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数控机床运行原理与数控机床维修探讨

数控机床是机电一体化的典型产品，是集机床、计算机、电动机及

拖动、动控制、检测等技术为一体的自动化设备。下面随小编来认识下

数控机床运行原理与数控机床维修知识吧。

 1.1控制介质

 数控机床工作时，不用人去直接操作机床，但又要执行人的意

图，这就必须在任何数控机床之间建立某种联系，这种联系的中间媒介

物称之为控制介质。在普通机床上加工零件时，由工人按图样和工艺要

求进行加工。在数控机床加工时，控制介质是存储数控加工所需要的全

部动作和刀具相对于工件位置等信息的信息载体，它记载着零件的加工

工序。数控机床中，常用的控制介质有穿孔纸带、穿孔卡片、磁带和磁

盘或其他可存储代码的载体，至于采用哪一种，则取决于数控装置的类

型。早期时，使用的是8单位(8孔)穿孔纸带，并规定了标准信息代码

ISO(国际标准化组织制定)和EIA(美国电子工业协会制定)两种代码。

 1.2数控装置

 数控装置是数控机床的核心。其功能是接受输入装置输入的数控

程序中的加工信息，经过数控装置的系统软件或逻辑电路进行译码、运

算和逻辑处理后，发出相应的脉冲送给伺服系统，使伺服系统带动机床

的各个运动部件按数控程序预定要求动作。一般由输入输出装置、控制

器、运算器、各种接口电路、CRT显示器等硬件以及相应的软件组

成。数控装置作为数控机床指挥系统，能完成信息的输入、存储、变

换、插补运算以及实现各种控制功能。

 1.3伺服系统

 机床上的执行部件和机械传动部件组成数控机床的进给系统，它

根据数控装置发来的速度和位移指令控制执行部件的进给速度、方向和

位移量。每个进给运动的执行部件都配有一套伺服系统。伺服系统的作

用是把来自数控装置的脉冲信号转换为机床移动部件的运动，它相当于

手工操作人员的手，使工作台(或溜板)精确定位或按规定的轨迹作严格

的相对运动，最后加工出符合图样要求的零件。

 1.4反馈装置

 反馈装置是闭环(半闭环)数控机床的检测环节，该装置可以包括

在伺服系统中，它由检测元件和相应的电路组成，其作用是检测数控机

床坐标轴的实际移动速度和位移，并将信息反馈到数控装置或伺服驱动

中，构成闭环控制系统。检测装置的安装、检测信号反馈的位置，决定

于数控系统的结构形式。无测量反馈装置的系统称为开环系统。由于先

进的伺服系统都采用了数字式伺服驱动技术(称为数字伺服)，伺服驱动

和数控装置间一般都采用总线进行连接。反馈信号在大多数场合都是与

伺服驱动进行连接，并通过总线传送到数控装置，只有在少数场合或采

用模拟量控制的伺服驱动(称为模拟伺服)时，反馈装置才需要直接和数

控装置进行连接。伺服电动机内装式脉冲编码器、旋转变压器、感应同

步器、测速机、光栅和磁尺等都是NC机床常用的检测器件。

 2.1数控机床主轴伺服系统故障检查及维修

 在维修主回路采用错位选触无环流可逆调速驱动系统的数控车床

中所遇到的部分故障及处理方法。

 (1)故障现象：1.8m卧车在点动时，花盘来回摆动。

 检查：测量驱动控制系统中的plusmn;20V直流稳压电源的纹波

4V峰峰值，大大超过了规定的范围。

 处理：将电压板中的100MF和1000MF滤波电容换下焊上新电

容，并测量纹波只有几个毫伏后将电源板安装好，开机试运行，故障消

除。

 (2)故障现象：配套某系统的数控车床，当主轴在高速(3000r/min

以上)，机床出现异常振动。

 处理：检查机床的主轴驱动是否连接，发现机床的主轴驱动器的

接地线连接不良后，将接地线重新连接，机床可恢复正常。

 2.2机床PLC初始故障的诊断

 机床PLC初始故障的诊断为了保护机床和维修方便，PLC有显

示和检测机床故障的能力。一旦发生故障，维修人员就能根据机床的故

障显示号去确定故障类别，予以排除。但在实际加工过程中，我们发现

有时PLC同时显示几个故障，它们是由某一个故障引起的连锁故障，

排除了初始的引发故障，其他故障报警就消失了。可是从机床PLC显

示的所有报警故障中，维修人员并不知道哪个故障是初始引发故障，维

修人员只能逐个故障去查，这就增加了维修难度。机床PLC初始故障

诊断功能，通过PLC程序，准确判断出初始故障的报警号。维修中，

首先排除初始故障，其他引发故障自行消失，这样就极大地方便了机床

的维修，提高了机床维修的快速性和准确性。初始故障诊断原理设计的

PLC程序不单单