华中数控车（精选10篇）
华中数控车 篇1
摘要：本文针对宏程序编程的特点, 以及宏程序的应用阐述了宏程序编程的优点及必要性。再通过一个典型实例, 对宏程序的编程进行了阐述, 在实际教学中有非常强的实际意义。
关键词：宏程序,特点,实例
一、宏程序编程的特点
随着数控技术的快速发展以及数控车技能大赛的举行, 在数控车竞赛中会经常遇到复杂轮廓的加工, 如椭圆、抛物线、双曲线等, 采用常规的数控编程指令, 需要计算每个节点的坐标值, 不但计算量大、精度差、编程速度慢, 而且容易出错, 难以满足生产要求。若采用CAD/CAM软件自动编程, 也需要大量时间来建模和处理, 而且程序过于冗长, 程序传输速度慢导致加工滞后, 且空刀多, 浪费时间。随着数控技术的发展, 现在先进的数控系统不仅向用户编程提供了一般的准备功能和辅助功能, 而且为编程提供了扩展数控功能的手段, 宏程序的出现为此类图形的编程提供了很好的解决办法。宏程序在数控车中的运用越来越广泛, 掌握它的编程, 掌握一定的编程模式, 对刚开始接触数控车宏程序的学生可以大大降低学生接受的难度, 从而提高教学的效果。宏程序也属于计算机高级语言编程, 它可以在程序中使用变量, 通过对变量进行赋值, 变量可以进行算术运算, 逻辑判断和跳转等操作。
二、宏程序的应用
(1) 宏程序在实际生产中的应用
在实际生产中, 宏程序编程是自动编程的有效补充。使用CAD/CAM软件编程一般都存在工作量大、程序庞大和加工参数不易修改等缺点, 只要任何一个加工参数发生变化, 软件就要根据变化后的加工参数重新计算刀具轨迹, 任何智能化的软件也不能避免这一步骤。在实1.机械零件上常见的一些典型结构, 如多边形槽、圆槽、孔系、内外球面和倒R面等, 在采用了宏程序编程之后, 只要是同一类型的零件, 不论尺寸如何变化, 都可以用同一程序来完成加工, 而操作者只需在加工前把反映零件关键尺寸的参数输入即可。
2. 在车削零件加工中, 可以通过G代码编程与宏程序编程相结合的方式, 来实现几乎所有零件的加工。
3. 对中等难度的零件来说, 使用宏程序编程可以选择更加合适的走刀方式。由于应用了大量的编程技巧, 使得宏程序的精度很高, 这样不仅使程序段大大的缩短了, 而且也比自动编程的程序加工时间要少了很多。
(2) 宏程序在数控编程教学中的应用
与G代码编程方式相比, 宏程序编程要更加复杂, 不再是利用已有的编程指令, 而是输入相应的参数。在进行宏程序编程之前学生必须对所加工的零件有全面的了解, 如:为什么该零件要使用宏程序编程, 用其它简单的编程方法是否可以实现;零件的哪些参数要设为变量, 是什么类型的变量;要用到哪些数学知识;使用何种语句, 达到什么样的加工效果, 等等, 在综合的考虑好这些问题之后方能进行编程。虽然这些问题对于高职学生来说是有一定难度的, 但这也正是学生能力的最好体现。
(3) 宏程序在数控大赛中的应用
纵观近几年国家、省和市级的各种数控大赛, 基本上还是以手工编程为主来实现零件的加工。如何做到在有限的时间里和有限的零件载体上体现出选手的综合素质, 需要参考多项指标, 而宏程序编程就是其中重要的一项。
三、编程实例
手动编写下图零件的程序:
参考文献
[1]陈光伟.关于宏程序循环语句的应[J].Equipment Manufac-turingTechnology, 2010 (5) :100->～103.[1]陈光伟.关于宏程序循环语句的应[J].Equipment Manufac-turingTechnology, 2010 (5) :100->～103.
[2]王宏颖, 彭二宝.变量和宏程序在数控编程中的应用[J].机床电器, 2007 (2) :11->～14.[2]王宏颖, 彭二宝.变量和宏程序在数控编程中的应用[J].机床电器, 2007 (2) :11->～14.
[3]陈海洲.数控铣削加工宏程序及应用实例[M].北京:机械工业出版社, 2007.[3]陈海洲.数控铣削加工宏程序及应用实例[M].北京:机械工业出版社, 2007.
华中数控车 篇2
华中系统：
开机：旋起机床总电闸→按下机床电源按钮→等待机床启动→旋起机床急停按钮（注意华中机床的急停按钮有两个，一个在面板上，一个在手轮上）
回零：按下回零键→分别对Z、X、Y三轴回零（如果不能回零，检查机床坐标轴是否超程）→机床报警解除
对刀：
1、主轴正转（按下MDI按钮→输入M03 S400→按ENTER确定键→按下自动→按下循环启动铵钮→主轴正转）。
2、对Z轴
在手轮方式下移动铣刀沿z方向靠近工件上表面边，直到铣刀端刃轻微接触到工件表面，听到刀刃与工件表面的摩擦声。记住此时不要移动主轴的位置，按“F5（设置）→F1（坐标系设定）→按显示切换键切换至坐标显示面板→把此时显示的机床坐标值Z分别输入到F1（G54设定）与F7（工件坐标系设定）中。如图所示
Z向对刀示意图
注意：刀具与工件接触一定要使刀具旋转起来，刀具没有旋转是不能接触工件的。
3、X、Y轴轴对刀：
控制机床运动，使刀具与毛坯左侧垂直边缘相切如图所示，(在手轮方式下移动铣刀沿X方向靠近工件左边，直到铣刀周刃轻微接触到工件表面，听到刀刃与工件表面的摩擦声（或有铁屑飞出→记录此时显示的机床坐标值X1→把刀具移动到工件别一侧，接触工件侧边→记录此时显示的机床坐标值X2→然后通过计算（X1+X2）/2所得的值输入到F5（设置）下的F1（G54设定）与F7（工件坐标系设定）中）。+Z方向抬刀。
用同样的方法试切工件前后面找到Y轴的坐标输入F5（设置）下的F1（G54设定）与F7（工件坐标系设定）中，到此时水平坐标系就确定了。如图所示。
对刀示意图
对刀验证： MDI输入：G54 G90 M03 S500 G01 X0 Y0 Z20 F200 按下自动，循环启动，验证对刀
调程序：
在主菜单中按F1（程序）→选择O0001→按ENTER键确定 工件加工：
按下自动键→按下循环启动→机床运动
注意事项：
1、在对刀过程中，对刀输入的计算值是机床坐标值。
2、主意在操作过程中要会对主菜单与副菜单的切换F10。
华中数控自主创新启示录 篇3
胡锦涛总书记2006年1月9日在全国科技大会上的讲话中指出，把掌握装备制造业和信息产业核心技术的自主知识产权作为提高我国产业竞争力的突破口。掌握一批事关国家竞争力的装备制造业和信息产业核心技术，使制造业和信息产业技术水平进入世界先进行列。
国务院2006年2月9日发布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要 （2006━2020年）》中，再次将先进制造业列为重点优先领域,确定了高档数控机床与基础制造技术等16个重大专项。要求用高新技术改造和提升制造业，大力推进制造业信息化，全面提升制造业整体技术水平。
2005年10月11日，中国共产党第十六届中央委员会第五次全体会议通过的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十一个五年规划的建议》中要求：加快发展先进制造业。坚持以信息化带动工业化，广泛应用高技术和先进适用技术改造提升制造业，形成更多拥有自主知识产权的知名品牌，发挥制造业对经济发展的重要支撑作用。要将高档数控机床、软件等作为核心产业来抓。
日前颇具影响力的日本《选择》月刊登载《中国国家昌盛而民族工业走向衰亡》一文，文章指出，“中国企业只是关注使用外国技术，依靠低成本生产产品，而不是全力开发独自技术。”作者还特别提醒，“中国企业需要尽早明白，技术和品牌只能通过自己公司一点点地积累建立起来。”
“若从近几年中国制造业的发展态势来看，这话并非危言耸听。”陈吉红博士说，装备制造业是一个国家综合制造能力的集中体现，重大装备研制能力是衡量一个国家工业化水平和综合国力的重要标准。当前一场以信息技术为特征的全球化制造业革命正在波澜壮阔地展开，尤其是数控技术，已成为快速响应市场并赢得竞争与胜利的主要手段。
现年40岁的陈吉红是华中科技大学国家数控系统工程技术研究中心主任、武汉华中数控股份有限公司董事长，还是全国优秀博士后，主持、承担和参加了国家3个863计划项目、两个国家“九五”攻关项目、两个国家“十五”攻关项目，是数控领域知名的专家。十多年来的企业拼搏生涯使得他对中国装备工业的国产化具有颇深的感触。
据专家介绍，高档数控机床和高性能数控系统是具有高利润的高技术产品，西方国家一直将其列为超越经济价值的战略物资进行管制。一个非常明显的例证就是，美国于1999年5月“出笼”的《考克斯报告》，甚至对我国南昌飞机制造公司购买的一批美国上世纪70年代旧数控设备发难，指控我国将其用于军工生产。到2000年10月，美国参议院还通过了《控制高技术机床出口法案》，进一步管制数控产品出口。
但另一方面，我国高性能数控系统基本依赖进口。自上世纪90年代以来，我国对数控装备的市场需求急剧增加，到2003年已成为世界第一大消费国、进口国和第四大生产国。据统计资料显示，截至2005年底，日本发那科公司和德国西门子公司两大数控业巨头在中国的数控系统销售量分别为12000台和7000台，基本上垄断了中国中高档数控系统市场。
陈吉红说，经过不懈的努力，华中数控走过了中国数控产业从黑暗到曙光初现的艰辛历程。
技术路线另辟蹊径
在这一市场环境下，过去数十年间，中国数控产业经历了“三打祝家庄”，“屡战屡败、屡败屡战”的困境。但一个无法回避的事实就是，对于数控系统这样的战略高技术，靠花钱引进根本办不到；盲目效仿国外，也只会落后挨打，受制于人；中国数控产业的惟一出路，就是走自主创新之路，用中国人自己的核心技术振兴中国数控产业。
“为此，我们抛弃了西方普遍采用的‘基于专用计算机’的研发思路，走‘通用工业微机为硬件平台’的创新技术路线。”陈吉红介绍说，运用常规的工业计算机和电子器件，自主开发出打破国外封锁的多轴联动高性能数控系统，华中数控逐步完成了从创新的思想转化为科技成果的“第一级跳”。
这一创新的技术路线避开了制约我国数控系统发展的硬件制造“可靠性”瓶颈，使得中国数控系统产业与国际同行站在了同一起跑线上，通过软件技术的创新，实现了数控系统技术的突破，用通用的工业计算机和电子器件，自主开发出打破国外封锁的多轴联动高性能数控系统。
利用已取得的科技成果吸引风险资金，华中数控的一批年轻、高学历的创始人全身心地投入到从科技成果向高科技产品转化的“第二级跳”中。
在产品化过程中，对于这一批从大学校门走出来的创业者们而言，首先需要从根本上实现校园文化向企业文化“脱胎换骨”的转变，克服以前“重科研，轻工程化；重论文，轻工艺；重技术，轻市场”等观念。在残酷的市场竞争中，陈吉红逐渐意识到，确定产品的合理市场定位才是科技成果转化成败的关键，而在闯过产品关之后，还须在激烈的市场竞争中去创品牌，并形成产业规模，否则就是“做小了等于白做，做慢了等于自杀”。
在2001年，国家发改委以国家高技术产业化示范工程项目进行支持，使得华中数控走出校园，在华中科技大学科技园建起一个占地60亩的现代化产业基地，实现了从一个“小作坊”式的公司向现代化生产企业转变、从产品化向产业化转化的“第三级跳”。
另一方面，华中数控推行了“千山万水、千家万户、千辛万苦、千言万语”的“四千”策略，并运用创新的市场策略——“让开大道，占领两厢”的“游击战术”，即先以数控改造旧机床和开拓数控装备教育市场为突破口，逐渐在市场中站稳脚跟。
在产业方面，华中数控建成了年产5000台套高性能数控系统的生产能力，具有自主知识产权和高性价比的“世纪星”高、中、低端系列数控系统产品完成工程化和商品化，销售近万台套；具有自主知识产权的系列数字交流伺服驱动单元和主轴伺服驱动单元已完成工程化和商品化，销售2万多台；成为目前国内惟一拥有成套核心技术自主知识产权和自主配套能力的企业；8个产品获得国家重点新产品称号；华中数控系统与国内数十家一流主机厂实现了批量配套，销售额连年翻番；公司已跃身为中国数控系统行业的强势品牌。
从2002年开始，华中数控与大连机床集团、济南第一机床厂等数十家国内一流主机厂实现了中高档数控机床的批量配套。华中数控与桂林机床股份有限公司合作，开发研制出了配备华中数控系统的五坐标联动龙门铣床，安装在某飞机制造公司，成为我军工企业首次购买和使用全国产化五坐标联动数控设备。华中数控分别与武汉重型机床厂、齐重数控装备股份有限公司，共同开发了“七轴五联动重型车铣复合加工中心”，共同打造一批“共和国当家设备”。
三年来，华中数控各项经济指标持续三年保持大幅增长，销售额连年翻番，逐步从数控行业的“游击队”变成了振兴国产数控系统产业的“主力军”。
搏击国际市场
据了解，我国投资占GDP的40%以上，其中设备投资占投资总额的40%，进口设备占设备投资的2/3以上。大量进口装备养肥了跨国公司的同时，削弱了本国的装备工业。
近年来，随着以华中数控为代表的国产中高档数控系统进入国防工业系统并在国内占有一定的份额，打破了西方对中国中高档数控市场的垄断。但对于刚刚起步发展的中国数控系统产业，西方企业不惜代价进行“围剿”。
对于数控系统出口，国际上通常有一个不成文的“惯例”，即“出口此类产品要求对最终用户和最终用途进行调查，不得用于军事工业，不得出口第三国”。比如我国高价进口的五坐标联动数控机床，都是在承诺不用于他途的条件下，才得以进口，而且外国公司对功能和性能进行了裁减和限制，设备的后续技术服务很难得到保障。
一个十分明显的动向便是，不少跨国公司正觊觎我国机械行业排头兵企业，实施并购计划，而在我国机械工业重要零配件、整机及重大装备领域，合资合作事件仍有蔓延之势。
不仅如此，由于中国数控技术的进步以及民族数控系统企业迅速成长，西方公司近年来还对中高档数控系统进行了大幅降价。当华中数控成功开发五轴联动数控系统，并与桂林机床共同推广应用于国防工业和发动机增压涡轮制造时，一位外国公司亚洲总裁非常震惊，专门向所在国政府打报告，要求放松对中国进口五轴联动数控系统的限制。
国外还针对我国市场推出低价产品，特地为中国市场定制裁减了功能配置的数控系统，以进一步抗衡国产系统在价格上的优势。
此外，外国公司均不约而同地采取了“高附加值产品销售——落后技术转让——合资办厂”等手段占领中国市场，即先将其落后淘汰的两个系统技术转让给北京某研究所，但仍将核心硬件芯片控制在手中；我国还没有来得及消化吸收，这家公司又将其性能质量更好、集成度更高的数控系统产品推向中国市场，以抑制中国引进的技术实现产业化。合资办厂是外国公司的第三步，所谓的合资生产不过是全套散件进口，国内装配，中国根本不能掌握关键技术。
面临如此严峻的竞争态势，华中数控迎刃而上，在国际上唱响中国声音，也赢得西方大公司的尊重。在首届“华中数控杯”数控技能大赛上，在全国决赛中选用华中数控系统的选手近100名，他们在与选用进口系统的选手比赛时，充分发挥了华中数控系统运行安全可靠、编程简化方便、操作直观宜人等功能优势，在编程操作中得心应手，有30多人进入了获奖选手行列，获奖比例位居第一。
值得一提的是，在长达14天，每天长达15个小时高强度的决赛实操比赛中，配置华中数控系统的26台国产数控机床经受了考验，没有出现故障，没有因为机床故障影响选手比赛，一点也没输给国外知名公司的中高档数控系统。
“客观地说，华中数控在与西门子、发那科的同台较量中，打了一个漂亮仗。”陈吉红说。
2004年，受国家科技部国际合作司委托，华中数控举办了一届“2004年发展中国家数控技术国际培训班”，短短数月中就收到10个国家的近50名学员的报名信息，最后录取了来自越南、巴基斯坦、马来西亚、伊拉克、蒙古、埃及、印尼七个国家的18名学员，均为这些国家优秀的教师、工程技术人员和管理人员。这些学员回国以后就代表该国企业采购了大批华中数控的设备，公司据此开始切入国际市场，并取得辉煌业绩。
开创高校“产学研”新路
早在1995年，华中科技大学用已取得的科技成果吸引风险资金，发起组建了武汉华中数控股份有限公司，一批年轻有为、愿意探索自主创新路线的热血青年，全身心地投入到从科技成果向高科技产品转化中。
与社会企业相比，高校背景的企业具有先天的产学研结合的优势。产、学、研就像科技成果转换必须开足马力运行的三部“机器”，协调得好，就会互相促进、快速发展。但由于三部“机器”的最终目标和考核方式不一致，协调不好，则相互之间会出现尖锐的矛盾，从而导致科技成果与产品化、产业化的目标无法实现。
2000年，国家科技部批准华中科技大学和华中数控共同组建国家数控系统工程技术研究中心，为了数控中心和华中数控产学研协调发展，华中科学大学提出了转变观念，转换机制，坚持“四统一”管理模式，即统一思想、统一规划、统一管理、统一待遇。
经过五年的运作，“四统一”的管理模式是华中数控产学研协调发展的根本保证。这使得企业与学校内部实行了产、学、研一体化，把小作坊式的科研个体转变成协同作战的科研团队；产业、科研和教学之间的互相支撑，科研成果源源不断向产业转移，产业业绩为申报科研项目提供方向和支撑，科研和产业为培养高层次人才提供平台。
如今，华中数控已建立起现代企业制度，明晰了产权关系，实行了骨干持股，当年的创业者完成了“脱胎换骨”的转变——从一个技术开发者，变成一名技术开发组织者、知识型科技企业家；与此同时，校园文化变成先进企业文化，克服了以前高校科技成果普通存在的“重技术，轻市场；重技术，轻管理；重研究，轻工程化”的观念。
在华中数控采用产、学、研紧密结合的组织结构模式下，一方面研究、开发和生产经营高度统一，一切工作以数控产业为中心；另一方面，以华中数控为纽带，建立起与全国数控机床用户、机床生产厂、数控系统生产厂的紧密合作和技术辐射，从而构成大环境的产、学、研相结合。
机遇与挑战
据有关专家分析，民营企业的发展壮大已形成了数控机床的广阔市场，未来我国对数控装备的市场需求还会继续大幅增长，预计到2010年，全国数控系统需求将在10万套以上。
“数控系统是数控机床总成本的重要部分，特别是在国产中高档数控机床上，数控系统约占机床总成本的30%～50%。”陈吉红说，如果我国数控机床配备的是国外数控系统，那么数控机床产品销售额约一半就是在为国外推销数控系统，“即使我国数控机床产业发展壮大了，我国的机床厂也不过是国外产品的‘加工中心、组装中心’，而不是‘制造中心’。”
中国机床工具工业协会会长吴柏林认为，进口数控系统垄断国内中高端市场，一方面是由于我们在某些技术质量方面的问题确实没有完全解决，而另一方面更为重要的是市场对国产数控系统的认可度仍然不高。“低端产品上我们已经占领了国内市场，在高端产品上我们差在技术，而在中档产品上虽然技术没有问题但还没有实现产业化，这也是发展国内数控系统产业最需要解决的问题。”
与此同时，由于市场认可度低也导致企业规模上不来，这也进一步加剧了国产数控系统质量的不稳定和成本优势不明显。“国内企业一年的中档数控系统产量也不过几百台，好一点的上千台，但发那科和西门子的年产量都在几万台、十几万台的水平，基本上垄断了中国中高档数控系统市场。产量上不来，技术质量和稳定性就很难提高，成本更是降不下来，在市场上就没有竞争力，这样就更没办法上规模了。”吴柏林不无焦虑地说。
中国机械工业联合会秘书长于清笈在2005年10月底曾表示，振兴装备制造业是实现国富民强的战略举措，一些初具实力的国内企业应当勇敢地担起这一重任。据悉，国务院即将出台《关于加快装备制造业振兴的若干意见》，将成为指导我国装备制造业发展的一个法规性，纲领性文件，“大力振兴装备制造业，是贯彻落实科学发展观、走新型工业化道路，提高国际竞争力、实现国民经济全面协调、可持续发展的战略举措”是该文件的基本精神。
但是，技术上的突破并不等于市场上的突破。“虽然华中数控十多年来取得了一些成绩，但离国家要求还有距离，还只是起了‘堵枪眼’的作用，”陈吉红说，面对强大的国外对手，华中数控在国内的份额仍不高，“如何从技术突破到产业突围，是中国数控产业最终能否做大的关键。”
为国家战略利益鼓与呼
陈吉红认为，目前我国中高档数控系统产业化面临的最大问题仍是消除国内用户对国产数控系统的可靠性疑虑，迅速提高市场占有率，但面对已获取巨额利润的国际巨头的品牌优势、技术优势和营销手段，单靠企业孤军奋战，难以扩大市场份额，攻关成果也难以产业化，“天长日久，民族数控产业难免最终被挤垮。”
为此，陈吉红提出了三个建议：其一是加大数控系统共性、自主技术研发的投入，力争在高档型高性能数控系统的关键核心原创技术方面取得突破，并实现工程化。其二是出台国产数控系统产业的增值税“即征即返”政策，取消歧视国产数控系统的采购政策，在政府采购招标项目，应优先选用国产数控系统，同时进行政策资金引导，支持机床厂与系统厂建立战略联盟。其三是，实施“国产数控系统的产业化工程”和“国产数控系统可靠性与应用示范工程”两个专项，培育民族数控旗舰企业。
陈吉红还呼吁，国家应加大对国产数控系统的产业化支持力度，通过国家投入，在重点行业、重点企业持续进行国产数控系统的可靠性考核验证和应用示范。同时，国家应加大对数控系统关键共性技术的投入，特别是加速制订“下一代数控系统体系结构的规范和标准”，力争在高档高性能数控系统的关键核心技术方面取得制高权。
陈吉红表示，华中数控完全有信心在国家有关政策的支持下，构筑国家层面的产学研大平台。再用3年的时间，努力使数控系统年销售量从目前的4000台，提高到30000台，市场份额提高到25％，从而彻底改变中国机床装备制造业“无脑”和使用“洋脑”的现状。
“‘十一五’期间，华中数控将抓住机遇，不断创新，进一步做大做强，完成向社会化市场竞争主体转变的‘第四级跳’，”陈吉红说。随着制造业发展的大好时机的到来，华中数控将“沿着实现中国民族数控工业的产业化、标准化和国际化的道路，打造出一艘共和国数控系统产业的航空母舰。”
华中数控现象的五点启示
启示之一：只有技术路线创新才能突破西方封锁
过去数十年间国家曾投入数亿元开展数控攻关，但总体思路还是引进国外技术，而国外对我国却一直采取技术封锁、高档产品限制、低档产品倾销的歧视政策，中国数控产业一直找不到一条“突围”之路。
华中科技大学几代数控专家们通过惨痛的教训悟出一个道理：对于数控系统这样的战略高技术，靠花钱引进根本办不到；盲目效仿国外，也只会落后挨打，受制于人；中国数控产业的惟一出路，就是走自主创新之路，用中国人自己的核心技术振兴中国数控产业。通过软件技术的创新，华中科技大学自主开发出打破国外封锁的4通道、9轴联动“华中Ⅰ型”高性能数控系统。“华中Ⅰ型”高性能数控系统获得了国家科技进步二等奖。
启示之二：科技成果转化的核心是与市场接轨
华中科技大学的数控专家们通过十多年的产业化艰辛过程深深体会到：开发科技成果难，科技成果转化为产品更难，高科技产品实现产业化可谓难上加难，这其中付出比例是1：10：100的关系。
1995年，华中科技大学用已取得的科技成果吸引风险资金，发起组建了武汉华中数控股份有限公司。在华中科技大学前校长、中国工程院院士周济的领导下，一批年轻有为，愿意探索自主创新路线的热血青年，全身心地投入到从科技成果向高科技产品转化中。在西方数控系统公司的强大攻势下，华中数控采取了创新的市场策略——“先占两厢、后进大道”的“游击战术”，即先以数控改造旧机床和开拓数控装备教育市场为突破口，逐渐站稳脚跟，最后全线突破西方公司封锁。
启示之三：产学研结合是实现科技成果转化的重要手段
2000年，国家科技部批准华中科技大学和华中数控共同组建国家数控系统工程技术研究中心，这标志着华中数控从数控行业的“游击队”成为了“主力军”。为了国家数控中心和华中数控产学研协调发展，华中科学大学提出了转变观念，转换机制，坚持“四统一”管理模式：统一思想；统一规划；统一管理；统一待遇。
经过五年的运作，四统一的管理模式是华中数控产学研协调发展的根本保证。这使得公司与学校内部实行了产、学、研一体化，把小作坊式的科研个体转变成协同作战的科研团队；产业、科研和教学之间的互相支撑，科研成果源源不断向产业转移，产业业绩为申报科研项目提供方向和支撑，科研和产业为培养高层次人才提供平台。
启示之四：国家对重点产业的扶持是科技成果转化的保障
在发展之初，华中数控“腹背受敌”最困难时候，国家科技部对华中数控的创新技术路线给予了高度肯定，就像当年扶持04程控交换机国产化一样，通过国家重点攻关计划、863计划和国家工程中心建设项目给予重点支持。1999年，在科技部的1000万元的863计划项目的带动下，华中数控一次性获得了5000万元的社会新增投资，为产业化发展奠定了物质基础。
1999年，国家发改委将“高性能数控系统产业化”选为国家高技术产业化示范工程项目立项支持。华中数控被评为武汉国家高技术产业化项目建设先进单位，被国家发改委授予首批百家“国家高技术产业化示范工程”企业，成为“用国债资金发展高科技产业，带动中国装备工业发展”的成功典范。
启示之五：高校成果产业化要以国家使命为目标
华中数控积极参与国家军事现代化建设，不仅改造了几百台军工企业装备，而且发现了新的军工用途。几年来华中数控西安东方机械厂、西安柴油机厂等一批军工企业改造了几百台装备，让这些国内外装备重新焕发生机，解决国防工业的燃眉之急，而且培养了一大批高级数控装备人才。
华中“世纪星”系列数控系统 篇4
技术特点及应用领域
世纪星系列数控系统 (HNC-21T、HNC-21M/22M) 相对于国内外其他同等档次数控系统, 具有以下几个鲜明特点:
1、高可靠性
选用嵌入式工业PC;全密封防静电面板结构, 超强的抗干扰能力。
2、高性能
最多控制轴数为4个进给轴和1个主轴, 支持4轴联动;全汉字操作界面、故障诊断与报警、多种形式的图形加工轨迹显示和仿真, 操作简便, 易于掌握和使用。
3、低价位
与其他国内外同等档次的普及型数控系统产品相比, 世纪星系列数控系统性能/价格比较高。如果配套选用华中数控的全数字交流伺服驱动和交流永磁同步电机、伺服主轴系统等, 数控系统的整体价格只有国外同档次产品的1/2到1/3。
4、配置灵活
可自由选配各种类型的脉冲接口、模拟接口交流伺服驱动单元或步进电机驱动单元;除标准机床控制面板外, 配置40路光电隔离开关量输入和32路功率放大开关量输出接口、手持单元接口、主轴控制接口与编码器接口, 还可扩展远程128路输入/128路输出端子板。
5、真正的闭环控制
世纪星系列数控系统配置交流伺服驱动器和伺服电机时, 伺服驱动器和伺服电机的位置信号是实时反馈到数控单元, 由数控单元对它们的实际运行全过程进行精确的闭环控制。
华中“世纪星”数控系统目前已广泛用于车、铣、磨、锻、齿轮、仿形、激光加工、纺织、医疗等设备, 适用的领域有数控机床配套、传统产业改造、数控技术教学等。
市场预测
目前, 我国机械制造工业的发展水平低下, 相当多的企业所使用的设备仍是最简单的普通机床。我国机床的拥有量达400万台, 但其中数控机床仅占2%, 而西方发达国家已经达到30%-40%。若我国机床数控化率提高1%, 即需要4万套数控系统, 按每套约5万元计算, 则产生近20亿元的市场需求。
经济效益分析
世纪星系列数控系统性价比较高, 配置世纪星系统的数控机床可以大大提高经济效益。
服务内容
1、为机床制造企业提供数控系统, 合作生产适销对路的数控机床, 提高机床的附加值。
2、应用高科技的数控技术, 为我国的制造业的骨干重点企业改造机床, 使老设备恢复使用并提高性能, 为企业节约大量的设备购置费用。
合作方式
1、为机床制造企业提供数控系统解决方案;
2、为各类企业提供机床设备数控改造工程服务;
3、为各类学校提供数控人才培养方案和设备。
单位:华中科技大学
地址:湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号
华中数控车 篇5
关键词：加工中心；宏程序；椭球面；轨迹方程；高等数学
TG659
一、加工工藝安排
1.加工中刀具轨迹采用Z向分层法切削；
2.为了避免刀具Z向切入工件里面时，刀具靠近轴心的主刀刃强力挤削而切削热急剧增高，致使主刀刃红硬性变差，刀具快速磨损，切削能力快速下降，导致刀杆摆动幅度增大，然而造成加工表面过切或者残余面积超出参数设定值，工件表面加工出较差的表面粗糙度。因此，采用球刀由下至上的分层切削法加工椭球面比较合理。
从理论上来讲，我们按以上加工方案及要求，采用宏程序编程在三轴数控加工中心或数控铣床上加工椭球面时在各平面内计算的球刀中心轨迹是等距线，可是目前大多数加工椭球面时在各平面内计算的球刀中心轨迹并非是等距线，而是椭圆长短轴分别加球刀半径后的所计算出椭圆近似椭圆的公式，如图2
如图中半椭球方程为： （z>0，a>b>c） 其中a、b、c分别为椭球的长轴、中轴、短轴对于等距线 ，很多宏程序中是采用参数方程为 （r为球刀半径， 为离心角角度变量增值）来计算椭圆的。实际上因为该等距线方程与原椭圆的轴长，刀具半径，离心角均有关，而此公式把球刀半径与椭球半径始终看作球刀中心与椭球中心之间的距离直线来计算椭圆的。可我们发现除了几个象限位置点之外，其余刀位点球刀中心与椭球中心之间并不等于球刀半径加椭球半径的距离直线了。所以这种近似代替在一定条件下会带来较大的形状误差。为此以下通过公式计算推导，求得新公式之后，再采用华中数控系统的编程指令格式进行编程加工彻底消除采用参数方程为 进行计算编程近似等距椭球面的形状误差。
二、数学计算
四、结束语
华中数控车 篇6
数控机床通过零件加工程序得到圆弧的起点、终点,顺圆还是逆圆及其圆心相对于起点的偏置量(或半径),就能够以一定的进给速度加工出圆弧轮廓来。其之所以能够控制刀具相对于工件走出圆弧轨迹来,是由于系统具有圆弧插补功能。常见的数控机床只具有直线和圆弧插补功能。随着科技的不断进步和工业产品日益多样化,加工零件中越来越多出现了各种凹凸椭圆轮廓。对于椭圆轮廓的加工编程,通常需在编程前根据容差要求采用拟合法用直线(或圆弧)对特殊轮廓进行分段逼近并给出相应节点坐标值,费时、费力、程序过长、精度没法保证,甚至难以完成。
本文针对椭圆曲线的特性,利用插补思想,并结合车削的特点和实际中各种零件椭圆轮廓形状特征构建了实现椭圆轮廓插补算法的数学模型,并利用华中系统宏程序语言编写出具有椭圆“插补”功能的参数化宏程序,其适合各类凹凸椭圆轮廓加工。编程者仅仅需要设置若干椭圆形状特征的参数并调用该程序即可,和圆弧插补指令一样简单好用,并且编程精度容易控制。
1 椭圆轮廓“插补算法”
圆弧插补和直线插补能够在一段直线轮廓或圆弧轮廓的起点和终点之间,自动计算出若干中间点的坐标值并控制机床运动,从而使零件的加工编程得以简化。因此要实现椭圆轮廓加工的高效编程,需要系统具有根据容差要求计算椭圆其轨迹节点坐标的能力,本文称为“椭圆插补”,它可以避免拟合法所带来的复杂计算问题,且便于控制形状与尺寸误差。该“椭圆插补”插补功能可通过如下轮廓“插补算法”实现。
首先,确定椭圆轮廓节点坐标方程。以椭圆圆心为原点、长短轴为坐标轴建立椭圆坐标系,并计算出椭圆轨迹的起点和终点所对应的圆心角θ1和θ2;设θ0为角度步长量;θ为角度自变量;让自变量θ在θ1和θ2之间按步长量θ0递增(或递减),按式(1)、式(2)节点坐标方程可求得椭圆轮廓轨迹从起点到终点之间的若干个不超过一定间距的椭圆轮廓上顺序点即节点的位置。这种数据点密化过程,就是椭圆轮廓“插补”。
其次,椭圆轮廓“插补”尽管能求出在椭圆坐标系中轨迹的中间点的坐标值,但往往零件中椭圆坐标系和工件坐标系不平行即有一定的夹角,并且原点还不重合。因此需要通过坐标系的旋转和平移转化为工件坐标系中点的坐标值。对于坐标系的不平行,我们假设两坐标系原点重合,算出工件坐标系的Z轴和椭圆坐标系的某一相近的轴即坐标轴Z1)的交角并令其为α。通过坐标系旋转公式实现两坐标系间点的坐标值转化。其坐标系旋转公式为:
对于坐标系原点的不重合,我们可以通过用相邻点对应坐标点的差值来走刀,即增量坐标加工而不予考虑。这样会使我们的程序适合所有的椭圆轨迹加工,并且简单。对于椭圆轨迹的不同加工方向可通过改变步长量θ0值的正负来实现,当椭圆轨迹加工起点所对应的圆心角θ1大于终点所对应的圆心角θ2时为负值,否则相反。具体流程图如图1所示。
2 椭圆轮廓“插补指令”的编程实现和应用
2.1 椭圆轮廓插补程序的参数
华中系统HNC-21T的子程序数据可以利用字段参数名传递。当调用宏时,系统自动将当前程序段各字段A~Z共26个字段名(如果其没有定义则为零)的内容拷贝到宏执行时的局部变量#0~#25。以凹(或凸)椭圆轮廓为例来分析,需要设置的参数位置如图2,对应子程序中参数命名如表1所示。
2.2 椭圆轮廓插补程序的调用指令和编写代码
M98 P1111 M1θNθ2 Oθ0 LαAa Bb;//M98是子程序调用指令;1111为子程序名。
子程序的宏程序代码如下:
从上面编制的零件程序可以看出,轨迹加工时每一个中间节点位置的计算是由数控系统来完成,相邻节点的间距是由自变量#14的值控制并且是可重新修改的;采用宏程序编写的椭圆轮廓加工程序简洁、简短且不易出错,易于保证零件加工精度。
2.3 VNUC数控仿真加工软件验证
采用数控加工仿真软件验证如图3所示,其中左图是凸形椭圆轮廓,椭圆坐标系与工件坐标系交角为-45º;右图是凹形椭圆轮廓,两坐标系的交角为-30º。该程序在机床上验证是可行的,并被用来加工椭圆轮廓,在编程时可作为一条“插补指令”直接调用。
3 结论
随着具有椭圆轮廓的零件越来越普遍,直接利用数控系统所提供的圆弧插补和直线插补指令编写椭圆轮廓加工程序,计算量大、程序长且加工精度难以保证。按照插补的思想并利用宏程序语言的灵活性、通用性和智能性等特点,在分析各类凹凸椭圆轮廓形状特征的共性的基础上编写的参数化椭圆轮廓加工程序简洁易读、逻辑严密、加工精度易于控制。该程序通过字段名进行数据传递适用各类椭圆轮廓加工,像一条插补指令那样好用。编程者不必读懂宏程序代码,仅需对以字段名命名的参数赋值即可。本文的方法也可用于构建其它特殊轮廓的“插补指令”。这对于提升数控编程效率具有重要现实意义。本文的方法也可用于构建其它特殊轮廓的“插补指令”。
参考文献
[1]关雄飞.数控加工工艺与编程[M].机械工业出版社,2011.
华中数控系统的备份和还原 篇7
因此必须对数据的备份工作一定做好, 以防意外的发生。对于不同的系统数据的备份和恢复的方法会有一些不同, 但是都是将系统数据通过某种方式存储到系统以外的介质里。
1 数控系统简介
本文是以华中世纪星HNC-21/22型, 开放式数控系统为例, 介绍系统的备份和还原的方法。
“世纪星”系列数控系统HNC-21/22采用先进的开放式体系结构, 内置嵌入式工业PC (磐仪N511或研华PCM5824) , 配置7.7//或10.4//彩色液品显示屏和通用工程面板, 集成进给轴接口、主轴接口、手持单元接口、内嵌式PLC接口于一体, 采用电子盘程序存储方式以及软驱、DNC、以太网等程序交换功能、具有低价格、高性能、配置灵活、结构紧凑、易于使用、可靠性高的特点。闪存采用CF卡或电子盘, 系统为DOS6.22。
2 备份所使用软件简介
2.1 Symantec Ghost (克隆精灵) (Symantec General HardwareOriented Software Transfer的缩写译为“赛门铁克面向通用型硬件系统传送器”) 是美国赛门铁克公司旗下的一款出色的硬盘备份还原工具, 早期的Ghost名前并没冠以Symantec的大名。Ghost可以实现FAT16、FAT32、NTFS、OS2等多种硬盘分区格式的分区及硬盘的备份还原。
2.2 串口通讯是工业上常用的数据传输方式, 串口通讯和其他任何通讯方式一样, 也必须使用一种统一的标准。我们现行系统采用的是广泛使用的RS232标准, 这种标准允许最大通讯距离为15米。用户端通过RS232串口传输或接受数控系统中的加工代码、PLC文件、参数文件等。在数控装置端, 我们运行的是带有DNC传输功能的数控软件;而在上位计算机端, 我们则采用的是一个独立的串口程序DNC软件包。
3 使用GHOST软件备份系统操作步骤
首先, 将系统CF卡, 在断电下, 拔出。使用读卡器, 连接至PC。XP系统会发现可移动磁盘。
其次, 运行GHOST。
我们在XP系统下, 运行GHOST32.EXE。使用Ghost进行系统备份, 有整个硬盘 (Disk) 和分区硬盘 (Partition) 两种方式。在菜单中点击Local (本地) 项, 在右面弹出的菜单中有3个子项, 其中Disk表示备份整个硬盘 (即克隆) 、Partition表示备份硬盘的单个分区、Check表示检查硬盘或备份的文件, 查看是否可能因分区、硬盘被破坏等造成备份或还原失败。
分区备份作为个人用户来保存系统数据, 特别是在恢复和复制系统分区时具有实用价值。Ghost还提供了一项硬盘备份功能, 就是将整个硬盘的数据备份成一个文件保存在硬盘上 (菜单Local→Disk→To Image) , 然后就可以随时还原到其他硬盘或源硬盘上, 这对安装多个系统很方便。这个用在开放式数控系统的备份还原上。
选Local→Disk→To Image菜单, 弹出硬盘选择窗口, 开始分区备份操作。
点击该窗口中白色的硬盘信息条, 选择硬盘, 进入窗口, 选择要操作的分区 (若没有鼠标, 可用键盘进行操作:TAB键进行切换, 回车键进行确认, 方向键进行选择) 。
在弹出的窗口中选择备份储存的目录路径并输入备份文件名称, 注意备份文件的名称带有“GHO”的后缀名。最好是使用机床或系统的编号来备份机床的系统文件, 不同的系统所对应的机床, 在出厂是进行过间隙补偿, 等一系列针对机械的补偿。不同机床注册文件也不同。
接下来, 程序会询问是否压缩备份数据, 并给出3个选择:No表示不压缩, Fast表示压缩比例小而执行备份速度较快, High就是压缩比例高但执行备份速度相当慢。
最后选择Yes按钮即开始进行分区硬盘的备份。Ghost备份的速度相当快, 不用久等就可以完成, 备份的文件以GHO后缀名储存在设定的目录中。
整个系统的备份已经完成。里面包含了开放是华中系统HNC-21, DOS6.22。和系统文件, 包括注册文件。
3.1 还原系统的步骤
如果硬盘中备份的分区数据受到损坏, 用一般数据修复方法不能修复, 以及系统被破坏后不能启动, 都可以用备份的数据进行完全的复原而无须重新安装程序或系统。当然, 也可以将备份还原到另一个硬盘上。
要恢复备份的分区, 就在界面中选择菜单Local→Disk→From Image, 在弹出窗口中选择还原的备份文件, 再选择还原的硬盘和分区, 点击Yes按钮即可。
注意:开放式华中系统21, 采用的是DOS6.22为其运行平台, 文件系统为FAT16, 系统最大支持为2G。使用GHOST软件实现的是系统的完全备份。
3.2 使用DNC传输进行系统备份和还原
对于CPU版采用研华PCM4823的世纪星, 标准配置为电子盘, 没有配置CF卡, 就不能使用GHOST软件进行备份和还原。此时可以通过软盘驱动器进行系统备份和还原, 由于软盘存储信息可靠性较低, 故不建议使用。可以通过DNC传输实现系统备份和还原。
华中数控系统支持在上位机和下位机之间的串口通讯, 串口线支持三线制和七线制, 推荐采用三线制。
通讯参数设置:波特率:设为9600bps;校验位:无;数据位:8位;停止位:1;流控:无。上位机和下位机之间参数必须相互一致, 否则不能正常通讯。
该软件的主要功能包括:参数的上传和下载;上传PLC和下载PLC;下载G代码和发送G代码。
说明:上图为华中世纪星HNC-21M数控系统文件简图。BIN目录为“系统参数结构、固定循环、字库、图标”等存放目录, PARM目录为“系统参数值、参数值备份”存放目录, PROG为用户G代码存放目录, DRV为驱动程序存放目录, DATA为“刀库信息、坐标系”存放目录。
使用DNC传输可以非常方便的实现参数的备份和恢复, PLC的备份和恢复, 但不能实现完全备份。如果系统软件数据丢失, 部分备份就无能为力, 必须要用完全备份进行恢复才能解决问题。此时可以借用DOS下的工具软件RAR来实现, 将RAR.EXE通过DNC传输到世纪星电脑上。执行RAR.EXE选择BC31、DOS、HNC-M21D目录, 生成自解压包, 此压缩包即为完全备份, 通过DNC上传到电脑, 即完成世纪星完全备份。一旦系统软件丢失, 将自解压包通过DNC传输到世纪星电脑, 解包即可。
4 小结
采用完全备份和部分备份想结合, 根据具体情况进行数控系统恢复, 修复由于系统数据紊乱导致的故障。当由于参数混乱导致系统故障, 一般通过DNC传输进行参数的恢复, 就能很快解决问题。建议在备份和恢复前运行SCANDISK进行磁盘扫描和修复, 修复磁盘可能存在的问题, 非常有帮助。
摘要：及时对数控机床的数据进行备份, 对保障数控机床正常运行具有非常重要的作用。本文以华中数控系统为例, 对数控系统的备份和还原进行了具体分析, 并给出了解决方法。
华中数控车 篇8
随着制造业的不断发展, 老式数控机床已无法满足企业生产需求, 面临着升级改造的抉择。CJK6032A数控车床为国内早期数控机床, 数控系统是基于PC机控制的华中2000型系列[1], 主轴转速采用机械式手动调节, x、z轴进给使用步进电机驱动, 使用时间长。近几年机床频繁出现报警, 故障率升高, 维修成本增加, 生产效率降低, 严重影响企业的正常生产。针对这种情况, 我们检测了机床机械性能和电气系统等部件, 综合各方面考虑, 确定了CJK6032A数控车床升级改造的方案。
1 升级改造内容
1.1 数控系统
通过对数控车床各部件的检测, 可以判定机床故障率升高的主要原因是灰尘积累导致接口之间信号传输不稳定和数控系统的硬件设备老化受损[2]。为保证机床的加工精度和功能, 考虑稳定性等因素, 数控系统选择华中HNC-180xp/T3。该数控系统采用先进的开放式体系结构, 内置32位中央处理器, 配置7″彩色液晶显示屏, 集成进给轴接口、主轴接口、手持单元接口、内嵌式PLC接口于一体, 适用于数控车床控制, 满足升级改造需求, 具有高性能、结构紧凑、易于使用、可靠性高、价格低等特点。
1.2 机械结构
CJK6032A数控车床的机械结构满足刚度和精度要求, 且机床未出现过重大故障, 因此仅需对部分机械部件进行改造, 其他机械部件结构保持不变, 做好日常保养工作。由于数控系统采用了华中HNC-180xp/T3, 需选用华中系统标配的交流伺服电机作为驱动元件, 故机械结构改造主要内容是固定伺服电机和安装数控装置。
1.3 进给伺服驱动系统
CJK6032A数控车床的进给为步进电机开环控制, 稳定性差、精度低、噪声大, 结合华中HNC-180xp/T3数控系统要求, 确定某企业ST系列1.5k W交流伺服电机为驱动元件, 该电机工作可靠, 系统响应性强, 适于高速大力矩工作状态。选择华中HSV-162A-030全数字交流伺服双轴驱动器为驱动单元, 该驱动单元可同时控制2台交流伺服电机, 采用运动控制专用数字信号处理器、复杂可编程逻辑器件和智能功率模块等元器件设计, 易于安装, 调试方便, 操作简单。
1.4 主轴调速
CJK6032A数控车床的主轴电机为1.5 k W三相异步交流电机, 采用机械式手动调速。机床加工过程中主轴无法根据指令要求自动调节转速, 造成加工精度低、表面质量差、生产率低等问题。考虑控制要求和经济因素, 采用日立SJ100-037HFR变频器控制主轴电机的转速。
2 升级改造过程
2.1 数控系统连接
图1为数控系统部件连接图, 从图中可知, 华中HNC-180xp/T3数控系统与其他部件之间采用接口方式连接, 为保证数控系统能正常工作, 连接前必须理解各个接口的功能。
数控系统的XS8接口与手持单元连接;XS5接口连接主轴变频器, 控制主轴正反转、定向, 调速等功能, XS6接口外接主轴编码器, 实现螺纹车削功能和主轴转速的反馈;XS1、XS3接口提供脉冲+方向、双向脉冲、正交脉冲三种指令类型, 分别连接X轴与Z轴的伺服驱动装置;32位NPN型接口XS7和24位NPN型接口XS9, 采用光电耦合技术, 分别控制开光量的输入输出;XS10接口为RS232接口, 通过数据线与PC电脑连接, 实现加工程序传送;XS15接口为PC键盘接口, 方便操作人员使用PC键盘输入程序。
2.2 机械部件改造
对机床机械部件改造时, 首先将原有的步进电机拆下, 更换为华中系统专配的交流伺服电机, 但由于安装步进电机的法兰底座不适合安装交流伺服电机, 故需将法兰底座的安装孔重新加工, 安装后的交流伺服电机见图2所示;其次CJK6032A数控车床的数控系统是基于PC机控制的, 没有安装华中HNC-180xp/T3数控装置的电柜, 考虑到数控装置的背面与电柜之间必须留有合适的间隙以便插接电缆及散热, 因此设计电柜的加工尺寸为460 mm×300 mm×250 mm, 如图3所示。
2.3 进给伺服驱动电路改造
进给伺服驱动电路改造内容主要是华中HSV-162A-030全数字交流伺服双轴驱动器与机床其他部件的连接和驱动器参数的设置, 图4为伺服驱动电路连接图。连接的设备有X轴交流伺服电机及编码器、Z轴交流伺服电机及编码器、华中HNC-180xp/T3数控系统和驱动电源等。
华中HSV-162A-030型驱动器有位置控制和JOG控制两种方式, 驱动电源是经过伺服变压器处理过的220 V三相交流电。连接驱动器与交流伺服电机时, 驱动器上的U、V、W端口与电机绕组要对应, 保证驱动器的命令能改变伺服电机的旋转方向。驱动器参数调整应在伺服电机空载下进行, 避免损伤驱动器。
2.4 主轴调速升级
主轴调速升级主要是采用日立SJ100-037HFR变频器控制主轴三相异步交流电机的转速及方向, 改变机械式手动调速方式, 变频器与其他部件的连接是关键。由图5可知, 数控系统的XS5接口连接主轴变频器, 控制主轴正反转、定向及调速, XS6接口连接主轴编码器, 实现主轴转速的反馈;R、S、T端口连接380V外接电源;U、V、W端口连接主轴交流电机, 图5为变频器与其他部件的连接图。SJ100-037HFR变频器采用正弦波脉宽调制方式控制, 根据数控系统提供的速度指令改变输出电流的频率, 控制主轴电机的转速, 具有200%的启动力矩、结构紧凑、瞬时失电重启动等特点。
2.5 参数设置
正确的系统参数是数控机床正常运行的重要条件, 因此机床试运行前需对系统参数进行准确设置。参数设置的内容包括主轴参数、刀具和配件参数、进给轴参数、PLC参数、机床参数、轴补偿参数, 图形参数和记忆宏变量。对进给轴参数设置时, 需根据下面公式, 确定外部脉冲当量分子和外部脉冲当量分母:
G=分频分子÷分频分母。 (2)
式中:P为输入指令的脉冲数;G为电子齿轮比;N为电机旋转圈数;C为光电编码器线数, 当数控系统为华中HNC-180xp/T3时, C=2 500。
系统的其他参数应严格按照参数说明书设置, 修改参数前必须理解设定值的含义及功能, 否则可能造成严重的后果, 参数修改完成后需重启数控系统。
2.6 调试运行
机床调试前, 要确保驱动器及电机接地, 电路线连接正确。调试过程中应不断对系统数据进行备份, 避免数据丢失。
1) 机床通电试运行包括内部速度控制方式运行、JOG (点动) 运行、位置方式运行。
2) 机床调整内容包括速度控制增益调整、位置控制增益调整、电子齿轮的设置、启停特性调整、驱动器匹配不同电机时力矩限制值的调整及电流环调整。
3 结语
经过改造的CJK6032A数控车床已经投入使用机床工作过程中未发生系统故障, 运行稳定, 加工精度和生产效率都得到提高, 适于加工复杂轴类零件, 为企业节省了设备成本, 同时证明本次升级改造是成功的, 升级改造的数据为今后其它设备的改造提供了理论依据。
参考文献
[1]呼刚义, 王丽洁.基于华中数控系统的ZJK7532A数控钻铣床升级改造[J].制造业自动化, 2011, 33 (21) :146-148.
[2]尹昭辉, 周礼根.FANUC系统在数控车床改造中的应用[J].机床与液压, 2013, 41 (10) :185-187.
华中数控车 篇9
1.华中数控系统的ZJK7532A数控钻铣床升级改造内容
ZJK7532A数控钻铣床属于一种外配通用PC机中的一种经济型数控装置, 并且它是早期华中2000系列数控系统, 主轴采用机械手动变速, 采用电机开环进行进给的控制, 同时利用梯形螺纹丝杠进行相应的转动。这种系统较为落后, 在精度方面也不是十分理想。因此对其进行改造所涉及的内容有系统的升级, 其中交流伺服电机被半闭环控制, 并进行主轴无极无极调速改造, 并对机械结构进行升级。
通过对数控车床中的部件进行检测, 可以得出, 机床故障率升高的主要原因是积累了过多的灰尘, 这些灰尘的积压导致接口处信号传输不够顺畅和稳定, 进而造成硬件设备老化受损。为了使机械交工的精度以及功能得到保障, 需要对其稳定性因素进行分析, 使用的数控系统采用华中的ZJK7532A数控钻铣床。这一数控系统采用的是先进开放式系统结构, 内部设置中央处理器, 同时配以相应的显示屏, 将继承进给轴接口、主轴接口、手持单元接口等于一体, 这种系统在数控车床控制中应用, 进而使升级改造的需求得到满足。其具备性能高、结构紧凑、方便使用、可靠性高、低价格等优点。
2.华中数控系统的ZJK7532A数控钻铣床升级改造的具体方案
■2.1机械结构的改造
对机床的主轴进行改造, 需要在原有机床手段换挡三级变速的基础之上, 并对原有的三相异步电动机以及主轴的变速箱进行充分利用, 实现手动换档分段无极变速方式的控制, 需要利用变频器驱动。对这种方式进行选择, 适合在无极变速, 但是低速和高速均不需要的场合进行, 这种方式实现起来既简单方便, 还较为经济, 当速度较低的情况下, 可以对机械变速装置进行利用, 从而使输出转矩得到扩大, 但是电动机的最高转速对调速范围进行相应的限制。对进给轴进行改造的过程中, 其中的伺服机对1:1的齿形带轮, 使滚珠丝杠实现旋转, 进而使工作台的运动得以实现。将原有的梯形螺纹丝杠进行替换, 进而使机床的精度以及快速响应得到提高。
■2.2数控系统的选择
对数控系统进行选择的时候, 需要对其综合性能、可靠性以及相关的经济因素进行考虑, 对华中数控系统的ZJK7532A数控钻铣床升级改造的过程中, 可以选择华中“世纪星”数据系统, 其属于华中I型、华中2000系列数控系统基础上, 同时满足低价、简单、可靠、性能高等要求而专门开发的一种数控系统。近几年, 我国用户大大提高了对其的认可度。其主要对开放体结构进行使用, 在内部设置了一种嵌入式工业PC, 并对75″或者9.4″彩色已经显示屏以及通用的工程面板进行配置[2]。同时, 其集进给轴接口、主轴接口、内嵌式PCL接口以及手持单元接口于一体, 硬盘、DNC、电子盘等相关程序、软驱、以太网等相关程序的交换均被支持。
■2.3主轴电路
对华中数控系统的ZJK7532A数控钻铣床升级改造的过程中, 进行主轴变频调速时, 主要采用的是日立SJ200-015HFE变频器, 利用正弦波脉宽调制器实现对其的控制, 其额定2.9KVA、额定输出和输入电压三相交流380-480V+10%, 额定输出电流3.8A, 额定输入电流5.0A, 在输出所在的范围在1-360HZ, 在电机容量在1.5KW中较为适用, 可以对主轴过流、短路以及过热等故障进行报警。对相同频率以及幅值的交变电流进行输出, 并对电动机的旋转情况进行控制时, 主要是结合变频器输入速度质量以及运行状态指令进行的。其中的速度指令为0-10V的模拟电压,
■2.4进给驱动电路
以某机床改造为例, 伺服电机驱动选择的是中开发型号为HSV-16类型的全数字交流伺服驱动器, 在其的内部采用的是最新的专用运动控制DSP、FPGA、以及IPM等相对先进的技术设计。采用这种技术, 具备简单灵活、宽度速比以及对每种状态均能齐全显示的特点。选择位置方式的运行模式, 主要目的是对其位置进行有效控制, 辅助目的是对速控制和转矩控制, 进而使电机位置精度得到保障。
■2.5机床参数设置
在实际改造过程中, 需要将内部的所有硬件设备做出详细登记, 其中有功能设备的相关参数、输出和输入模块接口的相关参数、控制过程中采用的具体方式以及对应接口在设置过程中的相关参数, 进而使系中信息的相互传递得以实现。
3.结束语
对于华中数控系统的ZJK7532A数控钻铣床升级改造, 首先要了解其与当今机械生产过程中有哪些方面不想使用, 其次是根据其本身的特点以及生产需要制定科学合理的改造方案。与此同时, 在改造过程中, 需要结合相关技术规定, 对其内部结构等相关技术进行认真分析, 并结合以往实践经验, 进而保障其改造升级的合理性。
参考文献
[1]董韬.HCZX1340数控钻铣床升级改造[J].咸阳师范学院学报, 2013, 04:33-35.
[2]王丽洁, 呼刚义, 徐德凯, 梅小宁.基于开放式数控系统的简式数控车床机电一体化升级改造的研究[J].机电工程技术, 2014, 07:19-21.
华中数控车 篇10
1 华中数控车床螺纹编程指令的区别
目前, 华中数控车床提供的螺纹编程指令有G82直进式螺纹车削单一固定循环指令、G76斜进式螺纹车削复合固定循环指令和G32直进式单行程螺纹车削指令三种。直进式螺纹切削方式和斜进式切削方式如图1和图2所示。
1.1 G82直进式螺纹车削单一固定循环指令, 使用该指令切削螺纹时, 每次只需给出终点坐标, 刀具就会按照A→B→C→D→A进行运动 (如图3所示) , 完成一次螺纹切削, 每次螺纹切削深度需要由编程者自行设定。由于两侧刃同时工作, 切削力较大, 而且排屑困难, 因此在切削时, 两切削刃容易磨损。特别是在切削螺距较大的螺纹时, 由于切削深度较大, 刀刃磨损较快, 从而造成螺纹中径产生误差, 但由于其加工的牙型精度较高, 一般多用于导程在3mm以下的小螺距螺纹加工。
1.2 G76斜进式螺纹车削复合固定循环指令。G82、G76都是螺纹加工的固定循环指令, 区别在于每用G82一次可循环执行螺纹加工全过程一次, 而G76可反复执行, 直到将毛坯加工成符合要求的螺纹。采用G76指令加工螺纹时, 只需要给出第一刀螺纹切削深度ap1, 数控系统会按照等面积切削方式自动计算出每层切削深度递减为。G76采用为单侧刃加工, 加工刀刃容易损伤和磨损, 使加工的螺纹面不直, 刀尖角发生变化, 而造成牙型精度较差。但由于其为单侧刃工作, 刀具负载较小, 排屑容易, 并且切削深度为递减式。因此, 该加工方法一般适用于大螺距螺纹加工。
若要加工高精度、大螺距螺纹则可采用G76、G82混合编程, 即先用G76粗加工, 再用G82精加工, 这样既简化了程序又保证了牙型精度。特别注意螺纹粗车到精车, 主轴转速、加工起点必须保持不变, 否则容易乱扣, 产生报废。
1.3 G32直进式单行程螺纹车削指令, 使用
1.3 G32直进式单行程螺纹车削指令, 使用该指令切削螺纹, 其加工过程和G82指令一致如图3所示, 只是其刀具移动、切削均靠编程来完成, 致使加工程序较长。所以, 在切削一般螺纹时, 需要采用直进式螺纹切削时, 用G82螺纹切削指令编程;需要采用斜进法切削螺纹时采用G76指令进行程序编制, 致使G32指令得不到使用。但G32指令配合宏指令可以完成变导程螺纹以及圆弧螺纹等特殊螺纹的加工, 是G82指令和G76指令所无法替代的。
2 G32直进式单行程螺纹车削指令格式:G32 X (U) ＿Z (W) ＿F＿P＿I＿R＿E＿
X、Z螺纹切削终点坐标;
U、W螺纹终点坐标相对起点坐标差值;
F单头螺纹时为螺距, 多头螺纹时为导程;
P螺纹车削主轴编码器对应的角度;
I为锥螺纹切削起点与螺纹切削终点的半径差值;
R Z向退尾量, 一般为:0.75p-1.25p;
E X向退尾量, 大于牙形高;
3 变螺距螺纹编程示例
加工如图4所示的变螺距螺纹。根据上述分析, 华中数控车床只能采用G34指令配合用户宏程序完成变螺距螺纹程序的编制, 为了保证螺纹的精度, 采用直进刀切削方式、等面积切削方法 (第一刀螺纹切削深度直径值为0.6mm, 每层刀具相对螺纹公称直径下降深度为0.6×, 螺纹小径=28-1.3×1=26.7mm。
【参考程序】
参考文献
[1]张伟国, 王平, 邵德杰.数控机床螺纹切削方法与应用[J].机械工人.2000, 4 (39)