数控机床维修论文提纲
数控机床是数字控制机床，的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床，是数控专业的同学所要学习的知识之一。
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摘要 5-7
Abstract 7-9
第1章 绪论 14-28
1.1 课题研究背景 14-15
1.2 突出软煤巷道掘进装备机器人化的核心问题 15-18
1.2.1 突出软煤巷道掘进工艺过程难点 15-16
1.2.2 掘进装备机器人化的核心问题 16-18
1.3 掘进装备机器人化发展现状 18-21
1.4 机器人机构分析及性能评价相关领域研究概况 21-25
1.4.1 串联机器人位置逆解的数值方法 21-23
1.4.2 机器人机构的性能分析和评价 23-25
1.5 本文研究内容 25-28
第2章 掘进装备机器人化机构设计研究 28-45
2.1 掘进装备机器人化的机构设计思路 28-29
2.1.1 突出软煤巷道高效掘进的设备要求 28
2.1.2 机器人化的总体思路 28-29
2.2 掘进装备机器人化可行性分析 29-34
2.2.1 突出软煤巷道掘进涉及的主要装备 29-30
2.2.2 相关工艺过程及参数特点分析 30-33
2.2.3 相关装备的运动学相似性 33-34
2.3 掘进机器人机构设计研究 34-44
2.3.1 掘进机器人基本构型 34-36
2.3.2 掘进机器人腕部结构设计 36-42
2.3.3 掘进机器人的完整执行机构 42-44
2.4 本章小结 44-45
第3章 掘进机器人关节驱动能力设计 45-64
3.1 掘进机器人关节驱动能力设计难点 45-47
3.1.1 基于稳态静力学的分析方法 45-46
3.1.2 掘进机器人关节驱动能力设计难点 46-47
3.2 基于腕部运动链反向建模的驱动力分析原理 47-52
3.2.1 掘进机器人关节驱动特点分析 47-48
3.2.2 任意作业方式下截割头的负载表达 48-50
3.2.3 腕部运动链反向建模 50-51
3.2.4 关节驱动力分析方法 51-52
3.3 掘进机器人的关节驱动力分析 52-59
3.3.1 截割载荷的计算 52-53
3.3.2 腕部整体受力分析 53-55
3.3.3 力平衡方程及求解 55-59
3.4 关节驱动力计算结果分析 59-63
3.4.1 关节驱动力(力矩)的变化情况 59-63
3.4.2 各关节最大驱动能力 63
3.5 本章小结 63-64
第4章 掘进机器人运动学分析 64-87
4.1 机器人连杆位置与姿态的描述 64-66
4.1.1 连杆坐标系的建立 64-65
4.1.2 四个基本的齐次变换矩阵 65
4.1.3 连杆坐标系的变换矩阵 65-66
4.2 掘进机器人正向运动学 66-69
4.2.1 建立掘进机器人的连杆坐标系 66-67
4.2.2 掘进机器人的正向运动学方程 67-69
4.3 基于偏置补偿的腕部偏置机器人逆向运动学求解 69-77
4.3.1 掘进机器人的腕部特点 69-70
4.3.2 偏置补偿原理 70-71
4.3.3 逆解过程 71-74
4.3.4 逆解算法流程总结 74-76
4.3.5 逆解算法数据试验 76-77
4.4 手腕侧端偏置和前端偏置机器人 77-79
4.4.1 手腕侧端偏置 77-78
4.4.2 手腕前端偏置 78-79
4.5 掘进机器人的逆向运动学求解 79-85
4.5.1 掘进机器人的运动学模型转换 79-81
4.5.2 钻机和截割头末端位姿的给定 81-82
4.5.3 对应手腕无偏置机器人的运动学逆解 82-84
4.5.4 掘进机器人的运动学逆解 84-85
4.6 本章小结 85-87
第5章 掘进机器人工作空间研究 87-101
5.1 机器人工作空间求解主要方法 87
5.2 蒙特卡洛法研究与改进 87-92
5.2.1 蒙特卡洛法原理及现有算法 87-89
5.2.2 蒙特卡洛法存在的问题 89-90
5.2.3 蒙特卡洛法改进 90-92
5.3 掘进机器人工作空间求解 92-100
5.3.1 不同工具工作空间的统一化 92-93
5.3.2 工作空间的特点分析 93-94
5.3.3 工作空间的数值求解 94-96
5.3.4 求解结果对比分析 96-100
5.4 本章小结 100-101
第6章 掘进机器人运动灵活性分析 101-131
6.1 机器人的运动灵活性问题 101-104
6.1.1 机器人运动灵活性指标 101-103
6.1.2 雅可比矩阵量纲不统一问题分析 103-104
6.2 可变加权矩阵 104-111
6.2.1 关于雅可比矩阵规范化的考虑 104-106
6.2.2 基于可变加权矩阵的雅可比矩阵规范化 106-110
6.2.3 基于可变加权矩阵的雅可比矩阵范数 110-111
6.3 可变加权矩阵用于机器人运动性能评价 111-114
6.4 可变加权矩阵用于机器人设计及应用优化 114-117
6.4.1 平面三自由度机械手设计优化 114-115
6.4.2 Puma560机械手的各向同性位形 115-117
6.5 掘进机器人的运动性能评价 117-130
6.5.1 掘进机器人的雅可比矩阵 117-122
6.5.2 掘进机器人雅可比矩阵存在的问题 122-123
6.5.3 运动性能研究 123-130
6.6 本章小结 130-131
第7章 结论 131-133
参考文献 133-142
致谢 142-143
攻读博士学位期间参与的研究课题 143-144
攻读博士学位期间发表的学术论文 144
数控机床维修实例分析论文
摘要：目前，数控机床是当今使用最普遍的机床之一，被广泛地应用于各种零部件的加工工作中。现在的数控机床是综合多学科、新技术的'产物，设备造价高，一次性投入较大，相应的，机床的操作和维修要求也很高。文章主要对数控机床中出现的故障进行分析，并相应地提出了维修解决方案。
关键词：840C数控系统;报警;FANUC;18i数控系统;840D数控系统;故障
中图分类号：TG502 文献标识码：A 文章编号：1009-2374(2013)25-0034-02
1 西门子840C数控系统43号报警
我单位有一台16m数控卧车，承担了许多大型火电转子的加工任务，前段时间经常出现43号报警(PLC-CPU not ready for operation)，这种报警一旦出现机床就会急停，这样容易引起凹刀把转子干废，所以操作者都不敢精干活了。43号报警是西门子840C数控系统经常出现的一种故障现象，根据分析大概有以下四种情况容易引起该报警：(1)硬件或者软件错误(包括电缆连接部分);(2)PLC机床数据错误;(3)PLC程序错误;(4)译码错误。
考虑到机床都正常干活好几年了，应该可以排除PLC机床数据错误、PLC程序错误和译码错误等等，主要从硬件或者软件部分(包括电缆连接部分)进行分析查找。
因为机床出现该报警现象的时候整个数控操作面板的按键都全部无效，但是有时候重新送电启动后又好了，所以初步判断是线路连接上可能有问题。因为这个报警出现的时候整个PLC都无法正常启动，所以首先就检查PLC部分的硬件和线路连接等，最后发现是数控操作面板背后与PLC通讯的电缆连接不可靠，进一步检查发现是西门子模块6FC5103-0AE01-0AA1上的插座有问题，更换掉带该硬件模块后，再送电启动，一切正常，经过一段时间的观察，该43号报警再也没有出现过，故障被彻底解决。
2 本间专用数控机床在加工平面的时候分度不准确故障
该机床是从日本进口的专门用来加工发电机机座的数控机床，数控系统配的是FANUC 18i。因为该机床分度有两个轴(B轴和C轴)可以实现，B轴主要是立柱的转动，C轴是用在立柱不能动的时候在主轴前面进行分度。根据现象逐一进行排查，首先根据操作者反应B轴有间隙误差，打表检查发现立柱每转动一圈差0.10mm左右，所以怀疑电机编码器有问题，把电机编码器拆出来检查没有发现问题，再装回一试就报警(445、436、364等报警)，再反复检查发现电缆线插头有松动现象，从而引起电机过流报警(OVC-436)，重新插接电缆，B轴故障解决，但是没有发现B轴分度的问题，从而转向检查C轴，打表C轴正常，但是干活就不正常，误差仍然很大。因为空载都正常，所以不怀疑C轴电机编码器有问题，转而怀疑机械传动链的问题。逐一打开C轴传动链检查，单凭肉眼观察很难发现故障，最后用铜棒盘整个传动链，发现电机轴到减速箱之间的连接有松动，紧固之后再试车，一切正常。
3 五坐标数控龙门铣床3000号急停报警
我单位一台五坐标数控龙门铣床，是从德国进口的一台大型数控龙门铣床，配西门子840D数控系统。有段时间该机床突然出现故障，一启动数控系统就出现3000号急停报警，整过PLC电源全部掉电，操作面板上的指示灯全部闪烁。检查急停回路都正常。用万用表测量各控制线路也没有发现接地现象，这就觉得很奇怪，让人无法理解为什么PLC 24V电源电压会突然被降低了?因为有备件，所以更换一个PLC电源模块再试，故障依旧，说明电源模块本身是没有问题的。再进一步检查，通过把PLC程序逐段放入，发现只要一启动W轴静压油泵电机，PLC指示灯一闪就引起3000号急停报警。根据分析初步判断是有关W轴的PLC输入点或者输出点有接地现象，从而拉掉了PLC 24V直流电压，所以开始逐步检查与W轴油泵电机有关的PLC控制回路和PLC硬件模块。经过仔细的排查，最后发现在横梁上面的W轴静压压力检测开关SP203、SP204上的接线有破损，绝缘不好，有漏电现象，处理之后再送电启动机床，报警消除，一切正常。
4 FANUC 18i数控系统750报警和606报警
同样是本间数控专用加工机床，在一次停电之后再送电时就报警750和606等。其报警内容是：750(SPINDLE SERIAL LINK START FAULT)和606(Y轴：CNV. RADIATOR FAN FAILURE)。
根据报警分析，750报警是主轴串行启动不良引起的。原因是开机时串行主轴放大器没有达到正常启动状态时发生该报警。可能引起的原因如下：(1)线路接触不良或线路连接错误。这种情况需要关机重新插拔线路或更换线缆。(2)主轴放大器不良，更换相应的部件。
查看放大器上七段码显示，如显示“A”，则电路板上ROM不良，更换之。(3)参数设定错误。这种情形可以初始化设定。(4)CNC电路板故障。则需要更换同型号的电路板。(5)可进一步查看诊断参数分析故障原因。
根据机床的运行状态分析，因为是停电后启动发生的故障，所以初步怀疑线路接触不良引起的，所以直接把相关的线路重新插接一番后再启动，报警消除。
606报警内容是指Y轴驱动模块的散热风扇有故障，但是一检查Y轴模块上的风扇，都正常。所以再逐一检查各个电源模块和驱动模块上的风扇，最后发现是电源模块上的一个风扇不转，遂更换之，再开机启动数控系统，所有报警全部消除，机床正常。
5 西门子840C数控系统1122(Z axis zero-speed control)报警
2004年我单位从德国进口一台旧的Φ225数控镗铣床，并进行了改造，配840C数控系统，运行几年后突然出现1122报警，该报警的内容就是Z轴零速控制报警。究其原因大概有以下六点：(1)跟随误差太大，超过了NC机床数据里设定的监控使能延时设定值。(2)夹紧时NC机床数据中关于轮廓限制的零速监控超过了参数设定值。(3)控制装置发生故障，包括测速机、电机、CNC测量回路的硬件或者脉冲编码器等故障。(4)机械传动链故障(包括丝杆、丝母和齿轮箱里面的齿轮、轴承等零部件)。(5)设定的输出值不正确。(6)启动时位置控制方向错误。
因为参数没有人修改过，系统也能正常上电而不报警，所以初步排除参数设置问题和数控系统硬件故障，经过仔细分析检查，发现只要开动Z轴，倍率很小的时候能动一点点，倍率加大马上就会报警，所以怀疑是机械传动链上有故障，最后检查丝杆传动发现是丝杆的底座松动了，紧固后再开Z轴，报警消除，机床恢复正常。
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