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【摘要】：现代数控技术集机械制造技术、计算机技术、现代控制技术、传感检测技术等于一体，是现代制造技术的基础，其水平的高低是衡量一个国家制造业现代化程度的核心标志，结合微电子技术和先进制造技术的不断进步以及数控技术在各个领域的广泛应用，综合分析了数控机床系统结构与其诊断维修检测技术。
【关键词】：数控机床 重要性 结构 诊断技术 维修
1.正文：
随着机电一体化技术的迅猛发展，数控机床的应用几乎遍及各个制造领域，对于机械制造行业来说，大量的采用数控技术以改变其原有的生产加工方式已成为必然趋势，先进的制造技术是振兴传统制造业的技术支撑和根本保障，是创造社会价值的主要途径。而数控技术是先进制造技术的基础技术，数控技术的广泛应用从根本上改变了制造业的发展模式。因此，数控技术水平的发达与否以及数控技术的普及程度，已成为衡量一个国家制造业现代化程度的核心标志。
数控机床种类繁多，就数控机床的功能和结构而言，可分为三类：一类是按机床运动的控制轨迹的不同进行划分的，一类是按伺服系统控制方式不同进行划分的，还有一类是按数控系统功能和用途不同进行划分的[1]，数控机床总体包括三大部分：机床系统、电气控制系统和辅助支持系统，机床系统是数控机床的机体，包括床身、主轴变速装置、换刀装置、进给传动装置及工件固定装置等；电气控制系统包括电气控制、可编程控制器、操作部件等；辅助支持系统主要由液压系统、润滑系统、工具系统、排屑系统及冷却系统等组成[2]。
近些年来，我国的数控机床发展很快，相应的数控机床的产量也随之增加。数控机床的发展一方面要提高其质量和数量，另一发面还要充分认识到数控机床应用和维修的重要性，对于数控机床这种高精密、高效率、高投入的自动化设备，正确合理的使用和良好的维护维修是机床长期可靠运行的重要保障，也是提高产品生产效率的重要途径。因此降低数控机床的故障率，缩短故障修复所需的时间，对企业来说显得尤为重要。
随着微处理器的不断发展，诊断技术日益趋向多功能高能诊断和智能化，而故障诊断能力的强弱也是评价当今CNC（Computer numerical control）系统性能的一项重要指标。目前常见的CNC系统检测技术大致可分为三类：
1.1.启动诊断
启动诊断是指CNC系统每次从通电开始至进入正常的运行准备状态为止，系统内部诊断程序自动执行的诊断。诊断的内容为系统中最关键的硬件和系统控制软件[3]，只有当全部诊断项目确认无误后，整个系统才能进入正常运行准备状态，一旦检查发现异常，机床则不再转入正常运行过程，而是通过CRT（Cathode Ray Tube）或硬件发出报警。
1.2.在线诊断
在线诊断是指通过CNC系统的内装程序，在系统处于正常运行状态时对CNC系统本身及与CNC装置相连的各个伺服单元、主轴电动机以及外部设备等进行自动诊断，一旦监视的信息超限，诊断系统就通过显示器或指示灯等发出警报信号，经过分析处理，确定故障发生位置并及时排除。
1.3.离线诊断
离线诊断是指CNC系统制造厂家或专业维修中心，利用专用的诊断软件和测试装置在CNC系统出现故障后，进行停机（或脱机）检查。其最终主要目的是查明故障点，力求将故障点范围缩小至某一特定结构上。
所谓数控机床故障是指数控系统全部或部分丧失了系统规定的功能，从机床故障发生的性质上看，CNC系统故障分为软件故障、硬件故障和干扰故障。
2.常见软件故障与维修
2.1.误操作引起：在调试用户程序或修改机床参数时，操作者删除或更改了软件内容或参数，从而造成软件故障。
2.2.供电电池电压不足：为RAM供电的电池电压经过长时间的使用后，电池电压降到额定值以下，或在停电情况下拔下为RAM供电的电池等都会造成RAM因得不到维持电压，而使系统丢失软件及参数。
2.3.干扰信号引起：有时电源的波动及干扰脉冲会串入数控系统总线，引起时序错误或造成数控装置等停止运行。
2.4.软件死循环：运行复杂程序或进行大量计算时，有时会造成系统死循环引起系统中断，造成软件故障。
2.5.用户程序出错：由于用户程序中出现语法错误、非法数据、运行或输入中出现故障警报等现象[4]。
对于CNC系统软件故障的排除，开关系统电源是清除软件故障常用的方法之一，至于系统软件丢失或参数变化造成的运行异常或程序中断，可采取对数据、程序进行修改或重新再输入来恢复系统的正常运行。
3.常见硬件故障与维修
3.1.模块故障：CNC系统高度集成化，一旦系统模块出现故障，用户无法进行维修，因为用户维修人员若不熟悉模块内部结构，盲目的维修有可能导致故障点的扩大。
3.2.连接电缆问题：机床数控系统各模块之间是采用专用电缆连接的，连接电缆插头的松动、接触的不良等都会造成系统故障。
3.3.电源电压异常：正常的电源电压是数控系统工作的必要条件，CNC系统对电源电压的额定值和变化范围都有严格的要求，工作电压的波动超出一定范围，将会导致系统故障的发生。
当系统硬件出现故障后，应首先检查电缆连接是否正常，然后再检查电源电压，最后检查有无明显故障点，通过观察和测量把故障定位到某一模块上，若实在无法进行维修，则需要更换模块。
4.3.常见干扰故障与维修
4.3.1多点接地环流干扰：数控机床对接地的要求十分严格，任何进入车间的线路必须满足数控机床要求的接地网络，不可就近接地，以免造成多点环流。
4.3.2.供电线路的干扰：在某些电压不足或频率不稳的情况下，电压的冲击、欠压、共模噪声等都会影响系统的正常工作。
为避免此类干扰，可对线路采用双绞屏蔽线进行连接，对电压波动大的区域加装电子稳压器，尽量减少大功率设备的频繁启动，安装数控机床时还要尽量远离变频设备。
【参考文献】
[1] 张建生，赵燕伟，郭建江等.数控系统应用及开发.北京：科学出版社，2006
[2] 王洪波.数控机床电气维修技术.北京：电子工业出版社，2007.12
[3] 王贵明.数控实用技术.北京：机械工业出版社，2000.7
[4] 任建平.现代数控机床故障诊断及维修.北京：国防工业出版社，2002
【关键词】：数控机床 重要性 结构 诊断技术 维修
1.正文：
随着机电一体化技术的迅猛发展，数控机床的应用几乎遍及各个制造领域，对于机械制造行业来说，大量的采用数控技术以改变其原有的生产加工方式已成为必然趋势，先进的制造技术是振兴传统制造业的技术支撑和根本保障，是创造社会价值的主要途径。而数控技术是先进制造技术的基础技术，数控技术的广泛应用从根本上改变了制造业的发展模式。因此，数控技术水平的发达与否以及数控技术的普及程度，已成为衡量一个国家制造业现代化程度的核心标志。
数控机床种类繁多，就数控机床的功能和结构而言，可分为三类：一类是按机床运动的控制轨迹的不同进行划分的，一类是按伺服系统控制方式不同进行划分的，还有一类是按数控系统功能和用途不同进行划分的[1]，数控机床总体包括三大部分：机床系统、电气控制系统和辅助支持系统，机床系统是数控机床的机体，包括床身、主轴变速装置、换刀装置、进给传动装置及工件固定装置等；电气控制系统包括电气控制、可编程控制器、操作部件等；辅助支持系统主要由液压系统、润滑系统、工具系统、排屑系统及冷却系统等组成[2]。
近些年来，我国的数控机床发展很快，相应的数控机床的产量也随之增加。数控机床的发展一方面要提高其质量和数量，另一发面还要充分认识到数控机床应用和维修的重要性，对于数控机床这种高精密、高效率、高投入的自动化设备，正确合理的使用和良好的维护维修是机床长期可靠运行的重要保障，也是提高产品生产效率的重要途径。因此降低数控机床的故障率，缩短故障修复所需的时间，对企业来说显得尤为重要。
随着微处理器的不断发展，诊断技术日益趋向多功能高能诊断和智能化，而故障诊断能力的强弱也是评价当今CNC（Computer numerical control）系统性能的一项重要指标。目前常见的CNC系统检测技术大致可分为三类：
1.1.启动诊断
启动诊断是指CNC系统每次从通电开始至进入正常的运行准备状态为止，系统内部诊断程序自动执行的诊断。诊断的内容为系统中最关键的硬件和系统控制软件[3]，只有当全部诊断项目确认无误后，整个系统才能进入正常运行准备状态，一旦检查发现异常，机床则不再转入正常运行过程，而是通过CRT（Cathode Ray Tube）或硬件发出报警。
1.2.在线诊断
在线诊断是指通过CNC系统的内装程序，在系统处于正常运行状态时对CNC系统本身及与CNC装置相连的各个伺服单元、主轴电动机以及外部设备等进行自动诊断，一旦监视的信息超限，诊断系统就通过显示器或指示灯等发出警报信号，经过分析处理，确定故障发生位置并及时排除。
1.3.离线诊断
离线诊断是指CNC系统制造厂家或专业维修中心，利用专用的诊断软件和测试装置在CNC系统出现故障后，进行停机（或脱机）检查。其最终主要目的是查明故障点，力求将故障点范围缩小至某一特定结构上。
所谓数控机床故障是指数控系统全部或部分丧失了系统规定的功能，从机床故障发生的性质上看，CNC系统故障分为软件故障、硬件故障和干扰故障。
2.常见软件故障与维修
2.1.误操作引起：在调试用户程序或修改机床参数时，操作者删除或更改了软件内容或参数，从而造成软件故障。
2.2.供电电池电压不足：为RAM供电的电池电压经过长时间的使用后，电池电压降到额定值以下，或在停电情况下拔下为RAM供电的电池等都会造成RAM因得不到维持电压，而使系统丢失软件及参数。
2.3.干扰信号引起：有时电源的波动及干扰脉冲会串入数控系统总线，引起时序错误或造成数控装置等停止运行。
2.4.软件死循环：运行复杂程序或进行大量计算时，有时会造成系统死循环引起系统中断，造成软件故障。
2.5.用户程序出错：由于用户程序中出现语法错误、非法数据、运行或输入中出现故障警报等现象[4]。
对于CNC系统软件故障的排除，开关系统电源是清除软件故障常用的方法之一，至于系统软件丢失或参数变化造成的运行异常或程序中断，可采取对数据、程序进行修改或重新再输入来恢复系统的正常运行。
3.常见硬件故障与维修
3.1.模块故障：CNC系统高度集成化，一旦系统模块出现故障，用户无法进行维修，因为用户维修人员若不熟悉模块内部结构，盲目的维修有可能导致故障点的扩大。
3.2.连接电缆问题：机床数控系统各模块之间是采用专用电缆连接的，连接电缆插头的松动、接触的不良等都会造成系统故障。
3.3.电源电压异常：正常的电源电压是数控系统工作的必要条件，CNC系统对电源电压的额定值和变化范围都有严格的要求，工作电压的波动超出一定范围，将会导致系统故障的发生。
当系统硬件出现故障后，应首先检查电缆连接是否正常，然后再检查电源电压，最后检查有无明显故障点，通过观察和测量把故障定位到某一模块上，若实在无法进行维修，则需要更换模块。
4.3.常见干扰故障与维修
4.3.1多点接地环流干扰：数控机床对接地的要求十分严格，任何进入车间的线路必须满足数控机床要求的接地网络，不可就近接地，以免造成多点环流。
4.3.2.供电线路的干扰：在某些电压不足或频率不稳的情况下，电压的冲击、欠压、共模噪声等都会影响系统的正常工作。
为避免此类干扰，可对线路采用双绞屏蔽线进行连接，对电压波动大的区域加装电子稳压器，尽量减少大功率设备的频繁启动，安装数控机床时还要尽量远离变频设备。
【参考文献】
[1] 张建生，赵燕伟，郭建江等.数控系统应用及开发.北京：科学出版社，2006
[2] 王洪波.数控机床电气维修技术.北京：电子工业出版社，2007.12
[3] 王贵明.数控实用技术.北京：机械工业出版社，2000.7
[4] 任建平.现代数控机床故障诊断及维修.北京：国防工业出版社，2002