数控论文参考文献

数控论文参考文献（推荐7篇）

数控论文参考文献 篇1

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数控论文参考文献 篇2

参考点 (如图1-2) 又叫原点、零点、基准点, 是机床上的固定点, 加工轴的测量系统以此为基准。在数控机床中定义了不同的零点和基准点, 分机械零点和电气零点, 数控机床一经制造, 即可产生并确认机械零点所在, 所有测量系统均可以以机械零点为出发点。参考点可以是机床能够返回的基准点, 也可以是工件尺寸编程的基准点。参考点作为工件坐标系的原始参照系原点, 机床参考点确定后, 各工件坐标系也随之建立了。

2 参考点的建立

如果所使用的位移测量系统没有绝对式编码器 (光栅尺) , 那么, 机床在停电后并不能识别机床各轴的移动, 则重新通电后, 必须要做返回参考点运行, 其目的就是让机床的机械零点和电气零点相关联, 从而保证测量系统所提供的实际值与机床坐标值相一致, 并为建立各坐标系提供参照。当手动或自动回机床参考点时, 首先, 回归轴以正向快速移动, 当行程开关 (或接近开关) 碰上 (或接近) 撞块 (即参考点) 时, 开始减速运行。当行程开关 (或接近开关) 离开撞块 (参考点) 时, 继续以FL的速度移动, 当走到相对编码器的零位时, 回参考点电机停止, 并将此零点作为机床的参考点。

3 检测位移的测量系统

在伺服系统中, 由于光电码盘与电动机同轴, 电动机旋转时, 光栅盘与电动机同速旋转.经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号。通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。此外, 为判断旋转方向, 码盘还可提供相位相差90°的2个通道的光码输出, 根据双通道光码的状态变化确定电机的转向。它的圆形码盘上沿径向有若干同心码道, 每条道上由透光和不透光的扇形区相间组成, 相邻码道的扇区数目是双倍关系, 码盘上的码道数就是它的二进制数码的位数, 在码盘的一侧是光源, 另一侧对应每一码道有一光敏元件;当码盘处于不同位置时, 各光敏元件根据受光照与否转换出相应的电平信号, 形成二进制数。这种编码器的特点是不要计数器, 在转轴的任意位置都可读出一个固定的与位置相对应的数字码。

4 返回参考点的方式

返回参考点的采用哪种方式, 与机床的测量系统配置有关系。如果机床位置检测系统使用的是增量编码器 (光栅尺) , 则一般使用挡块式回原点方法;如果机床位置检测系统使用的是绝对编码器 (光栅尺) , 则采用直接读数法。

当参数已经设定时, 需回参考点的轴以参数设置的速度VC (就是我们常说的快速) 向参考点方向移动, 当撞上减速挡块时, 伺服电机减速至由参数设置的检测零脉冲的速度VM (就是我们常说的慢速) 继续向前移动, 当离开减速挡块后, 数控系统检测到编码器发出第一个栅点或零标志信号时, 回参考点的轴的电机停止运行, 此停止点即为该轴的机床参考点。

5 故障维修实例

故障现象:用西门子840D系统改造的三轴加工中心, 按下Z轴返回参考点按键, Z轴没有以回参考点速度移动, 而是以慢速并远离参考点方向移动, 按复位键可停止, 再执行返回参考点而现象不变, 一直碰到负向硬超程开关。

分析诊断:在回参考点过程中没有寻找原位开关的速度, 只有寻找零脉冲的速度, 说明数控系统已经接收到减速信号, 而减速信号就是原位开关的信号, 那么引起这个故障的可能原因为:

a.原位开关卡死弹不起来。

b.原位开关内部电源线与信号反馈线短路。

c.输入接口接触不良。

检查排除步骤:a.人为方式检查或试压原位开关, 确认开关是否能回位。b.用万用表检查线路是否短路。故障现象:数控车床 (立车) 配置840D系统, 在执行回参考点操作过程中有时找不到参考点。分析诊断:经检查发现回参考点过程, 机床有减速动作, 位移方向也正确, 但找不到参考点, 可能编码器的零点脉冲信号存在故障, 系统检查不到零点脉冲信号。也可能是电源电压过低或波动引起的脉冲信号异常, 因此有时找不到参考点。

检查排除步骤:a.检查零点脉冲信号线是否断路, (R) Z为零点脉冲信号波形。b.检查编码器的电源 (正常应为+5V) 。故障现象:一台840D系统HELLLER加工中心, 刀库回零不稳定, 偶尔出现刀库错位, 造成抓刀时卡刀。分析诊断:经检测, 发现刀库错位位置固定, 位置的数据相差电机旋转一周的刀链位移角度。偶尔出现多转一圈或少转一圈故障, 可能原因就是编码器零脉冲不良引起。此机床用接近开关替代常规的机械限位开关, 考虑接近开关老化产生感应距离变短, 反应不灵敏的原因。也就是说安装位置调整不合理, 感应开关灵敏度下降, 造成了故障。

检查排除步骤:a.检查编码器零脉冲信号线是否断路。b.检查接近开关的感应距离及反应灵敏度。

结束语

回参考点开关的故障可以按以下方法进行检修:a.在回参考点过程中, 压下回参考点开关后, 是否有减速过程。b.察看PLC状态, 检测零点开关信号或减速信号是否正常, 也可以手动按压零点开关, 然后通过PLC状态显示功能检查零点开关接通是否正常。

摘要：参考点, 是机床上的固定点, 加工轴的测量系统以此为基准。数控机床一经制造, 即可产生并确认机械零点所在, 所有测量系统均可以以机械零点为出发点。机床参考点确定后, 各工件坐标系也随之建立了。手动或自动回机床参考点时, 首先, 回归轴以正向快速移动, 当行程开关 (或接近开关) 碰上 (或接近) 撞块 (即参考点) 时, 开始减速运行。当走到相对编码器的零位时, 回参考点电机停止, 并将此零点作为机床的参考点, 回参考点有故障时, 都要根据这个原理进行排除。

数控论文参考文献 篇3

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虚拟数控机床在数控维修教学中的应用

摘要：分析和总结了现有数控维修教学和实训中存在的主要问题，针对存在的 问题，简单介绍了虚拟数控机床的功能，着重阐述了虚拟数控机床在数控维修 教学不同模块中的作用。关键词：数控维修；虚拟数控机床；教学 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，汽车、模具、航空航天、装备制造企业急需 大量数控机床维修人才。数控设备是典型的机电一体化设备，涉及机械、电气、液压、计算机、伺服控制、PLC(可编程控制器)等多个领域，数控维修人才的培 养不仅要求掌握上述相关的理论知识，更重要的是要求对其中的各项技能进行 实践和训练。如何培养出合格的数控设备维修人才是一个紧迫而又系统的工程，数控虚拟机床的发展为该类人才的培养提供了较好的教学和实训手段。1 现有数控维修教学手段的不足 从实际调查结果看，目前各高校或高职院校数控维修专业或课程配备的实 验室大致有数控机床综合实验室、数控机床装拆实验室、数控机床电气实验室 三大类，大部分学校只配备上述三类实验室的一种或两种。根据多年数控维修 教学体会，目前数控维修实训主要存在以下问题： 1.1 数控系统档次低，类型单一 数控机床综合实验平台绝大多数配置的是 FAUNC，SIEMENS 及国产的经济型 和普及型数控系统，高端数控系统涉及少，数控系统类型少。数控装备制造业

经过多年的发展，国内数控机床的使用逐渐从经济型、普及型数控机床发展到 中、高档数控机床，呈现出“数控系统多样化，机床功能复合化”等特点，基 于经济型数控系统的简单车、铣床数控实验台逐渐难以满足数控机床行业蓬勃 发展的需要。1.2 数控机床功能部件装拆实训不够 数控机床拆装实验室提供的可供拆装的机床功能部件（如主轴箱、进给传 动系统、刀架、刀库、机械手、液压站）和机床本体的主要来源是生产型数控 机床中淘汰下来的功能落后或有故障的部件，并且数量有限，种类不全。近年 来，随着数控技术向着高速高精、五轴联动、功能复合的方向快速发展，新型 的功能部件不断出现，结构复杂多样，价格不菲。装拆实验室本身损坏率高等 特点都限制了实验室的建设和发展，现有的组建数控装拆实验室的模式不适合 数控机床行业快速发展的需要，探索新的装拆实验室模式势在必行。

1.3 缺少数控机床传感检测器的相关实验 数控机床传感检测元器件是机床精度的保证，也是故障的高发源，但目前 几乎没有高校为数控维修课程配备数控机床传感检测实验室，即使有也是在论 证和建设阶段。可供学生接触到的传感检测器件也只能在数控机床综合实验平台上，但因为综合实验平台主要功能集中在数控系统和机床 PLC 的调试，大都 采用简化设计的机床结构或不带机床本体，因此在综合实验台的数控机床传感 和检测环节与实际机床相比大为减弱和简化。1.4 机床电气连接实训不够 虽然很多学校都有数控机床电气连接实训环节，但是因为数控机床电气接 线所需的机床低压元器件种类繁多，数控系统和伺服系统的连接电缆不易经常

性的插拔，所用导线、端子等耗材消耗严重，所需工具多，教师对学生接线正 确与否的排查工作量大等原因，使得实际动手率大大下降。1.5 实验室受设备多样性、设备台套数、场地和价格等因素的严重制约 无论是数控机床综合实验平台、机床功能部件，还是传感检测器件都具有 种类多，价格高，发展变化快，所需场地大等特点，这些硬性条件极大地制约 了实验室的建设。2 虚拟数控机床在数控维修教学中的应用 虚拟数控机床采用虚拟现实技术在计算机上建立逼真的三维互动机床模 型。通过对厦门创壹虚拟数控机床的使用，分析了虚拟数控机床在数控维修教 学和培训中的作用，并对基于该虚拟数控机床的实验项目进行了设计。2.1 虚拟机床辅助理论教学 数控机床的功能日渐复合，车削中心、钻削中心、3 轴以

上联动加工中心 的使用日益普及，这类中高档数控机床功能部件的结构、工作原理及其装配工 艺知识日益复杂，普通的课件和 Flash 动画已经无法清晰地展现部件的内部结 构和装配关系，这给学生在理论学习环节的理解和掌握带来不少困难。虚拟数 控机床及其功能部件模型可以任意角度旋转，对整机及各功能部件的内部结构 可以进行逼真的三维动画分解演示，清晰地展现了功能部件的内部结构和原理，并自动同步显示相关原理文字，大大加快加深学生的理解和掌握。2.2 虚拟装拆 虚拟机床及每一个功能部件可以进行虚拟的 3D 交互式装拆。1 所示为铣 图 床整机虚拟安装过程中的某一画面，系统右侧分别为数控机床的装拆设置了零 部件库和工具库，按照实际机床装拆过程，每步首先选择正确的工具，选择正

数控机床仿真在数控教学中的引用 篇4

摘 要：本文结合当今数控机床仿真软件的出现和我单位数控加工教学和培训的职能，及数控机床操作培训事故率多、对机床损坏大等特点论述对于初次接触数控机床的学生和学员结合数控机床仿真软件来进行基本操作培训。

关键词：虚拟数控机床 数控教学与培训 虚拟现实 仿真

0 引言

随着数控加工在机械制造业中的广泛应用，数控操作者的大量培训便成为迫切的问题。在传统的操作培训中，数控编程和操作的有效培训必须在实际机床上进行，这既占用了设备加工时间，又具有风险，培训中的误操作经常会导致昂贵设备的损坏。

随着计算技术的发展，尤其是虚拟现实技术和理念的发展，产生了可以模拟实际设备加工环境及其工作状态的计算机仿真培训系统。它用计算机仿真培训系统进行培训，不仅可迅速提高操作者的素质，而且安全可靠、费用低。

与科学幻想相似，想象力和技术的相互结合造就了虚拟现实。培根在13世纪写的没有马的轿车和配备动力的机械的科幻故事就是这类结合的早期见证，凡尔纳在19世纪写了火箭和潜水艇的预言性科幻小说，特别是一些科幻作家们已做出的各种利用虚拟现实的基本概念的设想正在逐步变成了具体化。上世纪内所建树的几个技术性里程碑使得虚拟现实成为可能，电话、无线电、电视、半导体三极管和集成电路(微处理器芯片)和液晶显示器。尤其是计算机技术的飞速发展。一些早期的仿真尝试(例如第一台飞行模拟器、立体电影、电视游戏等)都已成为当今虚拟现实仿真的先驱。当然虚拟现实技术的发展历程与电子学以及计算机产业的蓬勃发展是分不开的。

目前在国内已经有少数高等院校将计算机仿真初步运用于数控操作人才培训的教学之中，也产生了各种仿真教学系统。这些教学系统既能单机系统独立运行，又能在线运行。独立运行即机床模型方式，其培训设施只需一台微机，数控机床的模拟操作在显示屏显示的仿真面板上进行，而零件切削过程由机床模型三维动画演示，用这种方式进行初步培训是经济有效的；在线运行即机床工作方式，这种方式下教学系统将与实际机床连接，由硬件实现零件切削过程，这时除了操作者是用仿真面板操作外，其它则与实际机床的真实情况一样，简单来讲就是利用计算机和其他的专用硬件软件去产生一种真实场景的仿真，参与者可以通过与仿真场景的交互来体验一种接近于真实的场景的感觉。因此能进一步培训操作者的实际工作技能。

数控仿真系统的核心是虚拟数控机床，而虚拟数控机床又是虚拟制造技术中的一个执行单元，它不仅在数控加工过程中为产品设计提供了可制造性的分析，而且在数控系统的学习和培训中，为各类学校和企业技术人员提供了完善的学习和培训。该类系统完全模拟零件的切削过程，能检验数控指令正确与否，提供一套功能齐全的调试、编辑、修改和跟踪执行等功能。1 虚拟数控系统功能

虚拟数控机床实际上是虚拟环境中数控机床的模型。与真实机床相比，虚拟数控机床应具有以下功能： ·虚拟数控机床应具有与真实机床完全相同的结构。虚拟数控机床能模仿真实机床的任何功能而不致因为采用某种近似替代而导致某种结构和信息的失真或丢失．并应与真实机床有完全相同的界面风格，为技术人员的学习和培训提供保证。

·虚拟数控机床强大的网络功能，为远程教育提供可能。

·完善的图形和标准数据接口。用户既能在真实的环境中运行虚拟机床，又能观察它的各种远行参数，并能与其他CAD／CAM软件接口。3平台的购建

虚拟数控机床是如何实现这些功能的呢？它一般是通过以下的构建平台来实现。

①Nc解释平台 NC解释平台包括NC解释器和NC验证器。任务分配数据库从任务调度中接受数控代码并将其翻译为虚拟机床的部件、刀具等运动的信息，并将其通过计算模块来模拟机床的响应，NC解释器能够被自由地配置从而能够模拟任何一种数控机床的CNC控制器。

②NC验证器，能够验证NC代码的语法正确性。

③刀具库 刀具库应包括一台数控机床所需的刀具，并能自由配置刀具库中的刀具号．从而能模拟任何一种数控机床的换刀形式。

④仿真平台 仿真平台包括刀具轨迹仿真、切削力仿真，加工精度仿真、三维动画仿真、加工工时统计分析，仿真平台是虚拟数控机床的核心技术。操作者可以在虚拟的环境中进行机床运动和切削过程等的仿真，从中获得相关的加工数据。如进给轴的位移量、换刀状态、主轴转速、加速度、进给量、加工时间等。通过加工过程的仿真，了解所设计工件的可加工性，验证NC代码的正确性以及评价和优化加工过程，并通过在线修改NC代码来优化NC代码。

⑤计算平台 计算平台用来完成虚拟数控机床中各种计算，如根据NC代码计算加工零件新的几何形状，根据刀具的材料、运行时间、零件的材料性质和润滑介质的性质计算刀具的补偿量和热补偿量。这些计算结果是虚拟数控机床在应用于虚拟制造过程中的加工方案评价以及可制造性分析所必须的。

⑥设计开发平台 虚拟数控机床的设计平台是一个面向对象的数控软件库及其开发环境。通过对数控软件的标准化、规范化研究和其它CAD／CAM软件的数据交换，并对典型的零件进行封装，设计成具有稳定、通用接口的可重用的软件。

⑦操作运行平台和监控平台 在虚拟环境中完全实现真实机床的操作，让使用者完全感受到真实机床的运行特性。在这些基础上的监控硬件和软件，用来控制简易机床．增加虚拟数控机床的真实感．并且可以进行典型零件的实验性试切加工，让使用者有一种身临其尽的感觉。尤其是在数控教学和培训过程中，初学数控编程者需要大量的编程练习，并进行实际调试。用试切法来检验数控加工程序显然不合理，而且也难于实现。如果利用仿真技术，这些问题可以轻松得到解决，从而避免编程时人为出错或工艺不合理造成工件报废。4 总结

鉴于虚拟数控机床具备的功能，针对目前我单位数控教学课程和参加数控实习学生人数的增多，及数控设备较为精密、昂贵的特点。把数控加工仿真软件引入教学之中，用于数控机床操作与编程培训，这样既可以避免因误操作造成价格昂贵的数控机床的损坏，又可以使操作人员在对仿真数控机床操作过程中产生临场感和真实感。而且能够让同学们更快地熟悉和了解数控加工的工作过程，并且掌握每种数控机床的基本操作。更大的好处是在实现了同样效果的情况下将加工出错及事故发生率降低到了最小程度。

数控论文参考文献 篇5

数控机床原点是机床厂家调整的基准点, 其具体位置是由机床厂家调整设定的。数控系统通过机床返回参考点来确定原点的具体位置, 从而建立一个正确的机床坐标系。数控机床能否正确返回参考点直接影响到零件的加工质量, 同时这也是数控机床螺距误差补偿、丝杆反向间隙补偿等的基准。

数控机床位置检测装置为绝对式时, 系统断电后靠编码器电池提供电源, 记忆机床断电后的位置变化。上电时系统会与位置检测装置进行数据交换并刷新数据, 使机床坐标系的坐标值与实际位置一致。所以, 位置检测装置为绝对式时, 机床开机可以不用返回机床参考点。数控机床位置检测装置为增量式时, 其检测装置只能测出增量值。系统断电后机床坐标系的坐标值就会失去记忆, 使系统中的坐标值与机床实际位置不一致。所以, 机床首次启动系统后要进行返回参考点操作, 从而通过参考点来确定机床的原点位置, 以建立机床坐标系。总之, 使用增量编码器位置检测装置的数控机床开机后第一个动作就是返回参考点操作。

从以上分析可以看出:对数控机床来说返回参考点至关重要, 若这方面出现故障, 数控机床就不能正常工作运行, 从而就会影响到产品的加工精度, 甚至还可能造成机床碰撞等恶性事故。

1 数控机床返回参考点的原理

对于数控机床返回参考点的位置, 在每次操作时都要有很高的重复定位精度, 它是由机械粗定位和电气精定位来共同完成的。机械粗定位、电气精定位的方法常见的有栅格法和磁开关法, 下面就以栅格法为例来介绍其工作原理。

栅格法返回参考点的原理如图1所示。

(1) 设置返回参考点工作方式。 (2) 选择返回参考点的轴并操作该轴返回参考点, 该轴以G00快速向参考点运动。 (3) 当随滑板一起运动的撞块压下参考点开关触头, 使其由断 (ON) 转通 (OFF) 状态后, 机床滑板会减速并按参数设定的速度继续移动。减速可减少运动部件的运动惯量, 便于正确停留在参考点位置。 (4) 当参考点撞块释放开关触头, 使其由通 (OFF) 转断 (ON) 后, CNC系统将等待栅格信号的出现, 该信号一出现, 滑板运动就立即停止。此时, 滑板到达的位置是电气原点, 数控系统记忆该点的坐标值。由于调整时做不到电气原点与机床上规定的参考点位置完全重合, 存在误差, 故通过测量这一误差值, 采用对参考点补偿的方法来校正, 即参考点偏移补偿。

机床返回参考点的过程分为寻找减速挡块、与编码器脉冲同步、寻找参考点3个阶段, 若不带减速挡块则第3阶段省略。

2 数控机床返回参考点的几种方式

方式1:如图2所示, 回参考点前, 先用手动方式以速度ν1快速将轴移到参考点附近, 然后启动回参考点操作, 轴便以ν2慢速向参考点移动。碰到参考点开关后, 数控系统即开始寻找位置检测装置上的零标志。当到达标志时, 发出与零标志脉冲相对应的栅格信号, 轴即在此信号作用下制动到速度为0, 然后再前移参考点偏移量后停止, 所停位置即为参考点。偏移量的大小通过测量由参数设定。

方式2:如图3所示, 回参考点时, 轴先以速度ν1向参考点快速移动, 碰到参考点开关后, 在减速信号的控制下, 减速到速度ν2并继续前移, 脱开挡块后, 再找零标志。当轴到达测量系统零标志发出栅格信号时, 轴即制动到速度为0, 然后再以ν2速度前移参考点偏移量后停止于参考点。

方式3:如图4所示, 回参考点时, 轴先以速度ν1快速向参考点移动, 碰到参考点开关后制动到速度为0, 然后反向以速度ν2慢速移动, 到达测量系统零标志产生栅格信号时, 轴即制动到速度为0, 再前移参考点偏移量后停止于参考点。

方式4:如图5所示, 回参考点时, 轴先以ν1速度向参考点快速移动, 碰到参考点开关后制动到速度为0, 再反向微动直至脱离参考点开关, 然后又沿原方向微动撞上参考点开关, 并且以速度ν2慢速前移, 到达测量系统零标志产生栅格信号时, 轴就制动到速度为0, 再前移参考点偏移量后停止于参考点。

3 数控机床返回参考点的故障诊断与维修

3.1 数控机床返回参考点的故障诊断

由上述数控机床返回参考点的工作原理和方式可见, 影响回参考点动作的主要因素有: (1) 数控系数的操作方式必须选择回参考点方式; (2) “参考点减速”信号必须按要求输入; (3) 位置检测装置“零脉冲”必须正确; (4) 数控系统参数设置必须正确。

从数控机床返回参考点控制过程中表现出来的故障现象来看, 主要有2大类:找不到参考点 (即返回参考点动作不完整) 和找不准参考点 (即参考点位置出现偏离) 。排除故障时先要根据数控机床返回参考点的原理和方式来分析故障现象, 判断故障类型, 罗列有可能产生故障的成因。维修时最常见的故障是减速挡块位置调整不当或松动以及减速信号故障, 其次是位置检测元件的“零脉冲”干扰、检测元件故障以及机床参数设定错误。

3.2 维修实例

例1:某配置FANUC 11M的加工中心, 在回参考点过程中发生超程报警。

分析过程:采用方式2回参考点, 根据故障现象, 回参考点的动作过程是不正常的, 经检查, 发现该机床“回参考点减速”挡块压上后, 坐标轴无减速动作, 由此判断故障原因应当在减速信号上。通过系统的诊断显示, 该信号的状态在“回参考点减速”挡块压上/松开后, 均无变化。

处理过程:对照原理图检查线路, 最终确认该轴的“回参考点减速”开关由于切削液的侵入而损坏, 更换开关后, 机床恢复正常。

例2:某配置FANUC 0M的数控铣床在批量加工时, 某一天所加工零件发生批量报废现象。

分析过程::经对工件进行测量, 发现零件的全部尺寸相对位置都正确, 但X轴的全部坐标值都相差了整整10 mm。分析可知, 导致X轴尺寸整螺距偏移 (该轴的丝杆螺距是10 mm) 的原因是参考点位置偏移。

对于大部分系统, 参考点一般设定于参考点减速挡块放开后的第一个编码器的“零脉冲”上;若参考点减速挡块放开时刻编码器恰巧在“零脉冲”附近, 由于减速开关动作的随机性误差, 可能使参考点位置发生一个整螺距的偏移。这一故障在使用小螺距滚珠丝杆的场合特别容易发生。

处理过程:对于此类故障, 只要重新调整参考点减速挡块位置, 使得挡块放开点与“零脉冲”位置相差在半个螺距左右, 机床即可恢复正常工作。本机床经以上处理后, 故障排除, 运行恢复正常, 全部零件加工均正确合格。

4 结语

综上所述, 数控机床返回参考点操作至关重要, 数控机床返回参考点故障也是数控机床的常见故障, 常见的故障现象主要有2大类:找不到参考点和找不准 (偏离) 参考点。当数控机床返回参考点出现故障时, 数控维修人员应根据数控机床返回参考点的工作原理与方式来分析故障现象, 判断故障类型, 罗列有可能导致故障的原因, 然后确定正确的诊断步骤与方法, 并选用合理的测试手段进行故障定位, 从而找到真正的故障源。

参考文献

[1]王侃夫.数控机床故障诊断及维护[M].机械工业出版社, 2005

[2]孙汉卿.数控机床维修技术[M].机械工业出版社, 2002

[3]刘永久.数控机床故障诊断与维修技术[M].机械工业出版社, 2009

数控论文参考文献 篇6

【摘要】

半个世纪以来，以计算机为主导和核心的信息技术，通过电视、现代通信等提高了人类生活的质量，还促使生产力飞速向前发展，开创了人类文明史、生产史的新纪元。信息技术的飞速发展直接导致了知识经济的到来。6年后，即在1952年，计算机技术应用到了机床上，在美国诞生了第一台数控机床。从此，传统机床产生了质的变化。

【关键字】数控系统 发展过程 发展趋势 概述

从1952年美国麻省理工学院研制出第一台试验性数控系统，到现在已走过了半个世纪历程。随着电子技术和控制技术的飞速发展，当今的数控系统功能已经 非常强大，与此同时加工技术以及一些其他相关技术的发展对数控系统的发展和进步提出了新的要求。数控技术和数控装备是制造工业现代化的基础，是一个国家经济发展和综合国力的体现，而数控系统是数控技术和数控装备的核心。近年来，国内外数控系统在柔性、精确性、可靠和集成性等方面取得了飞速的发展，许多理论与技术问题得到了较好的解决。我国的数控产业经过了10余年的攻关，在许多关键技术和核心技术上，已达到国外先进水平，拥有了具有我国版权的数控系统。数控系统的技术发展近年来十分迅猛，国外各大数控系统公司如F A N U C、S I E M E N S、A-B、MITSUBISHI、YASKAWA 等纷纷进入我国市场，竞争异常激烈，我国的数控产业所面临的形势非常严峻。市场的竞争归根到底是技术的竞争，研究现代数控技术的发展方向，建立与发展符合我国国情的技术体系和数控产品，才能进一步扩大数控机床的市场份额，使我国的数控技术和数控产业在整个国际大市场中拥有一定的地位

数控系统

数控系统及相关的自动化产品主要是为数控机床配套。数控机床是以数控系统为代表的新技术对传统机械制造产业的渗透而形成的机电一体化产品：数控系统装备的机床大大提高了零件加工的精度、速度和效率。

数控系统的发展

数控(NC)阶段

早期计算机的运算速度低，对当时的科学计算和数据处理影响还不大，但不能适应机床实时控制的要求。人们不得不采用数字逻辑电路“搭”成一台机床专用计算机作为数控系统，被称为硬件连接数控(HARD-WIRED NC)，简称为数控(NC)。随着元器件的发展，这个阶段历经了三代，即1952年的第一代——电子管；1959年的第二代——晶体管；1965年的第三代——小规模集成电路。

计算机数控(CNC)阶段

到1970年，通用小型计算机业已出现并成批生产。其运算速度比50～60年代有了大幅度的提高，比专门“搭”成的专用计算机成本低、可靠性高。于是将它移植过来作为数控系统的核心部件，从此进入了计算机数控。1974年微处理器被应用于数控系统。这是因为小型计算机功能太强，控制一台机床能力有富裕(故当时曾用于控制多台机床，称之为群控)，不如采用微处理器经济合理。而且当时的小型机可靠性也不理想。早期的微处理器速度和功能虽还不够高，但可以通过多处理器结构来解决。由于微处理器是通用计算机的核心部件，故仍称为计算机数控。1990年，PC机的性能已发展到很高的阶段，从8位、16位发展到32位，可以满足作为数控系统核心部件的要求，而且PC机生产批量很大，价格便宜，可靠性高。数控系统从此进入了基于PC的阶段。

数控系统近50年来经历了两个阶段六代的发展。只是发展到了第五代以后，才从根本上解决了可靠性低、价格极为昂贵、应用很不方便(主要是编程困难)等极为关键的问题。因此，即使在工业发达国家，数控机床大规模地得到应用和普及，也是在70年代末80年代初以后的事。即数控技术经过了近30年的发展才走向普及应用的。

数控（计算机数控）阶段也经历了三代。即1970年的第四代——小型计算机；1974年的第五代——微处理器和1990年的第六代——基于PC

我国数控系统技术的发展

我国从1958年起，由一些科研院所、高等学校和少数机床厂起步，进行数控系统的研制和开发。由于受到当时国产电子元器件水平低、部门经济等因素的制约，未能取得较大的进展。在改革开放以后，我国数控技术才逐步取得实质性的进展。经过“六五”(1981～1985年)的引进国外技术，“七五”(1986～1990年)的消化吸收和“八五”(1991～1995年)国家组织的科技攻关和正在进行的“九五”(1996～2000年)国家组织的产业化攻关，才使得我国数控系统技术有了质的飞跃。在20余年间，数控机床的设计和制造技术有较大提高，主要表现在三大方面：培训一批设计、制造、使用和维护的人才；通过合作生产先进数控机床，使设计、制造、使用水平大大提高，缩小了与世界先进技术的差距；通过利用国外先进元部件、数控系统配套，开始能自行设计及制造高速、高性能、五面或五轴联动加工的数控机床，供应国内市场的需求，但对关键技术的试验、消化、掌握及创新却较差。至今许多重要功能部件、自动化刀具、数控系统依靠国外技术支撑，不能独立发展，基本上处于从仿制走向自行开发阶段，与日本数控机床的水平差距很大。现在我国的数控系统已经实现了从进口到出口的转折。

数控系统的发展趋势

数控系统将来发展的主要目标为，进一步减低价格，增加可靠性，拓宽功能，提高操作舒适性，提高集成性，提高系统的柔性和开放性，减小体积，提高数控机床的生产能力。

1、数控标准的引入

随着NC成为机械自动化加工的重要设备，在管理和操作之间，都需要有统一的术语、技术要求、符号和图形，即有统一的标准，以便进行世界性的技术交流和贸易。NC技术的发展，形成了多个国际通用的标准：即ISO国际标准化组织标准、IEC国际电工委员会标准和EIA美国电子工业协会标准等。最早制订的标准有NC机床的坐标轴和运动方向、NC机床的编码字符、NC机床的程序段格式、准备功能和辅助功能、数控纸带的尺寸、数控的名词术语等。这些标准的建立，对NC技术的发展起到了规范和推动作用。最近，ISO基于用户的需要和对下一个5年间信息技术的预测，又在酝酿推出新标准“CNC控制器的数据结构”。它把AMT(先进制造技术)的内容集中在两个主要的级别和它们之间的连接上：第一级CAM，为车间和它的生产机械：第二级是上一级，为数据生成系统，由CAD、CAP、CAE和NC编程系统及相关的数据库组成。

2、伺服技术的发展

伺服装置是数控系统的重要组成部分。20世纪50年代初，世界第一台NC机床的进给驱动采用液压驱动。由于液压系统单位面积产生的力大于电气系统所产生的力(约为20:1)，惯性小、反应快，因此当时很多NC系统的进给伺服为液压系统。70年代初期，由于石油危机，加上液压对环境的污染以及系统笨重、效率低等原因，美国GETTYS公司开发出直流大惯量伺服电动机，静力矩和起动力矩大，性能良好，FANUC公司很快于1974年引进并在NC机床上得到了应用。从此，开环的系统逐渐被闭环的系统取代，液压伺服系统逐渐被电气伺服系统取代。

电伺服技术的初期阶段为模拟控制，这种控制方法噪声大、漂移大。随着微处理器的采用，引入了数字控制。它有以下优点：①无温漂，稳定性好。②基于数值计算，精度高。③通过参数对系统设定，调整减少。④容易做成ASIC电路。对现代数控系统，伺服技术取得的最大突破可以归结为：交流驱动取代直流驱动、数字控制取代模拟控制、或者称为软件控制取代硬件控制。20世纪90年代，许多公司又研制了直线电动机，由全数字伺服驱动，刚性高，频响好，因而可获得高速度。

3、自动编程的采用

编程的方法有手工编程和自动编程两种。据统计分析，采用手工编程，一个零件的编程时间与机床加工之比，平均约为30:1。为了提高效率，必须采用计算机或程编机代替手工编程。自动编程需要有自动化编程语言，其中麻省理工学院研制的APT语言是最典型的一种数控语言，它大大地提高了编程效率。从70年代开始出现的图象数控编程技术有效地解决了几何造型、零件几何形状的显示、交互设计、修改及刀具轨迹生成、走刀过程的仿真显示、验证等，从而推动了CAD和CAM向一体化方向发展。

4、DNC概念的引入及发展

DNC概念从“直接数控”到“分布式数控”的变化，其内涵也发生了变化。“分布式数控”表明可用一台计算机控制多台数控机床。这样，机械加工从单机自动化的模式扩展到柔性生产线及计算机集成制造系统。从通信功能而言，可以在CNC系统中增加DNC接口，形成制造通信网络。网络的最大特点是资源共享，通过DNC功能形成网络可以实现：①对零件程序的上传或下传。②读、写CNC的数据。③PLC数据的传送。④存贮器操作控制。⑤系统状态采集和远程控制等。

5、可编程控制器的采用

在20世纪70年代以前，NC控制器与机床强电顺序控制主要靠继电器进行。60年代出现了半导体逻辑元件，1969年美国DEC公司研制出世界上第一台可编程序控制器PLC。PLC很快就显示出优越性：设计的图形与继电器电路相似，形象直观，可以方便地实现程序的显示、编辑、诊断、存贮和传送：PLC没有继电器电路那种接触不良，触点熔焊、磨损、线圈烧断等缺点。因此很快在NC机床上得到应用。目前，在NC机床上指令执行时间可达到0.085µs/步，最大步数为32000步。而且，使用PLC还可以大大减少系统的占用空间，提高系统的快速性和可靠性。

6、传感器技术的发展

一台NC系统与机械连结在一起时，它能控制的几何精度除受机械因素的影响外，闭环系统还主要取决于所采用的传感器，特别是位置和速度传感器，如可测量直线位移和旋转角度的直线感应同步器和圆感应同步器、直线和圆光栅、磁尺、利用磁阻的传感器等。这些传感器由光学、精密机械、电子部件组成，一般分辨率为0.01～0.001mm，测量精度为±0.02～0.002mm/m，机床工作台速度为20m/min以下。随着机床精度的不断提高，对传感器的分辨率和精度也提出了更高的要求。于是出现了具有“细分”电路的高分辨率传感器，比如FANUC公司研制的编码器通过细分可做到分辨率为10-7r。利用它构成的高精度数控系统为超精控制及加工创造了条件。

7、微处理器的应用

新一代数控系统广泛采用多微处理机系统。大量采用大规模集成电路和三维高密度焊接的印制电路板，是系统小型化、经济、可靠。中、高档数控系统趋向于采用记忆PC机的硬件构成形式，通过这种形式使应用PC软件、PC工具和PC硬件成为可能。这样做的优点在于，硬件方面，由于PC机市场大，导致PC组件价格低廉，从而使基于PC机的数控系统价格降低；软件方面，PC软件功能强，且容易接受和推广，数控系统中集成数据库，可以实现方便的工艺、校正、诊断和刀具等数据的存储。

8、开放型技术的产生

新一代数控系统应是开放式数控系统。开放式数控系统要求引用标准组件，应用开放的模块化结构来构成系统的硬、软件，是系统便于组合、扩展和升级，并且应使系统的硬件和软件相互分离，是系统能提供柔性的、以适应地控制功能。开放式数控系统具有外部开放性和内部开放性。外部开放性反映在外部接口具有统一性和标准性，如一致的数控编程器、统一的通信接口、统一的伺服控制接口和通用的操作控制接口。内部开放性是内部数控核心控制功能软件和附加的可选功能软件在系统中易于集成，并易为用户所掌握。

五、总结

目前，我国的机床工业正从生产大国逐渐变为机床强国，主要体现在数控机床产品的技术水平和质量不断发展及提高。其中，特别是数控系统和数控机床的可靠性不断提高。由于对产品结构进行了调整，新的数控产品不断涌现，如多坐标联动、高速、高精等数控机床的研制成功。北京发那科机电有限公司作为一家中国国内的数控系统制造和销售企业，有必要为我国机床工业的发展提供更加可靠、功能更多的数控产品以满足我国机床工业的需要。

参考文献：

数控论文参考文献 篇7

数控车实际操作模拟试题及评分标准

(学生组/职工组)

数控车床加工操作模拟试题

考核要求：

1、以小批量生产条件编程。

2、不准用砂布及锉刀等修饰表面。

3、未注倒角1×45o,锐角倒钝0.2×45°。

4、未注公差尺寸按

GB1804-M。

5、端面允许打中心孔。

6、材料及备料尺寸：45#（φ55×150）。

工种

数控车床

图号

HNCT0001

单位

总得分

竞赛批次

机床编号

姓名

学历

序号

考核项目

考核内容及要求

配分

评分标准

检测结果

扣分

得分

备注

外圆

φ

IT

超差0.01扣2分

Ra

降一级扣2分

φ

IT

超差0.01扣2分

Ra

降一级扣2分

φ

IT

超差0.01扣2分

Ra

降一级扣2分

内孔

φ

IT

超差0.01扣2分

Ra

降一级扣2分

成形面

Sφ48±0.02

IT

超差0.01扣1分

Ra

降一级扣2分

R9±0.02

IT

超差0.01扣1分

Ra

降一级扣2分

外螺纹

M30×2-6g

不合格不得分

Ra

降一级扣2分

圆锥

20°±2′

IT

超差1′扣1分

Ra

降一级扣2分

长度

145±0.08

IT

超差0.01扣1分

33±0.02

IT

超差0.01扣1分

26±0.02

IT

超差0.01扣1分

IT

超差0.01扣1分

2处

槽宽

IT

超差0.01扣1分

3处

形位公差

超差0.01扣1分

文明生产

按有关规定每违反一项从总分中扣3分，发生重大事故取消考试。扣分不超过10分。

程序编制

①程序要完整，有自动换刀，连续加工（除端面外，不允许手动加工）。②加工中有违反数控工艺（如未按小批量生产条件编程等），视情况酌情扣分。③扣分不超过20分。

其他项目

①一般按照GB1804-M。②工件必须完整，考件局部无缺陷（夹伤等）。③扣分不超过10分。

加工时间

定额时间，180分钟。到时间停止加工。

记录员

监考人

检验员

考评人

第一届全国数控技能大赛

数控铣（加工中心）实际操作模拟试题及评分标准

(学生组/职工组)

数控铣床加工操作模拟试题

20±0.1

40±0.1

SR50

180±0.02

Φ60

160±0.02

200±0.02

4-R10

2-R20

100±0.02

120±0.02

140±0.02

8-R6

6-Φ5

6-Φ8

B

A

0.1

B

0.1

A

考核要求：

1、不准用砂布及锉刀等修饰表面。

2、未注公差尺寸按

GB1804-M。

3、Φ8与Φ5两孔偏距不得大于0.054、材料及备料尺寸：45#（210×150×50）。

工种

数控铣床

图号

HNCM0001

单位

总得分

竞赛批次

机床编号

姓名

学历

序号

考核项目

考核内容及要求

配分

评分标准

检测结果

扣分

得分

备注

外形

200±0.02

IT

超差0.01扣2分

Ra

降一级扣2分

140±0.02

IT

超差0.01扣2分

Ra

降一级扣2分

IT

超差0.01扣2分

Ra

降一级扣2分

R10

IT

Ra

球

SR50

IT

超差0.01扣2分

Ra

降一级扣2分

φ60

型腔

100±0.02

IT

超差0.01扣1分

Ra

降一级扣2分

160±0.02

IT

超差0.01扣1分

Ra

降一级扣2分

两孔偏距

不合格不得分

孔位

160±0.08

IT

超差0.01扣1分

180±0.02

IT

超差0.01扣1分

120±0.02

IT

超差0.01扣1分

孔径

φ5

IT

超差0.01扣1分

6处

φ8

6处

形位公差

0.1

超差0.01扣1分

文明生产

按有关规定每违反一项从总分中扣3分，发生重大事故取消考试。扣分不超过10分。

程序编制

①程序要完整，有自动换刀，连续加工（除端面外，不允许手动加工）。②加工中有违反数控工艺（如未按小批量生产条件编程等），视情况酌情扣分。③扣分不超过20分。

其他项目

①一般按照GB1804-M。②工件必须完整，考件局部无缺陷（夹伤等）。③扣分不超过10分。

加工时间

定额时间，180分钟。到时间停止加工。

记录员

监考人

检验员