機(jī)床數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用7-3和數(shù)控機(jī)床編程及加工

7.3數(shù)控機(jī)床的維護(hù)與保養(yǎng)7.3.1預(yù)防性維護(hù)1．人員培訓(xùn)(1)應(yīng)為數(shù)控機(jī)床配備經(jīng)過專門技術(shù)培訓(xùn)的編程、操作和維修人員。要求維修人員不但要有機(jī)械、加工工藝及液壓、氣動(dòng)方面的知識，也要具備電子計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、驅(qū)動(dòng)及測量技術(shù)等知識，這樣才能全面了解和掌握數(shù)控機(jī)床，搞好維修。(2)維修人員在維修前應(yīng)詳細(xì)閱讀機(jī)床的有關(guān)說明書，包括機(jī)床結(jié)構(gòu)圖、梯形圖、系統(tǒng)原理與框圖以及電纜連接等的說明書。(3)維修人員必須懂一些英語，以便看懂銘牌及電氣說明書上的簡要注釋，以及常用芯片、主器件和電動(dòng)機(jī)的名稱及數(shù)據(jù)等。?7.3.1預(yù)防性維護(hù)2．使用注意事項(xiàng)(1)盡量少開數(shù)控柜的門。因?yàn)闄C(jī)加工車間的空氣中灰塵、油霧、金屬粉末很多，落在印刷線路板或電子組件上容易造成元器件間絕緣電阻的下降，以致發(fā)生故障甚至使元器件及印刷電路損壞等(2)定期更換直流電動(dòng)機(jī)電刷。如果數(shù)控機(jī)床閑置不用達(dá)半年以上，應(yīng)將電刷從電動(dòng)機(jī)中取出，以免化學(xué)腐蝕作用使換向器表面腐蝕，換向性能變差，甚至損壞整臺電動(dòng)機(jī)。?7.3.1預(yù)防性維護(hù)(3)盡量提高數(shù)控機(jī)床的利用率。由于數(shù)控機(jī)床價(jià)格昂貴，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，出現(xiàn)故障時(shí)用戶又難以排除，經(jīng)常閑置床，這種“保護(hù)’’方法是不可取的，尤其對于數(shù)控系更是如此。因?yàn)閿?shù)控系統(tǒng)由成千上萬個(gè)電子器件組成，它們的性能和壽命具有很高的離散性；雖經(jīng)嚴(yán)格篩選但使用過程中仍不免會有某些元件出現(xiàn)故障。因此可以認(rèn)為數(shù)控系統(tǒng)存在著失效率曲線，即故障曲線，如圖7.3.1所示.該曲線似一個(gè)浴盆，故又稱浴盆曲線。?7.3.1預(yù)防性維護(hù)失效率曲線可以分成3個(gè)區(qū)域在第1區(qū)域(即初期運(yùn)行區(qū))內(nèi)系統(tǒng)的故障率呈負(fù)指數(shù)函數(shù)曲線，故障率較高，稱早期失效。第II區(qū)域?yàn)閿?shù)控系統(tǒng)的有效壽命區(qū)，失效率較低，屬于隨機(jī)失效。第III區(qū)域?yàn)橄到y(tǒng)的衰老區(qū)，此時(shí)的失效率隨時(shí)間推延而急劇增加，即系統(tǒng)已到了壽命的極限，稱耗散失效。一般來說，數(shù)控系統(tǒng)要經(jīng)過9-14個(gè)月的運(yùn)行才能進(jìn)入有效壽命區(qū)。因此用戶安裝完數(shù)控機(jī)床后，要長期連續(xù)運(yùn)行，充分利用一年保修的有利條件，使初期運(yùn)行區(qū)在保修期內(nèi)結(jié)束。?7.3.2設(shè)備的日常保養(yǎng)一般維修應(yīng)包含兩方而的含義。一是日常的維護(hù)，這是為了延長平均無故障時(shí)間；二是故障維修，此時(shí)要縮短平均修復(fù)時(shí)間。為了延長各元器件的壽命和正常機(jī)械磨損周期，防止意外惡性事故的發(fā)生，爭取機(jī)床能在較長時(shí)間內(nèi)正常工作，必須對數(shù)控機(jī)床進(jìn)行日常保養(yǎng)。表7.3.1中列舉了數(shù)控機(jī)床定期維護(hù)的檢查順序。日常維護(hù)分為每天檢查、每周檢查、每半年及一年檢查和不定期檢查等多種檢查周期，檢查內(nèi)容為常規(guī)檢查內(nèi)容。對一些機(jī)床上頻繁運(yùn)部件(無論是機(jī)械部分還是控制驅(qū)動(dòng)部分)，都應(yīng)作為重點(diǎn)的定時(shí)檢查對象。?7.4CNC系統(tǒng)的可靠性和故障診斷技術(shù)7.4.1系統(tǒng)可靠性及故障的基本概念數(shù)控系統(tǒng)喪失了規(guī)定的功能稱為故障。故障發(fā)生的頻次及相關(guān)的運(yùn)行時(shí)間是衡量數(shù)控系統(tǒng)可靠性的基本參數(shù)。可靠性是產(chǎn)品的一種屬性，是產(chǎn)品在規(guī)定的條件下能正確執(zhí)行預(yù)期功能的時(shí)間量度。只有功能適當(dāng)、操作使用方便有效使用期長的產(chǎn)品，才能在工業(yè)環(huán)境中推廣應(yīng)用。1．可靠度或可靠率R(t)系統(tǒng)(或設(shè)備、元件)在規(guī)定的條件下工作到t時(shí)刻，能正確地完成規(guī)定功能的概率為可靠度(或可靠率)。它也表示產(chǎn)品在一定時(shí)間內(nèi)不易發(fā)生故障的程度，一般用R(t)表示。?7.4.1系統(tǒng)可靠性及故障的基本概念2．失效率λ(t)指在t時(shí)刻前系統(tǒng)無故障，而在t時(shí)刻后的單位時(shí)間內(nèi)因故障而引起失效的概率。對于質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品，其失效率可用一個(gè)常數(shù)表示，稱為平均失效率λ，λ可通過試驗(yàn)確定，即

λ＝n／TN其中n為一定時(shí)間內(nèi)失效的產(chǎn)品數(shù)；T為接收試驗(yàn)產(chǎn)品的總試驗(yàn)時(shí)間；N為受試產(chǎn)品的總數(shù)。失效率的單位為“1/h”，常用“％/kh”或“h-5”表示。?7.4.1系統(tǒng)可靠性及故障的基本概念左圖所示為典型的R(t)與λ(t)曲線。λ(t)有一段低平部分，表示產(chǎn)品的偶然失效率，可視為常數(shù)λ。此時(shí)其可靠度為以λ為參數(shù)的指數(shù)函數(shù)，即R(t)＝e-λt?7.4.1系統(tǒng)可靠性及故障的基本概念3.平均無故障時(shí)間（MEANTIMEBETWEENFAILURE，簡稱MTBF）平均無故障時(shí)間的含義是：可修復(fù)產(chǎn)品在兩次故障之間能正常工作的時(shí)間的平均值，也就是產(chǎn)品在壽命范圍內(nèi)總工作時(shí)間與總故障次數(shù)的比，即?7.4.1系統(tǒng)可靠性及故障的基本概念它與可靠度R（t）的關(guān)系為

式中的t為系統(tǒng)連續(xù)正確工作的時(shí)間。如果MTBF＝30000h，則系統(tǒng)連續(xù)正確工作16小時(shí)的概率為R（t）＝99.468％，若MTBF＝22023h，則系統(tǒng)連續(xù)正確工作16小時(shí)的概率為R（t）＝99.927％。而?7.4.1系統(tǒng)可靠性及故障的基本概念又因?yàn)槲覈摹稒C(jī)床數(shù)字控制系統(tǒng)通用技術(shù)條件》規(guī)定，數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品的可靠性驗(yàn)證用平均無故障工作時(shí)間MTBF作為衡量指標(biāo),MTBF最低不應(yīng)低于3000h、5000h或10000(分三檔)。日本FANUC系統(tǒng)的MTBF可達(dá)22023h，甚至36000h。所以而這是平均壽命的表示法，在實(shí)際中很有用。?7.4.1系統(tǒng)可靠性及故障的基本概念4.平均修復(fù)時(shí)間（meantimetorepair，簡稱MTTR）平均修復(fù)時(shí)間是指數(shù)控機(jī)床在壽命范圍內(nèi)，每次從出現(xiàn)故障開始維修，直至能正常工作所用的平均時(shí)間。顯然這個(gè)時(shí)間越短越好。除必要的物質(zhì)條件外，診斷人員的水平在這里起主導(dǎo)作用，造就一批精干的維修隊(duì)伍是非常關(guān)鍵的。?7.4.1系統(tǒng)可靠性及故障的基本概念5.有效度A這是從可靠性和可維修度對數(shù)控機(jī)床的正常工作概率進(jìn)行綜合評價(jià)的尺度，是指一臺可維修的數(shù)控機(jī)床在某一段時(shí)間內(nèi)，維持其性能的概率。A是一個(gè)小于1的數(shù)，但越接近1越好。?7.4.1系統(tǒng)可靠性及故障的基本概念我國數(shù)控機(jī)床可靠性現(xiàn)狀數(shù)控機(jī)床可靠性的主要指標(biāo)MTBF一直是影響我國數(shù)控機(jī)床市場競爭力的主要問題，經(jīng)過“九五”期間產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合的共同努力，該項(xiàng)指標(biāo)已經(jīng)有了很大的提高：加工中心的MTBF從“八五”的平均200多小時(shí)提高到平均400多小時(shí)，數(shù)控車床的MTBF從平均200多小時(shí)提高到450多小時(shí)，自行研制的CNC系統(tǒng)的MTBF從5000小時(shí)提高到10000小時(shí)以上，盡管與國際先進(jìn)水平還有一定差距，但成績還是可喜的。?7.4.1系統(tǒng)可靠性及故障的基本概念要全面認(rèn)識一臺數(shù)控系統(tǒng)的可靠性，除了故障平均間隔時(shí)間MTBF外，還必須考慮系統(tǒng)的可利用率，即有效度A因?yàn)锳與MTBF和MTTR都有關(guān)。我國目前的數(shù)控系統(tǒng)中，一類是從國外引進(jìn)的數(shù)控先進(jìn)設(shè)備。盡管其MTBF很大，但可維修性很差。往往院了國外生產(chǎn)公司的專門檢修人員能進(jìn)行檢修以外，國內(nèi)廠方技術(shù)人員無法維修，因此可利用率很仍低。另一類是國內(nèi)的數(shù)控系統(tǒng)，其MTBF可能很小，但可維護(hù)性卻比國外系統(tǒng)好得多，從而可利用率也相當(dāng)高。?7.4.1系統(tǒng)可靠性及故障的基本概念另外，在評價(jià)國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)時(shí)必須要有合理的指標(biāo)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合必要性和可能性進(jìn)行評價(jià)。所謂必要性，是指使用者根據(jù)生產(chǎn)需要對數(shù)控系統(tǒng)提出的可靠性要求，數(shù)控系統(tǒng)必須達(dá)到此要求才有使用價(jià)值。所謂可能性，就是在現(xiàn)有的生產(chǎn)手段、投資決策、工藝條件、元器件來源等條件下，數(shù)控系統(tǒng)可能達(dá)到的可靠性指標(biāo)。目前，根據(jù)機(jī)械加工的特點(diǎn)及具體要求，對于一般用途的數(shù)控系統(tǒng)，平均故障間隔時(shí)間MTBF〉=3000h對于特殊要求，或用于柔性制造系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)，其可靠性要求要高得多。?7.4.2影響可靠性的因數(shù)－5（表7.4.1），則平均無故障時(shí)間MTBF＝1/λ＝10h7。5000個(gè)該類元件總的失效率λ‘＝5000×0.01h＝50h－5，則MTBF＝1/λ’＝2×10h3。一般，有i種n個(gè)相同元器件系統(tǒng)的總失效率為：λ總＝式中i＝1，2，‥‥，m。為元器件的種類；ni為某種元件的數(shù)量。?7.4.2影響可靠性的因數(shù)2．元器件的聯(lián)接與組裝不良接觸不良，溫度、濕度變化大，油污、粉塵污染及機(jī)械振動(dòng)等對元件、線路板、接插件產(chǎn)生嚴(yán)重后果。走線的不合理等也會影響系統(tǒng)的可靠性。?7.4.2影響可靠性的因數(shù)3．電磁干擾作為機(jī)電一體化產(chǎn)物的數(shù)控機(jī)床，是機(jī)械、電子、電力、強(qiáng)電、弱電、硬件、軟件技術(shù)緊密相結(jié)合的自動(dòng)化系統(tǒng)，因此電磁環(huán)境和電磁干擾對它來講是既復(fù)雜又重要的問題。（1）高頻電磁干擾。如電器開關(guān)通斷時(shí)會產(chǎn)生電火花，鄰近大功率用電設(shè)備的啟、制動(dòng)也會造成電源電壓的波動(dòng)等。（2）直流電源負(fù)載能力不足，尤其是單塊集成穩(wěn)壓電源內(nèi)部分布電容的影響，均對高頻（10kHz）衰減特性不利，使其不能穩(wěn)定、可靠地工作。（3）電源與地線的線徑太細(xì)或布局不合理，使信號發(fā)生畸變或交叉干擾。（4）控制信號線過長而又無屏蔽隔離措施，或與強(qiáng)電信號并行走線時(shí)，易受電磁干擾而產(chǎn)生錯(cuò)誤信號。?7.4.3提高可靠性的方法與措施1．提高可靠性的基本方法按可靠性理論進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)以后，還需要在元件選擇、裝配工藝、故障檢測等方面嚴(yán)格把關(guān)．每一階段都必須有切實(shí)可行的保證可靠性的措施。提高可招性的方法很多，犬體有如下幾個(gè)：(1)采用可靠性容錯(cuò)設(shè)計(jì)。一般來說，在邏輯設(shè)計(jì)中，除了注意盡可能降低對元件允差的要求，擴(kuò)大電路的穩(wěn)定儲備量，提高電路的抗干擾能力以外，還可采用容錯(cuò)設(shè)計(jì)。即在一定條件下可以允許機(jī)器產(chǎn)生一些錯(cuò)誤，而不影響機(jī)器正確功能的執(zhí)行，可以采取所謂“冗余”結(jié)構(gòu)，諸如硬件冗余、軟件冗余及時(shí)間冗余等。?7.4.3提高可靠性的方法與措施(2)對元器件按照規(guī)定范圍嚴(yán)格地進(jìn)行篩選。

要根據(jù)具體情況對元器件進(jìn)行篩選。主要要進(jìn)行機(jī)械性能測試、高低溫循環(huán)考驗(yàn)和沖擊、密封性能測試。另外，還要進(jìn)行電氣性能穩(wěn)定性的老化試驗(yàn)，邏輯功能的正確性測試和靜動(dòng)態(tài)的參數(shù)測試等。(3)在裝配工藝方面采取嚴(yán)格措施。

裝配工藝是確保系統(tǒng)可靠性的極其重要的一環(huán)。裝配工藝包括合理的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、最佳的電路板和連接、先進(jìn)的焊接工藝、高質(zhì)量的接插件以及合理的走線方式和地線處理等。(4)采用故障診斷技術(shù)。

要保證發(fā)現(xiàn)故障后能立即檢測故障，判斷故障的原因，并能準(zhǔn)確定位故障點(diǎn)，這就是故障診斷技術(shù)。?7.4.4故障診斷的方法1．概述所謂故障診斷，就是確認(rèn)故障原因和部位。通過故障診斷程序的運(yùn)行，就能在系統(tǒng)運(yùn)行之前及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除故障，又能在發(fā)現(xiàn)故障以后準(zhǔn)確定位故障。早期的故障診斷主要是考核系統(tǒng)的功能，如果檢查出錯(cuò)誤，并不能定位故障點(diǎn)，仍需維修人員憑經(jīng)驗(yàn)和電路基本理論判斷。隨著人工智能專家系統(tǒng)在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用，故障診斷又進(jìn)入了才嶄新的階段。?7.4.4故障診斷的方法2．?dāng)?shù)控系統(tǒng)的自診斷與功能故障診斷法(1)自診斷流程自診斷功能一般可在開機(jī)后自動(dòng)診斷整個(gè)硬件系統(tǒng)，為整個(gè)系統(tǒng)的正常工作準(zhǔn)備好條件。另外在運(yùn)行過程或輸人數(shù)控程序的過程中，一旦發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤也會自動(dòng)進(jìn)入自診斷，通過故障檢測定位故障并指示故障內(nèi)容。自診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想是，向被診斷的部件或裝置寫入一串稱為測試碼的數(shù)據(jù)，觀測相應(yīng)的輸出數(shù)據(jù)（稱為校驗(yàn)碼)。通過對觀測結(jié)果的分析，根據(jù)事先已知的測試碼、校驗(yàn)碼和故障的對應(yīng)關(guān)系確定故障。為了使故障診斷具有良好的診斷性能(即診斷時(shí)間短、診斷準(zhǔn)確度高、診斷分辨能力強(qiáng))，選擇測試碼、確定校驗(yàn)碼與故障之間的對應(yīng)關(guān)系、研究實(shí)行診斷的方法等是故障診斷的關(guān)鍵技術(shù)。?7.4.4故障診斷的方法由流程圖7.4.5可知．自診斷系統(tǒng)提供了能識別數(shù)控系統(tǒng)硬、軟件錯(cuò)誤的程序,包括啟動(dòng)診斷,在線診斷,離線診斷三種方法,一旦故障發(fā)生,系統(tǒng)停止當(dāng)前的工作.(2)功能故障診斷法這種方法不考慮的的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)，只關(guān)心模塊所能實(shí)現(xiàn)的功能，它把模塊(或集成芯片)看成黑匣子，根據(jù)功能選擇一些特征信號作為輸入,然后觀測其對應(yīng)的輸出，再進(jìn)行結(jié)果分析，并與正常功能反復(fù)進(jìn)行比較，這樣就可以確定模塊是否出了故障，同時(shí)可確定故障在系統(tǒng)中所在的位置。這種方法在中、大規(guī)模集成電路的系統(tǒng)里獲得了廣泛的應(yīng)用。?7.4.4故障診斷的方法數(shù)控系統(tǒng)的自診斷功能，主要包括如下3方面內(nèi)容。（1）狀態(tài)顯示將數(shù)控系統(tǒng)各主要邏輯部件的故障狀態(tài)及輸入輸出信號的故障狀態(tài)，以故障代碼及簡要說明的方式顯示在CRT上。（2）伺服系統(tǒng)的校驗(yàn)停止移動(dòng)時(shí)如果誤差寄存器的誤差比設(shè)定值大，則報(bào)警。移動(dòng)時(shí)如果誤差寄存器的誤差比設(shè)定值大，則停止進(jìn)給。另外，位置檢測系統(tǒng)工作異常、電壓指令的漂移值過大、直流或交流電動(dòng)機(jī)過熱、速度控制工作異常時(shí)等都會報(bào)警。（3）數(shù)控指令系統(tǒng)的校驗(yàn)對程序結(jié)構(gòu)、機(jī)能、參數(shù)設(shè)定錯(cuò)誤、代碼格式錯(cuò)誤等進(jìn)行校驗(yàn)，并對每一字符和程序段進(jìn)行奇偶校驗(yàn)，還可對指令系統(tǒng)的有關(guān)硬件進(jìn)行檢查。然后在CRT上顯示故障號，用戶根據(jù)故障號即可查找出故障的詳細(xì)內(nèi)容與故障產(chǎn)生的原因。?7.4.4故障診斷的方法4．自診斷的新發(fā)展1.通訊診斷(遠(yuǎn)程、海外診斷）用戶機(jī)床的通訊口通過線和維修中心的專用通訊診斷計(jì)算機(jī)相連。計(jì)算機(jī)發(fā)診斷程序用戶測試數(shù)據(jù),計(jì)算機(jī)診斷結(jié)果和處理方法。2.自修復(fù)系統(tǒng)當(dāng)診斷軟件發(fā)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床在運(yùn)行中某模塊有故障時(shí)，系統(tǒng)在CRT上顯示的同時(shí)，自動(dòng)尋找備用模塊并接上。特點(diǎn)：實(shí)用但成本比較高，而且只適合總線結(jié)構(gòu)的CNC系統(tǒng)。3.具有人工智能(AI)功能的專家故障診斷系統(tǒng)?7.4.4故障診斷的方法一般診斷專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖7.4.6所示。圖中的知識庫是專家知識、經(jīng)驗(yàn)書本知識、常識等的集成。?7.4.4故障診斷的方法對于數(shù)控系統(tǒng)專家系統(tǒng)來說，故障知識庫的建立是關(guān)鍵；數(shù)據(jù)庫則是用于存儲本領(lǐng)城內(nèi)的初始數(shù)據(jù)以及推理過程中得到的各種中間信息；推理機(jī)則用于控制、協(xié)調(diào)整個(gè)系統(tǒng)，根據(jù)當(dāng)前輸入的數(shù)據(jù)，利用知識庫中的知識，核‘定推理策略解決當(dāng)前的問題.數(shù)控系統(tǒng)故障診斷專家系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是將機(jī)、電、液各方面的故障知識統(tǒng)—起來建立一個(gè)知識庫，利用在線檢測到的各種信息，通過分析、綜合、推理而準(zhǔn)確定位故障點(diǎn)，并提出合理的排障方法。而且還要具備某種自學(xué)的能力，不斷地修改、完善知識庫?？梢灶A(yù)見這種系統(tǒng)將會獲得很大發(fā)展，并完全進(jìn)入商品化實(shí)用階段。?數(shù)控機(jī)床的大部分故障都以綜合故障的形式出現(xiàn)，其判斷處理的原則如下。首先要充分了解機(jī)床是在什么情況下出現(xiàn)故障的，有些什么表面現(xiàn)象，出現(xiàn)故障后操作者采取過什么措施。要仔細(xì)觀察CNC中工作寄存器和緩沖寄存器的內(nèi)容，了解正在執(zhí)行程序段的內(nèi)容及自診斷顯示的報(bào)警內(nèi)容，并觀察各個(gè)印刷線路板上有無報(bào)警紅燈。然后再按下CNC的復(fù)位健，觀察故障報(bào)警是否消失。

?數(shù)控機(jī)床上出現(xiàn)同一種故障的原因有可能是多種多樣的，有機(jī)械的原因、機(jī)床電氣的原因和控制系統(tǒng)的原因等。因此在分析時(shí)要把有關(guān)的因素都羅列出來。由于造成故障的因素很多，因此維修人員必須利用機(jī)床的技術(shù)檔案、現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)和判斷能力、機(jī)、電、液等綜合技術(shù)知識以及必要的測試手段和工具儀器，確定最有可能造成故障的因素，然后通過必要的試驗(yàn)逐一尋找確定，最后根據(jù)原因調(diào)整有關(guān)的元部件。?數(shù)控機(jī)床機(jī)械部分的修理與常規(guī)機(jī)床有許多共同點(diǎn)。但由于數(shù)控機(jī)床大量采用了電氣控制，機(jī)械結(jié)構(gòu)大為簡化，所以機(jī)械故障的發(fā)生率大大降低。一般常見的共性機(jī)械故障有以下幾種。（1）進(jìn)給傳動(dòng)鏈故障由于數(shù)控機(jī)床普遍采用了滾動(dòng)摩擦副，所以進(jìn)給傳動(dòng)鏈故障大部分是以運(yùn)動(dòng)品質(zhì)下降的形式表現(xiàn)出來，如定位精度下降，反向間隙過大，機(jī)械爬行，軸承噪聲過大等。因此這種故障的修理常與運(yùn)動(dòng)副預(yù)緊力、松動(dòng)環(huán)節(jié)和補(bǔ)償環(huán)節(jié)的調(diào)整有關(guān)。（2）主軸部件故障由于數(shù)控機(jī)床采用電氣調(diào)速，主軸箱內(nèi)部的結(jié)構(gòu)比較簡單。其可能出現(xiàn)的故障有自動(dòng)拉緊刀柄裝置、自動(dòng)變檔裝置的故障及主軸運(yùn)動(dòng)精度保持性方面的故障等。?（3）自動(dòng)換刀裝置的故障自動(dòng)換刀裝置已在加工中心和車削中心等數(shù)控機(jī)床上大量配置，當(dāng)前有50%以上的機(jī)床故障都與自動(dòng)換刀裝置有關(guān)。這些故障主要表現(xiàn)為刀庫運(yùn)動(dòng)故障、定位誤差過大、機(jī)械手夾持刀柄不穩(wěn)定、機(jī)械手誤差過大等。這些故障最后都造成換刀動(dòng)作卡住，整機(jī)停止工作。（4）位置檢查用行程開關(guān)壓合故障為了保證數(shù)控機(jī)床的工作可靠性，機(jī)床上大量采用了限制運(yùn)動(dòng)位置的行程開關(guān)。在機(jī)床的長期工作中，運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)特性的變化、壓合行程開關(guān)機(jī)械裝置的可靠性及行程開關(guān)本身的品質(zhì)特性等都影響整機(jī)的故障率。（5）配套附件的可靠性故障配套部件包括冷卻液裝置、排屑裝置、導(dǎo)軌防護(hù)罩、冷卻液防護(hù)罩、主軸冷卻恒溫箱和液壓油箱等。?加工中心的機(jī)械故障常從三方面考慮：機(jī)械本體的故障、程序錯(cuò)誤和零件加工精度不良等。（1）主軸箱的故障這部分故障有自動(dòng)拉緊刀柄裝置、自動(dòng)調(diào)速裝置、主軸快速運(yùn)動(dòng)的精度保持性等方面的故障。（2）進(jìn)給傳動(dòng)鏈的故障?（3）自動(dòng)換刀裝置的故障自動(dòng)換刀裝置是加工中心既重要又容易出故障的部分，需每日維護(hù)、保養(yǎng)。（4）程序錯(cuò)誤引起的故障①程序組成的語言有錯(cuò)誤時(shí)要發(fā)生報(bào)警。②刀具選定錯(cuò)誤?？赏ㄟ^刀具形狀的顯示確認(rèn)。?（5）零件加工精度不良為了保證工件的加工精度，可測出刀具基準(zhǔn)點(diǎn)和刀具磨損產(chǎn)生的誤差，并根據(jù)測得的誤差進(jìn)行補(bǔ)償。為保證零件的加工精度必須做到以下幾點(diǎn)。操作者補(bǔ)償輸入錯(cuò)誤，如刀具選擇和工件識別錯(cuò)誤等。操作者需隨時(shí)注意機(jī)床的精度變化，以及補(bǔ)償值的正負(fù)號、補(bǔ)償值的位數(shù)和數(shù)值大小。這些符號的錯(cuò)誤是發(fā)生故障的原因。必須做好刀具交換準(zhǔn)備。由于加工中心的加工對象可能為鋁件、銅件或不銹鋼件等多種材料，因而時(shí)常要進(jìn)行刀具交換。若裝入的刀具少而刀具交換次數(shù)多，在刀具管理上要進(jìn)行分色管理，防止發(fā)生錯(cuò)誤。托板專用化。使用多個(gè)拖板安裝工件并靠人工裝卸時(shí)，會發(fā)生工件識別錯(cuò)誤，因此要定期檢查工件在拖板上的安裝情況。?7.5.3CNC裝置的故障（1）維修用器具維修數(shù)控裝置時(shí)必須準(zhǔn)備下述器具：交流電壓表，直流電壓表，相序表，示波器，萬用表，邏輯分析儀，大、中、小號各種規(guī)格的“＋”字頭螺釘旋具和“－”字頭螺釘旋具，清潔液和潤滑油。（2）資料準(zhǔn)備準(zhǔn)備完整的維修用資料；了解數(shù)控裝置內(nèi)各印刷線路板上可供維修用的測試點(diǎn)；妥善保存好數(shù)控裝置的各種參數(shù)及參數(shù)紙帶，以備維修時(shí)設(shè)定和查對；用戶宏程序及常用的典型零件程序都應(yīng)穿成紙帶備用。（3）備件準(zhǔn)備應(yīng)配備一套保險(xiǎn)絲、電刷、易出故障的晶體管模塊和印制線路板等。?7.5.3CNC裝置的故障（1）現(xiàn)場人員作好數(shù)控機(jī)床故障的詳細(xì)記錄，記載出現(xiàn)故障時(shí)數(shù)控裝置的工作方式、故障現(xiàn)象和部位以及報(bào)警情況等。（2）如果用戶不能排除故障時(shí)，應(yīng)及時(shí)與專業(yè)維修部門聯(lián)系。一定要避免非維修人員盲目拆卸、調(diào)試數(shù)控裝置，否則會造成更多的故障和損失。（3）應(yīng)向?qū)I(yè)維修部門迅速傳送準(zhǔn)確而詳盡的信息，以便專業(yè)維修人員做好充分的技術(shù)準(zhǔn)備，迅速排除故障。?7.5.3CNC裝置的故障（1）直觀法（2）指示燈報(bào)警法（3）自診斷功能法（4）參數(shù)檢查法（5）備件置換法（6）測量比較法（7）原理分析法?數(shù)控機(jī)床編程及加工機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^數(shù)控機(jī)床的加工程序編制，掌握編程的方法及技巧；將在計(jì)算機(jī)上用OpenSoftCNC軟件模擬顯示加工過程校驗(yàn)程序，然后在數(shù)控機(jī)床上對工件進(jìn)行加工；結(jié)合機(jī)械加工工藝，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化編程，提高加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的基本原理數(shù)控編程的目的；數(shù)控編程的內(nèi)容；編程步驟。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的基本原理所謂編程，就是把零件的圖形尺寸、工藝過程、工藝參數(shù)、機(jī)床的運(yùn)動(dòng)以及刀具位移等內(nèi)容，按照數(shù)控機(jī)床的編程格式和能識別的語言記錄在程序單上的全過程。這樣編制的程序還必須按規(guī)定把程序單制備成控制介質(zhì)如程序紙帶、磁帶等，變成數(shù)控系統(tǒng)能讀懂的信息，再送入數(shù)控機(jī)床，數(shù)控機(jī)床的CNC裝置對程序經(jīng)過處理之后，向機(jī)床各坐標(biāo)的伺服系統(tǒng)發(fā)出指令信息，驅(qū)動(dòng)機(jī)床完成相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的目的數(shù)控編程的基本原理①分析零件圖紙，確定加工工藝過程；②計(jì)算走刀軌跡，得出刀位數(shù)據(jù)；③編寫零件加工程序；④制作控制介質(zhì)；⑤校對程序及首件試加工。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的內(nèi)容數(shù)控編程的基本原理機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的步驟零件圖紙分析零件圖紙制定工藝規(guī)程數(shù)學(xué)處理編寫程序文件制作控制介質(zhì)程序校驗(yàn)及試切數(shù)控機(jī)床OpenSoftCNC軟件介紹OpenSoftCNC軟件包括數(shù)控車床模擬仿真和數(shù)控銑床模擬仿真系統(tǒng)，由軟件+標(biāo)準(zhǔn)硬件系統(tǒng)構(gòu)成，不要求專用硬件或運(yùn)動(dòng)控制卡，所有數(shù)控功能和邏輯控制功能均由軟件完成，操作界面由系統(tǒng)操作和機(jī)床控制兩大部分組成。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心OpenSoftCNC軟件介紹機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心為例，軟件提供下列指令：以數(shù)控車床模擬仿真系統(tǒng)（OpenSoftCNC01T）組別指令功能編程格式模態(tài)

1G00快速線性移動(dòng)G00X(U)_Z(W)_√G01直線插補(bǔ)G01X(U)_Z(W)_√G02順時(shí)針圓弧插補(bǔ)G02I_K_X(U)_Z(W)_√G03逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)G03I_K_X(U)_Z(W)_√G32恒螺距公制螺紋插補(bǔ)G32X(U)_Z(W)_K_I_H√G33恒螺距英制螺紋插補(bǔ)G33X(U)_Z(W)_K_I_H√G27X軸返回程序零點(diǎn)G27

G28Z軸返回程序零點(diǎn)G28

G92定義絕對坐標(biāo)系G92X_Z_√2G04延時(shí)G04E_

3M00暫停M00

M02程序結(jié)束M02

4M03主軸正轉(zhuǎn)M03√M04主軸反轉(zhuǎn)M04√M05主軸停M05√5M08開冷卻液M08√M09關(guān)冷卻