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（二）正确操作和使用数控系统的步骤5

三．数控机床的维护和改造7

（一）数控机床的维护7

（二）数控机床的改造8

四．数控机床的发展趋势9

（一）向开放式、基于PC的第六代方向发展9

（二）向高速化和高精度化发展9

（三）向智能化方向发展9

【参考文献】9

摘要

【内容摘要】数控机床是数字控制机床（Computernumericalcontrolmachinetools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。

该控制系统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，并将其译码，从而使机床动作数控折弯机并加工零件。

数控技术和数控装备是制造工业现代化的重要基础。

这个基础是否牢固直接影响到一个国家的经济发展和综合国力，关系到一个国家的战略地位。

因此，世界上各工业发达国家均采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业。

为了更好的掌握所学的关于数控和机械的专业知识，特此做了梳理，本文主要从数控机床的基本介绍、操作、维护，改造，以及发展趋势等方面对大学里学的专业——数控机床做了相关的论述和阐述了自己的看法。

高速、高效、高精度、高可靠性，是现代数控机床发展的主要趋势。

目前国内数控机床的研发，主要面向高档次，追求高速、精密和多轴联动复合加工等。

【关键词】数控机床基本介绍发展趋势改造

浅谈数控机床

一．数控机床的基本介绍

（一）特点

数控机床的操作和监控全部在这个数控单元中完成，它是数控机慢慢大脑。

与普通机床相比，数控机床有如下特点：

1.加工精度高，具有稳定的加工质量；

2.可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件；

3.加工零件改变时，一般只需要更改数控程序，可节省生产准备时间；

4.机床本身的精度高、刚性大,可选择有利的加工用量，生产率高（一般为普通机床的3~5倍）；

4.机床自动化程度高，可以减轻劳动强度；

5.对操作人员的素质要求较高，对维修人员的技术要求更高。

（二）组成

在数控加工中，数控铣削加工最为复杂，需解决的问题也最多。

除数控铣削加工之外的数控线切割、数控电火花成型、数控车削、数控磨削等的数控编程各有其特点，伺服系统的作用是把来自数控装置的脉冲信号转换成机床移动部件的运动。

具体有以下部分构成：

图一数控机床的构造

1.主机:

他是数控机床的主体，包括机床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件。

他是用于完成各种切削加工的机械部件。

2.数控装置:

是数控机床的核心，包括硬件（印刷电路板、CRT显示器、键盒、纸带阅读机等）以及相应的软件，用于输入数字化的零件程序，并完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以及实现各种控制功能。

3.驱动装置:

他是数控机床执行机构的驱动部件，包括主轴驱动单元、进给单元、主轴电机及进给电机等。

他在数控装置的控制下通过电气或电液伺服系统实现主轴和进给驱动。

当几个进给联动时，可以完成定位、直线、平面曲线和空间曲线的加工。

4.辅助装置:

指数控机床的一些必要的配套部件，用以保证数控机床的运行，如冷却、排屑、润滑、照明、监测等。

它包括液压和气动装置、排屑装置、交换工作台、数控转台和数控分度头，还包括刀具及监控检测装置等。

5.编程及其他附属设备：

可用来在机外进行零件的程序编制、存储等。

（三）分类和应用

1.按工艺用途分类：

金属切削类数控机床,包括数控车床,数控钻床,数控铣床,数控磨床,数控镗床发及加工中心.这些机床都有适用于单件、小批量和多品种和零件加工，具有很好的加工尺寸的一致性、很高的生产率和自

图二数控车间

动化程度，以及很高的设备柔性。

　　金属成型类数控机床；

这类机床包括数控折弯机，数控组合冲床、数控弯管机、数控回转头压力机等。

　　数控特种加工机床；

这类机床包括数控线（电极）切割机床、数控电火花加工机床、数控火焰切割机、数控激光切割机床、专用组合机床等。

　　其他类型的数控设备；

非加工设备采用数控技术，如自动装配机、多坐标测量机、自动绘图机和工业机器人等

2.按运动方式分类:

点位控制；

点位控制数控机床的特点是机床的运动部件只能够实现从一个位置到另一个位置的精确运动，在运动和定位过程中不进行任何加工工序。

如数控钻床、数按坐标镗床、数控焊机和数控弯管机等。

　　直线控制；

点位直线控制的特点是机床的运动部件不仅要实现一个坐标位置到另一个位置的精确移动和定位，而且能实现平行于坐标轴的直线进给运动或控制两个坐标轴实现斜线进给运动。

　　轮廓控制；

轮廓控制数控机床的特点是机床的运动部件能够实现两个坐标轴同时进行联动控制。

它不仅要求控制机床运动部件的起点与终点坐标位置，而且要求控制整个加工过程每一点的速度和位移量，即要求控制运动轨迹，将零件加工成在平面内的直线、曲线或在空间的曲面。

3.按控制方式分类：

开环控制；

即不带位置反馈装置的控制方式。

　　半闭环控制；

指在开环控制伺服电动机轴上装有角位移检测装置，通过检测伺服电动机的转角间接地检测出运动部件的位移反馈给数控装置的比较器，与输入的指令进行比较，用差值控制运动部件。

　　闭环控制；

是在机床的最终的运动部件的相应位置直接直线或回转式检测装置，将直接测量到的位移或角位移值反馈到数控装置的比较器中与输入指令移量进行比较，用差值控制运动部件，使运动部件严格按实际需要的位移量运动。

4.按数控制机床的性能分类:

经济型数控机床;

中档数控机床；

高档数控机床；

5.按所用数控装置的构成方式:

硬线数控系统;

软线数控系统。

二.数控机床的基本操作和使用

数控机床的正确操作和使用步骤：

（一）概述

数控机床的维修概念，不能单纯局限于数控系统发生故障时，如何排除故障和及时修复，使数控系统尽早投入使用，还应包括正确使用和日常保养等。

（二）正确操作和使用数控系统的步骤

1、数控系统通电前的检查：

（1）检查cnc装置内的各个印刷线路板是否紧固，各个插头有无松动。

（2）认真检查cnc装置与外界之间的全部连接电缆是否按随机提供的连接手册的规定，正确而可靠地连接。

（3）交流输入电源的连接是否符合cnc装置规定的要求。

（4）确认cnc装置内的各种硬件设定是否符合cnc装置的要求。

只有经过上述检查，cnc装置才能投入通电运行。

图三人工操作

2、数控系统通电后的检查

（1）首先要检查数控装置中各个风扇是否正常运转。

（2）确认各个印刷线路或模块上的直流电源是否正常，是否在允许的波动范围之内。

（3）进一步确认cnc装置的各种参数。

（4）当数控装置与机床联机通电时，进口泵应在接通电源的同时，作为按压紧急停止按钮的准备，以备出现紧急情况时随时切断电源。

（5）用手动以低速给移动各个轴，观察机床移动方向的显示是否正确。

（6）进行几次返回机床基准点的动作，用来检查数控机床是否有返回基准点功能，以及每次返回基准点的位置是否完全一致。

（7）cnc装置的功能测试。

三．数控机床的维护和改造

（一）数控机床的维护

1.数控机床的维护概述:

延长元器件的寿命和零部件的磨损周期，预防各种故障，提高数控机床的平均无故障工作时间和使用寿命。

2.数控机床使用中应注意的问题：

（1）数控机床的使用环境对于数控机床最好使其置于有恒温的环境和远离震动较大的设备（如冲床）和有电磁干扰的设备。

（2）电源要求。

　　（3）数控机床应有操作规程：

进行定期的维护、保养，出现故障注意记录保护现场等。

　　（4）数控机床不宜长期封存　　（5）注意培训和配备操作人员、维修人员及编程人员　　

图四数控机床

3.数控系统的维护：

（1）严格遵守操作规程和日常维护制度　　

（2）防止灰尘进入数控装置内　　漂浮的灰尘和金属粉末容易引起元器件间绝缘电阻下降，从而出现故障甚至损坏元器件。

　　（3）定时清扫数控柜的散热通风系统　　（4）经常监视数控系统的电网电压　　电网电压范围在额定值的85％～110％。

　（5）定期更换存储器用电池　（6）数控系统长期不用电路板的维护机械部件的维护　

4.机械部件的维护：

（1）刀库及换刀机械手的维护：

①用手动方式往刀库上装刀时，要保证装到位，检查刀座上的锁紧是否可靠；

　　②严禁把超重、超长的刀具装入刀库，防止机械手换刀时掉刀或刀具与工件、夹具等发生碰撞；

③采用顺序选刀方式须注意刀具放置在刀库上的顺序是否正确。

其他选刀方式也要注意所换刀具号是否与所需刀具一致，防止换错刀具导致事故发生；

　　④注意保持刀具刀柄和刀套的清洁；

⑤经常检查刀库的回零位置是否正确，检查机床主轴回换刀点位置是否到位，并及时调整，否则不能完成换刀动作；

　　⑥开机时，应先使刀库和机械手空运行，检查各部分工作是否正常，特别是各行程开关和电磁阀能否正常动作。

（2）滚珠丝杠副的维护：

①定期检查、调整丝杠螺母副的轴向间隙，保证反向传动精度和轴向刚度；

　　②定期检查丝杠支撑与床身的连接是否松动以及支撑轴承是否损坏。

如有以上问题要及时紧固松动部位，更换支撑轴承；

　　③采用润滑脂的滚珠丝杠，每半年清洗一次丝杠上的旧油脂，更换新油脂。

用润滑油润滑的滚珠丝杠，每天机床工作前加油一次；

　　④注意避免硬质灰尘或切屑进入丝杠防护罩和工作过程中碰击防护罩，防护装置一有损坏要及时更换。

　（3）主传动链的维护：

　　①定期调整主轴驱动带的松紧程度；

　　②防止各种杂质进入油箱。

每年更换一次润滑油；

　　③保持主轴与刀柄连接部位的清洁。

需及时调整液压缸和活塞的位移量；

　　④要及时调整配重。

　（4）液压系统维护　　①定期过滤或更换油液；

　　②控制液压系统中油液的温度；

　　③防止液压系统泄漏；

　　④定期检查清洗油箱和管路；

　　⑤执行日常点检查制度。

（5）气动系统维护：

①清除压缩空气的杂质和水分；

　　②检查系统中油雾器的供油量；

　　③保持系统的密封性；

　　④注意调节工作压力；

　　⑤清洗或更换气动元件、滤芯；

（二）数控机床的改造

机床与生产线的数控改造主要内容有：

1.恢复原功能，对机床、生产线存在的故障部分进行诊断并恢复；

2.NC化，在普通机床上加数显装置或加数控系统；

3.翻新，为提高精度、效率和自动化程度，对机械、电气部分进行翻新，对机械部分重新装配加工，恢复原精度；

对其不能满足生产要求的CNC系统以最新CNC进行更新；

4.技术更新或技术创新，为提高性能或档次，或为了使用新工艺、新技术，在原有基础上进行较大规模的技术更新或技术创新。

四．数控机床的发展趋势

（一）向开放式、基于PC的第六代方向发展

基于PC所具有的开放性、低成本、高可靠性、软硬件资源丰富等特点，更多的数控系统生产厂家会走上这条道路。

至少采用PC机作为它的前端机，来处理人机界面、编程、联网通信等问题，由原有的系统承担数控任务PC机所具有的友好的人机界面，将普及到所有的数控系统。

在远程通信、远程诊断和维修的应用将更加普遍。

（二）向高速化和高精度化发展

（三）向智能化方向发展

1.应用自适应控制技术。

数控系统能检测过程中的重要信息，并自动调整系统参数，改进系统运行状态。

2.引入专家系统指导加工。

将熟练工人和专家经验、加工的一般规律和特殊规律存入系统中，以工艺参数数据库为支撑，建立具有人工智能的专家系统。

3.引入故障诊断专家系统

4.智能化数字伺服驱动装置。

可以通过自动识别负载和自动调整参数，使驱动系统获得最佳的运行状态。

【参考文献】

[1]郑小年，杨克冲编著.数控机床故障诊断与维修[M].武汉：

华中科技大学出版社，2007.

[2]吕勇主编.数控车削编程与加工技术[M].北京：

国防科技大学出版社，2009.

[3]安胜.谈我国数控机床的发展趋势[J].农机使用与维修，2007（6）：

9-10.

[4]邵静.浅谈实习教学中数控机床的正确使用与维护[J].兵团教育学院学报，2007

（2）：

80-81.

[5]宋海潮.高职院数控机床维护存在的盲点分析及对策[J].机械管理开，2007（6）：

143-144