数控机床简介（精选10篇）
数控机床是现代制造技术的核心设备，该装备的先进程度和数量代表了一个国家的制造业综合水平。《数控机床与编程》课程以数控机床为对象，结合当前世界数控产业的最新技术，研究数控系统的工作原理、组成部分、性能特点及数控车床、数控铣床、加工中心的程序编制方法。通过本课程的学习应掌握计算机数控技术的基本原理和基础知识，掌握数控系统和机械结构，培养学生编程和加工的能力。随着机械自动化程度的提高和数控技术的不断发展，数控技术将有更大的发展空间。《数控机床与编程》是一个实践性非常强的一门课程，其主要任务是训练学生数控编程和数控加工的能力,目的是培养学生的实践动手能力和创新能力。
学习本课程的目的是使学生在短时间内掌握数控机床、数控编程数控系统及其编成与操作有关基本知识；并通过实验增加感性认识，提高学生的动手能力。本课程还通过先进的电教手段和网络化教学手段，为学生提供更多的信息。
学生学完本课程后应达到的要求：
1、知识教学目标
1）掌握数控加工的工艺特点与解决方法
2）掌握编程中数学处理的基本知识及一定的计算机处理方法的知识
3）掌握常用准备功能指令、辅助功能指令、宏功能指令
4）掌握调试加工程序，参数设置、模拟调整的方法
5）了解数控机床的基本构造
2、能力培养目标
1）具备合理制订数控加工的工艺方案的基本能力
2）具备合理确定走刀路线、合理选择刀具及加工余量的基本能力
3）具备手工编写一般复杂程度零件的数控加工程序的初步能力
4）具备调试加工程序，参数设置、模拟调整的基本能力
上世纪40年代, 随着社会生产力的发展和科学技术的不断进步, 人们对所生产出的各种产品的生产效率和质量有了更高的要求。自动化过程是机械加工实现以上要求的重要途径之一。1948年美国的麻省理工学院研究所与帕森斯公司进行合作, 提出了三坐标式立式铣床。正是由于这台用计算机控制的数控铣床的出现, 数控技术在全球飞速的发展。通过符号、文字和数字组成的数字化信息控制多台或一台机械设备动作及加工过程的技术称为数控技术, 简称数控 (英文名字:numerical control简称:NC) 。由于计算机的发展, 现代数控大部分是通过计算机进行控制的, 所以数控技术又名计算机数控 (computerized numerical control, CNC) 。数控机床 (NC机床) 就是数控技术控制的机床, 他是各学科结合的产物, 他运用了自动控制技术, 计算机技术, 精密测量技术, 软件技术, 伺服驱动技术和传感器技术等先进技术, 是典型的机电一体化产品。
2 数控系统的组成
控制系统主要包括输入介质, 控制介质, 伺服系统, 数控装置, 测量反馈装置, 执行部件等。
2.1 控制介质
所谓的控制介质就是数控机械在工作时, 不需要人为的手动加工, 但是机械设备还必须按照操作人的意图工作, 这就需要我们在操作者和机械设备之间建立一定关系, 这就是我们所说的控制介质 (信息载体) 。加工零件时所需要对工件进行的所有操作信息都在控制介质中储存的, 数控系统控制和指挥设备加工运动仅有的指令信息就是控制介质。
2.2 输入介质
数控装置不能直接识别控制介质中的程序代码, 这就需要输入装置来完成, 它的作用是将数控装置不能直接识别的的程序代码转变成可以识别的电脉冲信号, 存储在数控装置中。根据数控介质的不同, 数控装置可能是录音机, 光电读带机或者是软盘驱动器等等。随着科技的不断进步现在的大部分数控机械是将数控加工所需要的程序单通过数控装置自带的键盘输入到数控装置上, 叫作MDI方式。
2.3 数控装置
输入介质传送过来的脉冲信号是通过数控装置接受的, 经由数控装置内部的数控软件, 然后逻辑电路的编译, 在通过运算、逻辑处理, 将信息命令传给伺服机构, 是设备按照信息指令规范, 有条不紊的工作。信息指令决定工件沿着各个坐标轴的进给速度和方向, 刀具的选择、交换等。数控设备的各个指令都是通过数控装置完成的, 他是数控设备的核心。
2.4 伺服系统
伺服技术在数控系统中的作用是非常重要的。伺服系统 (servomechanism) 就是将工件位置、状态、方位等输出被控量能按照输入目标变化的自动控制系统。其功能是按控制命令的需求、对功率进行扩大、变换、调控等一系列处理, 让驱动装置可以灵活的输出力矩、位置、速度。伺服系统主要包括驱动元件、驱动电路。通过数控装置发来的脉冲信号, 伺服系统把其转化为加工工件的位移、方向、速度等。
伺服驱动元件主要包括直流伺服电动机, 步进式电动机, 交流伺服电动机等。是把电信号转换为输出轴的角位移的变化, 从而实现工件的进给。
伺服驱动电路是把微弱信号扩大为驱动电信号, 以此来驱动执行元件。
2.5 执行部件
通过伺服系统传递来的命令完成被控元件的控制它将电能或流体能量转换成机械能或其他能量形式, 通过控制要求改变控制元件的机械运动状态等。主要有进给运动执行部件, 主运动部件、工作台等。对于执行部件应具有足够好的抗震性、刚度、足够的精度、结构简单等特点。
2.6 测量反馈装置
其作用是检测运动部件的位移、速度、温度等一系列参数, 将检测出的数据转变为电信号然后传输给控制装置。通过控制装置的计算得出误差, 并反馈误差指令, 纠正误差。测量反馈装置的出现, 大大提高了工件的加工精度。
3 数控系统的分类
按不同的分类方式控制系统可以分为不同的种类。
按数控装置分类, 可分为:计算机控制系统 (CNC系统) 、逻辑控制系统 (NC系统) 。按控制方式可分为:开环、半闭环、闭环控制系统。开环控制系统的精度较低, 但他的运行平稳、成本低廉、使用和维修比较方便。在一些精度要求低的数控系统中应用非常广泛。而闭环控制系统的精度很高, 但工作时不稳定, 安装调试比较繁琐, 价格较其他两种昂贵。半闭环控制系统对其他两种进行综合考虑, 在日常生产中应用最为广泛。按运动方式分为:点位直线控制系统、点位控制系统和轮廓控制系统等。按功能水平可分为:低档数控技术、中档数控技术和高档数控技术等, 中档控制系统最为常见。还可以按用途等分类。
4 数控技术的发展
第一台数控系统的问世但现在已经有半个多世纪了。随着计算机技术、微电子技术、检测技术的发展, 数控机床的发展得到了完善, 他的必然产物就是生产需求不断提高, 所以当今社会数控技术的发展逐渐向高精度、高的可靠性、高速度、复合化和智能化等高兴科技的方向发展。
质量和效率是先进制造技术的根本。而高速度、高精度加工技术能最大程度地提高效率, 提高质量和档次, 能缩短生产的周期, 提高市场竞争能力。高速度, 高进度是数控技术发展的重要趋势。目前新型的数控系统的集成电路规模非常大, 采用芯片提高了电路的集成度, 这样极大程度的提高了数控系统的可靠性。数控系统的多功能化, 复合化, 智能化都将是科学领域的发展趋势。
5 结论
综上所述, 数控技术的产生提高了社会生产制造能力和水平, 提高了市场竞争力。数控技术在国防等方面的贡献也是显而易见的。因此当今社会大力发展数控技术、是提高综合国力, 加速经济发展、提高国家地位的重要途径。
摘要：科学的进步极大的促进了各领域的发展, 数控技术也是在这个时候开始崛起, 发展成为当今社会非常有地位的学科。本文介绍了数控技术的发展、组成、分类、发展趋势等。
关键词：数控机床,组成,分类,发展趋势
参考文献
[1]毕承恩, 丁乃健.现代数控机床:上册[M].北京:机械工业出版社, 1991.
[2]王永章.机床的数字控制技术[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社, 1998.
关键词：滚珠丝杠；回转刀架；液压传动；步进电机
中图分类号：G712 文献标志码：B 文章编号：1674-9324（2012）01-0024-02
一、数控机床的特点
数控机床是一种高科技的自动化机床，数控加工是把加工零件的全部过程记载在控制介质（穿孔带、穿孔卡、磁带等）上，再由控制系统代替人工操作对机床进行控制。在数控机床上如果加工零件改变时，除了装配新零件和更换新刀具（在自动换刀数控机床上可以自动换刀）外，只需要更换一个新的控制介质，就能加工出所需要的新零件，而不必对机床本身做调整。数控机床在零件的加工过程中，不仅能对加工先后顺序进行控制，而且对辅助功能（主轴装速和进给量的改变、冷却润滑的开闭等）和机床运动部件（工作台、刀架等）的位移量及速度也同样能进行控制。由于数控机床控制系统比较复杂和机床制造成本昂贵，目前适用于零件的加工精度要求高、形式比较复杂的中小批生产中。
二、数控机床的地位和作用
数控机床在机械制造业中的地位越来越重要。美国在1983年的数控机床比1973年下降了23.1%，产值为总产值的70.9%。美国1989年机床总数为2，826，781台，其中数控机床为222，356台。日本1987年机床总数为792，975台，其中数控机床为70，255台。我国1990年機床总数为3，170，000台，其中数控机床为2，3500台，仅占0.74%。目前国产数控机床的可靠性水平与国外相比明显偏低，严重影响了国产数控机床的竞争能力，数控机床的可靠性是机床质量的关键，提高国产数控机床的可靠性已成为当务之急。尽管我国目前数控机床产量不高，但品种已经不少。由于数控机床有高精度、高效率的特点，故在许多企业的生产中已替代坐标镗床、万能铣床，完成精密加工任务。随着数控机床的精度和自动化程度提高，数控机床已从满足单件、小批量生产中到精密复杂零件，逐步扩大到批量生产的柔性加工系统。数控机床是高度机电一体化的典型产品，是现代机床技术水平的重要标志，是体现现代机械制造业工艺水平的重要标志。
三、原数控机床结构的概述
原六角数控机床是自动机床中用得较广泛的一种机床，它的主要部件有：底座、主轴箱、床身、前刀架、刀夹、回轮刀盘、纵向刀具溜板、辅助轴、横向分配轴、纵向分配轴。机床的纵向刀具溜板上装有一个回轮刀盘，此刀盘有六个孔位，可以安装六个刀夹，故称为六角数控机床。在这种机床上可以完成车、钻、铰、镗、扩、成型切削、滚花及切削螺纹等工件。各刀夹上的刀具按照预定的程序自动进行工作，就可以加工出形状复杂的棒状零件。单轴六角数控机床的四个刀架溜板是通过各自的凸轮及杠杆机构操纵的，故属于机械式凸轮控制的自动机床。由于加工不同的工件时需要专门设计和制造一套凸轮，还需要进行较复杂的调整，因此，此类零件机床适用于大量生产。原六角自动机床在调整完毕后，就不需要工人参与操作，就能连续地自行进行加工。工人的任务只需要周期的添加棒料、检查工件质量及适时更换磨损的刀具，必要时进行一些调整，因此，一个工人可以看管几台机床。
四、数控机床改进的目的
数控机床是按照加工程序进行加工工件的，通常比普通机床所加工的工件工艺规程复杂，是一种高效率的现代化设备。改进目的有以下几点：数控机床可以完成普通机床难以完成或根本不能加工的复杂曲面的零件加工。
1.数控机床可以实现一机多用，一些数控机床将几种普通机床功能（如钻、镗、铣）合一，同时刀具自动交换系统构成加工中心，如果能配置数控转台，则可以实现一次安装、多面加工，在这种情况下一台数控机床也代替5~7台普通机床，从而节省了厂房面积。
2.采用数控机床比普通机床可以提高生产效率2~3倍，由于对某些复杂零件的加工，生产效率可提高十几倍甚至几十倍。
3.数控机床可以提高零件的加工精度，稳定产品的质量，因为数控机床是按照预定的加工程序自动进行加工，加工过程消除了操作者认为的操作误差，零件加工性好，加工精度可利用软件来校正及补偿。
4.采用数控机床有利于计算机控制与管理生产发展，为实现生产过程自动化创造了条件。
五、数控机床回转刀架改进
数控机床回转刀架的改进主要包括以下几个方面：（1）回转刀架工作台的横向进给采用步进电机带动滚珠丝杠，使其在导轨上运动，这样可以提高进给精度，且装卸方便、省事省力、方便控制。（2）用液压传动使回转刀架完成转位和定位，比原有的连杆机构结构简单、方便制造。
（一）电动机的选择
1.首先应考虑电动机的主要性能（包括：启动、过载及调速等性能）及额定功率的大小、额定转速、结构形式等方面满足生产机械的要求。
2.其次是在这个前提下优先选用结构简单、运动可靠、维修方面、价格便宜、通用性好的电动机。
3.因为该电动机应运用在数控机床中，所以步进电机较为合适。
（二）丝杠的选择
该数控机床是将直线运动变为旋转运动。丝杠螺母传动机构又称旋转机动机构，它主要用于将旋转运动变换为直线运动或将直线运动变为旋转运动。
丝杠螺母机构有滑动摩擦机构和滚动摩擦机构之分。滑动丝杠螺母机构结构简单、加工方便、制造成本低，具有自锁功能，但其最大优点是摩擦阻力大、传动效率低（30%~40%）。滚珠丝杠螺母机构虽然结构复杂、制造成本高，但其最大优点是摩擦阻力小、传动效率高（92%~98%），因此在数控机床中得到广泛应用，而此次改进后的机构便采用滚珠丝杠螺母机构。
（三）回转刀架的转位和定位
回转刀架的转位和定位都是通过液压传动实现的，而刀架的转位和定位过程则是一次分度过程。分度时，先转动旋钮于分度位置，油缸左腔进压力油，活塞齿条右移，带动分度齿轮逆时针回转，经主轴上单向超越离合器使分度机构复位。同时，压力油进入油孔，将定位销从分度盘的定位槽中拔出。当活塞齿条右移碰到螺母时，压进油换向经进油口入油缸油腔，活塞齿条左移，开始分度，直到碰到滑阀并推动它右移时，立刻切换油路，使油孔接油箱。这时滑阀定位销在弹簧的作用下沿分度盘周边上滑动，直到它重新插入另一个定位销中，分度系统才停止工作。至此一次分度结束，工作台方能移动。该机构采用的定位方式虽然比较简单，但定位精度较高，因此，能够确保零件的加工精度要求。
改进后的机构与原机构相比较具有抗振性和刚度较好；可消除传动中的空程死区；灵敏性和平稳性较好；速度快、功能多和精度高等优点。此外，改进后机构变得更为简单，拆装方便，且提高了工作质量。
六、数控机床的发展
随着机械行业的不断壮大，现代数控技术的发展趋势也在日新月异的发生改变。目前数控机床的发展趋势：1.具有先进的自检能力，使之能长期可靠的工作。在现在的机床上装有多种监控、检测装置。2.向高速、高精度发展。3.更高的生产率和利用率。
目前我国能够生产多种类型的数控机床，年产几千台，并有向国外出口。但我国生产的数控机床在精度、速度、数控系统的功能及传感元件等方面跟先进国家相比还有一定差距，这就迫使我国的机床质量要有很大的提高，要做好自主研究，紧随发展趋势，积累经验。我相信面向21世纪，我国数控机床的生产一定能达到国际先进水平，创造出属于自己更为先进的技术，对国民经济的发展起到重要的作用。
参考文献：
[1]毛谦德，李振清.袖珍机械设计师手册[M].北京：机械工业出版社，2006.
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[3]薛彦成.数控原理与编程[M].北京：机械工业出版社，1994.
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滕州市海特机床有限公司坐落在素有“鲁南明珠”之称的墨子故里——山东省滕州市，毗邻京福高速公路，京沪铁路和京杭大运河，交通便利，经济繁荣。公司成立于1992年，是一家较大规模的机床制造企业，多年来为国内众多企业提供了配套服务，一直受到好评和认可。
我公司位于山东省滕州市经济开发区海特路518号，占地面积约18000平方米，建筑面积约8000平方米，职工120人，其中高职及同等学历占61%，5-10年以上工作经验的技术人员占25%，各类研发工程技术人员24人。
公司生产高品质的系列化产品，数控加工中心系列，数控铣床系列，数控车床系列。为客户提供优质的产品，并可以按客户的要求设计加工。
200 b.用相对坐标编程
M
ф55 ф40
WZ
P2
R15
25
1*45º P1 2
X
2.从图中可见需要描述的外形尺寸，试用轮廓编程法按指定方向编程也可用参数编程法。
Y
180 150 140
R10 45º
45º
R20 100 90 60 M 20 10
R20
R25
5*45º
R25
R10 5*45º
X
5*45º
20º
R15
R50
30
R
200 230 250 70 100 130 160
加工中心的机械传动系统包括齿轮减速装置、滚珠丝杠副、导轨及工作台等。机械部分的维护保养主要包括:机床各运动轴传动链的检查调整, 各运动轴精度的检查调整, 减速撞块的检查调整。
2. 液压系统的检查调整
每周应检查液压系统压力有无变化, 若有变化, 应查明原因, 并将其调整至机床制造厂要求的范围内。每月应定期清扫液压油冷却器及冷却风扇上的灰尘。每年应定期清洗液压油过滤装置, 检查液压油的油质如果失效变质应及时更换。每年检查、调整一次主轴箱平衡缸的压力, 使其符合出厂要求。
3. 气动系统的检查调整
加工中心的气动系统用于主轴锥孔及刀具的清洁, 有时也用于刀具自动交换系统和工件夹具中。每天检查压缩空气的压力是否正常;过滤器需要手动排水的, 夏季应两天排一次, 冬季一周排一次。
4. 润滑部分的检查调整
每周定期加油一次, 找出耗油量变化的规律, 发现供油减少时应及检修。应随时注意CRT显示器上的运动轴监控画面, 发现电流增大等异常现象时, 及时维修。每年应进行一次润滑油分配装置的检查, 发现油路堵塞或漏油应及时疏通或修复。有些加工中心的主轴轴承和旋转工作台的润滑也使用自动润滑单元, 有的则单独润滑, 对这些润滑部位, 也应注意维护保养。
5. 电气部分的维护保养
电气部分包括动力电源输入线路、继电器、接触器、控制电路等几部分, 应每年检查、调整一次。电气控制柜及操作面板显示器的箱门应密封, 不能用打开柜门使用外部风扇冷却的方式降温。每月清扫一次电气控制柜防尘滤网, 每天检查一次电气控制柜冷却风扇或空调运行是否正常。
6. 数控系统中硬件控制部分的检查调整
数控系统中硬件控制部分包括数控单元模块、电源模块、伺服放大器、主轴放大器、人机通信单元、操作单元面板、显示器等部分。每年应让有经验的维修电工对硬件控制部分检查一次。对于长期停用的机床, 应每月开机运行4h, 这样可以延长加工中心的使用寿命。
7. 伺服电机和主轴电机的检查
应每年检查一次伺服电机和主轴电机, 重点检查其运行噪声、温升, 若噪声过大, 应查明原因是轴承等机械问题还是与其相配的放大器的参数设置问题, 并采取相应措施加以解决。对于直流电机, 应对其电刷、换向器等进行检查、调整、维修或更换, 使其工作状态良好。维修电工还应定期检查电机端部的冷却风扇运转是否正常并清扫灰尘, 检查电机各连接插头是否松动等。
8. 测量反馈元件的检查
中图分类号：G714 文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2016）24-0069-01
数控机床的电气维修相关技术工作人员需要有良好的技能、科学高效维修方法且掌握比较广的数控机床的专业知识。下面主要从以下几个方面谈谈数控机床电气维修技术。
一、现场维修
1.询问调查
首先应要求操作者尽量保持故障状态，不做任何处理，这样有利于迅速精确地分析故障原因。同时仔细询问故障表象及故障产生的背景情况，依此做出初步判断。
2.故障分析并确定原因
根据已知的故障状况按上节所述故障分类办法分析故障类型，从而确定排故原则。由于大多数故障是有指示的，对照机床配套的数控系统诊断手册和使用说明书，可以列出产生该故障的多种可能的原因。调查、分析与诊断的过程也就是故障的排除过程，一旦查明了原因，故障也就几乎等于排除了。因此故障分析诊断的方法也就变得十分重要了。
二、电气故障的常用诊断方法
1.直观检查法。这是故障分析之初必用的方法，就是利用感官的检查。通过目测故障板，仔细检查有无保险丝烧断，元器件烧焦，烟熏，开裂现象。以此可判断板内有无过流，过压，短路等问题。手摸并轻摇元器件，尤其是阻容，半导体器件有无松动之感，以此可检查出一些断脚，虚焊等问题。
2.仪器检查法。使用常规电工仪表，对各组交、直流电源电压，对相关直流及脉冲信号等进行测量，从中找寻可能的故障。例如用万用表检查各电源情况，及对某些电路板上设置的相关信号状态测量点的测量，用示波器观察相关的脉动信号的幅值、相位甚至有无，用PLC编程器查找PLC程序中的故障部位及原因等。
3.信号与报警指示分析法。通过硬件报警指示灯状态和相应的功能说明获知指示内容及故障原因；通过系统软件、PLC程序与加工程序中的故障报警显示，对照相应的诊断说明手册获知可能的故障原因。
4.接口状态检查法。现代数控系统多将PLC集成于其中，而所有的接口信号都可以用PLC编程器调出。这种检查方法要求维修人员既要熟悉本机床的接口信号，又要熟悉PLC编程器的应用。
5.参数调整法。参数设定错误就可能造成系统的故障或某功能无效。有时由于用户程序错误亦可造成故障停机，对此可以采用系统的块搜索功能进行检查，改正所有错误，以确保其正常运行。
6.备件置换法。现代数控系统大都采用模块化设计，初步判断出可能的故障模块，用诊断备件将其替换，使用这种方法在操作时一定要在停电状态下进行，在更换前要仔细检查线路板的版本，型号，各种标记，跨接是否相同，对于有关的机床数据和电位计的位置应做好记录，拆线时应做好标志。
7.初始化复位法。有时数控系统死机，对于这种故障现象则可以采取特殊手段来处理，比如整机断电，稍作停顿后再开机，有时则可能将故障消除。有时，由于瞬时故障引起的系统报警，可用硬件复位或开关系统电源依次来清除故障，若系统工作存贮区由于掉电，拔插线路板或电池欠压造成混乱，则必须对系统进行初始化清除，清除前应注意作好数据拷贝记录。
三、常见电气故障
1.电源故障。电源是维持系统正常工作的能源支持部分，它失效或故障的直接结果是造成系统的停机或毁坏整个系统。由于电源波动较大，质量差，还隐藏有如高频脉冲这一类的干扰，加上人为的因素（如突然拉闸断电等）。这些原因可造成电源故障。
2.开关故障。胶壳刀开关、铁壳开关、组合/转换开关、按钮开关、位置行程、限位开关，触点接触不良、接线的连接不良或动断触头短路，造成电路不通或被控电器不动作。机构不良（弹簧失效或卡住）与损坏，安装欠妥、松动或移位、污染、接地不良与绝缘不良会造成漏电与开关短路。
3.低压断路器故障。断路器手动操作时不能闭合（不能接通或不能启动）、动作延时过长、欠压脱扣器不能分断、电动机启动时立即分断等故障造成不动作或误动作。
4.接触器常见故障。接触器主要存在主触点不闭合、线圈断电而铁心不释放、主触头不释放、电磁铁噪声大、线圈过热或烧毁等故障。
5.数控机床的主流主电路系统。交流主电路系统通常使用的电气元件它们大多数属于有触头开关，因此出现的故障也总是与触头有关，如触头氧化、触头烧毁、触头接触压力不足导致的局部发热，接线螺丝松脱造成的连接局部发热。此外电动机过载造成热继电器或空气断路器脱扣动作、接触器线圈烧毁、熔断器熔断、操作机构失灵等故障也比较常见。
数控机床维修的经验总结：众所周知数控机床是当代高新技术机、电、光、气一体化的结晶，电气复杂，管路交叉林立，数控系统五花八门，产品从70年代到90年代，不能互换，故障现象也是千奇百怪，各不相同，特别是...数控机床维修的经验总结：
众所周知数控机床是当代高新技术机、电、光、气一体化的结晶，电气复杂，管路交叉林立，数控系统五花八门，产品从70年代到90年代，不能互换，故障现象也是千奇百怪，各不相同，特别是大型、重型数控机床，价格昂贵，每台约几百万美金、安装调整时间长(几个月到l年以上)。大型数控机床内有成千上万只元器件，若其中有一个元件有故障，就会引起机床的不正常现象，还有导线的连接、管子互相的联结，有一点疏忽就会出问题，再加上大型、重型数控机床体积庞大，在无恒温厂房条件下使用，环境的影响很容易引发故障。为此，数控机床“维修难”的问题就放在我们的面前。
我们国家引进和制造了这么多的数控机床，如何能迅速找出故障、隐患，并及时排除之？如何能维修好这些昂贵的设备？我认为首先要有高度的责任心和不怕困难的精神；第二，要努力掌握数控技术，联系本人十多年维修数控机床的实践，我认为要多看、多问、多记、多思、多练(五多)，逐步提高自己的技术水准和维修能力，才能适应各种较复杂的局面，解决困难的问题，修好数控机床。
一、要多看
1.要多看数控资料
要多看，要了解各种数控系统和PLC可编程序控制器的特点和功能；要了解数控系统的报警及排除方法；要了解NC、PLC机床参数设定的含义；要了解PLC的编程语言；要了解数控编程的方法；要了解控制面板的操作和各菜单的内容；要了解主轴和走刀电机的性能和驱动器的特征等等，往往数控资料一大堆，怎么看？我认为主要要突出重点，搞清来龙去脉，重点是吃透数控系统的基本组成和结构，掌握方框图。其余的可以“游览”和通读，但每部分内容要有重点的了解、掌握。由于数控系统内部线路图相当复杂，而制造商均不提供。因此也不必详细地搞清楚。比如NX一154四轴五连动叶片加工机床上采用A一B10系统，要重点了解每部分的作用，各板子的功能，接口的去向，LED灯的含义等。现在数控系统型号多、更新快，不同的制造厂、不同型号往往差别很大。要了解其共性与个性(特殊性)。一般熟悉维修SIEMENS数控系统的人不见得会熟练排除
A-B系统的故障，因此，要多看，不断学习、更新知识。
2.要多看电气图、消化电气图
对于每一个电气元件，比如：接触器、继电器、时间继电器等以及PLC的输入、输出，要在电气图上一一注明。举一个简单例子来说，比如1A1为液压泵电机1M启动的接触器，一般在图下注出其常开、常闭触点的去向。因此，可对其对应的某页上的常开或常闭触点1A1，注明内容为液压泵电机开，对于大型的数控机床的电气图有几十页，甚至上百页。要看懂，表明每个元件的功能要化很长时间。有时，一、二次看可能还搞不清楚该元件的作用，要多看等以后消化后再写上。因此，刚才讲到的启动液压泵电机1M，也应清楚标明是PLC的哪一外输出带动接触器1A1动作的，要做到来龙去脉，一清二楚。而对电气线路图中的某些方框图，比如每个轴的驱动器，只是一个方框图，只要了解某控制条件(通断情况)，对于详细的东西等可等有空再研究、考虑。各个国家的电气符号是不一样的，就首先要清楚了解。对于制造厂所编写的厚厚的几本PLC语句表，也要多看，掌握其编程语言，在看懂的基础上进行中文注译。这样可以大大节省以后排除故障的时间，如果等发生故障再去熟悉了解电气图，PLC语句表，势必要化费大量时间，还往往会造成错误的判断。
3.要多看液压、气动图，并深入消化之
对于数控机床的机械磨粉机、制砂机、液压、气动图，要搞清楚其作用和来龙去脉。并在图纸上一一注明，比如德国COBURG数控龙门铣附件、刀具安装动作比较复杂，要分解其图，如锁紧刀具是由哪个电磁阀动作的？对应的PLC输出、输入是哪几个？在图上写明，这样从电气到机械动作一竿到底，同时特别对机、电关系比较密切的部分要重点了解，比如意大利INNSE数控搪铣床采用电液比例阀技术，要重点了解其作用和功能，特别要了解其调整方法及调整数据，静态和动态时比例阀电流及对应的平衡泵的压力，既懂电又懂机，机电一体化，掌握多种本领，这样解决问题的本领就大了。
4.要多看外文，要提高自己专业外文的阅读能力
不懂得外文，特别是英语。就无法看懂大量的外文技术资料，单依靠翻译，往往是不太理想。看外文版的技术资料，开始时比较吃力，生字多，多看多记后，常用的专业单词也只有这样多，以后看起来就流畅了，一个称职的维修人员要基本掌握语言工具。
二、要多问
1.要多问外国专家
如果你能有出国培训的机会或者外国专家来你厂安装调试机床，你最好有机会参加。这是一次最好的学习机会，因为能获得大量的第一手资料和机床调试的方法及技巧。比如在激光测定各轴精度后，电气如何进行修正的办法等。要多问，不懂就要搞清楚。通过这段时间，会有极大的收获，能够获得不少内部的资料和手册(对用户是保密的)。当机床投入正式生产之后，也应该经常与外国有关专家保持密切的联系。通过FAX、E-MALL，询问获得解决机床疑难故障进一步的解决办法及有关资料，还可得到特殊、专用的备件，这是非常有益的，同时对数控系统的代理商，比如SIEMENS、FANUC等公司也应保持良好的关系，多询问，也可及时得到该数控系统深一步的资料及有关备件，还可有机会参加有关数控系统的专题学习班。
2.发生故障后，要向操作者师傅询问故障的全过程，不要不问，或者随便问一下就好了，这样往往得不到正确的现场资料会造成错误的判断，使问题复杂化了，因此，要多问，问详细一点，了解故障出现的全过程(开始、中间、结束)，产生过什么报警号，当时操作过什么元件，碰过什么，改过什么，外界环境情况如何？要在充分调查现场掌握第一手材料的基础上，把故障问题正确地列出来，实际上已经解决了问题的一半，然后再分析解决之，对于经验丰富熟练的操作者师傅，他们对机床操作熟悉，加工程序熟悉，机床常见病十分了解，与他们密切配合，对于迅速排除故障十分有利。
3.要多问其它维修人员
当其它维修人员在维修机床，而你没有去时，等他们回来后，也应多问一声，刚才发生了什么毛病？他是如何排除的？请他介绍其排除方法。这也是一种较好的学习机会。学习他人正确的排除故障的技巧和方法，特别是向经验丰富的老维修人员学习，把他们的本领学到手，来提高自己的知识和水平。
三、要多记
1.要记录有关的各种参数
重点记录机床调整好后各种有关参数，比如NC机床参数，PLC机床参数、PLC程序(以上可存在磁盘中)以及主轴和各走刀电机的电流、电压、转速等数据。还要记下电柜中继电器、接触器等在通电和正式加工时的状态(吸合还是断开)以及PLC所有输入、输出LED发光二极管的状态(亮暗、闪耀)或者记录下屏幕上PLC状态IB(输入位)、QB(输出位)是0还是1，比如IB1=：00000001，即I1.0=1，I1.1-1.7=0。这样记录下来对以后分析判断故障好处极大。比如德国SCHIESS数控立车发生Z轴电机电流继电器动作，我们通过检查Z轴电机正常工作时的PLC状态(0、1)与不正常情况相比较，迅速地找到故障原因，原因是有1只比较继电器状态不对，通过调整，故障立即排除。
2.要记录液压、气动的状态
同样记录液压、气动在正式加工或不加工时各种压力表、气压表的压力，电磁阀的吸断状态，这对于调整、判断帮助也很大。如美国INGERSOLL OPENsIDE MASTERHEAD数控搪铣床静压采用双薄膜技术，有一百多个压力的测量点，其压力的高低直接影响机床功能动作的正常与否，记录静态、动态时的压力很重要。
3.随身带一本笔记本，把每天发生的故障，如何排除的过程一一记录下来，人的脑子时间长了易忘记，“好记性，不如烂笔头”，记录下来好处极大。我们发现数控机床往往有的故障会重复出现，而且老是这几个故障，只要查一下当时是如何解决的，几分钟就可排除故障，既快又好。我们公司有一本《数控机床运行日记》及一本《数控机床排故记录本》，要记录好这二本资料，这是一台数控机床完整的历史档案。
四、要多思
1.要多思，要开阔视野
往往有时修理是，不够冷静，没有很好地分析，钻牛角尖。记得有一次COBURG龙门铣Y轴在加工中突然停机，屏幕上曾多次出现1361Y轴光栅脏报警，当时我们就事论事地清洁光栅尺及光栅头2次，结果还是停机。化几天时间还没有解决，最后才找到了真正的原因，原因是Y轴光栅头到EXE放大器之间的导线有问题，由于Y轴移动时蛇皮管长期弯曲，其中一根位置反馈线不好，到某一位置折断引起机床停机。当时，我们只注意静态，忽略了动态，曾经出现过1321控制回路开路警，但未引起我们足够的重视。因此，我们应该把所发生的报
警、故障情况全部列出来，通过由表及里，去伪存真，进行综合判断和筛选，预测发生故障的最大可能性，随后进行排除。“山穷水尽疑无路，柳暗花明又一村”，多思，给你指明了方向。
2.要多思，要知其所以然
往往我们在排除故障时，有时没找到故障的真实原因，过后故障又继续发生。记得INGERSOLL转子叶根槽铣床，主轴Sl发生了运转2小时后“自动停车”的故障，当时外国专家换了一块顺序板，毛病似乎解决了，但过了一个多月之后，老毛病又犯了，换一块的顺序板的备板也好了，但没有搞清楚其损坏原因。我们仔细地检查，借助于示波器，发现了“启动”指令所对应的光电耦合器反峰电压特别高，单独加了一根接地线后，其光电耦合器的反峰电压极大地减少，从此，再也没有发生过“自动停车”的故障，原因是由于反峰电压太高，时间长后，使其光电耦合器逐步失效所致。
3.要多思，考虑要领先一步
根据故障发生的频率、重复性、机械电器的寿命，认真做好备件工作。这是保证机床连续、正常运行的重要工作，非做好不可。同时对于有些器件，随着时间的推迟、淘汰了，市场上已买不到彩票或购买十分昂贵，怎么办？要事先考虑，比如有一台80年代初的数控机床用的光电阅读机，用LOOP方式读入加工程序，又可用SPOOL方式选入原带(机床设置数据)，万一送不进去，则整台机床会变成“死”机，后果十分严重，由于我们领先一步考虑，与有关单位合作，经多次试验，采用了软盘处理机解决了这个问题，保证了该台机床能使用至今。多思，要事前考虑，给领导提合理化建议，努力改善数控机床的外部环境，从温度、灰尘、湿度等几个方面想办法，采用加装电源稳压器、加装电柜空调小房子等措施，使机床的故障大大地减少。
五、要多练，即多实践：
1.要多实践，要敢于动手，善于动手
对于维修人员来说，要胆大心细，要敢于动手，只会讲，不动手，修不好数控机床。但是要熟情况再动手，不要盲目，否则会扩大故障，造成事故，后果不堪设想。同时我们还要善于动手，首先要上机熟悉机床的操作面板和各菜单的内容，做好操作自如，因为各种型号及系统操作是一样的。同时也要充分利用数控
机床的自诊断技术来迅速地处理解决故障。现在数控技术越发展，则自诊能力越来越强。比如A一B10系统，有专用诊断软件，可连网诊断等。
2.要多实践，培养自己的动手能力和掌握实验技能
有时有些故障看起来很模糊，分不清是电气故障还是机械故障，比如COBURG龙门铣发生过这样的故障，即开Z轴无论是向上升，还是向下降，Z轴滑枕总是向下移动而报警。我们采用了“分开法”，把电气部分的控制与原电路完全分开，把Z轴直流电机的接线端子上的线拆下，另通直流电(可由交流220V电源通过调压器经过4只二极管整流给出)接到电机二端，发现电机能根据直流电的极性的变换能改变旋转去向，排除了电气故障，再检查发现是由于机械磨擦片打滑滑枕下垂所致。其它还有很多方法，比如“隔离法”、“置换法”、“对比法”、“敲击法”等方法都可以作为一种有效的手段来帮助我们寻找、排除故障。
3.要多实践，学会使用有关仪器
比如示波器、万用表、在线电路检测仪、短路检查仪、电脑、编程器等能够帮助我们具体电路的判断、检查，特别是PLC编程器、电脑、要熟练使用，可自由输入、输出机床参数，在线测试有关状态，系统初始化等。这对分析故障，特别是复杂故障，解决问题有很大帮助。
4.要多实践，进行“小改小革”
往往在正常工作中发生某一元件损坏(如选择开关、按钮、继电器等)而暂无备件时，自己动手尽可能用粘合法等办法修复或采用暂时的特殊办法，使机床能正常工作下去，等到备件来后再恢复。比如德国VDF数控大车的第2刀背中有5只夹紧用的微型压力开关，其中2只微型开关不慎损坏，而无备件，我们采用了“短接法”，使压力开关的触点符合PLC的输入条件，使机床不报警又能正常工作下去了。有时机械使用时间长后，定位精度差了，产生了定位报警，在无法重新调整机床的情况下可暂时修正机床参数，加大“公差”带，使之能正常工作，总之，这样的办法还很多。
5.要多实践，要自己动手修板子
一般说来数控机床的电路板可靠性好，故障率极低，一般去检查数控机床时，不要先怀疑板子的问题。比如西门子850系统，有时会出现41NC-CPU报
警或43PLC-CPU报警，实际上并不是板子有故障，可以通过拆拔法，NC初始化，冷热启动PLC等方法反复试验一般可以排除。若确实证明是电路板问题时，要进行修复。这些板(一般无图纸)价格昂贵，一般要几千元─几万元，对于每个企业来说“备件难”，价格太贵了，备不起，因此数控机床电路板的好坏极为重要，一旦电路板损坏而无备件，一时又修不好，势必会停机，严重影响生产。有时往往电路板只是一个极小的故障，只要认真检查，不难发现问题，我们已多次发现个别电容漏电、板子虚焊、短路等故障，有些电路板故障比较复杂，但是只要化时间，通过用仪器检查，还是能够修好的；但还有部分电路板情况严重，特别是大规模集成电路，维修困难，加上原器件无备件，只能提早买备板或送出去修。自己动手修板子，有很大好处，一方面可以为企业节约成本，解决燃眉之急，另一方面可以“解剖麻雀”熟悉电子电路，培养自己的分析判断和动手能力是非常有益的。
通过实践，我们也感到外国人设计的数控机床，特别是大型的数控机床也不是十全十美的，也存在不少问题和缺陷。通过我们对数控机床的学习、深化，找出其中问题的所在，大胆地对有些问题进行改进，取得了较好的效果。比如德国VDF数控大车，原设计2只静压托架一通电就工作，静压泵连续运转，这样又费电又缩短了进口泵的寿命。我们通过PLC进行了修改，增加了2只开关，只化了几十元钱，使2只静压托架可根据需要任意地开或停，这样延长了进口泵的寿命，全年可节电2万多度。还有INGERSOLL叶轮槽铣原设计中，主头及副头只有反向铣，而无同向铣。在加工高中压转子第20级叶轮时，由于叶轮间距离小，不能用反向铣，因此只能用一个头进行加工。经过我们研究，巧妙地改动了双向的限位接线，增加了PLC程序，结果几乎没有化钱，实现了同向铣。现在可二个头同时加工，提高工效一倍，可提前3─4天完成加工转子的任务。因此，我们要进一步挖掘数控机床的潜力，更好地发挥它的威力为生产服务。
——国际化程度再提升，行业内外翘首以盼
2011数控机床与金属加工展将于11月1-5日在上海新国际博览中心隆重举行。届时，来自全球500家行业领军企业汇聚于此，倾力展示金属加工领域的最新产品与技术。本届展会规模显著增长，覆盖展馆由原来的3个扩至4个。国际化程度全面提升，境外展商比例增幅达10%，更有业内领先企业携其最新机床进行全国乃至亚洲首发，精彩纷呈。
在展会最主要的金属切削机床和金属成型机床两大部分中，金属切削机床板块汇集了孚尔默、Breton、Peter Worters、米克朗、德克米乐、上海机床、爱姆意、汉川机床、立扬数控、精乔数控、帝马机床、武义机床, 浙江凯达、盛戈机床、德克福斯等业内知名企业参展。其中，世界最著名的工具刃磨设备制造商德国孚尔默将举行最新产品QXD200 盘电极电火花磨蚀机的亚洲首发，令业界人士翘首以盼。米克朗和德克福斯作为本届展会的新势力均将以大面积展位亮相，欲借助展会平台推广企业形象及其产品高端性能。位于该板块的重型设备展示区则集结了行业龙头企业秦川机床、齐二机床、星火机床、武汉重型和滕州大地等。作为国内机械行业重点骨干企业的青海华鼎也将倾情加盟，并以432平方米的展台面积重磅登场，全面展示其大重型专用和通用机床设备。雷诺、M.K.MORSE、Kasto、威库司、晨龙、合济、锯力煌等将呈现锯床及相关设备的精彩展示。
作为国内金属成型领域最重要的展会平台之一，今年展会将迎来国内外该行业85%以上设备制造商及其相关配套厂商的踊跃参与，通快、天田、百超、博利马、萨瓦尼尼、村田、三菱、山崎马扎克、团结普瑞玛、麦格菲、优洛、百克、大族激光、济南捷迈、台励福、中龙机械、金方圆、亚威、埃锡尔、爱克、法利莱等业内翘楚都将悉数亮相，机床制造商们大手笔加注让本届展会上展台面积大于200平方米的展商数超过了15家。萨瓦尼尼、博利马、领创、大同机械、博汇路特和南传激光等众多“新面孔”不仅为展会积聚力量，更为提升展会国际化程度助一臂之力。来自德国、瑞士、日本、意大利、美国、比利时和中国台湾等海外展商的先进科技必将使该板块成为国内钣金成型领域最完整、最先进、最快捷的产品和解决方案选购平台。强大的海外势力荟萃，足以媲美世界四大机床展之一的CIMT展会。值得一提的是，源于意大利的博利马将携其最新的LT120自动激光管材切割系统进行国内首次露面；还有通快、天田、领创、三菱等均将带来激光切割机的高效产品；萨瓦尼尼的多边折弯中心、天田最新型的高速磁悬浮驱动激光机都将为展会增加诸多看点。作为特种机床重要组成部分的水切割技术也将由Flow、OMAX、南京大地、金箭、奥拓福、奥利佳等国内外知名厂商精彩展示。阵容空前，实力雄厚。
除此之外，根据国家“十二五”规划和七大战略新兴产业的布局，今年展会还将全新开设面向国家重点工程如核电、高铁、新能源汽车、大飞机、造船等行业的“数控机床重大专项”展区。为适应产业结构调整和发展方式转变的需求，进一步吸引中高档金属切削机床、数控系统与核心功能部件领域的企业参展。
【关键词】数控机床；应用；发展
随着社会生产和电子、计算机、自动化及精密测试等科学技术的迅速发展，小批量、多品种的机械加工不断增多，机械产品的性能和质量不断提高，更新换代的速度也在不断加快，具有高复杂性、高精度的产品日益被市场经济的发展所需要，这就给机床设备提出了高效率、高精度、稳定性、适应性、通用性、灵活性的要求，数控机床就是针对这些要求而产生的一种新型高度自动化机床。
数控机床是机电一体化重要组成部分，是集精密机械技术、计算机技术、自动控制技术、微电子技术和伺服驱动技术于一体的高度机电一体化典型产品，它体现了当前世界机床技术进步主流，是现代机床技术水平的重要标志。
1.数控机床的工作原理及基本特点
1.1工作原理
数控机床是数字控制机床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。其工作原理就是将加工过程中所需要的各种操作(如主轴变速、进刀与退刀、开车与停车、工件松开与夹紧、自动关停冷却液等)和步骤，以及工件形状尺寸用数字化代码予以表示，通过控制介质(如磁盘或穿孔纸带等)将数字信息送入数控装置，数控装置则将对所输入的信息进行处理与运算，发出各种控制信号，以控制机床伺服系统和其他驱动原件，从而使机床自动加工出生产中所需要的工件。简单地说，数控机床就是能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，将其译码，从而使机床动作并加工零件。
1.2加工内容
数控机床由主机、数控装置、驱动装置、辅助装置、编程及其他附属设备几个部分组成。数控机床的数控系统由显示器、伺服控制器、伺服电机、开关和传感器构成。数控机床的加工一般包括对图纸进行分析，确定需要数控加工部分；利用图形软件对需要数控加工部分造型；加工条件，选择合适加工参数，生成包括粗加工、半精加工、精加工的加工轨迹；轨迹仿真检验；生成代码；传给机床加工几项内容。使用数控机床进行生产加工的关键是加工数据和工艺参数的获取，即数控编程。
1.3基本特点
数控机床自动化程度高，机床操作者的劳动趋于智力型工作，极大地降低了劳动强度；加工过程属于封闭式加工，既清洁又安全，有利于改善劳动条件；机床本身的精度高、刚性大，具有稳定的加工质量，可进行多坐标的联动，不但能加工形状复杂的零件，在加工用量上可选择有利的，大大提高了生产效率；适合单件、小批生产及新产品开发，具有高度柔性，当加工零件改变时，一般只需要更改数控程序，这不仅缩短了生产准备周期，而且节省了大量工艺设备费用；加工中所使用的数字信号与标准代码为控制信息，易于实现加工信息的标准化，在有效减少零件的加工时间和辅助时间的同时，更有利于生产管理的规范化、现代化。另外，数控机床是一种价格昂贵的精密设备，对操作人员的素质要求较高，对维修人员的技术要求更高。
2.数控机床的分类与应用
2.1分类
按性能，可分为高档数控机床，中档数控机床，经济型数控机床：按工藝用途，可分为金属切削类数控机床，金属成型类数控机床，数控特种加工机床和其他类型的数控设备；按所用数控装置的构成方式，可分为软线数控系统，硬线数控系统；按控制方式，可分为开环控制，半闭环控制和闭环控制；按运动方式，可分为点位控制、直线控制、以及轮廓控制。
2.2应用
数控机床发展至今已经有四十多年的历史了，它与电子技术，特别是计算机技术的发展密切相关。自世界上第一台数控机床于1952年在美国麻省理工学院研制出以来，数控机床在制造工业，特别是汽车、航空航天，以及军事工业中被广泛地应用，数控技术无论在硬件还是在软件方面，都有飞速的发展。随着现代经济和科学技术的飞跃发展，尤其是计算机数控系统的出现及微型计算机的迅速发展，再加上数控技术的普及和电子器件成本的降低，这些有利的条件都使得数控机床的适用、应用范围越来越广泛，其加工成本不断降低，加工精度不断提高。
数控系统除了用来控制金属切削机床外，还普遍用于控制诸如：中床、线切割机、气割机之类的简单机器直至机器人之类的复杂设备，在要求可靠性高、柔性强和实现机电一体化等方面的生产加工中对数控机床都有广泛的需要。由于数控机床属于精密设备，致使成本较高，因此，目前多用于形状复杂、精度要求高的中小批量零件加工。
3.数控机床的发展
在数控机床的早期产品中，数控装置是专用的。近年来，数控系统技术的突飞猛进，柔性制造系统的迅速发展和超高速切削、超精密加工等技术的广泛应用，以及电子、计算机信息技术的不断成熟，为数控机床的技术进步提供有利条件的同时，也提出了更高的要求。数控装置中的逻辑电路已被计算机所取代，从而实现了控制多样化和多功能化。为更好地满足市场的需要，达到现代制造技术对数控机床所提出的更高要求，使数控机床控制功能实现最佳控制和自适应控制，在数控机床中增加其系统诊断功能并通过传感器反馈，实现加工智能化，更好地保证系统的可靠性是十分必要的。总之，数控机床应不断吸收最新、最先进技术成就，朝着高可靠性、高速度化、高效率化、高精度化、高柔性化、高智能化、数控编程自动化、制造控制系统小型化、多功能复合化、设计宜人化等方向发展。
然而，由于我国工业基础相对薄弱，以企业为主体的创新体系尚未建立，数控机床产业化时间短；企业自身装备的数控化效率低，信息化管理水平不高，对国外尖端技术的依存度很高；数控机床行业发展技术能力低下，研发能力有限，基础技术和关键技术研究还很薄弱，基础开发理论研究、基础工艺研究和应用软件开发还不能适应数控技术快速发展的要求；科技人才不足，缺乏高级技术人员科技投入和科研设施尚不适应等，这些问题的存在，使得我国数控机床行业发展缓慢。2006年国务院8号文件<国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见)中，首次将数控机床列入重大技术装备，并提出明确要求：发展大型、精密、高速数控装备和数控系统及功能部件，改变大型、高精度数控机床大部分依赖进口的现状，满足机械、航空航天等工业发展的需要。可见，以国家意志启动的振兴装备制造业的举措，为我国机床工具行业的发展创造了极好的外部环境，提供了前所未有的发展机遇。因此，在国家加大支持力度的前提下，企业要加强数控技术研发领域的投入，不断提高数控机床的技术水平，增强自身实力，以突破国际巨头的技术封锁。■
【参考文献】
［１］李善术主编．数控机床及其应用，机械工业出版社．2005，01．
［２］刘战术编著．数控机床及其维护—21世纪高等职业教育数控技术规划教材，人民邮电出版社．2005．1．
