòu)買普通車床或普通光機(jī)（指僅帶床頭箱和縱、橫向?qū)к壍能嚧玻脑鞆S家根據(jù)其要求進(jìn)行數(shù)控化改造。舊機(jī)改造是指用戶將已經(jīng)使用過(guò)的普通車床或數(shù)控車床進(jìn)行翻新并進(jìn)行數(shù)控化改造。其中舊機(jī)改造包括大修車床改造和用戶舊機(jī)部件改造。在此淺談改造數(shù)控車床在機(jī)械方面的質(zhì)量控制方法、著重控制點(diǎn)和檢驗(yàn)過(guò)程。
一、新機(jī)改造和舊機(jī)大修車床改造都必須經(jīng)過(guò)如下相同改造
(1)更換X軸、Z軸絲桿、軸承、電機(jī)。
(2)增加電動(dòng)刀架和主軸編碼器。
(3)增加軸向電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置，限制運(yùn)行超程的行程開(kāi)關(guān)，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(dǎo)軌副進(jìn)行配刮。
(5)據(jù)需要增加防護(hù)設(shè)施，如各向絲桿的防護(hù)罩，安全防護(hù)門，行程開(kāi)關(guān)的防護(hù)裝置。
二、新機(jī)改造和舊機(jī)大修車床改造的不同點(diǎn)
(1)新機(jī)改造的主軸和尾座部分未進(jìn)行改動(dòng)，主軸部分和尾座部分無(wú)須進(jìn)行再改造。
(2)舊機(jī)大修車床由于經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間使用，導(dǎo)軌已磨損，為了保證大修后，能繼續(xù)長(zhǎng)時(shí)間使用而不變形，必須經(jīng)過(guò)淬火工序，然后磨導(dǎo)軌，且磨導(dǎo)軌后必須保證導(dǎo)軌硬度≥HRC47。
(3)舊機(jī)大修車床應(yīng)根據(jù)客戶需要對(duì)主軸部分和尾座部分進(jìn)行改造和調(diào)整。
三、新機(jī)改造和大修機(jī)床改造的精度檢驗(yàn)是檢驗(yàn)的重要項(xiàng)目
精度檢驗(yàn)執(zhí)行JB/T8324.1-1996《簡(jiǎn)式數(shù)控臥式車床精度》。
四、新車床改造的精度質(zhì)量控制如下
(1)鏟刮檢驗(yàn)。新車床改造經(jīng)過(guò)對(duì)X軸、Z軸的絲桿兩端支承面的進(jìn)行配刮、對(duì)滾珠絲桿副托架與床鞍進(jìn)行配刮、床身與床鞍導(dǎo)軌副進(jìn)行配刮等。車床的主軸、尾座部分未拆動(dòng)。檢驗(yàn)方法如下：用配合面進(jìn)行涂色，相互配合面進(jìn)行結(jié)合，并相對(duì)摩擦，然后對(duì)鏟刮面進(jìn)行鏟刮點(diǎn)數(shù)檢驗(yàn)，并對(duì)結(jié)合處用塞尺進(jìn)行結(jié)合程度檢驗(yàn)，其中刮研點(diǎn)不得低于6點(diǎn)/25*25mm，0.03mm的塞尺塞結(jié)合處，不入。
(2)絲桿與導(dǎo)軌平行度檢驗(yàn)：裝配絲桿時(shí)，絲桿與導(dǎo)軌的平行度必須≤0.02mm。
(3)精度檢驗(yàn)的G1項(xiàng)中導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)的直線度(只許凸)應(yīng)由普通車床廠家進(jìn)行保證，不作為重點(diǎn)檢驗(yàn)項(xiàng)目。
(4)精度檢驗(yàn)中的主軸部分精度G4、G5、G6項(xiàng)也應(yīng)由普通車床廠家進(jìn)行保證，不作為重點(diǎn)檢驗(yàn)項(xiàng)目。
(5)G11項(xiàng)床頭、尾座兩頂尖的等高度由普通車床廠家進(jìn)行保證，不作為改造廠家質(zhì)量控制的重點(diǎn)項(xiàng)目。
五、用戶大修車床改造的精度檢驗(yàn)
由于進(jìn)行了磨導(dǎo)軌，基準(zhǔn)面已變動(dòng)，所以精度檢驗(yàn)中的所有項(xiàng)目必須進(jìn)行檢驗(yàn)，且應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)行控制，以保證改造后的使用性能。
六、大修車床改造和新機(jī)改造的其它質(zhì)量重要控制點(diǎn)
(1)銹蝕檢查：各橫、縱向?qū)к壝妫鬏S、主軸法蘭盤(pán)，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(jìn)行防銹檢查：鏟刮面、絲桿和軸承在進(jìn)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(zhì)；電箱內(nèi)側(cè)、防護(hù)罩內(nèi)側(cè)無(wú)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(xiàn)象。
(4)機(jī)床噪聲、溫升、轉(zhuǎn)速、空運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)：
①主軸在各種轉(zhuǎn)速下連續(xù)空運(yùn)轉(zhuǎn)4min，其中最高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間不小于2小時(shí)。整機(jī)空運(yùn)行時(shí)間≥16h，對(duì)圓弧、螺紋、外圓、端面等循環(huán)車削進(jìn)行模擬空運(yùn)行試驗(yàn)。
②主軸軸承溫度穩(wěn)定后，測(cè)軸承溫度及溫升滾動(dòng)軸承：溫度≤70℃，溫升≤40℃；滑動(dòng)軸承：溫度≤60℃，溫升≤30℃。
③機(jī)床噪聲聲壓級(jí)空運(yùn)轉(zhuǎn)條件下≤83dB(A)，且機(jī)床有無(wú)不正常尖叫、沖擊聲。各軸方向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)進(jìn)行應(yīng)平穩(wěn)，無(wú)明顯振動(dòng)、顫動(dòng)和爬行現(xiàn)象。
④機(jī)床連續(xù)空運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)在規(guī)定連續(xù)空運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間內(nèi)，無(wú)故障，運(yùn)行可靠，穩(wěn)定。
(5)用戶更換部件（包括機(jī)床部分的維修）的改造：由于車床更換部件的改造項(xiàng)目較多，主要是更換主軸軸承、軸向絲桿、軸向電機(jī)、軸向軸承和系統(tǒng)。
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(yàn)主軸的噪聲在無(wú)異常的情況下，整機(jī)噪聲聲壓級(jí)不得超過(guò)83dB（A），然后進(jìn)行加工精度檢驗(yàn)，并檢驗(yàn)加工工件的表面粗糙度。
②更換軸向絲桿檢驗(yàn)：檢驗(yàn)各向位置精度，確保在規(guī)定范圍內(nèi)，跑機(jī)運(yùn)行達(dá)到軸向運(yùn)行無(wú)不正常的沖擊聲和雜音。更換軸向電機(jī)：由于其它項(xiàng)目未進(jìn)行改造，則檢驗(yàn)僅對(duì)跑機(jī)運(yùn)行的噪聲進(jìn)行檢驗(yàn)，軸向運(yùn)行無(wú)不正常的沖擊聲和雜音。檢驗(yàn)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(guān)鍵詞: 可編程序控制器;數(shù)控機(jī)床數(shù)控機(jī)床;信息交換
1概述
數(shù)控機(jī)床機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)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(dāng)數(shù)控系統(tǒng)微處理器與機(jī)床強(qiáng)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(shù)控機(jī)床和機(jī)床之間的信息交換包括如下四部分:
(1)機(jī)床至可編程序控制器:機(jī)床側(cè)的開(kāi)關(guān)量信號(hào)通過(guò)I/O單元接口輸入到可編程序控制器中,除極少數(shù)信號(hào)外,絕大多數(shù)信號(hào)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(shè)計(jì)者自行定義,如在SINUMERIK810數(shù)控系統(tǒng)中,機(jī)床側(cè)的某一開(kāi)關(guān)信號(hào)就是通過(guò)I/O端子板輸入至I/O模塊中。然后通過(guò)系統(tǒng)總線到達(dá)可編程序控制器。
(2)可編程序控制器至機(jī)床:可編程序控制器控制機(jī)床的信號(hào)通過(guò)可編程序控制器的開(kāi)關(guān)量輸出接口送到機(jī)床側(cè),所有開(kāi)關(guān)量輸出信號(hào)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(shè)計(jì)者自行定義。如在SINUMERIK810系統(tǒng)中,機(jī)床側(cè)某電磁閥的動(dòng)作由可編程序控制器的輸出信號(hào)來(lái)控制,設(shè)該信號(hào)用Q1.4來(lái)定義。該信號(hào)通過(guò)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(diǎn)又使電磁閥的線圈得電,從而控制電磁閥的動(dòng)作。
(3)數(shù)控機(jī)床至可編程序控制器:數(shù)控機(jī)床送至可編程序控制器的信息可由數(shù)控機(jī)床直接送入可編程序控制器的寄存器中,所有數(shù)控機(jī)床送至可編程序控制器的信號(hào)含義和地址(開(kāi)關(guān)量地址或寄存器地址)均由數(shù)控機(jī)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(shù)控指令的M、S、T功能,通過(guò)數(shù)控機(jī)床譯碼后直接送入可編程序控制器相應(yīng)的寄存器中。如在SINUMERIK810數(shù)控系統(tǒng)中,MO3指令經(jīng)譯碼后,送入FY27.3寄存器中。
(4)可編程序控制器至數(shù)控機(jī)床:可編程序控制器送至數(shù)控機(jī)床的信息也由開(kāi)關(guān)量信號(hào)或寄存器完成,所有可編程序控制器送至數(shù)控機(jī)床的信號(hào)地址與含義由數(shù)控機(jī)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(shù)控系統(tǒng)中,Q108.5為可編程序控制器至數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給使能信號(hào)。
3可編程序控制器在數(shù)控機(jī)床中的功能
(1)機(jī)床操作面板控制功能
將機(jī)床操作面板上的控制信號(hào)直接送入可編程序控制器,以控制數(shù)控系統(tǒng)的運(yùn)行。
(2)機(jī)床外部開(kāi)關(guān)輸入信號(hào)控制功能
將機(jī)床側(cè)的開(kāi)關(guān)信號(hào)送入可編程序控制器,經(jīng)邏輯運(yùn)算后,輸出給控制對(duì)象。這些控制開(kāi)關(guān)包括各類控制開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)、壓力開(kāi)關(guān)和溫控開(kāi)關(guān)等。
(3)輸出信號(hào)控制功能
可編程序控制器輸出的信號(hào)經(jīng)強(qiáng)電柜中的繼電器、接觸器、通過(guò)機(jī)床側(cè)的液壓或氣動(dòng)電磁閥,對(duì)刀庫(kù)、機(jī)械手和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等裝置進(jìn)行控制,另外還對(duì)冷卻泵電機(jī)、泵電動(dòng)機(jī)及電磁制動(dòng)器等進(jìn)行控制。
(4)伺服控制功能
控制主要軸和伺服進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置的使能的信號(hào),以滿足伺服驅(qū)動(dòng)的條件,通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置、驅(qū)動(dòng)主軸電動(dòng)機(jī)、伺服進(jìn)給電動(dòng)機(jī)和刀庫(kù)電動(dòng)機(jī)等。
(5)報(bào)警處理控制功能
可編程序控制器收集強(qiáng)電柜,機(jī)床側(cè)和伺服驅(qū)動(dòng)裝置的故障信號(hào),將報(bào)警標(biāo)志中的檢應(yīng)報(bào)警標(biāo)志位置位、數(shù)控系統(tǒng)便顯示報(bào)警號(hào)及報(bào)警文本,以方便故障診斷。
(6)軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)裝置控制功能
有些數(shù)控機(jī)床用計(jì)算機(jī)軟盤(pán)取代了傳統(tǒng)的光電閱讀機(jī),通過(guò)控制軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)裝置,實(shí)現(xiàn)與數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行零件程序、機(jī)床參數(shù)、零點(diǎn)編置和刀具補(bǔ)償?shù)葦?shù)據(jù)的傳輸。
(7)轉(zhuǎn)換控制功能
有些加工中心的主軸可以立臥轉(zhuǎn)換,當(dāng)進(jìn)行立臥轉(zhuǎn)換時(shí),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(guò)可編程序控制器的內(nèi)部功能,在線修改有關(guān)機(jī)床數(shù)據(jù)位。3)切換伺服系統(tǒng)進(jìn)給模塊,并切換用于坐標(biāo)軸控制的
各種開(kāi)關(guān)、按鍵等。
4 數(shù)控機(jī)床加工代碼在可編程序控制器上的實(shí)現(xiàn)方法
目前,數(shù)控機(jī)床程序中,有關(guān)機(jī)床坐標(biāo)系約定、準(zhǔn)備功能、輸出功能、刀具功能及程序格式等方面已趨于統(tǒng)一,形成了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),即所謂的數(shù)控機(jī)床機(jī)床ISO代碼。在這個(gè)加工程序中包含許多程序段,每個(gè)段又由若干字組成,每1個(gè)字表示1種功能,歸納起來(lái)有4種:一種是準(zhǔn)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(zhuǎn)速功能即所謂的S代碼。根據(jù)數(shù)控機(jī)床性能的不同能執(zhí)行這4種功能多少的程度也不同。在數(shù)控機(jī)床內(nèi)部4種功能中,G功能主要與聯(lián)動(dòng)坐標(biāo)軸驅(qū)動(dòng)有關(guān),是通過(guò)CPU控制數(shù)控裝置的I/O接口實(shí)現(xiàn);M功能主要控制機(jī)床強(qiáng)電部分,包括主軸換向、冷卻液開(kāi)關(guān)等功能;T功能與刀具的選擇和補(bǔ)償有關(guān)。S功能主要完成機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速控制。
(1) T功能代碼的實(shí)現(xiàn)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(bǔ)償。在可編程序控制器上實(shí)現(xiàn)的是第1部分功能:刀具選擇。換刀過(guò)程如下:運(yùn)行數(shù)控程序,發(fā)出某個(gè)刀具號(hào)的換刀指令,對(duì)應(yīng)的數(shù)控裝置I/O口變?yōu)楦唠娖?使可編程序控制器輸入端的軟開(kāi)關(guān)接通,換刀電機(jī)正轉(zhuǎn),當(dāng)在刀架上的干簧管觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)接通后,換刀電機(jī)反轉(zhuǎn),使刀架下落壓緊,當(dāng)壓緊力足夠大時(shí),微動(dòng)開(kāi)關(guān)接通,換刀電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
(2) M功能代碼實(shí)現(xiàn)方法
ISO數(shù)控加工代碼標(biāo)準(zhǔn)中輔助功能很多,對(duì)于不同的數(shù)控機(jī)床,所能實(shí)現(xiàn)的輔助功能也不盡相同,但是各種數(shù)控機(jī)床,都具有一些基本的輔助功能,如MOO(程序停止),MO3(主軸正轉(zhuǎn)),MO5(主軸停止)等,M功能的一部分是由數(shù)控系統(tǒng)本身的硬件和軟件實(shí)現(xiàn),還有一部分需要數(shù)控裝置與可編程序控制器相結(jié)合來(lái)完成,如主軸的正轉(zhuǎn)與停止功能,M功能的實(shí)現(xiàn)與T功能的實(shí)現(xiàn)方法類似,同樣是數(shù)控裝置I/O接口發(fā)出指令,由可編程序控制器輸入端狀態(tài)和可編程序控制器內(nèi)部ROM中的梯形圖程序決定可編程序控制器輸出端的狀態(tài),進(jìn)而完成M功能。
(3) S功能的實(shí)現(xiàn)方法
S功能主要完成主軸轉(zhuǎn)速的控制,并且常用S2位代碼形式和S4位代碼形式來(lái)進(jìn)行編程,所謂S2位代碼編程是指S代碼后跟隨2位十進(jìn)制數(shù)字來(lái)指定主軸轉(zhuǎn)速共有100級(jí)(S00~S99),并且按等經(jīng)級(jí)數(shù)遞增,其公比為1.12,即相鄰分度的后一級(jí)速度比前一級(jí)速度增加約12%。這樣根據(jù)主軸轉(zhuǎn)速的上、下限和上述等比關(guān)系就可以獲得一個(gè)S2位代碼與主軸轉(zhuǎn)速(BCD碼)的對(duì)應(yīng)表格,它用于S2位代碼的譯碼, S代碼和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換實(shí)際上就是針對(duì)S2位代碼查出主軸轉(zhuǎn)速的大小,然后將其轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù),并經(jīng)上、下限幅處理后,將得到的數(shù)字量進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換,輸出一個(gè)0~10V或0~5V或-10~+10V的直流控制電壓給主軸伺服系統(tǒng)或主軸變頻器,從而保證了主軸按要求的速度旋轉(zhuǎn)。
參考文獻(xiàn):
[1]王侃夫主編•機(jī)床數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)•北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2001
一、控制系統(tǒng)總體方案
隨著可編程序控制器(PLC)技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了可以由數(shù)控機(jī)床中的可編程序控制器來(lái)完成各項(xiàng)復(fù)雜的任務(wù)，如控制開(kāi)關(guān)、壓力開(kāi)關(guān)、繼電器、行程開(kāi)關(guān)、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(shí)際運(yùn)行的數(shù)據(jù)，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(gè)設(shè)備需要實(shí)時(shí)操作處理。整個(gè)的控制系統(tǒng)一共是由CNC計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)和強(qiáng)電柜兩部分組成，而其中CNC計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)是一專用的數(shù)控裝置，它是由輸入 /輸出接口、CNC系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)單元組成，是控制系統(tǒng)執(zhí)行加工的核心，另一個(gè)強(qiáng)電柜則是由動(dòng)力電路控制電路和可編程控制器PLC組成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1 所示.
二、基于P LC的數(shù)控機(jī)床電氣控制方式的選擇
數(shù)控機(jī)床電氣控制方式的好壞，直接決定了控制系統(tǒng)的成敗。所以要控制機(jī)床實(shí)現(xiàn)加工的高速高精度，系統(tǒng)的性能是起到至關(guān)重要的作用的。控制過(guò)程大體是，首先要依據(jù)預(yù)定要求和所要求的控制精度、被控對(duì)象的特征等限制進(jìn)行了綜合考慮，然后充分考慮系統(tǒng)的性能，價(jià)格比等因素，確定X、Y軸采用PC機(jī)。采用此種方式不但，PC機(jī)發(fā)揮了強(qiáng)大的文件處理功能、高速的數(shù)據(jù)處理功能，同時(shí)運(yùn)動(dòng)控制器則也體現(xiàn)了他的高的可靠性、高速性、高精度等優(yōu)點(diǎn)，而光柵尺則為系統(tǒng)提供了高達(dá)1μm的精度。這樣每一部分都起到了重要作用。
三、PLC 在組合機(jī)床電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
組合機(jī)床是針對(duì)某些特定工件，按特定工序進(jìn)行批量加工的組合設(shè)備，該類設(shè)備的生產(chǎn)效率一般都非常高，同時(shí)機(jī)床結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜，所以要求電氣設(shè)計(jì)得非常穩(wěn)定可靠。這其中利用PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)組合機(jī)床的自動(dòng)控制，無(wú)疑是今后的發(fā)展方向。
組合機(jī)床結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，要求可靠性高。根據(jù)機(jī)床設(shè)計(jì)要求一般在粗鏜II主軸上采用了雙速交流電機(jī)，以滿足加工端面的需要；而在各動(dòng)力頭與回轉(zhuǎn)工作臺(tái)之間還需要增加互鎖電路，確保在機(jī)床加工時(shí)工作臺(tái)是鎖緊狀態(tài)；在精鏜I和精鏜II的動(dòng)力頭上則是裝有液壓平旋盤(pán)，實(shí)現(xiàn)能夠同時(shí)對(duì)工件進(jìn)行鏜孔及端面的精加工。因此該機(jī)床的電路設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，需要的輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)比較多。一般，我們采用歐姆龍CPM2AE一60CDR型PLC作為機(jī)床的控制系統(tǒng)，這個(gè)控制器共有60個(gè)I／O點(diǎn)，其中36點(diǎn)輸入，24點(diǎn)輸出，此系統(tǒng)一般完全能夠滿足該機(jī)床的設(shè)計(jì)要求。
四、數(shù)控機(jī)床的功能分析
這里介紹的是一拖四的機(jī)床，一共有X、Y軸和四個(gè)Z軸上的伺服電機(jī)，來(lái)進(jìn)行定位；X、Y、Z軸可以聯(lián)動(dòng)，四個(gè)Z軸不但可以同時(shí)運(yùn)動(dòng)，也可以分開(kāi)運(yùn)動(dòng)。此機(jī)床為了提高加工精度，工作臺(tái)的X、Y軸運(yùn)動(dòng)，利用光柵尺實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)控制，對(duì)工作臺(tái)進(jìn)行精確定位。X、Y軸則要進(jìn)行兩側(cè)硬限位和軟限位雙重保護(hù)，以對(duì)Z軸下側(cè)進(jìn)行軟硬限位。為了實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定加工，此系統(tǒng)具有高速的上下位機(jī)通訊功能，其中上位機(jī)可以隨時(shí)對(duì)下位機(jī)進(jìn)行控制，下位機(jī)也可以把各種信息傳到上位機(jī)，2者相互作用。上位機(jī)是一臺(tái)PC機(jī)(工控機(jī))，它主要負(fù)責(zé)從加工文件中讀取需要數(shù)控機(jī)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(lái)設(shè)定加工參數(shù)，最后通過(guò)TCP/IP協(xié)議，把獲得的數(shù)據(jù)傳到運(yùn)動(dòng)控制器。該機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速最多高達(dá)16萬(wàn)r/min，實(shí)現(xiàn)了加工的高效率，并有冷卻水泵對(duì)電機(jī)進(jìn)行冷卻，檢測(cè)電機(jī)溫度，實(shí)施實(shí)時(shí)保護(hù)。
五、用PLC改造舊式機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的一般方法
1改造原則
首先要考慮今后生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)，在設(shè)計(jì)容量時(shí)，應(yīng)適當(dāng)留有進(jìn)一步擴(kuò)展的余地。同時(shí)也應(yīng)最大限度地滿足被控設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程的控制要求，力求系統(tǒng)簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)、操作方便。
2改造流程
確定控制對(duì)象，明確控制任務(wù)，了解機(jī)械運(yùn)動(dòng)與電氣執(zhí)行元件之間的關(guān)系，擬定控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)條件。了解是否需要對(duì)現(xiàn)有機(jī)床的操作控制進(jìn)行改進(jìn)，如果需要，后續(xù)設(shè)計(jì)中要考慮。最終根據(jù)整理結(jié)果，確定所需輸入、輸出設(shè)備，力求系統(tǒng)簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，并能最大限度地使用原有的輸入、輸出設(shè)備，降低改造成本。
制定控制方案，進(jìn)行PLC選型。確立哪些信號(hào)需要輸入PLC，分類統(tǒng)計(jì)出各輸入以及輸出點(diǎn)。
設(shè)計(jì)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(diǎn)盡量集中在一起，有利于程序編寫(xiě)和閱讀。軟件設(shè)計(jì)。
調(diào)試。將設(shè)計(jì)好的程序輸入PLC后應(yīng)觀察各輸入量、輸出量之間的變化關(guān)系及邏輯狀態(tài)是否符合設(shè)計(jì)要求，如不符合，則繼續(xù)調(diào)整，知道調(diào)試成功，還應(yīng)進(jìn)行資料的整理。
3、電氣控制系統(tǒng)組成具體介紹
西門子伺服電機(jī)雖然本身帶有編碼器，但是電機(jī)編碼器的精度只能達(dá)到10μm，離要求的5μm差距較大。所以要用外部光柵尺檢測(cè)工作臺(tái)的位置，并通過(guò)SMC30轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，傳遞給SIMOTION進(jìn)行處理。光柵尺大多數(shù)都是選擇業(yè)界知名的RENISHAW公司產(chǎn)品中的RG4系列。
機(jī)床的主軸多采用西風(fēng)的F16 160000RPM高效率PCB鉆孔主軸，它是一種高精度、高壽命、高穩(wěn)定性的全功能PCB鉆孔主軸。刀具采用啟動(dòng)夾緊方式，冷卻系統(tǒng)則采用干凈的水。為了對(duì)獨(dú)一主軸進(jìn)行保護(hù)，主軸會(huì)內(nèi)置NTC溫度控制系統(tǒng)。
短刀檢測(cè)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(hào)線可以通過(guò)電阻介入到24V電壓上構(gòu)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(lái)判斷道具是否失效
關(guān)鍵詞 數(shù)控機(jī)床；電氣控制系統(tǒng)；安裝與調(diào)試；教學(xué)改革
中圖分類號(hào)：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
文章編號(hào)：1671-489X（2013）24-0081-03
工作過(guò)程為導(dǎo)向的職業(yè)教育理論核心是從職業(yè)需要的角度出發(fā)，以職業(yè)崗位典型工作任務(wù)為內(nèi)容，開(kāi)發(fā)出工作過(guò)程系統(tǒng)化的學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程體系。課程體系以職業(yè)能力培養(yǎng)為主要目標(biāo)，以典型工作任務(wù)為載體，將學(xué)習(xí)過(guò)程、工作過(guò)程與學(xué)習(xí)能力有機(jī)結(jié)合起來(lái)，在逼真的企業(yè)環(huán)境中邊學(xué)邊做，充分體現(xiàn)工學(xué)結(jié)合的高職教育特征，有效解決企業(yè)所需與學(xué)生所學(xué)之間的矛盾，提高學(xué)生“零距離”上崗的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力[1]。
數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試課程是數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護(hù)專業(yè)的核心課程。借著國(guó)家示范院校建設(shè)改革的精神，2009年，包頭職業(yè)技術(shù)學(xué)院數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護(hù)教研室對(duì)該課程進(jìn)行全方位的教學(xué)改革，取得良好的教學(xué)效果。現(xiàn)在該課程已建設(shè)為自治區(qū)級(jí)精品課程。
1 課程定位
確定了專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)后建立課程體系。數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試是為電氣裝調(diào)與維修崗位開(kāi)設(shè)的一門課程，該課程實(shí)踐性強(qiáng)，與生產(chǎn)實(shí)際聯(lián)系緊密，知識(shí)覆蓋面廣，是強(qiáng)電與弱電的結(jié)合，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力、綜合素質(zhì)及創(chuàng)新能力具有重要的作用，要求通過(guò)該課程及前續(xù)課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能獨(dú)立進(jìn)行整臺(tái)數(shù)控機(jī)床電氣控制元件的布置、連接、調(diào)試及電氣故障排除、維修。
數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試課程開(kāi)設(shè)在第三學(xué)期，共88學(xué)時(shí)，在電氣工程基礎(chǔ)1與2、機(jī)械技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)及相關(guān)實(shí)訓(xùn)課程完成的基礎(chǔ)上，以數(shù)控機(jī)床裝調(diào)維修工國(guó)家職業(yè)技能鑒定要求為依據(jù)，選擇數(shù)控機(jī)床為載體，通過(guò)基于工作過(guò)程項(xiàng)目訓(xùn)練，使學(xué)生根據(jù)數(shù)控機(jī)床電氣原理圖計(jì)劃、決策電器元件布置圖及接線圖，以決策結(jié)果實(shí)施元器件的布置、接線、電氣調(diào)試、機(jī)電聯(lián)調(diào)，掌握數(shù)控機(jī)床電氣裝調(diào)知識(shí)、技能，具有數(shù)控機(jī)床電氣安裝、調(diào)試、維修及設(shè)計(jì)的綜合能力，為后續(xù)課程數(shù)控機(jī)床PMC控制與調(diào)試、數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修、數(shù)控機(jī)床裝調(diào)維修工中級(jí)工、畢業(yè)頂崗實(shí)習(xí)等奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2 課程開(kāi)發(fā)思路
根據(jù)高職數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護(hù)專業(yè)職業(yè)崗位（群）中的數(shù)控機(jī)床電氣裝調(diào)與維修的任職要求，參考數(shù)控機(jī)床裝調(diào)維修工中級(jí)工考核模塊之一——數(shù)控機(jī)床電氣裝調(diào)與維修的考核要求，并且結(jié)合包頭職業(yè)技術(shù)學(xué)院該專業(yè)人才培養(yǎng)方案的培養(yǎng)目標(biāo)，經(jīng)過(guò)多次走訪數(shù)控機(jī)床制造及應(yīng)用企業(yè)，對(duì)其工作崗位的實(shí)際任職要求、典型工作任務(wù)及職業(yè)相關(guān)技能、知識(shí)、素質(zhì)、能力需求進(jìn)行分析、歸納、整合，進(jìn)行數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試課程基于工作過(guò)程的完整工作任務(wù)的開(kāi)發(fā)，設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程，通過(guò)情境顯現(xiàn)、模擬仿真等方式組織教學(xué)，建設(shè)典型工作任務(wù)為主體的理實(shí)一體化教材及相關(guān)教學(xué)資源。課程開(kāi)發(fā)思路設(shè)計(jì)如圖1所示。
3 工作過(guò)程系統(tǒng)化的課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)
工作過(guò)程系統(tǒng)化的課程體系強(qiáng)調(diào)工作過(guò)程的整體性，強(qiáng)調(diào)方法能力、社會(huì)能力與專業(yè)能力的培養(yǎng)融為一體，在分析、整理典型職業(yè)活動(dòng)工作過(guò)程的前提下，按照由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的工作任務(wù)進(jìn)行重構(gòu)。
3.1 崗位職業(yè)行為能力分析
在深入理解工作過(guò)程系統(tǒng)化后，本專業(yè)教師經(jīng)過(guò)對(duì)包頭及周邊地區(qū)數(shù)控機(jī)床制造及應(yīng)用企業(yè)的電氣裝調(diào)工崗位的職業(yè)能力進(jìn)行分析與總結(jié)，確定數(shù)控機(jī)床電氣裝調(diào)崗位的崗位職業(yè)行為能力如表1所示。
數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試課程在進(jìn)行崗位職業(yè)行為能力分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的整合，原則是凡是與工作任務(wù)有關(guān)的知識(shí)都納入教學(xué)中，無(wú)關(guān)的知識(shí)盡量不講，針對(duì)其預(yù)設(shè)能力目標(biāo)進(jìn)行學(xué)習(xí)情境的設(shè)計(jì)。
3.2 學(xué)習(xí)情境設(shè)計(jì)
根據(jù)數(shù)控機(jī)床電氣裝調(diào)崗位職業(yè)行為能力擬定該課程教學(xué)目標(biāo)，包括應(yīng)知知識(shí)、應(yīng)會(huì)技能和應(yīng)具備素質(zhì)三大項(xiàng)教學(xué)目標(biāo)，其中歸納出如數(shù)控機(jī)床電氣原理圖識(shí)讀與分析等15項(xiàng)應(yīng)知知識(shí)，能夠獨(dú)立完成數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的安裝與調(diào)試等9項(xiàng)應(yīng)會(huì)技能，強(qiáng)化安全生產(chǎn)意識(shí)，具備發(fā)現(xiàn)、分析和解決問(wèn)題等5項(xiàng)應(yīng)具備素質(zhì)。
以課程教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行學(xué)習(xí)載體的選擇，載體選擇的原則是強(qiáng)調(diào)工作過(guò)程的完整性，以數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心等3種典型數(shù)控機(jī)床為載體，為了保證教學(xué)內(nèi)容的循序漸進(jìn)，劃分5個(gè)學(xué)習(xí)情境，每個(gè)學(xué)習(xí)情境又分為3項(xiàng)任務(wù)，共計(jì)15項(xiàng)任務(wù)。
情境1 簡(jiǎn)易數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試，實(shí)現(xiàn)1開(kāi)環(huán)進(jìn)給軸、1主軸及刀架換刀控制功能運(yùn)行，計(jì)劃學(xué)時(shí)18學(xué)時(shí)；
情境2 簡(jiǎn)易數(shù)控車床電氣控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試，實(shí)現(xiàn)2開(kāi)環(huán)進(jìn)給軸、1變頻主軸及刀架換刀功能運(yùn)行，計(jì)劃學(xué)時(shí)14學(xué)時(shí)；
情境3 數(shù)控車床電氣控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試，實(shí)現(xiàn)2半閉環(huán)進(jìn)給軸、1變頻主軸及刀架換刀控制功能運(yùn)行，計(jì)劃學(xué)時(shí)16學(xué)時(shí)；
情境4 數(shù)控銑床電氣控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試，實(shí)現(xiàn)3半閉環(huán)進(jìn)給軸、1伺服主軸功能運(yùn)行，計(jì)劃學(xué)時(shí)24學(xué)時(shí)；
情境5 加工中心電氣控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試，實(shí)現(xiàn)4進(jìn)給軸，其中3直線軸、有1直線軸是全閉環(huán)控制、1旋轉(zhuǎn)軸、1主軸、1刀庫(kù)換刀功能運(yùn)行控制，計(jì)劃學(xué)生16學(xué)時(shí)。
4 課程實(shí)施過(guò)程
教學(xué)內(nèi)容的組織遵循六步法原則：教師下發(fā)任務(wù)并提出相關(guān)問(wèn)題；引導(dǎo)學(xué)生分析電氣原理圖；學(xué)生咨詢，提出問(wèn)題、查閱資料，進(jìn)行自主學(xué)習(xí)；學(xué)生分組討論，進(jìn)行計(jì)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(dǎo)、答疑、評(píng)價(jià)；根據(jù)下發(fā)的元器件清單和工具清單進(jìn)行準(zhǔn)備，依據(jù)計(jì)劃和決策的內(nèi)容進(jìn)行任務(wù)實(shí)施，即將數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)安裝調(diào)試好，實(shí)現(xiàn)該任務(wù)的功能運(yùn)行。在計(jì)劃、決策、實(shí)施過(guò)程中貫穿小組及教師的檢查與評(píng)價(jià)。
4.1 教學(xué)方法及手段改革
在教學(xué)方法與手段上改變傳統(tǒng)的“一言堂、一張黑板”教學(xué)，堅(jiān)持“教師為引導(dǎo)，學(xué)生為主體”的思想，采用行之有效的多樣化教學(xué)方法及手段，使教、學(xué)、做融為一體，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生操作技能，達(dá)到理實(shí)合一、交互滲透、逐漸遞進(jìn)的教學(xué)效果。下面以情境1的任務(wù)1“刀架控制電路”為例，來(lái)說(shuō)明使用的教學(xué)方法及手段。
教師用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法引出任務(wù)1“刀架電路連接與調(diào)試”，用引導(dǎo)文法引出任務(wù)1需掌握的知識(shí)點(diǎn)和能力，可為學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供方便；在進(jìn)行刀架控制相關(guān)知識(shí)點(diǎn)傳授時(shí)用主講教學(xué)法；用演示法向?qū)W生演示刀架動(dòng)作過(guò)程，可直觀形象地說(shuō)明刀架動(dòng)作過(guò)程；采用教師示范、學(xué)生實(shí)練法可以提高學(xué)生動(dòng)手能力，消除學(xué)生心理害怕的顧慮。同時(shí)采用多種教學(xué)手段，在知識(shí)點(diǎn)傳授時(shí)采用經(jīng)典板書(shū)、PPT課件相結(jié)合；用數(shù)控機(jī)床調(diào)試維修教學(xué)軟件進(jìn)行模擬、仿真，可增強(qiáng)學(xué)生對(duì)元器件的布置和接線的感性認(rèn)識(shí)；實(shí)物真做法可以提高學(xué)生實(shí)施的可操作性；學(xué)生可通過(guò)學(xué)院該課程精品課網(wǎng)站及其他相關(guān)資料進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。
從情境1至情境5的學(xué)習(xí)中，學(xué)生的主體性逐漸增多，教師的主導(dǎo)性逐漸減少。
4.2 考核方式改革
在課程教學(xué)中改變了傳統(tǒng)的“一卷定成績(jī)”的考核方式，考核方式分為過(guò)程考核和終結(jié)考核，并且過(guò)程考核占最終考核結(jié)果的70%。過(guò)程考核強(qiáng)調(diào)學(xué)生素質(zhì)和能力，每一學(xué)習(xí)情境對(duì)學(xué)生每個(gè)工作過(guò)程進(jìn)行評(píng)價(jià)，如表2所示。
5 教學(xué)質(zhì)量保障
為了更好地達(dá)到改革后預(yù)想的教學(xué)效果，用學(xué)校現(xiàn)有的條件完成企業(yè)真實(shí)工作崗位的任職要求，需要有相應(yīng)的教學(xué)保障，分別是師資隊(duì)伍、實(shí)訓(xùn)中心及教學(xué)資源。
5.1 具有“雙師”素質(zhì)的師資隊(duì)伍
首先，教師要具有強(qiáng)烈的敬業(yè)、團(tuán)隊(duì)和開(kāi)拓創(chuàng)新精神，不斷研究和運(yùn)用先進(jìn)的職業(yè)教育理念和方法服務(wù)于課程開(kāi)發(fā)與實(shí)施；其次，把握角色的轉(zhuǎn)變，強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，成為學(xué)生困難的解決者、學(xué)生學(xué)習(xí)的協(xié)助者；最后，能運(yùn)用各種教學(xué)方法與手段，了解學(xué)生的現(xiàn)狀，因材施教，把握所授知識(shí)的重點(diǎn)和深度，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用電腦、網(wǎng)絡(luò)等新型學(xué)習(xí)工具進(jìn)行小組合作學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)。
5.2 具有企業(yè)真實(shí)環(huán)境的理實(shí)一體化實(shí)訓(xùn)中心
需要有與企業(yè)合作，共同設(shè)計(jì)建設(shè)的具有企業(yè)電氣裝調(diào)工真實(shí)工作環(huán)境和職業(yè)氛圍的實(shí)訓(xùn)中心，為學(xué)生提高實(shí)踐技能及資格證書(shū)考核建立一個(gè)良好的學(xué)習(xí)和實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，能夠創(chuàng)造良好的工學(xué)結(jié)合、教學(xué)做一體的理論、實(shí)踐教學(xué)環(huán)境和職業(yè)氛圍。除此之外，還應(yīng)該充分利用校外實(shí)訓(xùn)基地的有利資源，建設(shè)穩(wěn)定的校外實(shí)訓(xùn)基地，充分保證該課程及電氣裝調(diào)工崗位實(shí)訓(xùn)、畢業(yè)綜合技能訓(xùn)練和頂崗實(shí)習(xí)等。
5.3 豐富可利用的教學(xué)資源
為了保證該課程順利進(jìn)行，需配套相應(yīng)教學(xué)資源以滿足教師的教學(xué)和學(xué)生的自主學(xué)習(xí)。現(xiàn)在該課程已為省級(jí)精品課程，配套資源有自編講義、項(xiàng)目任務(wù)書(shū)、引導(dǎo)文、考核評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、習(xí)題庫(kù)、PPT課件、配套說(shuō)明書(shū)、精品課程網(wǎng)站、多媒體教室、網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)等。
6 改革前后比較
“數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試”課程基于工作過(guò)程系統(tǒng)化教學(xué)改革后，與改革前的情況比較，主要有3個(gè)方面的不同，如表3所示。
7 結(jié)論
基于工作過(guò)程系統(tǒng)化的數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與手段、考核方式等的改革，經(jīng)過(guò)筆者教學(xué)實(shí)踐證明，通過(guò)在教學(xué)內(nèi)容上創(chuàng)設(shè)工作過(guò)程的完整性、應(yīng)用性，教學(xué)方法與手段上強(qiáng)化工程能力的培養(yǎng)，考核方式中注重過(guò)程考核，是體現(xiàn)以能力為本位的學(xué)生的主體性逐漸增多、教師的主導(dǎo)性逐漸減少的詮釋，在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生的操作技能，達(dá)到了良好的教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn)
[1]夏燕欄.基于工作過(guò)程的《數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)的裝調(diào)》課程開(kāi)發(fā)與實(shí)踐[J].職教論壇，2010（6）.
[2]陳志平，尹存濤.基于工作過(guò)程的數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護(hù)專業(yè)核心課程開(kāi)發(fā)[J].當(dāng)代職業(yè)教育，2011（1）.
數(shù)控機(jī)床是機(jī)電一體化的典型產(chǎn)品，數(shù)控機(jī)床控制技術(shù)是集計(jì)算機(jī)及軟件技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、電子技術(shù)、自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)、液壓與氣動(dòng)技術(shù)和精密機(jī)械等技術(shù)為一體的多學(xué)科交叉的綜合技術(shù)。在技能要求日益提高的今天，對(duì)數(shù)控機(jī)床的熟悉與了解已成為該行業(yè)專業(yè)技術(shù)人員必不可少的一環(huán)。筆者結(jié)合自身的經(jīng)驗(yàn)談?wù)剶?shù)控機(jī)床的優(yōu)、缺點(diǎn)，及其種類以及數(shù)控技術(shù)的發(fā)展及其未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，供大家參考：
一、數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)
(一)、數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)
對(duì)零件的適應(yīng)性強(qiáng)，可加工復(fù)雜形狀的零件表面。在同一臺(tái)數(shù)控機(jī)床上，只需更換加工程序，就可適應(yīng)不同品種及尺寸工件的自動(dòng)加工，這就為復(fù)雜結(jié)構(gòu)的單件、小批量生產(chǎn)以及試制新產(chǎn)品提供了極大的便利，特別是對(duì)那些普通機(jī)床很難加工或無(wú)法加工的精密復(fù)雜表面(如螺旋表面)，數(shù)控機(jī)床也能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加工。加工精度高，加工質(zhì)量穩(wěn)定。目前，數(shù)控機(jī)床控制的刀具和工作臺(tái)最小移動(dòng)量(脈沖當(dāng)量)普遍達(dá)到0.0001mm，而且數(shù)控系統(tǒng)可自動(dòng)補(bǔ)償進(jìn)給傳動(dòng)鏈的反向間隙和絲杠螺距誤差，使數(shù)控機(jī)床達(dá)到很高的加工精度。此外，數(shù)控機(jī)床的制造精度高，其自動(dòng)加工方式避免了生產(chǎn)者的人為操作誤差，因此，同一批工件的尺寸一致性好，產(chǎn)品合格率高，加工質(zhì)量穩(wěn)定。生產(chǎn)效率高。由于數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)剛性好，允許進(jìn)行大切削用量的強(qiáng)力切削，從主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量的變化范圍比普通機(jī)床大，因此在加工時(shí)可選用最佳切削用量，提高了數(shù)控機(jī)床的切削效率，節(jié)省了機(jī)動(dòng)時(shí)間。與普通機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)效率可提高2—3倍。良好的經(jīng)濟(jì)效益。使用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行單件、小批量生產(chǎn)時(shí)，可節(jié)省劃線工時(shí)，減少調(diào)整、加工和檢驗(yàn)時(shí)間，節(jié)省直接生產(chǎn)費(fèi)用；同時(shí)還能節(jié)省工裝設(shè)計(jì)、制造費(fèi)用；數(shù)控機(jī)床加工精度高，質(zhì)量穩(wěn)定，減少了廢品率，使生產(chǎn)成本進(jìn)一步下降。此外，數(shù)控機(jī)床還可實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，所以數(shù)控機(jī)床雖然價(jià)格較高，仍可獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。自動(dòng)化程度高。數(shù)控機(jī)床自動(dòng)化程度高，可大大減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少操作人員的
人數(shù)，同時(shí)有利于現(xiàn)代化管理，可向更高級(jí)的制造系統(tǒng)發(fā)展。
(二)數(shù)控機(jī)床的缺點(diǎn)
數(shù)控機(jī)床的主要缺點(diǎn)價(jià)格較高，設(shè)備首次投資大；對(duì)操作、維修人員的技術(shù)要求較高；加工復(fù)雜形狀的零件時(shí)。手工編程的工作量大。
二、數(shù)控機(jī)床的種類
數(shù)控機(jī)床的種類很多，主要分類按工藝用途分類。按工藝用途，數(shù)控機(jī)床可分類如下。普通數(shù)控機(jī)床：這種分類方式與普通機(jī)床分類方法一樣，銑床、數(shù)控錨床、數(shù)控鉆床、數(shù)控磨床、數(shù)控齒輪加工機(jī)床等。加工中心機(jī)床：數(shù)控加工中心是在普通數(shù)控機(jī)床上加裝一個(gè)刀庫(kù)和自動(dòng)換刀裝置而構(gòu)成的數(shù)控機(jī)床，它可在一次裝夾后進(jìn)行多種工序加工。按運(yùn)動(dòng)方式分類。按運(yùn)動(dòng)方式，數(shù)控機(jī)床可分類點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床。數(shù)控系統(tǒng)只控制刀具從要有數(shù)控鉆床、數(shù)控坐標(biāo)錘床、數(shù)控沖剪床等。直線控制數(shù)控機(jī)床：數(shù)控系統(tǒng)除了控制點(diǎn)與點(diǎn)之間的準(zhǔn)確位置以外，還要保證兩點(diǎn)之間移動(dòng)的軌跡是一條直線，而且對(duì)移動(dòng)的速度也要進(jìn)行控制。這類機(jī)床主要有簡(jiǎn)易數(shù)控車床、數(shù)控銷、銑床等。輪廓控制數(shù)控機(jī)床：數(shù)控系統(tǒng)能對(duì)兩個(gè)或兩個(gè)以上運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)的位移及速度進(jìn)行連續(xù)相關(guān)的控制，使合成的運(yùn)動(dòng)軌跡能滿足加工的要求。這類機(jī)床主要有數(shù)控車床、數(shù)控銑床等。按伺服系統(tǒng)的控制方式分類。按伺服系統(tǒng)的控制方式，數(shù)控機(jī)床可分類如下。開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床。閉環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床。半閉環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床。按數(shù)控系統(tǒng)的功能水平分類。技功能水平分類，數(shù)控系統(tǒng)可分類如下。經(jīng)濟(jì)性數(shù)控機(jī)床。經(jīng)濟(jì)性數(shù)控機(jī)床大多指采用開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床價(jià)格便宜，適用于自動(dòng)化程度要求不高的場(chǎng)合。中檔數(shù)控機(jī)床。這類數(shù)控機(jī)床功能較全，價(jià)格適中，應(yīng)用較廣。高檔數(shù)控機(jī)床。這類數(shù)控機(jī)床功能齊全，價(jià)格較貴。
三、數(shù)控機(jī)床控制技術(shù)的發(fā)展
