數(shù)控機(jī)床知識(shí)和維護(hù)的重要性范本

1、37/54數(shù)控機(jī)床知識(shí)和維護(hù)的重要性摘 要數(shù)控化生產(chǎn)在當(dāng)代社會(huì)占著舉足輕重的位置。文章介紹了數(shù)控設(shè)備的改造和機(jī)床的診斷。本文對(duì)設(shè)計(jì)作了詳細(xì)的介紹，介紹了機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)部分的元件功能。從數(shù)控車床的進(jìn)展歷史延伸到數(shù)控機(jī)床獨(dú)有的特點(diǎn),分層次的介紹了數(shù)控機(jī)床的各類系統(tǒng)，在那個(gè)地點(diǎn)能一目了然的明白各類系統(tǒng)的組成和加工特征。本文的重點(diǎn)討論了數(shù)控機(jī)床的故障診斷，其中包括了如何正確操作規(guī)程合理使用數(shù)控機(jī)床，盡可能提高機(jī)床的開動(dòng)。其次，簡(jiǎn)要的介紹了下數(shù)控機(jī)床的編程基礎(chǔ)。最后分列講明了對(duì)數(shù)控機(jī)床故障診斷的一般步驟和一般方法，并對(duì)其應(yīng)用和維修的要素做出了講明。關(guān)鍵詞： 改造 診斷 維修 柔性制造 ABST

2、RACTAs we all know manufacturing production occupies a power level in contemporary society.This is an article about the digital control facility magnets alteration and machine tools diagnosis.Here it presents a particular introduction to the design,especially the structure of the transimission and t

3、he function of the disigned segment elements.Extending from the history of the development of the digital control lathe to its own specialty，the article introduces each and every of its system hierarchically.And as a result of this we can be seized of the consists of every system and their feature o

4、f progresses easily.The article concentrates on discussingit fault diagnosis,consisting of how to operate the rules correctly to make use of the digital control tools reasonably to improve the speed of their startup. And also it introduces the programming foundation of the digital control tools in b

5、rief.In order to introduce the malfuncation diagnosis it not only make a list of the generic steps and manners but also do some introduction to its applies and maintenance element.Keywords: Alteration Diagnosis Maitain Flexible manufacturingy目 錄 TOC o 1-3 u 引 言 PAGEREF _Toc226872956 h 1第一章 數(shù)控車床 PAGE

6、REF _Toc226872957 h 21.1 數(shù)控機(jī)床具有以下明顯特點(diǎn) PAGEREF _Toc226872958 h 21.2 數(shù)控機(jī)床可劃分為三個(gè)層次 PAGEREF _Toc226872959 h 21.3 選用數(shù)控機(jī)床需遵循的原則 PAGEREF _Toc226872960 h 51.4 直接數(shù)字操縱系統(tǒng) PAGEREF _Toc226872961 h 61.5 柔性制造單元和柔性制造系統(tǒng) PAGEREF _Toc226872962 h 816 柔性制造系統(tǒng) PAGEREF _Toc226872963 h 917 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc226872964

7、h 11第二章 數(shù)控車床編程基礎(chǔ) PAGEREF _Toc226872965 h 122.1 數(shù)控車床概述 PAGEREF _Toc226872966 h 122.2 機(jī)車坐標(biāo)系 PAGEREF _Toc226872967 h 132.3 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)和自動(dòng)交換工作臺(tái) PAGEREF _Toc226872968 h 142.4 直接數(shù)字操縱系統(tǒng) PAGEREF _Toc226872969 h 15第三章 數(shù)控機(jī)床故障的診斷 PAGEREF _Toc226872970 h 163.1 如何正確操作規(guī)程合理使用數(shù)控機(jī)床 PAGEREF _Toc226872971 h 163.2 盡可能提高機(jī)床的

8、開動(dòng) PAGEREF _Toc226872972 h 163.3 數(shù)控機(jī)床的故障診斷 PAGEREF _Toc226872974 h 163.4 早期故障期 PAGEREF _Toc226872975 h 173.4.1 偶發(fā)故障期 PAGEREF _Toc226872976 h 173.4.2 耗損故障期 PAGEREF _Toc226872977 h 173.5 數(shù)控機(jī)床故障診斷的一般步驟 PAGEREF _Toc226872978 h 183.6 數(shù)控機(jī)床故障診斷的一般方法 PAGEREF _Toc226872979 h 183.6.1 依照?qǐng)?bào)警號(hào)進(jìn)行故障診斷 PAGEREF _Toc2

9、26872980 h 183.6.2 依照操縱系統(tǒng)LED燈或數(shù)碼管的指示進(jìn)行故障診斷 PAGEREF _Toc226872981 h 193.6.3 依照機(jī)床參數(shù)進(jìn)行故障診斷 PAGEREF _Toc226872983 h 203.7 數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用與維修 PAGEREF _Toc226872985 h 21結(jié) 論 PAGEREF _Toc226872986 h 25致 謝 PAGEREF _Toc226872987 h 26參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc226872988 h 27 引 言數(shù)控機(jī)床是信息技術(shù)與機(jī)械制造技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，代表了現(xiàn)代基礎(chǔ)機(jī)械的技術(shù)水平與進(jìn)展趨勢(shì)。近年來(lái)，我國(guó)數(shù)

10、控機(jī)床工業(yè)進(jìn)展較快，目前已有數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)廠近百家。為加快我國(guó)數(shù)控機(jī)床工業(yè)的進(jìn)展，更好地滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)進(jìn)展的需要，國(guó)家計(jì)委、機(jī)械工業(yè)部在制定頒發(fā)的機(jī)械工業(yè)振興綱要中已將重要基礎(chǔ)機(jī)械列為振興的四個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域之一，而重要基礎(chǔ)機(jī)械要緊確實(shí)是進(jìn)展數(shù)控機(jī)床?！熬盼濉奔?010年前我國(guó)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)展方針是：重點(diǎn)抓好六類主機(jī)（數(shù)控車床、加工中心、數(shù)控磨床、數(shù)控鍛壓機(jī)床、數(shù)控重型機(jī)床和數(shù)控周密電加工機(jī)床），集中突破數(shù)控系統(tǒng)；進(jìn)展普及型，提高可*性；內(nèi)外結(jié)合，以我為主，實(shí)現(xiàn)我國(guó)數(shù)據(jù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)化?！熬盼濉逼陂g，重點(diǎn)提高可*性，增加品種，普及型數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機(jī)床實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)規(guī)模生產(chǎn)。到2000年數(shù)控機(jī)床品種進(jìn)展到1000種，

11、其中有100種達(dá)到90年代初國(guó)際水平。數(shù)控機(jī)床及數(shù)控系統(tǒng)的平均無(wú)故障時(shí)刻達(dá)到10000小時(shí)，年產(chǎn)量達(dá)到20000臺(tái)，普及型產(chǎn)品差不多立足國(guó)內(nèi)。當(dāng)前機(jī)床行業(yè)的所有制造企業(yè)，正在轉(zhuǎn)變觀念，提高認(rèn)識(shí)，一切從用戶需要?jiǎng)由?，增加品種、提高質(zhì)量、降低成本、加強(qiáng)售后服務(wù)，更好地滿足用戶的需要。同時(shí)也衷心希望寬敞用戶更多地選用國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床，并多提寶貴意見。第1章 數(shù)控車床1.1 數(shù)控機(jī)床具有以下明顯特點(diǎn)1適合于復(fù)雜異形零件的加工。2實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)操縱，排除人為誤差。3通過計(jì)算機(jī)軟件能夠?qū)崿F(xiàn)精度補(bǔ)償和優(yōu)化操縱。4加工中心、車削中心、磨削中心、電加工中心等具有刀庫(kù)和換刀功能，減少了裝夾次數(shù)，提高了加工精度。5數(shù)控機(jī)床

12、使機(jī)械加工設(shè)備增加了柔性化的特點(diǎn)。柔性加工不僅適合于多品種、中小批量生產(chǎn)也適合于大批量生產(chǎn)，且能交替完成兩種或更多種不同零件的加工，增加了自動(dòng)變換工件的功能，可實(shí)現(xiàn)夜間無(wú)人看管的操作。由幾臺(tái)數(shù)控機(jī)床（加工中心）組成的柔性制造系統(tǒng)（FMS）具有更高柔性的自動(dòng)化制造系統(tǒng)，包括加工、裝配和檢驗(yàn)等環(huán)節(jié)。 1.2 數(shù)控機(jī)床可劃分為三個(gè)層次1高檔型數(shù)控機(jī)床：是指加工復(fù)雜形狀的多軸操縱或工序集中、自動(dòng)化程度高、高度柔性的數(shù)控機(jī)床。2普及型數(shù)控機(jī)床：具有人機(jī)對(duì)話功能，應(yīng)用較廣，價(jià)格適中，通常稱之為全功能數(shù)控機(jī)床。3經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，精度中等，但價(jià)格廉價(jià)，僅能滿足一般精度要求的加工，能加工形狀較簡(jiǎn)單的直

13、線、斜線、圓弧及帶螺紋類的零件。數(shù)控機(jī)床知識(shí)程序、運(yùn)數(shù)字操縱機(jī)床是用數(shù)字代碼形式的信息(程序指令)，操縱刀具按給定的工作動(dòng)速度和軌跡進(jìn)行自動(dòng)加工的機(jī)床，簡(jiǎn)稱數(shù)控機(jī)床。數(shù)控機(jī)床具有廣泛的適應(yīng)性，加工對(duì)象改變時(shí)只需要改變輸入的程序指令；加工性能比一般自動(dòng)機(jī)床高，能夠精確加工復(fù)雜型面，因而適合于加工中小批量、改型頻繁、精度要求高、形狀又較復(fù)雜的工件，并能獲得良好的經(jīng)濟(jì)效果。隨著數(shù)控技術(shù)的進(jìn)展，采納數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床品種日益增多，有車床、銑床、鏜床、鉆床、磨床、齒輪加工機(jī)床和電火花加工機(jī)床等。此外還有能自動(dòng)換刀、一次裝卡進(jìn)行多工序加工的加工中心、車削中心等。1948年，美國(guó)帕森斯公司同意美國(guó)空軍托付，研制

14、飛機(jī)螺旋槳葉片輪廓樣板的加工設(shè)備。由于樣板形狀復(fù)雜多樣，精度要求高，一般加工設(shè)備難以適應(yīng)，因此提出計(jì)算機(jī)操縱機(jī)床的設(shè)想。1949年，該公司在美國(guó)麻省理工學(xué)院伺服機(jī)構(gòu)研究室的協(xié)助下，開始數(shù)控機(jī)床研究，并于1952年試制成功第一臺(tái)由大型立式仿形銑床改裝而成的三坐標(biāo)數(shù)控銑床，不久即開始正式生產(chǎn)。當(dāng)時(shí)的數(shù)控裝置采納電子管元件，體積龐大，價(jià)格昂貴，只在航空工業(yè)等少數(shù)有專門需要的部門用來(lái)加工復(fù)雜型面零件；1959年，制成了晶體管元件和印刷電路板，使數(shù)控裝置進(jìn)入了第二代，體積縮小，成本有所下降；1960年以后，較為簡(jiǎn)單和經(jīng)濟(jì)的點(diǎn)位操縱數(shù)控鉆床，和直線操縱數(shù)控銑床得到較快發(fā)javascript:void(0)

15、理器和半導(dǎo)體存貯器的微型計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置(簡(jiǎn)稱MNC)，這是第五代數(shù)控系統(tǒng)。第五代與第三代相比，數(shù)控裝置的功能擴(kuò)大了一倍，而體積則縮小為原來(lái)的1/20，價(jià)格降低了3/4，可靠性也得到極大的提高。80年代初，隨著計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)的進(jìn)展，出現(xiàn)了能進(jìn)行人機(jī)對(duì)話式自動(dòng)編制程序的數(shù)控裝置；數(shù)控裝置愈趨小型化，能夠直接安裝在機(jī)床上；數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)化程度進(jìn)一步提高，具有自動(dòng)監(jiān)控刀具破損和自動(dòng)檢測(cè)工件等功能。數(shù)控機(jī)床要緊由數(shù)控裝置、伺服機(jī)構(gòu)和機(jī)床主體組成。輸入數(shù)控裝置的程序指令記錄在信息載體上，由程序讀入裝置接收，或由數(shù)控裝置的鍵盤直接手動(dòng)輸入。數(shù)控裝置包括程序讀入裝置和由電子線路組成的輸入部分、運(yùn)算部分、操

16、縱部分和輸出部分等。數(shù)控裝置按所能實(shí)現(xiàn)的操縱功能分為點(diǎn)位操縱、直線操縱、連續(xù)軌跡操縱三類。 點(diǎn)位操縱是只操縱刀具或工作臺(tái)從一點(diǎn)移至另一點(diǎn)的準(zhǔn)確定位，然后進(jìn)行定點(diǎn)加工，而點(diǎn)與點(diǎn)之間的路徑不需操縱。采納這類操縱的有數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床和數(shù)控坐標(biāo)鏜床等。直線操縱是除操縱直線軌跡的起點(diǎn)和終點(diǎn)的準(zhǔn)確定位外，還要操縱在這兩點(diǎn)之間以指定的進(jìn)給速度進(jìn)行直線切削。采納這類操縱的有平面銑削用的數(shù)控銑床，以及階梯軸車削和磨削用的數(shù)控車床和數(shù)控磨床等。連續(xù)軌跡操縱(或稱輪廓操縱)能夠連續(xù)操縱兩個(gè)或兩個(gè)以上坐標(biāo)方向的聯(lián)合運(yùn)動(dòng)。為了使刀具按規(guī)定的軌跡加工工件的曲線輪廓，數(shù)控裝置具有插補(bǔ)運(yùn)算的功能，使刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡以最小的誤

17、差逼近規(guī)定的輪廓曲線，并協(xié)調(diào)各坐標(biāo)方向的運(yùn)動(dòng)速度，以便在切削過程中始終保持規(guī)定的進(jìn)給速度。采納這類操縱的有能加工曲面用的數(shù)控銑床、數(shù)控車床、數(shù)控磨床和加工中心等。伺服機(jī)構(gòu)分為開環(huán)、半閉環(huán)和閉環(huán)三種類型。開環(huán)伺服機(jī)構(gòu)是由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)線路，和步進(jìn)電機(jī)組成。每一脈沖信號(hào)使步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度，通過滾珠絲杠推動(dòng)工作臺(tái)移動(dòng)一定的距離。這種伺服機(jī)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，工作穩(wěn)定，容易掌握使用，但精度和速度的提高受到限制。半閉環(huán)伺服機(jī)構(gòu)是由比較線路、伺服放大線路、伺服馬達(dá)、速度檢測(cè)器和位置檢測(cè)器組成。位置檢測(cè)器裝在絲杠或伺服馬達(dá)的端部，利用絲杠的回轉(zhuǎn)角度間接測(cè)出工作臺(tái)的位置。常用的伺服馬達(dá)有寬調(diào)速直流電動(dòng)機(jī)、寬調(diào)速交

18、流電動(dòng)機(jī)和電液伺服馬達(dá)。位置檢測(cè)器有旋轉(zhuǎn)變壓器、光電式脈沖發(fā)生器和圓光柵等。這種伺服機(jī)構(gòu)所能達(dá)到的精度、速度和動(dòng)態(tài)特性優(yōu)于開環(huán)伺服機(jī)構(gòu)，為大多數(shù)中小型數(shù)控機(jī)床所采納。閉環(huán)伺服機(jī)構(gòu)的工作原理和組成與半閉環(huán)伺服機(jī)構(gòu)相同，只是位置檢測(cè)器安裝在工作臺(tái)上，可直接測(cè)出工作臺(tái)的實(shí)際位置，故反饋精度高于半閉環(huán)操縱，但掌握調(diào)試的難度較大，常用于高精度和大型數(shù)控機(jī)床。閉環(huán)伺服機(jī)構(gòu)所用伺服馬達(dá)與半閉環(huán)相同，位置檢測(cè)器則用長(zhǎng)光柵、長(zhǎng)感應(yīng)同步器或長(zhǎng)磁柵。為了保證機(jī)床具有專門大的工藝適應(yīng)性能和連續(xù)穩(wěn)定工作的能力，數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是具有足夠的剛度、精度、抗振性、熱穩(wěn)定性和精度保持性。進(jìn)給系統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)鏈采納滾珠絲杠、

19、靜壓絲杠和無(wú)間隙齒輪副等，以盡量減小反向間隙。機(jī)床采納塑料減摩導(dǎo)軌、滾動(dòng)導(dǎo)軌或靜壓導(dǎo)軌，以提高運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性并使低速運(yùn)動(dòng)時(shí)不出現(xiàn)爬行現(xiàn)象。由于采納了寬調(diào)速的進(jìn)給伺服電動(dòng)機(jī)和寬調(diào)速的主軸電動(dòng)機(jī)，能夠不用或少用齒輪傳動(dòng)和齒輪變速，這就簡(jiǎn)化了機(jī)床的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。機(jī)床布局便于排屑和工件裝卸，部分?jǐn)?shù)控機(jī)床帶有自動(dòng)排屑器和自動(dòng)工件交換裝置。大部分?jǐn)?shù)控機(jī)床采納具有微處理器的可編程序操縱器，以代替強(qiáng)電柜中大量的繼電器，提高了機(jī)床強(qiáng)電操縱的可靠性和靈活性。隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和軟件技術(shù)的迅速進(jìn)展，數(shù)控機(jī)床的操縱系統(tǒng)日益趨向于小型化和多功能化，具備完善的javascript:void(0)自診斷功能；可靠性也大大

20、提高；數(shù)控系統(tǒng)本身將普遍實(shí)現(xiàn)自動(dòng)編程。以后數(shù)控機(jī)床的類型將更加多樣化，多工序集中加工的數(shù)控機(jī)床品種越來(lái)越多；激光加工等技術(shù)將應(yīng)用在切削加工機(jī)床上，從而擴(kuò)大多工序集中的工藝范圍；數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)化程度更加提高，并具有多種監(jiān)控功能，從而形成一個(gè)柔性制造單元，更加便于納入高度自動(dòng)化的柔性制造系統(tǒng).1.3 選用數(shù)控機(jī)床需遵循的原則1有用性：是指明確數(shù)控機(jī)床來(lái)解決生產(chǎn)中的哪一個(gè)或哪幾個(gè)問題。2經(jīng)濟(jì)性：是指所選用的數(shù)控機(jī)床在滿足加工要求的條件下，所支付的代價(jià)是最經(jīng)濟(jì)的或者是較為合理的。3可操作性：用戶選用的數(shù)控機(jī)床要與本企業(yè)的操作和維修水平相適應(yīng)。4穩(wěn)定可靠性：是指機(jī)床本身的質(zhì)量，選擇名牌產(chǎn)品能保證數(shù)控機(jī)床

21、工作時(shí)穩(wěn)定可靠。 圖1-1配備有裝載多把刀具的刀具庫(kù)，有自動(dòng)更換刀具的功能，一次裝夾中能夠完成鉆、鏜、銑、鉸等工序，特不適用于箱體類零件的多面、多工序加工。它能完成車削加工的同時(shí)，兼有銑、鏜、鉆孔、攻絲等功能柔性制造系統(tǒng)(FlexibleManufacturingSystem-FMS)帶有自動(dòng)換刀裝置(AutomaticToolChanger-ATC)的數(shù)控加工中心，是柔性制造的硬件基礎(chǔ)，是制造系統(tǒng)的差不多級(jí)不。其后出現(xiàn)的柔性制造單元(FlexibleManufacturingCell-FMC)，是較之高一級(jí)的柔性制造系統(tǒng)，它一般由加工中心機(jī)床與自動(dòng)更換工件(AutomatedWork-pie

22、ce Changer-AWC)的隨行托盤(pallet)或工業(yè)機(jī)器人以及自動(dòng)檢測(cè)與監(jiān)控技術(shù)裝備所組成。由多臺(tái)和存儲(chǔ)，以及必要的工件清洗和尺寸檢查設(shè)備，并由高一級(jí)的計(jì)算機(jī)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行操縱和治理。可實(shí)現(xiàn)多品種的全部機(jī)械加工。 圖1-2小型計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng):將車間制造過程的自動(dòng)化,從生產(chǎn)決策、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、市場(chǎng)預(yù)測(cè)直到銷售的整個(gè)生產(chǎn)活動(dòng)的自動(dòng)化，特不是技術(shù)和治理科室工作的自動(dòng)化的要求綜合成一個(gè)完整的生產(chǎn)制造系統(tǒng)，即所謂的計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，它將一個(gè)制造工廠的生產(chǎn)活動(dòng)進(jìn)行有機(jī)的集成，以實(shí)現(xiàn)更高效益、更高柔性的智能化生產(chǎn)。這是當(dāng)今自動(dòng)化制造技術(shù)進(jìn)展的最高時(shí)期。1.4 直接數(shù)字操縱系統(tǒng)直

23、接數(shù)字操縱DNC系統(tǒng)是用一臺(tái)通用計(jì)算機(jī)直接操縱和治理一群數(shù)控機(jī)床進(jìn)行零件加工或裝配的系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)將一組數(shù)控機(jī)床與儲(chǔ)有零件加工程序和機(jī)床操縱程序的公共存儲(chǔ)器相連接，依照加工要求向機(jī)床分配數(shù)據(jù)和指令。在DNC系統(tǒng)保留原來(lái)各數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)，并與DNC系統(tǒng)的中央計(jì)算機(jī)組成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)分級(jí)操縱治理。中央計(jì)算機(jī)并不取代各數(shù)控裝置的常規(guī)工作。DNC系統(tǒng)中央計(jì)算機(jī)房配有自動(dòng)編程終端，也可在加工現(xiàn)場(chǎng)安裝自動(dòng)編程終端與中央計(jì)算機(jī)通信進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)編程和對(duì)零件程序進(jìn)行編輯、修改，使編程與操縱相結(jié)合，而且中央計(jì)算機(jī)零件程序存儲(chǔ)容量大。此外，DNC系統(tǒng)還具有生產(chǎn)治理、作業(yè)調(diào)度、工況顯示監(jiān)控和刀具壽命治理等功能。圖

24、1-3DNC系統(tǒng)能夠分為間接操縱型和直接操縱型兩大類：間接操縱型系統(tǒng)間接操縱型DNC系統(tǒng)是由已有的數(shù)控機(jī)床，配上集中治理和操縱的中央計(jì)算機(jī)，并在中央計(jì)算機(jī)和數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置之間加上通信接口所組成。大容量的外存儲(chǔ)器:存放每臺(tái)數(shù)控機(jī)床所需的零件加工打算和加工程序，適時(shí)調(diào)至計(jì)算機(jī)的內(nèi)存中。計(jì)算機(jī)順次查詢各臺(tái)數(shù)控機(jī)床的狀態(tài)和請(qǐng)求信號(hào)，依照需要計(jì)算機(jī)向某臺(tái)數(shù)控機(jī)床傳送所需的加工程序。由于傳遞一個(gè)零件加工程序的時(shí)刻專門短，而機(jī)床的加工時(shí)刻專門長(zhǎng)，因此一臺(tái)中央計(jì)算機(jī)為多臺(tái)機(jī)床服務(wù)時(shí)，可不能發(fā)生機(jī)床暫停加工等待的現(xiàn)象。間接型DNC系統(tǒng)中，各數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置仍然承擔(dān)著原來(lái)的操縱功能，中央計(jì)算機(jī)與數(shù)控機(jī)床接口

25、，只起了原有數(shù)控機(jī)床的紙帶閱讀機(jī)的作用。如此的操縱功能，稱之為讀帶機(jī)旁路操縱(BehindtheTapeReader-BTR)。間接型DNC系統(tǒng)比較容易建立，同時(shí)當(dāng)中央計(jì)算機(jī)出了故障時(shí)，數(shù)控機(jī)床仍可用原有的紙帶閱讀機(jī)工作，但由于機(jī)床的數(shù)控裝置并未簡(jiǎn)化，故硬件成本較高。組成直接操縱型DNC系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床不再配置一般的數(shù)控裝置。原來(lái)由數(shù)控裝置完 圖1-4成的插補(bǔ)運(yùn)算功能全部或部分由中央計(jì)算機(jī)集中完成，各臺(tái)數(shù)控機(jī)床只需配置一個(gè)簡(jiǎn)單的機(jī)床操縱器(MachineControlUnit-MCU)用于數(shù)據(jù)傳遞，驅(qū)動(dòng)操縱和手動(dòng)操作。一般來(lái)講：將插補(bǔ)分成粗、精插補(bǔ)，由中央計(jì)算機(jī)完成粗插補(bǔ)，由接口電路或MCU完成

26、精插補(bǔ)，這種方案綜合考慮了運(yùn)算速度與硬件成本。直接操縱型DNC系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床，其操縱功能要緊由計(jì)算機(jī)軟件執(zhí)行，因此靈活性較大，適應(yīng)性較強(qiáng)，可靠性也較高，然而一次性投資比較大。1.5 柔性制造單元和柔性制造系統(tǒng) 柔性制造單元(FMC)是由中心操縱計(jì)算機(jī)、加工中心與自動(dòng)交換工件(AWC，APC)裝置所組成。工件一次裝夾后可在柔性制造單元中的加工中心上加工，使得加工的柔性(可編程性)、加工精度和生產(chǎn)效率更高。在柔性制造單元中，中心操縱計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)作業(yè)調(diào)度、自動(dòng)檢測(cè)與工況自動(dòng)監(jiān)控等功能；工件裝在自動(dòng)交換工件裝置(工作臺(tái))上在中心操縱計(jì)算機(jī)操縱下傳送到加工中心上加工；加工中心接收中心操縱計(jì)算機(jī)傳送來(lái)的數(shù)控

27、程序進(jìn)行加工，并將工況數(shù)據(jù)送中心操縱計(jì)算機(jī)處理，如工件尺寸自動(dòng)檢測(cè)和補(bǔ)償，刀具損壞和壽命監(jiān)控等。組成:它由加工中心、環(huán)形工件交換工作臺(tái)、工件托盤及托盤交換裝置組成環(huán)形工作臺(tái)是一個(gè)獨(dú)立的通用部件，與加工中心并不直接相連，裝有工件的托盤在環(huán)形工作臺(tái)的導(dǎo)軌上由環(huán)形鏈條圖1-5驅(qū)動(dòng)進(jìn)行回轉(zhuǎn)，每個(gè)托盤上有地址編碼。當(dāng)一個(gè)工件加工完畢后，托盤交換裝置將加工完的工件連同托盤一起拖回至環(huán)形工作臺(tái)的空位；然后，按指令將下一個(gè)加工的托盤與工件轉(zhuǎn)到交換位置，由托盤交換裝置將它送到機(jī)床工作臺(tái)上，定位夾緊以待加工。已加工好的工件連同托盤轉(zhuǎn)至工件的裝卸工位，由人工卸下，并裝上待加工的工件。托盤搬運(yùn)的方式多用于箱體類零件或

28、大型零件。托盤上可裝夾幾個(gè)相同的零件，也可裝夾數(shù)個(gè)不同的零件。關(guān)于車削或磨削中心等機(jī)床，能夠使用工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行工件的交換。由于機(jī)器人的抓重能力及同一規(guī)格的抓取手爪對(duì)工件形狀與尺寸的限制，這種搬運(yùn)方式要緊適用于小件或回轉(zhuǎn)件的搬運(yùn)。柔性制造單元能夠作為組成柔性制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)，也能夠作獨(dú)立的自動(dòng)化加工設(shè)備。由于柔性制造單元自成體系，占地面積小，成本低而且功能完善，加工適應(yīng)范圍廣，故有廉價(jià)小型柔性制造系統(tǒng)之稱。16 柔性制造系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)(FMS)公認(rèn)的特征：由一個(gè)物料運(yùn)輸系統(tǒng)將所有設(shè)備連接起來(lái)，這些設(shè)備不限于切削加工設(shè)備，也能夠是電加工、激光加工、熱處理、沖壓剪切設(shè)備以及裝配、檢驗(yàn)等設(shè)備；能夠進(jìn)行

29、沒有固定加工順序和無(wú)節(jié)拍的隨機(jī)自動(dòng)制造。圖1-6柔性制造系統(tǒng)的組成：一般認(rèn)為FMS應(yīng)由加工、物流、信息流三個(gè)子系統(tǒng)組成，每一個(gè)子 系統(tǒng)還能夠有分系統(tǒng)。加工系統(tǒng)多數(shù)是由CNC機(jī)床按DNC的操縱方式構(gòu)成。系統(tǒng)中的機(jī)床，有互補(bǔ)和互替兩種配置原則：互補(bǔ)是指在系統(tǒng)中配置有完成不同工序的機(jī)床，彼此互相補(bǔ)充而不能代替，一個(gè)工件順次通過這些機(jī)床進(jìn)行加工；互替是指在系統(tǒng)中配置有相同的機(jī)床，一臺(tái)機(jī)床有故障則另一臺(tái)機(jī)床能夠代替加工，以免整個(gè)系統(tǒng)停工等待。因此，一個(gè)系統(tǒng)的機(jī)床設(shè)備也能夠按這兩種方式混合配置，這要依照預(yù)期生產(chǎn)性質(zhì)來(lái)確定。物流系統(tǒng)包括工件和刀具兩個(gè)物流系統(tǒng) 。刀具系統(tǒng)設(shè)有中央刀庫(kù)，由機(jī)器人在中央和各機(jī)床的

30、刀庫(kù)之間進(jìn)行輸送和交換刀具。而刀具的備制和預(yù)調(diào)一般都不包括在自動(dòng)監(jiān)控的范圍之內(nèi)。刀具的數(shù)目要少，必須采納標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，并有較長(zhǎng)的刀具壽命。系統(tǒng)應(yīng)有監(jiān)控刀具壽命和刀具故障的功能。對(duì)刀具壽命的監(jiān)控，目前多采納定時(shí)換刀的方法，即記錄每一把刀具的使用時(shí)刻，達(dá)到預(yù)定的使用壽命后即強(qiáng)行更換。還有一種直接檢測(cè)刀具磨損情況更換刀具的方法，由于這一技術(shù)不成熟，還沒有在生產(chǎn)中得到應(yīng)用。工件系統(tǒng)包括有工件、夾具的輸送、裝卸以及倉(cāng)儲(chǔ)等裝置。在FMS中工件和夾具的存儲(chǔ)倉(cāng)庫(kù)多用立體倉(cāng)庫(kù)，由倉(cāng)庫(kù)計(jì)算機(jī)進(jìn)行操縱和治理。其操縱功能有：記錄在庫(kù)物資的名稱、貨位、數(shù)量、重量以及入庫(kù)時(shí)刻等內(nèi)容；同意中央計(jì)算機(jī)的出、入庫(kù)指令，操縱堆

31、垛機(jī)和輸送車的運(yùn)動(dòng)；監(jiān)督異常情況和故障報(bào)警等。各設(shè)備之間的輸送路線以直線往復(fù)方式居多，輸送設(shè)備中使用最多的是有軌小車和使用靈活的無(wú)軌小車。無(wú)軌小車又稱自動(dòng)引導(dǎo)小車。小車內(nèi)有托盤交換臺(tái)，工件放在托盤上，托盤由交換臺(tái)推上機(jī)床的工作臺(tái)，對(duì)工件進(jìn)行加工；加工好的工件連同托盤拉回到小車內(nèi)的交換臺(tái)上，送裝卸工位，由人工卸下并裝上新的待加工件。小車的行走路線常用電纜或光電引導(dǎo)。信息流系統(tǒng)包括作業(yè)打算，加工系統(tǒng)和物流系統(tǒng)的調(diào)度與自動(dòng)操縱，在線狀態(tài)監(jiān)控及其數(shù)據(jù)和信息處理，以及故障在線檢測(cè)和處理等。1.7 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)簡(jiǎn)介計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)是采納現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)將制造工廠全部生產(chǎn)活動(dòng)所需的各種分散

32、的自動(dòng)化系統(tǒng)有機(jī)地集成起來(lái)隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和生產(chǎn)的進(jìn)展，產(chǎn)品多樣化，中小批量產(chǎn)品比重日益增加，產(chǎn)品交貨期和更新?lián)Q代周期越來(lái)越短。目前中小批零件品種占整個(gè)機(jī)加工零件品種的50以上。CIMS將計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造、計(jì)算機(jī)輔助治理集成在一起，將制造過程中的物料流和信息流組成一個(gè)協(xié)調(diào)平衡的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)總體的優(yōu)化來(lái)適應(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需要。CIMS將計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造、計(jì)算機(jī)輔助治理集成在一起，將制造過程中的物料流和信息流組成一個(gè)協(xié)調(diào)平衡的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)總體的優(yōu)化來(lái)適應(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需要。目前CIMS技術(shù)得到廣泛的重視。美國(guó)把CIMS看作是今后60年科技方向；歐共體將CIMS列為信息技術(shù)

33、研究三個(gè)重大項(xiàng)目之一；日本在80年代初就提出了立國(guó)和面向21世紀(jì)的科技進(jìn)展戰(zhàn)略，對(duì)開發(fā)CIMS有關(guān)的各種新技術(shù)都作了巨額投資。我國(guó)在1986年制定了國(guó)家科技研究進(jìn)展打算(即“863打算)，將CIMS確定為自動(dòng)化研究領(lǐng)域的之一。第2章 數(shù)控車床編程基礎(chǔ)2.1 數(shù)控車床概述機(jī)床是人類進(jìn)行生產(chǎn)勞動(dòng)的重要工具，也是社會(huì)生產(chǎn)力進(jìn)展水平的重要標(biāo)志。一般機(jī)床經(jīng)經(jīng)歷了近兩百年的歷史。隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及自動(dòng)化，周密機(jī)械與測(cè)量等技術(shù)的進(jìn)展與綜合應(yīng)用，生產(chǎn)了機(jī)電一體化的新型機(jī)床一一數(shù)控機(jī)床。數(shù)控機(jī)床一經(jīng)使用就顯示出了它獨(dú)特的優(yōu)越性和強(qiáng)大生命力，使原來(lái)不能解決的許多問題，找到了科學(xué)解決的途徑。數(shù)控機(jī)床是一種通

34、過數(shù)字信息，操縱機(jī)床按給定的運(yùn)動(dòng)軌跡，進(jìn)行自動(dòng)加工的機(jī)電一體化的加工裝備，通過半個(gè)世紀(jì)的進(jìn)展，數(shù)控機(jī)床已是現(xiàn)代制造業(yè)的重要標(biāo)志之一，在我國(guó)制造業(yè)中，數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，是一個(gè)企業(yè)綜合實(shí)力的體現(xiàn)。數(shù)控車床是數(shù)字程序操縱車床的簡(jiǎn)稱，它集通用性好的萬(wàn)能型車床、加工精度高的周密型車床和加工效率高的專用型車床的特點(diǎn)于一身，是國(guó)內(nèi)使用量最大，覆蓋面最廣的一種數(shù)控機(jī)床。要學(xué)好數(shù)控車床理論和操作，就必須勤學(xué)苦練，從平面幾何，三角函數(shù)，機(jī)械制圖，一般車床的工藝和操作等方面打好基礎(chǔ)。因此，必須首先具有一般車工工藝學(xué)知識(shí)然后才能從掌握人工操縱轉(zhuǎn)移到數(shù)字操縱方面來(lái)，另一方面，若沒有學(xué)好有關(guān)數(shù)學(xué)、電工學(xué)、公差與

35、化合及機(jī)械制造等深內(nèi)容，要學(xué)好數(shù)控原理和程序編制等，也會(huì)感到十分困難。熟悉零件工藝要求，正確處理工藝問題。由于數(shù)控機(jī)床加工的專門性，要求數(shù)控機(jī)床加工工人既是操作者，又是程序員，同時(shí)具備初級(jí)技術(shù)人員的某些素養(yǎng)，因此，二操作者必須熟悉被加工零件的各項(xiàng)工藝（技術(shù)）要求，如加工路線，刀具及其幾何參數(shù)，切削用量，尺寸及形狀位置公差?！贝媸煜ち烁黜?xiàng)工藝要求，并對(duì)出現(xiàn)的問題正確進(jìn)行處理后，才能減少工作盲目性，保證整個(gè)加工工作圓滿完成。為了適應(yīng)我國(guó)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)進(jìn)展的形勢(shì)，貫徹黨中央提出的科教興國(guó)，全面提高勞動(dòng)者素養(yǎng)的戰(zhàn)略方針，為滿足培養(yǎng)大量不同層次數(shù)控機(jī)床技能型人才的需要，本中心培訓(xùn)課程要緊面向職業(yè)技術(shù)教

36、育，職業(yè)技能培訓(xùn)，其特色在于集理論與實(shí)踐于一體，將數(shù)控機(jī)床編程和操作有機(jī)相結(jié)合起來(lái)，由淺人深。要緊內(nèi)容包括：數(shù)控人門知識(shí)、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)、程序編制基礎(chǔ)知識(shí)、程序編制中的工藝處理、手工編程中的數(shù)學(xué)處理、加工程序編制、自動(dòng)編程簡(jiǎn)介和典型零件的加工程序編制實(shí)例等，指導(dǎo)培訓(xùn)學(xué)員能夠正確掌握數(shù)控技術(shù)的差不多要求、內(nèi)容、方法、步驟。在基礎(chǔ)課程中為了節(jié)約篇幅有的標(biāo)準(zhǔn)僅摘錄其中常用部份。數(shù)控車床品種繁多，結(jié)構(gòu)各異，然而仍有專門多相同之處，本節(jié)要緊介紹 CJK6O32 數(shù)控車床。該車床為兩坐標(biāo)連續(xù)操縱的數(shù)控車床，系統(tǒng)是HCNC一1T系統(tǒng)，其人機(jī)界面、操作面板、操作步騾及編程方法與當(dāng)前主流系統(tǒng)差不多

37、一致。該車床可進(jìn)行平面任意曲線的加工，可車削圓柱、圓錐螺紋，具有刀尖半徑補(bǔ)償、螺距誤差補(bǔ)償，固定循環(huán)，圖形模擬顯示等功能。適合于加工：形狀復(fù)雜的盤類或軸類零件。數(shù)控機(jī)床的操作和監(jiān)控全部在那個(gè)數(shù)控單元中完成，它是數(shù)控機(jī)床的大腦。2.2 機(jī)車坐標(biāo)系數(shù)控車床是以其主軸軸線方向?yàn)閆 軸方向，刀具遠(yuǎn)離工件的方向?yàn)?Z 軸正方向。 X 坐標(biāo)的方向是在工件的徑向上，且平行于橫向拖板，刀具離開工件旋轉(zhuǎn)中心的方向?yàn)?X 軸正方向。故此 CJK6O32 車床的各軸方向如 1-1，所示：1機(jī)床原點(diǎn)、參考點(diǎn)、機(jī)床坐標(biāo)系：參考點(diǎn)為機(jī)床上一固定點(diǎn)，如圖 1-1 所示，（點(diǎn) O 即為參考點(diǎn)）。其固定位置，由 X 向與 Z向

38、的機(jī)械擋塊及電機(jī)零點(diǎn)位置來(lái)確定，機(jī)械擋塊一般設(shè)定在 Z 軸正向最大位置。當(dāng)進(jìn)行回參考點(diǎn)的操作時(shí)，裝在縱向和橫向拖板上的行程開關(guān)，碰到擋塊后，向數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)，由系統(tǒng)操縱拖板停止運(yùn)動(dòng)，完成回參考點(diǎn)的操作。機(jī)床原點(diǎn)也是機(jī)床上的一個(gè)固定點(diǎn)。車床的機(jī)床原點(diǎn)一般定義在主軸旋轉(zhuǎn)中心線與車頭端面的交點(diǎn)或參考點(diǎn)上， CJK6O32 車床其機(jī)床原點(diǎn)與假如以機(jī)床原點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立一個(gè) Z 軸與 X 軸的直角坐標(biāo)系，則此坐標(biāo)系就稱為機(jī)床坐標(biāo)系。當(dāng)機(jī)床完成回參考點(diǎn)的操作時(shí)，即建立機(jī)床坐標(biāo)系。2工件原點(diǎn)和 212 件坐標(biāo)系：工作原點(diǎn)（即程序原點(diǎn)），其是人為設(shè)定的點(diǎn)。沒定的依據(jù)是：既要符合圖樣尺寸的標(biāo)注適應(yīng)義要便于編

39、程。因此當(dāng)編程時(shí)，一般先找出圖樣上的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)點(diǎn)，并通常以該點(diǎn)作為工作原點(diǎn)數(shù)控車床工件原點(diǎn)一般選擇在軸線與工件右端而、左端面或卡爪的前端面的交點(diǎn)上。如圖 1-1，其以工作右端面與軸線的交點(diǎn)作為工作原點(diǎn)。假如以工件原點(diǎn)為坐標(biāo)原汽，建立一個(gè) z 軸與 x 軸的直角坐標(biāo)系，則此坐標(biāo)系就稱為件坐標(biāo)系。數(shù)控車床上工件坐標(biāo)系的 2 抽一般與土軸軸線重合。3. 絕對(duì)編程與增量編程確定軸移動(dòng)的指令方法有絕對(duì)指令和增量指令兩種。絕對(duì)指令是對(duì)各軸移動(dòng)到終點(diǎn)的坐標(biāo)值進(jìn)行編程的方法，稱為絕對(duì)編程法。增量指令是用各軸的移動(dòng)量直接編程的方法，稱為增量編程法。例如，當(dāng)從 A 直線移動(dòng)到 B ，如圖 1 一 2 ，兩種方法編程

40、如下：絕對(duì)指令編程： G90G01 X60230;增量指令編程： G91G01 X40Z 一 60 ; 注： G9O 、 G91 為模態(tài)功能，可相互注銷， G90 為缺省值。4. 直徑編程和半徑編程：數(shù)控車床加：工的是回轉(zhuǎn)體類零件，其橫截面為圓形，因此尺寸有直徑指定和半徑指定兩種方法。當(dāng)用直徑值編程時(shí)，稱為直徑編程法：用半徑值編程時(shí)，稱為半徑編程法。如圖 1 一 2 ，用半徑、直徑編程法編輯其程序如下： 半徑編程：G90G01 X60230 （絕對(duì)指令編程）G91 G01 X40Z 一 60 （增量指令編程）直徑編程： G90G01X120230 （絕對(duì)指令編程） G91G01X802 一 6

41、0 （增量指令編程）數(shù)控車床出廠時(shí)一般設(shè)定為直徑編程。如需用半徑編程，要改變系統(tǒng)中相關(guān)參數(shù)，使系統(tǒng)處于半徑編程狀態(tài)；本章以后，若非專門講明，各例均為直徑編程。注：當(dāng)用半徑或直徑編程法時(shí)，系統(tǒng)參數(shù)中（機(jī)床參數(shù)）“直徑編程半徑編程”，要設(shè)為“ 1 或“0”了。 2.3 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)和自動(dòng)交換工作臺(tái) 數(shù)控鏜、數(shù)控銑和加工中心，采納內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有數(shù)控進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)特點(diǎn)的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，實(shí)現(xiàn)圓周任意角度的分度和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。對(duì)多工序數(shù)控機(jī)床，配置自動(dòng)交換工作臺(tái)，進(jìn)一步縮短輔助加工時(shí)刻。 1刀架系統(tǒng)；回轉(zhuǎn)刀架，更換主軸換刀和帶刀庫(kù)的自動(dòng)換刀系統(tǒng)及多刀架、多主軸布局對(duì)提高生產(chǎn)效率和自動(dòng)化水平發(fā)揮了重要作用。為使刀具在

42、機(jī)床上迅速定位、夾緊，普遍采納標(biāo)準(zhǔn)刀具系統(tǒng)和機(jī)夾刀。 2. 數(shù)控附件；(1) 對(duì)刀儀(2) 自動(dòng)編程機(jī)，(3) 自動(dòng)排屑器，(4) 物料儲(chǔ)運(yùn)及上下料裝置，(5) 自動(dòng)冷卻、潤(rùn)滑及各種新型配套件如導(dǎo)軌防護(hù)罩等。 2.4 直接數(shù)字操縱系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的外觀大都采納線型簡(jiǎn)潔的板塊組合式全封閉安全防護(hù)罩，配備有現(xiàn)代特征的集操作、顯示、操縱于一體的操作面板，淘汰了一般機(jī)床各種操作手柄、手輪和線型復(fù)雜零散的多面型表面形態(tài)。安全防護(hù)罩可防止高壓、大流量冷卻液及鐵屑飛濺，減少粉塵入侵，隔聲降噪，有利于機(jī)床的精度保持和環(huán)境愛護(hù)，真正體現(xiàn)了機(jī)、電、液一體化的特點(diǎn)。 依人機(jī)工程學(xué)宜人性原則設(shè)計(jì)的桌面式或懸掛式數(shù)控操作面

43、版，是機(jī)床與操作者聯(lián)系和信息交流的唯一界面，指示燈、按鈕、按鍵的數(shù)量與排列及CRT的設(shè)計(jì)，既適合人的操作特性，又利于人機(jī)間的協(xié)調(diào)與交流，通過視覺良好的鍵面色彩，標(biāo)準(zhǔn)化的象形符號(hào)意象抽取，能準(zhǔn)確反映和傳遞兩者間的信息。第3章 數(shù)控機(jī)床故障的診斷3.1 如何正確操作規(guī)程合理使用數(shù)控機(jī)床數(shù)控機(jī)床是綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)、自動(dòng)操縱、自動(dòng)檢測(cè)及周密機(jī)械等高新技術(shù)的產(chǎn)物,是技術(shù)密集度及自動(dòng)化程度專門高的典型機(jī)電一體化加工設(shè)備。它與一般機(jī)床相比,其優(yōu)越性是顯而易見的,不僅零件加工精度高,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,且自動(dòng)化程度極高,可減輕工人的體力勞動(dòng)強(qiáng)度,大大提高了生產(chǎn)效率,特不值得一提的是數(shù)控機(jī)床可完成一般機(jī)床難以完成或全然

44、不能加工的復(fù)雜曲面的零件加工,因而數(shù)控機(jī)床在機(jī)械制造業(yè)中的地位愈來(lái)愈顯得重要。但我們要清醒地認(rèn)識(shí)到,能否達(dá)到數(shù)控機(jī)床以上所述的優(yōu)點(diǎn),還要看操作者在生產(chǎn)中能不能恰當(dāng)、正確地使用。下面從操作者的角度來(lái)談下數(shù)控機(jī)床使用中應(yīng)注意的事項(xiàng),以保證數(shù)控機(jī)床的優(yōu)越性得以充分發(fā)揮。3.2 盡可能提高機(jī)床的開動(dòng)控機(jī)床購(gòu)進(jìn)后,假如它的開動(dòng)率不高,這不但使用戶投入的資金不能起到再生產(chǎn)的作用,還有一個(gè)令人擔(dān)憂的問題是專門可能因過保修期,設(shè)備發(fā)生故障需支付額外的維修費(fèi)用,因?yàn)樾沦?gòu)進(jìn)的設(shè)備都有一定時(shí)刻的保修期限,從以往的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,CNC設(shè)備在使用初期故障率相對(duì)來(lái)講往往大一些,用戶就應(yīng)在這期間充分利用機(jī)床,使其薄弱環(huán)節(jié)盡早暴

45、露出來(lái),在保修期內(nèi)得以解決。平常缺少生產(chǎn)任務(wù) ,也不能空閑不用,這不是對(duì)設(shè)備的愛護(hù),反而由于長(zhǎng)期不用,可能由于受潮等緣故加快電子元器件的變質(zhì)或損壞。使用者要定期通電 ,每次空運(yùn)行1小時(shí)左右,利用機(jī)床運(yùn)行時(shí)的發(fā)熱量來(lái)去除或降低機(jī)內(nèi)的濕度。3.3 數(shù)控機(jī)床的故障診斷數(shù)控機(jī)床是個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，一臺(tái)數(shù)控機(jī)床既有機(jī)械裝置、液壓系統(tǒng)，又有電氣操縱部分和軟件程序等。組成數(shù)控機(jī)床的這些部分，由于種種緣故，不可幸免地會(huì)發(fā)生不同程度、不同類型的故障，導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床不能正常工作。這些緣故大致包括：1. 機(jī)械銹蝕、磨損和損壞；2. 元器件老化、損壞和失效；3. 電氣元件、插接件接觸不良；4. 環(huán)境變化，如電流或電壓波動(dòng)、

46、溫度變化、液壓壓力和流量的波動(dòng)以及油污等；5. 隨機(jī)干擾和噪聲；6. 軟件程序丟失或被破壞。3.4 早期故障期早期故障期的特點(diǎn)是故障發(fā)生的頻率高，但隨著使用時(shí)刻的增加迅速下降。使用初期之因此故障頻繁，緣故大致如下：1. 機(jī)械部分。機(jī)床盡管在出廠前進(jìn)行過運(yùn)行磨合，但時(shí)刻較短，而且要緊是對(duì)主軸和導(dǎo)軌進(jìn)行磨合。由于零件的加工表面存在著微觀的和宏觀的幾何形狀偏差，在完全磨合前，零件的加工表面還比較粗糙，部件的裝配可能存在誤差，因而，在機(jī)床使用初期會(huì)產(chǎn)生較大的磨合磨損，使設(shè)備相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件之間產(chǎn)生較大的間隙，導(dǎo)致故障的發(fā)生。2. 電氣部分。數(shù)控機(jī)床的操縱系統(tǒng)使用了大量的電子元器件，這些元器件盡管在制造廠通

47、過了相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)刻的老化試驗(yàn)和其他方式的篩選，但實(shí)際運(yùn)行時(shí)，由于電路的發(fā)熱、交變負(fù)荷、浪涌電流及反電勢(shì)的沖擊，性能較差的某些元器件經(jīng)不住考驗(yàn)，因電流沖擊或電壓擊穿而失效，或特性曲線發(fā)生變化，從而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)不能正常工作。3. 液壓部分。由于出廠后運(yùn)輸及安裝時(shí)期時(shí)刻較長(zhǎng)，使得液壓系統(tǒng)中某些部位長(zhǎng)時(shí)刻無(wú)油，汽缸中潤(rùn)滑油干涸，而油霧潤(rùn)滑又不可能立即起作用，造成油缸或汽缸可能產(chǎn)生銹蝕。此外，新安裝的空氣管道若清洗不潔凈，一些雜物和水分也可能進(jìn)入系統(tǒng)，造成液壓氣動(dòng)部分的初期故障。3.4.1 偶發(fā)故障期數(shù)控機(jī)床在經(jīng)歷了初期的各種老化、磨合和調(diào)整后，開始進(jìn)入相對(duì)穩(wěn)定的正常運(yùn)行期。在那個(gè)時(shí)期，故障率低而且相對(duì)穩(wěn)定

48、，近似常數(shù)。偶發(fā)故障是由于偶然因素引起的。3.4.2 耗損故障期耗損故障期出現(xiàn)在數(shù)控機(jī)床使用的后期，其特點(diǎn)是故障率隨著運(yùn)行時(shí)刻的增加而升高。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的差不多緣故是由于數(shù)控機(jī)床的零部件及電子元器件通過長(zhǎng)時(shí)刻的運(yùn)行，由于疲勞、磨損、老化等緣故，壽命已接近衰竭，從而處于頻發(fā)故障狀態(tài)。3.5 數(shù)控機(jī)床故障診斷的一般步驟1. 詳細(xì)了解故障情況。例如，當(dāng)數(shù)控機(jī)床發(fā)生顫振、振動(dòng)或超調(diào)現(xiàn)象時(shí)，要弄清晰是發(fā)生在全部軸依舊某一軸，假如是某一軸，是全程依舊某一位置；是一運(yùn)動(dòng)就發(fā)生依舊僅在快速、進(jìn)給狀態(tài)某速度、加速或減速的某個(gè)狀態(tài)下發(fā)生。為了進(jìn)一步了解故障情況，要對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行初步檢查，并著重檢查熒光屏上的顯示內(nèi)

49、容、操縱柜中的故障指示燈、狀態(tài)指示燈或作報(bào)警用的數(shù)碼管。當(dāng)故障情況同意時(shí)，最好開機(jī)試驗(yàn)，詳細(xì)觀看故障情況。2. 依照故障情況進(jìn)行分析，縮小范圍，確定故障源查找的方向和手段。對(duì)故障現(xiàn)象進(jìn)行全面了解后，下一步可依照故障現(xiàn)象分析故障可能存在的位置，即哪一部分出現(xiàn)故障可能導(dǎo)致如此現(xiàn)象。有些故障與其他部分聯(lián)系較少，容易確定查找的方向，而有些故障緣故專門多，難以用簡(jiǎn)單的方法確定出故障源查找方向，這就要認(rèn)真查閱有關(guān)的數(shù)控機(jī)床資料，弄清與故障有關(guān)的各種因素，確定若干個(gè)查找方向，并逐一進(jìn)行查找。3. 由表及里進(jìn)行故障源查找。故障查找一般是從易到難，從外圍到內(nèi)部逐步進(jìn)行。所謂難易，包括技術(shù)上的復(fù)雜程度和拆卸裝配方

50、面的難易程度。技術(shù)上的復(fù)雜程度是指推斷其是否有故障存在的難易程度。在故障診斷的過程中，首先應(yīng)該檢查可直接接近或通過簡(jiǎn)單的拆卸即可進(jìn)行檢查的那些部位，然后檢查須要進(jìn)行大量的拆卸工作之后才能接近和進(jìn)行檢查的那些部位。3.6 數(shù)控機(jī)床故障診斷的一般方法數(shù)控機(jī)床是涉及多個(gè)應(yīng)用學(xué)科的十分復(fù)雜的系統(tǒng)，加之?dāng)?shù)控系統(tǒng)和機(jī)床本身的種類繁多，功能各異，不可能找出一種適合各種數(shù)控機(jī)床、各類故障的通用診斷方法。那個(gè)地點(diǎn)僅對(duì)一些常用的一般性方法作以介紹，這些方法互相聯(lián)系，在實(shí)際的故障診斷中，對(duì)這些方法要綜合運(yùn)用。3.6.1 依照?qǐng)?bào)警號(hào)進(jìn)行故障診斷計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)大都具有專門強(qiáng)的自診斷功能。當(dāng)機(jī)床發(fā)生故障時(shí)，可對(duì)整個(gè)機(jī)床包

51、括數(shù)控系統(tǒng)自身進(jìn)行全面的檢查和診斷，并將診斷到的故障或錯(cuò)誤以報(bào)警號(hào)或錯(cuò)誤代碼的形式顯示在CRT上。1. 報(bào)警號(hào)(錯(cuò)誤代碼)一般包括下列幾方面的故障(或錯(cuò)誤)信息：(1) 程序編制錯(cuò)誤或操作錯(cuò)誤；(2) 存儲(chǔ)器工作不正常；(3) 伺服系統(tǒng)故障；(4) 可編程操縱器故障；(5) 連接故障；(6) 溫度、壓力、液位等不正常；(7) 行程開關(guān)(或接近開關(guān))狀態(tài)不正確。利用報(bào)警號(hào)進(jìn)行故障診斷是數(shù)控機(jī)床故障診斷的要緊方法之一。假如機(jī)床發(fā)生了故障，且有報(bào)警號(hào)顯示于CRT上，首先就要依照?qǐng)?bào)警號(hào)的內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的分析與診斷。因此，報(bào)警號(hào)多數(shù)情況下并不能直接指出故障源之所在，而是指出了一種現(xiàn)象，維修人員就能夠依照所

52、指出的現(xiàn)象進(jìn)行分析，縮小檢查的范圍，有目的地進(jìn)行某個(gè)方面的檢查。3.6.2 依照操縱系統(tǒng)LED燈或數(shù)碼管的指示進(jìn)行故障診斷操縱系統(tǒng)的LED(發(fā)光二極管)或數(shù)碼管指示是另一種自診斷指示方法。假如和故障報(bào)警號(hào)同時(shí)報(bào)警，綜合二者的報(bào)警內(nèi)容，可更加明確地指示出故障的位置。在CRT上的報(bào)警號(hào)未出現(xiàn)或CRT不亮?xí)r，LED或數(shù)碼管指示確實(shí)是唯一的報(bào)警內(nèi)容了。依照PC狀態(tài)或梯形圖進(jìn)行故障診斷?，F(xiàn)在的數(shù)控機(jī)床上幾乎毫無(wú)例外地使用了PC操縱器，只只是有的與NC系統(tǒng)合并起來(lái)，統(tǒng)稱為NC部分。但在大多數(shù)數(shù)控機(jī)床上，二者依舊相互獨(dú)立的，二者通過接口相聯(lián)系。不管其形式如何，PC操縱器的作用卻是相同的，要緊進(jìn)行開關(guān)量的治理

53、與操縱。操縱對(duì)象一般是換刀系統(tǒng)，工作臺(tái)板轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，液壓、潤(rùn)滑、冷卻系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)具有大量的開關(guān)量測(cè)量反饋元件，發(fā)生故障的概率較大。特不是在偶發(fā)故障期，NC部分及各電路板的故障較少，上述各部分發(fā)生的故障可能會(huì)成為要緊的診斷維修目標(biāo)。因此，對(duì)這部分內(nèi)容要熟悉。首先要熟悉各測(cè)量反饋元件的位置、作用及發(fā)生故障時(shí)的現(xiàn)象與后果。對(duì)PC操縱器本身也要有所了解，特不是梯形圖或邏輯圖要盡量弄明白。如此，一旦發(fā)生故障，可關(guān)心你從更深的層次認(rèn)識(shí)故障的實(shí)質(zhì)。PC操縱器輸入輸出狀態(tài)的確定方法是每一個(gè)維修人員所必須掌握的。因?yàn)楫?dāng)進(jìn)行故障診斷時(shí)經(jīng)常須要確定一個(gè)傳感元件是什么狀態(tài)以及PC的某個(gè)輸出什么緣故狀態(tài)。用傳統(tǒng)的方法

54、進(jìn)行測(cè)量特不苦惱，甚至難以做到。一般數(shù)控機(jī)床都能夠從CRT上或LED指示燈上特不方便地確定其輸入輸出狀態(tài)。3.6.3 依照機(jī)床參數(shù)進(jìn)行故障診斷機(jī)床參數(shù)也稱為機(jī)床常數(shù)，是通用的數(shù)控系統(tǒng)與具體的機(jī)床相匹配時(shí)所確定的一組數(shù)據(jù)，它實(shí)際上是NC程序中未定的數(shù)據(jù)或可選擇的方式。機(jī)床參數(shù)通常存于RAM中，由廠家依照所配機(jī)床的具體情況進(jìn)行設(shè)定，部分參數(shù)還要通過調(diào)試來(lái)確定。機(jī)床參數(shù)大都隨機(jī)床以參數(shù)表或參數(shù)紙帶的形式提供給用戶。由于某種緣故，如誤操作、參數(shù)紙帶不良等，存于RAM中的機(jī)床參數(shù)可能發(fā)生改變甚至丟失而引起機(jī)床故障。在維修過程中，有時(shí)也要利用某些機(jī)床參數(shù)對(duì)機(jī)床進(jìn)行調(diào)整，還有的參數(shù)須要依照機(jī)床的運(yùn)行情況及狀

55、態(tài)進(jìn)行必要的修正。因此，維修人員對(duì)機(jī)床參數(shù)應(yīng)盡可能地熟悉，理解其含義，只有在理解的基礎(chǔ)上才能專門好地利用它，才能正確地進(jìn)行修正而不致產(chǎn)生錯(cuò)誤。3.6.4 用診斷程序進(jìn)行故障診斷絕大部分?jǐn)?shù)控系統(tǒng)都有診斷程序。所謂診斷程序確實(shí)是對(duì)數(shù)控機(jī)床各部分包括數(shù)控系統(tǒng)本身進(jìn)行狀態(tài)或故障檢測(cè)的軟件，當(dāng)數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障時(shí)，可利用該程序診斷出故障源所在范圍或具體位置。診斷程序一般分為三套，即啟動(dòng)診斷、在線診斷或稱后臺(tái)診斷和離線診斷。啟動(dòng)診斷指從每次通電開始至進(jìn)入正常的運(yùn)行預(yù)備狀態(tài)止，CNC內(nèi)部診斷程序自動(dòng)執(zhí)行的診斷，一般情況下數(shù)秒之內(nèi)即告完成，其目的是確認(rèn)系統(tǒng)的要緊硬件可否正常工作。要緊檢查的硬件包括：CPU、存儲(chǔ)

56、器、I/O單元等印刷板或模塊；CRT/MDI單元、閱讀機(jī)、軟盤單元等裝置或外設(shè)。若被檢測(cè)內(nèi)容正常，則CRT顯示表明系統(tǒng)已進(jìn)入正常運(yùn)行的差不多畫面(一般是位置顯示畫面)。否則，將顯示報(bào)警信息。在線診斷是指在系統(tǒng)通過啟動(dòng)診斷進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后由內(nèi)部診斷程序?qū)NC及與之相連接的外設(shè)、各伺服單元和伺服電機(jī)等進(jìn)行的自動(dòng)檢測(cè)和診斷。只要系統(tǒng)不斷電，在線診斷也就可不能停止，在線診斷的診斷范圍大，顯示信息的內(nèi)容也專門多。一臺(tái)帶有刀庫(kù)和臺(tái)板轉(zhuǎn)換的加工中心報(bào)警內(nèi)容有五六百條。離線診斷是利用專用的檢測(cè)診斷程序進(jìn)行的旨在最終查明故障緣故，精確確定故障部位的高層次診斷，離線診斷的程序存儲(chǔ)及使用方法一般不相同。離線診斷是數(shù)

57、控機(jī)床故障診斷的一個(gè)特不重要的手段，它能夠較準(zhǔn)確地診斷出故障源的具體位置，而許多故障靠傳統(tǒng)的方法是不易進(jìn)行診斷的。需要注意的是，有些廠商不向用戶提供離線診斷程序，有些則作為選擇訂貨內(nèi)容。在機(jī)床的考察、訂貨時(shí)要注意到這一點(diǎn)。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)展及CNC技術(shù)的成熟與完善，更高層次的診斷技術(shù)差不多出現(xiàn)。其中最引人注目的是“自修復(fù)”、“專家診斷系統(tǒng)”和通信診斷系統(tǒng)，這些新技術(shù)的進(jìn)展與應(yīng)用，無(wú)疑會(huì)給數(shù)控維修特不是故障診斷提供更有效的方法與手段。3.7 數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用與維修近年來(lái)，我國(guó)的數(shù)控機(jī)床進(jìn)展專門快，數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)量越來(lái)越大。數(shù)控機(jī)床的進(jìn)展一方面要努力提高其質(zhì)量和數(shù)量，另一方面要充分認(rèn)識(shí)到數(shù)控機(jī)床應(yīng)用和

58、維護(hù)的重要性，認(rèn)識(shí)到正確的使用和良好的維護(hù)、維修措施、是機(jī)床長(zhǎng)期可靠地運(yùn)行地重要保障。必須努力提高數(shù)控機(jī)床使用維修人員的素養(yǎng)。數(shù)控機(jī)床是一種高精度，高效率的自動(dòng)化設(shè)備，是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。它包括機(jī)床、數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動(dòng)及檢測(cè)裝置等部分， 每部分都有各自的特性，因此，涉及的知識(shí)面廣，技術(shù)難度大，對(duì)使用和維修人員提出了更高的要求。數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用和維修包括數(shù)控機(jī)床的選用、安裝和調(diào)試、使用、日常維護(hù)及故障分析，推斷和處理等方面內(nèi)容。本章對(duì)這方面的差不多知識(shí)和一搬性原則進(jìn)行論述。1. 選用步驟:(1) 選用前的預(yù)備工作選用前的預(yù)備工作只要是明確和確定選型要求，包括包括確定加工對(duì)象的類型、加工范圍

59、、內(nèi) 容和要求、生產(chǎn)批量及坯料情況等；選擇出典型零件，進(jìn)行數(shù)控加工的工藝分析；明確機(jī)床精度和功能方面的要求及購(gòu)買數(shù)控機(jī)床的投資費(fèi)用。(2) 初選在明確和確定了選用要求之后，應(yīng)用廣泛地收集國(guó)內(nèi)外有關(guān)數(shù)控機(jī)床的信息資料，在其中選出多種滿足要求的產(chǎn)品。(3) 精選和終選初選產(chǎn)品之后，應(yīng)向該產(chǎn)品的生產(chǎn)廠家索取 更詳細(xì)的資料，進(jìn)一步了解該產(chǎn)品的情況，并廣泛征求各個(gè)方面專家的意見，必要時(shí)可作加工試驗(yàn)，促進(jìn)選擇。也可將初擬的機(jī)床類型、 規(guī)格和性能與生產(chǎn)廠家共同商討，以求更加合理。同時(shí)應(yīng)考慮產(chǎn)品供貨情況，通過多方面比較分析后，選擇理想的機(jī)型和廠家。關(guān)于技術(shù)力量較弱或初次選用數(shù)控機(jī)床的用戶，在有困難的情況，可帶

60、圖樣請(qǐng)生產(chǎn)廠協(xié)助選型，也可托付有關(guān)專業(yè)部門（如研究所）或生產(chǎn)廠提供成套工藝服務(wù)（包括加工工藝、夾具和刀具的設(shè)計(jì)制造、編制加工程序以及試切等）。如此做，盡管初次投資費(fèi)用會(huì)增加，機(jī)床到廠后即可投入使用，專門快發(fā)揮效益。2. 選用中應(yīng)注意的事項(xiàng)注意培訓(xùn)和配備操作員，維修員和編程員數(shù)控機(jī)床是技術(shù)比較密集的機(jī)床，要求從事該項(xiàng)工作的人員有較強(qiáng)的事業(yè)心和責(zé)任心，具較好的業(yè)務(wù)能力，能刻苦鉆研。操作員應(yīng)選擇相近工種，具 有一定的專業(yè)知識(shí)的人加以培訓(xùn)。維修人員應(yīng)選擇具有自動(dòng)操縱、計(jì)算機(jī)或機(jī)電一體化專業(yè)知識(shí)的人員擔(dān)任。而編程人員因與工藝和數(shù)學(xué)有關(guān)，則宜選擇熟悉工藝同時(shí)具有一定數(shù)學(xué)和軟件知識(shí)基礎(chǔ)的人員加以培訓(xùn)后擔(dān)任。