導(dǎo)語：如何才能寫好一篇數(shù)控機(jī)床工作原理，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關(guān)鍵詞：A工作原理；面板設(shè)計(jì)；電氣保護(hù)

1.SINUMERIK 810D系統(tǒng)

SINUMERIK 810D是一種具有免維護(hù)性能的操作面板控制系統(tǒng)，是西門子公司針對(duì)中國(guó)市場(chǎng)進(jìn)行性價(jià)比優(yōu)化的產(chǎn)品。其核心部件―CCU（數(shù)控驅(qū)動(dòng)單元）將MMC、OP以及I/O模塊集于一體，具有無電池、無風(fēng)扇、免維護(hù)等特點(diǎn)。該系統(tǒng)具備中文界面的高質(zhì)量顯示面板，易于操作和編程。它可通過生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)總線PROFIBUS將驅(qū)動(dòng)器、輸入輸出模塊連接起來，控制六個(gè)數(shù)字進(jìn)給軸和一個(gè)數(shù)字或模擬主軸。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的模塊化結(jié)構(gòu)為各種應(yīng)用提供了最大靈活性，并且易于安裝，可靠性高，布線費(fèi)用低。該系統(tǒng)是用于控制各類車床和銑床的理想控制系統(tǒng)，非常適合于車間級(jí)加工應(yīng)用。此外，SINUMERIK 810D系統(tǒng)中還含有豐富多樣的工藝循環(huán)，以銑床為例，除了常用的鉆孔、鏜孔、鉸孔、攻絲循環(huán)以外，還包含對(duì)線性排列孔和圓周排列孔進(jìn)行鉆、鏜、鉸、攻絲的循環(huán)；端面銑削循環(huán)；輪廓銑削循環(huán)；圓形和矩形型腔銑削循環(huán)；長(zhǎng)孔銑削循環(huán)；圓周槽和圓弧槽銑削循環(huán)；螺紋銑削循環(huán)等多種銑削循環(huán)的功能。SINUMERIK 810D數(shù)控系統(tǒng)采用了當(dāng)今先進(jìn)的控制概念、適用于鉆削、銑削以及車削和磨削機(jī)床加工的控制。其能力涵蓋了目前絕大多數(shù)大型、特殊、高速、高精度加工機(jī)床的要求。SINUMERIK 810D數(shù)控系統(tǒng)建立在綜合的系統(tǒng)平臺(tái)上，通過系統(tǒng)設(shè)定功能而適用于幾乎所有的控制系統(tǒng)，810D與SIMODRIVE 611數(shù)字驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和SIMATIC S7可編程序控制器一起，構(gòu)成了一個(gè)全數(shù)字控制系統(tǒng)，用于各種復(fù)雜零件加工任務(wù)，并優(yōu)于其他系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)品質(zhì)和控制精度。SINUMERIK 810D數(shù)控系統(tǒng)采用開放式系統(tǒng)理念，可以在數(shù)控核心部分使用標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)工具而實(shí)現(xiàn)用戶指定的系統(tǒng)循環(huán)和編制用戶所需特殊的界面。

1.1 SINUMERIK 810D系統(tǒng)的功能

（1）CNC功能。數(shù)控系統(tǒng)可以控制車床、鉆銑床等機(jī)床。其可以控制六個(gè)進(jìn)給軸和一個(gè)數(shù)字或模擬主軸的同時(shí)保證三軸聯(lián)動(dòng)，具有直線插補(bǔ)、平面圓弧插補(bǔ)、螺旋線插補(bǔ)、空間圓?。–IP）插補(bǔ)等控制方式。系統(tǒng)可以進(jìn)行螺紋加工、變距螺紋加工等加工方式。并且能滿足旋轉(zhuǎn)軸控制、端面和柱面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換（C軸功能）、前饋控制、加速度突變限制、刀具壽命監(jiān)控、主軸準(zhǔn)停控制、剛性攻絲、恒線速切削、FRAME功能（坐標(biāo)的平移、旋轉(zhuǎn)、鏡象、縮放）。

（2）顯示和操作。系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)TFT液晶顯示器，全PC鍵盤操作?？蛇B接機(jī)床控制面板、手持操作單元、軟盤驅(qū)動(dòng)器等。在操作使用上，其系統(tǒng)用戶界面分成五個(gè)工作區(qū)，即：機(jī)床、參數(shù)、程序編輯、服務(wù)、診斷。

（3）軸的控制。連接SIMODRIVE 61l數(shù)字伺服系統(tǒng)，其可控制六個(gè)數(shù)字進(jìn)給軸和一個(gè)數(shù)字或模擬主軸。其工藝特性：

a.控制精度0.001ram

b.進(jìn)給速度0.01mm/min-10000m/min

c.主軸轉(zhuǎn)速0.1rpm-99000rpm

d.進(jìn)給倍率O%-120%（內(nèi)部0%150%），快速進(jìn)給倍率200%

（4）PLC編程。S7 300型PLC的輸入輸出點(diǎn)數(shù)是通過擴(kuò)展模塊的方式實(shí)現(xiàn)的，其最多可以有四個(gè)機(jī)架，每個(gè)機(jī)架最多可以插8個(gè)輸出模塊。

（5）刀具管理。SINUMERIK 810D系統(tǒng)的刀具功能是比較有特色的地方，與其他數(shù)控系統(tǒng)不同的是，它并不是每一個(gè)刀號(hào)只能對(duì)應(yīng)一個(gè)刀具半徑值和一個(gè)刀具長(zhǎng)度值，而是在每一個(gè)刀具號(hào)下面最多可以存儲(chǔ)9組刀具補(bǔ)償值――每個(gè)刀具號(hào)（T號(hào)）下面包含了9個(gè)刀沿號(hào)（D號(hào)），每個(gè)刀沿中都可以單獨(dú)存儲(chǔ)一個(gè)刀長(zhǎng)補(bǔ)償值和一個(gè)刀具半徑補(bǔ)償值。這樣做的好處是可以為每把刀具設(shè)定多個(gè)刀偏值，分別用于粗加工、半精加工以及精加工，卻不必?fù)?dān)心由于占據(jù)了多個(gè)D號(hào)而與其他的刀具發(fā)生混亂。

（6）安全與診斷

整個(gè)CNC系統(tǒng)可對(duì)其各部分的運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，當(dāng)有故障發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)除對(duì)相應(yīng)部分進(jìn)行保護(hù)外，并可進(jìn)行自我診斷，在顯示器上顯示報(bào)警信息。同時(shí)增加了安全鎖，可對(duì)用戶分級(jí)，對(duì)各級(jí)用戶賦予不同的操作。

2.操作及工作原理

2.1系統(tǒng)上電

（1）接通主電源：首先合上電氣控制柜的總空氣開關(guān)。控制柜電源指示燈亮。

（2）啟動(dòng)810D系統(tǒng)：按操作面板上的“系統(tǒng)啟動(dòng)”按鈕，“機(jī)床有電”指示燈亮，（顯示屏進(jìn)入主界面），810D數(shù)控系統(tǒng)啟動(dòng)成功。

（3）啟動(dòng)液壓系統(tǒng)：旋轉(zhuǎn)操作面板上的“液壓?jiǎn)⑼！遍_關(guān)至啟動(dòng)位置（如果液壓系統(tǒng)不工作或液壓系統(tǒng)工作不正常，其它功能均不能實(shí)現(xiàn)）。檢查液壓系統(tǒng)壓力，系統(tǒng)正常工作壓力為2Mpar。

2.2主電機(jī)啟動(dòng)及點(diǎn)動(dòng)

（1）主電機(jī)啟動(dòng)操作：主電機(jī)有兩種運(yùn)行方式，即工作運(yùn)行（常車切削）和點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行。工作運(yùn)行有正、反常車。設(shè)有啟動(dòng)及停止按鈕；點(diǎn)車運(yùn)行是為了裝工件，工件調(diào)整和對(duì)刀調(diào)整等，因此設(shè)有正點(diǎn)動(dòng)按鈕、反點(diǎn)動(dòng)按鈕。

（2）普通車床功能：主電機(jī)正轉(zhuǎn)起動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)原普通車床功能。注意：主電機(jī)啟動(dòng)前，保證A、B、C換擋手柄嚙合才能實(shí)現(xiàn)（只有C手柄離開1：4和1：l的空檔處時(shí)，PLC控制離合器齒輪脫開，C軸伺服使能失效，主軸才能啟動(dòng)）。啟動(dòng)主電機(jī)，主軸旋轉(zhuǎn)，進(jìn)入原普通車床功能。具體步驟如下：

將主軸C變速手柄移動(dòng)至任意檔位（不能停在1：4和1：l之間位置），接近開關(guān)不發(fā)出信號(hào)，PLC控制液壓離合器松開電磁鐵1DT，油缸推動(dòng)離合器使齒輪脫開（C軸電機(jī)和主軸脫離），“C軸嚙合”指示燈亮。此時(shí)，可以使用原機(jī)床的各項(xiàng)進(jìn)給及主軸功能

2.3主電機(jī)的制動(dòng)

本機(jī)床采用能耗制動(dòng)。即當(dāng)按壓停車按鈕SBll（SBlo），延時(shí)后，KM2、KM5相繼失電而KM6得電，電機(jī)定子繞組串接，整流二極管D投入工作，定子繞組通過半波整流后的脈動(dòng)直流而產(chǎn)生制動(dòng)力矩，電動(dòng)機(jī)開始制動(dòng)，延時(shí)2兩秒后斷開。

2.4快速及進(jìn)給電氣傳動(dòng)控制

（1）托扳、滑板移動(dòng)方向及其選擇：機(jī)床托扳裝有左、右、前、后快速移動(dòng)或進(jìn)給的離合器?？刂仆邪蹇焖倩蜃叩丁Ｆ浞较蛴擅姘迳系摹胺较蜻x擇開關(guān)”來選擇。其動(dòng)力由快速電機(jī)和走刀電機(jī)分別拖動(dòng)。

（2）托扳、滑板工作制及其選擇：托扳、滑板的工作方式分為快速和進(jìn)給。工作狀態(tài)由方向選擇開關(guān)選擇。說明：無論何種工作方式，何種方向的操作，其電氣控制線路原理相仿，只是快速時(shí)，其操作方法和點(diǎn)動(dòng)方式相同，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)為常車形式而異。（注意：只有在原普通車床和C軸非使能狀態(tài)時(shí)，才可以使用托板和尾座快速功能。若要使用托板進(jìn)給功能，主電機(jī)必須運(yùn)行。因?yàn)檫M(jìn)給速度由主電機(jī)的速度決定）。若要停止進(jìn)給，按壓“走刀停止”按鈕即可停止。此時(shí)電磁離合器脫開，走刀就迅速停止進(jìn)給。

3.810D面板設(shè)計(jì)

西門子SINUMERIK 810D屬于緊湊型的數(shù)控系統(tǒng)，它將顯示屏集成在MMC當(dāng)中，MCP面板包括了手輪、鍵盤。在安裝過程中西門子公司給出了標(biāo)準(zhǔn)的安裝尺寸和模式。我們?cè)O(shè)計(jì)了車床主軸以及電機(jī)的控制面板如圖3.1，同時(shí)在完成安裝后的810D控制面板圖如圖3.2所示。

4.電器保護(hù)

（1）各分支電路均設(shè)有自動(dòng)空氣開關(guān)。

（2）各電機(jī)分支電路均安裝有電動(dòng)機(jī)保護(hù)型斷路器。

（3）液壓泵保護(hù)。

油泵采用自動(dòng)空氣開關(guān)作短路和過熱保護(hù)。在運(yùn)轉(zhuǎn)中，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，其自動(dòng)空氣開關(guān)自動(dòng)跳閘，這時(shí)機(jī)床的所有動(dòng)作均不能動(dòng)作。機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)前首先必須開動(dòng)油泵，不然主軸、快速進(jìn)給及走刀均都不能開動(dòng)。

（4）C軸和原機(jī)床主軸的互鎖，C軸使能狀態(tài)和原普通車床狀態(tài)互鎖。

結(jié)論

本文設(shè)計(jì)的機(jī)床控制系統(tǒng)采用西門子SINUMERIK 810D數(shù)控系統(tǒng)，伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用了SIMODRIVE611D模塊和1FK7系列伺服電機(jī)，在伺服電機(jī)與主軸之間安裝減速器和機(jī)械傳動(dòng)裝置從而達(dá)到大減速比的要求，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)C軸的精確分度功能。并根據(jù)需要設(shè)計(jì)了基于SINUMERIK 810D系統(tǒng)的面板。

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【關(guān)鍵詞】數(shù)控機(jī)床；檢測(cè)反饋；裝置

1前言

科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力。人類歷史上發(fā)生過三次工業(yè)革命，都對(duì)世界的生產(chǎn)技術(shù)與生產(chǎn)方式帶來突發(fā)性的改變。尤其是第三次工業(yè)革命之后，計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，企業(yè)開始走機(jī)械化生產(chǎn)，傳統(tǒng)的手工制造業(yè)也逐步被取代。信息技術(shù)的快速發(fā)展以及互聯(lián)網(wǎng)的普及，數(shù)控技術(shù)也開始快速的發(fā)展。如今，數(shù)控機(jī)床的技術(shù)也比過去先進(jìn)很多，尤其是一些大企業(yè)，擁有世界一流的數(shù)控機(jī)床技術(shù)，為企業(yè)的生產(chǎn)研發(fā)提供了巨大的技術(shù)支持。數(shù)控機(jī)床，中文全稱為數(shù)字控制機(jī)床，它的英文名稱為Computernumericalcontrolmachinetools，數(shù)控機(jī)床屬于一種的稱。從功能上看，數(shù)控機(jī)床是一種自動(dòng)化機(jī)床，這種機(jī)床裝有是程序控制系統(tǒng)。數(shù)控機(jī)床的里面的控制系統(tǒng)能可以非?？茖W(xué)地處理具有控制編碼或者其他符號(hào)指令規(guī)定的程序，這種處理方式具有一定邏輯性，數(shù)控機(jī)床里面的控制系統(tǒng)，還可以將其譯碼，最終用代碼化的數(shù)字來標(biāo)志，借助相關(guān)的信息載體輸進(jìn)相應(yīng)的數(shù)控裝置。數(shù)控機(jī)床的功能，還包括可以通過經(jīng)運(yùn)算處理由數(shù)控裝置發(fā)送各類控制信號(hào)，控制系統(tǒng)能夠很好地控制機(jī)床的動(dòng)作，并且根據(jù)相關(guān)的按圖紙規(guī)定的形狀與尺寸，實(shí)現(xiàn)零件加工的自動(dòng)化，大大提升了生產(chǎn)的效率。數(shù)控機(jī)床，作為機(jī)電一體化的高科技產(chǎn)品，它是一種將機(jī)床、信息技術(shù)、電動(dòng)機(jī)及拖動(dòng)、動(dòng)控制、檢測(cè)等相關(guān)技術(shù)為一體的自動(dòng)化設(shè)備，在現(xiàn)代生產(chǎn)中，數(shù)控機(jī)床發(fā)揮著非常重要的作用。數(shù)控機(jī)床在當(dāng)今的生產(chǎn)中，非常科學(xué)有效地解決了各種實(shí)際生產(chǎn)的復(fù)雜、精密以及小批量、多品類等復(fù)雜的加工問題，作為一種具有高效能、柔性度非常高的自動(dòng)化機(jī)床，它已經(jīng)是很好地代表了當(dāng)今機(jī)床控制技術(shù)的發(fā)展最新方向。

2數(shù)控機(jī)床的檢測(cè)反饋裝置介紹

2．1數(shù)控機(jī)床檢測(cè)反饋裝置原理介紹

在數(shù)控機(jī)床中，反饋裝置是其重要的一個(gè)部分，反饋裝置系統(tǒng)是閉環(huán)或者半閉環(huán)類型的數(shù)控機(jī)床檢測(cè)環(huán)節(jié)，這個(gè)反饋裝置能夠包含在伺服系統(tǒng)中，一般來說是由檢測(cè)元件以及其相對(duì)應(yīng)的電路構(gòu)成的?？偟膩碚f，檢測(cè)反饋裝置的作用是能夠檢測(cè)數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)軸的具體移動(dòng)速率以及位移，同時(shí)能夠很快速的將數(shù)據(jù)以及信息及時(shí)反饋到數(shù)控裝置以及伺服驅(qū)動(dòng)里面，從而形成完善的閉環(huán)控制系統(tǒng)。一般來說，數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方式會(huì)直接決定檢測(cè)位置的安裝，同時(shí)也會(huì)直接決定檢測(cè)信號(hào)反饋的位置。數(shù)控機(jī)床的重要構(gòu)成部分———反饋裝置，它可以直接影響到生產(chǎn)加工的精度，對(duì)于實(shí)際的生產(chǎn)效率產(chǎn)生重要的作用，最終對(duì)于自動(dòng)化程度也產(chǎn)生了比較關(guān)鍵的影響。檢測(cè)反饋裝置的關(guān)鍵功能主要是將檢測(cè)到的位移及速度測(cè)量信號(hào)當(dāng)做反饋的信號(hào)，同時(shí)檢測(cè)裝置會(huì)將這些信號(hào)轉(zhuǎn)化為相對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)符號(hào)，接著檢測(cè)裝置將這些信號(hào)發(fā)送回電腦，在電腦里面講這些信號(hào)與數(shù)控裝置里面發(fā)出的各種脈沖指令信號(hào)開始相關(guān)的對(duì)比，假如出現(xiàn)誤差，檢測(cè)裝置就會(huì)開始擴(kuò)大后控制驅(qū)動(dòng)以及執(zhí)行相關(guān)部件，以致可以讓其向偏差可以消除的方向變動(dòng)，逐步減少偏差，最終可以實(shí)現(xiàn)零偏差。

2．2數(shù)控機(jī)床對(duì)位置檢測(cè)反饋裝置的要求

由于數(shù)控機(jī)床經(jīng)常要進(jìn)行大規(guī)模的作業(yè)，它對(duì)于位置檢測(cè)反饋裝置是要求比較高的，否則數(shù)控機(jī)床在實(shí)際運(yùn)作中容易出現(xiàn)故障。通常來說，檢測(cè)反饋裝置受到溫度以及濕度方面干擾會(huì)比較小，要求能夠滿足相關(guān)的精度要求，同時(shí)能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定地維持一定的精度。檢測(cè)反饋裝置要滿足機(jī)床運(yùn)作的相關(guān)要求，檢測(cè)反饋裝置抗干擾性要比較強(qiáng)，同時(shí)能夠適應(yīng)數(shù)控機(jī)床運(yùn)作環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)。檢測(cè)反饋裝置要能夠與電腦方便連接，同時(shí)檢測(cè)反饋裝置要方便使用維護(hù)以及安裝，同時(shí)要講究經(jīng)濟(jì)適用。

3數(shù)控機(jī)床的檢測(cè)反饋裝置的注意事項(xiàng)

3．1培養(yǎng)優(yōu)秀的技術(shù)人才

數(shù)控機(jī)床的檢測(cè)反饋裝置技術(shù)不斷發(fā)展，很多大企業(yè)從國(guó)外引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)，但是國(guó)內(nèi)的相關(guān)技術(shù)人才比較緊缺。在實(shí)際機(jī)床運(yùn)作中，很多技術(shù)人員對(duì)于新的檢測(cè)反饋裝置技術(shù)不熟悉，因此操作方面也偶爾出現(xiàn)一些錯(cuò)誤，嚴(yán)重影響了機(jī)床的運(yùn)作效率。因此，要讓數(shù)控機(jī)床的檢測(cè)反饋裝置技術(shù)很好地應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中，就要加大力度對(duì)技術(shù)人才的培養(yǎng)。企業(yè)方面，可以對(duì)現(xiàn)有數(shù)控機(jī)床技術(shù)人才進(jìn)行培訓(xùn)，加強(qiáng)技術(shù)人員對(duì)檢測(cè)反饋裝置知識(shí)的學(xué)習(xí)，包括數(shù)控機(jī)床對(duì)檢測(cè)反饋裝置的要求，檢測(cè)反饋裝置的工作原理等。

3．2做好檢測(cè)反饋裝置的使用及維護(hù)工作

數(shù)控機(jī)床的使用必須按照相關(guān)的規(guī)定，遵守安全手冊(cè)才能進(jìn)行。但是在實(shí)際中，很多企業(yè)的數(shù)控機(jī)床使用程序比較混亂，一些技術(shù)人員并沒有按照相關(guān)的步驟進(jìn)行操作，一些檢測(cè)反饋裝置很多時(shí)候是因?yàn)椴僮鞑划?dāng)而無法工作，甚至使用壽命也開始縮短。其次，檢測(cè)反饋裝置的維護(hù)工作未做好，一些裝置容易受到損壞。因此，企業(yè)要完善數(shù)控機(jī)床的檢測(cè)反饋裝置的使用與維護(hù)相關(guān)制度，完善數(shù)控機(jī)床的使用流程，定期對(duì)檢測(cè)反饋裝置的保養(yǎng)，延長(zhǎng)相關(guān)設(shè)備的使用壽命。

4結(jié)語

總的來說，數(shù)控機(jī)床相關(guān)技術(shù)發(fā)展非常迅速，數(shù)控機(jī)床的檢測(cè)反饋裝置在實(shí)際運(yùn)作中顯得非常重要。本課題重點(diǎn)闡述了數(shù)控機(jī)床的檢測(cè)反饋裝置的工作原理，以及數(shù)控機(jī)床對(duì)檢測(cè)反饋裝置的要求，提出了檢測(cè)反饋裝置必須要具有較強(qiáng)的抗干擾性，能夠適應(yīng)數(shù)控機(jī)床運(yùn)作環(huán)境的相關(guān)要求，并提到了檢測(cè)反饋裝置的應(yīng)該經(jīng)濟(jì)適用。作為企業(yè)，要使用數(shù)控機(jī)床的反饋裝置，就要加強(qiáng)對(duì)優(yōu)秀的技術(shù)人才的培養(yǎng)，尤其是要加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)有檢測(cè)反饋裝置技術(shù)知識(shí)的學(xué)習(xí)，深入了解與熟悉數(shù)控機(jī)床對(duì)檢測(cè)反饋裝置的要求，學(xué)習(xí)檢測(cè)反饋裝置的工作原理等。本課題最后提出了要做好檢測(cè)反饋裝置的使用及維護(hù)，定期對(duì)檢測(cè)反饋裝置的保養(yǎng)，延長(zhǎng)相關(guān)設(shè)備的使用壽命。

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關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；精密機(jī)械；結(jié)合體

1　數(shù)控機(jī)床的工作原理及發(fā)展趨勢(shì)：

1.1數(shù)控機(jī)床的工作原理

數(shù)控機(jī)床的工作原理即為，將控制要求和信息以及反饋信息等轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，送人數(shù)控裝置處理后輸出控制機(jī)械加工過程。

1.2數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)

1.2.1高速度、高精度

當(dāng)前先進(jìn)制造技術(shù)的主體是效率和質(zhì)量。因此高速度、高精度技術(shù)的發(fā)展可最大限度地提高生產(chǎn)的效率和產(chǎn)品的質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。目前HyperNach進(jìn)給速度最大達(dá)60ndmin，快速為100m／min，加速度達(dá)2g，主軸轉(zhuǎn)速達(dá)60000/min。

1.2.2多軸聯(lián)動(dòng)加工和復(fù)合加工

多軸聯(lián)動(dòng)加工可充分利用刀具幾何形狀進(jìn)行切削，從而大大提高了零件的表面光潔度和加工效率。如一般一臺(tái)5軸機(jī)床的加工效率相當(dāng)于2臺(tái)3軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的加工效率。目前采用復(fù)合主軸頭的機(jī)床更為方便的實(shí)現(xiàn)了多面和多軸在同一臺(tái)機(jī)床上的并行使用。

1.2.3智能化、開放式、網(wǎng)絡(luò)化是當(dāng)前數(shù)控系統(tǒng)的共同發(fā)展方向

智能化的數(shù)控系統(tǒng)涵蓋的方面很多，如加工方面的智能化，即加工過程的自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)的自生成；故障診斷方面的智能化。即智能監(jiān)控機(jī)床各個(gè)部分運(yùn)行情況，發(fā)送故障報(bào)告等。開放式既是數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)可以統(tǒng)一的在一個(gè)平臺(tái)上進(jìn)行。這樣既可以解決數(shù)控系統(tǒng)軟件不能產(chǎn)業(yè)化的問題，又大大加快了數(shù)控功能系列化的進(jìn)程。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。

1.3維修維護(hù)工作的意義

數(shù)控加工在當(dāng)前制造行業(yè)中占據(jù)著主導(dǎo)地位，它的發(fā)展將帶動(dòng)制造業(yè)的飛速發(fā)展，同時(shí)也將影響社會(huì)的發(fā)展進(jìn)程。因此，使數(shù)控機(jī)床能夠?qū)崟r(shí)高效的工作也是—項(xiàng)重要工作。

2　維護(hù)與維修的一般方法

數(shù)控機(jī)床是各種高精技術(shù)結(jié)合的生產(chǎn)工具，因此在日常的使用中維修維護(hù)工作對(duì)其使用壽命和精度起著很重要的作用，那么數(shù)控機(jī)床的維修維護(hù)工作一般應(yīng)如何進(jìn)行呢?

2.1數(shù)控機(jī)床的維護(hù)，對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行日常合理的維護(hù)工作，可以大大降低數(shù)控機(jī)床的故障發(fā)生幾率。概括為以下幾個(gè)方面需要注意：

2.1.1針對(duì)每一臺(tái)機(jī)床的具體性能和加工對(duì)象制定操作規(guī)程建立工作、故障、維修檔案是很重要的。包括保養(yǎng)內(nèi)容以及功能器件和元件的保養(yǎng)周期。

2.1.2應(yīng)盡量少開數(shù)控柜和強(qiáng)電柜的門。因?yàn)樵跈C(jī)加工車間的空氣中一般都含有油霧、灰塵甚至金屬粉末。一旦它們落在數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)的印制線路或電器件上，容易引起元器件間絕緣電阻下降，甚至導(dǎo)致元器件及印制線路的損壞。有的用戶在夏天為了使數(shù)控系統(tǒng)超負(fù)荷長(zhǎng)期工作，打開數(shù)控柜的門來散熱，這是種絕不可取的方法，最終會(huì)導(dǎo)致數(shù)控系統(tǒng)的加速損壞。正確的方法是降低數(shù)控系統(tǒng)的外部環(huán)境溫度。因此，應(yīng)該有一種嚴(yán)格的規(guī)定，除非進(jìn)行必要的調(diào)整和維修，不允許隨便開啟柜門，更不允許在使用時(shí)敞開柜門。

2.1.3定期清掃數(shù)控柜通風(fēng)系統(tǒng)。應(yīng)每天檢查數(shù)控系統(tǒng)柜各個(gè)冷卻風(fēng)扇工作是否正常，應(yīng)視工作環(huán)境狀況，每半年或每季度檢查一次風(fēng)道過濾器是否有堵塞現(xiàn)象。如果過濾網(wǎng)上灰塵積聚過多，需及時(shí)清理，否則會(huì)引起數(shù)控系統(tǒng)柜內(nèi)溫度高(一般不能超過55℃)，造成過熱報(bào)警或數(shù)控系統(tǒng)工作不可靠。

2.1.4對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的電網(wǎng)電壓進(jìn)行定期或定時(shí)監(jiān)測(cè)。當(dāng)電網(wǎng)電壓超出數(shù)控系統(tǒng)所能承受的額定范圍時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)的正常工作會(huì)受到影響，嚴(yán)重的可能導(dǎo)致數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部電子器件損壞。

2.1.5定期更換存儲(chǔ)器和伺服驅(qū)動(dòng)器電池(不需保持電池的存儲(chǔ)器除外)。為使數(shù)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)和伺服驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部的參數(shù)數(shù)據(jù)在不通電的情況下不丟失，為兩者配備了保持電池。一般情況下每年應(yīng)更換一次，并且應(yīng)在數(shù)控系統(tǒng)通電的狀態(tài)下更換電池。

2.1.6數(shù)控系統(tǒng)長(zhǎng)期不使用的情況下，其維護(hù)工作應(yīng)注意以下兩方面：首先，要定期給數(shù)控系統(tǒng)通電，并空運(yùn)行，這樣可以利用數(shù)控系統(tǒng)本身電子和電器元件的熱量驅(qū)散數(shù)控柜內(nèi)的潮氣。達(dá)到保持電器元件穩(wěn)定可靠性的目的。其次，如果數(shù)控機(jī)床是采用直流伺服電動(dòng)機(jī)作為機(jī)械驅(qū)動(dòng)首端部件的，應(yīng)在長(zhǎng)期停用前將內(nèi)部的電刷取出，以此避免由于化學(xué)腐蝕作用，使換向器表面腐蝕，造成換向性能變壞，甚至使整臺(tái)電動(dòng)機(jī)損壞的結(jié)果。

2.2由于數(shù)控機(jī)床是多種尖端技術(shù)的結(jié)合體，因此數(shù)控機(jī)床的維修工作不能隨意而為之，因?yàn)槟菢涌赡軐?dǎo)致機(jī)床的故障范圍擴(kuò)大。數(shù)控機(jī)床維修工作可大致分為以下幾個(gè)步驟：

2.2.1問

這里的問包括：①問機(jī)床操作者，在機(jī)床出現(xiàn)故障后，維修工作進(jìn)行之前應(yīng)及時(shí)準(zhǔn)確的詢問故障是在何種情況下出現(xiàn)的，出現(xiàn)時(shí)伴隨著怎樣的現(xiàn)象。由于操作者是故障出現(xiàn)時(shí)的第一目擊人又熟知機(jī)床特性，所以他的描述會(huì)有助于維修人員縮小故障范圍，減少時(shí)間，提高效率。②問機(jī)床，機(jī)床的自診斷系統(tǒng)對(duì)維修人員是最好的參考，它可以準(zhǔn)確的提供所出現(xiàn)的故障的代碼以便于維修人員能夠準(zhǔn)確定位故障的出處。近年來興起了新的接口診斷技術(shù)，JTAG邊界掃描，提供了有效地檢測(cè)引線間隔致密的電路板上零件的能力，完善了系統(tǒng)的自診斷能力。

2.2.2察

察主要是根據(jù)機(jī)床操作人員所提供的相關(guān)信息對(duì)可能出現(xiàn)故障的部件或元件外觀進(jìn)行觀察。如檢查有無由于電流過大造成的保險(xiǎn)絲熔斷，元器件的燒焦煙熏，有無雜物斷路現(xiàn)象，造成板子的過流、過壓、短路。觀察阻容、半導(dǎo)體器件的管腳有無斷腳、虛焊等，可發(fā)現(xiàn)一些較為明顯的故障，縮小檢修范圍判斷故障產(chǎn)生的原因。

2.2.3切

猶如中醫(yī)切脈一樣，當(dāng)維修人員完成了上述兩個(gè)步驟還不能準(zhǔn)確定位故障的出處時(shí)，應(yīng)該對(duì)機(jī)床故障進(jìn)行進(jìn)一步的檢測(cè)來確定故障的出處究竟在何處。對(duì)數(shù)控機(jī)床故障的切可大致分為：①強(qiáng)電檢測(cè)，其中包括配電、電動(dòng)機(jī)動(dòng)力線、電器元件完好性等的檢測(cè)。②弱點(diǎn)檢測(cè)，其中包括反饋信號(hào)、數(shù)控系統(tǒng)輸出信號(hào)等的檢測(cè)。

以上診斷方法并無嚴(yán)格界定，應(yīng)以實(shí)際情況為準(zhǔn)進(jìn)行實(shí)地分析得出數(shù)控機(jī)床的故障所在，下面以實(shí)例分析來驗(yàn)證以上故障處理方法的實(shí)用性。

3　主軸高速飛車故障排除：

故障設(shè)備：國(guó)產(chǎn)CK6140數(shù)控車床，采用FANUC OTE數(shù)控系統(tǒng)。故障現(xiàn)象：當(dāng)接通電源時(shí)，主軸就高速飛車。

故障分析：造成主軸高速飛車的原因有：(1)裝在主軸電動(dòng)機(jī)尾部的測(cè)速發(fā)電機(jī)故障；(2)激磁回路故障，弱磁電流太??；(3)速度設(shè)定錯(cuò)誤。根據(jù)以上分析，在停電狀態(tài)下，用手旋轉(zhuǎn)測(cè)速發(fā)電機(jī)，測(cè)速發(fā)電機(jī)反饋電壓正常，在開機(jī)瞬間，測(cè)量激磁電壓也正常。而主軸給定電壓測(cè)得為14.8V(正常時(shí)最高給定電壓為±10V)，故初步診斷故障為NC主板硬件故障。

故障處理：改主板上給定電壓有關(guān)的電路較多，除電阻、電容、二極管等常規(guī)元件外，還有很多集成電路，不可能把所有有關(guān)的線路一一分割，進(jìn)行試驗(yàn)。但由于給定輸出為14.8V，因此懷疑是15V電源通過元件加到了輸出上。由于無該系統(tǒng)主板的原理圖等資料，采用最基本的測(cè)電阻的方法，從外到里逐個(gè)元件測(cè)量對(duì)15V電源的電阻值，最終發(fā)現(xiàn)一塊運(yùn)放損壞，其輸出與15V短接。更換后運(yùn)行正常。

4　結(jié)束語

數(shù)控機(jī)床故障的產(chǎn)生是多種多樣的。所以，在維修時(shí)需要根據(jù)現(xiàn)象有理有據(jù)的分析、排除，最后達(dá)到維修的目的。切勿盲目的亂動(dòng)。否則可能會(huì)導(dǎo)致故障更加的嚴(yán)重?？傊?，在面對(duì)數(shù)控機(jī)床故障和維修問題時(shí)，首先要防患于未燃，不能在數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)問題后才去解決問題，要做好日常的維護(hù)工作和了解機(jī)床本身的結(jié)構(gòu)和工作原理，這樣才能做到有的放矢。

 

參考文獻(xiàn)

[1]陳蕾、談峰淺析數(shù)控機(jī)床維護(hù)維修的一般方法[J]，機(jī)修用造,2004(10)

篇4

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；復(fù)雜工件；問題及建議

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.23.024

目前我國(guó)在機(jī)床工作中，數(shù)控技術(shù)被廣泛應(yīng)用。相比于手控機(jī)床，數(shù)控機(jī)床其適用范圍非常普遍。在對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，基于特征的復(fù)雜工件是非常重要的加工零件，因此技術(shù)工作人員必須要對(duì)復(fù)雜工件進(jìn)行充分具體的了解并加強(qiáng)研究。

1 數(shù)控機(jī)床的總體構(gòu)造和特點(diǎn)

隨著經(jīng)濟(jì)和科技的快速發(fā)展，我國(guó)企業(yè)越來越重視工件的質(zhì)量和產(chǎn)出率，而與工件質(zhì)量和生產(chǎn)密切相關(guān)的是數(shù)控機(jī)床。數(shù)控機(jī)床的構(gòu)造和工作原理，對(duì)大多數(shù)人來說是比較陌生的，然而對(duì)技術(shù)人員而言則是極其熟悉的。從其總體構(gòu)造而言，計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置是最為重要的一個(gè)部位，該位置能夠?qū)ぜ庸さ某邚胶蛿?shù)據(jù)充分設(shè)置，保證工作有效落實(shí)。除此之外，操作面板的作用和地位也非常之高。數(shù)控機(jī)床在工作過程中需要工作人員的實(shí)時(shí)操作，如此方能保證機(jī)床的穩(wěn)定運(yùn)行，操作面板則是通過控制數(shù)控操作全過程，保證工件順利完成。另外，數(shù)控機(jī)床構(gòu)造中海油輔助裝置以及電氣回路等裝置。雖然數(shù)控機(jī)床和手控機(jī)床相比較為復(fù)雜，但是其能提升運(yùn)行效率，因此被廣泛應(yīng)用。從其特點(diǎn)而言，數(shù)控機(jī)床工作效率很高，工作人員先設(shè)置好程序，再手動(dòng)上好工件，只需要按一下按鈕即可讓機(jī)械自動(dòng)工作了，工件成品的質(zhì)量也很有保證。此外，數(shù)控機(jī)床還有整潔和干凈的特點(diǎn)，在過去應(yīng)用手工機(jī)床過程中，工作人員要實(shí)時(shí)的對(duì)機(jī)床進(jìn)行油洗，防止銹蝕產(chǎn)生。而數(shù)控機(jī)在工作中產(chǎn)生的屑直接掉到槽內(nèi)，極大降低了垃圾碰撞的情況。另外，在數(shù)控工作中，工作人員不會(huì)沾染油漬。

2 基于特征的復(fù)雜工件數(shù)控加工關(guān)鍵技術(shù)

數(shù)控機(jī)床對(duì)于復(fù)雜工件的加工，能對(duì)其特點(diǎn)進(jìn)行很好的詮釋。很多復(fù)雜工件的特征極其模糊，并且還具有極高的加工難度。復(fù)雜工件往往凹凸不平而且大小又不對(duì)稱，數(shù)控機(jī)床對(duì)于復(fù)雜工件的加工，就是應(yīng)用機(jī)床的主軸來帶著這些復(fù)雜工件做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，最終使復(fù)雜工件得以加工成型。數(shù)控機(jī)床對(duì)于基于特征復(fù)雜工件的加工，主要是按照復(fù)雜工件的個(gè)性需求，先對(duì)其所需的型號(hào)和尺寸加以設(shè)置，將其所需的尺寸通過數(shù)字形式輸入到數(shù)控機(jī)床的計(jì)算機(jī)控制器和控制面板上。工作人員在規(guī)定條件下操作，完成對(duì)復(fù)雜工件的加工?；谔卣鞯膹?fù)雜工件加工作為數(shù)控機(jī)床的核心加工技術(shù)，不僅能降低企業(yè)的經(jīng)濟(jì)成本投入，節(jié)省技術(shù)人員的時(shí)間成本，而且能夠加快工件生產(chǎn)的生產(chǎn)效率。

3 基于特征的復(fù)雜工件數(shù)控加工關(guān)鍵技術(shù)的不足之處

現(xiàn)如今，技術(shù)人員對(duì)數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用熟練程度已經(jīng)達(dá)到了很高的水平，數(shù)控機(jī)床對(duì)基于特征復(fù)雜工件的關(guān)鍵加工技術(shù)也有了相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。然而，在加工的的關(guān)鍵技術(shù)方面，仍會(huì)出現(xiàn)一些比較困難的問題，雖然這些問題并不嚴(yán)重，但是因這些問題所造成的損失往往很大。如果想要解決問題，就要追根溯源，找到問題產(chǎn)生的根源所在，所以我們就要清楚的了解數(shù)控機(jī)床對(duì)基于特征復(fù)雜工件加工所存在的問題，而數(shù)控機(jī)床的構(gòu)造和工作原理就是這些問題的根源所在。科技的發(fā)展日新月異，數(shù)控機(jī)床的質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)，也需要長(zhǎng)期的實(shí)踐才能得以確認(rèn)，以免在加工生產(chǎn)和工件使用中出現(xiàn)重大的問題。在加工一些復(fù)雜工件的零件時(shí)，加工的技術(shù)難度非常大，在技術(shù)人員操作的過程中難免出現(xiàn)一些問題。例如，在加工復(fù)雜工件過程中，工作人員必須要做好針對(duì)復(fù)雜工件的裝夾工作，之后利用數(shù)控機(jī)床的主軸旋轉(zhuǎn)，對(duì)工件加以車削，最終使工件得以加工完成，而對(duì)工件的裝夾和車削最容易出現(xiàn)問題，由于操作的力度不夠，會(huì)導(dǎo)致復(fù)雜工件的安裝位置不準(zhǔn)確，影響工件的最終成型。操作人員的技術(shù)水平不足和失誤，也常常會(huì)導(dǎo)致工件加工的最終尺寸不標(biāo)準(zhǔn)或質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，造成財(cái)、物的損失。因此，必須重視上述問題，并尋求解決辦法，以減少損失，從而達(dá)到增加效益的目的。

4 基于特征的復(fù)雜工件數(shù)控加工關(guān)鍵技術(shù)的改進(jìn)措施

數(shù)控機(jī)床對(duì)基于特征復(fù)雜工件加工所存在的問題，極大的影響了對(duì)數(shù)控機(jī)床技術(shù)的應(yīng)用，這些問題是當(dāng)前必須要解決的。針對(duì)這些問題，必須做出相應(yīng)的改進(jìn)措施或解決辦法，并最終應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床技術(shù)之中，最終達(dá)到減損增收的目的。其一，針對(duì)復(fù)雜工件加工過程，在加工之前，工作人員需要對(duì)復(fù)雜工件、數(shù)控機(jī)床的車刀和車架進(jìn)行檢查和勘測(cè)，檢查合格之后方可進(jìn)行基于特征復(fù)雜工件的加工，從而使問題發(fā)生的概率得以降低。其二，工作人員要在數(shù)控機(jī)床出廠之前對(duì)其進(jìn)行仔細(xì)的檢測(cè)，并對(duì)其功能進(jìn)行逐一測(cè)試，以減少出廠使用后的錯(cuò)誤發(fā)生。其三是針對(duì)數(shù)控機(jī)床操作人員問題，需要在選拔時(shí)就考慮操作人員的細(xì)心問題，聘用一些技術(shù)熟練，工作細(xì)心的技術(shù)人員，并且在上崗前，進(jìn)行崗前在培訓(xùn)和測(cè)試，以檢驗(yàn)技術(shù)人員的水平是否能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，在技術(shù)人員上崗之后，要定期的對(duì)技術(shù)人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)和素質(zhì)教育，要使技術(shù)人員不僅在技術(shù)層面達(dá)到精通，而且在工件的加工過程中也能達(dá)到細(xì)致和耐心。企業(yè)要極強(qiáng)對(duì)考核制度的健全和完善，做好獎(jiǎng)罰措施，將工作人員生產(chǎn)的產(chǎn)品的驗(yàn)證結(jié)果和其薪酬掛鉤，從而促進(jìn)其提升個(gè)人技能。企業(yè)也要加強(qiáng)管理制度的建設(shè)，做到對(duì)基于特征復(fù)雜工件加工的全過程管理。

5 總結(jié)

現(xiàn)如今我國(guó)工廠生產(chǎn)逐步實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化和智能化，手工機(jī)床逐漸被數(shù)控機(jī)床所代替，發(fā)揮了良好的效益?；谔卣鞯膹?fù)雜工件因其特征明顯，加工復(fù)雜，應(yīng)用數(shù)控加工關(guān)鍵技術(shù)非常具有必要性。企業(yè)在復(fù)雜元件生產(chǎn)時(shí)一定要加強(qiáng)管理和檢驗(yàn)，做好質(zhì)量控制，加強(qiáng)職工培訓(xùn)，為基于特征的復(fù)雜工件數(shù)控加工質(zhì)量提供保證。

參考文獻(xiàn)：

[1]周奎，曾祥錄，陶華.工件旋轉(zhuǎn)與刀軸擺動(dòng)數(shù)控加工關(guān)鍵技術(shù)研究[J].機(jī)床與液壓，2010（14）：3-5.

[2]鄧朝暉，劉戰(zhàn)強(qiáng)，張曉紅.高速高效加工領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)發(fā)展研究[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2010（23）：106-120.

[3]楊志紅.基于反求工程的復(fù)雜曲面數(shù)控加工關(guān)鍵技術(shù)的研究[J]. 機(jī)械制造與自動(dòng)化，2008（04）：98-100.

篇5

關(guān)鍵詞：液壓系統(tǒng)圖；分解；倒推；整合；識(shí)讀方法

中圖分類號(hào)：G712 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2013）17-0091-03

一、引言

現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的全自動(dòng)化控制需借助液壓傳動(dòng)輔助機(jī)床實(shí)現(xiàn)整機(jī)的自動(dòng)運(yùn)行，如自動(dòng)換刀、制動(dòng)、工作臺(tái)自動(dòng)交換等。但液壓傳動(dòng)在密閉管道內(nèi)進(jìn)行，難以觀察和測(cè)量，故障診斷比較困難。目前較普遍的方法是根據(jù)液壓系統(tǒng)原理圖進(jìn)行故障診斷，所以本文著重分析數(shù)控機(jī)床液壓系統(tǒng)原理圖的識(shí)讀方法。

二、“瀏覽—分解—倒推—整合”數(shù)控機(jī)床液壓系統(tǒng)原理圖讀圖法

1.“瀏覽—分解—倒推—整合”讀圖法基本原理。液壓系統(tǒng)一般是一個(gè)主動(dòng)力源同時(shí)為多個(gè)執(zhí)行元件供油。按一般讀系統(tǒng)圖的方法，從動(dòng)力源開始，到執(zhí)行元件結(jié)束。將遇到多個(gè)分支油路，若逆向考慮：油液從執(zhí)行元件開始流動(dòng)，到液壓泵結(jié)束，則能避免這個(gè)難題。因此，“瀏覽—分割—倒推—整合”讀圖法基本原理為：①瀏覽：快速瀏覽系統(tǒng)圖，了解系統(tǒng)動(dòng)作循環(huán)、執(zhí)行元件的功能、執(zhí)行元件數(shù)目等，大概把握系統(tǒng)圖的復(fù)雜程度。②分解：以執(zhí)行元件為中心，將系統(tǒng)進(jìn)行分解，分解為若干個(gè)分支油路。③倒推：假定起點(diǎn)是執(zhí)行元件，終點(diǎn)是液壓泵，所有液壓元件處于連通狀態(tài)，分析油液流經(jīng)的液壓元件。然后按油液實(shí)際流向，詳細(xì)分析該回路。④整合：根據(jù)數(shù)控機(jī)床液壓系統(tǒng)的動(dòng)作要求，以信號(hào)為紐帶，整合所有分支油路，歸納出整個(gè)液壓系統(tǒng)的工作原理和特點(diǎn)。

2.“瀏覽—分解—倒推—整合”讀圖法基本步驟。①了解：了解數(shù)控機(jī)床及其液壓系統(tǒng)的功能以及對(duì)液壓系統(tǒng)的要求。②瀏覽：了解液壓系統(tǒng)的動(dòng)作循環(huán)、執(zhí)行元件數(shù)目與功能、液壓泵數(shù)目等。③系統(tǒng)分解：按執(zhí)行元件數(shù)目將系統(tǒng)分解為若干個(gè)子系統(tǒng)。④子系統(tǒng)分析：分析每個(gè)子系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和原理。根據(jù)倒推原理，將每個(gè)子系統(tǒng)劃分成各分支回路，并對(duì)各分支回路的工作原理進(jìn)行分析。首先分析各分支回路由哪些基本回路組成。第二分析基本回路中液壓元件的功能和相互連接關(guān)系。第三根據(jù)運(yùn)動(dòng)循環(huán)，分析每步動(dòng)作的進(jìn)、回油路線。最后根據(jù)進(jìn)、回油路線，分析每個(gè)分支回路的原理，并分析各子系統(tǒng)之間的聯(lián)系。⑤整合：包括子系統(tǒng)整合和系統(tǒng)整合。子系統(tǒng)整合主要依據(jù)關(guān)鍵液壓元件，如換向閥、壓力閥等的不同狀態(tài)；系統(tǒng)整合主要依據(jù)各子系統(tǒng)間順序、同步、互鎖等要求。信號(hào)是紐帶，并做出信號(hào)控制元件的動(dòng)作順序圖或狀態(tài)圖。⑥歸納：全面分析液壓系統(tǒng)的工作原理后，歸納出設(shè)備液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)。

三、實(shí)例分析

以MJ-50型數(shù)控車床液壓系統(tǒng)原理圖為例，應(yīng)用“瀏覽—分解—倒推—整合”讀圖法進(jìn)行讀圖，液壓系統(tǒng)原理圖如圖1所示。

第一步了解MJ-50型數(shù)控車及其液壓系統(tǒng)。MJ-50型數(shù)控車床主要用來加工軸類零件的內(nèi)外圓柱面、圓錐面、螺紋表面、成形回轉(zhuǎn)體表面等。液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)零件加工所需的輔助運(yùn)動(dòng)：主軸卡盤的夾緊與松開、卡盤夾緊力高低壓轉(zhuǎn)換、刀架夾緊與松開、刀架轉(zhuǎn)位、尾座套筒的伸出與縮回。液壓系統(tǒng)所需力及流量變化較小，主要負(fù)載是提供加工零件的夾緊力、預(yù)緊力以及刀盤的鎖緊力和一些油缸換位動(dòng)作的平衡。一般采用中低壓系統(tǒng)即可。

第二步瀏覽液壓系統(tǒng)原理圖?？芍?，非循環(huán)動(dòng)作，有四個(gè)執(zhí)行元件，分別實(shí)現(xiàn)上述輔助功能，一個(gè)液壓泵供油，圖中已指明執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)方向。

第三步系統(tǒng)分解。圖1中有四個(gè)執(zhí)行元件，故將該系統(tǒng)分解為：主軸卡盤、刀架的夾緊與松開、刀架轉(zhuǎn)位和尾座套筒4個(gè)子系統(tǒng)。

第四步子系統(tǒng)分析。根據(jù)油液倒推原理，理出分支回路。以卡盤子系統(tǒng)為例，經(jīng)倒推可知此子系統(tǒng)有兩個(gè)分支回路，由換向、鎖緊和減壓三種基本回路組成。是主換向閥，實(shí)現(xiàn)主軸卡盤的夾緊與松開：1YA通電，卡盤實(shí)現(xiàn)正卡夾緊，2YA通電，卡盤實(shí)現(xiàn)反卡夾緊；電磁換向閥4實(shí)現(xiàn)卡盤高、低壓夾緊力切換：圖示狀態(tài)時(shí)，減壓閥8接入系統(tǒng)，高壓夾緊，電磁鐵3YA通電，4右位工作，減壓閥9接入系統(tǒng)，低壓夾緊；液壓泵1提供能源，單向閥2保證液壓泵出口的油不倒流。各元件的連接關(guān)系見圖1。經(jīng)分析，這兩個(gè)分支回路的進(jìn)、回油路線為。進(jìn)油路線：高壓回路：12843卡盤液壓缸；低壓回路：12943卡盤液壓缸?；赜吐肪€都為：卡盤液壓缸3油箱。正卡夾緊與松開工作原理：當(dāng)1YA通電時(shí)，閥3左位工作，泵出口壓力油經(jīng)閥8、閥4、閥3到液壓缸右腔，液壓缸左腔的油液經(jīng)閥3直接回油箱，活塞左移，卡盤正卡高壓夾緊。當(dāng)2YA通電時(shí)，活塞右移，卡盤松開。

第五步系統(tǒng)整合。根據(jù)設(shè)備對(duì)各子系統(tǒng)動(dòng)作的要求，以信號(hào)為紐帶，將各子系統(tǒng)整合成一個(gè)整體。系統(tǒng)工作原理如下：按下油泵啟動(dòng)按鈕時(shí)，卡盤和刀架都必須處于夾緊狀態(tài)，如圖1所示。數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出換刀指令后，首先刀架松開：4YA通電閥6右位工作，液壓油進(jìn)入刀架液壓缸下腔，上腔油液經(jīng)閥6右位回油箱，該液壓缸活塞上移，刀架松開；然后，刀架轉(zhuǎn)位：若8YA通電，閥5左位接入系統(tǒng)，油液經(jīng)閥5左位進(jìn)入液壓馬達(dá)，液壓馬達(dá)帶動(dòng)刀架正轉(zhuǎn)，若7YA通電，則刀架反轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速分別由單向調(diào)速閥11和12控制；最后刀架復(fù)位夾緊：刀架轉(zhuǎn)位到指定位置后7YA或8YA斷電，液壓馬達(dá)停轉(zhuǎn)，同時(shí)4YA斷電，刀架夾緊，換刀過程結(jié)束。加工長(zhǎng)軸類零件時(shí)需使用尾座，當(dāng)6YA通電時(shí)，閥7左位工作，泵出口油液經(jīng)減壓閥10、換向閥7左位進(jìn)入尾座套筒液壓缸左腔，液壓缸右腔油液經(jīng)單向調(diào)速閥13、閥7左位回油箱，缸筒帶動(dòng)尾座套筒伸出，壓力計(jì)16顯示伸出時(shí)的預(yù)緊力大小。當(dāng)5YA通電時(shí)，缸筒帶動(dòng)尾座套筒縮回。

第六步歸納液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)：①采用單向變量液壓泵向系統(tǒng)供油，能量損失小。②用換向閥控制卡盤，實(shí)現(xiàn)高、低壓夾緊的轉(zhuǎn)換，并且分別調(diào)節(jié)高、低壓夾緊壓力的大小，因此可根據(jù)工件情況調(diào)節(jié)夾緊力，操作方便簡(jiǎn)單。③用液壓馬達(dá)實(shí)現(xiàn)刀架轉(zhuǎn)位，可實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，并能控制刀架正、反轉(zhuǎn)。④用換向閥控制尾座套筒的伸出或縮回，并能調(diào)節(jié)尾座套筒伸出工作時(shí)的預(yù)緊力大小，能適應(yīng)不同工件的需要。⑤壓力計(jì)14、15、16可分別顯示系統(tǒng)相應(yīng)處壓力，便于故障診斷和調(diào)試。

四、結(jié)論

“瀏覽—分解—倒推—整合”是分析復(fù)雜液壓系統(tǒng)原理圖最基本的方法，實(shí)質(zhì)是通過分解將復(fù)雜的系統(tǒng)簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)單的液壓回路，通過對(duì)簡(jiǎn)單回路的分析整合出復(fù)雜系統(tǒng)的原理。化繁為簡(jiǎn)、化整為零、各個(gè)擊破、歸納整合是這種方法的突出特征。但這種方法要靈活運(yùn)用，上述的六個(gè)基本步驟也要靈活進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)：

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[3]曹智軍.數(shù)控機(jī)床與維修[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

篇6

關(guān)鍵詞：數(shù)控加工；加工精度；影響因素

隨著現(xiàn)代制造業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的精度要求越來越高。數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)大大增強(qiáng)了機(jī)械制造的能力，為經(jīng)濟(jì)和社會(huì)進(jìn)步做出了重大貢獻(xiàn)。數(shù)控機(jī)床搭配了可程序化控制的自動(dòng)控制系統(tǒng)，在驅(qū)動(dòng)方式和加工結(jié)構(gòu)等功能方面都有較大幅度的改變，能夠更加精準(zhǔn)、快速地完成更為復(fù)雜、精密的零件加工。數(shù)控機(jī)床在加工的過程中能夠更大程度上保證產(chǎn)品輸出質(zhì)量，并提高加工速度，整體上提高了機(jī)械制造的能力和生產(chǎn)效率。數(shù)控機(jī)床雖然有著諸多優(yōu)點(diǎn)，但在加工過程中也會(huì)受到一些因素干擾，進(jìn)而對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生影響。

1、數(shù)控機(jī)床的工作原理

數(shù)控機(jī)床在很大程度上提高了機(jī)床加工的精度和效率，同時(shí)裝有可編程控制的自動(dòng)化系統(tǒng)和多工位刀塔，能夠進(jìn)行多種復(fù)雜、精密的零件加工，具有實(shí)用性強(qiáng)、加工精度高、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn).數(shù)控機(jī)床在工作時(shí)，主要是按照相應(yīng)的順序?qū)Υ庸すぜM(jìn)行處理，結(jié)合參數(shù)和數(shù)控要求的數(shù)控語言，對(duì)加工程序進(jìn)行編制，之后輸入，計(jì)算機(jī)數(shù)字化控制)裝置中，對(duì)加工程序進(jìn)行進(jìn)一步的處理和完善，之后向系統(tǒng)發(fā)出命令，由系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)機(jī)床部件推動(dòng)刀具運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)于零件的加工。

2、數(shù)控機(jī)床加工精度的影響因素

由數(shù)控機(jī)床的組成可以知道，通常情況下影響數(shù)控加工精度的主要因素包括兩部分，一是機(jī)床本身所具有的機(jī)械精度，一是機(jī)床所配備的伺服控制系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)精度。綜合實(shí)踐來分析，在眾多影響數(shù)控加工精度的因素中：機(jī)床本身制造誤差大約占到1/2，設(shè)備加工過程中誤差所占比例約為1/3，檢測(cè)誤差所占比例約為1/6。

2.1伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)因素

通過對(duì)數(shù)控機(jī)床的原理分析可知，伺服系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的中樞控制部分，主要是通過將驅(qū)動(dòng)機(jī)床的部件轉(zhuǎn)化為零件進(jìn)行加工。伺服系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)又是通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲杠完成的，絲杠的傳動(dòng)精度就成為伺服系統(tǒng)的控制精度。數(shù)控加工設(shè)備通常采用半閉環(huán)控制伺服進(jìn)給系統(tǒng)控制，在產(chǎn)品加工過程中，絲杠收到伺服系統(tǒng)信號(hào)需要反向運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)有短暫的空轉(zhuǎn)狀態(tài)，這一空轉(zhuǎn)現(xiàn)象會(huì)引起反向間隙誤差，進(jìn)而影響數(shù)控加工精度。此外數(shù)控設(shè)備在傳動(dòng)過程中容易受到外界振動(dòng)和載荷的影響，繼而出現(xiàn)彈性形變，引發(fā)彈性間隙誤差。

2.2刀具參數(shù)變化因素

數(shù)控機(jī)床的加工過程靠的是刀具在程序控制下完成對(duì)產(chǎn)品的切削、銑磨等，以最終完成對(duì)產(chǎn)品的加工過程。在車刀切削的過程中，車刀存在主偏角和刀尖圓弧半徑，在切削棒料零件時(shí)，車刀的軸線會(huì)產(chǎn)生細(xì)微的偏差，如果不對(duì)偏差加以考慮，當(dāng)主偏角不斷減溫知新深圳大學(xué)工程訓(xùn)練中心廣東深圳518060小時(shí)偏差會(huì)不斷增大。因此，在數(shù)控設(shè)備加工過程中刀具的參數(shù)對(duì)于加工精度也有著一定的影響，需要在程序編程的過程中按照產(chǎn)品的特征，將刀具軸線所產(chǎn)生的偏差加以分析，對(duì)刀具產(chǎn)生的位移長(zhǎng)度進(jìn)行修正。此外，在數(shù)控機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，車刀的刀尖圓弧半徑、主偏角、刀尖與零件中心的高度偏差等都可能影響數(shù)控機(jī)床的加工精度，需要在編程時(shí)進(jìn)行考慮和分析。

3、提高數(shù)控加工精度的措施

3.1伺服系統(tǒng)誤差及抑制

數(shù)控加工過程中伺服系統(tǒng)的精確度對(duì)加工質(zhì)量的影響是直接的，對(duì)于伺服系統(tǒng)方面引起的誤差必須高度重視。為了更好地抑制伺服系統(tǒng)誤差，應(yīng)從機(jī)床的設(shè)計(jì)階段就采取相應(yīng)的措施，如采用動(dòng)態(tài)性能優(yōu)越的驅(qū)動(dòng)裝置，增強(qiáng)伺服裝置的抗壓、抗載能力等。當(dāng)數(shù)控設(shè)備的伺服裝置選定后，還應(yīng)該在系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置方面進(jìn)行優(yōu)化，可以選擇盡可能高的位置環(huán)增益，以保證各進(jìn)給軸的位置開環(huán)增益相等。伺服系統(tǒng)對(duì)直線、圓弧加工的影響及抑制方法：①速度誤差不影響單軸直線加工時(shí)停止位置的準(zhǔn)確性，只是在時(shí)間上實(shí)際位置達(dá)到指令位置有些滯后，但不影響精度。②當(dāng)各進(jìn)給軸位置開環(huán)增益不相等時(shí)，以45°時(shí)加工誤差最大。③加工圓弧時(shí)，為抑制伺服系統(tǒng)引起的輪廓加工誤差，首先應(yīng)設(shè)置各進(jìn)給軸位置開環(huán)增益相等，且盡可能大。

3.2提高床身導(dǎo)軌的幾何精度

現(xiàn)代科技在機(jī)械制造行業(yè)的廣泛應(yīng)用，數(shù)控加工設(shè)備也逐漸呈現(xiàn)出高速、高效、高精度的趨勢(shì)。數(shù)控加工技術(shù)發(fā)展的同時(shí)也對(duì)數(shù)控設(shè)備的結(jié)構(gòu)提出了相應(yīng)的要求，比如數(shù)控機(jī)床底座鑄件的重量及承重、承壓要求，數(shù)控導(dǎo)軌的精度、抗壓、防震設(shè)計(jì)等。一般來說，全功能數(shù)控車床為了保證各方面功能實(shí)現(xiàn)，會(huì)使用斜床造型來簡(jiǎn)化鑄件整體結(jié)構(gòu)，降低機(jī)床自身重量?；诹W(xué)角度考慮，采用斜床后的機(jī)床多采用封閉式筒形結(jié)構(gòu)，如此會(huì)大大提升機(jī)床整體的抗扭與抗彎強(qiáng)度，以確保設(shè)備在復(fù)雜的工況作業(yè)下，能夠始終維持良好的穩(wěn)定性。再者，從刀位的的移動(dòng)速度來看，隨著速度的加快要求導(dǎo)軌具備更好的抗負(fù)荷能力；為了保證數(shù)控車床在高負(fù)荷切削的條件下?lián)碛辛己玫木缺３中院洼^高的剛性，可以采用鑲鋼滑動(dòng)導(dǎo)軌副結(jié)構(gòu)，以確保導(dǎo)軌獲得最佳的幾何精度。

4、結(jié)束語

數(shù)控機(jī)床的加工精度是保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提條件，如何進(jìn)一步確保數(shù)控加工精度已經(jīng)成為機(jī)械制造業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的課題。隨著我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的飛速發(fā)展，數(shù)控加工設(shè)備作為其中重要的生產(chǎn)設(shè)備，在制造業(yè)中占有重要的地位。數(shù)控加工過程中，影響其加工精度的因素眾多，需要針對(duì)不同原因引起的加工誤差采取對(duì)應(yīng)的措施，以最大程度的保證數(shù)控加工質(zhì)量。

作者:溫知新 單位:深圳大學(xué)工程訓(xùn)練中心

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篇7

一、《數(shù)控機(jī)床》課程中實(shí)施虛擬仿真教學(xué)的意義

1.課程特點(diǎn)必須實(shí)施虛擬仿真

《數(shù)控機(jī)床》課程涉及知識(shí)面較廣，它的教學(xué)內(nèi)容包含有識(shí)圖能力、金屬材料、力學(xué)、機(jī)械傳動(dòng)、公差、電氣控制、液壓控制、數(shù)控原理等專業(yè)知識(shí)，其專業(yè)性很強(qiáng)，離開了實(shí)踐環(huán)境，課程的教學(xué)達(dá)不到教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)效果，更談不上專業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)。本課程完全實(shí)施實(shí)踐是不能滿足教學(xué)內(nèi)容系統(tǒng)化和基礎(chǔ)理論夠用的需求，根據(jù)本課程的特殊性，課程的教學(xué)應(yīng)在虛擬仿真的環(huán)境中實(shí)施，完成數(shù)控結(jié)構(gòu)、調(diào)試及保養(yǎng)等核心教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)。

2.實(shí)踐需求必須實(shí)施虛擬仿真

很多職業(yè)學(xué)校的數(shù)控機(jī)床課程教學(xué)缺少實(shí)習(xí)場(chǎng)所，目前添置的數(shù)控維修裝置一般采用實(shí)驗(yàn)臺(tái)，對(duì)本門課程的教學(xué)不能完全適用。

3.教學(xué)改革必須實(shí)施虛擬仿真

很多學(xué)校的數(shù)控機(jī)床實(shí)驗(yàn)室建設(shè)跟不上數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)發(fā)展的步伐，仿真系統(tǒng)要做到數(shù)控機(jī)床硬件為較前沿狀態(tài)，能展現(xiàn)數(shù)控前沿技術(shù)。

二、《數(shù)控機(jī)床》課程與虛擬仿真的對(duì)接策略

1.數(shù)控機(jī)床虛擬仿真的特點(diǎn)

數(shù)控機(jī)床虛擬仿真的優(yōu)勢(shì)有投資小、直觀、安全、耐用無損耗，學(xué)生可以自由地操作演練，實(shí)現(xiàn)反復(fù)訓(xùn)練及多種層次的實(shí)訓(xùn)教學(xué)。直觀的數(shù)控仿真運(yùn)行過程，采用三維動(dòng)畫的方式能真實(shí)地反映數(shù)控機(jī)床各系統(tǒng)的工作原理，把抽象的、難以表達(dá)的原理內(nèi)容變得生動(dòng)、形象、逼真，教師可以控制原理的演示進(jìn)程。

2.數(shù)控機(jī)床仿真制作的要求

（1）數(shù)控機(jī)床仿真必須實(shí)現(xiàn)三維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

數(shù)控機(jī)床虛擬仿真軟件及課件必須能提供數(shù)控機(jī)床中各個(gè)組成部分零部件的三維實(shí)體造型，虛擬仿真中實(shí)現(xiàn)零件的360度的回旋查看，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)及縮放，充分反映各個(gè)零部件的真實(shí)結(jié)構(gòu)，通過零部件的透明、隱藏和剖面屬性設(shè)置，使學(xué)生能深入清楚地觀察數(shù)控機(jī)床的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，最終實(shí)施交互式教學(xué)。

（2）數(shù)控機(jī)床仿真必須實(shí)施虛擬拆裝

虛擬拆裝是理實(shí)一體化的直接體現(xiàn)，通過數(shù)控機(jī)床的虛擬零部件的拆裝，讓學(xué)生了解數(shù)控機(jī)床裝配的基本知識(shí)、工藝要求及拆裝順序，既可以實(shí)現(xiàn)Z向、Y向、X向伺服拆裝，也可以實(shí)現(xiàn)整機(jī)的機(jī)械拆裝。仿真拆卸中列出本實(shí)驗(yàn)所需要用的設(shè)備、儀器、儀表、工具等，所有設(shè)備等均制作三維模型，并可跟真機(jī)一樣操作使用。根據(jù)仿真中提供設(shè)備、儀器、儀表、工具等的操作使用方法或使用說明書，學(xué)生可以方便地找到故障現(xiàn)象、故障設(shè)置點(diǎn)，總結(jié)出故障原因，設(shè)定故障排除過程。

（3）數(shù)控仿真中應(yīng)包含保養(yǎng)與維護(hù)

按照數(shù)控機(jī)床保養(yǎng)的內(nèi)容及規(guī)定，讓學(xué)生進(jìn)行了仿真保養(yǎng)及日常維護(hù)的操作，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)訓(xùn)一體化的教學(xué)目的。

（4）數(shù)控仿真應(yīng)加強(qiáng)資源庫建設(shè)

通過豐富的多媒體素材、三維模型，交互操作的課例不斷充實(shí)，形成專業(yè)教學(xué)的資源庫；編制大量的試題，運(yùn)用練習(xí)程序?qū)崿F(xiàn)交互式練習(xí)，實(shí)現(xiàn)自學(xué)與訓(xùn)練結(jié)合，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)評(píng)分與教學(xué)進(jìn)度管理，最終實(shí)現(xiàn)學(xué)生的鑒定與考核。

仿真是一種教學(xué)手段，實(shí)施仿真后再實(shí)施真實(shí)的實(shí)踐體驗(yàn)，既是對(duì)知識(shí)的體驗(yàn)和再認(rèn)識(shí)，也是對(duì)學(xué)生安全保護(hù)的一種方法。目前，學(xué)生安全問題放到一個(gè)很重要的位置上，實(shí)施仿真教學(xué)在多個(gè)環(huán)節(jié)上具有較明顯的優(yōu)勢(shì)特征，我們有理由相信：數(shù)控機(jī)床虛擬仿真教學(xué)是教學(xué)手段中不可缺少的一環(huán)。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳波，伊延吉.仿真軟件在數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用淺析[J].科技信息，2010（19）.

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【關(guān)鍵詞】多工位；專用夾具；夾具布局

0 前言

數(shù)控加工技術(shù)作為一種先進(jìn)制造技術(shù)，在當(dāng)前零件加工中占有十分重要的位置[1]。多工位數(shù)控加工將多個(gè)加工工位布置在一臺(tái)數(shù)控機(jī)床上，通過對(duì)數(shù)控機(jī)床及機(jī)械手的聯(lián)動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)加工零件自動(dòng)裝夾，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)加工，使加工過程緊湊，提高加工效率，保證加工精度，降低人工成本。

在數(shù)控加工中，數(shù)控夾具的設(shè)計(jì)和裝配是生產(chǎn)加工的重要組成部分[2]，數(shù)控夾具設(shè)計(jì)的優(yōu)劣將直接影響零件的質(zhì)量和加工的效率，夾具的設(shè)計(jì)必須保證工件安裝簡(jiǎn)單，定位精確，夾緊力可靠。因此，如何O計(jì)優(yōu)質(zhì)可靠的夾具及合理安裝布置夾具是現(xiàn)代制造技術(shù)的一個(gè)重要研究課題[3]。本文以實(shí)現(xiàn)方形鋁塊表面多工位連續(xù)加工為樣本，設(shè)計(jì)開發(fā)數(shù)控專用夾具，對(duì)夾具在工作臺(tái)上的合理布局和夾具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程兩方面進(jìn)行探究。

1 工作臺(tái)布局及加工流程

多工位數(shù)控加工專用夾具布置如圖1所示，五工位均布，結(jié)構(gòu)相同，布局緊湊，分別進(jìn)行平面銑削、型腔銑削、曲面加工、校標(biāo)加工和鉆孔加工等五個(gè)工位加工。其加工流程為：首先通過控制系統(tǒng)操縱機(jī)械手夾持待加工件，由裝在機(jī)械手的感應(yīng)器讀取夾持鄰面的尺寸，然后根據(jù)尺寸數(shù)據(jù)調(diào)整機(jī)械手將待加工件準(zhǔn)確放到待加工工位①，同時(shí)執(zhí)行工位①平面加工，當(dāng)工位①加工完成，機(jī)床傳輸加工完成信號(hào)給機(jī)械手，機(jī)械手將工位①零件夾到待加工位②，并將待加工位①零件放入加工工位①，按此順序執(zhí)行后面加工操作直至五個(gè)面全部加工完成，最后由機(jī)械手將成品件放到指定區(qū)域。待所有工位都加工完成，工作臺(tái)重新移到工位①，進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。

2 夾具方案設(shè)計(jì)及工作原理

多工位數(shù)控加工專用夾具設(shè)計(jì)如圖2所示，主要由定位裝置和氣動(dòng)夾緊裝置兩部分組成[4]。

2.1 定位裝置

定位裝置主要由底板和三個(gè)定位塊組成，其中的兩個(gè)定位塊安裝在垂直相排布的同一平面上，從而限制了零件的部分自由度。為了減少設(shè)計(jì)步驟，簡(jiǎn)化加工工藝，縮短加工時(shí)間及節(jié)約加工成本，設(shè)計(jì)的三個(gè)定位塊在尺寸和外形上保持一致性，采用一次性線切割完成。為了保證及時(shí)清理切屑，保證連續(xù)定位精度，設(shè)計(jì)過程中充分考慮排屑空間。

2.2 氣動(dòng)夾緊裝置

氣動(dòng)夾緊裝置主要由氣缸組件、中間連接塊和楔形塊組成。氣缸組件的氣缸桿鉸接中間連接桿，中間連接桿上設(shè)有斜導(dǎo)向面，斜導(dǎo)向面正對(duì)著楔形塊的楔形面，且落在楔形塊的來回伸縮軌跡上。為了滿足不同尺寸規(guī)格的方形鋁塊加工需求，在中間連接塊上設(shè)計(jì)了可調(diào)壓緊裝置，其裝置主要由螺桿和螺母組成，螺母固定在中間連接塊上，螺桿的一側(cè)端面旋入螺母后貫穿中間連接桿。

2.3 夾具工作原理

氣缸組件的氣缸桿通過帶動(dòng)整個(gè)中間連接件向工件夾緊方向移動(dòng)，在楔形塊和可調(diào)壓緊裝置的共同作用下，將方形鋁塊固定在工作臺(tái)上，使整個(gè)工件夾緊定位，實(shí)現(xiàn)氣缸桿單方向運(yùn)動(dòng)控制兩個(gè)垂直方向的夾緊力。

3 結(jié)論

本文從多工位數(shù)控加工專用夾具的布局和設(shè)計(jì)出發(fā)，重點(diǎn)介紹了多工位數(shù)控加工的流程、夾具設(shè)計(jì)的特點(diǎn)及夾具工作原理。夾具設(shè)計(jì)過程遵循一致性原則，具有較好的通用性，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝夾方便，布局合理，定位準(zhǔn)確。

【參考文獻(xiàn)】

[1]盛伯浩.我國(guó)數(shù)控機(jī)床現(xiàn)況與技術(shù)發(fā)展策略[J].制造技術(shù)與機(jī)床，2006（2）：17-21.

[2]黃劍波.數(shù)控機(jī)床夾具的發(fā)展[J].電子機(jī)械工程，2011，27（5）：33-36.

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關(guān)鍵詞：光柵尺 數(shù)控機(jī)床 應(yīng)用 維修

中圖分類號(hào)：TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-3973（2013）009-056-02

在數(shù)控機(jī)床位置檢測(cè)系統(tǒng)中，檢測(cè)裝置作為核心部件為保證機(jī)床加工精度和速度要求扮演重要角色。由于線性光柵尺動(dòng)態(tài)性能良好，運(yùn)動(dòng)速度恒定性高，能夠直接測(cè)量機(jī)械位置，因此能夠最準(zhǔn)確的反應(yīng)機(jī)床的實(shí)際位置，是所有采用閉環(huán)控制機(jī)床和設(shè)備上進(jìn)給軸的最佳選擇。

1 線性光柵尺工作原理

光柵尺位置測(cè)量系統(tǒng)由光源、透鏡、指示光柵、光電元件、信號(hào)處理電路以及標(biāo)尺光柵組成。通常情況下，除標(biāo)尺光柵外，光源、透鏡、指示光柵、光敏元件和信號(hào)處理電路裝在一個(gè)部件內(nèi)，這個(gè)部件稱為讀數(shù)頭。線性光柵尺依據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的原理來產(chǎn)生光信號(hào)，這些信號(hào)經(jīng)過光電器件的轉(zhuǎn)換處理后，用來檢測(cè)機(jī)械裝置的位移，如圖1所示。輸出信號(hào)是由光源通過刻在直線尺或盤片的柵格線后，再經(jīng)光電轉(zhuǎn)換裝置的處理產(chǎn)生的。讀數(shù)裝置由光源、刻線玻璃與柵格窗、以及光電二極管接收裝置組成。紅外線光束被光電二極管接收前，先通過有刻線軌跡的板與柵格窗，有刻線軌跡的板與柵格窗，有刻線軌跡的板與柵格窗間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)回產(chǎn)生正弦波形式的光波，這種光波經(jīng)光電二極管接收后，會(huì)轉(zhuǎn)換成最初始的電流正弦波信號(hào)，這些電信號(hào)的周期與柵距是一樣的。

2 線性光柵尺的優(yōu)勢(shì)分析

線性光柵尺在測(cè)量直線軸位置的時(shí)候無需其他任何附加機(jī)械傳動(dòng)部件，控制環(huán)囊括全部進(jìn)給機(jī)構(gòu)，安裝在滑板上的線性光柵尺可以檢測(cè)出機(jī)械傳遞誤差并能在控制系統(tǒng)電路中給予修正。因此，線性光柵尺能夠消除以下誤差：（1）滾珠絲杠溫度特性導(dǎo)致的位置誤差；（2）滾珠絲杠的反向間隙誤差；（3）滾珠絲杠螺距誤差引起的運(yùn)動(dòng)特性誤差。因此，線性光柵尺是高精度定位和高速加工必備測(cè)量裝置。

3 機(jī)械結(jié)構(gòu)與性能

3.1 機(jī)械結(jié)構(gòu)

數(shù)控機(jī)床所用的線性光柵尺均采用封閉式結(jié)構(gòu)（如圖2所示）：鋁制金屬外殼能夠保護(hù)光柵尺、掃描單元以及軌道免受灰塵、切屑和切削液的污染；自動(dòng)向下壓下的彈性密封條保持外殼的密封；掃描單元的運(yùn)動(dòng)軌道摩擦力很小，軌道內(nèi)置在光柵尺上；連接器將掃描單元和安裝板連接在一起并補(bǔ)償光柵尺和機(jī)床導(dǎo)軌的不對(duì)正誤差；光柵尺和安裝板間的橫向和軸向誤差允許為2至3mm，具體數(shù)值與光柵尺型號(hào)有關(guān)。

3.2 溫度特性

切削速度的提高和全封閉機(jī)床的廣泛應(yīng)用使機(jī)床防護(hù)罩內(nèi)的溫度不斷提高。由于線性光柵尺的溫度特性直接決定著機(jī)床加工精度，因此，線性光柵尺的溫度特性指標(biāo)越來越重要。一般線性光柵尺的溫度特性應(yīng)與工件或所測(cè)對(duì)象一致。當(dāng)溫度發(fā)生變化的時(shí)候，線性光柵尺的膨脹或收縮特性必須是確定的和可重現(xiàn)的。線性光柵尺所用的光柵基體具有確定的熱膨脹系數(shù)，用戶可以選擇最適合其應(yīng)用所需溫度特性的線性光柵尺。

3.3 動(dòng)態(tài)性能

機(jī)床效率和機(jī)床性能的不斷提高必然要求更大的進(jìn)給速度和更高的加速度，同時(shí)還必須保持高水平的加工精度。要快速和準(zhǔn)確地傳遞進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，就要求機(jī)床和線性光柵尺具有更高的剛性。 HEIDENHAIN公司的線性光柵尺在測(cè)量方向上有很高的剛性。這是機(jī)床達(dá)到高質(zhì)量和高精度運(yùn)動(dòng)軌跡的重要因素。此外，光柵尺優(yōu)良的動(dòng)態(tài)性能還來源于它重量輕的運(yùn)動(dòng)部件。

3.4 耐用性

機(jī)床進(jìn)給軸的運(yùn)動(dòng)行程非常長(zhǎng)，三年的運(yùn)動(dòng)行程通常要達(dá)到10，000 km。因此，光柵尺的長(zhǎng)期穩(wěn)定和堅(jiān)固可靠格外重要：它是保證機(jī)床穩(wěn)定可用的基礎(chǔ)。由于線性光柵尺在設(shè)計(jì)中充分考慮了各個(gè)細(xì)節(jié)，即使光柵尺工作多年后依然能正常使用。使用壽命長(zhǎng)是因?yàn)椴捎梅墙佑|的光電掃描法掃描測(cè)量基準(zhǔn)，而且光柵尺外殼中的掃描光柵采用滾珠導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)。這種密封結(jié)構(gòu)，加上特殊的掃描原理和通過壓縮空氣建立正壓環(huán)境的支持使線性光柵尺具有超強(qiáng)的抗污能力。完善的防護(hù)裝置確保優(yōu)異的抗電氣噪聲的能力。

4 應(yīng)用與維修

對(duì)于機(jī)床控制而言，線性光柵尺能夠消除滾珠絲杠的反向間隙、消除絲桿、導(dǎo)軌由于溫度變化所帶來的位置誤差、消除滾珠絲杠的螺距誤差所帶來的位置誤差。線性光柵尺常常應(yīng)用于以下場(chǎng)合：高精密機(jī)床（提高加工精度，提升產(chǎn)品的品質(zhì)）；大型機(jī)床（大型龍門、臥加、鏜銑床等使用光柵尺能夠減小由于過長(zhǎng)的傳動(dòng)鏈帶來的傳動(dòng)誤差，同時(shí)減小溫度變化帶來的形變誤差）；采用直驅(qū)技術(shù)的新型電機(jī)（直線電機(jī)等）。

維修案例1：

某機(jī)械廠有的TH6940數(shù)控加工中心采用SIEMENS 840D系統(tǒng)，在使用過程中產(chǎn)生了25000異常報(bào)警，是Y軸光柵尺的硬件故障，通過修改30200和30240參數(shù)屏蔽光柵尺后異常報(bào)警消失，故障源除了光柵尺外還有電纜和測(cè)量板，因?yàn)閅軸光柵尺拆卸有一定難度，就首先從較容易拆卸的測(cè)量板入手，Y軸測(cè)量板與其它軸型號(hào)相同所以可以調(diào)換檢驗(yàn)，調(diào)換后發(fā)現(xiàn)機(jī)床正常，故故障為Y軸測(cè)量控制板與功率模塊之間的連接插針接觸不良所導(dǎo)致。

維修案例2：

某公司的數(shù)控加工中心縱向工作臺(tái)的線性光柵尺（SIEMENS）在測(cè)量數(shù)據(jù)過程中丟數(shù)（即工作臺(tái)移動(dòng)全程記錄的數(shù)據(jù)變小，而返回到終點(diǎn)數(shù)據(jù)也不能減計(jì)數(shù)到零）。首先確定是讀數(shù)頭部分還是信息處理電路的故障。由于只是縱向工作臺(tái)的移動(dòng)測(cè)量數(shù)據(jù)出錯(cuò)，而其它方向的測(cè)量數(shù)據(jù)均無異常。把縱向讀數(shù)頭的信號(hào)送到其它方向的信息處理電路，測(cè)量的數(shù)據(jù)仍然是錯(cuò)誤的，故判斷故障在讀數(shù)頭。經(jīng)細(xì)致檢查，懷疑故障可能是光敏元件不良，換上新的光敏元件，故障消除。

篇10

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；技術(shù)；電氣系統(tǒng)；故障分析

隨著現(xiàn)代城市化進(jìn)程的加快,全國(guó)各大中小城市無論在城市基礎(chǔ)建設(shè)及規(guī)模的擴(kuò)展上,還是各種各樣的數(shù)控企業(yè)的增加上都有著空前的飛躍。大到國(guó)家，小到一個(gè)家庭都在不斷的需求數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)的供應(yīng)，這就顯得數(shù)控技術(shù)尤為重要；為了充分發(fā)揮數(shù)控資源的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)字程序控制的技術(shù)，從而來滿足人們?cè)跀?shù)控技術(shù)資源上的需要。本文主要是通過對(duì)數(shù)控機(jī)床的電氣系統(tǒng)進(jìn)行分析，并將其數(shù)控技術(shù)的穩(wěn)定使用來滿足當(dāng)代人們的需求。

1數(shù)控機(jī)床的概述

1.1數(shù)控機(jī)床的基本知識(shí)。所謂的數(shù)控機(jī)床，也就是數(shù)字控制機(jī)床，是利用一種裝有程序控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的機(jī)床。該控制系統(tǒng)能夠有邏輯地處理具有控制編碼或者其他符號(hào)指令規(guī)定的程序，并將其翻譯、編碼，并用代碼化的數(shù)字進(jìn)行表示，在通過信息載體進(jìn)行輸入數(shù)控裝置中。在通過運(yùn)算進(jìn)行處理，再由數(shù)控專職進(jìn)行發(fā)出各種控制信號(hào)。老控制機(jī)床的相關(guān)動(dòng)作，根據(jù)圖紙要求的形狀和尺寸的零件一一進(jìn)行加工出來。對(duì)于數(shù)控機(jī)床來說，它更好的解決了復(fù)雜、精密、多品種的零件的加工問題，它是一種高效能的自動(dòng)化機(jī)床，代表了現(xiàn)代機(jī)床控制技術(shù)的發(fā)展新方向。

1.2數(shù)控機(jī)床的工作原理。對(duì)于數(shù)控機(jī)床的工作原理來說，主要是在普通機(jī)床上進(jìn)行加工零件時(shí)，機(jī)床的運(yùn)動(dòng)開始與結(jié)束，運(yùn)動(dòng)的先后順序、刀具及零件的相對(duì)位置等等都要由人工進(jìn)行完成，在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行加工零件，就需要把加工零件所需要的所有機(jī)床動(dòng)作按照程序的行駛進(jìn)行記錄下來，保存在某種存儲(chǔ)物上面，并輸入到數(shù)控裝置中，由數(shù)控裝置進(jìn)行一一處理程序，然后再將其控制信號(hào)發(fā)在制定的機(jī)床上進(jìn)行驅(qū)動(dòng)相關(guān)的機(jī)床，進(jìn)而協(xié)調(diào)機(jī)床上的每一個(gè)動(dòng)作，使其產(chǎn)生的主要運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)等一系列的機(jī)床運(yùn)動(dòng)，最后，來完成零件的加工工作。

1.3數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)。現(xiàn)今，數(shù)控技術(shù)和數(shù)控裝備是每個(gè)國(guó)家工業(yè)現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)。我國(guó)數(shù)控技術(shù)與世界現(xiàn)今國(guó)家相比雖然會(huì)有差距，但這就說明，我們要更加了解數(shù)控技術(shù)國(guó)內(nèi)外的法杖狀況對(duì)我國(guó)數(shù)控領(lǐng)域的發(fā)展會(huì)有一定的重要意義。數(shù)控技術(shù)已經(jīng)四十多年的歷史，他主要是被應(yīng)用在機(jī)械學(xué)、控制學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)及電子學(xué)等等基礎(chǔ)學(xué)科，它將會(huì)發(fā)展一門具有綜合性的新型學(xué)科。數(shù)控機(jī)床會(huì)向個(gè)性化、開放性方向進(jìn)行發(fā)展；個(gè)性化的發(fā)展包括：高速化、高精度化、智能化、復(fù)合化及柔性化等等，個(gè)性化的發(fā)展可更好地促進(jìn)機(jī)床的效率和加工的精度，而智能化的發(fā)展更加為其后續(xù)的診斷故障和維修故障提供方便；開放性的發(fā)展可以使軟件平臺(tái)和硬件平臺(tái)的開放式系統(tǒng)，也可以更好地解決傳統(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)都會(huì)存在一定的問題。因此，目前利用開放性數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)章、通信規(guī)范、運(yùn)行平臺(tái)及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等進(jìn)行研究其核心，數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來之路。

2數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)的分析

2.1數(shù)控機(jī)床對(duì)電氣系統(tǒng)的要求。對(duì)于數(shù)控機(jī)床的電氣系統(tǒng)的基本要求來說，其中要包括：較高的穩(wěn)固性、新技術(shù)的發(fā)展、穩(wěn)定的安全性、方便維護(hù)及良好的控制性等等。一是，穩(wěn)固性，數(shù)控機(jī)床是長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備，就說明其本身就具有很高的穩(wěn)固性；二是，新技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床在保證穩(wěn)固性的基礎(chǔ)上，電氣系統(tǒng)要具有一定先進(jìn)性，才能更好地為生活中的新型組合功能電氣元件的使用和新型電子電氣的使用；三是，電氣系統(tǒng)的裝置絕緣要做好防護(hù)，接地也要牢固，其操作人員更要做足安全問題；四是，數(shù)控機(jī)床中的電氣系統(tǒng)會(huì)比較復(fù)雜，會(huì)有很多的易損部件就需要進(jìn)行維護(hù)，萬一出現(xiàn)故障，就需要故障排除，方便器件的維護(hù)才是最為重要的；因此，良好的控制性是必須的。

2.2電氣系統(tǒng)的故障分析及診斷方法。對(duì)于電氣系統(tǒng)的故障分析來說，首先，要利用直觀法來進(jìn)行診斷，并利用感官進(jìn)行檢查。例如，可以利用人的感官對(duì)故障發(fā)生時(shí)的各種光、聲和味等各種現(xiàn)象來進(jìn)行觀察，就需要維修工作人員要有一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并利用各種學(xué)科的知識(shí)和綜合判斷的能力進(jìn)行對(duì)電氣系統(tǒng)的故障診斷；其次，要利用參數(shù)調(diào)整法進(jìn)行診斷，數(shù)控參數(shù)會(huì)直接影響數(shù)控機(jī)床的性能。數(shù)控系統(tǒng)在設(shè)置中的參數(shù)會(huì)根據(jù)從不同的機(jī)床、不同的工作狀態(tài)的要求，而這些參數(shù)不僅僅會(huì)使電氣系統(tǒng)與具體機(jī)床直接相互匹配，更是使機(jī)床各項(xiàng)功能達(dá)到最佳化的狀態(tài)。同時(shí)，也要對(duì)對(duì)維修人員的要求會(huì)很高，這樣對(duì)具體系統(tǒng)的主要參數(shù)會(huì)十分知曉，而且一定要有豐富的電氣調(diào)試經(jīng)驗(yàn)；最后，要利用交換法進(jìn)行診斷，當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)故障的時(shí)候，就可以利用系統(tǒng)中的相同兩個(gè)板互換進(jìn)行相關(guān)的檢查，并將一系列相應(yīng)的參數(shù)進(jìn)行交換來確定其故障問題；所以，一定要考慮周全，設(shè)計(jì)好一定的方案，并做好交換檢查的需要。

3數(shù)控機(jī)床的日常維護(hù)

3.1電源的維護(hù)及保養(yǎng)。對(duì)于數(shù)控機(jī)床的電源維護(hù)來說，一定要確定電壓值是否正常、電氣連接是否接觸不良、開關(guān)是否有效及電氣和接觸器是否正常工作等等，要確定以上幾種檢查是否安全，才能更好地為數(shù)控機(jī)床的電源及時(shí)進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)。

3.2電氣部分的維護(hù)保養(yǎng)。為了降低數(shù)控機(jī)床的故障率，就要提高數(shù)控機(jī)床工作效率，所以更加度數(shù)控機(jī)床做好定期的日常維護(hù)和定期的保養(yǎng)。在電氣部分主要包括：電源輸入線路、繼電器、接觸器及控制電路，所以具體檢查的步驟主要分為以下幾種：1）檢查電源的電壓值是否正常，若輸入的電壓要是超出一定范圍，就需要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整；2）檢查所用電氣的連接是否正常；3）檢查各類開關(guān)是否有效，更加可以借助數(shù)控系統(tǒng)的變成控制其輸入輸出模塊上的LED指示燈進(jìn)行檢查確認(rèn)。綜上所述,安全穩(wěn)定的數(shù)控機(jī)床是數(shù)控系統(tǒng)的主旋律，也是整個(gè)計(jì)算機(jī)平臺(tái)上的永恒主題。在當(dāng)前數(shù)控技術(shù)隨著時(shí)代的快速發(fā)展而大幅度提高的同時(shí)，應(yīng)做好工作人員的操作安全管理知識(shí)，只有通過合理和健全的制度，嚴(yán)格的管理，先進(jìn)的方法，有力的完善數(shù)控技術(shù)和數(shù)控機(jī)床的建設(shè)，才能使國(guó)家數(shù)控系統(tǒng)走向標(biāo)準(zhǔn)化的道路。提高數(shù)控機(jī)床在正常工作環(huán)境下的可靠性和安全性，能夠滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，才能更好地促進(jìn)數(shù)控機(jī)床操作在周圍環(huán)境下和諧建的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]陸偉.數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)的特點(diǎn)及維修關(guān)鍵技術(shù)分析[J].電子技術(shù)與軟件工程，2015（17）：124.