序論：好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇自動(dòng)化機(jī)床論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來(lái)更深刻的閱讀感受。

篇（1）

不斷的將機(jī)械產(chǎn)品的創(chuàng)新能力優(yōu)化與提高，與國(guó)家、機(jī)械領(lǐng)域的企業(yè)單位發(fā)展與生存有著密切的聯(lián)系。在美國(guó)，相關(guān)的機(jī)械工程的設(shè)計(jì)委員會(huì)制定了2005年到2030年的有限資助計(jì)劃領(lǐng)域中，將機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)作為重要的資助之一；另外，機(jī)械個(gè)性化的發(fā)展趨勢(shì)以及機(jī)械市場(chǎng)的復(fù)雜多變也要求了企業(yè)需要在機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中不斷的更新、設(shè)計(jì)，迎合市場(chǎng)的需要，而自動(dòng)化技術(shù)創(chuàng)新的運(yùn)用是確保企業(yè)能夠在第一時(shí)間內(nèi)研發(fā)出迎合市場(chǎng)需求的產(chǎn)品的有利武器。因此，對(duì)于21世紀(jì)的機(jī)械工程設(shè)計(jì)學(xué)科來(lái)說，創(chuàng)新性與快速性就成為企業(yè)是否能夠適應(yīng)市場(chǎng)需要、社會(huì)發(fā)展的關(guān)鍵所在。在機(jī)械產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)的初期階段，也就是原理方案的設(shè)計(jì)當(dāng)中決定了產(chǎn)品是否具備創(chuàng)新性。

對(duì)于機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)概念來(lái)說，主要是設(shè)計(jì)到了人們的創(chuàng)新思維，也可以看成為人腦抽象與形象思維綜合運(yùn)用的一種結(jié)果。當(dāng)然也受到了人們創(chuàng)新思維以及知識(shí)積累的局限。人們進(jìn)行機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)時(shí)，具有很大的隨機(jī)性，并不能夠確保想要的設(shè)計(jì)，同時(shí)兼具創(chuàng)新性的方案能夠在一定的時(shí)間段之內(nèi)得出。因此，想要在第一時(shí)間內(nèi)設(shè)計(jì)出滿足市場(chǎng)需求、能夠占據(jù)市場(chǎng)的產(chǎn)品，存在一定的困難局限性，也是不太現(xiàn)實(shí)的問題，因此，在機(jī)械產(chǎn)品的創(chuàng)新迅速實(shí)現(xiàn)過程中，基于計(jì)算機(jī)化的創(chuàng)新就是非常有效的方法之一。

從廣義的機(jī)構(gòu)學(xué)的教學(xué)來(lái)看，對(duì)于機(jī)電一體化系統(tǒng)（包含了機(jī)、電、液與控制等等），都可以將其看成為兩個(gè)組成部分——廣義的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與傳動(dòng)載體。而對(duì)于創(chuàng)新機(jī)電一體化系統(tǒng)的方案，就在于創(chuàng)新廣義機(jī)構(gòu)。因此，筆者在本文當(dāng)中針對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中自動(dòng)化技術(shù)創(chuàng)新的運(yùn)用提出了一套機(jī)械系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)以及自動(dòng)化的方案（基于三維平臺(tái)，以下所述都是基于三維平臺(tái)）。

二、機(jī)械設(shè)計(jì)與自動(dòng)化體系

對(duì)于上述中的復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)以及對(duì)于機(jī)械相應(yīng)的自動(dòng)化系統(tǒng)的組成方面，主要是以下：兩種具有較強(qiáng)的獲得創(chuàng)新性設(shè)計(jì)方案的能力的、在計(jì)算機(jī)化方法當(dāng)中適合于機(jī)械系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)當(dāng)中較為復(fù)雜的方案；直接支持產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案的三維虛擬樣機(jī)裝配與仿真的自動(dòng)化建模過程，能自動(dòng)化地對(duì)創(chuàng)成的復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)符號(hào)方案進(jìn)行仿真、建模以及裝配。而快速與創(chuàng)新則是其最大優(yōu)點(diǎn)。

對(duì)于初期機(jī)械設(shè)計(jì)概念的這一階段放縱，主要通過自動(dòng)化系統(tǒng)為創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供兩套方案：其一，基于機(jī)械設(shè)計(jì)的基本規(guī)則而采用的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案；其二，創(chuàng)新方案的功能改良分解以及重組?？紤]到這兩種系統(tǒng)設(shè)計(jì)在方案的產(chǎn)生原理上都是采用的符號(hào)形式將最終的方案列出。而對(duì)于機(jī)械概念設(shè)計(jì)的初期階段的使用符號(hào)的方案，機(jī)械自動(dòng)化則會(huì)將方案進(jìn)一步的分解成為機(jī)構(gòu)的基本形式以及相互的連接這兩個(gè)方面。在進(jìn)行識(shí)別基本的機(jī)構(gòu)方法選取上可以考慮到進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，從而將內(nèi)部各個(gè)構(gòu)件運(yùn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的分析數(shù)據(jù)展示出來(lái)。為了將開發(fā)機(jī)械產(chǎn)品的速度進(jìn)一步提高，就能夠使用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)來(lái)進(jìn)行基本機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。然后，三維平臺(tái)進(jìn)行的二次開發(fā)，在采用的措施當(dāng)中選擇特征控制參數(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)驅(qū)動(dòng)等等，對(duì)于整體的基本機(jī)構(gòu)三維造型設(shè)計(jì)，能夠使用少量特征控制參數(shù)對(duì)其進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。能夠良好的解決基本機(jī)構(gòu)虛擬建模的問題。

篇（2）

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)?；诖?，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，需要專門開發(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通過接觸器控制電機(jī)模塊，PLC通過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)

篇（3）

1機(jī)床進(jìn)行數(shù)控化改造的必要性

微觀上看，數(shù)控機(jī)床比傳統(tǒng)機(jī)床有以下突出的優(yōu)越性，而且些優(yōu)越性均來(lái)自數(shù)控系統(tǒng)所包含的計(jì)算機(jī)的威力。

由于計(jì)算機(jī)有高超的運(yùn)算能力，可以瞬時(shí)準(zhǔn)確地計(jì)算出每個(gè)坐標(biāo)軸瞬時(shí)應(yīng)該運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)量，因此可以復(fù)合成復(fù)雜的曲線或曲面。

可以實(shí)現(xiàn)加工的自動(dòng)化，而且柔性自動(dòng)化，從而效率可比傳統(tǒng)機(jī)床提高3～7倍。

由于計(jì)算機(jī)有記憶和存儲(chǔ)能力，可以將輸入的程序記住和存儲(chǔ)下來(lái)，然后按程序規(guī)定的順序自動(dòng)去執(zhí)行，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。數(shù)控機(jī)床只要更換一個(gè)程序，就可實(shí)現(xiàn)另一工件加工的自動(dòng)化，從而使單件和小批生產(chǎn)得以自動(dòng)化，故被稱為實(shí)現(xiàn)了“柔性自動(dòng)化”。

加工零件的精度高，尺寸分散度小，使裝配容易，不再需要“修配”。

可實(shí)現(xiàn)多工序的集中，減少零件在機(jī)床間的頻繁搬運(yùn)。擁有自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)監(jiān)控、自動(dòng)補(bǔ)償?shù)榷喾N自律功能，因而可實(shí)現(xiàn)時(shí)間無(wú)看管加工。由以上五條派生的好處。如：降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省了勞動(dòng)力（一個(gè)人可以看管多臺(tái)機(jī)床），減少了工裝，縮短了新產(chǎn)品試制周期和生產(chǎn)周期，可對(duì)市場(chǎng)需求作出快速反應(yīng)等等。

以上這些優(yōu)越性是前人想象不到的，是一個(gè)極為重大的突破。此外，機(jī)床數(shù)控化還是推行FMC（柔性制造單元）、FMS（柔性制造系統(tǒng)）以及CIMS（計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)）等企業(yè)信息化改造的基礎(chǔ)。數(shù)控技術(shù)已經(jīng)成為制造業(yè)自動(dòng)化的核心技術(shù)和基礎(chǔ)技術(shù)。

宏觀上看，工業(yè)發(fā)達(dá)家的軍、民機(jī)械工業(yè)，在70年代末、80年代初已開始大規(guī)模應(yīng)用數(shù)控機(jī)床。其本質(zhì)是，采用信息技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)（包括軍、民機(jī)械工業(yè)）進(jìn)行技術(shù)改造。除在制造過程中采用數(shù)控機(jī)床、FMC、FMS外，還包括在產(chǎn)品開發(fā)中推行CAD、CAE、CAM、虛擬制造以及在生產(chǎn)管理中推行MIS（管理信息系統(tǒng)）、CIMS等等。以及在其生產(chǎn)的產(chǎn)品中增加信息技術(shù)，包括人工智能等的含量。由于采用信息技術(shù)對(duì)國(guó)外軍、民機(jī)械工業(yè)進(jìn)行深入改造（稱之為信息化），最終使得他們的產(chǎn)品在國(guó)際軍品和民品的市場(chǎng)上競(jìng)爭(zhēng)力大為增強(qiáng)。而我們?cè)谛畔⒓夹g(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)方面比發(fā)達(dá)國(guó)家約落后20年。如我國(guó)機(jī)床擁有量中，數(shù)控機(jī)床的比重（數(shù)控化率）到1995年只有1.9％，而日本在1994年已達(dá)20.8％，因此每年都有大量機(jī)電產(chǎn)品進(jìn)口。這也就從宏觀上說明了機(jī)床數(shù)控化改造的必要性。

2如何進(jìn)行機(jī)床數(shù)控化改造

2．1數(shù)控化改造的內(nèi)容。機(jī)床與生產(chǎn)線的數(shù)控化改造主要內(nèi)容有以下幾點(diǎn)：其一是恢復(fù)原功能，對(duì)機(jī)床、生產(chǎn)線存在的故障部分進(jìn)行診斷并恢復(fù)；其二是NC化，在普通機(jī)床上加數(shù)顯裝置，或加數(shù)控系統(tǒng)，改造成NC機(jī)床、CNC機(jī)床；其三是翻新，為提高精度、效率和自動(dòng)化程度，對(duì)機(jī)械、電氣部分進(jìn)行翻新，對(duì)機(jī)械部分重新裝配加工，恢復(fù)原精度；對(duì)其不滿足生產(chǎn)要求的CNC系統(tǒng)以最新CNC進(jìn)行更新；其四是技術(shù)更新或技術(shù)創(chuàng)新，為提高性能或檔次，或?yàn)榱耸褂眯鹿に嚒⑿录夹g(shù)，在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行較大規(guī)模的技術(shù)更新或技術(shù)創(chuàng)新，較大幅度地提高水平和檔次的更新改造。

2．2數(shù)控系統(tǒng)的選擇

數(shù)控系統(tǒng)主要有三種類型，改造時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇。

步進(jìn)電機(jī)拖動(dòng)的開環(huán)系統(tǒng)。該系統(tǒng)的伺服驅(qū)動(dòng)裝置主要是步進(jìn)電機(jī)、功率步進(jìn)電機(jī)、電液脈沖馬達(dá)等。由數(shù)控系統(tǒng)送出的進(jìn)給指令脈沖，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路控制和功率放大后，使步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過齒輪副與滾珠絲杠副驅(qū)動(dòng)執(zhí)行部件。只要控制指令脈沖的數(shù)量、頻率以及通電順序，便可控制執(zhí)行部件運(yùn)動(dòng)的位移量、速度和運(yùn)動(dòng)方向。這種系統(tǒng)不需要將所測(cè)得的實(shí)際位置和速度反饋到輸入端，故稱之為開環(huán)系統(tǒng)，該系統(tǒng)的位移精度主要決定于步進(jìn)電機(jī)的角位移精度，齒輪絲杠等傳動(dòng)元件的節(jié)距精度，所以系統(tǒng)的位移精度較低。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)試維修方便，工作可靠，成本低，易改裝成功。

異步電動(dòng)機(jī)或直流電機(jī)拖動(dòng)，光柵測(cè)量反饋的閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)與開環(huán)系統(tǒng)的區(qū)別是：由光柵、感應(yīng)同步器等位置檢測(cè)裝置測(cè)得的實(shí)際位置反饋信號(hào)，隨時(shí)與給定值進(jìn)行比較，將兩者的差值放大和變換，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以給定的速度向著消除偏差的方向運(yùn)動(dòng)，直到給定位置與反饋的實(shí)際位置的差值等于零為止。閉環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上比開環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)復(fù)雜，成本也高，對(duì)環(huán)境室溫要求嚴(yán)。設(shè)計(jì)和調(diào)試都比開環(huán)系統(tǒng)難。但是可以獲得比開環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)更高的精度，更快的速度，驅(qū)動(dòng)功率更大的特性指標(biāo)?？筛鶕?jù)產(chǎn)品技術(shù)要求，決定是否采用這種系統(tǒng)。

交/直流伺服電機(jī)拖動(dòng)，編碼器反饋的半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。半閉環(huán)系統(tǒng)檢測(cè)元件安裝在中間傳動(dòng)件上，間接測(cè)量執(zhí)行部件的位置。它只能補(bǔ)償系統(tǒng)環(huán)路內(nèi)部部分元件的誤差，因此，它的精度比閉環(huán)系統(tǒng)的精度低，但是它的結(jié)構(gòu)與調(diào)試都較閉環(huán)系統(tǒng)簡(jiǎn)單。在將角位移檢測(cè)元件與速度檢測(cè)元件和伺服電機(jī)作成一個(gè)整體時(shí)則無(wú)需考慮位置檢測(cè)裝置的安裝問題。當(dāng)前生產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的公司廠家比較多，國(guó)外著名公司的如德國(guó)SIEMENS公司、日本FANUC公司；國(guó)內(nèi)公司如中國(guó)珠峰公司、北京航天機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)集團(tuán)公司、華中數(shù)控公司和沈陽(yáng)高檔數(shù)控國(guó)家工程研究中心。選擇數(shù)控系統(tǒng)時(shí)主要是根據(jù)數(shù)控改造后機(jī)床要達(dá)到的各種精度、驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率和用戶的要求。3數(shù)控改造中主要機(jī)械部件改裝探討。

一臺(tái)新的數(shù)控機(jī)床，在設(shè)計(jì)上要達(dá)到：有高的靜動(dòng)態(tài)剛度；運(yùn)動(dòng)副之間的摩擦系數(shù)小，傳動(dòng)無(wú)間隙；功率大；便于操作和維修。機(jī)床數(shù)控改造時(shí)應(yīng)盡量達(dá)到上述要求。不能認(rèn)為將數(shù)控裝置與普通機(jī)床連接在一起就達(dá)到了數(shù)控機(jī)床的要求，還應(yīng)對(duì)主要部件進(jìn)行相應(yīng)的改造使其達(dá)到一定的設(shè)計(jì)要求，才能獲得預(yù)期的改造目的。

滑動(dòng)導(dǎo)軌副。對(duì)數(shù)控車床來(lái)說，導(dǎo)軌除應(yīng)具有普通車床導(dǎo)向精度和工藝性外，還要有良好的耐摩擦、磨損特性，并減少因摩擦阻力而致死區(qū)。同時(shí)要有足夠的剛度，以減少導(dǎo)軌變形對(duì)加工精度的影響，要有合理的導(dǎo)軌防護(hù)和。

齒輪副。一般機(jī)床的齒輪主要集中在主軸箱和變速箱中。為了保證傳動(dòng)精度，數(shù)控機(jī)床上使用的齒輪精度等級(jí)都比普通機(jī)床高。在結(jié)構(gòu)上要能達(dá)到無(wú)間隙傳動(dòng)，因而改造時(shí)，機(jī)床主要齒輪必須滿足數(shù)控機(jī)床的要求，以保證機(jī)床加工精度。

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中圖分類號(hào)：TG 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0745（2013）06-0189-01

數(shù)控機(jī)床是現(xiàn)代工業(yè)機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展的重要機(jī)械設(shè)備，關(guān)系整個(gè)國(guó)家的工業(yè)發(fā)展和生產(chǎn)現(xiàn)代化的建設(shè)。數(shù)控設(shè)備是計(jì)算機(jī)技術(shù)和機(jī)械工業(yè)技術(shù)的結(jié)合，是數(shù)字化在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。數(shù)控技術(shù)體現(xiàn)的是工業(yè)產(chǎn)品更加的精細(xì)和準(zhǔn)確。數(shù)控機(jī)床從操作到維修都要按照機(jī)械操作和護(hù)理的程序進(jìn)行，操作不當(dāng)或維修不及時(shí)必然影響數(shù)控機(jī)床的正常生產(chǎn)。

1數(shù)控機(jī)床存在的故障

數(shù)控機(jī)床的故障一般分為機(jī)械故障和電氣故障兩類。在機(jī)床維修之前，應(yīng)該診斷機(jī)床故障是屬于機(jī)械故障還是電氣故障，然后檢查電氣系統(tǒng)的程序能否正常運(yùn)行，運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象是否異常，根據(jù)檢查結(jié)果來(lái)判斷故障產(chǎn)生的原因。

2數(shù)控機(jī)床維修所必須的條件

2.1物質(zhì)條件。在物質(zhì)條件中要備齊必要的維修工具、檢查儀器表等，如裝有數(shù)控機(jī)床維修軟件的筆記本電腦；每臺(tái)數(shù)控機(jī)床應(yīng)該有完整的技術(shù)圖紙和操作說明書；配備數(shù)控機(jī)床專用的電氣配件；準(zhǔn)備好數(shù)控機(jī)床使用和維修的說明書。

2.2人員條件。數(shù)控機(jī)床維修的好壞取決于技術(shù)人員的知識(shí)、技能水平和工作經(jīng)驗(yàn)等條件。維修人員知識(shí)面要廣，要掌握有關(guān)數(shù)控機(jī)床操作和維修的各種知識(shí)，特別在計(jì)算機(jī)技術(shù)、電路技術(shù)和機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)能夠靈活應(yīng)用。維修人員還要加強(qiáng)數(shù)控技術(shù)的理論知識(shí)學(xué)習(xí)，參加機(jī)床技術(shù)的培訓(xùn)班，學(xué)習(xí)豐富的操作維修經(jīng)驗(yàn)，要把理論知識(shí)和實(shí)際操作維修相結(jié)合，在實(shí)際工作中不斷的消化理論知識(shí)點(diǎn)，是理論指導(dǎo)實(shí)踐，在實(shí)踐操作中解決維修的難題，不斷的提高自身的動(dòng)手能力和問題分析能力。由于數(shù)控機(jī)床軟件程序以英文為主，增加了一些不懂英文的技術(shù)員的維修機(jī)床的難度，因此，機(jī)床維修人員還應(yīng)該掌加強(qiáng)英文知識(shí)的學(xué)習(xí)，能夠正確的識(shí)別機(jī)床軟件上的英文單詞的意思，避免因?yàn)檎Z(yǔ)言的原因造成機(jī)床維修中出現(xiàn)的障礙。

2.3數(shù)控機(jī)床的預(yù)防性維護(hù)。數(shù)控機(jī)床的日常護(hù)理非常重要，通過日常護(hù)理可以減少數(shù)控機(jī)床的機(jī)械故障。日常護(hù)理包括檢查主軸、各項(xiàng)溫度控制、磨損情況和接觸器觸頭清潔等狀況，同時(shí)要明確數(shù)控機(jī)床的各功能部件和元?dú)饧谋ｐB(yǎng)周期。每臺(tái)數(shù)控機(jī)床都應(yīng)該分配專門的工藝人員、操作人員及維修人員，要求這些人員要不斷提升自己的業(yè)務(wù)技術(shù)水平，以適應(yīng)數(shù)控技術(shù)不斷發(fā)展的需要。數(shù)控機(jī)床如果長(zhǎng)時(shí)間閑置，當(dāng)再次使用時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)一些新的機(jī)械故障題，或許是因?yàn)閴m土、油脂凝固等原因影響到機(jī)床的動(dòng)態(tài)傳動(dòng)性能，而機(jī)床的精確度降低和油路系統(tǒng)被堵塞。在 1a 之內(nèi)基本上處于所謂的“磨合”階段，在這一階段機(jī)床的故障率會(huì)呈下降趨勢(shì)，這期間可以不斷的開動(dòng)機(jī)床，此外在充分發(fā)揮機(jī)床設(shè)備的功效同時(shí)，也要合理的使用，注重日常的維護(hù)和保養(yǎng)。一臺(tái)數(shù)控機(jī)床的壽命一般在8～10a左右，因此，更應(yīng)做好機(jī)床的維修工作。

3數(shù)控機(jī)床的故障診斷及排除措施

3.1 采用常規(guī)檢查法。當(dāng)機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)無(wú)法正常工作，且系統(tǒng)無(wú)法報(bào)警而影響正常工作時(shí)，就需要根據(jù)故障發(fā)生前后的系統(tǒng)狀態(tài)信息，結(jié)合已經(jīng)掌握的應(yīng)用理論基礎(chǔ)，進(jìn)行科學(xué)分析，最后做出正確的判斷。當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，通常會(huì)在操作面板上顯示出故障信息和信號(hào)，對(duì)于發(fā)生頻率較高的故障，在數(shù)控系統(tǒng)的操作手冊(cè)和調(diào)整手冊(cè)上都有詳細(xì)的處理辦法和解決方案。還可以利用編程器或操作面板根據(jù)電路圖，遵循邏輯關(guān)系找出故障，并查出相應(yīng)的信號(hào)狀態(tài)，從而找到解決辦法。

3.2 參數(shù)修正法。數(shù)控機(jī)床的維修過程中，有時(shí)也要利用一些參數(shù)來(lái)調(diào)整機(jī)床，但必須是在機(jī)床的正常運(yùn)行狀態(tài)下進(jìn)行修正的，這是一種十分有效的方法。在經(jīng)過多次的調(diào)節(jié)機(jī)械能力的基礎(chǔ)上，嘗試著改變參數(shù)，并將伺服系統(tǒng)的位置系數(shù)逐漸修調(diào)。在保證生產(chǎn)順利進(jìn)行的前提下，維修人員還要查閱更多的關(guān)于機(jī)床參數(shù)的更改方法，以此來(lái)提高加工的精度。

3.3初始化法。通常情況下，由瞬時(shí)故障引起的系統(tǒng)報(bào)警，可以用開關(guān)系統(tǒng)電源或者硬件復(fù)位來(lái)依次清除故障。一旦數(shù)控系統(tǒng)的存儲(chǔ)區(qū)因電池欠佳或線路板等問題造成混亂的局面，就要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化清除。

4 對(duì)數(shù)控機(jī)床維修的總結(jié)

數(shù)控機(jī)床的維修人員應(yīng)該在實(shí)踐中去找值得研究的項(xiàng)目課題，結(jié)合實(shí)踐所得出的結(jié)果來(lái)進(jìn)行探討，最后寫出論文。在故障的排除過程中，必須要認(rèn)真的分析判斷，由此可見事后總結(jié)十分有必要?？偨Y(jié)數(shù)控機(jī)床的維修過程中所需要的相關(guān)數(shù)據(jù)、文字資料等，如文件資料有不足之處，需要事后補(bǔ)充，以便在今后的日子中來(lái)研讀和應(yīng)用。維修人員應(yīng)該記錄好從故障的產(chǎn)生到解決這一過程中所出現(xiàn)的每一個(gè)問題，并采取有關(guān)措施，結(jié)合電路圖、相關(guān)軟件及參數(shù)等因素來(lái)進(jìn)行。如在處理過程中發(fā)現(xiàn)自身知識(shí)的欠缺之處，應(yīng)及時(shí)的學(xué)習(xí)補(bǔ)充。

5結(jié)論

雖然數(shù)控機(jī)床的型號(hào)和種類比較多，但日常的護(hù)理和維修技術(shù)都基本上一樣的。數(shù)控機(jī)床的保養(yǎng)與維修技術(shù)隨著數(shù)控機(jī)床的改進(jìn)而發(fā)生變化，因此維修人員要不斷的學(xué)習(xí)數(shù)控機(jī)床的最新理論知識(shí)和發(fā)放，不斷的投身于實(shí)際的維修工作當(dāng)中去，把理論知識(shí)和實(shí)際相結(jié)合，在理論知識(shí)的指導(dǎo)下在維修中不斷的探索和發(fā)現(xiàn)問題，在維修技術(shù)上不斷的創(chuàng)新，及時(shí)解決數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)的各種故障，減少維修費(fèi)用，節(jié)約成本，使數(shù)控機(jī)床能夠安全的運(yùn)行，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

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課程體系

論文摘要:本文根據(jù)當(dāng)前社會(huì)需隸的數(shù)控人才所需的知識(shí)結(jié)構(gòu)，對(duì)機(jī)械制造及自動(dòng)化專業(yè)“金屬切削機(jī)床與數(shù)控機(jī)慶.課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了重組和優(yōu)化，構(gòu)建了理論教學(xué)為引導(dǎo)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)為補(bǔ)充，實(shí)訓(xùn)教學(xué)為提高的“教學(xué)一體化”的人才培養(yǎng)模式，通過采用專職教師與兼職教師相結(jié)合，來(lái)改變師資隊(duì)伍的結(jié)構(gòu).

1前言

數(shù)控技術(shù)是制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，柔性化、集成化生產(chǎn)的基礎(chǔ).數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用是提高制造業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)里和勞動(dòng)生產(chǎn)率必不可少的重要手段;加人世貿(mào)組織后，中國(guó)正在逐步變成“世界制造中心”，為了增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)能力.中國(guó)制造業(yè)開始廣泛使用先進(jìn)的數(shù)控技術(shù)。這迫切需要既能利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品的輔助設(shè)計(jì)，又能應(yīng)用數(shù)控技術(shù)進(jìn)行制造的人才，作為培養(yǎng)具備機(jī)械設(shè)計(jì)制造基礎(chǔ)知識(shí)與應(yīng)用能力，能在工業(yè)生產(chǎn)第一線從事機(jī)械制造領(lǐng)域內(nèi)的設(shè)計(jì)制造、科技開發(fā)、應(yīng)用研究、運(yùn)行管理和經(jīng)營(yíng)銷售等方面工作的高級(jí)工程技術(shù)人才的機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)如何適應(yīng)發(fā)展的需要，根據(jù)社會(huì)對(duì)數(shù)控技術(shù)人才的需求進(jìn)行余屬切削機(jī)床與數(shù)控機(jī)床課程的教學(xué)改革，這是我們必須要深入研究的問題。

z數(shù)控人才的需求和知識(shí)結(jié)構(gòu)

當(dāng)前社會(huì)需求的數(shù)控人才主要有三種類型:,>0藍(lán)領(lǐng)層”數(shù)控技術(shù)人才:承擔(dān)數(shù)控機(jī)床的具體操作及日常簡(jiǎn)單維護(hù)工作的技術(shù)工人，z>0灰領(lǐng)層’數(shù)控技術(shù)人才:承擔(dān)數(shù)控編程的工藝員和數(shù)控機(jī)床維護(hù)、維修人員;3)“金領(lǐng)層，數(shù)控技術(shù)人才:具備井精通數(shù)控操作、數(shù)控工藝編程和數(shù)控機(jī)床維護(hù)維修所需要的繪合知識(shí)，積累了大量實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，知識(shí)面廣。133229.COm這三種類型的數(shù)控人才所要求的知識(shí)結(jié)構(gòu)也各不相同，“藍(lán)領(lǐng)型.:以傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)為墓礎(chǔ)，掌握“數(shù)控機(jī)床原理及應(yīng)用基礎(chǔ)’和“數(shù)控加工編程技術(shù)’，掌握"cad/cam’軟件.‘灰領(lǐng)型編程工藝員，:應(yīng)具有良好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，熟悉產(chǎn)品的三維設(shè)計(jì)，產(chǎn)品的加工工藝:“灰領(lǐng)型維修人員，:以機(jī)、電、光和液(氣)控制技術(shù)為基礎(chǔ)，掌握數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修的技術(shù)和技能?！敖痤I(lǐng)型”:有較扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)，較全面地掌握數(shù)控設(shè)備的相關(guān)原理與技術(shù)，具備數(shù)控設(shè)備研制與開發(fā)能力，掌握網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，有較高的外語(yǔ)水平。

3構(gòu)建與社會(huì)需求相適應(yīng)的寬口徑課程體系

根據(jù)“金屬切削機(jī)床與數(shù)控機(jī)床.在系列課程中的地位和作用，從社會(huì)需求出發(fā)，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了重組和優(yōu)化。課程采取理論教學(xué)為引導(dǎo)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)為補(bǔ)充，實(shí)訓(xùn)教學(xué)為提高的“教學(xué)一體化”模式.

(1)通用機(jī)床突出重點(diǎn)，貫徹少而精的原則

通用機(jī)床部分，我們重點(diǎn)講授車床、銑床和滾齒機(jī)的傳動(dòng)原理，傳動(dòng)系統(tǒng)的分析和主要結(jié)構(gòu).磨床和其它類型通用機(jī)床部分通過布置思考題，讓學(xué)生自學(xué)然后通過課堂討論，使學(xué)生弄清磨床和其它類型通用機(jī)床與車床、鐵床和滾齒機(jī)在結(jié)構(gòu)上的主要差別，進(jìn)而熟悉通用機(jī)房的工藝范圍，為制訂零件的加工工藝和機(jī)床的維護(hù)，維修和產(chǎn)品的開發(fā)奠定一定的基礎(chǔ)。

(z)數(shù)控機(jī)床突出實(shí)踐性

在數(shù)控機(jī)床理論教學(xué)中不過于強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)性和完整性，重在其應(yīng)用。簡(jiǎn)要地講述數(shù)控機(jī)床的基本組成及其工作原理，介紹數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)、進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)及附件，著重講述數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)，cnc車床及其車削中心、cnc鉸鐵床及其加工中心，cnc線切割機(jī)床的手工編程技術(shù)及其操作，采用多煤體或錄像進(jìn)行教學(xué)，最大限度的展示生產(chǎn)一線的環(huán)境，將數(shù)控機(jī)床圖片、所使用的刀具圖片，機(jī)床附件、加工過程等展示給學(xué)生，將抽象的枯燥的概念和技術(shù)要領(lǐng)用形象生動(dòng)的過程模擬來(lái)表現(xiàn)，使課堂教學(xué)更加生動(dòng)和形象，便于學(xué)生理解和掌握所學(xué)的知識(shí)。

為了培養(yǎng)學(xué)生對(duì)數(shù)控設(shè)備的檢修、調(diào)試、故隆分析能力和數(shù)控加工現(xiàn)場(chǎng)解決問題的能力，將數(shù)控機(jī)床的安裝、調(diào)試、保養(yǎng)與維修作為一個(gè)專題來(lái)學(xué)習(xí)，借助大盤現(xiàn)實(shí)案例教學(xué)來(lái)闡述常見故障產(chǎn)生的原因及排除方法，或采用現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)等靈活的方式進(jìn)行。

(3)課程設(shè)計(jì)，加強(qiáng)綜合性

課程設(shè)計(jì)是理論教學(xué)中重要的一個(gè)實(shí)踐性環(huán)節(jié)，其目的是對(duì)所學(xué)知識(shí)的一個(gè)概括和應(yīng)用，是對(duì)學(xué)生各個(gè)方面能力的一個(gè)綜合評(píng)價(jià)，為了真正使同學(xué)們具備編制數(shù)控機(jī)床加工工藝規(guī)程的能力;具備選擇工藝參數(shù)、編制數(shù)控機(jī)床加工程序的能力，具備操縱、調(diào)試和維護(hù)數(shù)控機(jī)床的能力，我們要求學(xué)生利用一周時(shí)間先進(jìn)行程序編制工作，然后上機(jī)操作，親自進(jìn)行程序的輸入，調(diào)試、運(yùn)行，把課堂學(xué)習(xí)的知識(shí)在模書墩作軟件上加以驗(yàn)證，使實(shí)際操作能力得到鍛煉和提高。課程設(shè)計(jì)完成后要求每人上交一份總結(jié)報(bào)告，包含工藝過程分析(路線安排+程序原點(diǎn)+工裝十切削用量)、數(shù)控程序清單及設(shè)計(jì)心得等內(nèi)容。

(4)依托職業(yè)學(xué)校資源，加強(qiáng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)

篇（6）

科技的發(fā)展促進(jìn)產(chǎn)品市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)，推動(dòng)制造業(yè)產(chǎn)品的科技含量越來(lái)越高，品質(zhì)也逐漸提高，品種更為多樣。面對(duì)制造業(yè)產(chǎn)品研制周期縮短，如果依然采用傳統(tǒng)的加工制造方法，很難使得產(chǎn)品在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。特別是目前各種機(jī)械部件形狀復(fù)雜多樣，且對(duì)加工制造具有高質(zhì)量的要求，即需要將計(jì)算機(jī)自動(dòng)化技術(shù)引入到加工制造業(yè)當(dāng)中，采用基于計(jì)算機(jī)技術(shù)而建立起來(lái)的數(shù)控技術(shù)，將所有可應(yīng)用的技術(shù)都采用計(jì)算機(jī)一體化操縱方式，使得制造業(yè)發(fā)生了極大的變化。

1 數(shù)控機(jī)床的工作原理

數(shù)控機(jī)床，簡(jiǎn)稱“數(shù)字控制機(jī)床”（Computer Numerical Control Machine Tools）是在機(jī)床上安裝自動(dòng)控制系統(tǒng)，可以對(duì)所制造產(chǎn)品的各個(gè)環(huán)節(jié)都按照一定的計(jì)算機(jī)邏輯程序進(jìn)行。具體而言，就是控制系統(tǒng)在執(zhí)行各種命令的時(shí)候，是要對(duì)控制編碼以及相關(guān)符號(hào)進(jìn)行邏輯性處理。所有的譯碼都使用數(shù)字表示。這些數(shù)據(jù)信息被輸入到數(shù)控裝置中，經(jīng)過運(yùn)算處理后得出操作結(jié)果。數(shù)控裝置可以根據(jù)所獲得的控制信號(hào)對(duì)機(jī)床上的操作進(jìn)行控制，包括圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的產(chǎn)品只存和形狀等等，都可以在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行加工、生產(chǎn)。

2 數(shù)控機(jī)床的加工特點(diǎn)

在數(shù)控機(jī)床上對(duì)各種零部件進(jìn)行加工的過程中，要嚴(yán)格執(zhí)行所規(guī)定的加工動(dòng)作，加工的過程中就要采用自動(dòng)化操作方式，根據(jù)計(jì)算機(jī)程序所確定的參數(shù)來(lái)執(zhí)行操作動(dòng)作。相比較于普通的機(jī)床，數(shù)控機(jī)床采用自動(dòng)化技術(shù)所具備的特點(diǎn)表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：

2.1 數(shù)控機(jī)床的環(huán)境適應(yīng)性比較強(qiáng)

數(shù)控機(jī)床加工的過程中，主要編制計(jì)算機(jī)程序，將加工程序輸入到系統(tǒng)中，就可以進(jìn)行數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)化操作了。如果加工尺寸有所改變，只需要修改程序或者操作參數(shù)即可。目前的加工制造業(yè)以批量生產(chǎn)為主，采用數(shù)控機(jī)床可以對(duì)加工產(chǎn)品的改型提供了便利，使得工作效率大大提升。

2.2 數(shù)控機(jī)床具有較高的產(chǎn)品加工精度

數(shù)控機(jī)床運(yùn)行的過程中，當(dāng)數(shù)控裝置輸出一個(gè)脈沖，數(shù)字伺服系統(tǒng)就會(huì)產(chǎn)生精度為0.1μm至1.0μm的位移量。機(jī)床傳動(dòng)絲杠實(shí)現(xiàn)了間歇補(bǔ)償，閉環(huán)系統(tǒng)則可以對(duì)數(shù)控機(jī)床運(yùn)行所產(chǎn)生的螺距以及傳動(dòng)誤差進(jìn)行控制，加之?dāng)?shù)控機(jī)床具有良好的熱穩(wěn)定性和剛性，使得數(shù)控機(jī)床的加工具有較高的精度。數(shù)控機(jī)床所采用的是計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行控制操作。這種自動(dòng)化的加工方式可以避免人為操作所造成的加工誤差，確保所加工的產(chǎn)品特征一致、質(zhì)量穩(wěn)定。一些難度相對(duì)較高的零件，采用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工更能夠使其規(guī)格符合設(shè)計(jì)要求。

3 數(shù)控機(jī)床的系統(tǒng)構(gòu)成

3.1 數(shù)控機(jī)床的機(jī)床本體

數(shù)控機(jī)床的機(jī)床本體是部件加工的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，在數(shù)控機(jī)床上所加工的部件也是基本部件。數(shù)控機(jī)床的機(jī)床本體同時(shí)還發(fā)揮著監(jiān)測(cè)的作用，對(duì)傳動(dòng)部件的精度具有一定的影響。

3.2 數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置

數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)通常會(huì)選擇CNC數(shù)據(jù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)的組成包括中央處理存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)輸入接口和數(shù)據(jù)輸出接口。中央處理器是系統(tǒng)的核心部分，包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)控制器、數(shù)據(jù)運(yùn)算器和總線。中央處理器的數(shù)控裝置所具備的控制功能通過數(shù)據(jù)控制加工程序得以實(shí)現(xiàn)，所有的控制功能都是在內(nèi)部存儲(chǔ)器中提取程序來(lái)實(shí)現(xiàn)，所發(fā)揮的功能包括數(shù)據(jù)的輸入和存儲(chǔ)、數(shù)控加工、插補(bǔ)運(yùn)算等等。所有的數(shù)據(jù)信息傳輸都是通過設(shè)備接口完成。如果控制對(duì)象有所變化，或者需要對(duì)一些功能進(jìn)行調(diào)整，只需要調(diào)整設(shè)備的接口就可以獲得應(yīng)用效果。

3.3 數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)

伺服系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行在線檢測(cè)的時(shí)候進(jìn)行伺服控制。數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)所發(fā)揮的主要控制功能包括進(jìn)給位置的控制，即對(duì)部件所移動(dòng)的位置進(jìn)行控制；主軸轉(zhuǎn)速的控制，即對(duì)機(jī)床移動(dòng)部件的速度進(jìn)行檢測(cè)。

4 發(fā)動(dòng)機(jī)制造中數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用

數(shù)控機(jī)床具有加工高效率、高精度的特點(diǎn)，且數(shù)控機(jī)床運(yùn)行的過程中具有較高的穩(wěn)定性，可以在發(fā)動(dòng)機(jī)制造中廣泛應(yīng)用。由于發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)加工精度要求比較高，因此在生產(chǎn)線中引入了數(shù)控機(jī)床，使得發(fā)動(dòng)機(jī)的零部件的生產(chǎn)成本有所降低，產(chǎn)品質(zhì)量得以提高。

數(shù)控機(jī)床需要具有較高的加工效率，而且要求精度也很高，對(duì)設(shè)備的穩(wěn)定性也具有較高的要求。在發(fā)動(dòng)機(jī)制造中應(yīng)用數(shù)控機(jī)床，可以使得所加工的產(chǎn)品具有更為符合設(shè)計(jì)要求。為了使得發(fā)動(dòng)機(jī)的柔性程度良好，在對(duì)缸體加工、缸蓋加工的過程中，應(yīng)用數(shù)控機(jī)床的切削工藝，就可以使得加工產(chǎn)品的精度有所提高。由于缸體和缸蓋的零件形狀較為復(fù)雜，在加工之后需要使用數(shù)控單砂輪磨削，不僅使得零件形狀符合設(shè)計(jì)要求，而且可以使刀具的成本有所降低[4]。此外，缸蓋多會(huì)選擇鋁合金材料，其具有良好的加工性能，應(yīng)用數(shù)控機(jī)床高速切削，可以確保產(chǎn)品精度的同時(shí)，還提高了零件生產(chǎn)效率。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在發(fā)動(dòng)機(jī)制造中，數(shù)控技術(shù)得以應(yīng)用，主要在于發(fā)動(dòng)機(jī)的零部件要求精度高。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)制造業(yè)的發(fā)展，行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)加劇，就需要提高發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品的質(zhì)量和工作效率，采用數(shù)控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的智能化加工，使得發(fā)動(dòng)機(jī)零部件在低成本的情況下批量生產(chǎn)，以更好地滿足發(fā)動(dòng)機(jī)制造需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]廖述雨.數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的實(shí)際應(yīng)用探討[J].科技傳播，2014（19）：91-99.

篇（7）

一、國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀分析

目前國(guó)內(nèi)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的大學(xué)教育模式基本上是“2+1+1”模式，即兩年的通識(shí)課和基礎(chǔ)課，一年的專業(yè)基礎(chǔ)課和一年的專業(yè)課，中間有部分實(shí)習(xí)內(nèi)容，如生產(chǎn)實(shí)習(xí)、金工實(shí)習(xí)、機(jī)械制圖測(cè)繪實(shí)訓(xùn)及課程設(shè)計(jì)等。從實(shí)踐來(lái)看該模式的主要問題有三方面：一是從學(xué)習(xí)內(nèi)容看知識(shí)點(diǎn)是各自獨(dú)立的，沒有系統(tǒng)化，二是專業(yè)課內(nèi)容基本以理論為主，缺乏對(duì)學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)，理論知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)際相脫離，三是學(xué)生缺乏嚴(yán)格的專業(yè)訓(xùn)練。比如作為機(jī)械專業(yè)的學(xué)生，機(jī)械制圖能力是最基本的要求之一，雖然學(xué)生也學(xué)習(xí)了機(jī)械制圖的相關(guān)知識(shí)，但學(xué)生在獨(dú)立完成一個(gè)完整圖樣時(shí)仍然感到無(wú)從下手，從畢業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)生所交的圖紙來(lái)看，經(jīng)常出現(xiàn)一些不應(yīng)有的錯(cuò)誤，如視圖表達(dá)、尺寸標(biāo)注、形位公差標(biāo)注、零件明細(xì)欄表達(dá)、技術(shù)要求的編寫等不規(guī)范。

國(guó)外機(jī)械專業(yè)工程實(shí)踐能力培養(yǎng)模式主要有三種：1）德國(guó)模式：強(qiáng)調(diào)專業(yè)課程實(shí)踐性，在大學(xué)完成工程師的訓(xùn)練；2）前蘇聯(lián)模式：重視理論及實(shí)踐，強(qiáng)調(diào)人才培養(yǎng)的針對(duì)性；3）美國(guó)模式：重視在學(xué)校打好基礎(chǔ)，畢業(yè)后在工廠實(shí)訓(xùn)，強(qiáng)調(diào)人才培養(yǎng)的適應(yīng)性。

與普通本科教育相比，我院作為應(yīng)用型本科教育應(yīng)突出學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng)。應(yīng)用能力具體體現(xiàn)在獲取信息的能力、實(shí)踐能力以及創(chuàng)新能力三個(gè)方面。而對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生而言，工程實(shí)踐能力是應(yīng)用能力的集中體現(xiàn)。根據(jù)對(duì)以往畢業(yè)生的調(diào)查，工科學(xué)生如果缺乏工程能力的培養(yǎng)，導(dǎo)致實(shí)際工作中所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品看起來(lái)似乎很“完美”，但在實(shí)際生產(chǎn)中要么由于精度不必要的過高導(dǎo)致生產(chǎn)成本無(wú)謂增加，要么工藝結(jié)構(gòu)不合理根本無(wú)法生產(chǎn)出來(lái)，我們的教材內(nèi)容都是按標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)方法展開，但實(shí)際生產(chǎn)中碰到有很多非標(biāo)的產(chǎn)品不知道如何設(shè)計(jì)等等。

二、本研究項(xiàng)目對(duì)促進(jìn)教學(xué)工作、提高教學(xué)質(zhì)量的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義

從專業(yè)基礎(chǔ)課及專業(yè)課就注重開始工科學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)，通過生產(chǎn)實(shí)際中的案例分析及學(xué)生實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力的培養(yǎng)使他們養(yǎng)成善于理論與實(shí)際相結(jié)合，防止陷于閉門造車的泥潭，而目前企業(yè)比較看重而學(xué)生欠缺的主要是這種能力。

本文的研究對(duì)象為我院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生。他們?cè)谂囵B(yǎng)層次上既不同于一本院校的研究型人才，也不同于職業(yè)學(xué)院培養(yǎng)的單一的技能型人才。從就業(yè)方向來(lái)看，絕大部分應(yīng)該是在公司和企業(yè)，我們主要培養(yǎng)的是未來(lái)的工程師，因此，學(xué)生培養(yǎng)的重點(diǎn)應(yīng)該是強(qiáng)化工程實(shí)踐能力的訓(xùn)練。

主要研究?jī)?nèi)容是針對(duì)“機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)”這門課程的教學(xué)內(nèi)容，以及教學(xué)過程中的一些教學(xué)方法兩方面進(jìn)行分析研究，在教學(xué)內(nèi)容上突出實(shí)用性原則，把重點(diǎn)放在機(jī)床典型零部件設(shè)計(jì)方面，如主軸、導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)方面，如組合夾具、可調(diào)夾具的設(shè)計(jì)，金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)上。在教學(xué)過程及實(shí)驗(yàn)設(shè)置中突出專業(yè)知識(shí)的應(yīng)用。

三、研究方法和思路

3.1 通過專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)最大限度地培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力，在大四的專業(yè)課程“機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)”開設(shè)貼近生產(chǎn)實(shí)際的實(shí)驗(yàn)，如組合夾具的拆裝實(shí)驗(yàn)、數(shù)控車床的拆裝實(shí)驗(yàn)，對(duì)于由于條件所限無(wú)法開設(shè)的實(shí)驗(yàn)，如大連理工大學(xué)開設(shè)的工業(yè)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)則通過視頻方式進(jìn)行演示。讓學(xué)生了解遇到各種零件怎樣來(lái)設(shè)計(jì)夾具，數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)與普通車床的區(qū)別等等。

3.2 在教材內(nèi)容安排上把與企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合緊密的內(nèi)容作為重點(diǎn)，如機(jī)床典型零部件設(shè)計(jì)，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)，金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)上，將這門專業(yè)課中的有關(guān)內(nèi)容與上學(xué)期同學(xué)們?cè)谑邧|風(fēng)汽車有限公司車間實(shí)習(xí)所見過的設(shè)備工裝結(jié)合起來(lái)，并盡可能把近幾年出現(xiàn)的新工藝新技術(shù)新材料介紹給學(xué)生。

3.3 把專業(yè)課的內(nèi)容與畢業(yè)設(shè)計(jì)課題相結(jié)合，如布置有關(guān)機(jī)床夾具設(shè)計(jì)，發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的機(jī)加工工藝設(shè)計(jì)作為畢業(yè)論文題目并指導(dǎo)完成，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力，真正做到學(xué)以致用。

3.4 調(diào)查其它獨(dú)立學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的專業(yè)課程設(shè)置及其模式，吸收比較成功的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行完善。四、達(dá)到的目標(biāo)

通過對(duì)“機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)”專業(yè)課的研究改革和畢業(yè)設(shè)計(jì)的訓(xùn)練使機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生具有一定的理論知識(shí)和工程實(shí)踐能力，走上工作崗位后能順利完成由大學(xué)生向工程技術(shù)人員的轉(zhuǎn)換。

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)大三和大四學(xué)生的主要課程是學(xué)習(xí)專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課，提高其工程實(shí)踐能力是工科類學(xué)生必不可少的基本技能，不管他們到企業(yè)后從事產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)管理還是工藝設(shè)計(jì)都離不開工程實(shí)踐能力。有針對(duì)性的在學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題中安排貼近生產(chǎn)實(shí)際的論文題目，使他們帶著問題進(jìn)行畢業(yè)實(shí)習(xí)并在企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)際過程中將理論與實(shí)踐相結(jié)合，縮短由學(xué)校到企業(yè)過渡期間的不適應(yīng)期，使我校為湖北省乃至全國(guó)培養(yǎng)有較高工程實(shí)踐能力的高素質(zhì)人才。

參考文獻(xiàn)：

[1] 程靜．高校人才培養(yǎng)模式多樣化：詮釋與應(yīng)對(duì)。北京工業(yè)大學(xué)出版社，2003．

[2]黃新華．大學(xué)生工程素質(zhì)培養(yǎng)探析。 吉林教育科學(xué)，2001．

篇（8）

長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)的數(shù)控系統(tǒng)為傳統(tǒng)的封閉式體系結(jié)構(gòu)，CNC只能作為非智能的機(jī)床運(yùn)動(dòng)控制器。加工過程變量根據(jù)經(jīng)驗(yàn)以固定參數(shù)形式事先設(shè)定，加工程序在實(shí)際加工前用手工方式或通過CAD/CAM及自動(dòng)編程系統(tǒng)進(jìn)行編制。CAD/CAM和CNC之間沒有反饋控制環(huán)節(jié)，整個(gè)制造過程中CNC只是一個(gè)封閉式的開環(huán)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在復(fù)雜環(huán)境以及多變條件下，加工過程中的刀具組合、工件材料、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速率、刀具軌跡、切削深度、步長(zhǎng)、加工余量等加工參數(shù)，無(wú)法在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下根據(jù)外部干擾和隨機(jī)因素實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整，更無(wú)法通過反饋控制環(huán)節(jié)隨機(jī)修正CAD/CAM中的設(shè)定量，因而影響CNC的工作效率和產(chǎn)品加工質(zhì)量。由此可見，傳統(tǒng)CNC系統(tǒng)的這種固定程序控制模式和封閉式體系結(jié)構(gòu)，限制了CNC向多變量智能化控制發(fā)展，己不適應(yīng)日益復(fù)雜的制造過程，因此，大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為我們國(guó)家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國(guó)力和國(guó)家地位的重要途徑。

2.數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來(lái)了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，他對(duì)國(guó)計(jì)民生的一些重要行業(yè)的發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用。從目前世界上數(shù)控技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)來(lái)看，主要有如下幾個(gè)方面：

2.1高精度、高速度的發(fā)展趨勢(shì)

盡管十多年前就出現(xiàn)高精度高速度的趨勢(shì)，但是科學(xué)技術(shù)的發(fā)展是沒有止境的，高精度、高速度的內(nèi)涵也在不斷變化，目前正在向著精度和速度的極限發(fā)展。

效率、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。為此日本先端技術(shù)研究會(huì)將其列為5大現(xiàn)代制造技術(shù)之一，國(guó)際生產(chǎn)工程學(xué)會(huì)將其確定為21世紀(jì)的中心研究方向之一。在轎車工業(yè)領(lǐng)域，年產(chǎn)30萬(wàn)輛的生產(chǎn)節(jié)拍是40秒/輛，而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點(diǎn)問題之一；在航空和宇航工業(yè)領(lǐng)域，其加工的零部件多為薄壁和薄筋，剛度很差，材料為鋁或鋁合金，只有在高切削速度和切削力很小的情況下，才能對(duì)這些筋、壁進(jìn)行加工。近來(lái)采用大型整體鋁合金坯料"掏空"的方法來(lái)制造機(jī)翼、機(jī)身等大型零件來(lái)替代多個(gè)零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯(lián)結(jié)方式拼裝，使構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和可靠性得到提高。這些都對(duì)加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。

2.25軸聯(lián)動(dòng)加工和復(fù)合加工機(jī)床快速發(fā)展

采用5軸聯(lián)動(dòng)對(duì)三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進(jìn)行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認(rèn)為，1臺(tái)5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的效率可以等于2臺(tái)3軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進(jìn)行高速銑削淬硬鋼零件時(shí)，5軸聯(lián)動(dòng)加工可比3軸聯(lián)動(dòng)加工發(fā)揮更高的效益。但過去因5軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)、主機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因，其價(jià)格要比3軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床高出數(shù)倍，加之編程技術(shù)難度較大，制約了5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的發(fā)展。當(dāng)前由于電主軸的出現(xiàn)，使得實(shí)現(xiàn)5軸聯(lián)動(dòng)加工的復(fù)合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，其制造難度和成本大幅度降低，數(shù)控系統(tǒng)的價(jià)格差距縮小。因此促進(jìn)了復(fù)合主軸頭類型5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床和復(fù)合加工機(jī)床（含5面加工機(jī)床）的發(fā)展。

2.3智能化、開放式、網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢(shì)

21世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個(gè)方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如加工過程的自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動(dòng)生成；為提高驅(qū)動(dòng)性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動(dòng)識(shí)別負(fù)自動(dòng)選定模型、自整定等；簡(jiǎn)化編程、簡(jiǎn)化操作方面的智能化，如智能化的自動(dòng)編程、智能化的人機(jī)界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應(yīng)用軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在的問題。

目前許多國(guó)家對(duì)開放式數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行研究，數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來(lái)之路。所謂開放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運(yùn)行平臺(tái)上，面向機(jī)床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對(duì)象（數(shù)控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實(shí)現(xiàn)不同品種、不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng)，形成具有鮮明個(gè)性的名牌產(chǎn)品。目前開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運(yùn)行平臺(tái)、數(shù)控系統(tǒng)功能庫(kù)以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當(dāng)前研究的核心。網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩年國(guó)際著名機(jī)床博覽會(huì)的一個(gè)新亮點(diǎn)。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對(duì)信息集成的需求，也是實(shí)現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。國(guó)內(nèi)外一些著名數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概念和樣機(jī)，反映了數(shù)控機(jī)床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢(shì)。

3.結(jié)束語(yǔ)

隨著人們對(duì)數(shù)控技術(shù)重視，它的發(fā)展越發(fā)迅速。文中簡(jiǎn)要陳述當(dāng)前的發(fā)展趨勢(shì)，另外數(shù)控技術(shù)的正不斷走向集成化，并行化，仍有廣闊的發(fā)展空間。

參考文獻(xiàn)

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[3]張亞力.簡(jiǎn)述數(shù)控發(fā)展的新趨勢(shì)[J].國(guó)土資源高等職業(yè)教育研究.2005.

篇（9）

從二十世紀(jì)20年代開始，隨著汽車、滾動(dòng)軸承、小型電動(dòng)機(jī)和縫紉機(jī)等工業(yè)發(fā)展，機(jī)械加工制造中開始出現(xiàn)自動(dòng)線，最早出現(xiàn)的是組合機(jī)床自動(dòng)線。機(jī)械加工制造業(yè)中有鑄造、鍛造、沖壓、熱處理、焊接、切削加工和機(jī)械裝配等自動(dòng)線，也有包括不同性質(zhì)的工序，如毛坯制造、加工、裝配、檢驗(yàn)和包裝等的綜合自動(dòng)線。

采用自動(dòng)線進(jìn)行生產(chǎn)的產(chǎn)品應(yīng)有足夠大的產(chǎn)量；產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝應(yīng)先進(jìn)、穩(wěn)定、可靠，并在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持基本不變。在大批、大量生產(chǎn)中采用自動(dòng)線能提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，穩(wěn)定和提高產(chǎn)品質(zhì)量，改善勞動(dòng)條件，縮減生產(chǎn)占地面積，降低生產(chǎn)成本，縮短生產(chǎn)周期，保證生產(chǎn)均衡性，有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

一、機(jī)械加工生產(chǎn)線的發(fā)展?fàn)顩r

在汽車、拖拉機(jī)、內(nèi)燃機(jī)和壓縮機(jī)等許多工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，組合機(jī)床生產(chǎn)線仍是大批量機(jī)械產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)高效、高質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性生產(chǎn)加工的關(guān)鍵裝備，也是不可替代的主要加工設(shè)備?，F(xiàn)針對(duì)組合機(jī)床生產(chǎn)線來(lái)說明一下國(guó)內(nèi)機(jī)械加工生產(chǎn)線的發(fā)展情況。

現(xiàn)代組合機(jī)床生產(chǎn)線作為機(jī)電一體化產(chǎn)品，它是控制、驅(qū)動(dòng)、測(cè)量、監(jiān)控、刀具和機(jī)械組件等技術(shù)的綜合反映。我國(guó)傳統(tǒng)的組合機(jī)床自動(dòng)線主要采用機(jī)、電、氣、液壓控制，近年來(lái)隨著數(shù)控技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等的發(fā)展，組合機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)也發(fā)生了翻天覆地的變化。

1.節(jié)拍時(shí)間進(jìn)一步縮短。早期的生產(chǎn)線要實(shí)現(xiàn)短的節(jié)拍，往往要采用并列的雙工位或設(shè)置雙線的辦法?，F(xiàn)在主要是通過縮短基本時(shí)間和輔助時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)的?？s短基本時(shí)間的主要途徑是采用新的刀具材料和新穎刀具，以通過提高切削速度和進(jìn)給速度來(lái)縮短基本時(shí)間。縮短輔助時(shí)間主要是縮短包括工件輸送、加工模塊快速引進(jìn)以及加工模塊由快進(jìn)轉(zhuǎn)換為工進(jìn)后至刀具切入工件所花的時(shí)間。目前，隨行夾具高速輸送裝置常用的有電液比例閥控制的或擺線驅(qū)動(dòng)的輸送裝置。

2.柔性化進(jìn)展迅速。數(shù)控組合機(jī)床的出現(xiàn)，不僅完全改變了過去那種由繼電器電路組成的組合機(jī)床的控制系統(tǒng)，而且也使組合機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)乃至通用部件標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生了或正在發(fā)生著巨大的變化。傳統(tǒng)意義上的組合機(jī)床剛性自動(dòng)線和生產(chǎn)線，也具有了一定的柔性。由數(shù)控加工模塊組成的柔性組合機(jī)床和柔性自動(dòng)線，可通過應(yīng)用和改變數(shù)控程序來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀、自動(dòng)更換多軸箱和改變加工行程、工作循環(huán)、切削參數(shù)以及加工位置等，以適應(yīng)變型品種的加工。

單坐標(biāo)加工模塊由數(shù)控滑臺(tái)和主軸部件（或多軸箱，包括可換多軸箱）組成。雙坐標(biāo)加工模塊由數(shù)控十字滑臺(tái)和主軸部件組成，例如數(shù)控雙坐標(biāo)銑削模塊。

多軸加工模塊是又一種重要模塊，主要用于加工箱體和盤類工件的柔性組合機(jī)床和柔性自動(dòng)線。這類模塊有多種不同的結(jié)構(gòu)形式，但基本上可分為自動(dòng)換箱式多軸加工模塊、轉(zhuǎn)塔式多軸加工模塊和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)式多軸加工模塊。自動(dòng)換箱式模塊由于可在專門設(shè)置的多軸箱庫(kù)中儲(chǔ)存較多的多軸箱，故可用來(lái)加工較多不同品種的工件。而轉(zhuǎn)塔式和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)式多軸加工模塊，由于在轉(zhuǎn)塔頭和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上允許裝的多軸箱數(shù)量有限，所以這種加工模塊只能實(shí)現(xiàn)有限品種的加工。

除上述各種CNC加工模塊外，機(jī)器人和伺服驅(qū)動(dòng)的夾具也是柔性組合機(jī)床和柔性自動(dòng)線的重要部件。特別在柔性自動(dòng)線上，目前已較普遍地采用龍門式空架機(jī)器人進(jìn)行工件的自動(dòng)上下料，用于工件的轉(zhuǎn)位或翻轉(zhuǎn)。為搬運(yùn)不同的工件，可在自動(dòng)線旁設(shè)置手爪庫(kù)，以實(shí)現(xiàn)手爪的自動(dòng)更換。夾具配備伺服驅(qū)動(dòng)裝置，以適應(yīng)工件族內(nèi)不同工件的自動(dòng)夾緊。

3.加工精度日益提高。為了滿足用戶對(duì)工件加工精度的高要求，除了進(jìn)一步提高主軸部件、鏜桿、夾具（包括鏜模）的精度，采用新的專用刀具，優(yōu)化切削工藝過程，采用刀具尺寸測(cè)量控制系統(tǒng)和控制機(jī)床及工件的熱變形等一系列措施外，目前，空心工具錐柄（HSK）和過程統(tǒng)計(jì)質(zhì)量控制（SPC）的應(yīng)用已成為自動(dòng)線提高和監(jiān)控加工精度的新的重要技術(shù)手段。空心工具錐柄是一種采用徑向（錐面）和軸向（端面）雙向定位的新穎工具，其優(yōu)點(diǎn)是具有較高的抗彎剛度、扭轉(zhuǎn)剛度和很高的重復(fù)精度。SPC是基于工序能力的用于監(jiān)控工件加工質(zhì)量的一種方法。目前，在自動(dòng)線上這種質(zhì)量保證系統(tǒng)愈來(lái)愈多地被用來(lái)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程中的加工質(zhì)量進(jìn)行連續(xù)監(jiān)控。

4.可靠性和利用率不斷改善和提高。為提高加工過程的可靠性、利用率和工件的加工質(zhì)量，采用過程監(jiān)控，對(duì)其各組成設(shè)備的功能、加工過程和工件加工質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控，以便快速識(shí)別故障、快速進(jìn)行故障診斷和早期預(yù)報(bào)加工偏差，使操作人員和維修人員能及時(shí)地進(jìn)行干預(yù)，以縮短設(shè)備調(diào)試周期、減少設(shè)備停機(jī)時(shí)間和避免加工質(zhì)量偏差。

故障診斷技術(shù)中的基于知識(shí)的故障診斷技術(shù)，可對(duì)自動(dòng)線運(yùn)行中產(chǎn)生的所有故障進(jìn)行診斷（而不是局限于診斷最常出現(xiàn)的故障），確定故障部位及其原因，這為迅速排除故障贏得了時(shí)間，從而顯著地縮短自動(dòng)線的調(diào)試時(shí)間和停機(jī)時(shí)間。

當(dāng)前，自動(dòng)線的控制技術(shù)已由集中控制方式轉(zhuǎn)向分散控制方式。根據(jù)對(duì)這種新的控制模式的研究表明，采用分散控制系統(tǒng)要比采用集中控制系統(tǒng)可節(jié)省費(fèi)用。這主要是由于分散控制系統(tǒng)可減少電纜敷設(shè)費(fèi)用（采用總線系統(tǒng)）、減少電氣保養(yǎng)維修費(fèi)（由于提高了透明度）、省去控制柜臺(tái)架（分散控制系統(tǒng)的控制柜直接設(shè)置在自動(dòng)線的加工工位上）和無(wú)需設(shè)置集中冷卻裝置等。此外，這種分散控制系統(tǒng)由于總體配置簡(jiǎn)單，有利于加快自動(dòng)線的投入運(yùn)行，并由于一目了然的結(jié)構(gòu)配置，在產(chǎn)生故障時(shí)很容易確定故障的部位。最后，分散控制系統(tǒng)的模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化也有利于降低成本和提高透明度。

二、機(jī)械加工生產(chǎn)線的發(fā)展趨勢(shì)

篇（10）

數(shù)控機(jī)床是集機(jī)、電、液、氣、光等為一體的自動(dòng)化機(jī)床，經(jīng)各部分的執(zhí)行功能，最后共同完成機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)的移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)、夾緊、松開、變速和換刀等各種動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)切削加工任務(wù)。工作時(shí)，各項(xiàng)功能相互結(jié)合，發(fā)生故障時(shí)也混在一起，故障現(xiàn)象和原因并非簡(jiǎn)單一一對(duì)應(yīng)。一種故障現(xiàn)象可能有幾種不同的原因，大部分故障以綜合形式出現(xiàn)，數(shù)控機(jī)床的爬行與振動(dòng)就是一個(gè)明顯的例子。

數(shù)控機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)所驅(qū)動(dòng)的移動(dòng)部件在低速運(yùn)行時(shí)，出現(xiàn)移動(dòng)部件開始不能啟動(dòng)，啟動(dòng)后又突然作加速運(yùn)動(dòng)，而后又停頓，繼而又作加速運(yùn)動(dòng)，如此周而復(fù)始，這種移動(dòng)部件忽停忽跳，忽快忽慢的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，稱為爬行；而當(dāng)其高速運(yùn)行時(shí)，移動(dòng)部件又出現(xiàn)明顯的振動(dòng)。這一故障現(xiàn)象就是典型的進(jìn)給系統(tǒng)的爬行與振動(dòng)故障。

造成這類故障的原因有多種可能，可能是因?yàn)闄C(jī)械部分出現(xiàn)了故障所導(dǎo)致，也可能是進(jìn)給系統(tǒng)電氣部分出現(xiàn)了問題，還可能是機(jī)械部分與電氣部分的綜合故障所造成，甚至可能因編程有誤也會(huì)產(chǎn)生爬行故障。

一、分析機(jī)械部分原因與對(duì)策

因?yàn)閿?shù)控機(jī)床低速運(yùn)行時(shí)的爬行現(xiàn)象往往取決于機(jī)械傳動(dòng)部分的特性，高速時(shí)的振動(dòng)又通常與進(jìn)給傳動(dòng)鏈中運(yùn)動(dòng)副的預(yù)緊力有關(guān)，由此數(shù)控機(jī)床的爬行與振動(dòng)故障可能會(huì)在機(jī)械部分。

如果在機(jī)械部分，首先應(yīng)該檢查導(dǎo)軌副。因?yàn)橐苿?dòng)部件所受的摩擦阻力主要是來(lái)自導(dǎo)軌副，如果導(dǎo)軌副的動(dòng)、靜摩擦系數(shù)大，且其差值也大，將容易造成爬行。盡管數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌副廣泛采用了滾動(dòng)導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌或塑料導(dǎo)軌，如果導(dǎo)軌間隙調(diào)整不好，仍會(huì)造成爬行或振動(dòng)。對(duì)于靜壓導(dǎo)軌副應(yīng)著重檢查靜壓是否到位，對(duì)于塑料導(dǎo)軌可檢查有否雜質(zhì)或異物阻礙導(dǎo)軌副運(yùn)動(dòng)，對(duì)于滾動(dòng)導(dǎo)軌則應(yīng)檢查預(yù)緊措施是否良好。關(guān)注導(dǎo)軌副的也有助于分析爬行問題，導(dǎo)軌副狀態(tài)不好，導(dǎo)軌的油不足夠，致使溜板爬行。這時(shí)，添加油，且采用具有防爬作用的導(dǎo)軌油是一種非常有效的措施。這種導(dǎo)軌油中有極性添加劑，能在導(dǎo)軌表面形成一層不易破裂的油膜，從而改善導(dǎo)軌的摩擦特性防止爬行。

其次，要檢查進(jìn)給傳動(dòng)鏈。因?yàn)樵谶M(jìn)給系統(tǒng)中，伺服驅(qū)動(dòng)裝置到移動(dòng)部件之間必定要經(jīng)過由齒輪、絲杠螺母副或其他傳動(dòng)副所組成的傳動(dòng)鏈。定位精度下降、反向間隙增大也會(huì)使工作臺(tái)在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)中出現(xiàn)爬行。通過調(diào)整軸承、絲杠螺母副和絲杠本身的預(yù)緊力，調(diào)整松動(dòng)環(huán)節(jié)，調(diào)整補(bǔ)償環(huán)節(jié)，都可有效地提高這一傳動(dòng)鏈的扭轉(zhuǎn)和拉壓剛度（即提高其傳動(dòng)剛度），對(duì)于提高運(yùn)動(dòng)精度，消除爬行非常有益；另外傳動(dòng)鏈太長(zhǎng)，傳動(dòng)軸直徑偏小，支承座的剛度不夠也是引起爬行的因素。因此，在檢查時(shí)也要考慮這些方面是否有缺陷，逐個(gè)排查。

二、分析進(jìn)給伺服系統(tǒng)原因與對(duì)策

如果故障原因在進(jìn)給伺服系統(tǒng)，則需分別檢查伺服系統(tǒng)中各有關(guān)環(huán)節(jié)。數(shù)控機(jī)床的爬行與振動(dòng)問題屬于速度問題，與進(jìn)給速度密切相關(guān)，所以也就離不開分析進(jìn)給伺服系統(tǒng)的速度環(huán)，檢查速度調(diào)節(jié)器故障一是給定信號(hào)，二是反饋信號(hào)，三是速度調(diào)節(jié)器自身故障。根據(jù)故障特點(diǎn)（如振動(dòng)周期與進(jìn)給速度是否成比例變化）檢查電動(dòng)機(jī)或測(cè)速發(fā)電機(jī)表面是否光整；還可檢查系統(tǒng)插補(bǔ)精度是否太差，檢查速度環(huán)增益是否太高；與位置控制有關(guān)的系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定有無(wú)錯(cuò)誤；伺服單元的短路棒或電位器設(shè)定是否正確；增益電位器調(diào)整有無(wú)偏差以及速度控制單元的線路是否良好，應(yīng)對(duì)這些環(huán)節(jié)逐項(xiàng)檢查、分類排除。

三、其它因素

有時(shí)故障既不是機(jī)械部分的原因，又不是進(jìn)給伺服系統(tǒng)的原因，有可能是其它原因如編程誤差。如FANUC6M系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床在一次切削加工時(shí)出現(xiàn)過載爬行。經(jīng)過仔細(xì)核查，發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)故障引起過載，更換電動(dòng)機(jī)過載消除，可爬行還是存在。先從機(jī)床著手尋找故障原因，結(jié)果核實(shí)傳動(dòng)鏈沒問題，又查進(jìn)給伺服系統(tǒng)確認(rèn)無(wú)故障，隨后對(duì)加工程序進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)工件曲線的加工，采用細(xì)微分段圓弧逼近來(lái)實(shí)現(xiàn)，而在編程中用了G61指令，也即每加工一段就要進(jìn)行一次到位停止檢查，從而使機(jī)床出現(xiàn)爬行現(xiàn)象，將G61改為G64指令連續(xù)切削，爬行消除。

如果故障既有機(jī)械部分的原因，又有進(jìn)給伺服系統(tǒng)的原因，很難分辨出引起這一故障的主要矛盾，這是制約我們迅速查出故障原因的重要因素。面對(duì)這種情況，要進(jìn)行多方面的檢測(cè)，運(yùn)用機(jī)械、電氣、液壓等方面的綜合知識(shí)，采取綜合分析判斷，排除故障。

數(shù)控機(jī)床是技術(shù)密集和知識(shí)密集的設(shè)備，故障現(xiàn)象是多樣的，其表現(xiàn)形式也沒有簡(jiǎn)單的規(guī)律可遵循，這就要求維修的技術(shù)人員要有電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電氣自動(dòng)化技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)、機(jī)械理論與實(shí)踐技術(shù)、液壓與氣動(dòng)等較全面的綜合技術(shù)知識(shí)，還要求具有綜合分析和解決問題的能力。