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數(shù)控機(jī)床工作原理范文第1篇

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù)；數(shù)控機(jī)床；故障診斷；維修策略

在數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)中，PLC系統(tǒng)能夠有效實(shí)現(xiàn)CNC（Com⁃puterNumericalControl）與機(jī)床間的可靠連接，從而確保機(jī)床可以及時(shí)、穩(wěn)定的接受CNC發(fā)出的控制指令。由數(shù)控機(jī)床的維修實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可知，PLC系統(tǒng)發(fā)生故障的表現(xiàn)形式多種多樣，且發(fā)生故障的原因也比較多，無論是機(jī)械方面的原因還是電氣方面的原因，都有可能導(dǎo)致故障的產(chǎn)生，此外操作人員的不良習(xí)慣和機(jī)床保養(yǎng)工作不到位等原因也會(huì)引發(fā)故障。為確保PLC數(shù)控機(jī)床能夠穩(wěn)定、高效的運(yùn)行作業(yè)，我們必須確保故障診斷的及時(shí)、準(zhǔn)確性，這也是本文對(duì)PLC數(shù)控機(jī)床故障診斷及維修展開探討的根本原因。

一、PLC數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)析

數(shù)控機(jī)床中的PLC系統(tǒng)是一個(gè)自動(dòng)控制裝置，其通常由CPU、I/O接口、存儲(chǔ)器以及電源等共同組成。由于數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)和制造方法不盡相同，所以PLC系統(tǒng)在數(shù)控機(jī)床中一般有兩種存在方式：一是內(nèi)裝型，即生產(chǎn)廠家將PLC系統(tǒng)與數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)充分融合了在一起；二是獨(dú)立行，即PLC系統(tǒng)獨(dú)立于數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)之外，其具備較為完善的軟硬件功能，且可以單獨(dú)完成控制工作任務(wù)。PLC系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床信息交換的中樞，其能夠?qū)崿F(xiàn)控制系統(tǒng)與機(jī)床裝置的無縫交流，這中間不僅包括從PLC系統(tǒng)向機(jī)床發(fā)出的各類指令信息（比如說S、T功能的應(yīng)答信息），還包括機(jī)床向PLC系統(tǒng)發(fā)出的各類信息（比如說各項(xiàng)功能代表），這種雙向的信息交流讓PLC數(shù)控機(jī)床更加的智能化、高效化。

二、基于PLC的數(shù)控機(jī)床故障診斷方法

（一）基于PLC的數(shù)控機(jī)床故障表現(xiàn)形式基于PLC的數(shù)控機(jī)床在發(fā)生故障時(shí)，通常會(huì)有以下三種表現(xiàn)形式：1、通過CNC報(bào)警能夠直接發(fā)現(xiàn)故障，并且系統(tǒng)會(huì)顯示出故障產(chǎn)生的原因。2、通過CNC報(bào)警能夠直接發(fā)現(xiàn)故障，但卻無法反映出故障產(chǎn)生的根本原因。3、故障在CNC中并沒有任何提示，這時(shí)診斷和維修故障就需要進(jìn)行專門的檢測(cè)了。（二）基于PLC的數(shù)控機(jī)床故障診斷方法PLC數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障的幾率非常低，即便發(fā)生故障往往也能通過自診斷檢測(cè)顯示出來。一般情況下，其故障多發(fā)生在PLC的外部輸入或輸出環(huán)節(jié)，發(fā)生故障時(shí)數(shù)控機(jī)床通常不會(huì)停機(jī)，大多情況下是在故障發(fā)生后才發(fā)現(xiàn)的，故障的發(fā)生會(huì)造成機(jī)床損壞、加工件報(bào)廢或者是生產(chǎn)事故等不良后果。因此，我們必須加強(qiáng)PLC數(shù)控機(jī)床的故障診斷，常用的方法主要有以下幾點(diǎn)。1、經(jīng)報(bào)警信號(hào)進(jìn)行故障診斷當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，通常數(shù)控系統(tǒng)的自診斷功能便可以診斷故障并在CRT上將相關(guān)信息顯示出來，然后維修工作人員就可以根據(jù)CNC系統(tǒng)所提供的機(jī)床運(yùn)行狀態(tài)信息并和各運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)進(jìn)行比對(duì)，便可以迅速完成故障診斷和故障排除了。2、經(jīng)機(jī)床動(dòng)作順序進(jìn)行故障診斷數(shù)控機(jī)床在運(yùn)行過程中，刀具、托盤、模具等裝置的自動(dòng)交換動(dòng)作，都有標(biāo)準(zhǔn)的動(dòng)作順序和工作程序，因此發(fā)生故障時(shí)，我們可以通過觀察各部分裝置的運(yùn)動(dòng)過程，看其是否在動(dòng)作順序和工作程序上的異常，以此來判定PLC數(shù)控機(jī)床是否發(fā)生了故障，然后再根據(jù)故障查明原因，并采取針對(duì)性的故障排除措施。3、經(jīng)PLC梯形圖進(jìn)行故障診斷維修工作人員還可以在充分了解數(shù)控機(jī)床工作原理、連鎖關(guān)系以及動(dòng)作順序的基礎(chǔ)上，通過使用CNC系統(tǒng)的自診斷功能或者采用外部編程器，經(jīng)過PLC梯形圖來檢驗(yàn)系統(tǒng)的輸入/輸出狀態(tài)，并實(shí)時(shí)查看PLC系統(tǒng)和機(jī)床的運(yùn)行狀況，以此來綜合判定故障及其發(fā)生的原因。4、經(jīng)PLC系統(tǒng)的輸入/輸出接口進(jìn)行故障診斷PLC數(shù)控機(jī)床輸入/輸出接口出的信號(hào)狀態(tài)能夠通過CRT來顯示，如果發(fā)生故障時(shí)可以初步確認(rèn)是輸入/輸出信號(hào)存在故障問題，在具體診斷時(shí)，便可以通過查看接口處的信號(hào)狀態(tài)來判定故障發(fā)生的部位，也可以藉此判定到底是數(shù)控裝置方面發(fā)生了故障還是機(jī)床方面產(chǎn)生了故障。如果數(shù)控系統(tǒng)的各硬件部分不存在故障，不需要查看電路圖或梯形圖，只需要通過查詢輸入/輸出接口的信號(hào)狀態(tài)便能夠查明故障及其發(fā)生的原因。此外，也可以通過分析數(shù)控機(jī)床的輸入/輸出狀態(tài)歷史記錄，比較故障狀態(tài)和正常狀態(tài)的差異之處，也能夠迅速查明故障所在；但采用這種方法必須對(duì)控制對(duì)象輸入/輸出接口的故障狀態(tài)和正常狀態(tài)都非常熟悉才行。5、經(jīng)控制對(duì)象的工作原理進(jìn)行故障診斷數(shù)控機(jī)床中的PLC控制系統(tǒng)都是基于控制對(duì)象的工作原理進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造的，所以說PLC控制系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，我們可以通過分析控制對(duì)象的工作原理，然后結(jié)合信號(hào)的輸入/輸出狀態(tài)對(duì)故障進(jìn)行分析和診斷，并采取相對(duì)應(yīng)的故障排除措施。6、經(jīng)動(dòng)態(tài)跟蹤PLC梯形圖進(jìn)行故障診斷在PLC數(shù)控機(jī)床實(shí)際檢修過程中，往往還會(huì)存在這樣一種問題，那就是部分?jǐn)?shù)控機(jī)床發(fā)生了故障，但查看輸入、輸出信號(hào)以及其它標(biāo)志均顯示正常。這類故障的診斷就需要對(duì)PLC梯形圖進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)跟蹤了，通過連續(xù)觀察信號(hào)輸入/輸出狀態(tài)及各項(xiàng)標(biāo)志的瞬間變化，然后再根據(jù)PLC系統(tǒng)的工作原理分析并診斷故障，同時(shí)采取針對(duì)性的故障排除措施。

結(jié)語

總的來說，基于PLC的數(shù)控機(jī)床在日常運(yùn)行過程中難免會(huì)因?yàn)殡姎夥矫嬖?、機(jī)械方面原因或者人為原因等發(fā)生故障。因此，為了確保數(shù)控機(jī)床的正常運(yùn)行和生產(chǎn)活動(dòng)的效率效益，我們必須及時(shí)進(jìn)行故障診斷和維修。在故障診斷和維修過程中，除自診斷技術(shù)外，信號(hào)狀態(tài)檢測(cè)和按照控制對(duì)象工作原理進(jìn)行故障診斷是最為有效的兩種方式，值得我們推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]甘斌達(dá).巧用綜合編程方式提高數(shù)控銑加工效率初探[J].中國高新技術(shù)企業(yè).2016(02)

[2]王茂凡,張圣文,趙中敏.數(shù)控設(shè)備的故障預(yù)測(cè)與健康管理技術(shù)[J].中國設(shè)備工程.2013(03)

[3]雷曉松.PLC在數(shù)控機(jī)床故障診斷中的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息.2012(29)

數(shù)控機(jī)床工作原理范文第2篇

關(guān)鍵詞：說課；高職；數(shù)控機(jī)床控制技術(shù)；教學(xué)

一、引 言

“說課”是教師從教育理論和教學(xué)實(shí)踐相結(jié)合的高度與同行和專家作交流的一種科研活動(dòng)形式，它不僅要說“教什么”、“怎么教”，更要說“為什么這樣教”。筆者參加過多種場(chǎng)合展示的高職說課觀摩，發(fā)現(xiàn)有的說課沒能說明設(shè)計(jì)的理論依據(jù)，僅是敘述教學(xué)的過程；有的沒能把過程和依據(jù)整合在一起，理論與實(shí)踐兩張皮。筆者在多年的高職教學(xué)過程中也發(fā)現(xiàn)，《數(shù)控機(jī)床控制技術(shù)》課程的教學(xué)效果不盡人意，主要是受傳統(tǒng)教學(xué)思想與教學(xué)模式的影響，加上這門技術(shù)課程本身的特點(diǎn)所致。

對(duì)于高職教育，筆者認(rèn)為教育工作者要樹立“高職教育要為社會(huì)實(shí)踐服務(wù)，要實(shí)現(xiàn)學(xué)校與企業(yè)的零對(duì)接”，把“需要工作的人，變成工作需要的人?！钡慕逃虒W(xué)理念。下面以“說課”的形式談?wù)勛约簩?duì)高職《數(shù)控機(jī)床控制技術(shù)》課程所進(jìn)行的建設(shè)、改革及教學(xué)設(shè)計(jì)的理念與做法等，以期為同行進(jìn)行高職說課提供參考模板，并對(duì)高職《數(shù)控機(jī)床》課程教學(xué)提供一些參考。

二、課程整體設(shè)計(jì)

本課程是數(shù)控技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，我校在第三學(xué)期開設(shè)，計(jì)劃課時(shí)90學(xué)時(shí)。首先從課程定位、課程設(shè)計(jì)、內(nèi)容選取、內(nèi)容組織四個(gè)方面闡述這門課程的整體設(shè)計(jì)。

1.課程定位（主要回答“這是一門怎樣的課程，為什么要教這門課程”）。從數(shù)控技術(shù)專業(yè)課程體系看：我校數(shù)控專業(yè)面向的崗位為6個(gè)，通過對(duì)這6個(gè)崗位的典型工作任務(wù)分析得出4項(xiàng)專業(yè)核心能力，每項(xiàng)能力都有相應(yīng)的專業(yè)核心課程支撐，《數(shù)控機(jī)床電氣控制》是一門支撐“數(shù)控機(jī)床裝調(diào)與維修能力”的專業(yè)核心課程。

在數(shù)控技術(shù)人才培養(yǎng)目標(biāo)中，本課程的主要任務(wù)是介紹數(shù)控機(jī)床的電氣控制原理與數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)相關(guān)的知識(shí)目標(biāo)、技能目標(biāo)、態(tài)度目標(biāo)。知識(shí)目標(biāo)為熟悉數(shù)控機(jī)床機(jī)械部件、常用檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)與工作原理，掌握CNC系統(tǒng)硬件和軟件的組成、特點(diǎn)、功能、結(jié)構(gòu)，掌握步進(jìn)、交直流伺服驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)與工作原理，掌握機(jī)床參數(shù)及PLC在數(shù)控機(jī)床控制中的作用。技能目標(biāo)為會(huì)正確使用和熟練操作各類數(shù)控機(jī)床：能識(shí)讀數(shù)控機(jī)床連接圖和電氣控制圖，能識(shí)別數(shù)控機(jī)床的主要結(jié)構(gòu)與電器元件，能正確分析數(shù)控機(jī)床各個(gè)功能的實(shí)現(xiàn)原理，能熟練查閱機(jī)床說明書和相關(guān)文件。態(tài)度目標(biāo)為培養(yǎng)良好的行為習(xí)慣和職業(yè)道德：培養(yǎng)學(xué)生的溝通能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神；培養(yǎng)學(xué)生工作、學(xué)習(xí)的主動(dòng)性；培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力；培養(yǎng)學(xué)生愛崗敬業(yè)的工作作風(fēng)；培養(yǎng)學(xué)生表達(dá)能力；培養(yǎng)學(xué)生自我發(fā)展能力；培養(yǎng)學(xué)生效率觀念；培養(yǎng)學(xué)生的安全意識(shí)與環(huán)保意識(shí)。

圖1 我院數(shù)控技術(shù)專業(yè)課程體系

與相關(guān)課程的銜接：在修本課程前需要有電工電子基礎(chǔ)、機(jī)械基礎(chǔ)、PLC基礎(chǔ)和數(shù)控機(jī)床操作基礎(chǔ)，本課程為后續(xù)的《數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修》課程起支撐作用。

2.課程設(shè)計(jì)（主要回答“怎么教這門課程”）。本課程是基于工作過程的設(shè)計(jì)理念：根據(jù)職業(yè)能力確定教學(xué)目標(biāo)，根據(jù)工作任務(wù)整合教學(xué)內(nèi)容，根據(jù)工作崗位設(shè)計(jì)教學(xué)情境，根據(jù)工作流程設(shè)計(jì)教學(xué)過程，根據(jù)職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

具體的設(shè)計(jì)思路是：針對(duì)課程所面向的崗位進(jìn)行企業(yè)調(diào)研，調(diào)研分析后確定崗位所需的職業(yè)能力與職業(yè)素養(yǎng)，再按照職業(yè)成長(zhǎng)規(guī)律與學(xué)習(xí)規(guī)律確定課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)與內(nèi)容。

本課程所面向的崗位是數(shù)控機(jī)床裝調(diào)維修員崗位和數(shù)控設(shè)備的銷售與售后服務(wù)崗位，本課程所支撐的就是這兩個(gè)崗位所需的部分職業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)。

3.課程內(nèi)容選?。ㄖ饕卮稹斑@門課程教什么”）。根據(jù)數(shù)控行業(yè)的發(fā)展需求和職業(yè)崗位所需要的知識(shí)能力素質(zhì)要求，打破傳統(tǒng)學(xué)科體系課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)，解構(gòu)本專業(yè)原設(shè)的《數(shù)控原理》、《電氣控制》等課程，按照“行動(dòng)導(dǎo)向”的認(rèn)知規(guī)律，以情境教學(xué)的形式，對(duì)課程進(jìn)行重構(gòu)。教學(xué)內(nèi)容的選取以實(shí)際數(shù)控機(jī)床設(shè)備或機(jī)床配件為載體。

本課程根據(jù)數(shù)控機(jī)床裝調(diào)工作設(shè)計(jì)了6個(gè)學(xué)習(xí)情境，即認(rèn)識(shí)數(shù)控機(jī)床，數(shù)據(jù)機(jī)床結(jié)構(gòu)，數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控機(jī)床檢測(cè)裝置，數(shù)據(jù)機(jī)床伺服系統(tǒng)，數(shù)據(jù)機(jī)床電氣控制系統(tǒng)；每個(gè)情境選取數(shù)控機(jī)床設(shè)備為載體。

4.課程內(nèi)容組織與安排（主要回答“怎么教這門課程”）。課程內(nèi)容組織原則是課程內(nèi)容與職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合，以數(shù)控機(jī)床安裝調(diào)試的工作過程序化教學(xué)內(nèi)容，載體選取突出服務(wù)面向的行業(yè)特色，載體及時(shí)更新，吸納新知識(shí)、新技術(shù)、新標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)這個(gè)原則我們將課程內(nèi)容分到6個(gè)學(xué)習(xí)情境中，選取典型的載體以29個(gè)學(xué)習(xí)性工作任務(wù)驅(qū)動(dòng)，計(jì)劃總課時(shí)是90學(xué)時(shí)。

三、教學(xué)實(shí)施

1.教學(xué)組織。教學(xué)組織過程中堅(jiān)持學(xué)生主體、教師主導(dǎo)的原則，根據(jù)課程單元內(nèi)容的難易程度與特點(diǎn)分別選用導(dǎo)向性、自主性、工作情境實(shí)戰(zhàn)性教學(xué)模式。

2.教學(xué)方法與手段。在教學(xué)手段上充分利用學(xué)院教學(xué)資源，突出實(shí)踐體驗(yàn)，采用“理實(shí)一體化”的形式，將教、學(xué)、做在一個(gè)綜合職業(yè)環(huán)境下完成。本課程常用的教學(xué)方法有：項(xiàng)目教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法、仿真教學(xué)法、現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)法、小組討論教學(xué)法。

3.教學(xué)資源。為保證以上教學(xué)方法與教學(xué)手段的實(shí)施，本課程的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目條件有理實(shí)一體化專用多媒體教室、數(shù)控機(jī)床操作與結(jié)構(gòu)仿真機(jī)房、數(shù)控原理與數(shù)控維修實(shí)訓(xùn)室、數(shù)控機(jī)床操作與裝調(diào)實(shí)訓(xùn)車間。

數(shù)控機(jī)床工作原理范文第3篇

關(guān)鍵詞:數(shù)控機(jī)床 脈沖編碼器 精度檢測(cè)裝置

1 引言

數(shù)控機(jī)床的定位精度和加工精度在很大的程度上取決于檢測(cè)裝置的精度。它的作用是檢測(cè)位移量, 是將系統(tǒng)發(fā)出的指令信號(hào)位置與實(shí)際反饋位置相比較,用其差值去控制進(jìn)給電動(dòng)機(jī)。在數(shù)控伺服系統(tǒng)中,通常有兩種反饋系統(tǒng):一種是速度反饋系統(tǒng),用來測(cè)量和控制運(yùn)動(dòng)部件的進(jìn)給速度;另一種是位置反饋系統(tǒng),用來測(cè)量和控制運(yùn)動(dòng)部件的位移量。而實(shí)際反饋位置的采集,則是由位置檢測(cè)裝置來完成的。這些檢測(cè)裝置有脈沖編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器、感應(yīng)同步器、光柵、接近開關(guān)等。

2 精度檢測(cè)裝置原理簡(jiǎn)述

檢測(cè)裝置種類較多,現(xiàn)以絕對(duì)式脈沖編碼器的接觸式四位絕對(duì)編碼盤為例,簡(jiǎn)述其工作原理。圖a是絕對(duì)式光電編碼器的結(jié)構(gòu)圖。圖b是一個(gè)四位二進(jìn)制編碼盤,涂黑部分是導(dǎo)電的,其余是絕緣的,碼盤上有四條碼道。四個(gè)碼道并排裝有四個(gè)電刷,電刷經(jīng)電阻接到電源正極。碼盤最里面的一圈是電源負(fù)極。

四位二進(jìn)制編碼盤

由于制造精度和安裝質(zhì)量或工作過程中意外因素,易于引起閱讀錯(cuò)誤。為此絕對(duì)式光電編碼盤大多采用格雷碼編碼盤,圖c為4位格雷碼盤。其特點(diǎn)是任何兩個(gè)相鄰數(shù)碼間只有一位是變化的, 這樣即使制作和安裝不太準(zhǔn)確,產(chǎn)生的誤差最多也只是最低位的一位數(shù)。還可消除非單值性誤差。

3 精度檢測(cè)裝置

3.1脈沖編碼器檢測(cè)裝置

脈沖編碼器,是一種旋轉(zhuǎn)式脈沖發(fā)生器,能把機(jī)械轉(zhuǎn)角變成電脈沖。是數(shù)控機(jī)床上使用最多的角位移檢測(cè)傳感器。編碼器除了可以測(cè)量角位移外,還可以通過測(cè)量光電脈沖的頻率。經(jīng)過變換電路也可用于速度檢測(cè),同時(shí)作為速度檢測(cè)裝置。

脈沖編碼器可分為光電式、接觸式和電磁感應(yīng)式三種。從精度和可靠性來看,光電式較好,光電式脈沖編碼器可以用于角度檢測(cè),也可用于速度檢測(cè)。所以在數(shù)控機(jī)床上通常使用光電式脈沖編碼器。

(1) 光電式脈沖編碼器

光電式脈沖編碼器可分為增量式脈沖編碼器和絕對(duì)式脈沖編碼器。

光電脈沖編碼器是按它每轉(zhuǎn)發(fā)出的脈沖數(shù)的多少來分,有幾種型號(hào),數(shù)控機(jī)床最常用的脈沖編碼器有2000脈沖/r,每轉(zhuǎn)脈沖位移量/mm有2,3,4,5,8;2500脈沖/r;每轉(zhuǎn)脈沖位移量/mm有5,10;3000脈沖/r,每轉(zhuǎn)脈沖位移量/mm3,6,12。

增量式脈沖編碼器由光源、光敏元件、透光狹縫、碼盤基片、光板、透明鏡、A/D轉(zhuǎn)換線路及數(shù)字顯示裝置組成。絕對(duì)式光電編碼器是一種直接編碼式的測(cè)量元件,通過讀取編碼盤上的圖案確定軸的位置沒有積累誤差。

(2) 混合式絕對(duì)值編碼器

混合式絕對(duì)值編碼器是把增量制碼與絕對(duì)制碼同做在一碼盤上。圓盤的最外圈是高密度的增量制條紋, 其中間分布在4圈圓環(huán)上有4個(gè)二進(jìn)制位循環(huán)碼,每1/4圓由4位二進(jìn)制循環(huán)碼分割成16個(gè)等分位置。在圓盤最里圈仍有發(fā)一轉(zhuǎn)信號(hào)的窄縫條。由循環(huán)碼讀出的4×16個(gè)位置/轉(zhuǎn),代表了一圈的粗計(jì)角度檢測(cè),它和交流伺服電機(jī)4對(duì)磁極的結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng),可實(shí)現(xiàn)對(duì)交流伺服電機(jī)的磁場(chǎng)位置進(jìn)行有效的控制。

3.2其它檢測(cè)裝置

旋轉(zhuǎn)變壓器,是一種控制用的微電動(dòng)機(jī),將機(jī)械轉(zhuǎn)角變換成與該轉(zhuǎn)角呈某一函數(shù)關(guān)系的電信號(hào),工作原理和普通變壓器基本相似。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, 抗干擾能力強(qiáng),工作可靠,動(dòng)作靈敏,對(duì)環(huán)境沒有特殊要求,一般用于精度要求不高機(jī)床的粗測(cè)及中測(cè)系統(tǒng)。

感應(yīng)同步器和旋轉(zhuǎn)變壓器均為電磁式檢測(cè)裝置,二者工作原理相同,其輸出電壓隨被測(cè)直線位移或角位移而改變。主要部件包括定尺和滑尺,定尺和滑尺分別安裝在機(jī)床床身和移動(dòng)部件上。感應(yīng)同步器分成直線式和旋轉(zhuǎn)式兩大類,分別用于長(zhǎng)度測(cè)量和角度測(cè)量。

光柵主要由標(biāo)尺光柵和光柵讀數(shù)頭兩部分組成,光柵傳感器測(cè)量精度高、動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍廣、可進(jìn)行無接觸測(cè)量、易實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)化和數(shù)字化。

接近開關(guān)類型有電感式、電容式、霍爾式、光電式、干簧管式等多種形式。它具有體積小、無抖動(dòng)、無觸頭、無接觸檢測(cè)等特點(diǎn)。

數(shù)控機(jī)床精度檢測(cè)裝置通常有模擬式和數(shù)字式,數(shù)字式檢測(cè)裝置能夠直接將非電量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量,不需要A/D轉(zhuǎn)換,直接用數(shù)字顯示。數(shù)字式檢測(cè)裝置與模擬式檢測(cè)裝置相比優(yōu)點(diǎn)有測(cè)量精度和分辨率高,穩(wěn)定性好,抗干擾能力強(qiáng),便于與微機(jī)接口,適宜遠(yuǎn)距離傳輸?shù)?。?shù)字式檢測(cè)裝置可以測(cè)量線位移,也可以測(cè)量角位移,常用的數(shù)字位置檢測(cè)裝置有編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器、感應(yīng)同步器、光柵等。

4 結(jié)語

綜上所述,位置精度檢測(cè)裝置非常重要,它是數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)的重要組成部分,其作用是檢測(cè)位移和速度,發(fā)送反饋信號(hào),構(gòu)成閉環(huán)或半閉環(huán)控制環(huán)節(jié)。檢測(cè)系統(tǒng)決定了數(shù)控機(jī)床的加工精度。了解數(shù)控機(jī)床位置檢測(cè)元件的工作原理,掌握了數(shù)控機(jī)床的位置測(cè)量裝置的作用與特點(diǎn),就能正確選用位置檢測(cè)元件,從而保證數(shù)控機(jī)床的加工精度。

參考文獻(xiàn):

[1] 劉祖其主編.機(jī)床電氣控制與PLC[M].北京:高等教育出版社,2009.3.

[2] 廖兆榮主編.數(shù)控機(jī)床電氣控制[M].北京:高等教育出版社,2005.1.

數(shù)控機(jī)床工作原理范文第4篇

關(guān)鍵詞：數(shù)控車床 故障 診斷方法

數(shù)控車床應(yīng)用的越來越廣泛，效利用率的要求也越來越高，要求其可靠性高的同時(shí)當(dāng)數(shù)控車床出現(xiàn)故障要盡快維修，所以要求其維修人員要有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。以下有關(guān)數(shù)控機(jī)床的維護(hù)和常見故障的常用排除方法。

1. 數(shù)控車床的組成

數(shù)控車床由：程序編制及程序載體、輸入裝置 、 數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動(dòng)、位置檢測(cè)裝置、輔助控制裝置、車床本體等幾部分組成。

在傳統(tǒng)的金屬切削機(jī)床上，加工零件時(shí)操作者根據(jù)圖樣的要求，通過不斷改變刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡，運(yùn)動(dòng)速度等參數(shù)，使刀具對(duì)工件進(jìn)行切削加工，最終加工出合格零件。

2.工作原理

數(shù)控車床的加工其實(shí)質(zhì)是應(yīng)用了“微分”原理。其工作原理與過程可簡(jiǎn)述如下：

2.1. 只要數(shù)控車床的最小移動(dòng)量（脈沖當(dāng)量）足夠小，所用的擬合折線就完全可以等效代替理論曲線；

2.2.只要改變坐標(biāo)軸的脈沖分配方式，即可以改變擬合折線的形狀，從而達(dá)到改變加工軌跡的目的；

2.3. 只要改變分配脈沖的頻率，即可改變坐標(biāo)軸（刀具）的運(yùn)動(dòng)速度。這樣就實(shí)現(xiàn)了數(shù)控車床控制刀具移動(dòng)軌跡的根本目的。

2.4.只要改變坐標(biāo)軸的脈沖分配方式，即可以改變擬合折線的形狀，從而達(dá)到改變加工軌跡的目的；

2.5. 只要改變分配脈沖的頻率，即可改變坐標(biāo)軸（刀具）的運(yùn)動(dòng)速度。這樣就實(shí)現(xiàn)了數(shù)控車床控制刀具移動(dòng)軌跡的根本目的。

3.數(shù)控車床故障診斷的方法

3.1.直觀檢查法

維修人員在故障診斷時(shí)首先使用的方法是直觀檢查法。首先要咨詢，向出現(xiàn)故障的現(xiàn)場(chǎng)人員詳細(xì)咨詢故障產(chǎn)生的經(jīng)過、故障現(xiàn)象和故障后果，而且要在整個(gè)的分析、判斷過程中多次詢問；第二是認(rèn)真檢查，依據(jù)故障診斷原則從外向內(nèi)逐步進(jìn)行排查。整體檢查機(jī)床各電控裝置（如裝置、數(shù)控系統(tǒng)、溫控裝置等）有無報(bào)警指示，各部分工作狀態(tài)是否處于正常狀態(tài)（比如機(jī)械手位置、主軸狀態(tài)、各坐標(biāo)軸位置、刀庫等），機(jī)床局部要觀察電路板上是否有短路、斷路，電路板元器件及線路是否有裂痕、燒傷等現(xiàn)象，芯片是否接觸不良等現(xiàn)象，對(duì)維修過的電路板，更要檢查有無缺件、錯(cuò)件及斷線等情況；第三是觸摸，在整機(jī)斷電條件下可以通過觸摸各主要電路板的安裝狀況、各插頭座的插接狀況、 各功率及信號(hào)導(dǎo)線（如伺服與電機(jī)接觸器接線）的聯(lián)接狀況等來發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)故障的原因。

3.2. 儀器檢查法

儀器檢查法是使用常規(guī)的電工儀表，對(duì)相關(guān)直流及脈沖信號(hào)及各組交、直流電源電壓等進(jìn)行測(cè)量，從而找出可能的故障問題。例如：拿萬用表來檢查各電源情況，和對(duì)其中一些電路板上布置的相關(guān)信號(hào)狀態(tài)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，拿示波器觀察其脈動(dòng)信號(hào)的幅值、相位或者有、無，拿PLC 編程器檢測(cè)PLC程序中的故障點(diǎn)及原因。

3.3. 功能程序測(cè)試法

功能程序測(cè)試法是把數(shù)控系統(tǒng)的G、M、S、T、F功能用編程法編成一個(gè)功能試驗(yàn)程序，并存儲(chǔ)在相應(yīng)的介質(zhì)上。運(yùn)行這個(gè)程序來完成故障診斷，可快速判定故障發(fā)生的起因。功能程序測(cè)試法可以適用于以下場(chǎng)合：

3.3.1.當(dāng)機(jī)床加工造成廢品時(shí)，難以確定是數(shù)控系統(tǒng)、還是由于編程操作不當(dāng)故障引起的。

3.3.2.當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)隨機(jī)性故障時(shí)，無法判斷是系統(tǒng)穩(wěn)定性差，還是外來干擾的。

3.3.3.當(dāng)對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行定期檢修或閑置很長(zhǎng)時(shí)間的數(shù)控機(jī)床在投入使用前時(shí)。

還有接口狀態(tài)檢查法、信號(hào)與報(bào)警指示分析法、試探交換法、參數(shù)檢查法、 診斷備件替換法、特殊處理法、測(cè)量比較法等。

4.數(shù)控機(jī)床故障診斷實(shí)例

數(shù)控機(jī)床最容易發(fā)生問題的部分是驅(qū)動(dòng)部分，因?yàn)樗菑?qiáng)弱電一體的。驅(qū)動(dòng)部分有伺服驅(qū)動(dòng)器和主軸驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)模塊和電源模塊兩部分構(gòu)成，電源模塊是把三相交流電通過變壓器升壓為高壓直流，而事實(shí)驅(qū)動(dòng)部分是個(gè)逆變換，把高壓支流轉(zhuǎn)換為三相交流，而且驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)是完成主軸的運(yùn)轉(zhuǎn)和伺服軸的運(yùn)動(dòng)。所以這部分最容易出現(xiàn)故障。以802S數(shù)控系統(tǒng)和CJK6136數(shù)控機(jī)床的故障現(xiàn)象為例，分析一下控制電路與機(jī)械傳動(dòng)接口的故障診斷與維修。

數(shù)控機(jī)床在加工過程中，主軸經(jīng)常不能回參考點(diǎn)。則在數(shù)控操作面板上，主軸轉(zhuǎn)速顯示也不確定主軸運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常。經(jīng)分析，由于該機(jī)床采用的是變頻調(diào)速，其轉(zhuǎn)速信號(hào)由編碼器提供，可以排除編碼器損壞的可能，因?yàn)檫@樣根本就無法傳遞轉(zhuǎn)速信號(hào)，只有是編碼器與其連接單元出現(xiàn)問題。從兩個(gè)方面考慮，一是數(shù)控系統(tǒng)連接的ECU連接有可能松動(dòng)，二是和主軸的機(jī)械連接有可能出現(xiàn)問題。然后著手解決故障。第一檢查編碼器與ECU的連接。如果不存在問題，就拆卸編碼器檢查是否是主傳動(dòng)與編碼器之間的連接鍵脫離鍵槽，結(jié)果發(fā)現(xiàn)就是這個(gè)故障。維修恢復(fù)并重新安裝問題就解決了。

產(chǎn)生數(shù)控機(jī)床故障的原因有很多，有數(shù)控系統(tǒng)本身的問題、驅(qū)動(dòng)元件的問題、機(jī)械問題、傳感元件的問題、線路連接的問題、強(qiáng)電部分的問題等。檢修過程中，重要的是分析故障產(chǎn)生原因的可能性和范圍，然后逐一排除，直到找出故障點(diǎn)，千萬不可盲目的下手，否則，不但問題解決不了，還可能造成故障范圍的擴(kuò)大?？傊?，在解決數(shù)控機(jī)床故障和維修問題時(shí)，第一要防患于未燃，在數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)問題之提早去發(fā)現(xiàn)解決問題，要了解機(jī)床本身的結(jié)構(gòu)和工作原理，做好日常的維護(hù)保養(yǎng)工作，這樣就能做到有的放矢，更好的解決問題。

參考文獻(xiàn)：

[1] 全國數(shù)控培訓(xùn)網(wǎng)絡(luò)天津分中心.數(shù)控機(jī)床[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2002.

[2] 林宋. 現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社出版，2002.

[3] 張俊生.金屬切削機(jī)床與數(shù)控機(jī)床[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.

[4] 彭曉南.數(shù)控技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.

數(shù)控機(jī)床工作原理范文第5篇

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；進(jìn)給伺服系統(tǒng)；原理：常見故障

數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給伺服系統(tǒng)是以機(jī)床移動(dòng)部件的位置和速度為控制量，接受來自插補(bǔ)裝置或插補(bǔ)軟件生成的進(jìn)給脈沖指令，經(jīng)過一定的信號(hào)變換及電壓、功率放大、檢測(cè)反饋，最終實(shí)現(xiàn)機(jī)床工作臺(tái)(即工件)相對(duì)于刀具運(yùn)動(dòng)的控制系統(tǒng)。因而，它是實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床加工目的的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是數(shù)控機(jī)床故障的高發(fā)區(qū)域。數(shù)控機(jī)床常見故障有三分之一以上發(fā)生在機(jī)床的進(jìn)給伺服系統(tǒng)?，F(xiàn)將我在使用數(shù)控機(jī)床過程中經(jīng)常遇到的進(jìn)給伺服系統(tǒng)故障的分析和排除方法寫于此，希望本文能為我國數(shù)控技術(shù)的推廣應(yīng)用有所幫助。

數(shù)控機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)按照其有無檢測(cè)裝置以及檢測(cè)裝置的位置可分為開環(huán)、閉環(huán)、半閉環(huán)三類伺服系統(tǒng)，本文以閉環(huán)伺服系統(tǒng)為例。首先，我們先了解一下數(shù)控機(jī)床閉環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理。

一、構(gòu)成

數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)一般由驅(qū)動(dòng)單元、機(jī)械傳動(dòng)部件、執(zhí)行件和檢測(cè)反饋環(huán)節(jié)等組成。驅(qū)動(dòng)控制單元和驅(qū)動(dòng)元件組成伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，機(jī)械傳動(dòng)部件和執(zhí)行元件組成機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，檢測(cè)元件和反饋電路組成檢測(cè)裝置，亦稱檢測(cè)系統(tǒng)。可參看下圖：

二、原理

伺服系統(tǒng)是一個(gè)反饋控制系統(tǒng)，它以指令脈沖為輸入給定值與反饋脈沖進(jìn)行比較，利用比較后產(chǎn)生的偏差值對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，以消除偏差，使被調(diào)量跟蹤給定值。

進(jìn)給伺服系統(tǒng)的任務(wù)是完成各坐標(biāo)軸的位置和速度控制，在整個(gè)系統(tǒng)中它又分為：位置環(huán)、速度環(huán)、電流環(huán)。

在數(shù)控機(jī)床運(yùn)行中進(jìn)給伺服系統(tǒng)出現(xiàn)故障有三種表現(xiàn)形式：一是在CRT或操作面板上顯示報(bào)警內(nèi)容或報(bào)警信息；二是進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)單元上用報(bào)警燈或數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)單元的故障；三是運(yùn)動(dòng)不正常，但無任何報(bào)警。機(jī)床的操作及維修人員可以根據(jù)報(bào)警信息以及該機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)的工作原理查找原因，排除故障。在數(shù)控機(jī)床運(yùn)行中進(jìn)給伺服系統(tǒng)常出現(xiàn)故障有：超程，過載，竄動(dòng)，爬行，振動(dòng)，伺服電機(jī)不轉(zhuǎn)，位置誤差，漂移，回基準(zhǔn)點(diǎn)故障等。下面我們逐一敘述這些故障的成因及排除方法。

三、超程

超程是機(jī)床廠家為機(jī)床設(shè)定的保護(hù)措施，一般有軟件超程、硬件超程和急停保護(hù)三種，不同機(jī)床所采用的措施會(huì)有所區(qū)別。硬件超程為防止在回零之前手動(dòng)誤操作而設(shè)置，急停是最后一道防線，當(dāng)硬件超程限位保護(hù)失敗時(shí)它會(huì)起到保護(hù)作用，軟件限位在建立機(jī)床坐標(biāo)系后(機(jī)床回零后)生效，軟件限位設(shè)置在硬件限位之內(nèi)。超程的具體恢復(fù)方法，不同的系統(tǒng)有所區(qū)別，根據(jù)機(jī)床的說明書即可排除。

四、過載

當(dāng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的負(fù)載過大、頻繁正反向運(yùn)動(dòng)以及進(jìn)給傳動(dòng)狀態(tài)和過載檢測(cè)電路不良時(shí)，都會(huì)引起過載報(bào)警。一般會(huì)在CRT上顯示伺服電機(jī)過載、過熱或過流的報(bào)警，或電氣柜的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元上，用指示燈或數(shù)碼管提示驅(qū)動(dòng)單元過載、過流信息。

五、竄動(dòng)

在進(jìn)給時(shí)出現(xiàn)竄動(dòng)現(xiàn)象，即在切削過程中，進(jìn)給謎度應(yīng)均勻時(shí)，突然出現(xiàn)加速現(xiàn)象。產(chǎn)生的原因可能有：測(cè)速信號(hào)不穩(wěn)定，如測(cè)速裝置、測(cè)速反饋信號(hào)千擾等；速度控制信號(hào)不穩(wěn)定或受到干擾：接線端子接觸不良，如螺絲松動(dòng)等。當(dāng)竄動(dòng)發(fā)生在由正向運(yùn)動(dòng)向反向運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換的瞬間時(shí)，一般是由進(jìn)給傳動(dòng)鏈的反向間隙或伺服系統(tǒng)增益過大所致。排除方法是逐一檢查上述可能故障點(diǎn)，找到故障確定原因加以排除即可。

六、爬行

發(fā)生在起動(dòng)加速段或低速進(jìn)給時(shí)，雖然進(jìn)給電機(jī)和絲桿是勻速旋轉(zhuǎn)的，工作臺(tái)卻有可能是一快一慢或一跳一停地運(yùn)動(dòng)，這種現(xiàn)象叫做“爬行”現(xiàn)象。一般是由于進(jìn)給傳動(dòng)鏈的狀態(tài)不良、伺服系統(tǒng)增益過低以及外加負(fù)載過大等因素所致。尤其要注意的是，伺服電機(jī)和滾珠絲杠連接用的聯(lián)軸器，如連接松動(dòng)或聯(lián)軸器本身有缺陷，如裂紋等，造成滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)和伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)不同步，從而使進(jìn)給運(yùn)動(dòng)忽快忽慢，產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。

七、振動(dòng)

當(dāng)發(fā)現(xiàn)某一進(jìn)給軸振動(dòng)時(shí)，首先要分析機(jī)床振動(dòng)周期是否與進(jìn)給速度有關(guān)。如與進(jìn)給速度有關(guān)，振動(dòng)一般與該軸的速度環(huán)增益太高或速度反饋故障有關(guān)；若與進(jìn)給速度無關(guān)，振動(dòng)一般與位置環(huán)增益太高或位置反饋故障有關(guān)；如振動(dòng)在加減速過程中產(chǎn)生。往往是系統(tǒng)加減時(shí)間設(shè)定過小所致。根據(jù)上述原因，定位和排除故障。

八、伺服電機(jī)不轉(zhuǎn)

數(shù)控系統(tǒng)至進(jìn)給單元除了速度控制信號(hào)外，還有使能控制信號(hào)，使能信號(hào)是進(jìn)給動(dòng)作的前提，可參考具體系統(tǒng)的信號(hào)連接說明書。檢查使能信號(hào)是否接通，通過PLC梯形圖，分析軸使能的條件：檢查數(shù)控系統(tǒng)是否發(fā)出速度控制信號(hào)；對(duì)帶有電磁制動(dòng)的伺服電動(dòng)機(jī)應(yīng)檢查電磁制動(dòng)是否釋放；檢查進(jìn)給單元故障；檢查伺服電機(jī)故障。

目前，閉環(huán)或半閉環(huán)數(shù)控機(jī)床常用的伺服電機(jī)有直流伺服電機(jī)和交流伺服電機(jī)兩種。直流伺服電機(jī)伺服系統(tǒng)要定期對(duì)電刷、換向器、測(cè)速電機(jī)(速度檢測(cè)裝置)電刷進(jìn)行檢查。檢查要在數(shù)控機(jī)床斷電，電機(jī)完全冷卻的狀態(tài)下進(jìn)行，步驟如下：

1、取下橡膠刷帽，用螺絲刀擰下刷蓋并取出電刷。

2、測(cè)量電刷的長(zhǎng)度，如FANUC直流電機(jī)的電刷由10mm磨損到5mm時(shí)，必須更換同型號(hào)的電刷。

3、檢查電刷的弧形接觸面是否有深溝或裂痕，電刷彈簧上有無打火痕跡，如果有，進(jìn)一步檢查電機(jī)換向器表面，并分析造成這種情況的原因，比如是電機(jī)工作條件惡劣，還是電機(jī)本身封閉不良。

4、用潔凈的壓縮空氣導(dǎo)入電刷的刷孔，吹凈粘在孔壁上的電刷粉末，如果難以吹凈，可以用螺絲刀刀尖輕輕清理，注意不要碰到換向器的表面。

5、重新裝上電刷，擰緊刷蓋。如果更換了新電刷，應(yīng)使電機(jī)空運(yùn)行一段時(shí)間，以使電刷表面和換向器表面相吻合。

6、檢查測(cè)速電機(jī)時(shí)應(yīng)卸下電機(jī)后蓋，露出測(cè)速電機(jī)。

7、檢查測(cè)速電機(jī)電刷長(zhǎng)度、連接是否牢固，檢查銅頭的表面積碳是否嚴(yán)重，如果嚴(yán)重，可使電機(jī)在低速時(shí)，用金相砂紙清理銅頭積碳，之后用螺絲刀刀尖或其他類似工具將銅頭槽內(nèi)的積碳清理掉。

交流伺服電機(jī)不存在電刷的維護(hù)問題，所以稱之為免維護(hù)電機(jī)。但這并不是說交流伺服電機(jī)絕對(duì)不出故障。交流伺服電機(jī)常見故障有接線故障，轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)元件故障，電磁制動(dòng)故障等。交流電機(jī)故障判斷方法有：

1、電阻測(cè)量：用萬用表測(cè)量電樞的電阻。看三相之間電阻是否一致，用兆歐表檢測(cè)絕緣狀況。