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1、毕 业 论 文 开 题 报 告典型数控系统死机故障分析系 别： 机械工程系 班 级： 机检 0301 学生姓名： 任月 指导教师： 戴怡 2007年 12 月 12 日毕业论文开题报告课题题目典型数控系统死机故障分析课题性质A B C D E 课题来源A B C D 成果形式A B C D E 同组同学无开题报告内容（可另附页）指导教师意见（课题难度是否适中、工作量是否饱满、进度安排是否合理、工作条件是否具备等）指导教师签名： 月 日 专家组及系里意见（选题是否适宜、各项内容是否达到毕业设计（论文）大纲要求、整改意见等）专家组成员签字： 教学主任（签章）： 月 日附页典型数控系统死机故障分析一
2、、 概述科学技术的发展，制造业发生了根本性变化。对机械产品提出了高精度、高复杂性的要求，由于数控技术的广泛应用，普通机械逐渐被高效率、高精度的数控机械所代替，形成了巨大的生产力。未来机械制造技术的竞争，已成为数控技术的竞争。而且产品的更新换代也在加快，这对机床设备不仅提出了精度和效率的要求，而且也对其提出了通用性和灵活性的要求。数控机床就是针对这种要求而产生的一种新型自动化机床。数控机床集微电子技术、计算机技术、自动控制技术及伺服驱动技术、精密机械技术于一体，是高度机电一体化的典型产品。它本身又是机电一体化的重要组成部分，是现代机床技术水平的重要标志。数控机床体现了当前世界机床技术进步的主流，
3、是衡量机械制造工艺水平的重要指标，在柔性生产和计算机集成制造等先进制造技术中起着重要的基础核心作用。数控系统是数控机床的核心部件，因此，数控机床的性能，主要是取决数控系统的。数控系统是数字控制系统的简称，英文名称为Numerical Control System,早期是由硬件电路构成的称为硬件数控系统（Hard NC），1970年代以后，硬件电路元件逐步由专用计算机替代称为计算机数控系统。计算机数控（Computerized numerical control，简称CNC）系统是用计算机控制加工功能，实现数值控制的 。CNC系统是根据计算机存储器中存储的控制程序，执行部分或全部数值控制功能，并
4、且有接口电路和伺服驱动装置的专用计算机系统。CNC系统由数控程序、输入装置、计算机数控（CNC装置）、可编程逻辑控制器（PLC）、主轴驱动装置和进给（伺服）驱动装置（包括检测装置）等组成。CNC系统的核心是数控装置。由于使用了计算机，系统具有了软件功能，又用PLC代替了传统的机床电器逻辑控制装置，使系统更小巧，其灵活性、通用性、可靠性更好，易于实现复杂的数控功能，使用，维护也方便，并且有与上位机连接及进行远程通信的功能。近年来，随着微电子技术、计算机技术的发展，PC机发展迅速，可靠性和计算能力大为提高，硬件已完全标准化，大多数数控设备都可连接到PC上，可以满足工业环境的使用要求，其价格不断下降
5、，许多软件都可以在以PC机为基础的数控系统上运行，给用户带来极大的灵活性；PC作为世界范围内的标准化产品，其设计生产是世界范围内的各高技术企业的优化组合，其性能也是世界性高科技的结晶，传统专用计算机数控的硬件始终落后于通用PC的发展，另外基于PC的CNC系统适应下一代的集成化，网络化的先进制造模式的需要，并能及时方便地纳入新技术，新方法。为充分利用计算机高速发展的新成果和丰富资源，并利于发展延续，基于PC的CNC（简称PCNC），已经成为目前的发展方向。二、 主要研究内容1当今的数控系统已进入PC机、开放化的发展阶段,其中软件含量越来越丰富,有系统软件、机床制造者软件、甚至还有使用者自己的软件
6、,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。本论文主要分析典型数控系统华中数控系统死机故障。武汉华中数控正是基于通用工业微机的开放式体系结构系统。其特点如下： 1.1 基于通用工业微机的开放式体系结构 华中数控系统采用工业微机作为硬件平台，使得系统硬件可靠性得到保证。由于与通用微机兼容，能充分利用PC软、硬件的丰富资源，使得华中数控系统的使用、维护、升级和二次开发非常方便。1.2先进的控制软件技术和独创的曲面插补算法 华中数控以软件创新，用单CPU实现了国外多CPU结构的高档系统的功能。可进行多轴多通道控制，其联动轴数可达到9轴。国际首创的多轴曲面插补技
7、术能完成多轴曲面轮廓的直接插补控制，可实现高速、高精和高效的曲面加工。1.3友好的用户界面 华中数控系统采用汉字菜单操作，并提供在线帮助功能和良好的用户界面。系统提供宏程序功能，具有形象直观三维图形仿真校验和动态跟踪，使用操作十分方便。1.4完整的系统配套功能 公司除生产各类数控系统外，还具有全系列的交流伺服驱动单元、伺服电机、主轴电机的生产能力，同时在CAD/CAM技术等方面也处于国内前列，是国内综合配套能力较强的单位。2对于华中数控系统死机故障原由的分类主要从5个方面来区分，这5个方面也是组成数控系统的重要组成部分：2.1软件软件的故障在整个故障记录表中占的比重最大。软件也是数控系统的核心
8、，算法优良、健壮性好的数控软件设计必然会带来整个数控系统可靠性的增加。由此引出的相关数控系统的软件故障不可避免的成为影响数控系统可靠性的主要因素。在给定的故障信息中，因软件故障而造成的死机、停机等故障占了很大一部分比重。2.2电路板数控系统的各个组成部分离不开各种电子电路，电路板，基于此种类型的故障应该归结为数控系统故障。电路板的制造工艺及质量直接影响到了包括电子兼容、电磁干扰在内的数控系统的可靠性指标。2.3相关辅助无器件为了形成完整的数控系统硬件，必然需要一些相关辅助器件作为支持，包括液晶屏、键盘、接口端子、数控系统电缆等，以上元器件的选型及材料质量、工艺都直接影响到数控系统的可靠性。在实
9、例中有一部分元件在工作强度较大的情况下出现失效的故障。2.4伺服控制器伺服控制器在某种程度是一数控系统的一种延伸，它的可靠性好坏直接影响到数控系统整体可靠性的好坏。华中大部分伺服控制器在接口设计上采用的是普通电缆传输，此种传输方式具有经济性的优点，但是可靠性不如总线式好，在接口处，经常出现断裂现象，进而影响数控系统的可靠性。2.5病毒由于华中数控系统是基于 PC机开发的开放式系统，有其可移植性强、普及性高等优点，但也不可避免地会遭受各种计算机病毒的侵扰。所以使用时应该及时做好系统备份，定期对系统进行查毒杀毒。待添加的隐藏文字内容3故障统计如下： 表1 华中系统故障统计表序号类别数目比例1软件故
10、障1241.38%2电路板制作工艺413.79%3元器件可靠性827.59%4伺服故障13.45%5病毒413.79%三、 研究方法本次典型数控系统死机故障分析将围绕数控系统、数控装置、伺服系统乃至整个机床、加工工艺等方向展开研究分析。涉及到硬件或软件的冲突所造成的死机、硬件的品质和故障所造成的死机、PC机系统资源耗尽所造成的死机、系统文件参数遭到破坏或丢失所造成的死机、PC机内部散热不良所造成的死机、初级用户的错误操作所造成的死机、以及其他方面所造成的死机等内容。并将展开深入的分析与研究，总结死机故障发生的原因及数控系统的改进，并且总结生产实际中预防死机现象的维护方法。四、课题的准备情况及进
11、度计划序号毕业设计阶段性工作及成果时间安排12345查找资料制定工作计划故障分类故障分析研究撰写论文，总结论文准备答辩第一周第二周第三周第四周第五周第六周第七周第十三周第十四周第十五周五、参考文献1 武汉华中数控股份公司世纪星数控车削控制装备编程说明书武汉2 武汉华中数控股份公司HNC-18i/19i数控装置连接与调试说明书武汉3 陈建生. 数控系统应用及开发. 北京：科学出版社，20064 机电一体化编辑部.机电一体化.上海.20075 胡育辉. 数控铣床加工中心系统实用技术丛书. 辽宁：辽宁科学技术出版社，20056 李宏胜. 机床数控技术及应用. 北京：高等教育出版社，20017 浙江省
12、机电集团有限公司.机电工程.浙江.20078 中国机械工程学会.制造技术与机床.北京.20079 熊志兵. 数控机床维修与调试. 北京：人民邮电出版社，200710 孙汉卿. 数控机床维修技术. 北京：机械工业出版社，200411 吴文龙，王猛. 数控系统. 北京：高等教育出版社，200112 陈富安. 数控原理与系统. 北京：人民邮电出版社，200613 朱仕学. 数控机床系统故障诊断与维修. 北京：清华大学出版社，200714 王刚. 数控机床调试、使用与维护. 北京：化学工业出版社，200615 中国机械工业联合会.机电产品开发与创新.北京.200716 成都机床电器研究所.机床电气.成都.200717 上海磨床研究所.精密制造与自动化.上海.2007
