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關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；直流電機(jī)；伺服電機(jī)；工業(yè)控制

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

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，機(jī)床的自動化日益興起，其中機(jī)床系統(tǒng)內(nèi)的核心部分的驅(qū)動源，即電機(jī)，起著關(guān)鍵性的作用，數(shù)控機(jī)床借助于電機(jī)輸出的角位移和角速度，執(zhí)行相應(yīng)的動作；直流電機(jī)應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床，亦具有廣泛的應(yīng)用價值，其啟動轉(zhuǎn)矩一般較大，調(diào)速性能也較好，但其制造成本較高，可靠性也較差，相當(dāng)于馬達(dá)，在直流電的作用下，執(zhí)行相應(yīng)的輸出；伺服電機(jī)相當(dāng)于機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的無級變速裝置，區(qū)別于馬達(dá)，馬達(dá)一般是由直流或者交流電流直接驅(qū)動，無法實現(xiàn)調(diào)速性能，伺服電機(jī)則主要受到信號的控制，在信號的作用下，實現(xiàn)高速的動作，執(zhí)行相關(guān)的功能，其精度高，幾乎不受環(huán)境的影響。本文將針對數(shù)控機(jī)床的直流電機(jī)和交流伺服電機(jī)展開論述，全面而系統(tǒng)的分析和研究數(shù)控機(jī)床的驅(qū)動技術(shù)。

一、數(shù)控機(jī)床的直流電機(jī)驅(qū)動技術(shù)

過去，數(shù)控機(jī)床的主要驅(qū)動技術(shù)采用的是直流電機(jī)驅(qū)動，在實際應(yīng)用中，也廣泛的應(yīng)用，例如現(xiàn)今的大型的化工、冶金工業(yè)、大型同步發(fā)電機(jī)等等都廣泛的應(yīng)用，直流電機(jī)有諸多的優(yōu)點(diǎn)，其調(diào)速性能較好，特別對于航空、電力機(jī)車等應(yīng)用較好；如今的汽車電瓶、一些電動工具，較為屢見不鮮的機(jī)械設(shè)備中，直流電機(jī)也較為應(yīng)用廣泛。對于直流電機(jī)驅(qū)動，其為了達(dá)到較高的精度和機(jī)床的高速運(yùn)作，多應(yīng)用于高檔數(shù)控機(jī)床，對于一般的數(shù)控機(jī)床，直流電機(jī)驅(qū)動應(yīng)用較少，主要是其維護(hù)成本較高，可靠性較差。

對于現(xiàn)今的數(shù)控機(jī)床，數(shù)控機(jī)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(jī)驅(qū)動調(diào)速方便快捷，啟動轉(zhuǎn)矩較大，主要在大型的起重行業(yè)較為應(yīng)用多點(diǎn)，而對于數(shù)控機(jī)床本身而言，沒有實質(zhì)性的效果，直流電機(jī)一般都較大，使用和維護(hù)相對于交流伺服電機(jī)而言比較困難。

數(shù)控機(jī)床一般工藝流程較簡單，執(zhí)行簡單可靠即可，直流電機(jī)自身制造工藝復(fù)雜，其制造的成本的較高，其次是由于其維護(hù)較困難，對于數(shù)控機(jī)床，其長時間的實時運(yùn)作，柔度較大，應(yīng)用實際中，一般不允許有較多的故障出現(xiàn)，直流電機(jī)驅(qū)動，經(jīng)常性的出現(xiàn)卡機(jī)現(xiàn)象，也造成不便，其可靠性也較差。數(shù)控機(jī)床采用數(shù)控編程的思想，一般采用輸入信號電壓作為輸入電壓，電機(jī)根據(jù)輸入的脈寬數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的工作，對于數(shù)控機(jī)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(jī)作為驅(qū)動源。

二、數(shù)控機(jī)床的伺服電機(jī)驅(qū)動技術(shù)

數(shù)控機(jī)床多采用的伺服電機(jī)技術(shù)，在日常生活中多使用交流電，而且可調(diào)，應(yīng)用簡單方便靈活。對于伺服電機(jī)的輸出作為數(shù)控機(jī)床的驅(qū)動源，伺服電機(jī)通過接受到的電壓信號，識別信號的占空比，從而實現(xiàn)伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速的輸出控制，其占空比比較大，時間常數(shù)相應(yīng)比較小，能夠快速的響應(yīng)。

現(xiàn)今使用的多為交流伺服電機(jī)，交流伺服電機(jī)有著優(yōu)良的特性，執(zhí)行相應(yīng)時間小，其功率值的調(diào)動.范圍很大，相對于直流伺服電機(jī)而言，其執(zhí)行的精度雖高，但在成本和實用下，性能比遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于交流伺服電機(jī)，現(xiàn)如今，工業(yè)企業(yè)，機(jī)器人、流水線作業(yè)等等大小的實驗，均采用的是交流伺服電機(jī)，交流伺服電機(jī)分為同步交流伺服電機(jī)和異步交流伺服電機(jī)。交流伺服電機(jī)采用的是單片機(jī)輸入的脈寬數(shù)，執(zhí)行相應(yīng)的反應(yīng)動作，交流伺服電機(jī)通過接收到的脈寬數(shù)，執(zhí)行電機(jī)的主軸（輸出軸）的轉(zhuǎn)速的控制。

對于交流伺服電機(jī)，其驅(qū)動技術(shù)分為開環(huán)控制和閉環(huán)控制；對于開環(huán)交流伺服電機(jī)控制系統(tǒng)，交流伺服電機(jī)采用單片機(jī)輸入的PWM脈寬數(shù)，交流伺服電機(jī)通過接收到的PWM脈寬數(shù)，執(zhí)行電機(jī)的主軸的轉(zhuǎn)速的控制，沒有構(gòu)成負(fù)反饋，直接通過接收到的脈寬數(shù)，由一個脈寬數(shù)對應(yīng)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(huán)控制系統(tǒng)精度不高，無法和系統(tǒng)之間的通訊連接起來，由于控制系統(tǒng)脈寬數(shù)存在缺失的情況，控制效果較差，系統(tǒng)穩(wěn)定性不高，故開環(huán)交流伺服電機(jī)控制系統(tǒng)較難滿足工業(yè)化設(shè)計的要求。

閉環(huán)交流伺服電機(jī)控制系統(tǒng)增加了負(fù)反饋的連接，其閉環(huán)控制系統(tǒng)亦是采用脈寬計數(shù)，從而實現(xiàn)控制電機(jī)軸的角位移和角速度的輸出。由于交流伺服電機(jī)自身具有發(fā)送PWM脈寬數(shù)的功能，這個脈寬數(shù)在閉環(huán)控制系統(tǒng)中，和交流交流伺服電機(jī)接受到的脈寬數(shù)相互的影響，相互的調(diào)節(jié)，形成閉環(huán)控制系統(tǒng)，從而知道系統(tǒng)發(fā)送給了交流伺服電機(jī)多少脈寬數(shù)，交流伺服電機(jī)控制系統(tǒng)又收到了多少脈寬數(shù)，從而執(zhí)行精確的電機(jī)軸的轉(zhuǎn)速的輸出，閉環(huán)交流伺服電機(jī)控制系統(tǒng)，控制誤差較小，通過反饋回路，不斷的調(diào)整系統(tǒng)響應(yīng)參數(shù)，達(dá)到精確控制的目的，在現(xiàn)今的工業(yè)控制領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

三、結(jié)語

本文基于應(yīng)用廣泛的數(shù)控機(jī)床出發(fā)，淺析和探討了其驅(qū)動動力的方式，即直流電機(jī)驅(qū)動和交流伺服電機(jī)驅(qū)動，對于直流電機(jī)驅(qū)動，其為了達(dá)到較高的精度和機(jī)床的高速運(yùn)作，多應(yīng)用于高檔數(shù)控機(jī)床，對于一般的數(shù)控機(jī)床，直流電機(jī)驅(qū)動應(yīng)用較少，主要是其維護(hù)成本較高，可靠性較差；對于交流伺服電機(jī)而言，其應(yīng)用很廣泛，大小企業(yè)都采用交流伺服電機(jī)進(jìn)行控制，本文闡述了其控制技術(shù)的應(yīng)用，交流伺服電機(jī)的控制技術(shù)主要基于半閉環(huán)交流伺服電機(jī)控制技術(shù)、閉環(huán)交流伺服電機(jī)控制技術(shù)全面而系統(tǒng)的說明了交流伺服電機(jī)控制技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]宋書中，胡業(yè)發(fā)，周祖德.直線電機(jī)的發(fā)展及應(yīng)用概況[J].控制工程，2006，13（03） ：199 -201.

[2]張初生.伺服電機(jī)控制技術(shù).機(jī)電技術(shù)，2006.

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【關(guān)鍵詞】數(shù)控機(jī)床；維護(hù)；保養(yǎng)

數(shù)控機(jī)床是一種高效的自動化機(jī)床，其經(jīng)濟(jì)性能好，生產(chǎn)效益高，在現(xiàn)代工業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)中具有重要的地位。機(jī)床數(shù)控化已是世界機(jī)床制造業(yè)和機(jī)械加工的重要發(fā)展趨勢。數(shù)控技術(shù)的發(fā)展和完善起到了巨大的推動作用，機(jī)床的維護(hù)和保養(yǎng)可以大大延長機(jī)床的壽命，提高機(jī)床的加工效率。

一、我國數(shù)控機(jī)床行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

2006年《國務(wù)院關(guān)于加快振興裝備制造業(yè)的若干意見》指出把“發(fā)展大型、精密、高速數(shù)控裝備和數(shù)控系統(tǒng)及功能部件，改變大型、高精度數(shù)控機(jī)床大部分依賴進(jìn)口的現(xiàn)狀，滿足機(jī)械、航空航天等工業(yè)發(fā)展的需要。作為‘十一五’實現(xiàn)重點(diǎn)突破加快振興裝備制造業(yè)步伐的16個重大專項之一。從20世紀(jì)90年代后期起，由于我國工業(yè)現(xiàn)代化和國防工業(yè)與高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，對表征先進(jìn)制造裝備的數(shù)控機(jī)床提出了旺盛的需求。

數(shù)控機(jī)床行業(yè)供給量在從1998～2007年數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量是呈穩(wěn)步遞增趨勢， 2007年比1998年遞增了17.4倍多；從1998～2007年平均年增長率達(dá)37.7%。我國數(shù)控化率呈逐年遞增趨勢，由1992年的3.2％，遞增到2007年38.7％。與日本、美國、德國等發(fā)達(dá)國家相比，我國機(jī)床產(chǎn)品的數(shù)控化率水平還略顯低。

在數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的同時，數(shù)控機(jī)床的品質(zhì)和性能也得到提升，中檔普及型數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)量比例由上世紀(jì)末的20%增至40%左右，低檔經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床則由80%降至60%左右，

二、數(shù)控機(jī)床使用年限和故障高發(fā)期

數(shù)控機(jī)床的整個電氣控制系統(tǒng)硬件是由數(shù)以萬計的電子元器件組成的，他們的性能和壽命具有很大離散性，從宏觀來看分三個階段：一年之內(nèi)基本上處于 “磨合”階段。在該階段是故障多發(fā)期；第二階段為有效壽命階段，也就是充分發(fā)揮效能的階段。在合理使用和良好的日常維護(hù)保養(yǎng)的條件下，機(jī)床正常運(yùn)轉(zhuǎn)至少可在五年以上；第三階段為系統(tǒng)壽命衰老階段，數(shù)控系統(tǒng)一般使用到8年后電器硬件故障會逐漸增多，是故障高發(fā)期。數(shù)控系統(tǒng)的使用壽命平均在8～10年左右。加強(qiáng)維護(hù)保養(yǎng)可有效減低故障率，最大限度發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的作用。

三、數(shù)控機(jī)床使用維護(hù)的必要性

數(shù)控機(jī)床是一種高效的自動化機(jī)床，其經(jīng)濟(jì)性能好，生產(chǎn)效益高，它在生產(chǎn)上處于越來越重要地位，應(yīng)用也日益廣泛。機(jī)床數(shù)控化已是世界機(jī)床制造業(yè)和機(jī)械加工的重要發(fā)展趨勢。 數(shù)控機(jī)床是一種高投入的高效自動化機(jī)床。由于其投資比普通機(jī)床高得多，因此加強(qiáng)控機(jī)床日常維護(hù)和保養(yǎng)，提高機(jī)床利用率是十分重要的工作。

四、數(shù)控機(jī)床的使用和維護(hù)

數(shù)控機(jī)床在使用過程中，必須保證場地和環(huán)境符合機(jī)床的運(yùn)行條件。而機(jī)床維護(hù)在整個的機(jī)床的生命周期中又起著至關(guān)重要的作用，對數(shù)控機(jī)床標(biāo)定的技術(shù)指標(biāo)、可靠性，甚至使用壽命都會產(chǎn)生重要的影響。

1、數(shù)控機(jī)床的基本使用條件

在機(jī)床生產(chǎn)廠家提供的機(jī)床安裝使用指南中，對數(shù)控機(jī)床的使用條件提出了明確的要求，如機(jī)床運(yùn)行的環(huán)境溫度、濕度、海拔高度、供電指標(biāo)、接地要求、震動等。

（1）環(huán)境溫度一般在0-40度之間。

（2）精密加工中心為了保證良好的加工精度需選擇恒溫車間

（3）當(dāng)數(shù)控機(jī)床工作在高溫，特別是高濕的環(huán)境時減少機(jī)床斷電次數(shù)。對于高濕環(huán)境需選配加熱器，排除潔露。

對于高精度的機(jī)床，最好在機(jī)床做好隔震措施，以提 高機(jī)床的加工精度。

數(shù)控機(jī)床工作地最高海拔一般低于1000M。

電源是數(shù)控機(jī)床正常工作的重要標(biāo)志之一。要有穩(wěn)壓電源。

數(shù)控機(jī)床在生產(chǎn)現(xiàn)場的保護(hù)接地也是一個普遍存在的問題。 每個工位的電柜都應(yīng)配備獨(dú)立的接地保護(hù)。

2、數(shù)控機(jī)床的日常維護(hù)和保養(yǎng)

數(shù)控機(jī)床的日常維護(hù)也是數(shù)控機(jī)床運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性保證

是延長數(shù)控機(jī)床使用壽命的重要手段。

（1）機(jī)床的日常維護(hù)和保養(yǎng)。開啟機(jī)床進(jìn)行加工零件，就需要對機(jī)床進(jìn)行常規(guī)檢查。包括機(jī)床的油、冷卻液是否充足、主軸孔是否有銹蝕現(xiàn)象等。濕度較大地區(qū)還需檢查是否有潔露現(xiàn)象。使用完機(jī)床后，要認(rèn)真清掃，將臺面、導(dǎo)軌上的切削液擦干凈，并涂防銹油。并做好機(jī)床的使用記錄。

（2）數(shù)控機(jī)床的定期維護(hù)和保養(yǎng)。通過數(shù)控系統(tǒng)的維護(hù)信息，或者通過專門的調(diào)試軟件工具，來檢查各軸的伺服驅(qū)動系統(tǒng)空載電流。檢查數(shù)控機(jī)床電器柜狀況。

①檢查數(shù)控機(jī)床保護(hù)接地的接地電阻是否在規(guī)定的指標(biāo)內(nèi)。

②檢查各軸的反向間隙

③檢查刀具冷卻液，應(yīng)根據(jù)情況加注或更換冷卻液。

④數(shù)控機(jī)床采用高速主軸時配有主軸冷卻系統(tǒng)，需要檢查主軸冷卻效果，來決定是否加注制冷劑。

⑤檢查液壓系統(tǒng)的過濾器和檢查氣動系統(tǒng)的濾清器是否需要清洗或更換。

⑥檢查車床主軸的傳送帶是否磨損。

良好的機(jī)床保養(yǎng)和維護(hù)，是保證機(jī)床正常運(yùn)行、延長機(jī)床使用壽命的重要環(huán)節(jié)，一臺機(jī)床是否能夠按照設(shè)計要求充分發(fā)揮作用，日常的維護(hù)和保養(yǎng)是十分的重要的。對數(shù)控機(jī)床進(jìn)行專業(yè)維護(hù)、保養(yǎng)，其目的都是保證數(shù)控系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

當(dāng)今數(shù)控機(jī)床發(fā)展非常迅速，數(shù)控機(jī)床新品種不斷出現(xiàn)，高速、高精、高適應(yīng)性、多軸、復(fù)合和環(huán)保是主要發(fā)展趨勢。為了適應(yīng)數(shù)控機(jī)床應(yīng)用技術(shù)發(fā)展潮流，我們要跟蹤世界范圍內(nèi)數(shù)控機(jī)床發(fā)展新趨勢，不斷提高數(shù)控機(jī)床應(yīng)用水平，不斷學(xué)習(xí)新技術(shù)，加強(qiáng)維護(hù)與保養(yǎng)，降低故障率，為機(jī)床的高效利用奠定基礎(chǔ)，讓數(shù)控機(jī)床應(yīng)用為現(xiàn)代化建設(shè)做出更大貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]數(shù)控機(jī)床調(diào)試、使用與維護(hù) 主編王剛 化學(xué)工業(yè)出版社 2005.6

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關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；電氣控制元件；電氣工作原理

1 數(shù)控機(jī)床

電氣控制技術(shù)在數(shù)控機(jī)床上起著非常重要的作用，數(shù)控機(jī)床是機(jī)械設(shè)備中機(jī)電一體化的一個體現(xiàn)，而它的控制系統(tǒng)又可以叫做CNC系統(tǒng)，數(shù)控機(jī)床的組成是由數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、主軸裝置、數(shù)控機(jī)床的強(qiáng)電系統(tǒng)等，它的組成見圖1。

通過圖1可以看出CNC系統(tǒng)是整個數(shù)控機(jī)床的重要位置，是數(shù)控機(jī)床的控制中心，它是對操作系統(tǒng)中的語言進(jìn)行分析整合，轉(zhuǎn)化成控制信號，最終實現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的加工。

數(shù)控機(jī)床和其他普通機(jī)床一樣，都是主軸作主要的切削任務(wù)，而主軸的控制也是需要正反轉(zhuǎn)，可以調(diào)速。

對于機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動，它的區(qū)別就是將原有機(jī)床的機(jī)械驅(qū)動變?yōu)殡姎饪刂乞?qū)動，實現(xiàn)自動控制，控制系統(tǒng)是伺服系統(tǒng)，對整個機(jī)床的工作臺、電機(jī)、速度都可以監(jiān)控，如圖2。

在整個伺服控制系統(tǒng)中，主要是對終端執(zhí)行件的監(jiān)控，通過監(jiān)控它們的速度、位置，將它們的信號反饋回來，在伺服系統(tǒng)和CNC中處理后，在對下一步進(jìn)行指示。

2 電氣控制元件

數(shù)控機(jī)床電氣控制元件的選擇是對整個機(jī)床中所有應(yīng)用的元件，電動機(jī)的選擇，在數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)中電動機(jī)是最重要的，電動機(jī)在負(fù)載工作時，電動機(jī)的額定功率要大于機(jī)床的需要功率：

熱電器的選擇，熱電器是對數(shù)控機(jī)床中電路的保護(hù)，它的選擇是通過電動機(jī)的電流選擇，一般是選擇0.95～1.05倍的電動機(jī)額定電流。

中間繼電器，它是控制整個數(shù)控機(jī)床電路中傳遞中間信號的元件，是增加觸點(diǎn)數(shù)量的元件，它的選擇也是通過電動機(jī)來選擇。

在數(shù)控機(jī)床控制中，行程開關(guān)的應(yīng)用對整個機(jī)床的監(jiān)控起著很重要的作用，它們也稱作限位開關(guān)，它們是利用機(jī)械運(yùn)動產(chǎn)生電信號的元件，它主要對數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動、行程和位置的保護(hù)，避免機(jī)床運(yùn)動出規(guī)定的區(qū)間。

在機(jī)床中需要選取信號燈和照明燈，信號燈是對機(jī)床監(jiān)控的反饋，通過信號的提示，來了解機(jī)床是否正常，而照明燈是數(shù)控機(jī)床中必需的元件。

3 電氣工作原理

電氣控制原理是對數(shù)控機(jī)床控制的方式的選用，通過整個數(shù)控機(jī)床的控制方式的解析來理解電氣工作原理。在數(shù)控機(jī)床的控制方式中有開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床、閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床，開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床沒有檢測反饋裝置，CNC發(fā)出的信號不會產(chǎn)生反饋，是單向發(fā)出，只是將信號傳遞給執(zhí)行元件，這種控制比較簡單，系統(tǒng)穩(wěn)定，閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床也就反過來，它是安裝反饋裝置，例如同步器、光柵等。

開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床的工作原理是操作者將加工信號給機(jī)床，數(shù)控機(jī)床接到指令，將指令給數(shù)控裝置，數(shù)控裝置解析后通過驅(qū)動電路傳給伺服電動機(jī)，伺服電動機(jī)工作，通過傳動機(jī)構(gòu)，將最終工作臺運(yùn)動，實現(xiàn)加工。

閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床工作原理是數(shù)控機(jī)床接到指令，機(jī)床位置調(diào)節(jié)系統(tǒng)工作，通過伺服放大、伺服電動機(jī)、檢測工作臺的位置，工作臺將位置檢測信號通過位置測量裝置和速度測量裝置反饋給位置調(diào)節(jié)系統(tǒng)和速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，這兩個系統(tǒng)通過這個信號在重新定位工作臺，數(shù)控機(jī)床在進(jìn)行加工。

上述電路圖中工作臺正向運(yùn)動是KM1接觸器通電，反轉(zhuǎn)運(yùn)動是KM2通電，而工作臺動作停止是通過SQ1、SQ2、SQ3、SQ4這4個限位開關(guān)控制。

4 結(jié)束語

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展、現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)不斷的提高，對整個機(jī)械制造業(yè)的要求也在不斷的提升，生產(chǎn)的效率、生產(chǎn)的質(zhì)量都要有提升、數(shù)控機(jī)床也隨之變得非常重要。數(shù)控機(jī)床對大批大量生產(chǎn)有著不可或缺的地位。在這頻繁開發(fā)新技術(shù)的過程中，要使數(shù)控機(jī)床占有一席地位，就必須保證數(shù)控機(jī)床的自動化程度、電氣控制也就必須有設(shè)計高度，保證數(shù)控機(jī)床的先進(jìn)性，達(dá)到降低人工勞動力，實現(xiàn)生產(chǎn)的自動化。

參考文獻(xiàn)

[1]楊林建.機(jī)床電氣控制技術(shù)[M].北京理工大學(xué)出版社，2008.

[2]祖國建.電氣控制與PLC[M].華中科技大學(xué)出版社，2010.

篇4

進(jìn)入新世紀(jì)，科學(xué)技術(shù)得到了快速的發(fā)展，勞動生產(chǎn)率也得到了顯著的提高，現(xiàn)代社會發(fā)展追求的目標(biāo)是更加高效與節(jié)能的發(fā)展模式，提高數(shù)控機(jī)床機(jī)械技術(shù)加工效率這一命題也正是在這種背景下提出的。因此，我們可以得知提高數(shù)控機(jī)床機(jī)械技術(shù)加工效率是適應(yīng)時代潮流的產(chǎn)物，對于提高勞動生產(chǎn)率，促進(jìn)社會發(fā)展有著極其重要的意義。另一方面，提高數(shù)控機(jī)床機(jī)械技術(shù)加工效率可以降低勞動強(qiáng)度，降低成本投入，這也是響應(yīng)國家節(jié)能減排政策的具體體現(xiàn)。最后需要認(rèn)識到的是提高數(shù)控機(jī)床機(jī)械技術(shù)加工效率對于促進(jìn)加工企業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步也有著十分重要的意義和價值。綜上所述，提高數(shù)控機(jī)床機(jī)械技術(shù)加工效率對于現(xiàn)代社會的發(fā)展有著極其重要的理論意義與現(xiàn)實價值。

2影響數(shù)控機(jī)床機(jī)械技術(shù)加工效率的相關(guān)因素

1）規(guī)章制度不完善。

近些年，數(shù)控機(jī)床取得了一定的發(fā)，但是針對某些方面仍然存在一定的問題，一些設(shè)備與零件仍然存在很大的問題，在實際的工作之中數(shù)控機(jī)床還沒有制定合理科學(xué)的規(guī)章制度保障數(shù)控機(jī)床的正常工作，這是影響數(shù)控機(jī)床發(fā)展最為主要的因素之一。

2）編制程序有失規(guī)范。

數(shù)控機(jī)床與傳統(tǒng)機(jī)床相比較最為突出的有點(diǎn)就是增加了數(shù)字與計算機(jī)控制的部分，這就必然需要相關(guān)軟件的支撐，由此可見，軟件的編制程序?qū)τ谔岣邤?shù)控機(jī)床機(jī)械技術(shù)加工效率也有著十分重要的理論意義與現(xiàn)實價值。程序的編制在很大程度上可以對數(shù)控機(jī)床機(jī)械技術(shù)加工效率產(chǎn)生最為直接的影響。

3提高數(shù)控機(jī)床機(jī)械技術(shù)加工效率的策略

3.1軟件系統(tǒng)

1）專業(yè)操作人員。

在實際的工作之中，專業(yè)的操作人員對于提高控機(jī)床機(jī)械技術(shù)加工效率有著十分重要的作用，他們是對數(shù)控機(jī)床軟件進(jìn)行實際操作的人員，其專業(yè)能力與業(yè)務(wù)素養(yǎng)對于控機(jī)床機(jī)械技術(shù)加工效率有著直接的關(guān)系。因此，加工企業(yè)應(yīng)該充分的重視數(shù)控機(jī)床操作人員業(yè)務(wù)能力的提高。具體的實施方式有很多，其中比較重要的方式可以分為以下幾種：①加工企業(yè)應(yīng)該針對操作人員進(jìn)行定期的培訓(xùn)，不斷的提高他們的綜合素質(zhì)與業(yè)務(wù)能力，讓員工掌握相關(guān)的理論知識與注意事項；②應(yīng)該不斷引進(jìn)相關(guān)的專業(yè)人才整體提高數(shù)控機(jī)床操作人員的整體素質(zhì)，保障數(shù)控機(jī)床機(jī)械技術(shù)加工效率的提高。

2）進(jìn)一步規(guī)范操作流程。

與普通機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床在的操作流程更加復(fù)雜，操作工藝相對較多。因此，在實際的工作之中，為了進(jìn)一步提高數(shù)控機(jī)床機(jī)械技術(shù)加工效率，我們應(yīng)該嚴(yán)格的規(guī)范數(shù)控機(jī)床的操作流程，減少數(shù)控機(jī)床工作之中的冗雜流程，制度嚴(yán)格的工作步驟與檢驗步驟，真正實現(xiàn)數(shù)控機(jī)床工作的科學(xué)化與規(guī)范化，以此來提高數(shù)控機(jī)床機(jī)械技術(shù)加工效率。

3）創(chuàng)新管理模式。

數(shù)控機(jī)床有著其自身的特點(diǎn)，其中最為突出的特點(diǎn)就是需要進(jìn)行科學(xué)的管理，只有這樣才能更好的發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的優(yōu)勢，促進(jìn)加工企業(yè)的不斷發(fā)展與進(jìn)步。因此，在實際的工作之中一定要注重數(shù)控機(jī)床管理模式的創(chuàng)新，對不同工藝的數(shù)控機(jī)床制定不同的管理模式，實現(xiàn)管理模式的與時俱進(jìn)，只有這樣才能更好的促進(jìn)數(shù)控機(jī)床機(jī)械技術(shù)加工效率的提高。

3.2硬件方面

在提高數(shù)控機(jī)床機(jī)械技術(shù)加工效率過程中最為重要的方式就是注重硬件方面措施的采取，要充分的分析數(shù)控機(jī)床的工作特點(diǎn)，針對其具體的工作環(huán)境采取相應(yīng)的措施，在實際的工作中需要注意的方面很多其中比較重要的方面主要是以下幾個方面。

1）恒定的電網(wǎng)供電水平。

數(shù)控機(jī)床依靠科技技術(shù)與電腦尖端技術(shù)，對電網(wǎng)供電系統(tǒng)有著極為苛刻的限制。就目前應(yīng)用較為廣泛的數(shù)控機(jī)床來說，其裝置內(nèi)部欠壓保護(hù)裝置的報警系統(tǒng)在不穩(wěn)定的電網(wǎng)系統(tǒng)中很難維持恒定的工作狀態(tài)，要解決這個問題最直接的辦法就是根據(jù)運(yùn)行中數(shù)控機(jī)床的自身特性，有方向有策略的針對的配置交流穩(wěn)壓器，以減少高峰及低谷時段供電不穩(wěn)定對整個加工高效所產(chǎn)生的后果。

2）加強(qiáng)對設(shè)備選型的研究。

在實際的工作中，我們應(yīng)該注重加強(qiáng)數(shù)控機(jī)床設(shè)備選型的研究，尤其是針對數(shù)控系統(tǒng)方面也更是需要重視。在具體的工作之中，應(yīng)該根據(jù)工作的具體環(huán)境和具體條件，結(jié)合生產(chǎn)的產(chǎn)品等因素對設(shè)備的型號進(jìn)行選擇。另外，一個加工企業(yè)購買多種控機(jī)床的過程中應(yīng)該買一個廠家出產(chǎn)額設(shè)備，方便維修，有利于工藝之間的連接，從而實現(xiàn)數(shù)控機(jī)床機(jī)械技術(shù)加工效率的提高。

3）做好機(jī)床的維護(hù)和管理。

數(shù)控機(jī)床的管理與維護(hù)對于保障數(shù)控機(jī)床正常工作，提高數(shù)控機(jī)床的使用壽命有著極其重要的作用與價值。機(jī)床是對數(shù)控機(jī)床進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)最為重要的方式之一，要結(jié)合機(jī)床實際的工作環(huán)境與工作狀態(tài)，對機(jī)床進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋ｐB(yǎng)。另外，還應(yīng)該針對不同型號的機(jī)床選擇不同的油，只有這樣才能保障機(jī)床的正常工作，提高數(shù)控機(jī)床機(jī)械技術(shù)加工效率。

4結(jié)束語

篇5

關(guān)鍵詞：PLC；數(shù)控機(jī)床；控制系統(tǒng)

引言

隨著計算機(jī)技術(shù)與自動控制技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的控制已經(jīng)由傳統(tǒng)的繼電器邏輯電路RLC升級成了可編程邏輯控制器PLC。PLC在數(shù)控機(jī)床的控制中，不僅可以對各個坐標(biāo)軸進(jìn)行連續(xù)控制，還可以控制主軸的起停，刀具的更換，工件的夾緊，液壓系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、報警系統(tǒng)的控制。同時，PLC控制系統(tǒng)具有程序簡單清晰、硬件電路抗干擾能力好、可靠性高，高性價比的優(yōu)點(diǎn)。

1可編程邏輯控制器介紹

1.1PLC概述

可編程邏輯控制器PLC（ProgrammableLogicController）是一種數(shù)字運(yùn)算電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境下運(yùn)行而設(shè)計。它采用可編程序的存儲器，用于存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等特定功能的用戶指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入或輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊踢壿嬁刂破魇怯嬎銠C(jī)技術(shù)與自動控制技術(shù)有機(jī)結(jié)合的一種新型的工業(yè)控制器。具有以下特點(diǎn)：1）削弱了微機(jī)的數(shù)字處理功能，強(qiáng)化了邏輯運(yùn)算處理功能；2）具有很強(qiáng)的抗干擾能力，適應(yīng)惡劣的工業(yè)環(huán)境；3）結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，易于安裝在數(shù)控機(jī)床中；4）編程簡單、操作方便、易于控制。

1.2PLC分類

數(shù)控機(jī)床中采用的PLC控制系統(tǒng)種類很多，型號規(guī)格較多，按結(jié)構(gòu)形式分類可以分為兩類，一類是內(nèi)裝型PLC，一類是獨(dú)立型PLC。1.2.1內(nèi)裝型PLC內(nèi)裝型PLC是指數(shù)控機(jī)床CNC的生產(chǎn)商在設(shè)計研發(fā)時就將PLC與CNC綜合考慮，將PLC內(nèi)嵌進(jìn)數(shù)控機(jī)床中，PLC與CNC之間則通過CNC的輸入/輸出接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。該方式結(jié)構(gòu)簡單，PLC可以共用CNC的CPU，無需單獨(dú)供電，整臺機(jī)床的性價比較高。目前我國的沈陽機(jī)床廠、大連機(jī)床廠均在自助開發(fā)控制系統(tǒng)。1.2.2獨(dú)立型PLC獨(dú)立型PLC是指控制系統(tǒng)生產(chǎn)商單獨(dú)生產(chǎn)提供的，它們的輸入輸出接口，控制點(diǎn)數(shù)，程序存儲量、CPU功能均與對應(yīng)機(jī)床相適應(yīng)，能夠獨(dú)立的完成控制任務(wù)，因此又稱為通用型或外裝型PLC。獨(dú)立型PLC一般采用積木式模塊結(jié)構(gòu)或插板式結(jié)構(gòu)，形式簡單，易于維護(hù)、升級和擴(kuò)展。目前常用的獨(dú)立型PLC生產(chǎn)商有華中數(shù)控、德國西門子、日本發(fā)那科等。

2PLC的組成及工作方式

2.1PLC內(nèi)部結(jié)構(gòu)

PLC控制系統(tǒng)主要是由微處理器CPU、存儲器、輸入/輸出模塊、設(shè)備和電源組成。其中CPU與常用計算機(jī)的CPU一樣，是PLC控制系統(tǒng)的核心，用以解釋和處理程序中的命令，在運(yùn)行中可以讀取用戶程序，解釋指令的內(nèi)容，按指令規(guī)定的任務(wù)，產(chǎn)生相對應(yīng)的控制信號。存儲器分為系統(tǒng)存儲器和用戶存儲器，系統(tǒng)存儲器用以存儲監(jiān)控程序、模塊化應(yīng)用子程序和各系統(tǒng)參數(shù)，用戶存儲器用以存放用戶程序。擴(kuò)展單元當(dāng)主機(jī)默認(rèn)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)不夠時，可以擴(kuò)展模塊來增加輸入輸出的點(diǎn)數(shù)，不能單獨(dú)使用，只能與主機(jī)一起使用。設(shè)備包含編程器、繼電器、電磁閥和指示燈。

2.2工作方式

數(shù)控機(jī)床中的PLC控制系統(tǒng)的工作方式總是按順序執(zhí)行用戶編制的程序，在每一個時刻執(zhí)行一道命令，因為執(zhí)行速度非?？?，我們認(rèn)為該響應(yīng)為實時響應(yīng)。用戶在掃描程序時，掃描過程分為三個階段，輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段?？删幊炭刂破鲌?zhí)行完上述的三個階段為一個掃描周期，不同PLC的處理能力不同，一般執(zhí)行1000條指令時間約為1ms到10ms。輸入采樣階段：可編程邏輯控制器在輸入采樣階段以掃描的方式按照一定順序依次讀入輸入模塊的信息，并保存至寄存器中。在程序不斷被執(zhí)行時，當(dāng)外部輸入信號發(fā)生變化后，此時在寄存器中的信息也不會發(fā)生改變，只能在下一個工作周期從輸入采樣階段重新被讀入。程序執(zhí)行階段：在寄存器中的每一條指令首先被讀入，然后都會被掃描，掃描完成后進(jìn)行CPU的邏輯運(yùn)算，運(yùn)算后的結(jié)果經(jīng)過輸入輸出模塊運(yùn)送到輸出寄存器。輸出刷新階段：這是整個工作流程的最后一步，在所有指令執(zhí)行完成后，將輸出寄存器的輸出狀態(tài)送到輸出電路，形成最終控制輸出過程。

2.3PLC在數(shù)控機(jī)床中的控制功能

PLC是數(shù)控機(jī)床的控制中心，各個運(yùn)動的實現(xiàn)均依賴于PLC的控制，PLC的控制功能主要有以下五方面：操作面板的控制：操作面板分為系統(tǒng)操作面板和機(jī)床操作面板。系統(tǒng)操作面板的控制信號先是進(jìn)入NC，然后由NC送到PLC，控制數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行。機(jī)床操作面板控制信號，直接進(jìn)入PLC，控制機(jī)床的運(yùn)行。機(jī)床外部開關(guān)輸入信號：將機(jī)床側(cè)的開關(guān)信號輸入到送入PLC，進(jìn)行邏輯運(yùn)算。這些開關(guān)信號，包括很多檢測元件信號(如：行程開關(guān)、接近開關(guān)、模式選擇開關(guān)等等。輸出信號控制：PLC輸出信號經(jīng)控制電路中的繼電器、接觸器、電磁閥等輸出給控制對象。功能實現(xiàn)：系統(tǒng)送出T指令給PLC，經(jīng)過譯碼，在數(shù)據(jù)表內(nèi)檢索，找到T代碼指定的刀號，并與主軸刀號進(jìn)行比較。如果不符，發(fā)出換刀指令，刀具換刀，換刀完成后，系統(tǒng)發(fā)出完成信號。M功能實現(xiàn)：系統(tǒng)送出M指令給PLC，經(jīng)過譯碼，輸出控制信號，控制主軸正反轉(zhuǎn)和啟動停止等等。M指令完成，系統(tǒng)發(fā)出完成信號。

3結(jié)論

我國是一個制造業(yè)大國，對機(jī)床的需求量十分廣泛，但是我國的高端數(shù)控機(jī)床自主研發(fā)生產(chǎn)并不多，很多依賴進(jìn)口。未來數(shù)控機(jī)床的類型將更加多樣化，多工序集中加工的數(shù)控機(jī)床品種越來越多；激光加工等技術(shù)將應(yīng)用在切削加工機(jī)床上，從而擴(kuò)大多工序集中的工藝范圍；數(shù)控機(jī)床的自動化程度更加提高，并具有多種監(jiān)控功能，從而形成一個柔性制造單元，更加便于納入高度自動化的柔性制造系統(tǒng)中。

參考文獻(xiàn)

[1]陳子銀.數(shù)控機(jī)床電氣控制[M].北京:北京理工大學(xué)出版社,2006

[2]譚華,王建軍.PLC程序在數(shù)控機(jī)床故障診斷中的應(yīng)用[J].無錫商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報,2006,(6):10~13

篇6

關(guān)鍵詞 GPRS；監(jiān)控系統(tǒng)

中圖分類號TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708（2013）84-0195-02

GPRS對于我們來說并不陌生，可是我們了解GPRS最開始是知道他是應(yīng)用于手機(jī)，再后來是汽車的導(dǎo)航，而本文所要論述的是在數(shù)控機(jī)床上，GPRS如何去應(yīng)用尤其是對于數(shù)控機(jī)床的遠(yuǎn)程監(jiān)控方面。

1 GPRS設(shè)計的背景

科技的發(fā)展帶動了很多行業(yè)的發(fā)展，當(dāng)然也包括工業(yè)企業(yè)，數(shù)控技術(shù)作為科學(xué)技術(shù)的產(chǎn)物在現(xiàn)代企業(yè)已經(jīng)有了舉足輕重的作用，加快了制造業(yè)邁向數(shù)字化的腳步。眾所周知，數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)是非常突出的包括工作效率非常高、精度高、操作起來非常方便等等。這樣的優(yōu)點(diǎn)使數(shù)控機(jī)床的價格始終居高不下，而且在維修是也是需要一些專業(yè)的人員去進(jìn)行的，無形之中成本增加了更多。因此，只有找到一個適當(dāng)?shù)姆绞絹韺?shù)控機(jī)床進(jìn)行管理才能使得數(shù)控機(jī)床為企業(yè)創(chuàng)造最大的價值。

現(xiàn)在來看，數(shù)控機(jī)床雖然基本實現(xiàn)了自動控制，然而在管理方式上仍然是采用一些原始的人工來控制的方式例如在特定的實際進(jìn)行上報、打電話匯報等等諸如此類的形式。這樣的管理方式，最大的弊端就是由于故障出現(xiàn)的時候不能第一時間被發(fā)現(xiàn)所以使得系統(tǒng)運(yùn)行的整體效率不能滿足之前的設(shè)計，所以說原始的人工控制管理對數(shù)控機(jī)床實現(xiàn)靈活、集中的監(jiān)控和管理起到了一定的抑制。

真是在這樣的背景下，筆者受到GPRS在其它各個領(lǐng)域當(dāng)中的應(yīng)用，開發(fā)了本系統(tǒng)。整個系統(tǒng)以先進(jìn)的GPRS技術(shù)為基礎(chǔ)，融合了包括通信、計算機(jī)、遠(yuǎn)程故障診斷等目錄來說最先進(jìn)的技術(shù)，實現(xiàn)了對數(shù)控機(jī)床在管理上進(jìn)行實時監(jiān)控、故障的診斷以及報警等功能改變了之前數(shù)控機(jī)床的原始的人工控制，也就是說減少了人力成本的使用，而且提高了監(jiān)控效率。由于這種方式當(dāng)數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障的時候可以第一時間進(jìn)行診斷，從而縮減了各種故障給機(jī)床及生產(chǎn)說產(chǎn)生的一些負(fù)面的問題，也就是說可以使數(shù)控機(jī)床的使用年限延長的同時也給企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)價值。

2 數(shù)控機(jī)床中GPRS監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計思想

2.1 系統(tǒng)的整體設(shè)計

整個數(shù)控機(jī)床中GPRS監(jiān)控系統(tǒng)的主要部分分別是GPRS網(wǎng)絡(luò)、Internet以及數(shù)控機(jī)床監(jiān)控中心以及監(jiān)控終端這四大塊來組成， Internet將數(shù)控機(jī)床的監(jiān)控中心和GPRS網(wǎng)絡(luò)連接起來，這樣就可以將數(shù)控機(jī)床是實時工作情況傳送到數(shù)控機(jī)床的監(jiān)控中心，GPRS監(jiān)控系統(tǒng)并不復(fù)雜，可是卻實實在在的解決了數(shù)控機(jī)床之前無法第一時間發(fā)現(xiàn)和了解數(shù)控機(jī)床工作狀態(tài)的問題。

2.2 各個部分的設(shè)計

下面我們就要看一些各個部分的具體設(shè)計，首先說一些數(shù)控機(jī)床的監(jiān)控中心，它通過Internet上，同時采用IP+UDP協(xié)議（IP+UDP協(xié)議最大的優(yōu)點(diǎn)是開銷較小）來同GPRS實現(xiàn)互動和對話，將監(jiān)控中心所發(fā)出的一些命令，這些命令包括實時監(jiān)控、故障的診斷以及報警等等，它會以UDP數(shù)據(jù)報文的形式通過GPRS發(fā)送到數(shù)控機(jī)床的監(jiān)控終端，反過來監(jiān)控終端的信息同時也會反饋給監(jiān)控中心；在整系統(tǒng)中Internet的作用是一個紐帶的作用，它是將GPRS網(wǎng)絡(luò)同監(jiān)控中心連接在一起的紐帶；如果是Internet的作用是一個紐帶那么GPRS就是這個系統(tǒng)的一個通信載體，我們都知道GPRS技術(shù)目前在我國，已經(jīng)廣泛地被應(yīng)用于整個通信領(lǐng)域當(dāng)中，它的最大優(yōu)點(diǎn)就是傳輸速率夠強(qiáng)大，GPRS不僅僅是傳輸速度塊而且同時具有速率傳輸準(zhǔn)確兩大特點(diǎn)這就是為什么說GPRS對于信息的傳輸是一個最佳的選擇。整個數(shù)控機(jī)床的監(jiān)控系統(tǒng)可以通過GPRS來實現(xiàn)數(shù)控機(jī)床監(jiān)控中心和監(jiān)控中心通過Internet來實現(xiàn)互傳；數(shù)控機(jī)床的監(jiān)控終端作為系統(tǒng)的一個中心，它的主要工作就是對現(xiàn)場數(shù)據(jù)進(jìn)行采集之后傳送到數(shù)控機(jī)床監(jiān)控中心，另外一個作用就是對數(shù)控機(jī)床監(jiān)控中心通過Internet發(fā)送過來的數(shù)據(jù)進(jìn)行接收并進(jìn)行相應(yīng)的處理。

3 數(shù)控機(jī)床中GPRS監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計

3.1 系統(tǒng)所采用的通信協(xié)議

數(shù)控機(jī)床的監(jiān)控終端和監(jiān)控中心之間是以GPRS為媒介通過Internet來實現(xiàn)互聯(lián)，以實現(xiàn)將數(shù)據(jù)采集之后第一時間發(fā)送到出去及時的進(jìn)行處理，并且還有實現(xiàn)對監(jiān)控中心實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。這時候就必須要有個相應(yīng)的協(xié)議來實現(xiàn)數(shù)控機(jī)床和監(jiān)控中心終端之間的有意義約定。

首先我們給所要傳送的數(shù)據(jù)設(shè)定上起始和結(jié)束標(biāo)志，然后在監(jiān)控終端不同的監(jiān)控終端設(shè)定上不同的序號，每個不同的數(shù)控機(jī)床都有不同的監(jiān)控終端，也就是說這個序號就是區(qū)分不同數(shù)控機(jī)床的一個標(biāo)志；控制信息是監(jiān)控中心發(fā)給監(jiān)控終端的控制信息；當(dāng)監(jiān)控中心在發(fā)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床有不正常的現(xiàn)象時就會發(fā)出報警信息傳送到監(jiān)控終端；這樣我們就可以結(jié)合GPRS技術(shù)通過通信協(xié)議來實現(xiàn)整個工廠不同的數(shù)控機(jī)床的集中管理和控制了。

3.2 系統(tǒng)的軟件設(shè)計

監(jiān)控終端和監(jiān)控中心兩大模塊是整個系統(tǒng)軟件模塊當(dāng)中最重要模塊。首先我們來看一下監(jiān)控中心的組成是由數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器以及通信前置機(jī)來組合構(gòu)成的，來實現(xiàn)一些信息之間的整體互通。所以說在計算機(jī)上分別有不同的軟件來進(jìn)行運(yùn)行，當(dāng)然還有分別為兩個系統(tǒng)來設(shè)計不同的數(shù)據(jù)庫。監(jiān)控終端數(shù)控的功能是要將數(shù)據(jù)從數(shù)控機(jī)床的監(jiān)控終端進(jìn)行集中字一起，執(zhí)行監(jiān)控終端所發(fā)出的命令，將各個終端傳輸過來的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲已經(jīng)進(jìn)行必要的分析，這時候通過分析、比對就會發(fā)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行是夠是按照既定的運(yùn)行軌跡進(jìn)行的，如果發(fā)現(xiàn)異常那么就會立刻做報警處理，并在數(shù)據(jù)庫中將得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行備份處理。

數(shù)控機(jī)床監(jiān)控終端的軟件部分模塊分別是不同信號處理和傳輸。數(shù)控機(jī)床的監(jiān)控中心監(jiān)與控終端始終是以GPRS為媒介通過Internet來相連的，監(jiān)控終端對監(jiān)控中心發(fā)來的數(shù)據(jù)會第一時間去分析、處理，發(fā)現(xiàn)有異常的時候會第一時間發(fā)出警報，同時對異常的類型發(fā)出提示。

4 結(jié)論

上面所闡述的數(shù)控機(jī)床中GPRS監(jiān)控系統(tǒng)是以GPRS作為這個系統(tǒng)的一個平臺，它將GPRS在數(shù)據(jù)傳輸上速率傳輸準(zhǔn)確以及速度快的有點(diǎn)體現(xiàn)的淋漓盡致。同時將數(shù)控機(jī)床本身的特點(diǎn)融合在整個系統(tǒng)當(dāng)中，使得整個系統(tǒng)在一些大型的工業(yè)企業(yè)當(dāng)中可以被大力推廣。本系統(tǒng)已經(jīng)在一些工業(yè)企業(yè)當(dāng)中被實驗使用了，已經(jīng)證明了這個系統(tǒng)的使用性和經(jīng)濟(jì)性。

參考文獻(xiàn)

[1]劉利，鄧志良.基于GPRS的攤鋪機(jī)遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)[J].微計算機(jī)信息，2008，12：181-183.

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關(guān)鍵詞 PLC；數(shù)控機(jī)床；故障診斷

中圖分類號TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708（2012）77-0133-02

數(shù)控機(jī)床需要對坐標(biāo)軸運(yùn)動進(jìn)行控制，對諸如主軸轉(zhuǎn)動和停止進(jìn)行控制，對刀具交換，工件的扣緊及松開，切削液的開、關(guān)以及系統(tǒng)的運(yùn)行等進(jìn)行順序控制，另外還包括機(jī)床報警處理等。在現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床中通常采用可編程控制器來完成這些功能。

1 PLC的性能特點(diǎn)

PLC是專門為工業(yè)控制設(shè)計的控制器，實質(zhì)上是專門服務(wù)于工業(yè)控制領(lǐng)域的計算機(jī)系統(tǒng)，它是一種通用的產(chǎn)品，其內(nèi)部采用了由大規(guī)模集成電路構(gòu)成的微處理器和存儲器等，具有以下特點(diǎn)。

1）編程簡單。PLC的基本指令有限，梯形圖和傳統(tǒng)的繼電器控制圖相似，較容易掌握?？衫肞LC的輸入/輸出接口直接與繼電器、接觸器、電磁閥等連接，使用簡單。編制程序的步驟和方法容易學(xué)習(xí)，對程序進(jìn)行增減、修改和運(yùn)行監(jiān)視都很方便，編程人員一般具備電工知識以及一定文化水平，短時期內(nèi)就能學(xué)會；

2）通用性好。同一臺PLC只要改變軟件，就可以實現(xiàn)不同的控制要求。同時，PLC已實現(xiàn)產(chǎn)品系列化，可以由各品種組合成不同的控制系統(tǒng)，以滿足不同的控制要求；

3）功能強(qiáng)，體積小，重量輕，性能價格比高。一臺收錄機(jī)大小的PLC具有相當(dāng)于三個1.8m高的繼電器柜的功能。PLC的結(jié)構(gòu)緊密、堅固、體積小巧，容易裝入機(jī)械設(shè)備內(nèi)部，因而成為“機(jī)電一體化”的較理想的控制設(shè)備；

4）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。PLC是專門為工業(yè)控制而設(shè)計的專用計算機(jī)，能在惡劣的環(huán)境中可靠地工作，具有很強(qiáng)的抗干擾能力。

此外，PLC減少了設(shè)計及施工工作量。PLC的工作是在硬件的支持下，執(zhí)行軟件的全過程，PLC的工作過程是周期循環(huán)掃描的工作過程。掃描既可按固定順序進(jìn)行，也可按用戶程序規(guī)定的可變順序進(jìn)行。

2 數(shù)控機(jī)床中PLC的功能

2.1 機(jī)床操作面板控制

PLC可將操作面板上的信號送入接口信號區(qū)，實現(xiàn)對數(shù)控系統(tǒng)的運(yùn)行控制。其中包括M、S、T功能。S功能處理：主軸轉(zhuǎn)速可以用S二位代碼或四位代碼直接指定。T功能處理：數(shù)控機(jī)床通過PLC可管理刀庫，進(jìn)行刀具自動交換。M功能是輔助功能。

2.2 輸入信號控制

PLC接到來自機(jī)床側(cè)的開關(guān)輸入信號后，通過邏輯運(yùn)算，再傳遞給控制對象，從而實現(xiàn)對各類開關(guān)的控制，如溫控開關(guān)、形成開關(guān)、壓力開關(guān)等。

2.3 輸出信號控制

PLC可將輸出的信號經(jīng)過繼電器、接觸器，并通過液壓或氣動電磁閥，對各種操作裝置、電動機(jī)和電磁制動器等進(jìn)行控制。

2.4 伺服控制

PLC可通過驅(qū)動裝置實現(xiàn)對各類電動機(jī)的伺服控制。

2.5 報警處理控制

當(dāng)機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)出現(xiàn)故障時，PLC可及時收集故障信號，數(shù)據(jù)系統(tǒng)將顯示具體的報警信號，以便于故障診斷。

3 數(shù)控機(jī)床中PLC的軟件編程

PLC的系統(tǒng)軟件由廠家編寫并固化在ROM中，用來管理協(xié)調(diào)各部分的工作，循環(huán)檢測輸入口的狀態(tài)，解算用戶應(yīng)用邏輯程序。應(yīng)用軟件是用戶根據(jù)系統(tǒng)控制的需要而編寫的應(yīng)用程序，用以實現(xiàn)用戶的控制要求。PLC的編程語言通常為梯形圖，功能圖和布爾邏輯編程。其中梯形圖的應(yīng)用最為廣泛，形式上類似于繼電器控制電路圖，簡單、直觀、易讀、好懂。

數(shù)控機(jī)床中的PLC編程步驟如下：1）確定控制對象 選定PLC的型號及其硬件配置。不同型號的PLC具有不同的硬件組成和性能指標(biāo)。PLC性能指標(biāo)主要考慮其基本的I/O點(diǎn)數(shù)和存儲量；2）制作接口格式并定義輸入/輸出信號需要設(shè)計和編制下列接口技術(shù)文件：輸入和輸出信號電路原理圖，地址表，PLC數(shù)據(jù)表；3）制作梯形圖 在分析機(jī)床工作原理或動作順序的基礎(chǔ)上，用流程圖、時序圖等描述信號與機(jī)床運(yùn)動之間的邏輯順序關(guān)系，據(jù)此設(shè)計制作梯形圖；4）順序的輸入、調(diào)試及確}人 把梯形圖轉(zhuǎn)換成指令表的格式，然后用編程器鍵盤寫入順序程序。接下來用仿真裝置或模擬臺進(jìn)行調(diào)試、修改；5）順序程序固化存儲和文件整理 將經(jīng)過反復(fù)調(diào)試并確認(rèn)無誤的順序程序固化到EPROM中，并將程序存人軟盤或光盤。同時整理出有關(guān)圖紙及維修所需資料。

4 PLC在數(shù)控機(jī)床故障診斷中的應(yīng)用

在現(xiàn)在的數(shù)控系統(tǒng)中，PLC都具有很完善的自診斷功能，當(dāng)機(jī)床在使用和操作過程中出現(xiàn)故障時，可以在CRT上顯示出故障的報警信息，操作和維修人員可以充分的利用這些信息，從而迅速而準(zhǔn)確的找到故障的原因并加以排除。數(shù)控機(jī)床操作過程的每個動作都有明確的順序，自動交換動作也是按照既定的操作順序完成。PLC在數(shù)控機(jī)床故障診斷中的應(yīng)用就是基于機(jī)械裝置運(yùn)動過程的先后順序，將正常情況的操作和故障情況相對比，發(fā)現(xiàn)問題，診斷原因。由于控制對象的工作原理是PLC設(shè)計的基礎(chǔ)，維護(hù)人員可以分析相關(guān)工作原理，并依據(jù)PLC的I/O狀態(tài)，對機(jī)床設(shè)備的故障及原因做出診斷。

在數(shù)控機(jī)床中，PLC是通過I/O接口實現(xiàn)對輸入和輸出信號的傳遞，如果機(jī)床發(fā)生故障，往往會表現(xiàn)在接口通道，維護(hù)人員發(fā)現(xiàn)接口通道的問題，就可及時對機(jī)床故障加以診斷。數(shù)控系統(tǒng)不是由于硬件原因產(chǎn)生故障的時候，維護(hù)人員可以只通過查看PLC的I/O接口狀態(tài)，而不需要查看梯形圖和電路圖就能找出故障的原因。另外維護(hù)人員還可以通過比較正常狀態(tài)下和故障狀態(tài)下數(shù)控機(jī)床的輸入，輸出狀態(tài)列表來判斷故障位置。解決數(shù)控機(jī)床故障的最基本的方法，是通過數(shù)控機(jī)床的PLC梯形圖分析和診斷故障。此外，在數(shù)控系統(tǒng)PLC出現(xiàn)故障的時候，有一些情況，也可以通過查看輸入/輸出及標(biāo)志狀態(tài)的變化，根據(jù)PLC的動作變化，可以分析出故障的原因。

綜上所述，數(shù)控機(jī)床PLC故障診斷的要點(diǎn)如下：首先要了解數(shù)控機(jī)床各部分檢測開關(guān)的安裝位置，如：數(shù)控機(jī)床的刀架、刀庫、機(jī)械手、氣壓和液壓裝置、壓力開關(guān)等，并且要明確PLC信號輸入所對應(yīng)的標(biāo)志。其次要了解機(jī)床操作執(zhí)行過程中的動作順序，以及PLC信號輸出所對應(yīng)的標(biāo)志。最后要了解各種條件標(biāo)志，如啟動、停滯、加緊、松開及限位的標(biāo)志信號，以便于工作人員時刻跟蹤PLC梯形圖的變化，根據(jù)各種故障信息，按照數(shù)控機(jī)床工作原理及時診斷，并確定正確的維修方法。

參考文獻(xiàn)

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隨著數(shù)控技術(shù)的快速發(fā)展，它已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到醫(yī)療設(shè)備、軍事裝備、制造行業(yè)等諸多領(lǐng)域，并發(fā)揮著越來越重要的作用[1]。數(shù)控技術(shù)在使用過程中，由于自身技術(shù)水平、質(zhì)量、精度、性能等方面的影響，及時補(bǔ)充技術(shù)水平，才能保證數(shù)控技術(shù)的發(fā)展速度[2]。由于數(shù)控機(jī)床控制對接的過程是一個十分復(fù)雜的過程，因此，數(shù)控機(jī)床控制對接軟件設(shè)計方法，成為工業(yè)領(lǐng)域需要研究的核心問題，受到很多專家的重點(diǎn)關(guān)注[3]。當(dāng)前階段，主要的數(shù)控機(jī)床控制對接軟件設(shè)計方法主要包括基于運(yùn)動軌跡跟蹤算法的數(shù)控機(jī)床控制對接軟件設(shè)計方法[4]、基于特征點(diǎn)重疊算法的數(shù)控機(jī)床控制對接軟件設(shè)計方法和基于三維立體技術(shù)的數(shù)控機(jī)床控制對接軟件設(shè)計方法[5,6]。由于數(shù)控機(jī)床控制對接軟件設(shè)計方法在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用范圍十分廣泛，因此，擁有廣闊的發(fā)展前景，成為很多科研單位研究的重點(diǎn)課題。

1系統(tǒng)總體架構(gòu)

數(shù)控機(jī)床控制對接系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。硬件部分主要有CCD視頻采集器、SEED-VPM64圖像處理DSP、MC9S12DG128微處理器、蓄電池、LED顯示器、SATA硬盤等夠成。圖像采集系統(tǒng)基于TMS320DM642內(nèi)核的SEED-VPM64圖像處理DSP構(gòu)成，為了提高圖像的處理性能，采用MC9S12DG128微處理器實現(xiàn)對數(shù)控機(jī)床控制對接狀態(tài)參數(shù)的采集和警示。LED液晶顯示器的分辨率是1920×1280，存儲介質(zhì)采用250G的硬盤。CCD圖像采集器的作用是采集數(shù)控機(jī)床控制對接過程的圖像信息，是系統(tǒng)的核心部分。它包括PAL和NTSC兩種圖像格式，NTSC格式的圖像色彩穩(wěn)定性較差，容易闡述相位失真，而PAL格式的圖像則能避免上述缺陷，因此采用PAL格式的CCD圖像采集器。由于數(shù)控機(jī)床控制對接的過程是個十分精密的過程，因此，CCD圖像采集器采用高保真TFT彩色CCD圖像采集器，其型號為OTAM。

2系統(tǒng)關(guān)鍵模塊的硬件設(shè)計

2.1SEED-VPM642圖像處理模塊的硬件設(shè)計

SEED-VPM642圖像處理DSP的核心是SEED-VPM642，其核心頻率為800MHz，處理性能為6000MIPS，能夠同時進(jìn)行4路CIF格式的H384圖像壓縮算法。SDRAM為2G×64位，F(xiàn)lash為1G×32位，在上面有8個PAL/NTFS格式的圖像輸入接口。2個PAL/NTFS格式的圖像輸出接口。2個RS232/RS485串行通信接口。RTC實時時鐘可以為圖像的采集和處理提供系統(tǒng)時間。8個信號輸入/輸出接口，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)的監(jiān)測和控制。SATA硬盤接口能夠儲存大量的數(shù)控機(jī)床控制對接圖像。圖像處理模塊各連接與引腳設(shè)計圖如圖2所示。上圖中，SEED-VPM642微處理芯片上有4個VIDEOPORT口，所有的VIDEOPORT口都有一個24位的數(shù)據(jù)線和一個時鐘信號VP×CLK0，同時包括圖像輸出和輸入時鐘信號VP×CLK1、3個VP×CLK0、VP×CLK1以及VP×CLK2圖像源信號。其中每個圖像接口都被分成上下兩個信號通道。系統(tǒng)將SEED-VPM642中的VP1當(dāng)作圖像的輸入、輸出接口。圖像解碼芯片采用TVP5150PBS，圖像編碼芯片采用SAA712H。

2.2圖像解碼模塊的硬件設(shè)計

圖像解碼模塊采用的芯片為TVP5150，其可以接收2路CVBS圖像輸入信號和1路Y/C圖像輸入信號，其連接與引腳設(shè)計如下圖3所示。TVP5150根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的IIC總線進(jìn)行配置，其GPCL引腳能夠作為VP0口的CAPEN，用來控制圖像的采集。當(dāng)GPCL引腳設(shè)置為“1”時，VP0口能夠?qū)崿F(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的采集，數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾首罡邽?00KbITS，圖像信號輸入范圍是0.75V。CCD圖像采集器采集到的PAL圖像信號經(jīng)過TVP5150轉(zhuǎn)換為YUV4:2:2數(shù)字色差信號，輸出圖像的格式為ITU-RBT656，通過IIC總線輸出圖像信號。圖像數(shù)據(jù)被暫時儲存在SDRAM中，利用DSP對SDRAM中的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，并進(jìn)行圖像處理。

2.3電源模塊及串口轉(zhuǎn)換模塊的硬件設(shè)計

電源模塊是保證終端系統(tǒng)運(yùn)行性能穩(wěn)定的重要手段，電源管理設(shè)計引角連接如圖4所示。上圖的電源設(shè)計中加入了LMN117對直流的電流進(jìn)行轉(zhuǎn)換，消除外部的干擾。在電源與地間接入了一個二極管D5保證電源的供電穩(wěn)定。計算機(jī)串口處理的電平是RS-232本文設(shè)計的電平串口轉(zhuǎn)換電路如圖5所示。

3軟件設(shè)計

3.1對接控制模塊的功能設(shè)計

數(shù)控機(jī)床控制對接采用伸縮管方式，其對接示意圖如圖6所示。上圖中，T、U分別為數(shù)控機(jī)床、UAV的質(zhì)心；Pj表示特征點(diǎn)；B為對接點(diǎn)，它在數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系下位置是固定的；R為UAV的口位置；C為系統(tǒng)攝像機(jī)的位置。所有坐標(biāo)系都采用了ISO體系?；谏鲜鰯?shù)控機(jī)床控制對接過程的特殊性，系統(tǒng)設(shè)計控制軟件的主要功能包括：與測量設(shè)備和對接裝置的接口控制、對接裝置與機(jī)床初始位置定位、采集定位基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)、機(jī)床與對接裝置的姿態(tài)計算、產(chǎn)生并傳輸對接裝置控制信號、對接過程控制、對接狀態(tài)監(jiān)控、對接過程視覺校驗、對接圖像顯示等。根據(jù)上述功能的需要，系統(tǒng)控制軟件主要分為對接接口管理、對接基準(zhǔn)點(diǎn)計算、對接之前的機(jī)床調(diào)整、對接運(yùn)動控制、視覺校驗和參數(shù)處理等模塊。

3.2軟件的整體設(shè)計

以VisualC++6.0為基礎(chǔ)，結(jié)合OpenCASCADE的幾何形狀數(shù)據(jù)庫和視覺校驗交互數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)控機(jī)床控制對接的軟件的設(shè)計。圖7能夠描述軟件控制數(shù)控機(jī)床控制對接過程中的控制軟件設(shè)計流程。系統(tǒng)控制軟件需要利用TCP/IP通信協(xié)議才能實現(xiàn)與控制器進(jìn)行連接通信，是間接與脈沖跟蹤儀進(jìn)行連接，同時利用脈沖跟蹤儀自帶的編程接口，進(jìn)行對脈沖跟蹤儀的控制。如圖8所示。對接基準(zhǔn)點(diǎn)的測量過程為：1）連接控制器；2）對脈沖跟蹤儀進(jìn)行處理化操作；3）下達(dá)測量指令，獲取油管錐套的控制位置信息并發(fā)送到控制系統(tǒng)；4）結(jié)束測量過程，并斷開連接。

3.3機(jī)床控制對接過程的計算

設(shè)置機(jī)床與錐套都是剛體，器空間機(jī)床姿態(tài)能夠用歐拉角和坐標(biāo)值進(jìn)行描述。設(shè)置對接基準(zhǔn)點(diǎn)的實際坐標(biāo)是(,,)ssssTxyzp=ppp，則測量點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)是(,,)ccccTxyzp=ppp，則sp與cp的關(guān)系能夠用下述公式進(jìn)行描述：將上述機(jī)床姿態(tài)算法集成到系統(tǒng)控制軟件中，根據(jù)機(jī)床上的4個基準(zhǔn)點(diǎn)即可計算出當(dāng)前的對接姿態(tài)。將當(dāng)前姿態(tài)與設(shè)定的姿態(tài)進(jìn)行對比能夠獲取姿態(tài)的差值，將姿態(tài)差值轉(zhuǎn)化為運(yùn)動控制器在x,y,z方向上的位移量，然后調(diào)整控制器的運(yùn)動，從而消除姿態(tài)差值，實現(xiàn)了對接過程中的機(jī)床姿態(tài)調(diào)整。3.4對接過程的視覺校驗的實現(xiàn)數(shù)控機(jī)床控制對接過程的視覺校驗過程需要利用OPENCASCDE的幾何形狀數(shù)據(jù)庫和可視化交互數(shù)據(jù)庫。在軟件編寫的過程中需要將對應(yīng)的動態(tài)連接引入到系統(tǒng)。視覺校驗的基本步驟是：1）采集對接圖像，創(chuàng)建一個3DVIEWER視窗，用于對接過程的顯示；2）在視窗中構(gòu)建一個AISContext交互系統(tǒng)，用于視窗中對接狀態(tài)的操作和管理。3）將建立的對接過程的CAD模型轉(zhuǎn)換為交互對象，利用AISContext進(jìn)行控制。需要在視窗中顯示IGES格式存儲的對接三維模型，其關(guān)鍵代碼如下所述：

4實驗與分析

為了驗證本文設(shè)計軟件的有效性，需要進(jìn)行一次實驗。在實驗的過程中，利用仿真軟件MATLAB7.1構(gòu)建數(shù)控機(jī)床控制對接實驗環(huán)境。分別利用傳統(tǒng)軟件和本文軟件對數(shù)控機(jī)床控制對接過程進(jìn)行設(shè)計。試驗環(huán)境如圖9所示。根據(jù)上圖實驗結(jié)果能夠得知，在數(shù)控機(jī)床控制對接實驗的過程中，利用傳統(tǒng)的軟件進(jìn)行對接控制的過程，由于沒有考慮外界環(huán)境的復(fù)雜情況，造成需要的時間遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于本文軟件進(jìn)行對接控制的過程。而利用本文軟件則能夠避免傳統(tǒng)系統(tǒng)的弊端。從而縮短了數(shù)控機(jī)床控制對接過程需要的時間。將上述實驗過程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析，能夠得到表1中的實驗結(jié)果。在上述實驗的過程中，在不同軟件控制下的機(jī)床的受力情況如圖11所示。根據(jù)圖11實驗結(jié)果能夠得知，利用傳統(tǒng)軟件進(jìn)行數(shù)控機(jī)床控制對接控制，軟管錐套受到的拉力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于本文軟件控制下的機(jī)床，增加機(jī)床損壞的風(fēng)險。而利用本文軟件控制下的機(jī)床受力情況十分均勻，合理，從而保證了對接過程中的安全。針對上述數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析，能夠得到表2中的實驗數(shù)據(jù)。根據(jù)上表實驗結(jié)果能夠得知，利用本文系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)控機(jī)床控制對接，能夠有效保證對接過程中的安全，充分體現(xiàn)出本文軟件的優(yōu)越性。

5結(jié)束語

篇9

【關(guān)鍵詞】數(shù)控機(jī)床，電氣維修；經(jīng)濟(jì)效益

0.引言

近年來，我國工業(yè)發(fā)展規(guī)模不斷擴(kuò)大，對工業(yè)生產(chǎn)效率要求也在不斷提高。數(shù)控機(jī)床作為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)不可或缺的一部分，在數(shù)控機(jī)電氣運(yùn)行過程中，受多種因素的影響，會造成設(shè)備出現(xiàn)故障，進(jìn)而影響到數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)運(yùn)行效率，不利于生產(chǎn)效率的提高。電氣維修技術(shù)作為數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的保障，加大數(shù)控機(jī)床電氣維修技術(shù)的應(yīng)用可以有效地提高數(shù)控機(jī)床電氣設(shè)備運(yùn)行效率，為企業(yè)帶來更好的經(jīng)濟(jì)效益。

1.數(shù)控機(jī)床的電氣維修的重要性

隨著經(jīng)濟(jì)、科技的不斷發(fā)展，我國工業(yè)事業(yè)得到了飛速發(fā)展。數(shù)控機(jī)床設(shè)備作為現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展不可或缺的一部分，數(shù)控機(jī)床是一種高效率的自動化自創(chuàng)，數(shù)控機(jī)床設(shè)備的應(yīng)用極大的提高工業(yè)生產(chǎn)效率。在這個競爭日益激烈的市場環(huán)境下，經(jīng)濟(jì)效益是企業(yè)生存的保障，而企業(yè)為了更好地生存，就會加大生產(chǎn)，加重數(shù)控機(jī)床設(shè)備的負(fù)荷，而在數(shù)控機(jī)床設(shè)備運(yùn)行過程中，由于過量的操作，長時間運(yùn)行，會造成電氣發(fā)熱，導(dǎo)致一些性能交差的原件經(jīng)不住考驗而出現(xiàn)故障，對于數(shù)控機(jī)床設(shè)備而言，它本身比較昂貴，而企業(yè)不合理的加工工序，長時間的使用數(shù)控機(jī)床，很容易就會造成數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)故障，使得運(yùn)行過程合縱數(shù)控機(jī)床失效，造成工作的停頓，影響到生產(chǎn)進(jìn)度和效率。數(shù)控機(jī)床電氣維修技術(shù)作為數(shù)控機(jī)床穩(wěn)定運(yùn)行的保障，只有做好數(shù)控機(jī)床電氣維修工作，才能降低數(shù)控機(jī)床設(shè)備故障，保障數(shù)控機(jī)床設(shè)備在生命周期內(nèi)正常運(yùn)行，發(fā)揮其功效，繼而不斷提高生產(chǎn)效率，為企業(yè)帶來更好的經(jīng)濟(jì)效益[1]。

2.數(shù)控機(jī)床電氣故障分類

2.1硬件故障

數(shù)控機(jī)床設(shè)備一種電氣化的設(shè)備，在運(yùn)行過程中，很容易出現(xiàn)數(shù)控機(jī)床電氣硬件故障，如電子故障、電器件故障、線路故障、接插件故障等，這些故障的發(fā)生會影響到數(shù)控機(jī)床運(yùn)行效率。

2.2PLC故障

PLC 作為一種重要的工作裝置，它是以計算機(jī)為核心技術(shù)，對工業(yè)電器系統(tǒng)中的繼電器進(jìn)行邏輯編輯控制。然而在數(shù)控機(jī)床電氣運(yùn)行過程中，受多種因素的影響，會造成PLC裝置出現(xiàn)故障，一旦PLC裝置出現(xiàn)故障，就會影響到整個電氣系統(tǒng)的運(yùn)行。

3.電氣繼電保護(hù)的維修技術(shù)

3.1觀察法

數(shù)控機(jī)床作為一種機(jī)械設(shè)備，而在這個就講究效益的社會環(huán)境下，企業(yè)就會批量的加工生產(chǎn)，進(jìn)而使得數(shù)控機(jī)床設(shè)備出現(xiàn)超負(fù)荷運(yùn)行，電氣設(shè)備就會因過壓而出現(xiàn)短路、燒壞線等問題。針對這類的故障，往往會有明顯的外部現(xiàn)象，如燒焦、電氣裝置發(fā)熱、冒煙等。此時，通過眼睛直接觀察，就可以判定出故障的所在。如果觀察到電氣裝置內(nèi)部發(fā)黃、有燒焦氣味散出，則就可以斷定為繼電裝置出現(xiàn)故障，進(jìn)而維修人員就要基礎(chǔ)更換已經(jīng)損壞的元件，確保系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。

3.2對比法

對比法就是通過兩臺型號、性能相同的裝置進(jìn)行比較，通過測試兩臺電氣設(shè)備的性能才找出故障的所在。在數(shù)控機(jī)床電氣設(shè)備運(yùn)行過程中，當(dāng)電氣設(shè)備出現(xiàn)故障時，可以利用一臺與該故障設(shè)備型號、性能相同的設(shè)備進(jìn)行比較，讓兩臺裝置在相同情況下運(yùn)行，通過觀察兩臺儀表測到的信號來進(jìn)行對比，進(jìn)而判斷故障所在。

3.3故障分析

數(shù)控機(jī)床電氣設(shè)備發(fā)生故障后，首先要確定設(shè)備類型，然后以當(dāng)前的顯示參數(shù)為依據(jù)，迅速判斷設(shè)備的具體故障，設(shè)備故障分析與檢修的前提必須是足夠了解電力運(yùn)行相關(guān)參數(shù)及其他相關(guān)理論知識，檢修前應(yīng)向工作人員詢問生產(chǎn)過程當(dāng)中的工藝情況以及故障前的參數(shù)變化，查詢裝置運(yùn)行記錄等工作[2]。

3.4備件置換法

當(dāng)故障分析結(jié)果集中于某一印制電路板上時，由于電路集成度的不斷擴(kuò)大而要把故障落實于其上某一區(qū)域乃至某一元件是十分困難的，為了縮短停機(jī)時間，在有相同備件的條件下可以先將備件換上，然后再去檢查修復(fù)故障板。設(shè)備的更換必須是在斷電情況下進(jìn)行，確保維修技術(shù)人員的人身安全。另外，針對一些特殊的元件，必須嚴(yán)格按照操作說明進(jìn)行，如，電路板，在更換電路板的時候，一定要記錄下原有的開關(guān)位置和設(shè)定狀態(tài)，并將新板作好同樣的設(shè)定，否則會產(chǎn)生報警而不能工作[3]。

3.5數(shù)控系統(tǒng)的控制

數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性、可靠性直接關(guān)系到了數(shù)控機(jī)床電氣運(yùn)行效率。為了給企業(yè)創(chuàng)造更多的價值，就必須做好數(shù)控系統(tǒng)的管理[4]。首先，利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，建立開放式的數(shù)控系統(tǒng)，通過利用數(shù)字、文字和符號組成的數(shù)字指令來實現(xiàn)一臺或多臺機(jī)械設(shè)備動作控制，它所控制的通常是位置、角度、速度等機(jī)械量和開關(guān)量，實現(xiàn)數(shù)控機(jī)床電氣的自動化控制；其次，要安排專業(yè)的技術(shù)人員，對數(shù)控機(jī)床電氣設(shè)備進(jìn)行日常管理，做好日常記錄工作和技術(shù)分析，確保電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。

3.6電源線路的選擇

電源是提供計算機(jī)中所有部件所需要的電能。電源功率的大小，電流和電壓是否穩(wěn)定，將直接影響計算機(jī)的工作性能和使用壽命。在數(shù)控機(jī)床電氣運(yùn)行過程中，電源是數(shù)控機(jī)床運(yùn)作的基礎(chǔ)，電源線路的好壞直接關(guān)系到數(shù)控機(jī)床運(yùn)作的連續(xù)性、穩(wěn)定性。在電氣系統(tǒng)中，變頻器的工作方式是先將系統(tǒng)中導(dǎo)入的交流電轉(zhuǎn)換為直流電，再將直流電變?yōu)榻涣麟?，在?shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)中，電氣控制系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)電源模塊，將進(jìn)入系統(tǒng)中的交流電通過調(diào)頻器轉(zhuǎn)換為一定的直流電，從而滿足電氣系統(tǒng)的用電需求，同時通過對電源線路的優(yōu)化設(shè)計，在系統(tǒng)斷電之后，機(jī)床信號可以得到歸零，在系統(tǒng)通電后，機(jī)床信號就會自行恢復(fù)，從而保障了數(shù)控系統(tǒng)的可行性[5]。

3.結(jié)語

在這個競爭日益激烈的市場環(huán)境下，企業(yè)參與市場競爭的手段就是經(jīng)濟(jì)效益。對于加工生產(chǎn)企業(yè)來說，企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益與數(shù)控機(jī)床電氣有著直接的關(guān)聯(lián)。數(shù)控機(jī)床作為一種自動化的電氣設(shè)備，為了確保數(shù)控機(jī)床電氣穩(wěn)定運(yùn)行，就必須做好數(shù)控機(jī)床電氣維修工作，采用有效的維修技術(shù)，做好數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)管理，進(jìn)而不斷提高數(shù)控機(jī)床電氣生產(chǎn)效率，為企業(yè)帶來更好的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]孫敏敏. 關(guān)于數(shù)控機(jī)床電氣維修技術(shù)及發(fā)展趨勢的探討[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013，29：104.

[2]何云. 數(shù)控機(jī)床的電氣維修技術(shù)及發(fā)展趨勢探討[J]. 電子制作，2013，10：232.

[3]黃景良. 數(shù)控機(jī)床電氣維修生產(chǎn)實習(xí)教學(xué)探析[J]. 好家長，2015，08：52-53.

篇10

關(guān)鍵詞　數(shù)控機(jī)床；切削加工；程序指令；數(shù)據(jù)信息

中圖分類號TH18 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號　1674-6708（2013）83-0025-02

0　引言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)械加工能力的不斷加強(qiáng)，對產(chǎn)品的精度要求越來越高，對零件加工工藝的規(guī)范化不斷提高。普通的加工能力已經(jīng)不能滿足在短周期內(nèi)更換新產(chǎn)品的需求。尤其是宇航、軍工、造船、汽車和模具加工等行業(yè)。在這種情況下，只有數(shù)控機(jī)床才能滿足需求，因此它已經(jīng)占據(jù)機(jī)械行業(yè)的最顯眼地位。

在機(jī)械行業(yè)中，有很多制造機(jī)械的機(jī)器，也有很多能夠制造機(jī)器的機(jī)器。如車床、銑床、刨床、磨床、鉆床等等，它們是機(jī)械行業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，也叫“母機(jī)”。因此機(jī)床行業(yè)位居“工具母機(jī)”的特殊地位。也正因為這樣，它才對機(jī)械工業(yè)中各行各業(yè)的升級具有特殊重要的意義。所以，機(jī)床行業(yè)的發(fā)展既取決于中國機(jī)械全行業(yè)總體發(fā)展趨勢，同時又影響著全行業(yè)的健康發(fā)展。數(shù)控機(jī)臺又是機(jī)械行業(yè)的基本生產(chǎn)設(shè)備，它的發(fā)展?fàn)顩r會直接影響到一個國家的現(xiàn)代化水平。因此，它的數(shù)量和質(zhì)量將是衡量一個國家發(fā)達(dá)程度的重要標(biāo)志之一。

1　數(shù)控機(jī)床的類型

數(shù)控機(jī)床大體有數(shù)控車削，數(shù)控銑削，數(shù)控鉆床，數(shù)控加工中心。其它的還有數(shù)控線切割、數(shù)控插齒、數(shù)控工具磨、數(shù)控雕刻機(jī)、數(shù)控折彎機(jī)、數(shù)控沖床、數(shù)控剪床等等。

還可以將數(shù)控機(jī)床分為普通數(shù)控機(jī)床和加工中心兩大類。

一類是普通數(shù)控機(jī)床。它一般指在加工工藝過程中的一個工序上實現(xiàn)數(shù)字控制的自動化機(jī)床，如數(shù)控銑、數(shù)控車、數(shù)控鉆、數(shù)控磨床、數(shù)控齒輪加工機(jī)床等。普通數(shù)控機(jī)床在自動化程度上還不夠完善，刀具的更換與零件的裝夾仍需人工來完成。

另一類是數(shù)控加工中心。它是帶有刀庫和自動換刀裝置的數(shù)控機(jī)床，它將數(shù)控銑床、數(shù)控鏜床、數(shù)控鉆床的功能組合在一起，零件在一次裝夾后，可以將其大部分加工面進(jìn)行銑、鏜、鉆、擴(kuò)、鉸及攻螺紋等多工序加工一次完成。由于加工中心能有效地避免由于多次安裝造成的定位誤差，所以它適用于產(chǎn)品更換頻繁、零件形狀復(fù)雜、精度要求高、生產(chǎn)批量不大而生產(chǎn)周期短的產(chǎn)品。

我國的金屬板材加工行業(yè)也是不容忽視的加工行業(yè)，在社會發(fā)展中也占據(jù)著相當(dāng)重要的地位。為了更快更好的發(fā)展我國的金屬板材加工行業(yè)，將數(shù)控壓力機(jī)、數(shù)控剪板機(jī)和數(shù)控折彎機(jī)等應(yīng)用到這個行業(yè)中。

還有測繪用的數(shù)控多坐標(biāo)測量機(jī)，繪圖用的自動繪圖機(jī)，工業(yè)機(jī)器人等。

2　數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)

1）數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床相比，它可以完成普通機(jī)床難以完成或根本不能加工的復(fù)雜零件的加工。而且它的加工精度高，加工穩(wěn)定可靠，高柔性，高生產(chǎn)率，勞動條件好，有利于管理現(xiàn)代化，但它的投資大，使用費(fèi)用高，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作復(fù)雜，維修困難等特點(diǎn)；

2）降低了操作人員的勞動強(qiáng)度。在普通機(jī)床上加工一個零件需要更換多次夾具，而在數(shù)控機(jī)床上就可以只裝夾一次就夠了；

3）數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)效率高。如果加工零件數(shù)量較多，而且形狀簡單。可以將多個零件重疊放置，比如5件、10件。一次加工完成，直至加工結(jié)束。這樣，在數(shù)控機(jī)床上加工1次零件的時間，是在普通機(jī)床上加工1次零件的時間1/10或更少。一次加工數(shù)量是普通機(jī)床的10倍或更多；

4）降低人為誤差，質(zhì)量可靠，節(jié)省生產(chǎn)時間；

5）減少用工數(shù)量。一人看管一臺機(jī)器，還可以一人看管兩臺機(jī)器。

4　數(shù)控系統(tǒng)的類型

各行各業(yè)的數(shù)控機(jī)床品種眾多，其數(shù)控系統(tǒng)也有很多：如fanuc數(shù)控系統(tǒng)、西門子數(shù)控系統(tǒng)、華中數(shù)控系統(tǒng)、三菱數(shù)控系統(tǒng)等等。無論有多少種數(shù)控系統(tǒng)，歸根結(jié)底都是將零件輪廓信息、轉(zhuǎn)速信息、進(jìn)給速度等信息，通過譯碼器變成計算機(jī)可以識別的二進(jìn)制數(shù)據(jù)形式，存儲在存儲器中。如發(fā)現(xiàn)不可識別的信息或語法錯誤等情況，以報警的形式提示用戶修改。

5　數(shù)控機(jī)床的工作原理

編程人員根據(jù)圖紙和工藝要求在計算機(jī)上編寫加工程序。通過連接計算機(jī)和數(shù)控加工設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸線，應(yīng)用數(shù)據(jù)傳輸軟件，將編寫好的程序由計算機(jī)傳送到設(shè)備存儲器中。

操作人員把需要加工的零件通過夾具、壓板等工具固定好后，安裝好刀具，檢查油、冷卻油是否足量，檢查程序里給出的主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度是否合適，一切工作準(zhǔn)備就緒后，就可以按照圖紙中的工藝要求加工出合格的產(chǎn)品了。

6　數(shù)控機(jī)床與人們的生活息息相關(guān)

電能是人們?nèi)粘Ｉ畋夭豢缮俚哪茉粗?。水力發(fā)電、火力發(fā)電、核能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電甚至還利用了自然能源，比如說太陽能發(fā)電、海水高度差發(fā)電等等。

能源問題是國家戰(zhàn)略問題，我國一直注重電力設(shè)備的制造。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，我國電力設(shè)備制造水平已經(jīng)位居世界前列，我國的電工裝備制造企業(yè)能夠勝任智能電網(wǎng)的發(fā)展需求。數(shù)控機(jī)床應(yīng)用在電力發(fā)展行業(yè)上也需要更上一層樓。

隨著人們生活水平不斷提高，人們的需求日益增多。增大了發(fā)電行業(yè)的裝機(jī)容量，發(fā)電設(shè)備必然會進(jìn)一步發(fā)展，葉片發(fā)電機(jī)組做出不可磨滅的貢獻(xiàn)。它是由每一個葉片零件組裝成的。而葉片零件的加工則是由數(shù)控機(jī)床來完成的。數(shù)控銑床，數(shù)控磨床，數(shù)控加工中心，數(shù)控車床等等。我國數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品已延伸到成套、復(fù)合領(lǐng)域。數(shù)控系統(tǒng)裝置是數(shù)控機(jī)床的神經(jīng)中樞，我國從上世紀(jì)90年代末開始，掌握基于通用32位工業(yè)控制機(jī)開放體系結(jié)構(gòu)，一舉登上當(dāng)代同一起跑線，開發(fā)出能與加工中心、復(fù)合車削機(jī)床及齒輪機(jī)床配套的數(shù)控系統(tǒng)，特別是能控制五軸聯(lián)動和具備網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程監(jiān)測、診斷、操作功能的數(shù)控系統(tǒng)，并開發(fā)出弧齒錐齒輪數(shù)控加工。

總體來講，我國機(jī)床產(chǎn)業(yè)進(jìn)入轉(zhuǎn)型期后，發(fā)展順利，自主創(chuàng)新能力提升，整體產(chǎn)業(yè)實力有了質(zhì)的飛躍。

7　數(shù)控設(shè)備制造業(yè)已成為中國工業(yè)的主導(dǎo)行業(yè)

在中國，機(jī)床行業(yè)已進(jìn)入了創(chuàng)新活動的活躍期。中國的創(chuàng)新資源逐漸成熟，在某些領(lǐng)域已經(jīng)到了由技術(shù)模仿跟蹤轉(zhuǎn)向主要依靠自主創(chuàng)新求發(fā)展，進(jìn)而在產(chǎn)業(yè)發(fā)展制高點(diǎn)上挑戰(zhàn)全球。我國有條件由一個技術(shù)消費(fèi)國轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)創(chuàng)新國，帶動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造升級，由低端制造轉(zhuǎn)向產(chǎn)業(yè)鏈，培育出一批批具有全球競爭力的企業(yè)和企業(yè)集團(tuán)，進(jìn)一步提高國家競爭力。

機(jī)床，是裝備工業(yè)的母機(jī)，關(guān)系到國家整體實力，要率先取得更大的突破。國內(nèi)一批裝備制造的領(lǐng)軍型企業(yè)，經(jīng)過多年的積累和進(jìn)步，具備了相當(dāng)?shù)幕A(chǔ)，應(yīng)該有信心、有志氣完成這個突破。這是國家的期望、民族的希望和企業(yè)的社會責(zé)任。

8　我國數(shù)控機(jī)床行業(yè)的未來發(fā)展趨勢

在中國機(jī)械工業(yè)中，機(jī)床行業(yè)位居“工具母機(jī)”的特殊地位，其水平也對機(jī)械工業(yè)中各行各業(yè)的升級具有特殊重要的意義。因此，機(jī)床行業(yè)的發(fā)展既取決于中國機(jī)械全行業(yè)總體發(fā)展形勢，同時又影響著全行業(yè)的健康發(fā)展。