【关键词】：数控 机床 管理 维修
随着我国制造企业技术装备的升级，中、高档数控机床设备的应用越来越广泛了。随之而来的是如何充分保证设备的有效利用率，设备出现故障时，要尽快将设备恢复正常使用。因此，在日常车间管理中，数控机床设备管理与维修就变得越来重要了。数控机床管理是一项十分丰富的综合工程，既要有科学的设备管理，又要有好的设备维修。
数控机床的主体机构有以下特点：1）由于采用了高性能的无级变速主轴及伺服传动系统，数控机床的极限传动结构大为简化，传动链也大大缩短；2）为适应连续的自动化加工和提高加工生产率，数控机床机械结构具有较高的静、动态刚度和阻尼精度，以及较高的耐磨性，而且热变形小；3）为减小摩擦、消除传动间隙和获得更高的加工精度，更多地采用了高效传动部件，如滚珠丝杠副和滚动导轨、消隙齿轮传动副等；4）为了改善劳动条件、减少辅助时间、改善操作性、提高劳动生产率，采用了刀具自动夹紧装置、刀库与自动换刀装置及自动排屑装置等辅助装置。
一、需要复合型人才对数控机床进行管理与维修
数控机床是机电一体化的典型产品，数控机床控制技术是集计算机及软件技术、自动控制技术、电子技术、自动检测技术、液压与气动技术和精密机械等技术为一体的多学科交叉的综合技术，其控制系统复杂、价格昂贵，因此它对设备管理与维修人员素质方面提出了比普通设备更高的要求。
数控系统的说明书一般都较多，有操作、连接、编程、功能说明、冗编程、安装调试、维修手册等。要认真学习与维修有关的部分，同时由于配套的说明书、资料往往使用原文资料，数控系统的报警文本显示亦以外文居多。这就要求维修人员必须掌握一定的专业外语基础。
维修人员必须能熟练的操作数控机床，在维修过程中，维修人员有时要进入一般操作者无法进行的特殊操作方式，如：进行机床参数的设定与调整、利用？编程器监控、通过计算机以及软件联机调试等。此外，分析判断故障原因过程中，往往还需要编制相应的加工程序，对机床进行必要的运行试验与工件的试切削。因此，从某种意义上说，一个高水平的管理与维修人员，其操作机床的水平应比操作人员更高，运用编程指令的能力应比编程人员更强。
二、加强数控机床的基础管理和技术管理
对于企业来说，数控机床的拥有是企业的竞争实力体现，最大限度地利用数控机床，对企业提高效率和竞争力都是十分有益的。只有保持完好的技术状态，才能充分发挥数控机床的效用。制定相应的管理制度，使设备管理更加规范化和系统化，建立建全数控设备维护档案及交接班记录，将数控机床的运行情况及故障情况详细记录，特别是对设备发生故障的时间、部位、原因、解决方法和解决过程予以详细的记录和存档，以便在今后的操作、维修工作中参考借鉴。
对于新购置的数控机床，在安装、调试和验收时要严格把关，对照合同、技术协议逐项检查。机床调试完成后，利用接口对机床参数进行数据传输做为备用，以防机床参数丢失。对数控机床的操作者、管理及维修人员进给培训，培训方式可以采取多种形式，如参加权威部门举办的学习班，内部办学习班，以及到数控机床的生产厂家进行设备操作技术和维修保养技术培训。
三、加强数控机床的日常维护与保养
在数控机床的日常管理中，预防性维修是一项十分重要而积极的工作。正确使用数控机床是减少设备故障、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，有三分之一的故障是人为造成的，而且日常性维护是由操作者进行的，因此必须提高操作者的维护意识，加强技术培训，提高素质，尽快掌握数控机床的性能，严格执行设备操作规程和维护保养规程，使设备运行在合理的工作状态之中。
操作者为了保证数控机床的正常运行，每天应该检查所有的防护板、罩壳和门操作是否适当、在整个行程中步进每一个轴，观察运行是否平滑、确保所有轴的限位开关正常工作并调整到相应的限位位置、检查导轨是否有划伤或过度磨损的迹象、检查导轨清洁器没有被损坏、触摸导轨检查是否适当。数控机床的比普通设备复杂得多，对它的维护、保养工作要求也比较高。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。
四、数控机床的常用检修方法
数控机床维修是一项很复杂、技术含量很高的一项工作，数控机床与普通设备有较大的差别。一般数控系统都有自诊断功能，根据系统自诊断各种报警信息，通过说明书进行分析以确定故障范围，定位故障元器件。数控系统的软故障是指控制系统的系统软件和札程序。有的系统把它们写在中插在主机板上，有的驻留在硬盘上。当故障发生后，维修人员一般不要急于动手，先与操作人员进行充分的沟通，再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，这样有助于维修人员快速分析和判断故障原因。
五、结束语
数控机床是现代加工车间最重要的装备，它的发展是信息技术与制造技术结合的结果，要充分发挥数控机床的高效性，就必须正确的操作和精心的维护保养，及时、定期的检修，以保证设备的正常运行，才能提高企业的效率。
参考文献：
【关键词】 职业院校;数控管理;维修
一、现状分析
(1)学生操作水平低。很多职业院校在购置数控机床过程中,对数控机床,特别是数控系统的技术性和先进性都有相当高的要求,对数控机床的功能选择也相当讲究,力求越多越好。设备在安装运行后,其使用效果并不理想,学生对数控机床的操作仅限于所接受的教育水平,甚至更低。对数控机床的标准功能使用不足,对特殊功能的使用更无从谈起。(2)学生编程水平低。数控机床是一个柔性的,灵活的生产工具,要想发挥其特点和优势,尤其需要程序的强有力的支持。我国大多数的职业学校,都还在使用数控机床上人工NC代码输入的方法。对于购买了各种各样CAD/CAM系统的学校,其运行环境大多数局限在微机上,运行在CAD/CAM的实训教室。由于CAD/CAM系统的所有权问题,以及设计和生产上的脱节,使得CAD/CAM系统在实际生产加工中得不到充分利用或者编制的NC程序并不是根据最佳工艺生成的优化加工程序。(3)车间刀具管理落后。刀具系统作为参与制造活动的重要辅助工具,对数控机床的柔性、生产率以及产品制造的精密性和正确性起着举足轻重的作用;刀具又是较昂贵的消耗性资源,一般生产车间,尤其是数控机床较多的生产环境里,刀具的数量巨大,其中的组件也相当复杂,信息繁多,由于生产加工的需要,大量的刀具频繁地在刀具库和机床以及机床与机床之间流动和交换。建立完整的刀具数据库,将刀具系统的所有信息纳入计算机中进行管理,建立无纸化的刀具管理系统是当务之急。(4)对数控机床的联网使用认识不足。数控机床在我国的推广使用已近三十年的历史,在学校推广也有十多年的历史,但是对它的使用目前主要还是集中在单机使用上,在单机使用积累了一定的经验后,对于拥有多台数控机床的职业学校或企业,其单台机床与外界计算机或不同数控机床之间的信息交流很少。
二、应对方法
(1)健全设备管理及维修机构。学校数控系专设数控维修教研室,承担全校数控设备的管理维修及教学工作。他们是由具有丰富经验的老技师和具有很强专业化知识、责任心并有一定实际工作能力的机械、电气教师及工程师组成。(2)制定和健全规章制度。针对职业学校数控机床的特点,逐步制定相应的管理制度,例如数控实习管理制度、数控机床的安全操作规程、数控机床的日常维修制度、数控机床的维修保养规程等,这样使数控机床管理更加规范化和系统化。(3)建立完善的设备档案。建立数控机床维护档案及交接班记录,要求实习学生将数控机床的运行情况及故障情况详细记录,然后由维修人员对机床发生故障的时间、部位、原因、解决方法和解决过程予以详细的记录和存档,以便在今后的操作、维修工作中参考借鉴。(4)加强数控设备的验收。为确保新机床的质量,加强机床安装调试和验收工作,尤其是机床验收这一环节,对涉及机床重要性能、精度的指标严格把关,对照合同、技术协议、国际和国内有关标准及验收大纲规定的项目逐项检查。机床调试完成后,利用RS232接口对机床参数进行数据传输做为备用,以防机床文件(参数)丢失。(5)加强维修队伍建设。一是利用新设备安装调试,让生产厂家?对操作、维修、编程、管理人员进行现场培训:二是走出去、请进来,每年利用学校寒暑假派出教师到数控数控厂家学习、参观、实践;三是在数控系专业的课程安排中,专门增加《数控机床电气控制》、《数控原理与维修维护》等课程,让学生在学习数控操作的同时,也尽量多的掌握机床的维修保养技术。(6)建立数控设备协作网。利用职业院校优势,联系与学校有合作关系的企业,这些企业大部分都在苏南及浙江一带,他们的数控设备千差万别,硬件、软件配套不尽相同,这样给维修工作带来了很多困难。
[关键词]数控机床；维修；保养
1.引言
数控机床电气的数据输入装置可以是一般输入操作键盘，较少使用的磁带机，或者数控系统配备的硬盘和用于大量数据的存储保护的驱动装置，也就是将输入的指令以及应用数据输入数控系统的装置。数控机床的中枢是数控系统，此系统是将接到的全部功能指令进行处理运算，接着是有序地发出各种需要的运作指令或者是控制机床的指令，直到运作的结束。数控系统都有很完善的自我诊断功能，所以，日常的维护工作主要就是对设备周围环境的保护与硬件系统的防护。机床各项功能的逻辑控制中心就是可编程逻辑控制器，此控制器是将来自一般输入操作键盘的各种动作以及信息指令进行逻辑排序，同时让它们可以协调的安全运作。数控机床还有主轴驱动系统、进给伺服务系统、电气硬件电路。下面简要谈一下数控机床电气的故障以及维修与保养方面的问题。
2.数控机床电气常见的故障
2.1有诊断指示故障与无诊断指示故障
以故障出现时有无指示可以分为有诊断指示故障与无诊断指示故障。目前的数控系统的设计都有完善的自行诊断程序，时实监控系统的软件性能和硬件性能，一旦发生故障就会立即报警或者还有简要的文字说明在显示器的屏幕上显现出来，要找到故障的原因，结合系统配备的诊断手册，这样不仅可以找到故障发生的原因、部位，而且还有排除故障的方法的说明。机床制造厂家也会针对具体的情况，要与机床设计有相关的故障指示以及诊断说明书。上述这两部分有诊断指示的故障再加上各电气装置上的各类指示灯使得绝大多数电气故障的排除较为容易。无诊断指示的故障一部分是上述两种诊断程序的不完整性所导致（例如开关不闭合、接插松动等情况）。这类故障则要依靠对产生故障前的工作过程以及故障现象和后果，并且依靠维修人员对机床的熟悉程度和技术水平加以分析和排除。
2.2硬件故障与软件故障
以故障发生的部位可以分为硬件故障与软件故障两类。硬件故障就是指电器件、电子、电线、印制电路板，电缆接插件等的出现不正常的状态甚至损坏的现象，这是需要修理或者更换才可以排除的故障。而软件故障一般是指PLC逻辑控件制程序中所产生的故障，需要输入或修改某些数据或者修改PLC程序才可以排除的故障。零件加工程序故障也属于软件型故障。最严重的软件故障就是数控系统软件的缺损以及发生丢失的情况，要解决这种故障就只有与生产厂商或其服务机构进行联系了。
2.3破坏性故障与非破坏性故障
以故障出现时有无破坏性，分为破坏性故障与非破坏性故障。对于破坏性故障，损坏工件甚至机床的故障，维修时不允许重演，这时只能根据产生故障时的现象进行相应的检查、分析来排除，技术难度较高且有一定危险性。当可能会损坏工件时，则可卸下工件，试着重现故障过程但是要十分小心，以免造成伤亡事故。
2.4系统性故障与随机性故障
以故障出现的或然性分为系统性故障与随机性故障。这两种故障分析要经过反复的试验，通过综合的判断就可以消除。系统性故障是指只要满足一定的条件时，就会产生定向的也就是确定的故障，此类故障的分析比较困难，大多数情况下是与数控机床结构的某部分松动移位、一部分电气的工件特性移动或者性能降低、电气运行过程中出现温度过高的现象有关。
3.数控机床电气的维修与保养
数控机床日常的维护与保养就是为了预防电气的故障发生，从而降低电气的故障发生率。数控机床的故障维修与保养主要有以下几个方面。
日常保养：对企业的每台数控机床都要建立日常维护和保养计划。包括保养内容（如油、水气路，各项温度控制，平衡系统，冷却系统，传动带的松紧，继电器、接触器触头清洁，坐标轴传动系统的、磨损情况，丰轴等；各插头、接线端是否出现松动现象。电气柜通风状况等等）及各功能部件以及元气件的维修和保养的周期（每日、每月、半年或不定期）。
提高利用率：目前由于数控机床的更新换代比较快，许多企业都有闲置的数控机床电气，实践证明，长期将数控机床电气闲置会降低其工作效率，所以，为了保证或者提高数控机床电气的西欧阿绿，工作人员应该加强日常的维修以及管理。数控机床含有很多电子元件，所以，它们的寿命具有很大的离散性。若日常维修和保养做的不到位，就会让机床电气的运动环节的油脂凝固，这样就影响了机床的性能，而且，精度也会大大降低。要提高机床的利用率就要每天进行通电，保持日常维修以及保养的工作。
工作人员的编排：管理的高层工作者要为每台机床分配专门的维修养护人员、操作人员以及工艺人员。在必要情况下，可以对所有的工作者进行培训，以便提高工作人员的素质水平以及专业技能。同时，无论是什么工作人员都要严格按照操作规范进行操作，将数控机床电气的各项参数数据认真记载，发现故障及时处理，以免影响企业的正常生产。
对于数控机床电气的资料进行归档：工作人员对于所有的数控机床的参数资料应该进行认真的整理，有条件的企业要进行存档，若出现事故或者故障，以方便调查原因，查找资料。管理人员也可以针对数控机床的具体工作情况制定操作规范、建立数控机床电气的维修与保养档案等等。除此以外，数控机床电气的管理者也要时刻总结机床的一些信息，经常检查其工作情况，这对于改进管理和维修养护设备有着重要的作用。
【关键词】数控机床；DNC；在线监控
1.概述
随着机械行业和信息化技术的发展，企业生产使用的数控设备越来越多，而传统的对数控机床进行单机管理模式已不能适应企业发展的需要，应用计算机技术通过DNC控制方式对数控设备群进行集中管理与监控，形成企业内部的MES系统，这是未来企业数控设备管理的发展方向。
本文主要阐述基于DNC系统控制多台数控机床构建设备管理系统，预期达到：1）在企业MES系统上，对现场所有数控设备的相关信息一目了然，利用MES软件集中处理这些机床的数据，便于进行设备管理统计与分析工作。2）对现场的数控设备运行情况进行实时监控。3）工艺编程人员编制的加工程序，通过内网快速传输，提高工件程序的准确性。
2.企业使用DNC系统前的状态
由于数控设备现场是从普通机床车间持续发展起来的，并没有针对数控机床的特点进行管理。存在很多制约加工效率的因素。
（1）加工程序的文本管理不到位，现场的零件加工程序中有的是工艺人员编制的，也有的是数控操作者编写的，程序存放不统一、修改程序记录不及时，一旦出错，责任不明确，出现推诿扯皮现象。
（2）在程序传输方面，有采用台式电脑进行传输的，有采用软盘、U盘进行传输的，还有采用人工方式进行录入的。电脑一对一传输，需用编程人员与操作者一起进行，浪费人力资源；软盘、U盘由于军工企业已禁止使用；而采用人工录入的方式更是不可取，因为输程序出现错误的机率非常大。
（3）有一部分数控机床的系统，硬盘内存空间小，大量的加工程序装不下，只得进行反复删除和输入，严重影响机床加工效率，且增加出错风险。
（4）企业设备管理人员掌握现场数控设备使用运行情况，需亲自下现场，如果现场机床出现问题，需电话报修，通知维修人员进行修理。整个现场数控设备得不到及时维护和在线监控。
基于上述问题，对本企业现场数控设备实施DNC系统，实现程序编制、管理统一，传输方便准确，能及时监控数控设备的运行状态，提高了生产效率
3.DNC系统的功能和控制原理
DNC系统可实现的功能有：可实现制造系统网络化远程服务功能；可在网络上实现动态管理；可提供一个效率高的程序编辑；修改以及仿真的平台；可实现数控加工信息的数据库管理；可实现严格的权限管理；为实现基于网络制造系统得先进制造技术打下坚实的基础，最大限度提高了设备利用率。
DNC集成技术就是以数控技术、计算机技术、网络技术、通讯技术为基础，把与制造加工过程中的设备与上层控制计算机集成起来，从而实现企业现场数控设备集中控制管理，以及数控设备之间，数控设备与上层计算机之间的信息交换，同时能把现场的数控设备接入企业局域网。
DNC是Direct Numerical Control的简称，即直接的数字控制，也就是将现场多台数控设备直接连接在一台计算机上，由中央计算机负责数控程序的传输与处理，以及加工时间、故障停机等信息的在线监控。目前，DNC系统的数控联网方式有三种：（1）采用现场总线。（2）采用串口转换器。（3）采用协议转换联网方式。本企业是采用第三种方式成功实现了多台数控设备DNC系统的控制。如图1所示。
4.数控设备管理实施案例
本企业基于DNC系统建立了制造资源-管理系统即MES系统，显示内容有：1）设备维修管理目录下：维修结果记录；设备维修查询；未维修设备日报；备件台帐查询。2）设备辅助管理目录下：设备基础维护；设备维修（子目录下：95车间设备监控；32车间设备监控；33车间设备监控；设备报警响应；维修记录查询）。3）个人设置。
4.1 数控设备网络连接
本企业数控机床的联网系统包括：①网络服务器；②网络交换机；③局域网线；④数据采集器；⑤通讯电缆；⑥数控机床。
方案是采用数控机床的RS232接口进行DNC通讯连接，将每台数控机床单独连接一个信号数据采集器联在DNC网络上，这个数据采集器只是采集数控机床的报警信息和零件加工时间的数据，数控机床加工程序传输等工作还是利用RS232口通过DNC网络与计算机服务器联系，数据采集器只是把要采集到的信号通过DNC网络上传到计算机服务器，采用MES软件进行管理和处理。如图2所示。
4.2 数控设备数据采集的选择条件和方法
数控机床的加工数据信息有很多种，比如设备报警信息、主轴转速信号、机床启动信号、冷却运行信号等等，在这些信号中，我们选择设备报警信息信号和操作者实际加工零件状态的信号进行具体操作。
现场的数控机床有很多种，所采用的数控系统也不统一，例如西门子系统、FANUC系统、NUM系统等，在这些机床及数控系统中，这些信号都具备提供给MES软件的条件，但通过分析比较可以发现，有些信号比如液压、、冷却信号在有些特殊零件的加工中无法采集；还有主轴转速信号，在某些非加工状态时也有可能转动，所以也不能使用。只有设备报警信息信号和加工循环启动信号在各个机床及系统上都是必备的功能，也符合数据采集的选择条件，所以决定采用设备报警信息信号和加工循环启动信号提供给MES软件。
设备报警信息信号的采集是从机床I/O口取24V信号，提供给串口服务器，通过网口送给局域网交换机，经过DNC服务器传给联网的计算机。操作者实际加工零件状态的信号，应首先采集数控机床循环启动加工零件的开始信号，其次采集数控机床循环启动加工零件的结束信号，这样MES软件才能计算出加工时间。举例说明机床加工时间信号的采集过程，以西门子840D系统来说明这个信号的确认方法，对于SIEMENS 840D系统来说，在加工时需要按“循环启动”（NC Start）键启动加工程序，结束时按“循环停止”（NC Stop）键停止当前的执行程序，这两个信号在西门子系统中都是脉冲信号，控制面板与系统采用MPI总线通信，无法满足DNC数据采集器的工作要求条件。但西门子标准面板上按键“NC Start”下面对应着一个指示灯，按键“NC Start”按下时指示灯亮，表示加工程序开始运行，并且常亮直至“NC Stop”被按下，灯熄灭，表示加工结束，可以直接取这个信号状态来给数据采集器使用。数据采集器需要24V状态，这可以通过西门子PLC发出此信号，方法是通过梯形图编程提取“NC Start”灯的信号，再通过PLC模块供给数据采集器24V信号。
4.3 数控设备数据采集信号的处理方案
对数控机床加工时间信号处理，西门子标准操作面板的按键与指示灯接口地址号都有固定的，利于系统NCK与PLC S7-300通讯，参照西门子系统手册可以查到对应的地址，下面以铣床版来说明控制信号的编程方法。
首先查阅西门子（铣床版）机床控制面板接口信号表（如图3），找到我们需要的信号“NC Start”即循环启动指示灯的地址为：字节QB n+1，位5，n由各个机床按实际编写的PLC程序确定，各个机床都不相同，以一台五坐标加工中心为例，参照这台机床的原始PLC程序可以确定n为0，则“NC Start”灯的输出信号地址为Q1.5，在S7-300上需要找到一个输出空位地址，比如为Q70.1，则可以在机床的原PLC程序上加上一段语句：
A Q1.5
=Q70.1
这样就可以实现在PLC模块上地址Q70.1输出24V信号，使用西门子Step7软件修改梯图。数控机床的梯形图包括很多功能块，在允许的功能块加上加一段语句即可实现24V信号的输出，比如此数控机床可写在FC103功能块里。此外在程序上还可以加上更为准确的一些约束条件，例如主轴启动信号（Q3.2）等，程序就可以写为：
A Q1.5
A Q3.2
=Q70.1
这样能使监控的零件加工时间信号更为准确。
对数控机床报警停机信号的处理，同样在S7-300上找到一个输出空位地址，选定空位地址Q70.2，数控机床报警灯PLC地址Q1.0，程序就可以写为：
A Q1.0
=Q70.2
同样使用西门子Step7软件对梯图进行修改处理。将在西门子840D数控系统的PLC程序重新改写完成后，上传到数控系统里，并进行正确的电气联接，就可以进行零件的加工状态和机床报警停机在线实时监控。
在现场应用中效果更为显著，首先在设备管理系统的计算机显示屏上能直观动态显示各台设备所处于的实施工作状态，以某车间为例，如图4。灰色表示：设备为派工，红色表示。
设备故障，黄色表示：已派工未开工，红色表示：设备正常运行，若点击某一台设备，就会弹出该设备的名称、编号、操作者姓名、自动加工时间统计等内容。
其次在设备报警信息响应系统中，一旦有设备报警，立即作出响应，设备维修人员能及时进行抢修，修复后，取消报警并录入该设备故障部位、故障原因、诊断过程、维修方法等，能够准确地建立设备维修档案，为今后维修工作打下基础，并且实行企业内部网上设备资源共享，MES系统的实施为进一步全面管理控制现场设备建立了一个崭新的平台。
5.结论
实践证明，本企业基于DNC技术建立的制造执行系统即MES系统，改变了原有落后的设备管理模式，具有如下优势：
（1）使数控机床的加工程序编制规范化，统一进行局域网传输，快速、准确，提高了生产效率。
（2）通过中央控制计算机能对现场联网的数控设备的自动运行加工时间及有无报警停机进行在线监控，在对数控设备的故障诊断、冷却系统的在线监控方面，还在酝酿之中，有待进一步实施。
（3）企业管理部门或管理系统能及时、全面、准确获取现场数控设备的各种信息，利于生产管理计划和采取措施，最大限度发挥生产管理作用，使企业的设备管理系统迈上了一个新台阶。
参考文献
[1]王时龙，刘飞.DNC集成技术的发展[J].中国机械工程，1998.
[2]熊桂喜.计算机网络（第三版）[M].清华大学出版社，2000.
关键词：数控设备 管理 技术维护
一、数控机床设备管理过程分析
1.企业的生产效率与数控机床设备的直接影响
相对于一些普通机床来说，数控机床所具有的零件有着非常高的加工强度以及生产效率，而且其产品质量非常稳定，而且具有非常高的自动化程度，另外它还可以获得一些普通机床非常难实现的，或者说根本无法实现的曲面的复杂零件的制作，所以在机械制造行业，数控机床有着愈发重要的地位。因为计算机的运算能力非常强，能够在瞬间非常准确的对于曲线以及曲面进行计算。而且因为计算机有一定的记忆能力以及存储能力，能够把输入的程序在一定程度上进行记录以及存储，并依照程序所规定的顺序进行运行，使自动化得以实现，并且是一种柔韧自动化的实现过程，所以相对于传统的机床而言，能够提高三倍到七倍之间的效率。也就是说，在数控机床之中，只要进行某个程序的更换，就能够使一个零件的自动化加工得到实现，从而能够使单个零件以及小批量生产的零件实现一定的自动化，所以这些也被称为柔性自动化。
2.数控机床设备对于企业经济效益的直接影响
在机械制造业之中存在的数控机床的拥有量以及档次，能够在一定程度上反映出一个企业进行制造的能力。机床工业不仅在战略性新兴产业之中是一个非常重要的组成部分，同时也能够使其他很多战略性的新型企业在发展过程中得到一定程度的保障。能够使设备投资大大节约下来，并通过比较小的代价得到性能非常强大的数控机床，可以使企业的加工质量以及加工效率得到有效的提高，同时使企业如今的机床性能得到全方位的提升，并在一定程度上提高企业在加工制造方面的能力。在应用数控机床的过程中，使工人的劳动强度的得到大幅度降低，因为一个人能够看管很多机床，所以劳动力被大大节省了下来，并在一定程度上减少了工装，以及使新产品的生产以及试制周期大幅度缩短，能够对于市场产生比较迅速的反应。而且，作为一种高端制造业的细分产业，数控机床对于使数控制造水平得到提升有着非常明显的效果，而且能够在一定程度上使企业数控机床在制造过程之中的市场化以及规模化得以实现，并使企业的经济效益得到充分提高。
二、数控机床设备的特点和构成
数控机床是将传统的机械制造企业作为基础的一种应用，其代表是新技术在传统机械制造业之中的渗透过程，并在一定程度上产生具有密集技术的产品，其产品表现为机电一体化，技术范围包含有：第一，机械制造技术，第二，计算机，第三，液压，第四，气动，第五，信息的加工处理，第六，自动控制，第七，同服之间的驱动，第八传感器技术等内容。
如今世界上拥有非常多的数控系统种类，而且有着不同的形式，在组成结构方面的特点也是互不相同的。比方说对于连续轨迹以及点位之间的控制，系统板存在一定的小板结构，有的则采用的是大板结构。现代的计算机数控系统组成部分主要有程序、输入设备、输出设备、可编程控制器、计算机数控装置、主轴控制单元以及控制速度的系统等部分。在加工的时候，机床的设计师以及操作者的思绪可以通过数控系统进行控制，具有一定的只能，可以将特殊的管理经验以及操作技能加入到数控系统之中，另外还希望系统之中存在一定的诊断功能以及图形交互功能等。
三、数控机床和传统机床设备的现场管理以及维修的相似之处
首先对于设备使用要有相应的定人、定机以及定岗制度；其次要坚持进行一定的岗位培训，禁止无证操作无；其三就是要严格执行对于点检和定期以及定级保养制度；另外，对于故障现象、故障发生原因以及故障维修的过程都要相应进行记录，并建立相应的档案登记。
四、在管理以及维修方面，数控以及传统机床设备的不同点
1.严格执行标准化作业
数控机床之中的操作以及维修人员都应当对标准化的作业规程进行严格执行，并把定性指标转化为定量的指标，并通过数据对于问题进行说明。
2.对于维修方法要进行合理且科学的选择
设备在维修的过程中，有着非常多的方法，比方说事后的维修、改善维修以及预防维修等，这些维修方法有着不同的优缺点。因为现代化的数控机床属于一种机电在一体的高科技产品，具有一定的自动补偿、检测以及诊断等方面的功能，能够依照状态的诊断以及检测提供一定的信息，可以对预知维修或者状态监视的过程进行一定的选择。
这些维修方式能够在一定程度上对于设备故障起到一定的预知作用，并把握好维修的实际，充分利用设备零件的寿命，避免出现过修或者欠修的过程，这种维修方法十分合情合理。
3.关于数控机床的点检
在预知维修或者状态监视维修之前，其基础是展开一定的数控机床点检，它能够结合设备维修人员、设备操作人员以及设涔芾砣嗽保在设备之中有可能出现问题的地方，进行定期检查、定人检查、定点检查以及定量检查等，可以使设备的稳定而持续的运行得以实现，并在一定程度上促使生产发展的提高以及经济效益的提高。在找到出现故障的地方之后，可以通过更换正常的零件，令机床恢复正常运行。在这个过程中的关键步骤是进行一定的诊断，也就是检测系统或者状况，确定有没有故障的产生和存在，并指出故障存在的具置。然而数控机床属于机电一体化的设备，数控机床的机械部位产生的故障与系统之间的故障有着一定的联系，因此在维修工作之中，重要的地方就是从定位整机，到定位故障点。
在现场维修的具体过程中，对于故障的诊断应当依照如下原则进行实施：
①从外部到内部进行。机械、液压以及电气一体化的数控机床，在机床产生故障的过程中，会在机械以及电气等方面进行综合反映，也就是说可以进行从内到外的排查。
②从机械到电气的检查。通常情况下，机械故障比较容易发现。
③从静态到动态的检查。第一，维修人员应当做到先静态后动态，不能盲目开始检查，在查明原因之后，再进行观察分析动手，进一步找到故障所在。
④从共性到专一之间的检查。假如说机床之中的进给轴没有办法运动，这时应当对于公用的PLC、CNC以及电源液压等方面的故障进行排除以及检查，然后再对于局部出现的问题加以解决。只有这些矛盾得到解决之后，才能进一步解决局部所出现的一些次要矛盾。
⑤从简单到特殊的检查。如果出现多种故障一时间没有办法下手的时候，可以先解决一些比较容易的故障，然后再解决一些比较棘手的问题。
⑥从备份到修改。如果因为程序变化产生了故障，应当先利用软件进行参数备份，然后进行一定的调整和修改过程。
五、总结
总的来说，数控机床设备是一种非常尖端的机械加工设备，其中包含机械、计算机以及电子等很多学科，所以说对于管理数控机床有着越来越高的要求。针对企业来说，拥有数控机床能在一定程度上体现企业的实力，如果对于数控设备进行利用的话，对于企业效益的提高有一定的意义。
参考文献
随着我国工业自动化程度的提高,数控机床的应用也越来越普遍。数控机床的维修也显得格外重要。数控机床维修技术主要包括了机械原理、数字控制、PLC控制、伺服驱动控制、位置测量等5大领域。数控机床常见故障可划分为以下几类:机械故障、电气故障、伺服驱动模块故障及数控系统故障。与数控系统相比,由于伺服驱动模块中大多使用大功率的电子元器件,故使其故障率较高。且一旦故障,更换的费用较高,所以伺服驱动模块的维修也是数控机床维修的重点与难点。下面结合LB15数控车的故障实例来浅谈怎样对伺服驱动模块进行维修。
1设备概况LB15
数控车是日本OKUMA公司生产的高性能、高精度数控机床。该机床配备了X,Z,T三个伺服驱动单元,日本大畏数控系统,可以加工各种轴类及棒料复杂零件。该设备机械加工精度高,长期承担着各种繁重的加工任务。由于机床缺乏伺服驱动模块方面的资料,使得维修的难度增大。
2故障现象
机床在加工过程中突然出现故障报警“SERVOAMPXAXIS冶,此报警为X轴伺服驱动器报警。关闭机床电源后重起,伺服上电后再次出现该报警。但是关闭电源半小时后开机,机床又能成功通过自检,试加工一段时间后又再次出现相同报警。此时,初步判定为X轴的伺服驱动模块故障。通常,可将一台伺服驱动模块看作两部分:控制电路板和主电路。
3伺服单元的工作原理
伺服单元的控制原理图如1所示。伺服单元包括控制电路(产生驱动信号)和主电路(将三相交流电整流后,受控制电路的驱动信号控制,再逆变为可调的三相交流电去拖动交流伺服电机)。该系统的工作原理如下[1]:数控系统发出的速度指令信号VCMD(给定信号)在比较器中,与检测元件(编码器)反馈而来的信号经过F/V变换之后得到的TSA信号(反馈信号)相与输出一个误差信号，这个误差信号再经过放大之后作为转矩指令电压,它在乘法器中又分别与转子位置计算回路中输出的sin兹和sin(兹~240毅)相乘之后作为电流指令信号输出。该指令又与电流反馈信号相与之后的电流误差信号经过放大之后送到PWM控制回路,进行PWM脉宽调制,然后再将该脉宽调制信号经过主电路中功率管组成的电源回路逆变为三相交流电流来控制交流伺服电动机。在此过程中,我们只须通过加工程序任意改变给定信号VCMD就可以改变伺服电机的运行速度,从而进行不同程度的粗、精加工。
4故障判定
机床停机半小时后再开机又能正常运行一段时间,根据这一现象可以假设X轴的驱动模块并未完全损坏。可能是由于控制电路或者主电路中个别元器件的老化引起的模块工作不稳定。这种情况下,我们一般首先检查主电路中是否有明显的功率管击穿现象。针对主电路,在静态下用万用表分别测量X轴(故障轴)主电路中功率管的各管脚间并没有短路击穿的现象,记录各管脚的阻值。与Z轴(完好轴)阻值相同。针对控制电路板,采用了伺服驱动模块维修中常用的互换法。就是将完好的Z轴模块的控制电路板与X轴的控制板互换。但需要特别注意的是,维修伺服模块时不可盲目互换。那是因为假如控制电路板中六路驱动电路的任何一路故障,发出的错误驱动信号可能使主电路中的逆变电路发生直臂导通,产生短路烧毁功率管。为此使用在线测试仪V-I特性曲线对比Z轴(完好轴)测试X轴的驱动厚膜电路,驱动电路完好,可以将X轴与Z轴控制电路板互换。将Z轴与X轴的控制板互换后,开机空运行一段时间报警变为“SERVOAMPZAXIS冶说明故障在X轴的控制电路板,而与X轴主电路无关。
5维修过程
驱动厚膜电路也正常的情况下是什么原因导致的驱动模块报警呢?[2]该驱动厚膜电路型号为M5759L,是日本三菱产品,其关断IGBT时的VGE为-10V。如果关断电压低于-10V的话是有可能会导致保护电路输出报警的。此时开机测量每一路的关断电压却都是正常的。让机床空载运行一段时间后发现,控制电路板板载的+15V及+5V的电源指示灯闪烁,机床随后报警。再次测量关断电压为0V。故此着重检测X轴控制板的直流电源部分。输静态测量79M15,78M15,78M05三只管子并没有损坏。随后对比测量了X轴与Z轴驱动控制板中与板载直流电源相关的器件。发现X轴控制板中经整流后并联的两只开关管C2929,C-E间的阻值比Z轴的阻值要小更换两只开关管后开机报警消失,但运行一段时间后再次出现相同报警。再次检测发现X轴控制板C2929后端串联的一个电感线圈阻值只有1.4赘,对比Z轴线圈L的阻值为7.5赘左右,很明显存在疑点。更换该线圈后开机正常运行,故障排除。
6结语
[关键词]数控机床 故障
中图分类号：TP20 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）19-0279-01
数控机床在现代制造业中的应用日趋普及。在实际生产中用较短的时间和较低的维修成本，对数控机床所发生的故障及时做出准确判断，查明故障 部位，找出故障原因和排除方法，能大大减少维修的盲目性，提高生产经济 性和安全性。故障分析法是对复杂系统进行安全性、可靠性分析的一种好方 法，用它来预测和诊断故障，在数控机床的运行和维修中能收到良好的效果。在数控机床使用过程中，进给伺服系统比较容易发生故障，因此，做好伺服系统的故障诊断和处理工作，是数控机床维修和维护的关键
1 NC系统故障
1.1 硬件故障
有时由于系统出现硬件的损坏，使机床停机。对于这类故障的诊 断，首先必须了解该数控系统的工作原理及各线路板的功能，然后根据故障 现象进行分析，在有条件的情况下利用交换法准确定位故障点。例1一台采用德国西门子SINUMERIKSYSTEM 3的数控机床，其IX用35 -130W/B， 一次发生故障，通过系统PC功能输入的R参数，在加工中不起作用，不 能更改加工程序中R参数的数值。通过对系统工作原理及故障现象的分析， 我们认为PLC的主板有问题，与另一台机床的主板对换后，进一步确定为PLC 主板的问题。经专业厂家维修，故障被排除。例2另一台机床也是采用 SINUMERIKSYSYTEM 3数控系统，其加工程序的程序号输入不进去，自动加工无 法进行。经确认为系统存储器板出问题，维修后，故障消除。
1.2 软故障
数控床有些故障是由于系统机床参数引起的，有时因设置不当， 有时因意外使参数发生变化或混乱，这类故障只要调整好参数，就会自然消 失。还有些故障由于偶然原因使NC系统处于死循环状态，这类故障有时必须 采取强行启动的方法恢复系统的使用。例1一台采用日本发那科公司FANU C-OT系统的数控车床，每次开机都发生死机现象，任何正常操作都不起作用。 后采取强制复位的方法，将系统内存全部清除后，系统恢复正常，重新输入 机床参数后，机床正常使用。这个故障就是由于机床参数混乱造成的。例2 一台专用数控铣床，NC系统用西门子的SINUMERIKSYSTEM 3，在批量加 工中NC系统显示2号报警“LIMI
SWITCH”，这种故障是因为Y轴行程超出软件设定的极限值，检查程 序数值并无变化，经仔细观察敌障现象，当出现故障时，CRT上显示的Y轴坐标确定达到软件极限，仔细研究发现是补偿值输入变大引起的，适当调整软 件限位设置后，故障被排除。这个故障就是软件限位设置不当造成的。
1.3因其它原因引起的NC系统故障有时因供电电源出现问题或缓冲电池失效也会引起系统故障例1 一台用德国西 门子SINUMERIKSYSTEM 3的数控机床，一次出现故障，NC系统加上电后，CRT 不显示，检查发现NC系统上“COUPLING MODULE”板上左边的发光二极 管闪亮，指示故障。对PLC进行热启动后，系统正常工作。但过几天后，这个故障又出现了，经对发光二极管闪动频率的分析，确定为电池故障，更换电池后，故障消除。例2 一台用西门子SINUMERIK 810的数控机床，有时在自动加工过程中，系统突然掉电，测量其24V直 流供电电源，发现只有22V左右，电网电压向下波动时，引起这个电压降低，导致NC系统取保护措施，自动断电。经确认为整流变压器匝间短路，造成容量不够。更换新的整流变压器后，故障排除。
2 故障树的建立及其特点
充分熟悉系统是保证正确建树的前提，为此，需要广泛收集有关系统 的设计、运行、流程图、设备技术、规范等技术文件和资料，并进行仔细的 分析研究，在熟悉系统的功能、结构、工作原理与使用条件的基础上，明确 系统正常与故障状态的定义或它们之间的界限。当数控机床进给驱动系统发 生故障时，通常有3种表现形式：软件故障报警、硬件故障报警和无故障报 警。根据以往图标所示，以数控机床进给驱动系统故障现象为顶事件，软件 故障报警、硬件故障报警和无故障报替为中间事件，找出直接导致顶事件和 中间事件发生的各种可能因素，按此方法一直追溯到引起系统发生故障的全 部原因，即分析到不需要继续分析原因的底事件为止。然后把各级事件用相 应的符号和适合的逻辑门与顶事件相连，就建成了一棵以顶事件为根、中间事件为节、底事件为叶的具有若干级的倒置故障树。
故障树诊断技术的特点：使工程人员能以演绎的方式直接探索出系统 的故障所在，能指出与人们感受兴趣的失效模式有重要关系的系统状态；故障树提供了一个图示的帮助，提供了系统可靠性分析中定性或定量分析的可 能，为工程人员提供了对系统特征的真实而透彻的理解。故障树建成后便于 维护和维修人员迅速而清晰地了解系统的结构、功能和原理等，它相当于一个形象的管理和维修指南，还可有针对性地向 部件生产商提出产品改进建议。
3 故障分析与处理
维维修人员对机床进行了检修，检查程序、对刀、参数是否正确，确定无误后，让机床空运行两次，结果故障依旧。用手轮扳动丝杠很轻且无死点， 排除机械故障。测驱动板和向电动机均正常。为保险起见更换上备用的 驱动板和电动机，故障相同。难道是给定电缆有问题，测线均正常，后来重 新焊一条给定电缆。从配电箱外边直接加到驱动板上，焊屏蔽线，缠绕在一起相互干扰所致。实例：故障现象：2004年自制设备数控车床CK40PH代，GSK928TC半闭环系统。主轴是有森兰变频器控制的无级变速。2006年6月，主轴转速出现时高时低转速不稳且30r/min要么起动不起来，要么爬行 障分析与处理：首先检查了系统参数，变频器参数均无误。为了进一步判断 做了以下内容：①修改变频器参数，变为手动方式（此方式不受系统控制）再 试转速平衡正常，说明变频器和变频电动机均正常没问题。②把变频器参数 还原（即模拟给定方式）改变主轴转速，用数字表测输出电压正常，排除系统 故障。问题出在哪呢？难道又是电缆问题。为了找出问题的根本所在，并未直 接更换电缆，而是把电缆悬空，排除强电的干扰，再试故障依旧。把导线从 端子上取下来，直接短接，再试结果正常了。原来导线通过端子时，运行时 间长后有油泥和尘埃干扰所致。
通过维修数控车床系统，抗干扰尽量做到：①强电与弱电尽量交、直 流分开，不在同一电缆，不要相互缠绕。②焊接屏蔽线。③导线尽量短。④ 尽量减少中问环节。⑤配电箱内保持清洁、干燥，经常除尘。⑥如果周围有高频或其他设备，还需要加适当的防护网。
参考文献
[1] 史定华，王松瑞，故障树分析方法和理论[M].北京师范大学出版社， 1993.
[2] 龚中华.数控机床故障诊断与维修500例[M].机械工业出版社，200.《机槭设备维修问答丛书》编委会，数控机床故障检测与维修问[M].机械 工业出版社，2006.
[3] 李浩，杨今云.故障树分析方法在数控加工中心故障诊断中的应用[J].机床电器，2006⑶.
[4] 赵太平.故障树分析方法在数控车床故障诊断中的应用[J].铁道
【关键词】 数控 维修教师 培养 重中之重
数控机床内有成千上万个元器件，若其中有一个元件或是螺丝有故障，就会造成机床的不正常现象，还有导线的焊接、液压管件互相的联结，有一点疏漏就会出问题，加之大型、重型数控机床体积较大，在无恒温高等厂房条件下使用，冷热环境都会造成设备的不正常运行。为此，数控专业“维修难”就值得教师深思了。数控教师的培养也必须注重从以下几方面：
第一：必须熟知数控技术，懂得数控车床的应用及操作。很多时候不懂得数控机床的原理就无法正确判断是哪个元器件出现的故障，如机床工作台无法移动时可以是伺服电机的故障，电路的故障，但很多时候会是超程造成的自锁，只需点击接触超程就可以。所以，必须使自己的数控操作达到高级工及高级工以上水平，这样才能准确的判断是操作错误或是机床故障，进而准确判断故障的出处。
第二：要多看。要多看数控资料，要多看，要了解各种数控系统的操作及指令和PLC可编程序控制器的特点公用和功能；更要了解各种数控系统的报警指令及具体排除方法；要了解NC、PLC代号机床参数设定的含义；要了解PLC的语言及编程；要了解数控编程的方法，特别是宏程序；要了解机床控制面板的操作和各菜单的内容，包括各种英语专用词语；要了解主轴特征等等，所以各种数控资料我们都必须涉猎。不止是数控教学书籍，更要看数控说明书和PLC编程软件，只有这样才能为维修打好坚实的基础。
第三：要多看电气图、机械图。每一个元气件的输入、输出，要会在电气图上注明。拿一个简单例子来说，比如伺服电机启动的接触器，一般在图下注出其常开或常闭触点的去向。每一个机械部件的安装也必须看好图纸及安装方位，拿联轴器来说，将两根轴间距设置为多少必须从图纸上看出，从而在安装前进行调整。所以图纸必须看懂，有的时候还要学会设计图纸。
第四：要多问维修专家。如果你能有出国培训的机会或者专家来学校安装调试机床，这是一个最好的学习机会，因为这个时候你得到的可能在书本上一年都学不到，很多机械故障在专家那可以迎刃而解。甚至专家可以合理的改装机床，这些是一般维修人员必须经过多次试验和学习才能够学到的。
第五：要记录有关的各种参数。读懂参数对于维修人员至关重要，机床参数是机床和人交流的一种语言，懂得了机床语言才能够和机床进行正常的交流。不同的机床，机床参数不尽相同，但原理都是一样的。所以必须做好记录，不同的机床参数的不同点一定要分清楚。更要准确的判断参数所代表的故障，这样才能使维修轻而易举。
第六：要多思。往往有时修理机床时，由于不够沉稳冷静，没有很好地分析，钻了牛角尖。曾经出现过1322控制回路开路警，但没有引起我们足够的重视，从而耽误了大量的时间，因此，必须把所发生的报警、故障情况列出来，通过由外及内，去伪存真，进行综合判断和筛选，找出发生故障的最大可能性，随后进行彻底排除。根据某些故障发生的频率、重复性、机械电器的使用年限，认真做好维修工作，这是保证机床连续正常运行的必备工作。对于元器件的下市，要事先做好考虑，比有时候可以购买或是进行改装，从而避免机床的报废。
第七：要多练，即多实践。对于维修人员来说，要胆大心细，要敢于动手，抓理论，不动手，修不好机床。但你必须掌握了原理及各种资料再动手，不要盲目，否则可能扩大故障，造成严重事故。我们还要善于动手，首先要熟悉机床的操作面板和各菜单的内容，做到操作自如，因为各种型号及系统操作不尽一样。同时也要充分利用数控机床的自我诊断技术来迅速地处理解决故障。有时有些故障看起来很模糊，分不清是电气故障还是机械故障，比如华中铣床发生过这样的故障，即开z轴无论是上升，还是下降，z轴滑枕总是向下移动而报警。我们可以接到电机二端用“隔离法”、“互换法”、“对比法”、“敲打”等，这些方法都可以作为一种有效的手段来帮助我们找出、排除故障。往往在正常工作中发生某一元件损坏（如选择开关、按钮、继电器等）而暂无备件时，DIY是个可行的方法，比如说把手的使用。把手断了以后可采用正常粘合法等办法修复或采用暂时的特殊办法，使机床能正常工作下去，等到备件来后再恢复，或是更长久的使用下来。
数控维修不是一件简单的事情，需要常动手，勤动手，更需要我们学习数控的操作及指令，很多时候还要吃透说明书，不管大小故障都需要我们记录并详细的比较同样一个故障为什么会发生。数控维修教师必须将这些问题一一归类，只有这样才能够做到轻松而顺利的解决各种故障。
参考文献
1 上海宇龙数控仿真系统说明书
2 田吉花.数控技术人才的需求状况分析.辽宁高职学报，2008（7）
3 明建全.科学使用数控仿真 提高数控教学水平.西北职教，3
