數(shù)控機床

       數(shù)控機床較好地解決了復雜、精密、小批量、多品種的零件加工問題，是一種柔性的、高效能的自動化機床，代表了現(xiàn)代機床控制技術的發(fā)展方向，是一種典型的機電一體化產品。

主要特點

　　數(shù)控機床的操作和監(jiān)控全部在這個數(shù)控單元中完成，它是數(shù)控機床的大腦。與普通機床相比，數(shù)控機床有如下特點：

　　1、對加工對象的適應性強，適應模具等產品單件生產的特點，為模具的制造提供了合適的加工方法；

　　2、加工精度高，具有穩(wěn)定的加工質量；

　　3、可進行多坐標的聯(lián)動，能加工形狀復雜的零件；

　　4、加工零件改變時，一般只需要更改數(shù)控程序，可節(jié)省生產準備時間；

　　5、機床本身的精度高、剛性大，可選擇有利的加工用量，生產率高（一般為普通機床的3~5倍）；

　　6、機床自動化程度高，可以減輕勞動強度；

　　7、有利于生產管理的現(xiàn)代化。數(shù)控機床使用數(shù)字信息與標準代碼處理、傳遞信息，使用了計算機控制方法，為計算機輔助設計、制造及管理一體化奠定了基礎；

　　8、對操作人員的素質要求較高，對維修人員的技術要求更高；

　　9、可靠性高。

　　數(shù)控機床與傳統(tǒng)機床相比，具有以下一些特點。

　　1、具有高度柔性

　　在數(shù)控機床上加工零件，主要取決于加工程序，它與普通機床不同，不必

　　制造，更換許多模具、夾具，不需要經常重新調整機床。因此，數(shù)控機床適用于所加工的零件頻繁更換的場合，亦即適合單件，小批量產品的生產及新產品的開發(fā)，從而縮短了生產準備周期，節(jié)省了大量工藝裝備的費用。

　　2、加工精度高

　　數(shù)控機床的加工精度一般可達0.05—0.1MM，數(shù)控機床是按數(shù)字信號形式控制的，數(shù)控裝置每輸出一脈沖信號，則機床移動部件移動一具脈沖當量（一般為0.001MM），而且機床進給傳動鏈的反向間隙與絲桿螺距平均誤差可由數(shù)控裝置進行曲補償，因此，數(shù)控機床定位精度比較高。

　　3、加工質量穩(wěn)定、可靠

　　加工同一批零件，在同一機床，在相同加工條件下，使用相同刀具和加工程序，刀具的走刀軌跡完全相同，零件的一致性好，質量穩(wěn)定。

　　4、生產率高

　　數(shù)控機床可有效地減少零件的加工時間和輔助時間，數(shù)控機床的主軸聲速

　　五軸聯(lián)動加工中心

　　和進給量的范圍大，允許機床進行大切削量的強力切削。數(shù)控機床正進入高速加工時代，數(shù)控機床移動部件的快速移動和定位及高速切削加工，極大地提高了生產率。另外，與加工中心的刀庫配合使用，可實現(xiàn)在一臺機床上進行多道工序的連續(xù)加工，減少了半成品的工序間周轉時間，提高了生產率。

　　5、改善勞動條件

　　數(shù)控機床加工前是經調整好后，輸入程序并啟動，機床就能有自動連續(xù)地進行加工，直至加工結束。操作者要做的只是程序的輸入、編輯、零件裝卸、刀具準備、加工狀態(tài)的觀測、零件的檢驗等工作，勞動強度大降低，機床操作者的勞動趨于智力型工作。另外，機床一般是結合起來，既清潔，又安全。

　　6、利用生產管理現(xiàn)代化

　　數(shù)控機床的加工，可預先精確估計加工時間，對所使用的刀具、夾具可進行規(guī)范化，現(xiàn)代化管理，易于實現(xiàn)加工信息的標準化，已與計算機輔助設計與制造（CAD/CAM）有機地結合起來，是現(xiàn)代化集成制造技術的基礎。

基本組成

　　數(shù)控機床的基本組成包括加工程序載體、數(shù)控裝置、伺服驅動裝置、機床主體和其他輔助裝置。下面分別對各組成部分的基本工作原理進行概要說明。

　　1、加工程序載體

　　數(shù)控機床工作時，不需要工人直接去操作機床，要對數(shù)控機床進行控制，必

　　高速數(shù)控機床

　　須編制加工程序。零件加工程序中，包括機床上刀具和工件的相對運動軌跡、工藝參數(shù)（進給量主軸轉速等）和輔助運動等。將零件加工程序用一定的格式和代碼，存儲在一種程序載體上，如穿孔紙帶、盒式磁帶、軟磁盤等，通過數(shù)控機床的輸入裝置，將程序信息輸入到CNC單元。

　　2、數(shù)控裝置

　　數(shù)控裝置是數(shù)控機床的核心?，F(xiàn)代數(shù)控裝置均采用CNC（ComputerNumericalControl）形式，這種CNC裝置一般使用多個微處理器，以程序化的軟件形式實現(xiàn)數(shù)控功能，因此又稱軟件數(shù)控（SoftwareNC）。CNC系統(tǒng)是一種位置控制系統(tǒng)，它是根據(jù)輸入數(shù)據(jù)插補出理想的運動軌跡，然后輸出到執(zhí)行部件加工出所需要的零件。因此，數(shù)控裝置主要由輸入、處理和輸出三個基本部分構成。而所有這些工作都由計算機的系統(tǒng)程序進行合理地組織，使整個系統(tǒng)協(xié)調地進行工作。

　　1）輸入裝置：將數(shù)控指令輸入給數(shù)控裝置，根據(jù)程序載體的不同，相應有不同的輸入裝置。主要有鍵盤輸入、磁盤輸入、CAD/CAM系統(tǒng)直接 通信 方式輸入和連接上級計算機的DNC（直接數(shù)控）輸入，現(xiàn)仍有不少系統(tǒng)還保留有光電閱讀機的紙帶輸入形式。

　?。?）紙帶輸入方式?？捎眉垘Ч怆婇喿x機讀入零件程序，直接控制機床運動，也可以將紙帶內容讀入存儲器，用存儲器中儲存的零件程序控制機床運動。

　　（2）MDI手動數(shù)據(jù)輸入方式。操作者可利用操作面板上的鍵盤輸入加工程序的指令，它適用于比較短的程序。

　　在控制裝置編輯狀態(tài)（EDIT）下，用軟件輸入加工程序，并存入控制裝置的存儲器中，這種輸入方法可重復使用程序。一般手工編程均采用這種方法。

　　在具有會話編程功能的數(shù)控裝置上，可按照顯示器上提示的問題，選擇不同的菜單，用人機對話的方法，輸入有關的尺寸數(shù)字，就可自動生成加工程序。

　?。?）采用DNC直接數(shù)控輸入方式。把零件程序保存在上級計算機中，CNC系統(tǒng)一邊加工一邊接收來自計算機的后續(xù)程序段。DNC方式多用于采用CAD/CAM軟件設計的復雜工件并直接生成零件程序的情況。

　　2）信息處理：輸入裝置將加工信息傳給CNC單元，編譯成計算機能識別的信

　　不同類型的數(shù)控機床(13張)息，由信息處理部分按照控制程序的規(guī)定，逐步存儲并進行處理后，通過輸出單元發(fā)出位置和速度指令給伺服系統(tǒng)和主運動控制部分。CNC系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)包括：零件的輪廓信息（起點、終點、直線、圓弧等）、加工速度及其他輔助加工信息（如換刀、變速、冷卻液開關等），數(shù)據(jù)處理的目的是完成插補運算前的準備工作。數(shù)據(jù)處理程序還包括刀具半徑補償、速度計算及輔助功能的處理等。

　　3）輸出裝置：輸出裝置與伺服機構相聯(lián)。輸出裝置根據(jù)控制器的命令接受運算器的輸出脈沖，并把它送到各坐標的伺服控制系統(tǒng)，經過功率放大，驅動伺服系統(tǒng)，從而控制機床按規(guī)定要求運動。

　　3、伺服系統(tǒng)和測量反饋系統(tǒng)

　　伺服系統(tǒng)是數(shù)控機床的重要組成部分，用于實現(xiàn)數(shù)控機床的進給伺服控制和主軸伺服控制。伺服系統(tǒng)的作用是把接受來自數(shù)控裝置的指令信息，經功率放大、整形處理后，轉換成機床執(zhí)行部件的直線位移或角位移運動。由于伺服系統(tǒng)是數(shù)控機床的最后環(huán)節(jié)，其性能將直接影響數(shù)控機床的精度和速度等技術指標，因此，對數(shù)控機床的伺服驅動裝置，要求具有良好的快速反應性能，準確而靈敏地跟蹤數(shù)控裝置發(fā)出的數(shù)字指令信號，并能忠實地執(zhí)行來自數(shù)控裝置的指令，提高系統(tǒng)的動態(tài)跟隨特性和靜態(tài)跟蹤精度。

　　伺服系統(tǒng)包括驅動裝置和執(zhí)行機構兩大部分。驅動裝置由主軸驅動單元、進給驅動單元和主軸伺服電動機、進給伺服電動機組成。步進電動機、直流伺服電動機和交流伺服電動機是常用的驅動裝置。

　　測量元件將數(shù)控機床各坐標軸的實際位移值檢測出來并經反饋系統(tǒng)輸入到機床的數(shù)控裝置中，數(shù)控裝置對反饋回來的實際位移值與指令值進行比較，并向伺服系統(tǒng)輸出達到設定值所需的位移量指令。

　　4、機床主體

　　機床主機是數(shù)控機床的主體。它包括床身、底座、立柱、橫梁、滑座、工作臺、主軸箱、進給機構、刀架及自動換刀裝置等機械部件。它是在數(shù)控機床上自動地完成各種切削加工的機械部分。與傳統(tǒng)的機床相比，數(shù)控機床主體具有如下結構特點：

　　1）采用具有高剛度、高抗震性及較小熱變形的機床新結構。通常用提高結構系統(tǒng)的靜剛度、增加阻尼、調整結構件質量和固有頻率等方法來提高機床主機的剛度和抗震性，使機床主體能適應數(shù)控機床連續(xù)自動地進行切削加工的需要。采取改善機床結構布局、減少發(fā)熱、控制溫升及采用熱位移補償?shù)却胧?，可減少熱變形對機床主機的影響。

　　2）廣泛采用高性能的主軸伺服驅動和進給伺服驅動裝置，使數(shù)控機床的傳動鏈縮短，簡化了機床機械傳動系統(tǒng)的結構。

　　3）采用高傳動效率、高精度、無間隙的傳動裝置和運動部件，如滾珠絲杠螺母副、塑料滑動導軌、直線滾動導軌、靜壓導軌等。

　　5、數(shù)控機床的輔助裝置

　　輔助裝置是保證充分發(fā)揮數(shù)控機床功能所必需的配套裝置，常用的輔助裝置包括：氣動、液壓裝置，排屑裝置，冷卻、潤滑裝置，回轉工作臺和數(shù)控分度頭，防護，照明等各種輔助裝置。

技術應用

　　數(shù)控機床是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機床，能夠根據(jù)已編好的程序，使機床動作并加工零件。它綜合了機械、自動化、計算機、測量、微電子等最新技術，使用了多種傳感器，在數(shù)控機床上應用的傳感器主要有光電編碼器、直線光柵、接近開關、溫度傳感器、霍爾傳感器、電流傳感器、電壓傳感器、壓力傳感器、液位傳感器、旋轉變壓器、感應同步器、速度傳感器等，主要用來檢測位置、直線位移和角位移、速度、壓力、溫度等。

　　1、數(shù)控機床對傳感器的要求

　　1）可靠性高和抗干擾性強；

　　2）滿足精度和速度的要求；

　　3）使用維護方便，適合機床運行環(huán)境；

　　4）成本低。

　　不同種類數(shù)控機床對傳感器的要求也不盡相同，一般來說，大型機床要求速度響應高，中型和高精度數(shù)控機床以要求精度為主。

　　2、感應同步器的應用

　　感應同步器是利用兩個平面形繞組的互感隨位置不同而變化的原理制成的。其功能是將角度或直線位移轉變成感應電動勢的相位或幅值，可用來測量直線或轉角位移。按其結構可分為直線式和旋轉式兩種。直線式感應同步器由定尺和滑尺兩部分組成，定尺安裝在機床床身上，滑尺安裝于移動部件上，隨工作臺一起移動；旋轉式感應同步器定子為固定的圓盤，轉子為轉動的圓盤。感應同步器具有較高的精度與分辨力、抗干擾能力強、使用壽命長、維護簡單、長距離位移測量、工藝性好、成本較低等優(yōu)點。旋轉式感應同步器則被廣泛地用于機床和儀器的轉臺以及各種回轉伺服控制系統(tǒng)中。

維護檢修

　　延長元器件的壽命和零部件的磨損周期，預防各種故障，提高數(shù)控機床的平均無故障工作時間和使用壽命。

使用注意

　　1、數(shù)控機床的使用環(huán)境：對于數(shù)控機床最好使其置于有恒溫的環(huán)境和遠離震動較大的設備（如沖床）和有電磁干擾的設備；

　　2、電源要求；

　　3、數(shù)控機床應有操作規(guī)程：進行定期的維護、保養(yǎng)，出現(xiàn)故障注意記錄保護現(xiàn)場等；

　　4、數(shù)控機床不宜長期封存，長期會導致儲存系統(tǒng)故障，數(shù)據(jù)的丟失；

　　5、注意培訓和配備操作人員、維修人員及編程人員。

維護章程

　　數(shù)控系統(tǒng)的維護

　　1、嚴格遵守操作規(guī)程和日常維護制度。

　　2、防止灰塵進入數(shù)控裝置內：漂浮的灰塵和金屬粉末容易引起元器件間絕緣電阻下降，從而出現(xiàn)故障甚至損壞元器件。

　　3、定時清掃數(shù)控柜的散熱通風系統(tǒng)。

　　4、經常監(jiān)視數(shù)控系統(tǒng)的電網(wǎng)電壓：電網(wǎng)電壓范圍在額定值的85%～110%。

　　5、定期更換存儲器用電池。

　　6、數(shù)控系統(tǒng)長期不用時的維護：經常給數(shù)控系統(tǒng)通電或使數(shù)控機床運行溫機程序。

　　7、備用電路板的維護機械部件的維護。

　　機械部件的維護

　　1、刀庫及換刀機械手的維護

　　1）用手動方式往刀庫上裝刀時，要保證裝到位，檢查刀座上的鎖緊是否可靠；

　　2）嚴禁把超重、超長的刀具裝入刀庫，防止機械手換刀時掉刀或刀具與工件、夾具等發(fā)生碰撞；

　　3）采用順序選刀方式須注意刀具放置在刀庫上的順序是否正確。其他選刀方式也要注意所換刀具號是否與所需刀具一致，防止換錯刀具導致事故發(fā)生；

　　4）注意保持刀具刀柄和刀套的清潔；

　　5）經常檢查刀庫的回零位置是否正確，檢查機床主軸回換刀點位置是否到位，并及時調整，否則不能完成換刀動作；

　　6）開機時，應先使刀庫和機械手空運行，檢查各部分工作是否正常，特別是各行程開關和電磁閥能否正常動作。

　　2、滾珠絲杠副的維護

　　1）定期檢查、調整絲杠螺母副的軸向間隙，保證反向傳動精度和軸向剛度；

　　2）定期檢查絲杠支撐與床身的連接是否松動以及支撐軸承是否損壞。如有以上問題要及時緊固松動部位，更換支撐軸承；

　　3）采用潤滑脂的滾珠絲杠，每半年清洗一次絲杠上的舊油脂，更換新油脂。用潤滑油潤滑的滾珠絲杠，每天機床工作前加油一次；

　　4）注意避免硬質灰塵或切屑進入絲杠防護罩和工作過程中碰擊防護罩，防護裝置一有損壞要及時更換。

　　3、主傳動鏈的維護

　　1）定期調整主軸驅動帶的松緊程度；

　　2）防止各種雜質進入油箱。每年更換一次潤滑油；

　　3）保持主軸與刀柄連接部位的清潔。需及時調整液壓缸和活塞的位移量；

　　4）要及時調整配重。

　　4、液壓系統(tǒng)維護

　　1）定期過濾或更換油液；

　　2）控制液壓系統(tǒng)中油液的溫度；

　　3）防止液壓系統(tǒng)泄漏；

　　4）定期檢查清洗油箱和管路；

　　5）執(zhí)行日常點檢查制度。

　　5、氣動系統(tǒng)維護

　　1）清除壓縮空氣的雜質和水分；

　　2）檢查系統(tǒng)中油霧器的供油量；

　　3）保持系統(tǒng)的密封性；

　　4）注意調節(jié)工作壓力；

　　5）清洗或更換氣動元件、濾芯。

故障檢修

       在數(shù)控機床中，大部分的故障都有資料可查，但也有一些故障，提供的報警信息較含糊甚至根本無報警，或者出現(xiàn)的周期較長，無規(guī)律，不定期，給查找分析帶來了很多困難。對這類機床故障，需要對具體情況分析，進行耐心的查找，而且檢查時特別需要機械、電氣、液壓等方面的綜合知識，不然就很難快速、正確地找到故障的真正原因。

       加工精度異常故障：系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化或改動、機械故障、機床電氣參數(shù)未優(yōu)化電機運行異常、機床位置環(huán)異?；蚩刂七壿嫴煌?，是生產中數(shù)控機床加工精度異常故障的常見原因，找出相關故障點并進行處理，機床均可恢復正常。生產中經常會遇到數(shù)控機床加工精度異常的故障。此類故障隱蔽性強、診斷難度大。

       導致此類故障的原因主要有5個方面：

       1、機床進給單位被改動或變化；

       2、機床各軸的零點偏置（NULLOFFSET）異常；

       3、軸向的反向間隙（BACKLASH）異常；

       4、電機運行狀態(tài)異常，即電氣及控制部分故障；

       5、機械故障，如絲桿、軸承、軸聯(lián)器等部件。

       此外，加工程序的編制、刀具的選擇及人為因素，也可能導致加工精度異常。

       機械故障導致的加工精度異常，主要應對以下幾方面逐一進行檢查。

       1、檢查機床精度異常時正運行的加工程序段，特別是刀具長度補償、加工坐標系（G54～G59）的校對及計算。

       2、在點動方式下，反復運動Z軸，經過視、觸、聽對其運動狀態(tài)診斷，發(fā)現(xiàn)Z向運動聲音異常，特別是快速點動，噪聲更加明顯。由此判斷，機械方面可能存在隱患。

故障排除

       1、初始化復位法：一般情況下，由于瞬時故障引起的系統(tǒng)報警，可用硬件復位或開關系統(tǒng)電源依次來清除故障，若系統(tǒng)工作存貯區(qū)由于掉電，拔插線路板或電池欠壓造成混亂，則必須對系統(tǒng)進行初始化清除，清除前應注意作好數(shù)據(jù)拷貝記錄，若初始化后故障仍無法排除，則進行硬件診斷。

       2、參數(shù)更改，程序更正法：系統(tǒng)參數(shù)是確定系統(tǒng)功能的依據(jù)，參數(shù)設定錯誤就可能造成系統(tǒng)的故障或某功能無效。有時由于用戶程序錯誤亦可造成故障停機，對此可以采用系統(tǒng)的塊搜索功能進行檢查，改正所有錯誤，以確保其正常運行。

       3、調節(jié)，最佳化調整法：調節(jié)是一種最簡單易行的辦法。通過對電位計的調節(jié)，修正系統(tǒng)故障。如某廠維修中，其系統(tǒng)顯示器畫面混亂，經調節(jié)后正常。如在某廠，其主軸在啟動和制動時發(fā)生皮帶打滑，原因是其主軸負載轉矩大，而驅動裝置的斜升時間設定過小，經調節(jié)后正常。

       最佳化調整是系統(tǒng)地對伺服驅動系統(tǒng)與被拖動的機械系統(tǒng)實現(xiàn)最佳匹配的綜合調節(jié)方法，其辦法很簡單，用一臺多線記錄儀或具有存貯功能的雙蹤示波器，分別觀察指令和速度反饋或電流反饋的響應關系。通過調節(jié)速度調節(jié)器的比例系數(shù)和積分時間，來使伺服系統(tǒng)達到即有較高的動態(tài)響應特性，而又不振蕩的最佳工作狀態(tài)。在現(xiàn)場沒有示波器或記錄儀的情況下，根據(jù)經驗，即調節(jié)使電機起振，然后向反向慢慢調節(jié)，直到消除震蕩即可。

       4、備件替換法：用好的備件替換診斷出壞的線路板，并做相應的初始化啟動，使機床迅速投入正常運轉，然后將壞板修理或返修，這是最常用的排故辦法。

       5、改善電源質量法：一般采用穩(wěn)壓電源，來改善電源波動。對于高頻干擾可以采用電容濾波法，通過這些預防性措施來減少電源板的故障。

       6、維修信息跟蹤法：一些大的制造公司根據(jù)實際工作中由于設計缺陷造成的偶然故障，不斷修改和完善系統(tǒng)軟件或硬件。這些修改以維修信息的形式不斷提供給維修人員。以此做為故障排除的依據(jù)，可正確徹底地排除故障。

診斷方法

       數(shù)控機床電氣故障診斷有故障檢測、故障判斷及隔離和故障定位三個階段。第一階段的故障檢測就是對數(shù)控機床進行測試，判斷是否存在故障；第二階段是判定故障性質，并分離出故障的部件或模塊；第三階段是將故障定位到可以更換的模塊或印制線路板，以縮短修理時間。為了及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)出現(xiàn)的故障，快速確定故障所在部位并能及時排除，要求故障診斷應盡可能少且簡便，故障診斷所需的時間應盡可能短。為此，可以采用以下的診斷方法：

       1、直觀法

       利用感覺器官，注意發(fā)生故障時的各種現(xiàn)象，如故障時有無火花、亮光產生，有無異常響聲、何處異常發(fā)熱及有無焦煳味等。仔細觀察可能發(fā)生故障的每塊印制線路板的表面狀況，有無燒毀和損傷痕跡，以進一步縮小檢查范圍，這是一種最基本、最常用的方法。

       2、CNC系統(tǒng)的自診斷功能

       依靠CNC系統(tǒng)快速處理數(shù)據(jù)的能力，對出錯部位進行多路、快速的信號采集和處理，然后由診斷程序進行邏輯分析判斷，以確定系統(tǒng)是否存在故障，及時對故障進行定位。現(xiàn)代CNC系統(tǒng)自診斷功能可以分為以下兩類：

       1）開機自診斷開機自診斷是指從每次通電開始至進入正常的運行準備狀態(tài)為止，系統(tǒng)內部的診斷程序自動執(zhí)行對CPU、存儲器、總線、I/O單元等模塊、印制線路板、CRT 單元、光電閱讀機及軟盤驅動器等設備運行前的功能測試，確認系統(tǒng)的主要硬件是否可以正常工作。

       2）故障信息提示當機床運行中發(fā)生故障時，在CRT顯示器上會顯示編號和內容。根據(jù)提示，查閱有關維修手冊，確認引起故障的原因及排除方法。一般來說，數(shù)控機床診斷功能提示的故障信息越豐富，越能給故障診斷帶來方便。但要注意的是，有些故障根據(jù)故障內容提示和查閱手冊可直接確認故障原因；而有些故障的真正原因與故障內容提示不相符，或一個故障顯示有多個故障原因，這就要求維修人員必須找出它們之間的內在聯(lián)系，間接地確認故障原因。

       3、數(shù)據(jù)和狀態(tài)檢查

       CNC系統(tǒng)的自診斷不但能在CRT顯示器上顯示故障報警信息，而且能以多頁的“診斷地址”和“診斷數(shù)據(jù)”的形式提供機床參數(shù)和狀態(tài)信息，常見的數(shù)據(jù)和狀態(tài)檢查有參數(shù)檢查和接口檢查兩種。

       1）參數(shù)檢查數(shù)控機床的機床數(shù)據(jù)是經過一系列試驗和調整而獲得的重要參數(shù)，是機床正常運行的保證。這些數(shù)據(jù)包括增益、加速度、輪廓監(jiān)控允差、反向間隙補償值和絲杠螺距補償值等。當受到外部干擾時，會使數(shù)據(jù)丟失或發(fā)生混亂，機床不能正常工作。

       2）接口檢查CNC系統(tǒng)與機床之間的輸入/輸出接口信號包括CNC系統(tǒng)與PLC、PLC與機床之間接口輸入/輸出信號。數(shù)控系統(tǒng)的輸入/輸出接口診斷能將所有開關量信號的狀態(tài)顯示在CRT顯示器上，用“1”或“0”表示信號的有無，利用狀態(tài)顯示可以檢查CNC系統(tǒng)是否已將信號輸出到機床側，機床側的開關量等信號是否已輸入到CNC系統(tǒng)，從而可將故障定位在機床側或是在CNC系統(tǒng)。

       4、報警指示燈顯示故障

       現(xiàn)代數(shù)控機床的CNC系統(tǒng)內部，除了上述的自診斷功能和狀態(tài)顯示等“軟件”報警外，還有許多“硬件”報警指示燈，它們分布在電源、伺服驅動和輸入/輸出等裝置上，根據(jù)這些報警燈的指示可判斷故障的原因。

       5、備板置換法

       利用備用的電路板來替換有故障疑點的模板，是一種快速而簡便的判斷故障原因的方法，常用于CNC系統(tǒng)的功能模塊，如CRT模塊、存儲器模塊等。需要注意的是，備板置換前，應檢查有關電路，以免由于短路而造成好板損壞，同時，還應檢查試驗板上的選擇開關和跨接線是否與原模板一致，有些模板還要注意模板上電位器的調整。置換存儲器板后，應根據(jù)系統(tǒng)的要求，對存儲器進行初始化操作，否則系統(tǒng)仍不能正常工作。

       6、交換法

       在數(shù)控機床中，常有功能相同的模塊或單元，將相同模塊或單元互相交換，觀察故障轉移的情況，就能快速確定故障的部位。這種方法常用于伺服進給驅動裝置的故障檢查，也可用于CNC系統(tǒng)內相同模塊的互換。

       7、敲擊法

       CNC系統(tǒng)由各種電路板組成，每塊電路板上會有很多焊點，任何虛焊或接觸不良都可能出現(xiàn)故障。用絕緣物輕輕敲打有故障疑點的電路板、接插件或電器元件時，若故障出現(xiàn)，則故障很可能就在敲擊的部位。

       8、測量比較法

       為檢測方便，模塊或單元上設有檢測端子，利用萬用表、示波器等儀器儀表，通過這些端子檢測到的電平或波形，將正常值與故障時的值相比較，可以分析出故障的原因及故障的所在位置。由于數(shù)控機床具有綜合性和復雜性的特點，引起故障的因素是多方面的。上述故障診斷方法有時要幾種同時應用，對故障進行綜合分析，快速診斷出故障的部位，從而排除故障。同時，有些故障現(xiàn)象是電氣方面的，但引起的原因是機械方面的；反之，也可能故障現(xiàn)象是機械方面的，但引起的原因是電氣方面的；或者二者兼而有之。因此，對它的故障診斷往往不能單純地歸因于電氣方面或機械方面，而必須加以綜合，全方位地進行考慮。

機床驗收

       一般分兩個階段進行驗收。

       1．預驗收

       目的是為了檢查、驗證機床能否滿足用戶的加工質量及生產率，檢查供應商提供的資料、備件。供應商只有在機床通過正常運行試切并經檢驗生產合格加工件后，才能進行預驗收。

       2．最終驗收

       根據(jù)驗收標準，測定合格證上所提供的各項技術指標，驗收工作分以下幾步：

       （1）開箱檢驗；

       （2）外觀檢查；

       （3）機床性能及數(shù)控功能的驗收；

       （4）數(shù)控機床精度的驗收（包括位置精度和工作精度）。

       在驗收機床幾何精度時，在機床精調后一次完成，不允許調整一項檢測一項。位置精度檢驗要依據(jù)相應的精度驗收標準進行。機床的工作精度是一項綜合精度，它不僅反映機床的幾何精度和位置精度，同時還包括試件的材料、環(huán)境溫度、刀具性能以及切削條件等各種因素造成的誤差。

       在驗收數(shù)控機床時，加強對以上幾方面的檢驗對設備管理工作非常有益，并可減少不必要損失。

發(fā)展歷史

       數(shù)控機床是由美國發(fā)明家約翰·帕森斯20世紀發(fā)明的。隨著電子信息技術的發(fā)展，世界機床業(yè)已進入了以數(shù)字化制造技術為核心的機電一體化時代，其中數(shù)控機床就是代表產品之一。數(shù)控機床是制造業(yè)的加工母機和國民經濟的重要基礎。它為國民經濟各個部門提供裝備和手段，具有無限放大的經濟與社會效應。歐、美、日等工業(yè)化國家已先后完成了數(shù)控機床產業(yè)化進程，而中國從20世紀80年代開始起步，仍處于發(fā)展階段。

美國發(fā)展

       美國政府重視機床工業(yè)，美國國防部等部門因其軍事方面的需求而不斷提出機床的發(fā)展方向、科研任務，并且提供充足的經費，且網(wǎng)羅世界人才，特別講究“效率”和“創(chuàng)新”，注重基礎科研。因而在機床技術上不斷創(chuàng)新，如1952年研制出世界第一臺數(shù)控機床、1958年創(chuàng)制出加工中心、70年代初研制成FMS、1987年首創(chuàng)開放式數(shù)控系統(tǒng)等。由于美國首先結合汽車、軸承生產需求，充分發(fā)展了大量大批生產自動化所需的自動線，而且電子、計算機技術在世界上領先，因此其數(shù)控機床的主機設計、制造及數(shù)控系統(tǒng)基礎扎實，且一貫重視科研和創(chuàng)新，故其高性能數(shù)控機床技術在世界也一直領先。當今美國生產宇航等使用的高性能數(shù)控機床，其存在的教訓是，偏重于基礎科研，忽視應用技術，且在20世紀80代政府一度放松了引導，致使數(shù)控機床產量增加緩慢，于1982年被后進的日本超過，并大量進口。從20世紀90年代起，糾正過去偏向，數(shù)控機床技術上轉向實用，產量又逐漸上升。

德國發(fā)展

       德國政府一貫重視機床工業(yè)的重要戰(zhàn)略地位，在多方面大力扶植。于1956年研制出第一臺數(shù)控機床后，德國特別注重科學試驗，理論與實際相結合，基礎科研與應用技術科研并重。企業(yè)與大學科研部門緊密合作，對數(shù)控機床的共性和特性問題進行深入的研究，在質量上精益求精。德國的數(shù)控機床質量及性能良好、先進實用、貨真價實，出口遍及世界。尤其是大型、重型、精密數(shù)控機床。德國特別重視數(shù)控機床主機及配套件之先進實用，其機、電、液、氣、光、刀具、測量、數(shù)控系統(tǒng)、各種功能部件，在質量、性能上居世界前列。

日本發(fā)展

       日本政府對機床工業(yè)之發(fā)展異常重視，通過規(guī)劃、法規(guī)（如“機振法”、“機電法”、“機信法”等）引導發(fā)展。在重視人才及機床元部件配套上學習德國，在質量管理及數(shù)控機床技術上學習美國，甚至青出于藍而勝于藍。自1958年研制出第一臺數(shù)控機床后，1978年產量超過美國，產量、出口量一直居世界首位。戰(zhàn)略上先仿后創(chuàng)，先生產量大而廣的中檔數(shù)控機床，大量出口，占去世界廣大市場。在20世紀80年開始進一步加強科研，向高性能數(shù)控機床發(fā)展。

中國發(fā)展

       作為現(xiàn)代工業(yè)基石的機床產業(yè)，是工業(yè)經濟發(fā)展過程中無論如何都不能繞過一個關鍵性問題，中國機床產業(yè)由于先天不足，一直在中高端機床項目發(fā)展上落于國外主流水準，正處于一個追趕的過程當中。

       中國數(shù)控機床仍然較為落后。中國數(shù)控機床市場巨大，與國外產品相比，中國的差距主要是機床的高速高效化和精密化上，中國正處于工業(yè)化中期，即從解決短缺為主的開放逐步向建設經濟強國轉變，從脫貧向致富轉變，煤炭、汽車、鋼鐵、房地產、建材、機械、電子、化工等一批以重工業(yè)為基礎的高增長行業(yè)發(fā)展勢頭強勁，構成了對機床市場尤其是數(shù)控機床的巨大需求。

       中國機床行業(yè)加速轉型面臨四大制約因素。中國的數(shù)控機床技術最多只能做到五軸聯(lián)動，并且據(jù)有關人士說這個五軸還是作秀成份居多，五軸以上幾乎就是全部進口，并且在多點聯(lián)動的技術上也和國外技術水準存在非常大的差距。

       國內市場國際化競爭加劇：由于中低檔數(shù)控機床市場萎縮和生產能力過剩，加之國外產品低價涌入，市場競爭將進一步加劇。而高檔產品由于長期以來一直依賴進口，國內產品更加面臨著國際化競爭的嚴峻挑戰(zhàn)。

       以技術領先的策略正在向以客戶為中心的策略轉變：經濟危機往往會催生大規(guī)模的產業(yè)升級和企業(yè)轉型，機床工具行業(yè)實現(xiàn)制造業(yè)服務化，核心在于要以客戶為中心，積極提供客戶需要的個性化服務。因此，從簡單的賣產品轉向提供整體解決方案、從以技術為中心向以客戶為中心轉變成為當今的趨勢。

       中國的產品與中國市場需求反差較大，產品結構亟待快速調整：中國機床行業(yè)雖然保持多年持續(xù)快速發(fā)展，但是產業(yè)和產品結構不合理的現(xiàn)象依然存在，整個行業(yè)大而不強，高檔產品還大量依賴進口。國產機床的國內市場占有率雖然已經有一定的提高，但是高檔數(shù)控機床、核心功能部件在國內市場占有率還很低，全行業(yè)替代進口的潛力非常巨大。

       企業(yè)技術創(chuàng)新模式有待完善：由于中國機床企業(yè)的地位、工業(yè)化水平和品牌影響力在逐步提升，要成為工業(yè)強國，其技術的獲得再也不能依賴別人。過去，中國走了一條從模仿到引進的道路，從現(xiàn)在開始必須走自主創(chuàng)新的道路。企業(yè)技術遇到新的封鎖，建立自主、新型、戰(zhàn)略性的產學研創(chuàng)新模式是支撐產品結構調整技術來源的惟一途徑。

       中國數(shù)控機床行業(yè)將延續(xù)結構調整的勢頭，不斷以新產品、新亮點占領更大市場。數(shù)控切割機床按切割方式可分為火焰切割和等離子切割兩大類。隨著下游行業(yè)需求的不斷提高，對數(shù)控機床配件提出了更大的需求和更高的要求。

       東北地區(qū)發(fā)展不快，其他地方的發(fā)展也比較緩慢。三是調結構促轉型取得成效。專家認為面對金融危機，廣大企業(yè)應不斷調整結構、提高質量、增加品種及推動產業(yè)升級，再加上企業(yè)加強管理，降低費用，所以企業(yè)效益明顯好轉。數(shù)控切割機床裝飾性發(fā)展趨勢可見一斑，數(shù)控切割機床更多的是強調在機械性能、操作簡便、價格經濟、加工精度穩(wěn)定等方面。金屬材料加工日益要求普及和批量化，數(shù)控切割機床除了要滿足上述功能性外，還要具有多切割方式的適用性。

       國內數(shù)控機床企業(yè)為了提高自身實力，更快地拓展國際市場，將采取多種手段加快和國外企業(yè)的融合以提高產品質量、提高競爭力。在繼續(xù)開拓美國、日本等國家市場的同時，在東南亞、中東、俄羅斯、歐洲、非洲等也全面開花。據(jù)了解，當前金屬切割數(shù)控機床行業(yè)運行具有以下幾個特點：一是外銷企業(yè)困難較大。從規(guī)模以上企業(yè)來看，以內銷為主的品牌企業(yè)發(fā)展勢頭較好。沒有品牌的中小企業(yè)發(fā)展比較困難。二是各地區(qū)發(fā)展不夠均衡，浙江、山東、河北、北京以及四川發(fā)展比較快，廣東的民營企業(yè)發(fā)展也較快。

       數(shù)控切割機床行業(yè)多數(shù)企業(yè)都是依靠降低產品售價來獲得市場，造成的后果是產品價格低、附加值低、利潤低，企業(yè)沒有足夠的資金持續(xù)發(fā)展。隨著產業(yè)的發(fā)展和競爭的升級，提高產品技術含量，擁有自主的專利、設計，注重品牌的打造和營銷才是企業(yè)長期發(fā)展的最佳選擇。

       中國機床行業(yè)在過去幾年實現(xiàn)了持續(xù)超高速的發(fā)展，一直到2011年上半年，需求仍很旺盛，但是從下半年開始，需求增勢明顯趨緩，新增訂單劇烈下滑，經濟效益狀況逐漸趨于嚴峻，利潤率持續(xù)下降。

       在“十二五”期間，國家實施積極的財政政策和穩(wěn)健的貨幣政策，隨著科技進步、產品升級以及國家重點工程、地方投資項目的不斷推進，國民經濟各行業(yè)對機床工具產品的需求水平將進一步提高，國防現(xiàn)代化對高水平機床的需求將更為迫切，市場需求將向更高層次發(fā)展，新一輪的市場競爭也將更加激烈。

       由于行業(yè)景氣度低迷，下游制造型企業(yè)對機床需求下降，所以我國機床行業(yè)一直處于低迷狀態(tài)，升級轉型成為行業(yè)的關鍵詞，經濟型數(shù)控機床則成為振興裝備制造業(yè)的重點之一。

       我國的鑄造機床產業(yè)取得了一定的成績，但是其發(fā)展仍然面臨著許多制約性問題，技術創(chuàng)新一直是國內鑄造機床行業(yè)的硬傷。與國外的鑄造機床產業(yè)相比，我國的鑄造機床產業(yè)在制造工藝水平上明顯落后，這使得其在核心運行部件的技術水平和運行速度、產品精度保持性以及機床的可靠性上有著明顯的不足。

       我國鑄造機床企業(yè)缺乏自主創(chuàng)新和基礎理論研究的意識與能力，這就制約了我國鑄造機床技術的發(fā)展，要改變這種現(xiàn)狀，就要深入研究用戶行業(yè)產品工藝的特點和要求，結合工藝特點開發(fā)出高水平加工設備，同時，還要注重基礎理論工作的研究，這樣才能讓我國鑄造機床產業(yè)在不久的將來有更好的發(fā)展。國家出臺的一系列政策，大力建設新興企業(yè)，高新技術企業(yè)，抓住了這一時機，企業(yè)內部出臺了“調整與振興”、“自主創(chuàng)新”等一系列政策，升級企業(yè)機床技術，嚴格保證產品質量，為加快鑄造機床行業(yè)的發(fā)展提供了良好的環(huán)境跟市場。

       機床工具行業(yè)作為國家基礎性和戰(zhàn)略性產業(yè)，在“十二五”規(guī)劃中，已明確將自主創(chuàng)新戰(zhàn)略作為最主要的一個組成部分，著重強調了要以技術創(chuàng)新工程來支撐和引領行業(yè)發(fā)展。我國機床工具行業(yè)的發(fā)展必須立足于自主創(chuàng)新，通過自主研發(fā)原始創(chuàng)新、引進技術消化吸收再創(chuàng)新、集成現(xiàn)有技術創(chuàng)新等方式，實現(xiàn)關鍵技術突破和產業(yè)升級。構建和完善以企業(yè)為主體、以市場為導向、產學研用相結合的技術創(chuàng)新體系；堅持加大研發(fā)費用投入；加強關鍵技術、共性技術的研究，力爭在基礎和共性技術攻關上有所突破，提高產品開發(fā)技術水平。

技術發(fā)展

       高速、精密、復合、智能和綠色是數(shù)控機床技術發(fā)展的總趨勢，在實用化和產業(yè)化等方面取得可喜成績。主要表現(xiàn)在：

       1、機床復合技術進一步擴展隨著數(shù)控機床技術進步，復合加工技術日趨成熟，包括銑-車復合、車銑復合、車-鏜-鉆-齒輪加工等復合，車磨復合，成形復合加工、特種復合加工等，復合加工的精度和效率大大提高?！耙慌_機床就是一個加工廠”、“一次裝卡，完全加工”等理念正在被更多人接受，復合加工機床發(fā)展正呈現(xiàn)多樣化的態(tài)勢。

       2、數(shù)控機床的智能化技術有新的突破，在數(shù)控系統(tǒng)的性能上得到了較多體現(xiàn)。如：自動調整干涉防碰撞功能、斷電后工件自動退出安全區(qū)斷電保護功能、加工零件檢測和自動補償學習功能、高精度加工零件智能化參數(shù)選用功能、加工過程自動消除機床震動等功能進入了實用化階段，智能化提升了機床的功能和品質。

       3、機器人使柔性化組合效率更高機器人與主機的柔性化組合得到廣泛應用，使得柔性線更加靈活、功能進一步擴展、柔性線進一步縮短、效率更高。機器人與加工中心、車銑復合機床、磨床、齒輪加工機床、工具磨床、電加工機床、鋸床、沖壓機床、激光加工機床、水切割機床等組成多種形式的柔性單元和柔性生產線已經開始應用。

       4、精密加工技術有了新進展數(shù)控金切機床的加工精度已從原來的絲級（0.01mm）提升到微米級（0.001mm），有些品種已達到0.05μm左右。超精密數(shù)控機床的微細切削和磨削加工，精度可穩(wěn)定達到0.05μm左右，形狀精度可達0.01μm左右。采用光、電、化學等能源的特種加工精度可達到納米級（0.001μm）。通過機床結構設計優(yōu)化、機床零部件的超精加工和精密裝配、采用高精度的全閉環(huán)控制及溫度、振動等動態(tài)誤差補償技術，提高機床加工的幾何精度，降低形位誤差、表面粗糙度等，從而進入亞微米、納米級超精加工時代。

       5、功能部件性能不斷提高功能部件不斷向高速度、高精度、大功率和智能化方向發(fā)展，并取得成熟的應用。全數(shù)字交流伺服電機和驅動裝置，高技術含量的電主軸、力矩電機、直線電機，高性能的直線滾動組件，高精度主軸單元等功能部件推廣應用，極大的提高數(shù)控機床的技術水平。

發(fā)展問題

       國內數(shù)控機床的需求日益增長，數(shù)控機床的發(fā)展推動了數(shù)控機床功能部件的創(chuàng)新升級。我國高檔數(shù)控機床關鍵功能部件工業(yè)還不能滿足國內需要，國內數(shù)控功能部件產業(yè)主要存在以下問題。

       1、適應性和滿足度遠達不到市場需求

       從當前我國數(shù)控機床的發(fā)展趨勢來看，國產功能部件的適應性和滿足度遠遠達不到市場的需求。主要表現(xiàn)在：

       1）我國功能部件的產品水平和國外有一定差距。我國生產的功能部件多數(shù)以勞動密集型為主，技術含量低，難以適應國產數(shù)控機床的發(fā)展速度和技術要求，特別是高檔數(shù)控機床。

       2）我國功能部件開發(fā)能力較弱，新產品開發(fā)速度慢，多數(shù)功能部件需要與國外合作開發(fā)、合作生產、合資經營，甚至只能組裝。雖然這兩年形勢有顯著變化，但高技術、最新型的功能部件，我國尚在研制過程中，市場占有率前景依然不容樂觀。

       2、我國數(shù)控功能部件生產企業(yè)的規(guī)模小

       據(jù)統(tǒng)計我國固定資產達到1000萬元以上的功能部件生產企業(yè)有70多家，占全部生產企業(yè)的10%以下。我國的功能部件生產企業(yè)的“出身”有4種：一是從研究院所、大專院校以技術支撐發(fā)展而來的企業(yè)，可稱為“院所型”。這些企業(yè)的特點是：有一定技術基礎和人才基礎，有多項技術的發(fā)展?jié)摿Γa手段較弱，難以在短時間內形成產業(yè)規(guī)模，在成本、營銷、服務等方面也存在一些差距；二是從主機廠逐步“獨立”、“分離”出來的以生產某種功能部件為主發(fā)展起來的企業(yè)，可稱之為“主廠型”。這些企業(yè)在生產能力、工藝水平和使用經驗上都可以適應市場需求，在一定程度上可以形成規(guī)模，但由于其與原主機廠有著千絲萬縷的聯(lián)系，在競爭中往往讓用戶產生疑慮，影響其市場開拓，同時，其開發(fā)能力也有一定的局限性，所以難以形成著名品牌；三是在江浙一帶大量涌現(xiàn)出的民營企業(yè)，可稱之為“民企型”。這些企業(yè)主要以勞動密集型、單一品種為主，如護鏈罩、拖板、噴油管、排屑器、照明設備等。由于競爭激烈，其質量和價格都能滿足中低檔數(shù)控機床的市場需要。雖然這些品種的高檔產品尚不能制造，還需依賴進口，但在很大程度上，適應了我國數(shù)控機床發(fā)展的總體需求；還有一部分外商合資企業(yè)或獨資企業(yè)生產部分較高水平的功能部件，但批量較小，且沒有獨立的技術開發(fā)能力，難以成為功能部件的主體和主流。

       3、核心零部件大量依靠進口

       中國數(shù)控機床行業(yè)的發(fā)展令人矚目，2008年中國數(shù)控機床工具工業(yè)完成工業(yè)總產值34723億元，產品銷售產值3348.3億元，同比分別增長27.5%和26.0%。2002~2008年中國是世界機床第一消費國和第一進口國。但行業(yè)迅速發(fā)展的背后，一個不能忽視的事實是，我國關鍵零部件生產依然受制于人，出現(xiàn)了利潤不高、產品缺乏核心競爭力的局面。

       4、缺乏高技術含量威脅產業(yè)安全

       我國機床出口連年保持增長的喜人態(tài)勢，不過“量增價減”的尷尬直接反映出我們的技術水平。大量核心技術的缺乏和關鍵零部件的依賴直接影響到我國的機床產業(yè)安全。因此，我們需要強化預警工作意識，凝聚行業(yè)智慧和力量，維護產業(yè)安全。