數(shù)控系統(tǒng)精選(九篇)

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第1篇：數(shù)控系統(tǒng)范文

關(guān)鍵詞：數(shù)控系統(tǒng)；9XX報警類故障；故障分析

1.數(shù)控系統(tǒng)概述

數(shù)控系統(tǒng)是一種利用數(shù)字信號對執(zhí)行機構(gòu)的位移、速度、加速度以及動作順序等實現(xiàn)自動控制的控制系統(tǒng)，是數(shù)控機床最關(guān)鍵的核心組成部分，類似人的大腦。在數(shù)控機床自動運行加工過程中，要求數(shù)控系統(tǒng)對數(shù)控機床的伺服控制部分與輔助控制部分在實時控制的每一時刻都準確無誤地工作。

2.數(shù)控系統(tǒng)故障報警形式

系統(tǒng)故障產(chǎn)生的報警分為：系統(tǒng)硬件故障報警、操作類報警、NC報警、PLC報警等多種類別。當數(shù)控系統(tǒng)一旦發(fā)生故障，借助系統(tǒng)的自診斷功能，往往可以快速、準確地查明原因并確定故障部位，并以報警指示燈、報警號、PLC狀態(tài)梯形圖的形式顯示給用戶。

FAUNC數(shù)控系統(tǒng)有高端型、中端型、經(jīng)濟型多系列產(chǎn)品應(yīng)用于數(shù)控機床控制中。下面僅以FAUNC 0i 以及0i Mate 系列數(shù)控系統(tǒng)為載體，對其在使用中產(chǎn)生的常見的9XX報警類故障進行故障機理分析及故障診斷排除。

3.FAUNC數(shù)控系統(tǒng)故障處理思路

FAUNC 0i 以及0i Mate 系列的系統(tǒng)主模塊由主板、CPU卡、顯卡、伺服軸控制卡、FROM/SRAM存儲卡和電源單元組成。

在FANUC 0i 以及0i Mate 系列數(shù)控系統(tǒng)中常見報警現(xiàn)象有：①以9XX的數(shù)字形式顯示在數(shù)控系統(tǒng)顯示屏上提供給用戶；②在主板上LED狀態(tài)指示燈顯示非0或有紅色二極管指示燈亮 。

就以上報警信息而言，一般排除方法要從故障與硬件故障入手分析。故障處理方法：①重啟系統(tǒng)多次；②檢測24V電源是否在允許的正常范圍之內(nèi)；③重裝系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)。硬件故障處理方法：①存儲卡故障；②母版故障。

4.常見故障案例分析

下面具體對以9XX的數(shù)字形式顯示在數(shù)控系統(tǒng)顯示屏上的常見故障進行分析處理：

（1）900故障。系統(tǒng)ROM奇偶校延錯誤報警。系統(tǒng)開機時，F(xiàn)ROM/SRAM以及DRAM工作過程，出現(xiàn)900報警號，大多數(shù)是FROM故障，主要故障原因：存儲卡壞了；FROM存儲內(nèi)容丟失或是破壞；主板故障。一般是存儲卡故障，若更換存儲卡，故障未解除則為主板故障。此類報警故障不易產(chǎn)生。

（2）912—919故障。系統(tǒng)動態(tài)存儲器DROM故障。系統(tǒng)開機啟動時，存儲在FROM中的內(nèi)容登錄到動態(tài)存儲器DROM過程中產(chǎn)生錯誤發(fā)出該類報警號。屬于硬件故障，處理方法是更換CPU卡或母版（主板）。

（3）910、911、935故障。SRAM故障，在靜態(tài)存儲器 SRAM中存有系統(tǒng)參數(shù)、加工程序、螺距補償?shù)葏?shù)，當出現(xiàn)以上報警時，說明SRAM存儲的參數(shù)存在故障。常見故障原因：電池電壓不足；系統(tǒng)參數(shù)不全；或有干擾。系統(tǒng)存儲用電池為3V鋰電池，主要是作為SRAM參數(shù)存儲備份之用。當3V鋰電池電壓低于2.6V時顯示“BAT”給用戶，表示該類故障是電池電壓不足報警，用戶應(yīng)該及時正確地在系統(tǒng)通電狀態(tài)下更換系統(tǒng)電池，以免參數(shù)丟失。若故障原因是系統(tǒng)參數(shù)不全引起則重新安裝SRAM參數(shù)即可。

（4）920故障。該故障與軸卡有關(guān)，用于監(jiān)控軸卡與CPU卡。常見處理方法：檢查伺服模塊連接處光纜是否接觸不良；重裝與軸控制有關(guān)的系統(tǒng)參數(shù)。

（5）926故障。系統(tǒng)FSSB報警，該故障常常發(fā)生。故障原因：光纜故障或某個放大器壞了。一般處理方法：檢查放大器與放大器之間的連接光纜是否接觸不良。

（6）930故障。該故障屬于數(shù)控系統(tǒng)故障，一般是CPU死機現(xiàn)象，處理方法：重啟系統(tǒng)多次。

（7）950故障。PMC系統(tǒng)報警，屬于外部故障。故障原因：I/O Link總線通訊不暢；信號短路；保險燒壞。

第2篇：數(shù)控系統(tǒng)范文

目前，數(shù)控技術(shù)正在發(fā)生根本性變革，由專用型封閉式開環(huán)控制模式向通用型開放式實時動態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化基礎(chǔ)上，數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了超薄型、超小型化；在智能化基礎(chǔ)上，綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多學科技術(shù)，數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調(diào)節(jié)與補償各項參數(shù)，實現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理；在網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)上，CAD/CAM與數(shù)控系統(tǒng)集成為一體，機床聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)了中央集中控制的群控加工。長期以來，我國的數(shù)控系統(tǒng)為傳統(tǒng)的封閉式體系結(jié)構(gòu)，CNC只能作為非智能的機床運動控制器。加工過程變量根據(jù)經(jīng)驗以固定參數(shù)形式事先設(shè)定，加工程序在實際加工前用手工方式或通過CAD/CAM及自動編程系統(tǒng)進行編制。CAD/CAM和CNC之間沒有反饋控制環(huán)節(jié)，整個制造過程中CNC只是一個封閉式的開環(huán)執(zhí)行機構(gòu)。在復雜環(huán)境以及多變條件下，加工過程中的刀具組合、工件材料、主軸轉(zhuǎn)速、進給速率、刀具軌跡、切削深度、步長、加工余量等加工參數(shù)，無法在現(xiàn)場環(huán)境下根據(jù)外部干擾和隨機因素實時動態(tài)調(diào)整，更無法通過反饋控制環(huán)節(jié)隨機修正CAD/CAM中的設(shè)定量，因而影響CNC的工作效率和產(chǎn)品加工質(zhì)量。由此可見，傳統(tǒng)CNC系統(tǒng)的這種固定程序控制模式和封閉式體系結(jié)構(gòu)，限制了CNC向多變量智能化控制發(fā)展，已不適應(yīng)日益復雜的制造過程，因此，對數(shù)控技術(shù)實行變革勢在必行。

二、數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢

（一）性能發(fā)展方向

（1）高速高精高效化。速度、精度和效率是機械制造技術(shù)的關(guān)鍵性能指標。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統(tǒng)以及帶高分辨率絕對式檢測元件的交流數(shù)字伺服系統(tǒng)，同時采取了改善機床動態(tài)、靜態(tài)特性等有效措施，機床的高速高精高效化已大大提高。（2）柔性化。包含兩方面：數(shù)控系統(tǒng)本身的柔性，數(shù)控系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，功能覆蓋面大，可裁剪性強，便于滿足不同用戶的需求；群控系統(tǒng)的柔性，同一群控系統(tǒng)能依據(jù)不同生產(chǎn)流程的要求，使物料流和信息流自動進行動態(tài)調(diào)整，從而最大限度地發(fā)揮群控系統(tǒng)的效能。（3）工藝復合性和多軸化。以減少工序、輔助時間為主要目的的一種復合加工，正朝著多軸、多系列控制功能方向發(fā)展。數(shù)控機床的工藝復合化是指工件在一臺機床上一次裝夾后，通過自動換刀、旋轉(zhuǎn)主軸頭或轉(zhuǎn)臺等各種措施，完成多工序、多表面的復合加工。數(shù)控技術(shù)軸，西門子880系統(tǒng)控制軸數(shù)可達24軸。（4）實時智能化。而人工智能則試圖用計算模型實現(xiàn)人類的各種智能行為。

（二）功能發(fā)展方向

（1）用戶界面圖形化。用戶界面是數(shù)控系統(tǒng)與使用者之間的對話接口。由于不同用戶對界面的要求不同，因而開發(fā)用戶界面的工作量極大，用戶界面成為計算機軟件研制中最困難的部分之一。圖形用戶界面極大地方便了非專業(yè)用戶的使用，人們可以通過窗口和菜單進行操作，便于藍圖編程和快速編程、三維彩色立體動態(tài)圖形顯示、圖形模擬、圖形動態(tài)跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實現(xiàn)。（2）科學計算可視化。科學計算可視化可用于高效處理數(shù)據(jù)和解釋數(shù)據(jù)，使信息交流不再局限于用文字和語言表達，而可以直接使用圖形、圖像、動畫等可視信息?？梢暬夹g(shù)與虛擬環(huán)境技術(shù)相結(jié)合，進一步拓寬了應(yīng)用領(lǐng)域，如無圖紙設(shè)計、虛擬樣機技術(shù)等，這對縮短產(chǎn)品設(shè)計周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本具有重要意義。（3）多媒體技術(shù)應(yīng)用。多媒體技術(shù)集計算機、聲像和通信技術(shù)于一體，使計算機具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，應(yīng)用多媒體技術(shù)可以做到信息處理綜合化、智能化，在實時監(jiān)控系統(tǒng)和生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備的故障診斷、生產(chǎn)過程參數(shù)監(jiān)測等方面有著重大的應(yīng)用價值。

（三）體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展

（1）集成化。采用高度集成化CPU、RISC芯片和大規(guī)模可編程集成電路FPGA、EPLD、CPLD以及專用集成電路ASIC芯片，可提高數(shù)控系統(tǒng)的集成度和軟硬件運行速度。應(yīng)用FPD平板顯示技術(shù)，可提高顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、重量輕、體積小、功耗低、便于攜帶等優(yōu)點，可實現(xiàn)超大尺寸顯示，成為和CRT抗衡的新興顯示技術(shù)，是21世紀顯示技術(shù)的主流。應(yīng)用先進封裝和互連技術(shù)，將半導體和表面安裝技術(shù)融為一體。通過提高集成電路密度、減少互連長度和數(shù)量來降低產(chǎn)品價格，改進性能，減小組件尺寸，提高系統(tǒng)的可靠性。（2）模塊化。硬件模塊化易于實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的集成化和標準化。根據(jù)不同的功能需求，將基本模塊，如CPU、存儲器、位置伺服、PLC、輸入輸出接口、通訊等模塊，作成標準的系列化產(chǎn)品，通過積木方式進行功能裁剪和模塊數(shù)量的增減，構(gòu)成不同檔次的數(shù)控系統(tǒng)。（3）網(wǎng)絡(luò)化。機床聯(lián)網(wǎng)可進行遠程控制和無人化操作。通過機床聯(lián)網(wǎng)，可在任何一臺機床上對其它機床進行編程、設(shè)定、操作、運行，不同機床的畫面可同時顯示在每一臺機床的屏幕上。（4）通用型開放式閉環(huán)控制模式。由于制造過程是一個具有多變量控制和加工工藝綜合作用的復雜過程，包含諸如加工尺寸、形狀、振動、噪聲、溫度和熱變形等各種變化因素，因此，要實現(xiàn)加工過程的多目標優(yōu)化，必須采用多變量的閉環(huán)控制，在實時加工過程中動態(tài)調(diào)整加工過程變量。加工過程中采用開放式通用型實時動態(tài)全閉環(huán)控制模式，易于將計算機實時智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、CAD/CAM、伺服控制、自適應(yīng)控制、動態(tài)數(shù)據(jù)管理及動態(tài)刀具補償、動態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體，構(gòu)成嚴密的制造過程閉環(huán)控制體系，從而實現(xiàn)集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化。

三、智能化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng)

當前開發(fā)研究適應(yīng)于復雜制造過程的、具有閉環(huán)控制體系結(jié)構(gòu)的、智能化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng)已成為可能。智能化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng)將計算機智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、CAD/CAM、伺服控制、自適應(yīng)控制、動態(tài)數(shù)據(jù)管理及動態(tài)刀具補償、動態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體，形成嚴密的制造過程閉環(huán)控制體系。

參考文獻：

[1]電動機降壓起動器的選擇與分析，凌浩，2000.12vol.20P66.

[2]交流異步電動機的軟起動與保護探討，何友全礦山機械，2000.5.

[3]陳伯時、陳敏遜，交流調(diào)速系統(tǒng)，機械工業(yè)出版社，1997.

第3篇：數(shù)控系統(tǒng)范文

論文摘要：數(shù)控系統(tǒng)確保了數(shù)控機床具有高精、高速、高效的功能。本文論述了國內(nèi)外數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，以期對我國數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展有所幫助。

數(shù)控系統(tǒng)是一種利用數(shù)字信號對執(zhí)行機構(gòu)的位移、速度、加速度和動作順序等實現(xiàn)自動控制的控制系統(tǒng)。從1952年美國麻省理工學院研制出第1臺實驗性數(shù)控系統(tǒng)，到現(xiàn)在已走過了半個世紀。數(shù)控系統(tǒng)也由當初的電子管式起步，發(fā)展到了今天的開放式數(shù)控系統(tǒng)。

數(shù)控系統(tǒng)確保了數(shù)控機床具有高精、高速、高效的功能，可以使裝備制造業(yè)實現(xiàn)數(shù)字化、柔性化和網(wǎng)絡(luò)化制造。隨著我國航空航天、船舶、汽車、電站設(shè)備和國防工業(yè)等制造業(yè)的高速發(fā)展，數(shù)控機床在裝備制造業(yè)中的重要性愈來愈明顯，中高檔數(shù)控系統(tǒng)的需求也越來越大。以往中高檔數(shù)控系統(tǒng)基本被國外廠商占領(lǐng)，因此我國中高檔數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)必須加快發(fā)展。

一、國外數(shù)控系統(tǒng)現(xiàn)狀

在國際市場，德國、美國、日本等幾個國家基本掌控了中高檔數(shù)控系統(tǒng)。國外的主要數(shù)控系統(tǒng)制造商有西門子（Siemens）、發(fā)那克（FANUC）、三菱電機（Mitsubishi Electric）、海德漢（HEIDENHAIN）、博世力士樂（Bosch Rexroth）、日本大隈（Okuma）等。

1.納米插補與控制技術(shù)已走向?qū)嵱秒A段

納米插補將產(chǎn)生的以納米為單位的指令提供給數(shù)字伺服控制器，使數(shù)字伺服控制器的位置指令更加平滑，從而提高了加工表面的平滑性。將“納米插補”應(yīng)用于所有插補之后，可實現(xiàn)納米級別的高質(zhì)量加工。在兩年一屆的美國芝加哥國際制造技術(shù)（機床）展覽會（IMTS 2010）上，發(fā)那克就展出了30i/31i/32i/35i-MODEL B數(shù)控系統(tǒng)。除了伺服控制外，“納米插補”也可以用于Cs軸輪廓控制；剛性攻螺紋等主軸功能。西門子展出的828D所獨有的80bit浮點計算精度，可使插補達到很高的輪廓控制精度，從而獲得很好的工件精度。此外，三菱公司的M700V系列的數(shù)控系統(tǒng)也可實現(xiàn)納米級插補。[1]

2.機器人使用廣泛

未來機床的功能不僅局限于簡單的加工，而且還具有一定自主完成復雜任務(wù)的能力。機器人作為數(shù)控系統(tǒng)的一個重要應(yīng)用領(lǐng)域，其技術(shù)和產(chǎn)品近年來得到快速發(fā)展。機器人的應(yīng)用領(lǐng)域，不僅僅局限于傳統(tǒng)的搬運、堆垛、噴漆、焊接等崗位，而且延伸到了機床上下料、換刀、切削加工、測量、拋光及裝配領(lǐng)域，從傳統(tǒng)的減輕勞動強度的繁重工種，發(fā)展到IC封裝、視覺跟蹤及顏色分檢等領(lǐng)域，大大提高了數(shù)控機床的工作效率。典型的產(chǎn)品有德國的KUKA，F(xiàn)ANUC公司的M-1iA、M-2000iA、M-710ic。[2]

3.智能化加工不斷擴展

隨著計算機領(lǐng)域中人工智能的不斷滲透和發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)的智能化程度也得到不斷提高。應(yīng)用自適應(yīng)控制技術(shù)數(shù)控系統(tǒng)能夠檢測到過程中的一些重要信息，并自動調(diào)整系統(tǒng)中的相關(guān)參數(shù)，改進系統(tǒng)的運行狀態(tài)；車間內(nèi)的加工監(jiān)測與管理可實時獲取數(shù)控機床本身的狀態(tài)信息，分析相關(guān)數(shù)據(jù)，預測機床狀態(tài)，使相關(guān)維護提前，避免事故發(fā)生，保證其不穩(wěn)定工況下生產(chǎn)的安全，減少機床故障率，提高機床利用率。應(yīng)用先進的伺服控制技術(shù)，伺服系統(tǒng)能通過自動識別由切削力導致的振動，產(chǎn)生反向的作用力，消除振動。應(yīng)用主軸振動控制技術(shù)，在主軸嵌入位移傳感器，機床可以自動識別當前的切削狀態(tài)，一旦切削不穩(wěn)定，機床會自動調(diào)整切削參數(shù)，保證加工的穩(wěn)定性。 　4.CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用

當前，為了使數(shù)控機床操作者更加便利地編制數(shù)控加工程序，解決復雜曲面的編程問題，國際數(shù)控系統(tǒng)制造商將圖形化、集成化的編程系統(tǒng)作為擴展數(shù)控系統(tǒng)功能、提高數(shù)控系統(tǒng)人機互動性的主要途徑。最新的CAD/CAM技術(shù)為多軸多任務(wù)數(shù)控機床加工提供了有力的支持，可以大幅地提高加工效率。ESPRIT、CIMATRON等一些著名CAM軟件公司的產(chǎn)品除了具備傳統(tǒng)的CAM軟件功能模塊，還開發(fā)了多任務(wù)編程、對加工過程的動態(tài)仿真等新的功能模塊。

二、國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)現(xiàn)狀

隨著國際學術(shù)及產(chǎn)業(yè)界對開放式數(shù)控系統(tǒng)研究的日益推進，我國的相關(guān)研究也越來越受到重視。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，我國機床行業(yè)也形成了具有一定生產(chǎn)規(guī)模和技術(shù)水平的產(chǎn)業(yè)體系，國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，在質(zhì)與量上都取得了飛躍。

國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)基本占領(lǐng)了低端數(shù)控系統(tǒng)市場，在中高檔數(shù)控系統(tǒng)的研發(fā)和應(yīng)用上也取得了一定的成績。其中，武漢華中數(shù)控股份有限公司、北京機電院高技術(shù)股份有限公司、北京航天數(shù)控系統(tǒng)有限公司和上海電氣（集團）總公司等已成功開發(fā)了五軸聯(lián)動的數(shù)控系統(tǒng)，分別應(yīng)用于數(shù)控加工中心、數(shù)控龍門銑床和數(shù)控銑床。近期，武漢重型機床集團有限公司應(yīng)用華中數(shù)控系統(tǒng)，成功開發(fā)了CKX5680數(shù)控七軸五聯(lián)動車銑復合加工機床。國內(nèi)主要數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)基地有華中數(shù)控、航天數(shù)控、廣州數(shù)控和上海開通數(shù)控等。[3]

國內(nèi)的數(shù)字化交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)產(chǎn)品也有了很大的發(fā)展，已能滿足一般的應(yīng)用，并能與進口產(chǎn)品競爭，占領(lǐng)了國內(nèi)的大部分市場。伺服系統(tǒng)和伺服電機生產(chǎn)基地主要有蘭州電機廠、華中數(shù)控、廣州數(shù)控、航天數(shù)控和開通數(shù)控等。

然而，由于我國原有數(shù)控系統(tǒng)的封閉性及數(shù)控軟硬件研究開發(fā)的基礎(chǔ)較差，技術(shù)積累較少，研發(fā)隊伍的實力較弱，研發(fā)的投入力度不夠，國產(chǎn)中高檔數(shù)控系統(tǒng)在性能、功能和可靠性方面與國外相比仍有較大的差距，限制了數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展。為此需要政府、科研院所和制造商共同努力，推進我國中高檔數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展。

參考文獻

[1]彭芳喻等.從IMTS 2010展看我國數(shù)控系統(tǒng)未來發(fā)展之路[J]，金屬加工，2011第4期：8-11

[2]肖明.從EMO 2009看現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展[J]，機械工程師，2009第4期：13-16

第4篇：數(shù)控系統(tǒng)范文

[關(guān)鍵詞]數(shù)控系統(tǒng)　故障診斷　維修

隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，數(shù)控機床已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，對數(shù)控系統(tǒng)故障診斷和維修的技術(shù)要求也越來越高，這就要求相關(guān)工作人員要對故障進行正確的診斷，從而針對根本問題進行合理的維修措施。只有將故障診斷及維修技術(shù)的作用充分發(fā)揮，才能保證企業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展。

一、診斷故障的方法

在數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷方面有很多方法，相關(guān)工作人員可以根據(jù)故障的具體情況采用合理的診斷方法，從而快速的了解故障的具體情況，進而采取相關(guān)措施。

（1）直觀檢查法

直觀檢查法指的是工作人員在不依靠任何診斷設(shè)備的情況下對故障進行診斷工作，這種方法是最簡便的一種方法，主要包括問、看、聽、聞、摸幾個環(huán)節(jié)。

1.問。向故障發(fā)生過程中的目擊者詢問故障產(chǎn)生時的具體現(xiàn)象和后果，詢問故障發(fā)生的過程是逐漸發(fā)生的還是突然間發(fā)生的。

2.看。對發(fā)生故障的機器進行全面的觀察，看各部分的設(shè)備是否處在正常工作的狀態(tài)，設(shè)備沒有出現(xiàn)損害的情況。

3.聽。在設(shè)備運行的過程中，正常狀態(tài)下和故障狀態(tài)下的聲音是不同的，工作人員可以根據(jù)聽設(shè)備的異常響聲和機床的運轉(zhuǎn)聲來判斷故障原因。

4.聞。聞電氣元件焦糊味以及故障中出現(xiàn)的其他氣味。

5.摸。工作人員可以用手感來判斷機床的故障，但要注意的是，在用手觸摸機床之前，一定是將整個機器的電源切斷，確保人身安全。

（2）CNC系統(tǒng)的自診斷法

CNC系統(tǒng)的自診斷法主要是根據(jù)自診斷的程序?qū)?shù)控系統(tǒng)進行實時監(jiān)控，在系統(tǒng)出現(xiàn)問題的時候，及時發(fā)出警報的一種方法，其中主要包括開機自診斷、在線診斷、離線診斷三種情況。

開機自診斷是指在系統(tǒng)通電之后，自診斷程序會自動執(zhí)行對CPU、存儲器等模塊進行功能測試，若任何一個模塊出現(xiàn)故障，立即就會顯示報警信息。在線診斷是指系統(tǒng)在工作的狀態(tài)下，對數(shù)控機床的工作狀態(tài)進行全面的診斷工作。離線診斷是指在數(shù)控機床出現(xiàn)故障的時侯，數(shù)控系統(tǒng)停止運行系統(tǒng)程序的停機診斷。把專用診斷程序通過I/O 設(shè)備或通信接口輸入到CNC 裝置內(nèi)部，用專用診斷程序替代系統(tǒng)程序來診斷系統(tǒng)故障。

（3）綜合診斷法

1.儀器檢查方法

儀器檢查法主要的利用萬用表等儀器對設(shè)備的故障進行檢查的方法，檢查的內(nèi)容通常是對故障疑點進行電流、電壓等測試，將得到數(shù)值與正常值進行對比，從而找到故障發(fā)生的原因。

2.參數(shù)檢法

在數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)備上，為了能夠適應(yīng)不同機床以及不同的工作狀態(tài)和工作環(huán)境，大多數(shù)都設(shè)置了許多可供修改的參數(shù)，這些參數(shù)是保證數(shù)控系統(tǒng)正常運行的主要前提條件，對這些參數(shù)進行檢查也是對數(shù)控系統(tǒng)進行故障診斷的一個主要手段，但是這些參數(shù)很容易受到諸多因素的影響而出現(xiàn)丟失的情況。

（4）信號跟蹤法

信號跟蹤法也是對故障診斷的一個主要手段，工作人員按照控制系統(tǒng)框圖依照一定的順序?qū)τ嘘P(guān)信號進行逐一跟蹤，在跟蹤的過程中，觀察有關(guān)信號的有無、大小及不同運行方式下的狀態(tài)，與正常情況進行比較，從而找到故障發(fā)生的位置和具體原因。

除了以上幾種診斷方法外，工作人員還可以根據(jù)故障發(fā)生的不同情況采用部件替換法、交叉換位法、功能測試法、原理分析法、敲擊法、局部升溫法以及遠程通信診斷法等方法對數(shù)據(jù)系統(tǒng)所發(fā)生的故障進行診斷，從而進行合理的維修工作。

二、維修技術(shù)原理

（1）先外部后內(nèi)部

經(jīng)研究表明，數(shù)控機床在出現(xiàn)故障的時候，通常都會發(fā)生從機械、液壓以及電氣等方面表現(xiàn)出來，因此，工作人員在對數(shù)控系統(tǒng)故障進行檢查的時候，應(yīng)該采用直接檢查法中的問、看、聽、聞、摸等方法對系統(tǒng)從外到內(nèi)進行全面檢查。

（2）先簡單后復雜

在數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時候，很容易出現(xiàn)多種故障一起發(fā)生的情況，面對復雜且多種多樣的故障，工作人員采用先簡單后復雜的方法對故障進行解決，這樣，既可以使對故障的檢修工作有理有序，得到有效解決。

除了以上維修原理之外，維修人員在維修的過程中還應(yīng)該從先靜后動、先公用后專用的程序來對數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)的故障進行維修工作。

結(jié)語：

綜上所述，數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷以及維修技術(shù)的提升已經(jīng)成為了我國針對高端機床生產(chǎn)加工工業(yè)必不可缺的研究課題之一，在未來的發(fā)展中，故障的診斷技術(shù)以及維修技術(shù)一定會不斷得到完善，相關(guān)的技術(shù)人員也應(yīng)該不斷提高自己的綜合素質(zhì)，確保數(shù)控系統(tǒng)的正常運行，使企業(yè)能夠穩(wěn)步發(fā)展。

參考文獻：

[1]張利,淺談數(shù)控機床的故障維修原則[J].礦山機械.2006(10)

第5篇：數(shù)控系統(tǒng)范文

【關(guān)鍵字】數(shù)控系統(tǒng)；主流系統(tǒng)；認識體會

當前，西門子（SIEMENS）與發(fā)那科（FANUC）都是很好的數(shù)控系統(tǒng)，占據(jù)了大多數(shù)的數(shù)控系統(tǒng)市場，都為中國的數(shù)控機床業(yè)的發(fā)展做出了貢獻。兩相比較，西門子（SIEMENS）對環(huán)境要求比較高，發(fā)那科（FANUC）能更好的用于工業(yè)環(huán)境。另一方面，從易用性的角度出來，西門子（SIEMENS）的數(shù)控系統(tǒng)一般功能較多，西門子840D是20世紀90年代后期的全數(shù)字化高度開放式數(shù)控系統(tǒng)，它的人機界面更易操作，更易掌握，軟件內(nèi)容更加豐富，具有高度模塊化及規(guī)范化的結(jié)構(gòu)。840D的計算機化、驅(qū)動的模塊化和驅(qū)動接口的數(shù)字化，這三化代表著當今數(shù)控的發(fā)展方向。應(yīng)用于眾多數(shù)控加工領(lǐng)域，能實現(xiàn)鉆、車、銑、磨等數(shù)控功能。其采用32位微處理器，實現(xiàn)CNC控制，可完成CNC連續(xù)軌跡控制以及內(nèi)部集成式PLC控制。最多可控制31個軸（最多31個主軸）。其插補功能有樣條插補、三階多項式插補、控制值互聯(lián)和曲線表插補，這些功能為加工各類曲線曲面類零件提供了便利條件。840D系統(tǒng)提供有標準的PC軟件、硬盤、奔騰處理器，用戶可在Window98/2000下開發(fā)自定義的界面。此外，2個通用接口RS-232可使主機與外設(shè)進行通信，用戶還可通過磁盤驅(qū)動器接口和打印機并行接口完成程序存儲、讀入及打印工作。通過RS-232接口可方便地使840D與西門子編程器或普通的個人電腦連接起來，進行加工程序、PLC程序、加工參數(shù)等各種信息的雙向通訊。它的硬件結(jié)構(gòu)更加簡單、緊湊、模塊化，軟件內(nèi)容更加豐富，功能更強大，其軟件系統(tǒng)開放式系統(tǒng)理念的一個重要特點是，可以在數(shù)控核心部分，使用標準的開發(fā)工具對用戶指定的系統(tǒng)循環(huán)和功能宏進行調(diào)整，代表并引領(lǐng)著當今數(shù)控技術(shù)的發(fā)展方向。因此， SEIMENS數(shù)控系統(tǒng)最突出的優(yōu)勢在于功能非常豐富和強大，它是一個全數(shù)字化、高度開放的系統(tǒng)，因此，設(shè)備制造商可以比較容易地在進行二次開滿足不同的應(yīng)用需求。

發(fā)那科（FANUC）數(shù)控系統(tǒng)也很典型，其系統(tǒng)穩(wěn)定易用，操作界面友好，實用性很強，發(fā)那科更加容易上手， 應(yīng)用非常廣泛。常見的FANUC O系列，系統(tǒng)各系列總體結(jié)構(gòu)非常的類似，具有基本統(tǒng)一的操作界面。FANUC系統(tǒng)可以在較為寬泛的環(huán)境中使用，對于電壓、溫度等外界條件的要求不是特別高，因此適應(yīng)性很強。FANUC系統(tǒng)具有主軸控制回路為位置閉環(huán)控制，主軸電機的旋轉(zhuǎn)與攻絲軸（Z軸）進給完全同步，從而實現(xiàn)高速高精度攻絲。復合加工循環(huán)可用簡單指令生成一系列的切削路徑。比如定義了工件的最終輪廓，可以自動生成多次粗車的刀具路徑，簡化了車床編程。適用于切削圓柱上的槽，能夠按照圓柱表面的展開圖進行編程。可直接指定諸如直線的傾角、倒角值、轉(zhuǎn)角半徑值等尺寸，這些尺寸在零件圖上指定，這樣能簡化部件加工程序的編程?？蓪z杠螺距誤差等機械系統(tǒng)中的誤差進行補償，補償數(shù)據(jù)以參數(shù)的形式存儲在CNC的存儲器中。CNC內(nèi)裝PMC編程功能，PMC對機床和外部設(shè)備進行程序控制。機床隨機存儲模塊可在CNC上直接改變PMC程序和宏執(zhí)行器程序。由于使用的是閃存芯片，故無需專用的RAM寫入器或PMC的調(diào)試RAM。

國內(nèi)中高端用戶大多采用的即是SEIMENS、FANIC等這些國際知名公司的數(shù)控系統(tǒng)，尤其是在制造業(yè)這樣的生產(chǎn)線上，這些品牌的數(shù)控系統(tǒng)占據(jù)著中高端的主流市場，主流數(shù)控系統(tǒng)以SEIMENS 840D和820D數(shù)控系統(tǒng)為代表，我所在的公司于2006年全面啟動新廠搬遷建設(shè)，一期、二期購置了多臺當今主流數(shù)控系統(tǒng)的進口數(shù)控設(shè)備，設(shè)備非常先進，目前共有數(shù)控機床幾十臺，其中有大約1/3的數(shù)控機床是歐洲一些國家的廠商生產(chǎn)的，所配備的數(shù)控系統(tǒng)大部分是當今主流的SEIMENS 840D系統(tǒng)，占整個車間數(shù)控系統(tǒng)的70%以上，還有部分是FANIC數(shù)控系統(tǒng)，從2008年投產(chǎn)使用到現(xiàn)在，單從數(shù)控系統(tǒng)來看，我認為：SEIMENS 840D系統(tǒng)技術(shù)先進、功能較強、程序比較完善；發(fā)那科數(shù)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性發(fā)揮得特別好，而且NC程序也比較容易理解。SEIMENS 840D數(shù)控系統(tǒng)顯著的技術(shù)優(yōu)勢在于計算機化，驅(qū)動的模塊化，控制與驅(qū)動接口的數(shù)字化，這也代表著當今數(shù)控技術(shù)的發(fā)展方向。它的硬件結(jié)構(gòu)更加簡單、緊湊、模塊化；軟件內(nèi)容更加豐富，功能更強大。SEIMENS 840D可用于完成CNC連續(xù)軌跡控制以及內(nèi)部集成式PLC控制，其典型特征是德國NILES公司的N40、N50車銑復合加工中心，其數(shù)控系統(tǒng)具有大量的控制功能，如鉆削、車削、銑削、磨削以及特殊控制，這些功能在使用中不會有任何相互影響。

當然，相對來說，西門子數(shù)控系統(tǒng)價格較高，在我廠的實際生產(chǎn)運行中穩(wěn)定性不夠好，特別是系統(tǒng)報警故障、電源模塊和伺服驅(qū)動模塊容易燒壞等出現(xiàn)的故障，對我們的生產(chǎn)尤其是維修工作影響較大，有時要花費大量費用用于請外國專家修理和更換部件，費用比較工時比較大。一年少則一次多則大約會發(fā)生多次此類情況。能盡量將所有技術(shù)資料進行漢化，這樣更有利于其技術(shù)和產(chǎn)品的推廣。

在這幾年的大批量生產(chǎn)工作中，數(shù)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性發(fā)揮得特別好是日本的FANIC系統(tǒng)的數(shù)控設(shè)備，而且其使用的年數(shù)比這些新購置的設(shè)備早，NC程序也比較容易理解，價格也較便宜。FANIC數(shù)控系統(tǒng)的特點是性能穩(wěn)定，操作界面友好，系統(tǒng)在設(shè)計中大量采用模塊化結(jié)構(gòu)，各個控制板高度集成，使可靠性有很大提高，而且便于維修、更換。其數(shù)控系統(tǒng)具有很強的抵抗惡劣環(huán)境影響的能力，其工作環(huán)境可以在較為寬泛的環(huán)境中使用，對于電壓、溫度等外界條件的要求不是特別高，對自身的系統(tǒng)采用了比較好的保護電路，因此可以說適應(yīng)性很強，很潑辣。

在實際生產(chǎn)中，生產(chǎn)單位工作現(xiàn)場的數(shù)控機床、數(shù)控系統(tǒng)的維修和調(diào)整問題還是比較頻繁的，這些問題帶來的維修費用和停產(chǎn)損失一直是生產(chǎn)單位十分頭痛和無法承受的損失，生產(chǎn)單位也迫切希望供應(yīng)商、商能積極地幫助解決這些問題，特別是加強技術(shù)和應(yīng)用方面的培訓，包括操作、編程、調(diào)整和維修等。另外，用戶對備件儲備、快速響應(yīng)服務(wù)等也提出了一些期望。相信數(shù)控系統(tǒng)將來也會進一步降低成本價格，提高集成性、可靠性和操作的舒適性，體積更加密集型、系統(tǒng)柔性和開放性及拓寬功能會更加全面，最終將大大提高數(shù)控機床生產(chǎn)能力的效率。

【參考文獻】

[1]李佳特.NC技術(shù)的回顧與展望[J].設(shè)備管理與維修，2006（1）.

第6篇：數(shù)控系統(tǒng)范文

關(guān)鍵詞:嵌入式系統(tǒng) 數(shù)控系統(tǒng) 系統(tǒng)設(shè)計

中圖分類號:文獻標識碼:A文章編號:1007-9416(2010)05-0000-00

1引言

從20世紀70年代以來,以數(shù)控機床為代表的現(xiàn)代基礎(chǔ)機械已成為制造工業(yè)最重要的技術(shù)特征,數(shù)控機床水平的高低和機床數(shù)控化率的高低已成為衡量國家工業(yè)化水平高低的重要標志。數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機床的大腦,是計算機技術(shù)在機械制造領(lǐng)域的一種典型應(yīng)用,它集計算機技術(shù)、測量技術(shù)、現(xiàn)代機械制造技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、信息處理技術(shù)等多項技術(shù)于一體,是近年來應(yīng)用領(lǐng)域中發(fā)展十分迅速的一項高新技術(shù)。

隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展,數(shù)控系統(tǒng)逐漸朝嵌入式方向發(fā)展。嵌入式系統(tǒng)是近年發(fā)展最快的技術(shù)之一,它是以應(yīng)用為中心,以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)、軟硬件可裁減,適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗等綜合性嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。本論文主要對嵌入式數(shù)控系統(tǒng)進行研究設(shè)計,以期從中找到可行的嵌入式數(shù)控系統(tǒng)控制方法,并以此和廣大同行分享。

2嵌入式數(shù)控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)由幾個不同功能的模塊組成,模塊間通過并行I/O、高速串行協(xié)議或其他方法相互聯(lián)系。主要包括人機交互裝置、嵌入式數(shù)控操作和管理模塊、嵌入式運動控制模塊和I/O及伺服控制器等。

嵌入式數(shù)控操作和管理模塊通過I/O與人機交互裝置相連,并通過串口與運動控制模塊連接,運動控制模塊通過I/O模塊與伺服控制器和機床各開關(guān)量相連。

(l) 人機交互裝置。包括一個LCD顯示器、一個鍵盤和其他一些按鈕,完成人機交互任務(wù),例如NC代碼的輸入/編輯顯示、手動操作以及一些機床狀態(tài)顯示等。

(2) 嵌入式數(shù)控操作和管理模塊。是數(shù)控系統(tǒng)的核心模塊之一,負責全部的人機交互處理,各種機床參數(shù)的設(shè)置,NC代碼的編輯、編譯、存儲和傳輸,系統(tǒng)監(jiān)控與故障診斷,移動U盤的控制及網(wǎng)絡(luò)通信等。

(3) 嵌入式數(shù)控運動控制模塊。機床邏輯運動控制的核心,利用邏輯運算能力,負責送料機運行軌跡的計算、插補、反向間隙補償、信號采集、主軸及開關(guān)量控制等實時性強的運算和控制。

(4) I/O模塊與伺服控制器。FO模塊的主要任務(wù)是不同電平的轉(zhuǎn)換、隔離及功率放大等。包括3.3V到5V轉(zhuǎn)換、3.3V到24V的轉(zhuǎn)換、采用光電禍合器隔離防止干擾以及增大驅(qū)動功率等。另外還包括單路信號轉(zhuǎn)換成差分信號及差分信號轉(zhuǎn)換成單路信號電路。伺服控制器的作用在于接受來自上位控制裝置的指令信號,驅(qū)動被控對象跟隨指令脈沖運動,并保證動作的快速和準確。

3嵌入式數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

3.1 硬件設(shè)計

本論文所設(shè)計的嵌入式數(shù)控系統(tǒng)硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)構(gòu)成原理圖如下圖所示:

(1)ARM微處理器模塊。ARM處理器是系統(tǒng)的控制核心,負責運行數(shù)控系統(tǒng)控制軟件。本系統(tǒng)選用SAMSUNG公司的S3C44B0X處理器。本模塊還包括時鐘電路、復位電路和實時時鐘RTC(Real Time Counter)電路。

(2)存儲器模塊。存儲器是嵌入式系統(tǒng)中的重要組成部分,它用于存儲程序和數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)的存儲器包括EPROM、SDRAM、SRAM和NAND-Flash,其中,EPROM用于存儲系統(tǒng)程序;SDRAM用于存儲系統(tǒng)運行時的程序與數(shù)據(jù);SRAM用于存儲突然掉電時的重要實時數(shù)據(jù);NAND-Flash用于存儲用戶的數(shù)控加工程序。

(3)電源模塊。新型的CPU和FPGA的內(nèi)核電壓一般都是2.5V或以下的,I/O電壓一般都是3.3V。所選擇的開關(guān)電源可以提供5V,±12V,24V電源,其中±12V用于主軸模擬信號模塊電路,24V用于光電隔離電路,因此,需要使用低壓差線性穩(wěn)壓器產(chǎn)生3.3V和2.5V的電壓,供CPU、FPGA和CPLD使用。為了保證微處理器穩(wěn)定而可靠地運行,還需要配置電壓監(jiān)控電路。

(4)人機交互模塊。人機交互模塊包括鍵盤及指示燈模塊和液晶顯示模塊。鍵盤及指示燈模塊負責鍵盤的掃描并讀取鍵值,同時負責LED的顯示控制。液晶顯示模塊實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)用戶界面。

(5)通信接口模塊。通信接口模塊包括JTAG接口、RS-232串行接口和USB接口。JTAG接口與PC通訊,實現(xiàn)系統(tǒng)運行程序的仿真調(diào)試;RS-232串行接口與PC通訊,實現(xiàn)NC文件的上傳與下載;USB接口實現(xiàn)對U盤NC文件的讀寫。

(6)D/A轉(zhuǎn)換模塊。D/A轉(zhuǎn)換模塊負責產(chǎn)生變頻器所需要的模擬信號,由隔離器件、D/A轉(zhuǎn)換器和集成運算放大器組成。

(7)CPLD/FPGA模塊。CPLD模塊包括CPLD、FPGA、CPLD對FPGA的配置電路。CPLD主要是用來對SRAM工藝的FPGA進行配置和加密,同時擴展數(shù)控系統(tǒng)的通用I/O口;FPGA主要負責精插補,產(chǎn)生軸運動所需的脈沖信號以及處理編碼器返回信號,同時負責處理手輪輸入和開關(guān)量的輸入輸出。

(8)輸入輸出模塊。本系統(tǒng)的輸入/輸出信號是通過FPGA和CPLD的邏輯控制來實現(xiàn),以提高系統(tǒng)的工作可靠性和設(shè)計柔性。對于輸出的脈沖信號和輸入的編碼器信號采用差分輸出輸入的方式,這樣不僅提高脈沖傳輸?shù)目垢蓴_能力,也增加了信號傳輸距離;而對于I/O信號則采用光電隔離的方法,進一步提高了系統(tǒng)的抗干擾性和可靠性。

3.2 軟件設(shè)計

該系統(tǒng)采用嵌入式μClinux 操作系統(tǒng)作為嵌入式數(shù)控系統(tǒng)軟件平臺,其源代碼開放、內(nèi)核小,非常適合運行在嵌入式微處理器上,并且μClinux操作系統(tǒng)也支持TCP/ IP 協(xié)議,具有強大的網(wǎng)絡(luò)功能,同時該操作系統(tǒng)也支持多任務(wù)并發(fā)運行,可以采用多任務(wù)編程方法。這樣,數(shù)控系統(tǒng)的每個功能可以作為一個獨立的任務(wù)來實現(xiàn),這大大地增強了系統(tǒng)軟件的可靠性、穩(wěn)定性,也便于以后的維護和升級,同時也提供了圖形用戶接口(GUI),結(jié)合鍵盤、LCD 液晶顯示和觸摸屏模塊為用戶提供友好的人機交互界面。

(1) 調(diào)度任務(wù)的劃分。

軟件平臺設(shè)計中,采用嵌入式實時操作系統(tǒng)μClinux對系統(tǒng)多任務(wù)進行調(diào)度及管理?；趯崟r多任務(wù)操作系統(tǒng)的應(yīng)用程序中,實時性取決于對任務(wù)及中斷的處理。用戶根據(jù)需要調(diào)用μClinux的任務(wù)調(diào)度函數(shù),調(diào)度函數(shù)從就緒任務(wù)中尋找優(yōu)先級最高的任務(wù),并進行任務(wù)切換操作。μClinux把任務(wù)分為各不相同的優(yōu)先級(唯一),已經(jīng)準備就緒的高優(yōu)先級的任務(wù)可以剝奪正在運行的低優(yōu)先級對CPU的使用權(quán),所以正確的任務(wù)劃分及優(yōu)先級分配可以充分體現(xiàn)嵌入式實時操作系統(tǒng)任務(wù)調(diào)度算法的效率,從而提高整個系統(tǒng)的實時性能。μClinux可以支持64個任務(wù),最多支持56個用戶任務(wù),其余8個是系統(tǒng)任務(wù)。按照任務(wù)劃分原則,結(jié)合數(shù)控系統(tǒng)的具體要求,把應(yīng)用軟件分成以下幾類任務(wù):

① 數(shù)控系統(tǒng)基本功能實現(xiàn)任務(wù):包括刀具的轉(zhuǎn)換、位置的測量、工件的插補運算及補充運算、加工工藝設(shè)置等等,該級別的優(yōu)先級最高。

② 保護功能任務(wù):主要是報警功能。要求盡可能快的完成。

③ 人機交互功能:鍵盤響應(yīng)、顯示器顯示等。優(yōu)先級最低。

(2) 軟件功能設(shè)計。

由于該嵌入式數(shù)控系統(tǒng)采用uClinux 操作系統(tǒng)管理系統(tǒng)的資源,相對于傳統(tǒng)的單片機,更類似一臺微型計算機系統(tǒng),具有更強的性能和不同于傳統(tǒng)單片機的軟件設(shè)計方法,其軟件結(jié)構(gòu)包括加載程序、uClinux內(nèi)核、系統(tǒng)調(diào)用接口和應(yīng)用程序。

加載程序負責在加電后對微處理器進行必要的硬件設(shè)置,初始化內(nèi)存,并把uClinux 內(nèi)核映像從Flash 中復制到內(nèi)存,把控制權(quán)交給內(nèi)核,使內(nèi)核運行,最終使應(yīng)用程序運行。uClinux內(nèi)核作為應(yīng)用程序控制系統(tǒng)硬件的接口,提供應(yīng)用程序?qū)τ布拈g接訪問,在具體設(shè)計中,對微處理器中內(nèi)置A/D 轉(zhuǎn)換器的操作、對鍵盤的操作以及對LCD的操作由在uClinux下編寫的設(shè)備驅(qū)動程序完成,這些驅(qū)動被編譯進uClinux 的內(nèi)核。

系統(tǒng)任務(wù)的實現(xiàn)由兩個不同的進程實現(xiàn):加工程序和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)程序,分別用來完成數(shù)控系統(tǒng)的工件加工、計算的功能及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的功能。

4結(jié)語

數(shù)控系統(tǒng)作為現(xiàn)化制造業(yè)的核心技術(shù),是衡量一個國家制造業(yè)水平的重要標志之一,受到各國的普遍重視,特別是發(fā)達國家。自20世紀80年代以來,國際上的數(shù)控技術(shù)和市場基本上被日本、德國和美國等少數(shù)公司所壟斷?？紤]到我國機床數(shù)控系統(tǒng)當前的具體情況,研制一款擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的嵌入式機床控制系統(tǒng),對于提高我國中高檔數(shù)控系統(tǒng)的技術(shù)水平具有十分重要的意義。本文從嵌入式數(shù)控系統(tǒng)硬件平臺和軟件平臺的總體結(jié)構(gòu)及其功能設(shè)計的角度對嵌入式數(shù)控系統(tǒng)進行了詳細的設(shè)計研究,對于我國嵌入式數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用,是一次有益的嘗試與探索,是值得推廣和借鑒的。

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第7篇：數(shù)控系統(tǒng)范文

關(guān)鍵詞：數(shù)控機床；電氣故障；診斷；檢修；方法

數(shù)控機床具有機、電、液集于一身，技術(shù)密集和知識密集的特點，有較高自動化水平和生產(chǎn)效率。如今，數(shù)控設(shè)備的廣泛運用是土業(yè)企業(yè)提高設(shè)備技術(shù)水平有效手段，也是發(fā)展的必由之路而數(shù)控設(shè)備的數(shù)控系統(tǒng)是其核心所在。它的可靠運行，直接關(guān)系到整個設(shè)備運行正常與否。

1 數(shù)控設(shè)備常見電氣故障

1.1 控制系統(tǒng)故障

數(shù)控機床的控制系統(tǒng)分為軟件控制系統(tǒng)和硬件控制系統(tǒng)。在軟件控制系統(tǒng)上，數(shù)據(jù)輸入的格式準確性直接影響到編程的結(jié)果。由于軟件不存在損耗，因此PLC編程調(diào)試不成功是軟件控制系統(tǒng)的常見故障。

1.2 顯示系統(tǒng)故障

數(shù)控機床不能正常顯示包括多個方面的原因：LED屏幕；編程系統(tǒng)的軟件故障；外置電腦出問題等原因。由于顯示系統(tǒng)連接多個模塊，在發(fā)生數(shù)控機床不能正常顯示的情況時候，要分清楚故障的來源和現(xiàn)象。

1.3 伺服系統(tǒng)故障

常見故障有：伺服系統(tǒng)控制單元失效；導致數(shù)控機床伺服控制系統(tǒng)對于信息化指令轉(zhuǎn)化為機械化動作的過程中，出現(xiàn)不加工，或加工紊亂的現(xiàn)象。

2 數(shù)控機床故障診斷與維修的常用方法

2.1 常規(guī)檢查法

是最常用也是首先采用的，是指維修人員根據(jù)感官感覺，并借助一些簡單的儀器來分析判斷故障的。外觀檢查采用看聽嗅摸等來了解故障發(fā)生時所伴隨的各種異常：噪聲、火花異常，發(fā)熱焦糊味，發(fā)熱元件表面的過熱變色煙熏黑或燒焦金屬燒結(jié)的亮點等磨損破損斷裂移位松動脫開，壓合形變沖擊振動與爬行等異?，F(xiàn)象，觀察設(shè)備的外貌與外部連接，以及內(nèi)部器件的情況，以判斷故障可能發(fā)生的部位。

2.2 自診斷功能法

自診斷功能是數(shù)控系統(tǒng)的重要特點，是指數(shù)控系統(tǒng)在運行中，即可掌握系統(tǒng)運行的狀態(tài)信息查明故障部位與原因或預知系統(tǒng)劣化傾向，并給出對策的技術(shù)。系統(tǒng)在啟動時，就對系統(tǒng)軟硬件進行檢測和初始化，如果啟動過程中不能完成規(guī)定的診斷內(nèi)容，就會產(chǎn)生相應(yīng)的報警。啟動診斷結(jié)果的表現(xiàn)形式，一般是主控制板上的指示燈和報警燈或段數(shù)碼管顯示。如果系統(tǒng)不能正常啟動，就可以根據(jù)其報警燈的指示，查閱維修手冊進行故障判斷。當系統(tǒng)正常啟動后，就進入運行診斷，通過系統(tǒng)內(nèi)裝的診斷程序或內(nèi)部循環(huán)監(jiān)控測試電路，對系統(tǒng)本身裝置各個伺服單元與伺服電機主軸伺服單元和主軸電機，以及與數(shù)控系統(tǒng)相連的其他外部裝置進行自動的診斷與檢查，并且顯示相關(guān)的狀態(tài)信息和故障信息。只要系統(tǒng)不斷電，在線診斷就會以一定的時間間隔反復進行而不停止。自診斷功能法適用于有報警顯示的故障排查，當然，報警顯示有硬件和軟件兩種

2.3 模塊交換法

在故障大定位時，利用備用的電路板模塊集成電路芯片或元件，替換有疑點的部件，觀察故障現(xiàn)象是否轉(zhuǎn)移，從而把故障范圍縮小到印刷線路板或芯片一級也稱為備件置換法。這種方法，往往可以節(jié)約維修時間與避免測試故障點中的一些難度。模塊交換時，要注意在斷電情況下進行，并應(yīng)檢查分析是否會出現(xiàn)危險或擴大故障范圍。

2.4 獨立單元分析法

首先將數(shù)控機床劃分為具有一定功能與簡單適配關(guān)系的?？膳c系統(tǒng)中其他部分或環(huán)節(jié)相結(jié)合的獨立部分、獨立單元，它可以是一個裝置，一個系統(tǒng)，甚至一根電纜或一個節(jié)接點。在故障分析中，經(jīng)常利用獨立單元的輸入輸出信號狀態(tài)分析，來判定它是否有故障。

3 分析診斷技術(shù)的未來發(fā)展

3.1 遠程診斷

隨著計算機與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，在數(shù)控設(shè)備計算機終端網(wǎng)絡(luò)連接之間構(gòu)建通訊聯(lián)系，利用相關(guān)軟件及網(wǎng)絡(luò)支持，可調(diào)用數(shù)控設(shè)備的參數(shù)與狀態(tài)信息。當數(shù)控設(shè)備出現(xiàn)故障時，利用計算機即可實行遠程診斷，監(jiān)控數(shù)據(jù)及時回輸?shù)接嬎銠C中，將診斷結(jié)果及具體維修技術(shù)呈現(xiàn)出來。

3.2 人工神經(jīng)網(wǎng)診斷

人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)，可簡稱為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建在人腦思維的基礎(chǔ)上，模仿人類大腦的神經(jīng)元特征，通過數(shù)學方法將程序簡單化抽象化模擬化，同時形成非線性的動力學網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的強大性，可處理各種復雜故障，同時具備記憶容錯推測聯(lián)系及自適應(yīng)等功能。

3.3 自修復技術(shù)

在數(shù)控設(shè)備系統(tǒng)中，具有備用模塊功能，并在系統(tǒng)軟件中發(fā)揮自修復程序作用在軟件運行過程中，如果某個模塊產(chǎn)生故障，則系統(tǒng)將顯示信息，并自動尋找故障點。

總結(jié)：做好數(shù)控設(shè)備的正確操作保養(yǎng)與維護，是提高數(shù)控設(shè)備使用效率與使用壽命的根本途徑。因此，我們必須加強對電氣故障的維修與管理，保證數(shù)控設(shè)備的長期穩(wěn)定運行。

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第8篇：數(shù)控系統(tǒng)范文

關(guān)鍵詞：位置檢測裝置 數(shù)控系統(tǒng) 應(yīng)用

1 數(shù)控系統(tǒng)對位置檢測裝置的要求

位置檢測裝置是指能夠把機械位移量轉(zhuǎn)換成一定形式的電信號的裝置，是數(shù)控機床的重要組成部分。在閉環(huán)系統(tǒng)中，它的主要作用是檢測位移量，并發(fā)出反饋信號和數(shù)控裝置發(fā)出的指令信號相比較，若有偏差，經(jīng)放大后控制執(zhí)行部件，使著向消除偏差的方向運動直至偏差等于零為止。

1）高可靠性和高抗干擾性。檢測裝置應(yīng)能抗各種電磁干擾，基準尺對溫、濕度敏感性低，溫、濕度變化對測量精度影響小。

2）使用維護方便，適合機床運行環(huán)境。測量裝置安裝時要有一定的安裝精度要求，安裝精度要合理。由于受使用環(huán)境的影響，整個測量裝置應(yīng)該有較好的防塵、防油霧、防切屑等措施。

3）能夠滿足精度和速度的要求。一般要求檢測元件的分辨率在0.0001～0.1mm之間，測量精度為±（0.001～0.02）mm / m。

4）成本低、壽命長。

2 檢測裝置的分類

按測量對象不同分類：位移檢測裝置和速度檢測裝置。

按安裝位置不同分類：直接測量和間接測量。

按測量方法不同分類：絕對式測量和增量式測量。

按檢測信號不同分類：模擬式測量和數(shù)字式測量。

3 常用典型位置檢測裝置及應(yīng)用

3.1 旋轉(zhuǎn)變壓器（角位移檢測元件）

旋轉(zhuǎn)變壓器是一種角度測量元件，它是一種小型交流電機。在結(jié)構(gòu)上與兩相繞組式異步電動機相似，由定子和轉(zhuǎn)子組成，定子繞組為變壓器的原邊，轉(zhuǎn)子繞組為變壓器的副邊。激磁電壓接到定子繞組上，激磁頻率通常為400H、500H、1000H、3000H、5000H，其結(jié)構(gòu)簡單、動作靈敏，對環(huán)境無特殊要求，維護方便，輸出信號幅度大，抗干擾性強，工作可靠。

3.2 光柵尺

光柵尺位移傳感器（簡稱光柵尺），是利用光柵的光學原理工作的測量反饋裝置。光柵尺位移傳感器經(jīng)常應(yīng)用于機床與現(xiàn)在加工中心以及測量儀器等方面，可用作直線位移或者角位移的檢測。其測量輸出的信號為數(shù)字脈沖，具有檢測范圍大，檢測精度高，響應(yīng)速度快的特點。例如，在數(shù)控機床中常用于對刀具和工件的坐標進行檢測，來觀察和跟蹤走刀誤差，以起到一個補償?shù)毒叩倪\動誤差的作用。

3.3 脈沖編碼器（角位移檢測元件）

脈沖編碼器是一種光學式位置檢測元件，編碼盤直接裝在轉(zhuǎn)軸上，以測出軸的旋轉(zhuǎn)角度位置和速度變化，其輸出信號為電脈沖。

脈沖編碼器是一種旋轉(zhuǎn)式脈沖發(fā)生器，能把機械轉(zhuǎn)角變成電脈沖，是數(shù)控機床上使用很廣泛的位置檢測裝置。

這種檢測方式的特點是：檢測方式是非接觸式的，無摩擦和磨損，驅(qū)動力小，響應(yīng)速度快。按編碼的方式，可分為增量式和絕對值式兩種。

3.4 感應(yīng)同步器

感應(yīng)同步器和旋轉(zhuǎn)變壓器均為電磁式檢測裝置，屬模擬式測量，二者工作原理相同，其輸出電壓隨被測直線位移或角位移而改變。

感應(yīng)同步器按其結(jié)構(gòu)特點一般分為直線式和旋轉(zhuǎn)式兩種：

直線式感應(yīng)同步器由定尺和滑尺組成，用于直線位移測量。旋轉(zhuǎn)式感應(yīng)同步器由轉(zhuǎn)子和定子組成，用于角位移測量。

感應(yīng)同步器的安裝：

直線感應(yīng)同步器由定尺組件、滑尺組件和防護罩三部分組成。定尺組件和滑尺組件分別安裝在機床的不動和移動部件上，防護罩是保護感應(yīng)同步器防止切屑和油污浸入。

直線感應(yīng)同步器的標準滑尺長度為100mm，定尺長度為250mm，當需要增加測量范圍時，可將定尺加工拼接。在拼接時，需要根據(jù)電信號調(diào)整兩個定尺接縫的大小，使其零位誤差曲線在拼接時平滑過渡。10根以內(nèi)的定尺接長時，可將定尺繞組串聯(lián)；10根以上的定尺接長時，為使線圈電阻和電感不致過分增大，把定尺分成數(shù)量相同的幾組，每組定尺繞組串聯(lián)后，再并聯(lián)起來，這樣可以保證不降低信噪比。

感應(yīng)同步器接長的具體步驟是：

1） 將選好的定尺初步安裝在定尺座上，將滑尺安裝在可動滑臺上，并調(diào)好定尺、滑尺之間的基本尺寸。

2） 將滑尺移到第一根定尺的無誤差位置，使輸出指零，固緊第一尺。

3） 使用距離測量系統(tǒng)（金屬線紋尺加讀數(shù)顯微鏡、量塊加和千分尺、激光干涉儀或標準定尺等測量系統(tǒng)），按無誤差點之間的距離，將滑尺準確地移到第二定尺的無誤差點，微調(diào)第一定尺，使輸出指零，固緊第二尺。

4） 重復步驟3），依次將所有定尺調(diào)整固緊。

全部定尺接好后，須進行全長誤差測量，對超差外進行重新調(diào)整。

正確地接長避免或減小了因接長不善而帶來的附加誤差，但接縫的存在將導致接縫誤差。它是由于接縫處磁密度變小造成的，一般在2～4um；因此，即使單塊定尺的精度選得很高，接長后總的精度仍然不會很高。減小接縫誤差就是要消除或減小接縫處磁場的不均勻性，可能過定尺采用非磁性基板或加大絕緣層厚度，在接縫處填充磁性物質(zhì)，可對靠近接縫處的定尺繞組采取變節(jié)距措施等方法來實現(xiàn)。

4 結(jié)束語

數(shù)控系統(tǒng)中的位置檢測裝置種類多，功能也越來越強。每種位置檢測裝置有自己的特點和應(yīng)用范圍，合理的選擇并正確的安裝使用，可以提高檢測的精度，更好的為數(shù)控系統(tǒng)服務(wù)。參考文獻

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第9篇：數(shù)控系統(tǒng)范文

【關(guān)鍵詞】電氣控制;可編程邏輯控制器;數(shù)控系統(tǒng)

1.可編程邏輯控制器（PLC）的基本特點分析

在可編程邏輯控制器的自身有著比較顯著的特點，這些特點也使得在數(shù)控系統(tǒng)中的應(yīng)用在效率上有著很大的提升。首先就是在實際的使用當中比較的簡便，通過簡明的梯形圖以及語句表等編程語言即可，對于電腦知識則沒有依賴性，這樣就使得系統(tǒng)的開發(fā)周期就大大的縮短，同時還能夠在線進行對程序加以修改，直接的對控制方案進行改變[1]。

在功能上也比較的強大，性價比較高，在小型的可編程邏輯控制器中就有著上千能夠使用的編程元件，功能方面比較的強大，能夠?qū)σ恍┍容^復雜的控制功能得以有效實現(xiàn)。并且同繼電器系統(tǒng)相比較而言在性價比上占有很大優(yōu)勢，可編程邏輯控制器能夠通過通信聯(lián)網(wǎng)從而實現(xiàn)集中管理分散控制。

另外，可編程邏輯控制器（PLC）在抗干擾的能力以及可靠性方面也比較的優(yōu)越，對于傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)來說其中的時間繼電器以及中間繼電器等都會在接觸上容易發(fā)生故障，而可編程邏輯控制器則在硬件上較少，對接線所造成的不良故障大大的減少了。并且在其中的軟件以及硬件的抗干擾能力也相對比較強，能夠在有著強烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)場地進行無礙工作，可靠性程度比較高。

最后，在這一系統(tǒng)的安裝設(shè)計等方面工作量也相對較少，在軟件方面可編程邏輯控制器對傳統(tǒng)的計數(shù)器件以及時間繼電器等進行了取代，所以在安裝設(shè)計等方面的工作大幅度減少，同時由于可編程邏輯控制器的梯形圖程序所采取的是順序控制設(shè)計的方法來進行設(shè)計的，所以能夠有規(guī)律的進行掌握，節(jié)省大量的設(shè)計時間，在系統(tǒng)的調(diào)試時間方面也要比繼電器系統(tǒng)要少很多[2]。

2.可編程邏輯控制器（PLC）系統(tǒng)規(guī)劃分析

數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)主要就是通過電腦網(wǎng)絡(luò)數(shù)控系統(tǒng)和強電柜所構(gòu)成，而數(shù)控機床則是由機床本體以及指揮控制和輸入+輸出接口驅(qū)動裝置所組成，這樣就對數(shù)字控制的應(yīng)用有效的形成了。在數(shù)控機床的電氣控制總體的布局采取了分立式的結(jié)構(gòu)所結(jié)合成的方式，在兩軸所運行的設(shè)置方面也相對簡單，數(shù)控機床的設(shè)計比較嚴謹，在制作的過程中對精細這一要求比較的重視，恒定溫度的基礎(chǔ)提高了工作的效率。

將數(shù)控機床和可編程邏輯控制器（PLC）得到有效的連接，能夠?qū)?shù)控系統(tǒng)的完善起到重要作用[3]。其中可編程邏輯控制器（PLC）設(shè)計涵蓋著通用型以及內(nèi)裝型可編程邏輯控制器（PLC），而在數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)可編程邏輯控制器（PLC）以及NC的設(shè)置當中都比較的獨立，而可編程邏輯控制器（PLC）在軟硬件上都比較的完備，在一些規(guī)定的控制任務(wù)方面都能夠自行的完成。在內(nèi)裝型的可編程邏輯控制器（PLC）設(shè)置主要就是根據(jù)數(shù)控機床順序控制設(shè)計以及制造的特點所生成的，在計算機網(wǎng)絡(luò)資源方面能夠和CNC的裝置一起共享使用，其工作的原理示意圖如下。

圖1 數(shù)控機床系統(tǒng)工作原理示意圖

3.可編程邏輯控制器（PLC）在數(shù)控系統(tǒng)中的具體應(yīng)用分析

在數(shù)控系統(tǒng)中的應(yīng)用是多方面的，首先在開關(guān)量的控制方式上的應(yīng)用，可編程邏輯控制器（PLC）技術(shù)的開關(guān)量控制的方式無論是在生活中還是在工業(yè)的生產(chǎn)中都比較的廣泛，PLC的芯片能夠通過程序的編寫來實現(xiàn)邏輯控制，同時也能夠?qū)崿F(xiàn)順序控制的可能，在當前我國于自動化的技術(shù)方面已經(jīng)是日趨的成熟，而傳統(tǒng)的繼電器系統(tǒng)也已經(jīng)被可編程邏輯控制器（PLC）所取代，這一系統(tǒng)能夠單步連續(xù)的對周期任務(wù)加以控制。

另外，在信息交換功能方面，可編程邏輯控制器（PLC）有著信息交換的功能，所以這一功能在數(shù)控系統(tǒng)中的應(yīng)用所發(fā)揮的作用非常重要，從而實現(xiàn)了數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機床之間的信息交流，而這種交換并不是在這兩部分的局限中的交換，PLC與另外的兩者都能夠進行信息上的交互，在實際的交互中通過各自的接口位置來進行，從這里就能夠看出，在可編程邏輯控制器（PLC）和數(shù)控機床以及數(shù)控系統(tǒng)信息交互的過程基礎(chǔ)上就有著四種接口位置，也就是PLC到數(shù)控機床，PLC到數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控機床到PLC，數(shù)控系統(tǒng)到PLC[4]。

在正常的信息交互中，相關(guān)的信號會從數(shù)控機床的I/0端子板到達PLC，而此種接口傳達的方式地址通常都是由開發(fā)者所進行定義的，PLC電氣控制到數(shù)控機床信息交互的信號是從PLC電氣控制接口到達數(shù)控機床側(cè)，對于可編程邏輯控制器（PLC）也是自定義的，在數(shù)控系統(tǒng)到PLC電氣控制的信號傳達比較的直接，能夠從數(shù)控系統(tǒng)直接的到達PLC電氣控制當中，而PLC電氣控制到達數(shù)控系統(tǒng)在信息的交互中主要是和PLC以及CNC相似，在信號的地址方面開發(fā)者是不能夠進行更改的。

然后，就是可編程邏輯控制器（PLC）在數(shù)控系統(tǒng)中的控制功能的應(yīng)用，首先在PLC電氣控制在數(shù)控系統(tǒng)中的控制功能最為主要的是體現(xiàn)在對面板的控制以及對信號傳達的控制和對數(shù)控機床側(cè)的控制這幾個方面的應(yīng)用。其中在信號傳達控制應(yīng)用方面主要就是在信號相互的傳達中對信號的各環(huán)節(jié)的控制，同時還有著報警這一功能，這在數(shù)控系統(tǒng)中的應(yīng)用上也起到了很大的作用，對于出現(xiàn)的異常問題能夠及時的得到反映，從而達到預警效果;而在面板控制方面是對CNC順利運行的實現(xiàn)，在數(shù)控機床機床側(cè)的控制應(yīng)用方面，對信號的傳達中可編程邏輯控制器（PLC）會將開關(guān)信號傳到PLC控制系統(tǒng)當中，然后對其進行讀取以及分析[5]。

最后就是基于可編程邏輯控制器（PLC）的分布式控制系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)用層面，在這一過程中，分布式控制系統(tǒng)在設(shè)計上會比較的復雜，每個PLC都會有相對應(yīng)的設(shè)備從而實現(xiàn)單獨的控制，在分布式的系統(tǒng)主要還是用于工業(yè)當中，尤其是數(shù)控系統(tǒng)當中，這樣就會使得無論是哪臺機器出現(xiàn)了問題都不會對其它的設(shè)備起到干擾，從而正常的工作。

4.結(jié)語

總而言之，對可編程邏輯控制器（PLC）電氣控制的實際應(yīng)用的探究還有著諸多的問題需要深入，在當前我國的工業(yè)發(fā)展逐漸蓬勃的階段，數(shù)控系統(tǒng)對工業(yè)的生產(chǎn)起到了重要的推動作用。數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)是我國的機械行業(yè)的重大信息化工程設(shè)置當中的一個比較重要的部分，在科技不斷發(fā)展的情況下，我國的數(shù)控系統(tǒng)中的可編程邏輯控制器（PLC）應(yīng)用將會朝著多樣化的方向進行發(fā)展，也必將能夠擁有廣闊的發(fā)展前景。

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