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第1篇

一般機(jī)床是能完成車、銑、刨、磨、鏜、鉆、電火花、剪板、折彎、激光切割等等機(jī)械加工的方法的設(shè)備，它能把金屬毛坯零件加工成所需要的形狀，其中包括尺寸精度和幾何精度兩個(gè)方面。

數(shù)控機(jī)床則是從普通機(jī)床的基礎(chǔ)上發(fā)展過(guò)來(lái)的，它是一種裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床。數(shù)控系統(tǒng)則是采用了自動(dòng)控制技術(shù)，能用數(shù)控指令來(lái)控制機(jī)床的運(yùn)動(dòng)（稱之為數(shù)控控制技術(shù)）的自動(dòng)控制系統(tǒng)。

二、機(jī)床的雛形、誕生及發(fā)展

機(jī)床是人類進(jìn)行生產(chǎn)勞動(dòng)的重要工具，也是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展水平的重要標(biāo)志。

1、數(shù)控車床的雛形

機(jī)床最早的雛形是于公元前2000多年出現(xiàn)的樹(shù)木車床。當(dāng)時(shí)，工作時(shí)腳踏繩索下端的套圈，利用樹(shù)枝的彈性使工作由繩索帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，中世紀(jì)的彈性棒車床運(yùn)用的仍是這一原理。1500年左右，意大利人達(dá)芬奇曾繪制過(guò)車床、鏜床、螺紋加工機(jī)床的構(gòu)想革圖。中國(guó)明朝出版的《天工開(kāi)物》中載有磨床的結(jié)構(gòu)，用腳踏的方法使鐵盤(pán)旋轉(zhuǎn)，加上沙子和水剖切玉石。18世紀(jì)的工業(yè)革命推動(dòng)了機(jī)床的發(fā)展。

1774年，英國(guó)人威爾金發(fā)明較精密的炮筒鏜床，他用這臺(tái)炮鏜床鏜出的汽缸，滿足了瓦特蒸汽機(jī)的發(fā)展。1770年威爾金森制造了一臺(tái)水輪驅(qū)動(dòng)的鏜床。1797年英國(guó)人莫利茲創(chuàng)造的車床能實(shí)現(xiàn)機(jī)動(dòng)進(jìn)給和車削螺紋，這是機(jī)床結(jié)構(gòu)的一大變革。19世紀(jì)以后，由于紡織、動(dòng)力、交通運(yùn)輸機(jī)械和軍火生產(chǎn)的推動(dòng)，各種基本類型的機(jī)床相繼出現(xiàn)。

2、機(jī)床的誕生及發(fā)展

普通機(jī)床經(jīng)經(jīng)歷了近兩百年的歷史。隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及自動(dòng)化，精密機(jī)械與測(cè)量等技術(shù)的發(fā)展與綜合應(yīng)用，生產(chǎn)了機(jī)電一體化的新型機(jī)床一一數(shù)控機(jī)床。

在20世紀(jì)40年代，飛機(jī)和導(dǎo)彈制造業(yè)發(fā)展迅速，原來(lái)的加工設(shè)備已無(wú)能力加工航工業(yè)需要的高精度的復(fù)雜型面零件。1948年，美國(guó)PARSONS公司在加工直升機(jī)葉片輪廓檢驗(yàn)樣板的機(jī)床時(shí)，首先提出了數(shù)控機(jī)床的設(shè)想，在麻省理工學(xué)院（MIT）伺服機(jī)構(gòu)研究所的協(xié)助下，于1952年成功研制了世界上第一臺(tái)三坐標(biāo)銑床樣機(jī)。后又經(jīng)過(guò)三年時(shí)間的改造和自動(dòng)程序編制的研究，數(shù)控機(jī)床進(jìn)入了實(shí)用階段。于1958年，美國(guó)的KEANEY&TRECKER公司在世界上首先研制成功了帶有自動(dòng)換刀裝置的加工中心。

可以說(shuō)，數(shù)控機(jī)床的誕生為人類帶來(lái)了不同凡響的意義。于此同時(shí)，數(shù)控機(jī)床的優(yōu)越性也著重的體現(xiàn)出來(lái)了，在國(guó)際的競(jìng)爭(zhēng)日益劇烈、產(chǎn)品品種變化頻繁的形勢(shì)下，各國(guó)也開(kāi)始研究各種不同類型的數(shù)控機(jī)床，新品種的機(jī)床也隨之增長(zhǎng)。在這樣的條件下，數(shù)控機(jī)床也經(jīng)歷了幾代變化：

1952-1959年采用的是電子管構(gòu)成的專用數(shù)控（NC）系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床，這是第一代。

1959年由于在計(jì)算機(jī)行業(yè)中研制出晶體管元件，因而便出現(xiàn)了采用晶體管電路NC系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床，從而跨入了第二代。

1965年出現(xiàn)了開(kāi)始采用小、中規(guī)模集成的NC系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的第三代。

1970年為數(shù)控機(jī)床發(fā)展的第四代，此時(shí)采用大規(guī)模集成電路的小型通用電子計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床。

1974年開(kāi)始采用微型電子計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)（MNC）數(shù)控機(jī)床，此時(shí)為第五代。

在經(jīng)歷不同的年代的發(fā)展，機(jī)床的數(shù)控化率不斷提高，也使數(shù)控機(jī)床加工對(duì)象改型的適應(yīng)性加強(qiáng)，加工精度提高，大大的提高了生產(chǎn)效率，為制造業(yè)提供了良好的經(jīng)濟(jì)效益，且數(shù)控機(jī)床由于自動(dòng)化程度很高，很利用現(xiàn)在化的生產(chǎn)管理，使其成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)發(fā)展的重要裝備。

三、數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨向

數(shù)控機(jī)床一經(jīng)使用就了其獨(dú)特的優(yōu)越性和強(qiáng)大生命力，使原來(lái)大量不能解決的問(wèn)題，找到了科學(xué)解決的途徑。然而，隨著制造業(yè)對(duì)數(shù)控機(jī)床的大量需求以及計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的飛速進(jìn)步，數(shù)控機(jī)床必須不斷發(fā)展以更適應(yīng)生產(chǎn)加工的需要，以達(dá)更高更好的效果。

隨著數(shù)控機(jī)床的不斷發(fā)展，不斷提高，同時(shí)隨著當(dāng)今世界的快速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床也將會(huì)有不同的發(fā)展方向：

1、迎合制造業(yè)的個(gè)性需求。

2、不斷提高加工精度、加工效率，減少加工輔助時(shí)間，強(qiáng)調(diào)柔性化來(lái)滿足生產(chǎn)和組織及管理的需要。

3、強(qiáng)調(diào)功能復(fù)合化。

4、5軸（坐標(biāo)）聯(lián)動(dòng)控制技術(shù)及5軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床成為世界機(jī)床制造業(yè)中的一個(gè)技術(shù)制高點(diǎn)。CIMT2007上共展出了70多臺(tái)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床，其中有40多臺(tái)是中國(guó)自主開(kāi)發(fā)的。

5、注重環(huán)保，涉及避免油污污染，以及機(jī)床再生、回收等方面。

6、智能化發(fā)展，即數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)逐步具備自診斷、自適應(yīng)控制、邏輯分析判斷等功能。最近，日本的山崎馬扎克公司陸續(xù)開(kāi)發(fā)了主動(dòng)振動(dòng)控制、智能熱屏障、智能防撞屏障、語(yǔ)言提示；日本大隈公司開(kāi)發(fā)了Thinc智能數(shù)字控制系統(tǒng)等等。

7、在并聯(lián)結(jié)構(gòu)機(jī)床方面，哈爾濱量具刃具集團(tuán)數(shù)控設(shè)備公司在CIMT2007上展出的并聯(lián)結(jié)構(gòu)機(jī)床LINKS-EXE700具有新的突破意義，不單結(jié)構(gòu)進(jìn)一步簡(jiǎn)化，而且加工范圍增大、動(dòng)作快速、剛性和精度提高；五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控編程與使用常規(guī)化，可以加工五面體，在工件特別裝夾的情況下，還可作六面加工，這是目前任何機(jī)床結(jié)構(gòu)都做不到的。

8、從零件加工方法上來(lái)說(shuō)，稱得上革命性發(fā)展是出現(xiàn)了實(shí)現(xiàn)快速成型技術(shù)原理的機(jī)床新品種，它采用電熱、激光束、離子束、電子束作為能量源，以復(fù)合紙、高聚物、金屬粉末、高溫合金、復(fù)合陶瓷、鑄造型砂等作為加工材料，一改現(xiàn)有金屬切削機(jī)床和金屬成型機(jī)床“材料去除”加工方法，而采用“材料累加”的方法或稱“增材制造”方法進(jìn)行機(jī)械零件原型制造。

9、水切割已經(jīng)與激光切割并駕齊驅(qū)成為一門(mén)嶄新的技術(shù)和新的機(jī)床門(mén)類，中國(guó)目前有三、四個(gè)單位從事這方面開(kāi)發(fā)，產(chǎn)品已上市。

數(shù)控機(jī)床的發(fā)展方向是多元化的，也可以使其向信息化發(fā)展，產(chǎn)生其聯(lián)網(wǎng)效應(yīng)，在數(shù)控機(jī)床工作時(shí)，工人和技術(shù)師之間有著短距離的聯(lián)系，以確保加工過(guò)程的順利，在任何一個(gè)環(huán)節(jié)中如若出現(xiàn)問(wèn)題，可以不須遠(yuǎn)距離就可以解決。

四、中國(guó)的數(shù)控

我國(guó)的數(shù)控機(jī)床從20世紀(jì)80年代開(kāi)始起步，2003年我國(guó)就成了全球最大的機(jī)床消費(fèi)國(guó)，也是世界上最大的數(shù)控機(jī)床進(jìn)口國(guó)。在“十五”期間，我國(guó)數(shù)控機(jī)床行業(yè)實(shí)現(xiàn)了超高速發(fā)展。其產(chǎn)量2001年為17521臺(tái)，2002年24803臺(tái)，2003年36813臺(tái)，2004年51861臺(tái)，是2001年的3.7倍，平均年增長(zhǎng)39％；2005年國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量59639萬(wàn)臺(tái)，接近6萬(wàn)臺(tái)大關(guān)，是“九五”末期的424倍。中國(guó)機(jī)床行業(yè)在“十五”期間發(fā)展迅猛的主要原因是市場(chǎng)需求旺盛。固定資產(chǎn)投資增速快、汽車和機(jī)械制造行業(yè)發(fā)展迅猛、外商投資企業(yè)增長(zhǎng)速度加快所致。

經(jīng)過(guò)不斷的發(fā)展，市場(chǎng)上的需求，近幾年我國(guó)機(jī)床工業(yè)正處在黃金發(fā)展時(shí)期：機(jī)床工具行業(yè)連續(xù)8年快速增長(zhǎng)，連續(xù)6年成為世界第一機(jī)床消費(fèi)國(guó)、進(jìn)口國(guó)。雖然我國(guó)的機(jī)床發(fā)展水平和國(guó)際還有一定的差距，但是部分產(chǎn)品已經(jīng)達(dá)到國(guó)際水平。

在2008年4月21~25日的中國(guó)第五屆中國(guó)國(guó)際數(shù)控展覽會(huì)就體現(xiàn)了我國(guó)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展，是我國(guó)國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床自主創(chuàng)新20年的成果的全面展示。此次國(guó)展會(huì)就展示出我國(guó)的高檔數(shù)控機(jī)床可謂是遍地開(kāi)花，其中多家企業(yè)也展出了大規(guī)模系列產(chǎn)品，柔性制造系統(tǒng)成套的靚麗登場(chǎng)，而數(shù)控機(jī)床的整體水平也進(jìn)行了全面的提升，以往的加工中心也從立式脫穎成臥式，這次展會(huì)也展示出了許多前所聲譽(yù)鵲起有的大型、重型數(shù)控機(jī)床等。

這次展會(huì)也體現(xiàn)我國(guó)數(shù)控機(jī)床的技術(shù)先進(jìn)、質(zhì)量可靠、性能優(yōu)越；體現(xiàn)了數(shù)控機(jī)床在我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展和國(guó)家政策的大力支持下，機(jī)床工業(yè)連續(xù)六年取得快速增長(zhǎng)；體現(xiàn)數(shù)控機(jī)床在我國(guó)的市場(chǎng)的廣闊，我國(guó)的能力之強(qiáng)大。

五、數(shù)控機(jī)床的接觸

在學(xué)校實(shí)習(xí)時(shí)，我也曾經(jīng)接觸過(guò)機(jī)床與數(shù)控機(jī)床，感覺(jué)好對(duì)機(jī)床的調(diào)整，例如：對(duì)一段圓柱進(jìn)行車圓錐面的時(shí)候，根據(jù)要求進(jìn)行計(jì)算，將小滑板法轉(zhuǎn)到計(jì)算出的角度；而數(shù)控機(jī)床只要根據(jù)技術(shù)員所編程序進(jìn)行車削，自動(dòng)調(diào)整，無(wú)須人力。從而看出數(shù)控機(jī)床比一般機(jī)床的高技術(shù)性、高效率等，體現(xiàn)了數(shù)控機(jī)床的優(yōu)越性、高性能。

數(shù)控機(jī)床根據(jù)所實(shí)現(xiàn)加工的情況不同，也有不同的型號(hào)。我們剛開(kāi)始接觸數(shù)控機(jī)床，使用的是模擬型，在廠里所接觸的就屬于實(shí)用型，在這兩者之間，也有不同的區(qū)別：程序所須代碼的意思不同、系統(tǒng)不同、機(jī)床按鍵不同等。同時(shí)，根據(jù)實(shí)際情況所需，數(shù)控機(jī)床上的功能也隨之變動(dòng)：有的適用于加工普通零件，有的適用于加工高精度的零件。模型弄數(shù)控機(jī)床，是根據(jù)你所編的程度進(jìn)行操作，沒(méi)有任何的變動(dòng)，相當(dāng)于執(zhí)行你的指令，不會(huì)自我完善；實(shí)用型數(shù)控機(jī)床則相反，它會(huì)根據(jù)所出現(xiàn)的情況，辨別進(jìn)行完善，例如：機(jī)床用麻花鉆進(jìn)行鉆孔，如果你沒(méi)有設(shè)置退刀程序，模擬機(jī)床會(huì)根據(jù)你的程序，一直到鉆孔結(jié)束；而廠里的機(jī)床，可以根據(jù)你設(shè)置的程序，進(jìn)行完善，在鉆孔時(shí)，會(huì)自動(dòng)退一點(diǎn)點(diǎn)，讓孔內(nèi)的鐵屑隨著退刀出來(lái)，再繼續(xù)鉆孔。

在這樣的對(duì)比之下，可以看出數(shù)控機(jī)床在向著人類所期待完美狀態(tài)前進(jìn)，它的“成長(zhǎng)”標(biāo)志著社會(huì)生產(chǎn)水平的發(fā)展，是我們?nèi)祟惖闹匾獦?biāo)志之一。

第2篇

關(guān)鍵詞：改造；數(shù)控車床；質(zhì)量控制

如果對(duì)所用的普通車床和長(zhǎng)時(shí)間使用的車床不進(jìn)行改造，僅購(gòu)買新的數(shù)控車床，則會(huì)增加許多生產(chǎn)廠家設(shè)備方面的成本。所以生產(chǎn)廠家對(duì)普通車床及長(zhǎng)時(shí)間使用的車床進(jìn)行數(shù)控化改造是必經(jīng)之路。

由于進(jìn)行數(shù)控化改造對(duì)于改造廠家來(lái)說(shuō)，較雜又亂，但如何對(duì)改造的數(shù)控機(jī)床進(jìn)行質(zhì)量控制則是我們一直以來(lái)需要探討的問(wèn)題，在此談一下如何進(jìn)行改造數(shù)控車床的質(zhì)量控制。

普通車床數(shù)控改造分為新機(jī)改造和舊機(jī)改造，新機(jī)改造是用戶購(gòu)買普通車床或普通光機(jī)（指僅帶床頭箱和縱、橫向?qū)к壍能嚧玻脑鞆S家根據(jù)其要求進(jìn)行數(shù)控化改造。舊機(jī)改造是指用戶將已經(jīng)使用過(guò)的普通車床或數(shù)控車床進(jìn)行翻新并進(jìn)行數(shù)控化改造。其中舊機(jī)改造包括大修車床改造和用戶舊機(jī)部件改造。在此淺談改造數(shù)控車床在機(jī)械方面的質(zhì)量控制方法、著重控制點(diǎn)和檢驗(yàn)過(guò)程。

1新機(jī)改造和舊機(jī)大修車床改造都必須經(jīng)過(guò)如下相同改造

(1)更換X軸、Z軸絲桿、軸承、電機(jī)。

(2)增加電動(dòng)刀架和主軸編碼器。

(3)增加軸向電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置，限制運(yùn)行超程的行程開(kāi)關(guān)，加裝變頻器（客戶需要）以及為了加工和安全所需的電氣部分。

(4)X軸、Z軸的絲桿兩端支承面的配刮、滾珠絲桿副托架與床鞍的配刮、床身與床鞍導(dǎo)軌副進(jìn)行配刮。

(5)據(jù)需要增加防護(hù)設(shè)施，如各向絲桿的防護(hù)罩，安全防護(hù)門(mén)，行程開(kāi)關(guān)的防護(hù)裝置。

2新機(jī)改造和舊機(jī)大修車床改造的不同點(diǎn)

(1)新機(jī)改造的主軸和尾座部分未進(jìn)行改動(dòng)，主軸部分和尾座部分無(wú)須進(jìn)行再改造。

(2)舊機(jī)大修車床由于經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間使用，導(dǎo)軌已磨損，為了保證大修后，能繼續(xù)長(zhǎng)時(shí)間使用而不變形，必須經(jīng)過(guò)淬火工序，然后磨導(dǎo)軌，且磨導(dǎo)軌后必須保證導(dǎo)軌硬度≥HRC47。

(3)舊機(jī)大修車床應(yīng)根據(jù)客戶需要對(duì)主軸部分和尾座部分進(jìn)行改造和調(diào)整。

3新機(jī)改造和大修機(jī)床改造的精度檢驗(yàn)是檢驗(yàn)的重要項(xiàng)目

精度檢驗(yàn)執(zhí)行JB/T8324.1-1996《簡(jiǎn)式數(shù)控臥式車床精度》。

4新車床改造的精度質(zhì)量控制如下

(1)鏟刮檢驗(yàn)。新車床改造經(jīng)過(guò)對(duì)X軸、Z軸的絲桿兩端支承面的進(jìn)行配刮、對(duì)滾珠絲桿副托架與床鞍進(jìn)行配刮、床身與床鞍導(dǎo)軌副進(jìn)行配刮等。車床的主軸、尾座部分未拆動(dòng)。檢驗(yàn)方法如下：用配合面進(jìn)行涂色，相互配合面進(jìn)行結(jié)合，并相對(duì)摩擦，然后對(duì)鏟刮面進(jìn)行鏟刮點(diǎn)數(shù)檢驗(yàn)，并對(duì)結(jié)合處用塞尺進(jìn)行結(jié)合程度檢驗(yàn)，其中刮研點(diǎn)不得低于6點(diǎn)/25*25mm，0.03mm的塞尺塞結(jié)合處，不入。

(2)絲桿與導(dǎo)軌平行度檢驗(yàn)：裝配絲桿時(shí)，絲桿與導(dǎo)軌的平行度必須≤0.02mm。

(3)精度檢驗(yàn)的G1項(xiàng)中導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)的直線度(只許凸)應(yīng)由普通車床廠家進(jìn)行保證，不作為重點(diǎn)檢驗(yàn)項(xiàng)目。

(4)精度檢驗(yàn)中的主軸部分精度G4、G5、G6項(xiàng)也應(yīng)由普通車床廠家進(jìn)行保證，不作為重點(diǎn)檢驗(yàn)項(xiàng)目。

(5)G11項(xiàng)床頭、尾座兩頂尖的等高度由普通車床廠家進(jìn)行保證，不作為改造廠家質(zhì)量控制的重點(diǎn)項(xiàng)目。5用戶大修車床改造的精度檢驗(yàn)

由于進(jìn)行了磨導(dǎo)軌，基準(zhǔn)面已變動(dòng)，所以精度檢驗(yàn)中的所有項(xiàng)目必須進(jìn)行檢驗(yàn)，且應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)行控制，以保證改造后的使用性能。

6大修車床改造和新機(jī)改造的其它質(zhì)量重要控制點(diǎn)

(1)銹蝕檢查：各橫、縱向?qū)к壝妫鬏S、主軸法蘭盤(pán)，尾座空心套和各

(2)外露非油漆表面都必須采取防銹措施，如清洗干凈后，用脂等進(jìn)行防銹檢查：鏟刮面、絲桿和軸承在進(jìn)行裝配前必須清洗干凈，不得留有紅丹粉、鐵削和其它臟物質(zhì)；電箱內(nèi)側(cè)、防護(hù)罩內(nèi)側(cè)無(wú)灰塵、臟物。

(3)滲漏檢查：大修車床改造的主軸軸承和齒輪等必須保持，大修車床改造和新車床改造的軸向絲桿和軸承必須有，必須有冷卻裝置，且以上和冷卻中接頭處，油、水箱等處都不得有滲漏現(xiàn)象。

(4)機(jī)床噪聲、溫升、轉(zhuǎn)速、空運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)：

①主軸在各種轉(zhuǎn)速下連續(xù)空運(yùn)轉(zhuǎn)4min，其中最高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間不小于2小時(shí)。整機(jī)空運(yùn)行時(shí)間≥16h，對(duì)圓弧、螺紋、外圓、端面等循環(huán)車削進(jìn)行模擬空運(yùn)行試驗(yàn)。

②主軸軸承溫度穩(wěn)定后，測(cè)軸承溫度及溫升滾動(dòng)軸承：溫度≤70℃，溫升≤40℃；滑動(dòng)軸承：溫度≤60℃，溫升≤30℃。

③機(jī)床噪聲聲壓級(jí)空運(yùn)轉(zhuǎn)條件下≤83dB(A)，且機(jī)床有無(wú)不正常尖叫、沖擊聲。各軸方向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)進(jìn)行應(yīng)平穩(wěn)，無(wú)明顯振動(dòng)、顫動(dòng)和爬行現(xiàn)象。

④機(jī)床連續(xù)空運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)在規(guī)定連續(xù)空運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間內(nèi)，無(wú)故障，運(yùn)行可靠，穩(wěn)定。

(5)用戶更換部件（包括機(jī)床部分的維修）的改造：由于車床更換部件的改造項(xiàng)目較多，主要是更換主軸軸承、軸向絲桿、軸向電機(jī)、軸向軸承和系統(tǒng)。

①更換主軸軸承：由于更換主軸軸承是為了保證加工外圓和端面的精度，必須在更換軸承后，先行檢驗(yàn)主軸的噪聲在無(wú)異常的情況下，整機(jī)噪聲聲壓級(jí)不得超過(guò)83dB（A），然后進(jìn)行加工精度檢驗(yàn)，并檢驗(yàn)加工工件的表面粗糙度。

②更換軸向絲桿檢驗(yàn)：檢驗(yàn)各向位置精度，確保在規(guī)定范圍內(nèi)，跑機(jī)運(yùn)行達(dá)到軸向運(yùn)行無(wú)不正常的沖擊聲和雜音。更換軸向電機(jī)：由于其它項(xiàng)目未進(jìn)行改造，則檢驗(yàn)僅對(duì)跑機(jī)運(yùn)行的噪聲進(jìn)行檢驗(yàn)，軸向運(yùn)行無(wú)不正常的沖擊聲和雜音。檢驗(yàn)其軸向反向間隙，以防在裝配中由于裝配引起反向差值不符合要求。

第3篇

（一）項(xiàng)目教學(xué)法的定義

項(xiàng)目教學(xué)是一個(gè)將實(shí)踐教學(xué)與理論教學(xué)完美結(jié)合的教學(xué)方法，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)項(xiàng)目教學(xué)就是指教育教學(xué)過(guò)程中，教師通過(guò)制定一個(gè)完整的項(xiàng)目方案，讓學(xué)生按照方案內(nèi)容自主的進(jìn)行項(xiàng)目的操作，其中包括工作安排、探究學(xué)習(xí)、自主動(dòng)手等等。就數(shù)控車床實(shí)訓(xùn)教學(xué)而言，在其中應(yīng)用項(xiàng)目教學(xué)法，主要就是讓學(xué)生進(jìn)行一項(xiàng)具體而完整的工作。如，產(chǎn)品的生產(chǎn)等。項(xiàng)目教學(xué)需要學(xué)生對(duì)理論知識(shí)有一個(gè)基礎(chǔ)性的把握，并且在實(shí)際操作的過(guò)程中可以將所學(xué)知識(shí)與實(shí)踐內(nèi)容相結(jié)合，最終提升學(xué)生對(duì)知識(shí)的應(yīng)用能力，為學(xué)生今后的實(shí)際工作打好基礎(chǔ)。

（二）項(xiàng)目教學(xué)法的特點(diǎn)

1.內(nèi)容綜合，利于探究

項(xiàng)目教學(xué)在應(yīng)用的過(guò)程中主要將教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際工作內(nèi)容相融合，每一個(gè)操作項(xiàng)目都具有一定的獨(dú)立性以及明確的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)。因此每一個(gè)項(xiàng)目教學(xué)內(nèi)容都包含了理論知識(shí)、技術(shù)應(yīng)用、設(shè)備操作等多項(xiàng)內(nèi)容，使得項(xiàng)目教學(xué)趨于綜合性，更加利于學(xué)生進(jìn)行探究。

2.團(tuán)隊(duì)合作，共同進(jìn)步

項(xiàng)目教學(xué)與一般的探究教學(xué)相比較，其教學(xué)內(nèi)容更加具體，操作流程更加完整，并且在參與人數(shù)方面也更加側(cè)重于團(tuán)體合作。教師在進(jìn)行項(xiàng)目教學(xué)的過(guò)程中，通常會(huì)對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組，讓每一個(gè)學(xué)生都可以參與到項(xiàng)目之中，成為項(xiàng)目操作的主體，使得學(xué)生可以共同學(xué)習(xí)，相互促進(jìn)。

3.注重過(guò)程，結(jié)果多樣

傳統(tǒng)的教育教學(xué)側(cè)重于教學(xué)的結(jié)果而對(duì)教學(xué)過(guò)程則稍顯忽視，而在項(xiàng)目教學(xué)進(jìn)行的過(guò)程中，教師在進(jìn)行成果驗(yàn)收方面并沒(méi)有采取統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，并且也不要求學(xué)生一定要得出正確的結(jié)果。相反，教師更注重的是學(xué)生在項(xiàng)目完成過(guò)程中，是否對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行了應(yīng)用，是否發(fā)揮了自身作用，是否對(duì)個(gè)人能力有所提升等。

4.角色轉(zhuǎn)變，生本為主

項(xiàng)目教學(xué)是現(xiàn)代教育發(fā)展的產(chǎn)物，因此在進(jìn)行教育教學(xué)的過(guò)程中一直奉行的是生本思想。所以，數(shù)控車床實(shí)訓(xùn)教師在進(jìn)行教學(xué)的過(guò)程中，將課堂的主導(dǎo)交給了學(xué)生，讓學(xué)生圍繞項(xiàng)目?jī)?nèi)容進(jìn)行探究與學(xué)習(xí)，而教師在這一過(guò)程中僅起到輔助作用。

二、項(xiàng)目教學(xué)法在數(shù)控車床實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用

（一）項(xiàng)目設(shè)計(jì)

項(xiàng)目設(shè)計(jì)是項(xiàng)目教學(xué)的基礎(chǔ)，因此在進(jìn)行項(xiàng)目教學(xué)之前相關(guān)教師一定要搞好項(xiàng)目設(shè)計(jì)工作。首先，項(xiàng)目設(shè)計(jì)應(yīng)圍繞教材內(nèi)容展開(kāi)，符合教材的要求。并且項(xiàng)目設(shè)計(jì)要有一定的針對(duì)性，教師在進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要先為項(xiàng)目設(shè)定明確而具體的項(xiàng)目目標(biāo)，在圍繞項(xiàng)目目標(biāo)進(jìn)行內(nèi)容的設(shè)計(jì)和任務(wù)的安排。其次，項(xiàng)目設(shè)計(jì)要與實(shí)際工作相結(jié)合，必須保證設(shè)計(jì)的項(xiàng)目各個(gè)流程與數(shù)控車床的實(shí)際應(yīng)用相符。無(wú)論是刀具的選擇、數(shù)據(jù)的編輯還是最終的操作與總結(jié)，項(xiàng)目設(shè)計(jì)都要忠于現(xiàn)實(shí)，進(jìn)而增加學(xué)生操作過(guò)程中的實(shí)踐性。

(二)方案擬定

由于項(xiàng)目教學(xué)與實(shí)際工作之間有著密切的關(guān)系，因此在進(jìn)行項(xiàng)目教學(xué)的過(guò)程中，教師必須根據(jù)實(shí)際工作的需要對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組，讓學(xué)生以小組為單位對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行有效的探究與操作。為了保障每一組學(xué)生都可以順利的對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行完成，學(xué)生在進(jìn)行項(xiàng)目操作之前需要先進(jìn)行方案的擬定。首先，教師需要對(duì)小組內(nèi)部成員在分工上給予指導(dǎo)，選出小組的負(fù)責(zé)人。其次，小組成員要對(duì)設(shè)計(jì)圖樣、應(yīng)用工藝、注意事項(xiàng)問(wèn)題進(jìn)行思考，并以書(shū)面的形式進(jìn)行方案的擬定，以此為項(xiàng)目的實(shí)際操作打好基礎(chǔ)。

（三）方案展示

數(shù)控車床的實(shí)際工作具有著一定的靈活性，一個(gè)零件的制作可以通過(guò)不同工藝的應(yīng)用進(jìn)行完成。因此學(xué)生擬定的方案經(jīng)常是多種多樣的。所以在正式執(zhí)行之前，教師可以組織學(xué)生按照小組順序，將自己擬定的方案進(jìn)行展示，并和全體學(xué)生一起討論，探究方案的合理性。這樣，不僅保障了項(xiàng)目操作的質(zhì)量，同時(shí)也讓學(xué)生在表達(dá)方面有所提高。

（四）項(xiàng)目執(zhí)行

項(xiàng)目執(zhí)行是項(xiàng)目教學(xué)中的核心內(nèi)容，這一部分工作主要由學(xué)生自主進(jìn)行完成。首先，分組后的學(xué)生，需要在小組內(nèi)部對(duì)成員的工作任務(wù)進(jìn)行安排，小組成員在明確各自任務(wù)后應(yīng)圍繞任務(wù)內(nèi)容展開(kāi)工作。其次，小組成員需要注重彼此間的協(xié)作，按照擬定方案中的工藝和流程進(jìn)行項(xiàng)目的操作。最后，小組成員需要借助計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行模擬操作，確保擬定方案準(zhǔn)確無(wú)誤后，開(kāi)始具體的實(shí)踐。

（五）綜合評(píng)價(jià)

項(xiàng)目教學(xué)完成后，為了讓項(xiàng)目教學(xué)的作用充分的發(fā)揮出來(lái)，教師需要組織學(xué)生進(jìn)行綜合的評(píng)價(jià)。綜合評(píng)價(jià)應(yīng)分為兩個(gè)部分。第一部分是由學(xué)生自主評(píng)價(jià)，通常是由小組的負(fù)責(zé)人進(jìn)行。負(fù)責(zé)人需要根據(jù)小組從方案設(shè)計(jì)到最終加工完成，整個(gè)過(guò)程的表現(xiàn)予以總結(jié)和評(píng)價(jià)，讓學(xué)生對(duì)自己的學(xué)習(xí)情況和動(dòng)手能力等有一個(gè)自我的感知。其次，教師也要對(duì)學(xué)生項(xiàng)目操作情況進(jìn)行評(píng)價(jià)。這種評(píng)價(jià)應(yīng)趨于綜合性和全面性，包括團(tuán)隊(duì)合作情況、工藝應(yīng)用水平、加工消耗時(shí)間、零件是否合格等。

三、結(jié)束語(yǔ)

第4篇

關(guān)鍵詞：數(shù)控車床霍爾開(kāi)關(guān)繼電器伺服驅(qū)動(dòng)

一、換刀裝置故障

數(shù)控車換刀一般的過(guò)程是：換刀電機(jī)接到換刀信號(hào)后，通過(guò)蝸輪蝸桿減速帶動(dòng)刀架旋轉(zhuǎn)，由霍爾元件發(fā)出刀位信號(hào)，數(shù)控系統(tǒng)再利用這個(gè)信號(hào)與目標(biāo)值進(jìn)行比較以判斷刀具是否到位。刀換到位后，電機(jī)反轉(zhuǎn)縮緊刀架。在我維修數(shù)控車的過(guò)程中遇到了以下幾個(gè)故障現(xiàn)象。

故障一：一臺(tái)四刀位數(shù)控車床，發(fā)生一號(hào)刀位找不到，其它刀位能正常換刀的故障現(xiàn)象。

故障分析：由于只有一號(hào)刀找不到刀位，可以排除機(jī)械傳動(dòng)方面的問(wèn)題，確定就是電氣方面的故障。可能是該刀位的霍爾元件及其周圍線路出現(xiàn)問(wèn)題，導(dǎo)致該刀位信號(hào)不能輸送給PLC。對(duì)照電路圖利用萬(wàn)用表檢查后發(fā)現(xiàn)：1號(hào)刀位霍爾元件的24V供電正常，GND線路為正常，T1信號(hào)線正常。因此可以斷定是霍爾元件損壞導(dǎo)致該刀位信號(hào)不能發(fā)出。

解決辦法：更換新的霍爾元件后故障排除，一號(hào)刀正常找到。

故障二：一臺(tái)六刀位數(shù)控車床，換刀時(shí)所有刀位都找不到，刀架旋轉(zhuǎn)數(shù)周后停止，并且數(shù)控系統(tǒng)顯示換刀報(bào)警：換刀超時(shí)或沒(méi)有信號(hào)輸入。

故障分析查找：對(duì)于該故障，仍可以排除機(jī)械故障，歸咎于電氣故障所致。產(chǎn)生該故障的電氣原因有以下幾種：1.磁性元件脫落；2.六個(gè)霍爾元件同時(shí)全部損壞；3.霍爾元件的供電和信號(hào)線路開(kāi)路導(dǎo)致無(wú)電壓信號(hào)輸出。其中以第三種原因可能性最大。因此找來(lái)電路圖，利用萬(wàn)用表對(duì)霍爾元件的電氣線路的供電線路進(jìn)行檢查。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：刀架檢測(cè)線路端子排上的24V供電電壓為0V，其它線路均正常。以該線為線索沿線查找，發(fā)現(xiàn)從電氣柜引出的24V線頭脫落，接上后仍無(wú)反應(yīng)。由此判斷應(yīng)該是該線斷線造成故障。

解決辦法：利用同規(guī)格導(dǎo)線替代斷線后，故障排除。

故障三：一臺(tái)配有FANUC-0imate系統(tǒng)大連機(jī)床廠的六刀位車床，選刀正常但是當(dāng)所選刀位到位之后不能正常鎖緊。系統(tǒng)報(bào)警：換刀超時(shí)。

故障分析查找：刀架選刀正常，正轉(zhuǎn)正常，就是不能反向鎖緊。說(shuō)明蝸輪蝸桿傳動(dòng)正常，初步定為電氣線路問(wèn)題。在機(jī)床刀架控制電氣原理圖上，發(fā)現(xiàn)刀具反向鎖緊到位信號(hào)是由一個(gè)位置開(kāi)關(guān)來(lái)控制發(fā)出的，是不是該開(kāi)關(guān)即周圍線路存在問(wèn)題呢?為了確認(rèn)這個(gè)故障原因，打開(kāi)刀架的頂蓋和側(cè)蓋，利用萬(wàn)用表參照電路圖檢查線路，發(fā)現(xiàn)線路未有開(kāi)路和短路，通過(guò)用手按動(dòng)刀架反向鎖緊位置開(kāi)關(guān)，觀察梯形圖顯示有信號(hào)輸入，至此排除電氣線路問(wèn)題。推斷可能是擋塊運(yùn)動(dòng)不到位，位置微動(dòng)開(kāi)關(guān)未動(dòng)作。于是重新?lián)Q刀一次來(lái)觀察一下，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：果然擋塊未運(yùn)動(dòng)到位。于是把擋塊螺栓擰緊，試換刀一次正常。再換一次刀，原故障又出現(xiàn)了，同時(shí)發(fā)現(xiàn)蝸桿端的軸套打滑并且爬升現(xiàn)象。難道是它造成了電機(jī)反轉(zhuǎn)鎖緊時(shí)位置開(kāi)關(guān)的擋塊不能到位?于是把該軸套進(jìn)行了軸向定位處理，將刀架頂蓋裝好。結(jié)果刀架鎖緊正常了。

解決辦法：對(duì)軸套進(jìn)行軸向定位故障解決。

二、穩(wěn)壓電源故障

機(jī)床在運(yùn)行時(shí)機(jī)床照明燈突然不亮，機(jī)床操作面板燈也不亮，系統(tǒng)電源正常，同時(shí)系統(tǒng)急停報(bào)警，和主軸無(wú)信號(hào)警。關(guān)機(jī)后重新上電故障依舊。

故障分析檢查：經(jīng)詢問(wèn)當(dāng)時(shí)操作人員，沒(méi)有違規(guī)操作，排除人為原因，也可以排除機(jī)械原因，應(yīng)該是電氣故障引起。該機(jī)床的電器原理圖顯示，這些失電區(qū)域都和24V有關(guān)，并且該機(jī)床擁有兩個(gè)穩(wěn)壓電源，一個(gè)是I/O接口電源，另一個(gè)為系統(tǒng)電源。失電區(qū)域都與I/O接口有關(guān)，于是打開(kāi)電氣柜觀察發(fā)現(xiàn)I/O接口穩(wěn)壓電源指示燈未能點(diǎn)亮，說(shuō)明該電源未能正常工作或損壞。由穩(wěn)壓電源的工作原理知道，穩(wěn)壓電源有電流短路和過(guò)載保護(hù)的功能，當(dāng)電源短路或過(guò)載時(shí)自動(dòng)關(guān)斷電源輸出，以保護(hù)電源電路不被損壞。于是試著把電源的輸出負(fù)載線路拆下來(lái)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)重新上電后電源指示燈亮了。這說(shuō)明電源本身沒(méi)有損壞。通過(guò)分析得知該電源為I/O接口電源，負(fù)載不大，也不會(huì)出現(xiàn)過(guò)載現(xiàn)象，應(yīng)該是輸出回路中有短路故障。沿著輸出線號(hào)進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)有一根24V+輸出線接頭從絕緣膠布中露出并接觸到機(jī)床床體。原因很明顯：由于該線與機(jī)床發(fā)生對(duì)地短路，造成該穩(wěn)壓電源處于自我保護(hù)狀態(tài)，使得操作面板和一些I/O接口繼電器供電停止，導(dǎo)致發(fā)生以上故障。至于變頻器報(bào)警可能24V信號(hào)不能到位發(fā)出報(bào)警。

解決辦法：用絕緣膠布把接頭處重新包好，重新上電開(kāi)機(jī)所有故障解決，報(bào)警解除照明燈也亮了。

三、系統(tǒng)程序鎖故障

一臺(tái)數(shù)控車，配有FANUC-0i-mate系統(tǒng)，無(wú)法輸入對(duì)刀值等參數(shù)，不能編輯程序，并伴有報(bào)警。

故障分析檢查：對(duì)此現(xiàn)象首先想到了程序保護(hù)開(kāi)關(guān)，通過(guò)對(duì)比正常的系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)：與系統(tǒng)鎖住時(shí)現(xiàn)象一樣。所以懷疑系統(tǒng)鎖開(kāi)關(guān)壞了，但經(jīng)過(guò)短接，仍不能解決問(wèn)題。通過(guò)觀察故障系統(tǒng)的梯形圖發(fā)現(xiàn)X56輸入點(diǎn)無(wú)信號(hào)輸入，說(shuō)明這條輸入線路斷路。沿著這條線號(hào)利用萬(wàn)用表檢查，發(fā)現(xiàn)在操作面板后面選軸開(kāi)關(guān)接頭處線頭脫落，導(dǎo)致線路無(wú)法輸入信號(hào)，使PLC邏輯關(guān)系不正確，才出現(xiàn)以上故障。

解決辦法：用烙鐵焊錫把脫落的線頭重新焊接好，報(bào)警解除，參數(shù)輸入正常，故障消失。

四、結(jié)束語(yǔ)

以上維修案例，可作為類似故障的排除參考。一般地，對(duì)于任何故障，首先是根據(jù)現(xiàn)象，根據(jù)原理來(lái)判斷故障點(diǎn)，分析每一個(gè)可能性，如一個(gè)開(kāi)關(guān)，一個(gè)線接頭，一個(gè)螺釘都會(huì)是都會(huì)是故障原因，參照之前的操作、維修歷史進(jìn)行分析，能有利于縮小查找范圍，有利于提高維修的效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]FANUC-0i-mate使用說(shuō)明書(shū).

[2]大連機(jī)床集團(tuán)數(shù)控車床電器說(shuō)明書(shū).

[3]廣州數(shù)控GSK980T使用說(shuō)明書(shū).

第5篇

本文主要研究了CA6140經(jīng)濟(jì)型中檔精度數(shù)控車床的縱向進(jìn)給及導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及其改造。本文對(duì)數(shù)控車床縱向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與改造方案進(jìn)行了重點(diǎn)論述，對(duì)該機(jī)構(gòu)的主要組成部件:滾珠絲杠副、交流伺服電機(jī)、聯(lián)軸器等進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算與選型。其中對(duì)滾珠絲杠副、交流伺服電機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算及選型作了詳細(xì)論述。進(jìn)行這一設(shè)計(jì)主要是為了進(jìn)一步地提高數(shù)控車床縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的定位精度，重復(fù)定位精度以及改造手動(dòng)進(jìn)給裝置，以使其能夠可靠地運(yùn)行，且能滿足各項(xiàng)性能指標(biāo)的要求,達(dá)到預(yù)期的結(jié)果,即滿足設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求。最后,本文還對(duì)各個(gè)零部件進(jìn)行了設(shè)計(jì),并繪制了全部零件圖以及該數(shù)控車床縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的裝配圖。此結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠,可應(yīng)用于相似的各類數(shù)控車床上。

關(guān)鍵詞:數(shù)控車床進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)構(gòu)

Abstract

Thisarticlemainlytoldtheresearch,thedesigningandtransformationonthelongitudinalmotionsystemandtracklubricationmechanismofCA6140economicmediumprecisionNCmachine.ThearticlemadeabrilliantexpositiononthedesigningandtransformationschemeofthelongitudinalmotionsystemandtracklubricationmechanismofNCmachine.Thearticlealsoexposedbrilliantlythemechanism’smailparts:theball-racebearing,theservo-electricmachine,thecouplingandsoon.Doingthedesignisforthesakeofimprovingthesiteprecision,duplicatesiteprecisionandtransformatingtheLongitudinalmotionsystem.Soitcanworkcredibility,meettherequestofeverypropertynorm,cometotheexpectedconsequence,andfulfilltherequireofdesignassignmentlist.Besides,theauthorhasdesignedanddrawedallofmechanism’parts,andalsodrawedtheassemblechart.Thismechanismissimpleandreliable,itcanapplytoeverysimilarNCmachine.

Keywords:NCmachineLongitudinalmotionsystemTracklubricationmechanism

數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)介

數(shù)控機(jī)床是一種高科技的機(jī)電一體化產(chǎn)品,是綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、精密測(cè)量及現(xiàn)在機(jī)械制造技術(shù)等各種先進(jìn)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。數(shù)控機(jī)床作為實(shí)現(xiàn)柔性制造系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)和未來(lái)工廠自動(dòng)化的基礎(chǔ)已成為現(xiàn)在制造技術(shù)中不可缺少的生產(chǎn)手段,是機(jī)電一體化技術(shù)的重要組成部分。隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大。數(shù)控機(jī)床已成為現(xiàn)在機(jī)械制造業(yè)中的主要技術(shù)裝備。

四．經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床的改造

縱橫向進(jìn)給系統(tǒng)原機(jī)床掛輪機(jī)構(gòu)、進(jìn)給箱、溜板箱、滑動(dòng)絲杠,光杠等全部拆除,縱、橫向以伺服電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)元件,經(jīng)一級(jí)齒輪減速轉(zhuǎn)矩增大后,由滾珠絲杠傳動(dòng)。縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)：縱向伺服電機(jī)為P20B200DxS，2.0的交流伺服電機(jī),滾珠絲杠仍利用原絲杠位置,其螺母副通過(guò)托架安裝在床鞍底部,滾珠絲杠兩端加裝接套、接桿及支承,與床身尾部步進(jìn)電機(jī)相聯(lián)接。伺服電機(jī)經(jīng)減速后,減速器輸出軸用套筒聯(lián)軸器與絲杠直接聯(lián)接,這種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,徑向尺寸小,可防止被聯(lián)接軸的位移和偏斜所帶來(lái)裝配困難和附加應(yīng)力。

改造后的數(shù)控機(jī)床應(yīng)有以下發(fā)展方向：?jiǎn)我坏臄?shù)字控制應(yīng)向數(shù)控中心發(fā)展，數(shù)控機(jī)床總體布局更加合理，機(jī)床控制系統(tǒng)的控制和運(yùn)算功能更進(jìn)一步加強(qiáng)，機(jī)床的伺服系統(tǒng)采用交流數(shù)字伺服系統(tǒng)代替直流伺服系統(tǒng)，編程更趨合理化，加工工藝更趨簡(jiǎn)單化90%機(jī)床的檢測(cè)和監(jiān)控系統(tǒng)要能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

隨著科學(xué)技術(shù)水平和人類生活水平的提高，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量要求越來(lái)越高，產(chǎn)品品種越來(lái)越多，中大批量的產(chǎn)品需求越來(lái)越少，而單件小批量生產(chǎn)模式迅速增加。作為實(shí)現(xiàn)單件小批量加工自動(dòng)化的數(shù)控機(jī)床，由于其突出的優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。目前,國(guó)外數(shù)控機(jī)床的性能正朝著高精度、高效率、高柔性、高自動(dòng)化方向迅速發(fā)展,這將對(duì)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造的質(zhì)量和可靠性提出更高的要求。“十五”期間,我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)必須瞄準(zhǔn)國(guó)際數(shù)控機(jī)床發(fā)展的科學(xué)前沿,開(kāi)拓創(chuàng)新,消化吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù),開(kāi)創(chuàng)我國(guó)數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)和制造技術(shù)的新局面。

總體設(shè)計(jì)方案論證

數(shù)控車床的進(jìn)給系統(tǒng)包括橫向進(jìn)給系統(tǒng)(X軸)和縱向進(jìn)給系統(tǒng)(Z軸),它們是由伺服電機(jī)經(jīng)同步齒形帶傳動(dòng),驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠螺母副機(jī)構(gòu),來(lái)實(shí)現(xiàn)刀架的運(yùn)動(dòng)。根據(jù)GB/T16462-1996《數(shù)控臥式車床精度檢驗(yàn)》,機(jī)床的位置精度包括重復(fù)定位精度、反向偏差和定位精度。當(dāng)機(jī)床的中心距DC=3000mm時(shí),其重復(fù)定位精度X軸0.0075mm,Z軸0.010mm;反向偏差X軸為0.006mm,Z軸為0.012mm;定位精度X軸為0.035mm,Z軸為0.040mm。可以看出,進(jìn)給軸設(shè)計(jì)與主軸設(shè)計(jì)相比,具有相同的重要性。因而,進(jìn)給軸的設(shè)計(jì)應(yīng)從動(dòng)、靜兩方面充分考慮,位置精度才能達(dá)到該標(biāo)準(zhǔn)的要求。在數(shù)控車床進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,根據(jù)橫向、縱向的不同精度要求,不同移動(dòng)質(zhì)量及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等特點(diǎn),分別解決設(shè)計(jì)中的主要矛盾。以期望設(shè)計(jì)結(jié)果能滿足各項(xiàng)性能指標(biāo)的要求,達(dá)到預(yù)期的結(jié)果,即滿足設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求。

驅(qū)動(dòng)元件：

各種數(shù)控機(jī)床加工的對(duì)象不同，工藝要求不同，所以對(duì)進(jìn)給驅(qū)動(dòng)的要求不盡相同，但基本要求是一樣的，大致有四個(gè)方面。

（1）高精度使用數(shù)控機(jī)床主要是解決零件加工質(zhì)量的穩(wěn)定性，一致性，減少?gòu)U品率；解決復(fù)雜空間曲面零件的加工；解決復(fù)雜零件的加工精度，縮短制造周期等。為了滿足這些要求，必須保證數(shù)控機(jī)床的定位精度和加工精度。要求定位精度和輪廓切削精度能達(dá)到機(jī)床要求的指標(biāo)。在位置控制中要求有高的定位精度，而在速度控制中，要求有高的調(diào)速精度，強(qiáng)的抗負(fù)載擾動(dòng)的能力，即靜態(tài)和動(dòng)態(tài)速度降盡可能小。

（2）快速響應(yīng)為了保證輪廓切削形狀精度和低的加工表面粗糙度，除了要求有較高的定位精度外，還要求有良好的快速響應(yīng)特性，即要求跟蹤指令信號(hào)的響應(yīng)要快。

（3）調(diào)速范圍寬在各種數(shù)控機(jī)床中，由于加工用刀具，被加工零件的材質(zhì)及加工要求的不同，為保證在任何情況下都能得到最佳切削條件，就要求進(jìn)給驅(qū)動(dòng)必須具有足夠?qū)挼恼{(diào)速范圍。

（4）低速大轉(zhuǎn)矩根據(jù)機(jī)床的加工特點(diǎn)，大都是在低速進(jìn)行重切削，即在低速時(shí)進(jìn)給驅(qū)動(dòng)要有大的轉(zhuǎn)矩輸出。

附件清單

1.畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)1份

2.畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1份

3.總裝圖CK000A31份

4.進(jìn)給系統(tǒng)裝配圖CK001A01份

5.機(jī)構(gòu)裝配圖CK002A11份

6.床鞍零件圖CK124A11份

7.電機(jī)支座零件圖CK117A11份

8.螺母支架零件圖CK110A21份

9．連接軸零件圖CK101A31份

10．面板零件圖CK102A31份

11．端蓋零件圖CK106A31份

12．法蘭零件圖CK108A31份

13．滾珠絲杠副零件圖CK112A31份

14．支座零件圖CK114A31份

15．墊圈零件圖CK103A41份

16．套筒零件圖CK104A41份

17．連接法蘭零件圖CK105A41份

18．側(cè)板零件圖CK107A41份

19．法蘭零件圖CK109A41份

20．法蘭零件圖CK111A41份

21．法蘭零件圖CK113A41份

22．小端蓋零件圖CK115A41份

23．防護(hù)罩零件圖CK116A41份

24．錐銷零件圖CK118A41份

25．連接管零件圖CK119A41份

26．墊板零件圖CK121A41份

第6篇

雙刀架數(shù)控車床采用多刀同時(shí)切削，能縮短工時(shí)，提高生產(chǎn)效率，在批量生產(chǎn)中得到應(yīng)用。數(shù)控加工的幾何數(shù)據(jù)和工藝數(shù)據(jù)，是NC機(jī)床工作的原始依據(jù)，由被加工零件的圖紙確定。用自動(dòng)編程系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)控編程，必須以某種CAPP的方式獲取工藝路線、走刀軌跡、切削參數(shù)以及輔助功能(換刀、變速、冷卻液開(kāi)停等)。

對(duì)于毛坯尺寸偏差大的工件的數(shù)控加工，若按傳統(tǒng)的編程方式，就必須按照最大毛坯尺寸編程。如果按最大尺寸編程，一則加工效率較低，再則會(huì)在某種情況下造成空切，而在另外某種情況可能會(huì)造成過(guò)切。過(guò)切的后果，輕則影響刀具耐用度，重則損壞刀具影響機(jī)床的精度。所以，毛坯偏差大的工件的數(shù)控加工最好是根據(jù)每個(gè)工件的具體情況，來(lái)確定加工該工件的切削參數(shù)(如切削余量、走刀次數(shù)等)。本編程系統(tǒng)借助數(shù)控系統(tǒng)的刀具監(jiān)控功能，在線測(cè)量工件上的一些關(guān)鍵點(diǎn)(稱作測(cè)量點(diǎn))的加工余量分布情況，在加工過(guò)程規(guī)劃中確定工步所通過(guò)的測(cè)量點(diǎn)(一個(gè)或多個(gè))，由此得到本工步的切削參數(shù)。本文以我們?yōu)轳R鋼公司車輪輪箍分公司開(kāi)發(fā)的“雙刀架數(shù)控車床圖形自動(dòng)編程系統(tǒng)”為例，研究雙刀架數(shù)控編程系統(tǒng)的CAPP技術(shù)。該自動(dòng)編程系統(tǒng)以Microstation為圖形平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了CAD/CAPP/NCP的系統(tǒng)集成。

2雙刀架數(shù)控車床自動(dòng)編程CAPP的特點(diǎn)

雙刀架數(shù)控車床是一種高效的數(shù)控機(jī)床，由于采用雙刀同時(shí)切削，所以能夠有效地縮短單件加工時(shí)間，顯著地提高了生產(chǎn)率。而生產(chǎn)率提高的程度取決于左右刀架重疊加工時(shí)間的長(zhǎng)短，也就是說(shuō)雙刀應(yīng)盡可能地同時(shí)加工工件的不同表面。本文以德國(guó)Diedesheim機(jī)床公司生產(chǎn)的VF120—RW雙刀架立式數(shù)控車床(該機(jī)床配有兩套SINUMERIK—810T數(shù)控系統(tǒng))加工火車車輪為例進(jìn)行分析研究。該機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)采用主從控制方式，其左刀架數(shù)控系統(tǒng)為主系統(tǒng)(機(jī)床主軸速度等由左數(shù)控系統(tǒng)控制)，右刀架數(shù)控系統(tǒng)為從系統(tǒng)，左、右兩個(gè)數(shù)控系統(tǒng)以M21指令來(lái)協(xié)調(diào)兩個(gè)刀架的動(dòng)作，以R參數(shù)傳遞數(shù)據(jù)。據(jù)統(tǒng)計(jì)其加工效率可以比單刀架數(shù)控車床提高30%以上。

雙刀架數(shù)控車床自動(dòng)編程的加工過(guò)程規(guī)劃CAPP有別于普通的單刀架數(shù)控車床自動(dòng)編程的CAPP過(guò)程。因?yàn)樵谶M(jìn)行CAPP時(shí)，加工的切削參數(shù)是未知的，實(shí)際使用的切削參數(shù)是在加工過(guò)程中通過(guò)測(cè)量得到的。在進(jìn)行CAPP時(shí)，必須要指定工步加工軌跡所經(jīng)過(guò)的測(cè)量點(diǎn)(一個(gè)測(cè)量點(diǎn)或多個(gè)測(cè)量點(diǎn))的信息。雙刀架數(shù)控車床加工過(guò)程規(guī)劃CAPP的復(fù)雜性還體現(xiàn)在必須保證能對(duì)用戶的規(guī)劃過(guò)程實(shí)施足夠的監(jiān)控，確保不會(huì)造成加工時(shí)工藝系統(tǒng)的幾何干涉和工藝干涉。加工過(guò)程規(guī)劃CAPP以數(shù)控系統(tǒng)的M21指令(左右刀架動(dòng)作協(xié)調(diào)指令)來(lái)對(duì)用戶的規(guī)劃進(jìn)行可行性檢驗(yàn)，以確保加工時(shí)左、右刀架在任何情況下都能正確工作，不會(huì)有干涉現(xiàn)象發(fā)生。系統(tǒng)設(shè)計(jì)為用戶的CAPP提供了極大的方便，左、右刀架工步的規(guī)劃既可以輪流進(jìn)行，也可以一邊完成后再規(guī)劃另一邊的工步。

3零件的幾何信息和工藝信息的提取

加工過(guò)程規(guī)劃CAPP是以人機(jī)交互方式規(guī)劃零件加工的一個(gè)工序的各工步，工步是加工過(guò)程規(guī)劃CAPP數(shù)據(jù)存取的基本單元，以工步ID來(lái)標(biāo)識(shí)工步；以雙向鏈表來(lái)組織規(guī)劃數(shù)據(jù)，方便數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和修改操作，從而確保加工過(guò)程規(guī)劃CAPP有足夠的靈活性(規(guī)劃過(guò)程及工步工藝參數(shù)的可修改)。每個(gè)工步數(shù)據(jù)由刀具運(yùn)動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)和切削工藝數(shù)據(jù)兩個(gè)部分構(gòu)成。由于記錄工步數(shù)據(jù)量很大，故用結(jié)構(gòu)來(lái)記錄這些信息，以協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)的內(nèi)在聯(lián)系，同時(shí)又方便了數(shù)據(jù)的操作。

系統(tǒng)充分利用Microstation系統(tǒng)的GUI技術(shù)，以對(duì)話框和符合Motif標(biāo)準(zhǔn)的控制進(jìn)行人機(jī)交互。系統(tǒng)人機(jī)界面友好、操作方便。用戶以鼠標(biāo)和鍵盤(pán)進(jìn)行人機(jī)交互，工步的幾何數(shù)據(jù)用鼠標(biāo)在CAPP圖形文件中點(diǎn)取零件輪廓的方式獲得；工步的工藝數(shù)據(jù)用鼠標(biāo)和鍵盤(pán)結(jié)合的方式輸入。

加工過(guò)程規(guī)劃CAPP以測(cè)量過(guò)程規(guī)劃的圖形文件和測(cè)量點(diǎn)R參數(shù)文件為輸入，以刀具清單為加工的裝刀依據(jù)；輸出加工規(guī)劃圖形文件，加工過(guò)程規(guī)劃CAPP數(shù)據(jù)文件。

一般工步規(guī)劃由五個(gè)部分組成，它們分別為：切削段、切入段、切出段、試刀段和工步ID放置。加工輪廓的切削段一般由若干個(gè)幾何圖素(直線或圓弧)組成，進(jìn)行CAPP時(shí)按切削的順序依次選取這些圖素。工步規(guī)劃的順序?yàn)椋呵邢鞫蔚囊?guī)劃，切入段的規(guī)劃，切出段的規(guī)劃，試刀段的規(guī)劃(可選)和工步ID的放置。工步以工步ID進(jìn)行標(biāo)識(shí)。

在進(jìn)行加工過(guò)程規(guī)劃CAPP模塊設(shè)計(jì)時(shí)(圖1，圖2)，為了適應(yīng)不同類工件的加工，提高數(shù)控加工的柔性，設(shè)計(jì)了多種刀具切入模式以供選擇，這主要有：

(1)法向到工件首先選擇切入點(diǎn)所在圖素，然后再選擇切入段起點(diǎn)，加工時(shí)刀具從規(guī)劃的切入段起點(diǎn)沿加工面的法向切入。這種方法主要用于已知切入段起點(diǎn)位置的場(chǎng)合。

(2)法向從工件先選擇切入段的終點(diǎn)，然后再確定切入段起點(diǎn)的位置。這種方法主要用于已知切入段終點(diǎn)位置的場(chǎng)合。加工時(shí)沿加工面的法向切入。

(3)切向到工件首先選擇切入點(diǎn)所在圖素，然后再選擇切入段起點(diǎn)，加工時(shí)刀具從規(guī)劃的切入段起點(diǎn)沿加工面的切向切入。這種方法主要用于已知切入段起點(diǎn)位置的場(chǎng)合。加工時(shí)沿加工面的切向切入。

(4)切向從工件先選擇切入段的終點(diǎn)，然后再確定切入段起點(diǎn)的位置。這種方法主要用于已知切入段終點(diǎn)位置的場(chǎng)合。加工時(shí)沿加工面的切向切入。

(5)斜向從工件先選擇切入段的終點(diǎn)，然后再選擇切入段起點(diǎn)的位置。這種方法主要用于已知切入段起點(diǎn)和終點(diǎn)位置的場(chǎng)合。加工時(shí)沿規(guī)劃的切入段起點(diǎn)到終點(diǎn)切入。

為了滿足毛坯制造精度低(例如：加工余量大，偏心大，曲率大或余量不均勻等)的工件的數(shù)控加工，若按常規(guī)的方法加工將會(huì)損壞刀具甚至無(wú)法加工。為了適應(yīng)這種類型的毛坯的加工，因而定義了幾種特殊類型的加工方法：

(1)變進(jìn)給量切入當(dāng)?shù)毒哌M(jìn)入切入段后，逐漸提高進(jìn)給量。該方法主要用于毛坯偏心較大部分的加工。

(2)工步交叉切削當(dāng)前工步走完某一刀后，轉(zhuǎn)而跳到下一工步進(jìn)行切削，完成下一工步的加工后，再繼續(xù)完成當(dāng)前工步未完成的走刀。該方法主要用于工件輪廓曲率較大而且加工余量不均勻處的加工。

(3)多刀切削差異允許多次走刀時(shí)，刀具切入點(diǎn)、切出點(diǎn)位置可變。該方法主要用于加工余量特別大處的加工，以防止刀具在切入點(diǎn)或切出點(diǎn)處包容量過(guò)大而發(fā)生過(guò)切現(xiàn)象損壞刀具。

(4)中斷切入點(diǎn)允許加工過(guò)程中斷后，刀具沿另外設(shè)定的進(jìn)刀軌跡切入工件。該方法主要用于防止中斷后繼續(xù)進(jìn)行切削時(shí)，可能發(fā)生的刀具和工件的干涉。

為了方便操作，一方面提供了完善的在線幫助和操作向?qū)В沟糜脩艨梢栽谙到y(tǒng)的提示下完成CAPP過(guò)程(圖3)；另一方面為了方便規(guī)劃，在切入、切出段規(guī)劃時(shí)系統(tǒng)提供了刀具動(dòng)態(tài)，用戶可以直觀地確定切入、切出段位置。

4加工過(guò)程規(guī)劃CAPP數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)

加工過(guò)程規(guī)劃CAPP數(shù)據(jù)以記錄形式存儲(chǔ)工步數(shù)據(jù)，一個(gè)記錄存儲(chǔ)一個(gè)工步的數(shù)據(jù)。由前述可知左、右刀架的工步由工步ID標(biāo)識(shí)，左、右刀架的CAPP數(shù)據(jù)分兩個(gè)文件存儲(chǔ)。實(shí)際存儲(chǔ)時(shí)，又將一個(gè)工步數(shù)據(jù)分為3個(gè)部分進(jìn)行存儲(chǔ)：其一為走刀軌跡幾何數(shù)據(jù)，其二為工步工藝數(shù)據(jù)，此外還有測(cè)量點(diǎn)信息。

工藝數(shù)據(jù)又分為工步工藝數(shù)據(jù)和走刀工藝數(shù)據(jù)，前者決定整個(gè)工步的切削參數(shù)(如：主軸速度檔，最大走刀次數(shù)，刀座號(hào)T，刀補(bǔ)地址D等)；而后者為工步中每個(gè)輪廓段(直線或圓弧)所獨(dú)有(如：進(jìn)給速度F，主軸轉(zhuǎn)速S，刀具監(jiān)控號(hào)遞增值，精切余量，刀具半徑補(bǔ)償方式(G40，G41，G42)等)。工步走刀的幾何數(shù)據(jù)一般由4個(gè)部分組成：切削段數(shù)據(jù)、切入段數(shù)據(jù)、切出段數(shù)據(jù)、試刀段數(shù)據(jù)。測(cè)量點(diǎn)信息由測(cè)量點(diǎn)ID標(biāo)識(shí)。

雙刀架數(shù)控機(jī)床加工時(shí)必須確保左右兩個(gè)刀架不會(huì)發(fā)生幾何干涉，而兩個(gè)刀架的位置又由NC系統(tǒng)的左右刀架協(xié)調(diào)指令M21來(lái)協(xié)調(diào)，這就要求在加工過(guò)程規(guī)劃CAPP時(shí)必須保證兩個(gè)刀架的M21在數(shù)量上保持一致。所以當(dāng)用戶發(fā)出CAPP數(shù)據(jù)存盤(pán)命令后，系統(tǒng)首先將檢查左右刀架的M21匹配情況，若不匹配，系統(tǒng)將在警告框中給出錯(cuò)誤揭示，并拒絕存盤(pán)命令，在M21匹配情況對(duì)話框中給出左、右刀架M21匹配表。

5系統(tǒng)的修改功能和容錯(cuò)性設(shè)計(jì)

此外，系統(tǒng)給用戶提供了強(qiáng)大的CAPP數(shù)據(jù)編輯修改工具。修改功能分為兩個(gè)級(jí)別：其一是工步級(jí)的修改，它可以完成工步的插入、刪除，左、右刀架工步的對(duì)調(diào)；其二為工步的工藝參數(shù)修改，用戶可以在“工藝參數(shù)修改對(duì)話框”中對(duì)所有的工步工藝參數(shù)進(jìn)行修改。當(dāng)用戶啟動(dòng)了修改命令并選定待修改的工步ID后，系統(tǒng)將在“工步工藝參數(shù)對(duì)話框”中顯示該工步的工藝數(shù)據(jù)，用戶修改完后即可將數(shù)據(jù)存入。

第7篇

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床，單片機(jī)數(shù)控系統(tǒng)，改裝設(shè)計(jì)

第一章概述

機(jī)床作為機(jī)械制造業(yè)的重要基礎(chǔ)裝備，它的發(fā)展一直引起人們的關(guān)注，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的興起，促使機(jī)床的控制信息出現(xiàn)了質(zhì)的突破，導(dǎo)致了應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行柔性自動(dòng)化控制的新一代機(jī)床－數(shù)控機(jī)床的誕生和發(fā)展。計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和應(yīng)用，為人類提供了實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工工藝過(guò)程自動(dòng)化的理想手段。隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床也得到迅速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，同時(shí)使人們對(duì)傳統(tǒng)的機(jī)床傳動(dòng)及結(jié)構(gòu)的概念發(fā)生了根本的轉(zhuǎn)變。數(shù)控機(jī)床以其優(yōu)異的性能和精度、靈捷而多樣化的功能引起世人矚目，并開(kāi)創(chuàng)機(jī)械產(chǎn)品向機(jī)電一體化發(fā)展的先河。數(shù)控機(jī)床是以數(shù)字化的信息實(shí)現(xiàn)機(jī)床控制的機(jī)電一體化產(chǎn)品，它把刀具和工件之間的相對(duì)位置，機(jī)床電機(jī)的啟動(dòng)和停止，主軸變速，工件松開(kāi)和夾緊，刀具的選擇，冷卻泵的起停等各種操作和順序動(dòng)作等信息用代碼化的數(shù)字記錄在控制介質(zhì)上，然后將數(shù)字信息送入數(shù)控裝置或計(jì)算機(jī)，經(jīng)過(guò)譯碼，運(yùn)算，發(fā)出各種指令控制機(jī)床伺服系統(tǒng)或其它的執(zhí)行元件，加工出所需的工件。數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床相比，其主要有以下的優(yōu)點(diǎn)：1.適應(yīng)性強(qiáng)，適合加工單件或小批量的復(fù)雜工件；在數(shù)控機(jī)床上改變加工工件時(shí)，只需重新編制新工件的加工程序，就能實(shí)現(xiàn)新工件加工。2.加工精度高；3.生產(chǎn)效率高；4.減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件；5.良好的經(jīng)濟(jì)效益；6.有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化。數(shù)控機(jī)床已成為我國(guó)市場(chǎng)需求的主流產(chǎn)品，需求量逐年激增。我國(guó)數(shù)控機(jī)機(jī)床近幾年在產(chǎn)業(yè)化和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)上取得了明顯的進(jìn)步，特別是在機(jī)床的高速化、多軸化、復(fù)合化、精密化方面進(jìn)步很大。但是，國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床與先進(jìn)國(guó)家的同類產(chǎn)品相比，還存在差距，還不能滿足國(guó)家建設(shè)的需要。我國(guó)是一個(gè)機(jī)床大國(guó)，有三百多萬(wàn)臺(tái)普通機(jī)床。但機(jī)床的素質(zhì)差，性能落后，單臺(tái)機(jī)床的平均產(chǎn)值只有先進(jìn)工業(yè)國(guó)家的1/10左右，差距太大，急待改造。舊機(jī)床的數(shù)控化改造，顧名思義就是在普通機(jī)床上增加微機(jī)控制裝置，使其具有一定的自動(dòng)化能力，以實(shí)現(xiàn)預(yù)定的加工工藝目標(biāo)。隨著數(shù)控機(jī)床越來(lái)越多的普及應(yīng)用，數(shù)控機(jī)床的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益為大家所理解。在國(guó)內(nèi)工廠的技術(shù)改造中，機(jī)床的微機(jī)數(shù)控化改造已成為重要方面。許多工廠一面購(gòu)置數(shù)控機(jī)床一面利用數(shù)控、數(shù)顯、PC技術(shù)改造普通機(jī)床，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。我國(guó)經(jīng)濟(jì)資源有限，國(guó)家大，機(jī)床需要量大，因此不可能拿出相當(dāng)大的資金去購(gòu)買新型的數(shù)控機(jī)床，而我國(guó)的舊機(jī)床很多，用經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)改造普通機(jī)床，在投資少的情況下，使其既能滿足加工的需要，又能提高機(jī)床的自動(dòng)化程度，比較符合我國(guó)的國(guó)情。1984年，我國(guó)開(kāi)始生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)，并用于改造舊機(jī)床。到目前為止，已有很多廠家生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)。可以預(yù)料，今后，機(jī)床的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控化改造將迅速發(fā)展和普及。所以說(shuō)，本畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)例具有典型性和實(shí)用性。

第二章總體方案的設(shè)計(jì)

2.1設(shè)計(jì)任務(wù)本設(shè)計(jì)任務(wù)是對(duì)CA6140普通車床進(jìn)行數(shù)控改造。利用微機(jī)對(duì)縱、橫向進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)環(huán)控制，縱向（Z向）脈沖當(dāng)量為0.01mm/脈沖，橫向（X向）脈沖當(dāng)量為0.005mm/脈沖，驅(qū)動(dòng)元件采用步進(jìn)電機(jī)，傳動(dòng)系統(tǒng)采用滾珠絲杠副，刀架采用自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架。2.2總體方案的論證對(duì)于普通機(jī)床的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造，在確定總體設(shè)計(jì)方案時(shí)，應(yīng)考慮在滿足設(shè)計(jì)要求的前提下，對(duì)機(jī)床的改動(dòng)應(yīng)盡可能少，以降低成本。（1）數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方式的確定數(shù)控系統(tǒng)按運(yùn)動(dòng)方式可分為點(diǎn)位控制系統(tǒng)、點(diǎn)位直線控制系統(tǒng)、連續(xù)控制系統(tǒng)。由于要求CA6140車床加工復(fù)雜輪廓零件，所以本微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)采用兩軸聯(lián)動(dòng)連續(xù)控制系統(tǒng)。（2）伺服進(jìn)給系統(tǒng)的改造設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床的伺服進(jìn)給系統(tǒng)有開(kāi)環(huán)、半閉環(huán)和閉環(huán)之分。因?yàn)殚_(kāi)環(huán)控制具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)制造容易、控制精度較好、容易調(diào)試、價(jià)格便宜、使用維修方便等優(yōu)點(diǎn)。所以，本設(shè)計(jì)決定采用開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)。（3）數(shù)控系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)任何一個(gè)數(shù)控系統(tǒng)都由硬件和軟件兩部分組成。硬件是數(shù)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)，性能的好壞直接影響整體數(shù)控系統(tǒng)的工作性能。有了硬件，軟件才能有效地運(yùn)行。在設(shè)計(jì)的數(shù)控裝置中，CPU的選擇是關(guān)鍵，選擇CPU應(yīng)考慮以下要素：1.時(shí)鐘頻率和字長(zhǎng)與被控對(duì)象的運(yùn)動(dòng)速度和精度密切相關(guān)；2.可擴(kuò)展存儲(chǔ)器的容量與數(shù)控功能的強(qiáng)弱相關(guān)；3.I/O口擴(kuò)展的能力與對(duì)外設(shè)控制的能力相關(guān)。除此之外，還應(yīng)根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)合、控制對(duì)象以及各種性能、參數(shù)要求等，綜合起來(lái)考慮以確定CPU。在我國(guó)，普通機(jī)床數(shù)控改造方面應(yīng)用較普遍的是Z80CPU和MCS-51系列單片機(jī)，主要是因?yàn)樗鼈兊呐涮仔酒阋耍占靶浴⑼ㄓ眯詮?qiáng)，制造和維修方便，完全能滿足經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床的改造需要。本設(shè)計(jì)中是以MCS-51系列單片機(jī)，51系列相對(duì)48系列指令更豐富，相對(duì)96系列價(jià)格更便宜，51系列中，是無(wú)ROM的8051，8751是用EPROM代替ROM的8051。目前，工控機(jī)中應(yīng)用最多的是8031單片機(jī)。本設(shè)計(jì)以8031芯片為核心，增加存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路、接口和面板操作開(kāi)關(guān)組成的控制系統(tǒng)。2.3總體方案的確定經(jīng)總體設(shè)計(jì)方案的論證后，確定的CA6140車床經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造示意圖如圖所示。CA6140車床的主軸轉(zhuǎn)速部分保留原機(jī)床的功能，即手動(dòng)變速。車床的縱向（Z軸）和橫向（X軸）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。由8031單片機(jī)組成微機(jī)作為數(shù)控裝置的核心，由I/O接口、環(huán)形分配器與功率放大器一起控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)齒輪減速后帶動(dòng)滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)車床的縱向、橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。刀架改成由微機(jī)控制的經(jīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)控制的自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架。為保持切削螺紋的功能，必須安裝主軸脈沖發(fā)生器，為此采用主軸靠同步齒形帶使脈沖發(fā)生器同步旋轉(zhuǎn)，發(fā)出兩路信號(hào)：每轉(zhuǎn)發(fā)出的脈沖個(gè)數(shù)和一個(gè)同步信號(hào)，經(jīng)隔離電路以及I/O接口送給微機(jī)。如圖2－1所示：

第三章微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)

3.1微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)硬件電路總體方案設(shè)計(jì)本系統(tǒng)選用8031CPU作為數(shù)控系統(tǒng)的中央處理機(jī)。外接一片2764EPROM，作為監(jiān)控程序的程序存儲(chǔ)器和存放常用零件的加工程序。再選用一片6264RAM用于存放需要隨機(jī)修改的零件程序、工作參數(shù)。采用譯碼法對(duì)擴(kuò)展芯片進(jìn)行尋址，采用74LS138譯碼器完成此功能。8279作為系統(tǒng)的輸入輸出口擴(kuò)展，分別接鍵盤(pán)的輸入、輸出顯示，8255接步進(jìn)電機(jī)的環(huán)形分配器，分別并行控制X軸和Z軸的步進(jìn)電機(jī)。另外，還要考慮機(jī)床與單片機(jī)之間的光電隔離，功率放大電路等。其硬件框圖如圖3－1所示：圖3－28031芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖各引腳功能簡(jiǎn)要介紹如下：⒈源引腳VSS：電源接地端。VCC：＋5V電源端。⒉輸入/輸出（I/O）口線8031單片機(jī)有P0、P1、P2、P34個(gè)端口，每個(gè)端口8根I/O線。當(dāng)系統(tǒng)擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器時(shí)，P0口用來(lái)輸出低8位并行數(shù)據(jù)，P2口用來(lái)輸出高8位地址，P3口除可作為一個(gè)8位準(zhǔn)雙向并行口外，還具有第二功能，各引腳第二功能定義如下：P3.0RXD：串行數(shù)據(jù)輸入端。P3.1TXD：串行數(shù)據(jù)輸出端P3.2INT0：外部中斷0請(qǐng)求信號(hào)輸入端。P3.3INT1：外部中斷1請(qǐng)求信號(hào)輸入端。P3.4T0：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0外部輸入端P3.5T1：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1外部輸入端P3.6WR：外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通。P3.7RD：外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通。在進(jìn)行第二功能操作前，對(duì)第二功能的輸出鎖存器必須由程序置1。⒊信號(hào)控制線RST/VPD：RST為復(fù)位信號(hào)線輸入引腳，在時(shí)鐘電路工作以后，該引腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平，完成一次復(fù)位操作。8031單片機(jī)采用兩種復(fù)位方式：一種是加電自動(dòng)復(fù)位，另一種為開(kāi)關(guān)復(fù)位。ALE/PROG：ALE是地址鎖存允許信號(hào)。它的作用是把CPU從P0口分時(shí)送出的低8位地址鎖存在一個(gè)外加的鎖存器中。外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)。當(dāng)其為低電平時(shí)有效。

VPP：當(dāng)EA為高電平且PC值小于0FFFH時(shí)CPU執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的程序。當(dāng)EA為低電平時(shí)，CPU僅執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器中的程序。XTAL1：震蕩器的反相放大器輸入，使用外部震蕩器時(shí)必須接地；XTAL2：震蕩器的反相放大器輸出，使用外部震蕩器時(shí)，接收震蕩信號(hào)；（2）片外三總線結(jié)構(gòu)單片機(jī)在實(shí)際應(yīng)用中，常常要擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器、I/O口等。單片機(jī)的引腳，除了電源、復(fù)位、時(shí)鐘輸入以及用戶I/O口外，其余的引腳都是為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)擴(kuò)展而設(shè)置的，這些引腳構(gòu)成了三總線形式：⒈地址總線AB地址總線寬度為16位。因此，外部存儲(chǔ)器直接尋址范圍為64KB。由P0口經(jīng)地址鎖存器提供16位地址總線的低8位地址（A7～A0），P2口直接提供高8位地址（A15～A8）。⒉數(shù)據(jù)總線DB數(shù)據(jù)總線寬度為8位，由P0口提供。⒊控制總線CB控制總線由第二功能狀態(tài)下的P3口和4根獨(dú)立的控制線RST、EA、ALE和PSEN組成。其引腳圖如圖3－3所示：3.1.28255A可編程并行I/O口擴(kuò)展芯片8255A可編程并行I/O口擴(kuò)展芯片可以直接與MCS系列單片機(jī)系統(tǒng)總線連接，它具有三個(gè)8位的并行I/O口，具有三種工作方式，通過(guò)編程能夠方便地采用無(wú)條件傳送、查詢傳送或中斷傳送方式完成CPU與設(shè)備之間的信息交換。8255A的結(jié)構(gòu)及引腳功能：1、8255A的結(jié)構(gòu)8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3－4所示。其中包括三個(gè)8位并行數(shù)據(jù)I/O端口，二個(gè)工作方式控制電路，一個(gè)讀/寫(xiě)控制邏輯電路和一個(gè)8位數(shù)據(jù)總線緩沖器。各部分功能介紹如下：（1）三個(gè)8位并行I/O端口A、B、CA口：具有一個(gè)8位數(shù)據(jù)輸出鎖存/緩沖器和一個(gè)8位數(shù)據(jù)輸入鎖存器。可編程為8位輸入、或8位輸出、或8位雙向寄存器。B口：具有一個(gè)8位數(shù)據(jù)輸出鎖存/緩沖器和一個(gè)8位輸入或輸出寄存器，但不能雙向輸入/輸出。C口：具有一個(gè)8位數(shù)據(jù)輸出鎖存/緩沖器和一個(gè)8位數(shù)據(jù)輸入緩沖器，C口可分作兩個(gè)4位口，用于輸入或輸出，也可作為A口和B口選通方式工作時(shí)的狀態(tài)控制信號(hào)。（2）工作方式控制電路A、B兩組控制電路把三個(gè)端口分成A、B兩組，A組控制A口各位和C口高四位，B組控制B口各位和C口低四位。兩組控制電路各有一個(gè)控制命令寄存器，用來(lái)接收由CPU寫(xiě)入的控制字，以決定兩組端口的工作方式。也可根據(jù)控制字的要求對(duì)C口按位清“0”或置“1”。（3）讀/寫(xiě)控制邏輯電路它接收來(lái)自CPU的地址信號(hào)及一些控制信號(hào)，控制各個(gè)口的工作狀態(tài)。（4）數(shù)據(jù)總線緩沖器它是一個(gè)三態(tài)雙向緩沖器，用于和系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線直接相連，以實(shí)現(xiàn)CPU和8255A之間信息的傳送。

參考文獻(xiàn)：

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[4]顧京，數(shù)控加工編程及操作.北京:高等教育出版社,2002

第8篇

關(guān)鍵詞：電氣控制；PLC技術(shù)；自動(dòng)化；無(wú)人值守

1 引言

隨著可編程邏輯控制器（PLC）技術(shù)的逐漸發(fā)展，很多工業(yè)生產(chǎn)要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的功能，都采用PLC來(lái)構(gòu)建自動(dòng)化控制系統(tǒng)，尤其是對(duì)于一些電氣控制較為復(fù)雜的電氣設(shè)備和大型機(jī)電裝備，PLC在電氣化和自動(dòng)化控制方面具有獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)，如順序控制，可靠性高，穩(wěn)定性好，易于構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化和遠(yuǎn)程化控制，以及實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守等眾多優(yōu)點(diǎn)。基于此，PLC技術(shù)逐漸成為工業(yè)電氣自動(dòng)化控制的主要應(yīng)用技術(shù)。

本論文主要結(jié)合數(shù)控機(jī)床的電氣化功能的改造，詳細(xì)探討數(shù)控機(jī)床電氣化改造過(guò)程中基于PLC技術(shù)的應(yīng)用，以及PLC技術(shù)在實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床自動(dòng)化控制功能上的應(yīng)用，以此和廣大同行分享。

2 數(shù)控機(jī)床的電氣化改造概述

2.1 數(shù)控機(jī)床的主要功能

數(shù)控機(jī)床是實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工、制造和生產(chǎn)中應(yīng)用的最為廣泛的一類機(jī)電設(shè)備。數(shù)控機(jī)床依托數(shù)控化程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)零部件的自動(dòng)切削和加工。但是目前我國(guó)仍然有超過(guò)近1000萬(wàn)臺(tái)的數(shù)控機(jī)床，主要依靠手動(dòng)控制完成切削加工，無(wú)法實(shí)現(xiàn)基本的電氣化和自動(dòng)化控制。為此，本論文的主要的目的是基于PLC控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的電氣化改造，主要實(shí)現(xiàn)以下功能：

（1） 數(shù)控機(jī)床的所有電機(jī)、接觸器等實(shí)現(xiàn)基于PLC的自動(dòng)化控制；

（2）數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由PLC控制自動(dòng)完成，無(wú)需人工手動(dòng)干預(yù)；

（3） 自動(dòng)檢測(cè)零部件切削過(guò)程中的相關(guān)參數(shù)，如加工參數(shù)、狀態(tài)參數(shù)等等；

（4） 結(jié)合上位機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)數(shù)控機(jī)床的遠(yuǎn)程控制，以達(dá)到無(wú)人值守的目的。

2.2 電氣化改造的總體方案

結(jié)合上文對(duì)于數(shù)控車床的電氣化、自動(dòng)化改造的功能要求，確定了采用上位機(jī)與下位機(jī)結(jié)合的自動(dòng)化改造方案。該方案總體結(jié)構(gòu)分析如下：

（1） 上位機(jī)借助于工控機(jī)，利用工控機(jī)強(qiáng)大的圖像處理能力，重點(diǎn)完成數(shù)控車床的生產(chǎn)組態(tài)畫(huà)面顯示，以及必要的生產(chǎn)數(shù)據(jù)的傳輸、保存、輸出，同時(shí)還要能夠?qū)崿F(xiàn)相關(guān)控制指令的下達(dá)，確保數(shù)控車床能夠自動(dòng)完成所有切削加工生產(chǎn)任務(wù)。

（ 2）下位機(jī)采用基于PLC技術(shù)的電氣控制模式，由傳感器、數(shù)據(jù)采集板卡負(fù)責(zé)采集數(shù)控車床的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)等所有參數(shù)，由PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算，并傳輸給上位機(jī)進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的圖形化顯示和保存；另一方面，PLC控制系統(tǒng)還接收來(lái)自于上位機(jī)的控制指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控車床的遠(yuǎn)程控制。

（3） 對(duì)于數(shù)控車床最為關(guān)鍵的控制――進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的控制，利用PLC+運(yùn)動(dòng)控制板卡的模式實(shí)現(xiàn)電氣化和自動(dòng)化的控制。具體實(shí)現(xiàn)方式為：選用合適的運(yùn)動(dòng)控制板卡，配合PLC的順序控制，對(duì)進(jìn)給軸電機(jī)實(shí)現(xiàn)伺服運(yùn)動(dòng)控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控車床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的自動(dòng)化控制。

3 數(shù)控車床電氣化自動(dòng)控制改造的實(shí)現(xiàn)

3.1 系統(tǒng)改造結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

數(shù)控車床的電氣化自動(dòng)控制改造，其整體結(jié)構(gòu)如下圖1所示，其整體結(jié)構(gòu)主要由以下幾個(gè)部分構(gòu)成：

3.1.1 底層設(shè)備

底層設(shè)備主要包括兩個(gè)方面，首先是實(shí)現(xiàn)數(shù)控車床自動(dòng)切削加工運(yùn)轉(zhuǎn)等基本功能的必要電氣、機(jī)電設(shè)備，如電源模塊、電機(jī)模塊等，這些機(jī)電設(shè)備能夠保證數(shù)控車床的基本功能的穩(wěn)定可靠的實(shí)現(xiàn)；其次，底層設(shè)備還包括各類傳感器，比如監(jiān)測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)速、溫度的速度傳感器和溫度傳感器，監(jiān)測(cè)進(jìn)給軸運(yùn)動(dòng)進(jìn)給量的光柵尺等，這些傳感類和數(shù)據(jù)采集類設(shè)備為實(shí)現(xiàn)數(shù)控車床自動(dòng)化控制提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源。

3.1.2 本地PLC站

本地PLC站主要負(fù)責(zé)接收底層傳感設(shè)備傳送過(guò)來(lái)的傳感參數(shù)、狀態(tài)參數(shù)及其他檢測(cè)參數(shù)，通過(guò)內(nèi)部程序的運(yùn)算，判斷整個(gè)數(shù)控車床的工作狀態(tài)，并將其中的重點(diǎn)參數(shù)上傳到遠(yuǎn)程控制終端進(jìn)行數(shù)據(jù)的圖形化顯示、存儲(chǔ)、輸出打印等操作；另一方面，本地PLC站同時(shí)還接收來(lái)自于遠(yuǎn)程控制終端所下達(dá)的控制指令，比如停機(jī)、啟動(dòng)等控制指令，PLC站通過(guò)對(duì)相應(yīng)執(zhí)行器（比如電機(jī)）的控制，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的功能。

3.1.3 遠(yuǎn)程控制終端

遠(yuǎn)程控制終端主要是依賴于工控機(jī)實(shí)現(xiàn)的上位機(jī)數(shù)據(jù)管理和狀態(tài)監(jiān)控，需要專門(mén)開(kāi)發(fā)一套面向數(shù)控車床加工、生產(chǎn)和自動(dòng)控制的軟件程序，以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控車床的遠(yuǎn)程化、網(wǎng)絡(luò)化、自動(dòng)化控制，真正實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守的功能。

基于PLC的數(shù)控車床電氣自動(dòng)化改造框圖

3.2 PLC電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

本研究論文以CK6140普通數(shù)量機(jī)床為具體研究對(duì)象，詳細(xì)探討其電氣化、自動(dòng)化控制的改造。通過(guò)上文對(duì)機(jī)床改造方案和結(jié)構(gòu)功能的分析，可以確定整個(gè)機(jī)床電氣化、自動(dòng)化改造，一共需要實(shí)現(xiàn)14個(gè)系統(tǒng)輸入，9個(gè)系統(tǒng)輸出。結(jié)合控制要求，這里選用日本三菱公司的FX2N-48MR型PLC，輸入回路采用24V直流電源供電方式。根據(jù)對(duì)數(shù)控機(jī)床的各模塊控制功能的分析，選用合適的接觸器、繼電器、開(kāi)關(guān)、輔助觸點(diǎn)等電氣控制元件，與PLC共同實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備的控制，比如PLC通過(guò)接觸器控制電機(jī)模塊，PLC通過(guò)繼電器控制電磁閥等部件，從而完成基于PLC控制的數(shù)控車床電氣化改造。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著電氣設(shè)備的越來(lái)越復(fù)雜，工業(yè)生產(chǎn)對(duì)于電氣控制的要求也越來(lái)越高，基于PLC的自動(dòng)化控制技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，逐漸成為了當(dāng)前工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)控制中的主流技術(shù)之一。采用PLC技術(shù)最大的優(yōu)勢(shì)在于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制同時(shí)具有較高的可靠性和抗干擾能力，極大的避免了由于采用單片機(jī)技術(shù)而造成的系統(tǒng)不穩(wěn)定現(xiàn)象。本論文結(jié)合電氣控制詳細(xì)探討了PLC自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，給出了具體的系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例，對(duì)于進(jìn)一步提高PLC自動(dòng)化技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用具有很好的指導(dǎo)和借鑒意義。

第9篇

關(guān)鍵詞：數(shù)控車床，撞刀，解決方法

 

在數(shù)控車實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，由于學(xué)生對(duì)機(jī)床的操作不熟練，在加工實(shí)訓(xùn)中有時(shí)不慎會(huì)使刀具或刀架撞到工件或卡盤(pán)上，輕者會(huì)撞壞刀具和被加工的零件，影響教學(xué)的正常進(jìn)行，重者會(huì)造成人身事故。因此，在數(shù)控車實(shí)訓(xùn)教學(xué)過(guò)程中為了防止學(xué)生在實(shí)際操作時(shí)發(fā)生撞刀現(xiàn)象的發(fā)生，總結(jié)出以下幾種常見(jiàn)的撞刀現(xiàn)象與解決方法。

一、常見(jiàn)數(shù)控車床加工的撞刀現(xiàn)象

（一）建立機(jī)床工件坐標(biāo)系引起的撞刀現(xiàn)象

我校在數(shù)控車實(shí)訓(xùn)教學(xué)過(guò)程中，采用G54-G59指令結(jié)合試切法建立工件坐標(biāo)系，一個(gè)學(xué)生在用試切法對(duì)刀時(shí)，采用MDI指令試切，采用指令G90 U-1.5 W-20.0 F0.06試切完成后，在建立工件坐標(biāo)系坐標(biāo)值X坐標(biāo)忘記+輸入-1.5，編好程序后試運(yùn)行一切正常，就放心的加工，結(jié)果在加工中發(fā)生撞刀現(xiàn)象。

（二）、編程錯(cuò)誤引起的撞刀現(xiàn)象

在實(shí)訓(xùn)加工中，由于學(xué)生對(duì)車床編程指令理解的不透徹，常常由于編程錯(cuò)誤引起撞刀現(xiàn)象的出現(xiàn)。例如，有位學(xué)生在數(shù)控車床加工時(shí)，在加工錐面螺紋時(shí)，用G92指令編程，在第三次循環(huán)加工時(shí)，發(fā)生撞刀現(xiàn)象。螺紋刀尖崩壞，工件報(bào)廢。論文寫(xiě)作，解決方法。停機(jī)檢查程序，發(fā)現(xiàn)在G92指令第三刀X19.50寫(xiě)成19.05，背吃刀量過(guò)大，引起撞刀現(xiàn)象；

（三）工件裝夾不當(dāng)引起的撞刀現(xiàn)象

在一次實(shí)訓(xùn)中，在加工零件左側(cè)部分時(shí)，由于零件可裝夾長(zhǎng)度只有15MM,裝夾距離短，一位同學(xué)在裝夾時(shí)，卡盤(pán)卡爪只有一個(gè)卡齒夾到工件表面，在用G92指令加工錐面螺紋時(shí)，由于徑向力過(guò)大，發(fā)生撞刀現(xiàn)象。

（四）操作不當(dāng)引起的撞刀現(xiàn)象

學(xué)生在數(shù)控車床操作時(shí)，在對(duì)刀過(guò)程中因?yàn)椴僮魇д`， 把Z向0.01誤認(rèn)為是0.1所以用手脈時(shí)控制走刀過(guò)快，導(dǎo)致撞刀刀尖碎裂。

二、防止數(shù)控車床加工中撞刀常見(jiàn)現(xiàn)象的三點(diǎn)解決方法

（一）、輸入程序并校驗(yàn)

程序的輸入與校驗(yàn)在數(shù)控車床加工操作中是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，它主要是把輸入的加工程序用數(shù)字指令形式將加工過(guò)程中刀具的運(yùn)行軌跡以最快的速度通過(guò)顯示面板顯示出來(lái)。然后觀察零件加工圖形是否正確是否有危險(xiǎn)指令，因此在操作中應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題。

1、將刀架移動(dòng)到安全位置，按下鎖住機(jī)床和孔運(yùn)行鍵進(jìn)行空運(yùn)行操作，主要觀察運(yùn)行軌跡是否正確，程序中的刀號(hào)與機(jī)床的刀號(hào)是否一致。

2、經(jīng)校驗(yàn)后的程序如果沒(méi)有出現(xiàn)危險(xiǎn)指令和錯(cuò)誤，也沒(méi)有出現(xiàn)報(bào)警，校驗(yàn)出的圖形也沒(méi)有問(wèn)題，線別急于加工，要再檢查程序中的以下幾個(gè)方面：

（1）、校驗(yàn)程序中是否有刀號(hào)；

程序中是否有刀號(hào)，這一問(wèn)題往往被學(xué)生忽視。論文寫(xiě)作，解決方法。校驗(yàn)程序時(shí)沒(méi)有刀號(hào)，程序照樣加工運(yùn)行，運(yùn)行軌跡也正確。如果在實(shí)際加工中需要換刀加工而沒(méi)有重新調(diào)用刀號(hào)時(shí)，此時(shí)加工時(shí)仍然使用前一把刀進(jìn)行加工，就會(huì)出現(xiàn)撞刀。

（2）、換刀點(diǎn)是否安全；

換刀點(diǎn)一般選在機(jī)床參考點(diǎn)上，但為了節(jié)省加工時(shí)的輔助時(shí)間減少空程序可就近選取，要依照刀具探出的長(zhǎng)度和加工零件的尺寸來(lái)定。換刀點(diǎn)確定之前，要首先確定上一刀尖所在位置，并合理利用G00指令移動(dòng)刀架到達(dá)換刀點(diǎn)的過(guò)程中，防止撞刀。

（3）、G00指令、G01指令的使用是否正確；

G00指令：快速定位(G00或G0) 刀具以點(diǎn)位控制方式從當(dāng)前所在位置快速移動(dòng)到指令給出的目標(biāo)位置。論文寫(xiě)作，解決方法。

G01指令：直線插補(bǔ)(G01或G1) 刀具以一定的進(jìn)給速度從當(dāng)前所在位置沿直線移動(dòng)到指令給出的目標(biāo)位置。

在程序校驗(yàn)過(guò)程中都是以最快的速度把加工軌跡表現(xiàn)出來(lái)，在校驗(yàn)中通過(guò)觀察圖形很難看出G00指令和G01指令的區(qū)別。如果在程序中刀具在工件表面上移動(dòng)出現(xiàn)G00指令就必然會(huì)產(chǎn)生撞刀現(xiàn)象。論文寫(xiě)作，解決方法。

（4）、檢查程序中是否存在移動(dòng)指令與刀具指令同在一個(gè)程序中。

如G00 X42.0 Z3.0 T0101，因?yàn)樵诔绦蛟趫?zhí)行時(shí)先執(zhí)行移動(dòng)指令后執(zhí)行刀具指令或在移動(dòng)中執(zhí)行刀具指令。在這種情況下?lián)Q刀，刀具與工件發(fā)生碰撞，正確的應(yīng)該是分成兩個(gè)程序段。

……

G00 X42.0 Z3.0 ;

T0101;

……

3、校驗(yàn)程序完畢后要回參考點(diǎn)，在校驗(yàn)程序時(shí)機(jī)床是鎖住不動(dòng)的，而刀具相對(duì)工件加工在模擬運(yùn)行（絕對(duì)坐標(biāo)和相對(duì)坐標(biāo)在變化），這時(shí)的坐標(biāo)與實(shí)際位置不符，需用返回參考點(diǎn)的方法，保證機(jī)械零點(diǎn)坐標(biāo)與絕對(duì)和相對(duì)坐標(biāo)一致。這一環(huán)節(jié)有時(shí)不注意在校驗(yàn)程序后沒(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題就進(jìn)行加工操作，會(huì)造成撞刀現(xiàn)象。

（二）試切法回工件坐標(biāo)系原點(diǎn)校驗(yàn)

試切法對(duì)刀是實(shí)際中應(yīng)用的最多的一種對(duì)刀方法。

工件和刀具裝夾完畢，驅(qū)動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，移動(dòng)刀架至工件試切一段外圓。記下坐標(biāo)系的X坐標(biāo)再減直徑（西門(mén)子系統(tǒng)減半徑），以及刀尖在右端面的Z坐標(biāo)，輸入到坐標(biāo)系的G54-G59當(dāng)中。

例如：1#刀刀架在X為120.0車出的外圓直徑為30.0，那么使用該把刀具切削時(shí)的程序原點(diǎn)X值為 120.0-30.0=90.0；刀架在Z為 100.0時(shí)接觸工件右端面，分別將(90、100)存入到G54----G59里就可以成功建立出工件坐標(biāo)系。論文寫(xiě)作，解決方法。

在對(duì)刀完成以后，校驗(yàn)工件坐標(biāo)系是否正確，可以用MDI指令進(jìn)行校驗(yàn)。

如：G54 G00 X100.0 Z100.0,使刀尖移動(dòng)到距離當(dāng)前工件坐標(biāo)系的一個(gè)安全距離。論文寫(xiě)作，解決方法。在該指令執(zhí)行完成后，可用手輪驅(qū)動(dòng)刀架由快到慢移動(dòng)到工件原點(diǎn)附近，觀察坐標(biāo)系值的變化情況，是否接近X0.0Z0.0。

（三）加工與運(yùn)行

加工與運(yùn)行是最后一個(gè)操作環(huán)節(jié)也是機(jī)床操作中的最后一道工序，雖然在前面采取了多項(xiàng)措施，但也不可以掉以輕心，因此在加工運(yùn)行前要做好以下幾個(gè)方面的工作：

1、光標(biāo)必須要回到程序的開(kāi)頭，如果沒(méi)有從程序開(kāi)頭加工容易出現(xiàn)撞刀現(xiàn)象；

2、當(dāng)啟動(dòng)和程序結(jié)束的時(shí)候，要把倍率調(diào)低，在看清程序和刀具的位置后再給倍率，調(diào)試程序時(shí)快速進(jìn)給要調(diào)到最慢檔，最好手不離開(kāi)進(jìn)給保持，要養(yǎng)成先看后走的好習(xí)慣，這樣會(huì)減少事故的發(fā)生；

3、在調(diào)試程序加工第一件工件時(shí)，一定要仔細(xì)檢查程序，試加工時(shí)單段運(yùn)行，隨時(shí)控制進(jìn)給率，隨時(shí)看剩余行程，加工前應(yīng)模擬運(yùn)行一次，單段運(yùn)行，再正式加工。看看有沒(méi)有意外的刀具路徑出現(xiàn)，一旦出錯(cuò)，迅速急停，特別是初學(xué)者，要注意急停按鈕的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

【1】沈陽(yáng)-機(jī)床：CAK3665使用說(shuō)明書(shū)

【2】沈陽(yáng)-機(jī)床：CAK3665操作編程說(shuō)明書(shū)

【3】劉立群、陳文杰《數(shù)控編程與操作實(shí)訓(xùn)教程》清華大學(xué)出版社.2009