数控设备范文精选

论文关键词:数控设备；故障；维修

论文摘要:近年来，随着国民经济和科学技术的不断发展，我国各机械制造行业纷纷采用数控设备。它们在加工现场发挥出了强大的技术优势。在高效率的自动化生产中，如果数控设备出现了故障，轻则影响设备的利用率，重则影响企业的兴衰。所以，加强数控设备使用管理，降低数控机床故障发生率已是一个必须要解决的重要问题。

一、数控系统的构成与特点

控制系统主要由总线、CPU、电源、存贮器、操作面板和显示屏、位控单元、可编程序控制器逻辑控制单元以及数据输入/输出接口等组成。最新一代的数控系统还包括一个通讯单元，它可完成CNC、PLC的内部数据通讯和外部高次网络的连接。伺服驱动系统主要包括伺服驱动装置和电机。位置测量系统主要是采用长光栅或圆光栅的增量式位移编码器。

数控系统的主要特点是：可靠性要求高：因为一旦数控系统发生故障，即造成巨大经济损失；有较高的环境适应能力，因为数控系统一般为工业控制机，其工作环境为车间环境，要求它具有在震动，高温，潮湿以及各种工业干扰源的环境条件下工作的能力；接口电路复杂，数控系统要与各种数控设备及外部设备相配套，要随时处理生产过程中的各种情况，适应设备的各种工艺要求，因而接口电路复杂，而且工作频繁。

二、数控系统的常见故障分析

根据数控系统的构成，工作原理和特点，我们将常见的故障部位及故障现象分析如下：

位置环。这是数控系统发出控制指令，并与位置检测系统的反馈值相比较，进一步完成控制任务的关键环节。它具有很高的工作频度，并与外设相联接，所以容易发生故障。

一、数控设备的预防性维修

顾名思义，所谓预防性维修，就是要注意把有可能造成设备故障和出了故障后难以解决的因素排除在故障发生之前。一般来说应包含：设备的选型、设备的正确使用和运行中的巡回检查。

①从维修角度看数控设备的选型

在设备的选型调研中，除了设备的可用性参数外，其可维修生参数应包含：设备的先进性、可靠性、可维修性技术指标。先进性是指设备必须具备时展水平的技术含量；可靠性是指设备的平均无故障时间、平均故障率，尤其是控制系统是否通过国家权威机构的质检考核等；可维修性是指其是否便于维修，是否有较好的备件市场购买空间，各种维修的技术资料是否齐全，是否有良好的售后服务、维修技术能力是否具备和设备性能价格比是否合理等。这里特别要注意图纸资料的完整性、备份系统盘、PLC程序软件、系统传输软件、传送手段、操作口令等，缺一不可。对使用方的技术培训不能走过场，这些都必须在定货合同中加以注明和认真实施，否则将对以后的工作带来后患。另外，如果不是特殊情况，尽量选用同一家的同一系列的数控系统，这样，对备件、图纸、资料。编程、操作都有好处，同时也有利于设备的管理和维修。

②坚持设备的正确使用

数控设备的正确使用是减少设备故障、延长使用寿命的关键，它在预防性维修中占有很重要的地位。据统计，有三分之一的故障是人为造成的，而且一般性维护（如注油、清洗、检查等）是由操作者进行的，解决的方法是：强调设备管理、使用和维护意识，加强业务、技术培训，提高操作人员素质，使他们尽快掌握机床性能，严格执行设备操作规程和维护保养规程，保证设备运行在合理的工作状态之中。

③坚持设备运行中的巡回检查

根据数控设备的先进性、复杂性和智能化高的特点，使得它的维护、保养工作比普通设备复杂且要求高的多。维修人员应通过经常性的巡回检查，如CNC系统的排风扇运行情况，机柜、电机是否发热，是否有异常声音或有异味，压力表指示是否正常，各管路及接头有无泄漏、状况是否良好等，积极做好故障和事故预防，若发现异常应及时解决，这样做才有可能把故障消灭在萌牙状态之中，从而可以减少一切可避免的损失。

摘 要: 从工艺要求、生产管理、床身结构及售后服务等方面对设备选型要求进行了论述,并结合实际运用中的情况,对如何使用好数控设备提出了建议。

关键词: 数控设备 选型

中图分类号: TQ153文献标识码: A文章编号: 1007-3973 (2010) 04-024-01

目前,数控加工已经成为机械制造行业中一种普及的加工方法。对于形状复杂、尺寸精度和表面质量要求较高的机械零件来说,数控设备已成为主要的加工工具,但如何选择适合自身发展所需的数控设备是一个关键问题。

下面,结合笔者的实践经验,从生产工艺、生产管理、机床结构、设备售后服务等方面谈谈如何进行数控设备选型,供大家在数控设备选型时参考!

1 从产品特点和零件加工工艺方面来考虑

产品的工艺特点对数控设备的选型来说,是比较关键的。从某个角度来说,它决定了数控设备的类型、加工范围和精度情况。

1.1 根据确定的加工零件“族”来选择数控设备的类型

摘要：数控技术就是利用数字化控制系统在加工机床上完成整个零件的加工，而这一类的机床称为数控机床。利用数控加工技术可以完成很多异形零件的曲面加工，而且加工的效率、准确性和精度都可以得到很好的保证。数控技术的广泛使用给机械制造业生产方式、管理方式、生产结构等带来了深刻的变化，数控技术及数控装备已成为衡量一个企业现代化程度的核心标志，实现加工机床及生产过程数控化，已经成为当今制造业的发展方向。

【关键词】数控加工；效率；提升

1数控设备的正确选型

为保证加工效率的提高，产品质量和精度的提升，需根据产品的特点来选择合适的数控设备，设备的选型是一个非常谨慎的工作，是否得当，对后续的适用价值和全面管理起着决定性的作用。以湘电集团长沙水泵厂典型零件三联泵中凝水增压泵泵体、泵盖和叶轮的镗削加工，以及循环泵的叶轮叶片、轮毂的加工为例来选择设备。1.1确定数控设备需承担的主要任务设备主要用于三联泵中凝水增压泵泵体、泵盖和叶轮的镗削加工，以及循环泵的叶轮叶片、轮毂的加工。凝水增压泵为双联立式中开泵，由凝水泵和增压泵组成。其加工精度的高低，直接影响泵的各项技术性能指标。泵体、泵盖和轴承体的各项技术要求能否达到要求，是其产品质量能否得到保证的关键。循环泵为立式轴流泵，主要由循环泵转子、上下泵体、上下泵盖、上部橡胶轴瓦、下部橡胶轴瓦、两半导向器、密封环、进水部分、波纹补偿器、防蚀护板等组成。精度等级高、异形曲面，加工难度大。1.2分析加工零件的特点及要求凝水增压泵的泵体、泵盖是多蜗室结构，泵体、泵盖和轴承体中需加工的内圆、端面和定位槽数量多，各部位的位置精度要求高，各内圆的加工范围从Φ120mm至Φ608mm尺寸不一，精度等级从6级至11级不等，各蜗室的同轴度及端面的跳动值要求0.05mm，表面粗糙度要求最高值达Ra1.6。其中，多处有配合要求的内圆表面还要切槽，且在同一位置上，泵体上槽比泵盖上槽深，因此，更增加了加工的难度。如导叶蜗室内圆为基孔制配合（Φ608H9+0.175），槽表面粗糙度值为Ra3.2，由于泵体各蜗室（蜗室形状为曲面）铸造后需要再加工，在加工过程既要轴向进刀，又需要径向进刀。同时在加工过程中，还要保证各蜗室及端面的同轴度与跳动值在允许的公差范围内。由此在数控设备中五轴联动加工中心因一次装夹定位，能保证零件各尺寸加工精度和形位公差，从而满足图纸要求。1.3设备选型通过对国内外五轴联动加工中心生产厂家进行调研，国内调研厂家为沈阳机床集团，国外调研厂家为德国的德玛吉和意大利厂家。通过与生产厂家或其商进行当面交流与电邮、电话联系，对各生产厂家的产品情况有了一定程度的了解，在结合公司产品的实际需要，设备选型情况如下表所示：1.4确定主要技术参数工作台尺寸：≥1500×1500mm；主轴最高转速：>4000r/min；Z轴最大行程：>1000mm；Y轴最大行程：>2000mm；X轴最大行程：>2000mm；X轴定位精度：<0.05mmY轴定位精度：<0.025mm；Z轴定位精度：<0.03mmA轴定位精度：<5"；C轴定位精度：<5"；X轴重复定位精度：<0.025mm；Y轴重复定位精度：<0.015mm；Z轴重复定位精度：<0.015mm；A轴重复定位精度：<3"；C轴重复定位精度：<31.5确定主要功能和配置五轴联动加工中心是龙门式结构，能实现自动对刀功能，高精度原装进口导轨和丝杆保证了设备的加工精度，机床除具有铣、镗、钻孔、扩孔等基本加工功能外，配套高精度数控回转工作台、数控铣头、数控平旋盘等功能部件，可减少加工过程中的干涉现象，实现泵体内台阶面及内外圆的加工，同时可以实现曲面加工。机床可配带定时定量自动冷却系统，滑枕端面可以安装各种功能附件，并能自动更换功能附件。通过一连串的分析和确认，层层管控到位，最终选定的数控设备将会满足生产的需求，达到高质、高效生产。

2设备的维护、维修及保养

2.1数控设备的维护数控设备的维护包括：预防性维护，以保证机床的正常运行；故障性维修，消除故障，恢复设备的正常运行；对老的数控机床进行改造，充分提高设备的使用效率。在条件允许下，改善数控加工车间或数控设备周边的环境条件，防高温，防灰尘，减少数控机床的故障率，提高其生产效率。2.2数控机床维修注意事项（1）从整机上取出模块时，应注意记录其相对应的位置，连接的电缆号，对于固定安装的线路板，还应按前后取下相应的压接部件及螺钉作记录。（2）维修时电烙铁应放在顺手的前方，远离维修线路板。烙铁头应作适当的修整，以适应集成电路的焊接，并避免焊接时碰伤别的元器件。（3）线路板测量时应找到相应的焊点作为测试点，不要铲除焊膜，有的板子全部刷有绝缘层，则只有在焊点处用刀片刮开绝缘层。（4）测量线路间的阻值时，应断电源，测阻值时应红黑表笔互换测量两次，以阻值大的为参考值。

（5）不应随意切断印刷线路。数控设备上的线路板大多是双面金属孔板或多层孔化板，印刷线路细而密，一旦切断不易焊接，且切线时易切断相邻的线。（6）查清线路板的电源配置及种类，根据检查的需要，可分别供电或全部供电。应注意高压，有的线路板直接接入高压，或板内有高压发生器，需适当绝缘，操作时应特别注意。

3数控加工工艺优化

各省、自治区、直辖市、计划单列市财政厅(局)，**生产建设兵团财务局，财政部驻各省、自治区、直辖市、计划单列市财政监察专员办事处：一、根据《财政部国家发展改革委海关总署国家税务总局关于落实国务院加快振兴装备制造业的若干意见有关进口税收政策的通知》(财关税[20**]11号)的有关规定，自20**年1月1日(以进口申报时间为准)起，对国内企业为开发、制造大型、精密、高速数控设备及其功能部件而进口部分关键零部件所缴纳的进口关税和进口环节增值税实行先征后退，所退税款作为国家投资处理，转为国家资本金，主要用于企业新产品的研制生产以及自主创新能力建设。二、本通知第一条所称大型、精密、高速数控设备包括立式或卧式加工中心、龙门式加工中心(含龙门镗铣床)、数控车床(含车削中心)、重型数控卧式车床(含车削中心)、大型数控立式车床(含车削中心)、数控铣镗床(含铣镗加工中心)、数控滚齿机、数控插齿机、数控剃齿机、数控磨齿机、数控闭式机械压力机及大型多工位压力机、数控激光冲压切割复合机、数控不落轮车床、柔性制造系统，功能部件包括数控装置、高速电工轴(加工中心)、数控动力刀架、数控回转工作台、滚珠丝杠副、直线滚动导轨、自动换刀装置，上述数控设备及其功能部件的具体技术规格和要求见附件。提出申请享受进口税收政策的企业应具备以下条件：1、具有从事大型、精密、高速数控设备及其功能部件设计试制能力；2、具备专业比较齐全的技术人员队伍；3、有较强的消化吸收能力和生产制造能力；4、已有明确的市场对象和较大用户群；5、企业数控设备或功能部件年销售量一般应大于100台/套，企业研制生产初期年销售量可适当下调，重型数控设备和超精密数控设备年销售量不限等。三、享受退税政策的进口零部件目录详见附件。今后退税商品清单将根据企业申请、政策实施效果、国内配套能力等情况适时进行调整。四、符合本通知第二条规定的企业如需进口附件中关键零部件，可按照财关税[20**]11号文件的有关规定申请办理退税手续。五、自20**年5月1日起，对新批准的符合《外商投资产业指导目录》鼓励类的外商投资项目(以项目审批、核准或备案日期为准，以下同)，在投资总额内进口《国内投资项目不予免税的进口商品目录(2006年修订)》(财政部20**年第2号公告)通用设备第十类第(一)、(二)、(三)款所列的自用机床和压力成形机械，一律征收进口关税，仍可免征进口环节增值税。20**年5月1日以前批准的可享受《国务院关于调整进口设备税收政策的通知》(国发[19**]37号)规定的外商投资项目，在投资总额内进口上述自用设备，在20**年11月1日前仍按照有关规定执行；20**年11月1日(含11月1日)以后对上述外商投资项目在投资总额内进口上述自用设备，一律征收进口关税，仍可免征进口环节增值税。中西部外商投资优势产业项目、外国政府贷款项目和国际金融组织贷款项目进口上述自用设备、加工贸易外商提供的上述不作价进口设备，比照上述两款执行。

摘 要：设备是企业生产中最重要的物质基础，设备的选择，是企业设备管理的第一个环节，包括新建企业选择设备，老企业购置新设备和自行设计、制造专用设备，以及从国外引进技术装备，合理地选购设备，可以使企业以有限的设备投资获得最大的生产经济效益。这是设备管理的首要环节。

关键词：数控；管理；设备

中图分类号：TG659 文献标识码：A

所谓设备选型：是企业管理的第一环节，即是从多个设备供应商多种可以满足相同需求的不同型号、规格的设备中，经过技术性、经济性等多方面的分析评价，选择最佳方案已作出购买决策。合理需选购设备可以使有效的资金发挥最大的经济效益。

1 设备选型赢遵循的原则如下

1.1 设备的选型必须遵循生产上适用性、技术上可靠性、先进性、经济上合理性这一原则。通俗的讲就是在最大限度的满足加工产品的工艺需求的前提下，在技术上体现出一定的的先进性，使所购买的设备具有一定的技术储备以满足未来的发展需求，避免选择试制型、过渡性、淘汰型、高耗能性、高污染型的设备，要注重技术改造的可持续发展，同时在价格上具有较高的性价比。

1.2 设备选型要根据产品的结构特点将必备的设备附件，配套软件等一并选配齐全，并充分考虑动力配套的设施要求以及安装位置环境和条件。

1.3 设备中涉及安全、环保、保密以及特种工艺等方面要求的，在技术交流、编写招标文件以及签署技术协议过程当中请专业部门全程参与。

一、数控机床电气故障的类型与特点

数控机床的电气故障可按故障性质、表象、造成原因及其后果等进行分类。

（一）发生故障的位置

根据发生故障的位置可以分为硬件故障和软件故障。硬件故障是指需维修或更换电子元器件、各种电器、电路板、导线设备才能正常运行，此类故障称为硬件故障。软件故障指PLC控制程序出现的故障，需更改相应参数、数据或者修改PLC控制程序才能正常运行，此类故障称为软件故障

（二）故障是否指示

根据故障出现时有无指示，可分为有诊断指示故障和无诊断指示故障。各种数控系统都自带有自诊断程序，从而实现对整个系统软、硬件的实时监控，故障发生时系统产生报警并有相关文字说明，查阅报警信息说明书，就能查出产生故障的原因以及相应的解决措施。无诊断指示故障是诊断程序不完整性导致的，需要对产生故障前的工作过程、故障现象和后果综合分析从而排除故障。

（三）产生故障时有无破坏性

根据产生故障时有无破坏性可以分为破坏性故障和非破坏性故障。破坏性故障不可以重复出现，需分析故障现象排除故障。

本文作者：郑魁敬，袁磊，周鑫 单位：燕山大学机械工程学院

网络技术的发展和应用，大大扩展了企业的制造和销售范围，基于Internet/Intranet的全球制造已经成为现代制造技术的发展趋势［1］。网络数控通过网络对多台数控设备进行综合管理和控制，完成数控程序传输、设备状态监控、信息管理和交换等功能［2－3］。目前，我国企业拥有的数控设备利用率偏低，在数控设备的程序传输和信息管理方面也存在着不足［4－5］，如数控资源分配不均、NC程序传输不畅、程序管理混乱、车间的信息化水平低等。因此，实施数控设备网络化制造［6］，可提高数控设备的利用率，提高数控设备的管理水平，提高车间的信息化水平，优化整合生产资源。文中开发了一种基于以太网的数控设备监控系统，该系统通过以太网和数控设备连接，可对数控设备进行远程监控，进行数控程序的传输和管理，共享服务器数据库信息，查询和管理数控设备信息，制定和管理零件工艺流程信息等。

1网络数控系统构建方案

网络数控系统硬件主要包括:服务器主机、数控设备、I/O接口、通信单元、数据传输介质等。通讯软件安装在服务器计算机上，能与数控设备实现特定通讯并响应客户端请求。数控设备提供的通讯接口决定了网络数控系统所能实现的功能。目前比较常见的接口［7－10］主要有串行通讯接口、专用接口、网络接口。针对以上各种接口，可以确定联网方案:对于具有串行通讯接口的数控设备，通过串口服务器进行协议转换，然后连到以太网交换机;对于具有网络接口的数控设备，将其直接接入互联网，然后将网络数控系统主机作为服务器通过HUB连入局域网，也可以同时连入几台客户机，作为信息查询和输入的终端。如图1所示，该网络结构共分为3层:车间层、DNC主机层和数控设备层。DNC主机相当于车间局域网和数控设备网之间交换数据的纽带，既要负责和设备网进行通讯，采集数控设备的数据，向数控设备发送和接收NC程序，监控设备运行状态;又要负责和车间局域网内客户端计算机进行通讯，响应客户端的请求，提供上传NC程序，编制和查询零件工艺路线等服务。由于采用客户端/服务器结构，管理人员使用车间局域网内的任意计算机都可以登录服务器进行数据的查询和管理操作，了解设备的运行情况，从而实现了信息和设备的网络集成。这种结构很容易和互联网相连接，实现进一步的网络扩展。

2网络数控系统主机软件功能设计

网络数控系统主机软件分为4个子功能系统:通讯管理子系统、数控设备管理子系统、数据库子系统和网络监控子系统，如图2所示。

2．1通讯管理子系统该部分主要负责建立服务器和各客户端的连接。服务器在指定端口监听连接请求，每当接收到一个请求就要启动一个新的线程来维持和该客户端的通讯，因此需要采用面向连接的、并发的软件结构。流式套接字提供了一种可靠的、面向连接的数据传输方法，数据可以在网络间无差错、无重复的发送，而且按照发送时的顺序进行接收，因此采用流式套接字可以保证数据传输的正确性。由于系统服务器需要同时和多个客户端进行数据交换，因此需要采用Windows的多线程编程技术，使用该技术，操作系统会将CPU时间划分成许多个时间片，并按一定的优先级将时间片分配给各线程，各线程在各自的时间片内共享CPU，从而形成并发多任务运行机制，通过互斥对象来实现各线程之间同步。主要功能有网络连接、文件传输、视频采集和传输。传输的数据形式主要有文字、文件和图像数据。

2．2数控设备管理子系统由于连接的数控设备既有串行接口的，也有网络接口的，因此开发的系统要能兼容这两种接口。具有串口的数控设备通过串口服务器经过协议转换可以转换成RJ－45接口接入局域网，通过串口映射技术可以将串口服务器上的串口映射成为Windows系统下的标准串口进行操作。一台计算机最多可以映射256台串口服务器，足够满足大多数企业需要。串口编程可通过Win32API函数开发。这种方法虽然编程比较复杂，但是具有很强的灵活性，能够实现较为复杂的串口通信。用Win32API函数进行串口编程顺序为:(1)打开串口，即指定要打开的串口号、打开串口的方式;(2)配置串口参数，主要包括串口通信的波特率、数据位、停止位、校验方式等;(3)读写串口，通过串口接收和发送数据。(4)关闭串口，使用完串口后要关闭串口。由于从串口传来的数据是随机的，因此要首先建立一个事件线程，用来监视串口中发生的事件。当串口输入缓冲区接收到字符时，调用接收消息函数接收来自串口的数据。对于具有网络接口的数控设备，首先将网线插入设备网络接口，在设备端设置好在局域网的IP地址、网关、端口号等参数，然后网络数控系统主机向该IP地址发送连接请求获取到通讯所需的设备句柄，这样每个句柄就对应一个数控设备，通过调用开发包函数获取所需信息。

摘 要：在数控机床装调与维修实训教学过程中，如何直观高效地进行电气控制线路故障逻辑分析及查找，数控系统参数误设的恢复，故障现象和故障类型的必然性联系判断，采用PMC编程法的机床功能修改以及机电联机调试等实训课题是目前数控设备应用与维护等相关专业学习中普遍存在的难点。针对这些关键问题，基于触摸屏和强抗干扰技术设计出自动设故的数控机床维修教学设备，该设备具有设故高效率、智能化、成本低等特点。该项目的完成为机床装调与维修、电气控制等实训教学创造了有利条件，同时提升了教师的教学水平和学生的综合能力，为进一步扩大校企合作领域奠定坚实基础。

关键词：触摸屏；故障；数控车床；教学设备；电气控制系统

The teaching equipment design for touch-screen CNC machine maintenance

Li Qiliang

Nanjing institute of railway technology, Nanjing, 215137, China

Abstract: In the teaching process of the practice course alignment and maintenance of CNC machine tools, the training subjects such as how to intuitively and efficiently analyze and find the fault of electrical control circuits logically, recover the CNC system parameters that are set by mistake, determine necessity contact of the failure phenomenon and the fault type, revise machine functions via PMC programming, and debug, etc are the common teaching difficulties. In response to these key issues, the paper has designed a teaching equipment for CNC machine maintenance based on automatic set by touch-screen and the strong anti-jamming technology, which have some characteristics such as efficient set, intellectualized design and low cost. The accomplishment of this project can created favorable conditions for the practice course, and enhance the teachers comprehensive capacity and teaching level, which are the solid foundation for expanding cooperation between colleges and enterprises.

Key words: touch screen; failure; CNC lathe; teaching equipment; electrical control system

根据机床行业调查，数控人才的市场需求已从初期的数控操作、数控编程转向了技术含量较高的数控机床调试、维护与维修，维修力量不足是影响数控机床利用率和完好率的主要因素，大量机械制造行业和装备制造企业急需大量数控机床维修人才。所以加大对数控设备维护人员的培养、提升学习效果是目前职业院校相关专业的使命所在。

摘 要

数控技术就是利用数字化控制系统在加工机床上完成整个零件的加工，而这一类的机床称为数控机床。利用数控加工技术可以完成很多异形零件的曲面加工，而且加工的效率、准确性和精度都可以得到很好的保证。数控技术的广泛使用给机械制造业生产方式、管理方式、生产结构等带来了深刻的变化，数控技术及数控装备已成为衡量一个企业现代化程度的核心标志，实现加工机床及生产过程数控化，已经成为当今制造业的发展方向。

【关键词】数控加工 效率 提升

1 数控设备的正确选型

为保证加工效率的提高，产品质量和精度的提升，需根据产品的特点来选择合适的数控设备，设备的选型是一个非常谨慎的工作，是否得当，对后续的适用价值和全面管理起着决定性的作用。以湘电集团长沙水泵厂典型零件三联泵中凝水增压泵泵体、泵盖和叶轮的镗削加工，以及循环泵的叶轮叶片、轮毂的加工为例来选择设备。

1.1 确定数控设备需承担的主要任务

设备主要用于三联泵中凝水增压泵泵体、泵盖和叶轮的镗削加工，以及循环泵的叶轮叶片、轮毂的加工。

凝水增压泵为双联立式中开泵，由凝水泵和增压泵组成。其加工精度的高低，直接影响泵的各项技术性能指标。泵体、泵盖和轴承体的各项技术要求能否达到要求，是其产品质量能否得到保证的关键。循环泵为立式轴流泵，主要由循环泵转子、上下泵体、上下泵盖、上部橡胶轴瓦、下部橡胶轴瓦、两半导向器、密封环、进水部分、波纹补偿器、防蚀护板等组成。精度等级高、异形曲面，加工难度大。