数控机床应用概况

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1、编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第26页 共26页一、什么是数控机床 车、铣、刨、磨、镗、钻、电火花、剪板、折弯、激光切割等等都是机械加工方法，所谓机械加工，就是把金属毛坯零件加工成所需要的形状，包含尺寸精度和几何精度两个方面。能完成以上功能的设备都称为机床，数控机床就是在普通机床上发展过来的，数控的意思就是数字控制。给机床装上数控系统后，机床就成了数控机床。当然，普通机床发展到数控机床不只是加装系统这么简单，例如：从铣床发展到加工中心，机床结构发生变化，最主要的是加了刀库，大幅度提高了精度。加工中心最主要的功能是铣、镗、钻的功能。 我们一般所说的数控设备，主

2、要是指数控车床和加工中心。 我国目前各种门类的数控机床都能生产，水平参差不齐，有的是世界水平，有的比国外落后1015年，但如果国家支持，追赶起来也不是什么问题，例如：去年，沈阳机床集团收购了德国西思机床公司，意义很大，如果大力消化技术，可以缩短不少差距。大连机床公司也从德国引进了不少先进技术。上海一家企业购买日本着名的机床制造商池贝。 近几年随着中国制造的崛起，欧洲不少企业倒闭或者被兼并，如马毫、斯滨纳等。日本经济不景气，有不少在80年代很出名的机床制造商倒闭，例如：新泻铁工所。 二、数控设备的发展方向 六个方面：智能化、网络化、高速、高精度、符合、环保。目前德国和瑞士的机床精度最高，综合起来

3、，德国的水平最高，日本的产值最大。美国的机床业一般。中国大陆、韩国。台湾属于同一水平。但就门类、种类多少而言，我们应该能进世界前4名。 三、数控系统 由显示器、控制器伺服、伺服电机、和各种开关、传感器构成。目前世界最大的三家厂商是：日本发那客、德国西门子、日本三菱；其余还有法国扭姆、西班牙凡高等。国内由华中数控、航天数控等。国内的数控系统刚刚开始产业化、水平质量一般。高档次的系统全都是进口。 华中数控这几年发展迅速，软件水平相当不错，但差就差在电器硬件上，故障率比较高。华中数控也有意向数控机床业进军，但机床的硬件方面不行，质量精度一般。目前国内一些大厂还没有采用华中数控的。广州机床厂的简易数控

4、系统也不错。 我们国家机床业最薄弱的环节在数控系统。 四、机床精度 1、 机械加工机床精度分静精度、加工精度（包括尺寸精度和几何精度）、定位精度、重复定位精度等5种。 2、 机床精度体系：目前我们国家内承认的大致是四种体系：德国VDI标准、日本JIS标准、国际标准ISO标准、国标GB，国标和国际标准差不多。 3、 看一台机床水平的高低，要看它的重复定位精度，一台机床的重复定位精度如果能达到0.005mm(ISO标准.、统计法),就是一台高精度机床，在0.005mm(ISO标准.、统计法)以下，就是超高精度机床，高精度的机床，要有最好的轴承、丝杠。 4、 加工出高精度零件，不只要求机床精度高，还

5、要有好的工艺方法、好的夹具、好的刀具。 五、目前世界着名机床厂商在我国的投资情况 1、2000年，世界最大的专业机床制造商马扎克（MAZAK）在宁夏银川投资建了名为“宁夏小巨人机床公司”的机床公司，生产数控车床、立式加工中心和车铣复合中心。机床质量不错，目前效益良好，年产600台，目前正在建2期工程，建成后可以年产1200台。 2、2003年，德国着名的机床制造商德马吉在上海投资建厂，目前年组装生产数控车床和立式加工中心120台左右。 3、2002 年，日本着名的机床生产商大隈公司和北京第一机床厂合资建厂，年生产能力为1000台，生产数控车床、立式加工中心、卧式加工中心。 4、韩国大宇在山东青

6、岛投资建厂，目前生产能力不知。 5、台湾省的着名机床制造商友嘉在浙江萧山投资建厂，年生产能力800台。 六、民营企业进入机床行业情况 1、浙江日发公司，2000年投产，生产数控车床、加工中心。年生产能力300台。 22004年，浙江宁波着名的铸塑机厂商海天公司投资生产机床，主要是从日本引进技术，目前刚开始，起点比较高。 32002年，西安北村投产，名字象日本的，其实老板是中国人，采用日本技术。生产小型仪表数控车床，水平相当不错。 七、军工企业技改情况 军工企业得到国家拨款开始于当年“大使馆被炸”，后来台湾陈水扁上台后，大规模技改开始了，军工企业进入新一轮的技改高峰，我们很多军工企业开始停止购买

7、普通设备。尤其是近3年来，我们的军工企业从欧洲和日本买了大批量的先进数控机床。也从国内机床厂哪里采购了大批普通数控机床，国内机床厂商为了迎接这次大技改，也引进了不少先进技术，争取军工企业的高端订单。 听在军工企业的朋友讲，陈水扁如果再能“顶”三年，我们的整体水平会上一个台阶。17如何防制数控机床的爬行与振动？答：数控机床中有很多明显的不正常现象，但在有一些经济数控系统中，却没有报警，即使有时出现报警，报警的信息表明也不是你所看到不正常现象的报警。机床出现爬行与振动就是一个明显的例子。机床以低速运行时，机床工作台是蠕动着向前运动；机床要以高速运行时，就出现震动。 关于机床爬行有的书上写着：由于润

8、滑不好，而使机床工作台移动时摩擦阻力增大。当电机驱动时，工作台不向前运动，使滚珠丝杠产生弹性变形，把电机的能量贮存在变形上。电动机继续驱动，贮存的能量所产的弹性力大于静摩擦力时，机床工作台向前蠕动，周而复始地这样运动，而产生了爬行的现象。然而事实并非如此，仔细看一下导轨面润滑的情况，就可以断定不是这个问题。机床爬行和振动问题是属于速度的问题。既然是速度的问题就要去找速度环，我们知道机床的速度的整个调节过程是由速度调节器来完成的。特别应该着重指出，速度调节器的时间常数，也就是速度调节器积分时间常数是以毫秒计的，因此，整个机床的伺服运动是一个过渡过程，是一个调节过程。 凡是与速度有关的问题，只能去

9、查找速度调节器。因此，机床振动问题也要去查找速度调节器。可以从以下这些地方去查找速度调节器故障：一个是给定信号，一个是反馈信号，再一个就是速度调节器的本身。 第一个是由位置偏差计数器出来经D/A转换给速度调节器送来的模拟是VCMD，这个信号是否有振动分量，可以通过伺服板上的插脚(FANUC6系统的伺服板是X18脚)来看一看它是否在那里振动。如果它就是有一个周期的振动信号，那毫无疑问机床振动是正确的，速度调节器这一部分没有问题，而是前级有问题，向 DA转换器或偏差计数器去查找问题。如果我们测量结果没有任何振动的周期性的波形。那么问题肯定出在其他两个部分。 我们可以去观察测速发电机的波形，由于机床

10、在振动，说明机床的速度在激烈的振荡中，当然测速发电机反馈回来的波形一定也是动荡不已的。但是我们可以看到，测速发电机反馈的波形中是否出现规律的大起大落，十分混乱现象。这时，我们最好能测一下机床的振动频率与电机旋转的速度是否存在一个准确的比率关系，譬如振动的频率是电机转速的四倍频率。这时我们就要考虑电机或测速发电机有故障的问题。 因为振动频率与电机转速成一定比率，首先就要检查一下电动机是否有故障，检查它的碳刷，整流子表面状况，以及机械振动的情况，并要检查滚珠轴承的润滑的情况，整个这个检查，可不必全部拆卸下来，可通过视察官进行观察就可以了，轴承可以用耳去听声音来检查。如果没有什么问题，就要检查测速发

11、电机。测速发电机一般是直流的。 测速发电机就是一台小型的永磁式直流发电机，它的输出电压应正比于转速，也就是输出电压与转速是线性关系。只要转速一定，它的输出电压波形应当是一条直线，但由于齿槽的影响及整流子换向的影响，在这直线上附着一个微小的交变量。为此，测速反馈电路上都加了滤波电路，这个滤波电路就是削弱这个附在电压上的交流分量。 测速发电机中常常出现的一个毛病就是炭刷磨下来的炭粉积存在换向片之间的槽内，造成测速发电机片间短路，一旦出现这样的问题就避免不了这个振动的问题。 这是因为这个被短路的元件一会在上面支路，一会在下面支路，一会正好处于换向状态，这3种情况就会出现3种不同的测速反馈的电压。在上

12、面支路时，上面支路由于少了一个元件，电压必然要小，而当它这个元件又转到了下面支路时，下面的电压也小，这时不论在上面支路，还是在下面支路中，都必然使这两条支路的端电压下降，且有一个平衡电流流过这两条并联的支路，又造成一定的电压降。当这个元件处于换向，正好它也处于短路，这时上下两个支路没有短路元件，电压得以恢复，且也无环流。这样，与正常测速发电机状态一样。为此，三种不同情况下电压做了一个周期地变化，这个电压反馈到调节器上时，势必引起调节器的输出也做出相应地，周期地变化。这是仅仅说了一个元件被短路。特别严重时有一遍换向片全部被碳粉给填平了，全部短路，这样就会更为严重的电压波动。 反馈信号与给定信号对

13、于调节器来说是完全相同的。所以，出现了反馈信号的波动，必然引起速度调节器的反方向调节，这样就引起机床的振动。 这种情况发生时，非常容易处理，只要把电机后盖拆下，就露出测速发电机的整流子。这时不必做任何拆卸，只要用尖锐的勾子，小心地把每个槽子勾一下，然后用细砂纸光一下勾起的毛刺，把整流片表面再用无水酒精擦一下，再放上炭刷就可以了。这里特别要注意的是用尖锐的勾子去勾换向片间槽口时，别碰到绕组，因为绕组线很细，一旦碰破就无法修复，只有重新更换绕组。再一个千万不要用含水酒精去擦，这样弄完了绝缘电阻下降无法进行烘干，这样就会拖延修理期限。 除了我们上面讨论过这些引起振动的原因外，还可能是系统本身的参数引

14、起的振荡。众所周知；一个闭环系统也可能由于参数设定不好，而引起系统振荡，但最佳的消除这个振荡方法就是减少它的放大倍数，在FANUC的系统中调节RV1，逆时钟方向转动，这时可以看出立即会明显变好，但由于RV1调节电位器的范围比较小，有时调不过来，只能改变短路棒，也就是切除反馈电阻值，降低整个调节器的放大倍数。 采用这些方法后，还做不到完全消除振动，甚至是无效的，就要考虑对速度调节器板更换或换下后彻底检查各处波形。 在这个实例中，出现爬行时，电机是在低速，一旦提高速度就震起来，这时电流就可能出现过流报警。产生这种报警的原因是机床工作台面为了迅速跟限反馈信号的变化而变化，必须有一个很大的加速度才行，

15、这个加速度就是由电机的转矩给出的。电机转矩的变化来响应这个速度给定信号(实际上是反馈信号)的变化。转矩就是电流信号。大的转矩，就是大的电流信号造成的，在电流环中出现了一个电流的激烈变化，从而出现了过电流现象。在振动时不报警，而在振动加大时，出现了过电流报警。 从这个例子中，我们可以这样总结：位置问题去找位置环，而速度问题去找速度环。所谓位置环就是研究零件加工的尺寸问题，零件的尺寸的精度要去研究位置环。当然，零件尺寸的重复精度还和基准点有关，我们在后面还要讨论基准点返回问题。但总的说来，尺寸问题，位置问题，要求考虑的对象是位置环，或者说与位置环有关的部分应是考虑的主要对象。速度的问题就要去研究速

16、度环以及与速度环有关的部分。 加工零件形状有了问题，这显然是由几个轴进行插补造成的。这就是NC对轴进行的脉冲分配，那么如果我们认为NC对轴的脉冲分配是正确的(常常是这样，很少遇到是NC出了毛病，或插补软件出了毛病而出现形状不对的现象)，那么各轴在忠实地执行NC的指令上肯定存在问题。我们可以去查各个轴伺服单元存在的问题。我们如果想加工一条有一定斜率的直线，那么这两个轴的速度要按斜率的比率关系给定。 由于数控机床是机电一体化产品，这里边影响机床正常工作的因素很多，例如上面我们曾讨论过的加工形状误差的原因，除了电气方面的问题之外，我们在数控机床的验收一节中曾经讨论过失动量的测定，这也是影响加工的几何

17、形状一个重要问题，这个机械方面的问题也与电气的问题混在一起，这种情况就十分难以分辨出到底哪个因素在这个问题中的比重占有多少。 这些相关的因素是制约我们迅速查出故障的重要因素。18机床数控化改造机电如何设计和联调？答：一、机床数控化改造的必要性 数控技术是先进制造技术的核心技术，它的整体水平标志着一个国家工业现代化的水平和综合国力的强弱，具有超越其经济价值的战略物资地位。目前我国企业机械制造整体水平与发达国家相比还有很大的差距。由于我国企业大部分数控机床和数控系统依赖进口，企业承受不了巨额购置费，且易受国外的控制，另外数控机械设备维修力量薄弱，进口的备件维修成本高，设备完好率低，大部分进口机床数

18、控系统已经崩溃，有的甚至在进口后还没使用就已因为各方面原因不能使用等等。因此目前我国企业机床数控化比例极低，不到5%，各企业使用的绝大部分为传统老式机床，很难满足企业高技术产品的生产需求和生产效率。为节约成本，进一步发挥老式传统机床的功效和潜在价值，将大批传统老式机床改造为数控机床是一种必然性和趋势。 二、机床数控化改造的分类 机床的数控化改造可以分为以下几种： 1、其一是恢复原功能，对机床存在的故障部分进行诊断并恢复； 2、其二是NC化，在普通机床上加数显装置，或加数控系统，改造成NC机床、CNC机床； 3、其三是翻新，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

19、配加工，恢复原精度；对其不满足生产要求的CNC系统以最新CNC进行更新； 4、其四是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，较大幅度地提高水平和档次的更新改造。 三、机床数控化改造的内容 下面按第三种改造方式以车床数控化改造为例，结合我公司在机床改造中的实际操作情况介绍一下其改造的主要内容和主要结构形式。 1、进给轴的改造 普通车床的X轴和Z轴均由同一电机驱动，走刀运动经走刀箱传动丝杠及溜板箱，获得不同的工件螺距即Z轴运动；走刀运动经走刀箱传动光杆及溜板箱，获得不同的进刀量即X轴运动。普通车床数控化改造时一般都去掉走刀箱及溜

20、板箱，改用进给伺服（或步进）传动链分别代替，具体体现为： Z轴：纵向电机减速箱（或联轴器）纵向滚珠丝杠大拖板，纵向按数控指令获得不同的走刀量和螺距。 X轴：横向电机减速箱（或联轴器）横向滚珠丝杠横滑板，横向按数控指令获得不同的走刀量。 改造后整个传动链的传动精度在保证机床刚性的前提下，与滚珠丝杠副的选择和布置结构形式、机床导轨的精度情况等有很大的关系。19数控装置具有哪些运算功能？答：数控装置要接受处理指令信息。指令信息的内容有逻辑动作控制以及形成几何轨迹运动的进给坐标数值计算控制。其中逻辑动作控制主要是指主轴的起停、刀具的选择、切削液的供给以及其它一些开关动作等。 数控装置具有如下运算功能：

21、 （1）输入运算 在信息输入过程中把十进制数转换为二进制数，刀具补偿也在刀具选择输入时进行计算。 （2）运动轨迹运算(插补运算) 点位控制时，对运动轨迹没有要求，往往不需要进行运动轨迹计算，只要作终点判别计算。而轮廓控制，即要求刀具相对于工件的运动轨迹时，常常要求两个或两个以上坐标的联动，加工的任何时刻都要协调，就要进行运动轨迹运算。 （3）准备运算 当输人数据为绝对值时，要计算出增量值。当输入增量值时，为了后续程序段的坐标值转换，必须计算出现在运动终点的绝对值并加以保存。根据指令不同，以及满足指令要求的处理方法不同就有不同的准备运算的内容。20数控装置的工作过程包括哪些步骤？答：数控装置的工

22、作过程包括如下步骤： （1）开机初始化 接通电源的一瞬间，先对整个数控装置进行一系列的处理，为开机后正常工作做好准备。初始化的内容有： 1）对RAM作为工作寄存器的单元置人初始状态，一般的单元就是清零；对一些特殊的单元，例如各级中断的保护区的返回地址寄存单元，置人该中断服务程序入口地址及设置堆栈栈底地址等。 2）对ROM进行奇偶校验。如果检查发现奇偶有错，则初始化就停止进行，程序直接转入ROM出错处理，报警信号显示主板出错。 3）为数控正常进行而设置一些所需的初始状态。 （2）数控程序的输入 通过纸带或手动输入，把程序送入数控装置。手动数据输入方式是在键盘监控程序的控制下，由操作人员通过面板上

23、的按键，把数控指令逐条输入存储器中。（3）起动机床 数控程序输入完毕后，即可按下操作面板上的起动按钮，计算机转入“自动”状态。 （4）数控指令的译码处理 程序进入缓冲区中，缓冲区可以存放一个程序段的程序，然后对程序中的指令逐条译码处理并做语法检查。若语法无错误，则根据指令的功能把它们存放在缓冲存储区的专用单元中去。 （5）刀具轨迹计算 根据工件所在坐标系和各轴坐标值、刀具号和刀具半径进行刀具运动轨迹的计算，计算出刀具向各坐标轴方向的移动量，或者说是增量值。 （6）插补运算 根据已知的沿各坐标轴的移动量的增量进行各轴的脉冲分配。计算出的脉冲量，再经过数模转换，转换成模拟量送给各坐标轴。 （7）位

24、置控制 数控系统中伺服系统就是把数控装置给的位移指令转换成机床移动部件的位移，然后再经过位置检测元件把实际位移量反馈给数控装置，数控装置再通过软件对位置进行调整，再一次向伺服系统输出实际需要的进给量。 为了提高精度，还可以通过软件进行螺距误差和齿隙的补偿。21数控机床程序编制的一般步骤和方法是什么？答：数控机床程序编制的一般步骤和方法如下： （1）确定工艺过程 根据图样上的工件形状、技术条件及公差要求，对加工工件的加工方案进行分析，合理地确定出加工方法、定位夹紧方法及工艺顺序，正确地选用加工的机床、刀具及切削用量。做到走刀路线短、走刀次数和换刀次数尽可能少，加工安全可靠。 （2）运动轨迹坐标的

25、计算 计算出粗、精加工各运动轨迹的坐标值，其中包括运动轨迹的起点和终点，圆弧的圆心等坐标尺寸。对圆形刀具，有时还要计算刀心运动轨迹坐标值，对非圆形曲线要计算出节点坐标值，并限制在允许误差范围内。 （3）编写加工程序单 按照数控装置规定使用的功能指令代码及程序格式，逐段编写加工程序单，并写上程序编号，后面还要加上此段程序结束符号。 （4）制备控制介质 把编成的程序清单的内容直接制备到纸带、磁带或磁盘上，或者通过手动装置按钮送人到数控装置的存储器中。 （5）程序的检验和备件的试切 把程序送到机床上进行空转检查或空转画图，以此来检查机床运动是否正确。但这种方法不能查出刀具调整不全或编程计算不准确造成

26、的工件误差的大小，所以还要进行备件试切。实际切削检查，不仅可以检查出程序或介质的错误，还可以检查出加工精度。22经济型数控系统具有哪些特点？在整机中的位置和作用是什么？答：经济型数控系统(国外又称廉价系统)，量大面广、经济实惠、利用率高，一般应具备以下几个特点： （1）具有较高的性能价格比。 （2）具有基本的功能，能满足绝大多数的加工要求。 （3）与高档数控系统相比，价格较低。 （4）具有紧凑、灵活的结构，操作方便。 （5）失效率低，维修方便。 经济型数控系统在我国有很大的应用潜力。国内先后也有一些单位进行了经济型数控系统的开发，北京机床研究所于1984年底首家推出商品化的经济型直流伺服数控系

27、统BS03A经济型数控系统，后又增加了B和C两个型号。 数控系统是数控机床的控制中心，它的控制功能可分为两大类： （1）运动控制功能。控制电动机的转速、转角和转向，通过机械接口转化为对机床工作台的移动速度、移动距离和移动方向的控制。 （2）M（辅助）S（主轴速度）T（刀具）控制功能。根据程序中的指令，输出相应的信号给机床电气接口，实现对刀具、主轴速度和其它辅助功能的控制。 机床生产厂家和设备改造单位在选定数控系统后，还需进行电气接口和机械接口的设计。23数控机床常用的维修器具有哪些？答：为了更好地维修数控机床，维修人员应当预备一些得心应手的维修器具及仪器仪表。常用的有：一字螺钉旋具、十字螺钉旋

28、具、钢丝钳、试电笔、25W和75W电烙铁、吸锡器、万用表、大量程电流表、相序表、转速表、示波器（最好是双踪示波器）。如有条件，还应备有慢扫描示波器和频率计，具备可调节的直流稳压电源（能输出+5V、+24V、15V），并且最好自己装设一个调试台。此外，常用材料应有松香、焊锡、砂纸、酒精、脱脂棉、粘合剂等。镊子、剪子、放大镜、小型吹风机等也是不可缺少的。24数控机床的控制原理是什么？数控机床加工工件的具体步骤有哪些？答：数控机床的加工，是把刀具与工件的运动坐标分割成一些最小的单位量，即最小位移量，由数控系统按照工件程序的要求，使坐标移动若干个最小位移量，从而来实现刀具与工件的相对运动，以完成工件的

29、加工。 数控机床上加工工件的具体步骤如下： （1）根据工件的图样及工艺方案，用规定的代码和程序的格式编写程序单。 （2）根据程序单，制作穿孔纸带。 （3）机床通过光电阅读机，逐段把穿孔带上的程序读到数控装置中去，也可以根据工件图样及工艺用手动方式（即MDI方式）直接通过键盘把程序信息输入到数控装置中。 （4）数控装置将代码进行译码、寄存和运算之后，向机床各坐标轴的伺服机构发出信号，驱动机床各运动部件，并控制其它一些辅助操作，最后加工出合格工件。25数控机床维修常用的方法有哪些？答：数控机床是由NC系统、伺服系统、位置检测、强电部分及机床本体组成，比一般机床要复杂得多，故障的表现形式也就比较复杂

30、。这就相应地要求维修人员多掌握几种维修方法，遇到不同的故障才能灵活地使用不同的方法，力求在最短的时间内排除故障，保证机床正常运转。 （1）诊断法 利用NC系统自带的诊断功能可以检查输入MT（机床）NC或PC（可编程序控制器）信号、输出（NC或PCMT）信号、PCNC信号、NCPC信号及中间继电器的状态等。利用诊断可迅速确定故障点的产生部位，然后集中力量在该部位范围内找出故障原因。 （2）观察法 观察法在维修数控机床过程中是常用的。有时，有的故障用观察法可很容易解决。观察法一是用眼看，观察电缆外皮有无破损，元器件有无冒烟、烧坏现象，插头、接线有无脱落，按钮、开关有无撞坏，指示灯是否完整，元器件表

31、面有无大量尘埃等；二是用手摸，停电检查时可用手轻轻摇拨变压器的接线是否有松动、烧坏现象，端子和导线之间结合是否紧固，旋转电动机轴是否过紧，电气元器件是否发热及焊接点是否牢固等；三是用耳听，听电动机旋转时有无噪声和异常声响，变压器有无蜂鸣声。加工中机床振动异常及振动声音过大等应引起注意，这些都会成为故障的因素。 （3）测量法 测量法是查找数控机床故障的基本方法。当机床发生故障时，利用手中的仪器、仪表（示波器、万用表等）参照电气原理图和控制系统的逻辑图等资料，沿着发生故障的通道，一步一步地测量，直到找到故障点为止。 用测量法找故障不一定要从起点一直测量到终点，可采用优选法进行，并要求维修人员不但要

32、较好地掌握电路图和逻辑图，而且要较熟悉地了解电气元器件的实际位置，才能迅速地排除故障。 （4）代换法 代换法能够迅速地把故障由大范围缩小到小范围，进而缩小到更小的范围之内。电气系统越是复杂用该方法越好。 用代换法时有个问题必须注意：在调换电路板之前一定要保证该电路板的损坏不是因为电路板外原因(外部高压窜人板内，或是板外负载短路等）造成的。在这种情况下，要首先排除相应故障后再代换，以免烧坏新更换上的好电路板。 （5）经验法 经验法是对数控机床经常重复性发生的故障，凭借长期积累的经验，针对故障的表现形式，便立即想到故障可能发生在哪一部位中。 （6）综合法 综合法就是全面掌握以上各方法的技巧，综合使

33、用、融会贯通、灵活运用。这是因为，以上方法各有利弊、发生的故障又多是错综复杂的，单一使用某一方法难以收到预期的效果。26数控机床为什么要经常检查保存RAM内容的保持电池是否完好？答：保存RAM内容的保持电池一般是锂电池，额定电压是3.5V，而且寿命较长，但价格较贵。有时也可以采用锰锌电池，加二极管降压得到。这样可作临时补救。如果电压下降到不允许的程度，会出现报警，此时一定要在开机通电的条件下更换电池。因为这时RAM保持电源可由交流电经数控装置后得到，不致于丢失RAM中的内容。长时期没有使用的设备也要经常或定期检查电池，否则也会因电池失效，又没有发报警，而丢失RAM中的内容，而要重新建立起这个内

34、容是很费事的。27数控机床的维护为什么要定期进行？答：数控机床维护的主要部分有：旋转的电动机，其中包括伺服电动机，风扇电动机，测速发电机以及旋转变压器等。对于光电编码器，没有经验的人切不可拆卸。其次就是一定要定期清理通风道，通风道堵塞后就会造成箱内元器件温度过高，从而引起半导体元器件、大规模集成电路器件不能正常工作等一些不正常现象。例如，、开箱正常，关箱就不正常等现象。特别是数控机床加工的金属屑吹到风道里堵塞风道，还会造成短路，把大功率、高电压器件烧坏，造成很大的经济损失。清理通风道不可仅从表面观看检查，往往外表观看很好而里面却已堵塞，一定要把护板拆下来一点一点清理。28CK6163D数控机床

35、的基本结构由哪几部分组成？答：CK6163D数控机床（亦称FANUC-3T-F）其组成部分如下： （1）3T-F控制箱 FANUC-3T系统F型是一个SNC（顺序控制）系统，它把FAPT（数控自动编程语言）装入了CNC（计算机数控）系统。利用本系统，编程人员可根据CRT（图形显示器）上的指令，操作一些相应的按钮，就能编制成工件加工程序。并且，编程人员也可在机床加工过程中，利用FAPT功能编制下一个工件加工程序。 SNC是一个高精度、高性能、固化软件的车床系统。控制电路中使用了高速微处理器、专用LSI（大规模集成电路）和半导体存储器，不仅提高了机床工作的可靠性，而且大大地改善了性能价格比。 该控

36、制箱内装有CNC系统、FAPT板、电源单元、PC（可编程序控制器）控制单元、电池盒、x轴伺服单元板、z轴伺服单元板、伺服变压器等。 NC（数字控制）控制箱是整个数控车床的指挥中心，所有的输出指令都要从这里发出，是数控车床的关键组成部分。 （2）MDI（手动数据输入）和CRT板 该板上有35cm（14in）彩色显示屏幕，可显示各种加工坐标值、工件程序的刀尖加工轨迹、刀具补偿值、加工时间、主轴给定转速及实际转速、设定参数的内容、输入输出接口的状态、中间寄存器地址单元的内容、报警内容等。另外MDI和CRT板上还有功能键和数字键，可进行各种操作及自动、手动编程。 （3）阅读机 穿在纸带上的工件程序可通

37、过阅读机输入到NC控制机中，阅读机的接口插座装在控制箱上，用户如果需要使用阅读机时，只需要将阅读机的连接电缆插头分别插在控制箱和阅读机（本机床出厂时一般不带阅读机）上即可。 （4）操纵盘 上面装有开关、按钮。手摇脉冲发生器和指示灯等，用来进行操作控制并显示操作状态和故障状态。 （5）强电箱 装有交流盘、直流盘、插座板、变压器、接触器和稳压电源等。强电箱的作用是进行信号转换和放大，连接NC控制箱、液压箱和机床，为电器元件提供电源。 （6）液压箱 用来控制车床动作。装有液压马达、液压泵、液压阀、电接点压力计和其它压力计，能控制机床机械变档、卡盘夹紧和卡盘松开、台尾顶尖前进和后退29数控机床焊接故障

38、有哪些？应如何排除？答：数控机床焊接故障及排除方法如下： （1）元件焊脚处理不好。由于元件焊脚的氧化层处理不好，使焊锡和元件焊脚没有结合上，可以直观看到焊锡和元件焊脚之间有凹坑。 （2）焊接的时间过短。若烙铁接触焊脚的时间过短，尽管从外表看焊锡全部包住了元件的焊脚，实际上焊锡内部和元件焊脚没有充分地熔合在一起，工作一段时间后，焊锡和元件脚脱离，造成故障。 （3）焊剂选择不当。在焊接元件时由于错误地使用了酸性焊剂（如焊油），时间一长，元件的焊脚会被腐蚀。用眼观察，焊脚变绿或电镀层剥落，严重时，用镊子拨动元件的焊脚时焊脚会断开。 元件虚焊时的故障表现为时有时无，或是开始正常，工作一段时间就出现故障

39、。修这类的故障是看元件焊点如何，二是不停电用万用表检查元件有关点的电位。如果处在既不是高电位，又不是低电位的状态，就应该大胆地怀疑它。总之焊接不好引起的故障不好查找，要根据具体现象细心分析。30数控机床机械方面故障有哪些？应如何排除？答：数控机床机械方面主要故障如下： （1）滑板的镶条装配过紧 滑板的镶条装配过紧会使滑板和床身导轨之间的摩擦力增大，使伺服电动机运转困难，产生过热，也使单脉冲进给时失步。 （2）滚珠丝杠过紧 滚珠丝杠过紧也会使伺服电动机过载或使伺服变压器过热。造成丝杠过紧有两方面的原因：一是滚珠丝杠和托架之间不同轴；另一方面是由于滚珠丝杠的滚珠损坏造成的。 在维修中，一旦怀疑是机

40、械造成的故障时，应想法创造条件使电气部分和机械部分分开。确定电气没问题后，便可怀疑故障可能产生在机械方面。例如：查找刀架在进给时实际走的值与指示给定值不一致（指令值大于实际值）的故障。首先给出一个指令值，观察屏幕上显示的数值是否符合，如果显示正确，把伺服电动机和机械脱开，观察伺服电动机的旋转角度是否正确；如果旋转角度也正确，问题便产生在机械传动的连接部分或机械的其它方面。31数控机床拔插印制电路板时应注意什么问题？答：数控系统中的一些器件（如EPROM盒中的EPROM块）及印制电路板，不要在通电状态下进行拔插，以免出现一些无法补救的故障。一般地说，除RAM区的保持电池的更换要在带电时进行，其它

41、印制电路板一定要在停电之后进行拔插，并且不要经常拔插。32数控机床在使用时如何防止误操作？答：在数控机床刚刚投入使用时，由于操作者对复杂的数控面板（NC面板）和操作面板不很熟悉，常常出现误操作，或者出现了某些现象而不知道怎么处理。因而在使用数控机床前一定要做好培训工作，起码应该看懂使用说明书，弄清NC面板、操作面板上的每个按钮的作用，然后根据使用说明书一步一步地进行操作。特别要注意，出现故障或产生弄不懂的现象时千万不要乱动按钮。因为这样做时会把磁泡存储器中的参数表清掉，甚至会把打开数控装置的软件密码给清洗掉，从而造成麻烦。特别注意通电一瞬间不可按动按钮，因为这一瞬间可以清除很多存储区的内容。总

42、之，对所动按钮一定要搞清其作用，不可盲目从事。33数控机床存储器电路故障可采取哪些方法维修？答：数控机床存储器电路如果出现故障，参数和工件加工程序可能存不进去，即使表面上存进去了，但调出来检查时，又不正确。有时也会出现一些有关的报警。采取的一般维修办法是： （1）用调试软件检查，检查结果将会显示出来。 （2）检查有关的译码电路和总线驱动器。 （3）用万用表测静态电阻。 （4）采用试换法。 （5）检查印制电路板。 （6）检查元件是否插好。 （7）存储器是一些CMOS器件，价格较贵，怕静电，应避免用带静电的手去接触元件引脚。34数控机床电动机过热报警故障原因及排除方法有哪些？答：数控机床电动机过热

43、报警主要故障原因及排除方法如下： （1）若为热管性能不良或风扇电动机故障，则应检查风扇的电压和配线并加以修改；检查风扇同金属网是否接触，是否重新安装；检查风扇电动机故障，更换风扇电动机。 （2）用负载仪检查、或测电动机电枢电流是否超过额定值，若是超载运行，则应重新检查切削条件和刀具，减小负载力矩，改善使用条件。 （3）绕组绝缘不良、线圈内部短路或线路中有断线时，则应检查电动机，以及电动机和伺服装置之间的接线，清扫换向器周围尖埃和油污，甚至更换电动机。 （4）若为电动机冷却系统污染，则应用真空吸尘器对工作现场进行清洁。35CK6163D数控机床主轴不能正确定向的原因及处理方法有哪些？答：CK61

44、63D数控机床主轴不能正确定向的原因及处理方法见下。主轴不能正确定向的原因及处理方法故障原因：定向控制电路的设置和调整错误检查方法：检查设置和调整的数据措 施：参照FANUC交流主电动机维修说明书：主轴定向控制电路的设置和调整进行设置和调整故障原因：定向控制电路的印制电路板坏了检查方法：更换印制电路板 主轴控制印制电路板的调整不对 调整印制电路板 位置检测器（位置编码器）坏 检查位置编码器的输出波形 更换位置编码器36数控机床暴走（飞车）故障产生的原因及排除方法有哪些？答：数控机床暴走（飞车）故障原因及排除方法如下： （1）若脉冲编码器接线为正反馈时，应修改配线； （2）若十字联轴器损坏，则需

45、更换； （3）位置控制单元故障则应换主印制电路板； （4）若为速度控制单元故障时，则应检查速度控制单元的标准设定，修理故障元件。37数控机床反馈通路上的故障如何检测？答：数控机床如果反馈通路出现故障，可能会引起定位不准或速度失控，并常常伴有报警。一般用下列方法检测： （1）可用手转动电动机，或转动单个的编码器来产生反馈信号，加在反馈通路上。 （2）检查接收器的输出是否正常。 （3）检查倍频电路是否有正、反相脉冲输出，正常的情况是：当正向通道有脉冲时，反向通道无脉冲；当反向通道有脉冲时，正向通道无脉冲。 （4）如果可编程计算器有正常的脉冲输入，但反馈通道还存在问题，则需进一步检查计数器的工作状况

46、。38数控机床显示板上常见故障及排除方法有哪些？答：数控机床显示板上主要有两部分电路：一是显示电路；二是显示板键盘扫描与接收电路。通常，这两部分电路的失效率都非常低。 如果显示电路发生故障，可检查总线驱动器、PIA、寄存器、显示器的信号是否正常。根据具体情况再做深入的检查。 如果键盘扫描与接收电路发生故障，可与键盘板配合在一起，检查扫描和接收信号。39数控机床键盘板上常见故障及维修方法有哪些？答：键盘板比较简单，印制板上只装有键开关。出故障的可能主要是以下几个方面，可根据情况具体维修： （1）键开关接触不良。 （2）印制电路断裂或粘接，金属化孔断裂。 （3）虚焊或脱焊。 （4）连接器接触不良。

47、40数控车床如何对刀？答：车床分有对刀器和没有对刀器,但是对刀原理都一样,先说没有对刀器。 车床本身有个机械原点,你对刀时一般要试切的啊,比如车外径一刀后Z向退出,测量车件的外径是多少,然后在G画面里找到你所用刀号把光标移到X输入X.按测量机床就知道这个刀位上的刀尖位置了,内径一样,Z向就简单了,把每把刀都在Z向碰一个地方然后测量Z0就可以了. 这样所有刀都有了记录,确定加工零点在工件移里面(offshift),可以任意一把刀决定工件原点。 这样对刀要记住对刀前要先读刀. 有个比较方便的方法,就是用夹头对刀,我们知道夹头外径,刀具去碰了输入外径就可以,对内径时可以拿一量块用手压在夹头上对,同样

48、输入夹头外径就可以了。 如果有对刀器就方便多了,对刀器就相当于一个固定的对刀试切工件,刀具碰了就记录进去位置了，所以如果是多种类小批量加工最好买带对刀器的.节约时间. 数控车床基本坐标关系及几种对刀方法比较 在数控车床的操作与编程过程中，弄清楚基本坐标关系和对刀原理是两个非常重要的环节。这对我们更好地理解机床的加工原理，以及在处理加工过程中修改尺寸偏差有很大的帮助。 一、基本坐标关系 一般来讲，通常使用的有两个坐标系：一个是机械坐标系 ；另外一个是工件坐标系，也叫做程序坐标系。 在机床的机械坐标系中设有一个固定的参考点(假设为(X，Z)。这个参考点的作用主要是用来给机床本身一个定位。因为每次开

49、机后无论刀架停留在哪个位置，系统都把当前位置设定为(0，0)，这样势必造成基准的不统一，所以每次开机的第一步操作为参考点回归(有的称为回零点)，也就是通过确定(X，Z)来确定原点(0，0)。 为了计算和编程方便，我们通常将程序原点设定在工件右端面的回转中心上，尽量使编程基准与设计、装配基准重合。机械坐标系是机床唯一的基准，所以必须要弄清楚程序原点在机械坐标系中的位置。这通常在接下来的对刀过程中完成。 二、对刀方法 1. 试切法对刀 试切法对刀是实际中应用的最多的一种对刀方法。下面以采用MITSUBISHI 50L数控系统的RFCZ12车床为例，来介绍具体操作方法。 工件和刀具装夹完毕，驱动主轴

50、旋转，移动刀架至工件试切一段外圆。然后保持X坐标不变移动Z轴刀具离开工件，测量出该段外圆的直径。将其输入到相应的刀具参数中的刀长中，系统会自动用刀具当前X坐标减去试切出的那段外圆直径，即得到工件坐标系X原点的位置。再移动刀具试切工件一端端面，在相应刀具参数中的刀宽中输入Z0，系统会自动将此时刀具的Z坐标减去刚才输入的数值，即得工件坐标系Z原点的位置。 例如，2#刀刀架在X为150.0车出的外圆直径为25.0，那么使用该把刀具切削时的程序原点X值为150.0-25.0=125.0；刀架在Z为180.0时切的端面为0，那么使用该把刀具切削时的程序原点Z值为180.0-0=180.0。分别将(125

51、.0，180.0)存入到2#刀具参数刀长中的X与Z中，在程序中使用T0202就可以成功建立出工件坐标系。 事实上，找工件原点在机械坐标系中的位置并不是求该点的实际位置，而是找刀尖点到达(0，0)时刀架的位置。采用这种方法对刀一般不使用标准刀，在加工之前需要将所要用刀的刀具全部都对好。 2. 对刀仪自动对刀 现在很多车床上都装备了对刀仪，使用对刀仪对刀可免去测量时产生的误差，大大提高对刀精度。由于使用对刀仪可以自动计算各把刀的刀长与刀宽的差值，并将其存入系统中，在加工另外的零件的时候就只需要对标准刀，这样就大大节约了时间。需要注意的是使用对刀仪对刀一般都设有标准刀具，在对刀的时候先对标准刀。 下

52、面以采用FANUC 0T系统的日本WASINO LJ-10MC车削中心为例介绍对刀仪工作原理及使用方法。刀尖随刀架向已设定好位置的对刀仪位置检测点移动并与之接触，直到内部电路接通发出电信号(通常我们可以听到嘀嘀声并且有指示灯显示)。在2#刀尖接触到a点时将刀具所在点的X坐标存入到所示G02的X中，将刀尖接触到b点时刀具所在点的Z坐标存入到G02的Z中。其他刀具的对刀按照相同的方法操作。 事实上，在上一步的操作中只对好了X的零点以及该刀具相对于标准刀在X方向与Z方向的差值，在更换工件加工时再对Z零点即可。由于对刀仪在机械坐标系中的位置总是一定的，所以在更换工件后，只需要用标准刀对Z 坐标原点就可

53、以了。操作时提起 Z 轴功能测量按钮“Z-axis shift measure”，CRT出现所示的界面 手动移动刀架的X、Z轴，使标准刀具接近工件Z向的右端面，试切工件端面，按下“POSITIONRECORDER”按钮，系统会自动记录刀具切削点在工件坐标系中Z向的位置，并将其他刀具与标准刀在Z方向的差值与这个值相加从而得到相应刀具的Z原点，其数值显示在WORK SHIFT工作画面上，。 Fanuc系统数控车床对刀及编程指令介绍 Fanuc系统数控车床设置工件零点常用方法 一， 直接用刀具试切对刀 1.用外园车刀先试车一外园，记住当前X坐标，测量外园直径后，用X坐标减外园直径，所的值输入offs

54、et界面的几何形状X值里。 2.用外园车刀先试车一外园端面，记住当前Z坐标，输入offset界面的几何形状Z值里。 二， 用G50设置工件零点 1.用外园车刀先试车一外园，测量外园直径后，把刀沿Z轴正方向退点，切端面到中心（X轴坐标减去直径值）。 2.选择MDI方式，输入G50 X0 Z0，启动START键，把当前点设为零点。 3.选择MDI方式，输入G0 X150 Z150 ，使刀具离开工件进刀加工。 4.这时程序开头：G50 X150 Z150 .。 5.注意：用G50 X150 Z150，你起点和终点必须一致即X150 Z150，这样才能保证重复加工不乱刀。 6.如用第二参考点G30，即

55、能保证重复加工不乱刀，这时程序开头 G30 U0 W0 G50 X150 Z150 7.在FANUC系统里，第二参考点的位置在参数里设置，在Yhcnc软件里，按鼠标右键出现对话框，按鼠标左键确认即可。 三， 用工件移设置工件零点 1.在FANUC0-TD系统的Offset里，有一工件移界面，可输入零点偏移值。 2.用外园车刀先试切工件端面，这时Z坐标的位置如：Z200，直接输入到偏移值里。 3.选择“Ref”回参考点方式，按X、Z轴回参考点，这时工件零点坐标系即建立。 4.注意：这个零点一直保持，只有从新设置偏移值Z0，才清除。 四， 用G54-G59设置工件零点 1.用外园车刀先试车一外园，

56、测量外园直径后，把刀沿Z轴正方向退点，切端面到中心。 2.把当前的X和Z轴坐标直接输入到G54-G59里,程序直接调用如:G54X50Z50。 3.注意:可用G53指令清除G54-G59工件坐标系。 FANUC系统确定工件坐标系有三种方法。 23 第一种是：通过对刀将刀偏值写入参数从而获得工件坐标系。这种方法操作简单，可靠性好，他通过刀偏与机械坐标系紧密的联系在一起，只要不断电、不改变刀偏值，工件坐标系就会存在且不会变，即使断电，重启后回参考点，工件坐标系还在原来的位置。 第二种是：用G50设定坐标系，对刀后将刀移动到G50设定的位置才能加工。对到时先对基准刀，其他刀的刀偏都是相对于基准刀的。

57、 第三种方法是MDI参数，运用G54G59可以设定六个坐标系，这种坐标系是相对于参考点不变的，与刀具无关。这种方法适用于批量生产且工件在卡盘上有固定装夹位置的加工。 航天数控系统的工件坐标系建立是通过G92 Xa zb (类似于FANUC的G50)语句设定刀具当前所在位置的坐标值来确定。加工前需要先对刀，对到实现对的是基准刀，对刀后将显示坐标清零，对其他刀时将显示的坐标值写入相应刀补参数。然后测量出对刀直径d，将刀移动到坐标显示X=a-d Z=b 的位置，就可以运行程序了(此种方法的编程坐标系原点在工件右端面中心)。在加工过程中按复位或急停健，可以再回到设定的G92 起点继续加工。但如果出意外

58、如：X或Z轴无伺服、跟踪出错、断电等情况发生，系统只能重启，重其后设定的工件坐标系将消失，需要重新对刀。如果是批量生产，加工完一件后回G92起点继续加工下一件，在操作过程中稍有失误，就可能修改工件坐标系，需重新对刀。鉴于这种情况，我们就想办法将工件坐标系固定在机床上。我们发现机床的刀补值有16个，可以利用，于是我们试验了几种方法。 第一种方法：在对基准刀时，将显示的参考点偏差值写入9号刀补，将对刀直径的反数写入8号刀补的X值。系统重启后，将刀具移动到参考点，通过运行一个程序来使刀具回到工件G92起点，程序如下： N001 G92 X0 Z0; N002 G00 T19; N003 G92 X0

59、 Z0; N004 G00 X100 Z100; N005 G00 T18; N006 G92 X100 Z100; N007 M30; 程序运行到第四句还正常，运行第五句时，刀具应该向X的负向移动，但却异常的向X、Z的正向移动，结果失败。分析原因怀疑是同一程序调一个刀位的两个刀补所至。 第二种方法：在对基准刀时，将显示的与参考点偏差的Z值写入9号刀补的Z值，将显示的X值与对刀直径的反数之和写入9好刀补的X值。系统重启后，将刀具移至参考点，运行如下程序： N001 G92 X0 Z0; N002 G00 T19; N003 G00 X100 Z100; N004 M30; 程序运行后成功的将刀

60、具移至工件G92起点。但在运行工件程序时，刀具应先向X、Z的负向移动，却又异常的向X、Z的正向移动，结果又失败。分析原因怀疑是系统运行完一个程序后，运行的刀补还在内存当中，没有清空，运行下一个程序时它先要作消除刀补的移动。 第三种方法：用第二种方法的程序将刀具移至工件G92起点后，重启系统，不会参考点直接加工，试验后能够加工。但这不符合机床操作规程，结论是能行但不可行。 第四种方法：在对刀时，将显示的与参考点偏差值个加上100后写入其对应刀补，每一把刀都如此，这样每一把刀的刀补就都是相对于参考点的，加工程序的G92起点设为X100 Z100，试验后可行。这种方法的缺点是每一次加工的起点都是参考点，刀具移动距离较长，但由于这是G00 快速移动，还可以接受。 第五种方法：在对基准刀时将显示的与参考点偏差及对刀直径都记录下来，系统一旦重启，可以手动的将刀具移动到G92 起点位置。这种方法麻烦一些，但还可行。41加工中心的刀具如何选用？ 答：加工中心所用的刀具是由通用刀具（又称工作头或刀头）和与加工中心主轴前端锥孔配套的刀柄等组成。在应用中，要根据加工中心机床的要求、夹具的要求、工件材料的性能、加工工序、切削用