【正文】 同時，我要感謝學(xué)院給我們授課的各位老師，正是由于他們的傳道、授業(yè)、解惑，讓我學(xué)到了專業(yè)知識，并從他們身上學(xué)到了如何求知治學(xué)、如何為人處事。這里僅對一些常用的一般性方法作以介紹，這些方法互相聯(lián)系，在實際的故障診斷中，對這些方法要綜合運用。選擇數(shù)控機床的附件要堅持高可靠性的原則，避免因某個附件缺少或出現(xiàn)問題而影響整機的運行。應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的類型合理地選擇數(shù)控機 床的類型、規(guī)格，使之配套。一般數(shù)控廠家都將數(shù)控功能分為基本功能和供用戶選擇的選擇功能兩類。 (3) 從精度方面考慮選擇加工設(shè)備，精度是一項指標(biāo)。 (1) 從類型方面考慮選擇何種類型的機床，要根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)而定。 數(shù)控機床如果不能穩(wěn)定可靠地工作，那就完全失去了意義。否則，不僅是造成了不必要的浪費，而且也會給實用、維修保養(yǎng)及修理等方面帶來困難，況且數(shù)控系統(tǒng)的更新期越來越縮短，兩年不用，就有新的系統(tǒng)和新的機床出現(xiàn)，而且到那時候所需花費的代價會比現(xiàn)在更低。而編程人員因與工藝和數(shù)學(xué)有關(guān)，則宜選擇熟悉工藝并且具有一定數(shù)學(xué)和軟件知識基礎(chǔ)的人員加以培訓(xùn)后擔(dān)任。22 / 31(3) 精選和終選初選產(chǎn)品之后，應(yīng)向該產(chǎn)品的生產(chǎn)廠家索取 更詳細(xì)的資料，進(jìn)一步了解該產(chǎn)品的情況，并廣泛征求各個方面專家的意見，必要時可作加工試驗，促進(jìn)選擇。數(shù)控機床的發(fā)展一方面要努力提高其質(zhì)量和數(shù)量，另一方面要充分認(rèn)識到數(shù)控機床應(yīng)用和維護(hù)的重要性，認(rèn)識到正確的使用和良好的維護(hù)、維修措施、是機床長期可靠地運行地重要保障。一臺帶有刀庫和臺板轉(zhuǎn)換的加工中心報警內(nèi)容有五六百條。所謂診斷程序就是對數(shù)控機床各部分包括數(shù)控系統(tǒng)本身進(jìn)行狀態(tài)或故障檢測的軟件，當(dāng)數(shù)控機床發(fā)生故障時，可利用該程序診斷出故障源所在范圍或具體位置。一般數(shù)控機床都能夠從 CRT 上或 LED指示燈上非常方便地確定其輸入輸出狀態(tài)。特別是在偶發(fā)故障期，NC 部分及各電路板的故障較少，上述各部分發(fā)生的故障可能會成為主要的診斷維修目20 / 31標(biāo)。如果和故障報警號同時報警，綜合二者的報警內(nèi)容，可更加明確地指示出故障的位置。這里僅對一些常用的一般性方法作以介紹，這些方法互相聯(lián)系，在實際的故障診斷中，對這些方法要綜合運用。對故障現(xiàn)象進(jìn)行全面了解后，下一步可根據(jù)故障現(xiàn)象分析故障可能存在的位置，即哪一部分出現(xiàn)故障可能導(dǎo)致如此現(xiàn)象。偶發(fā)故障是由于偶然因素引起的。由于零件的加工表面存在著微觀的和宏觀的幾何形狀偏差，在完全磨合前，零件的加工表面還比較粗糙，部件的裝配可能存在誤差，因而，在機床使用初期會產(chǎn)生較大的磨合磨損，使設(shè)備相對運動部件之間產(chǎn)生較大的間隙，導(dǎo)致故障的發(fā)生。平常缺少生產(chǎn)任務(wù) ,也不能空閑不用,這不是對設(shè)備的愛護(hù),反而由于長期不用,可能由于受潮等原因加快電子元器件的變質(zhì)或損壞。 直接數(shù)字控制系統(tǒng)數(shù)控機床的外觀大都采用線型簡潔的板塊組合式全封閉安全防護(hù)罩，配備有現(xiàn)代特征的集操作、顯示、控制于一體的操作面板，淘汰了普通機床各種操作手柄、手輪和線型復(fù)雜零散的多面型表面形態(tài)。如圖 1 一 2 ，用半徑、直徑編程法編輯其程序如下： 半徑編程：G90G01 X60230 （絕對指令編程）G91 G01 X40Z 一 60 （增量指令編程）直徑編程： G90G01X120230 （絕對指令編程） G91G01X802 一 60 （增量指令編程）數(shù)控車床出廠時一般設(shè)定為直徑編程。3. 絕對編程與增量編程確定軸移動的指令方法有絕對指令和增量指令兩種。車床的機床原點一般定義在主軸旋轉(zhuǎn)中心線與車頭端面的交點或參考點上， CJK6O32 車床其機床原點與如果以機床原點為坐標(biāo)原點，建立一個 Z 軸與 X 軸的直角坐標(biāo)系，則此坐標(biāo)系就稱為機床坐標(biāo)系。適合于加工：形狀復(fù)雜的盤類或軸類零件。由于數(shù)控機床加工的特殊性，要求數(shù)控機床加工工人既是操作者，又是程序員，同時具備初級技術(shù)人員的某些素質(zhì)，因此，二操作者必須熟悉被加工零件的各項工藝（技術(shù)）要求，如加工路線，刀具及其幾何參數(shù)，切削用量，尺寸及形狀位置公差。普通機床經(jīng)經(jīng)歷了近兩百年的歷史。 計算機集成制造系統(tǒng)簡介計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)是采用現(xiàn)代計算機技術(shù)將制造工廠全部生產(chǎn)活動所需的各種分散的自動化系統(tǒng)有機地集成起來隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和生產(chǎn)的發(fā)展，產(chǎn)品多樣化，中小批量產(chǎn)品比重日益增加，產(chǎn)品交貨期和更新?lián)Q代周期越來越短。工件系統(tǒng)包括有工件、夾具的輸送、裝卸以及倉儲等裝置。當(dāng)然，一個系統(tǒng)的機床設(shè)備也可以按這兩種方式混合配置，這要根據(jù)預(yù)期生產(chǎn)性質(zhì)來確定。對于車削或磨削中心等機床，可以使用工業(yè)機器人進(jìn)行工件的交換。 柔性制造單元和柔性制造系統(tǒng) 柔性制造單元(FMC)是由中心控制計算機、加工中心與自動交換工件(AWC，APC)裝置所組成。由于傳遞一個零件加工程序的時間很短，而機床的加工時間很長，所以一臺中央計算機為多臺機床服務(wù)時，不會發(fā)生機床暫停加工等待的現(xiàn)象。計算機將一組數(shù)控機床與儲有零件加工程序和機床控制程序的公共存儲器相連接，根據(jù)加工要求向機床分配數(shù)據(jù)和指令。 圖 11配備有裝載多把刀具的刀具庫，有自動更換刀具的功能，一次裝夾中可以完成鉆、鏜、銑、鉸等工序，特別適用于箱體類零件的多面、多工序加工。由于采用了寬調(diào)速的進(jìn)給伺服電動機和寬調(diào)速的主軸電動機，可以不用或少用齒輪傳動和齒輪變速，這就簡化了機床的傳動機構(gòu)。常用的伺服馬達(dá)有寬調(diào)速直流電動機、寬調(diào)速交流電動機和電液伺服馬達(dá)。為了使刀具按規(guī)定的軌跡加工工件的曲線輪廓，數(shù)控裝置具有插補運算的功能，使刀具的運動軌跡以最小的誤差逼近規(guī)定的輪廓曲線，并協(xié)調(diào)各坐標(biāo)方向的運動速度，以4 / 31便在切削過程中始終保持規(guī)定的進(jìn)給速度。輸入數(shù)控裝置的程序指令記錄在信息載體上，由程序讀入裝置接收，或由數(shù)控裝置的鍵盤直接手動輸入。此外還有能自動換刀、一次裝卡進(jìn)3 / 31行多工序加工的加工中心、車削中心等。柔性加工不僅適合于多品種、中小批量生產(chǎn)也適合于大批量生產(chǎn)，且能交替完成兩種或更多種不同零件的加工，增加了自動變換工件的功能，可實現(xiàn)夜間無人看管的操作。數(shù)控機床及數(shù)控系統(tǒng)的平均無故障時間達(dá)到 10000 小時，年產(chǎn)量達(dá)到 20220 臺，普及型產(chǎn)品基本立足國內(nèi)。其次，簡要的介紹了下數(shù)控機床的編程基礎(chǔ)。本文對設(shè)計作了詳細(xì)的介紹，介紹了機床的傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和設(shè)計部分的元件功能。 “九五”及 2022 年前我國數(shù)控機床的發(fā)展方針是：重點抓好六類主機（數(shù)控車床、加工中心、數(shù)控磨床、數(shù)控鍛壓機床、數(shù)控重型機床和數(shù)控精密電加工機床） ，集中突破數(shù)控系統(tǒng)；發(fā)展普及型，提高可*性；內(nèi)外結(jié)合，以我為主，實現(xiàn)我國數(shù)據(jù)控機床產(chǎn)業(yè)化。3．通過計算機軟件可以實現(xiàn)精度補償和優(yōu)化控制。數(shù)控機床知識程序、運數(shù)字控制機床是用數(shù)字代碼形式的信息(程序指令)，控制刀具按給定的工作動速度和軌跡進(jìn)行自動加工的機床，簡稱數(shù)控機床。第五代與第三代相比，數(shù)控裝置的功能擴大了一倍，而體積則縮小為原來的 1/20，價格降低了 3/4，可靠性也得到極大的提高。直線控制是除控制直線軌跡的起點和終點的準(zhǔn)確定位外，還要控制在這兩點之間以指定的進(jìn)給速度進(jìn)行直線切削。這種伺服機構(gòu)比較簡單，工作穩(wěn)定，容易掌握使用，但精度和速度的提高受到限制。為了保證機床具有很大的工藝適應(yīng)性能和連續(xù)穩(wěn)定工作的能力，數(shù)控機床結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點是具有足夠的剛度、精度、抗振性、熱穩(wěn)定性和精度保持性。2．經(jīng)濟性：是指所選用的數(shù)控機床在滿足加工要求的條件下，所支付的代價是最經(jīng)濟的或者是較為合理的。 圖 12 小型計算機集成制造系統(tǒng)計算機集成制造系統(tǒng):將車間制造過程的自動化,從生產(chǎn)決策、產(chǎn)品設(shè)計、市場預(yù)測直到銷售的整個生產(chǎn)活動的自動化，特別是技術(shù)和管理科室工作的自動化的要求綜合成一個完整的生產(chǎn)制造系統(tǒng)，即所謂的計算機集成制造系統(tǒng)，它將一個制造工廠的生產(chǎn)活動進(jìn)行有機的集成，以實現(xiàn)更高效益、更高柔性的智能化生產(chǎn)。圖 13DNC 系統(tǒng)可以分為間接控制型和直接控制型兩大類：間接控制型系統(tǒng)間接控制型 DNC 系統(tǒng)是由已有的數(shù)控機床，配上集中管理和控制的中央計算機，并在中央計算機和數(shù)控機床的數(shù)控裝置之間加上通信接口所組成。原來由數(shù)控裝置完 圖 14成的插補運算功能全部或部分由中央計算機集中完成，各臺數(shù)控機床只需配置一個簡單的機床控制器(MachineControlUnitMCU)用于數(shù)據(jù)傳遞，驅(qū)動控制和手動操作。已加工好的工件連同托盤轉(zhuǎn)至工件的裝卸工位，由人工卸下，并裝上待加工的工件。10 / 31圖 16柔性制造系統(tǒng)的組成：一般認(rèn)為 FMS 應(yīng)由加工、物流、信息流三個子系統(tǒng)組成，每一個子 系統(tǒng)還可以有分系統(tǒng)。系統(tǒng)應(yīng)有監(jiān)控刀具壽命和刀具故障的功能。小車上有托盤交換臺，工件放在托盤上，托盤由交換臺推上機床的工作臺，對工件進(jìn)行加工；加工好的工件連同托盤拉回到小車上的交換臺上，送裝卸工位，由人工卸下并裝上新的待加工件。美國把 CIMS 看作是今后 60 年科技方向；歐共體將 CIMS 列為信息技術(shù)研究三個重大項目之一；日本在 80 年代初就提出了立國和面向21 世紀(jì)的科技發(fā)展戰(zhàn)略，對開發(fā) CIMS 有關(guān)的各種新技術(shù)都作了巨額投資。要學(xué)好數(shù)控車床理論和操作，就必須勤學(xué)苦練，從平面幾何，三角函數(shù)，機械制圖，普通車床的工藝和操作等方面打好基礎(chǔ)。數(shù)控車床品種繁多，結(jié)構(gòu)各異，但是仍有很多相同之處，本節(jié)主要介紹 CJK6O32 數(shù)控車床。其固定位置，由 X 向與 Z 向的機械擋塊及電機零點位置來確定，機械擋塊一般設(shè)定在 Z 軸正向最大位置。如圖 11，其以工作右端面與軸線的交點作為工作原點。 注： G9O 、 G91 為模態(tài)功能，可相互注銷， G90 為缺省值。 1．刀架系統(tǒng)；15 / 31回轉(zhuǎn)刀架，更換主軸換刀和帶刀庫的自動換刀系統(tǒng)及多刀架、多主軸布局對提高生產(chǎn)效率和自動化水平發(fā)揮了重要作用。但我們要清醒地認(rèn)識到,能否達(dá)到數(shù)控機床以上所述的優(yōu)點,還要看操作者在生產(chǎn)中能不能恰當(dāng)、正確地使用。 早期故障期早期故障期的特點是故障發(fā)生的頻率高，但隨著使用時間的增加迅速下降。此外，新安裝的空氣管道若清洗不干凈，一些雜物和水分也可能進(jìn)入系統(tǒng)，造成液壓氣動部分的初期故障。為了進(jìn)一步了解故障情況，要對數(shù)控機床進(jìn)行初步檢查，并著重檢查熒光屏上的顯示內(nèi)容、控制柜中的故障指示燈、狀態(tài)指示燈或作報警用的數(shù)碼管。技術(shù)上的復(fù)雜程度是指判斷其是否有故障存在的難易程度。如果機床發(fā)生了故障，且有報警號顯示于 CRT 上，首先就要根據(jù)報警號的內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的分析與診斷。無論其形式如何，PC 控制器的作用卻是相同的，主要進(jìn)行開關(guān)量的管理與控制。PC 控制器輸入輸出狀態(tài)的確定方法是每一個維修人員所必須掌握的。在維修過程中，有時也要利用某些機床參數(shù)對機床進(jìn)行調(diào)整，還有的參數(shù)須要根據(jù)機床的運行情況及狀態(tài)進(jìn)行必要的修正。否則，將顯示報警信息。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及 CNC 技術(shù)的成熟與完善，更高層次的診斷技術(shù)已經(jīng)出