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第1篇：數(shù)控車床的原理范文

關(guān)鍵字 數(shù)控車床；編程；加工工藝

中圖分類號TG659 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2013）92-0180-02

自古至今我國都是以農(nóng)業(yè)，手工也為主的國家，在工業(yè)方面從人員的技術(shù)水平到工藝設(shè)備方面，與發(fā)達的工業(yè)國家都有著相當大的差距，而衡量一個國家的發(fā)達與否很大程度上不取決于農(nóng)業(yè)和手工業(yè)，而是取決于工業(yè)水平的發(fā)展，所以在新世紀初期，我國在政策上以及資金投入上對工業(yè)都有著很大的傾斜，所以我國工業(yè)開始蓬勃發(fā)展，最近年尤為迅速，所以我國的工業(yè)發(fā)展正處在承上啟下，前赴后繼的重要關(guān)頭，我們在世界上的印象必須從“制造大國”轉(zhuǎn)變成“制造強國”，在這條道路上面臨著諸多困難，其中高端機床的技術(shù)突破就是一個必須越過的門檻?！霸跀?shù)控機 床的未來發(fā)展中，自動化系統(tǒng)是未來工業(yè)的發(fā)展方向，是一個制造型企業(yè)的核心競爭力。

1數(shù)控車床在生產(chǎn)中的意義及必要性

1.1 數(shù)控車床在生產(chǎn)中的意義

要想了解數(shù)控機床的在生產(chǎn)中的意義，首先要了解什么是數(shù)控車床，數(shù)控車床是用來干什么的，優(yōu)勢在哪里，首先數(shù)控車床是指通過電腦控制機械對物件進行制造與加工的機器，數(shù)控車床集電信號，機械操控，液壓控制，微電子技術(shù)的綜合載體，數(shù)控機床技術(shù)在一些歐美發(fā)達國家非常成熟，是衡量一個國家的工業(yè)發(fā)達的程度的標準，這就是數(shù)控車床在生產(chǎn)中起到的真正意義。

1.2數(shù)控車床在生產(chǎn)中的必要性

數(shù)控車床的必要性，可以說是顯而易見的，一個生產(chǎn)制造廠如果有它，可以更有效率，更精確的制造物件，而且由于它是經(jīng)過計算機控制，可以制作人工無法精確制造的形狀等等，它具有廣泛的加工藝性能，可加工直線圓柱、斜線圓柱、圓弧和各種螺紋。有些高級的數(shù)控車床在出廠前，廠家就已經(jīng)設(shè)定好了很多種非常常用的形狀，圓形，圓柱形，菱形等等，方便編程人員操作，機床自動化程度高，可以減輕勞動強度；對操作人員的素質(zhì)要求較高，對維修人員的技術(shù)要求更高，使產(chǎn)品更有競爭性，在市場上處于領(lǐng)先的不敗之地。作為一個成產(chǎn)廠，什么才是核心競爭力，首先是技術(shù)人才，應(yīng)了一句老話，21世紀什么最貴？是人才！而光有優(yōu)秀的人才，你也給他一個能夠充分發(fā)揮他技術(shù)的工具，還有一句老話說的好工欲善其事必先利其器，所以一個好的工具也是非常重要的，所以數(shù)控車床的在一個制造型企業(yè)所起的作用就顯而易見了！

2數(shù)控車床編程加工工藝處理

2.1 數(shù)控車床的工作原理

數(shù)控車床集電信號，機械操控，液壓控制，微電子技術(shù)的綜合載體，其工作原理是該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，用代碼化的數(shù)字表示，數(shù)控車床有一個專門的操作平臺，供程序員進行編程處理，要按照編碼把要加工的工件詳細信息輸入進數(shù)控機床里，通過微電子芯片進行運算，指定機床的加工方案，一臺數(shù)控車床，要想應(yīng)用首先是設(shè)定程序加工程序，拿過來一個零件樣本，通過人工分析，確定加工的方式方法，選擇道具與夾具，然后確定刀的走向以及路線，深淺等等，編程人員要對零件樣本進行檢查，確定幾何形狀，尺寸及工藝要求進行分析，并且結(jié)合數(shù)控機床使用的基礎(chǔ)知識，如數(shù)控機床的規(guī)格、性能、數(shù)控系統(tǒng)的功能等，確定加工方法和加工路線。只有這樣才能做出符合規(guī)格，精密度高的零件。

2.2 數(shù)控車床加工工藝處理和數(shù)控車床編程

數(shù)控車床編程首先分為四步，第一步是：明確加工工藝的過程。要通過專業(yè)的數(shù)控車床編程人員對示例工件進行該有的分析，確定工件是由什么幾何圖形組成，是由什么材料制成，選擇什么刀具，選擇什么樣的夾具，從哪下刀，刀的走線，線的深淺等等都要通過一個優(yōu)秀的數(shù)控車床的編程人員來事先設(shè)定好的，所以一個工件是否能制造成功，編程人員的經(jīng)驗是非常重要的。第二步是：精確的測量值計算，在經(jīng)過了第一個步驟以后，編程人員要運用測量工具，測量刀的走位，以及刀是以什么中心運動的，只有這樣才能獲取到刀位的測量數(shù)據(jù)。一般的數(shù)控系統(tǒng)里會提供一些常規(guī)的集合圖形的數(shù)據(jù)，如圓形，直線型等等，但是注意在加工，如果刀工軌跡有誤的話，工件指定不合乎規(guī)格，如果這種不合乎規(guī)格的工件，流入市場會給人民生命財產(chǎn)安全造成隱患，所以一定要有檢測員檢測，否則難以完成。第三步，編制加工程序和校驗方法，經(jīng)過以上兩個步驟以后，便可以寫程序來加工工件了，編寫程序編制人員使用數(shù)控系統(tǒng)程序指令，按照數(shù)控車床廠家規(guī)定的程序格式輸入，程序錄入人員，必須對該機床的功能了如指掌，對代碼程序也要非常熟悉，才能完成工件制作程序的設(shè)定工作。第四步驟 序檢驗及試切削，在系統(tǒng)中輸入以編寫好的程序，在正式發(fā)表之前檢驗。通?？刹捎脵C床空運轉(zhuǎn)的方式來檢查。

3結(jié)論

社會進步發(fā)展，工業(yè)水平也不斷發(fā)展，所以數(shù)控車床的應(yīng)用于眾多的工廠，在生產(chǎn)中，現(xiàn)在很多工作都講究自動化，從工廠到銀行，從學校到研究院各個都講究辦公自動化，那么什么是自動化，就是一切盡量通過電腦，機械來完成生產(chǎn)，安裝等一系列的工作，自動化的特點就是工件精度高準、確性高，節(jié)省人力，工作效率高，自動化系統(tǒng)有著非常深遠的意義。自動化系統(tǒng)不僅能夠提升傳統(tǒng)制造水平，而且能夠滿足高技術(shù)發(fā)展要求。由于數(shù)控機床的參與，大大節(jié)省了人力，使產(chǎn)品得到了質(zhì)的飛躍，工業(yè)水平是衡量一個國家的標準，在工業(yè)發(fā)達的國家，包括美國，英國，德國等，其應(yīng)用是非常廣泛的，我國還處在發(fā)展中階段，所以工業(yè)水平有待提高。

參考文獻

[1]李艷霞.數(shù)控機床及應(yīng)用技術(shù).人民郵電出版社，1992-1998.

第2篇：數(shù)控車床的原理范文

關(guān)鍵詞 數(shù)控車床 梯形螺紋 換刀精車

中圖分類號：TG659 文獻標識碼：A

目前數(shù)控機床從業(yè)人員普遍認為數(shù)控車床只能加工三角螺紋和小螺距螺紋，對于較大螺距的梯形螺紋也只能進行粗加工和半精加工。因為數(shù)控加工梯形螺紋過程中，刀具磨損或者強度不夠而損壞時無法保證零件的尺寸精度和圖紙要求需更換刀具，而數(shù)控車床在螺紋加工過程中刀具位置發(fā)生變化螺紋起點也發(fā)生變化，所以不能用來精加工。

1梯形螺紋加工時換刀具螺紋不亂紋的必要條件

無論是應(yīng)用普通車床還是數(shù)控車床進行螺紋梯形螺紋車削，都要滿足以下兩個條件進行切削加工：

（1）螺紋的車削加工時，螺紋的螺旋線按照車床主軸旋轉(zhuǎn)一周，刀具縱向移動一個螺距或者導(dǎo)程的規(guī)律進行螺紋加工。

（2）更換螺紋刀具后，在刀具刀位點統(tǒng)一的前提下，每次車削與粗車時起點一致就不會產(chǎn)生亂紋現(xiàn)象。

2數(shù)控車床車削螺紋的加工原理

數(shù)控車床進給系統(tǒng)和普通車床進給最大的區(qū)別是，主、進給傳動分離。數(shù)控車床的主傳動與進給采用了各自獨立的伺服電機，使傳動鏈變得簡單，可靠，同時各電機即可單獨運動也可實現(xiàn)多軸聯(lián)動。所以，數(shù)控車床車削螺紋時，溜板箱上的縱向絲杠和螺母是由該軸的伺服電機直接進行驅(qū)動的。傳動過程如下：主軸主軸脈沖發(fā)生器數(shù)控系統(tǒng)；電機（或帶有機械接口――縱向長絲桿、螺母）滑板箱刀架。

通過其傳動途徑可以看出，數(shù)控車床車削螺紋時，不是像普車那樣通過主軸到溜板箱一系列傳動鏈所控制，而是由數(shù)控系統(tǒng)驅(qū)動電機進行控制的。設(shè)計者為了保證數(shù)控車床在車削螺紋時有固定的起刀點和退刀點在主軸上安裝了光電脈沖編碼器，從而保證數(shù)控車削螺紋時通過與數(shù)控系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作，使其能夠準確實現(xiàn)刀具運動要求。原因是，光電編碼器的電壓是由數(shù)控系統(tǒng)提供的，當與數(shù)控車床主軸同步轉(zhuǎn)動的中心旋轉(zhuǎn)一周時，光電編碼器可發(fā)出兩路或者多路脈沖信號：一路是一個脈沖數(shù)所表示的定位脈沖，用來控制螺紋車削時的起刀點，保證了螺紋加工過程不會亂紋；另一路是與定位脈沖信號相同的螺紋加工時的縱向進給脈沖信號，即主軸每旋轉(zhuǎn)一周時發(fā)出數(shù)控所要求的脈沖信號，用來控制所加工螺紋的螺距或者導(dǎo)程的大小。正因為如此，數(shù)控車床車加工螺紋是根據(jù)機床主軸每旋轉(zhuǎn)一周，刀具縱向移動一個螺距或者導(dǎo)程的規(guī)律而加工出來的。所以每一把成型的螺紋刀具只要刀位點一致就不會出現(xiàn)亂紋現(xiàn)象。

3數(shù)控車床的換刀原理

首先根據(jù)加工工藝我們?yōu)榱吮阌诳刂泼恳话褦?shù)控車刀在加工時的先后順序、位移、起始位置及規(guī)定路線，須在加工前進行對刀，從而建立工件坐標系，使每一把刀具刀位點通過系統(tǒng)補償都能重合在工件坐標系的原點。進而可以得出，每一把成型的梯形螺紋刀具在刀具刀位點統(tǒng)一的前提下，每次車削螺紋的起刀點一致，所以精加工梯形螺紋而不會出現(xiàn)亂紋。

4梯形螺紋車削時主軸轉(zhuǎn)速的選擇

在數(shù)控車床上車削梯形螺紋零件時、采用高速車削不能很好的控制和保證零件的表面粗糙度，不能夠滿足零件圖紙要求，低速車削生產(chǎn)效率較低，提高加工成本，而加工過程中從高速直接變?yōu)榈退贂r則會使梯形螺紋產(chǎn)生亂紋現(xiàn)象。為避免這一現(xiàn)象發(fā)生，變速車削時的亂紋問題可以通過簡單方法解決，粗車梯形螺紋時首先采用高轉(zhuǎn)速進行車削，在用轉(zhuǎn)速來精車修光。從而，既保證了梯形螺紋的尺寸精度和表面粗糙度又提高了生產(chǎn)效率。

5梯形螺紋車削時常用進刀方法分析

直進法：螺紋車刀X軸方向間歇車削至螺紋底徑。此方法切削梯形螺紋時，螺紋車刀的三面切削刃都進行車削，加工中容易導(dǎo)致排屑困難，切削熱和切削力增加，刀尖磨損嚴重。當進給量過大時容易產(chǎn)生“扎刀”現(xiàn)象。該方法可以使用螺紋車削固定循環(huán)指令G92實現(xiàn)，顯然這種方法是不可取的。

斜進法：螺紋車刀沿牙型角方向斜向間歇車削至螺紋底徑。應(yīng)用此方法車削梯形螺紋時。螺紋車刀的三面切削刃只有一個側(cè)切削刃進行車削，排屑較為順暢，刀尖的受熱和受力情況得到改善，車削時不易產(chǎn)生扎刀現(xiàn)象。該方法可以使用螺紋車削復(fù)合循環(huán)指令G76來實現(xiàn)。相對于直接進刀法，此方法是可取的。

綜上所述：梯形螺紋等大螺距、導(dǎo)程的零件加工根據(jù)加工工藝應(yīng)采用斜進法的G76指令進行車削加工。

6加工梯形螺紋時存在問題

第3篇：數(shù)控車床的原理范文

關(guān)鍵詞 數(shù)控車床；加工橢圓；方法

中圖分類號TH18 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2011）57-0081-02

1概述

二維輪廓的橢圓形零件在日常生活中使用得非常多，尤其是在機械制造業(yè)中更是應(yīng)用廣泛，但是，該零件加工起來的難度是非常大的。橢圓形零件的加工方法有很多種，比較常見的有以下幾種：在普通車床上進行近似加工[1]；根據(jù)橢圓的形成原理，設(shè)計專用的加工裝置進行加工[2]；在數(shù)控車床上利用“虛擬軸”原理實現(xiàn)橢圓曲線的數(shù)控加工[3]；利用圓弧逼近法[4]、直線逼近法加工等。本文僅討論利用直線逼近法（宏程序）加工橢圓。

2直線逼近法

現(xiàn)今，計算機和自動化技術(shù)發(fā)展迅速，數(shù)控車床相關(guān)技術(shù)也隨之不斷進步，給橢圓形截面零件的加工創(chuàng)造了很好的條件。從目前的技術(shù)來說，各種數(shù)控車床進行橢圓加工的插補原理基本相同，不同的是實現(xiàn)插補運算的方法。圓弧插補與直線插補是兩種常用的實現(xiàn)插補運算的方法，但是目前還沒有橢圓插補。因為受到各方面的限制，尤其在設(shè)備和條件方面，通常我們無法手工來編制程序，必須借助于電腦來實現(xiàn)。一般來說，通過擬合運算及直線逼近法編寫宏程序來加工橢圓。宏程序指令適用于拋物線、雙曲線、橢圓等沒有插補指令的非圓曲線編程；還適用于圖形相同，只是尺寸不同的一系列零件編程，同樣還適用于工藝路線一樣，只是位置數(shù)據(jù)不同的系列零件的編程。相比于其他編程方法，宏程序?qū)崿F(xiàn)橢圓形截面零件的加工的優(yōu)點在于，其能有效的簡化程序，提高程序的運行速度，并且能擴展數(shù)控機床的使用范圍。

3用戶宏程序法

數(shù)控車床通過程序來實現(xiàn)某項功能，將編寫的程序存儲在數(shù)控車床中，并將這些實現(xiàn)某項功能的程序用某個簡單命令代表，利用數(shù)控車床進行加工時，只需要寫入代表命令就可以執(zhí)行相應(yīng)的功能，極大的減少了操作流程，提高了工作效率。其中，把存入數(shù)控機床的一組程序稱作用戶宏程序主體，簡稱為宏程序；把代表命令稱作用戶宏程序命令，簡稱為宏命令。這樣，工作人員操作數(shù)控車床時，只需記憶實現(xiàn)某項功能的宏命令即可，不需要記憶繁瑣的宏程序。能夠進行變量間的相互運算是宏程序的最大優(yōu)點。利用宏命令能夠把實際值賦予某個變量，利用數(shù)控車床加工橢圓的過程中，可以通過間接幅值和直接幅值的方式對宏程序中的變量進行賦值。

1）直接賦值：使變量直接等于即時值或某項數(shù)值的方法。

#1=55（表示變量#1等于55）

#2=#3（表示變量#2等于#3的值）

2）間接賦值：就是用演算式賦值，即把演算式內(nèi)演算的結(jié)果賦于某個變量。

如圖1所示，車削1/4橢圓的回轉(zhuǎn)輪廓曲線。車削從點A到點B，采用直線逼近法在Z向分段，以0.2mm（0.5度）為一個步距,就可以編制一個只用變量不用具體數(shù)據(jù)的橢圓,不必更改宏程序,而只要修改主程序中宏指令段內(nèi)的賦值數(shù)據(jù)就可以.現(xiàn)利用橢圓的直角坐標方程和極坐標方程來編制宏程序。

4 利用橢圓直角坐標方程編制宏程序

直角坐標標準方程為：

其中a為橢圓短軸（a=15），b為橢圓長軸（b=30）

編制參考程序如下：（以FANUC Series 0i Mate-TC數(shù)控系統(tǒng)為例）

（毛坯φ62mm）

O0001；

N10 G98 G21 F200;

N20 T0101;

N30 M03 S800;

N40 G00 X65 Z35;

N50 G73 U30 R15;

N60 G73 P70 Q140 U0.3 W0;

N70 #1=30;（Z軸起始位置）

N80 #2=30;（橢圓長軸半徑）

N90 #3=15;（橢圓短軸半徑）

N100 #4=#3*SQRT [1-（#1*#1）/（#2*#2）];（橢圓短半軸變量數(shù)值）

N110 G01 X（2*#4） Z（#1）F200;（橢圓插補）

N120 #1=#1-0.2;（Z軸步距）

N130 IF(#1 GE 0 ) GOTO 110;（符合條件，則跳轉(zhuǎn)到N110程序段）

N140 U2；

N150 G70 P70 Q140 S1000 F100；

N160 G00 X100；

N170 Z150；

N180 M05；

N190 M30；

5 利用橢圓極坐標方程編制宏程序

橢圓極坐標方程為：X = B*SINα

Z = A*COSα（0°≤α≤90°）

其中A為橢圓長軸（A=15），B為橢圓短軸（B=30）

編制參考程序如下：（以FANUC Series 0i Mate-TC數(shù)控系統(tǒng)為例）

（毛坯φ62mm）

O0001；

N10 G98 G21 F200;

N20 T0101;

N30 M03 S800;

N40 G00 X65 Z35;

N50 G73 U30 R15;

N60 G73 P70 Q140 U0.3 W0;

N70 #1=30;（橢圓長軸半徑）

N80 #2=15;（橢圓短軸半徑）

N90 #4=0; （橢圓起始角度）

N100 G01 X [#2*SIN（#4）] Z [#1*COS（#4）] F200;（橢圓插補）

N110 #4=#4+0.5;（角度變量）

N120 IF(#4 LE 90 ) GOTO 100;（符合條件，則跳轉(zhuǎn)到N100程序段）

N130 U2；

N140 G00 X100；

N150 Z150；

N160 M05；

N170 M30；

在上述兩例中可以看出，這是兩個通用的橢圓加工宏程序，只要改變起刀點的坐標及A（a）、B（b）三個賦值，便可加工任意橢圓。同時，我們也可以看到Z軸步距和角度每次增加的大小和最后工件的加工表面質(zhì)量有較大關(guān)系，即記數(shù)器的每次變化量與加工的表面質(zhì)量和效率有直接關(guān)系。希望讀者在實際應(yīng)用中注意。

6結(jié)論

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和科學文化水平的提高，數(shù)控車床取得飛速發(fā)展，數(shù)控車床具有加工精度高、加工質(zhì)量高和加工范圍廣等優(yōu)點，其發(fā)展?jié)摿Σ蝗菪∮U。利用傳統(tǒng)車床加工橢圓的方法比較復(fù)雜，不容易實現(xiàn)，但是采用數(shù)控車削法可以相對容易的解決非圓截面加工難題，提高加工效率，為企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟效益。

參考文獻

[1]劉曉初.一種在機床上加工橢圓零件的近似方法.機械制造，1998(2).

[2]張增林，等.橢圓、擺線形成定理及加工裝置的設(shè)計.機械設(shè)計，1994(3).

[3]邱繼紅.數(shù)控機床加工橢圓曲線的一種新編程法.組合機床與自動化加工技術(shù)，1999(4).

[4]徐守敬.數(shù)控車床加工橢圓的技術(shù)探討.機械制造，2006(9).

[5]瞿瑞波主編.數(shù)控機床編程與操作.北京：中國勞動社會保障出版社，2006.

[6]北京發(fā)那科機電有限公司 BEIJING-FANUC 操作編程說明書.北京發(fā)那科機電有限公司.

[7]孫竹編著.數(shù)控機床編程與操作.機械工業(yè)出版社，1996.

第4篇：數(shù)控車床的原理范文

關(guān)鍵詞：數(shù)控機床　行動能力　實踐　教學

中圖分類號：G712

文獻標識碼：A

文章編號：1007-3973（2012）007-185-02

數(shù)控車床加工是一種高科技加工方式，可以加工各種類型的材質(zhì)，將合金鋁、合金鋼、鐵等原材料加工成方形、園組合的復(fù)雜結(jié)構(gòu)的零件。隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴大，數(shù)控車床技術(shù)對我國國民經(jīng)濟的發(fā)展起著越來越重要的作用。數(shù)控車床技術(shù)通用性強，生產(chǎn)效率高、加工精密度高，適合于復(fù)雜零件的加工，同時易于實現(xiàn)信息流自動化，雖然對操作者勞動強度要求較低，但是要想成為合格的數(shù)控車床加工技術(shù)人員，還是有很多較高的其他要求，本文為培養(yǎng)合格的數(shù)控車床加工技術(shù)人員提出了相關(guān)的理論知識，同時學生本人也要結(jié)合理論知識加強實踐鍛煉，這樣才能成為合格的數(shù)控車床加工技術(shù)人員。

目前國內(nèi)的高職教育，是實現(xiàn)對數(shù)控專業(yè)應(yīng)用技術(shù)型人才的培養(yǎng)，以高等技術(shù)應(yīng)用型人才為培養(yǎng)目標，企業(yè)中工作一體化的學習態(tài)勢逐漸增強，強調(diào)以“能力為本位”來組織教學。隨著經(jīng)濟的迅速發(fā)展，現(xiàn)代工業(yè)的迅速崛起，要求職業(yè)院校和企業(yè)必須接軌，數(shù)控行業(yè)需要高水平的技術(shù)操作人員。我國從事數(shù)控車床加工的工程技術(shù)人員數(shù)以萬計，但是仍緊缺高水平的技術(shù)人才，作為新世紀的大學生，要想提高自己的競爭力和工作能力，應(yīng)掌握現(xiàn)代科學知識，提高自己對該領(lǐng)域的科學技術(shù)水平。僅僅從書本上學習理論知識是遠遠不夠的，同時學生本人也要結(jié)合理論知識加強實踐鍛煉。實踐教學是培養(yǎng)學生的實踐能力，滿足職業(yè)崗位群的實際需要。這就要加快職業(yè)教學現(xiàn)代化的進程，創(chuàng)新能力和職業(yè)素質(zhì)的重要途徑。在數(shù)控機床實踐教學中，應(yīng)用項目教學法，必須建立與其相適應(yīng)的實踐教學。通過加工一件具體的，有實用價值的產(chǎn)品，將學生置于一種掌握課程要求的知識和技能，動手解決問題的學習狀態(tài)中，使其進一步理解，并獲得相關(guān)技能的訓(xùn)練，以培養(yǎng)學生相應(yīng)的職業(yè)行動能力為目的的重要教學組織形式、教學方法，和崗位適應(yīng)能力。實訓(xùn)項目作為行動導(dǎo)向教學思想下，培養(yǎng)目的和評價標準，通過完成某個項目工作，是以職業(yè)能力作為進行教育的基礎(chǔ)，進行的一種教學活動。

1 開發(fā)思路

1.1 指導(dǎo)思想

數(shù)控車床加工實踐教學的指導(dǎo)思想，旨在培養(yǎng)學生的職業(yè)能力和行動能力。通過連續(xù)的“行動”過程來培養(yǎng)學生和他人進行理性協(xié)作的能力。通過具體的實訓(xùn)項目，使學生了解數(shù)控車床加工過程中的控制協(xié)作關(guān)系。該教學采用問題關(guān)聯(lián)方式，通過項目教學和案例教學等結(jié)合的方式來實現(xiàn)的。通過獨立學習，即獨立完成數(shù)控車床的實際操作，鍛煉團隊協(xié)作的能力。其主要學習內(nèi)容包括：數(shù)控車床的工作方法、材料及工藝的基礎(chǔ)知識等。通過此次實踐教學，使學生在學到操作技能等知識的同時，對生活、工作和社會發(fā)展做出的思考，自己感悟出勝任數(shù)控車床這一職業(yè)工作賴以生存的本領(lǐng)，養(yǎng)成自我設(shè)計和定位的習慣和不斷獲取新技能的能力。

1.2 基本思路

根據(jù)上述指導(dǎo)性思想，訓(xùn)練學生應(yīng)用基本技能，進行數(shù)控車床加工實踐教學的設(shè)計，最后擴展描述實訓(xùn)項目。以應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力為學習目的，三大模塊呈遞進關(guān)系。專業(yè)技能解決實際問題的綜合訓(xùn)練，首先要對職業(yè)工作過程進行分析，然后進行選擇、評價、轉(zhuǎn)換和配置行動，并了解職業(yè)教育條件，通過企業(yè)調(diào)查，確定并描述職業(yè)行動領(lǐng)域，基本技能是完成專業(yè)技能，實踐教學內(nèi)容體系按基本技能、專業(yè)技能和綜合技能三大模塊構(gòu)建，綜合技能訓(xùn)練所必須的技能。數(shù)控專業(yè)的畢業(yè)生，數(shù)控車床加工實踐是數(shù)控專業(yè)的核心課程。有很大一部分從事編制數(shù)控車削工藝和數(shù)控車床的操作工作，這就要求他們具備操作數(shù)控車床的職業(yè)能力，并且在工作崗位上，能夠熟練進行數(shù)控車床的操作，實現(xiàn)零件的數(shù)控車削加工。專業(yè)技能是完成職業(yè)崗位群所要求的技能之一，綜合技能訓(xùn)練是培養(yǎng)學生技術(shù)的必要途徑。由于它與專業(yè)理論知識緊密結(jié)合，應(yīng)著重培養(yǎng)學生掌握職業(yè)崗位群所常用的技術(shù)。實踐教學內(nèi)容體系具有模塊化、組合型、進階式的特點。

2 實訓(xùn)設(shè)計

2.1 設(shè)計目標

掌握溝槽與螺紋車削控制的工作原理，以及加工工藝知識，會進行機床功能性維護，會使用相應(yīng)的切削工具，并進一步能進行車削，會使用基本量具，熟練掌握數(shù)控車床的操控方法，對零件進行加工質(zhì)量分析、評估，同時及時管理零件生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題。掌握螺紋車削的編程指令，調(diào)試和修正基本加工程序，溝槽加工的編程技巧。能在數(shù)控車床上運行和錄入，熟練使用數(shù)控車床車削加工帶溝槽、螺紋的零件。

第5篇：數(shù)控車床的原理范文

關(guān)鍵詞：位置編碼器；模擬主軸；剛性攻絲；經(jīng)濟型數(shù)控車床

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.06.045

0 引言

模擬主軸通常用于經(jīng)濟型數(shù)控車床，剛性攻絲是車床的一個重要功能。剛性攻絲是指主軸旋轉(zhuǎn)與進給之間保持同步，也就是說攻絲時株洲的旋轉(zhuǎn)不僅要實現(xiàn)速度控制，還要實現(xiàn)位置控制，從而實現(xiàn)特定的加工要求。如何實現(xiàn)模擬主軸的剛性攻絲呢？位置編碼器起著至關(guān)重要的作用。本文簡要介紹了這種控制實現(xiàn)的一些基本原理和要求，通過兩個實例介紹了位置編碼器在經(jīng)濟型數(shù)控車床的應(yīng)用。

1 位置編碼器的應(yīng)用

在數(shù)控系統(tǒng)中，位置檢測元件是閉環(huán)進給伺服系統(tǒng)中重要的組成部分，它檢測機床工作臺的位移，伺服電機的角位移和速度，將信號反饋給驅(qū)動裝置，與給定值比較得到差值再用于位置環(huán)閉環(huán)控制和速度環(huán)控制。檢測元件通常用光或磁的原理制成，精度既分辨率是最小單位，由檢測元件等級品質(zhì)決定。在數(shù)控裝置位置檢測接口電路中常對反饋信號進行倍頻處理，以進一步提高精度。

數(shù)控車床的位置編碼器是測量轉(zhuǎn)速的，反饋的是主軸的實際速度，當車螺紋時要使轉(zhuǎn)速和進給保持一定關(guān)系，如導(dǎo)程1.5的螺紋，車削時必須保證主軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，刀具軸軸向進給1.5。

螺紋切削或每轉(zhuǎn)進給必須裝有位置編碼器，位置編碼器檢測實際主軸轉(zhuǎn)速和每轉(zhuǎn)信號（用于螺紋切削時檢測主軸上固定點）理想編碼器必須與主軸相連（1：1）。如使用齒輪，選擇1：1，1：2，1：4，1：8的變化以降低位置編碼器的速度。當主軸與位置編碼器之間使用齒輪時，參考NO.3706的第1位和0位定義齒輪比。

2 模擬主軸實現(xiàn)剛性攻絲的條件

2.1 主軸電機帶位置編碼器

通過位置編碼器對主軸實現(xiàn)位置控制。這樣在速度環(huán)的基礎(chǔ)上擴大到位置環(huán)，在剛性攻絲的過程中主軸與進給都是位置控制，就可以形成互相插補的關(guān)系，能夠達到更嚴格的同步。

2.2 數(shù)控系統(tǒng)的接口

數(shù)控系統(tǒng)必須有模擬主軸接口和模擬主軸編碼器的接口。模擬主軸接口既要要求系統(tǒng)能夠根據(jù)主軸速度準確發(fā)出0～±10V的模擬電壓。為了提高模擬電壓的精度，要求D/A轉(zhuǎn)換器至少12位。模擬主軸編碼器的接口用來接收主軸的編碼器信號及時對主軸實行對主軸位置控制。

2.3 變頻器的接口

主軸變頻器必須具有編碼器接口，±10V的模擬電壓接口，并且能在速度控制和位置控制提供兩組參數(shù)對主軸進行分別調(diào)整。此兩組參數(shù)來在速度控制時對速度控制參數(shù)對主軸進行調(diào)整，在位置控制時，有位置控制參數(shù)進行調(diào)整以適合剛性攻絲時高增益、高系統(tǒng)的配置。

3 故障實例

CKS6163自動運行進給軸不移動。數(shù)控車床CKS6163，系統(tǒng)型號FAUNC-0i-TA，程序在G00方式下可運行，當執(zhí)行到G01時機床進給軸不移動，但在JOG、REF、手輪方式下均可移動車床。因為機床坐標軸可以移動，說明伺服放大器、電機、反饋等硬件都沒問題。

依據(jù)梯形圖，如圖1所示：

SF（F7.2）：主軸功能選通信號；MF（F7.0）：輔助功能選通信號；TF（F7.3）：刀具功能選通信號；MFIN（R450.1）：輔助功能結(jié)束信號；TFIN（R450.2）：刀具功能結(jié)束信號；GR：齒輪檔。

SAR（G29.4）主軸速度到達信號。當主軸速度達到指定速度后（主軸速度反饋裝置將實際主軸速度信息傳送到CNC中），系統(tǒng)輸出（CNC至PMC）主軸速度達到信號F45.3=1（SARA），PMC再根據(jù)接收的信號進行邏輯關(guān)系處理。參數(shù)（PARAM3708#0=1）時，該功能有效。

從PMC梯圖可以看出，在主軸速度沒有達到指令轉(zhuǎn)速時限制機床在G01方式運行，結(jié)合速度反饋結(jié)構(gòu)，檢查速度反饋裝置，該車床的速度反饋是依賴于電機編碼器，將編碼器拆開后發(fā)現(xiàn)與電機相連接的鍵脫落，這樣就導(dǎo)致主軸正常旋轉(zhuǎn)，但編碼器反饋的速度值則為0。

通過工藝角度分析此問題，發(fā)現(xiàn)G01是“進給吃刀”的過程，此時主軸一定是遵循S指令旋轉(zhuǎn)的，假設(shè)由于主軸驅(qū)動環(huán)節(jié)出了故障，主軸轉(zhuǎn)速會下降，那么如果吃刀進給，則會給工件及機床造成嚴重損傷。因此系統(tǒng)提供了一個制約功能，當主軸速度設(shè)有達到指令轉(zhuǎn)速時，限制G01方式進給，但G0，JOG＼REF以及手輪方式不受此限制。

4 結(jié)論

剛性攻絲時主軸的旋轉(zhuǎn)和進給軸進給之間總是保持同步。也就是說，在剛性攻絲時，主軸的旋轉(zhuǎn)不僅要實現(xiàn)速度控制，而且要實現(xiàn)位置的控制，從而實現(xiàn)高精高效的加工要求。系統(tǒng)發(fā)出0～±10V模擬電壓到變頻器的模擬接口，控制模擬主軸的旋轉(zhuǎn)。位置編碼器的使用是經(jīng)濟型數(shù)控車床實現(xiàn)剛性攻絲的必要條件，當然此功能的實現(xiàn)還要對系統(tǒng)參數(shù)進行深入了解，及PMC程序的改編，此文意在對今后此類問題的研究提供借鑒。

參考文獻：

[1]宋松.FANUC 0i系列數(shù)控系統(tǒng)維修診斷與實踐[M].遼寧科學技術(shù)出版社.

第6篇：數(shù)控車床的原理范文

【關(guān)鍵詞】成組技術(shù)；數(shù)控；加工

1 引言

成組技術(shù)（Group Technology）由蘇聯(lián)米特洛萬諾夫創(chuàng)造，后來介紹到歐美，受到普遍重視。德國阿亨大學的H.奧匹茲教授曾對其進行深入研究，制定出一整套的工作程序和零件分類編碼系統(tǒng)，使之更趨完善并更便于推廣應(yīng)用。成組技術(shù)已發(fā)展到可以利用計算機自動進行零件分類、分組，不僅應(yīng)用到產(chǎn)品設(shè)計標準化、通用化、系列化及工藝規(guī)程的編制過程，而且在生產(chǎn)作業(yè)計劃和生產(chǎn)組織等方面也有較多的應(yīng)用。成組技術(shù)所研究的問題就是如何改善多品種、小批量生產(chǎn)的組織管理，以獲得如同大批量那樣高的經(jīng)濟效果。成組技術(shù)的基本原則是根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)形狀特點、工藝過程和加工方法的相似性，打破多品種界限，對所有產(chǎn)品零件進行系統(tǒng)的分組，將類似的零件合并、匯集成一組，再針對不同零件的特點組織相應(yīng)的機床形成不同的加工單元，對其進行加工，經(jīng)過這樣的重新組合可以使不同零件在同一機床上用同一個夾具和同一組刀具，稍加調(diào)整就能加工，從而變小批量生產(chǎn)為大批量生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率。

2 理論依據(jù)

隨著企業(yè)應(yīng)用數(shù)控機床加工的日益增加，利用GT的相似性原理去減少一切不必要的重復(fù)勞動的可能性仍然存在。從國內(nèi)外數(shù)控機床加工的實際應(yīng)用來看，仍然存在著準備結(jié)束時間長、生產(chǎn)組織管理困難、利用率低等問題。GT與數(shù)控加工相結(jié)合，首先在選購數(shù)控機床之前，以GT為手段建立零件族，然后考慮數(shù)控機床能加工的零件族數(shù)量、數(shù)控機床的負荷率等，據(jù)此計算投資回收期及其經(jīng)濟效益做出購置的決策；其次GT要適應(yīng)數(shù)控加工的要求，如GT的分類編碼要適應(yīng)數(shù)控加工的要求，在加工時以零件族為對象進行排序加工。同時，在GT生產(chǎn)單元中采用數(shù)控機床，也能增強其柔性。由此可見，GT與數(shù)控加工技術(shù)相結(jié)合，相輔相成，既有利于GT的實施應(yīng)用，也有利于數(shù)控機床更好地發(fā)揮作用。

成組技術(shù)應(yīng)用于數(shù)控加工方面，乃是將多種零件按其工藝的相似性分類成組以形成零件族，把同一零件族中零件分散的小生產(chǎn)量匯集成較大的成組生產(chǎn)量，從而使小批量生產(chǎn)能獲得接近于大批量生產(chǎn)的經(jīng)濟效果。這樣，成組技術(shù)就巧妙地把品種多轉(zhuǎn)化為“少”，把生產(chǎn)量小轉(zhuǎn)化為“大”，由于主要矛盾有條件的轉(zhuǎn)化，這就為提高多品種、小批量生產(chǎn)的經(jīng)濟效益提供了一種有效的方法。

3 主要應(yīng)用范圍

應(yīng)用成組技術(shù)編程，編寫出的程序要具有極好的易讀性和易修改性，邏緝嚴密，通用性強。程序里要應(yīng)用大量的編程技巧，如數(shù)學關(guān)系的表達，加工刀具的選擇，走刀方式的確定等，直接地體現(xiàn)編程者的工藝指導(dǎo)思想，其主要研究以下5類零件的加工。

3.1、精度要求高的零件

由于數(shù)控車床的剛性好，制造和對刀精度高，以及能方便和精確地進行人工補償甚至自動補償，所以它能夠加工尺寸精度要求高的零件。在有些場合可以以車代磨。此外，由于數(shù)控車削時刀具運動是通過高精度插補運算和伺服驅(qū)動來實現(xiàn)的，再加上機床的剛性好和制造精度高，所以它能加工對母線直線度、圓度、圓柱度要求高的零件。

3.2、表面粗糙度好的回轉(zhuǎn)體零件

數(shù)控車床能加工出表面粗糙度小的零件，不但是因為機床的剛性好和制造精度高，還由于它具有恒線速度切削功能。在材質(zhì)、精車留量和刀具已定的情況下，表面粗糙度取決于進給速度和切削速度。使用數(shù)控車床的恒線速度切削功能，就可選用最佳線速度來切削端面，這樣切出的粗糙度既小又一致。數(shù)控車床還適合于車削各部位表面粗糙度要求不同的零件。粗糙度小的部位可以用減小進給速度的方法來達到，而這在傳統(tǒng)車床上是做不到的。

3.3、輪廓形狀復(fù)雜的零件

數(shù)控車床具有圓弧插補功能，所以可直接使用圓弧指令來加工圓弧輪廓。數(shù)控車床也可加工由任意平面曲線所組成的輪廓回轉(zhuǎn)零件，既能加工可用方程描述的曲線，也能加工列表曲線。如果說車削圓柱零件和圓錐零件既可選用傳統(tǒng)車床也可選用數(shù)控車床，那么車削復(fù)雜轉(zhuǎn)體零件就只能使用數(shù)控車床。

3.4、帶一些特殊類型螺紋的零件

傳統(tǒng)車床所能切削的螺紋相當有限，它只能加工等節(jié)距的直、錐面公、英制螺紋，而且一臺車床只限定加工若干種節(jié)距。數(shù)控車床不但能加工任何等節(jié)距直、錐面，公、英制和端面螺紋，而且能加工增節(jié)距、減節(jié)距，以及要求等節(jié)距、變節(jié)距之間平滑過渡的螺紋。數(shù)控車床加工螺紋時主軸轉(zhuǎn)向不必像傳統(tǒng)車床那樣交替變換，它可以一刀又一刀不停頓地循環(huán)，直至完成，所以它車削螺紋的效率很高。數(shù)控車床還配有精密螺紋切削功能，再加上一般采用硬質(zhì)合金成型刀片，以及可以使用較高的轉(zhuǎn)速，所以車削出來的螺紋精度高、表面粗糙度小?？梢哉f，包括絲杠在內(nèi)的螺紋零件很適合于在數(shù)控車床上加工。

3.5、超精密、超低表面粗糙度的零件

磁盤、錄象機磁頭、激光打印機的多面反射體、復(fù)印機的回轉(zhuǎn)鼓、照相機等光學設(shè)備的透鏡及其模具，以及隱形眼鏡等要求超高的輪廓精度和超低的表面粗糙度值，它們適合于在高精度、高功能的數(shù)控車床上加工。以往很難加工的塑料散光用的透鏡，現(xiàn)在也可以用數(shù)控車床來加工。超精加工的輪廓精度可達到0.1μm，表面粗糙度司達0.02μm。超精車削零件的材質(zhì)以前主要是金屬，現(xiàn)已擴大到塑料和陶瓷。

4 結(jié)束語

成組技術(shù)在數(shù)控車床上的應(yīng)用需要科學精確地根據(jù)被加工零件的幾何形狀、結(jié)構(gòu)及加工工藝的相似性進行分組；同一組的零件要按照共同的工藝流程制造，要利于生產(chǎn)管理科學化。

參考文獻：

[1]丁全韜.現(xiàn)代制造技術(shù)在教學、實踐中的應(yīng)用[J].吉林教育.2009（25）

[3]郭英杰.淺談數(shù)控加工切槽與切斷[J].張家口職業(yè)技術(shù)學院學報.2010（01）

[4]錢春華，錢楊林.孔的數(shù)控加工技術(shù)性研究及應(yīng)用[J].機械研究與應(yīng)用.2010（03）

[5]王建忠.數(shù)控機床編程技巧及其機械零件加工中的運用[J].黑龍江科技信息.2009（15）

[6]李泉寶.批量因素·數(shù)控機床·成組技術(shù)[J].航天制造技術(shù).1983（01）

作者簡介：

胡江平（1970-），男，湖北黃石人，副總工程師，主要從事數(shù)控技術(shù)方面的教學和研究工作。

第7篇：數(shù)控車床的原理范文

關(guān)鍵詞：數(shù)控化改造;理實一體化教;項目任務(wù)

車床的數(shù)控化改造課程是機床再制造專業(yè)的核心專業(yè)課程，它綜合了本專業(yè)機床電氣控制與PLC、數(shù)控系統(tǒng)連接與調(diào)試、數(shù)控機床PLC控制與調(diào)試、數(shù)控機床機械部件裝配與調(diào)整和數(shù)控機床液壓與氣壓傳動等課程內(nèi)容，是前期這些課程知識和能力的綜合應(yīng)用，對于提高本專業(yè)學生從事機床數(shù)控化改造或機床再制造方面所需核心技能具有重要意義。

1課程的基本信息

車床的數(shù)控化改造課程是“機床再制造專業(yè)”專業(yè)綜合應(yīng)用性課程，開設(shè)于二年級學生第四學期后半學期，實行理實一體化項目教學，集中上課，邊做邊學；整合課改前72學時理論授課，4周機床數(shù)控化改造實訓(xùn)（實訓(xùn)結(jié)束后進行數(shù)控機床裝調(diào)與維修工技能鑒定），變成目前課改后的理實一體項目化授課120學時，數(shù)控機床裝調(diào)與維修工技能鑒定前1周集中培訓(xùn)。

2課程的目標與定位

（1）專業(yè)人才培養(yǎng)目標。培養(yǎng)從事機床數(shù)控化改造或再制造方面的改造前評估、設(shè)計、裝配調(diào)試和測試檢驗等工作，具有職業(yè)崗位（群）所需的基礎(chǔ)知識及專業(yè)技能、具有較強綜合職業(yè)能力的高端技術(shù)技能型專門人才。（2）專業(yè)典型工作崗位。本專業(yè)典型工作崗位包括：機床改造工程師、設(shè)計員、工藝員和一線操作工，本課程基于機床再制造專業(yè)人才培養(yǎng)目標，能夠滿足這些典型工作崗位所需專業(yè)知識和技能。（3）課程定位?！败嚧驳臄?shù)控化改造”課程在專業(yè)課程體系中屬于專業(yè)綜合應(yīng)用性課程。它具有較少的新知識和新能力要求，更多側(cè)重于前期課程知識和能力的綜合應(yīng)用，是學生頂崗實習前夕重要的一門綜合類課程。（4）課程教學目標。①能根據(jù)給定的廢舊車床（包括廢舊的數(shù)控車床），考慮多方面因素，如改造成本、廢舊車床目前狀況，綜合評判是否適合車床的數(shù)控化改造-廢舊車床性能檢測與再制造性評估；②按照國家標準（GJB5481-2005機床數(shù)控化改造通用技術(shù)要求；GB/T28615-2012綠色制造金屬切削機床再制造技術(shù)導(dǎo)則），能夠擬定或設(shè)計廢舊車床整體改造方案（重點：系統(tǒng)選型），并進行詳細設(shè)計，包括電氣原理圖繪制、機械結(jié)構(gòu)改造設(shè)計等（20%）；③按照給定車床數(shù)控化改造要求，如改造用電氣原理圖和接線圖，裝配圖及裝配工藝，整機改造工藝流程，相關(guān)系統(tǒng)用連接、調(diào)試說明書等，初步具有完成局部或整機改造的能力-拆洗修換裝調(diào)（機電）；④能夠?qū)Ω脑旌蟮能嚧?，按照相關(guān)國家標準，借助相關(guān)工量具，完成精度檢驗和試切加工；⑤綜合運用先修課程學到的知識和掌握的技能，解決車床改造過程中出現(xiàn)的實際問題。

3課程整體設(shè)計

3.1項目設(shè)計

由于學院車床的數(shù)控化改造過程目前做不到重復(fù)性改造，故把改造過程涉及到的主干知識學習和核心技能訓(xùn)練，拆解成18個相關(guān)性項目進行訓(xùn)練，具體項目設(shè)計詳見表1，這18個項目基本覆蓋車床改造過程的典型工作過程和任務(wù)，同時側(cè)重于車床安裝、裝配、系統(tǒng)連接與調(diào)試、精度檢驗和試切加工等，同時兼顧改造設(shè)計。

3.2課程教學條件

校內(nèi)實訓(xùn)基地：兩臺普車改造完成的數(shù)控車床，兩臺廢舊數(shù)控車床經(jīng)系統(tǒng)升級改造的數(shù)控車床，四臺數(shù)控車床CAK6150Di（配置fanuc0imateTC系統(tǒng)），可用于本門課程的理實一體項目化教學。校外實訓(xùn)基地：學院與山西智創(chuàng)科技有限公司、蘇州勤美達精密機械有限公司進行深入校企合作，在數(shù)控機床裝調(diào)維修、數(shù)控機床升級改造或普通機床數(shù)控化改造方面對頂崗實習的學生實施聯(lián)合培養(yǎng)機制，鞏固所學專業(yè)知識，強化機床改造方面的實踐技能。課程參考資料：本門授課所用資料是機床廠家和數(shù)控系統(tǒng)廠家提供的全套技術(shù)資料，如：機床電氣原理圖、數(shù)控車床使用說明書（機械與電氣）、fanuc系統(tǒng)系列說明書，數(shù)控車床典型部件裝配圖紙和裝配工藝等；四臺改造完成的數(shù)控車床改造前及改造過程中整理完成的全套技術(shù)資料。

3.3教學模式

課程設(shè)計理念：在整個教學過程始終貫徹邊做邊學教學理念，突出專業(yè)能力培養(yǎng)，將相關(guān)專業(yè)知識和實踐技能融入到每一次課程當中，實現(xiàn)“理論知識與實踐技能結(jié)合、教室與實訓(xùn)室結(jié)合、學習與工作結(jié)合”的三結(jié)合。教學過程：每一次課都通過案例或示范任務(wù)直觀引入，學生模仿并通過思考，逐步完成類似或難度等級漸增任務(wù)，在做任務(wù)、做項目過程不斷提高理論水平和實踐技能，同時在一些重要的項目中增加考核任務(wù)。教學方法與教學手段：在教學實施過程中，以學生為主體，以學生是否掌握相關(guān)知識和技能來評價教學方法的科學性和合理性，善于采用引導(dǎo)法、分組討論法、情境法等教學方法，充分利用教學課件、技術(shù)資料、實訓(xùn)設(shè)備、課程資源庫等教學資源，激發(fā)學生的學習積極性和主動性。

3.4課程評價

過程考核、期末考核和技能鑒定考核三者相結(jié)合。過程考核側(cè)重學生平時學習態(tài)度、課堂上任務(wù)完成情況，考核項目或任務(wù)得分情況，過程考核占到總成績的50%；期末考試側(cè)重于理論考核，占到總成績的25%；數(shù)控機床裝調(diào)與維修工技能鑒定考核占到總成績的25%。

4課程單元設(shè)計

下面以fanuc系統(tǒng)選型為例，闡述教學實施過程：（1）任務(wù)引入（15min）。學院有兩臺廢舊數(shù)控車床，1987年左右購置，系統(tǒng)為DJK-BS03A,該機床自購置后主要用以數(shù)控車削實訓(xùn)，機械精度保持較好，現(xiàn)需對其數(shù)控系統(tǒng)升級改造。鑒于學院數(shù)控實訓(xùn)中心大部分系統(tǒng)為HNC-210系統(tǒng)和FANUC系統(tǒng)，①為了便于維護管理；②同時近幾年在數(shù)控機床裝調(diào)維修與升級改造比賽項目中，使用fanuc系統(tǒng)較多；③改造完成后也主要用于機床改造課程實訓(xùn)和技能競賽培訓(xùn)用，所以經(jīng)申請領(lǐng)導(dǎo)同意升級為fanuc系統(tǒng)，現(xiàn)需確定系統(tǒng)配置清單和價格。（2）逆向任務(wù)實施（容易著手）（45min）。學院有四臺數(shù)控車床，配置的系統(tǒng)為fanuc0imateTC系統(tǒng)，請根據(jù)課前提供的相關(guān)技術(shù)資料（選型手冊、部件速查手冊、維修說明書、連接功能說明書等）和設(shè)備，確定機床的系統(tǒng)配置清單。學生可以通過現(xiàn)場查看各部件銘牌、系統(tǒng)開機查看系統(tǒng)軟硬件配置，翻閱相關(guān)說明書，以小組分工、討論、協(xié)作方式最終完成配置清單的填寫（表2）。必要的情況下，教師根據(jù)學生完成任務(wù)情況或遇到的典型問題進行講解。最終每小組向老師匯報工作。（3）教師點評總結(jié)（30min）。展示學生的成果并點評，之后集中講解學生在做任務(wù)中遇到的難題或疑問。（4）正向任務(wù)實施（上課時引入的問題）（45min）。在完成逆向任務(wù)的基礎(chǔ)上，已知主軸電機的功率和調(diào)速范圍要求，各進給軸電機的功率和扭矩，以及其他改造要求，確定fanuc系統(tǒng)配置清單。（5）考核（15min）。任務(wù)考核分兩個階段，第一段在任務(wù)實施的過程中進行部分考核，另外一個階段為上置清單后進行考核（表3）。

5結(jié)論

第8篇：數(shù)控車床的原理范文

摘要：數(shù)控車床集精密機械、計算機、通信、液壓、氣動、光電等多種技術(shù)為一體，是機械制造業(yè)的主流設(shè)備。學好數(shù)控車床編程與加工專業(yè)課程，在機械加工中顯得尤為重要。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，教學方法也應(yīng)不斷更新。筆者提出，可通過教材體系、教學內(nèi)容、教學方法、教學手段、評價體系等對原有的教學進行改革，達到教學效果的最優(yōu)化。

關(guān)鍵詞 ：數(shù)控車床編程與加工 優(yōu)化教學 典型工作任務(wù)

課題：本文系河南省職業(yè)教育教學改革研究項目“中職數(shù)控技術(shù)應(yīng)用專業(yè)課程改革創(chuàng)新研究”階段性研究成果，項目編號：ZJB14227。

在技工學校數(shù)控技術(shù)應(yīng)用專業(yè)，數(shù)控車床編程與加工是與生產(chǎn)實際聯(lián)系緊密的專業(yè)課，而目前中職學生普遍基礎(chǔ)文化底子比較薄，之前很少接觸過機床加工生產(chǎn)，理論知識難聽懂，實訓(xùn)操作時害怕撞刀，從而感覺該課程枯燥無味，缺乏動手操作的勇氣。在教學中，教師要通過精心設(shè)計、優(yōu)化教學，營造一個輕松、愉快的一體化實訓(xùn)環(huán)境，優(yōu)化課程內(nèi)容，提高學生的學習興趣，從而提高教學質(zhì)量。筆者作為該課程的教師，在連續(xù)十多年的教學工作中不斷探索總結(jié)，從中感悟出一些教學技巧，現(xiàn)談幾點粗淺認識。

一、專業(yè)課程體系的改革

隨著機械加工自動化進程的發(fā)展，加工企業(yè)對數(shù)控專業(yè)技術(shù)技能型人才的需求量越來越大，同時對數(shù)控人才的要求也越來越高，尤其是技術(shù)技能操作型人才。技工學校數(shù)控專業(yè)的主要目標就是為企業(yè)培養(yǎng)一線技能操作型人才，因此專業(yè)課程體系整體設(shè)置不僅應(yīng)適應(yīng)現(xiàn)階段中職學生的特點，還應(yīng)結(jié)合企業(yè)和市場的實際需求。而我們在專業(yè)課程體系的設(shè)置上沒有充分考慮學生今后就業(yè)的需要，專業(yè)基礎(chǔ)理論課門數(shù)和內(nèi)容過多，存在著知識理論性過強、技能訓(xùn)練部分較少等問題。針對這個問題，在專業(yè)基礎(chǔ)課程設(shè)置時，應(yīng)優(yōu)先考慮公差配合與技術(shù)測量、鉗工、AutoCAD、普通車工這4門專業(yè)基礎(chǔ)課，還應(yīng)采用以實訓(xùn)為主的“工學結(jié)合、做學教合一”的一體化教材。這4門課程在教學中都要采用“任務(wù)驅(qū)動、情境教學、項目教學、案例教學”等職業(yè)教育的教學方法。將金屬材料、機械基礎(chǔ)、機械制造工藝等作為選修課，增加數(shù)控車床的學時總量，提高其在專業(yè)課程中的主體地位。為提高學生的學習興趣，學校為學生購買了關(guān)于數(shù)控車床操作的多種最新參考書籍，訂閱了一些關(guān)于機械加工、職業(yè)教育方面的期刊；本校教師嘗試編寫數(shù)控機床編程與加工方面的校本教材，讓學生多角度認識數(shù)控車床，增強學生在數(shù)控車床編程與加工中的創(chuàng)新意識。

二、數(shù)控車床編程與加工課程教學內(nèi)容的改革

技工學校目前使用的《數(shù)控車床編程與加工》教材，其教學內(nèi)容大都是參照大學或高職同等專業(yè)的數(shù)控車床編程與加工課程，過分地強調(diào)理論的系統(tǒng)性、完整性，把知識的講授放在第一位，和技工學校學生的培養(yǎng)目標和實際情況相背離。技校絕大多數(shù)學生的基礎(chǔ)文化知識比較薄弱，邏輯思維和運算能力較差，對復(fù)雜的理論和計算，很難全面透徹地掌握，但他們對動手操作卻具有較高的興趣。因此數(shù)控車床編程與加工教學應(yīng)改變以傳授知識為主的思想，突出一體化實訓(xùn)教學的特點，把操作能力的培養(yǎng)放在第一位。因此，在教學內(nèi)容上，采用模塊式課程結(jié)構(gòu)，每個模塊又分為幾個典型工作任務(wù)，每個任務(wù)結(jié)構(gòu)包括：學習目標、任務(wù)描述、任務(wù)分析、相關(guān)知識技術(shù)鏈接、任務(wù)實施、任務(wù)評價、思考與練習、總結(jié)提升等幾個階段。譬如，在講到軸類零件的加工任務(wù)實施時，教師為加深學生對整個加工過程的理解，可以讓學生先在計算機上仿真：開機回零編程輸入安裝工件安裝刀具手動試切對刀程序模擬自動加工測量。編程之前要確定加工工藝方案：加工圖樣分析、先加工哪一端、后加工哪一端、如何裝夾工件、刀具選擇、加工工藝路線擬定、節(jié)點坐標、切削用量、編程指令、程序格式、加工過程分析、尺寸和形位精度測量、先仿真演示，后獨自進行練習，遇到難題在老師的引導(dǎo)下分析解決，直到熟練地完成加工的全過程。師生互動、分析總結(jié)后，再到數(shù)控車床上輸入程序、對刀加工。這樣既提高了學生的自信心，又不會出現(xiàn)撞刀等安全事故。

三、教學方法的改革

數(shù)控車床編程與加工課程傳統(tǒng)的教學方法就是課堂講授法和實習演示法，教師以講為主，學生以學和練為輔；理論與實訓(xùn)脫離，師生缺少互動。隨著職業(yè)教育培養(yǎng)目標和教學方法的改革，傳統(tǒng)的“填鴨式”教學方法已不能滿足新的教學要求，教師應(yīng)在教學實踐中，勇于創(chuàng)新，不斷改革教學方法，從而達到培養(yǎng)出適合于職業(yè)教育特點的技術(shù)技能型人才的目的。對教學方法的改進可以從以下幾個方面著手。

1.在教學過程中運用類比教學方法

譬如，把數(shù)控裝置的組成及工作過程與計算機的組成及工作過程相類比：硬件都有輸入∕輸出接口、運算器、內(nèi)部存儲器（RAM∕ROM）等組成；軟件都有管理軟件、控制軟件、應(yīng)用軟件（數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用軟件是加工程序）。數(shù)控機床的鍵盤與計算機鍵盤也很類似。通過類比，讓學生覺得那些復(fù)雜的概念、原理不再遙不可及，而是在生活中隨處可見，從而讓學生從心底產(chǎn)生一種想學習的沖動。例如，數(shù)控車床加工與普通車床加工相類比，工件幾何精度要求、刀具、切削用量、加工路線、測量等有許多共同之處；加工的適應(yīng)性、特點、速度、節(jié)奏、工序集中程度等有許多不同處。類比能夠使一些復(fù)雜的問題簡單化，使數(shù)控技術(shù)技能教學達到事半功倍的效果。

2.應(yīng)用探究式教學方法，加深每個任務(wù)知識的記憶和技能的熟練程度

在營造企業(yè)數(shù)控加工原型的問題情境中進行探究，教師首先要幫助學生擬訂合理的計劃，選擇恰當?shù)臅r機，提出一定的問題和給出必要的資料，由學生自己動手去仿真練習或者在互聯(lián)網(wǎng)上查閱，來尋求問題的答案。這時，教師起到一個導(dǎo)演的角色，指導(dǎo)、規(guī)范學生的探索過程。這個過程可以由單個學生完成，也可以由學生小組（3個人一個小組，每個小組一臺數(shù)控車床）來完成。要加強培養(yǎng)學生尋求合作的團隊精神。經(jīng)過探究過程，學生要把自己的仿真操作過程或者查閱的資料進行總結(jié)梳理，得出自己的結(jié)論和解釋。不同的學生或者團隊可以就同一問題提出不同的解釋或看法。不要怕出錯，不要怕反復(fù)，要讓他們能夠?qū)⒆约旱慕Y(jié)論、想法清楚地表達出來，大家共同探討。例如，在學到數(shù)控車床坐標系時，教師讓學生探究前置刀架和后置刀架可能出現(xiàn)的各種坐標系，最終讓學生引導(dǎo)到笛卡爾右手坐標系的坐標軸關(guān)系上來。標準規(guī)定：主軸軸心線為Z軸，刀具遠離工件的方向為Z軸的正方向，然后據(jù)笛卡爾右手坐標系的坐標軸關(guān)系確定X軸；探究機床坐標系和工件坐標系的關(guān)系；查詢笛卡爾坐標的來歷等。讓學生有趣地在互聯(lián)網(wǎng)上查找機床坐標系和工件坐標系的知識，觀察坐標系現(xiàn)象，并運用前面所學過的相關(guān)知識解釋數(shù)控機床坐標系必須統(tǒng)一標準的理由。

3.利用情境教學法，取得優(yōu)秀教學效果

情境教學法的核心就是激發(fā)學生的情感。數(shù)控車床編程與加工情境教學，是在對數(shù)控車床編程與加工內(nèi)容、企業(yè)加工實例進一步提煉和加工后才影響于學生的。諸如技能競賽上優(yōu)秀加工案例的作用、生動形象的語言描繪、課內(nèi)游戲、師生角色互換、工藝分析、程序分析、加工視頻等等，都是寓教學內(nèi)容于具體形象的情境之中，也就自然存在著潛移默化的暗示作用。情境教學法就是要在教學過程中引起學生積極的、健康的情感體驗，充分利用右腦的直觀體驗，提高學生學習的積極性，使數(shù)控車床加工操作成為學生主動進行的、快樂的事情。情感對認知活動的增力效能，給我們解決目前技校學生中普遍存在的學習動力不足等問題以新的啟示。情境教學法要求創(chuàng)設(shè)的情境就是要使學生感到輕松愉快、耳目一新。專業(yè)技術(shù)課教學的實踐使人深深感到：歡快活潑的課堂氣氛是取得優(yōu)秀教學效果的重要條件，學生情感高漲和歡欣鼓舞之時也是知識技能內(nèi)化和深化之時。這樣，學生就會走出理論知識難懂、操作怕出事故的困境。

四、教學手段的改革

教學手段是在教學過程中所運用的方法、軟件和硬件資源，是中職師生獲取新知識、新技術(shù)、新工藝的有效途徑?，F(xiàn)代化教學手段為數(shù)控車床編程與加工課程教學增加了便捷性、趣味性。

1.充分發(fā)揮典型加工實例在教學中的作用

根據(jù)國家、省、市技能大賽，獲取數(shù)控車床編程與加工經(jīng)典實例，反復(fù)研討分析，讓師生共同練習，提高技術(shù)技能水平。聘請社會上、優(yōu)秀企業(yè)中的能工巧匠做兼職教師，給學生進行加工實例的操作講解，提高學生數(shù)控加工練習的趣味性和真實性，豐富感性知識，減少學習中的困難，開拓師生的眼界，發(fā)展學生的觀察和思維能力。為就業(yè)后職業(yè)能力的提升做好鋪墊。

2.提高學生的計算機操作技術(shù)，加強對互聯(lián)網(wǎng)、校園網(wǎng)上的數(shù)控技術(shù)技能資源的利用

師生共同制作數(shù)控車床編程與加工的PPT、視頻等課件。通過智能手機、iPad、計算機等網(wǎng)絡(luò)終端，通過微信、微博、易信、QQ、電子郵件等媒介，師生相互傳遞，更好地理解和掌握教學內(nèi)容，豐富學生的知識技能范圍。

五、評價體系的改革

根據(jù)教學的內(nèi)容和標準，利用一定的評價方法對教學過程及預(yù)期的教學效果給予評判。而現(xiàn)有的評價大都是一學期一次期末考評，這種評價方法太單一，距我們推行的素質(zhì)教育相去甚遠。因此，傳統(tǒng)的評價體系必須改革，這就要求我們要建立一個較為科學的評價體系，通過評價讓學生認識到自己的收獲和不足。評價也不要過于復(fù)雜多樣，要以鼓勵和賞識為主，讓每一位學生都能獲得自信和動力。

1.一體化實訓(xùn)過程評價

在實訓(xùn)過程中，布置一些項目或任務(wù)，對學生完成項目或任務(wù)的過程記錄評價，并讓學生自己總結(jié)。

2.典型任務(wù)考評

軸類、套類、螺紋類零件編程與加工等每一項任務(wù)，對學生加工工件的尺寸、形位精度和表面粗糙度等質(zhì)量要求進行考評。

3.技能鑒定考評

按照數(shù)控車床初級工、中級工分兩個時間節(jié)點，用國家技能鑒定題庫中的理論和實操試題對學生進行全面考核鑒定，對少數(shù)優(yōu)秀的學生再進行高級工的技能鑒定。

第9篇：數(shù)控車床的原理范文

摘要：電子技術(shù)的發(fā)展以及國內(nèi)數(shù)控裝置的發(fā)展使得數(shù)控裝置的價格走低,特別是經(jīng)濟型數(shù)控車系統(tǒng)的價格已經(jīng)是到達了它的最低點。經(jīng)濟型數(shù)控車床在中國的機械加工行業(yè)中得到了迅速普及,使得我國機械加工水平無論在加工質(zhì)量方面還是在加工效率方面也得到了迅速提高。但是隨著機床使用時間的延長,數(shù)控機床會出現(xiàn)這樣或那樣的故障,本文就以經(jīng)濟型數(shù)控機床的常見故障為例,談了一些解決的辦法。

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

一、換刀裝置故障

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

故障一:一臺四刀位數(shù)控車床,發(fā)生一號刀位找不到,其它刀位能正常換刀的故障現(xiàn)象。

故障分析:由于只有一號刀找不到刀位,可以排除機械傳動方面的問題,確定就是電氣方面的故障?？赡苁窃摰段坏幕魻栐捌渲車€路出現(xiàn)問題,導(dǎo)致該刀位信號不能輸送給PLC。對照電路圖利用萬用表檢查后發(fā)現(xiàn):1號刀位霍爾元件的24V供電正常,GND線路為正常,T1信號線正常。因此可以斷定是霍爾元件損壞導(dǎo)致該刀位信號不能發(fā)出。

解決辦法:更換新的霍爾元件后故障排除,一號刀正常找到。

故障二:一臺六刀位數(shù)控車床,換刀時所有刀位都找不到,刀架旋轉(zhuǎn)數(shù)周后停止,并且數(shù)控系統(tǒng)顯示換刀報警:換刀超時或沒有信號輸入。

故障分析查找:對于該故障,仍可以排除機械故障,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;2.六個霍爾元件同時全部損壞;3.霍爾元件的供電和信號線路開路導(dǎo)致無電壓信號輸出。其中以第三種原因可能性最大。因此找來電路圖,利用萬用表對霍爾元件的電氣線路的供電線路進行檢查。結(jié)果發(fā)現(xiàn):刀架檢測線路端子排上的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。

故障三:一臺配有FANUC-0imate系統(tǒng)大連機床廠的六刀位車床,選刀正常但是當所選刀位到位之后不能正常鎖緊。系統(tǒng)報警:換刀超時。

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。說明蝸輪蝸桿傳動正常,初步定為電氣線路問題。在機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是由一個位置開關(guān)來控制發(fā)出的,是不是該開關(guān)即周圍線路存在問題呢?為了確認這個故障原因,打開刀架的頂蓋和側(cè)蓋,利用萬用表參照電路圖檢查線路,發(fā)現(xiàn)線路未有開路和短路,通過用手按動刀架反向鎖緊位置開關(guān),觀察梯形圖顯示有信號輸入,至此排除電氣線路問題。推斷可能是擋塊運動不到位,位置微動開關(guān)未動作。于是重新?lián)Q刀一次來觀察一下,結(jié)果發(fā)現(xiàn):果然擋塊未運動到位。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反轉(zhuǎn)鎖緊時位置開關(guān)的擋塊不能到位?于是把該軸套進行了軸向定位處理,將刀架頂蓋裝好。結(jié)果刀架鎖緊正常了。

解決辦法:對軸套進行軸向定位故障解決。

二、穩(wěn)壓電源故障

機床在運行時機床照明燈突然不亮,機床操作面板燈也不亮,系統(tǒng)電源正常,同時系統(tǒng)急停報警,和主軸無信號警。關(guān)機后重新上電故障依舊。

故障分析檢查:經(jīng)詢問當時操作人員,沒有違規(guī)操作,排除人為原因,也可以排除機械原因,應(yīng)該是電氣故障引起。該機床的電器原理圖顯示,這些失電區(qū)域都和24V有關(guān),并且該機床擁有兩個穩(wěn)壓電源,一個是I/O接口電源,另一個為系統(tǒng)電源。失電區(qū)域都與I/O接口有關(guān),于是打開電氣柜觀察發(fā)現(xiàn)I/O接口穩(wěn)壓電源指示燈未能點亮,說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載保護的功能,當電源短路或過載時自動關(guān)斷電源輸出,以保護電源電路不被損壞。于是試著把電源的輸出負載線路拆下來,結(jié)果發(fā)現(xiàn)重新上電后電源指示燈亮了。這說明電源本身沒有損壞。通過分析得知該電源為I/O接口電源,負載不大,也不會出現(xiàn)過載現(xiàn)象,應(yīng)該是輸出回路中有短路故障。沿著輸出線號進行檢查發(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床床體。原因很明顯:由于該線與機床發(fā)生對地短路,造成該穩(wěn)壓電源處于自我保護狀態(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。至于變頻器報警可能24V信號不能到位發(fā)出報警。

解決辦法:用絕緣膠布把接頭處重新包好,重新上電開機所有故障解決,報警解除照明燈也亮了。

三、系統(tǒng)程序鎖故障

一臺數(shù)控車,配有FANUC-0i-mate系統(tǒng),無法輸入對刀值等參數(shù),不能編輯程序,并伴有報警。

故障分析檢查:對此現(xiàn)象首先想到了程序保護開關(guān),通過對比正常的系統(tǒng)發(fā)現(xiàn):與系統(tǒng)鎖住時現(xiàn)象一樣。所以懷疑系統(tǒng)鎖開關(guān)壞了,但經(jīng)過短接,仍不能解決問題。通過觀察故障系統(tǒng)的梯形圖發(fā)現(xiàn)X56輸入點無信號輸入,說明這條輸入線路斷路。沿著這條線號利用萬用表檢查,發(fā)現(xiàn)在操作面板后面選軸開關(guān)接頭處線頭脫落,導(dǎo)致線路無法輸入信號,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,報警解除,參數(shù)輸入正常,故障消失。

四、結(jié)束語

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

參考文獻:

[1]FANUC-0i-mate使用說明書.

[2]大連機床集團數(shù)控車床電器說明書.

[3]廣州數(shù)控GSK980T使用說明書.