时间：2023-10-08 15:44:22
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篇数控机床控制原理，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。
关键词：PLC；数控机床；故障诊断；诊断方法
中图分类号：TG659 文献标识码：A
数控机床PLC总体上可分为两类：一类是综合设计PLC与CNC装置的产品，PLC含在CNC的装置内，装置间的信号传递通过CNC本身的接口来完成，因此称为内装型，或者集成型。另一类则是利用专业厂家生产的PLC产品来单独完成数控机床的控制功能，可独立完成CNC系统需求的任务，因此称为独立型，或者外装型。
PLC在数控机床上起着连接机床侧与数控装置的桥梁作用。一方面，PLC接受CNC处理经过译码、输出等处理后，送到机床侧，机床完成相应的操作，控制机床的运行；另一方面，PLC可接受机床侧的逻辑信号，对于数控系统进行信息的反馈。
数控机床已广泛应用在模具加工行业之中。在其使用的过程中，数控机床会出现较为常见的故障。数控机床的故障可分为机床侧故障和控制系统故障，由于科学的发展使控制系统的可靠性越来越高，系统故障率也越来越低，因此，常见的故障大部分是机床侧故障。数控机床侧故障，是指机床的非控制系统出现故障，包括机械、液压、检测开关、强电等一系列问题，可分为主机故障和辅助装置故障。利用PLC进行机床侧故障诊断的准确性和效率较高。
当数控机床出现PLC故障时，一般有三种形式：一是CNC故障报警；二是提示CNC故障显示但不反映故障的真正原因；三是没有任何提示。对于后面得两种情况，我们可以根据PLC的输入、输出信息来分析和判断故障的原因，这是解决数控机床故障的基本方法。本文通过实例，总结了一些有效的数控机床PLC故障诊断的方法。
1 数控机床PLC 故障的显示情况
1.1 故障报警并且直接找到故障原因
数控机床发生故障报警，并且能直接找到故障的发生原因，这种能够根据报警信息直接查找到故障的数控机床，要求CNC与PLC之间的信息传递功能非常强大，CNC有非常充分完善的检测功能。因此，软件和硬件系统需要非常复杂复杂，机床的造价要求较高。
随着科技的发展，机床的数控系统功能正在日益完善，尤其是自诊技术的发展进程加快。越来越多的数控机床已经具有这种故障诊断报警功能。对于数控维修人员来说，机床的故障诊断与维修变得简单起来。
1.2 产生故障显示但不反映故障的原因
一般而言，数控机床的自身故障诊断功能还不是很完善。出现故障时，CNC的报警信息只能大概地指出故障部位，甚至会发生CNC报警信息的显示的内容与报警部位毫无关系的情况。这种情况可能会误导维修人员的思路。因此，维修人员需要根据自己的经验和数控机床的具体情况来进行综合分析判断，才能快速找出故障的真正原因。
1.3 出现故障没有任何显示
由于数控系统没有故障方面的检测，CNC不会做出任何提示显示，维修人员只能根据数控机床的故障现象进行综合理论分析和判断。当涉及线路板维修时，由于没有技术图纸，有时需要自己绘制草图，维修难度较大。
2 数控机床PLC 故障的信号输入、输出情况
数控机床的部分故障可根据故障的现象、机床的电气原理图，以及查看PLC相关的输入、输出状态来诊断。现在较多数控系统都有PLC输入、输出状态显示功能。利用这些功能，可在线观察PLC输入和输出的瞬时状态，对于诊断数控机床的故障非常有用。
2.1 输入信号的故障
PLC主要完成顺序控制，在PLC状态中，观察所需的输入开关量是否正确。当没有信号输入，则逻辑条件不满足，PLC也就不能执行下一个动作。这时可根据PLC的梯形图来分析输入信号无效的具体原因，检查由输出开关量直接控制的接触器或继电器是否动作，进行故障的进一步分析，直到找到故障产生的原因。
2.2 输出信号的故障
输出信号主要是控制元件或执行元件故障，一般情况下，经常出现有机械动作的零件损坏的现象，例如接机械磨损导致阻力增加，触器触头机构的不灵活导致的触点接触不良，传动器件移动不到位，电磁阀体内有异物导致的阀芯堵塞等。若执行机构出现了故障，造成控制的下一个动作输入条件得不到满足，顺序控制就不能正常进行。
3 数控机床PLC 故障诊断方法
3.1 根据控制对象的工作原理进行故障诊断
数控机床的PLC程序，是按照控制对象的工作原理设计的。通过结合PLC的I/O状态对控制对象工作原理进行分析，是诊断故障很有效的方法。
3.2 根据报警号进行故障诊断
现代的数控系统具有丰富的自身诊断功能，一般都可以在显示器上显示出故障的报警信息，为维修人员提供充分的各种状态信息，帮助维修人员迅速排除故障。
3.3 根据动态跟踪梯形图进行故障诊断
当PLC发生故障时，查看输入、输出及标志状态均处于正常水平。此时必须通过PLC的动态跟踪，跟踪输入输出标志状态的瞬间变化，根据PLC动作原理作出诊断。
3.4 根据PLC 梯形图进行故障诊断
根据PLC的梯形图来分析和诊断故障，是解决数控机床故障的基本方法。采用这种方法来诊断机床故障，首先应该查清机床的工作原理、联锁关系和动作顺序，利用CNC系统的自诊断功能，根据PLC梯形图查看相关的输入、输出及标志位的状态，以确定故障原因。
3.5 根据PLC的I/O状态进行故障诊断
在数控机床中输入输出信号的传递通过PLC的I/O接口来实现。因此，一些故障可能会在PLC的I/O接口上反映出来。通过查询PLC的I/O接口状态即可找出故障原因。
3.6 根据动作顺序进行故障诊断
在数控机床上，刀具。器械及托盘等装置的自动交换动作都是按一定顺序来完成的。因此，细致地观察机械装置的运动过程，比较故障时的情况和正常时的情况，就能够发现疑点并且诊断出故障原因。
综上所述，在数控机床中，采用PLC完成机床侧的顺序控制。因此，利用PLC梯形图的动态显示功能或数控系统的PLC状态显示功能来进行故障诊断与排除是非常便利的。
参考文献
[1龚仲华.数控机床故障诊断与维修500例[M].机械工业出版社，2004.
[2]夏庆观.数控机床故障诊断与维修[M].高等教育出版社，2002.
[3]荣维芝.数控原理与维修技术[M].机械工业出版社，2004.
关键词：说课；高职；数控机床控制技术；教学
一、引 言
“说课”是教师从教育理论和教学实践相结合的高度与同行和专家作交流的一种科研活动形式，它不仅要说“教什么”、“怎么教”，更要说“为什么这样教”。笔者参加过多种场合展示的高职说课观摩，发现有的说课没能说明设计的理论依据，仅是叙述教学的过程；有的没能把过程和依据整合在一起，理论与实践两张皮。笔者在多年的高职教学过程中也发现，《数控机床控制技术》课程的教学效果不尽人意，主要是受传统教学思想与教学模式的影响，加上这门技术课程本身的特点所致。
对于高职教育，笔者认为教育工作者要树立“高职教育要为社会实践服务，要实现学校与企业的零对接”，把“需要工作的人，变成工作需要的人。”的教育教学理念。下面以“说课”的形式谈谈自己对高职《数控机床控制技术》课程所进行的建设、改革及教学设计的理念与做法等，以期为同行进行高职说课提供参考模板，并对高职《数控机床》课程教学提供一些参考。
二、课程整体设计
本课程是数控技术专业的一门专业核心课程，我校在第三学期开设，计划课时90学时。首先从课程定位、课程设计、内容选取、内容组织四个方面阐述这门课程的整体设计。
1.课程定位（主要回答“这是一门怎样的课程，为什么要教这门课程”）。从数控技术专业课程体系看：我校数控专业面向的岗位为6个，通过对这6个岗位的典型工作任务分析得出4项专业核心能力，每项能力都有相应的专业核心课程支撑，《数控机床电气控制》是一门支撑“数控机床装调与维修能力”的专业核心课程。
在数控技术人才培养目标中，本课程的主要任务是介绍数控机床的电气控制原理与数控系统的应用，实现相关的知识目标、技能目标、态度目标。知识目标为熟悉数控机床机械部件、常用检测装置的结构与工作原理，掌握CNC系统硬件和软件的组成、特点、功能、结构，掌握步进、交直流伺服驱动装置的结构与工作原理，掌握机床参数及PLC在数控机床控制中的作用。技能目标为会正确使用和熟练操作各类数控机床：能识读数控机床连接图和电气控制图，能识别数控机床的主要结构与电器元件，能正确分析数控机床各个功能的实现原理，能熟练查阅机床说明书和相关文件。态度目标为培养良好的行为习惯和职业道德：培养学生的沟通能力和团队协作精神；培养学生工作、学习的主动性；培养学生的创新能力；培养学生爱岗敬业的工作作风；培养学生表达能力；培养学生自我发展能力；培养学生效率观念；培养学生的安全意识与环保意识。
图1 我院数控技术专业课程体系
与相关课程的衔接：在修本课程前需要有电工电子基础、机械基础、PLC基础和数控机床操作基础，本课程为后续的《数控机床故障诊断与维修》课程起支撑作用。
2.课程设计（主要回答“怎么教这门课程”）。本课程是基于工作过程的设计理念：根据职业能力确定教学目标，根据工作任务整合教学内容，根据工作岗位设计教学情境，根据工作流程设计教学过程，根据职业标准设计评价标准。
具体的设计思路是：针对课程所面向的岗位进行企业调研，调研分析后确定岗位所需的职业能力与职业素养，再按照职业成长规律与学习规律确定课程的学习目标与内容。
本课程所面向的岗位是数控机床装调维修员岗位和数控设备的销售与售后服务岗位，本课程所支撑的就是这两个岗位所需的部分职业能力和职业素养。
3.课程内容选取（主要回答“这门课程教什么”）。根据数控行业的发展需求和职业岗位所需要的知识能力素质要求，打破传统学科体系课程内容结构，解构本专业原设的《数控原理》、《电气控制》等课程，按照“行动导向”的认知规律，以情境教学的形式，对课程进行重构。教学内容的选取以实际数控机床设备或机床配件为载体。
本课程根据数控机床装调工作设计了6个学习情境，即认识数控机床，数据机床结构，数控系统，数控机床检测装置，数据机床伺服系统，数据机床电气控制系统；每个情境选取数控机床设备为载体。
4.课程内容组织与安排（主要回答“怎么教这门课程”）。课程内容组织原则是课程内容与职业标准相结合，以数控机床安装调试的工作过程序化教学内容，载体选取突出服务面向的行业特色，载体及时更新，吸纳新知识、新技术、新标准。根据这个原则我们将课程内容分到6个学习情境中，选取典型的载体以29个学习性工作任务驱动，计划总课时是90学时。
三、教学实施
1.教学组织。教学组织过程中坚持学生主体、教师主导的原则，根据课程单元内容的难易程度与特点分别选用导向性、自主性、工作情境实战性教学模式。
2.教学方法与手段。在教学手段上充分利用学院教学资源，突出实践体验，采用“理实一体化”的形式，将教、学、做在一个综合职业环境下完成。本课程常用的教学方法有：项目教学法、任务驱动教学法、仿真教学法、现场教学法、小组讨论教学法。
3.教学资源。为保证以上教学方法与教学手段的实施，本课程的实训项目条件有理实一体化专用多媒体教室、数控机床操作与结构仿真机房、数控原理与数控维修实训室、数控机床操作与装调实训车间。
【关键词】数控技术；教学；实验；方法；考核
一、结合课程教学内容，明确实验教学目标
数控技术课程内容通常以数控机床为中心进行展开。数控机床作为典型的机电一体化产品，总体包含机械系统、电气控制系统两大部分，即分别为被控对象和控制系统两部分。按照控制理论的基本思想，数控机床控制系统又可以分为输入系统、控制系统、驱动系统、执行系统和检测系统等五大部分。数控技术课程内容按照程序编制、插补算法与CNC系统、驱动放大电路、伺服电机、检测装置等部分进行设置即采用了这一分类方法。从数控技术课程内容的规划中可以明确，数控技术实验教学目标应该包含对数控机床控制思想的总体认识、对数控机床操作的实践技能培养和对数控技术原理的基本认识，从而通过实践教学实现对课堂理论教学内容的深化理解。
二、根据实验条件，确定实验教学内容及教学方法
目前的数控技术实验教学中大多只注重数控编程部分的实践，而数控技术作为一门专业方向课程，可以供学生选择的方向除了数控加工技术外还应包含数字控制技术。因此，实验内容的选择不应只局限于编程，还应注重于机床的数字控制原理，该部分内容几乎涉及到除数控编程外的所有数控技术课堂教学内容。
数控实验室现有数控车床、数控铣床、立式加工中心、数控线切割、数控电火花、宇龙仿真软件及机电一体化实验台等设备，每个学校的设备虽然不同，但都属于典型的机电一体化产品，具有相同的控制思想。因此，在数控编程课堂教学内容开始前，进行的数控机床基本操作实验中，首先通过各个机床的加工演示和讲解，让学生对机床的结构组成、工作原理、控制思想、操作方法进行初步认识，加深对数控机床原理的理解。然后，以数控机床的基本操作为重点，通过对机床操作面板的使用，让学生熟悉机床的基本操作方法。最后，通过简单实例，从零件图、程序组成结构、程序输入、调用、材料装夹、对刀、模拟、加工，介绍数控编程加工的总体实现过程。在数控编程课程结束后进行的数控机床编程加工实验中，由教师给定题目或学生自拟的方式，根据零件图纸，学生通过仿真软件编制程序，最后经教师审核后在机床上加工。
在课堂教学后期进行的数控机床控制原理实验中，首先通过机电一体化实验台，演示对数控机床工作台的控制，介绍机床控制系统中的PLC、继电器、接触器、环形分配器、驱动器等关键部件，然后，通过结合机床操作面板、控制程序让学生观察电气控制柜和数控系统软件界面中的PLC输入输出信号的变化，让学生理解数控机床中信息的传递与驱动、反馈控制原理。
三、做好实验准备，提高实验效率
数控机床是一种高技术含量、高精度、高性能的设备，设备造价比较高，受客观因素的影响，实验设备少，学生人数多，要使学生在短时间的实验教学课时限制下尽可能多的理解和掌握数控机床编程及其技术原理的众多知识，实验前的准备工作极为重要。开学后，实验教师应与理论课教师充分沟通，协调一致，制定好理论教学与实验教学的教学计划；实验课程开始前，实验教师应充分了解学生的理论课程进展情况，从而根据学生实际情况，制定实验教学方案，并事先准备好刀具、材料、程序，并试运行，防止因疏忽造成实验过程中的时间浪费。数控技术涉及理论广泛，学生的疑问也较多，因此，实验教师要不断提高自身理论知识，充分理解实验中涉及到的理论原理，明确实验过程，从而使整个实验过程系统化，并能及时准确、简洁明了的解答学生的提问，从而提高实验效率。
四、注重知识应用，提升综合素质
单一的数控机床编程操作实验，简单的通过加工演示、简单实例，很难达到对学生综合实践能力的锻炼，因此，应有针对性地开发综合类的实验项目。如：利用加工中心，设置刀具长度补偿和半径补偿，采用多种刀具完成零件的钻孔、平面轮廓铣削加工、圆及圆弧等的加工；利用数控车床多刀加工，完成回转零件的内外圆柱面、端面、切槽、螺纹的加工；通过对操作面板的操作，观察数控系统PLC状态图的变化，结合电气控制柜中的继电器、接触器的动作，绘制机床的电气控制原理图；通过机电一体化实验台，编制PLC梯形图，实现对机床工作台的运动控制；采用自动编程软件，完成零件的自动编程。与此同时，鼓励学生在掌握基础知识的情况下，根据实验室条件，结合自身兴趣和方向、科研经验，自主设计实验内容，或在教师指导下参与共同设计新的实验，从而充分调动学生的积极性和主动性。
五、完善实验考核方式
数控技术课程作为一门专业方向课，相比于大多数课程，实践应用能力更为重要，因此，应加大实验内容所占比重。考核形式采用基本理论、软件仿真、基本操作、综合实践四个方面进行考核。其中基本理论涉及机床结构、控制原理、程序代码等；软件仿真涉及材料、刀具、工艺及程序等；基本操作包括图纸、编程、对刀、加工等实践操作；综合实践由教师拟定综合实例，由学生选题或自主选择工程科研实际问题，拟定加工工艺完成操作加工。
六、结语
实践是创新的源泉，学生通过动手实践，加深对理论的理解，从而更好的实现知识的应用，进而实现对知识的综合和创新思维的产生。数控技术课程实验是学生通过实践理解和深化认识数控技术理论的关键，同时也是对知识综合应用能力培养的关键。数控技术实验课程的特点，要求教师要在教学过程中不断总结和完善，丰富教学手段和教学方法，优化教学内容，提升自身理论与实践能力，从而确保教学效果。
参考文献：
[1]孙晓燕. 数控技术应用专业教学方法改革初探[J]. 吉林省教育学院学报（上旬），2014，02：100-101.
[2]葛云立. 关于数控技术应用专业一体化教学改革的思考[J]. 职业，2014，03：46.
[3]贾颖. 关于提高数控技术教学质量的几点建议[J]. 职业教育（中旬刊），2013，06：66-68.
关键词：数控机床；故障诊断；维修
0引言
数控机床当中的任何系统或部件有问题，都可能会导致整个机床发生故障，因此在故障诊断过程中，维修人员应当综合考量并分析数控系统、机械主体以及相关部件等内容，展开对应的检查以及分析，从而进一步确定故障产生的具体原因以及具置，采取具有针对性的措施和方法使故障得以清除，进一步确保数控机床运作的稳定性。另外，经常进行数控机床的维护和包养，不但能够使故障得以降低，还能够使机床使用效率得以提升，避免故障在生产活动方面的影响。
1数控机床故障诊断技术
（1）直观法。数控机床出现故障的情况下应用最为普遍的一种诊断方法是直观法。其重点根据数控机床存在的不正常情况、现象等来诊断机床故障，像是能够借助直观性的检查对机床部件的脱落、松动、磨损等进行把握；倘若发生故障的情况下存在烧焦味，那么维修工作者就能够重点检查数控机床的一系列保护性开关、电阻、线路等。除此之外，还能够借助直接的体会与接触断定数控机床一系列设施的运行温度是不是存在异常。
（2）调整参数法。数控机床改变的参数会影响到机床的整体性能，因此，在检查数控机床故障的时候，断定机床故障的关键根据是数控机床改变的参数。因为对数控系统来讲，设置的参数体现着决定性的影响，所以能够在设置参数的基础上调整系统的工作。为此，在出现故障的情况下，维修工作者能够调整参数，从而排除和诊断故障。
（3）测试功能程序和诊断报警信息法。因为数控机床通常都具备自我诊断程序，所以借助直观法难以锁定的数控机床故障，诊断故障就能够有效地借助数控机床的自我诊断程序。维修工作者仅仅需要将相应的功能测试程序输入数控系统当中就行，进而把握数控机床的工作程序，进而明确形成故障的原因。此外，机床的自我诊断功能通常涵盖机械工作现状信息的显示功能，在出现故障的情况下，故障报警信息会在出现在显示中，维修工作者借助这一系列的信息就能够明确出现故障的现状。
（4）替换部件诊断法。针对工作当中的数控机床，倘若某个部件存在的问题会发生机床故障，维修工作者在不清楚哪一部分存在问题的时候，能够更换新部件进行检查，以明确是不是因为损坏的部件导致的故障。
（5）分析原理法。分析原理法指的是立足于数控的运行原理，进而断定与分析故障的一种方法，重点是分析特征指数与逻辑电平进行分析，从而断定故障。这种诊断故障的方法需要维修工作者的技术能力较强，维修工作者不但应全面、深入地把握数控机床的工作原理，而且还应当明确一系列部件的运行原理，这样才可以准确地分析和定位故障。通常来讲，能够划分数控机床的故障为数控系统故障与机械故障。在诊断机床故障之后，应当维修数控机床，这就需要把握这两种故障的维修特点。从整体上来讲，维修机械故障通常坚持先简后精的原则，先是借助直观性的观察推断故障的大置和范围，简单地维修之后再确认故障，最后确定科学的维修方案来精密维修故障，最终处理故障，确保数控机床工作的顺利进行。针对机械故障，数控系统故障较为复杂。由于系统故障牵涉到电气、液压、气动等，所以需要深入和仔细地检查，通常的维修原则是先易后难、先一般后特殊、先外后内。
2数控机床故障维修技术
（1）复位系统和初始化法。如此的维修方法重点是应对数控机床系统程序造成的故障，机床常常由于一瞬间的故障与系统编程而终止工作。故障信息提示也会出现在故障报警系统。鉴于此，能够强行断开电源，然后开电源复位键，以观察机床是不是可以顺利工作。复位故障报警系统一般会用在系统存储压力小或者是线路接触不好等导致的故障报警。在复位系统与初始化之前务必备份系统的数据，进而方便初始化操作难以排除故障之后再深入地诊断与分析机床的硬件。
（2）微调参数法。在重新设置系统参数之后，如果难以排除数控机床的故障，那么就需要微调参数来优化数控机床的参数。由于机床与其它电气的系统间是不是实现了最为理想的控制会严重地影响数控机床的整体工作效率，而微调参数能够实现最为理想的系统之间控制标准。
（3）设置参数法。因为是不是正确地设置参数会从很大程度上影响数控机床的顺利工作，设置的参数存在一点小错误会失去机床的一些功能，这不利于机床整体性能的提升，或者是导致机床的停止工作。鉴于此，借助机床系统的迅速搜索功能，分析和比较有关的参数，探究出现故障的原因，校对与设置参数，最终恢复数控机床的顺利运行。
（4）替换更新模块法。替换更新模块法常常能够迅速而简单地维修机床故障，因此在维修数控机床的时候广泛地应用这种方法。如此的维修方法仅仅需要替换或者是更新故障形成的系统模块，且重新对有关的参数进行设置，就可以有效地排除故障，从而使机床顺利工作。
（5）增强数控机床的抗干扰性能。倘若工作过程中的数控机床受到较强的干扰，那么会影响机床的顺利工作。为此，针对因电源开关导致的故障，就能够应用接地的方式，以使数控机床受到的高频影响减少，从而排除故障。除此之外，为了使机床的抗干扰性能增强，也能够增强电源的负载能力与确保电源电压的稳定。
3结论
总之，数控机床故障的诊断与维修复杂多变的，同时也是最重要的，故障的处理要与实践生产为根据，找到故障多样化的原因，具体问题具体分析，诊断和维修的过程要遵循以上原则，采取对应的诊断和维修的对策。
参考文献：
[1]王春霞，董学文，冯莉.数控车床架故障故障树定性分析[J].科技信息，2014，04（29）.
[2]张根保，柳剑.数控机床可靠性概述[J].制造技术与机床，2014，07（22）.
【关键词】数控加工技术;加工程序;电气控制;教学策略
引言
在机械加工及制造行业中，数控加工技术发展尤为迅速，已成为制造行业实现集成化与自动化生产的基础及关键。随着数控技术的广泛应用，以及教育体制的不断改革，对技术人才的需求逐渐增加，因此，培养数控加工技术人才是高职院校顺应市场和社会发展需求的必然选择。就机械设计专业来看，数控加工技术的教学内容包括确定数控机床加工工艺以及编制加工程序、数控机床的机械构造、数控机床的电气控制以及PLC使用这三个方面。在实际数控加工技术教学过程中，教师应做好这三方面教学内容的选择工作，并采取行之有效的教学策略。
1.确定数控机床加工工艺以及编制加工程序的教学策略
本部分教学内容的主要目的便是让学生对数控机床的操作方法、加工工艺，以及加工程序的编制等有一个基本的掌握[1]。教师在教授此部分的内容时，可分为以下几个层次：第一层次对数控机床的操作及加工程序的编制等方法进行了解;第二层次对数控机床的操作方法及常用的加工程序的编制有一个基本的掌握;第三层次则是对数控机床操作、加工工艺制定及加工程序编制进行熟练掌握。
在此部分内容的实际教学过程中，应当应用理论与实践相结合的教学方法，研究显示此种教学方法可起到非常显著的效果，但对数控技术教学的条件提出较高的要求。理论与实践一体化的教学方式充分打破了传统理论与实践课程之间的界限，实现了理论与实践教学、技能考核的有机融合。在教学过程中，教师可将实训车间或数控仿真机房作为教学场所，在此种教学环境中，教师与学生互动良好，且紧密结合了专业理论学习与实践操作。就教学条件进行分析，当采用一个教师指导的学生人数应控制在15个以内，同时还应将理论教学场地安排在实训现场。如学校难以满足相应的要求，应当以班级为单位开展理论方面的教学，在分组进行实践教学。
2.数控机床机械构造方面的教学策略
对于这部分教学内容，可以分成两个层次进行，第一层次对数控机床机械构造及其工作原理进行掌握，第二层次则在掌握机械构造与工作原理的基础上，进一步掌握数控机床的设计方法。在教授此部分教学内容时，教师应当采取理论教学为主，并辅以实践操作的教学策略。
在此部分教学过程中，教师可合理利用多媒体教学方法，有机结合图像、声音及动画，将数控机床的内部结构、动态特性等不易观察的内容展现给学生，并辅以图像、声音及动态仿真，以文字的形式对教学中的难点与重点进行说明与剖析。通过采用多媒体这一形式新颖的教学手段，在明确教学意图，突出主题的基础上，帮助学生对数控机床的构造与工作原理进行了解，从而促进其数控技术开发应用能力的提高。
3.数控机床的电气控制以及PLC使用的教学策略
本部分的学内容分为以下三个层次，第一层次对数控机床的电气控制以及PLC工作原理进行了解;第二层次对电气控制以及PLC工作原理进行掌握;第三层次则对数控机床的电器控制，以及PLC的工作原理与使用方法进行充分掌握。在教授此部分教学内容时，教师应当采取理论教学为主，并辅以实践操作的教学策略。
在数控机床中，其电器控制包括PLC、中间继电器、伺服电机、伺服单元、交流接触器等部件。机电专业学生不需要设计这些部件，但必须掌握这些部件的使用方法[2]。在数控技术课程中，电气部分为教学的重点与难点，师生应对此部分的教学目标进行明确把握。教师在教学过程中，应根据数控加工技术课程中，理论教学紧密结合实践教学的特点，充分摆脱传统教师一味讲解，学生被动接受的单一课堂教学模式，通过引导学生主动参与，采取启发式的教学方法，在完成教学目标的同时，锻炼学生的创造思维能力，使学生积极参与到思维运动中去。教师应对实践教学环节充分把握好，尽可能将学生学习兴趣激发出来。
4.结语
综上所述，数控加工技术课程融合了机械、计算机、控制等多个领域的优秀成果，为多学科交叉的产物。教师在制定教学策略时，应把握好学生对数控技术相关内容的掌握程度。倘若教师未能进行有效的把握，那么就极易导致学生学习负担过重的后果，难以达到理想的教学效果。目前，数控加工技术的应用在不断的扩大，对高职院校的数控加工技术专业的要求越来越高。在数控加工技术课程的教学中，教师采取科学合理的教学策略，将理论教学和实践相互融合，使得学生学习好每个层次的教学内容，熟练掌握数控加工技能，从而有效的提高教学质量，为社会和企业提供更多的技术型人才。
参考文献
【关键词】机械加工 数控技术 探究
数控机床在加工过程中，编程和计算过程都会对加工质量产生重要的影响。数控机床在编程的时候，细节很重要，很小的误差都会产生很大的偏差。一旦产生了误差，就得重新加工，造成了工序和时间的浪费情况。数控机床工艺设计对零件加工过程的合理和准确性都会产生影响，对数控加工的效率和零部件的质量也会产生影响。数控机床加工程序复杂，综合性很强，对加工工艺有很高的要求，所以需要认真研究并且提出增效措施。
1 数控技术的原理
数控机床使用计算机嵌入式系统，能够在计算机上远程控制和定位工作台，还具备了和数控机床匹配的功能模块结构，很大程度上提高了工作的效率。对固定工件进行位置处理，能够保证程序正常运行。使用数控机床的时候，把每个坐标轴移动分量传送到驱动光源中，这样机床的切削运动就可以按照编制的路线进行。使用装置中的插补功能进行数据的记录，控制系统把数据信号传送到控制装置中从而进行管理。中央处理器分析数据信息，让每个部件都可以正常运转，对零件进行精密加工处理。
数控机床使用的是数字信息控制运动过程和机械加工。设定编程程序，让编辑好的程序控制设备。所以数控技术极大的提高了机械加工的设备的灵活性，促进了加工机床的发展。在制造行业中，数控技术已经是加工的主体，数控技术的高低直接关系到产品的质量。
2 数控技术在制造行业应用
2.1 在机床设备中应用
数控机床是现代机电的重要组成，能够有效的提高制造业的工作效率。数控机床的应用改变了原来的零件加工方式，能够使用数字化技术处理零件的加工工艺，使用编程指令，让人工操作得到了取代，提高了加工效率。在机床设备中应用数控技术，能够让生产工序和各项设备有机配合，不再调整机床工作台的位置，能够实现复杂零件的加工。
2.2 在工业中应用
在工业中，主要是将数控技术应用在机械设备生产线上。采用编程方法，把需要的指令输入到了计算机中，然后通过控制计算机实现机械设备远程自动化控制技术，不再使用人工控制。数控技术具有很高的精确度，在保证了加工质量的同时，还能够提高生产效率，人工工作的环境也得到了改善。在工业中应用数控机床能够完成复杂的加工任务，在精度方面也有很好的精确度，在工作效率方面更是比人工操作快速。一旦出现了故障，数控机床的相关传感和检测系统，就能够把故障的相关信息传输到计算中，计算机就会停止机床的工作，能够很好的保护数控机床设备。这样能够很大的节省人力资源，让企业的成本降低。
2.3 在机械加工中应用
我国科学技术发展非常迅速，不进行数控车床技术的更新就不能跟上时展的步伐。很多的机械制造商已经意识到了先进技术的潜力，不断地引进先进的焊件。数控气割技术轻松的解决了单件下料难的问题，在工作的时候，只要保证压缩接触面积均匀，就能够实现很好的密封功能，对于产品的内外环凹凸面加工提供了保证，实现毛坯到成品持续加工。数控技术在机械浮动油封中也得到了很大的应用，能够将数控镗铣床编程和现代机械设备进行结合，通过提前编制好齿形子程序，调整结合角度就可以满足质量的要求。在机械加工中，使用数控车床技术，还能够提高零件焊接的精度，进行密封，能够从毛坯到成品持续加工，很大程度上提高了加工效率。
3 数控机床增效措施
数控机床加工工艺和加工设备中有一些问题，缺乏数控机床加工工艺的知识库和数据库，缺乏加工切削参数，缺乏数字化管理系统和制造系统。数控机床在加工的时候，需要很长的准备时间和等待时间，发生故障之后调试的时间也很长，这些都降低了数控机床的效率。对我国数控机床加工工艺现状进行认真分析之后，研究出了一些增加数控机床效率的方法。
3.1 提高自动化程度
数控技术在发展过程中，会逐渐的提高自动化程度，这是数控技术发展的趋势，也是制造领域的要求。自动化程度加快之后，能够减少加工的时间，提高加工的效率。经过柔性生产线和柔性制造单元以及复合加工技术，能够提高数控技术的自动化和连续性，这样可以有效的降低加工所需要的辅助时间，提高了生产效率。
3.2 优化加工过程
数控车床加工过程还存在一定的缺陷，通过优化生产加工过程，能够减少加工准备时间。在加工中，使用先进配套的管理方式、生产技术、机械零件制造执行系统、刀具自动配送、机械设备管理等，能够增强设备的开动率和完整性，对于数控机床的持续运行和高效管理具有很好的作用。
3.3 优化加工设计和工艺
数控机床加工工艺需要优化，在保证零件质量的前提下，通过减少加工的时间，提高加工的效率。数控机床使用先进的刀具或者是高性能的数控机械机床等，能够仿真模拟数控机床的加工，从而优化控制数控机床程序。优化加工工艺和加工设计，能够提高加工的性能，提高切削效率和主轴的加工效率。
4 总结
机械加工行业直接关系到我国经济水平发展的情况，而数控技术的水平代表着机械加工行业的水平，所以数控机床在国家科学技术等方面都占据着重要的地位。数控机床技术在很多的领域都有很广泛的应用，同时也有一些方面需要提高。数控机床提高自动化程度，优化加工过程和加工工艺，提高加工的零件精准度，都能够有效的提高数控机床的生产效率，降低企业的生产成本，提高制造行业的水平。
参考文献
[1]胡建忠.基于斜置锥台的五轴数控机床加工精度预测技术[J].高技术通讯，2011（12）：52-53.
[2]宋秀峰.浅议数控机床加工技术[J].科技资讯，2013（12）：85-86.
[3]叶军.精密高效电加工关键技术取得重大突破――国家863计划、数控机床重大专项电加工课题实施成果综述[J].电加工与模具，2012（21）：16-18.
一、多轴多刀数控技术的基本技术原理
多轴多刀数控技术的最直接，同时也是最有效的载体是多轴数控加工中心，这个数控加工中心主要包括数控装置、输入装置和伺服装置等。多轴多刀数控技术的基本技术原理是：把数控机床中的数控装置、伺服装置和工艺参数等，转换成数字信息，然后以编成相应的程序代码输入到机床控制系统之中，由控制系统负责处理这些程序代码，最后安装伺服系统的指令完成控制机床各个部件协调的动作，完成各种零部件的加工生产。
二、多轴多刀数控技术的设备
在数控机床产业界来说，在世界范围内，美国、德国和日本等国家在复合加工机床、数控机床与工业机器人、并联机床和数控加工刀具的结合方面的研究成果比较大。其中，德国的DS公司、意大利的COMAU等公司研发的平动机床，等都是当前世界上比较先进的并联机床。
而对于中国的数控机床的发展来说，随着改革开放经济的快速发展，也有了30多年的跌宕起伏的发展史，当前已经进入到了成熟时期。在世纪之处的几年例，中国金属切削机床的产量的粘平均增长率达到了19%左右，而同时期的数控机床的产量更是比同期提高了33个百分点，由此可以看出，数控机床的增长速度要比金属切削机床的增长速度快。
当前，中国还是新兴的数控机床市场国家，其它的国家比如韩国等，以及中国的台湾地区也是新兴的数控机床市场，在这些国家和地区，多轴多刀数控机床的生产方面具备很强的实例，而且市场相当广阔。比如中国的广州数控、北京机床厂、大连机床厂等，以及韩国的斗山数控，在数控系统、多轴多刀数控机床方面均有了技术比较先进的产品，有效满足了所在地区工业生产的需要。但是这些新兴市场国家在高端多轴多刀数控机床研究方面却无法与传统的数控机床技术研究强国相比，比如没有的辛辛那提公司、德国的西门子公司和日本的FANUC公司等。
在1990年，中国的燕山大学研制出了中国的第一台并联机器人实验样机，而七年之后，东北大学研制出中国的第一台平移自由度并联机床样机。一年之后，也就是在1998年，清华大学和天津大学共同研发出并联机床VAMTIY。这些数控机床设备主要以提高加工的精度为主要的设计目标，同时也能够应用于其他的叶片类、大型模具等复杂曲面零件的加工生产，其中，具有自主知识产权的当属大型龙门式五轴联动混联机床。
三、多轴多刀数控机床的程序编制
从形式上来分类，多轴多刀数控技术主要分为三种：第一种是手动编程，第二种是自动编程，第三种是仿真技术。
手动编程。多轴多刀数据编程的缺点是显而易见的，比如编程的速度比较慢、不能用于复杂结构零件的编程、编程的耗时比较长等。不过，应当注意的是，手动编程也具有程序短小、可修改性非常强和可用标准参考方程曲线等优势，比如抛物线、摆线等。该文原载于中国社会科学院文献信息中心主办的《环球市场信息导报》杂志http：//总第539期2014年第07期-----转载须注名来源现阶段，很多多轴多刀的加工手法都是应手动编程来完成的，比如圆周上钻等。下面笔者将通过一个实例来介绍手动编程程序：
#1=60
#2=7
#3=2
#4=2.3398823/180
#5=21
#6=23
While#4LE#3
#7=360/#6*[#4-7]*#2
#8 = #2* COS（ #4）#11 = #2* SIN（ #4）
G88G89G90X[#18]Y[#8]Z[#6]R[#7]F300
#5= #5+ 1
ENDW
G120
G91G28Z1
M15
M30
自动编程。通过上文中的分析，我们知道手动编程具有容易出错、不适用于复杂零件编程的缺点，而且编程的工作量也比较大，但是应用了计算机技术的自动编程，由于具有编程速度快等优势，受到业界的广泛欢迎。当前，越来越多的企业认识到，自动编程技术具有高精度、该效率等特点，不仅可以应用于复杂零件的编程，而且性能也比较高。但是，当前由于技术条件的限制，这种编程技术要想真正发挥其性能，还需要性能优良的CAD/CAM软件。
现阶段，中国国内应用比较广泛的CAD/CAM软件主要包括：Pro/ENGINeer、UG和CATIA软件等。这些软件普遍应用于工作站或者微机平台上。但是这些软件的价格通常比较昂贵，因此在一定程度上限制了该技术的应用和推广。
随着我国经济技术的快速发展，我国的CAD/CAM技术取得了比较大的进步，比如高华CAD等，相比国外的技术软件，这些软件的价格相对来说比较便宜，因此符合我国的基本国情，从而占领了大年的大部分市场份额。由此我们也可以看出，我国在这方面的发展，无论从技术研究水平，还是从市场推广方面来说，都与西方发达国家有着不小的差距。
国外的CAD/CAM技术软件出现的时间比较早，而且研发和利用的时间相对来说比较长，比如UG等公司都是CAM行业的领军企业，生产的都是世界范围内的顶级差异，可高效仿真刀具和机床的运动。当前，这些公司的产品在我国已经占领了一部分的市场份额。因此，无论从技术研发角度，还是从市场开发层面看，我国的CAD/CAM软件的前景都不是特别的乐观，特别是在五轴数控机床研究方面，中国的企业做的还不是很好，存在不少的问题和缺陷等。
自动仿真技术。数控加工生产中的仿真技术是利用计算机软件来模拟数控加工生产的过程，然后把加工过程和结构通过数字、图形和图表等方式展示出来，通过计算机展示出来，从而为人们的判断、验证和控制加工过程提供合理的方法。现阶段，数控加工仿真技术主要包括两个方面，一是几何仿真技术，二是力学仿真技术。
当前，虽然主流的三维软件均有三维仿真功能，但是由于多轴加工生产具有复杂性的特征，所以无法彻底消除零件与刀具、刀具与工作台等之间的碰撞，其控制方法和技术还有待完善。
多轴多刀数控技术的发展趋势。 多轴多刀数控技术的发展趋势主要表现在以下几个方面：首先，高精度与高速度；其次，高柔性化与复合化；再次，多功能化；第四，智能化；第五，自动仿真技术。通盘考虑干涉、避让检查等约束条件，结合几何仿真与力学仿真技术的自动仿真技术。
100%通过
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+
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形考任务1
一、单项选择题（每小题3分，共66分）
题目1
数控机床指的是（
），对机床的加工过程进行自动控制的一类机床。
选择一项：
d.
装备了
NC或CNC
系统的机床
题目2
（
）属于数控机床的机床本体。
选择一项：
d.
床身
题目3
（
）属于数控机床的反馈装置。
选择一项：
d.
光栅
题目4
（
）属于数控机床的辅助装置。
选择一项：
b.
装置
题目5
（
）属于数控机床的伺服系统。
选择一项：
c.
伺服电机
题目6
（
）是机床实现自动加工的核心。
选择一项：
d.
数控系统
题目7
按照工艺用途分类，数控铣床属于（
）数控机床。
选择一项：
a.
金属切削类
题目8
按照运动轨迹控制分类，加工中心属于（
）。
选择一项：
b.
轮廓控制
题目9
欲加工一条与X轴成60°的直线轮廓，应采用（
）数控机床。
选择一项：
d.
轮廓控制
题目10
全闭环控制数控机床比开环及半闭环控制数控机床（
）。
选择一项：
b.
精度高
题目11
（
）数控机床只有控制信息的前向通道，没有检测装置，不具有反馈环节。结构简单、调试方便、容易维修、成本较低，但其控制精度不高。
选择一项：
a.
开环控制
题目12
数控机床使用反馈装置的作用是为了（
）。
选择一项：
b.
提高机床的定位精度、加工精度
题目13
（
）数控机床的反馈装置安装在数控机床终端移动部件上，其加工精度高，移动速度快，但调试和维修比较复杂，成本高。
选择一项：
b.
全闭环控制
题目14
数控机床全闭环进给伺服系统与半闭环进给伺服系统的主要区别在于（
）。
选择一项：
c.
反馈单元的安装位置
题目15
数控机床按运动轨迹控制分为点位控制数控机床、直线控制数控机床和（
）数控机床。
选择一项：
a.
轮廓控制
题目16
数控机床解决了在普通机床加工中存在的一系列缺点和不足，为（
）的精密复杂零件提供了自动化加工手段。
选择一项：
a.
单件、小批量生产
题目17
数控机床解决了在普通机床加工中存在的一系列缺点和不足，它的特点有加工精度高、（
）、自动化程度高、劳动强度低、生产效率高等。
选择一项：
b.
对加工对象的适应性强
题目18
世界上第一台数控机床是在（
）国研制成功的。
选择一项：
d.
美国
题目19
并联机床是突破传统机床结构的最新一代的数控机床，（
）不是并联机床的优点。
选择一项：
a.
控制简单
题目20
在国内外近年来生产的高速数控机床中，越来越多地采用图1所示（
）。从而把机床主传动链的长度缩短为零，实现了机床的“零传动”。
选择一项：
a.
电主轴
题目21
在采用全数字伺服系统的基础上，采用图2所示（
）直接驱动机床工作台实现“零传动”伺服进给方式。
选择一项：
c.
直线电机
题目22
（
）不是数控机床机械结构的主要特点。
选择一项：
a.
抗振性差
二、判断题（每小题2分共34分）
题目23
数控机床是采用数字控制技术对机床的加工过程进行自动控制的一类机床。
选择一项：
对
题目24
计算机数控系统是由计算机承担数控中的命令发生器和控制器的数控系统。
选择一项：
对
题目25
伺服系统是数控机床的机械结构实体，是用于完成各种切割加工的机械部分。
选择一项：
错
题目26
反馈装置是数控系统和机床本体之间的电传动联系环节。
选择一项：
错
题目27
开环控制系统一般适用于经济型数控机床和旧机床数控化改造。
选择一项：
对
题目28
闭环控制数控机床常采用步进电机为驱动装置的。
选择一项：
错
题目29
采用开环控制系统数控机床的精度高于采用闭环系统的数控机床。
选择一项：
错
题目30
通常一台数控机床的联动轴数一般会大于或等于可控轴数。
选择一项：
错
题目31
可控轴数是指机床数控装置能够控制的坐标数目，即数控机床有几个运动方向采用了数字控制。
选择一项：
对
题目32
联动轴数是指机床数控装置控制各坐标轴协调动作的坐标轴数目。
选择一项：
对
题目33
当改变加工零件时，在数控机床上只要改变加工程序，就可继续加工新零件。
选择一项：
对
题目34
数控机床是为了解决单件、小批量、精度高、形状复杂的零件加工的自动化要求而产生的。
选择一项：
对
题目35
数控机床的使用提高生产效率，经济效益明显，有利于生产管理的现代化。
选择一项：
对
题目36
数控机床正在不断采用最新技术成就，朝着高速化、高精度化、多功能化、智能化、系统化与高可靠性等方向发展。
选择一项：
对
题目37
数字伺服系统指的是伺服系统中的控制信息用数字量来处理。
选择一项：
对
题目38
机械动、静摩擦的非线性不会导致数控机床爬行。
选择一项：
错
题目39
电滚珠丝杆是伺服电动机与滚珠丝杆的集成，采用电滚珠丝杆可以大大简化数控机床的结构。
选择一项：
对
形考任务2
一、单项选择题（每小题2分，共64分）
题目1
经济型数控车床常采用（
），它的优点是加工工艺性好，其刀架水平放置，有利于提高刀架的运动精度，但这种结构床身下部空间小，排屑困难。
选择一项：
b.
水平床身
题目2
车削中心是以（
）为基本体，并在其础上进一步增加动力铣、钻、镗，以及副主轴的功能，以实现多工序复合加工的机床。
选择一项：
a.
全功能型数控车床
题目3
采用经济型数控系统的机床不具有的特点是（
）。
选择一项：
d.
必须采用闭环控制系统
题目4
一般采用开环控制的经济型数控机床没有（
）。
选择一项：
a.
反馈装置
题目5
加工中心按照功能特征分类，可分为
（
）、钻削和复合加工中心。
选择一项：
d.
镗铣
题目6
立式加工中心是指主轴轴线与工作台（
）设置的加工中心，主要适用于加工板类、盘类、模具及小型壳体类复杂零件。
选择一项：
d.
垂直
题目7
卧式加工中心是指主轴轴线与工作台（
）设置的加工中心,主要适用于加工箱体类零件。
选择一项：
a.
平行
题目8
（
）集中了金属切削设备的优势，具备多种工艺手段。有自动换刀装置，能实现工件一次装卡后完成铣、镗、钻、铰、锪、攻螺纹等多道工序或全部工序的加工。
选择一项：
b.
加工中心
题目9
加工中心最突出的特征是是设置有（
）。
选择一项：
b.
自动换刀装置
题目10
加工中心集中了金属切削设备的优势，具备多种工艺手段，能实现工件一次装卡后的铣、镗、钻、铰、锪攻螺纹等综合加工。加工中心最大的特点是有（
）。
选择一项：
a.
自动换刀装置
题目11
图1所示数控车床采用（
）结构，这种布局结构具有机床外形美观，占地面积小，易于排屑和冷却液的排流，便于操作者操作和观察，易于安装上下料机械手，实现全面自动化等特点。
选择一项：
c.
倾斜床身
题目12
数控车床采用（
），加工工艺性好，其刀架水平放置，有利于提高刀架的运动精度，但这种结构床身下部空间小，排屑困难。
选择一项：
c.
水平床身
题目13
以多面孔系加工为主，工序集中且复杂的箱体类零件，一般选用（
）进行加工。
选择一项：
a.
卧式加工中心
题目14
对箱体类，异形类，型腔模具工件，如果加工余量小（精加工），而且以单面孔系加工为主，工序集中的，一般选用（
）进行加工。
选择一项：
d.
立式加工中心
题目15
图3所示加工中心，按主轴在加工时的空间位置进行分类，属于（
）。
选择一项：
b.
立式加工中心
题目16
在数控铣床的运动分配与部件布局中，一般需要对工件的多个侧面进行加工，则主轴应布局成（
）。
选择一项：
a.
卧式
题目17
数控电火花线切割机床加工的特点有（
）。
选择一项：
a.
金属材料的硬度和韧性不影响加工速度
题目18
电火花加工的原理是基于工具和工件(正、负电极)之间脉冲性火花放电时的电蚀现象来蚀除多余的金属，以达到对零件的尺寸、形状及表面质量预定的加工要求。电火花加工最大的局限性是（
）。
选择一项：
b.
只能用于加工金属等导电材料“
题目19
常用数控电火花加工机床的加工局限性（
）。
选择一项：
b.
只能用于加工金属等导电材料
题目20
通常数控电火花加工机床可以加工（
）。
选择一项：
b.
导电材料
题目21
数控电火花线切割机床属于（
）。
选择一项：
b.
放电加工
题目22
（
）是数控机床实现自动加工的核心，是整个数控机床的灵魂所在。
选择一项：
d.
数控系统
题目23
数控系统中的CNC的中文含义是（
）。
选择一项：
a.
计算机数字控制
题目24
CNC是由（
）承担数控中的命令发生器和控制器的数控系统。
选择一项：
c.
计算机
题目25
（
）是数控机床操作人员与数控系统进行信息交换的窗口。
选择一项：
a.
人机界面
题目26
数控系统中的PLC是（
）。
选择一项：
d.
人机界面
题目27
（
）的作用是用来完成数控机床的逻辑控制。
选择一项：
d.
可编程控制器
题目28
数控机床的插补功能，由（
）来完成。
选择一项：
d.
数字控制
题目29
下列功能中，（
）是数控系统目前一般所不具备的。
选择一项：
d.
刀具刃磨功能
题目30
（
）不是数控系统的特点。
选择一项：
d.
不具有通用性
题目31
（
）是数控机床的核心关键部件，特别是对于高档数控机床，它是决定机床装备的性能、功能、可靠性和成本的关键因素。
选择一项：
d.
数控系统
题目32
数控车床的机床本体与普通车床相比，在结构上差别最大的部件是（
）。
选择一项：
d.
进给传动系统
形考任务3
一、单项选择题（每小题2分，共64分）
题目1
经济型数控车床常采用（
），它的优点是加工工艺性好，其刀架水平放置，有利于提高刀架的运动精度，但这种结构床身下部空间小，排屑困难。
选择一项：
b.
水平床身
题目2
车削中心是以（
）为基本体，并在其础上进一步增加动力铣、钻、镗，以及副主轴的功能，以实现多工序复合加工的机床。
选择一项：
a.
全功能型数控车床
题目3
采用经济型数控系统的机床不具有的特点是（
）。
选择一项：
d.
必须采用闭环控制系统
题目4
一般采用开环控制的经济型数控机床没有（
）。
选择一项：
a.
反馈装置
题目5
加工中心按照功能特征分类，可分为
（
）、钻削和复合加工中心。
选择一项：
d.
镗铣
题目6
立式加工中心是指主轴轴线与工作台（
）设置的加工中心，主要适用于加工板类、盘类、模具及小型壳体类复杂零件。
选择一项：
d.
垂直
题目7
卧式加工中心是指主轴轴线与工作台（
）设置的加工中心,主要适用于加工箱体类零件。
选择一项：
a.
平行
题目8
（
）集中了金属切削设备的优势，具备多种工艺手段。有自动换刀装置，能实现工件一次装卡后完成铣、镗、钻、铰、锪、攻螺纹等多道工序或全部工序的加工。
选择一项：
b.
加工中心
题目9
加工中心最突出的特征是是设置有（
）。
选择一项：
b.
自动换刀装置
题目10
加工中心集中了金属切削设备的优势，具备多种工艺手段，能实现工件一次装卡后的铣、镗、钻、铰、锪攻螺纹等综合加工。加工中心最大的特点是有（
）。
选择一项：
a.
自动换刀装置
题目11
图1所示数控车床采用（
）结构，这种布局结构具有机床外形美观，占地面积小，易于排屑和冷却液的排流，便于操作者操作和观察，易于安装上下料机械手，实现全面自动化等特点。
图1
选择一项：
c.
倾斜床身
题目12
数控车床采用（
），加工工艺性好，其刀架水平放置，有利于提高刀架的运动精度，但这种结构床身下部空间小，排屑困难。
图2
选择一项：
c.
水平床身
题目13
以多面孔系加工为主，工序集中且复杂的箱体类零件，一般选用（
）进行加工。
选择一项：
a.
卧式加工中心
题目14
对箱体类，异形类，型腔模具工件，如果加工余量小（精加工），而且以单面孔系加工为主，工序集中的，一般选用（
）进行加工。
选择一项：
d.
立式加工中心
题目15
图3所示加工中心，按主轴在加工时的空间位置进行分类，属于（
）。
选择一项：
b.
立式加工中心
题目16
在数控铣床的运动分配与部件布局中，一般需要对工件的多个侧面进行加工，则主轴应布局成（
）。
选择一项：
a.
卧式
题目17
数控电火花线切割机床加工的特点有（
）。
选择一项：
a.
金属材料的硬度和韧性不影响加工速度
题目18
电火花加工的原理是基于工具和工件(正、负电极)之间脉冲性火花放电时的电蚀现象来蚀除多余的金属，以达到对零件的尺寸、形状及表面质量预定的加工要求。电火花加工最大的局限性是（
）。
选择一项：
b.
只能用于加工金属等导电材料“
题目19
常用数控电火花加工机床的加工局限性（
）。
选择一项：
b.
只能用于加工金属等导电材料
题目20
通常数控电火花加工机床可以加工（
）。
选择一项：
b.
导电材料
题目21
数控电火花线切割机床属于（
）。
选择一项：
b.
放电加工
题目22
（
）是数控机床实现自动加工的核心，是整个数控机床的灵魂所在。
选择一项：
d.
数控系统
题目23
数控系统中的CNC的中文含义是（
）。
选择一项：
a.
计算机数字控制
题目24
CNC是由（
）承担数控中的命令发生器和控制器的数控系统。
选择一项：
c.
计算机
题目25
（
）是数控机床操作人员与数控系统进行信息交换的窗口。
选择一项：
a.
人机界面
题目26
数控系统中的PLC是（
）。
选择一项：
d.
人机界面
题目27
（
）的作用是用来完成数控机床的逻辑控制。
选择一项：
d.
可编程控制器
题目28
数控机床的插补功能，由（
）来完成。
选择一项：
d.
数字控制
题目29
下列功能中，（
）是数控系统目前一般所不具备的。
选择一项：
d.
刀具刃磨功能
题目30
（
）不是数控系统的特点。
选择一项：
d.
不具有通用性
题目31
（
）是数控机床的核心关键部件，特别是对于高档数控机床，它是决定机床装备的性能、功能、可靠性和成本的关键因素。
选择一项：
d.
数控系统
题目32
数控车床的机床本体与普通车床相比，在结构上差别最大的部件是（
）。
选择一项：
d.
进给传动系统
形考任务4
一、单项选择题（每小题4分，共64分）
题目1
（
）检验又称静态精度检验，是综合反映机床关键零部件经组装后的综合几何形状误差。
选择一项：
a.
几何精度
题目2
数控机床精度检验中，（
）的检验是表明所测量的机床各运动部位在数控装置控制下，运动所能达到的精度。
选择一项：
b.
定位精度
题目3
下列（
）检验属于定位精度检验。
选择一项：
d.
直线运动轴机械原点的返回精度
题目4
对加工中心的（
）检验，属于定位精度检验。
选择一项：
b.
回转轴原点的返回精度
题目5
数控机床几何精度检查时首先应该进行（
）。
选择一项：
b.
安装水平的检查与调整
题目6
对数控铣床的（
）检验，属于切削精度检验。
选择一项：
c.
斜线铣削精度
题目7
图1所示（
），可用于数控机床的直线运动定位精度检验。
选择一项：
b.
激光干涉仪
题目8
图2所示（
）的工作原理是将其两端分别安装在机床的主轴与工作台上(或者安装在车床的主轴与刀塔上)，测量两轴插补运动形成的圆形轨迹，并将这一轨迹与标准圆形轨迹进行比较，从而评价机床产生误差的种类和幅值。
选择一项：
c.
球杆仪
题目9
将被测物体置于图3所示（
）的测量空间，可获得被测物体上各测点的坐标位置，根据这些点的空间坐标值，经计算可求出被测的几何尺寸、形状和位置。
选择一项：
b.
三坐标测量机
题目10
数控机床的使用条件有明确的要求，与数控机床的基本使用条件不符的是（
）。
选择一项：
c.
无需保护接地
题目11
在数控生产技术管理中，除对操作、刀具、维修人员的管理外，还应加强对（
）的管理。
选择一项：
a.
编程人员
题目12
按报警号分类，数控系统的报警可分为（
）和用户报警两大类。
选择一项：
a.
系统故障
题目13
数控机床的故障按故障内容分类，可分为（
）和电气故障两大类。
(
选择一项：
b.
机械故障
题目14
数控机床的故障按故障特征分类，可分为（
）和有报警故障两大类。
选择一项：
c.
无报警故障
题目15
数控机床的故障按故障现象分类，可分为（
）和随机性故障两大类。
选择一项：
b.
可重复故障
题目16
数控机床的故障按故障性质分类，可分为（
）和不可恢复性故障两大类。
选择一项：
d.
可恢复性故障
二、判断题（每小题2分共36分）
题目17
数控机床的定位精度是表明所测量的机床各运动部位在数控装置控制下，运动所能达到的精度。
选择一项：
对
题目18
数控机床的几何精度是表明所测量的机床各运动部位在数控装置控制下，运动所能达到的精度。
选择一项：
错
题目19
数控机床的切削精度检验是对机床的几何精度和定位精度在切削加工条件下的一项综合检查。
选择一项：
对
题目20
三坐标测量机作为一种检测仪器，对零件和部件的尺寸、形状及相互位置进行检测。
选择一项：
对
题目21
球杆仪利用机床的两轴联动做圆弧插补，通过分析圆弧的半径变化和弧线的轨迹特征来判断机床的误差元素。
选择一项：
对
题目22
激光干涉仪利用机床的两轴联动做圆弧插补，通过分析圆弧的半径变化和弧线的轨迹特征来判断机床的误差元素。
选择一项：
错
题目23
平均排除故障时间是从出现故障直到故障排除恢复正常为止的平均时间。
选择一项：
对
题目24
伺服电机与丝杠的联轴节松动导致伺服电机与滚珠丝杠之间出现滑动，使得零件报废属于电气故障。
选择一项：
错
题目25
数控机床的故障按故障内容分类，可分为可重复性故障和电气故障。
选择一项：
错
题目26
数控机床能否充分发挥作用，起到应有的经济效益，是与生产管理、技术水平、人员配套、基础元部件的及时供应等有密切关系的。
选择一项：
对
题目27
数控设备的选用只需要考虑其加工精度就可以了。
选择一项：
错
题目28
用数控机床加工时，切削速度越高加工成本越低。
选择一项：
错
题目29
数控机床使用时需要进行保护接地。
选择一项：
对
题目30
数控机床的基础使用条件必须保证稳定的供电电源，有抗干扰措施。
选择一项：
对
题目31
数控机床工作地允许的海拔高度为1000m，当超过这个指标后，不仅伺服驱动系统的输出功率下降，而且影响加工的效果。
选择一项：
对
题目32
数控机床工作的环境温度是没有限制条件的。
选择一项：
错
题目33
加工中心能在一次装夹后实现多表面、多特征、多工位的连续、高效、高精度加工，即工序集中。
选择一项：
对
题目34
五面加工中心具有立式和卧式加工中心的功能，通过回转工作台的旋转和主轴头的旋转，能在工件一次装夹后，完成除安装面以外的所有五个面的加工。
关键词：数控机床；仿真系统；三维建模
0 引言
所谓数控，是数字控制的简称，其指的是就是建立在数字化信息技术的基础上，完成对机械运动设备以及加工设备的数字控制，实现自动化操作和管理。而数控仿真系统，其就是通过在数控技术的基础上，完成对真实数控机床的作业的流程和操作环节进行模拟，并结合编程技术实现对数控机床实现全自动化操作，并在构建数控仿真系统的基础上提高操作人员或者编程人员的工作效率。
1 建模思路
在三维建模的过程中，其具体对象为数控机床，通过利用几何原理、空间点离散原理以及数控仿真系统的构建原理，来整理出如下建模思路：
第一，数控机床的本体建立三维模型。以基本硬件设备为基础，从宏观构建到微观零部件的角度完成建模思路的规划，并结合旋转模型对数控机床的真实操作状态进行规则化比对，从而能够更加清晰和直观地描述出数控机床的本体。第二，数控机床加工过程中的动态建模。利用NC码进行实施监控与描写，提取每个时间点的运动轨迹和几何定位点[1]。
2 建模过程
2.1 数控机床本体的三维建模
在数控机床仿真系统的构建过程中，通过利用三维建模中的CSG建模理念，使数控机床仿真系统的总体构建趋于多层次化和多结构化。并在三维建模的基础上将复杂、繁琐建模过程转化为更加清晰、更加明了的简易结构，从而在简易结构的基础上完成简单形体的建模组合，实现数控机床仿真系统的模型构建。在数控机床本文的三维建模中，其具体的建模方法为[3]：
首先，以数控机床的操作规则为基本原则，以实际具体的工作状态进行真实模拟。在理想状态的环境中忽略数控机床内部的传动装置与后备服务装置，从而在最大程度的简化内部要素的结构，实现三维模型构建的程序化。其次，利用三维理念对数控机床的几何结构与物理结构进行区分和划分，对每种结构的内部构造层层细分，在宏观环境下对微观因素按照相似性规则进行详细区分，并利用三维维度进行简化处理，降低数控机床仿真系统构建的难度和复杂度。最后，通过利用三维建模数据库中的几何实体进行模型构建，将具体的立方体、圆柱体以及圆环体等做种几何立体模型与数据库中的具体数据进行比对和配对，在数控技术的基础上实现最优化组合。与此同时，采用方差计算的方式使组合的计算结果更加精确，立足于OpenGL软件内部强大的三维图型库，找到最符合数控机床本体的最佳三维模型，从而完成机床本体的三维建模工作。
2.2 加工过程的动态仿真三维建模
在数控机床的加工过程中，为了使数控仿真系统的动态性能实现最优化发展，通过利用三维建模中的空间离散法，来促使数控机床在加工过程中的数控仿真系统构建的更为精确和高效。在空间离散法的运用下，要将数控机床内部的空间物体转换为不同三维位置的“空间点”，并对这些“点”进行均匀布阵，按照这些“点”分布的具体线条关系连结成三角片矩阵，从而形成了初步的三维建模。当程序处于运行的过程中，要不断按照真实的路径进行重新描写，并对这些“点”的真实属性进行程序化渲染，从而保证数控仿真系统运作状态的自身“分析”能力更加准确无误[4]。
在空间离散法的应用下，对数控机床的车削和三轴铣削进行三维建模并做出进一步加工。首先，数控机床的车削毛坯呈现为圆柱形的状态，且其多利用在打磨和加工机床的回转表面。其次，三轴铣削的毛坯多呈现出长方体的形状，其只有在毛坯体的表面进行加工，因此只具备了独立的加工面。通过在数控机床的毛坯体上进行离散化和三维建模，来构建属于数据机床的仿真系统。下图为数控机床中车削和三轴铣削毛坯的三维立体离散图：
在该图中，以独立面为中心构建三维函数轴，即X轴、Y轴与Z轴，那么在该三维函数轴基础上对车削进行空间点离散化，使其形成三点共面的状态，作为三维建模的基本模型。与此同时，针对数控机床中的三轴铣削设立A、B、C、D四个点，以四个点形成的不同三维空间模型进行细细划分，比如ABD之间的三角网格、BCD之间的三角网格等，从而以网格为单位进行三维建模。当前使用的数控仿真系统多是建立在windows系统基础上，那么在windows的环境下通过利用Visual、OpenGL以及C++6.0技术软件，使数控机床的毛坯体离散化过程得到细节分析，结合数据结构和各个节点的具体数据构建三维模型，实现数控机床仿真系统的多元化建设。
2.3 粒子系统的建模
为了更加真实的模拟数控机床在冷却液喷出状态下的具体工作细节，需要立足于粒子系统，完成细致环节的三维建模，体现液体粒子的冷却状态与运动状态。在粒子三维建模的过程中，要周而复始的完成以下四个环节的工作：母粒子源产生新粒子；准确计算、复核并实时性更新新粒子的基本属性；定位删除死亡（淘汰）粒子；绘制粒子的具体运动线路，从而构成源源不断、持续运作的粒子流。在以上四个环节的循环运动下，完成了更加具体的三维建模工作，这样在粒子系统的基础上，构建了更为清晰、细致化和高度仿真性的数控机床仿真系统。
结论：
综上所述，本文以上通过围绕三维建模的过程进行分析，并结合三维建模技术进行展开探讨。通过结合三维建模技术对数控仿真系统进行真实还原与模拟，形成的三维图示更加具有真实感，并且形成的三维立体Flash实时性与可视性都很强，实现了数控仿真系统研发与运用的高效化与集约化发展。
参考文献：
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[2]张天其，于忠海，等人.数控机床三维建模与加工仿真技术研究[J].机械工程师，2014，01：62-63.
[3]邢吉利，李翔龙，等人.数控铣削仿真系统关键技术的研究[J].机械设计与制造，2015，06：170-172.
[4]唐宇鸿，高丽娜，等人.仿真系统中三维建模技术的研究[J].电子制作，2014，19：48-49.
关键词：Renishaw激光干涉仪；数控机床；定位精度；误差补偿；测量误差 文献标识码：A
中图分类号：TH744 文章编号：1009-2374（2015）22-0048-03 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.22.024
数控机床是精度高和效率高的自动控制的一类机床，其加工过程中的逻辑控制、刀具运动轨迹以及主轴转速及其辅助功能，都是通过数字化信息自动控制的，操作人员在加工生产过程中无法干预，不能像在传统加工方式中的零件加工那样，对机床本身的结构特点中的薄弱环节进行人工操作，所以数控机床几乎在任何方面均要求比传统加工方式中的机床设计得更为完善、制造得更为精密。随着航天、航空以及国防工业的发展，对数控机床的加工精度要求越来越高，其中位置精度是高精度的一个重要表现，因此通过激光干涉仪这样的检测手段，对数控机床的定位误差进行分析并加以误差补偿，对提高数控机床的加工精度具有十分重要的意义。
1 激光干涉仪对数控机床定位精度测量的基本原理
线性位置精度的测量是通过一个光学元件相对于另一个光学元件间的相对运动，激光干涉仪对数控机床线性位置精度的测量是通过激光头的干涉条纹计数电路来确定两个光学元件间的距离变化，并与被测机器的光栅尺读数相比较来确定精度误差。
激光干涉仪对数控机床线性测量的原理是：如图1所示，线性干涉镜放置在激光头和线性反射镜之间的光路上，两束相干光束在线性干涉镜处分开，一束光束要经过反射镜反射回到激光头，而另一束光束从附加在线性干涉镜上的反射镜反射回到激光头。两束光束的干涉情况由激光头内的检波器监控。在线性测量中，一个光学元件沿着坐标轴移动而另一个光学元件固定不动。最终参考光束和测量光束之间的光程差的变化来实现位置测量。换言之，位置测量是两个光学元件的差动测量，与激光头的位置无关。在数控机床的位置精度检测中，机床被检测轴线的固定部件上放置线性干涉镜，移动运动部件上放置反射镜，然后使运动部件沿着数控机床轴线上正反方向往复运动到预先选择设置好的目标点。数控机床的精度误差通过测量值与被测机床的坐标读数比较。
2 数控机床线性测量的数学模型
用激光干涉仪检测数控机床时，在每个坐标轴的行程内均匀地选取10个测量点，测量点的选择以线性循环、摆动或阶梯循环方式。采用正负坐标轴循环5次的方法，沿轴线方向往复运动来编制数控程序。在编程时到采集点的时候要留有一定的停顿时间，以便激光干涉仪有足够的时间去采集数据。根据GB 10931-89标准，位置精度由三项决定，分别是重复定位精度（Repeatability of Positioning of an Axis）R、双向定位精度（Bidirectional Accuracy of Positioning）A和反向偏差（Reversal Value of卸Axis）B。
机床的位置精度采用双向计算方法进行评定。目标位置为，下标i表示移动目标位置中的指定位置。实际位置为Pij，下标j表示移动第j次向第i个目标位置移动时实际到达的位置。目标位置偏差为Xij，Xij=Pij-Pi。
以上数学处理过程是由激光干涉仪的补偿软件来完成的，通过数控系统中的误差补偿参数修正每一目标位置的反向偏差B和双向平均位置偏差。
3 数控机床的测量流程
3.1 数控机床的测量流程图
数控机床误差补偿方法主要有软件补偿和硬件补偿。由于硬件补偿要对机床进行改造等，使得困难重重，更多的误差补偿是采用软件补偿的方式。软件补偿是对数控系统参数进行修正，通过修正后的数控系统参数值驱动数控机床，使机床运动精度提高，实现误差补偿。在实际加工中，刀具的实际走刀路径与理论轨迹之间存在着偏差，通过数控系统参数的修改使刀具路线、数控指令及刀具轨迹三者之间的偏差消除。在理想情况下，根据编制的数控程序可以驱动刀具精确运动，不存在误差；而实际情况是理论值与实际存在加工误差。因此，软件误差补偿是在考虑实际加工中误差存在的情况下，得出用模型修正后的数控系统参数来控制刀具精确运动。数控机床的误差测量及补偿流程图如图2所示。
3.2 数控机床系统参数设置
使系统设置为具有更改NC参数的权限，把X轴的反向间隙设为零。一般数控机床采用全闭环控制系统或半闭环控制系统。对于采用全闭环的数控机床，反向间隙可以忽略不计，参数为零；对于采用半闭的数控机床，可通过修改参数的数值来补偿反向间隙误差。若丝杠的反向间隙过大，为了有效提高补偿的精度和补偿效果可先在数控系统参数中修正反向间隙补偿值，再进行每个点的误差补偿。为避免测量时机床原始补偿值仍生效，把寄存器中所有X轴补偿值都设为零。
3.3 编制误差测量程序
线性循环方式是误差测量中采用最多的方法。编制机床数控程序使运动部件沿着坐标轴匀速运动到各个目标位置，设定测量循环次数为5次。在编制机床数控程序过程中，防止移动光学部件振动引起测量光信号不稳应注意运动部件的进给速度不宜过快；在编程时到采集点的时候要留有一定的停顿时间，便于激光干涉仪的数据采集；数控程序编写的时候要求要有一定的越程量使得激光干涉仪能够采集到每个目标位置的数据。在用激光干涉仪测量采集数据前应先按已编完的数控程序进行试运行，防止碰坏测量光学镜组。
3.4 数据分析及采集
输入编好的程序到数控机床，运行测量软件并根据实际情况设置测量软件的初始参数，机床返回参考点后运行程序，当程序运行到X0程序段时在测量软件中按“设定基准清零”并点击“开始测量”，继续运行测量程序激光干涉仪开始采集数据。利用激光干涉仪自带的数据分析软件，得到反向间隙为28um，数据采集分析表如表1所示：
3.5 误差补偿
根据测量数据进行数据分析，确定误差补偿方案。
3.5.1 手动补偿：根据测量结果，操作者对数据进行分析、确定补偿值，并人工输入补偿值到系统中。对于一些数控系统不兼容激光干涉仪的自动补偿软件，人工操作能解决这样的问题。另外，有些设备的系统修改参数时会引起NCK内存重新分配，容易引起数据丢失，人工操作就有了实际意义。
3.5.2 自动补偿：激光干涉仪自带补偿软件，可对于常用的数控系统进行自动补偿。激光干涉仪根据测量数据自动进行数据分析，生成误差补偿值，把误差补偿值通过接口传输到数控系统，系统自动完成定位误差的补偿。这种补偿方式方便且节省量具，对技术人员的专业水平要求较低。
3.5.3 误差补偿包括反向间隙补偿和丝杠螺距误差补偿，首先将系统参数里的各轴反向间隙补偿量设为28，然后根据螺补表的补偿值进行输入。
3.6 误差结果分析
经过补偿后所得误差曲线见图3，该机床X轴所测各项误差指标为：
定位误差A：10.587um（双向定位）
重复精度R：8.408um（双向定位）
反向偏差B：4.220um（双向定位）
各误差指标与误差补偿与之前相比都有很大提高，通过反向间隙和滚珠丝杠螺距误差补偿的方法可以大大改善数控机床的精度。
4 结语
利用激光干涉仪所自带的误差补偿软件，通过修改数控系统参数的方法来对误差补偿，可以大大提高数控机床的加工效率及加工精度。应用该方法进行测量并进行误差补偿可节省大量的人力物力，便于在加工现场使用，有较好的市场前景。
参考文献
[1] 周汉辉.如何提高数控机床定位精度――激光干涉仪常见测试曲线[J].新技术新工艺，2006，（12）.
[2] 王先逵.机械制造工艺学[M].北京：机械工业出版社，2002.
[3] 全国金属切削机床标准化技术委员会.机床检验通则第2部分：数控轴线的定位精度和重复定位精度的确定（GB/T 17421.2-2000）[S].北京：中国标准出版社，2000.
关键词 数控机床；故障分析；维修
中图分类号 TB 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2011)122-0151-01
1 浅析FANUC数控机床
1.1 背景分析
行内人士都知道FANUC数控系统是目前市场上应用较为广泛的数控系统，其控制系统普遍用在数控车、数控铣和加工中心等设备上。而且我国的这类机械加工设备相当的多，这些机床所配备的数控系统也是有很多。比如：德国西门子数控、西班牙FAGOR、日本FANUC、三菱等，这些是国外的数控系统，国内的有华中、广州数控、北京凯恩帝等。就目前的与数控机床配套的数控系统的市场占有率来看的话，FANUC在日本占70%左右，在世界上约占50%左右。在中国市场上，FANUC系统占的比例比其它品牌的大得多，因此，FANUC已然成为中国市场尤其是大陆市场上最为普遍的数控系统。
1.2 数控机床维修的意义
数控机床技术是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的重要基础，是制造业提高产品质量和生产效率的有力保障。数控设备维修技术不仅是保障正常运行的前提，对数控技术的发展和完善也起到了巨大的推动作用。数控机床任何部分的故障与失效，都会使机床停机，从而造成生产停顿。因此，维修对于原理复杂数、结构精密的数控系统就显得十分的必要了。
2 FANUC数控机床常见故障分析极其维修技术
众所周知，数控机床的内部系统和结构是十分的复杂的。根据数控系统的构成，工作原理和特点，笔者总结出以下几点常见故障和维修
技术。
2.1 伺服驱动侧的故障分析及其维修
伺服系统接收来自CNC系统的指令，将其译码，通过一系列的转换机，变成可以调节的电流或电压，进而控制电机的运转。电机带动丝杠旋转，从而实现工作台或刀架的运动。从上我们可以看出，伺服系统与电源电网，机械系统等是相关联的，而且在工作中一直处于频繁的启动和运行状态，因此，伺服驱动系统的故障在数控机床故障中是比较常见的。其主要故障大概有如下几种。
1）系统损坏。这个故障一般是由于网络电压波动太大，或电压冲击造成的。因为我国的大部分地区的电网质量不好，会给机床带来电压超限，尤其是瞬间超限，这个是很难预测到的。因此这个要特别注意维护电网的质量，以此来减少系统损坏故障的发生。
2）无控制指令，而电机高速运转。这种故障的原因是速度环开环或正反馈。
3）加工时工件表面达不到要求，走圆弧插补轴换向时出现凸台，或者电机低速爬行或振动，这类故障在工作当中也是经常出现，它一般是由于伺服系统调整不当，各轴增益系统不相等或与电机匹配不合适引起的，解决办法就是对伺服系统进行最优化调节。
4）保险丝烧断、或者电机过热影响电机的运转，甚至是烧坏，这类故障很大程度上是机械负载过大或者卡死致使的。
2.2 CNC数控系统侧故障分析及其维修
CNC系统故障发生的概率不是很高，并且它的发生要受环境因素的影响，笔者将CNC系统故障及其维修归纳如下。
1）环境因素。在机床运作当中，温度、湿度超过允许范围，操作不当，参数设定不当等也可能造成停机或CNC系统故障。比如说有一工厂的数控设备，开机后不久便失去了数控准备好的信号，导致系统无法工作，经检查后发现机体温度过高，原因是通气过滤网已经堵死，从而引起温度传感器动作。这类故障维修比较简单，就是更换过滤网，让机体恢复正常运作温度就可以了。这里还要提一点的就是不安操作规程拔插线路板，或者没有静电防护措施等，都有可能导致停机等故障，因此，在操作的时候一定要按章行事。
2）硬件故障。系统硬件要是发生故障，就会立即停机工作，也会导致机床的各个动作停止。对于这类故障的维修就比较棘手了，这个要求维修人员要了解系统的运作原理以及相应的电路板的功能特点，根据故障发生的规律予以排除。如果条件允许的话，可以采用备件交换法来确定故障硬件。
3）软件故障。就一般而言，FANUC数控系统的软件包括系统软件及用户软件两大类。系统软件用来控制刀具轨迹、插补计算、图形模拟、速度位置处理等。用户软件主要有控制机床动作及信号的PMC、用户程序及相关参数。软件故障发生的故障较小，一般多为系统参数设置不当，这样的话可能会导致机床运行不平稳或者出现报警。维修的方法就是重新修改系统参数。对于一些参数修改过大或参数大量丢失的数控系统，可以考虑将备份参数重新导入而不必一一查阅说明书。
2.3 PMC机床侧故障分析及其维修
相对于伺服驱动侧故障和CNC数控系统故障而言，PMC机床侧故障发生的概率是最高的，这是因为当代的数控系统及伺服系统的可靠性和稳定性逐步提高，寿命也随之延长。而机床电气控制部分经过了一定时间的消耗，其性能势必会降低。尤其一些机床的加工环境恶劣，尘土飞扬，难免会造成线路故障。比如有一台配有FANUCOi-MC
系统的立式加工中心，其刀库的结构师圆盘式带机械手的。由于操作人员在换刀的国中不小心按下了系统复位按钮，刀库机械手卡在中间位置不动，界面跳出2002、刀库信号没到位报警。这个维修就是手动盘动刀库电机，让其转到换刀之前的初始状态，再找到刀套气阀，手动按气阀使刀套抬起，然后在点动刀库旋转，使其转到一号刀套位，最后输入刀套初始化指令M76，将相应的刀一一装入即可。机床的故障的引起的原因人为因素也是要占一定的比例的，所以，在操作的过程中需要工作人员认真细心对待。
3 结束语
随着我国制造业的迅速发展，国内各大企业均引进了世界先进的生产设备，数控技术是现代制造术的典型应用，培养高素质的数控人才是当下机械制造业最重要的任务。FANUC数控机床的优越性是十分明显的，它给机械制造行业带来的利益也是相当巨大的，但是，它的故障限制性也是很常见的，这就需要机械工作人员在平时认真负责地对待每一项操作，这样才能更好地利用数控机床的特性，为机械企业带来更多的利益。
参考文献
[1]陈子银.数控机床电气控制[M].北京理工大学出版社,2006.
【关键词】机械加工；机床；精度
数控机床精密度高，生产速度快等众多优点，受到机械生产行业的青睐，数控机床也在不断的完善和改革中，其中包括对机床零件和组成部分的改进，数控中心软件编程的设计等，但是随着人们对构建精度要求越来越高，数控机床的精度必须不断的提高，文章就如何提高数控机床精度措施作出分析和探究。
一、数控机床的组成及工作原理
数控机床一般由控制介质、数控系统、伺服系统和机床本体共四部分组成
（一）控制介质。就是人与数控机床之间联系的中间媒介物质，反映了数控加工时的全部信息，以前是用纸条来输入各种信息的，不过随着计算机技术的发展，现在的输入一般可以由各种终端来完成。
（二）数控系统。数控系统是整个数控机床的核心部分，是机床实现自动加工的中心，也是整个数控机床的灵魂所在。主要有输入装置、监视器、主控制系统、可编程控制器、各类输入、输出接口等组成。主控制系统主要由CPU、存储器、控制器等组成。数控系统的主要控制对象是位置、角度、速度等机械量，以及温度、压力、流量等物理量，其控制方式又可分为数据运算处理控制和时序逻辑控制两大类。
（三）伺服系统。伺服系统是数控系统和机床本体之间的电传动联系环节，主要由伺服电动机、驱动控制系统和位置检测与反馈等组成。伺服电动机是系统的执行文件，驱动控制系统则是伺服电动机的动力源。
（四）机床本体。数控机床的本体指其机械结构本体，它与传统的普通机床相比较，同样由机械传动机构、工作台、床身以及立柱等部分组成，但数控机床的整体布局、外观造型、传动机械、工具系统及操作机构等方面都发生了很大变化。
二、机床加工的影响因素及控制措施
实际加工中影响数控加工精度的因素很多，如编程工艺、设备条件、操作者技术水平等。下面从几个方面进行介绍：
（一）数控编程对加工精度的影响
数控编程对加工精度的影响主要来自编程原点的确定、数据处理、轨迹拟合、加工路线选择等方面
1、编程原点选择对加工精度的影响。数控编程首先遇到的问题就是确定编程原点，编程坐标系一般是编程人员根据零件加工特点和零件图纸确定的。编程原点的选择直接影响零件的加工精度，确定编程坐标系最根本的原则是编程基准、设计基准、工艺基准统一，这样可最大限度地减少尺寸公差换算所引起的误差，
下面是确定编程坐标系的一些具体建议：①编程原点尽可能与图纸上尺寸基准重合、工件设计时有设计基准，加工时有工艺基准，编程原点应尽可能与上述基准重合。②使数值计算尽可能简单，尽量避免尺寸链换算。③尽量选在精度较高的工件表面上便于加工过程中尺寸测量。
2、编程时数据处理对加工精度的影响
数控编程时的数据处理对轮廓轨迹的加工精度有直接影响，其中比较重要的因素是未知编程节点的计算以及编程尺寸公差带的换算。
有的数控系统可根据已知轮廓几何条件自动计算节点坐标，但有的数控系统必须手工计算。手工计算未知节点坐标值时遇到的最大问题是计算精度，经过大量验证发现，有时手工计算结果与计算机辅助查询结果会相差0.03mm为提高手工计算精度，这里建议：手工计算的中间数据（包括角度值）应保留4位以上小数；若使用计算器计算，应尽量保留全部小数。编程尺寸圆整要依据数控机床的脉冲当量。脉冲当量是指数控系统发出一个指令脉冲所对应的机床移动部件的移动量，它是数控机床的最小设定单位，也是数控机床的最小控制单位。例如数控机床的脉冲当量为0.001mm，则最终的计算结果应保留3位小数。
（二）加工路线对加工精度的影响
加工路线是编程的重要内容之一，加工路线对加工精度及加工效率影响很大。确定加工路线时主要应考虑以下几方面：
进、退刀方式对轮廓加工质量影响较大。若刀具在内、外轮廓的连续表面直接下刀或抬刀，会因刀具直径、机床运动误差、进给速度突变等原因在加工表面形成小凹痕，所以精加工时下刀或抬刀最好离开加工表面。若必须从加工表面进刀或退刀，则尽可能采用圆弧切入或切出，切入或切出圆弧半径应大于刀具半径。另外，对位置精度要求不高的孔系加工可遵循加工路线最短原则。
三、改善数控机床精度措施
数控机床在设计时要充分考虑到其工作性质、运行震动和摩擦状况和实用寿命等这些基础因素之外，还要格外的针对数控机床精度问题进行探讨，通过改造某些部位或者排除一些影响机床精度的因素等提高其精度。
（一）提高高速主轴的稳定性，减小其震动，使数控机床精度更高
在数控机床工作过程中震动不可避免，但是震动对于其自身的精度来说是有很大影响的，尤其是其内部主要构件运行时震动对精度的影响，高速主轴就是一个非常重要的方面，因为高速主轴是机床运作的主要构件，通常能够通过提高高速主轴稳定性和平衡性来减小其运行过程中产生的震动，进而减少机床运行的震动。高速主轴的组成部分为轴壳、轴承、转轴、定子和转子。轴壳的设计要求有很高的精密度，它的尺寸和大小直接影响着其他几部分的工作，而且在主轴高速旋转的过程中会产生一定量的位移，所以轴壳的仿真平衡测试要做到精益求精的地步，通常对高速主轴的改进体现在其设计前期仿真技术的应用，运用模型来模仿真实的过程，以达到对模仿对象现实工作状态和性质的认识，在模仿过程中能够对模型的参数和性能进行修改，使模型的性能达到最好，工作效果达到最佳状态，仿真过程中，理想的模型设计和修正完毕后，再进行真实的构件生产。通常这个仿真过程是在ADAMS仿真软件（机械系统仿真软件）基础之上完成的，在计算机中建立一个相当高固有频率的柔性杆。然后再添加仿真的环境和条件，在ADAMS中进行真实模拟，通过这个过程对高速主轴的不断调整和改进，能够有效提高其工作稳定性和精确度，震动最小，提高数控机床的精确度。
（二）加强数控机床精确度检测，定期检修
