在幾年的技工學(xué)校一線教學(xué)中，尤其是一體化教學(xué)以后，我發(fā)現(xiàn)我校實(shí)習(xí)條件差，設(shè)備老化陳舊、數(shù)量嚴(yán)重不足，同時(shí)也是目前一般技工學(xué)校普遍存在的問題， 在生產(chǎn)實(shí)習(xí)教學(xué)中容易導(dǎo)致理論與實(shí)際脫節(jié)，實(shí)習(xí)中只注意訓(xùn)練學(xué)生安裝接線的技能和工藝，忽視了實(shí)際數(shù)控機(jī)床線路故障排除能力的訓(xùn)練，這樣的教學(xué)方法存在以下弊病：（1）實(shí)際機(jī)床線路的運(yùn)行是機(jī)械與電氣的聯(lián)動(dòng)，單一的配線使學(xué)生實(shí)際機(jī)床的運(yùn)動(dòng)形式缺乏了解，不利于學(xué)生分析故障原因；（2）在進(jìn)行實(shí)際設(shè)備故障排除時(shí)思路不清，步驟混亂，容易造成新生的人為故障；（3）這樣的教學(xué)往往使學(xué)生在實(shí)習(xí)中形成心理壓力。而如果直接安排學(xué)生到實(shí)際的機(jī)床上練習(xí), 一方面, 投資比較大, 可行性不高; 另一方面, 也容易發(fā)生人身安全和設(shè)備損壞的事故; 若把機(jī)床電氣線路模擬安裝在一塊線路板上,由教師課前設(shè)置故障, 再要求學(xué)生排除故障, 恢復(fù)線路的正常功能, 這樣則又費(fèi)時(shí)又費(fèi)力, 效率低下, 難以適應(yīng)教學(xué)及考核鑒定的要求。因此, 如果有一種實(shí)訓(xùn)設(shè)備, 可以通過撥動(dòng)幾個(gè)開關(guān)或通過電腦設(shè)置， 來實(shí)現(xiàn)在一個(gè)機(jī)床電路上快速的設(shè)置和恢復(fù)故障, 則可大大提高培訓(xùn)、考核的效果。為了能夠更好的培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，急需一些數(shù)控維修試驗(yàn)臺(tái)，但現(xiàn)有試驗(yàn)臺(tái)的造價(jià)還比較高，如果要滿足教學(xué)需要，要投入相當(dāng)大的一筆資金，學(xué)校不一定負(fù)擔(dān)的起，所以我們需要更靈活和價(jià)格更合適的試驗(yàn)臺(tái)，從而我們想到利用已有的舊的數(shù)控機(jī)床進(jìn)行試驗(yàn)臺(tái)的改造，這樣可以滿足了教學(xué)需要，又降低了成本。

1.數(shù)控機(jī)床的基本組成

1.1 數(shù)控裝置

數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的核心，主要有硬件數(shù)控裝置和計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置兩種形式，現(xiàn)在多采用計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置，簡(jiǎn)稱CNC 裝置。

1.2 伺服驅(qū)動(dòng)裝置

這是數(shù)控機(jī)床執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)部件，包括主軸驅(qū)動(dòng)單元、進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元、主軸電機(jī)、進(jìn)給電機(jī)等。

1.3 數(shù)控機(jī)床的輔助裝置

這是指數(shù)控機(jī)床的一些*的配套部件，用以保證數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行。

1.4 編程機(jī)及其他一些附屬設(shè)備

現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床不僅可以用CNC 裝置上的鍵盤直接輸入零件的加工程序，也可以利用自動(dòng)編程機(jī)，在機(jī)外進(jìn)行零件的加工程序編制，將程序記錄在信息載體上(如磁帶、紙帶、磁盤等)，然后送入數(shù)控裝置。

1.5 機(jī)床主體

機(jī)床主體是在數(shù)控機(jī)床上完成各種切削自動(dòng)加工的機(jī)械部分。包括床身、立柱、立軸、進(jìn)給機(jī)構(gòu)等一些機(jī)械部件。

2.數(shù)控機(jī)床的模塊化改造

模塊化應(yīng)用在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)上的優(yōu)點(diǎn)是務(wù)須質(zhì)疑的，由于數(shù)控機(jī)床技術(shù)的不斷的發(fā)展，數(shù)控設(shè)備不斷的增多。數(shù)控銑床、數(shù)控車床、數(shù)控沖床、數(shù)控加工中心、數(shù)控磨床以及其他數(shù)控特種設(shè)備不斷的增加和其功能的不斷提升。要使得數(shù)控機(jī)床維修實(shí)驗(yàn)平臺(tái)能滿足教學(xué)培訓(xùn)的要求，就必須對(duì)數(shù)控維修實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)。我們不可能將每一種設(shè)備都獨(dú)立的開發(fā)成數(shù)控維修實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，這樣不僅過于浪費(fèi)開發(fā)周期，同時(shí)也增加了不必要的成本需求。采用模塊化設(shè)計(jì)的數(shù)控維修實(shí)驗(yàn)臺(tái)將會(huì)在系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)、控制部件選用以及故障點(diǎn)設(shè)置上更加通用化，在相應(yīng)的設(shè)備上可以滿足用戶不同的特性需求。所以，具有模塊化設(shè)計(jì)的維修平臺(tái)將更具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和發(fā)展的潛力。

根據(jù)模塊設(shè)計(jì)的特點(diǎn)我們把數(shù)控機(jī)床維修平臺(tái)系統(tǒng)分成幾個(gè)模塊來進(jìn)行分析，模塊大體如下：

（1）機(jī)床主體，這部分包括機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)；這部分要依據(jù)機(jī)床的基本工作形式，是車床就是車床，是鏜床的就是鏜床，是銑床就是銑床，這部分需要保留原來的基本功能和結(jié)構(gòu)。

（2）電氣線路，該部分包含機(jī)床的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、強(qiáng)、弱電控制部分；這一部分是原數(shù)控機(jī)床基本電路部分，一般也不做改變。

（3）可編程控制部分，這部分是維修平臺(tái)的外接部分；這部分需要串入數(shù)控機(jī)床電氣線路中，是數(shù)控維修實(shí)驗(yàn)臺(tái)實(shí)現(xiàn)重要控制的保障。這部分在維修實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中使用主要與機(jī)床故障點(diǎn)設(shè)置數(shù)量的多少有關(guān)，如果機(jī)床故障設(shè)置多，那可編程控制器所需的I/O 口數(shù)就越多。我們可根據(jù)不同設(shè)備的基本情況和需求，事先確定好各類機(jī)床的故障點(diǎn)數(shù)，以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化，如果根據(jù)數(shù)控車床的基本功能情況可將故障點(diǎn)設(shè)置相同， 這樣PLC 的選用可分為20 點(diǎn)，40 點(diǎn)等。同時(shí)根據(jù)機(jī)床的種類將PLC 貨PMC 的控制程序建立程序庫，到使用時(shí)只傳輸相應(yīng)程序即可。因此，這部分實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)是可行的，那么我們就可以對(duì)其進(jìn)行HLRESP 改造。

（4）PC 上位機(jī)系統(tǒng)部分， 該部分包括系統(tǒng)的軟件和系統(tǒng)的故障庫。這個(gè)部分是整個(gè)維修實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的控制部分，一切故障的設(shè)置、取消都需要控制系統(tǒng)的設(shè)置。這部分zui重要的是故障庫與時(shí)時(shí)狀態(tài)顯示，雖然各種數(shù)控機(jī)床工作情況差別都很大，但數(shù)控機(jī)床的基本故障很大程度上是比較相同的，有區(qū)別的也是很少部分。所以，對(duì)于故障庫我們基本可以將相似故障類型編入到一個(gè)模塊中，例如主軸故障類、液壓故障類，刀架故障類伺服驅(qū)動(dòng)故障類等，而不用區(qū)分是那種機(jī)床，等需要安裝某種維修平臺(tái)時(shí)只需通過HLRESP 加載不同故障模塊就可以

了。所以實(shí)現(xiàn)該部分的模塊化的設(shè)計(jì)也是可行的。

3.數(shù)控機(jī)床維修實(shí)訓(xùn)臺(tái)的具體實(shí)現(xiàn)

（1）原有數(shù)控機(jī)床部分，即用戶終端部分，該部分是用于電氣維修人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)的平臺(tái)。數(shù)控車床故障維修實(shí)驗(yàn)臺(tái)一般是由企業(yè)或?qū)W校舊機(jī)床改造而來。我校用來的實(shí)驗(yàn)教學(xué)數(shù)控機(jī)床， 數(shù)控系統(tǒng)是FANUC 的，機(jī)床部分包括NC 系統(tǒng)和機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)都不能更改，所要改變的是機(jī)床的電氣輸入\ 輸出口的控制。

（2）虛線部分是要接入數(shù)控車床電氣回路中的，這部分是數(shù)控維修實(shí)驗(yàn)臺(tái)的教師操作部分。這部分包括上位機(jī)的操作系統(tǒng)和下位機(jī)的PLC 系統(tǒng)兩個(gè)主要部分。上位PC 機(jī)是整個(gè)故障維修實(shí)驗(yàn)臺(tái)的控制管理部分，它擁有良好的人機(jī)界面，模塊化的故障設(shè)置和實(shí)時(shí)機(jī)床狀態(tài)顯示功能等。而下位機(jī)PLC 則實(shí)現(xiàn)將機(jī)床狀態(tài)和命令傳給PC 機(jī)和執(zhí)行造作機(jī)構(gòu)。

所以，數(shù)控車床故障維修實(shí)驗(yàn)臺(tái)不僅具有普通機(jī)床所具有的車削加工功能，同時(shí)還有對(duì)機(jī)床結(jié)構(gòu)和原理的認(rèn)知、維修檢測(cè)排故等優(yōu)點(diǎn)，是數(shù)控電氣維修技術(shù)培訓(xùn)的理想設(shè)備。

4.工作總結(jié)

（1）系統(tǒng)采用了模塊化設(shè)計(jì)，利用類蜂巢結(jié)構(gòu)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)模塊間的連接， 實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的開放性和擴(kuò)展性。在硬件上通過改變PLC 的配置，在軟件上通過修改、增添各種數(shù)控機(jī)床模塊和故障類型模塊來適應(yīng)不同類型及種類的數(shù)控機(jī)床及其它數(shù)控機(jī)床的數(shù)控維修培訓(xùn)平臺(tái)的需求，同時(shí)可以不斷充實(shí)和完善系統(tǒng)的功能。

（2）本維修實(shí)驗(yàn)平臺(tái)系統(tǒng)是在對(duì)已有的數(shù)控機(jī)床進(jìn)行改造，充分利用了原有設(shè)備，保留了原機(jī)床的功能，投資少，可廣泛應(yīng)用于相關(guān)企業(yè)和學(xué)校，解決企業(yè)和學(xué)校院校資金匱乏的難題；在保留原機(jī)床實(shí)際加工能力的同時(shí)，增加了維修培訓(xùn)、操作培訓(xùn)的功能，因此該平臺(tái)具有良好的開發(fā)前景。