随着科学技术不断的进步和建筑装饰、家具业的快速发展,数控木工机床也在木材机械

加工领域得到广泛使用。回顾数控木工机床在中国木材加工领域的20 年发展历程,其普遍

应用也只有十余年。自从上世纪八十年代,日本庄田木工机械在中国展出第一台数控木工机

床样机以后,我国相继研发了符合国情的具有中国特色的 一、二、三、四、五代数控木工

机床产品。上世纪末,青岛大荣自动机械(青岛)秒速赛车首先推出的第五代数控木工机床,

具有五座标铣削加工能力。它不仅适用于木材加工领域,同时可广泛用于航空、机车零部件

的加工。与发达国家相比差距越来越小,其综合实力仅此于德囯、美国、日本,而如引进日本技术的上海舒平精工机械秒速赛车为代表的一系列引进技术的数控木工机床生产企业,也达到了国际先进水平。由于国产机床的性价比与国外相比较,具有明显的优势。因而,为数控木工机床在 我国的普及创造了有利条件。但由于诸多原因,数控木工机床在中国的普及率不高,在木材 机械加工设备中的占有率仅为 1%  ,其主要原因是:数控木工机床的技术含量较常规木工 机械设备比较高,一般学历水平的工人难以操作。舒平精工机械开发的以RZ,PZ,DK等系列为代表的PNC数控木工加工中心,很好的解决了数控木工机床对操作人员要求过高的问题。此外,尽管国产设备的价格低于国外,但对于中 国一大批中小企业就现有价格而言,也只能是望尘莫及。

 

一、数控木工机床管理的重要意义、作用和任务 

 

1、数控木工机床管理的重要意义 

    加强对数控木工机床的科学管理是木材加工企业管理的一个重要范畴,先进的工艺与产

品质量靠它来保证。生产任务能否完成取决于数控木工机床的技术状况,而技术工人的操作

水平决定了设备的使用寿命。可见,企业的经济效果与它相关,所以,加强对数控木工设备

的管理对企业经营具有十分重要意义。

 

2、数控木工机床管理的作用 

     (1)加强对数控木工机床的管理是保证企业正常运转的条件。

    随着生产的发展和科学技术的进步,生产的机械化和自动化程度越来越高。现代化的数

控木工机床对生产活动所起的作用和对生产活动的影响程度越来越大。数控木工机床是生产

线上的关键设备,如果发生故障,就会造成整个生产系统或其部分生产环节停产,妨碍整个

企业的正常生产秩序。因此,使数控木工机床运作经常处于良好状态,是保证企业处于良好

技术状态,保证企业生产正常进行的先决条件。

     (2 )加强数控木工机床的管理是提高企业经济效益的重要手段

    在现代化生产的企业中,产品的主要生产过程是由机器设备直接完成的。因此,反映企

业经济效果的产品产量、质量、消耗、成本和企业利润在很大程度上受关键性设备(如数控

木工机床等技术状况)的制约。加强关键设备管理,不断提高设备的完好率和利用率,就可

以增加产品产量,降低产品成本,从而企业可以获得最大化利润。

     (3)加强数控木工机床的管理有利于加速企业现代化,操作者技术装备现代化,是衡

量人类对自然的控制能力的标准。

 

3、数控木工机床管理的任务 

 

    数控木工机床管理的基本任务,就是通过技术、经济和管理措施进行综合管理,做到正

确使用、精心维护、科学检修,使设备处于良好状态,不断提高设备的技术含量,达到设备

寿命周期。具体有下列几个方面:

     (1)数控木工机床的选择和评价

    根据技术上先进、经济上合理、生产上可行的原则,正确地选择和购置设备。同时,还

要进行技术、经济评价,选择最佳方案。在购置时,还要充分掌握该类设备的国内外技术发

展现状和动向。

     (2 )数控木工机床的使用

    包括针对木工机床的特点,合理安排生产任务,为正确使用设备规定一系列有关的规章

制度。还要利用各种形式把操作工人组织到设备管理中来,使设备管理建立在广泛的群众基

础上。

     (3)数控木工机床的检查、维护保养与修理,保证设备始终处于良好的技术状态。

    这是数控木工机床管理工作的关键。它包括规定的检查、维护保养、修理周期,编制定

期检查、维护保养和修理计划并组织实施。要采取各种措施,保证在用设备完好。

 

二、数控木工机床的合理使用 

 

1、机床位置环境要求 

数控木工机床的位置应远离振源、避免阳光直接照射和热幅射、潮湿和气流的影响。

如机床四周有振源,则机床四面应设置防振沟。否则将直接影响机床的加工精度及稳定性,

使电子元件接触不良,发生故障,影响机床的可靠性。

 

2、电源要求 

    一般数控木工机床安装在木材机械加工车间,不仅环境温度变化大,使用条件差,而且

各种机电设备多,致使电网波动大。因此,安装数控木工机床的位置,需要对电源、电压有

严格的椌制。电源电压波动必须在合理的范围内,并且保持相对稳定,否则将影响数控系统

正常工作。

 

3、温度条件 

    数控木工机床的环境温度应低于30 摄氏度,相对湿度小于80.%,一般来说数控机床的 电控箱内部应设有排风扇或冷风机,以保持电子元件始终处于正常温度和相对湿度状态下工 作。否则,由于温度和湿度过高,灰尘增多会使集成电路板产生粘结,并导致短路。

 

4、按说明书的规定使用机床 

 

    用户在使用机床时,不能随意更改制造厂对控制系统设定的参数。这些参数的设定直接

关系到机床各部件动态特征。只有补赏参数数值,方可根据实际情况予以调整。

    用户不能随意更换机床附件,制造厂在设置附件时,充分考虑各项环节参数匹配。盲目

更换附件会造成各环节参数不批配,甚至造成严重事故。

 

三、数控木工机床故障维修素质要求 

    数控木工机床是现代制造技术的基础,它是一种综合应用了计算机技术、自动控制技术、

精密测量技术和机床设计等先进技术的典型机电体化产品。它具有高效、高精度以及灵活多

变的特点,已广泛应用于各行业。但是数控木工机床结构及其控制系统复杂、价格昂贵,因

此它对维修人员提出了比普通木工机床维修更高的要求。

 

1。应具有更广泛的知识面 

    由于数控木工机床是集机械、电气、液压、气动等于一体的加工设备,组成机床的各部

分之间具有密切的联系,所以其中任何部分发生故障均会影响到其它部分的正常工作。故要

求维修人员不仅要掌握机械、电气两个专业的基础理论知识,而且还应熟悉机床的结构与设

计思想,熟悉控制系统的性能,才能迅速找出故障原因。

 

2.必须善于思考 

    数控木工机床的结构复杂,故障涉及面广。作为维修人员必须从机床的故障现象,分析

故障产生的原因,透过现象看本质,迅速找到发生故障的根本原因并及时排除。维修人员应

多动脑,勤动手,切忌草率下结论,盲目更换元器件,特别是数控系统的模块以及印刷电路

板。

 

3.重视经验积累 

    数控木工机床故障的维修速度在很大程度上依靠平时经验的积累,维修人员遇到的问

题、解决过的故障越多,其维修经验也就越丰富。数控木工机床虽然种类很多,但基本的工

作过程与原理却是相同的。因此,维修人员在解决了某故障后,应对维修过程及处理方法进

行及时归纳、总结,做好文字记录,以供今后出现同类故障时参考。特别是对于自己平时难

以解决,最终由同行技术人员或专家解决的问题,尤其应该细心观查,认真记录,深入思考。

 

4.能熟练操作数控木工机床和使用维修仪器 

    数控木工机床维修人员通常要进入一般操作者无法进行的特殊操操作方式,如:进行参

数的设定与调整、通过计算机以及软件进行联机调试、利用编程器监控等。此外,为分析判断故障原因,维修过程中往往还需要编制相应的加工程序,对机床进行必要的运行试验与工件的试切削。

 

5.具有较强的动手能力 

    动手能力是维修人员必须具备的素质。但是,对于维修数控木工机床这样昂贵的设备,

动手维修要有明确的目的、完整思路、细致的操作。动手前应仔细思考、观察,找准入手点;

动手过程中更要做好记录,尤其是对于电气元件的安装位置、导线号、机床参数、调整值等

都必须做好明显标记;维修完成后,应做好收尾工作,如将机床、系统的罩壳、紧固件安装

到位,电线、电缆整理整齐等。

 

四、数控木工机床故障的分类 

 

1、按故障发生的部位分类 

   (1)主机故障

    数控木工机床的主机通常指组成数控机床的机械、润滑、冷却、排屑、液压、气动与防

护等部分。主机常见的故障有:

    1 )因机械部分安装、测试、操作使用不当等原因引起的机械传动故障;

    2 )因导轨、主轴等运动部件的干涉、摩擦过大等原因引起的故障;

    3)因机械零件的损坏、联接不良等原因引起的故障等。

    主机故障主要表现为传动噪声大、加工精度差、运行阻力大、机械部件停止运作、机械

部件损坏等。润滑不良、液压、气动系统的管路堵塞和密封不良,是主机发生故障的主要原

因。数控木工机床的定期维护、保养、控制和根除“三漏”现象发生是减少主机部分故障的

重要措施。

     (2 )电气控制系统故障

    从所使用的电器元件类型上,根据通常习惯,电气控制系统故障通常分为弱电故障和强

电故障两大类。

    弱电部分是指控制系统中以电子元件、集成电路为主的椌制部分。数控木工机床的弱电

部分包括CNC、PLC、CRT 以及伺服驱动单元、输入输出单元等。

    弱电故障又有硬件与软件故障之分。硬件故障是指上述各部分的集成电路芯片、分立电

子元件、插接件以及外部连接组件等发生的故障。软件是指在硬件正常情况下所出现的动作

出错、数据丢失等故障,常见的有加工程序出错,系统程序和参数的改变或丢失,计算机出

错等。

    强电部分是指控制系统中的主回路或高压、大功率回路中的继电器、开关、熔断器、电

源变压器、电动机、电磁铁、行程开关等电器元件及其所组成的椌制电路。这部分的故障虽

然维修、诊断较为方便,但由于它处于高压、大电流工作状态,发生故障的几率要高于弱电

部分,必须引起维修人员的重视。

2、按故障的性质分类 

 

   (1)确定性故障

    确定性故障是指控制系统主机中的硬件损坏或在满足一定的条件下数控机床必然发生

的故障。这一类故障现象在数控木工机床上最常见,但由于它具有一定的规律,因此也给维

修带来了方便。

    确定性故障具有不可恢复性,故障一旦发生,如对其进行维修处理,机床不会自动恢复

正常。但只要找出发生故障的根本原因,维修完成后机床立即可以恢复正常。正确的使用与

精心维护是杜绝或避免发生故障的重要措施。

   (2 )随机性故障

   随机性故障是指数控机床在工作过程中偶然发生的故障,此类故障的发生原因较隐蔽,

很难找出其规律性,故常称之为“软故障”。随机性故障的原因分析与故障诊断比较困难,

 

一般而言,故障的发生往往与部件的安装质量、参数的设定、元件的品质、软件设计不完善、

工作环境的影响等因素有关。随机性故障有可恢复性,故障发生后,通过重新开机等措施,

机床通常可恢复正常,但在运行过程中,又可能发生同样的故障。加强数控系统的维护检查,

确保电气箱的密封,可靠的安装、连接,正确的接地和屏蔽是减少、避免此类故障发生的重

要措施。

 

3、按故障指示的形式分类 

    (1)有报警显示的故障

     1 )指示灯显示报警

    指示灯显示报警是指通过控制系统各单元上的状态指示灯(一般由LED 发光管或小指

示灯组成)显示的报警。根据系统状态指示灯,即使在显示故障时,仍可大致分析判断出故

障发生的部位与性质,因此,在维修、排除故障过程中应认真检查这些状态指示灯的状态。

     2 )显示器显示报警

    显示器报警是通过CNC 显示器显示出报警信号和报警信息的报警。由于数控系统一般

都具有较强的自诊断功能,如果系统的诊断软件以及显示电路工作正常,一旦系统出现故障,

可以在显示器上以报警信号的形式显示故障信息。数控系统能进行显示的报警少则几十种,

多则上千种,它是故障诊断的重要信息。

   在显示器报警中,又可分为NC 报警和PLC 报警两类。前者为数控生产厂家设置的故障

显示。维修人员可对照系统的维修手册,来确定可能发生故障的原因。后者是由数控生产厂

家设置的PLC  报警信息文本,属于机床部分的故障显示。维修人员可对照机床生产厂家所

提供的“机床维修手册”中的有关内容,确定故障所产生的原因。

    (2 )无报警显示的故障

    这类故障发生时,机床与系统均无报警显示,其分析诊断难度通常较大,需要通过仔细、

认真的分析判断才能预以确认。特别是对于一些早期的数控系统,由于系统本身的诊断功能

不强,或无PLC 程序报警信息文本,出现无报警显示的故障情况则较多。

   对于无报警显示的故障,通常要具体情况具体分析,根据故障发生前后的变化。进行分

析判断,原理分析法与PLC 程序分析法是解决无报警显示故障的主要方法。

 

4、按故障产生的原因分类 

    (1)数控木工机床自身故障

    这类故障的发生是由于数控机床自身的原因所引起的,与外部使用环境无关,数控机床

发生的极大多数故障均属此类故障。

    (2 )数控机床外部故障

这类故障是由于外部原因所造成的。供电电压低波动过大,电源相序不正确或三相输

入电压的不平衡,环境温度过高,有害气体、潮气、粉尘进入,外来振动和干扰等都是引起

故障的原因。此外,人为因素也是造成机床故障的原因之一。根据有关资料统计,首次使用

数控木工机床或由不熟练的工人来操作,在使用的第一年内,由操作不当所引起的外部故障

要占机床总故障的三分之一以上。

    除上述常见故障分类方法外,还有其它多种分类方法。如:按故障发生时有无破坏性,

可分为破坏性故障和非破坏性故障两种。按故障发生与需要维修的部位,可分为数控装置故

障,进给伺服系统故障,主轴驱动系统故障,自动换刀系统故障等等,这一分类方法在维修

时常用。

 

五、数控木工机床的维护保养与故障判断 

1、数控木工机床的维护与保养 

    设备的定期维护保养是设备自身运转的客观要求。在设备使用过程中,会产生技术状态

的不断变化,不可避免会出现不正常现象,这是设备的隐患,如果不及时处理,就会造成设

备过早的损坏,甚至造成大的事故。俗话说地好:“小洞不补,大洞吃苦”。因此,只有做好

设备的维护保养工作,及时地处理技术状态发展变化而引起的问题,随时改善设备的使用状

况,才能有效的预防和降低数控机床的故障发生几率,才能保证设备的正常运转,延长使用

寿命。

    首先,针对每一台数控木工机床的具体性能和加工对象制定操作规程,建立工作、故障、

维修档案,包括保养内容以及功能器件和元件的保养周期。

    其次,在一般的工作车间的空气中都含有油雾、灰尘甚至金属粉末之类的污染物,一旦

它们落在数控系统内的印刷线路或电子器件上,很容易引起元器件之间绝缘电阻下降,甚至

导致元器件及印刷线路受到破坏。所以除非是需要进行必要的调整及维修,一般情况下不允

许随便开启柜门,更不允许在使用过程中敞开柜门。

    另外,对数控系统的电网电压要实行监控,一旦发现超出正常的工作电压,就会造成系

统不能正常工作,甚至引起数控系统内部电子部件的损坏。所以配电系统在设备不具备自动

检测保护的情况下,要有专人负责监视,以及尽量的改善配电系统的稳定作业。

 

2、数控木工机床故障断诊分析 

 

   (1)检查

    在设备无法正常工作的情况下,首先要判断故障出现的具体位置和产生的原因,可以目

测故障板,仔细检查由于电流过大造成的保险丝熔断,元器件的烧焦烟熏,有无杂物断路现

象,造成板子的过流、过压、短路。观察阻容、半导体器件的管脚有无断脚、虚焊等,可发

现一些较为明显的故障,缩小检修范围,判断故障产生的原因。

   (2 )系统自诊断

    数控系统的自诊断功能随时监控系统的工作状态。一旦发生异常情况,立即在CRT 上

显示报警信息或发光二级管指示故障的大致原因,这是维修中最有效的一种方法。近年来随

着技术的发展,兴起了新的接口诊断技术,JTAG 边界扫描,该规范提供了有效地检测引线

间致密的电路板上零件的能力,进一步完善了系统的自我诊断能力。

     (3)功能程序测试法

    就是将数控系统的常用功能和特殊功能用手工或自动编程的方法,编制成一个功能测试

程序,送入数控系统,然后让数控系统运行这个测试程序,借以检查机床执行这些功能的准

确度和靠性,进而判断出故障发生的可能原因。

     (4 )接口信号检查

通过用可编程序控制器在线检查机床控制系统的接收信号,并与接口手册正确信号相对

比,也可以查出相应的故障点。

     (5)诊断备件替换法

    随着现代技术的发展,电路的集成规模越来越大,技术也越来越先进,按常规方法,很

难把故障定位到一个很小的区域。而一旦系统发生故障,为了缩小停机时间,在没有诊断条

件的情况下,可以采用相同或相容的模块进行替换检查。对于现代数控系统的维修,越来越

多采用这种方法对故障进行诊断,然后用备件替换损坏的模块,使系统正常工作,尽最大可

能缩短停机时间。上述诊断方法,在实际应用时并无严格界限,可能用一种方法能排除故障,

也可能需用多种方法同时进行。最主要的是根据诊断的结果间接或直接的找到问题的关键,

或维修或替换,尽快恢复生产。

    总之,数控木工机床产生故障的原因是多种多样的,有机械问题、数控系统问题、传动

元件问题、驱动元件问题、电路问题。在检修时,要分析故障产生的原因和范围,然后逐步

排除,直到找到故障点,切勿盲动。在面对数控木工机床故障维修问题时,首先要防患于未

然,不能在出现问题后才去解决问题,要作好日常的维修工作和了解机床的结构、工作原理,

这样才能作到有的放矢。

2011年12月27日

实木门、实木复合门加工工艺与结构
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