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關鍵詞：數控機床；直流電機；伺服電機；工業控制

中圖分類號：TG659 文獻標識碼：A 文章編號：1001-828X（2013）05-0-01

隨著經濟的發展，機床的自動化日益興起，其中機床系統內的核心部分的驅動源，即電機，起著關鍵性的作用，數控機床借助于電機輸出的角位移和角速度，執行相應的動作；直流電機應用于數控機床，亦具有廣泛的應用價值，其啟動轉矩一般較大，調速性能也較好，但其制造成本較高，可靠性也較差，相當于馬達，在直流電的作用下，執行相應的輸出；伺服電機相當于機床數控系統的無級變速裝置，區別于馬達，馬達一般是由直流或者交流電流直接驅動，無法實現調速性能，伺服電機則主要受到信號的控制，在信號的作用下，實現高速的動作，執行相關的功能，其精度高，幾乎不受環境的影響。本文將針對數控機床的直流電機和交流伺服電機展開論述，全面而系統的分析和研究數控機床的驅動技術。

一、數控機床的直流電機驅動技術

過去，數控機床的主要驅動技術采用的是直流電機驅動，在實際應用中，也廣泛的應用，例如現今的大型的化工、冶金工業、大型同步發電機等等都廣泛的應用，直流電機有諸多的優點，其調速性能較好，特別對于航空、電力機車等應用較好；如今的汽車電瓶、一些電動工具，較為屢見不鮮的機械設備中，直流電機也較為應用廣泛。對于直流電機驅動，其為了達到較高的精度和機床的高速運作，多應用于高檔數控機床，對于一般的數控機床，直流電機驅動應用較少，主要是其維護成本較高，可靠性較差。

對于現今的數控機床，數控機床多為快速加工，實時的高校的加工一些磨具、金屬加削處理等等，直流電機驅動調速方便快捷，啟動轉矩較大，主要在大型的起重行業較為應用多點，而對于數控機床本身而言，沒有實質性的效果，直流電機一般都較大，使用和維護相對于交流伺服電機而言比較困難。

數控機床一般工藝流程較簡單，執行簡單可靠即可，直流電機自身制造工藝復雜，其制造的成本的較高，其次是由于其維護較困難，對于數控機床，其長時間的實時運作，柔度較大，應用實際中，一般不允許有較多的故障出現，直流電機驅動，經常性的出現卡機現象，也造成不便，其可靠性也較差。數控機床采用數控編程的思想，一般采用輸入信號電壓作為輸入電壓，電機根據輸入的脈寬數進行相應的工作，對于數控機床本身而言，其自動化程度和可靠性和加工精度都較高，一般均采用伺服電機作為驅動源。

二、數控機床的伺服電機驅動技術

數控機床多采用的伺服電機技術，在日常生活中多使用交流電，而且可調，應用簡單方便靈活。對于伺服電機的輸出作為數控機床的驅動源，伺服電機通過接受到的電壓信號，識別信號的占空比，從而實現伺服電機的轉速的輸出控制，其占空比比較大，時間常數相應比較小，能夠快速的響應。

現今使用的多為交流伺服電機，交流伺服電機有著優良的特性，執行相應時間小，其功率值的調動.范圍很大，相對于直流伺服電機而言，其執行的精度雖高，但在成本和實用下，性能比遠遠低于交流伺服電機，現如今，工業企業，機器人、流水線作業等等大小的實驗，均采用的是交流伺服電機，交流伺服電機分為同步交流伺服電機和異步交流伺服電機。交流伺服電機采用的是單片機輸入的脈寬數，執行相應的反應動作，交流伺服電機通過接收到的脈寬數，執行電機的主軸（輸出軸）的轉速的控制。

對于交流伺服電機，其驅動技術分為開環控制和閉環控制；對于開環交流伺服電機控制系統，交流伺服電機采用單片機輸入的PWM脈寬數，交流伺服電機通過接收到的PWM脈寬數，執行電機的主軸的轉速的控制，沒有構成負反饋，直接通過接收到的脈寬數，由一個脈寬數對應的一個角度來計算，從而輸出一個角位移或者是角速度，該開環控制系統精度不高，無法和系統之間的通訊連接起來，由于控制系統脈寬數存在缺失的情況，控制效果較差，系統穩定性不高，故開環交流伺服電機控制系統較難滿足工業化設計的要求。

閉環交流伺服電機控制系統增加了負反饋的連接，其閉環控制系統亦是采用脈寬計數，從而實現控制電機軸的角位移和角速度的輸出。由于交流伺服電機自身具有發送PWM脈寬數的功能，這個脈寬數在閉環控制系統中，和交流交流伺服電機接受到的脈寬數相互的影響，相互的調節，形成閉環控制系統，從而知道系統發送給了交流伺服電機多少脈寬數，交流伺服電機控制系統又收到了多少脈寬數，從而執行精確的電機軸的轉速的輸出，閉環交流伺服電機控制系統，控制誤差較小，通過反饋回路，不斷的調整系統響應參數，達到精確控制的目的，在現今的工業控制領域廣泛應用。

三、結語

本文基于應用廣泛的數控機床出發，淺析和探討了其驅動動力的方式，即直流電機驅動和交流伺服電機驅動，對于直流電機驅動，其為了達到較高的精度和機床的高速運作，多應用于高檔數控機床，對于一般的數控機床，直流電機驅動應用較少，主要是其維護成本較高，可靠性較差；對于交流伺服電機而言，其應用很廣泛，大小企業都采用交流伺服電機進行控制，本文闡述了其控制技術的應用，交流伺服電機的控制技術主要基于半閉環交流伺服電機控制技術、閉環交流伺服電機控制技術全面而系統的說明了交流伺服電機控制技術。

參考文獻：

[1]宋書中，胡業發，周祖德.直線電機的發展及應用概況[J].控制工程，2006，13（03） ：199 -201.

[2]張初生.伺服電機控制技術.機電技術，2006.

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我國從1958年開始研制數控系統技術，到1966年研制成功晶體管數控系統，1972年又研制出集成電路數控系統，但由于國產元器件不配套，加之工藝和技術還不夠成熟，因此沒有進行大規模生產.從1985年以后，我國的數控機床，在引進、消化國外技術的基礎上，進行了大量的開發工作，尤其是進入上個世紀90年代，我國數控系統的各方面研究力量在集中優勢、突破關鍵、以我為主、發展產業的原則基礎上，逐步形成了以航天數控集團、機電集團、華中數控、藍天數控等國有企業，在關鍵技術上己達到國際先進水平，數控機床可供品種己超過300種。

隨著數控加工在機械制造業中的廣泛應用，數控操作者的大量培訓便成為迫切需要解決的問題.在傳統的操作培訓中，數控編程和操作的有效培訓必須在實際機床上進行，這既占用了設備加工時間，又具有風險，培訓中的誤操作又經常會導致昂貴設備的損壞.而計算機技術的發展，尤其是虛擬現實技術和理念的發展，產生了可以模擬實際設備加工環境及其工作狀態的計算機仿真培訓系統.它用計算機仿真培訓系統進行培訓，不僅可迅速提高操作者的素質，而且安全可靠、費用低。

國外從上世紀80年代開始，在數控仿真方面做了大量研究工作.數控加工仿真涉及造型技術，經歷了基于線框圖形的幾何仿真、基于直接實體造型的數控仿真以及基于離散空間的數控仿真.同時，數控仿真正從幾何仿真走向加工過程物理仿真的研究，開發了基于數值分析和模擬來預測工件、刀具物理屬性的原形軟件，取得了許多研究成果.經過多年發展，國外的數控仿真技術己形成了商品化軟件，如：日本的Sony公司研制的FREDAM系統可對球頭銑刀加工自由曲面進行三維仿真，并進行干涉、碰撞檢查;英國Delcam公司的產品PowerMILL，不僅提供五軸聯動的實體切削仿真過程，而且提供五軸加工機床動作仿真過程，動態仿真五軸加工過程機床各軸各機構運動關系，仿真軟件支持擺刀軸、雙旋轉工作臺、擺刀軸與旋轉工作臺的組合;美國CGTech公司開發的數控仿真軟件vERICUT，不僅實現多軸仿真，還增強了切削狀態分析功能，還有法國Delmia公司的VNC，CIMCO公司的CIMCOEdit等其它數控仿真軟件.此外，國外一些著名的CAo/CAM軟件（如：UG.Pro/E.MasterCAM）也都具有NC加工仿真的能力.以色列的CAD/CAM軟件Cimatron的數控加工技術一直處于世界領先的地位，它也提供了可視化的加工仿真模擬，以彩色圖的形式顯示當前加工結果及其加工余量，使用戶可以檢查加工過程的合理性與正確性;可以任意剖切旋轉來觀察加工的結果，還可以進行仿真校驗、定量分析、加工工時估算等;也可以手動單步檢查生成的刀具軌跡.著名軟件UG的機床仿真模塊Unisim也具有完善的數控加工仿真能力.但是這些軟件大多價格昂貴，對硬件的要求也很高，而數控仿真也只是軟件眾多功能中的一部分。

目前，國內市場上也有一些功能較完善的數控仿真軟件，如南京宇航自動化研究所的YHCNC系列數控仿真軟件，支持多種數控系統，具有良好的用戶界面，真實感圖形顯示的效果也較好，系統運行效率高.此外，還有上海天傲科技有限公司的TNS數控仿真系統，廣州紅地技術有限公司和韓國Cubictek公司合作開發的金銀花從CNC仿真軟件，上海蓋勒普工程技術有限公司的數控加工編程校驗和仿真軟件PredatorVirtualCNC等。

我國數控仿真技術雖然發展迅速，但是仍然存在以下不足：

（1）仿真的速度和精度問題一直是數控仿真研究的難點，兩者互相制約.降低精度提高速度會影響工件形狀，從而影響圖像真實感;反之，仿真真實感增強，但是隨之帶來CPU和內存資源等消耗增大的問題，會影響仿真實時性.此外，數控仿真也存在其它真實感問題，如仿真模型不能表現粗、精加工時的紋理形態，不能生成與實際形態一致的切削模型。

（2）數控加工仿真幾何造型系統基本元素均由理想形狀幾何形體構成，不包含任何物理性質，體現不出物體相互作用時物質微觀結構的物理變化（如力、熱變形等）及其物體宏觀形狀（如工件形狀、位置、表面質量）的改變。

（3）對數控加工過程沒有進行實質性仿真，既沒有考慮工藝系統中物體相互作用時的“消亡”.（如刀具磨損）與“派生”（如切屑等）問題，也沒有真正考慮工藝系統中各部件在運動（切削和空程）過程中的“順行”與“干涉”問題。

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【關鍵詞】數控機床，加工仿真技術，應用

中圖分類號：C37 文獻標識碼：A

一、前言

在數控機床加工仿真技術得到廣泛的應用后，不僅僅給工業生產帶來了很大的利益，而且也常常應用到數控機床加工的教學實驗中，其技術在應用中不斷地完善和改變，到目前已有很大的提高。

二、數控機床加工仿真技術的發展現狀

1773年法國科學家最早用仿真模擬方法做物理實驗，估計π值；1876年美國統計學家第一次使用仿真模擬方法做隨機實驗；20世紀80年代，仿真模擬技術在高科技中所處的地位日益提高。數控技術可以說是部件加工過程中國比較常用的技術，但是，由于我國的工業發展比較的晚，在機械制造方面相對于西方的國家而言也是比較的落后，就我國現在所應用的數控機床來說吧。我國的工業中所采用的機床幾乎都是從國外引進的，而我國自主研發的機床還未現世。對于數控機床的加工，仿真技術是一個非常主要的技術，此技術也是我國的科技人員學習外國的技術總結而來的。數控機床加工仿真技術的發展的道路是比較的曲折的，但是經過不斷的探索研究，目前此技術也逐步的成熟，在實際的生產實踐和教學過程中都得到了很大的應用，受到了廣泛的青睞。

三、數控機床加工仿真技術簡介

模擬技術的高級階段稱為仿真模擬或系統仿真，即用一數據處理系統來全部或部分地模擬某一數據處理系統，以致于模仿的系統能像被模仿的系統一樣接受同樣的數據、執行同樣的程序、獲得同樣的結果。利用計算機技術來模擬實際的機床加工過程，它驗證數控加工程序的可靠性和預測切削過程。數控機床加工仿真技術的系統的關鍵部分是虛擬數控機床，它是與計算機系統相連接的，通過輸入的數控車床加工程序來實現車刀及其他部位的移動，以完成加工的目的，通過在該類系統上面完成的模擬零件的切削過程，可以清楚地理解到數控程序的運行是否正確，同時對于程序中運行所出現的錯誤可以在仿真系統上面進行調試、編輯、修改和跟蹤，以完善數控機床加工系統。這種技術主要用于科學研究、工業設計、模擬生產、教學訓練和考核鑒定等領域。

數控機床加工仿真技術中包括幾何仿真和物理仿真。

1、幾何仿真

它是一種沒有考慮切削過程中各個參數以及切削力等待其它的物理因素的影響，在仿真的系統中，主要是仿真刀具和工件在空間中進行移動移完成各個加工要求，此過程的主要目的是驗證NC程序是不是正確的；如果出現了一些問題就需要工作人員對其進行調試、修改使其完成各個要求。

2、物理仿真

這是一種相對于幾何仿真的仿真方法。它也可以說是一種力學仿真，其原理是通過力學的特性來研究在數控機床加工過程中車刀的磨損情況以及摩擦力大小，以滿足實際的構件的加工的需要。

四、數控機床加工仿真技術的好處

1、對數控機床加工零件的前期進行程序的檢查、修改、防止在實際的加工過程中出現錯誤，給生產帶來巨大的損失，耽誤了生產的時間。

2、數控機床加工仿真技術的應用為機械工程學院的學生帶來了極大的便利，可以通過數控機床加工仿真技系統來檢測自己所設計的零件的程序是不是正確，有沒有存在一些問題。另一方面，解決學校教學中實訓設備少，學生多，設備無法分配的問題、解決實訓教學的安全問題、減輕教師在實訓教學中的工作量，提高教學效率。

3、數控機床加工仿真技術的應用節約了實際的生產中所進行實驗的成本，同時也在一定的程度上降低了生產不合格率，保證了生產產品的質量。

4、避免的實際機械的危險性，保證了工作人員的人身安全，尤其是那些沒用實際的操作經驗的工作人員及學生，此系統可以說是非常的有益的。

五、數控機床加工仿真軟件VERICUT應用

Vericut機床仿真系統在進行普通的機床加工仿真過程中，工作人員需要首先通過Machine Simulation系統建立機床運動學模型，系統提供部分控制文件庫供使用者調用或修改以滿足定制要求，然后利用建模模塊建立機床的幾何模型，按照圖紙設定機床初始位置形成相應的控制文件、機床文件和工作文件。然后就是根據Vericut系統定義在加工中所要應用到的夾具和毛坯，在完成此步驟后，我們需要做的是對刀具形狀和構件進行確定，同時還需要設定車刀的行走路徑。設定相應的參數即可進行刀具軌跡的仿真。最后，我們的工作人員需要做的工作即使在Vericut系統中進入Machine Simulation，根據實際機床模型來添加機床實體，夾具和毛坯實體，設定過程中所要求的各個參數，經過充分的準備工作后就可以完成仿真加工了。

根據工作人員的在計算機中的設置，達到使仿真軟件完成構件提前所要求的規格和參數，此過程執行到構件完全完成為止。

除了上述方法的介紹，我們在實際的應用中，在數控機床加工的仿真系統軟件的應用時，必須要對每一個功能鍵進行詳細的了解認識，這樣才能避免在應用的過程中發生那種讓人難以接受的錯誤，認識軟件的所有功能只是數控機床加工仿真的基礎，另外，我們還需要對機床的運動特性有一定的理解。

以下為計算機數控機床加工仿真軟件的工作面板，我們從面板上面可以清楚地看到在實際的機械中我們常常使用到的功能鍵，通過計算機的軟件程序的設定，以實現車刀及構件的移動，完成加工，在設置各個參數的過程中我們也可用進一步對數控機床的加工移動特點的理解認識。

六、數控機床加工仿真技術的應用及展望

虛擬數控機床的應用為科學研究行業帶來了極大的飛躍。數控機床加工仿真技術是科學研究中所應用的主要技術之一。在近些年來，各個高校中的機械加工專業的學生，學院為了解決設備短缺的問題，常常會采用仿真設備來替代真正的機械。當然，仿真設備也是有一定的好處的，其在實際的應用中沒有危險性，使得學生及工作人員的人身安全得到了很大的保障。另一方面，數控機床加工仿真技術的的應用為產品的質量提供了很大的保障。

虛擬數控技術是由許多先進學科、先進知識形成的綜合技術系統，是一個極具潛力的前沿研究領域。由于多媒體技術和網絡技術以及仿真技術的迅速發展，虛擬數控技術將獲得更快的發展。虛擬機床是虛擬加工技術的核心，網絡化、智能化、集成化是虛擬制造技術的發展方向。虛擬機床軟件的發展目標應該是根據國內的現實情況和國外軟件的發展趨勢，根據機床開發的實際需求設計出不同的小型軟件以滿足機床中所要進行的各種工作任務。

計算機仿真技術不僅在傳統的工程技術領域（航空、航天、化工等方面）繼續發展，而且擴大到社會經濟、生物等許多非工程領域，此外，并行處理、人工智能、知識庫和專家系統等技術的發展正影響著仿真計算機的發展。

七、結束語

綜上所述，數控機床加工仿真技術在科學技術的不斷發展中已經得到了很大了進步，數控機床加工仿真技術的應用不僅僅解決了我國在高等教育中教學設備短缺的問題，而且還給工作人員帶來了很大的便利，我們相信其技術將會在未來得到更廣泛的應用，為人們的生活帶來更大的便利。

參考文獻：

[1] 楊勝群.VERICUT數控加工仿真技術[M].清華大學出版社,2011(4):191-237.

[2] 李云龍,曹巖.數控機床仿真系統VERICUT[M].西安交通大學出版社,2011(9):104-181.

[3] 陳海舟.數控銑削加工宏程序及應用實例[M].機械工業出版社,2011(12):153-181.

[4] 鄧維鑫,周奎等.基于VERICUT的水輪機葉片五軸聯動數控加工仿真技術研究[J].計算機應用技術,2012(7):28-30.

[5]閆杰,數控加工仿真系統在專業教學中的應用[J].遼寧經濟職業技術學院學報,2012.

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關鍵詞：數控；機械；制造；應用

中圖分類號：TG659 文獻標識碼：A

數控技術的水準、擁有和普及程度已經成為衡量一個國家綜合國力和工業現代化水平的重要標志之一。隨著科學技術的不斷發展和進步，生產與自動化的觀念逐漸深入人心。數控設備已遍布全世界，不僅工業發達國家已廣泛采用，而且連發展中國家也大量采用。機械制造業是當前發展最快的行業之一，作為當代制造業的重要工具，數控機床在各個領域中廣泛應用，越來越重要。準確掌握數控加工的概念和數控機床的特點，以理論和實踐相結合的方法及時探索和總結數控機床的使用和維護的一些規律。

1 數控加工技術具有如下特點

1.1 生產效率高

由于計算機技術突飛猛進的發展，給數控設備提供了良好的技術基礎。在現今科技發達的社會中，數控加工技術是重要組成部分，在現代模具制造業中具有重要作用。目前掌握先進的數控加工技術是模具專業人才適應社會飛速發展的關鍵，所以掌握數控加工特點與工藝顯得尤為重要。它不但可以減輕操作者的勞動強度， 精確加工傳統機床無法處理的復雜零件，有效提高加工質量和效率，而且也為改變傳統機械行業的生產模式帶來進步，同時也為人們的工作模式帶來變革。而且還可以改善工人們的勞動條件。另外，數控機床加工足能再一次裝夾中加工多個加工表面，一般只檢測首件，所以可以省區普通機床加工時的不少中間工序，如劃線、尺寸檢測等，減少了輔助時間，其綜合效率明顯提高。

1.2 有利于生產管理的現代化，有利于經濟效益的提高

當前，以微電子技術和計算機技術為基礎的數控技術，將機械技術、現代控制技術、傳感檢測技術、信息處理技術、網絡通信技術和成組技術等有機地結合在一起，使機器制造行業的生產方式和機器制造技術發生了深刻的、革命性的變化。眾所周知，數控機床的應用不僅大大提高了機械加工性能，而且有利于生產管理的現代化，有利于經濟效益的提高。機床數控化改造可降低采購數控機床的成本，為企業節約資金。且加工出的零件質量穩定，為后續工序帶來方便。例如，數控技術加工質量穩定、可靠，一致性好。加工同一批零件，在同一機床，在相同加工條件下，使用相同刀具和加工程序，刀具的走刀軌跡完全相同，零件的一致性好，質量穩定，經濟效益高。

1.3 加工精度高

數控機床在機械制造業中得到日益廣泛的應用，是因為它有效地解決了復雜、精密、小批多變的零件加工問題，能滿足高質量、高效益和多品種、小批量的柔性生產方式的要求，適應各種機械產品迅速更新換代的需要。同時，由于在數控機床加工過程中，是用數字程序控制實現自動加工，操作人員并不參與，所以消除了操作者的人為誤差，工件的加工精度全部由數控機床保證。且加工誤差還可以由數控系統通過軟件技術進行補償校正。同時，由于數控加工采用工序集中，減少了工件多次裝夾對加工精度的影響。較容易保證一批零件尺寸的一致性，只要上藝設計和稃序正確合理，加之精心操作，就可以保證零件獲得較高的加工精度。因此，采用數控加工可以提高零件加工精度和產品質量。

2 數控機床在機械制造業的應用

2.1 控制金屬切削機床

當今機床行業的計算機數控化已成為技術進步的大趨勢。數控機床是電子信息技術和傳統機械加工技術結合的產物，它集現代精密機械、計算機、通訊、液壓氣動、光電等多學科技術為一體，具有高效率、高精度、高自動化和高柔性的特點。機床數控系統、質量與精度、零部件的材料性能等各項技術參數，是以各加工工位、上序的具體技術要求，分解成各個單一的技術指標，因而機床結構相對簡潔、數控系統穩定可靠，其加工技藝數據庫固化存數控系統中。而金屬切削是研究金屬切削加工過程中刀具與工件之間相互作用和各自的變化規律的一門學科。在設計機床和刀具、制訂機器零件的切削工藝及其定額、合理地使用刀具和機床以及控制切削過程時，都要利用金屬切削原理的研究成果，使機器零件的加工達到經濟、優質和高效率的目的。

2.2 適合數控機床小批量加工的零件

隨著數控機床制造成本的逐步下降，能縮短程序的調試時間和工裝的準備時間也是提高效益的一種方式。如今，現代制造技術的發展，小批量生產型企業選用數控設備已是大勢所趨。對機床數控系統、質量與精度、零部件的材料性能等各項技術參數，是以各加工工位、上序的具體技術要求，分解成各個單一的技術指標，因而機床結構相對簡潔、數控系統穩定可靠，其加工技藝數據庫固化存數控系統中。同時，積極引進數控機床，小批量生產型企業的規模化生產將給企業帶來更大的發展后勁。數控機床的應用最充分的足在零部件自動生產線高速加工技術領域的應用，一些小批量生產型企業的CMT，在引進多條數控零部件加工生產自動線，可以使CMT加工制造得到發展。對機床數控系統、質量與精度、零部件的材料性能等各項技術參數，是以各加工工位、上序的具體技術要求，分解成各個單一的技術指標，因而機床結構相對簡潔、數控系統穩定可靠，其加工技藝數據庫固化存數控系統中。

2.3 數控機床的自動生產線技術應用

數控機床的使用不是簡單的使用設備，是一項技術性很強的應用工程。在機床產品，尤其是高端機床產品中，自動化技術與產品幾乎作用于從控制機構、執行機構到測量與反饋機構的各個部分，而目前這些應用于機床及機床生產線的各種自動化產品，幾乎都在發生著推陳出新的變革。關鍵零件的多數加工工藝突破了傳統機加工理念，其高速專用數控機床也突破了傳統結構設計形式。同時，作為中高端機床的控制中心，數控系統包含了智能技術、運動控制、自診斷等多方面的技術，多軸多系統的數控裝置已紛紛被研發出來并投入應用。伺服驅動器和電機也同樣向數字化、交流化和智能化的方向不斷發展。伺服系統的控制方式，也逐漸由常規信號型向總線型過渡。

結語

總之，數控機床的應用已日益廣泛，如何“用好、管好、維護好”數控機床已成為亟待解決的重要問題。因此，只有科學的管理，充分了解數控機床的特點，協調好各生產環節的平衡，才能真正發揮出它的經濟效益。

參考文獻

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【關鍵詞】數控；機床；維修；技術分析

隨著我國機械加工的快速發展，國內的數控機床也越來越多。由于數控機床的先進性和故障的不穩定性，大部分故障都是以綜合故障形式出現，所以數控機床的維修難度較大，并且數控機床維修工作的不規范，使得數控維修工作處于一種混亂狀態，為了規范數控維修工作，提高數控機床的利用價值，本文提出五步到位數控維修法。

1.數控機床維修技術分析

1.1故障記錄具體

數控機床發生故障時，對于操作人員應首先停止機床，保護現場，并對故障進行盡可能詳細的記錄，并及時通知維修人員。

（1）故障發生時的情況記錄。

1）發生故障的機床型號，采用的控制系統型號，系統的軟件版本號。

2）故障的現象，發生故障的部位，以及發生故障時機床與控制系統的現象。

3）發生故障時系統所處的操作方式。

4）若故障在自動方式下發生，則應記錄發生故障時的加工程序號，出現故障的程序段號，加工時采用的刀具號等。

5）若發生加工精度超差或輪廓誤差過大等故障，應記錄被加工工件號，并保留不合格工件。

6）在發生故障時，若系統有報警顯示，則記錄系統的報警顯示情況與報警號。

7）記錄發生故障時，各坐標軸的位置跟隨誤差的值。

8）記錄發生故障時，各坐標軸的移動速度、移動方向，主軸轉速、轉向等。

（2）故障發生的頻繁程度記錄。

1）故障發生的時例與周期。

2）故障發生時的環境情況。

3）若為加工零件時發生的故障，則應記錄加工同類工件時發生故障的概率情況。

4）檢查故障是否與“進給速度”、“換刀方式”或是“螺紋切削”等特殊動作有關。

（3）故障的規律性記錄。

（4）故障時的外界條件記錄。

1.2故障檢查方法

維修人員故障維修前，應根據故障現象與故障記錄，認真對照系統、機床使用說明書進行各頂檢查以便確認故障的原因。當數控設備出現故障時，首先要搞清故障現象，向操作人員了解第一次出現故障時的情況，在可能的情況下觀察故障發生的過程，觀察故障是在什么情況下發生的，怎么發生的，引起怎樣的后果。搞清了故障現象，然后根據機床和數控系統的工作原理，就可以很快地確診并將故障排除，使設備恢復正常使用。故障檢查包括：

（1）機床的工作狀況檢查。

（2）機床運轉情況檢查。

（3）機床和系統之間連接情況檢查。

（4）CNC裝置的外觀檢查。

維修時應記錄檢查的原始數據、狀態，記錄越詳細，維修就越方便，用戶最好編制一份故障維修記錄表，在系統出現故障時，操作者可以根據表的要求及時填入各種原始材料，供維修時參考。

1.3故障診斷

故障診斷是進行數控機床維修的第二步，故障診斷是否到位，直接影響著排除故障的快慢，同時也起到預防故障的發生與擴大的作用。首先維修人員應遵循以下兩條原則：

（1）充分調查故障現場。這是維修人員取得維修第一手材料的一個重要手段。

（2）認真分析故障的原因。分析故障時，維修人員不應局限于 CNC部分，而是要對機床強電、機械、液壓、氣動等方面都作詳細的檢查，并進行綜合判斷，達到確珍和最終排除故障的目的。

1）直觀法。2）系統自診斷法。3）參數檢查法。4）功能程序測試法。5）部件交換法。6）測量比較法。7）原理分析法。8）敲擊法。9）局部升溫法。10）轉移法。

除了以上介紹的故障檢測方法外，還有插拔法、電壓拉偏法、敲擊法等等，這些檢查方法各有特點，維修人員可以根據不同的現象對故障進行綜合分析，縮小故障范圍，排除故障。

1.4維修方法

在數控機床維修中，維修方法的選擇到位不到位直接影響著機床維修的質量，在維修過程中經常使用的維修方法有以下幾種：

（1）初始化復位法。由于瞬時故障引起的系統報警，可用硬件復位或開關系統電源依次來清除故障，若系統工作存貯區由于掉電、拔插線路板或電池欠壓造成混亂，則必須對系統進行初始化清除，清除前應注意作好數據拷貝記錄，若初始化后故障仍無法排除，則進行硬件診斷。

（2）參數更改，程序更正法。系統參數是確定系統功能的依據，參數設定錯誤就可能造成系統的故障或某功能無效。有時由于用戶程序錯誤亦可造成故障停機，對此可以采用系統搜索功能進行檢查，改正所有錯誤，以確保其正常運行。

（3）調節、最佳化調整法。調節是一種最簡單易行的辦法。通過對電位計的調節，修正系統故障。

（4）備件替換法。用好的備件替換診斷出壞的線路板，并做相應的初始化啟動，使機床迅速投入正常運轉，然后將壞板修理或返修，這是目前最常用的排故辦法。

（5）改善電源質量法。目前一般采用穩壓電源，來改善電源波動。對于高頻干擾可以采用電容濾波法，通過這些預防性措施來減少電源板的故障。

（6）維修信息跟蹤法。一些大的制造公司根據實際工作中由于設計缺陷造成的偶然故障，不斷修改和完善系統軟件或硬件。這些修改以維修信息的形式不斷提供給維修人員。

（7）修復法。對數控機床的故障進行恢復性修復、調整、復位行程開關、修復脫焊、斷線、修復機械故障等。

1.5維修記錄到位

維修時應記錄、檢查的原始數據、狀態較多，記錄越詳細，維修就越方便，用戶最好根據本廠的實際清況，編制一份故障維修記錄表，在系統出現故障時，操作者可以根據表的要求及時填入各種原始材料，供再維修時參考。

通常維修記錄包括以下幾方面的內容；（1）現場記錄；（2）故障原因；（3）解決方法；（4）遺留的問題；（5）日期和停工的時間；（6）維修人員情況；（7）資料記錄。

2.小結

數控機床維修技術的實施，提高重復性故障的維修速度，提高維修者的理論水平和維修能力，有利于分析設備的故障率及可維修性，改進操作規程，提高機床壽命和利用率，并能充分實現資源共享。使其具有可利用性、可持續發展性，為規范數控維修行業奠定堅實的基礎。

【參考文獻】

[1]孫偉.數控設備故障診斷與維修技術.北京國防工業出版社，2008.

[2]楊中力.數控機床故障診斷與維修.天津：天津理工大學出版社，2008.

[3]沈兵，歷承兆.數控系統診斷與維修手冊.北京機械工業出版社，2009.

篇6

[關鍵詞]數控機床;精度;補償

中圖分類號：TG659 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）24-0008-01

0 引言

數控機床的應用標志著我國的加工制造業邁向了新臺階，是我國制造業發展的里程碑。數控機床的應用使零部件的加工更加精細化，在加工效率、加工精度、加工質量上都有了明顯的提高，同時有效降低了生產成本，能夠對復雜的零部件實現高質量的加工，滿足了各行業領域對零部件生產加工的需求。數控機床的自動化系統實現了在線測量，自動化精度補償，改變了以往傳統的人工產品質量檢測，有效降低了人工生產、加工、檢測的誤差。

機床在運行過程中，受多方面因素的影響，如刀具的磨損老化、溫度的升降變化、夾具的變形等會帶來一定的精度誤差，這是正常現象。精度補償技術是允許誤差存在的，根據誤差估算的結果，采用恰當的方法進行精度補償來盡可能將誤差消除或者降低，最終實現高精度的加工。

數控技術的不斷發展進步，在線精度補償技術應用越來越廣泛，通過測頭、傳感器、光柵尺等補償修正元件實現自動化精度補償，以加工出高精度的產品。本文以加工某缸體零件為例，主要對測頭在數控機床加工精度補償中的應用進行研究。

1 主軸進給方向精加工精度補償

在對缸體頂面進行精銑的過程中，機床的快速運轉會導致溫度快速升高，溫度變化會造成數控機床主軸部件發生熱變形，加速刀具的磨損，是夾具產生變形，這些都會對加工的精度造成不利的影響，難以滿足廠家較高的加工精度要求，在主軸進給方向只能達到±0.15mm/500mm的穩定加工精度。本文經過多次的試驗和研究，利用測頭精度補償技術，通過測頭進給接觸夾具上的測量基準塊對坐標進行測量并對測量信息進行記憶，再將其與理論坐標加以比較得補償信息數據進行補償修正。參見下圖1：

此項補償設計要求測頭在執行測量記憶補償量工序所用的時間與實際修正的加工時間之間的時間差值要控制在10min以內，如果時間間隔過長會因為溫差不均的問題而影響補償量的準確性;另外補償量的公差通常在0.4±0.2的范圍之內，否則測頭會出現異常報警。

2 主軸進給方向臺階面半精與精加工精度補償

在對缸蓋地面進行精銑加工的過程中，利用測頭對已經加工完成額底面進行檢測，能夠對主軸變形伸長和夾具在主軸方面上的變形引起的誤差進行測量和修正。提高主軸進給方向上的加工精度保持良好的穩定性。應用測頭精度補償技術，將變形誤差消除或者最大程度的降低，實現主軸方面的穩定加工精度。應用精度補償技術首先利用精銑刀對工件進行第一次的試切削，將部分加工余量預先去除掉，再利用測頭對工件面進行進給檢測，得到檢測數據記憶后退回測頭。再對半精加工表明進行二次檢測，并對變量值進行記憶然后將測頭退回，將測得的信息與加工理論坐標信息進行比對得出誤差數據進行補償修正，最后采用精銑刀以第一次試切面作為基準面，加入補償量對工件進行精銑，最終完成工件的加工。補償設計要同上。

3 孔加工精度補償

在對缸體凸輪軸孔進行精加工的過程中，常用的方法是利用測頭對加工后的內表面進行直接的檢測，這樣既能夠對孔的位置進行準確的控制，也可以對孔的直徑誤差進行檢測。當孔直徑超出預先設定的公差范圍時，測頭會發生異常報警。主軸變形和夾具的變形都會造成孔加工誤差的出現，使用測頭精度補償技術可以將其有效的消除，達到允許范圍內的穩定精度，并可以根據檢測的結果及時對刀具進行更換，以保證加工精度。

孔加工精度補償的設計要求：孔徑變化量的公差帶范圍通常在0.05±0.025的范圍之內，過高或者過低都會引起測頭異常發生報警。其余補償要求同上。

4 多孔精加工精度補償

在三軸有光柵尺的臥式數控機床的加工中心上進行缸蓋、缸體定位銷孔的精加工的過程中，一般來說定位銷孔最高能夠達到±0.05mm/500mm的位置精度，但是僅僅依靠加工中心的光柵尺是不能將因主軸和夾具的變形引起的加工誤差予以徹底消除的。為了能夠有效的修正變形引起的誤差，保證多個定位銷孔在位置精度上能夠始終保持良好的穩定性，采用測頭精度補償技術同樣能夠達到良好的效果。

使用測頭精度補償技術首先在被檢測的基準塊上沿X方向選定一個點并利用測頭進給進行檢測，測頭記憶變量后退回;再在被檢測基準塊沿Y方向選定一個點利用測頭進給進行檢測，記憶變量后將測頭退回;更好加工刀具，在進行銷孔精加工時根據與理論坐標信息的對比結果得到補償量進行補償修正。補償設計要求同上。

5 結語

采用數控機床在進行工件切削加工的過程中，利用補償元件可以對精度誤差進行準確的檢測并得出補償量，以實現精度補償修正。數控機床應用多種先進技術實現了加工的自動化，具有能夠對加工刀具的磨損量自動檢測，準確確定工件加工位置，自動找正工件基準面，自動設定坐標系等的能力。加工過程中，使用精度補償技術，有效的提高了誤差檢測的準確率，并更加準確的進行精度補償，有效的保障了工件加工的精度要求，對推動加工制造業的發展具有積極的作用。

參考文獻：

[1] 張虎，周云飛等.數控機床空間誤差球桿儀識別和補償[J].機械工程學報，2013.

篇7

關鍵詞 數控機床 維修技術

中圖分類號：TG659 文獻標識碼：A

1數控機床維修技術分析

1.1故障記錄具體

數控機床發生故障時，對于操作人員應首先停止機床，保護現場，并對故障進行盡可能詳細的記錄，并及時通知維修人員。

1.1.1故障發生時的情況記錄

（1）發生故障的機床型號，采用的控制系統型號，系統的軟件版本號。

（2）故障的現象，發生故障的部位，以及發生故障時機床與控制系統的現象。

（3）發生故障時系統所處的操作方式。

（4）若故障在自動方式下發生，則應記錄發生故障時的加工程序號，出現故障的程序段號，加工時采用的刀具號等。

（5）若發生加工精度超差或輪廓誤差過大等故障，應記錄被加工工件號，并保留不合格工件。

（6）在發生故障時，若系統有報警顯示，則記錄系統的報警顯示情況與報警號。

（7）記錄發生故障時，各坐標軸的位置跟隨誤差的值。

（8）記錄發生故障時，各坐標軸的移動速度、移動方向，主軸轉速、轉向等。

1.1.2故障發生的頻繁程度記錄

（1）故障發生的時例與周期。

（2）故障發生時的環境情況。

（3）若為加工零件時發生的故障，則應記錄加工同類工件時發生故障的概率情況。

（4）檢查故障是否與“進給速度”、“換刀方式”或是“螺紋切削”等特殊動作有關。

1.1.3故障的規律性記錄。

1.1.4故障時的外界條件記錄。

1.2故障檢查方法

維修人員故障維修前，應根據故障現象與故障記錄，認真對照系統、機床使用說明書進行各項檢查以便確認故障的原因。當數控設備出現故障時，首先要搞清故障現象，向操作人員了解第一次出現故障時的情況，在可能的情況下觀察故障發生的過程，觀察故障是在什么情況下發生的，怎么發生的，引起怎樣的后果。搞清了故障現象，然后根據機床和數控系統的工作原理，就可以很快地確診并將故障排除，使設備恢復正常使用。故障檢查包括：

（1）機床的工作狀況檢查。

（2）機床運轉情況檢查。

（3）機床和系統之間連接情況檢查。

（4）CNC裝置的外觀檢查。

維修時應記錄檢查的原始數據、狀態，記錄越詳細，維修就越方便，用戶最好編制一份故障維修記錄表，在系統出現故障時，操作者可以根據表的要求及時填入各種原始材料，供維修時參考。

1.3故障診斷

故障診斷是進行數控機床維修的第二步，故障診斷是否到位，直接影響著排除故障的快慢，同時也起到預防故障的發生與擴大的作用。首先維修人員應遵循以下兩條原則：

（1）充分調查故障現場。這是維修人員取得維修第一手材料的一個重要手段。

（2）認真分析故障的原因。分析故障時，維修人員不應局限于 CNC部分，而是要對機床強電、機械、液壓、氣動等方面都作詳細的檢查，并進行綜合判斷，達到確珍和最終排除故障的目的。

直觀法；系統自診斷法；參數檢查法；功能程序測試法；部件交換法；測量比較法；原理分析法；敲擊法；局部升溫法；轉移法。

1.4維修方法

在數控機床維修中，維修方法的選擇到位不到位直接影響著機床維修的質量，在維修過程中經常使用的維修方法有以下幾種：

（1）初始化復位法。由于瞬時故障引起的系統報警，可用硬件復位或開關系統電源依次來清除故障，若系統工作存貯區由于掉電、拔插線路板或電池欠壓造成混亂，則必須對系統進行初始化清除，清除前應注意作好數據拷貝記錄，若初始化后故障仍無法排除，則進行硬件診斷。

（2）參數更改，程序更正法。系統參數是確定系統功能的依據，參數設定錯誤就可能造成系統的故障或某功能無效。有時由于用戶程序錯誤亦可造成故障停機，對此可以采用系統搜索功能進行檢查，改正所有錯誤，以確保其正常運行。

（3）調節、最佳化調整法。調節是一種最簡單易行的辦法。通過對電位計的調節，修正系統故障。

（4）備件替換法。用好的備件替換診斷出壞的線路板，并做相應的初始化啟動，使機床迅速投入正常運轉，然后將壞板修理或返修，這是目前最常用的排故辦法。

（5）改善電源質量法。目前一般采用穩壓電源，來改善電源波動。對于高頻干擾可以采用電容濾波法，通過這些預防性措施來減少電源板的故障。

（6）維修信息跟蹤法。一些大的制造公司根據實際工作中由于設計缺陷造成的偶然故障，不斷修改和完善系統軟件或硬件。這些修改以維修信息的形式不斷提供給維修人員

（7）修復法。對數控機床的故障進行恢復性修復、調整、復位行程開關、修復脫焊、斷線、修復機械故障等。

1.5維修記錄到位

維修時應記錄、檢查的原始數據、狀態較多，記錄越詳細，維修就越方便，用戶最好根據本廠的實際清況，編制一份故障維修記錄表，在系統出現故障時，操作者可以根據表的要求及時填入各種原始材料，供再維修時參考。

通常維修記錄包括以下幾方面的內容：現場記錄；故障原因；解決方法；遺留的問題；日期和停工的時間；維修人員情況；資料記錄。

2結語

數控機床維修技術的實施，提高重復性故障的維修速度，提高維修者的理論水平和維修能力，有利于分析設備的故障率及可維修性，改進操作規程，提高機床壽命和利用率，并能充分實現資源共享。使其具有可利用性、可持續發展性，為規范數控維修行業奠定堅實的基礎。

參考文獻

篇8

1制約數控機床機械加工效率提高的主要原因

1.1數控機床應用水平低

自我國制造業正式引進數控加工技術以來，制造業的生產水平獲得明顯提升。雖然在日常使用過程中，有基本的數控機床操作規范與維護措施，不過機床本身的精度損失是無法避免的。為進一步提高工作效率，改善生產質量，落實好機床維護保養工作十分重要。此外，由于許多工程并未明確每臺設備的加工精度與加工任務，沒有合理區分粗加工設備與細加工設備，設備資源沒有得到合理安排，不但影響到數控機床的使用壽命，還會大大降低數控機床的生產效率。

1.2操刀頻率與設置不合理

在開展大規模生產活動時，合理選擇換到方式能有效縮短換刀的輔助時間，避免機床嚴重磨損，從而減少機床維護成本，提高機床生產的經濟效益。從目前情況來看，大部分工廠的換到頻率均存在不合理現象，同時，夾具選擇、走刀線路、刀具排列位置以及刀具樹勇順序都沒有具體細化，設計方案明顯存在漏洞，如此一來，機床運行的工作效率自然也會受到影響。

1.3編程程序不符規范

數控機床的運行模式主要取決于計算機的編程程序，計算機編程主要負責控制機床工作步驟。隨著信息技術的不斷發展，計算機編程程序在數控機床加工中獲得廣泛應用，不過不得不承認的是，計算機編程目前仍未達到最理想化的運用程度。現有計算機編程十分復雜，給系統的調試與操作帶來了諸多不便。也正因如此，數控機床機械技術加工效率始終無法得到提升。

2提高數控機床機械技術加工效率的根本途徑

2.1人員管理方面

2.1.1提高操作人員業務水平

在數控機床加工環節中，操作人員的業務水平直接決定數控機床的工作效率。作為數控機床軟件的操控著，其專業能力與職業素養均將對數控機床的加工效率產生深遠影響。所以，提高數控機床一線操作人員業務水平很有必要。

2.1.2規范數控機床操作流程

相較于普通機床，數控機床的操作流程更為復雜，操作工藝也更加豐富多樣化。為確保加工活動得以順利開展，提前制定好科學、規范的數控機床操作流程很有必要。因此，加工企業有必要在實際工作中，制定規范數控機床的操作流程，要求全體操作人員在工作期間，嚴格按照相關規范執行各項操作。

2.1.3對現有管理模式進行改良

數控機床的穩定運行離不開科學管理，只有提高管理水平，才能充分發揮出數控機床的功能與優勢，為生產加工活動做貢獻。所以，在工作期間，有必要定期對數控機床管理模式進行調整與改良，根據生產加工活動的具體需求以及數控機床的規格、類型、加工工藝等方面，制定不同類型的管理模式，以確保在不同生產加工活動中，不同類型的數控機床能夠得到有效利用。只有實現管理模式的與時俱進，才能更好地提高數控機床設備資源的有效利用率，進一步促進機械技術加工效率的不斷提高。

2.2技術設備方面

實際上，加強對數控機床機械技術設備方面的研究，從技術層面著手是提高數控機床機械技術加工效率的根本途徑。在對數控機床技術設備方面進行研究時，務必要結合數控機床的工作特點，針對具體情況采取具體的應對措施，在考慮到可操作性的同時，加強成本管理，以確企業的整體效益。

2.2.1恒定電網供電水平

數控機床集互聯網技術與機床技術于一體，因此對電網供電系統有著極高的要求。以目前應用范圍最廣的數據機床為例，在電網供電極度不穩定的情況下，該裝置內部的欠壓保護裝置報警系統根本無法發揮出正常作用。從技術可行性與經濟性的層面來看，結合運行中數控機床的在自身特性，于電網系統中設置交流穩壓器是解決該問題的唯一途徑。交流穩壓器的設置，能夠有效避免在高峰或低谷時段供電不穩定現象，從而為數控機床的高效生產創造有利條件。

2.2.2正確選擇合適設備

在數控機床運行期間，操作人員應重視數據機床設備的選型，特別是有關數控系統方面的選型，設備選型是否合理將直接決定數控機床的相關工作能否順利開展。因此，相關工作人員在選擇相關設備的型號時，務必要對工作環境、工作條件、生產需求等多方面因素進行充分考量。此外，為提高數控機床與各相關設備工作的協調性，企業在選購數控機床以及相關設備時，應盡量選擇同一廠家的產品。同一廠家出產的產品有利于工藝之間的鏈接，且為后期維修保養工作減少了許多不必要的麻煩，從根本上解決了數控機床機械技術加工效率低的問題。

2.2.3落實機床維護管理工作

數控機床的管理與維護是確保數控機床得以正常工作的重要前提，也是延長數控機床使用壽命的關鍵。因此，相關工作人員可定期對機床進行維護與管理，通過機床等方式，對數控機床進行維護與保養。另外，部分數控機床運行環境較為特殊，為確保數控機床的應用價值得以充分發揮，務必對機床采取合適的方式進行保養。同時，不同型號的數控機床保養維護方式也不一樣，油的類型與使用方式切不可混淆。只有認真落實好機床維護保養工作，才能有效提高數控機床機械技術加工效率。

3結語

篇9

關鍵詞：數控機床 可靠性 技術研究

中圖分類號：TG659 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）08（c）-0026-02

該文將對數控機床可靠性技術進行研究，分別從：數控機床可靠性內涵、數控機床可靠性技術存在的必要性、數控機床可靠性技術的研究、現階段數控機床可靠性技術存在的問題、數控機床可靠性的設計準則、提高數控機床運行可靠性的具體措施、數控機床可靠性技術的展望7個部分進行闡述。

1 數控機床可靠性內涵

關于數控機床可靠性的定義，最初是由盧瑟爾提出的。所謂“可靠性”是指“產品能在規定條件及規定時間內完成的規定功能的能力。”可靠性很難用一個量來表示，因此在對可靠性進行定義時必須根據具體情況、具體場合來選擇適當的指標。值得注意的是，可靠性是產品實際運行過程中所顯露出的屬性，且數控機床可靠性存在一定特殊性，它是集機、電、氣等高新技術于一身的現代化工作母機，它對加工精度有一定要求。當前，數控機床在現場運行過程中最易發生的故障以功能性故障居多。所謂功能性故障一般指：加工中心刀庫不轉位、不執行程序指令、定位不準、旋轉工作臺不定位以及電氣系統大量故障等，是當前廣大機床用戶亟待解決的。在機床用戶看來，數控機床的可靠性涵義實際上指的就是機床在運行過程中故障頻率出現次數相對較低。因此在開展數控機床可靠性工作時必須做些真實操作的實事，切實解決可靠性實際問題，讓用戶看到實效。高速、高精度以及高可靠性是現代數控機床發展的主要趨勢，數控機床可靠性成為市場競爭的焦點，目前國內的數控機床研發方向主要朝高檔次方向發展，提高數控機床可靠性成為當下最為急迫的事。

2 數控機床可靠性技術存在的必要性

2.1 數控機床可靠性技術滿足市場發展需求

我國正處于工業化發展中，汽車、鋼鐵、機械等一批重工業為基礎的行業發展勢頭越來越迅猛，導致對數控機床的需求也越來越大。為了滿足市場發展需求，數控機床可靠性技術必須不斷發展創新，使其功能日趨完善。

2.2 機床故障頻率普遍偏高

由于我國數控機床現階段的自主開發能力相對薄弱，自動化水平低，精度保持性相對較差，制約了我國數控機床的發展及銷售，與國際現階數控水平存在較大差距，對數控機床的運行故障不能及時準確的排除，此外還承受著市場巨大需求量的壓力。因此為了解決這個問題就必須提高數控機床的可靠性。

2.3 數控機床可靠性技術的意義

數控機床的可靠性對用戶來說十分關鍵，還在一定程度上影響了我國與國際水平間的較量，提高數控機床可靠性能促進數控機床市場的持續發展，對于改變我國機床工業現狀有推動作用。數控機床可靠性技術的存在是必要的，它充分滿足了市場發展需求，減少了數控機床運行故障的發生頻率，它是實現民族裝備制造業振興的催化劑。數控機床作為復雜的機電液系統，它還沒有相對成熟的可靠性理論與技術，加上我國數控機床可靠性技術研究起步較晚，涉足此行業的相關研究人員與研究機構相對較少，技術積累相對薄弱，處于發展階段，相對德國等工業發達的國家來說還有很長一段發展距離，為了縮短與發達國家之間的差距，我們必須拿出實際行動。

3 現階段數控機床可靠性技術存在的問題

3.1 數控機床可靠性研究者及相關機構普遍較少

由于我國在數控機床可靠性技術的研究人員與研究機構比較缺乏，加上數控機床可靠性技術研究的成本比較高，時間相對過長，其研究成果的獲取相對過慢，導致我國數控機床可靠性技術體系缺乏完整性。

3.2 數控機床可靠性數據累積相對薄弱

制造業數控機床的可靠性的提高需要一定的數據作為實踐基礎，由于我國數控機床發展較晚，導致我國數控機床可靠性數據累積相對薄弱，從而不能為廣大的數控機床用戶可靠性技術的研究提供任何幫助，這也是我國數控機床可靠性技術發展相對滯后的主要原因。

3.3 數控機床的維修性及可用性得不到重視

要提高我國數控機床的可靠性技術就必須對數控機床的維修性及可用性重視起來，根據企業的需求去簡化維修過程，縮短維修時間，將可靠性最大化，我國必須提高對其重視的程度，最大程度滿足數控機床用戶的需求，制定相關政策，奠定我國數控機床可靠性研究基礎。

3.4 數控機床故障機理研究相對不足

當前我國對數控機床故障機理的研究相對不足，所謂故障機理研究主要是針對故障現象分析得出的反映故障本質的原因。但由于我國現階段對故障機理研究相對缺乏，從而對產生故障的物力本質障礙直接的相關性以及故障問題認識不清，使改進成本不斷增加，造成了經濟資源浪費。

3.5 對機床整機功能部件缺乏重視

數控機床由各類功能部件及數控系統組成，其組成部件的可靠性制約著數控機床的整體可靠性，因此制造者必須對機床功能部件的質量加以重視。但由于國內機床功能部件企業技術比較薄弱，研究機構工作的重心又都放到了機床整機上，導致其功能部件得不到重視，無法提高數控機床可靠性技術發展。

3.6 數控機床電元器件質量相對較差

當前，國內機電元器件市場存在粗制濫造及惡意壓價的現象，并且質量相對較差，溫度特性差、電器反應不靈敏、使用壽命短等特點。如果將這些質量差的電元器件應用到數控機床，會造成嚴重的生產事故。

3.7 CNC安裝不當

CNC是指數控系統，數控系統的正確安裝對數控機床正常運行起到一定保障，如果沒有按照相關要求進行安裝則會造成驅動軸失控，引起機器報廢，使數控機床免疫力降低，導致故障發生頻率不斷提高。

4 數控機床可靠性的設計準則

必須建立豐富的可靠性設計規范。

在對數控機床可靠性進行設計時，應建立起可靠性設計規范，設計規范的建立能在一定程度上對數控機床設計環節的可靠性設計以及分析工作進行約束管理，對不同的產品采取不同的可靠性設計。

4.1 建立可靠性設計評審大綱及流程

評審大綱的評審內容將會涵蓋產品從概念到生產的所有開發階段，它的重要性不言而喻，因此企業必須建立可靠性設計評審大綱及流程，并邀請一些在產品設計、制造、應力分析、安全維修等專業領域的專業研究人員參與到評審中來。

5 提高數控機床運行可靠性的具體措施

5.1 提高數控系統設計的可靠性

在設計數控系統時，應該按照不同機床功能需求來進行模塊組建，可以在一定程度上提高機床使用的穩定性還能降低機床維護成本，兼顧人機對話以及機械故障自診斷，對機床起到自我保護作用。數控機床運行的速率與系統性能的好壞息息相關，因此必須提高數控系統設計的可靠性。

5.2 保證數控系統的正確操作

邏輯程序編寫失誤、參數配置的錯誤都會給數控機床埋下質量隱患，會給用戶帶來很多不便，對自己的信譽有一定影響。因此在對數控系統操作時必須保證一定正確性，否則會使誤差累積，對機床轉動鏈造成沖擊。

5.3 采用有效隔離屏蔽技術

由于CNC系統的濾波環節降噪功能有限，因此必須配置相關隔離設備，盡量減小干擾信號。屏蔽干擾信號可以從兩方面入手：一是取東西元件，將干擾源屏蔽起來，從而達到阻斷靜電與電磁信號傳遞的目的；二是利用雙層金屬屏蔽控制系統，以防高壓線外在物質的干擾，促進數控機床可靠性大大提高。

5.4 合理布線與接地

由于數控機床地線相對比較復雜，系統中的機架箱體等結構件應予以接地。且接地電纜的橫截面積不能小于10 mm2，布線必須遵循“強弱分開”原則，利用金屬屏蔽線隔開輸入信號線，嚴禁與其他設備接地。

5.5 運行可靠性控制

實驗表明用戶使用不當造成的故障占機床總體故障的20%左右。因此必須控制用戶對機床的使用，預防用戶對機床的超載使用，通過大修恢復機床精度與可靠性。

5.6 完善數控機床可靠性技術體系

要促進數控機床可靠性技術的發展必須對數控機床可靠性技術體系進行完善，以數控機床可靠性建模為基礎，對數控機床的可靠性技術進行拓展，對研究成果進行嚴格篩選，構建故障案例庫與數據庫，促進我國數控機床可靠性技術的發展。

6 數控機床可靠性技術的應用研究

6.1 數控機床可靠性評定方法

數控機床可靠性的評定方法有三種，一是修正極大似然法和序貫壓縮相結合的方法；二是指數壽命型串聯系統法；三是基于信賴方法的數控機床可靠度的分析法。第一種的準確度比第二種更高，在數據充分的情況下，采用基于信賴方法的數控機床可靠度分析方法更為合理。

6.2 數控機床可靠性技術分析方法

加工中心是現代信息科學與傳統機械技術相結合的典型產品，通過對其故障信息的科學分析，找出運行中的薄弱環節。將故障分析結果反映到各個部門，以提高產品可靠性為重要任務，將傳統頻次主次圖分析方法與故障比重比方法相結合來解決故障問題。

6.3 重視數控機床可靠技術，更好促進機床的現代化

根據機床各部分組建的功能將經濟、資源等內容進行綜合考慮，來確定影響可靠性指標的因素，更好促進可靠性的提高，同時抓好改制改組工作，注重售后服務降低故障發生頻率，一旦出現故障必須及時解決，重視質量與服務，積極引進國外先進技術，更好促進數控機床的現代化發展，努力掌握好數控機床可靠性技術，為機床質量提供一定保障。

6.4 數控機床可靠性信息體系及開發“可靠性數據庫”和信息處理軟件

開發出可靠性信息源，開發出可靠性信息存儲、處理技術；數控機床可靠性數據庫、可靠性評價軟件、故障分析軟件，為數控機床建立集成化可靠性信息體系。

6.5 建立可靠性指標（水平）評價體系

針對數控機床產品的特點，建立了數控機床可靠性指標評價體系，對平均故障間隔時間MTBF進行點估計和區間估計，并評估出平均修復時間MTTR和固有可用度Ai等具體數值，從而評價出數控機床可靠性水平。此項成果建立了完全針對數控機床行業特點的可靠性增長理論體系，開發出了實用技術以及可靠性增長的具體實施方法， 在國內外均屬首創。

7 數控機床可靠性技術的展望

數控機床可靠性技術研究歷經幾十年，在可靠性設計、故障分析、可靠性建模、可靠性試驗等方面取得了明顯的進展。目前正在形成可靠性動態建模、可靠性綜合設計、故障預警等數控機床可靠技術領域的研究熱點。但由于從事數控機床可靠性研究的學者及相關機構普遍較少，對數控機床故障機理、數控機床維修性及可用性研究不夠重視，從而導致數控機床可靠性技術一直得不到發展。隨著科技的迅速發展，數控機床可靠性技術已經成為現代機床行業最關鍵的技術之一，我們必須從數控機床可靠性技術及行業需求角度進行技術展望。

7.1 強化全生命周期可靠性技術理念

數控機床可靠性技術的發展必須建立在可靠性建模、分析、設計等研究基礎上，加強數控機床制造可靠性、早期故障排除、運輸可靠性、維修性設計等可靠性技術研究，強化全生命周期可靠性技術理念，將其應用到數控機床可靠性技術的發展當中去。

7.2 構建數控機床可靠性技術體系

通過強化全生命周期可靠性技術理念，對研究成果不斷進行完善，在此基礎上制定數控機床可靠性技術規范，形成具有數控機床行業特色產品的可靠性技術體系。技術的研究離不開企業，在應用可靠性技術管理體系時應該保障可靠性技術研究成果在企業中的有效應用，使企業逐漸成為可靠性技術研發主體。

8 結語

可靠性有關學科發展始于20世紀50年代，并形成了相對完善的理論體系，要提高數控機床產品的可靠性，企業必須建立一定的可靠性保障能力，并且數控機床可靠性技術的發展離不開企業的支持，企業應該從戰略角度出發，從零部件設計到故障數據分析方面做好調研工作，構建完善的管理體系，并給出相應改進意見，提高數控機床可靠性，促進數控機床可靠性技術的發展。在第十二個五年計劃期間，我國的機械制造業逐漸朝著集成化、自動化、智能化方向發展，同時也為數控機床行業提供了良好機會。

參考文獻

[1] 時振偉.數控機床可靠性技術分析與研究[J].機電信息，2013（6）：87-88.

[2] 張根保，王立平.國產數控機床可靠性技術綜述[J].航空制造技術，2013（5）：26-31.

[3] 楊兆軍，陳傳海，陳菲，等.數控機床可靠性技術的研究進展[J].機械工程學報，2013（20）：130-139.

[4] 張義民.數控機床可靠性技術評述（上）[J].世界制造技術與裝備市場，2012（5）：49-57.

[5] 李南，盧曉紅，韓鵬卓，等.數控機床及其關鍵功能部件可靠性研究綜述[J].組合機床與自動化加工技術，2012（11）：105-108.

[6] 張義民.數控機床可靠性技術評述（下）[J].世界制造技術與裝備市場，2012（6）：56-63，67.

[7] 張義民.我國數控機床可靠性的研究“何去何從”？[J].世界制造技術與裝備市場，2015（2）：91-103.

[8] 岑華.數控機床可靠性技術的研究與發展[J].科技創新導報，2015（9）：52.

[9] 李樟.數控機床的概況與可靠性設計分析[J].民營科技，2015（3）：28.

[10] 孫厚春.數控機床可靠性技術的發展[J].山東工業技術，2015（2）：169.

[11] 張根保，余武.“數控機床可靠性技術”專題（四）可靠性設計體系[J].制造技術與機床，2014（10）：7-13.

[12] 張根保，柳劍.數控機床可靠性概述[J].制造技術與機床，2014（7）：8-14-22.

篇10

關鍵詞：數控機床；性能；發展趨勢

數控機床隨著電子技術和計算機技術的進步而飛速發展，數控機床正朝著高速度、高效率、高精度、高可靠性、模塊化、智能化、高柔性、集成化、開放性等方向發展。數控機床的使用范圍越來越大，數控機床技術的應用不但給傳統制造業帶來了革命性的變化，使制造業成為工業化的象征，而且隨著數控機床技術的不斷發展和應用領域的不斷擴大，數控機床技術對國計民生的一些重要行業（IT、航空、輕工、醫療等）的發展起著越來越重要的作用。目前我國數控機床技術主要朝以下幾個方向發展。

一、高速、高效方向發展

數控機床要大幅提高加工效率，首先要提高切削和進給速度，同時，還要縮短加工時間、降低加工成本，提高零件的表面加工質量和精度。

數控機床只有通過縮短切削時間，才可能進一步提高其生產率。隨著高效、大批量生產的需求和電子驅動技術的飛速發展，直線高速電動機的推廣與應用，開發出許多高速、高效、高精度的數控機床以滿足航空、航天、等行業的需要。由于新產品更新換代時間周期的縮短，航空、航空、軍事等工業加工的零件不但復雜而且品種多，也需要高效的數控機床，實現優質、低成本的生產。

二、高精度方向發展

從精密加工發展到超精密加工（特高精密加工）是世界各工業強國致力發展的方向。加工精度范圍從微米級到亞微米級，乃至納米級（

當前，機械加工高精度的要求如下：普通數控機床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密加工中心則從3～5μm提高到1～1.5μm，并且超精密加工精度已開始進入納米級（0.001μm）。

三、高可靠性方向發展

高可靠性是指數控系統的可靠性要高于被控設備的可靠性一個數量級以上。所以，并不是可靠性越高就越好，只要能滿足產品精度需要就行。

四、模塊化方向發展

為了適應數控機床加工結構比較復雜，精度要求較高以及產品更新頻繁，生產周期要求短，品種多、批量小的特點，機床結構模塊化，數控功能專業化，應提高并優化數控機床的性能。近幾年來最明顯的發展趨勢就是個性化。

五、智能化方向發展

為提高加工效率和產品質量方面的智能化，如自適應控制、工藝參數自動生成等；為形成嚴密的制造過程閉環控制體系方面的智能化，如將計算機智能技術、網絡技術、CAD、CAM、伺服控制、自適應控制、動態數據管理及動態刀具補償、動態仿真等高新技術融于一體。

自適應控制智能化，根據切削條件的變化，自動調節工作參數，使加工過程中能保持最佳工作狀態。具有自診斷、自修復功能，在整個工作狀態中，系統隨時對CNC系統本身以及與其相連的各種設備進行自診斷、檢查。

六、柔性化和集成化方向發展

數控機床向柔性自動化發展的方向是：從點（數控單機、加工中心和數控復合加工機床）、線（柔性制造單元〈FMC〉、柔性制造系統〈FMS〉、柔性制造生產線〈FML〉、專用機床或數控專用機床組成的柔性制造〈FML〉）向面（工段車間獨立制造島、自動化工廠〈FA〉）、體（計算機集成制造〈CIMS〉、網絡集成制造系統）的趨勢發展，另一方面向實用性和經濟性方面發展。柔性自動化技術是我國制造業發展的方向，是高端制造領域的基礎技術。數控機床系統能方與計算機輔助設計〈CAD〉、計算機輔助制造〈CAM〉機床自動編程的編輯程序〈CAMP〉、信息系統〈MIS〉連接，向信息集成趨勢發展，向智能化、網絡化、開放式趨勢發展。

七、開放性方向發展