数控机床维护分析论文范文第1篇
摘要：数控机床是科技发展的产物，他能有效的降低工人的劳动负荷，是一种值得推广的设备。但是，数控机床在使用时，也会出现故障。为了消除故障，可从数控机床的设计、安装及维护提高设备运行性能。
CNC machine tools is the product of the development of science and technology， he can effectively reduce the labor load， is a kind of equipment to be promoted. However， n c machine tools in use， will fail. In order to eliminate the fault， but from the design of the nc machine tool to improve equipment performance， installation and maintenance.
关键词：数控机床;设备故障;故障分析;故障改进
Key words： CNC machine tools; Equipment failure; Fault analysis; Failure to improve
1.前言
随着科技的发展，降低人类劳动量是现代化工厂的一个发展趋势。数控机床作为一种常见的智能加工设备，在工厂中得到了广泛应用。而数控机床也与其他机械一样，会出现各种问题，如电机故障、工作台故障、刀位故障等，为了提高数控机床的运行效率，探讨数控机床故障的改进措施就显得非常有必要。
2.数控机床常见故障
2.1 机床电机故障
由于变频电机具有良好的稳定性、转差损耗很小及较高的价格优势等特点，再加上变频电机能以很高的转速运行，还能进行无级调速等优势，因此当前很多数控机床都以使用变频电机作为首选设计方案。虽然变频电机具有如此多的有点，但在实际应用中，电机还是会遇到各种问题，其中最常见的故障有以下几种：
首先，数控机床在正常运行时，电机的声音一般比较平稳，不会出现尖锐的噪声。但是，当机床使用了一定时间之后，就可能会出现不正常的杂音。这主要是由于数控机床的调速电机不正常运行导致的。当电机的轴承损坏之后，电机就不能平稳的运行，这将导致电机出现噪声。其次，电机在运行过程中，会因机械摩擦及其它原因产生大量的热量。此时，如果轴承中使用的润滑剂不能承受高温，就会加速润滑剂的流失。当润滑剂减少到一定程度时，轴承就不能得到很好的润滑，这也是造成调速电机产生噪声的一个重要原因之一。
其次，由于很多机器零件都需要较高的加工精度，因此，为了提高数控机床的加工精度，在机床的设计时就需要保证机床整体的振动不能超过规定范围。但是，在机床实际运行过程中，随着使用时间的增长，机床的振动幅度也会增加。其中的原因有很多，例如轴承本身质量不达标或轴承使用时间过长，将导致轴承损坏，当轴承损坏之后，电机运行过程中就会伴随着剧烈的振动;当电机的紧固螺丝没有拧紧时，电机也会出现振动现象[1];另外，皮带轮与电机轴之间的配合问题也会导致电机振动。
最后，电机发热问题也不容忽视。因为电机的机械特性和电气特性都是在一定的温度条件下测得的，而当电机温度升高时，电机的特性将可能受到影响。当电机温度过高时，还可能会烧毁电机。
2.2 机床工作台故障
数控机床的工作台是直接参与零件加工的部件，当工作台出现故障时特征非常明显，一般都表现为工作台突然停止工作。而导致工作台故障的原因却不那么单一，其可能原因各种各样。要找到到底是什么原因导致了数控机床工作台故障，就需要逐步进行排查。例如将工作台复原，再运行，看故障是否重现;手动转动丝杠，看是否会出现阻力突然曾大的情况等。
2.3车床刀位故障
车床刀位主要有两种故障形式，一种是车刀无法定位，另一种是零件精度严重不足。对于前一种故障形式，主要原因可能是电动刀架上的霍尔元件出现问题，而导致换刀时，无法将信息反馈到控制其中，而造成电动刀架不断转动的情况。对于第二种情况，有两种原因可造成零件加工精度严重不足。第一种情况是丝杠的连接松动，使得机床在没有零件时，能正常运行。但当加工零件时，由于符合作用，而使刀具偏离原位。另一种情况是电动刀架无法锁紧导致的，当机床换刀之后，如果刀具没有锁紧，也会在加工零件时，由于符合作用导致零件尺寸误差剧烈变大。
3.针对数控机床常见故障的一些改进建议
3.1完善数控机床的设计方案
为了从根本上避免数控机床出现以上常见的故障，应该从数控机床的设计过程中就有意识的完善机床的设计，增加机床的可靠性。机床的设计主要可从电气方面和机械方面完善。电气方面容易出现问题的是电气元件，这应根据机床的不同部位的工作环境作手，增加工作的冗余值，选择能适应更恶劣环境的电气元件。例如，电动刀架中需要用到的霍尔元件，由于它是反馈刀位信息的重要元件，并且数控机床运行过程中，需要频繁换刀。因此，对霍尔元件的选择就应该满足频繁换刀的需求，并将其性能适当增加，以防止使用过程中不必要的损坏。
3.2按要求安装数控机床
机床的装配精度将严重影响着机床的整体性能，而当机床的设计精度达到需要的标准之后，影响机床整体的精度的重要因素就是机床的安装步骤了。因此，在装配数控机床时，一定要安装设计要求，严格按照步骤进行安装。例如在对主轴进行安装时，由于主轴的精度将直接影响零件的精度。因此，在安装过程中，应该不断的检查其精度，并通过其他部件重复控制主轴的安装精度，以避免出现主轴精度问题。
3.3加强故障排查工作
机床的故障应该“防患于未然”。数控机床的故障具有较强的隐藏性，因此很多故障出现时，都会有一定的潜伏期。而故障在潜伏期中虽然不会立即使机床出现严重后果，但却会持续破坏机床的性能，最终使机床的多个部位出现故障，降低设备性能。因此，为了提高设备的使用寿命，应该定期检查机床可能出现的故障，增加发现潜伏故障的几率，并将故障及时排除。
4.总结
数控机床中常见的故障有刀位故障、工作台故障和调速电机故障，它们都是严重影响数控机床正常运行的重要因素。为了提高数控机床的运行效率，就需要避免这些常见故障对机床的影响。通过探讨，可以从完善机床设计方案、提高机床安装精度和加强日常维护等方面来降低机床出现故障的几率。
参考文献：
[1]张世亮.数控机床故障的分析及处理[J].科技与企业，2012（09）
[2]凌万春.数控机床故障的诊断和维修[J].机电工程技术，2012（08）
数控机床维护分析论文范文第2篇
（广州华立科技职业学院 广东 广州 511325）
摘 要：数控系统种类繁多，故障千变万化，维修方法自然也不尽相同，故障的诊断与维修在数控生产中的地位愈来愈重要，直接目的和结果是使数控系统恢复正常运行，从而保证生产的顺利进行。
关键词：数控机床；故障诊断；分析；排除
数控机床作为一种高效的生产设备在许多行业中，往往是关键岗位的关键设备，其出现故障后若不及时找到故障的原因，就不能使其恢复生产，将会给企业带来巨大的损失。故采用正确的故障诊断方法，及时排除故障，在企业中尤其重要。本人这里浅谈数控机床故障诊断及典型故障分析与排除，希望对维修人员有所帮助。
一、数控机床故障的常用诊断方法
数控机床的故障诊断有故障检测、故障判断及隔离和故障定位。为了及时发现系统出现故障，快速确定故障所在部位并能及时排除，要求：1）故障检测应简便，不需要复杂的操作和指示。2）故障诊断所需要的仪器应尽可能少，为此可以采用以下的诊断方法：
1、直观法
就是利用人的感官注意发生故障的各种外部现状并判断故障的可能部位，这是处理数控机床故障最直接且行之有效的方法，可通过问、看、听、嗅和触摸等方法进行诊断。
问：由于机床发生故障的前后机床操作人员都在现场，他们对故障发生的前因，过程和结果都是非常清楚的，所以从他们的回答可以了解到机床故障的一些重要信息。 看：即通过观察机床变化进行诊断故障，有无烧焦和打火现象；有无机械卡死和部件变形；有无接线松动，断路，虚焊等。听 ：根据声音来判断故障原因，维修过程可听的声音，如主轴噪音；进给轴移动声；各电机转动声；继电器，接触器动作声等。嗅和触摸：有时机床出故障时，通过嗅和触摸也可以定位出故障点，一般有芯片和电线烧焦的糊味，而手摸电器表面感觉温度，机械部件的振动和反向间隙等。
2、 互换法
在数控系统中常有型号完全相同的电路板，模块，集成电路和其它零部件。我们可将相同部分互相交换，观察故障转移情况，以快速确定故障部位。当数控系统某个轴运动不正常，如爬行，抖动，时动时不动，一个方向另一个方向不动等故障时。常采互换法来确定故障部位。
3、隔离法
在维修过程中，有些故障是关系到一个很长的链，如果一个个部件排除，既费时，又烦琐。以某一部件为界隔离一部分后再进行排除，有时起到事半功倍的效果。
4、自诊断
自诊断技术是当今数控系统的一项十分重要技术，它是评价系统性能一项重要技术的主要指标。当数控系统一旦出现故障，借助系统的诊断功能可以迅速，准确地查明原因并确定故障部位。因此，对维修人员来说，熟悉系统的自诊断功能是十分重要。
1）开机自诊断
数控系统通电后，系统自诊断软件会对系统最关键的硬件和控制软件检查，如CPU、RAM、ROM等芯片、I/O口及监控软件，如果正常，将进入正常操作界面。如检测不通过，即在液晶上显示报警信息或报警号。指出哪个部分发生了故障，将故障原因定位在一定的范围内，然后通过维修手册找出造成故障的真正原因，根据书上的说明进行排除。
2） 运行自诊断
运行自诊断是数控系统正常时，运行内部诊断程序对系统本身，位置伺服单元以及数控装置相连的其它外部装置进行自动测试并显示有关信息和故障信号。只要系统不断电，这种诊断将会反复进行下去，不会停止。诊断信息有：CNC与机床之间的I/O接口；CNC内部各存储器的信息；伺服系统的状态信息；MDI面板操作面板的状态信息等。
二、典型故障分析与排除
案例1 一台CJK6140O数控车床配置GSK980TD+DA98A伺服系统，X轴驱动器出现ERR4报警.
故障分析 通过查询DA98A说明书，ERR4报警解释为：位置超差。引起这报警是由于位置偏差计数器的脉冲个数值超过“位置超差检测范围”这个参数设定的值。 GSK980TD+DA98A的配置的控制图如图1所示，从系统发出来的位置指令脉冲与伺服电机光电编码器反馈回来的脉冲在驱动器进行运算，位置指令脉冲到来进行加法运算，伺服电机光电编码器反馈回来的脉冲进行减法运算，得到的偏差值即为位置偏差计数器的计数值。由此可以判定故障有可能由以下原因引起：1）系统或伺服相关的参数设置异常，引起指令脉冲频率过高，转矩不足等。2）光电编码器故障或电缆引线接错，使当前位置脉冲反馈失效。3）伺服电机或丝杠机械卡死，光电编码器转不起来。4）转矩不足。5）驱动器损坏。6）电机U，V，W引线接错。
故障排除 排除故障步骤图如图2，由于原因有可能是电气故障，也有可能是机械故障，所示先上电观察X轴驱动是否报警，如有，一般是驱动器电路板故障，只能更换同型号的驱动器。如没有报警，可检查系统和驱动器相关的参数是否设置正确，如系统的电子齿轮比、快速定位速度、加减速时间常数等；伺服驱动器的位置超差检测范围，位置比例增益、转矩限制值等。然后再按图2步骤进行排除。在维修过程中，当断开伺服电机与丝杠时，发现丝杠机械卡死，同时其表面附有一层铁粉，怀疑有铁粉浸进了螺母座里面使滚珠卡死无法传动，从而丝杠机械卡死，拆下丝杠和螺母座用汽油清洗，重新安装后工作正常。
案例2 在济南CJK6136车床上加工零件，在检验过程中发现工件X轴方向的实际尺寸与程序编制的理论数据存在不规则的偏差；
故障分析处理：首先检查X轴有关参数，发现系统参数与说明书所要求的十分相近，暂确定系统参数设置合理，排除参数设置不正确；其次检查加工工艺（如装夹）也合理；再检查X轴传动链；将一个百分表座吸附在横梁上；将机床操作面板上的工作方式为：单步方式，单步增量为：1m m，按X轴正方向进给键，观察百分表读数的变化，理论上应该每按一下，百分表读数增加1m m，经测量，X轴正、负方向的增量运动都存在不规则的偏差（由于是在使用中的机床，可以排除驱动电子齿轮比设置不正确）；找一粒滚珠置于滚珠丝杠的端部中心，用百分表的表头顶住滚珠，如下，按X轴正、负方向的进给键，主轴箱沿X轴正、負方向连续运动，观察百分表读数无明显变化，故排除滚珠丝杠轴向窜动的可能；检查与X轴伺服电动机和滚动丝杠联接的同步齿形带轮，发现与伺服电动机转子轴连接的带轮锥套有松动，使得进给传动与伺服电动机驱动不同步，由于在运动中松动是不规则的，从而造成位置偏差的不规则，最终使零件加工尺寸出现不规则的偏差，在拧紧锥环后，再加工工件，尺寸正常，问题解决。
三、结束语
数控系统种类繁多，故障千变万化，维修方法也不尽相同，从以上两个例子，我們知道，在进行数控机床的维修时，要多思多想，认真仔细，注意合理使用逐层深入、层层分析的方法。遇到问题时要先想、问、再分析、然后深入分析、最后动手解决问题，切忌盲目动手，这样才有利于更快、更准的解决问题。
参考文献
[1] GSK980TA、GSK980TD车床CNC操作说明书，2006.1.
[2]《GSK数控系统维修手册》，2006.5.
[3]《现代数控机床故障诊断与维修》邓三鹏，国防工业出版社，2009.
数控机床维护分析论文范文第3篇
二、操作时思想应高度集中，不允许一边与人谈话一边进行操作。
三、严禁将手伸进工作区送料工件，小工件冲压要用辅助工具。
四、冲压脚踏开关上方应有防护罩，冲完一次脚应离开开关。
五、工具材料不要堆放在机床上，防止掉落引起开关动作。
六、工作时应穿戴好防护物品(工作服、护目镜、手套)。
七、注意调整机床设备各部间隙，安全装置应完好无损，皮带罩、齿轮齐全。
八、下班前整理机床卫生，工作部位涂满润滑油。
数控机床维护分析论文范文第4篇
1 数控机床故障的分类
故障是指系统在规定的条件和时间内失去了规定的功能。机械磨损、机械锈蚀、插件接触不良、电子元器件老化、操作失误等都可导致数控机床出故障。常见故障按产生原因分为机械故障和电气故障两类。
2 数控机床故障诊断与维护所需条件
2.1 人员条件
维修人员首先要有高度的责任心和良好的职业道德。其次, 要学习并掌握有关数控机床和电气控制的各学科知识并进行实践培训。同时还要学习掌握各种电气维修中常用的仪器、仪表和工具, 掌握一门外语, 能看懂技术资料。
2.2 物质条件
准备通用的和某台数控机床专用的电气备件, 必要的维修工具、仪器仪表等, 最好配有笔记本电脑并装有必要的维修软件, 每台数控机床所配有的技术图样和资料, 数控机床使用、维修技术的档案材料。
2.3 预防性维护
预防性维护的目的是为了降低故障发生率, 其工作内容主要包括下列几方面。
(1) 人员安排。为每台数控机床分配专门的操作人员、工艺人员和维修人员。
(2) 建规建档。针对每台机床的具体性能和加工对象制定操作规章, 建立工作与维修档案。
(3) 日常保养。对每台数控机床建立日常维护保养计划, 包括保养内容及各功能部件和元气件的保养周期。
(4) 提高利用率。使机床经常运行, 即便是空运行, 至少也要经常给数控系统通电。
3 数控机床故障诊断的方法
3.1 故障诊断的原则
(1) 先外部后内部。
(2) 先机械后电气。
(3) 先静后动。
(4) 先简单后复杂。
3.2 故障诊断的方法
(1) 直观检查法。首先要询问, 向故障现场人员仔细询问故障产生的过程、表象及后果;其次是仔细检查, 根据故障诊断原则进行观察, 总体查看机床工作状态是否正常, 局部观察电路板的元器件及线路是否正常;再次是触摸, 在整机断电条件下通过触摸各主要电路板的安装状况、各功率及信号导线的联接状况等来发现可能出现故障的原因。
(2) 仪器检查法。使用常规电工仪表, 对各组交、直流电源电压, 对相关直流及脉冲信号等进行测量, 从中找寻可能的故障。例如:用万用表检查各电源情况, 用示波器观察相关脉动信号的幅值、相位甚至有无, 用PLC编程器查找PLC程序中的故障部位及原因等。
(3) 功能程序测试法。功能程序测试法是将数控系统的G、M、S、T、F功能编成一个功能试验程序, 并存储在相应的介质上。在故障诊断时运行这个程序, 可快速判定故障发生的可能起因。
(4) 信号与报警指示分析法。
(1) 硬件报警指示。是指包括伺服系统、数控系统在内的各电子电器装置上的各种状态和故障指示灯, 结合指示灯状态和相应的功能说明便可获知指示内容及故障原因与排除方法。
(2) 软件报警指示。如前所述的系统软件、P L C程序与加工程序中的故障通常都设有报警显示, 依据显示的报警号对照相应的诊断说明手册便可获知可能的故障原因及故障排除方法。
(5) 接口状态检查法。现代数控系统多将PLC集成于其中, 而CNC与PLC之间则以一系列接口信号形式相互通讯联接。有些故障是与接口信号错误或丢失相关的, 这些接口信号有的可以在相应的接口板和输入/输出板上有指示灯显示, 有的可以通过简单操作在CRT屏幕上显示, 而所有的接口信号都可以用PLC编程器调出。
(6) 参数检查法。数控系统、PLC及伺服驱动系统都设置许多可修改的参数以适应不同机床、不同工作状态的要求。这些参数不仅能使各电气系统与具体机床相匹配, 而且更是使机床各项功能达到最佳化所必需的。因此, 任何参数的变化甚至丢失都是不允许的。此类故障需要重新调整相关的一个或多个参数方可排除。
(7) 试探交换法。即在分析出故障大致起因的情况下, 维修人员可以利用备用的印刷电路板、集成电路芯片或元器件替换有疑点的部分, 从而把故障范围缩小到印刷线路板或芯片一级。在拔出旧板更换新板之前一定要先仔细阅读相关资料, 弄懂要求和操作步骤之后再动手, 以免造成更大的故障。
(8) 测量比较法。CNC系统生产厂在设计印刷线路板时, 为了调整和维修方便, 在印刷线路板上设计了一些检测量端子。维修人员通过检测这些测量端子的电压或波形, 可检查有关电路的工作状态是否正常。
(9) 特殊处理法。当今的数控系统已进入PC级、开放化的发展阶段, 其中软件含量越来越丰富, 由于软件逻辑的设计中不可避免的一些问题, 会使得有些故障状态无从分析, 例如死机现象。对于这种故障现象则可以采取特殊手段来处理, 比如整机断电, 稍作停顿后再开机等。
4 数控机床电气、液压和冷却润滑系统的保养
4.1 电气系统的保养
(1) 清除电气柜内的积灰, 保持电路板、电气元件表面干净。数控柜内一般都要加装空调装置。
(2) 检查机床各部件之间连接导线、电缆不得被腐蚀与破损, 紧固好接线端子和电器元件上的压线螺钉。
(3) 检查数控系统供电是否正常, 电压波动是否在允许范围之内, 整个数控电气系统接地是否可靠。
4.2 液压系统的保养
要定期对油箱内的油液进行更换, 定期检查更换密封件, 清洗油箱和管路, 防止液压系统泄漏。检查系统的噪声、振动、压力、温度等是否正常。
4.3 冷却润滑系统保养
检查导轨润滑油箱的油量, 润滑油泵是否能定时启动、停止。定期检查油泵、清洗过滤器、油箱、更换润滑油。
虽然数控机床的种类繁多, 但是各类数控机床的故障诊断和维护保养方法基本相同。只要操作者与维修人员做到认真操作, 精心维护, 就可以及时发现和消除隐患, 保证数控机床安全可靠地运行, 从而有效地保证和提高企业的经济效益。
摘要：近年来, 随着科技的不断发展, 我国各机械制造行业纷纷采用数控机床, 它们在生产中发挥出了强大的技术优势。如果数控机床出现了故障, 轻则影响机床的使用, 重则影响企业的兴衰。所以, 加强数控机床使用管理已是一个必须解决的重要问题。
关键词：数控机床,故障,诊断,维护,保养
参考文献
[1] 韩鸿鸾.数控机床维修实例[M].中国电力出版社, 2006.
[2] 毕敏杰.机床数控技术[M].北京:机械工业出版社, 1996.
[3] 刘永久.数控机床故障诊断与维修技术[M].北京:机械工业出版社, 2006.
数控机床维护分析论文范文第5篇
一、引言
数控系统是数控机床装备的核心关键部件。特别是对于国防工业急需的高档数控机床，高档数控系统是决定机床装备的性能、功能、可靠性和成本的关键因素，而国外对我国至今仍封锁限制，成为制约我国高档数控机床发展的瓶颈。
21世纪将是我国国民经济持续稳定发展的黄金时期，国民经济建设的高速发展将进一步拉动数控机床的市场需求。预计2010年国内市场数控机床需求将达10万台以上，40％以上为中高档型，消费将达到60-70亿美元，将为国产数控系统产业创造广阔的市场空间。
二、我国数控系统产业市场的现状
（一）数控系统产业的市场细分
我国数控系统分为三种型级，即经济型、普及型和高级型。这是根据我国当前市场需求的实际情况，按技术应用不同领域和复杂程度进行的阶段性标准来划分的。
在经济型数控系统中，国产经济型数控系统由于适应我国用户的实际使用水平和机床制造企业数控技术配套要求，得到了广大用户的认同，已形成了规模优势，目前约占到我国整个数控系统市场的60%左右。
国产普及型数控系统市场占有率不断提高，但外国品牌依然占领国内市场。进入20世纪90年代以来，我国逐步形成了以航天数控集团、机电集团、华中数控、蓝天数控等以生产普及型数控系统为主的国有企业，以及北京-法那科、西门子数控（南京）有限公司等合资企业的基本力量。从技术水平上比较，国产普及型数控系统的功能、性能并不差，价格和服务方面还有较大优势，可靠性与国外系统的差距也已显著缩小，但依然是国产数控系统最难开拓的市场领域。
在高档数控系统领域，国产数控系统与国外相比，确实还存在比较大的差距。虽然国产五轴联动数控系统技术上已经取得了一定突破，但功能还不够完善，在实际应用中验证还不全面。国产高档数控系统的差距，还表现在产品的系列化不全，如伺服电机、伺服驱动从小到大各种规格，国外都有，而我们的规格有限；在高速（快速进给速度40米/分以上）、高精（分辨率0.1微米以下）、多通道数控系统的功能、性能上，国产系统与国外系统有较大差距。我国进口的数控系统基本为德国西门子（SIMENS）和日本法那科（FANUC）两家公司所垄断，这两家公司在世界市场的占有率超过80%。在国内尚无自主知识产权高端数控系统替代的前提下，西门子和发那科拥有绝对的价格优势。加上高性能数控系统具有超越经济价值的战略意义，发达国家对出口我国的数控系统始终有所限制，甚至像五轴联动以上的高性能数控系统产品绝对禁止向我国出口。
（二）我国数控系统产业的发展目标
国家“十二五”期间的目标是：建立起比较完备的数控系统自主创新体系，具有自主设计、开发和成套生产能力，使我国高档数控系统总体技术达到国际先进水平。创建国产自主品牌产品，普及型数控系统市场占有率达70%以上，具有较强的国际竞争能力；国产高档系统市场占有率达到50%以上，主要品种基本实现自给，推动装备制造业现代化。
结合我国数控系统市场与数控系统产业的发展目标，不难看出，经济型数控系统市场已趋于饱和，且竞争相当激烈，由于技术水平相差不大，因此多为价格竞争。在普及型数控系统市场已逐步形成几家大企业的垄断现象，并且国外数控系统已在市场上占统治地位，很难进入。而在国内，高档数控系统目前只占整个数控系统的约2%，市场前景相当广阔，虽然目前大部分的高檔数控系统是国外产品，但依然有大片市场等待开发。竞争机会是平等的，并且有国家政策的支持与鼓励，数控系统厂商只有抓住这一契机，才能不断发展自己的技术，扩大市场，为国家高档数控系统的发展做出贡献。
三、高档数控系统市场需求分析
（一）高档数控系统的市场应用
高档数控系统可以应用于数控机床的生产，也可以对原有的数控机床或非数控机床进行系统升级、改造。其具体的应用市场为机电行业，包括机械、电子、汽车、航空、航天、轻工、纺织、冶金、煤炭、邮电、船舶等。另外，航空航天、船舶制造、大型电站设备、石化和冶金设备、汽车制造等都是我国机床业的下游产业，都离不开高档机床，为机床业的发展提供了广阔的空间。
（二）数控机床市场的现状
数控机床是利用硬件和软件相结合，是以电子控制为主的机电一体化机床，充分利用了微电子、计算机技术等高端技术。我国数控机床生产厂共有100多家，其中能批量生产的企业有42家(国有企业30家，民营企业5家，合资、独资企业7家)，平均年产量40-50台，几家重点企业年产量可达400-700台。
1、国内市场需求。我国数控机床20世纪80年代以来有了迅速发展，平均年产量增长20%以上；数控机床市场消费量从1990年的2588台增长至1996年的18000台；目前已是世界数控机床第三进口大国。进入90年代以来，我国数控机床生产企业都经历了结构调整、转变机制的艰苦磨砺过程。由于市场结构的变化，使得1997年数控机床市场消费量下降到14329台。同时由于进口减少，国产数控机床市场占有率上升到45.9%；正是由于结构的变化，才有可能形成产量下降、市场占有率提高的局面。近期，国家为扩大内需，通过加大技改投资和基础设施建设投资的措施来拉动国内市场消费。在各个主要市场看，轿车、重型汽车等重要车型的销售量从东向西逐步扩展，轿车个人购买已成为主流。这些行业的发展带动了机床工具的需求。其次是军工等需求稳步上升，在航空、兵器等领域，改造将继续增加，设备需求将进一步深化和扩大。民营企业将进一步渗透到制造业和轻工业，其技术水平和加工能力的提高依赖于装备的改善。处于“十一五”执行期的高峰，国家重点项目、重点工程、重点任务全面铺开，市场需求呈现出较高的增长，进一步拉动企业的技术改造和设备更新。近年启动和续建的重大工程有：三峡右岸的发电机组的制造，西气东输中段的全面开工及沿线各省、市的引进工程，南水北调工程，北京、上海、武汉、天津、重庆、长沙等大、中城市的地铁、轻轨工程、大化肥、大空分、西电东送等工程都会对相关产业带来市场的需求，而这些产业直接或间接都会使机床工具行业的市场增加份额和力度，为我国数控产业发展带来新的市场机遇。
2、国际市场需求。从近几年我国机床出口统计数据来看，数控机床的出口量和出口平均单价逐年上升，国际机床市场的消费主流是数控机床，目前世界数控机床消费趋势已从初期以数控电加工机床、数控车床、数控铣床为主转向以加工中心、专用数控机床、成套设备为主，这正是我国机床行业的弱项。“八五”期间，我国机床工具产品出口开始向全方位、多元化发展。近几年机床出口多元化发展趋势更加明显，由于受东南亚金融危机的影响，1998年我国东南亚出口额大幅降低，但同时开始向南美、中东、荷兰扩展，对英国、加拿大出口额也较1996年大幅度提高。美、欧、亚是目前我国机床产品出口的主要市场，占我国出口份额依次为1/4、1/5、1/6。在2005年的世界十大机床消费国（地区）中，只有我国台湾和意大利的机床消费额是负增长和零增长，其余都是正增长。2005年我国的机床消费额高达109亿美元，高出第2位的日本33.7亿美元，连续四年名列世界首位。世界机床市场整体消费的增加同时预示了数控机床市场的市场容量不断增加，为高档数控系统提供了广阔的市场投放空间。
四、市场规模预算
由于机床下游行业固定资产投资连续几年快速增长，国内机电产品市场需求年均增长30％，根据数控机床市场的预计，未来5年我国数控机床需求的年均增速在30％以上。
虽然国内市场对数控机床的需求很大，但对高档数控机床的生产和消费需求依然处于低水平，从2004年的数据看，高档数控系统占整个数控系统的产量比例为1.5%，比2002年上升了1个百分点。
另外，由于技术等方面的原因，国产高档数控系统的市场占有率非常小，2006年，国外公司在我国销售高档数控系统约占市场份额的99.5％。这就要求国产高档数控系统厂商必须生产质量可靠，价格适中的高档数控系统，才能与强劲的外国企业竞争.根据市场分析，可以做出未来五年我国高档数控系统市场规模预测如表1所示。
五、結论与建议
随着市场需求的不断扩大，科学技术的迅猛发展，21世纪将成为我国发展数控系统产业的绝佳时期，提高我国数控系统的技术性和竞争力将大力推动我国制造业的发展，这将是政府与企业共同努力的结果。
在政府政策方面，应充分利用国防军工行业与机床制造行业的合作平台，率先在军工行业推广使用自主化的高档数控系统。优先立项支持选用国产数控系统的首台首套高端数控机床装备的研制，并在项目中分配专门经费支持所配套的高档数控系统的研发，推动自主研发的高档数控系统的应用验证和市场推广。在使用财政性资金采购数控机床的项目中，标书中不要指定国外系统，给国产数控系统产品建立公平的市场竞争机制。在满足同等的条件下，应优先选用国产数控系统产品。同时，支持数控系统厂、数控机床厂和职业院校建立“数控技术培训与服务中心”，为数控机床生产者培训操作使用、工艺编程、维护维修人员。另外，政府也可以在技术改革、税收和金融政策等方面给予扶持，增强高档数控系统企业综合实力。
在企业自身方面，应加大在高档数控系统、全数字交流伺服驱动等核心关键技术领域的研发，走产学研相结合的道路，集我国家的财力支持建立由研究机构、大学、系统厂组成的技术联盟和研发平台，共同开展数控系统共性与关键技术的研发，加速制订下一代高档数控系统标准体系结构的规范和协议及相关的技术标准，并在国产数控系统行业内推广和共享，实现我国数控厂商的共同发展。
总之，国产高档数控系统的发展关系到我国的产业安全和国防安全，加速产业化步伐，增强自主创新能力，加快高档数控机床及其功能部件的研发和市场开拓，提高产品质量和服务质量，提高竞争力是我国高档数控系统产品的努力方向，我们相信在国家的政策和措施的支持下，在全行业自身的不断努力下，高档数控系统一定会有更好的发展。
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4、胡俊,王宇晗.数控技术的现状和发展趋势[J].机械工程师,2000(3).
（作者单位：东南大学经济管理学院）
数控机床维护分析论文范文第6篇
摘要：数控机床是工业技术发展，逐渐衍生出来的一种综合式高新技术设备，能够缩短机械加工时间，提高机械加工的灵活性，满足产品的质量要求，为企业提供优质的生产服务，但由于数控机床设备的整体结构十分复杂，电器管路交错纵横，在发生故障时诊断工作十分困难。随着网络技术的发展，在数据传输过程中取得了良好的应用成效，受到了机械加工业的广泛关注，本文主要探讨了网络模式下数控机床故障诊断技术的应用，对我国数控机床故障处理的发展前景进行了详细分析，希望能够全面提高数控系统的工作性能，满足智能化技术加工需求。
关键词：网络模式;数控机床;故障诊断
0 引言
网络技术在数控机床故障诊断中的有效应用，能够对设备的整个运行过程进行合理规划，对故障产生的主要原因进行推理，并制定出合理的解决措施，同时能够全面提高维护人员，对整体加工环境的感知能力，通过智能化编程对整个施工过程进行监管，自动化进行数控机床故障诊断。
1 网络技术在数控机床故障诊断应用的必要性
在进行数控机床故障诊断的过程中，通常会采用单机版技术设备，有效节约故障诊断时间，降低人力物力的投入，将得到的海量代码进行融合处理，通过网络技术的应用，保证诊断过程的通用性，结合故障产生的主要原因，进行故障代码的实时更新。采用网络所具有的开放式、互动性的功能作用，对当前数控机床常见的系统故障进行诊断分析，在基层端口显示出不同的故障代码，通过网络通讯模块的应用，实现互联网之间的有效传输，工作人员能够通过远程控制技术，分析数控机床的实际运行状态，并下达维修指令，要求现场的工作人员，进行数控机床故障信息检查。借助网络的便利性完成远程故障分析工作，打破传统数控机床故障诊断，时间与空间的限制，在出现运行故障的第一时间，制定出完整的故障解决方案，并随时通过网络平台，向数控机床领域专家进行故障咨询，分析故障发生的主要原因，及时进行故障排除，全面提高设备的运行效率，降低企业经济损失，节约机械生产企业的设备维护成本。
1.1 故障查询的通用性
不同型号的数控机床有着不同的内在结构，产生故障的主要原因也存在着明显的差异性，如果在故障诊断的过程中，出现错误代码和报警信息，就会形成数控系统故障，这是由于数控系统会自动根据部件产生的异常情况进行汇总报告，反馈出相应的错误代码。数控系统故障所产生的错误代码，不会因为机床的型号不同而发生改变，同时，数控系统所具有的系统报警功能也存在着区别，在进行机床错误代码融合的过程中，需要制定出合理的应急预案，保证故障代码的实时更新，确保故障查询的通用性。
1.2 故障码网络化传输
网络技术在数控机床故障诊断过程中的有效应用，能够简化故障诊断流程，为机床自带的诊断系统运行提供便捷服务，通过网络技术实现区域范围内的自主通讯，应用串口服务器完成故障代码的网络传输，简化故障诊断工作流程，制定多元化的数控机床设备维护方案。网络技术为大量的数控机床运行数据处理提供便捷，网络凭借庞大的系统功能支持，实现跨平台的远程监控，严格管理数控机床设备运行状态。一些工作人员无法在短时间内，诊断出数控机床设备故障信息，通过网络的便利性传输，由诊断专家远程进行故障系统分析，找出故障问题形成的主要原因，并制定出合理的解决方案。通过远距离传输故障代码的形式展现数据，有助于数控机床故障问题的智能化处理，节约数控机床故障诊断的人力、物力投入，全面提高机械设备的使用效率，为企业创造更高的经济效益。
1.3 提高技术人员故障诊断水平
随着信息技术的不断发展，计算机通信技术和网络技术，开始融入到数控机床故障诊断过程中，改变了技术人员传统的故障诊断方式，目前数控机床故障诊断过程中，需要采用远距离通信技术，以计算机网络技术为基础，通过物理层将数控机床运行问题，直观地呈现在专家面前。对数控机床故障产生的主要原因进行分析，并制定出合理的故障排除方案，弥补技术人员故障诊断水平的不足，数控机床研发人员和操作工人的技术水平，将会直接影响到数控机床故障诊断过程中，网络技术的应用价值。因此，需要对机械制造业的数控机床操作人员，开展计算机网络技术培训，向工作人员传授基础故障处理知识，在数控机床发生运行故障时，技术人员能够凭借数学运算能力，进行故障问题处理。
2 数控机床故障诊断系统模型的建立
以网络技术为基础，建立数控机床故障诊断系统分析模型，系统功能设计的优劣，取决于数控机床故障诊断基础知识的掌握，因此，需要在系统中建立数据知识库，结合以往的故障处理经验，将复杂的数控机床故障类型进行合理分类，分别储存到不同的知识库中。工作人员在进行数控机床故障资源搜索的过程中，会花费大量的时间和精力，在这一时间内企业需要承担着一定的经济损失，同时，数控机床故障排除具有滞后性，通过网络技术的应用进行故障树分解，并在不同的网络层次内，设置单元子知识库，让技术人员在搜索过程中，优先按照子知识库的类别，划分一定的搜索范围。判断记录故障运行状态的搜索区域，并通过范围内的故障排查，了解故障产生的主要原因，通过对各个子系统的有效管理，将数控机床故障诊断系统分析模型，划分为不同的知识层次，并以拓扑网的形式表现出，不同实体间所具有的层次关系。
3 数控系统诊断技术及故障排除方法
3.1 网络自诊断技术
3.1.1 设备开机自诊断
数控机床在开机通电运行后，系统内部所蕴含的诊断软件会自动对系统CPU、RAM等元件的运行状态，连同系统内部的各类应用软件进行统一检查，并将最终的检查结果直观地显示出来，一旦发现设备运行故障问题，就会产生报警信号，发出预警提示。要求工作人员对系统运行信息进行详细排查，一般情况下，开机后的设备自诊断，在一分钟内足够完成，一旦发现数控机床运行故障，开机诊断系统会将故障产生的主要原因，直接定位到电路板和运行模块中。工作人员在进行故障排除的过程中，只需要在一定范围内查找故障产生的主要原因，根据网络维修手册和相关知识库记录，制定出合理的故障排除方案，保证系统设备的稳定运行。
3.1.2 设备运行自诊断
在数控机床设备运行的过程中进行自诊断，被统一称为在线自诊断，主要指的是严格排查数控系统运行时，各区域的运行状态，实现對运行故障的提前预防，设备运行时的内部诊断程序，需要自动测试系统、PLC等装置的使用情况。位置伺服单元是内部检测的核心数控装置，与外郏装置相连，自动检查能够直观的显示出数据诊断信息，并在数控系统工作的过程中反复确认。
3.1.3 设备停机诊断
在设备运行过程中通过自检测找出故障问题后，需要先停止设备的使用，通过随机诊断纸的运用进行系统脱机诊断，将诊断纸带写好的诊断程序编写到设备的RAM系统模块，计算机程序自动完成故障诊断，找出设备故障发生的主要位置，设备停机诊断是传统数控机床诊断的常用方式。
3.2 人工网络诊断技术
人工网络诊断技术，需要技术人员科学的使用网络技术，对数控机床的故障问题进行分析，在短时间内完成诊断工作，找出故障发生的主要范围。
3.2.1 功能程序诊断法
在数控机床设备出现运行故障时，需要通过功能程序诊断法分析数控系统中，不同工作区域下发的功能指令，并通过技术人员的操作，进行测试程序的编写和输入，穿成纸带的形式或在软盘上储存，故障诊断过程中进行程序运行。帮助工作人员快速的找出故障存在的功能区域，制订出合理的解决方案，功能程序诊断法经常被应用到随机性故障诊断过程中，也可以在设备长时间闲置或长时间使用时进行故障诊断。
3.2.2 运行参数诊断法
工作人员在进行设备系统运行故障诊断的过程中，对RAM中的数据参数进行检验，在这一流程中会产生网络干扰，技术人员的职业技能水平不足，很容易导致参数丢失，或造成不同程度的系统混乱，系统的不正常运行状态下会显现出故障问题的主要特征，因此需要通过工作人员的数据检查和参数核对，得到准确性的运行数值，排除一部分故障类型，具有充分故障排除经验的技术人员，能够自主完成设备运行参数凋整。
3.3 高级诊断技术
3.3.1 系统自修复诊断
随着网络技术的不断发展，一些数控机床能够实现系统自修复，首先在数控机床设备出现运行故障时，要通过自诊断技术，确定故障发生的主要范围，在系统内部设置备用模块，全程不会参与到设备的正常运行，只是在设备启动过程中，进行系统程序的自修复。当模块内部存在故障问题时，系统能够自主将故障信息产生的主要原因，展示在电脑屏幕上，并在备用模块中查询，随时对故障模块进行替换，维修人员能够在不耽误生产进度的状态下，根据系统提示，进行故障模块更换，想要实现系统自修复诊断，就需要设置较多的备用模块，导致数控机床的设备体积不断扩大，造价不断提升。
3.3.2 通讯诊断系统
通讯诊断系统的建立，需要与控制中心保持联系，维修站会通过电话线路进行沟通，运用网络系统，向设备的操作人员发送相应的诊断程序，通讯诊断属于一种遥控诊断类型，通讯诊断系统的建立要以计算机为基础，被广泛应用到故障发生后的诊断，和定期的设备预防性诊断。整个故障诊断过程中不需要派遣维修工到运行现场，只需在固定的时间内完成机床运行测试，将得到的诊断数据自动化传输到中央维修站进行统一分析。
4 总结
在机械加工过程中，数控系统自动形成生产模型，提高设备运行的自适应性，通过自动调节技术的应用，实现对数控机床诊断行为的延伸和扩展，数控机床的故障诊断需要合理运用人工智能、数据分析等网络技术，探寻故障发生的主要原因，并成立数学模型进行系统化分析。
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