贝搏体育贝搏体育论文摘要:近年来，随着国民经济和科学技术的不断发展，我国各机械制造行业纷纷采用数控设备。它们在加工现场发挥出了强大的技术优势。在高效率的自动化生产中，如果数控设备出现了故障，轻则影响设备的利用率，重则影响企业的兴衰。所以，加强数控设备使用管理，降低数控机床故障发生率已是一个必须要解决的重要问题。

　　控制系统主要由总线、CPU、电源、存贮器、操作面板和显示屏、位控单元、可编程序控制器逻辑控制单元以及数据输入/输出接口等组成。最新一代的数控系统还包括一个通讯单元，它可完成CNC、PLC的内部数据通讯和外部高次网络的连接。伺服驱动系统主要包括伺服驱动装置和电机。位置测量系统主要是采用长光栅或圆光栅的增量式位移编码器。

　　数控系统的主要特点是：可靠性要求高：因为一旦数控系统发生故障，即造成巨大经济损失；有较高的环境适应能力，因为数控系统一般为工业控制机，其工作环境为车间环境，要求它具有在震动，高温，潮湿以及各种工业干扰源的环境条件下工作的能力；接口电路复杂，数控系统要与各种数控设备及外部设备相配套，要随时处理生产过程中的各种情况，适应设备的各种工艺要求，因而接口电路复杂，而且工作频繁。

　　根据数控系统的构成，工作原理和特点，我们将常见的故障部位及故障现象分析如下：

　　位置环。这是数控系统发出控制指令，并与位置检测系统的反馈值相比较，进一步完成控制任务的关键环节。它具有很高的工作频度，并与外设相联接，所以容易发生故障。

　　常见的故障有：①位控环报警：可能是测量回路开路；测量系统损坏，位控单元内部损坏。②不发指令就运动，可能是漂移过高，正反馈，位控单元故障；测量元件损坏。③测量元件故障，一般表现为无反馈值；机床回不了基准点；高速时漏脉冲产生报警可能的原因是光栅或读头脏了；光栅坏了。

　　伺服驱动系统。伺服驱动系统与电源电网，机械系统等相关联，而且在工作中一直处于频繁的启动和运行状态，因而这也是故障较多的部分。

　　其主要故障有：①系统损坏。一般由于网络电压波动太大，或电压冲击造成。我国大部分地区电网质量不好，会给机床带来电压超限，尤其是瞬间超限，如无专门的电压监控仪，则很难测到，在查找故障原因时，要加以注意，还有一些是由于特殊原因造成的损坏。如华北某厂由于雷击中工厂变电站并窜入电网而造成多台机床伺服系统损坏。②无控制指令，而电机高速运转。这种故障的原因是速度环开环或正反馈。如在东北某厂，引进的西德WOTAN公司转子铣床在调试中，机床X轴在无指令的情况下，高速运转，经分析我们认为是正反馈造成的。因为系统零点漂移，在正反馈情况下，就会迅速累加使电机在高速下运转，而我们按标签检查线路后完全正确，机床厂技术人员认为不可能接错贝搏体育，在充分分析与检测后我们将反馈线反接，结果机床运转正常。机床厂技术人员不得不承认德方工作失误。还有一例子，我们在天津某厂培训讲学时，应厂方要求对他们厂一台自进厂后一直无法正常工作的精密磨床进行维修，其故障是：机床一启动电机就运转，而且越来越快，直至最高转速。我们分析认为是由于速度环开路，系统漂移无法抑制造成。经检查其原因是速度反馈线接到了地线上造成。③加工时工件表面达不到要求，走圆弧插补轴换向时出现凸台，或电机低速爬行或振动，这类故障一般是由于伺服系统调整不当，各轴增益系统不相等或与电机匹配不合适引起，解决办法是进行最佳化调节。④保险烧断，或电机过热，以至烧坏，这类故障一般是机械负载过大或卡死。

　　电源部分。电源是维持系统正常工作的能源支持部分，它失效或故障的直接结果是造成系统的停机或毁坏整个系统。一般在欧美国家，这类问题比较少，在设计上这方面的因素考虑的不多，但在中国由于电源波动较大，质量差，还隐藏有如高频脉冲这一类的干扰，加上人为的因素（如突然拉闸断电等）。这些原因可造成电源故障监控或损坏。另外，数控系统部分运行数据，设定数据以及加工程序等一般存贮在RAM存贮器内，系统断电后，靠电源的后备蓄电池或锂电池来保持。因而，停机时间比较长，拔插电源或存贮器都可能造成数据丢失，使系统不能运行。可编程序控制器逻辑接口。数控系统的逻辑控制，如刀库管理，液压启动等，主要由PLC来实现，要完成这些控制就必须采集各控制点的状态信息，如断电器，伺服阀，指示灯等。因而它与外界种类繁多的各种信号源和执行元件相连接，变化频繁，所以发生故障的可能性就比较多，而且故障类型亦千变万化。

　　其他。由于环境条件，如干扰，温度，湿度超过允许范围，操作不当，参数设定不当，亦可能造成停机或故障。有一工厂的数控设备，开机后不久便失去数控准备好信号，系统无法工作，经检查发现机体温度很高，原因是通气过滤网已堵死，引起温度传感器动作，更换滤网后，系统正常工作。不按操作规程拔插线路板，或无静电防护措施等，都可能造成停机故障甚至毁坏系统。

　　一般在数控系统的设计、使用和维修中，必须考虑对经常出现故障的部位给予报警，报警电路工作后，一方面在屏幕或操作面板上给出报警信息，另一方面发出保护性中断指令，使系统停止工作，以便查清故障和进行维修。

　　初始化复位法一般情况下，由于瞬时故障引起的系统报警，可用硬件复位或开关系统电源依次来清除故障，若系统工作存贮区由于掉电，拔插线路板或电池欠压造成混乱，则必须对系统进行初始化清除，清除前应注意作好数据拷贝记录，若初始化后故障仍无法排除，则进行硬件诊断。

　　参数更改，程序更正法系统参数是确定系统功能的依据，参数设定错误就可能造成系统的故障或某功能无效。例如，在哈尔滨某厂转子铣床上采用了测量循环系统，这一功能要求有一个背景存贮器，调试时发现这一功能无法实现。检查发现确定背景存贮器存在的数据位没有设定，经设定后该功能正常。有时由于用户程序错误亦可造成故障停机，对此可以采用系统的块搜索功能进行检查，改正所有错误，以确保其正常运行。

　　调节，最佳化调整法调节是一种最简单易行的办法。通过对电位计的调节，修正系统故障。如某军工厂维修中，其系统显示器画面混乱，经调节后正常。在山东某厂，其主轴在启动和制动时发生皮带打滑，原因是其主轴负载转矩大，而驱动装置的斜升时间设定过小，经调节后正常。

　　最佳化调整是系统地对伺服驱动系统与被拖动的机械系统实现最佳匹配的综合调节方法，其办法很简单，用一台多线记录仪或具有存贮功能的双踪示波器，分别观察指令和速度反馈或电流反馈的响应关系数控设备。通过调节速度调节器的比例系数和积分时间，来使伺服系统达到即有较高的动态响应特性，而又不振荡的最佳工作状态。在现场没有示波器或记录仪的情况下，根据经验，即调节使电机起振，然后向反向慢慢调节，直到消除震荡即可。备件替换法用好的备件替换诊断出坏的线路板，并做相应的初始化启动，使机床迅速投入正常运转，然后将坏板修理或返修，这是目前最常用的排故办法。

　　控制系统主要由总线、CPU、电源、存贮器、操作面板和显示屏、位控单元、可编程序控制器逻辑控制单元以及数据输入/输出接口等组成。最新一代的数控系统还包括一个通讯单元，它可完成CNC、PLC的内部数据通讯和外部高次网络的连接。伺服驱动系统主要包括伺服驱动装置和电机。位置测量系统主要是采用长光栅或圆光栅的增量式位移编码器。

　　数控系统的主要特点是：可靠性要求高：因为一旦数控系统发生故障，即造成巨大经济损失；有较高的环境适应能力，因为数控系统一般为工业控制机，其工作环境为车间环境，要求它具有在震动，高温，潮湿以及各种工业干扰源的环境条件下工作的能力；接口电路复杂，数控系统要与各种数控设备及外部设备相配套，要随时处理生产过程中的各种情况，适应设备的各种工艺要求，因而接口电路复杂，而且工作频繁。

　　根据数控系统的构成，工作原理和特点，我们将常见的故障部位及故障现象分析如下：

　　位置环。这是数控系统发出控制指令，并与位置检测系统的反馈值相比较，进一步完成控制任务的关键环节。它具有很高的工作频度，并与外设相联接，所以容易发生故障。

　　常见的故障有：①位控环报警：可能是测量回路开路；测量系统损坏，位控单元内部损坏。②不发指令就运动，可能是漂移过高，正反馈，位控单元故障；测量元件损坏。③测量元件故障，一般表现为无反馈值；机床回不了基准点；高速时漏脉冲产生报警可能的原因是光栅或读头脏了；光栅坏了。

　　伺服驱动系统。伺服驱动系统与电源电网，机械系统等相关联，而且在工作中一直处于频繁的启动和运行状态，因而这也是故障较多的部分。

　　其主要故障有：①系统损坏。一般由于网络电压波动太大，或电压冲击造成。我国大部分地区电网质量不好，会给机床带来电压超限，尤其是瞬间超限，如无专门的电压监控仪，则很难测到，在查找故障原因时，要加以注意，还有一些是由于特殊原因造成的损坏。如华北某厂由于雷击中工厂变电站并窜入电网而造成多台机床伺服系统损坏。②无控制指令，而电机高速运转。这种故障的原因是速度环开环或正反馈。如在东北某厂，引进的西德WOTAN公司转子铣床在调试中，机床X轴在无指令的情况下，高速运转，经分析我们认为是正反馈造成的。因为系统零点漂移，在正反馈情况下，就会迅速累加使电机在高速下运转，而我们按标签检查线路后完全正确，机床厂技术人员认为不可能接错，在充分分析与检测后我们将反馈线反接，结果机床运转正常。机床厂技术人员不得不承认德方工作失误。还有一例子，我们在天津某厂培训讲学时，应厂方要求对他们厂一台自进厂后一直无法正常工作的精密磨床进行维修，其故障是：机床一启动电机就运转，而且越来越快，直至最高转速。我们分析认为是由于速度环开路，系统漂移无法抑制造成。经检查其原因是速度反馈线接到了地线上造成。③加工时工件表面达不到要求，走圆弧插补轴换向时出现凸台，或电机低速爬行或振动，这类故障一般是由于伺服系统调整不当，各轴增益系统不相等或与电机匹配不合适引起，解决办法是进行最佳化调节。④保险烧断，或电机过热，以至烧坏，这类故障一般是机械负载过大或卡死。

　　电源部分。电源是维持系统正常工作的能源支持部分，它失效或故障的直接结果是造成系统的停机或毁坏整个系统。一般在欧美国家，这类问题比较少，在设计上这方面的因素考虑的不多，但在中国由于电源波动较大，质量差，还隐藏有如高频脉冲这一类的干扰，加上人为的因素（如突然拉闸断电等）。这些原因可造成电源故障监控或损坏。另外，数控系统部分运行数据，设定数据以及加工程序等一般存贮在RAM存贮器内，系统断电后，靠电源的后备蓄电池或锂电池来保持。因而，停机时间比较长，拔插电源或存贮器都可能造成数据丢失，使系统不能运行。可编程序控制器逻辑接口。数控系统的逻辑控制，如刀库管理，液压启动等，主要由PLC来实现，要完成这些控制就必须采集各控制点的状态信息，如断电器，伺服阀，指示灯等。因而它与外界种类繁多的各种信号源和执行元件相连接，变化频繁，所以发生故障的可能性就比较多，而且故障类型亦千变万化。

　　其他。由于环境条件，如干扰，温度，湿度超过允许范围，操作不当，参数设定不当，亦可能造成停机或故障。有一工厂的数控设备，开机后不久便失去数控准备好信号，系统无法工作，经检查发现机体温度很高，原因是通气过滤网已堵死，引起温度传感器动作，更换滤网后，系统正常工作。不按操作规程拔插线路板，或无静电防护措施等，都可能造成停机故障甚至毁坏系统。

　　一般在数控系统的设计、使用和维修中，必须考虑对经常出现故障的部位给予报警，报警电路工作后，一方面在屏幕或操作面板上给出报警信息，另一方面发出保护性中断指令，使系统停止工作，以便查清故障和进行维修。

　　初始化复位法一般情况下，由于瞬时故障引起的系统报警，可用硬件复位或开关系统电源依次来清除故障，若系统工作存贮区由于掉电，拔插线路板或电池欠压造成混乱，则必须对系统进行初始化清除，清除前应注意作好数据拷贝记录，若初始化后故障仍无法排除，则进行硬件诊断。

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　　调节，最佳化调整法调节是一种最简单易行的办法。通过对电位计的调节，修正系统故障。如某军工厂维修中，其系统显示器画面混乱，经调节后正常。在山东某厂，其主轴在启动和制动时发生皮带打滑，原因是其主轴负载转矩大，而驱动装置的斜升时间设定过小，经调节后正常。

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　　改善电源质量法目前一般采用稳压电源，来改善电源波动。对于高频干扰可以采用电容滤波法，通过这些预防性措施来减少电源板的故障。

　　维修信息跟踪法一些大的制造公司根据实际工作中由于设计缺陷造成的偶然故障，不断修改和完善系统软件或硬件。这些修改以维修信息的形式不断提供给维修人员。以此做为故障排除的依据，可正确彻底地排除故障。

　　工业企业中拥有数据机床车间的数量，成为衡量一个企业工业现代化发展水平的重要指标。随着经济的不断增长，人们对于数控机床车间设备的使用性能要求也不断提升，当前我国成为世界数控机床设备第一消费国。20世纪50年代，我国的数控机床技术才逐渐起步，但数控产业发展较为迅速，经过半个世纪发展，我国的数控产业与技术取得了很大的成就。目前，普通机床逐渐被数控机床取代，在此趋势下，数控机床在工业车间中的占比逐渐增加[1]。数控机床的增速比普通机床高出5个百分点，其控制技术的要求相对普通机床更高。当数控机床车间传动设备在运行过程中出现控制问题时，需要对整体控制过程进行分析，及时发掘异常的控制参数对其展开标定[2]。本次研究中将主要对数控车间的传动系统控制过程进行标定，对于此过程而言，在以往的研究中也提出了很多针对其的标定方法，但使用效果均不能满足人们的需求。当前标定方法在使用后，依旧无法改变设备参数变换后的传动设备发生停顿的问题[3]。为此，在本次研究中将提出一种新型自动化标定方法，根据完整的控制过程结合多组控制规范，对控制参数进行标定。希望通过本次研究，改善当前传动设备控制标定现状，提升数控机床车间的工作效率，推动工业智能化发展。

　　对数控机床车间传动设备进行实地考察，根据考察结果结合相应的控制理念，构建动力学模型，为后续的研究提供基础。数控传动系统大致包含发动机、电机、能源组、传动系统以及控制器几部分[4]。为便于计算，作出以下设定：1）传动设备的角速度为α1，设备的质心A1在O点，转动惯性为F1；2）连接滑块1的质量设定为m2，其质心A2在Y处，速度为v2，绕点O的转动惯性为F2；3）使用α2表示传动连接板1的角速度，此连接板的重量设定为m3，其对质心A3的转动惯量设定为FA3；4）使用α3表示传动连接板2的角速度，将其质量设定为m4，使用FA4表示连接板对质心A4的转动惯量；5）连接滑块2的质量设定为m5，其质心F5在Q处，其速度设定为v5。根据上述假设，可得到传动设备的瞬时的动能增量可表示为：在此公式的基础上，电机的驱动力矩M1直接作用在传动设备的连接板上，如果其工作状态下的全部作用在此连接板上，其大小设定为G5，则在dt时刻其瞬间做功可表示为：根据此公式计算传动设备运动过程，并将其作为后续研究中的模型基础。

　　对于整个传动设备而言，其控制过程对于数控机床车间的工作效率具有显著的影响。本次研究中，将主要对控制过程中的运行状态切换控制部分进行研究，对不同运用状态下的控制规律进行分析，完成控制参数的标定过程。对于传动设备而言，运行状态更换过程可以理解为是由一个转速转换到另一个转速，在转速更换的过程中，子设备会发生细微的变化。本次研究中，将转速更换前的传动设备运行状态设定为L1，转速转变后传动设备运行状态设定为L2。在转速变换的控制过程中，其转速转矩具有线性关系，则各元件之间的关系可表示为：在上述公式中，h1、h2、h3分别表示传动齿轮排1、传动齿轮排2以及传动齿轮排3的特性参数；ir表示传动箱的传动比；bA表示耦合结构A的输入转速；bB表示耦合结构B的输入转速；bN表示全部耦合结构的输出转速；ball表示发动机转速；E0表示耦合结构的输出转矩；Ei表示发动机输出转矩；EA与EB分别表示耦合结构A与耦合结构B输出的转矩。对上述公式进行分析可以看出，传送设备的输出转速与发动机输出转速呈正比例关系，根据具体的控制要求，对发动机或电机进行调节，可实现传动设备的控制。根据此原理，获取传动设备运行数据将其设定为设备控制参数，并对其展开标定，为最终的控制过程自动化标定提供数据来源。

　　在获取控制参数后，根据数控机床车间对传动设备的性能要求，对设备的控制参数与运行参数进行优化。针对当前传动设备的相关要求，本次研究中将主要对传动设备基础运行参数以及转速控制过程进行标定。在上文设计内容的基础上，选用CANaper软件[5]完成传动设备整体控制过程的标定工作。在此软件中可完成传动控制单元开发、控制参数标定以及数据采集工作。根据上文中计算得到控制参数，构建A2L文件，并将其录入到标定数据库中。在此文件中，每个控制参数与传动设备的实际测量值使用统一的变量名称表示。在标定过程中如需要读取某一数据时，在A2L文件中搜寻到相关变量，并在软件中确定数据长度以及存储位置等信息，而后使用此数据完成标定工作。具体标定过程划分为下述两部分：1）传动设备基础运行参数标定首先设定传动设备的基础运行参数，根据相关控制规定使用此部分参数进行计算，在保证设备运行安全性的情况下，完成标定过程。本次研究中选定“设备总排量”、“额定转速”、“额定负荷”以及“设备传动效率”作为基础参数，具体参数计算内容设定如下：设备总排量：设备动力子器件的总排量；额定转速：电机额定转速；额定负荷：动力器件、电机以及传动设备的额定负荷量，使用“负荷%”表示；设备传动效率：传动设备在额定负荷条件下，得到的传动比，在完成设备整体标定前，使用估算结果表示。根据上述设定内容，对传动设备基础运行参数展开计算，同时完成标定过程，将标定后的数据作为其他控制过程的计算基础。2）转速控制过程标定在控制过程的标定过程中，首先对式(11)与式(10)进行整合，得到传动设备在空档状态下，各个子设备的转速关系，具体如下式所示：其中，nA表示电机A的额定转速；nB表示电机B的额定转速；h4表示传动齿轮排4的特性参数；nj1表示传动齿轮整体架构转速。推导上述公式，得到电机A、B以及发动机的转速关系，具体如下式：本次研究仅针对传动设备的转动惯性，因此，使用上述公式可完成设备转速控制的标定过程。使用此公式后，可保证标定后各参数之间的平衡性，在提升传动设备使用性能的同时，维持设备运行的稳定程度。

　　在本次研究中提出了一种新型数控机床车间传动设备控制自动化标定方法，现构建标定实验环节对此方法的应用效果加以分析，以此确定此方法具有一定的应用价值。在对以往的研究结果进行分析后可以发现，常规的传动设备标定流程需要经过实验台基本标定、实际设备标定以及设备整体性实验后，才能投入到实际应用中。传动设备50%左右的标定参数需要在实验台中完成实验过程，确定基本参数后，方可使用其进行标定。针对本次所研究的数控机床车间传动设备，选取实验台基本标定实验方法对新型方法的标定效果进行分析。在实验台标定测试中，将24V直流电源、微型传动设备的线束、上位机以及标定软件连接在一起，组成标定实验台，具体实验台如图1所示。在实验台搭建完成后，通过传动设备的运行原理对其控制软件中各个参数进行分析，确定在实验台上可标定的参数。

　　为降低实验难度，本次实验仅对传动设备静态换挡控制过程进行分析，选择低转速档位调整到高转速档位以及高转速档位调整到低转速档位两部分中的参数展开标定。对以往的实验过程进行分析后，确定参数标定中需要的变量：设备额定转速、设备目标转速、换挡位置以及换挡控制模式。同时，选择基础标定方法与PID标定方法与文中提出的新型标定方法对实验目标进行标定，绘制换挡控制曲线，分析曲线确定换挡过程中是否存在超调。为了更好地获取实验结果，将设备额定转速设定为2000r/min，设备目标转速设定为5000r/min，构建低速档位调整标定实验环境，绘制标定前换挡曲线。在此操作完成后，将目标转速与额定转速对调，构建高速档位调整标定实验环境，并绘制此实验环境中的换挡曲线，为实验结果分析过程提供对照数据，具体如图2所示。由图2可知，在标定前的换挡过程中，传动设备会产生短时间停顿，说明此时的控制参数曲线偏小，影响传动设备的运行稳定性。根据图2曲线，结合实验台标定换挡曲线，对新型方法与其他两种方法的标定效果加以分析。

　　根据上文中设定的实验准备以及实验操作过程，完成低速档位调整到高速档位控制标定，并绘制换挡曲线所示。对上述图像进行分析可以看出，在使用不同的标定方法完成控制参数标定后得到了不同的换挡曲线。与标定前所得曲线相比，新型方法使用后对换挡过程中的停顿问题进行及时的处理，保证传动设备的运行安全。其他两种标定方法使用后，虽然在一定程度上改善了控制过程中的停顿情况，但还是存在短时间的设备运行状态不稳定问题。综合上述分析结果可知，在低速档位调整中，新型标定方法的标定效果更佳。

　　沿用低速档位调整标定实验环境，将设备额定转速设定为5000r/min，目标转速调整为2000r/min。对此高速档位调整控制过程进行标定，并绘制标定后设备换挡曲线中内容进行分析可知，此实验结果与低速档位调整标定实验结果大致相同，不同的标定方法得到的换挡曲线具有一定的差异。在此实验环境下，新型方法依旧可以对控制参数进行正确的标定，对偏小的控制参数数值进行调整，控制设备转速转换中的停顿情况。与新型方法相比，其他两种方法的标定效果不尽如人意。此两种标定方法使用后，其换挡曲线中还存在大量的停顿情况，且时间较长、停顿次数较多与控制参数标定前的换挡曲线趋于一致。总结上述实验结果可知，在此实验环境下，新型方法的标定效果更好。

　　为了最大程度发挥数控机床车间传动设备的工作潜力，使其在经济性与动力性均得到最佳水平的应用，需要对其控制过程进行标定，在本次研究中提出一种新型标定方法，仿真实验证实使用此方法完成标定后，传动设备的使用性能得到了大幅度提升，实现控制标定的目标。但此方法仅针对当前标定方法的不足进行优化，在部分领域还存在细微的问题。为保证此方法可与数控机床的发展方向一致，在日后的研究中还需对此方法进行不断的完善。

　　[2]余永维,杜柳青.深度学习框架下数控机床运动误差溯因方法[J].仪器仪表学报,2019,40(01):28-34.

　　[3]袁勇超,王自玲,刘忠明,等.高速人字齿轮传动系统动力学特性研究[J].机械传动,2019,43(04):21-26.

　　[4]朱齐丹,谢心如,夏桂华,等.基于光轴约束的机械臂运动学标定方法[J].哈尔滨工程大学学报,2019,40(03):433-439.

　　顾名思义，所谓预防性维修，就是要注意把有可能造成设备故障和出了故障后难以解决的因素排除在故障发生之前。一般来说应包含：设备的选型、设备的正确使用和运行中的巡回检查。

　　在设备的选型调研中，除了设备的可用性参数外，其可维修生参数应包含：设备的先进性、可靠性、可维修性技术指标。先进性是指设备必须具备时展水平的技术含量；可靠性是指设备的平均无故障时间、平均故障率，尤其是控制系统是否通过国家权威机构的质检考核等；可维修性是指其是否便于维修，是否有较好的备件市场购买空间，各种维修的技术资料是否齐全，是否有良好的售后服务、维修技术能力是否具备和设备性能价格比是否合理等。这里特别要注意图纸资料的完整性、备份系统盘、PLC程序软件、系统传输软件、传送手段、操作口令等，缺一不可。对使用方的技术培训不能走过场，这些都必须在定货合同中加以注明和认真实施，否则将对以后的工作带来后患。另外，如果不是特殊情况，尽量选用同一家的同一系列的数控系统，这样，对备件、图纸、资料。编程、操作都有好处，同时也有利于设备的管理和维修。

　　数控设备的正确使用是减少设备故障、延长使用寿命的关键，它在预防性维修中占有很重要的地位。据统计数控设备，有三分之一的故障是人为造成的，而且一般性维护（如注油、清洗、检查等）是由操作者进行的，解决的方法是：强调设备管理、使用和维护意识，加强业务、技术培训，提高操作人员素质，使他们尽快掌握机床性能，严格执行设备操作规程和维护保养规程，保证设备运行在合理的工作状态之中。

　　根据数控设备的先进性、复杂性和智能化高的特点，使得它的维护、保养工作比普通设备复杂且要求高的多。维修人员应通过经常性的巡回检查，如CNC系统的排风扇运行情况，机柜、电机是否发热，是否有异常声音或有异味，压力表指示是否正常，各管路及接头有无泄漏、润滑状况是否良好等，积极做好故障和事故预防，若发现异常应及时解决，这样做才有可能把故障消灭在萌牙状态之中，从而可以减少一切可避免的损失。

　　一般CNC系统都有较为完备的自诊断系统，无论是发那科系统还是西门子系统，上电初始化时或运行中均能对自身或接口做出有限的自诊断。维修人员应熟悉系统自诊断各种报警信息。根据说明书进行分析以确定故障范围。定位故障元器件，对于进口的数控系统一般只能定位到板级。

　　数控系统的软故障是指控制系统的系统软件和PLC程序。有的系统把它们写在EPROM中插在主机板上，有的驻留在硬盘上。一旦这些软件出现问题，系统将造成全部或局部混乱，当分析到确定是软件故障时，应当使用备用软件或备用EPROM换上，严格按操作步骤经初始化后试运行。这类故障只要有备份文件一般不难恢复。其难度在于备份软件不完备或专用传送设备不具备或生产厂家操作手段中设置口令保密等因素造成无法恢复。

　　现在一般CNC控制系统均带有PLC控制器，大多为内置式PLC控制。维修人员应根据梯形图对机床控制电器进行分析，在CRT上直观地看出CNC系统I／O的状态。通过PLC程序的逻辑分析，方便地检查出问题存在部位。如FANUC一OT系统中自诊断页面，FANUC一7M系统中的T指令等。

　　当故障发生后，维修人员一般不要急于动手，要仔细询问故障发生时机床处在什么工作状态、表现形式、产生的后果、是否是误操作。故障能否再现等。

　　主要观察设备有无异常情况，如机械卡住、电机烧坏、保险熔断等。首先检查AC＼DC电源是否正常，尽可能地缩小故障范围。

　　根据图纸PLC梯图进行分析，以确定故障部位是机械、电器、液压还是气动故障。

　　根据经验分析，一定要扩大思路，不局限于维修说明书上的范畴，维修资料只提供一个思路，有时局限性很大。如我厂的一台FANUC一OT数控车床，开机后CRT无画面，电源模块报警指示灯亮，根据维修说明书所讲，发现CRT和I／O接口公用的24EDC电源，正端与直流地之间仅有1─2Ω电阻，而同类设备应用155Ω电阻，按资料上讲，这类故障一般在主板，只能送到厂家去修，而我们扩大思路，先拔掉Ml8电缆插头，故障仍在，后拔掉C─Sl4插头上有短路现象，排除后，机床恢复正常。

　　①我厂XH716数控加工中心，系统为FANUC一OM系统，一次出现故障408报警，经查为伺服系统报警，意为反馈信息不良，经测量电缆信号线正常，但插上去后，该脉冲编码器＋5V电源没有，检查伺服系统上＋5V电源正常，插上去后没有，后怀疑其电缆插头与伺服上的电缆插座接触不良，排除后，机床恢复正常。这台机床在加工中经常出现过载报警，报警号为434，表现形式为之轴电机电流过大，电机发热，停上40分钟左右报警消失，接着在工作一阵，又出现同类报警。经检查分析，认为电气伺服系统无故障，估计是负载过重带不动造成。为了区分是电气故障不再出现。由此确认为机械丝杠或运动部位过紧造成。调整之轴丝杠防松螺母后，效果不明显，后来又调整之轴导轨斜铁，机床负载明显减轻，该故障排除。

　　②FAUNC一7M数控4轴铣床，开机后05、07报警，进一步检查B轴位置超差，经分析为位置环反馈部分有问题，检查7M内部位置控制板，发现一个集成滤波器开路，造成反馈信息中断，换一个滤波器后机床恢复正常。

　　③我厂自己改造一台数控车床C6140A，系统为台湾产HUST，开机后，调找不到零点。经分析，回零原理是，回零过程中压零位开关后减速，反方向移动，找脉冲编码器的栅格零脉冲后应停住，前面执行动作均正常，但减速返回时找不到零点，估计脉冲编码器零脉冲无或该信号线断，后换一个脉冲编码器，机床恢复正常工作。

　　④SAJOHMC630─P型卧式加工中心，数控系统为西门子840C，一次开机后B轴不能运动，经检查，B轴电磁阀已动作，但PLC显示B轴未放松。判断压力开关有问题，拆下后经检查，发现该开关触点损坏，换一个压力开关后该故障排除。

　　1.数控设备作为一种高精尖的机械加工设备，综合了机械、电子、计算机等多门学科，因此对数控机的专业管理要求越来越高，目前数控设备的主要问题可归结为：管理、维修和提高。即实行科学的管理方法，发挥数控设备的最佳效能：加强维修力量，建立一支机械、电气、动力、计算机软硬件等专业维修队伍，提高维修人员的理论、技术水平，特别提高他们对故障的判别能力及排除故障的处理能力，同时也要提高操作、编程人员的技术水平。

　　根据发生故障的位置可以分为硬件故障和软件故障。硬件故障是指需维修或更换电子元器件、各种电器、电路板、导线设备才能正常运行，此类故障称为硬件故障。软件故障指PLC控制程序出现的故障，需更改相应参数、数据或者修改PLC控制程序才能正常运行，此类故障称为软件故障

　　根据故障出现时有无指示，可分为有诊断指示故障和无诊断指示故障。各种数控系统都自带有自诊断程序，从而实现对整个系统软、硬件的实时监控，故障发生时系统产生报警并有相关文字说明，查阅报警信息说明书，就能查出产生故障的原因以及相应的解决措施。无诊断指示故障是诊断程序不完整性导致的，需要对产生故障前的工作过程、故障现象和后果综合分析从而排除故障。

　　根据产生故障时有无破坏性可以分为破坏性故障和非破坏性故障。破坏性故障不可以重复出现，需分析故障现象排除故障。

　　依故障产生的机率，分为系统性故障和随机性故障。系统故障指只要满足一定的条件则一定会产生故障，而随机性故障指在相同条件下偶尔发生的故障。

　　指机床因运动特性下降而产生的故障，机床运行正常但加工工件不合格，需查找精度下降的机械或电气相关环节，然后通过优化系统环节排除故障。

　　维修人员需要在机床故障产生时了解现场情况分析相关信息，这就要求操作者对现场情况进行详细描述，维修人员观察现场故障状态，查看故障信息是否有自诊断显示，分析故障发生前的操作情况，根据以上信息首先做出第一步诊断，确定故障排除时所需相关技术资料、维修工具、仪器备件等做到心中有数。

　　操作者所提供的信息对于排故十分重要，因此在现场要通过对故障机床的观察、操作等验证操作者所提供的各种信息是否准确、完整，根据实际情况从而进一步分析故障初始判断是否准确。

　　通过对故障现场分析并结合实际情况确定故障的类型，对于指示性故障可以通过查阅此机床的使用说明书以及故障报警信息手册，了解该故障产生的各种原因及相关排除措施，为下一步排故做准备。

　　在已确定该导致该故障产生的各种原因中进一步检查，综合分析各种因素，从而判断出故障发生的真正原因。

　　根据已确定的原因准备好所需相应工具仪器，制定好故障排除计划及步骤，对故障进行排除。

　　1.询问。询问故障现场的操作者，掌握故障发生的过程、现象等情况，为排除故障做好准备。2.目视。观察数控机床各部分工作状态是否正常，显示面板是否有报警情况，断路器有无断开现象，熔断器是否烧断，各元器件有无烧坏及导线.触摸。在机床断电的情况下可以通过对各接插件和各主要电路板等元器件的触摸了解其安装、插接状况是否到位。4.通电。通电后快速检查各元器件有无冒烟、火花、异常声音、气味是否正常以及器件触摸有无过热，如有发现应立即断电进行分析。

　　当数控机床出现问题后，采用电工仪表和维修必备的工具，按数控系统电气原理图和机床电气原理图，测量出现问题的各个故障点的参数值并和正常值进行比较判断故障，若系统电压达不到正常工作电压，则检测调节输入电源；如出现控制信号故障，则用相关检测仪表检查信号线路的状态是否正常以此确定故障点。

　　PLC发生故障时，其中断原因是中断堆栈出现故障，可以调出中断堆栈和块堆栈，按其所指示的原因排除故障。

　　通过使用PLC检测数控机床控制系统接口信号的正确与否，从而确定相应的故障点。

　　当故障诊断为数控系统某环节的印制电路上时，因电路板的集成度相对较高而确定某一电子器件则需要花费大量时间，采取先更换相同型号功能的备件，恢复机床正常运行，再去检测修复故障电路板。

　　选择飞机典型结构件的加工属于高精加工范畴，其加工能力也代表着航空先进制造能力和水平。数控加工设备是高度机电软一体化产品，是一类价格昂贵的精密设备。随着我国航空工业先进制造技术的持续发展及航空装备代次更新，飞机典型结构件数控加工设备也朝着高精度、高刚性、高速、大扭矩、智能化等方向发展。设备种类与结构形式由传统铣床、龙门铣床逐渐向卧式翻板铣、高精加工中心等转变。为保证特定材料或特定产品的专属加工能力，加工设备也呈现专业化发展趋势。对于飞机结构件某一加工特征而言，往往能够由不同的加工设备来实现，且机床设备与零件加工工艺、加工精度、加工效率等有很大影响。另外，企业想要进一步提升机械制造的整体水平，也需不断强化对制造工艺与设备的研究。因此，如何合理的选择数控加工设备具有重要研究意义。

　　1.1零件分类。按材料属性分类，飞机典型结构件零件分为铝合金结构件、钛合金结构件、合金钢零件。按结构特征分类，铝合金零件一般包括框、梁、壁板、长桁、隔板等，钛合金零件一般包括框、肋等，合金钢零件一般包括接头等。1.2典型零件工艺特点。（1）整体壁板类零件。整体壁板材料一般为铝合金，结构重量较轻，具备较好的整体油箱密封性，减少了零件和连接件的数量，简化了协调关系，但材料利用率低，在加工切削中容易产生变形。如机翼壁板通常为展开后加工，零件需经加工多个基准面、多次装夹加工才能完成数控加工。该类零件优先选用专用数控壁板铣床加工，可以获得较高的工作效率和最佳的产品质量。（2）框类零件。框类零件是机身横向结构的主要承力件，同时又是形成和保持机身径向外形的主要结构件。机身框一般是由多个框类零件组成的组合框，但也有少数是整体框贝搏体育。材料多选用铝合金，少数选用合金结构钢。框类零件加工以铣削为主，占全部工作量的70%左右。适合采用三坐标高速铣床进行大余量粗铣，由五坐标高速铣进行精加工，保证零件外形要求和加工精度。（3）接头类零件。接头类零件属于典型钛合金零件，具有结构复杂、工艺流程长、加工周期长等特点，材料强度较高。且该类零件常带有正反面深槽腔、高缘板外形、深度尺寸较大的叉耳等结构特征，材料去除率在90%以上。适宜采用三坐标高速铣能高效率的去除大部分加工余量，由五坐标高速铣进行精加工。

　　2.1国内外主要设备制造商。国外结构件加工设备制造商主要有法国Fives、美国Ingersoll、瑞士Starrag、意大利FTP、意大利JOBS、德国DMG等，在加工铝合金、钛合金及复合材料结构件等方面均有较成熟的产品系，如美国Ingersoll的PowerMill系列（铝合金零件高速加工）、瑞士Starrag的ECOFORCETi系列（钛合金专用加工设备）等。国内结构件加工设备制造商主要有航空625所、北一机床厂、大连机床厂、济南二机床厂等。目前在关键加工设备国产替代与自主可控的浪潮中，国内设备制造商正在全力奋进，在不断提高自身制造技术与产品谱系的基础上，不同程度地寻求纵深化合作，设备可靠性、稳定性、整体质量等与进口设备间的差距正在逐渐缩小。另外，随着数控加工技术的发展，将多台同规格数控机床联合可交换工作台组成柔性生产线从而提高零件加工效率的做法，受到了越来越多的推广和应用。目前，美国Ingersoll、德国DST（被法国Fives收购）、德国科堡等厂家均具有较成熟的柔性生产线技术，且已应用于机械制造领域。2.2设备选择流程。加工设备的选择是一个多目标、多方案的决策问题，其需要建立在对所需机床的加工性能分析基础之上。比如对于一种给定的钛合金零部件，究竟什么种类或者什么水平的加工中心才是正确的选择。在分析过程中，首先应该考虑理想的切削深度、进给速率、切削速率以及一些材料系数等输入数据，然后计算出每一次加工所需的功率和扭矩，以及每次钻削过程的推力。获得机床相关关键参数后，结合设备库实例或设备厂家系列产品型号，通过参数拟合优化推理得出合理化的设备选择。2.3关键参数分析。对于典型铝合金结构件加工，其最重要的机床加工参数（除主轴行程外）是主轴的转速和驱动功率。对于钛合金结构件加工而言，最重要的参数则为主轴扭矩及冷却液沿着钻削操作推力方向的传输量。（1）主轴转速。在铣削加工时，背吃刀量和切削宽度对刀具磨损的影响较切削速率和进给速率要小[3]，切削速率对加工效率的影响较进给速率要小。而且切削速率、进给率与主轴转速正相关。由于不同的加工工序和设备及零件材料、刀具材料、加工工艺的多样性，对应的切削速率范围也不同，因而很难就高速切削的速度范围给定一个确定数值。但高速加工必须具备高的主轴转速、高的进给速率、快速空行程、迅速加速和及时准停的性质。从加工工艺的角度看，HSM（高速加工）的速度值区间为：车削：700～7000m/min，铣削300～6000m/min，钻削200～1100m/min等，而且处于稳步提升趋势。对于典型航空铝合金结构件加工，如壁板类、梁类、框类等零件，零件尺寸较大，材料去除率高达90%～95%。这就要求设备的持续加工时间要长，加工效率要高。根据金属去除率计算可知，加工效率与切削速率正相关，这就要求设备主轴转速要高。由此可见，主轴转速对于铝合金结构的加工效率有着重要影响。根据高速铣削动平衡规定，主轴转速至少要达到8000rpm以上。结合设备实施案例，大中型铝合金结构件高速加工中心设备主轴最大转速在30000rpm左右，高速铣削的主轴转速一般在15000～40000rpm。（2）主轴功率和主轴扭矩。目前加工设备多采用的标准型普通变频电机，设备仅能在S1工作制下工作，不允许超载使用，因此在设备选择中需要引起注意。根据功率、扭矩、转速图可知，机床主轴扭矩和功率均存在拐点，即在恒扭矩阶段，随着机床主轴转速的提高，主轴功率随之增大；功率达到峰值后，趋于稳定，进入恒功率阶段，此时随着机床主轴转速的提高，主轴扭矩随之递减。在飞机典型结构件数控加工设备选择过程中，目标机床的主轴功率和主轴扭矩可通过预先设定的系列输入参数和计算公式得出，输入参数主要有材料类型、刀具直径、齿数、每齿进给、切削深度、切削宽度等。该计算过程可在对零件加工特性的分析基础上结合集成计算器（参考WalterMachiningCalculator）实现。另外，机床主轴扭矩、主轴功率与转速可粗略的依据公式=npT/9550进行核算。（3）工作台尺寸、行程与精度。工作台尺寸、行程与精度是设备选择的关键参数，也是基本参数。工作台尺寸关系毛坯能够正常合理有效装夹，行程主要考虑的是主轴加工范围，精度属于质量要求，是前提条件。以上参数在设备选择过程中的重要性不言而喻。设备工作台尺寸与主轴行程主要根据待加工零件的尺寸、装夹空间、加工特征等确定，同时可根据设备货架规格来修正。机床精度通常根据零件加工精度要求来确定，如机床定位精度一般要求为零件典型特征定位精度的1/3～1/4。2.4选择原则分析。第一阶段为设备粗选择，主要通过对结构件加工性能分析，计算出对应加工设备关键参数，根据关键参数值与设备库实例进行初次匹配分析，得出若干个合理化的设备选项；鉴于影响选择的因素较多，同时需要体现关键参数的重要作用，以便做出优化选择，在第二阶段（细选择）本文提出一种基于权重-最小方差和的计算方式，对合理化的设备选项进行排序，方差和最小的即为最优设备参考选择。不同材料的结构件在第二阶段选择时，为体现设备的加工特点，各选择参数权重会有差异。第一阶段的粗选择比较容易操作，在此不作赘述。下面主要介绍第二阶段细选择基于权重-最小方差和的计算方法。参数权重。参数权重设置模型如表1所示。表1中参数层表示设备选择涉及主要参数，如台面尺寸、主轴行程、主轴转速、主轴功率、主轴扭矩、定位精度等；参数权重列表示所选参数在指定材料加工设备选择中的重要程度，不同材料加工设备同一参数权重值可能不一致，但该列权重值和定义为1，即（1)21∑=+++nPPP；子参数层是参数层的细分，如参数层主轴行程，子参数层则分为X/Y/Z轴行程；子参数权重表示各子参数在参数层内的相对重要程度，如参数层主轴行程，子参数层X/Y/Z轴行程在不同的加工对象时（如框类与缘条类）权重也会不同，但同一参数下子参数权重和为1；总权重表示各子参数在整个参数列下的重要程度，每一个子参数总权重值为参数权重值与子参数权重值的乘积。对于典型铝合金结构件加工，其最重要的机床加工参数（除主轴行程外）是主轴的转速和驱动功率。按照上表中设置模型给出某铝合金结构件加工设备参数权重值，如表2所示。（2）权重-最小方差和。在细选择阶段，主要目的是根据已获取的设备参数需求，通过量化的计算方式优选出相对合适的设备实例或者对多个合理可行方案进行排序。根据方差是衡量源数据和期望值相差的度量值的数学意义，这里引入方差和的概念来研究设备实例与设备实际需求之间的偏离程度，参数方差和越小，偏离程度越低，与实际需求越接近，根据最小方差和的计算达到排序或优选的目的。权重-最小方差和计算元模型如下：式中，{}jAAAA，，21=表示一组设备参数需求值；表示第i个设备实例；{}jjPPPP，，21=表示设备各参数对应权重值；j表示参数个数；i表示设备实例个数；D表示权重-方差和。考虑到实际各参数的取值、差值与数量级均存在较大差异，上述模型中直接求取方差和不能够准确反映偏离程度，这里对差值平方和按比率差平方和进行修正（类归一化），修正后权重-最小方差和计算模型如下：为便于实际操作，可将上述计算模型集成在工作表中，通过关键参数的输入自动计算方案D值。

　　鉴于产品制造工艺与设备研究的重要性，本文主要以飞机典型结构件为研究对象，对典型零件工艺特点及设备关键参数进行了分析与总结，针对性地提出了两阶段选择流程及基于权重-最小方差和的设备细选择基础模型。希望文章的研究能够为企业生产线规划中的设备精细化选择提供理论方面的帮助，充分发挥企业固定资产高效与精准投资作用。

　　[1]林晓峰.机械制造工艺与设备应用探究[J].中国设备工程，2020，（02）上：92-93.

　　[2]李聪波，崔龙国，刘飞，李丽.面向高效低碳的数控加工参数多目标优化模型[J].机械工程学报，2013，（09）：87-96.

　　数控机床电气设备在运行过程中非常容易出现故障，影响其正常运行。常见的数控机床故障分为3种，分别是硬件故障、软件故障和干扰故障。1.1硬件故障。硬件故障指的是电气设备中的驱动模块、电源模块、控制板、继电器、限位等电器元器件及控制面板上的按键和电气线路，设备在运行时出现故障后进而导致设备出现停机（图1~图2）。根据设备数控机床电气设备在运行过程中出现的故障，逐一对电气部件进行检查。设备出现一般的硬件故障，通常进行复位、断电重新启动设备就能够处理。对于出现某部位的硬件报警，如驱动模块、电源模块、限位等问题，需要对各个硬件进行查找问题，根据查找和检查情况进行维修和更换。更换完成后进行试机，直至设备故障取消恢复使用。1.2软件故障。软件故障与硬件故障恰恰相反，软件故障主要是设备参数、PLC程序、系统程序故障（图3），如在运行中经常出现参数设置不正确以及零件加工程序错误、系统程序丢失及PLC程序不执行等。其中较为严重的故障是控制系统的软件破损或丢失，进而导致电气设备运行混乱。针对系统软件及程序需要进行提前备份，在出现破损和丢失后可以进行程序覆盖恢复。系统程序上传完成后需校对和验证，也可在程序和参数程序内对参数进行修正和更改，进而排除故障。在此情况下，需要提醒技术和维修人员在设备安装调试完成后，必须对设备系统程序、PLC程序等进行备份，防止出现无备份的现象。1.3干扰故障。干扰故障在数控机床电气设备中发生情况较多，其主要原因是由于机床设备在运行过程中出现信号中断及检测不到信号，设备系统信号传输、信号接收的电源地线配置出现不稳定情况，进而导致机床在运行过程中出现干扰故障。特别是信号传输和信号接收器的电压电流在不稳定的情况下，导致出现信号中断等现象。另外就是外部干扰，设备自身的振动和定位精度不够也会造成干扰。干扰问题是有多种因素造成的，应针对所出现的问题进行查找，如果是设备本身的原因，在查找和确定问题后进行修复。对于外部干扰，可以加强设备信号的屏蔽，检查屏蔽是否牢靠，防止造成干扰。

　　2.1保障机床使用性能和使用寿命。在数控机床电气设备运行过程中，操作人员应尽可能避免数控机床受到阳光直射，或是其他热辐射。因此，在数控机床的存放过程中，存放人员必须严格控制地面的湿度以及洁净度，进而保证数控机床在存放过程中不会受到潮湿、杂质等影响，导致设备出现破损及故障。2.2保障电源供应。数控机床电气设备在日常运行生产过程中，供电必须使用专用线路，或利用稳压装置稳定电源。数控机床电气设备在运行过程中必须保证电源的稳定供应，其主要原因在于：通过稳定电源能够最大限度减少低质量供电对数控机床电气设备运行所造成的负面影响，并有效控制电源振动幅度瞬间变化对设备的影响。2.3完善规章制度。企业在使用数控机床电气设备过程中，无论是使用、还是管理，均需要严格按照相关情况及规定进行。根据企业自身实际情况和国家管理规定制定相应的规章制度，对设备管理要有明确和针对性的规章制度。例如：设备的保养规范、大项修、精度普查、润滑制度等，设备点检要求、清扫周期。在制定好相关的规章制度后，还应当严格按照规章制度执行，进而保证数控机床电气设备运行的规范性。

　　数控机床电气设备在使用过程中，正确的维护与保养是确保数控机床电气设备正常运行的关键。3.1数控机床电气系统的维护。（1）在数控机床电气设备的维护保养过程中，设备技术人员、维修人员、操作人员应当严格按照相关的维护保养规定制度进行。针对设备操作人员对设备的日常保养进行专业的培训，提高设备操作人员的技能水平。另外，设备技术人员和维修人员对设备系统维护保养时，根据保养过程中设备上的各部件进行分析，对于保养后状态不能改观的部件进行分析是否更换。对技术人员和维修人员的专业技能和专业素养系统性的培训和提高，同样也是影响数控机床电器设备运行的关键。这样可以提高设备维护的周期，有效降低设备的故障率。（2）通常情况下，数控机床本身均会存有部分灰尘、金属粉末以及生产加工的铁屑和油污。一旦产生的灰尘和粉末落入数控机电设备内部，将会损坏设备内的电子元件以及电路板。尤其是天气比较热时，机床部分电器元件温度过高，未能及时降温时会导致损坏和系统出现严重损坏，造成设备停止工作，影响生产。应该特别注意，在高温季节严禁采用打开数控机床控制柜的方法降低设备温度，这样极易导致数控系统出现严重损坏。（3）为了有效避免数控机电系统过热，在日常工作中，应不断加强数控柜上的冷却风扇的检查力度。另外，定期检查冷却风扇和进风过滤器的情况，制定检查及更换过滤棉的周期，防止堵塞，一旦发现堵塞和损坏，应当立即对其进行清理及更换，避免造成更加严重的事故。（4）最后，应不断加强对备用电路板的维护工作。尽管是备用部件，但如果长时间不使用，其工作性能将会大大降低。因此，应当定期将备用电路板安装到数控机床设备中运行，进而避免其电路板的损坏。3.2提高机械部件的维护和保养。（1）主要传动部位的维护和保养。对于主传动部位的维护和保养，其主要目的在于避免数控机床设备在运行过程中由于保养润滑不到位，造成缺油生锈和磨损损坏。另外，应当制定对主轴润滑、自动润滑装置的润滑稳定进行检查，如果出现高温情况及时查找原因，使其润滑状态正常，避免造成设备使用影响。在维护保养中应当对其认真检查，需要进行调整的要按照要求调整。最后对所有机械部件做好保养和维护记录工作，便于后期检查和查阅。（2）机床精度维护和保养。为了不断提高机床精度维护和保养，相关技术人员制定检查周期，根据检查周期对机床精度进行检查与校正，并严格按照精度校正进行系统参数补偿。

　　在数控机床电气设备的电气柜上的元件，通常是采用不定期维护的方式进行保养，而数控机床电气设备的维护保养周期主要是根据设备结构、使用环境的差异性确定。数控机床电气设备的保养一般分为一级保养、二级保养。（1）一级保养。一级保养时间通常为每季度进行一次，而每次的保养时间通常控制在6~12h。在这期间所需进行的保养工作主要有灰尘清扫、试车、紧固熔断器以及整理线）二级保养。二级保养时间通常为每半年进行一次，每次保养时间通常在3~6d。在这期间所需进行的保养工作有校验继电器、检验热继器以及接触器、继电器触头等。

　　在数控机床电气设备故障的维修与保养过程中，应当根据电气设备的实际情况以及具体故障进行维修，并对其进行定期保养，从而保证数控机床电气设备的正常运行以及运行质量。

　　［1］陈大鹏.数控机床电气设备故障的维修与保养分析［J］.科学与财富，2017（36）：111.

　　［2］叶小荣.数控机床电气设备故障的维修与保养分析［J］.科技与企业，2013（11）：317.

　　数控机床的发展壮大，离不开有效合理的设备管理工作。设备管理工作如果落实到位，就会在很大程度上提升机床的稳定性和运行合理性，但是伴随着我国数控机床的不断发展，设备管理工作中的问题和矛盾也就不断的增加。同时设备管理工作还要面对来自外界的挑战。因此我国的数控机床的设备管理在很大程度上阻碍了我国数控机床的发展和创新。我国近些年的科学技术有了很大程度的发展和创新，这也在一个侧面帮助了我国的数控机床的发展，同时对于我国数控机床的设备管理也提出了更高的要求。我国机床在运行过程中，设备管理工作是重中之重。我国的机床发展较快，这样就导致了机床的设备管理相应的模式赶不上机床的发展，这样对于机床的发展非常不利，同时设备管理的落后，也会对我国以后的机床发展计划起到延迟的作用，文章就是要对机床的设备管理的相关内容进行详细的阐析和论述，通过阐析和论述找出问题出现的根本原因，改善我国的机床设备管理工作。关于数控机床设备管理应用中的故障诊断和维修的阐析和论述，文章主要从三个方面进行阐析和论述。第一个方面是我国数控机床发展过程中设备管理的重要意义。第二个方面是在机床设备管理过程中的设备故障诊断和设备维修。第三个方面是我国数控机床中的设备管理未来发展。下面进行详细的阐析和论述。

　　数控机床在我国工业行业中的地位非常突出。我国作为装备制作业大国，在装备制造业的基础行业中涉猎颇深，我国的数控机床作为基础设备的一部分被给予高度的重视。在世界范围内的工业竞争，主要还是针对机械加工的技术和设备进行。我国的机械加工行业由于有了数控机床的加入，已经有了非常好的发展，成为了我国机械加工水平高低的一个非常重要的指标。因此机床行业的发展是我国工业发展非常重要的一个环节，应该给予重视和扶持。由于我国的数控机床的发展过于迅速，导致了我国和机床相关的一系列配套设施没有完善。现阶段我国数控机床的一系列产业还没有形成一个非常严格的产业链。机床设备的生产能力还是较低，同时机床的生产精度和加工精度和国外的先进技术还有一定的差距。我国的机床生产规模较小，还没有像国外特别是德国那样形成一定的生产规模。因此我国的机床设备管理工作就显得尤为重要。机床管理工作的完善和创新，能够帮助我国的机床生产和应用捋顺关系，能够提升我国机床生产过程中的一系列流程，提升机床设备的稳定性能和可靠性能。

　　在机床设备管理工作中对于设备的修护和问题诊断是一个绕不开的话题，只有将机床设备中出现的问题给予及时的处理和发现，才能够保障我国机床设备的稳定和安全。关于在机床设备管理过程中的设备故障诊断和设备维修的阐述和分析，文章主要从两个方面进行阐析和论述。第一个方面是机床设备中的开关故障问题及相应的处理办法。第二个方面是机床设备中的故障报警装置失灵问题及相应的处理办法。下面进行详细的阐析和论述。

　　关于机床设备中的开关故障问题及相应的处理办法的阐析和论述，文章主要从两个方面进行阐析和论述。第一个方面是机床设备开关的故障。第二个方面是机床设备开关出现故障的相应处理方法。下面进行详细的阐析和论述。

　　机床设备中的机组开关，通常情况下会有相对独立的常闭或者常开开关出点。机床设备中的开关的主要作用就是对设备进行连锁控制及设备故障显示控制。机床开关通常会暴露在机床外部，就导致了机床开关的工作环境较差，存在工作过程中大量灰尘的问题。一旦工作灰尘进入机床的开关内部就会导致开关活动不灵敏，活动干出现滞涩的情况，这种情况下就会让机床开关出现故障，需要及时的发现给予处理。

　　针对机床开关的故障，我们通常会将设备的总电源关闭，进行相应的处理和维修。因为关闭电源能够有效的切断设备常开触点，常开触点的切断会导致主动触点，被动触点两者之间出现间隙，让机床的故障显示器正常工作，之后，我们可以安全的将开关开启，处理开关中的粉尘及杂物。清理完毕后，机床的开关就会正常工作，故障也随之解除。

　　关于机床设备中的故障报警装置失灵问题及相应的处理办法的阐析和论述，文章主要从两个方面进行阐析和论述。第一个方面是机床设备故障报警装置失灵的故障。第二个方面是机床设备故障报警装置失灵的相应处理方法。下面进行详细的阐析和论述。

　　当切断设备的能量来源后，电气控制单元的常开触点就会连接到一起，而常闭触点就会被切断，然而，由于烟尘的干扰作用，就会导致常开与常闭触点之间出现相反的状况，进而使得机组没有办法继续进行生产工作，所以就会产生故障报警失灵的现象。

　　对于故障报警失灵的现象来说，究其原因是烟尘的覆盖作用，影响了触点间的相互接触与联通，这就需要进行两方面的内容，一是对开关内的烟尘进行清除，保证开关的使用流畅性，要定期的对设备进行养护和检查，及时的发现问题，并且有效地解决，只有这样，才能进一步的避免设备故障报警器失灵的现象。

　　根据上文的阐析和论述，我们可以得出，在机床设备发展的过程中设备管理工作的重要性，在我国的设备管理工作中，理论管理和实际管理相结合的管理模式是未来的发展方向之一。我们在设备管理的过程中要坚持科学有效的管理模式，同时还要对高素质的管理人才进行培训和培养。管理工作的核心是人的管理，因此留住和培养专业素质高，实践能力强的工作人员是我国管理工作的未来方向。在管理设备的过程中我们还要不断吸取国外先进的管理经验为己所用，不定时地对设备进行性能评估。

　　[1]李勇，薛梅.现代职业教育方法在数控机床故障诊断与维修课程中的探索[J].科教导刊（上旬刊），2013（11）：170+216.

　　[2]朱传敏，周润青，陈明，等.故障树与案例推理在数控机床故障诊断专家系统中的应用研究[J].制造业自动化，2011（10）：21-24+66.

　　[3]刘加勇《.数控机床故障诊断与维修》课程任务驱动教学中的任务设计[J].职业教育研究，2012（2）：128-130.

　　企业数控设备种类较多，致使相应的数控设备的润滑油种类也相对较多，从而润滑油的使用和管理都存在一定程度的困难，容易出现错误，因此企业的数控设备的润滑油的使用应在合理的范围内进行减少，从而实现数控设备用油在中类似上和使用上的优化管理，实现数控设备用油的规范和统一，从而实现数控设备润滑油使用的优化贝搏体育。

　　在企业数控设备的润滑油的具体使用过程当中，首先应查阅数控设备相关的资料，通过对同类数控设备润滑油的对比实现相应的润滑的使用范围、使用等级等方面实现同类的替代和管理，当然同类的替代应建立在数控设备持续有效使用的基础之上；其次还应采用合理的润滑油的使用方式，从而达到数控设备使用的最佳效率；数控设备润滑油的选择和优化应建立在润滑油货源、运输、成本等各方面的条件和限制，通过一段时间的检测使用实现相应数控设备润滑油的选择和调整改进，建立合理的数控设备润滑油的优化处理和设置。并通过相应数控设备润滑油的优化使用积累润滑油的使用和经验，从而为数控设备润滑油的优化处理建立良好的管理基础。

　　企业应在减少数控设备润滑油的使用基础之上实现数控设备润滑油的更新机制，从而实现企业数控设备润滑用油的良性发展和优化机制。企业周期性地更换润滑油将在一定程度上影响数控设备的使用，周期性地更换致使企业的润滑油更新机制建立在固定的模式之上，更新周期设置较短则可能造成润滑油未过期更换，从而造成了人力物力的浪费，更新周期设置过长，数控设备的润滑效果将大打折扣，影响相应设备的使用。因此企业应建立更为灵活的企业数控设备润滑油的更新机制，保证润滑油的质量和使用效果。

　　在企业润滑油的质量和使用效果的检测和管理过程当中，应建立定期的润滑油的检测和分析机制，对不同的数控设备的润滑油的使用进行严密的监控和管理，按照企业润滑油的具体使用情况进行管理和使用，从质的角度实现润滑油的优化处理。具体的润滑油检测可通过旧油和新油的对比，从而了解润滑油的使用的渐变过程；不同的数控设备可通过不同的检测方式，如耗油较大的设备应采用定期的检测分析方法、耗油较少的设备可采用定点取样分析，从而建立企业不同数控设备的合理的润滑油的更换周期，为保证润滑油的质量。

　　数控机床技术应用广泛普及，对于提高社会生产力及社会生产水平起到关键性作用。未来阶段，智能化技术与万物互联技术普及，将对数控机床技术发展产生新的影响。做好对数控机床基础部件实践原理分析，对于更好完善数控机床技术应用体系及提高技术应用水平具有重要意义。

　　数控机床技术应用起源于美国。但由于美国数控机床技术应用成本较高，核心技术主要应用于科研实践，使20世纪90年代美国数控机床技术发展一度被德国、日本赶超。我国数控机床技术研究起步相对较晚，但截止20世纪80年代，已然形成数控机床技术开发初步技术积累。随着近年来机械加工技术及计算机技术发展水平的进一步提高，数控机床技术应用高效化、高稳定性及高精准性的基础优势逐渐凸显，为数控机床技术应用发展夯实基础[1]。

　　早期阶段机械加工，采用单一传感器控制刀具的走刀轨迹，由于不同传感器参数及操作人员技术水平存在差异，使机械加工精度存在一定误差值，需要后续阶段进行重新加工校正。数控机床所采用数字信号控制方式，极大降低机械加工基础构件的误差，提高构件加工处理精度。从现有的技术来看，数控机床构件加工可以将误差控制在0.1mm范围内，满足大部分机械构件生产需求。由于数控机床采用一体化设计结构，部分模组基于模块化设计进行对接，使数控机床具有较高的运行稳定性，不仅在构件生产方面不容易产生误差。同时，在调整构件加工参数方面也具有良好稳定性，降低结构稳定性因素对构件加工精确性产生的影响，实现对当前机械构件加工水平的充分提高[2]。

　　数控机床采用数字控制模块与机械加工模块双向融合设计逻辑。针对机械构件的加工进行设定固定数据参数即可实现自动化生产，无需在中间环节对机械构件生产进行人工校对或人工打磨，有效提升数控机床机械加工基础生产效率。除此之外，数控机床一体化设计，解决机械加工设备内部模组兼容性不足问题，降低数控机床产生结构性故障的可能性，避免因数控机床频繁产生故障问题对机械构件生产产生影响。综合来看，数控机床技术应用发展，一定程度提升机械构件加工、生产时效性，满足对不同形态、不同结构参数及不同用途机械构件加工需求，真正意义实现机械生产的自动化发展，提升现阶段机械构件加工、生产总体水平[3]。

　　目前，现阶段主流的数控机床结构设计，采用微型计算机与机械结构进行衔接的设计方案。早期阶段数控机床设备设计，则采用微处理器数字控制与机械自动化控制相结合设计模式。由于早期阶段计算机技术发展普及成本相对较高，使数控机床结构集成度较低，虽然在一定程度实现机械自动化及数字化生产，但仍然需要在生产前、生产过程中及完成生产后进行频繁的人工干预。集成微型计算机设备的现代数控机床设备，则有效解决以上问题，进一步提高数控机床设计的内部结构密度，强化数控机床设备结构集成度，使数控机床设备及生产、控制、管理及维护等各个方面，均能在较短时间内完成，无需进行繁琐的人工管理、维护，切实提升数控机床设备生产效率及生产成本控制能力。

　　数控机床基础部件数量较多，但大部分部件均集成于数控系统、传统系统、测量反馈系统与机床加工系统四个主要模块。因此，数控机床设备正常运行及系统运转，必须依赖于各个系统之间协调递进，通过发挥各个系统技术优势，实现对数控机床技术应用水平的提高。针对数控机床基础部件实践原理的分析，应充分掌握数控机床内部各个部件系统功能，了解不同部件系统特点，以便做好数控机床基础部件实践原理的逻辑性分析。

　　现阶段数控机床设计，大部分采用CNC设计方案，该设计方案实现对多个微处理器信息数据有效汇总，使数控设备能系统化实现对各个部件进行控制，简化单一部件手动控制流程。数控机床的数控系统，主要负责参数设置及设备调整，根据机械构架加工生产要求对数控机床生产加工方式及刀具走向参数进行配置。数控系统集成显示器、键盘、控制杆及磁盘等多个计算机部件。显示器主要负责显示数据参数，结合操作人员对键盘信息录入，将信息数据存储于磁盘设备，使数控机床加工生产能按照标准化流程推进。

　　传动系统亦可称之为机械动力系统。传动系统囊括变速齿轮、同步齿轮传送带及主轴电机等多个基础设备。早期阶段，由于传统系统的设计大部分依赖主轴设备进行控制，使数控系统与传动系统之间连接需要基于传感器进行数据传输。随着现代计算机技术发展对信号脉冲技术充分普及，现代数控机床传统系统可以直接由数控系统进行控制管理，进一步解决数控系统对传统系统控制延迟问题，强化数控机床机械构件加工、生产精度。

　　由于数控机床采用数字化控制方案，保证数据测算经济及数据信息采集的精确性，则成为提升数控机床机械构件加工质量的重中之重。测量反馈系统正是保证数控机床机械构件切削精确度的主要部件之一。在数控机床技术普及之前，机械切割机床采用机械测量方式进行数据采集，通过标注标尺数据参数，利用传感器与数据测量标尺数据分析，对机床切削精度进行控制。但由于测量标尺标注精度难以达到0.5mm以下，使其无法满足高精度机械构件加工需求。数控机床所采用的测量反馈系统，则是集成伺服电动机、步进电动机、直流伺服电动机等电器元件数控装置，通过固定机床切削设备坐标与实时坐标定位，实现对机械构件加工误差控制，提高数控机床实际加工生产精确性。

　　机床切削加工系统是机床设备主要构件。该系统包括底座、立柱、横梁、滑座、工作台、主轴箱及刀架等多个部分。该系统主要负责对机械构件进行加工处理，并针对机械构件加工需求，控制机床设备抗震强度，降低机床震动对切削刀设备的影响，保证机械构件切削精度。机床切削加工系统的设计，需要考虑不同环境对数控机床各类使用需求。所以，在床身、立柱、横梁及滑座等部件设计方案，要选用耐高温及耐腐蚀采用进行结构优化，降低外部环境对机床加工作业影响，使数控机床能按照机械构件加工要求正常进行加工生产作业。

　　数控机床基础部件的构成主要是数控设备及机床加工设备两个部分组成。数控设备，是由微处理器、中央处理器、传感器与程序控制模块等多个部分组成。其中，数控设备实际运行需要传感器对数控机床内部各个部件运行状态与数据参数进行采集，对数据信息汇总后由微处理器对数据信息进行计算。在完成数据汇总与数据测算之后，再通过传感器设备对微处理器数据信息及数据指令进行传输，由终端设备中央处理器与显示器设备将数据参数呈现到显示器。技术人员可以根据现有数据参与对机床各个部件的运行状态进行调整。这其中，光电编码器、温度传感器、压力传感器、感应同步器、速度床干起及电流传感器等各类不同传感器设备，需要实现系统功能有效串联，通过系统程序控制实现传感器系统功能。所以，数控机床的数控设备，主要针对数控机床设备参数分析、设备管理及设备控制功能加以实现，从而有效简化数控机床设备操控流程。数控机床的机床加工设备，则需要具备铣削、钻削、镗削、铰削和攻丝等多种功能，根据机械构件加工要求，调整构件形态与设备姿态。其中，伺服进给系统与主轴电机等设备，是数控机床形成机械动力的主要部件。在针对机械构件的切削与加工处理过程中，需要根据对机床刀具运动结构调整，做好对运动轨迹的控制，对于需要进行二次加工的机械构件，则需要做好对滑动导轨、滚动导轨的有效控制，从而提高数控机床机械构件加工时效性与精确性。

　　数控机床内部结构较为复杂，针对数控机床基础部件实践原理分析，需要在充分了解数控机床技术特点的同时，做好对数控机床系统运行内在逻辑的掌握，从而更好地分析数控机床不同基础部件之间内在联系，提升数控机床理论研究与分析能力。

　　[1]宋艳丽.基于能力等级的《数控机床原理及应用》课程改革与实践[J].太原城市职业技术学院学报，2015（10）：105-106.

　　[2]杜新宇.与机械制造技术基础专业课相结合的金工实训模式探讨与实践[J].中国科教创新导刊，2011（29）：191-193.