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

1.數(shù)控機床的基本組成

1.1 數(shù)控裝置

數(shù)控裝置是數(shù)控機床的核心，主要有硬件數(shù)控裝置和計算機數(shù)控裝置兩種形式，現(xiàn)在多采用計算機數(shù)控裝置，簡稱CNC 裝置。

1.2 伺服驅動裝置

這是數(shù)控機床執(zhí)行機構的驅動部件，包括主軸驅動單元、進給驅動單元、主軸電機、進給電機等。

1.3 數(shù)控機床的輔助裝置

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

1.4 編程機及其他一些附屬設備

現(xiàn)代數(shù)控機床不僅可以用CNC 裝置上的鍵盤直接輸入零件的加工程序，也可以利用自動編程機，在機外進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 機床主體

機床主體是在數(shù)控機床上完成各種切削自動加工的機械部分。包括床身、立柱、立軸、進給機構等一些機械部件。

2.數(shù)控機床的模塊化改造

模塊化應用在產(chǎn)品開發(fā)設計上的優(yōu)點是務須質(zhì)疑的，由于數(shù)控機床技術的不斷的發(fā)展，數(shù)控設備不斷的增多。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)控特種設備不斷的增加和其功能的不斷提升。要使得數(shù)控機床維修實驗平臺能滿足教學培訓的要求，就必須對數(shù)控維修實驗臺進行模塊化設計。我們不可能將每一種設備都獨立的開發(fā)成數(shù)控維修實驗平臺，這樣不僅過于浪費開發(fā)周期，同時也增加了不必要的成本需求。采用模塊化設計的數(shù)控維修實驗臺將會在系統(tǒng)軟件設計、控制部件選用以及故障點設置上更加通用化，在相應的設備上可以滿足用戶不同的特性需求。所以，具有模塊化設計的維修平臺將更具市場競爭力和發(fā)展的潛力。

根據(jù)模塊設計的特點我們把數(shù)控機床維修平臺系統(tǒng)分成幾個模塊來進行分析，模塊大體如下：

（1）機床主體，這部分包括機床的機械結構；這部分要依據(jù)機床的基本工作形式，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構。

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

（3）可編程控制部分，這部分是維修平臺的外接部分；這部分需要串入數(shù)控機床電氣線路中，是數(shù)控維修實驗臺實現(xiàn)重要控制的保障。這部分在維修實驗平臺中使用主要與機床故障點設置數(shù)量的多少有關，如果機床故障設置多，那可編程控制器所需的I/O 口數(shù)就越多。我們可根據(jù)不同設備的基本情況和需求，事先確定好各類機床的故障點數(shù)，以達到標準化，如果根據(jù)數(shù)控車床的基本功能情況可將故障點設置相同， 這樣PLC 的選用可分為20 點，40 點等。同時根據(jù)機床的種類將PLC 貨PMC 的控制程序建立程序庫，到使用時只傳輸相應程序即可。因此，這部分實現(xiàn)模塊化設計是可行的，那么我們就可以對其進行HLRESP 改造。

（4）PC 上位機系統(tǒng)部分， 該部分包括系統(tǒng)的軟件和系統(tǒng)的故障庫。這個部分是整個維修實驗平臺的控制部分，一切故障的設置、取消都需要控制系統(tǒng)的設置。這部分zui重要的是故障庫與時時狀態(tài)顯示，雖然各種數(shù)控機床工作情況差別都很大，但數(shù)控機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，對于故障庫我們基本可以將相似故障類型編入到一個模塊中，例如主軸故障類、液壓故障類，刀架故障類伺服驅動故障類等，而不用區(qū)分是那種機床，等需要安裝某種維修平臺時只需通過HLRESP 加載不同故障模塊就可以

了。所以實現(xiàn)該部分的模塊化的設計也是可行的。

3.數(shù)控機床維修實訓臺的具體實現(xiàn)

（1）原有數(shù)控機床部分，即用戶終端部分，該部分是用于電氣維修人員進行技術培訓的平臺。數(shù)控車床故障維修實驗臺一般是由企業(yè)或學校舊機床改造而來。我校用來的實驗教學數(shù)控機床， 數(shù)控系統(tǒng)是FANUC 的，機床部分包括NC 系統(tǒng)和機床機械結構都不能更改，所要改變的是機床的電氣輸入\ 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)控維修實驗臺的教師操作部分。這部分包括上位機的操作系統(tǒng)和下位機的PLC 系統(tǒng)兩個主要部分。上位PC 機是整個故障維修實驗臺的控制管理部分，它擁有良好的人機界面，模塊化的故障設置和實時機床狀態(tài)顯示功能等。而下位機PLC 則實現(xiàn)將機床狀態(tài)和命令傳給PC 機和執(zhí)行造作機構。

所以，數(shù)控車床故障維修實驗臺不僅具有普通機床所具有的車削加工功能，同時還有對機床結構和原理的認知、維修檢測排故等優(yōu)點，是數(shù)控電氣維修技術培訓的理想設備。

4.工作總結

（1）系統(tǒng)采用了模塊化設計，利用類蜂巢結構平臺實現(xiàn)模塊間的連接， 實現(xiàn)了系統(tǒng)的開放性和擴展性。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)控機床模塊和故障類型模塊來適應不同類型及種類的數(shù)控機床及其它數(shù)控機床的數(shù)控維修培訓平臺的需求，同時可以不斷充實和完善系統(tǒng)的功能。

（2）本維修實驗平臺系統(tǒng)是在對已有的數(shù)控機床進行改造，充分利用了原有設備，保留了原機床的功能，投資少，可廣泛應用于相關企業(yè)和學校，解決企業(yè)和學校院校資金匱乏的難題；在保留原機床實際加工能力的同時，增加了維修培訓、操作培訓的功能，因此該平臺具有良好的開發(fā)前景。