时间：2022-03-15 01:41:05
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，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。
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2015.21.065
1 数控机床及其控制系统概述
当前，数控技术已经在IT、医疗、轻功、机电等行业内得到了广泛的应用，并发挥出了重要的作用。可以说，数控机床的出现与应用有力地促进了机电制造业的快速发展。数控机床是集计算机、机床、自动控制、电机以及传感检测等技术与设施于一体的自动化生产设备，是一种以“数字量”作为指令信息的机床。一般而言，数控机床控制系统主要包括输入装置、CNC装置、主轴控制模块、可编程控制器、位置检测装置以及主轴伺服装置等部分组成，其中，可编程控制器（PLC）是数控机床控制“核心”，数控机床操作、使用等都与PLC有着密切的关系。数控机床实际操作时，必须要根据工作条件、生产要求编制相应的加工操作程序，然后将这些“程序”存储于磁盘、穿孔带等介质中，系统软件或者是逻辑电路通过读取存储于介质中的“程序指令”，输出相应的操作控制指令信息，从而使数控机床按照程序所规定的指令运行，完成生产任务。当然，数控机床的正常工作、运行，不能仅仅依靠PLC，而是需要输入装置、CNC装置、主轴控制模块、可编程控制器、位置检测装置以及主轴伺服装置等所有模块都能够正常运行，衔接紧密，这样，数控机床才能够顺利地完成“指令”所规定的所有动作，促进企业生产目标的顺利实现。
2 数控机床控制系统优化设计分析
数控机床控制系统是数控机床正常运行的必要保障，机床类型不同、型号不同，控制系统的优化设计也有所不同，但是，在控制原理、传动系统、编程控制以及结构布局方面并没有太大的差别，实践中，数控机床控制系统优化设计应该重点做好以下几个方面的工作：
2.1 数控机床控制系统的总体优化与设计
本文中，对数控机床控制系统优化设计的主要目标是实现对数控机床的精准化、“实时化”控制，以支持数控机床高精度任务、多任务操作需要。一般而言，数控机床数控系统设计主要是为了实现机床运行状态监测功能、加工控制功能、系统自检功能以及加工参数交互功能等，其中，加工控制功能是控制系统设计的最基本的功能要求，目的就是实现对数控机床三维刀具、输入/输出装置以及驱动电机的有效控制。由于绝大多数数控机床加工运行过程中，钻头、刀具等都处于高速运行状态，为了满足控制系统在极短的时间内做出正确的控制决策，实践中常常采用“嵌入式系统”作为控制系统功能开发平台，比如，基于RT-Linux的开发平台由于保留了Linux的所有的核心功能，具有强大的调度、管理功能，能够实现对数控机床操作任务的实时、精确管理。
2.2 数控机床控制系统硬件结构设计
当前，数控机床控制系统大多为“全闭环”控制模式，“全闭环”控制系统属于一种典型的开放式控制结构，硬件结构设计需要重点做好以下三点：
（1）数据采集卡配置，采集卡的主要功能是接收前端检测数字量、采集模拟信号，然后利用系统内的相关程序对这些信息进行分析、处理，比如，信息收集、A/D转换、触发控制等等，都属于数据采集系统设置内容;
（2）伺服装置配置设计，可以使用“电致伸缩器”来调整工件与支架之间的偏差，以解决切削环节工件轴径过大而引发的误差问题;
（3）数控机床运动控制器配置，实践中，常采用“上位机”与“下位机”联合控制方式，以满足机床加工对精度、轨迹控制较高的要求;
（4）硬件电路设计，数控机床中的硬件电路是控制系统正常工作、运行的动力系统，比如，机床驱动、信号指令传递等等都需要借助于硬件电路系统才能够实现，数控机床硬件电路系统设计关键的是需要设计好电源电路、存储器电路、PC通信电路、音频录入电路、音频输出电路等。总之，数控机床硬件系统（结构）设计需要遵循模块化、标准化的原则，在满足系统总体功能需求的前提下，兼顾控制系统软件设计需求，以降低控制系统设计的成本、提高控制系统运行的可靠性与稳定性。
2.3 数控机床控制系统软件系统设计
就数控机床的运行控制、运行原理来看，软件系统是数控机床能够平稳运行的“核心模块”，因为，所有的操作指令都需要通过软件系统的控制才能够实现，比如，操作指令的译码、驱动电机的控制、刀具运行轨迹的控制以及运行状态信息显示等等都需要借助于软件系统才能够实现。其中，基于PLC基础上的数控软件加工处理流程是数控机床控制系统软件设计的关键，比如，刀具加工、工件定位等都属于加工数据处理流程范畴。实践证明，数控机床控制软件系统设计需要以“功能模块”为核心，做好“上位机”与“下位机”设计，比如，对于操作精确度要求较高的数控机床控制系统设计，可以将整个软件系统放在SIMO―TIOND环境下运行，这样，“下位机”就可以直接接收来自各个“功能单元”的数据、信息，在此基础上将数控机床运行状态、各个功能模块指令执行情况监测出来，为控制系统的正常运行奠定坚实的基础。
2.4 数控机床电气控制系统设计
电气控制系统设计也是数控机床控制系统硬件设计的重要内容。实践中，在进行数控机床电气控制系统设计时，常常将PLC程序设计为低级程序与高级程序两个部分，前者主要是用来处理控制系统中普通信息以及比较程式化的控制，后者则主要使用处理系统中紧急信号，目的是对数控机床出现的一些突发事件做出相应的应急处置反映，科学设置参数，确保数控机床安全、稳定运行。
总之，数控机床具有断刀、换刀、工件夹紧、刀位检测、通信检测以及通信连接等多项功能，要促进这些功能目标的实现，就必须要做好数控机床的控制系统设计，这对提高机床的开动率、生产率以及数控机床的稳定运行具有重要的意义。
参考文献：
关键词：闭环控制；数控机床；PID；应用
1引言
在现代化的设备生产中，数控机床的应用变得越来越广泛，而且对数控机床加工精度和速度的要求也越来越高。为了更高精度、更高自动化水平的控制数控机床的加工，需要在加工过程中加入反馈调节，从而对机床加工过程中的误差因素进行实时调节，使误差不会随时间的延续进行累积，即在数控机床上实施闭环控制。目前，在数控机床上应用闭环控制系统的设备很多，并且这些机床在加工复杂精密零件时取得了很好的效果。本文根据自身实践经验和理论研究，对闭环控制在数控机床中的应用理论及具体案例进行了详细的论述，为闭环控制在数控机床中的应用和推广提供了有力的技术支撑。
2闭环控制在数控机床中的应用
2.1数控机床中的闭环控制特点
在数控系统中，伺服控制系统必须具备较好的稳定性、动态特性、稳态特性、鲁棒性等。在所有的伺服系统中，稳定性是其最根本的要求，系统的稳定性有两种重要的作用，一是能自动排除外界对系统的干扰，能在有外部干扰的环境下，精确调节定位，二是自动恢复稳定状态，不管系统处于什么样的初始状态，都能够快速准确的进行定位；在闭环伺服控制系统中，动态特性是其最重要的衡量指标，它主要表现在系统的响应速度和振幅，在通常状态下，系统的最大振幅就表达这系统的控制精度，振幅越小，精度越高，而系统的响应速度是影响振幅的重要因素，系统的响应速度越快，系统的过渡时间就越小，系统的误差就越小，控制精度也就越高；稳态特性闭环控制系统的正常工作状态特性，主要是是指控制系统经过过渡阶段后，进入稳定状态的情况下，其最终输出的稳态指与预期的稳定指相符合的程度，通常情况下，伺服闭环控制系统会因为自身结构、内部摩擦力、外界干扰等非线性的因素导致系统的实际的稳态值与期望值存在一定的误差，这种误差就是稳态误差，稳态误差是衡量闭环控制精度的重要指标，而通过加入稳态误差补偿，可以有效的调整伺服控制系统的控制精度和跟踪速度；鲁棒性的主要作用是帮助闭环控制系统控制误差，其主要特点是在系统的约束条件发生变化时，保持系统自身的功能特性不变，即对于具有较好鲁棒性特征的闭环控制系统，即使参数发生了变化，控制自身仍有保持稳定性不变，系统的响应速度和振幅也不会随参数变化而变化，如鲁棒性好的数控机床长期使用造成的机械零件磨损不会导致机床自身误差的增大。
2.2闭环控制系统中的PID控制技术
PID控制技术是闭环控制中最早发展起来的一门技术，它以算法简单、可靠性高、调整方便、鲁棒性好等优点在工业控制领域广泛应用，尤其在一些被控对象的结构和参数有一定的不确定性，没法得到精确的数学模型的情况下，可以采用PID控制技术依据现场调试和经验确定系统控制器的结构和参数。在实际工程应用中，也有仅采用PI控制和PD控制的控制系统。PID控制技术是一种线性调节技术，它将系统的偏差分为比例、积分、微分三类运算对被控量进行具体的调节。它对速度的调节主要是根据速度指令（rt）与传感器反馈的回来的实际y（t）进行比较构成控制的偏差e（t），并将此偏差按比例（P）、积分（I）、微分（D）的方式进行线性组合，最终形成控制量u（t）对驱动器进行控制，从而达到对电机速度的精确控制的目的，具体列公式如下：
2.3闭环控制系统在数控机床中的应用
在数控机床的闭环控制系统中，PID控制技术的应用非常广泛。本文以FANCOi机床为例，其控制器的调试就主要分为比例增益、积分增益、微分增益三个部分，具体调试过程如下：首选将驱动器设置成速度控制模式控制，对便于对伺服驱动器参数进行优化调节。伺服驱动器的调节参数就是比例常数Kp、微分参数Kd和积分参数Ki，根据实践经验和现场控制需要，手动对PID的三项控制常数进行具体的调节。首先，确定速度比例增益常数Kp的值。当闭环控制系统安装完毕后，第一步是对比例增益常数Kp就进行调节，因为在三个增益参数中，比例增益对振幅起到最主要的作用，确定比例参数的值后，再对积分增益Ki和微分增益Kd进行调节，调节比例参数的方式是在对先将积分增益Ki和微分增益Kd设置为零，再从零逐渐增加比例参数Kp的值，观察伺服电机停止时的振荡情况以及电机转速的忽快忽慢现象，如果随着Kp值的增加，系统产生振荡现象，就降低Kp值，消除振荡，稳定转速，从而初步确定Kp的值。在确定Kp的值后，保持Kp不变，从零逐渐增加系统的积分增益常数Ki的值，观察积分增益的效应现象，当积分增益参数超过临界值后就会导致控制系统的振动不稳定，这时将Ki值进行回调，消除振荡，稳定转速，此时的Ki值就是初步确定的控制系统参数。最后，对控制系统的微分增益进行具体的调节。微分增益的调节可以有效的降低控制系统的振幅，它的主要工作原理是对系统进行预先控制，就是在系统的振荡发生之前对其进行校正，在实际调节时，从零开始逐步增加Kd的值，从而改善旋转速度的稳定性。
3结论
本文根据自身实践和理论研究，对伺服闭环控制系统的特点进行了论述，并对PID控制技术的原理以及实际生产中的参数调节方法进行了具体的阐述，不仅为闭环控制技术在数控机床中应用提供了有力的技术支撑，也为闭环控制系统在数控机床中的推广应用提供了有效的理论依据。
参考文献：
[1]包杰,李亮,何宁.基于PC的开放式数控系统微铣削伺服控制的研究[J].机械科学与技术,2009，28(9)：1230-1234
[2]关键,舒志兵.基于PCI总线的全闭环交流伺服控制系统[J].机床与液压,2008,36(7):283-285.
关键词 数据机床；电器控制；改进
中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）042-118-01
1 数控机床的电子控制概述
在科技高速发展的今天，数控机床广泛应用于各个现代化的工厂当中，而作为机床的电气控制系统是整个现代机床不可或缺的一部分，它是以电气为主的一个控制系统，我们可以这样理解，电气控制系统的性能决定了整个机床的性能，如果电气控制改进了，那么整个机床的加工效率、传送效率也会随之大幅度的改进。电气控制可以将一些诸如计算机技术、电子技术、自动控制技术、测量技术等等学科融入其中，特别是在今天，计算机技术应用于各个领域，电气控制系统的改进在整个机床设备的性能提升上起到了决定性的作用。
2 数控机床电子控制的发展
数控机床电子控制的发展主要指的是三个系统的发展，分别是逻辑控制系统的发展、连续控制系统的发展和混合控制系统的发展。逻辑控制系统主要经历了手动控制到自动控制的改变，在整个发展的工程中逻辑控制系统逐步走向机械自动化；连续控制系统的特点就是精度高、功率高、同时具有很强的抗干扰能力，未来的发展方向会是精度、功率更高，同时面对更多外来干扰具有更高的防御能力；混合控制系统的发展方向主要是将会更好的运用计算机来进行专业的数字控制，通过一些专门的设备来实现机床的工作。
3数控机床的电气控制改进
我们都知道数控加工机床它最大的特点是可以非常方便的进行移位和移动的加工，这样机床就可以进行大型工件的加工，这样才能满足工厂当中的各种要求，就现在各个工厂中的机床来看，如果是固定的机床那么就没有办法去完成大型工件的加工，现在一些工厂的大型工件的重量甚至可以达到上百吨，如此大的工件想要在加工的过程中进行翻身是非常困难的，所以就会降低了整个加工的工作效率，为了解决这一问题，工厂所采用的方式就是利用组合式机床。组合式机床组成部分有床身导轨、主轴箱、立柱等等，它的电气控制设计部分是由工厂进行自主设计，经过了几次改进、不断的进行完善，最后投入使用。
3.1 数控机床的电气柜部分设计
数控机床的电气柜部分的组成主要是有两部分组成，分别是一台的欧姆龙PLC以及两台的LG变频器。其中主轴电机是由容量为十八点五千瓦的变频器所进行控制的，其他另外几个电机，例如主轴箱中的走刀以及上下快速这两个电机是由五点五千瓦变频器，靠着接触器进行不断切换来进行控制的。如果控制柜和操作站之间的控制电缆数量过多，就会产生一些问题，所以整个电缆的控制所采用的是一个总线传输的方法，控制柜同机床的分线盒之间同手控操作站之间采用的连接方式是运用插头，这样移动起来就会非常方便。在数控机床的电气柜门上安装了用来显示电机转速的显示表，为了方便控制主回路电源同时安有电源的控制按钮。在接触器和PIE两个器件中间会有轻微的继电器的过渡控制，这样做的目的是保护欧姆龙被烧毁。在电气柜中的电路还有空开、变压器、接触器等等多重的保护。
3.2 欧姆龙PLC的程序设计
在本系统当中所使用的欧姆龙PLC控制器是欧姆龙的CQMIH型，此原件的最主要功能是用来接收电气柜以外的一些信号，同时对于设备当中的变频器控制信号以及指示信号进行输入和输出。在整个电气柜上有很多的按钮及指令信号同控制柜都会有一定的距离，为了解决这一问题，控制器采用的模式是欧姆龙总线链接模块来进行信号同控制柜之间的连接控制，用超过一个芯的电缆将实际操作站当中的模块同欧姆龙PLC链接这两个模块进行连接。在系统的软件方面，整个程序所采用的是Cox—programmer软件，此软件的最大的特点是可以实现对各个点的状态进行实时监控，也就是说更加利于调试。
3.3 数控机床电气控制变频器的参数设置
在数控机床的电气柜内安装有两台变频器，其中的一台的主要功能是对主轴进行单独的控制，另外一台的功能则是利用接触器的切换对主轴箱走刀和立柱行走进行控制，两个变频器各司其责，这这里为了方便参数的设置，我们将LG变频器的设置按照不同的功用分成以下的七组参数，分别是两个功能组、一个驱动组、一个外部组、一个输入/输出组、一个选项组、一个应用组，在所有的参数设置上就采用出厂的默认参数，当然如果在实际工作当中可以对部分参数进行相应的改变。
在数控机床工作台（立柱）同之前所说的主轴箱，它们两个是具有两个不同的轴的，系统如果想要保护工作当中所选轴电机可以对不同的都可以适应，选择了其中的第二个电机功能，为所选的轴进行不一样的参数设置来进行控制。下面就详细介绍一下第二个电机参数功能的设置是怎样进行的：首先要选择其中任意一个多功能的端口，将输入/输出的参数设置好，接着要将这个端口进行激活，在确保输入/输出端口是激活的状态的情况下，可以进行第二电机功能的启用。接下来进行设置的参数还有电机的加减速时间的设置、电机的转折频率设置、V/F方式的设置、正反两个转矩的补偿设置、对电机的电子热保护等级（包括有一分钟和连续两种方式）的设置、电机的额定电流的设置。我们知道由于整个电气的工作台（立柱）进行行走方式主要是进行加工轴的参与，当运行到低速段的时候就会要求转矩相对较高，这时候我们所选择的控制方式就会是V/F方式，我们在0到最大的频率段之间去设置四个不同的电压值，在第一个位置上所设置的电压值较高，这样做的目的就是去提高输出转矩。
4 结束语
由于文章的篇幅有限，只对数控机床的电气控制做了简单的介绍，我们知道在电气控制当中两台LG变频器是整个电气控制的核心部件，所以它的参数设置调整同整个机床的加工性能是密不可分的，两个变频器中的一台会去控制三台电机，去对应两个轴。在第二台电机中最大的功能是我们对其设置各种不同的参数，这样做的目的是可以将同的电机进行区分和保护。在对工作台（立柱）的控制方面，对工作台控制方式设置成了用户V/F的控制方式，这样做的目的是对实际加工的需要进行满足。在欧姆龙PLC当中所采用的方式是总线传输，这样就是最大程度的克服移动的困难。
参考文献
关键词：数控机床；故障；分析；维修
前言
数控机床已经广泛应用于现今各行各业的生产中为工业生产的腾飞提供了不小的助力，但是数控机床集成度和自动化程度提高的同时也使得数控机床的复杂性大幅提高，当数控机床出现故障时也对数控机床的维修提出了不小的考验。本文将在分析数控机床常见故障的基础上对如何做好数控机床的维修进行分析阐述。
1数控机床常见故障分类
数控机床常见故障根据其发生的特点、原因等可以将其分为：（1）系统软、硬件故障，数控机床软件故障指的是数控机床其自身的数控系统软件部分所带来的故障，在维修数控机床软件故障时无需对数控机床的硬件设施进行修理，仅需要在分析数控机床PLC程序等的基础上对数控机床的参数或是PLC程序进行改动即可消除故障、而数控机床硬件故障则主要指的是数控机床的控制模块等出现硬件性损坏，需要将故障硬件拆下修理后才能继续使用。（2）数控机床的机械故障，此类故障主要是由于数控机床的机械磨损、机械撞击等所造成的损坏，在维修时需要对数控机床机械磨损区域或是撞击区域进行修复以此来恢复数控机床的正常使用。（3）有无诊断报警的故障，现今的数控机床控制系统中都编制有详细的数控报警信息，用户可以根据数控报警信息来对数控机床的故障发生区域进行诊断以此来缩小故障诊断范围。但是在一些数控机床的控制系统中，并未对数控机床的报警信息进行详细的解释，需要数控机床维修人员查找相关资料来予以解决。此外，根据数控机床故障发生的类型可以将数控机床的故障分为机械故障和电气故障两大类。
2数控机床电气故障原因分析及查找
2.1数控机床电气故障原因查找前的准备工作
前期的准备工作对于数控机床电气故障的排除有着极为重要的意义，当数控机床出现故障时，应当保持数控机床现场的故障状态等待数控机床维修人员到达现场，从而有利于数控机床维修人员根据现场的实际情况对数控机床故障发生的原因进行初步的判断，在对数控机床维修时，数控机床维修人员需要对数控机床故障出现的指示情况及数控机床故障发生的背景情况进行仔细的了解，从而掌握第一手的资料为数控机床的维修打下良好的基础。在维修人员到场对数控机床操作人员进行情况了解的过程中，数控机床维修人员需要在与数控机床操作人员的交谈中捕捉到有用的信息，从而做出自己的判断以确保数控机床故障情况的准确性与完整性，此外，在数控机床故障原因查找的过程中数控机床维修人员不能盲目的对数控机床故障进行处理，而是应当对可能造成数控机床电气故障的原因进行详细的测量，以免盲目操作而造成数控机床故障复杂性的增加，提升数控机床故障排查的难度。一般来说，对于数控机床所产生的故障数控机床的数控系统中都是带有提示的，应当通过数控机床中所显示的故障报警信息查找相关的数控机床数控系统诊断手册从而对数控机床电气故障的触发因素进行了解，从而便于数控机床维修人员结合保障进行来对数控机床进行故障排查。
2.2数控机床的故障排查
在数控机床的故障排查中，需要通过问询操作者数控机床故障前后设备的运行情况是否有异常情况，以确定数控机床所产生的故障时偶发性的故障还是经常性故障，在数控机床故障发生时是否有异兆，在数控机床故障发生时是否有其他异常操作或是异常情况等，这些信息对于快速、准确的定位数控机床故障位置有着极为重要的意义，此外，在对数控机床进行故障维修时应当在安全的前提下注意观测数控机床在运行的过程中是否有异常声音及其他的一些异常信号，在切断电源后，数控机床维修人员可以通过闻电气控制系统中是否有焦糊味以及触摸数控机床的电机、变压器以及熔断器等查看其是否有过热现象。在数控机床电气系统的维修过程中，数控机床维修人员需要对数控机床数控控制系统中的各部分的电气构造及原理进行充分、全面的了解，以便在数控机床故障排查中可以通过数控机床电气设备的控制原理来实现对于数控机床电气故障原因的查找。在数控机床电气故障的排查中，对于机床厂家所编制的用户报警可以通过对PLC报警的触发条件进行逐项排查从而找出造成数控机床电气故障的故障点，从而实现对于数控机床电气故障的排除。而对于一些数控机床数控系统的系统性报警，则应当根据系统报警信息来查找相关的报警诊断手册以此来确定数控机床系统报警所代表的意义和可能的原因，并结合数控机床的电气控制原理来查找相应的故障点。在对数控机床的电气故障进行排查的过程中，都需要从数控机床设备的动作原理入手来进行分析以此来缩小数控机床故障查找的范围，而后通过数控机床电气故障所产生的信息对数控机床故障原因进行逐级的排查，根据数控机床报警细节最终找到数控机床电气故障的故障点，而后采取相应的处理措施来排除故障。此外在数控机床电气故障的排查过程中需要注意的是一些关联性报警信息，这些数控机床报警所显示的信息并不是数控机床的直接报警而是由直接故障点所引出的一些关联性的报警信息，从而为数控机床的故障排除带来了不小的难度。在排除此类故障时，数控机床维修人员需要通过对数控机床故障信息进行细致的分析找出造成数控机床故障报警的真正原因从而实现对于数控机床故障的排除。
3数控机床故障检修中的注意要点
数控机床的控制系统极为复杂，在对数控机床控制系统进行拆卸的过程中需要注意做好记录并注意避免破坏数控机床设备的内部结构，对于数控机床电气控制元件拆卸下来的部分需要做好分类、保存以免丢失而对后期的维修造成影响。在对数控机床电气控制系统进行测量的过程中需要注意的是对于带有阻值的线路进行测量时应当处于下电状态，避免带电测量。在对数控机床的控制电路板进行拆卸的过程中需要注意不得损坏电路板，在拆卸的过程中需要注意做好各线路上的开关、跳线等的位置，以便在数控机床电气控制系统恢复的过程中将其恢复的原来的位置，在数控机床电气设备的检修时需要进行两极以上的对照检查，需要注意对各板上的元件进行标记，避免元件错乱。在查清线路板上的电源配置后数控机床检修人员需要根据检查的需要对线路板采取分别供电或是全部供电的方式来对数控机床的控制电路板进行检测，查找故障点。此外，在数控机床维修的过程中尤其需要注意的是避免触碰数控机床中的380V/220V等的高压部分，以免造成安全事故。
4结束语
数控机床的控制系统极为复杂，在对数控机床进行故障排除的过程中需要从数控机床故障发生的现象入手从数控机床故障发生的原理进行分析查找故障发生点，由于数控机床涉及到机械、电气、液压、气动等多方面的因素，在对数控机床进行故障排查的过程中需要进行综合的考虑，确保数控机床的正常运行。
参考文献
[1]王永涛.机床电气设备故障分析与维修[J].科技与企业，2015（4）：232-232.
[2]梁爱菊，陈少杰.基于PLC的数控机床电气控制系统研究[J].建筑工程技术与设计，2016（20）：17-18.
关键词：数控机床；故障；分析；维修
引言
科技发展与进步，使各行业有了长足的发展，在生产加工领域，数控机床已经得到广泛使用，大大提高了生产效率，减少了人力劳动，数控设备的使用是技术革新的成果，推动了社会生产力的腾飞，为大规模生产助力，企业要想在激烈的市场竞争中赢得先机，则需要不断提高生产能力，强化产品质量，数控机床自动化、智能化控制有效解决了这些问题。与此同时，数控机床的使用也给企业带来了复杂性，特别是机械生产企业引进数控机床后，对机床的依赖性增大，机床生产能力大小直接关系企业经济效益，数控机床是生产过程中最主要的设备，只有全面保障设备寿命和性能发挥，才能实现良好效益，也就是说，数控机床是企业效益之源。要想保证企业生产能力，则需要不断强化对数控机床电气系统的维护和保养，使设备能够长期处于较为稳定的生产运行状态，为企业创造更多的价值，只有全面做好日常保养与维护，才能减少设备故障率，避免出现停产情况。数控机床电气控制系统在长期使用中，出现故障是必然的，只有全面做好故障点诊断、分析与排除，才能确保设备良好运行，推动企业可持续发展。
1 数控机床电气控制系统的故障诊断
数控机床工作情况对企业生产的影响较大，只有全面保证设备正常运行，才能有效维护生产秩序。数控机床电气控制系统长期运转，会出现一些问题，影响正常生产活动，要想及时有效发现问题，解决问题，则需要通过现代科技做好故障诊段，快速解决问题，恢复生产能力。对数控机床诊段时，需要掌握三维建模诊断技术，实现对故障的正确诊断与分析，点对点形成解决方案，保证故障点得到修复，不影响生产，三维建模诊断技术针对数控机床内部电气控制系统，结合几何原理、空间点离散原理及数控电气控制系统构建原理等方面，全面对设备情况进行分析，要想做好三维建模，则需要依照流程推进。
1.1 宏观到微观构建
数控机床电气控制系统是一个虚拟模型，本体是建立在三维模型基础上的，通过三维技术模拟设备运行状态，为了有效找到故障点位置，则需要在运转过程中进行诊段，进一步排查点位，如果在运行过程中出现故障，则需要对照设备实体的硬件做好排查，通过对硬件设备的初步诊断，找到故障点位，排查时，需要从宏观进行初步的构建，然后再通过微观零部件检测，准确找到故障位置。
1.2 设定标准指标
需要建立一个设备旋转模型，通过对模型的运行观测，结合数控机床电气控制系统真实操作状--找到与以往运行时的差异性，只有全面对比出原始作业状态与当前作业状态时间差异、效果差异的不同，才能找到故障点位，差异性大于三维诊断技术指标，就表明电气控制系统已经出现了问题，需要对问题点进行锁定，全面做好点位维护。
1.3 动态监控
可以拧紧运行时的情况做好建模，数控机床电气控制系统加工过程中动态表现能够显露出故障情况，以此做好建模诊断，能够快速找到故障点位，利用NC码对电气控制系统作业状态做好实时的监控，对动态情况精细化描写，对不同时间段内的运动轨迹做好定位，通过点位对照，形成系统化诊断结果。
2 数控机床电气控制系统维护对策
三维诊断技术是较为先进的诊段方法，是当前应用较为普遍的技术，在生产加工领域已经得到广泛认同，在际操作过程中，能够有效解决复杂问题，特别是针对不同点位，可以完成对复杂电气控制系统环境最真实、有效的模拟，全面还原数控机床操作真实状况，使故障点位更加清晰明确，避免出现误导，影响生产效率。
2.1 数控机床电气控制系统本体维护
数控机床电气控制系统需要不断维护才能保证良好运行，需要利用三维建模技术全面做好维护与诊段，通过CSG建模理念，拓展数控机床电气控制系统维护思路，从总体上把握大方向，形成多元结构的维护方法。通过三维建模技术，使复杂的设备运行变得更加简便，能够清晰的观测到各个零件的运行，在简易结构基础上完成简单形体多维组合，全面建立一个能够快速诊段分析的模型构建。要想确保设备良好维护，需要掌握几个方法：一是简化内部要素，要根据设备运行的真实情况，做好仿真模拟运行，要把复杂的问题简单化，使内部各个要素结构清晰，确保三维模型维护行为按程序推进。二是结构分层。可以在维护中，充分的利用三维理念对数控机床电气控制系统几何结构与物理结构做分层，合理划分出不同点位做好局部维护，通过对设备内部的结构拆分，使不同部件都有自己的层级，使结构更加细化，实现设备的良性运转。三是全面维护。可以充分展现三维数据库几何实体，实现参数良好组合，OpenGL软件内部具备强大三维图型库，不论哪种型号的配对，均能够找到最佳数控机床电气控制系统本体模型，通过真实模拟，对电气控制系统本体做好全面有效的维护。
2.2 加工过程电气控制系统维护
要想全面解决运行问题，则需要在数控机床运行时做好观测，保证故障点位精准，实现数控电气控制系统动态最优化发展，动态运行时，需要利用三维建模空间离散法，使数控机床加工过程中系统维护更加有成效。空间离散法主要是将数控机床电气控制系统内部空间物体转换为不同三维位置“空间点”，使各个点彀饱和，同时为了确保各点作用的发挥，需要合理进行综合点位的布局，形成“点”阵，同时，为了保证各点位的联系，需要根据不同点的组成做好相连，形成三角片区的矩阵状态，程序处于运行过程，需要按照真实情况做好重新描写，再利用“点”的程序渲染，提炼有效数据，保证相关数据真实可靠，从根本上解决系统维护问题，保证设备能够正常运转。
3 数控机床故障检修注意要点
数控机床不同于传统设备，整体控制系统非常复杂，为了不出现大的问题，则需要在检修时注意几个要点：一是分类保管部件。各部件拆卸时，要强化记录，保证各构件位置正确，避免破坏内部整体结构，为了保证各部件不丢失，还需要按空间层次，对数控机床电气控制元件拆卸做好分类、保存，确保后期安装顺利，拆卸控制电路板要认真，不能损坏，特别是要认真保管好开关、跳线，安装时两极要按照标记进行，不能出现元件错乱的现象。二是不能带电测量。要想全面掌握数控机床电气控制系统情况，则需要保证测量数据的性，避免出现阻值线路影响，测量时，需要停机下电，不能出现带电测量的情况，否则会影响数据准确性，为了保证安全，不能直接触碰数控机床中的380V/220V高压电流。
4 结束语
数控机床电气控制系统大规模使用，提高了生产能力，但是使用过程中难免会出现问题故障，只有全面掌握维护保养技术，才能避免出现生产运行故障，实现企业集约化、规模化生产。
参考文献
[1]王北平.浅析数控机床电气控制系统的设计及故障排除[J].吉林省教育学院学报（中旬），2014，09：94-95.
【关键词】数控机床；电气控制系统；论述；预防性建议
1引言
数控机床是集电子计算机技术、自动控制技术、精密机械技术等多种先进技术于一体，具有鲜明特色的高度机电一体化的产物。数控机床是现代机床技术发展的重要标志，其水平的高低直接反应着机械设备制造的工艺水准。数控机床电气控制系统是数控机床的核心部分，对于整体设备的运行情况有重要的影响。所以，对于电气控制系统有一个系统的了解十分重要，同时，要做好对控制系统的故障诊断和排除工作，并在实际工作中做好预防措施，对整个系统的正常运行有重要的作用。
2数控机床电气控制系统论述
数控机床电气控制系统主要有以下几个部分组成：
2.1数据输入装置
数据输入装置是负责将指令信息和各种必备应用数据输入数控系统的装置。主要有以下几种形式：穿孔带悦读纪、CNC键盘、数控系统配备的硬盘以及驱动装置、磁带机、PC计算机等等。随着科技的不断进步，磁带机和穿孔带阅读机使用情况比较少见，一般输入操作用CNC键盘来完成，数控系统配备的硬盘及驱动装置则适用于存储保护量大的数据。
2.2数控系统
数控系统是数控机床的神经中枢系统，它对所接收到的命令信号进行解码计算，然后准确有序地发出所需要的运动命令和控制命令，直到操作的结束。数控系统是整个电气系统中最重要的部分，准确着各个部分的工作。
2.3可编程逻辑控制器
可编程逻辑控制器是实现设备各部分功能的控制中心，其工作原理如下：CNC将信号命令传递给控制器，由其来进行逻辑编辑操作，保证其安全有序地运行，同时将设备的工作信息传递给CNC，使其能够对设备有一个更为即时的了解，以便更为准确及时地发出命令。当前多将PLC与CNC一同集成于数控系统中，以便实现对信号更为准确的分析和判断，完善对设备的控制。
2.4进给伺服系统
CNC自身产生的运动指令被传递给进给伺服系统，通过系统速度和电流的转矩调节，将驱动信号输送给伺服电机系统，使其运行，实现机床的运动，同时接受反馈信号实现速度的闭环控制。同时伺服系统也受到PLC和CNC信号的共同作用，并受到CNC的控制。
2.5主轴驱动系统
主轴驱动系统接受来自CNC的驱动指令，经过速度与功率的调节输出信号，以驱动主电动机运行，与此同时，接受速度的信息反馈，实现对速度的闭环控制。通过PLC将主轴的工作状态以信号的形式传递给CNC，使其发出指令，进而实现中枢对主轴的控制，与进给伺服系统原理类似。主轴驱动系统自身的参数值对于其转动性能有着密切的关系，通过改变有些参数，可以实现对驱动系统优化。
2.6测量系统
测量系统主要包括速度测量系统和位置测量系统。速度的测量主要是由测速机来完成，位于主轴和进给电动机中，其原理是将电动机运行速度转化成电压值输送到伺服驱动系统，以反馈信息的形式与电压值相匹配，以实现精确匹配的目标。位置的测量主要由光栅尺和数字脉冲编码器作为测量工作，通过对机床运行实际位置的测量，将数值反馈到CNC并于指定位移相比较，以达到指定位置。
除此之外，数控机床电气控制系统还包括机床（电动机、制动器、电磁阀、开关）、电器硬件、外部设备（PC计算机、打印机）等等。
3数控机床电气控制系统常见故障判断以及预防措施
由于设备自身原因或者操作原因，系统在运行时难免产生故障，对于故障，要进行准确的诊断检测，才能有效地排除困难，具体包括：
（1）通过人的感官对事故发生的现象进行一定的判断，进而预测故障所发生的位置，这是最基本也是最直观的的判断方法。
（2）通过对系统的参数进行比较，可以有效地发现并解决问题。对于设备进行参数的更改可以提高设备的工作效率，优化设备性能。但是有些设备参数是不能改变的，如果改变会直接导致设备故障，所以需要对设备的现有设备参数与原有参数进行比较核对，进而找出设备故障原因。
（3）系统自身的报警系统可以进行自我诊断，主要有硬件和软件两种形式。硬件报警系统被广泛应用在现代化数控系统中，通过对系统硬件报警设备异常情况的观察，可以发现和排除故障。软件报警系统具有良好的自我诊断功能，能够对设备自身进行定期的自动诊断，能够及时的发现问题，避免故障扩大化。
设备出现故障固然要进行排除，但是要更加注意做好预防措施，主要从以下几个方面努力：
（1）提高操作人员的素质和能力，上岗之前要经过严格的专业技术训练，要有过硬的操作本领，同时要遵循相关的操作规章制度，严禁违规操作。建立一支专业的维修养护队伍，要对设备的各个部分都有详细的了解，要定期对其进行严格的专业技能考核。
（2）对于设备易磨损或者易受外界环境影响的部位要进行随时的监控，并做好设备定期清理维护和更换工作，保证设备的正常运行。
（3）保证设备运行环境的稳定具有十分重要的作用。设备运行环境的稳定与否直接关系到运行质量，在正常情况下要保证设备运行电压的稳定，电压过高或过低都会对设备造成损害；设备某些部分的性能会因环境不同而不同，外界环境变化过多会导致设备运行不够稳定，直接影响工作质量。
（4）即使设备长期不用，也要做好维护工作。为了保证设备能够长时间保证一个良好的状态，需要定期使设备进行满负荷运行，而不是长期不用，可以有效减小数控系统的故障发生概率，提高利用率。同时，要对设备中易受损害的部分进行单独的保养存放，避免外界环境对其产生破坏。
4结束语
数控机床电气控制系统的使用越来越广泛，在我国的机械制造中占有非常重要的地位。通过对其各个部位较为系统的介绍，了解工作原理和基本情况，以及易发生的故障，并针对性地做好维护预防工作，可以为现代机床技术的发展提供更为广阔的前景。
参考文献：
[1]田小静.浅谈数控机床电气控制系统现场维修[J].大众科技，2006（06）.
[2]周占军.浅谈机床电气控制系统[J].科技咨询导报，2007（30）.
[3]陶建芬，刘孝忠，基于PLC的数控机床电气控制研究[J].现代商贸工业，2009（15）.
[4]邹培海，刘忠伟.数控机床的现场维修[J].机械工程师，2005（08）.
[5]孙宪华.数控机床电气维修技术综述[J].装备制造，2009（12）.
[6]韩祥凤，刘玉莹.浅谈数控机床维护维修的一般方法[J]，装备制造技术.2009（02）.
【关键词】数控机床；电气控制与驱动系统；可靠性
1前言
随着科技快速的发展，制造技术也得到了进一步的改进以及创新，而数控机床则是制造技术最为重要的载体，数控机床的发展以及可靠运行对于制造业的发展有着至关重要的影响。所以，人们也越来越关注数控机床的发展，而数控机床的可靠性更是评价数控机床先进性与否的关键性指标。在数控机床之中，电气控制与驱动系统是极为重要的一个子系统，同时也是数控机床中最易发生故障的系统。所以，要想确保数控机床的运行具有更高的可靠性，必须要确保电气控制与驱动系统具有非常好的可靠性。在对数控机床的电气控制与驱动系统进行可靠性分析时，故障树分析的方法极为重要的一种可靠性分析方法。由于故障树分析方法具有非常强的系统性，所以，故障树分析方法也被应用在很多的领域之中。不过，现阶段数控机床技术不断的革新与发展，数控机床的结构也更加的趋于复杂化，数控机床的故障发生也逐渐的突显出了动态失效的特点。所以，故障树分析方法已经无法满足对复杂数控机床结构的动态失效问题分析的要求，也逐渐的出现了基于动态失效的故障分析方法。近年来，3F技术开始出现并得到了迅速的发展，其在分析系统可靠性工作中发挥着越来越重要的作用，逐渐的被应用于各个领域之中，被用来分析不同系统的运行可靠性。
2数控机床电气控制与驱动系统的可靠性分析方法
2.1数控机床电气控制与驱动系统的故障树分析方法
在数控机床的运行过程中，对于运行的可靠性有着极为重要影响的便是电气控制与驱动系统。在数控机床之中，位于机床内部不同部位之中的一些电气元件和相应的连结线路便属于数控机床的电气控制与驱动系统，其也是数控机床中极为关键的一个子系统。而且在数控机床之中，该子系统发生故障的概率是最高的，同时也是对于数控机床可靠性影响最大的一个子系统。在对数控机床进行可靠性分析的过程中，应用的最为多的一种方法便是故障树分析方法，该分析方法已经在很多的领域之中得以应用。通过故障树分析方法，能够找出系统中所发生的一些基本的故障、故障产生的具体原因以及故障事件出现的概率大小等。所以，采用故障树分析方法进行可靠性的分析是极为必要的。故障树分析方法最早是在上世纪的60年代初由美国学者Watson所提出的，其主要是用来对结构相对复杂的一些系统进行安全性以及可靠性的相关评价工作。并且，在之后也逐渐的对故障树分析方法进行了一定的完善与改进，使得该分析方法在可靠性分析中的应用更为广泛，故障树分析方法的具体流程如图1所示。在采用故障树分析方法时，若想防止形成一个不正确的故障树模型，要对构建故障树的一些边界条件加以严格的确定，并且也应当对一些事件进行严格的定义。同时，在构建故障树的过程中，也不能出现有所遗漏的问题，应当自上向下对故障树进行逐级的构建。
2.2数控机床电气控制与驱动系统的3F分析方法
3F分析方法是经过长期的实践总结而得到的，其能够有效的使系统中的故障得以减少或者彻底的消除，可以最大限度的确保系统的运行具有可靠性。通过利用3F分析技术，能够对系统中的故障模式、危害进行分析，还可以进行故障树分析，同时也能够进行故障的分析以及纠错处理，是确保系统可靠运行的一种有效以及实用的分析方法。
3数控机床电气控制与驱动系统的可靠性的主要影响因素
3.1元件的质量
在对以往对数控机床的维修经验来看，导致数控机床运行故障的原因，很多情况下是因为元件的质量出现问题而导致的。（1）对于数控机床的一些电气元件来说，会使用到一些接触式的机械元件，例如，继电器以及接触器等元件。若是这些元件的质量较差，极易的导致数控机床中电气控制与驱动系统发生不稳定的问题。在这些接触式的机械元件之中，所存在的一些质量问题主要是触点位置处的簧片不具有良好的弹性，在使用过程中极易发生疲劳问题，在动静的触点位置，接触过程中所形成的电阻较大。同时，受到外界环境温度升高以及元件的骨架发生一定的形变等因素影响，极易的导致这些接触式的机械元件出现失灵问题。（2）电容器元件出现失效问题同样也将出现一些噪声，尤其是电容器的形状为管状时，在引出线和内部的电极发生接触的过程中，要是出现接触不良的问题时，极易的产生较强的噪声，如果问题较为严重时，极有可能使得电解液发生并流问题，并流至电极以及引线的中间位置处，从而引发漏油现象，使得两者的接触电阻急剧增加，几乎的等同于将两者切断。并且，电容器的内部绝缘层易发生老化以及破坏问题，导致电容器的内部出现一定的放电现象，同样会导致非常大的浪涌冲击问题产生。
3.2制造工艺水平
（1）虚接虚焊。进行电气控制与驱动系统的安装作业时，对于导线端子应当充分的压紧，避免出现松动问题，要不然极易导致一些接触问题以及腐蚀问题的发生，使得在接触位置处的发热量急剧增加，接触位置的电阻值会急剧的增大。若在这一时期内有干扰电流的出现，那么接触位置便会形成非常大的电压降。而若是电压属于放大器装置的输入电压，那么会导致放大器在进行电压输出的过程中，存在极大的噪声电压。而对于一些焊接元件，若是发生虚焊问题。那么，在管脚的位置处易出现元件的锈蚀问题，虽然元件刚开始使用的过程中不会出现问题，但是在较长一段时间之后便会诱发一些噪声电压的出现，使得系统受到极大的干扰，引起系统的可靠性不良问题。（2）电源问题。在电气控制与驱动系统中，计算机装置发生故障的原因很多情况下是由于电源出现一定的故障而引起的。由于电源经常的会受到各个因素的干扰，所以电源极易出现一些较强的噪声，而会对电气控制与驱动系统造成可靠性极大的不良影响。另外，由于电网在供电的过程中，出现一些供电不稳定的问题，同样也极易的导致系统产生一定的波动，使得系统的可靠性受到较大的影响。因为不同的企业之间的用电具有相对大的差异性，仅仅是电网中电压出现波动情况，就会产生相对大的误差，另外，在输送的线路之中还存在着很多的谐波干扰，也易导致系统运行过程中的不稳定，使系统极易发生故障。（3）机械噪声。数控机床自身的固定结构或者一些传动的装置，在数控机床的运行时，若是由于设计以及安装等一些原因而未能全面的考虑周全，便易导致数控机床在运行的过程中出现较为严重的振动，也可能导致个别的器件的振动频率和电机发生转动的频率相同，形成共振现象。而若是这些元件所在的电路之中含有谐波电路的电容装置或者是电感线圈装置时，便会导致一定的干扰问题出现。若是一些接触式的机械器件发生振动，极易导致压力的不断变化而引起接触位置的接触不良问题出现，而电流在经过此位置时就会形成相应的电压波动，从而影响到整个系统的可靠性。
4结语
关键词：改造；数控车床；质量控制
如果对所用的普通车床和长时间使用的车床不进行改造，仅购买新的数控车床，则会增加许多生产厂家设备方面的成本。所以生产厂家对普通车床及长时间使用的车床进行数控化改造是必经之路。
由于进行数控化改造对于改造厂家来说，较杂又乱，但如何对改造的数控机床进行质量控制则是我们一直以来需要探讨的问题，在此谈一下如何进行改造数控车床的质量控制。
普通车床数控改造分为新机改造和旧机改造，新机改造是用户购买普通车床或普通光机（指仅带床头箱和纵、横向导轨的车床），改造厂家根据其要求进行数控化改造。旧机改造是指用户将已经使用过的普通车床或数控车床进行翻新并进行数控化改造。其中旧机改造包括大修车床改造和用户旧机部件改造。在此浅谈改造数控车床在机械方面的质量控制方法、着重控制点和检验过程。
一、新机改造和旧机大修车床改造都必须经过如下相同改造
(1)更换X轴、Z轴丝杆、轴承、电机。
(2)增加电动刀架和主轴编码器。
(3)增加轴向电机的驱动装置，限制运行超程的行程开关，加装变频器（客户需要）以及为了加工和安全所需的电气部分。
(4)X轴、Z轴的丝杆两端支承面的配刮、滚珠丝杆副托架与床鞍的配刮、床身与床鞍导轨副进行配刮。
(5)据需要增加防护设施，如各向丝杆的防护罩，安全防护门，行程开关的防护装置。
二、新机改造和旧机大修车床改造的不同点
(1)新机改造的主轴和尾座部分未进行改动，主轴部分和尾座部分无须进行再改造。
(2)旧机大修车床由于经过长时间使用，导轨已磨损，为了保证大修后，能继续长时间使用而不变形，必须经过淬火工序，然后磨导轨，且磨导轨后必须保证导轨硬度≥HRC47。
(3)旧机大修车床应根据客户需要对主轴部分和尾座部分进行改造和调整。
三、新机改造和大修机床改造的精度检验是检验的重要项目
精度检验执行JB/T8324.1-1996《简式数控卧式车床精度》。
四、新车床改造的精度质量控制如下
(1)铲刮检验。新车床改造经过对X轴、Z轴的丝杆两端支承面的进行配刮、对滚珠丝杆副托架与床鞍进行配刮、床身与床鞍导轨副进行配刮等。车床的主轴、尾座部分未拆动。检验方法如下：用配合面进行涂色，相互配合面进行结合，并相对摩擦，然后对铲刮面进行铲刮点数检验，并对结合处用塞尺进行结合程度检验，其中刮研点不得低于6点/25*25mm，0.03mm的塞尺塞结合处，不入。
(2)丝杆与导轨平行度检验：装配丝杆时，丝杆与导轨的平行度必须≤0.02mm。
(3)精度检验的G1项中导轨在垂直平面内的直线度(只许凸)应由普通车床厂家进行保证，不作为重点检验项目。
(4)精度检验中的主轴部分精度G4、G5、G6项也应由普通车床厂家进行保证，不作为重点检验项目。
(5)G11项床头、尾座两顶尖的等高度由普通车床厂家进行保证，不作为改造厂家质量控制的重点项目。
五、用户大修车床改造的精度检验
由于进行了磨导轨，基准面已变动，所以精度检验中的所有项目必须进行检验，且应严格进行控制，以保证改造后的使用性能。
六、大修车床改造和新机改造的其它质量重要控制点
(1)锈蚀检查：各横、纵向导轨面，主轴、主轴法兰盘，尾座空心套和各
(2)外露非油漆表面都必须采取防锈措施，如清洗干净后，用脂等进行防锈检查：铲刮面、丝杆和轴承在进行装配前必须清洗干净，不得留有红丹粉、铁削和其它脏物质；电箱内侧、防护罩内侧无灰尘、脏物。
(3)渗漏检查：大修车床改造的主轴轴承和齿轮等必须保持，大修车床改造和新车床改造的轴向丝杆和轴承必须有，必须有冷却装置，且以上和冷却中接头处，油、水箱等处都不得有渗漏现象。
(4)机床噪声、温升、转速、空运转试验：
①主轴在各种转速下连续空运转4min，其中最高转速运转时间不小于2小时。整机空运行时间≥16h，对圆弧、螺纹、外圆、端面等循环车削进行模拟空运行试验。
②主轴轴承温度稳定后，测轴承温度及温升滚动轴承：温度≤70℃，温升≤40℃；滑动轴承：温度≤60℃，温升≤30℃。
③机床噪声声压级空运转条件下≤83dB(A)，且机床有无不正常尖叫、冲击声。各轴方向进给运动进行应平稳，无明显振动、颤动和爬行现象。
④机床连续空运转试验在规定连续空运转时间内，无故障，运行可靠，稳定。
(5)用户更换部件（包括机床部分的维修）的改造：由于车床更换部件的改造项目较多，主要是更换主轴轴承、轴向丝杆、轴向电机、轴向轴承和系统。
①更换主轴轴承：由于更换主轴轴承是为了保证加工外圆和端面的精度，必须在更换轴承后，先行检验主轴的噪声在无异常的情况下，整机噪声声压级不得超过83dB（A），然后进行加工精度检验，并检验加工工件的表面粗糙度。
②更换轴向丝杆检验：检验各向位置精度，确保在规定范围内，跑机运行达到轴向运行无不正常的冲击声和杂音。更换轴向电机：由于其它项目未进行改造，则检验仅对跑机运行的噪声进行检验，轴向运行无不正常的冲击声和杂音。检验其轴向反向间隙，以防在装配中由于装配引起反向差值不符合要求。
关键词: 可编程序控制器;数控机床数控机床;信息交换
1概述
数控机床机床数控系统具有较强的数据处理能力和图形显示功能,可编程序控制器具,有较好的逻辑处理功能,可以充当数控系统微处理器与机床强电控制的桥梁。
2可编程序控制器与外部信息的交换
可编程序控制器、数控机床和机床之间的信息交换包括如下四部分:
(1)机床至可编程序控制器:机床侧的开关量信号通过I/O单元接口输入到可编程序控制器中,除极少数信号外,绝大多数信号的含义及所占用可编程序控制器的地址均可由可编程序控制器程序设计者自行定义,如在SINUMERIK810数控系统中,机床侧的某一开关信号就是通过I/O端子板输入至I/O模块中。然后通过系统总线到达可编程序控制器。
(2)可编程序控制器至机床:可编程序控制器控制机床的信号通过可编程序控制器的开关量输出接口送到机床侧,所有开关量输出信号的含义及所占用可编程序控制器的地址可也由可编程序控制器程序设计者自行定义。如在SINUMERIK810系统中,机床侧某电磁阀的动作由可编程序控制器的输出信号来控制,设该信号用Q1.4来定义。该信号通过I/O模块和I/O端子板输至中间继电器线圈,继电器的触点又使电磁阀的线圈得电,从而控制电磁阀的动作。
(3)数控机床至可编程序控制器:数控机床送至可编程序控制器的信息可由数控机床直接送入可编程序控制器的寄存器中,所有数控机床送至可编程序控制器的信号含义和地址(开关量地址或寄存器地址)均由数控机床厂家确定,可编程序控制器编程者只可使用不可改变和增删。如数控指令的M、S、T功能,通过数控机床译码后直接送入可编程序控制器相应的寄存器中。如在SINUMERIK810数控系统中,MO3指令经译码后,送入FY27.3寄存器中。
(4)可编程序控制器至数控机床:可编程序控制器送至数控机床的信息也由开关量信号或寄存器完成,所有可编程序控制器送至数控机床的信号地址与含义由数控机床厂家确定,可编程序控制器编程者只可使用,不可改变和增删。如SINUMERIK810数控系统中,Q108.5为可编程序控制器至数控机床的进给使能信号。
3可编程序控制器在数控机床中的功能
(1)机床操作面板控制功能
将机床操作面板上的控制信号直接送入可编程序控制器,以控制数控系统的运行。
(2)机床外部开关输入信号控制功能
将机床侧的开关信号送入可编程序控制器,经逻辑运算后,输出给控制对象。这些控制开关包括各类控制开关、行程开关、接近开关、压力开关和温控开关等。
(3)输出信号控制功能
可编程序控制器输出的信号经强电柜中的继电器、接触器、通过机床侧的液压或气动电磁阀,对刀库、机械手和回转工作台等装置进行控制,另外还对冷却泵电机、泵电动机及电磁制动器等进行控制。
(4)伺服控制功能
控制主要轴和伺服进给驱动装置的使能的信号,以满足伺服驱动的条件,通过驱动装置、驱动主轴电动机、伺服进给电动机和刀库电动机等。
(5)报警处理控制功能
可编程序控制器收集强电柜,机床侧和伺服驱动装置的故障信号,将报警标志中的检应报警标志位置位、数控系统便显示报警号及报警文本,以方便故障诊断。
(6)软盘驱动装置控制功能
有些数控机床用计算机软盘取代了传统的光电阅读机,通过控制软盘驱动装置,实现与数控系统进行零件程序、机床参数、零点编置和刀具补偿等数据的传输。
(7)转换控制功能
有些加工中心的主轴可以立卧转换,当进行立卧转换时,可编程序控制器完成下述工作:1)切换主轴控制接触器。2)通过可编程序控制器的内部功能,在线修改有关机床数据位。3)切换伺服系统进给模块,并切换用于坐标轴控制的
各种开关、按键等。
4 数控机床加工代码在可编程序控制器上的实现方法
目前,数控机床程序中,有关机床坐标系约定、准备功能、输出功能、刀具功能及程序格式等方面已趋于统一,形成了统一的标准,即所谓的数控机床机床ISO代码。在这个加工程序中包含许多程序段,每个段又由若干字组成,每1个字表示1种功能,归纳起来有4种:一种是准备功能,即所谓的G代码;第二种是辅助功能,即所谓的M代码;第三种是刀具功能,即所谓的T代码;第四种是转速功能即所谓的S代码。根据数控机床性能的不同能执行这4种功能多少的程度也不同。在数控机床内部4种功能中,G功能主要与联动坐标轴驱动有关,是通过CPU控制数控装置的I/O接口实现;M功能主要控制机床强电部分,包括主轴换向、冷却液开关等功能;T功能与刀具的选择和补偿有关。S功能主要完成机床主轴转速控制。
(1) T功能代码的实现方法
T功能代码包含两部分,一是刀具选择;二是刀具位置补偿。在可编程序控制器上实现的是第1部分功能:刀具选择。换刀过程如下:运行数控程序,发出某个刀具号的换刀指令,对应的数控装置I/O口变为高电平,使可编程序控制器输入端的软开关接通,换刀电机正转,当在刀架上的干簧管触点开关接通后,换刀电机反转,使刀架下落压紧,当压紧力足够大时,微动开关接通,换刀电机停止运转。
(2) M功能代码实现方法
ISO数控加工代码标准中辅助功能很多,对于不同的数控机床,所能实现的辅助功能也不尽相同,但是各种数控机床,都具有一些基本的辅助功能,如MOO(程序停止),MO3(主轴正转),MO5(主轴停止)等,M功能的一部分是由数控系统本身的硬件和软件实现,还有一部分需要数控装置与可编程序控制器相结合来完成,如主轴的正转与停止功能,M功能的实现与T功能的实现方法类似,同样是数控装置I/O接口发出指令,由可编程序控制器输入端状态和可编程序控制器内部ROM中的梯形图程序决定可编程序控制器输出端的状态,进而完成M功能。
(3) S功能的实现方法
S功能主要完成主轴转速的控制,并且常用S2位代码形式和S4位代码形式来进行编程,所谓S2位代码编程是指S代码后跟随2位十进制数字来指定主轴转速共有100级(S00~S99),并且按等经级数递增,其公比为1.12,即相邻分度的后一级速度比前一级速度增加约12%。这样根据主轴转速的上、下限和上述等比关系就可以获得一个S2位代码与主轴转速(BCD码)的对应表格,它用于S2位代码的译码, S代码和数据转换实际上就是针对S2位代码查出主轴转速的大小,然后将其转换成二进制数,并经上、下限幅处理后,将得到的数字量进行D/A转换,输出一个0~10V或0~5V或-10~+10V的直流控制电压给主轴伺服系统或主轴变频器,从而保证了主轴按要求的速度旋转。
参考文献:
[1]王侃夫主编•机床数控技术基础•北京:机械工业出版社,2001
一、控制系统总体方案
随着可编程序控制器(PLC)技术的发展，实现了可以由数控机床中的可编程序控制器来完成各项复杂的任务，如控制开关、压力开关、继电器、行程开关、接触器和电磁阀等输出元件控制，它是由输人部分，逻辑部分和输出部分组成，其中，输入部分收集并保存被控制部分实际运行的数据，逻辑部分处理输入部分则是所取得的信息，其中输出部分提供正在被控制的许多装置中，哪几个设备需要实时操作处理。整个的控制系统一共是由CNC计算机数控系统和强电柜两部分组成，而其中CNC计算机数控系统是一专用的数控装置，它是由输入 /输出接口、CNC系统、驱动单元组成，是控制系统执行加工的核心，另一个强电柜则是由动力电路控制电路和可编程控制器PLC组成，系统结构框图如图1 所示.
二、基于P LC的数控机床电气控制方式的选择
数控机床电气控制方式的好坏，直接决定了控制系统的成败。所以要控制机床实现加工的高速高精度，系统的性能是起到至关重要的作用的。控制过程大体是，首先要依据预定要求和所要求的控制精度、被控对象的特征等限制进行了综合考虑，然后充分考虑系统的性能，价格比等因素，确定X、Y轴采用PC机。采用此种方式不但，PC机发挥了强大的文件处理功能、高速的数据处理功能，同时运动控制器则也体现了他的高的可靠性、高速性、高精度等优点，而光栅尺则为系统提供了高达1μm的精度。这样每一部分都起到了重要作用。
三、PLC 在组合机床电气控制系统中的应用
组合机床是针对某些特定工件，按特定工序进行批量加工的组合设备，该类设备的生产效率一般都非常高，同时机床结构也比较复杂，所以要求电气设计得非常稳定可靠。这其中利用PLC实现对组合机床的自动控制，无疑是今后的发展方向。
组合机床结构比较复杂，要求可靠性高。根据机床设计要求一般在粗镗II主轴上采用了双速交流电机，以满足加工端面的需要；而在各动力头与回转工作台之间还需要增加互锁电路，确保在机床加工时工作台是锁紧状态；在精镗I和精镗II的动力头上则是装有液压平旋盘，实现能够同时对工件进行镗孔及端面的精加工。因此该机床的电路设计比较复杂，需要的输入点和输出点比较多。一般，我们采用欧姆龙CPM2AE一60CDR型PLC作为机床的控制系统，这个控制器共有60个I／O点，其中36点输入，24点输出，此系统一般完全能够满足该机床的设计要求。
四、数控机床的功能分析
这里介绍的是一拖四的机床，一共有X、Y轴和四个Z轴上的伺服电机，来进行定位；X、Y、Z轴可以联动，四个Z轴不但可以同时运动，也可以分开运动。此机床为了提高加工精度，工作台的X、Y轴运动，利用光栅尺实现全闭环控制，对工作台进行精确定位。X、Y轴则要进行两侧硬限位和软限位双重保护，以对Z轴下侧进行软硬限位。为了实现稳定加工，此系统具有高速的上下位机通讯功能，其中上位机可以随时对下位机进行控制，下位机也可以把各种信息传到上位机，2者相互作用。上位机是一台PC机(工控机)，它主要负责从加工文件中读取需要数控机床加工流程中的钻孔的孔位和孔径信息，以及为用户提供友好的界面来设定加工参数，最后通过TCP/IP协议，把获得的数据传到运动控制器。该机床主轴转速最多高达16万r/min，实现了加工的高效率，并有冷却水泵对电机进行冷却，检测电机温度，实施实时保护。
五、用PLC改造旧式机床电气控制系统的一般方法
1改造原则
首先要考虑今后生产的发展和工艺的改进，在设计容量时，应适当留有进一步扩展的余地。同时也应最大限度地满足被控设备或生产过程的控制要求，力求系统简单经济、操作方便。
2改造流程
确定控制对象，明确控制任务，了解机械运动与电气执行元件之间的关系，拟定控制系统设计的技术条件。了解是否需要对现有机床的操作控制进行改进，如果需要，后续设计中要考虑。最终根据整理结果，确定所需输入、输出设备，力求系统简单经济，并能最大限度地使用原有的输入、输出设备，降低改造成本。
制定控制方案，进行PLC选型。确立哪些信号需要输入PLC，分类统计出各输入以及输出点。
设计I／0连接。编制I／O分配表、绘制I／O接线图。同类型的输入或输出点尽量集中在一起，有利于程序编写和阅读。软件设计。
调试。将设计好的程序输入PLC后应观察各输入量、输出量之间的变化关系及逻辑状态是否符合设计要求，如不符合，则继续调整，知道调试成功，还应进行资料的整理。
3、电气控制系统组成具体介绍
西门子伺服电机虽然本身带有编码器，但是电机编码器的精度只能达到10μm，离要求的5μm差距较大。所以要用外部光栅尺检测工作台的位置，并通过SMC30转换成标准信号，传递给SIMOTION进行处理。光栅尺大多数都是选择业界知名的RENISHAW公司产品中的RG4系列。
机床的主轴多采用西风的F16 160000RPM高效率PCB钻孔主轴，它是一种高精度、高寿命、高稳定性的全功能PCB钻孔主轴。刀具采用启动夹紧方式，冷却系统则采用干净的水。为了对独一主轴进行保护，主轴会内置NTC温度控制系统。
短刀检测一般采用光纤传感器,为OC门形式,它的三根接入线可以直接接24V电源,信号线可以通过电阻介入到24V电压上构成电平输出。传感器的一根光纤输出一束红外线,另一根光纤接受这束红外线,这样来判断道具是否失效
关键词 数控机床；电气控制系统；安装与调试；教学改革
中图分类号：G712 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2013）24-0081-03
工作过程为导向的职业教育理论核心是从职业需要的角度出发，以职业岗位典型工作任务为内容，开发出工作过程系统化的学习领域课程体系。课程体系以职业能力培养为主要目标，以典型工作任务为载体，将学习过程、工作过程与学习能力有机结合起来，在逼真的企业环境中边学边做，充分体现工学结合的高职教育特征，有效解决企业所需与学生所学之间的矛盾，提高学生“零距离”上岗的就业竞争力[1]。
数控机床电气控制系统安装与调试课程是数控设备应用与维护专业的核心课程。借着国家示范院校建设改革的精神，2009年，包头职业技术学院数控设备应用与维护教研室对该课程进行全方位的教学改革，取得良好的教学效果。现在该课程已建设为自治区级精品课程。
1 课程定位
确定了专业人才培养目标后建立课程体系。数控机床电气控制系统安装与调试是为电气装调与维修岗位开设的一门课程，该课程实践性强，与生产实际联系紧密，知识覆盖面广，是强电与弱电的结合，对于培养学生的工程实践能力、综合素质及创新能力具有重要的作用，要求通过该课程及前续课程的学习，学生能独立进行整台数控机床电气控制元件的布置、连接、调试及电气故障排除、维修。
数控机床电气控制系统安装与调试课程开设在第三学期，共88学时，在电气工程基础1与2、机械技术应用基础及相关实训课程完成的基础上，以数控机床装调维修工国家职业技能鉴定要求为依据，选择数控机床为载体，通过基于工作过程项目训练，使学生根据数控机床电气原理图计划、决策电器元件布置图及接线图，以决策结果实施元器件的布置、接线、电气调试、机电联调，掌握数控机床电气装调知识、技能，具有数控机床电气安装、调试、维修及设计的综合能力，为后续课程数控机床PMC控制与调试、数控机床故障诊断与维修、数控机床装调维修工中级工、毕业顶岗实习等奠定坚实的基础。
2 课程开发思路
根据高职数控设备应用与维护专业职业岗位（群）中的数控机床电气装调与维修的任职要求，参考数控机床装调维修工中级工考核模块之一——数控机床电气装调与维修的考核要求，并且结合包头职业技术学院该专业人才培养方案的培养目标，经过多次走访数控机床制造及应用企业，对其工作岗位的实际任职要求、典型工作任务及职业相关技能、知识、素质、能力需求进行分析、归纳、整合，进行数控机床电气控制系统安装与调试课程基于工作过程的完整工作任务的开发，设计教学过程，通过情境显现、模拟仿真等方式组织教学，建设典型工作任务为主体的理实一体化教材及相关教学资源。课程开发思路设计如图1所示。
3 工作过程系统化的课程教学内容设计
工作过程系统化的课程体系强调工作过程的整体性，强调方法能力、社会能力与专业能力的培养融为一体，在分析、整理典型职业活动工作过程的前提下，按照由简单到复杂的工作任务进行重构。
3.1 岗位职业行为能力分析
在深入理解工作过程系统化后，本专业教师经过对包头及周边地区数控机床制造及应用企业的电气装调工岗位的职业能力进行分析与总结，确定数控机床电气装调岗位的岗位职业行为能力如表1所示。
数控机床电气控制系统安装与调试课程在进行岗位职业行为能力分析的基础上进行教学内容的整合，原则是凡是与工作任务有关的知识都纳入教学中，无关的知识尽量不讲，针对其预设能力目标进行学习情境的设计。
3.2 学习情境设计
根据数控机床电气装调岗位职业行为能力拟定该课程教学目标，包括应知知识、应会技能和应具备素质三大项教学目标，其中归纳出如数控机床电气原理图识读与分析等15项应知知识，能够独立完成数控机床电气控制系统的安装与调试等9项应会技能，强化安全生产意识，具备发现、分析和解决问题等5项应具备素质。
以课程教学目标进行学习载体的选择，载体选择的原则是强调工作过程的完整性，以数控车床、数控铣床、加工中心等3种典型数控机床为载体，为了保证教学内容的循序渐进，划分5个学习情境，每个学习情境又分为3项任务，共计15项任务。
情境1 简易数控机床电气控制系统安装与调试，实现1开环进给轴、1主轴及刀架换刀控制功能运行，计划学时18学时；
情境2 简易数控车床电气控制系统安装与调试，实现2开环进给轴、1变频主轴及刀架换刀功能运行，计划学时14学时；
情境3 数控车床电气控制系统安装与调试，实现2半闭环进给轴、1变频主轴及刀架换刀控制功能运行，计划学时16学时；
情境4 数控铣床电气控制系统安装与调试，实现3半闭环进给轴、1伺服主轴功能运行，计划学时24学时；
情境5 加工中心电气控制系统安装与调试，实现4进给轴，其中3直线轴、有1直线轴是全闭环控制、1旋转轴、1主轴、1刀库换刀功能运行控制，计划学生16学时。
4 课程实施过程
教学内容的组织遵循六步法原则：教师下发任务并提出相关问题；引导学生分析电气原理图；学生咨询，提出问题、查阅资料，进行自主学习；学生分组讨论，进行计划与决策，主要是绘制电器元件布置图和接线图；教师给予指导、答疑、评价；根据下发的元器件清单和工具清单进行准备，依据计划和决策的内容进行任务实施，即将数控机床电气系统安装调试好，实现该任务的功能运行。在计划、决策、实施过程中贯穿小组及教师的检查与评价。
4.1 教学方法及手段改革
在教学方法与手段上改变传统的“一言堂、一张黑板”教学，坚持“教师为引导，学生为主体”的思想，采用行之有效的多样化教学方法及手段，使教、学、做融为一体，提高学生的学习兴趣，增强学生操作技能，达到理实合一、交互渗透、逐渐递进的教学效果。下面以情境1的任务1“刀架控制电路”为例，来说明使用的教学方法及手段。
教师用任务驱动法引出任务1“刀架电路连接与调试”，用引导文法引出任务1需掌握的知识点和能力，可为学生自主学习提供方便；在进行刀架控制相关知识点传授时用主讲教学法；用演示法向学生演示刀架动作过程，可直观形象地说明刀架动作过程；采用教师示范、学生实练法可以提高学生动手能力，消除学生心理害怕的顾虑。同时采用多种教学手段，在知识点传授时采用经典板书、PPT课件相结合；用数控机床调试维修教学软件进行模拟、仿真，可增强学生对元器件的布置和接线的感性认识；实物真做法可以提高学生实施的可操作性；学生可通过学院该课程精品课网站及其他相关资料进行自主学习。
从情境1至情境5的学习中，学生的主体性逐渐增多，教师的主导性逐渐减少。
4.2 考核方式改革
在课程教学中改变了传统的“一卷定成绩”的考核方式，考核方式分为过程考核和终结考核，并且过程考核占最终考核结果的70%。过程考核强调学生素质和能力，每一学习情境对学生每个工作过程进行评价，如表2所示。
5 教学质量保障
为了更好地达到改革后预想的教学效果，用学校现有的条件完成企业真实工作岗位的任职要求，需要有相应的教学保障，分别是师资队伍、实训中心及教学资源。
5.1 具有“双师”素质的师资队伍
首先，教师要具有强烈的敬业、团队和开拓创新精神，不断研究和运用先进的职业教育理念和方法服务于课程开发与实施；其次，把握角色的转变，强调学生学习的主体性，引导学生学会学习，成为学生困难的解决者、学生学习的协助者；最后，能运用各种教学方法与手段，了解学生的现状，因材施教，把握所授知识的重点和深度，引导学生运用电脑、网络等新型学习工具进行小组合作学习、自主学习。
5.2 具有企业真实环境的理实一体化实训中心
需要有与企业合作，共同设计建设的具有企业电气装调工真实工作环境和职业氛围的实训中心，为学生提高实践技能及资格证书考核建立一个良好的学习和实训平台，能够创造良好的工学结合、教学做一体的理论、实践教学环境和职业氛围。除此之外，还应该充分利用校外实训基地的有利资源，建设稳定的校外实训基地，充分保证该课程及电气装调工岗位实训、毕业综合技能训练和顶岗实习等。
5.3 丰富可利用的教学资源
为了保证该课程顺利进行，需配套相应教学资源以满足教师的教学和学生的自主学习。现在该课程已为省级精品课程，配套资源有自编讲义、项目任务书、引导文、考核评价标准、习题库、PPT课件、配套说明书、精品课程网站、多媒体教室、网络平台等。
6 改革前后比较
“数控机床电气控制系统安装与调试”课程基于工作过程系统化教学改革后，与改革前的情况比较，主要有3个方面的不同，如表3所示。
7 结论
基于工作过程系统化的数控机床电气控制系统安装与调试课程教学内容、教学方法与手段、考核方式等的改革，经过笔者教学实践证明，通过在教学内容上创设工作过程的完整性、应用性，教学方法与手段上强化工程能力的培养，考核方式中注重过程考核，是体现以能力为本位的学生的主体性逐渐增多、教师的主导性逐渐减少的诠释，在整个教学过程中激发了学生的学习兴趣，提高了学生的操作技能，达到了良好的教学效果。
参考文献
[1]夏燕栏.基于工作过程的《数控机床控制系统的装调》课程开发与实践[J].职教论坛，2010（6）.
[2]陈志平，尹存涛.基于工作过程的数控设备应用与维护专业核心课程开发[J].当代职业教育，2011（1）.
数控机床是机电一体化的典型产品，数控机床控制技术是集计算机及软件技术、自动控制技术、电子技术、自动检测技术、液压与气动技术和精密机械等技术为一体的多学科交叉的综合技术。在技能要求日益提高的今天，对数控机床的熟悉与了解已成为该行业专业技术人员必不可少的一环。笔者结合自身的经验谈谈数控机床的优、缺点，及其种类以及数控技术的发展及其未来的发展趋势，供大家参考：
一、数控机床的优点与缺点
(一)、数控机床的优点
对零件的适应性强，可加工复杂形状的零件表面。在同一台数控机床上，只需更换加工程序，就可适应不同品种及尺寸工件的自动加工，这就为复杂结构的单件、小批量生产以及试制新产品提供了极大的便利，特别是对那些普通机床很难加工或无法加工的精密复杂表面(如螺旋表面)，数控机床也能实现自动加工。加工精度高，加工质量稳定。目前，数控机床控制的刀具和工作台最小移动量(脉冲当量)普遍达到0.0001mm，而且数控系统可自动补偿进给传动链的反向间隙和丝杠螺距误差，使数控机床达到很高的加工精度。此外，数控机床的制造精度高，其自动加工方式避免了生产者的人为操作误差，因此，同一批工件的尺寸一致性好，产品合格率高，加工质量稳定。生产效率高。由于数控机床结构刚性好，允许进行大切削用量的强力切削，从主轴转速和进给量的变化范围比普通机床大，因此在加工时可选用最佳切削用量，提高了数控机床的切削效率，节省了机动时间。与普通机床相比，数控机床的生产效率可提高2—3倍。良好的经济效益。使用数控机床进行单件、小批量生产时，可节省划线工时，减少调整、加工和检验时间，节省直接生产费用；同时还能节省工装设计、制造费用；数控机床加工精度高，质量稳定，减少了废品率，使生产成本进一步下降。此外，数控机床还可实现一机多用，所以数控机床虽然价格较高，仍可获得良好的经济效益。自动化程度高。数控机床自动化程度高，可大大减轻工人的劳动强度，减少操作人员的
人数，同时有利于现代化管理，可向更高级的制造系统发展。
(二)数控机床的缺点
数控机床的主要缺点价格较高，设备首次投资大；对操作、维修人员的技术要求较高；加工复杂形状的零件时。手工编程的工作量大。
二、数控机床的种类
数控机床的种类很多，主要分类按工艺用途分类。按工艺用途，数控机床可分类如下。普通数控机床：这种分类方式与普通机床分类方法一样，铣床、数控锚床、数控钻床、数控磨床、数控齿轮加工机床等。加工中心机床：数控加工中心是在普通数控机床上加装一个刀库和自动换刀装置而构成的数控机床，它可在一次装夹后进行多种工序加工。按运动方式分类。按运动方式，数控机床可分类点位控制数控机床。数控系统只控制刀具从要有数控钻床、数控坐标锤床、数控冲剪床等。直线控制数控机床：数控系统除了控制点与点之间的准确位置以外，还要保证两点之间移动的轨迹是一条直线，而且对移动的速度也要进行控制。这类机床主要有简易数控车床、数控销、铣床等。轮廓控制数控机床：数控系统能对两个或两个以上运动坐标的位移及速度进行连续相关的控制，使合成的运动轨迹能满足加工的要求。这类机床主要有数控车床、数控铣床等。按伺服系统的控制方式分类。按伺服系统的控制方式，数控机床可分类如下。开环控制系统的数控机床。闭环控制系统的数控机床。半闭环控制系统的数控机床。按数控系统的功能水平分类。技功能水平分类，数控系统可分类如下。经济性数控机床。经济性数控机床大多指采用开环控制系统的数控机床价格便宜，适用于自动化程度要求不高的场合。中档数控机床。这类数控机床功能较全，价格适中，应用较广。高档数控机床。这类数控机床功能齐全，价格较贵。
三、数控机床控制技术的发展
