时间：2023-05-30 10:43:28
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇数控机床，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
一、虚拟数控机床概述
虚拟数控机床是虚拟制造系统的重要组成之一，由它所完成的数控加工过程仿真为产品设计可制造性分析提供关键数据。在实际数控加工过程中，为了校验数控代码的正确性，需要进行反复试切直至确认数控代码能够完成预定的加工任务。同时数控加工参数也需要反复调试。这些操作不仅效率低下，占用了机器资源，而且有可能引起刀具碰撞而造成经济损失。通过对数控机床建模进而仿真数控加工过程，能节省资源并避免风险。对机床建模和加工过程仿真的好处还体现在通过真实地模拟机床及加工过程的行为来快速地对机床操作人员进行培训，也可帮助机床制造商向潜在的远程客户逼真演示其产品。另外数控加工过程仿真可以产生加工过程关键数据如总体加工时间、刀具轨迹长度、刀具空程运行时间等等。它们被用来进行虚拟制造中加_[方案评估、产品可加工性分析和产品可制造性分析。
二、虚拟数控机床基本原理
虚拟制造技术是机械加工技术中的一项新颖制造技术。在当今全球制造的新时代，虚拟制造为制造业迎接新的挑战提供了一种新的制造策略和方法。它是用计算机相关的交互设备作支撑，对机械加工所涉及的生产和制造活动进行全面建模和仿真，并用多媒体计算机技术创建出一个有逼真的视、听、触等感觉的虚拟现实（VirtualReality）的生产环境（也有称之为临境）。人们应用它可替代由实物构成的真实生产环境，来对机械加工过程进行优化，成为一种能经济地、快速地提高加工质量、生产效率和节约材料的有效方法。而虚拟数控机床则是虚拟制造系统的重要组成部分。
三、虚拟数控机床意义
在虚拟制造环境中，数控加工过程仿真为产品设计可制造性分析提供关键数据。在实际数控加工过程中，为了校验数控代码的正确性，需要进行反复试切直至确认数控代码能够完成预定的加工任务，此时数控加工参数也需要反复调试。这些操作不仅效率低下，占用了机器资源，而且有可能引起刀具与夹具、工件发生碰撞而造成经济损失。通过对数控机床建模进而仿真数控加工过程，能节省资源并避免风险。对机床建模和加工过程仿真的好处还体现在通过真实地模拟机床及加工过程的行为来快速地对机床操作人员进行培训，也可帮助机床制造商向潜在的远程客户逼真演示其产品。另外数控加工过程仿真可以产生加工过程关键数据如总体加工时间、刀具轨迹长度、刀具空程运行时间等等。它们被用来进行虚拟制造中加工方案评估、产品可加工性分析和产品可制造性分析。国内外对数控机床模型展开了广泛而深入的工作，如美国西北大学等7所高校提出了虚拟数控机床的概念。虚拟数控机床，即虚拟制造环境中数控机床模型。美国Lamb公司、Deneb公司等也一直在进行虚拟机床的研究。数控加工过程仿真主要包括两个部分：数控机床建模和切削过程仿真。数控机床模型主要由机床的硬件（或物理）部分和软件部分组成。硬件部分由机床部件、工件、刀具和夹具等构成。软件部分则由CNC控制器构成。切削是一个机床接受数控代码并驱动机床实现加工的过程。在这里，对数控机床建模，即建立虚拟数控机床（VirtualNCMachineTool），是虚拟数控加工过程仿真的关键。
四、虚拟数控机床的组成模块
在总体结构上，一个虚拟数控机床系统和本地/远程客户构成服务器/客户体系。它们建立的连接由不同层次的协议支持。在低层使用连接意义上的协议来使低级数据相互通信。如TCP/IP，1IOP，RM工等。在高层使用语义意义上的协议来支持高级数据传输，如符合STEP标准的产品数据格式、V观L以及预先定义好的（标准的）任务请求/结果回送格式等。由此通过图形接口和符号接口来连接客户和提供服务。在虚拟数控机床接受任务请求后，通过调用调度知识库中的元知识，将任务分解为一系列子任务，并通过服务定位模块将每个子任务分发给响应的子模块。系统共有4个子模块，即NC解释器、计算模块、几何实体和拓扑结构。
虚拟数控机床所应具备的特点如下：
1.良好的结构
良好的结构性包括三个方面。
（1）与真实机床相似的结构.具有与真实机床相似的结构使虚拟机床能模仿真实机床的任何功能而不致因为采用某种近似替代而导致某种结构和信息的失真或丢失一个与真实机床相似的结构能使其设计者以直观的方式设计和修改系统。
（2）虚拟机床各模块的颗粒性.虚拟机床各模块的颗粒性使每个模块能彼此独立地被开发和工作，从而增强了虚拟机床的可操作性和可管理性。
（3）各模块合适的颗粒度.虚拟机床各模块颗粒度的合适与否取决于每个模块的抽象度是否定义合适，以便使虚拟机床既是一个能概括各种类型的数控机床的抽象框架，又能方便地挂接具体的模块来仿真某种特定类型的数控机床。
2.完善的图形接口
完善的图形接口使用户既能象在真实环境中那样完全操作虚拟数控机床，又能完全真实地以图像的形式观察机床运行的各种状态和各种机床运行参数，从而最大限度地提高人机融合程度。
3.完全的符号数据接口
完全的符号数据接口能使虚拟机床的各种静止和运行状态以符号数据的形式被外界感知，从而提供了与其他制造软件的无缝连接。外界也能通过输入符号数据对虚拟机床进行控制。
4.强大的网络支持功能
强大的网络支持功能使虚拟机床为各种真正的制造资源服务，从而在连接意义上提高其与外界制造资源的相互操作性。
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关键词：PLC设计模块化；自定义机床参数；统一性和一致性；故障原因
在我厂以往的数控机床的PLC设计中，往往采用根据用户要求，逐一进行调试的方法，每台机床的软硬件都有或多或少的差别，同一系列产品存在重复设计的问题，另外也给用户维护修理时带来许多的不便，在现场的调试过程中，为了解决这一问题，采用一种类似国外模块化式的方法，即在某一系列的原始设计时，使其具有尽可能多的功能，在实际引用时可根据具体的需要通过自定义的机床参数来选择所需要功能，使得设计具有良好的统一性和一致性。
1 参数的设计
在数控立车的操作方式，刀夹数显选择横梁升降等功能的PLC设计中采用了参数化设计方法，下面所述的就是如何利用SIEMENS系统内置系统的PLC，对冷却的启动进行控制的例子，这种控制实现了当没有主轴的旋转命令时冷却自动停止，有主轴旋转命令后，自动启动并且有手动启停的功能，其PLC程序如下面例子所示：
其中，M1.1，M1.2分别为从NC来的M9（冷却液停）M8（冷却液启动）信号，㎡.7，V27000000.7，V3000000.7分别是自动方式，来自NCK的急停和复位，（通常为低电平）信号，初始状态时，Q0.4，M0.4，M0.7都是0，如果选用冷却液随主轴启停的功能，只需将参数VW45000034设为1，自动方式下当系统有M8命令时，M1.2变为“1”，V27000000.7为“1”，对应的M0.8保持信号M0.7变为“1”并自锁，当主轴正转Q0.1和反转Q1.1指示信号都是0时（即主轴没有旋转）冷却液暂停信号，M0.4被置“1”，使冷却液的输出（Q0.4），此时为0，无冷却液流出，正转式反转的停止信号变为1时，即主轴旋转时，M0.4被复位为0，冷却液输出Q0.4通过M0.7的保持作用而置1，实现了冷却液在主轴旋转的同时流出，同理，如果选择停止（M1）信号有效时主轴也跟随动作，则可设置参数VW45000030为1，NC输出选择停止时（M0.6），通过M0.4控制Q0.4的输出，实现参数控制功能。
2 故障显示的设计
保证数控机床随时处于良好的技术状态，提高机床的负荷率，减少非正常停机时间是非常重要的，为此，在该机床的PLC设计过程中，故障信息显示和故障报警就显得很重要，当机床发生故障时维修人员能尽快查找出故障原因，提高生产效率，在实际应用中，往往由于一个故障的出现，会引起其它相关故障的连锁反应，显示多个故障信息，只要排除了最原始的故障原因，其它故障就会消失了，但在显示的故障中，检修人员并不知道哪个是根本原因，只能逐个查找，即浪费时间又增加了检修难度，针对这一问题，设计了下面的PLC故障诊断功能，通过下面例子所示的PLC程序，机床能自动判断出故障的原因并显示报警号及其内容，维修中，只要排除了这个故障，其它引发故障将自行消失。
R519.2，R519.5是检测换刀和液压故障的中间寄存器，R519.4，R519.7和R520.2故障显示的标志位，用来触发换刀，液压和进给轴的故障显示信息，换刀的机械手是靠液压马达和电磁实现的，换刀时进给轴会首先移动到预定位置，进给轴的导轨采用直线导轨，减少摩擦，如果换刀过程中，出现液压故障为防止意外事故的发生，程序会停止换刀动作以保护机床及操作人员安全，按以往的设计，此时会显示刀具未到位，液压系统故障，缺少进给使能，这三个故障信息，如果按上面的程序改动，将只显示液压故障，这一故障信息其工作原理是无故障时，三个故障显示标准都是0，由于系统是顺序扫描的第一个周期内，故障检测点R519.5变为“1”，使R519.6被置为1，这样故障显示位R519.7变为1，并自锁，R519.7会触发显示“液压故障”直到故障排除（R519.6自动变0），系统复位，（F149.1为1）后R519.3，R519.4和R520.2的封锁，即使此时故障检测位R519.2为1，也不会使其故障显示的标志位R519.4，R520.2变为1，这样与之对应的故障信息就不会显示出来，通过这样的PLC程序的控制，就能自动从相继发生的多个同类故障里判断出初始故障加以显示，减少了不必要的检修工作。
参考文献
关键词：数控机床故障 防范措施
中图分类号：TF325.4文献标识码：A
1前言
数控机床是一个典型的集机械、电子、液压、光学、测量技术于一体的技术密集型自动加工设备。随着大量数控设备的引进与普及，对设备的维护和维修提出了相当高的要求。数控机床维修的关键是对故障的精确诊断，即故障源的查找和故障的定位。
2常见机械故障
2.1 主轴部件故障
由于使用调速电机，数控机床主轴箱结构比较简单，容易出现故障的部位是主轴内部的刀具自动夹紧机构、自动调速装置等。为保证在工作中或停电时刀夹不会白行松脱，刀具自动夹紧机构采用弹簧夹紧，并配行程开关发出夹紧或放松信号。若刀具夹紧后不能松开，则考虑调整松刀液压缸压力和行程开关装置或调整碟形弹簧上的螺母，减小弹簧压合量。此外，主轴发热和主轴箱噪声问题，也不容忽视，此时主要考虑清洗主轴箱，调整油量，保证主轴箱清洁度和更换主轴轴承，修理或更换主轴箱齿轮等。
2.2 进给传动链故障
在数控机床进给传动系统中，普遍采用滚珠丝杠副、静压丝杠螺母副、滚动导轨、静压导轨和塑料导轨。所以进给传动链有故障，主要反映是运动质量下降。如：机械部件未运动到规定位置、运行中断、定位精度下降、反向间隙增大、爬行、轴承噪声变大(撞车后)等。
对于此类故障可以通过以下措施预防：(1)提高传动精度。调节各运动副预紧力，调整松动环节，消除传动间隙，缩短传动链和在传动链中设置减速齿轮，也可提高传动精度。(2)提高传动刚度。调节丝杠螺母副、支承部件的预紧力及合理选择丝杠本身尺寸，是提高传动刚度的有效措施。刚度不足还会导致工作台或拖板产生爬行和振动以及造成反向死区，影响传动准确性。
(3)提高运动精度。在满足部件强度和刚度的前提下，尽可能减小运动部件的质量，减小旋转零件的直径和质量，以减小运动部件的惯性，提高运动精度。(4)导轨。滚动导轨对赃物比较敏感，
必须要有良好的防护装置，而且滚动导轨的预紧力选择要恰当，过大会使牵引力显著增加。静压导轨应有一套过滤效果良好的供油系统。
2.3 自动换刀装置故障
自动换刀装置故障主要表现在：刀库运动故障、定位误差过大、机械手夹持刀柄不稳定、机械手运动误差较大等。故障严重时会造成换刀动作卡住，机床被迫停止工作。
（1）刀库运动故障
若连接电机轴与蜗杆轴的联轴器松动或机械联接过紧等机械原因，会造成刀库不能转动，此时必须紧固联轴器上的螺钉。
若刀库转动不到位，则属于电机转动故障或传动误差造成。若现刀套不能夹紧刀具，则需调整刀套上的调节螺钉，压紧弹簧，顶紧卡紧销。当出现刀套上／下不到位时，应检查拨又位置或限位开关的安装与调整情况。
（2）换刀机械手故障
若刀具夹不紧、掉刀，则调整卡紧爪弹簧，使其压力增大，或更换机械手卡紧销。若刀具夹紧后松不开，应调整松锁弹簧后的螺母，使最大载荷不超过额定值。若刀具交换时掉刀，则属于换刀时主轴箱没有回到换刀点或换刀点漂移造成，应重新操作主轴箱，使其回到换刀位置，重新设定换刀点。
2.4 各轴运动位置行程开关压合故障
在数控机床上，为保证自动化丁作的可靠性，采用了大量检测运动位置的行程开关。机床经过长期运行，运动部件的运动特性发生变化，行程开关压合装置的可靠性及行程开关本身品质特性的改变，对整机性能产生较大影响。一般要适时检查和更换行程开关，可消除因此类开关不良对机床的影响。
2.5 配套辅助装置故障
液压系统。液压泵应采用变量泵，以减少液压系统的发热。油箱内安装的过滤器，应定期用汽油或超声波振动清洗。常见故障主要是泵体磨损、裂纹和机械损伤，此时一般必须大修或更换零件。
气压系统。用于刀具或工件夹紧、安全防护门开关以及主轴锥孔吹屑的气压系统中，分水滤气器应定时放水，定期清洗，以保证气动元件中运动零件的灵敏性。阀心动作失灵、空气泄漏、气动元件损伤及动作失灵等故障均由不良造成，故油雾器应定期清洗。此外，还应经常检查气动系统的密封性。
系统。包括对机床导轨、传动齿轮、滚珠丝杠、主轴箱等的。泵内的过滤器需定期清洗、更换，一般每年应更换一次。
冷却系统。它对刀具和工件起冷却和冲屑作用。冷却液喷嘴应定期清洗。
排屑装置。排屑装置是具有独立功能的附件，主要保证自动切削加工顺利进行和减少数控机床的发热。因此排屑装置应能及时自动排屑，其安装位置一般应尽可能靠近刀具切削区域。
3 合理地使用数控机床
3.1 数控机床的工作场地选择
(1)避免阳光的直接照射和其它热辐射、避免太潮湿或粉尘过多的场所．尽量在空调环境中使用，保持室温20℃左右。由于我国处于温带气候、受季风影响、温度差异大，对于精度高、价格贵的数控机床，应置于有空调的房间中使用。(2)要避免有腐蚀气体的场所。因腐蚀气体易使电子元件变质，或造成接触不良，或造成元件短路，影响机床的正常运行。(3)要远离振动大的设备(如冲床、锻压设备等)。对于高精度的机床还应采用防振措施(如防振沟等)。(4)要远离强电磁干扰源，使机床工作稳定。
3．2 数控机床的电源
数控系统对电源要求较严，一般要求工作电压为220V 10％。针对我国供电工况，对于有条件的企业，可为数控机床采取专线供电或增设稳压装置 以减少供电品质差的影响，为数控系统的正常运行提供有力保证。
3．3 数控机床配置合适的自动编程系统
手工编程对于外形不太复杂或编程量不大的零件程序，简单易行。当工件比较复杂时f如凸轮或多维空间曲面等)，手工编程周期长(数天或数周)、精度差、易出错。因此，快速、准确地编制程序就成为提高数控机床使用率的重要环节：为此．有条件的用户最好配置必要的自动编程系统，提高编程效率。
3．4 数控机床配置必要的附件和刀具
为了充分发挥数控机床的加工能力，必须配备必要的附件和刀具。切忌花了几十万元钱买来一台数控机床，因缺少一个几十元或几百元的附件或刀具而影响整机的正常运行。由于单独签订合同购买附件的单价大大高于随同主机一起供货的附件单价．因此 有条件的企业尽量在购买主机时一并购置易损部件及其它附件。
3．5 加工前的准备
加工前要审查工件的数控加工工艺性，应重视生产技术准备工作(包括工件数控加工工艺分析、加工程序编制、工装与刀具配置、原材料准备及试切加工等以缩短生产准备时间，充分提高数控机床的使用效率。
合理安排适合在数控机床加工的各种工件，安排好数控机床加工运转所需的节拍。
2．6 为维修保养做好准备
建立一支高水平的维修队伍，保存好设备的完整资料、手册、线路图、维修说明书(包括CNC操作说明书)，以及接口、调整与诊断、驱动说明书、PLC说明书(包括PLC用户程序单)、元器件表格等，必要的维修工具、仪器、仪表、接线、微机。最好有小型编程系统或编程器，用以支持设备调试。
结束语
数控机床是采用计算机控制，机电一体化的自动化加工设备，数控机床的使用是一项技术应用工程。正确预防和有效维修是提高数控机床使用效率的基本保证。对于常见的机械故障，虽然出现的机会不多，但绝不容忽视。应综合分析和判断故障根源，尽可能缩短故障停机时间，以利于数控机床性能的高效发挥。
参考文献
[1] 1 樊留群，姜迪刚，智能化数控系统智能表示及实现方法的研究，中国机械工程，2000第11期
关键词：主轴空运转；温升；热变形；试验
引言
数控机床主轴刚度不足时，在切削力的作用下会产生变形，容易引起振动，降低加工精度和表面质量，这就要求主轴有足够的预加负荷；但是，轴承预加负荷过大，会导致主轴部件的温度、温升和噪声较高，热变形误差增大，较大的热变形误差会降低零件的加工精度。文章对某型号的龙门加工中心的机械主轴进行了不同的空运转温升试验，结果表明，依据国家标准或行业标准检验合格的主轴精度和性能，轴承达到稳定温度后，主轴在径向和轴向还会继续产生变形，直接影响零件的加工精度；制造厂商应根据用户的加工需求，选用合适的试验方法和制造工艺手段，保证机床的加工精度和可靠性。
1机械主轴的性能要求
数控机床主轴带动工件或刀具旋转，传递运动及扭矩，主轴部件的冷热态精度和刚度是决定加工质量和切削效率的重要因素。主轴部件的性能主要是指应具有和数控机床相适应的刚度、主轴精度、回转速度等。数控机床主轴性能的理想状态是主轴具有高刚度、良好的冷热态精度、高回转速度、较小的热变形量、低噪声。目前，实践中常用主轴高速温升、主轴中速温升和主轴热效应试验来匹配数控机床主轴的刚度、精度、回转速度、热变形量等。本文对某型号的龙门加工中心进行主轴空运转试验，该机床可根据用户需求，既可运用于零件的粗加工，也可用于精密加工，主电机功率为31kW，转速范围为20～3000r/min，主轴轴承为滚动轴承，主轴采用油箱冷却。
2主轴高速温升试验
（1）试验依据：依据《GB/T9061-2006金属切削机床通用技术条件》第4.6.1、4.6.2条的规定，主轴轴承达到稳定温度时，滚动轴承的温度和温升值不应超过70℃、40℃。因此，每台机床都要做主轴的高速温升试验。GB/T9061-2006的温度和温升值为最低要求，各类产品技术条件的要求不低于GB/T9061-2006。（2）试验目的：①检查主轴的制造和装配质量；②检查主轴轴承的质量；③检查轴承预加负荷是否适宜。（3）试验方法：①主轴部件装配完成即可在主轴试验平台或者机床主机上进行试验；②试验前12h内主轴部件（或机床）无任何运转和工作；③主轴运转开始起，每隔10min,用测温仪测量并记录主轴前、后轴承处的温度和环境温度；④主轴依次进行包括低、中、高速的10个转速运转试验，各个转速的运转时间不得小于2min；⑤主轴以高速至少运转1h，如果主轴轴承的温度每小时上升幅度不超过5℃，主轴轴承已达到稳定温度，停止主轴运转试验；⑥主轴运转过程中，如果主轴轴承的温度值和温升值的某一项超过GB/T9061-2006或产品技术条件的要求，停止主轴运转，拆装主轴部件检查再加工装配，加工装配完成后，再次启动高速温升试验。（4）按上述要求进行试验，结果详见图1。从图1可知，在30～90min内，前轴承的温升为4.2℃，后轴承的温升为2.8℃，轴承温度已达到标准规定的热平衡。主轴前轴承的最温度为32.4℃，温升12.2℃，后轴承的最温度为28.6℃，温升8.4℃，温度和温升较小，符合国家和行业标准要求。
3主轴中速温升试验
（1）试验依据：依据《GB/T9061-2006金属切削机床通用技术条件》第4.8.1条和各类数控机床的技术条件、精度检验标准要求，每台机床一般都要做主轴中速温升试验。（2）试验目的：①主轴中速温升稳定后，检验凡与温度有关的几何精度项目，作为产品合格证的检验项目之一，检验数值应记入产品合格证明书中；②主轴中速温升稳定后，按机床的工作精度要求，加工零件检验机床的工作精度，工作精度值也应记入产品合格证明书中；③主轴中速温升稳定后检验的几何精度和工作精度，为机床实际加工提供参考。（3）试验方法：①主轴中速温升试验应在机床装配完成，冷态几何精度检验合格及负荷试验后（不做负荷试验的机床在空运转试验后）进行；②同2中的（1）～（4）；③主轴以机床最高转速1/2的一档转速运转，如无相当的级数，取相邻高一级的级数；④主轴以中速至少运转1h，如果主轴轴承的温度每小时上升幅度不超过5℃，轴承已达到稳定温度，停止主轴运转，检验相关的几何精度和工作精度；⑤热检的几何精度和工作精度项目如有项目不符合相关的标准要求，则应重新调装不符合项，调装完成后，再次启动中速温升试验；⑥热检过程中，稳定温度下降5℃而未测完，则重新启动恢复到稳定温度再继续检验。（4）按上述要求进行试验，结果详见图2。从图2可知，主轴运转20min～90min期间，主轴前轴承的最温度为28.0℃，温升变化3.4℃，后轴承的最温度为25.8℃，温升变化1.6℃，已达到标准要求的热平衡，可以停止主轴运转，检测相关的几何精度和加工精度。
4主轴热效应试验
（1）试验依据：国家和行业标准没有规定各类数控机床的主轴热变形量，但主轴热变形直接影响了数控机床的工作精度和可靠性，新产品设计定型、产品型式试验，一般都要做主轴的热效应试验。主轴热效应试验依据为《GB/T17421.3-2009机床检验通则第3部分：热效应的确定》。（2）试验目的：①测量主轴前、后轴承的温度及温升；②测量主轴运转时的主轴轴线的线位移和角位移；③根据轴承的温度及温升、主轴轴线的径向位移和轴向位移，掌握机床是否满足设计和使用要求；④为机床设计和使用者控制热变形提供可靠的数据、曲线，也可作为数控系统热误差建模补偿的根据。（3）试验方法：①主轴热效应在机床装配完成，精度、性能参数等检验合格后进行；②同2中的（2）；③在机床附近、主轴前、后轴承处放置并固定温度传感器；④主轴安装专用量轴，量轴应安装可靠，其径向跳动误差在测量仪器的允许范围内；⑤热变形测量采用非接触动态测量方法，在量轴的X和Y方向的远、近端各安装2个位移传感器，轴向安装1个；⑥同2中的（4）；⑦以4h为1个试验采样周期，主轴在四个不同转速下进行测试，分别为最高转速的25%、50%、75%和100%，每个转速一般运转15min；⑧在运行中间，每间隔1h，主轴停止运转1min～15min；⑨测试过程过中至少每隔5min记录一次各温度值和热变形量。（4）按上述（3）要求进行试验，T1为环境温度传感器，T2和T3、T4和T5为分别布置于主轴前、后轴承附近的温度传感器，X1、X2、Y1、Y2为移传感器，见图3；试验结果见图4。主轴转速和轴承温升关联，主轴的温升就较小（小于2℃/h），即达到热平衡，但径向和轴向依然发生变化，以轴向变形为例，最初1h内最大为0.138mm，试验期内最大为0.234mm。
5结束语
综上所述，主轴高速温升、主轴中速温升和主轴热效应试验都是主轴空运转性能试验的项目，但3个项目的试验目的、方法完全不同，每台数控机床一般都要做主轴高速温升和中速温升试验，以确保机床的基本性能。热变形误差是影响数控机床工作精度的主要因素之一，对于精加工和超精加工机床，除了主轴高速温升、主轴中速温升试验外，还应做主轴的热效应试验，根据试验结果，采取有效措施对热变形误差进行补偿控制，优化热结构，进一步提高机床的加工精度和可靠性。
参考文献：
[1]徐光武，李徉文，张维.GB/T9061-2006金属切削机床通用技术条件[M].北京：中国标准出版社出版，2006.
[2]王兴海，李徉文，张维.GB/T17421.3-2009机床检验通则第3部分：热效应的确定[M].北京：中国标准出版社出版2009.
【关键词】数控机床；维护；维修 数控机床是典型的机电一体化产品，集合了机械、电气、控制等多方面技术，对其维护和维修的要求比较高。不合理的维护和维修数控机床，能够缩短其使用寿命。反之，正确的维护和维修数控机床，能有效地延长数控机床的使用寿命。
1 数控机床维护方面的要求及方法
1.1数控机床的正确使用要求
1）数控机床对输入电源的要求较高。随着对数控机床的加工要求越来越高，其电子元器件越来越“娇贵”，主要体现在对电压的要求上。目前大多数数控机床允许电源电压的波动范围是±5%―±8%。如果电源电压波动范围超过数控系统的要求，需要配备交流稳压器。
2）数控机床对使用环境的要求较高。首先，安装数控机床时，应远远离振动源、放射源、热辐射源，并且要避免太阳光的直射，另外，还要保持数控机床的工作环境干燥、通风、恒温。通常，数控机床都标定使用温度和保存温度，应按照规定执行[1]。
1.2 对于数控系统的维护要求
1）首先，要严格遵守操作数控机床的操作规程及维护要求。这是维持数控机床精度、延长数控机床寿命的一个重要因素。
2）确保数控柜电气柜的散热系统正常工作。每天应检查各柜的冷却风扇工作是否正常，风道过滤网是否堵塞，以免引起柜内温度过高，使数控系统不能可靠地工作[2]。
3）定期检查和更换伺服电机的电刷。直流电动机在工作时，无法避免电刷与电机的定子发生摩擦，所以必然产生磨损。如果磨损严重而没有及时更换，就会影响电动机的使用性能，严重时会造成电动机损坏。一般每三个月或半年检查一次，同时用工业酒精对电刷表面进行清洗。
4）定期更换数控系统的后备电池。数控系统的参数及加工程序是由带有掉电保护功能的寄存器来保存的，当数控系统关闭后寄存器中的参数及加工程序由后备电池来保持。因此，定期检查后备电池的工作状态和及时更换电池就显得极为重要，一般情况下，即使电池尚未用完，也应每年更换一次。
5）尽量少开数控柜和强电柜门。以防止车间空气中的灰尘、油雾及金属粉末落在电子部件或印刷电路板上造成短路。
6）长期闲置的系统应定时给数控系统供电，定期进行机床空运转。通过对数控机床经常通电、空运转等手段，使数控机床自身发热，从而驱散机床内部的湿气。
1.3 对于机械部件的维护要求
1）首先要保持良好的状态。无论是运动件还是不动件，大多数都是由钢件组成，如果状态不好，会引起“硬碰硬”的现象，造成运动机构的磨损严重。所以，要定期检查机床系统，始终保持导轨、丝杠等各运动部件状态良好，以减少其磨损。
2）检查并及时调整机械精度。对于数控机床的精度，要定期进行检查并及时调整，以减少各运动部件之间的状态和位置偏差，如换刀系统、工作台交换系统、丝杠反向间隙等的检查调整。
3）做好机床的清洁卫生工作。设备太脏，灰尘太多，会影响机床的正常运转，如油水过滤器、空气过滤网等太脏，会造成压力不够、散热不好，从而造成故障。运动部件表面灰尘太多，会造成运动部件运动阻力增加，加剧部件的磨损等，所以必须经常对设备进行清扫。
2数控机床的维修
2.1 数控机床的诊断和维修原则
1）先外部后内部原则。先检查机床设备外部，如果外部没问题然后再检查设备内部。不要急着去拆卸机床零部件，造成一些安装精度的丢失。从故障出现的概率来讲，机床外部故障率要远远大于机床内部故障率。
2）先主后次原则。根据机床组件的使用性能，出现故障的多数集中在机床的按钮、行程开关、油管、电缆等辅助设备，而数控装置、可编程控制器、伺服系统等不太容易出现故障。所以，在排除机床故障时，先从故障率高的按钮等机床辅助设备入手，如果故障还没排除，再进行数控装置、可编程控制器、伺服系统的排查工作。
3）先简单后复杂原则。为了避免故障之间互相影响、掩盖， 故障的排除要“由简入深”。先排除容易解决的简单故障，然后再排除难度较大的复杂故障。采用这个原则，可以从根本上杜绝维修、维护过程中的盲目性，从而提高了故障处理的效率。
2.2 诊断和维修的方法
1）机床自诊断法。目前，大多数数控机床具备故障自诊断功能。它是利用行程开关、传感器等装置，实时监测机床的运动行程、液压气压、温度、电压电流、运行速度等信息，并设置了正常的运行范围值，如果机床运行时超出了该范围，数控机床就会报警，并置出故障部位及原因。所以，在机床故障诊断时要优先选择数控机床自诊断功能。
2）备件互换法。当数控机床的故障锁定在某个组件后，可以利用机床上现有的相同组件或者备用组件进行互换，能快速准确的查找到数控机床的故障。
3）敲击法。对于数控机床“时有时无”的故障可采用敲击法。具体操作：开启数控机床，拿一根绝缘的木棒或者橡胶棒敲击可能出现故障的组件，同时注意观察机床的运行情况，如果敲击某部位时，机床的运行有变化，那么就能锁定故障源。该方法由于是机床通电状态上执行的，所以要采取措施，防止触电。
4）升、降温法。如果数控机床连续长时间工作或者周围工作环境温度偏高时，机床就会报警或者突然断电重启机床。此时，可用电吹风或红外线加热灯使可疑电路板或组件升温，使该组件的升温状态更加明显，从而可以确定有问题的组件。同理，也可以在机床发生此类故障后，利用酒精棉球涂抹可疑组件，降低组件温度，消除温度影响后观察故障是否消失，从而可以快速地确认有问题的组件。
【参考文献】
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[2]李刚斌.数控机床维修实例分析[J].制造技术与机床.2007.第4期.107-108页.
数控机床也因为操作简单,精确度高而拥有高的生产率,数控机床的自动化特点,使其操作方法简单,大大减轻的工作人员的劳动强度。但也基于这些特点,数控机床对于工作人员的专业素养要求较高,对于机床维修工作者的要求也相应地提高,也就对于工作人员的专业水平的发展起到了推动作用。
数控机床的发展前景十分可观
在经济全球化发展的今天,机械制造行业必须要加速发展才能达到经济全球化的要求。数控机床应用先进的设计技术,各种测量技术,工作程序集约化技术以及高级软件技术,使得数控机床的工作范围得到了很大程度的扩张。 并且,数控机床可以完成许多传统工艺不能完成的工作任务,例如结构复杂,精确度高的零件和类型多变的零部件等。 数控机床可以在最短的时间内,完成需求者交给的各类零件加工任务,以此最好地满足需求者的要求。在使自身得到发展的同时,促进机械制造行业的发展。 正是因为这种需求性与发展性,数控机床在经济高速发展的今天,前途一片光明。
数控机床在发展过程中存在的问题
虽然,数控机床的发展前景很好,并且社会的实际需求量也很大,但在数控机床的发展过程中还是存在着这样那样的问题,下面,就数控机床在发展过程中存在的问题作出几点分析,主要问题如下:数控化的数控水平低:虽然我国的数控机床的发展与以往相比已经显得十分繁荣,但与现今发达国家的数控机床发展水平相比,还有许多不足之处。 就目前的调查结果显示,我国现在数控化比例在总生产产值中还不足三分之一,消费值中的数控比例不足二分之一,而与此同时,发达国家的比例数值高达十分之七左右。 更为人担忧的是,高级的数控机床和数控机床的配套零件等,我国还只能依赖于进口,达不到自己生产的水平。 我国生产的数控机床在 21 世纪初可以达到七百种左右, 达到了当时数控机床类型的二分之一,而在这七百多种当中,有一半左右都属于经济型的数控机床。 就此来看,我国的数控化水平还相对低下。数控机床的产品水平相对不高:虽然数控机床具有精度高的优势,但在实际的生产过程中,我国的数控机床产品的精度并不能达到理想的要求。 只有一小部分的产品可以达到国际规定的生产精度标准。 首先是使用者对于数控机床的数控车床刀架等设施不放心,数控机床的定位精度水平还有待提高。 其次,我国的数控机床在主体结构方面以及数控机床的整体工作性能还有着发展空间。 以 MTBF 举例说明,所谓 MTBF 是指一个电器设备的平均不发生故障的工作时间,国际对于数控机床的 MTBF 的要求值为800 小时, 而我国的数控车床加工中心的 MTBF 只能达到 500 小时 ,这还只是少数,并不是全部。功能部件在发展过程中存在的问题:数控系统,数控刀架,转台,刀库和机械手等都属于数控机床的数控功能部件。 这些功能部件的技术水平高低,工作性能的好坏等都关系着数控机床的整体工作性能与水准。 与数控机床的整个发展速度相比较,数控机床的功能配件发展相对滞后。 这样的发展趋势十分严峻,因为数控机床的功能部件不能得以优良的发展,就会造成数控机床整体水平的下降。 影响到整个数控机床行业的行业竞争力。 我国自己生产的功能部件的级别较级,而且生产分散,不能形成产业规模,成本费用的花销也不低。 但是依赖进口的功能部件价格又非常昂贵,这就使得数控机床的整体价格升高,国内的数控机床行业也就丧失了价格方面的优势。数控机床在应用技术方面的问题:在数控机床的应用方面,我国的水平还远不及国外发达国家。 国外的数控机床远程服务技术已经达到了普及的水平,而我国关于这方面的技术却还在探索之中。 国外的数控机床可以做到硬切削,干切削,而国内的数控机床而不能,诸如此类的例子还有很多,这无疑证明了我国数控机床在应用技术方面的缺陷。
数控机床发展的策略
我国的数控机床行业在发展过程中存在着以上所阐述的各类问题,这些问题无疑阻碍了数控机床行业向更好方向发展的进程,下面针对以上几点问题的解决方案作出以下建议:
数控机床技术的开发:数控机床技术的落后是阻碍其行业发展的根本原因,相关企业应当把技术改革与创新放在企业发展的核心位置。 可以定期安排企业内部的专业技术人员到国内顶级的企业去参观学习,有条件的企业可以安排专业技术人员到发达国家培训学习,引进外国的先进技术,使数控机床技术在根本上得以改进。提高数控机床产品的整体质量:各数控机床生产单位应当增强社会责任心,为所生产的数控机床产品的质量所好关,不让一件不合规格的产品注入到市场当中,以此来减少影响数控机床产品整体质量的因素。提高功能部件的质量:功能部件作为数控机床的基础组成部分, 其质量水平相当重要。各生产厂家应当以提高功能部件的精度,可靠性为目标,为社会生产让人放心的产品。
关键词：数控机床；故障检测；维修
中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）30-0070-02
最早出现的数控机床是1952年美国麻省理工学院与美国帕申斯公司合作研发的立式数控铣床；随后在1954年美国本德可斯公司研发了世界上第一台工业数控机床，发展到今天的数控机床已是第六代。数控机床向着高效、快速、精确和可靠的方向不断发展。我国的数控机床研究始于20世纪50年代末，经过几代人的不懈努力，我国的数控技术有了很大的进步，在国际市场上有了一定的竞争力。数控机床自身的设计缺陷以及可能出现的意外故障，使得数控技术的应用尤其的重要，数控机床的故障检测和维修成为人们关注的焦点。
1 数控机床出现故障的原因
1.1 数控机床自身的设计缺陷
虽然数控机床具有结构简单、生产成本低和技术成熟的优点，但是也存在一些自身的设计缺陷。
1.1.1 当今世界大部分国家使用的数控机床所采用的都是不具备通用性的CNC系统。由于CNC系统不具备通用性，增加了数控设备维修保养的投入，使数控系统更新慢，在一定程度上限制了CNC数控系统的持续开发，使用周期长，不能顺应数控产品科技进步的趋势。
1.1.2 数控机床各控制系统之间的相互操作性很差，完成系统集成的难度很大；操作方法不一样增加了企业对员工的培训费用。
1.1.3 CNC数控技术采用封闭式的设计理念，出现故障只能由生产厂家进行维修，维修周期长且费用高。
1.2 数控机床机械部件故障
进给传动系统、主传动系统、箱体、回转工作台、底座和刀具交换装置共同构成了数控机床的机械部件。底座和箱体属于支撑部件，一般情况下工作状态稳定，很少出现故障；回转工作台和刀具交换装置具有自我诊断功能，不会出现大的故障；最容易出现意外故障的就是进给传动系统和主传动系统。
连接件、导轨、轴承和滚珠丝杆螺母属于进给传动系统；而主传动系统包括主轴、轴承和传动齿轮。进给系统容易出现滚珠丝杠噪声和导轨移动部件运动不良的故障现象；主传动系统容易出现主轴噪声和主轴发热的故障现象。
2 数控机床检测原则
2.1 由表层到内部
数控机床故障通过机床机械部件发生异响、电路出现火花和烧焦气味等表层的现象反映出来，维修人员对数控机床的检修要从表层出现的问题着手，进行深入的检查研究，并找出故障发生的环节。维修人员根据故障出现的表层现象缩小排查的范围，逐一检查可能出现问题的部件。
2.2 保持冷静
数控机床出现故障时，维修人员要保持冷静，不可以出现慌张不知如何处理的情况，也不能盲目地进行数控机床的维修。维修人员在对数控机床进行检修之前，一定要详细询问数控机床操作人员数控设备出现故障的经过、故障发生后的状态以及当时的操作流程。维修人员检修时一定要记得关闭数控设备的电源以防出现意外事故，确认无危险后才可以进行通电后的检测。维修人员要熟练掌握数控机床说明书的内容，了解数控设备的各种运行机制。
2.3 遵照检修顺序
虽然数控机床的自动化程度很高，但仍属于机械加工设备，机械部件出现故障的频率比较高，且容易察觉，维修人员在进行检修时先检查机械部件，再进行数控部分的检测。数控机床出现的故障较多，复杂多变时，要先解决简单的故障问题，简单问题的排除在一定程度上可以降低复杂故障的难度系数，对解决复杂故障有很大的帮助。
2.4 操作规范化
维修人员在进行数控机床的检修时，维修的操作步骤一定要符合要求，不可私自更改。元器件的拆换要科学、合理，不可凭自己的主观想法私自更换，降低器件的使用效率。拆卸元器件时要使用专门的吸锡器或者吸锡绳，不可以强行硬取。在拆线路板时一定要记清楚线路板的位置、对应的电缆序号以及固定线路板的螺丝位置；线路板的焊接不可以破坏整体的阻焊膜，只允许刮开焊接点的阻焊膜；线路板上的印刷线路不可随意切断，印刷线路比较密集，容易误切其他的线路；测量线路的组织时需使用红、黑表笔，并将阻值大的数据作为参考。
3 数控机床故障检测具备的条件
3.1 技术人员
数控机床故障检测和维修的效率和质量与数控机床维修人员的自身素养和专业技能有着密切的联系。数控机床的维修人员的知识面要非常的广，不仅精通机械维修方面的知识，还要掌握计算机技术和自动化技术等相关方面的知识；强烈的责任心和良好的职业道德修养是数控机床维修人员必不可少的；数控维修人员定期地接受技术培训，并通过实践不断地寻找科学、合理的诊断技能和手段；维修人员要熟练掌握各种数控机床维修过程中各项仪器和工具的功能和使用方法，在实践中充分借助各种仪器和
工具。
3.2 物质资源
企业要备有数控机床的各种专用和通用的设备零件，当数控机床出现机械部件故障时，保证有替换的设备零件；数控机床的检测仪器要及时地更新，维修工具准备齐全，并定期进行检查，及时补备数控机床维修需要的维修工具；利用笔记本电脑对数控系统进行操作和控制，并在电脑中保存维修软件的备份；数控机床的使用说明书等各种资料保存完好，建立数控机床的使用和维修档案，并要求工作人员如实地填写记录。
4 数控机床故障检测的方法
数控机床故障的检测方法主要有以下六种：
（1）观察法。数控机床的维修人员通过观察故障发生时产生的火花和刺激性的气味，判断发生故障的部件，并采取相应的措施进行验证。
（2）借助数控系统自身的软件报警功能。数控机床操作过程中出现的故障会及时地反映在操作系统的控制面板上，维修人员根据控制面板指示灯的指示找出故障，查看出现故障的原因，及时维修。
（3）借助数控系统自身的硬件报警系统。数控机床的内部装有许多的硬件报警设备，设备运行的过程中要注意各种硬件报警装置的运行情况，保证设备正常的使用，以便出现故障时及时找到问题根源。
（4）参数检查法。在设计数控系统时技术专家对相关的各项数据进行了明确的规定，数控机床的运行数据必须控制在一定的范围之内，否则将会导致数控机床出现故障。数控机床维修人员在对数控机床故障进行检测时，利用数控机床资料提供的相关参数可以很快地找出问题的
源头。
（5）故障树研究法。故障树采用图形化的方式将数控机床内部故障和外界环境之间的相互关系生动地呈现出来，使维修人员可以快捷地找到问题所在。故障树的底端是引发其他事件发生的底事件，顶端为维修人员研究分析的目标，中间为导致故障发生的故障事件和成功事件。故障树具有很强的逻辑性，便于对整个数控系统进行分析
研究。
（6）专家判断法。采用基于人工智能技术专家系统，解决数控机床运行过程中出现的高难度且专业性很强的
问题。
5 结语
国际化生产的发展使数控技术向工业领域的渗透速度越来越快，在国民经济中的地位也在不断提高。数控机床故障的检测和维修技术将会是一个专业性、冷僻的领域，需要维修人员借助计算机技术的帮助不断地进行探索。信息技术的发展将会推动数控机床的故障检测和维修技术迈向一个新的高度，数控机床的运行更加的高效，信息的处理水平不断提高，采集的信息更加精确。数控技术的飞速发展要求数控操作人员具备专业的技术技能和高素质，企业需要培训数控操作人员的专业技能，让数控维修人员及时掌握新知识和数控机床故障诊断的新方法，促进数控技术更好地发展。
参考文献
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科学技术的发展，对机械产品提出了高精度、高复杂性的要求，而且产品的更新换代也在加快，这对机床设备不仅提出了精度和效率的要求，而且也对其提出了通用性和灵活性的要求。数控机床就是针对这种要求而产生的一种新型自动化机床。数控机床集微电子技术、计算机技术、自动控制技术及伺服驱动技术、精密机械技术于一体，是高度机电一体化的典型产品。它本身又是机电一体化的重要组成部分，是现代机床技术水平的重要标志。数控机床体现了当前世界机床技术进步的主流，是衡量机械制造工艺水平的重要指标，在柔性生产和计算机集成制造等先进制造技术中起着重要的基础核心作用。因此，如何更好的使用数控机床是一个很重要的问题。由于数控机床是一种价格昂贵的精密设备，因此，其维护更是不容忽视。
一、数控机床
1.数控机床的特点
(1)具有高度柔性
在数控机床上加工零件，主要取决于加工程序，它与普通机床不同，不必制造、更换许多工具、夹具，不需要经常调整机床。因此，数控机床适用于零件频繁更换的场合。也就是适合单件、小批生产及新产品的开发，缩短了生产准备周期，节省了大量工艺设备的费用。
(2)加工精度高
数控机床的加工精度，一般可达到0.005～0.1mm，数控机床是按数字信号形式控制的，数控装置每输出一个脉冲信号，则机床移动部件移动一个脉冲当量（一般为0.001mm），而且机床进给传动链的反向间隙与丝杠螺距平均误差可由数控装置进行补偿，因此，数控机床定位精度比较高。
(3)加工质量稳定、可靠
加工同一批零件，在同一机床，在相同加工条件下，使用相同刀具和加工程序，刀具的走刀轨迹完全相同，零件的一致性好，质量稳定。
(4)生产率高
数控机床可有效地减少零件的加工时间和辅助时间，数控机床的主轴转速和进给量的范围大，允许机床进行大切削量的强力切削，数控机床目前正进入高速加工时代，数控机床移动部件的快速移动和定位及高速切削加工，减少了半成品的工序间周转时间，提高了生产效率。
2.数控机床使用中应注意的事项
使用数控机床之前，应仔细阅读机床使用说明书以及其他有关资料，以便正确操作使用机床，并注意以下几点：
(1)机床操作、维修人员必须是掌握相应机床专业知识的专业人员或经过技术培训的人员，且必须按安全操作规程及安全操作规定操作机床；
(2)非专业人员不得打开电柜门，打开电柜门前必须确认已经关掉了机床总电源开关。只有专业维修人员才允许打开电柜门，进行通电检修；
(3)除一些供用户使用并可以改动的参数外，其它系统参数、主轴参数、伺服参数等，用户不能私自修改，否则将给操作者带来设备、工件、人身等伤害；
二、数控机床的维护
数控系统是数控机床的核心部件，因此，数控机床的维护主要是数控系统的维护。数控系统经过一段较长时间的使用，电子元器件性能要老化甚至损坏，有些机械部件更是如此，为了尽量地延长元器件的寿命和零部件的磨损周期，防止各种故障，特别是恶性事故的发生，就必须对数控系统进行日常的维护。概括起来，要注意以下几个方面。
1.制订数控系统日常维护的规章制度
根据各种部件特点，确定各自保养条例。如明文规定哪些地方需要天天清理（如CNC系统的输入／输出单元——光电阅读机的清洁，检查机械结构部分是否良好等），哪些部件要定期检查或更换（如直流伺服电动机电刷和换向器应每月检查一次）。
2.应尽量少开数控柜和强电柜的门
因为在机加工车间的空气中一般都含有油雾、灰尘甚至金属粉末。一旦它们落在数控系统内的印制线路或电器件上，容易引起元器件间绝缘电阻下降，甚至导致元器件及印制线路的损坏。有的用户在夏天为了使数控系统超负荷长期工作，打开数控柜的门来散热，这是种绝不可取的方法，最终会导致数控系统的加速损坏。正确的方法是降低数控系统的外部环境温度。因此，应该有一种严格的规定，除非进行必要的调整和维修，不允许随便开启柜门，更不允许在使用时敞开柜门。
3.定时清扫数控柜的散热通风系统
关键词：数控机床 实践教学 理念创新 策略分析
中图分类号：G420 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）05（a）-0138-01
纵观现代制造技术的发展，集成科技对于数控技术的推动作用不容忽视。无论是微电子技术还是自控监测技术都对数控机床的发展产生了积极而深远的影响，这对国内机械制造业的整体水平提升意义重大。机械制造作为国民经济的支撑产业，与当前国防建设领域休戚相关，数控技术人才的培养更是从实用性角度提升了人才的市场竞争优势。由此可见，关于数控机床的实践教学开设是极为重要且有必要的。学生在数控技术方面实际操作水平的提高依赖于实践课程的开展，同时实践教学过程也能够让学生更好地接触到数控机床的实训内容，为今后的岗位工作打下扎实的实践基础。实践教学同时也需要理论教学作为支撑，这一点也应当引起实践教学人员的足够重视。
1 我国数控机床实践教学的主要内容与实施现状
实践教学内容在我国数控教育领域的渗透无疑是对机械控制技术的有效补充，这对今后数控技术的发展影响深远。伴随当前数控机床实践教学课程的深入开展，必将为我国数控技术领域储备和输送更多的专业型技术人才，进而推动国内机械制造水平的不断提升。人才进步与科技创新密切相关，实践技能的提升必定能够推动数控产业朝着更加高速发展的方向迈进。实践教学至关重要，然而当前我国数控机床在实践教学过程中涌现出的一系列问题也是不容忽视的。
1.1 数控机床实践教学的主要内容
关于数控机床的实践教学主要是培养学生基本的调适与应用能力，能够在基础操作中理解必要的数控机床管理与维护知识，并且在此基础之上利用各种调适技术来实现对模拟编程信息的有效分析。一般实践教学课程由数控机床操作和仿真实验两部分组成，其中以实验课作为实践教学的核心内容。具体教学内容方面，实践课程大致涵盖了三个方面的主要内容：（1）数控机床的基本操作原理与组成结构；（2）数控机床的具体操作步骤；（3）数控机床的编程与实践操作环节。
1.2 实践教学中存在的问题分析
数控机床实践教学过程中存在的问题主要表现为四大方面：其一，实践教学硬件设施不够到位。数控机床实训基地的建设需要大量的资金和技术投入，无论是其中的教学设备还是基础设施建设都与成本密切相关。然而出于经济目的考虑不少学校在实训建设领域仅仅依靠一些陈旧的数控设备，自然影响到实践教学质量的提高。其二，实际操作过程失误频频发生。学生对于实践教学充满好奇心，因此在操作过程中并没有认真听取教师建议，导致设备事故频发。其三，安全问题令人揪心。不少学生在实践教学过程中擅自将身体置于防护栏之外，严重忽视了实践教学中最为重要的安全问题。其四，不够规范的实践操作和设备应用。数控机床的操作及编程问题需要严格遵守必要的程式化规定，这也是当前实践教学过程中所缺少的。
2 优化数控机床实践教学效果的策略探讨
从当前数控机床实践教学过程中存在的诸多问题我们不难分析，提升实践教学课程的实施效果不仅需要从实训基地的建设角度出发，更需要在实验课中积极培养学生的编程操作能力以及数控机床相关的保养维护能力，以此来提升实践课程的教学效率与实施效果。随着现代机械制造业的发展传统手工制造业正逐渐被完全取代，以机电一体化为主要特征的数控技术发展备受关注，这不仅由于它集结了计算机技术、程序编纂技术以及数控网络技术等多方面内容，同时这些技术本身也象征着社会的进步和科技的发展。针对当前数控机床实践教学中存在的种种弊端，笔者认为可从以下几方面加以改善：
第一，注重数控机床实训基地的建设，加大资金投入，定期对实训设备进行必要保养与维护。实践教学的环境建设尤为重要，这不仅是数控机床实践教学效果的重要保证，同时也是培养学生实践创新意识的关键路径。
第二，重视理论知识与实践技能的共同提升，力求最大程度降低实践教学过程中意外事故的发生概率。数控机床实践教学其目的旨在让学生直接接触到现代机械制造业的发展水平，能够通过实践操作过程来提升自身对于数控领域的了解，进而积累必要的数控实训知识。
第三，重视数控机床实践教学过程中的安全意识引导。实践教学应从基本的实验室规章制度出发，引导学生积极遵守必要的设备操作规范，坚持做到紧跟教学思维，不做与实践教学无关的事情。此外，坚决不可将身体部位置于机床范围之内，检查自我防护眼镜佩戴情况，重视自我人身安全的保护。
第四，从理念创新角度提升实践教学的效果。数控机床的实践教学不应仅仅被约束在学校教学范围之内，而应让学生在深入企业实际了解的同时提升自我实践认知，甚至让学生在实际岗位操作中加深对实训内容的理解。值得注意的是，严格遵守必要的实践操作规定是体现实践教学宗旨的根本前提。
3 结语
在当前生产现代化手段的辅助下，数控技术的发展基本实现了生产过程的自动化，然后目前国内关于数控机床专职管理和控制的人才数量却远远难以满足市场的实际发展需求，具备实践创新能力的数控技术人才成为了打开当前市场就业缺口的有效途径。数控机床实践教学从学生现有的理论知识出发，注重对学生实际动手能力和合作探究能力的培养，这不仅夯实了学生既有的数控知识结构，从就业发展角度来看也与今后的数控方向人才发展需求相吻合。实践教学课程以实验课为主，侧重学生操作技能与编程能力的发展，然而由于设备资金消耗过高，因此各级院校在实践教学成本投入方面还有待加强。此外，还应重视实践知识的分层灌输，考虑到学生的实际接受能力，能够切实让学生感受到实践教学的乐趣，达到最佳的实践教学效果。最后，数控机床实践教学基地建设也至关重要，它是实践课程教学质量的重要保障。
参考文献
[1] 楼锡银.XKA5032A型数控铣床的编程方法[J].机电一体化，2002（1）.
关键词：数控机床 液压设备 故障 维修方法
中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）03（c）-0068-01
数控机床液压设备主要是由机械、液压、电气以及相关的仪表等装置组合而成的，而液压设备的故障分析也是由上述几个方面因素影响的，由于液压系统内部的情况是看不到的，所以很难直观的判断出设备产生故障的原因，所以要求相关的维修人员要具备分析故障的原因，准确的判断故障部位的能力，及时找出故障的原因。
1 数控机床液压设备故障的特征
1.1 数控机床液压设备初调试阶段
一般情况下，数控机床液压设备在调试阶段的故障率是最高的，而且所存在的问题也是非常的复杂，这时液压设备的特征是设计、安装以及相关的管理问题都是联系在一起的，一般的液压设备较为常见的故障有：（1）数控机床液压设备中的接头或者连接处外泄情况，这是数控机床较为常见的故障之一，这一故障始终困扰着机床液压设备；（2）数控机床液压设备的运行速度不稳定，这一情况会影响到液压设备的设备元件；（3）数控机床液压设备中的某些阀类元件会有漏装的情况，有的时候还会导致管道连接错误；（4）数控机床液压设备在设计的时候有一些不当的地方，工作人员在液压元件的选择上也会出现一定的错误，使得液压设备出现发热的情况，位置精度达不到相应的要求，针对这一类问题只有一个解决办法，就是在接触这类问题的时候，工作人员要做到耐心、慎重、谨慎。
1.2 定型设备调试阶段的故障特征
定型设备在调试的时候出现故障的效率是很低的，这样设备的特征主要是由于管理不良造成的，有的时候也会有安装不小心的情况出现，主要表现有：（1）数控机床定型设备的外部有泄漏的情况；（2）设备在运行的时候，压力不是特别的稳定，系统各个元件之间的配合不是特别的灵活；（3）定型设备中的液压元件以及管道内部聚集了污染物，从而影响了整体设备的正常运行；（4）定型设备液压元件的加工质量很差，设备的阀芯动作不是特别的灵活，如果掌握好这一故障，那么调试起来就更加的顺利。
1.3 数控机床液压设备运行之初的液压故障
数控机床液压设备运行之初出现的液压故障有：设备管接头有振动脱落的情况，设备中有少数密封元件的质量较差，短期内就会出现损坏的情况，最终造成漏油。还有一种情况就是设备中因为负荷率高或者受到外部环境的影响，使得设备油箱内油温逐渐升高，从而引起泄漏和设备整体速度不稳定等情况。
1.4 数控机床液压设备运行中期的故障
数控机床液压设备在运行中期的时候，由于各个液压元件之间的差异，设备中容易损坏的元件在正常运行的时候就有可能出现磨损，所以相应的故障率也会呈现出上升的趋势，使得设备中泄漏量增加，设备效率也会出现较为明显的降低，此时工作人员要对液压设备和相应的液压元件进行全方面的检查，对那些有缺陷的液压元件进行修护，对那些已经损坏的元件要及时的进行更换。
2 数控机床液压设备故障诊断的步骤和方法
2.1 数控机床液压设备故障诊断的步骤
（1）首先要熟悉数控机床液压设备的资料和相关的性能。因为在查找故障原因之前，工作人员要详细的了解数控机床液压设备的性能，只有熟悉设备性能之后才能够准确的查找出设备的工作原理以及相关的运行要求。
（2）还要对数控机床液压设备的现场进行观察。在设备现场了解详细的情况之后，如果此时的设备能够运行的话，工作人员可以现场启动一下设备，亲自操作一下相关关键的部分，仔细观察故障现象，查看漏油情况。
（3）查阅相关的资料档案。工作人员可以查阅数控机床液压设备的相关技术档案，和本次故障进行对比，看看之前是否有此类故障现象，是之前就出现的故障还是新出现的故障，做到有效的预防。
2.2 故障诊断的方法
数控机床液压设备在长期的使用过程中，逐渐的归纳出了属于自己的故障诊断方法，目前最为常用的也是最快速的维修方法就是六看六问四听四摸故障诊断方法。
六看：一是看设备的运行速度，主要看的是数控机床液压设备在运行的时候，运行速度有没有什么变化和异常现象出现。二是看液压设备中各个测压点的压力值的大小，压力值有没有较大的波动。三是看设备油箱中的油液情况，看油液是否清洁，油的质量是否满足相应的要求，油的表面是否有泡沫出现。四是看设备的泄漏情况，这里所说的泄漏主要是指设备液压管道的各个接头处，液压缸端盖处是否有渗漏、滴漏等现象出现。五是看设备的振动情况，六是看设备生产出的产品质量，以此来判断设备在运行时候的真实工作状态。
六问：一是问数控机床液压设备的工作是否处于正常的状态，液压泵有没有异常情况。二是问液压油更换的时间。三是问设备在发生事故之前调压阀有没有被调节过。四是问设备在发生事故之前液压元件有没有被更换过，五是问设备在发生事故的前后液压系统在工作的时候有没有出现什么异常的现象，六是问设备在之前出现过哪些故障，当时的排除方法是什么。
四听：一是听设备的声音，先听一下数控击穿液压设备液压泵在工作时候的噪声是否过大。二是听设备的冲击声，听液压缸活塞是否有撞击缸低的声音。三是听设备的泄漏声，四是听设备液压泵在运转的时候是否有敲打的声音。
四摸：一是摸设备外表的温度，设备油箱的外壁以及阀体外表的温度，查找出温度过高的原因。二是摸设备部件和管子的振动，如果出现高频振动的话，就要及时的进行相关的检查。三是摸设备在低速运行的时候，检验一下工作台有没有爬行的现象。四是摸设备部件的松紧程度，检验螺丝钉的松紧程度。
此外，可以建立一个独立的故障档案系统，故障档案是建立在设备维修的基础上，以真实的记录为依据，故障档案对于设备运行来说是非常重要的，故障档案可以根据产生故障的原因进行相应的管理，制定相关的章程，还能够根据容易出现故障的部位，制定完善的维修计划。通过上诉的方法就可以迅速的解决数控机床液压设备的维修。
参考文献
[1] 武蕴馥.浅谈机床液压系统的常见故障及检查方法[J].机床与液压，2006（6）.
【论文摘要】：数控技术是用数字信心对机械运动和工作过程控制的技术。数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，更使制造业成为工业化的象征。
数控机床是集高、精、尖技术于一体，集机、电、光、液于一身的高技术产物。具有加工精度高、加工质量稳定可靠、生产效率高、适应性强、灵活性好等众多优点，在各个行业受到广泛欢迎，在使用方面，也是越来越受到重视。但由于它是集强、弱电于一体，数字技术控制机械制造的一体化设备，一旦系统的某些部分出现故障，就势必使机床停机，影响生产，所以如何正确维护设备和出现故障时能及时抢修就是保障生产正常进行的关键。
1.数控机床的维护
对于数控机床来说，合理的日常维护措施，可以有效的预防和降低数控机床的故障发生几率。
首先，针对每一台机床的具体性能和加工对象制定操作规程建立工作、故障、维修档案是很重要的。包括保养内容以及功能器件和元件的保养周期。
其次，在一般的工作车间的空气中都含有油雾、灰尘甚至金属粉末之类的污染物，一旦他们落在数控系统内的印制线路或电子器件上，很容易引起元器件之间绝缘电阻下降，甚至倒是元器件及印制线路受到损坏。所以除非是需要进行必要的调整及维修，一般情况下不允许随便开启柜门，更不允许在使用过程中敞开柜门。
另外，对数控系统的电网电压要实行时时监控，一旦发现超出正常的工作电压，就会造成系统不能正常工作，甚至会引起数控系统内部电子部件的损坏。所以配电系统在设备不具备自动检测保护的情况下要有专人负责监视，以及尽量的改善配电系统的稳定作业。
当然很重要的一点是数控机床采用直流进给伺服驱动和直流主轴伺服驱动的，要注意将电刷从直流电动机中取出来，以免由于化学腐蚀作用，是换向器表面腐蚀，造成换向性能受损，致使整台电动机损坏。这是非常严重也容易引起的故障。
2.数控机床一般的故障诊断分析
2.1检查
在设备无法正常工作的情况下，首先要判断故障出现的具置和产生的原因，我们可以目测故障板，仔细检查有无由于电流过大造成的保险丝熔断，元器件的烧焦烟熏，有无杂物断路现象，造成板子的过流、过压、短路。观察阻容、半导体器件的管脚有无断脚、虚焊等，以此可发现一些较为明显的故障，缩小检修范围，判断故障产生的原因。
2.2系统自诊断
数控系统的自诊断功能随时监视数控系统的工作状态。一旦发生异常情况，立即在CRT上显示报警信息或用发光二级管指示故障的大致起因，这是维修中最有效的一种方法。近年来随着技术的发展，兴起了新的接口诊断技术，JTAG边界扫描，该规范提供了有效地检测引线间隔致密的电路板上零件的能力，进一步完善了系统的自我诊断能力。
2.3功能程序测试法
功能程序测试法就是将数控系统的常用功能和特殊功能用手工编程或自动变成的方法，编制成一个功能测试程序，送人数控系统，然后让数控系统运行这个测试程序，借以检查机床执行这些功能的准确定和可靠性，进而判断出故障发生的可能原因。
2.4接口信号检查
通过用可编程序控制器在线检查机床控制系统的接回信号，并与接口手册正确信号相对比，也可以查出相应的故障点。
2.5诊断备件替换法
随着现代技术的发展，电路的集成规模越来越大技术也越来越复杂，按常规方法，很难把故障定位到一个很小的区域，而一旦系统发生故障，为了缩短停机时间，在没有诊断备件的情况下可以采用相同或相容的模块对故障模块进行替换检查，对于现代数控的维修，越来越多的情况采用这种方法进行诊断，然后用备件替换损坏模块，使系统正常工作，尽最大可能缩短故障停机时间。
上述诊断方法，在实际应用时并无严格的界限，可能用一种方法就能排除故障，也可能需要多种方法同时进行。最主要的是根据诊断的结果间接或直接的找到问题的关键，或维修或替换尽快的恢复生产。3数控机床故障诊断实例
由于数控机床的驱动部分是强弱电一体的，是最容易发生问题的。因此将驱动部分作简单介绍：驱动部分包括主轴驱动器和伺服驱动器，有电源模块和驱动模块两部分组成，电源模块是将三相交流电有变压器升压为高压直流，而驱动部分实际上是个逆变换，将高压支流转换为三相交流，并驱动伺服电机，完成个伺服轴的运动和主轴的运转。因此这部分最容易出故障。以CJK6136数控机床和802S数控系统的故障现象为例，主要分析一下控制电路与机械传动接口的故障维修。
如在数控机床在加工过程中，主轴有时能回参考点有时不能。在数控操作面板上，主轴转速显示时有时无，主轴运转正常。分析出现的故障原因得该机床采用变频调速，其转速信号是有编码器提供，所以可排除编码器损坏的可能，否则根本就无法传递转速信号了。只能是编码器与其连接单元出现问题。两方面考虑，一是可能和数控系统连接的ECU连接松动，二是可能可和主轴的机械连接出现问题。由此可以着手解决问题了。首先检查编码器与ECU的连接。若不存在问题，就卸下编码器检查主传动与编码器的连接键是否脱离键槽，结果发现就是这个问题。修复并重新安装就解决了问题。
数控机床故障产生的原因是多种多样的，有机械问题、数控系统的问题、传感元件的问题、驱动元件的问题、强电部分的问题、线路连接的问题等。在检修过程中，要分析故障产生的可能原因和范围，然后逐步排除，直到找出故障点，切勿盲目的乱动，否则，不但不能解决问题。还可能使故障范围进一步扩大。总之，在面对数控机床故障和维修问题时，首先要防患于未燃，不能在数控机床出现问题后才去解决问题，要做好日常的维护工作和了解机床本身的结构和工作原理，这样才能做到有的放矢。
参考文献
[1]陈蕾、谈峰，浅析数控机床维护维修的一般方法［J］，机修用造，2004（10）
[2]邱先念，数控机床故障诊断及维修[J]，设备管理与维修，2003（01）
[3]王超，数控机床的电器故障诊断及维修[J]，芜湖职业技术学院学报，2003（02）
[4]王刚，数控机床维修几例[J]，机械工人冷加工，2005（03）
