時(shí)間：2023-03-20 16:12:56
導(dǎo)語：在數(shù)控機(jī)床論文的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
關(guān)鍵詞：？數(shù)控機(jī)床？PLC故障診斷;故障維修
一、數(shù)控機(jī)床故障診斷的基本方法
數(shù)控設(shè)備是一種自動(dòng)化程度較高，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的先進(jìn)加工設(shè)備，是企業(yè)的重點(diǎn)、關(guān)鍵設(shè)備。要發(fā)揮數(shù)控設(shè)備的高效益，就必須正確的操作和精心的維護(hù)，才能保證設(shè)備的利用率。正確的操作使用能夠防止機(jī)床非正常磨損，避免突發(fā)故障;做好日常維護(hù)保養(yǎng)，可使設(shè)備保持良好的技術(shù)狀態(tài)，延緩劣化進(jìn)程，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消滅故障隱患，從而保證安全運(yùn)行，故障診斷是進(jìn)行數(shù)控機(jī)床維修的第一步，它不僅可以迅速查明故障原因，排除故障，也可以起到預(yù)防故障的發(fā)生與擴(kuò)大的作用。
二、故障的調(diào)查與分析
這是排故的第一階段，是非常關(guān)鍵的階段，主要應(yīng)作好下列工作：
①詢問調(diào)查？在接到機(jī)床現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)故障要求排除的信息時(shí)，首先應(yīng)要求操作者盡量保持現(xiàn)場(chǎng)故障狀態(tài)，不做任何處理，這樣有利于迅速精確地分析故障原因。同時(shí)仔細(xì)詢問故障指示情況、故障表象及故障產(chǎn)生的背景情況，依此做出初步判斷，以便確定現(xiàn)場(chǎng)排故所應(yīng)攜帶的工具、儀表、圖紙資料、備件等，減少往返時(shí)間。
②現(xiàn)場(chǎng)檢查？到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，首先要驗(yàn)證操作者提供的各種情況的準(zhǔn)確性、完整性，從而核實(shí)初步判斷的準(zhǔn)確度。由于操作者的水平，對(duì)故障狀況描述不清甚至完全 不準(zhǔn)確的情況不乏其例，因此到現(xiàn)場(chǎng)后仍然不要急于動(dòng)手處理，重新仔細(xì)調(diào)查各種情況，以免破壞了現(xiàn)場(chǎng)，使排故增加難度。
③故障分析？根據(jù)已知的故障狀況按上節(jié)所述故障分類辦法分析故障類型，從而確定排故原則。由于大多數(shù)故障是有指示的，所以一般情況下，對(duì)照機(jī)床配套的數(shù)控系統(tǒng)診斷手冊(cè)和使用說明書，可以列出產(chǎn)生該故障的多種可能的原因。
④確定原因？對(duì)多種可能的原因進(jìn)行排查從中找出本次故障的真正原因，這時(shí)對(duì)維修人員是一種對(duì)該機(jī)床熟悉程度、知識(shí)水平、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和分析判斷能力的綜合考驗(yàn)。
⑤排故準(zhǔn)備？有的故障的排除方法可能很簡(jiǎn)單，有些故障則往往較復(fù)雜，需要做一系列的準(zhǔn)備工作，例如工具儀表的準(zhǔn)備、局部的拆卸、零部件的修理，元器件的采購甚至排故計(jì)劃步驟的制定等等。
三、電氣維修與故障的排除
這是排故的第二階段，是實(shí)施階段。？？如前所述，電氣故障的分析過程也就是故障的排除過程，因此電氣故障的一些常用排除方法在上一節(jié)的分析方法中已綜合介紹過了，本節(jié)則列舉幾個(gè)常見電氣故障做一簡(jiǎn)要介紹，供維修者參考。
（1）電源？電源是維修系統(tǒng)乃至整個(gè)機(jī)床正常工作的能量來源，它的失效或者故障輕者會(huì)丟失數(shù)據(jù)、造成停機(jī)。重者會(huì)毀壞系統(tǒng)局部甚至全部。西方國家由于電力充足，電網(wǎng)質(zhì)量高，因此其電氣系統(tǒng)的電源設(shè)計(jì)考慮較少，這對(duì)于我國有較大波動(dòng)和高次諧波的電力供電網(wǎng)來說就略顯不足，再加上某些人為的因素，難免出現(xiàn)由電源而引起的故障。
四、維修排故后的總結(jié)提高工作
對(duì)數(shù)控機(jī)床電氣故障進(jìn)行維修和分析排除后的總結(jié)與提高工作是排故的第三階段，也是十分重要的階段，應(yīng)引起足夠重視。？？ 總結(jié)提高工作的主要內(nèi)容包括：
①詳細(xì)記錄從故障的發(fā)生、分析判斷到排除全過程中出現(xiàn)的各種問題，采取的各種措施，涉及到的相關(guān)電路圖、相關(guān)參數(shù)和相關(guān)軟件，其間錯(cuò)誤分析和排故方法也應(yīng)記錄并記錄其無效的原因。除填入維修檔案外，內(nèi)容較多者還要另文詳細(xì)書寫。
②有條件的維修人員應(yīng)該從較典型的故障排除實(shí)踐中找出常有普遍意義的內(nèi)容作為研究課題進(jìn)行理論性探討，寫出論文，從而達(dá)到提高的目的。特別是在有些故障的排除中并未經(jīng)由認(rèn)真系統(tǒng)地分析判斷而是帶有一定地偶然性排除了故障，這種情況下的事后總結(jié)研究就更加必要。
③總結(jié)故障排除過程中所需要的各類圖樣、文字資料，若有不足應(yīng)事后想辦法補(bǔ)濟(jì)，而且在隨后的日子里研讀，以備將來之需。
④從排故過程中發(fā)現(xiàn)自己欠缺的知識(shí)，制定學(xué)習(xí)計(jì)劃，力爭(zhēng)盡快補(bǔ)課。
⑤找出工具、儀表、備件之不足，條件允許時(shí)補(bǔ)齊。
總結(jié)提高工作的好處是：
①迅速提高維修者的理論水平和維修能力。
②提高重復(fù)性故障的維修速度。
③利于分析設(shè)備的故障率及可維修性，改進(jìn)操作規(guī)程，提高機(jī)床壽命和利用率。
④可改進(jìn)機(jī)床電氣原設(shè)計(jì)之不足。
⑤資源共享?？偨Y(jié)資料可作為其他維修人員的參數(shù)資料、學(xué)習(xí)培訓(xùn)教材。
此次設(shè)計(jì)包括機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)，縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)，其中還包括齒輪模數(shù)計(jì)算及校核，主軸剛度的校核等。
關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床開放式數(shù)控系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)
Abstract：Thenumericalcontrollathecalledthenumericalcontrol(Numericalcontrol,iscalledNC)theenginebed.Itisbasedonthenumericalcontrol,hasusedthenumericalcontroltechnology,isloadedwiththeprocedurecontrolsystemtheenginebed.Itisbythemainengine,CNC,thedrive,thenumericalcontrolenginebedauxiliaryunit,theprogrammingmachineandothersomeappurtenancesiscomposed.
Thisdesignincludingthemainmovementofenginebeddesign,longitudinalentersforthedesign,alsoincludesthegearmoduluscomputationandtheexamination,themainaxlerigidityexaminationandsoon.
Keyword：numericalcontroltoolOpen-architecturemotor
當(dāng)前的世界已進(jìn)入信息時(shí)代，科技進(jìn)步日新月異。生產(chǎn)領(lǐng)域和高科技領(lǐng)域中的競(jìng)爭(zhēng)日益加劇，產(chǎn)品技術(shù)進(jìn)步、更新?lián)Q代的步伐不斷加快?，F(xiàn)在單件小批量生產(chǎn)的零件已占到機(jī)械加工總量的80%以上，而且要求零件的質(zhì)量更高、精度更高，形狀也日趨復(fù)雜化，這是擺在機(jī)床工業(yè)面前的一個(gè)突出問題。為了解決復(fù)雜、精密、單件小批量以及形狀多變的零件加工問題，一種新型的機(jī)床——數(shù)字控制(Numericalcontrol)機(jī)床的產(chǎn)生也就是必然的了。
此次設(shè)計(jì)是數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，其中包括機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)，縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)，還包括齒輪模數(shù)計(jì)算及校核，主軸剛度的校核等。
數(shù)控車床是基于數(shù)字控制的，它與普通車床不同，因此數(shù)控車床機(jī)械結(jié)構(gòu)上應(yīng)具有以下特點(diǎn)：
1．由于大多數(shù)數(shù)控車床采用了高性能的主軸，因此，數(shù)控機(jī)床的機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)得到了簡(jiǎn)化。
2．為了適應(yīng)數(shù)控車床連續(xù)地自動(dòng)化加工，數(shù)控車床機(jī)械結(jié)構(gòu)，具有較高的動(dòng)態(tài)剛度，阻尼精度及耐磨性，熱變形較小。
3．更多地采用高效傳動(dòng)部件，如滾動(dòng)絲桿副等。CNC裝置是數(shù)控車床的核心，用于實(shí)現(xiàn)輸入數(shù)字化的零件程序，并完成輸入信息的存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)的變換，插補(bǔ)運(yùn)算以及實(shí)現(xiàn)各種控制功能。
2.2總體方案的擬定
1．根據(jù)設(shè)計(jì)所給出的條件，主運(yùn)動(dòng)部分z=18級(jí)，即傳動(dòng)方案的選擇采用有級(jí)變速最高轉(zhuǎn)速是2000r/min，最低轉(zhuǎn)速是40r/min，。
2．縱向進(jìn)給是一套獨(dú)立的傳動(dòng)鏈，它們由步進(jìn)電機(jī)，齒輪副，絲桿螺母副組成，它的傳動(dòng)比應(yīng)滿足機(jī)床所要求的。
3．為了保證進(jìn)給傳動(dòng)精度和平穩(wěn)性，選用摩擦小、傳動(dòng)效率高的滾珠絲桿螺母副，并應(yīng)有預(yù)緊機(jī)構(gòu)，以提高傳動(dòng)剛度和消除間隙。齒輪副也應(yīng)有消除齒側(cè)間隙的機(jī)構(gòu)。
4．采用滾珠絲桿螺母副可以減少導(dǎo)軌間的摩擦阻力，便于工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)精確和微量移動(dòng)，且方法簡(jiǎn)單。
主運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)
參數(shù)的確定
一.了解車床的基本情況和特點(diǎn)---車床的規(guī)格系列和類型
1.通用機(jī)床的規(guī)格和類型有系列型譜作為設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該遵照的基礎(chǔ)。因此，對(duì)這些基本知識(shí)和資料作些簡(jiǎn)要介紹。本次設(shè)計(jì)中的車床是普通型車床，其品種，用途，性能和結(jié)構(gòu)都是普通型車床所共有的，在此就不作出詳細(xì)的解釋和說明了。
2.車床的主參數(shù)（規(guī)格尺寸）和基本參數(shù)（GB1582-79，JB/Z143-79）：
最大的工件回轉(zhuǎn)直徑D（mm）是400；刀架上最大工件回轉(zhuǎn)直徑D1大于或等于200；主軸通孔直徑d要大于或等于36；主軸頭號(hào)（JB2521-79）是6；最大工件長(zhǎng)度L是750～2000；主軸轉(zhuǎn)速范圍是：32～1600；級(jí)數(shù)范圍是：18；縱向進(jìn)給量mm/r0.03～2.5；主電機(jī)功率（kw）是5.5～10。
傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)
傳動(dòng)方案確定后，要進(jìn)行方案的結(jié)構(gòu)化，確定個(gè)零件的實(shí)際尺寸和有關(guān)布置。為此，常對(duì)傳動(dòng)件的尺寸先進(jìn)行估算，如傳動(dòng)軸的直徑、齒輪模數(shù)、離合器、制動(dòng)器、帶輪的根數(shù)和型號(hào)等。在這些尺寸的基礎(chǔ)上，畫出草圖，得出初步結(jié)構(gòu)化的有關(guān)布置與尺寸；然后按結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行主要零件的驗(yàn)算，如軸的剛度、齒輪的疲勞強(qiáng)度等，必要時(shí)作結(jié)構(gòu)和方案上的修改，重新驗(yàn)算，直到滿足要求。
對(duì)于本次設(shè)計(jì)，由于是畢業(yè)設(shè)計(jì)，所以先用手工畫出草圖，經(jīng)自己和指導(dǎo)老師的多次修改后，再用計(jì)算機(jī)繪出。
一.三角帶傳動(dòng)的計(jì)算
三角帶傳動(dòng)中，軸間距A可以較大。由于是摩擦傳遞，帶與輪槽間會(huì)有打滑，亦可因而緩和沖擊及隔離震動(dòng)，使傳動(dòng)平穩(wěn)。帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但尺寸，機(jī)床中多用于電機(jī)輸出軸的定比傳動(dòng)。
目錄
第一章引言1
第二章設(shè)計(jì)方案論證與擬定2
2.1總體方案的論證2
2.2總體方案的擬定2
2.3主傳動(dòng)系統(tǒng)總體方案圖及傳動(dòng)原理2
第三章設(shè)計(jì)計(jì)算說明5
3.1主運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)5
3.1.1參數(shù)的確定5
3.1.2傳動(dòng)設(shè)計(jì)6
3.1.3轉(zhuǎn)速圖的擬定8
3.1.4帶輪直徑和齒輪齒數(shù)的確定12
3.1.5傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)19
3.2縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)38
3.2.1滾珠絲桿副的選擇38
3.2.2驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選用42
結(jié)論47
小結(jié)48
工作臺(tái)是數(shù)控機(jī)床加工過程中最危險(xiǎn)的區(qū)域。加工過程中各種刀具的高速運(yùn)動(dòng)，冷卻液、加工廢屑不停飛濺，都會(huì)影響著操作人員的安全，所以，在這一區(qū)域添加安全防護(hù)功能的隔離板，是降低安全事故，也是保護(hù)操作員的必要措施。導(dǎo)軌式數(shù)控機(jī)床加工工件的必要組成部分，防護(hù)導(dǎo)軌是為了降低生產(chǎn)損耗，增加使用壽命，保證產(chǎn)品精度，所以，加強(qiáng)對(duì)導(dǎo)軌的防護(hù)非常重要。另外，可以加裝刮屑板來清理導(dǎo)軌上的廢屑，也可以加裝金屬蓋來阻擋外界的灰塵。
二、數(shù)控機(jī)床外觀造型設(shè)計(jì)
在數(shù)控機(jī)床外觀造型設(shè)計(jì)過程中，堅(jiān)持下列基本原則：
（1）數(shù)控機(jī)床的色彩設(shè)計(jì)要滿足以下特點(diǎn)：第一，色彩的表達(dá)要與機(jī)床的相應(yīng)功能相統(tǒng)一，在不同功能部位設(shè)計(jì)不同的色彩進(jìn)行區(qū)分。第二，根據(jù)人機(jī)協(xié)調(diào)的原則，采用偏中性的色彩設(shè)計(jì)，降低工人的疲勞感。第三，色彩的設(shè)計(jì)要與相應(yīng)的工作環(huán)境協(xié)調(diào)，不同的環(huán)境采用不同的色彩，比如在寒冷的環(huán)境用暖色調(diào)，高溫環(huán)境用冷色調(diào)。第四，美學(xué)原則，在外觀色彩設(shè)計(jì)時(shí)要搭配適當(dāng)色彩帶給人美得心里感受。第五，符合企業(yè)的品牌形象，對(duì)同一品牌機(jī)床的色彩設(shè)計(jì)要大體上同一并具有一定的延續(xù)性，有利于建立長(zhǎng)久的品牌形象認(rèn)知。
（2）形態(tài)設(shè)計(jì)的原則，數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)要符合單純化原則，堅(jiān)持簡(jiǎn)潔、大方的形態(tài)設(shè)計(jì)。首先，在加工制造中均衡與穩(wěn)定的形態(tài)更容易讓人產(chǎn)生安全感。其次，機(jī)床形態(tài)設(shè)計(jì)要在單純、穩(wěn)定和均衡的基礎(chǔ)上，做到變化與統(tǒng)一相互結(jié)合，減少單調(diào)、刻板的感覺。
（3）人機(jī)工程設(shè)計(jì)原則。數(shù)控機(jī)床的人機(jī)工程設(shè)計(jì)就要符合安全性，又要滿足易用性。在外觀設(shè)計(jì)時(shí)必須重點(diǎn)考慮操作人員的安全，在任何工作環(huán)境下都能保證操作人員的安全，要讓數(shù)控機(jī)床在外觀上能夠直觀區(qū)分功能區(qū)域，觀察窗口、操作面板、拉門把手、按鍵大小等的位置設(shè)置要合理科學(xué)，符合一般人的操作習(xí)慣。
（4）綠色機(jī)床原則。在數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)時(shí)，既要采用合理科學(xué)的結(jié)構(gòu)，以降低加工過程中的能量消耗，又要盡量使用可再生材料，有效使機(jī)床輕量化。
三、數(shù)控機(jī)床外觀造型設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)
對(duì)數(shù)控機(jī)床行業(yè)來說，重視產(chǎn)品的外觀造型，不僅僅出于對(duì)美的追求，更多的是為了適應(yīng)市場(chǎng)的變化和需求，維護(hù)企業(yè)形象，提高品牌價(jià)值，更好地提高企業(yè)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。
1.符合“以人為本”的設(shè)計(jì)理念
“以人為本”的設(shè)計(jì)理念是當(dāng)今數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)理念的發(fā)展趨勢(shì)，因?yàn)闄C(jī)器始終為人輔助，由人來操作，只有在設(shè)計(jì)中關(guān)注“人”的因素，才能符合人類的可持續(xù)發(fā)展這一需求。
2.增強(qiáng)數(shù)控機(jī)床本身的產(chǎn)品屬性
①數(shù)控系統(tǒng)自診斷。開機(jī)自診斷數(shù)控系統(tǒng)在通電開機(jī)后，都要運(yùn)行開機(jī)自診斷程序，對(duì)系統(tǒng)中關(guān)鍵的硬件和控制軟件進(jìn)行檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果在CRT上顯示出來。運(yùn)行自診斷運(yùn)行自診斷是數(shù)控系統(tǒng)正常工作時(shí)，運(yùn)行內(nèi)部診斷程序，對(duì)系統(tǒng)本身、PLC、位置伺服單元以及與數(shù)控裝置相連的其他外部裝置進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試、檢查，并顯示有關(guān)狀態(tài)信息和故障信息。
②在線診斷和離線診斷。在線診斷是指通過數(shù)控系統(tǒng)的控制程序，在系統(tǒng)處于正常運(yùn)行狀態(tài)下，實(shí)時(shí)自動(dòng)地對(duì)數(shù)控裝置、PLC控制器、伺服系統(tǒng)、PLC的輸入輸出和其他外部裝置進(jìn)行自檢，并顯示狀態(tài)信息、故障信息。脫機(jī)診斷當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，需要停機(jī)進(jìn)行檢查，這就是脫機(jī)診斷。脫機(jī)診斷的目的是修復(fù)系統(tǒng)的錯(cuò)誤和定位故障，將故障定位在最小的范圍。
遠(yuǎn)程診斷實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程診斷的數(shù)控系統(tǒng)，必須具備計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)功能。因此，遠(yuǎn)程診斷是近幾年發(fā)展起來的一種新型的診斷技術(shù)。數(shù)控機(jī)床利用數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)功能通過互聯(lián)網(wǎng)連接到機(jī)床制造廠家，數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)故障后，通過機(jī)床廠家的專業(yè)人員遠(yuǎn)程診斷，快速確診故障。
2數(shù)控機(jī)床故障的實(shí)用診斷方法
①診斷常用的儀器、儀表及工具萬用表－可測(cè)電阻、交、直流電壓、電流。
相序表－可檢測(cè)直流驅(qū)動(dòng)裝置輸入電流的相序。轉(zhuǎn)速表－可測(cè)量伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，是檢查伺服調(diào)速系統(tǒng)的重要依據(jù)。鉗形電流表－可不斷線檢測(cè)電流。測(cè)振儀－是振動(dòng)檢測(cè)中最常用、最基本的儀器。短路追蹤儀－可檢測(cè)電氣維修中經(jīng)常碰到的短路故障現(xiàn)象。邏輯測(cè)試筆－可測(cè)量數(shù)字電路的脈沖、電平。IC測(cè)試儀－用于數(shù)控系統(tǒng)集成電路元件的檢測(cè)和篩選。工具－彈頭鉤形扳手、拉錐度平鍵工具、彈性手錘、拉卸工具等。
②診斷用技術(shù)資料主要有：數(shù)控機(jī)床電氣說明書，電氣控制原理圖，電氣連接圖，參數(shù)表，PLC程序，編程手冊(cè)，數(shù)控系統(tǒng)安裝與維修手冊(cè)，伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使用說明書等。數(shù)控機(jī)床的技術(shù)資料非常重要，必須參照機(jī)床實(shí)物認(rèn)真仔細(xì)地閱讀。一旦機(jī)床發(fā)生故障，在進(jìn)行分析的同時(shí)查閱相關(guān)資料。
③故障處理。故障軟故障－由調(diào)整、參數(shù)設(shè)置或操作不當(dāng)引起硬故障－由數(shù)控機(jī)床（控制、檢測(cè)、驅(qū)動(dòng)、液氣、機(jī)械裝置）的硬件失效引起。
故障處理對(duì)策除非出現(xiàn)影響設(shè)備或人身安全的緊急情況，不要立即切斷機(jī)床的電源，應(yīng)保持故障現(xiàn)場(chǎng)。從機(jī)床外觀、CRT顯示的內(nèi)容、主板或驅(qū)動(dòng)裝置報(bào)警燈等方面進(jìn)行檢查。可按系統(tǒng)復(fù)位鍵，觀察系統(tǒng)的變化，報(bào)警是否消失。如消失，說明是隨機(jī)性故障或是由操作錯(cuò)誤引起的。如不能消失，把可能引起該故障的原因羅列出來，進(jìn)行綜合分析、判斷，必要時(shí)進(jìn)行一些檢測(cè)或試驗(yàn)，達(dá)到確診故障的目的。
④數(shù)控系統(tǒng)故障診斷方法。直觀法（望聞問切）：?jiǎn)枺瓩C(jī)床的故障現(xiàn)象、加工狀況等看－CRT報(bào)警信息、報(bào)警指示燈、電容器等元件變形煙熏燒焦、保護(hù)器脫扣等聽－異常聲響聞－電氣元件焦糊味及其它異味摸－發(fā)熱、振動(dòng)、接觸不良等。參數(shù)檢查法：參數(shù)通常是存放在RAM中，有時(shí)電池電壓不足、系統(tǒng)長(zhǎng)期不通電或外部干擾都會(huì)使參數(shù)丟失或混亂，應(yīng)根據(jù)故障特征，檢查和校對(duì)有關(guān)參數(shù)。隔離法：一些故障，難以區(qū)分是數(shù)控部分，還是伺服系統(tǒng)或機(jī)械部分造成的，常采用隔離法。同類對(duì)調(diào)法用同功能的備用板替換被懷疑有故障的模板，或?qū)⒐δ芟嗤哪０寤騿卧嗷ソ粨Q。功能程序測(cè)試法：將G、M、S、T、功能的全部指令編寫一些小程序，在診斷故障時(shí)運(yùn)行這些程序，即可判斷功能的缺失。
⑤故障診斷應(yīng)遵循的原則。第一，先外部后內(nèi)部數(shù)控機(jī)床的檢修要求維修人員掌握先外部后內(nèi)部的原則，由外向內(nèi)逐一進(jìn)行檢查排除。第二，先機(jī)械后電氣首先檢查機(jī)械是否正常，行程開關(guān)是否靈活，氣動(dòng)液壓部分是否正常等，在故障檢修之前，首先注意排除機(jī)械的故障。第三，先靜后動(dòng)維修人員本身要做到先靜后動(dòng)。首先詢問機(jī)床操作人員故障發(fā)生的過程及狀態(tài)，查閱機(jī)床說明書、圖紙資料，進(jìn)行分析后，才可動(dòng)手查找和處理故障。
數(shù)控機(jī)床是現(xiàn)代化企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)的一種重要物質(zhì)基礎(chǔ)，是完成生產(chǎn)過程的重要技術(shù)手段，強(qiáng)化管理是關(guān)鍵，“防”與“治”的結(jié)合是解決數(shù)控機(jī)床“使用難、維修難”的唯一途徑。
參考文獻(xiàn)：
[關(guān)鍵詞]數(shù)控車床霍爾開關(guān)繼電器伺服驅(qū)動(dòng)
一、換刀裝置故障
數(shù)控車換刀一般的過程是：換刀電機(jī)接到換刀信號(hào)后，通過蝸輪蝸桿減速帶動(dòng)刀架旋轉(zhuǎn)，由霍爾元件發(fā)出刀位信號(hào)，數(shù)控系統(tǒng)再利用這個(gè)信號(hào)與目標(biāo)值進(jìn)行比較以判斷刀具是否到位。刀換到位后，電機(jī)反轉(zhuǎn)縮緊刀架。在我維修數(shù)控車的過程中遇到了以下幾個(gè)故障現(xiàn)象。
故障一：一臺(tái)四刀位數(shù)控車床，發(fā)生一號(hào)刀位找不到，其它刀位能正常換刀的故障現(xiàn)象。
故障分析：由于只有一號(hào)刀找不到刀位，可以排除機(jī)械傳動(dòng)方面的問題，確定就是電氣方面的故障。可能是該刀位的霍爾元件及其周圍線路出現(xiàn)問題，導(dǎo)致該刀位信號(hào)不能輸送給PLC。對(duì)照電路圖利用萬用表檢查后發(fā)現(xiàn)：1號(hào)刀位霍爾元件的24V供電正常，GND線路為正常，T1信號(hào)線正常。因此可以斷定是霍爾元件損壞導(dǎo)致該刀位信號(hào)不能發(fā)出。
解決辦法：更換新的霍爾元件后故障排除，一號(hào)刀正常找到。
故障二：一臺(tái)六刀位數(shù)控車床，換刀時(shí)所有刀位都找不到，刀架旋轉(zhuǎn)數(shù)周后停止，并且數(shù)控系統(tǒng)顯示換刀報(bào)警：換刀超時(shí)或沒有信號(hào)輸入。
故障分析查找：對(duì)于該故障，仍可以排除機(jī)械故障，歸咎于電氣故障所致。產(chǎn)生該故障的電氣原因有以下幾種：1.磁性元件脫落;2.六個(gè)霍爾元件同時(shí)全部損壞;3.霍爾元件的供電和信號(hào)線路開路導(dǎo)致無電壓信號(hào)輸出。其中以第三種原因可能性最大。因此找來電路圖，利用萬用表對(duì)霍爾元件的電氣線路的供電線路進(jìn)行檢查。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：刀架檢測(cè)線路端子排上的24V供電電壓為0V，其它線路均正常。以該線為線索沿線查找，發(fā)現(xiàn)從電氣柜引出的24V線頭脫落，接上后仍無反應(yīng)。由此判斷應(yīng)該是該線斷線造成故障。
解決辦法：利用同規(guī)格導(dǎo)線替代斷線后，故障排除。
故障三：一臺(tái)配有FANUC-0imate系統(tǒng)大連機(jī)床廠的六刀位車床，選刀正常但是當(dāng)所選刀位到位之后不能正常鎖緊。系統(tǒng)報(bào)警：換刀超時(shí)。
故障分析查找：刀架選刀正常，正轉(zhuǎn)正常，就是不能反向鎖緊。說明蝸輪蝸桿傳動(dòng)正常，初步定為電氣線路問題。在機(jī)床刀架控制電氣原理圖上，發(fā)現(xiàn)刀具反向鎖緊到位信號(hào)是由一個(gè)位置開關(guān)來控制發(fā)出的，是不是該開關(guān)即周圍線路存在問題呢?為了確認(rèn)這個(gè)故障原因，打開刀架的頂蓋和側(cè)蓋，利用萬用表參照電路圖檢查線路，發(fā)現(xiàn)線路未有開路和短路，通過用手按動(dòng)刀架反向鎖緊位置開關(guān)，觀察梯形圖顯示有信號(hào)輸入，至此排除電氣線路問題。推斷可能是擋塊運(yùn)動(dòng)不到位，位置微動(dòng)開關(guān)未動(dòng)作。于是重新?lián)Q刀一次來觀察一下，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：果然擋塊未運(yùn)動(dòng)到位。于是把擋塊螺栓擰緊，試換刀一次正常。再換一次刀，原故障又出現(xiàn)了，同時(shí)發(fā)現(xiàn)蝸桿端的軸套打滑并且爬升現(xiàn)象。難道是它造成了電機(jī)反轉(zhuǎn)鎖緊時(shí)位置開關(guān)的擋塊不能到位?于是把該軸套進(jìn)行了軸向定位處理，將刀架頂蓋裝好。結(jié)果刀架鎖緊正常了。
解決辦法：對(duì)軸套進(jìn)行軸向定位故障解決。
二、穩(wěn)壓電源故障
機(jī)床在運(yùn)行時(shí)機(jī)床照明燈突然不亮，機(jī)床操作面板燈也不亮，系統(tǒng)電源正常，同時(shí)系統(tǒng)急停報(bào)警，和主軸無信號(hào)警。關(guān)機(jī)后重新上電故障依舊。
故障分析檢查：經(jīng)詢問當(dāng)時(shí)操作人員，沒有違規(guī)操作，排除人為原因，也可以排除機(jī)械原因，應(yīng)該是電氣故障引起。該機(jī)床的電器原理圖顯示，這些失電區(qū)域都和24V有關(guān)，并且該機(jī)床擁有兩個(gè)穩(wěn)壓電源，一個(gè)是I/O接口電源，另一個(gè)為系統(tǒng)電源。失電區(qū)域都與I/O接口有關(guān)，于是打開電氣柜觀察發(fā)現(xiàn)I/O接口穩(wěn)壓電源指示燈未能點(diǎn)亮，說明該電源未能正常工作或損壞。由穩(wěn)壓電源的工作原理知道，穩(wěn)壓電源有電流短路和過載保護(hù)的功能，當(dāng)電源短路或過載時(shí)自動(dòng)關(guān)斷電源輸出，以保護(hù)電源電路不被損壞。于是試著把電源的輸出負(fù)載線路拆下來，結(jié)果發(fā)現(xiàn)重新上電后電源指示燈亮了。這說明電源本身沒有損壞。通過分析得知該電源為I/O接口電源，負(fù)載不大，也不會(huì)出現(xiàn)過載現(xiàn)象，應(yīng)該是輸出回路中有短路故障。沿著輸出線號(hào)進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)有一根24V+輸出線接頭從絕緣膠布中露出并接觸到機(jī)床床體。原因很明顯：由于該線與機(jī)床發(fā)生對(duì)地短路，造成該穩(wěn)壓電源處于自我保護(hù)狀態(tài)，使得操作面板和一些I/O接口繼電器供電停止，導(dǎo)致發(fā)生以上故障。至于變頻器報(bào)警可能24V信號(hào)不能到位發(fā)出報(bào)警。
解決辦法：用絕緣膠布把接頭處重新包好，重新上電開機(jī)所有故障解決，報(bào)警解除照明燈也亮了。
三、系統(tǒng)程序鎖故障
一臺(tái)數(shù)控車，配有FANUC-0i-mate系統(tǒng)，無法輸入對(duì)刀值等參數(shù)，不能編輯程序，并伴有報(bào)警。
故障分析檢查：對(duì)此現(xiàn)象首先想到了程序保護(hù)開關(guān)，通過對(duì)比正常的系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)：與系統(tǒng)鎖住時(shí)現(xiàn)象一樣。所以懷疑系統(tǒng)鎖開關(guān)壞了，但經(jīng)過短接，仍不能解決問題。通過觀察故障系統(tǒng)的梯形圖發(fā)現(xiàn)X56輸入點(diǎn)無信號(hào)輸入，說明這條輸入線路斷路。沿著這條線號(hào)利用萬用表檢查，發(fā)現(xiàn)在操作面板后面選軸開關(guān)接頭處線頭脫落，導(dǎo)致線路無法輸入信號(hào)，使PLC邏輯關(guān)系不正確，才出現(xiàn)以上故障。
解決辦法：用烙鐵焊錫把脫落的線頭重新焊接好，報(bào)警解除，參數(shù)輸入正常，故障消失。
四、結(jié)束語
以上維修案例，可作為類似故障的排除參考。一般地，對(duì)于任何故障，首先是根據(jù)現(xiàn)象，根據(jù)原理來判斷故障點(diǎn)，分析每一個(gè)可能性，如一個(gè)開關(guān)，一個(gè)線接頭，一個(gè)螺釘都會(huì)是都會(huì)是故障原因，參照之前的操作、維修歷史進(jìn)行分析，能有利于縮小查找范圍，有利于提高維修的效率。
參考文獻(xiàn)：
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大連機(jī)床集團(tuán)數(shù)控車床電器說明書.
廣州數(shù)控GSK980T使用說明書.
數(shù)控機(jī)床要求驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)調(diào)速范圍寬、速度精度高、響應(yīng)速度快、加減速性能好，保護(hù)功能強(qiáng)等。
本文介紹一種高性能數(shù)控機(jī)床交流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)以智能功率模塊IPM為逆變器開關(guān)元件，以MCS96系列雙單片機(jī)為主控制器，控制算法采用全數(shù)字轉(zhuǎn)差頻率式矢量控制。主控制器采用雙CPU結(jié)構(gòu)，一片CPU完成速度外環(huán)控制、監(jiān)控及顯示等；另一片CPU用于電機(jī)高速控制，80C196MC完成電流內(nèi)環(huán)控制。兩片CPU之間通過共享RAM進(jìn)行通訊，有效地解決了一般CPU計(jì)算能力不強(qiáng)的問題。主回路采用由智能功率模塊IPM組成的電壓型交直交逆變器。該系統(tǒng)還具有功能齊全的檢測(cè)與保護(hù)電路等。
實(shí)驗(yàn)表明該系統(tǒng)具有良好的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)性能，能夠滿足數(shù)控機(jī)床對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的上述要求。
2主回路
主回路采用交直交電壓型結(jié)構(gòu)，主要由整流電路、濾波器及逆變電路等組成。逆變電路采用新型功率器件—智能功率模塊(IntelligentPowerModule，簡(jiǎn)稱IPM)。智能功率模塊IPM是一種先進(jìn)的混合集成智能功率模塊，它由高速、低耗的IGBT芯片和優(yōu)化的門極驅(qū)動(dòng)及過流、短路、欠壓和過熱保護(hù)電路組成，是繼IGBT之后電力電子技術(shù)領(lǐng)域的又一革新性成果。由于IPM內(nèi)部采用了能連續(xù)監(jiān)測(cè)功率器件電流的IGBT芯片，實(shí)現(xiàn)了高效的過流保護(hù)和短路保護(hù)；IPM內(nèi)部還集成了過熱和欠壓保護(hù)電路，大大提高了系統(tǒng)可靠性；IPM內(nèi)部還集成了絕緣柵雙極型晶體管IGBT及其驅(qū)動(dòng)電路，縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期；IPM通態(tài)損耗和開關(guān)損耗都較低，減少了散熱片尺寸，降低了成本。所以，與IGBT相比，智能功率模塊IPM具有明顯的優(yōu)勢(shì)。
3控制電路
為了實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的快速實(shí)時(shí)和可靠控制，控制電路采用80C196MC-80C196KC雙單片機(jī)結(jié)構(gòu)，如圖1所示。
圖1中，80C196MCCPU具有較高的運(yùn)算速度和較強(qiáng)的控制能力，它的任務(wù)是完成要求實(shí)時(shí)性高的電流內(nèi)環(huán)控制，產(chǎn)生PWM控制信號(hào)，完成保護(hù)等功能。特別是80C196MC片內(nèi)含有3相波形發(fā)生器WFG(WaveFormGenerator)。WFG具有3個(gè)同步的PWM模塊，每個(gè)模塊包含一個(gè)相位比較寄存器，一個(gè)無信號(hào)時(shí)間(dead-time)發(fā)生器和一對(duì)可編程的輸出。WFG可以產(chǎn)生獨(dú)立的3對(duì)PWM波形，它們具有共同的載波頻率、無信號(hào)時(shí)間和操作方式，一旦啟動(dòng)之后，WFG只要求CPU在改變PWM的占空比時(shí)加以干預(yù)。如采用16MHz晶振時(shí)，中心對(duì)準(zhǔn)的PWM的載波周期為0.15μs～16ms，增量為0.25μs，無信號(hào)時(shí)間的調(diào)整范圍為0.125～125μs。無信號(hào)時(shí)間用來防止一對(duì)互補(bǔ)的PWM同時(shí)有效，以保證輸出波形不交疊。WFG大大簡(jiǎn)化了用于產(chǎn)生同步脈寬調(diào)制(PWM)波形的控制軟件和外設(shè)硬件，特別適用于控制3相交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，也可用于控制直流無刷電動(dòng)機(jī)和其它需要多個(gè)PWM輸出的裝置。WFG是80C196MC/MD獨(dú)有的特色之一。80C196KC主要完成轉(zhuǎn)速控制與檢測(cè)，鍵盤中斷輸入并修改重要參數(shù)，顯示有關(guān)信息，矢量變換，向80C196MC提供指令信號(hào)等功能。
雙單片機(jī)之間的通訊采用共享RAM方式，以提高系統(tǒng)的運(yùn)行速度。80C196KC將計(jì)算出的電流環(huán)所需參數(shù)，如勵(lì)磁電流、轉(zhuǎn)矩電流、旋轉(zhuǎn)角速度等，傳送到共享RAM相應(yīng)單元，而80C196MC則從共享RAM中讀取這些數(shù)據(jù)。
4檢測(cè)與保護(hù)電路
1)電流檢測(cè)
由于數(shù)控機(jī)床要求較寬的調(diào)速范圍，因此，輸出電流的頻率變化范圍較大，一般的電流互感器不能滿足要求，故采用霍爾電流互感器對(duì)輸出電流進(jìn)行檢測(cè)?；魻栯娏骰ジ衅鞯奶攸c(diǎn)是體積小，響應(yīng)速度快，準(zhǔn)確度和線性度高。
2)轉(zhuǎn)速采樣
由于數(shù)控機(jī)床要求轉(zhuǎn)速控制精度較高，一般的測(cè)速部件難以滿足要求，為此采用1024高分辨率的光電脈沖編碼器，以實(shí)現(xiàn)高速定位、高速攻絲、輪廓控制等功能。
3)保護(hù)功能
智能功率模塊IPM具有性能優(yōu)良的內(nèi)置保護(hù)電路，以避免因系統(tǒng)失靈或過應(yīng)力而使功率器件損壞。內(nèi)置保護(hù)功能的框圖如圖2所示。
如果IPM模塊的一種保護(hù)電路動(dòng)作，IGBT柵驅(qū)動(dòng)單元就會(huì)關(guān)斷驅(qū)動(dòng)脈沖，并輸出一個(gè)故障信號(hào)。IPM模塊的內(nèi)部保護(hù)功能有以下幾種。
1)控制電源電壓鎖定(UV)IPM內(nèi)部控制電路由15V直流電源供電，如果由于某種原因這一電源電壓低于規(guī)定的欠壓動(dòng)作值(UV)，該功率器件將被關(guān)斷并輸出一個(gè)故障信號(hào)；只有當(dāng)電源電壓超過欠壓復(fù)位值(UVr)時(shí)電路才能恢復(fù)正常工作。如果干擾信號(hào)持續(xù)時(shí)間小于規(guī)定的tDUV，欠壓保護(hù)電路將不予理睬，控制電路正常工作，這樣可以有效地避免干擾信號(hào)對(duì)電路正常工作的影響。在UV和UVr之間應(yīng)設(shè)有一定的差值，這樣可以避免欠壓保護(hù)電路頻繁切換，保證電路的正常運(yùn)行。
2)過熱保護(hù)(OT)IPM內(nèi)部裝有溫度傳感器，用于檢測(cè)功率器件的工作溫度。如果傳感器檢測(cè)到基板溫度超出過熱動(dòng)作值(OT)，IPM內(nèi)部控制電路將截止下橋臂器件的柵驅(qū)動(dòng)，使控制輸入信號(hào)無效，同時(shí)給出下橋臂故障信號(hào)，直到溫度恢復(fù)正常，從而保護(hù)了功率器件。
當(dāng)溫度回落到過熱復(fù)位值(OTr)以下，并且控制輸入為高電平(關(guān)斷狀態(tài))時(shí)，功率器件將接受下一個(gè)低電平(開通狀態(tài))輸入信號(hào)且恢復(fù)正常工作。
同樣，為避免過熱保護(hù)頻繁動(dòng)作，在過熱動(dòng)作值OT與過熱復(fù)位值OTr之間也設(shè)有20℃的差值。
3)過流保護(hù)(OC)IPM采用帶電流傳感器的IGBT，用來測(cè)量功率器件的工作電流，如果流過IGBT的電流超出過流動(dòng)作值(OC)的時(shí)間大于toff(OC)，IGBT將被關(guān)斷。對(duì)超過OC數(shù)值但時(shí)間小于toff(OC)的電流脈沖，過流保護(hù)電路將不予理睬。當(dāng)檢測(cè)出過電流時(shí)，IPM內(nèi)部控制電路將IGBT軟關(guān)斷，同時(shí)輸出一個(gè)故障信號(hào)。軟關(guān)斷能夠控制關(guān)斷大電流時(shí)所產(chǎn)生的浪涌電壓，從而避免浪涌電壓過高，有效地保障了IPM的安全。
4)短路保護(hù)(SC)如果負(fù)載發(fā)生短路或系統(tǒng)控制器發(fā)生故障，從而導(dǎo)致上下橋臂直接導(dǎo)通，使流經(jīng)IGBT的電流超過短路保護(hù)動(dòng)作值(SC)，IPM內(nèi)置短路保護(hù)電路將啟動(dòng)軟關(guān)斷，關(guān)斷IGBT，并輸出一個(gè)故障信號(hào)。由于第三代IPM采用了實(shí)時(shí)電流控制電路(RTC)，它直接監(jiān)測(cè)IGBT末級(jí)驅(qū)動(dòng)電路電流，將SC檢測(cè)和關(guān)斷之間的響應(yīng)時(shí)間減小到不足0.1μs，從而大大減小了短路電流幅值、功率應(yīng)力和電壓峰值，有效地保障了IPM的安全。
為了保證系統(tǒng)安全可靠地運(yùn)行，除了IPM的自保護(hù)功能之外，系統(tǒng)中還設(shè)有過流、短路、交/直流過壓、欠壓、缺相和快熔保護(hù)等各項(xiàng)保護(hù)措施。
5控制算法
針對(duì)數(shù)控機(jī)床高精度要求，控制算法采用轉(zhuǎn)差頻率式矢量控制。矢量控制是把交流電動(dòng)機(jī)模擬直流電動(dòng)機(jī)來控制，通過坐標(biāo)變換把交流電動(dòng)機(jī)定子電流矢量分解成按轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的兩個(gè)直流分量，并對(duì)這兩個(gè)分量進(jìn)行控制，從而獲得與直流電動(dòng)機(jī)相同的調(diào)速性能。
在轉(zhuǎn)差頻率式矢量控制算法中，要用到電動(dòng)機(jī)參數(shù)，如果給定參數(shù)與實(shí)際值不符，轉(zhuǎn)矩或轉(zhuǎn)子磁通就不等于它們的指令值。在這里轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)的誤差至關(guān)重要，它直接影響矢量控制的動(dòng)靜態(tài)特性，因此需要對(duì)轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)償。在負(fù)載一定的情況下，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于最佳狀態(tài)，則認(rèn)為實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)磁場(chǎng)定向控制。采用的方法是選取電動(dòng)機(jī)實(shí)際旋轉(zhuǎn)角速度與給定角速度之間的誤差絕對(duì)值作為目標(biāo)函數(shù)，進(jìn)行轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)的自尋優(yōu)。即當(dāng)電流穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，選取適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)使這個(gè)誤差絕對(duì)值最小。設(shè)轉(zhuǎn)速環(huán)每1ms采樣一次，并把每163次采樣點(diǎn)作為一組數(shù)據(jù)，這樣163次采樣大約需要4s的時(shí)間。每次時(shí)間常數(shù)自尋優(yōu)以后，讓電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)4s，然后繼續(xù)采樣尋優(yōu)。
由于篇幅所限，“交流電動(dòng)機(jī)矢量變換控制原理”在此不再贅述，請(qǐng)參見有關(guān)參考文獻(xiàn)。
論文的參考文獻(xiàn)是有標(biāo)準(zhǔn)的寫作格式的，作者在寫作時(shí)應(yīng)該對(duì)引用是學(xué)術(shù)研究成果的完整和準(zhǔn)確性負(fù)責(zé)任，那么我們要怎么來寫論文的參考文獻(xiàn)呢？以下是學(xué)術(shù)參考網(wǎng)小編整理的數(shù)控車床畢業(yè)論文參考文獻(xiàn)范例，給大家欣賞。
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關(guān)鍵詞：監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)技術(shù)創(chuàng)新趨勢(shì)
一、概述
隨著中國的改革開放，在這十幾年中，全國大中型城市的高層建筑、公共場(chǎng)所、地下建筑、現(xiàn)代化廠區(qū)等得到了高速發(fā)展。這些建筑根據(jù)消防規(guī)范都安裝了獨(dú)立的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)。這些系統(tǒng)在防火救災(zāi)中起到了關(guān)鍵的作用，為保護(hù)人民的生命和財(cái)產(chǎn)作出了貢獻(xiàn)。但在實(shí)際操作中，由于火警信息需經(jīng)過保安值班人員的處理，人為的因素起到了關(guān)鍵的作用。如近期上海地區(qū)閔行一倉庫，由于個(gè)人的處理不當(dāng)，延誤了救火時(shí)間，釀成了大火，造成了重大經(jīng)濟(jì)損失。同時(shí)由于消防設(shè)施的日常維護(hù)和保養(yǎng)的要求較高，需常備不懈。平時(shí)的消防檢查與監(jiān)督由防火監(jiān)督部門逐個(gè)建筑進(jìn)行查訪，效率較低，而且需大量的人力和時(shí)間，故難免有疏漏處。在城市規(guī)模不斷發(fā)展的今天，世界上很多國家的大城市都對(duì)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警設(shè)施采取網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)管理，通過多媒體管理微機(jī)，利用公共電話網(wǎng)及時(shí)了解各防火單位火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、人員值班情況，發(fā)現(xiàn)報(bào)警設(shè)備的故障信息和火警預(yù)報(bào)。這樣大大加強(qiáng)了對(duì)各建筑內(nèi)消防設(shè)施管理和監(jiān)督，有利于消防部門和消防隊(duì)伍及時(shí)作出判斷。在最短時(shí)間內(nèi)解決出現(xiàn)的問題。
二、功能特點(diǎn)
火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由下述幾部分組成：網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控器(包括公共電話網(wǎng))、報(bào)警管理處、巡檢維護(hù)中心和語音數(shù)字聯(lián)網(wǎng)報(bào)警器等設(shè)施。
2．1網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控器
通過各種接口與各建筑設(shè)施的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)相連，獲得火警和各類故障信息，利用公共電話網(wǎng)向中心實(shí)時(shí)傳送。
主要功能如下：
(1)實(shí)時(shí)傳送聯(lián)網(wǎng)用戶火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)信息。如自動(dòng)、手動(dòng)火警信息，具體到每個(gè)信號(hào)點(diǎn)(如每個(gè)探測(cè)器、聯(lián)動(dòng)控制的點(diǎn)等)。
(2)隨時(shí)記錄、儲(chǔ)存火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的各類事件，如開機(jī)、關(guān)機(jī)、探測(cè)器故障、主備電源故障、火警等。
可設(shè)定隨時(shí)或定時(shí)將設(shè)備運(yùn)行信息傳送巡檢維護(hù)中心。
記錄值班人員上崗、換崗和巡檢中心的值班查詢。
(3)現(xiàn)場(chǎng)語音提示“電話線故障”、“通訊故障”、“查詢值班”和各種“火警信息”等。
(4)手動(dòng)緊急報(bào)警、自動(dòng)火警人工確認(rèn)功能。
(5)報(bào)警優(yōu)先功能。
(6)自身故障檢測(cè)及傳送。
(7)主備電自動(dòng)切換、充放電保護(hù)。
(8)屏幕漢字液晶顯示各種信息，具有查詢打印功能。
2．2報(bào)警管理中心
報(bào)警管理中心設(shè)在消防隊(duì)伍指揮部和防火監(jiān)督部門，負(fù)責(zé)聯(lián)網(wǎng)用戶火警信號(hào)的接警、調(diào)度、指揮，及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)出現(xiàn)的故障和值班工作中存在的問題，下達(dá)隱患通知書和限期整改通知書。
主要功能如下：
(1)實(shí)時(shí)接收聯(lián)網(wǎng)單位、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控器或語音數(shù)字聯(lián)網(wǎng)報(bào)警器傳來的自動(dòng)火警、手動(dòng)火警信息。
(2)矢量化電子地圖，可以任意縮放，為指揮、調(diào)度提供輔助決策。
(3)雙屏顯示報(bào)警用戶的詳細(xì)文字信息(包括單位名稱、地址，報(bào)警點(diǎn)所在樓層號(hào)、房間號(hào)及該單位相關(guān)人員的聯(lián)系方式等)和地理信息(包括市區(qū)圖、消防水源分布、消防設(shè)施配置、樓層平面圖及報(bào)警點(diǎn)的具置)。
(4)為119調(diào)度指揮中心提供調(diào)度指揮依據(jù)。
(5)對(duì)各類火警事件按年、月、日進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)、分析，為上級(jí)和有關(guān)部門提供各種統(tǒng)計(jì)報(bào)表，用以指導(dǎo)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的科學(xué)管理。
(6)數(shù)字錄音放音功能。
(7)提供聯(lián)網(wǎng)單位滅火作戰(zhàn)預(yù)案。
(8)語音提示各類火警信息。
根據(jù)巡檢維護(hù)中心提供的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)對(duì)聯(lián)網(wǎng)用戶的下述情況有告警提示功能：
火災(zāi)報(bào)警設(shè)備不能正常開通運(yùn)行；
故障率、誤報(bào)率高，不能按期整改；
經(jīng)常漏崗、無人值班、破壞監(jiān)控系統(tǒng)；
未按月、季、年進(jìn)行設(shè)備維護(hù)。
2．3巡檢維護(hù)中心
巡檢維護(hù)中心一般由消防工程公司承擔(dān)，主要負(fù)責(zé)對(duì)聯(lián)網(wǎng)用戶的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控器、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)定時(shí)進(jìn)行巡檢，對(duì)出現(xiàn)的故障及時(shí)予以排除，保證網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控器和火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
主要功能如下：
(1)定時(shí)／隨時(shí)接收網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控器和語音數(shù)字聯(lián)網(wǎng)報(bào)警器的巡檢報(bào)名信息，每天定時(shí)打印聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控器和語音數(shù)字聯(lián)網(wǎng)報(bào)警器的報(bào)名情況。
(2)聯(lián)網(wǎng)用戶的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控器和語音數(shù)字聯(lián)網(wǎng)報(bào)警器運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)，并記錄、存儲(chǔ)聯(lián)網(wǎng)用戶各類故障發(fā)生的日期和時(shí)間。
(3)聯(lián)網(wǎng)用戶基本統(tǒng)計(jì)。
(4)定時(shí)／隨時(shí)接收聯(lián)網(wǎng)單位火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的運(yùn)行情況。
檢測(cè)聯(lián)網(wǎng)單位以下項(xiàng)目：
火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)(包括聯(lián)動(dòng)設(shè)備)的開機(jī)、關(guān)機(jī)；
火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)(或聯(lián)動(dòng)設(shè)備)是否正常運(yùn)行；
是否有人正常值班；
故障是否排除；
預(yù)警、火警信息：
新驗(yàn)收單位連續(xù)一周監(jiān)測(cè)：
對(duì)各類事件進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)、分析，生成各種統(tǒng)計(jì)報(bào)表。
對(duì)出現(xiàn)的故障及時(shí)組織人員，予以排除，保證設(shè)備的正常運(yùn)行。
2．4語音數(shù)字聯(lián)網(wǎng)報(bào)警
對(duì)規(guī)模小但又屬重點(diǎn)場(chǎng)所，如小至賓館、小商店、小飯店等，考慮到消防設(shè)備投資費(fèi)用，可以安裝
語音數(shù)字聯(lián)網(wǎng)報(bào)警器等設(shè)備，既可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警，又具有與中心聯(lián)網(wǎng)的功能，且消防費(fèi)用投入較小。
主要功能如下：
聯(lián)網(wǎng)報(bào)警器對(duì)所接探測(cè)器進(jìn)行智能化管理，設(shè)有各個(gè)獨(dú)立可編程防區(qū)，可帶多個(gè)感煙探測(cè)器或緊急報(bào)警按鈕。
編程操作有語音提示，快捷準(zhǔn)確。
電話線故障現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警。
對(duì)自動(dòng)報(bào)警可以經(jīng)過人工確認(rèn)后，再傳至接警中心。
具有自檢功能，自動(dòng)區(qū)分火警及故障信號(hào)。
語音數(shù)字兼容的報(bào)警方式，報(bào)警優(yōu)先功能。
主備電自動(dòng)切換，有充放電保護(hù)。
三、技術(shù)關(guān)鍵及創(chuàng)新點(diǎn)
3．1技術(shù)關(guān)鍵
對(duì)火災(zāi)報(bào)警(聯(lián)動(dòng))控制器的各種信息進(jìn)行可靠處理。
實(shí)時(shí)線路故障、通訊故障、電源故障的聲光、語音報(bào)警技術(shù)。
監(jiān)測(cè)中心系統(tǒng)軟件采用多線程技術(shù)，對(duì)通訊、打印及多媒體播放等進(jìn)行可靠、實(shí)時(shí)處理。
對(duì)報(bào)警電話可靠處理的智能排隊(duì)控制。
監(jiān)測(cè)中心對(duì)數(shù)據(jù)可靠處理的數(shù)據(jù)庫管理ODBC技術(shù)。
對(duì)防火探測(cè)器報(bào)警、故障信號(hào)的可靠處理。
3．2創(chuàng)新點(diǎn)
該系統(tǒng)采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，對(duì)聯(lián)網(wǎng)的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警設(shè)備進(jìn)行常年網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，可實(shí)時(shí)傳送報(bào)警器運(yùn)行信息，實(shí)現(xiàn)定時(shí)巡檢和隨時(shí)抽查，以及定時(shí)報(bào)名和實(shí)時(shí)報(bào)警等功能。
采用C3I技術(shù)即計(jì)算機(jī)、通信、控制及信息技術(shù)。
采用嚴(yán)格的通訊協(xié)議，并兼容多種通訊方式，可提供多種接口與各單位的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警設(shè)備聯(lián)接。
人工報(bào)警和自動(dòng)報(bào)警同時(shí)兼顧。
實(shí)時(shí)語音報(bào)警及提示，同時(shí)采用數(shù)字錄音，提高了錄音質(zhì)量和保存時(shí)間。
未安裝火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的用戶可直接入網(wǎng)。
通信線路故障及通訊故障實(shí)時(shí)報(bào)警。
網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控器漢字液晶顯示各種信息，并打印相應(yīng)信息。
將計(jì)算機(jī)輔助決策系統(tǒng)有機(jī)的納入系統(tǒng)之中。
關(guān)鍵詞：Solidworks，開放式數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控銑床，三坐標(biāo)
隨著數(shù)控機(jī)床的普及，采用數(shù)控機(jī)床己成為機(jī)械制造業(yè)改革的主要方向，如何能高質(zhì)量、高效率、低費(fèi)用的培訓(xùn)操作人員成為亟待解決的問題之一。由于數(shù)控機(jī)床的教學(xué)比較抽象需要借助實(shí)驗(yàn)來加深對(duì)課堂知識(shí)的理解，生產(chǎn)用的數(shù)控機(jī)床一般價(jià)格都比較昂貴，軟件也不是開放式的結(jié)構(gòu)，無法用于學(xué)生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。因此設(shè)計(jì)一種功能齊全，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，軟件結(jié)構(gòu)開放，低成本，且具有代表性的教學(xué)實(shí)驗(yàn)型微型數(shù)控機(jī)床可以滿足教學(xué)實(shí)驗(yàn)的要求。
1 總體方案的確定
實(shí)驗(yàn)型微型數(shù)控銑床以開放式CNC體系為指導(dǎo)思想，在Windows98下開發(fā)系統(tǒng)的硬件、軟件。本研究將用Delphi語言、Solidworks及Protel軟件完成對(duì)該數(shù)控銑床整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和控制系統(tǒng)的接口電路(IO/TIMER控制板)、驅(qū)動(dòng)電路、有關(guān)外圍電路、相應(yīng)控制軟件的設(shè)計(jì)。繪制出試驗(yàn)型數(shù)控銑床的虛擬樣機(jī)，根據(jù)零件圖，設(shè)計(jì)零件制造的工藝；在零件加工完成后，進(jìn)行裝配調(diào)試，完成微型數(shù)控銑床的制作。
2 機(jī)械部分設(shè)計(jì)
微型銑床的機(jī)械部分是機(jī)床的主體部分，其設(shè)計(jì)計(jì)算主要包括：總體傳動(dòng)方案的確定，電機(jī)、主軸、絲杠的選取等。機(jī)械部分Solidworks虛擬制圖如圖1所示
圖1 銑床的機(jī)械部分虛擬制圖
2.1 機(jī)床總體傳動(dòng)方案的確定
本機(jī)床可以實(shí)現(xiàn)X軸、Y軸和Z軸三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)。X軸、Y軸的進(jìn)給是通過電機(jī)帶動(dòng)絲杠，絲杠又與螺母?jìng)鲃?dòng)來實(shí)現(xiàn)。電機(jī)與絲杠的連接可以通過銷釘來實(shí)現(xiàn)。在傳動(dòng)過程中電機(jī)帶動(dòng)絲杠做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，螺母沿導(dǎo)軌做水平移動(dòng)，從而帶動(dòng)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)。論文參考網(wǎng)。Z軸的進(jìn)給也是通過電機(jī)帶動(dòng)絲杠，絲杠又與Z軸螺母?jìng)鲃?dòng)來實(shí)現(xiàn)。主軸套與Z軸螺母相連，在傳動(dòng)過程中電機(jī)帶動(dòng)絲杠做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，螺母沿導(dǎo)軌做上下移動(dòng)，從而帶動(dòng)主軸做上下運(yùn)動(dòng)。
2.2 設(shè)計(jì)計(jì)算部分
2.2.1 主軸的選取和校核
1）主軸選取
立式銑削切削力的計(jì)算:
由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[1],對(duì)高速鋼圓柱銑刀:
其參數(shù)按實(shí)際加工過程中平均銑削條件為準(zhǔn)選取:
對(duì)圓柱銑刀逆加工:
主軸材料為 40Cr 鋼取C=102
2）主軸校核
2.2.2 滾珠絲杠的選取
由最大動(dòng)載荷Q值和導(dǎo)程P可以選擇滾珠絲杠的型號(hào)為：CWM165-2.5-P3。
3機(jī)床控制部分設(shè)計(jì)
3.1系統(tǒng)硬件組成
經(jīng)過分析，本三坐標(biāo)數(shù)控系統(tǒng)決定采用單CPU結(jié)構(gòu)(采用的控制PC機(jī)主頻達(dá)到797MHz)。本三坐標(biāo)數(shù)控銑床主要用于教學(xué)演示故對(duì)精度要求不是特別高，采用開環(huán)控制方式，用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)輸出，設(shè)計(jì)數(shù)控接口電路進(jìn)行定時(shí)中斷、脈沖輸出以及其它開關(guān)量的輸入輸出。論文參考網(wǎng)。論文參考網(wǎng)。其數(shù)控系統(tǒng)硬件組成如圖2所示[2－4]
3.1.1接口電路設(shè)計(jì)
本數(shù)控接口電路主要完成外部開關(guān)量的輸入和步進(jìn)電機(jī)的控制以及一些機(jī)床輔助功能的實(shí)現(xiàn)，性能優(yōu)良、工作可靠。接口電路的結(jié)構(gòu)如圖3所示[5－6]。
3.1.2步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器輸出控制電路
為了輸出脈沖去控制三個(gè)方向的步進(jìn)電機(jī)，以及接收機(jī)床行程開關(guān)等開關(guān)量信號(hào)，在電路設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)了兩片可編程接口芯片8255，可以對(duì)48點(diǎn)數(shù)字量進(jìn)行I/O操作。但本微型數(shù)控銑床三坐標(biāo)數(shù)控系統(tǒng)中僅用到了一片8255，另一片暫時(shí)未用，用于以后的功能擴(kuò)展。使用的8255的 PA口、PB口、PC口均工作在基本輸入輸出方式。8255控制字格式如下：
D7：1，D6：0，D5：0，D4：0，D3：0，D2：0，D1：0，D0:0,
即控制字為80H
用Delphi編寫CNC程序，初始化8255：
procedure TForm1.FormCreate(Sender: Object);
begin
asm
mov al,80H
mov dx,0213H
out dx,al
……
end；
在實(shí)時(shí)中斷服務(wù)程序中，用8255經(jīng)光電隔離向三個(gè)方向的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器輸出控制信號(hào)，進(jìn)而控制三個(gè)方向步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)，如圖4所示。
4 結(jié)束語
型微型數(shù)控銑床具有體積小，價(jià)格低，功能完善，安全系數(shù)高，是三坐標(biāo)驅(qū)動(dòng)和生產(chǎn)型數(shù)控銑床工作原理相同，且具有開放的軟硬件結(jié)構(gòu)，基于以上的優(yōu)點(diǎn)微型數(shù)控銑床將具有廣泛的應(yīng)用前景。
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