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&&&&&&&&&&&&数控机床的数控系统硬件概述
数控系统硬件概述
& 数控系统从总体看是由各组成部分通过I/O接口互相连接而成。以单微
处理器结构为伪，如图2-2-1所示。
& CNC装置是数控
系统的控制核心．．其硬
件和软件控制着各种数
控功能的实现，它与数控系统的其它部分通过接口相连。CNC装置与通用计算机一样，是由中央处理器(CPU)及存储数据
与程序的存储器等组成。存储器分为系统控制软件程序存储器(ROM)，加工程序存储器(RAM)及工作区存储器(RAM)，ROM中的系统控制软件程序是
由数控系统生产厂家写入，用来完成CNC系统的各项功能，数控机床操作者将各自的加工程序存储在．RAM中，供数控系统用于控制机床加工零件。工作区存储器是系统程序执行过程中的活动场所，用于堆栈、参数保存、中间运
算结果保存等o CPU执行系统程序、读取加工程序，经过加工程序段译码、预处理计算，然后根据加工程序段指令，进行实时插补与机床位置伺服控制，同时将辅助动作指令通过可编程序控制器(PLC)发往机床，并接收通过可编程
序控制器返回的机床各部分信息，似决定下一步操作。
CNC系统对机床进行自动控制所需的各种外部控制信息及加工数据都是通过输入设备送往CNC装置的存储器中。因输入设备不同可以有多种输入方式：纸带输入、键盘输入及计算机通信输入等。而CNC系统的工作过程
状态和数据一般通过显示器和各种指示灯来向用户显示。
驱动控制装置用以控制各个轴的运动，其中进给轴的位置控制部分常在
数控装置中以硬件位置控制模块块或软件位置调节器实现，即数控装置接收实&际位置反馈信号，将其与插补计算出位置相比较，通过位置调节作为轴
& & 位置控制给定量，再输出给伺服驱动系统
机床电器逻辑控制装置接受数控装置发出的数控辅助功能控制的指令进行机床操作面板及各种机床机电控制监测机构的逻辑处理和监控，并为数控装置提供机床状态和有关应答信号在现代数控系统中机床电器逻辑
装置已经普遍被PLc所代替
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以上网友发言只代表其个人观点，不代表新浪网的观点或立场。数控机床常见故障分析-机械工程论文-论文联盟
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数控机床常见故障分析
作者：刘德龙
　摘要：数控机床及由数控机床组成的制造系统，是改造传统产业、构建数字化企业的重要基础设备。笔者从五个方面分析了数控机床常见的故障和诊断的一般规律，以减少数控机床在使用过程中出现的故障。　　关键词：数控机床 常见故障 分析　　数控机床是一种技术含量很高的机、电、仪一体化高效的自动化机床，以其精度高、效率高、能适应小批量多品种复杂零件的加工等优点，越来越多地得到推广及。其产生故障的复杂原因也经常给维修人员造成不少困难。下面笔者对数控机床经常出现的一般故障进行检测分析，供同仁参考，以期提高数控机床的效率。　　一、感官分析法　　感官分析法就是利用感官分析来判断故障可能产生的部位。这是一种最基本、最常用的方法，利用该方法进行检测分析，通常需要细致、认真地观察机床故障的现场状态。首先，观察设备运行中有无异常震动，有无异常发热，各种连接线路、开关、传动机构有无松动、断开、接触不良等现象；其次，观察可能发生故障的电路板、电控元件的表面状况，检查有无熏黑、电火花、断裂等现象；最后，对运行的外部状态进行观察，如润滑系统是否正常，冷却系统是否充足通畅，刀具部分是否有损坏，机械装配部分是否有松动、变形、脱落等，从而逐步缩小检查范围，判断常见故障产生的原因及部位，及时采取有效措施。这种方法看似简单，却是数控机床故障分析的首要切入点，不仅适用有故障报警系统的较为先进的设备，而且也适用于没有故障报警系统的早期数控机床。　　二、利用数控系统的自诊功能　　数控系统的自诊，是利用系统内部自诊断程序或专用的诊断，对系统内部的关键硬件以及系统的控制软件进行自我诊断、测试的诊断方法。它主要包括开机自诊断、在线监控与脱机测试这三个方面内容。其中，包括系统的软件报警功能和硬件报警功能。　　1.软件报警　　现代CNC系统都具有自诊断功能。在系统工作中，能定时用自诊断程序对系统进行快速诊断。一旦检测到故障，系统立即将故障以分类报警的方式显示在CRT上或点亮面板上报警指示灯。维修时，可根据报警内容提示查找故障的问题所在。　　2.硬件报警　　现代CNC系统中设置了众多的硬件报警指示装置。例如，在数控装置上的各种逻辑元件、记忆元件、伺服驱动单元、测量反馈装置等部件上设有发光二极管或多段数码管，通过指示灯的亮与灭、数码管的显示状态（如数字编号、符号等），为维修人员指示故障所在位置及其类型。因此，在处理数控连续过程中，如果直观法不能奏效，可以借助审视报警装置，观察有无报警指示，然后根据指示查阅随机说明书，依照指示处理故障。　　3.核对系统参数　　数控机床在工作过程中一般不需要操作者直接进行手工加工，但设备是按照人的意图进行工作的，这就必须在人和设备之间建立某种，也称为信息载体，以此控制设备进行加工。它直接影响到机床的性能。数控机床在设计和制造过程中，虽已考虑到系统的可靠性、稳定性问题，但不可能排除外界的一些干扰，而这些干扰有可能引起存储器内个别参数的变化。同时，人为误操作也极有可能造成系统参数改变，导致机床出现动作异常。另外，各部分参数还可能直接影响到系统的间隙补偿功能，从而产生加工误差。因此，在故障分析过程中，如果尝试上述几项方法后，问题仍不能解决，可核对系统参数，检查各过程参数输入是否正确，判断是否由于参数变更导致的故障，即所谓的&软&故障。　　4.利用数控系统的演示功能　　现代数控系统设置了CRT图形显示系统，可以显示参数状态，有的还可以进行二维图形的轨迹显示，甚至可以实现三维彩色动态图形显示。通过此功能的参数显示，可以检查到数控系统是否将信号输入到机床；机床各种主令开关、行程开关等通断触发的形状信号是否按要求正确输入到数控系统中；通过轨迹显示，可以观察到刀具的运行轨迹，分析轨迹的正确性，判断机床刀具是否正常运行，从而找到机床运行过程中可能产生的各类偏差，找到症结所在。　　5.分析机械传动部分　　数控机床虽然实现了数控系统对机床的高精度自动化控制，通过机床的伺服驱动系统带动机械本体部件作精确的进给运动，但在数控系统未见异常的情况下，也不应忽视机械部件对机床的影响。其中，主要考虑直线进给传动链，如丝杠螺母副；回转进给运动传动链，如齿轮转动、蜗轮蜗杠传动；工作台、拖板等支撑部件；冷却、转位、夹紧等辅助装置等部件的内在影响。　　机床故障的产生原因是多方面的。对于较为复杂的故障，需要将几种方法综合运用，才能正确判断出故障产生的原因，诊断故障发生的具体部位，从而及时解决故障，减小数控机床给生产带来的损失，有效提高机床的使用效率。转贴于论文联盟 http://www.lwlm.com
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数控机床电气控制故障与保修策略研究
　　【中国机床商务网 科技动态】是技术含量很高的自动化机床，它是一种高效复杂的集机电仪为一体的先进加工设备。数控机床集，计算机技术，机密测量，自动化技术与传感器技术于一身。数控机床的使用大大提高了机械制造业的生产水平，在很大程度上提高了生产效率并降低了劳动力的投入。但是，数控机床也有其自身的缺点。数控机床的复杂性决定了使用它的人员必须要有一定的相应的知识储备。在使用它时，必须要小心谨慎并且平时要注意对它的精心维护。数控机床在使用的过程中往往会出现液压、机械、电气这三个方面的故障，而电气系统的故障是这三项故障中出现频率最高的。如何解决电气系统的故障就成为了机械行业亟待解决的问题。　　　　数控机床中常见的故障　　　　数控机床中常见的故障按照不同的分类方法主要可以分为下面的五种类型。第一种，按照故障发生的部位可以分为硬件系统故障和软件系统故障。何为硬件系统故障?硬件系统故障主要指电子元器件(电子、印制电路板、电器件等)、限位机构等出现的故障。软件系统故障主要是由PLC逻辑控制的程序出现错误，参数设置的不正确，零件的加工程序出现错误这些原因造成的故障。第二分类方法，按照故障出现的时候有没有指示可以划分为无诊断指示故障以及有诊断指示故障。顾名思义，有诊断指示故障就是在机床运行时，诊断系统可以监视整个的加工过程，当某个步骤出现问题时，就会立刻报警或者以文字的形式进行显示的故障。无诊断指示故障，即当故障发生时没有相应的指示。这些故障的发生主要是由机械长年使用，机械的零部件出现磨损，造成程序与机械出现了匹配的问题造成的。第三种是按照故障出现的或然性划分的。如果当机械满足了一定的条件，某个故障就会发生，那么，这种故障就是系统性故障。而随机性故障就是当满足某个条件时，可能会发生的故障。随机性故障因为它的不确定性所以比较难解决。第四种是按照故障出现时有无破坏性划分的。有破坏性的叫做破坏性故障，没有破坏性的叫做无破坏性故障。最后一种叫做机床特性下降故障，这种故障出现时，机床虽然可以正常运行，却生产不出合格的产品。　　数控机床电气控制故障与保修策略研究&　　数控机床电气系统的故障分析　　　　直观观察法　　　　直观观察法就是利用感官进行故障的检查。直观观察法的第一步就是问，即询问故障的现场人员故障发生的过程，出现的现象以及故障产生的后果。第二步是看，就是查看各部位是否处于正常状态，相应的电控装置有没有出现报警信号，这些排除以后，就查看局部有没有电阻丝烧坏，元器件有无被烧焦，电线电缆有没有脱落等现象。第三步是摸，即在断电时检查一下各插座有没有安插好，各电路板有没有安装好以及各信号导线是否已经连接好。第四步就是通电后检查一下有没有打火、冒烟或者异常声音、异常气味的出现。　　　　仪器检查法　　　　仪器检查法就是用相应的电工仪表对线路中的交直流电压以及相应的脉冲信号进行检查，找出可能的故障点。　　　　报警指示与信号分析法　　　　这种方法就是充分利用个监控系统上的报警指示灯和信号对故障进行排查。对于硬件系统就是根据各电子元器件上和电气装置上的报警指示灯确定出现故障的具体位置。而软件系统没有具体的报警指示，但可以根据硬件系统中的报警指示以及信号结合使用说明找出可能的故障点。　　　　接口状态检查法　　　　现在的数控机床都会把PLC涵盖其中。它们之间主要靠接口信号进行连接。而数控机床出现的许多症状都跟接口信号出现错误有关。要想检查接口信号是否正确存在，只要通过PLC程序调出就可以了。　　　　参数调整法　　　　数控机床、PLC、伺服系统都含有很多的参数以适应不同的机床的加工需求，但因为所用的时间过长，这些参数往往不能满足机床的需求或者它们的匹配度降低。所以，为了能继续满足机床的生产需求，这些参数有时也会作相应的改变。　　　　备件置换法　　　　当某一故障被确定在某一电路板上，但是找出故障元件比较困难时，为了不耽误生产可以把备件先换上，事后再检查具体故障出现的位置，然后进行检修。　　　　数控机床电气的维修和保养　　　　鉴于数控机床在机械生产中那么重要，并且数控机床的结构那么复杂，所以，机械加工厂家一定要做好数控机床的保养与维修工作。　　　　数控机床电气维护的基本条件　　　　要想做好数控机床电气的保养与维修工作，好的维修条件是非常必要的。首先是人员条件。数控机床电气的维修速度和质量的好坏主要取决于相应的工作人员的素质。相应的工作人员首先必须要有高度的责任心，懂的相关的知识并且要有良好的职业素养。其次，工作人员在上岗前必须要经过相应的技术培训，能够熟练相应的操作步骤，最好能懂得一门外语，能看懂相关的使用说明书。除了人员条件外，好的物质条件也是必要的。　　　　物质条件主要包括第一，有相关的数控机床的使用说明书，维修记录档案资料，以及与数控机床相关的技术资料。第二，要对数控机床的元器件做好相应的备件工作，以防在出现故障需要更换元器件时手忙脚乱。第三，要准备好必要的维修工具，在电脑上装上相应的维修软件。　　　　对于在日常的工作中，也有许多是需要注意的。首先，数控机床的操作室内必须保持干净清洁，以防金属粉末，粉尘等物质对机械造成损坏。尤其在夏天的时候，天气比较热，机械不能通过打开数控机柜进行散热，正确的操作方法是采用相应的散热工具或者对程序进行散热。其次，在使用的过程中，一定要过热，对输入输出设备进行定期检查。在工作中，要对冷却风扇进行检查，确保它能正常地工作。再次，经常检查直流电动机电刷，直流电动机电刷是电动机的重要组成部分，它的好坏直接影响到整个数控机床的运行情况。它的损坏直接的后果就是电动机的瘫痪，所以工作人员要时刻检查直流电动机电刷的状态。　　　　数控机床电器系统故障的消除措施　　　　上面主要介绍了数控机床电气系统的日常维护条件。一般情况下，如果我们的工作人员严格按照上面的要求做，那么出现故障的概率是比较低的。但是，也不能排除出现故障的可能性。一旦数控机床的电气系统出现了故障，那么我们又该怎么解决呢?下面我们按照上文提到的故障的不同类型做简单的介绍。　　　　第一种，硬件系统和软件系统故障。对于出现的硬件系统故障，一般只要维修了或者更换了损坏的部件，问题就可以解决了。对于出现的软件系统故障，则需要更改相应的数据或者程序，如果情况比较复杂则必须修改PLC程序。　　　　第二种，有诊断指示故障和无诊断指示故障。有诊断指示故障的只要根据相应的诊断指示信号及相应的技术说明就可以进行解决。而对于无诊断指示故障，那就要求相应的工作人员根据故障前中后的变化，然后结合自己的工作经验进行解决，所以这两种故障比较，无诊断指示故障更难解决。　　　　第三种，破坏性故障和非破坏性故障。这种故障主要是根据产生故障时出现的现象进行分析，找出相应的故障出处，然后进行消除。这种方法有一定的风险，可能会损坏机械。　　　　第四种，系统性故障和随机性故障。这种故障的消除比较困难，需要反复的实验才能确定故障的具体位置。　　　　第五种，机床运动特性下降的故障。这种故障可以通过更改相应的数据和程序进行消除。　　　　总结　　　　随着计算机技术、自动化技术、传感器技术等的不断发展，以它们为技术支撑的数控机床也会越来越先进。数控机床在机械加工行业的地位也会越来越重要。数控机床这么重要的地位以及它的程序的复杂性决定了数控机床日常的保养与维修特别重要。首先，相应的工作人员一定要保障数控机床具有好的保修条件，具体的要求就是工作人员要有好的职业道德以及专业的知识储备。其次，工作环境要保持清洁。再次，就是在机械运行时，要做到认真谨慎。最后，就是做好进行维修的各项准备。如果这些都做到了，还不能避免故障的发生，那么就要具体问题具体对待，针对不同的故障采取不同的维修策略。虽然，现在数控机床电气系统的维修技术还不够先进，但时代在发展，技术在进步，相信在不久的将来数控机床电气系统的维修技术会有很大的提高的。　　　　（原标题：数控机床电气控制故障与保修策略研究）
（来源：数控报警查询）
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