数控化技术

数控化技术（通用12篇）

数控化技术 篇1

进入21世纪以来, 我国机械加工技术伴随计算机技术、信息技术和数字技术的发展取得不菲成绩, 也推动了它工业加工生产行业的进一步普及。截至目前, 不管是机械行业还是其他的一些加工产业, 数控机床都得到有效的利用, 我们从这些社会现状中不难看出深化数控机床研究的重要意义, 也为普通机床的数控化改造提供了先决条件。下面我们就普通机床数控化改造技术的应用原理、要点以及需要注意的问题进行简单的分析。

1 数控技术概述

在普通机床数控化改造技术中, 必须要提前将工程施工工艺的重点、原理以及环境进行综合考虑, 结合这些内容合理、科学的设置数控编程方式, 制定科学、严谨的改造方案。同时, 在工作中必须要注意些方方面面的问题, 一旦这些问题考虑不周, 必然会让加工产品质量出现问题, 甚至连最简单的表面精度都无法得到控制。但在具体的机床数控化改造中, 我们不仅需要重视加工工艺精确度的控制, 还要考虑每一个加工细节, 同时更是要深入的了解数控技术的内涵同特点, 从根本上杜绝各种数控机床技术问题的出现。

1.1 数控技术内涵

所谓的数控技术主要指的是在机床加工、生产过程中通过数字信息来对整个加工流程、加工内容进行全过程、全方位的现代化控制, 从而提高机械设备的加工效率以及生产管理的自动化程度, 这也是实现机械加工智能化、现代化和综合化的重要依据。目前的数控加工技术应用中主要包含了:传感检测技术、光电子技术、网络通信技术以及机械自动化加工技术等, 但不管是针对哪一种加工内容, 都必须提前预编程序, 然后采用合理、科学的程序对设备发出指令, 然后给予控制。

1.2 数控技术原理

数控技术自身通常都是以计算机操作系统为基础的, 并且将多个子系统、单元和模块同机床连接起来, 从而让机床的操作变得更加科学, 且实现无人管理、远程操纵的机床运行模式。除此之外, 在普通机床数控技术改造工作中还要确保数控化系统中编制的各种程序都能发挥相应作用, 最大限度的降低误差、控制好每一个零件之间的精确位置, 特别是控制道具以及工件的速度, 让整个刀具和工件在生产中都能按照程序给出的轨迹进行。数控机床改造的本质便是计算机系统, 因此在任何一个控制过程中我们都不能忽视计算机信号、程序的重要性, 都需要将计算机处理器对数据信息的运算、分析能力作为重点, 科学维持各运作部件的有序进行, 也只有做好这方方面面的工作, 才能让没想数据都发挥正常、科学的功能, 最终实现精密加工的目的。

2 数控技术在普通机床改造中的具体应用

数控机床已成为当今机械生产加工领域的常见内容, 它也是未来机械加工产业发展的主导方向, 要想更好的实现这一方面的内容, 就必须要将每一个环节的内容都做到详细控制, 同时尽可能的减少中转环节、降低加工工序, 将每一个加工设备和加工产业的工件数量都控制在一定范围内, 这样的加工处理方法能有效的保证数控机床的加工进度, 否则机械加工生产也就没有多大的实际意义了。就当今普通机床数控改造技术的具体利用进行分析, 主要可以分为以下几个方面。

2.1 机床设备高在的应用

在机械加工领域发展过程中, 机床设备控制技术是一项非常重要的技术, 对于机械加工业的发展起着重要作用, 是现代机电一体化的重要组成部分, 在很大程度上提高了机床的生产效率。数控计算机发出的控制指令, 通过控制机床中心系统作用于机床并执行如冷却泵的起停等各种顺序动作指令, 从而使得机床能够按所编的程序自动加工出相应的零件。

2.2 在工业中的应用

工业生产领域中, 数控技术在很大程度上用于工业机械设备的生产线, 并且以计算机为实现方式, 通过计算机进行程序的编写和程序代码的编写输入等, 从而保证了加工零部件的加工程序的顺利进行, 数控技术在工业领域的应用主要在于以机械化的作业方式代替了人工进行相关程序的操作, 完成难以完成甚至不可能完成的工作任务和程序。

2.3 在机械加工系统当中的应用

随着机械加工技术和加工工艺的持续发展和研究, 机械加工设备及其加工的控制系统也在相关技术的发展之下得到了持续的发展和升级, 数控技术机械设备机壳的毛坯制造。由于相应的机械加工设备控制系统也在不断更新变化, 使得各种机壳的毛坯制造商开始积极引进先进焊件。

3 普通机床数控化技术改造意义

随着社会经济的进一步发展, 社会对各种机械加工零件的精度、质量和效率提出了更高要求, 而数控机床由于本身加工精度高、生产率高的特点在整个世界制造业被广泛的应用, 有效保证了产品质量, 我们可以预计它在未来社会发展中必然会趋于普及。在当今工业生产中, 不管是购置新的数控机械还是对原有机床进行数控技术改造, 说到底都是为了提高机床生产效率、保证产品质量开展的。面对这种情况, 更多的企业未来降低采购成本和提高经济效益, 都采用对传统机床进行数控化技术改造来提高产品质量, 这种方法的应用有效的节约了企业资金, 也为企业更好的发展做出了积极贡献。

3.1 机床数控化改造与更新的性价比分析

旧机床在数控化改造前, 应调查市场上同性能的数控机床的价格。对二者价格进行对比的同时还应考虑供货时间。对于价格不高的小型数控车、铣床, 建议更新购置新机床, 不进行旧机床改造。对于大型、价格较高的机床进行数控改造是较佳地选择, 不仅可以节省较多资金, 还可以缩短购置时间。

3.2 提高数控机床的自动化程度

数控技术的机械化加工过程中, 逐渐提高数控技术的自动化程度, 是数控技术的发展趋势, 减少加工所需要的时间, 通过柔性制造单元, 以及柔性生产线和复合的加工等数控加工技术, 从而有效提高了加工零件在实际的生产过程中的连续性以及自动化, 有效缩短了加工过程中的辅助时间, 提高了加工的效率。

4 结论

机床数控化的改造技术已经在各个行业中得到了极为广泛的利用, 我企业生产带来了更高的效率和更多的产品利润, 但是我们不能止步不前, 我们需要不断研究机床数控化技术, 将其中的缺点全部弥补, 使得这项技术能够不断的完善, 并且为工业生产带来更高的效益, 为我国的工业技术进步做出了巨大的贡献。

摘要：近年来, 数控机床在我国机械加工生产领域已经趋于普及, 究其原因主要因为它本身加工精度高、生产效率高等优势突出, 有效的保证了产品的生产质量和产量, 也为我国机械产业的现代化、智能化发展做出了积极贡献。本文从数控加工技术的概念和原理入手, 简单阐述了其数控化改造技术的应用要点, 以供同行工作参考。

关键词：机床,数控技术,改造,研究,机械加工

参考文献

[1]辛长德.数控技术在机械制造中应用及发展[J].科技创新与应用, 2012 (8) .

[2]刘莉.浅谈机械制造中数控技术的应用及发展[J].科技创新与应用, 2012 (13) .

[3]杨安林, 杨志勤, 董建国等.高效液力偶合器外壳数控加工工艺的研究[J].湖南工业职业技术学院学报, 2008 (4) .

数控化技术 篇2

机床数控化改造是一门综合性很强的机电一体化技术.通过对机床数控化改造应考虑的问题进行了分析,同时对数控系统的选型与机电匹配计算作了较为详细的论述,对于从事机床数控化改造工作具有一定的指导意义.

摘 要：由于机床的数控化改造有较大的经济效益与社会效益，在日本、德国和美国等发达国家已经得到政府的大力扶持，而在中国这种改造才刚刚起步，机床的数控化改造是一项复杂的系统工程，只有抓好改造全过程的设计与管理，才能改造出高质量的数控机床。

关键词：数控化改造;数控系统;伺服系统

机床数控化改造有多种方案，机床类型不同，改造的内容也不同，所以机床改造内容并非一成不变，而要根据实际情况选取合适的方式，以使普通机床数控化改造后的性能与新的同类数控机床相近或相同。同时，在机床数控化改造完成后，还应注意培训数控机床的操作人员和编程人员，以使改造后的数控机床能够尽快发挥作用。

1、改造数控机床的因素分析

数控机床的使用提高了机床加工生产的效率。普通机床进行数控化技术改造后可以实现零件加工自动化;其次，零件加工性能更加稳定安全更加可靠。这是由于经数控技术改造的数控机床的各主要部件经过长期工作，几乎不会因刀刃变形而影响生产件的精度;再次，可以为零件生产厂家节约资金。与购买新的普通机床相比，普通机床的数控化改造一般可以节省一半以上的费用;最后，对于复杂的加工零件而言，改造难度越高，其功效提高的越显著：且可不用或少用工装，这样不但节约费用，还可以缩短零件生产的准备时间。由于所需加工产品的尺寸误差较小，精度要求高，不需要再进行修配。而数控机床由于实现了加工的自动化，计算机系统可以对刀具进行自动化管理，从而不会因为刀具的磨损而影响加工零件的精度与一致性;由于数控机床可以实现多种加工功能，因此可以加T出复杂的零件;由于实现了加工产品的自动化生产，数控机床的加工效率可以提高许多。计算机拥有强大的记忆和存储功能，因而可以把所需的程序存储下来，然后根据程序的规定自动去执行加工工序，实现加工的自动化;数控机床实现了多道工序集中完成，减少了频繁搬运被加工的零件，当零件装夹好后，可以实现多道工序的加工。

2、数控化改造的内容

2.1精度的恢复和机械传动部分的改进

机床改造过程中首要任务是对旧机床进行类似于通常的机床大修，以恢复机床精度，达到新机床的制造标准。但是机床数控化后对机床精度的要求与普通机床的大修是有区别的，即整个机床精度的恢复与机械传动部分的改进，都要为满足数控机床的结构特点和数控自动化加工的要求来进行。数控机床的主轴驱动系统和进给驱动系统分别采用交、直流主轴电动机和伺服电动机驱动。这两类电动机调速范围大，并可无极变速，因此使主轴箱、进给变速箱及其传动系统大为简化。由电动机直接连接主轴或滚珠丝杠。目前数控机床进给系统中常用的机械传动装置主要有滚珠丝杠副、静压蜗杆蜗母条和预加载荷双齿轮齿条三种。机床采用的导轨是新材料低摩擦因数的导轨，如滑动导轨、滚动导轨和静压导轨。

2.2选定数控系统

根据要进行数控化改造机床的.控制要求，选择合适的数控系统是至关重要的。选择时，除了考虑各项功能满足要求外，还一定要确保系统工作可靠性。一般以性能价格比来选取，并适当考虑售后服务和故障维修等有关情况。如选用企业内已有数控机床中相同型号的数控系统，对今后操作、编程、维修等都带来较大的方便。伺服驱动系统的选取，也按改造数控机床的性能要求决定。若采用同一家公司配套供应的数控系统和伺服驱动系统，改造产品的质量和维修更容易得到保证。国产系统在目前市场上有各种经济型和标准型数控系统供应。其中，经济型数控系统具有结构简单，操作方便，技术易于掌握及制造成本低等优点，系统性能相对较差，可靠性不高。

2.3伺服系统设计

伺服系统分为开环、半闭环和闭环系统三种。开环控制系统主要由驱动控制单元、执行元件和机床组成。闭环伺服驱动由执行元件、驱动控制单元、机床以及反馈检测单元、比较控制环节组成。在普通机床的数控化改造中一般采用步进电动机和交流伺服电动机。交流伺服电动机调速方便，体积小，目前广泛用于数控机床的传动系统。与步进电动机相比， 其精度高、价格昂贵，考虑到改造本身是经济型改造，因此一般选用步进电动机作为驱动装置。检测反馈单元一般用光栅、脉冲编码器等。在选择驱动装置时，一定要考虑其运转性能与电动机的匹配，同时也要考虑其接口数据与数控装置接口数据的匹配。目前国内外的数控系统厂家，都开发了与自己系统配套的驱动器，如广州数控适配DA98 系列驱动器，华中适配HSV 系列动器，FANUC(发那科)本身开发了集成程度很高的多轴驱动器，所以一般优先考虑配套的驱动器。

2.4电气系统的改造设计

在进行机床数控化改造时，原机床的电气控制部分一般只能报废，重新按数控化改造要求进行设计制作。数控机床的强电控制部分设计中要特别注意的是，数控系统各接口信号的特点和形式要相配，并且在设计过程中应尽量简化强电控制线路。在电气控制系统的改造设计中，应该遵循：机床在满足控制要求的前提下，设计方案力求简单、经济，不宜盲目追求自动化和高指标，力求控制系统操作简单、车床使用与维修方便。机床中的主轴电动机、冷却泵电动机、刀架电动机等均需系统自动控制。数控机床中电气控制系统除了对机床辅助运动和辅助动作控制外，还包括对保护开关、各种行程、极限开关的控制， 以及在操作盘上所有按键、操作指示灯等的控制。改造后的电气控制系统，不仅保留了机床传统控制系统的优点，同时具有体积小、功能强、通用性和灵活性强、使用维护方便等特点。

3、结语

普通机床的数控化改造 篇3

摘 要：科学技术的迅速发展对机械产品的质量和生产率提出了越来越高的要求，机械加工工艺过程的自动化成为实现上述要求的重要手段之一。它不仅能够提高产品质量和生产效率，降低成本，还能极大的改善生产者的劳动条件。本文从数控机床的发展历程和数控加工的特点等方面阐述了机床数控化改造的必要，以及对主要改装部件和改装优势作了简单的探讨。

关键词：普通机床；数控化；改造分析

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一、数控系统发展简史及趋势

1946年诞生了世界上第一台电子计算机，为人类进入信息社会奠定了基础。到1952年，计算机技术应用到了机床上，在美国诞生了第一台数控机床。近半个世纪以来，数控系统经历了两个阶段和六代发展。

（一）数控（NC）阶段（1952-1970）

早期计算机的运算速度低，对当时的科学计算和数据处理影响还不大，但不能适应机床实时控制的要求。人们不得不采用数字逻辑电路搭成一台专用机床作为数控系统，被称为硬件连接数控，简称（NC）。随着元器件的发展，经历了三代，即电子管、晶体管和小规模集成电路时。

（二）计算机数控（CNC）阶段（1970—现在）

1970年通用小型计算机作为数控系统的核心部件，从此进入了计算机数控（CNC）阶段。到1971年，美国INTEL公司将运算器和控制器集成在一块芯片上，出现微处理器（MICROPROCESSOR），又称中央处理单元（CPU）。

（三）数控未来发展的趋势

1.继续向开放式、基于PC的第六代发展

基于PC 所具有的开发性、低成本、高可靠性、软硬件资源丰富等特点，至少采用PC机作为它的前端机，来处理人机界面、编程、联网通信等问题。PC机所具有的人机界面，将普及到所有的数控系统。远程通讯，远程诊断和维修将更加普遍。

2.向高速化和高精度化发展。这是适应机床向高速化和高精度化发展的需要。

3.向智能化方向发展。随着人工智能在计算机领域的不断渗透和发展，数控系统的智能化将不断提高。

4.应用自适应控制技术。数控系统能检测过程中的一些重要信息，并自动调整系统的有关参数，达到改善系统运行状态的目的。

5.引入专家系统指导加工。将熟练工人和专家经验，加工中的一般规律和特殊规律存入系统中，以工艺参数数据库为支撑，建立具有人工智能的专家系统。

6.引入故障诊断专家系统

7.智能化数字伺服驱动装置

可以通过自动识别负载，而自动调整参数，使驱动系统获得最佳运行。

二、机床数控化改造的必要性

（一）微观看改造的必要性

1.可以加工出传统机床不便加工的曲线、曲面等复杂的零件。

2.可以实现加工的自动化，而且是柔性自动化，从而效率可比传统机床提高3-7倍。

3.加工零件的精度高，尺寸分散度小，装配容易，不再需要修配。

4.可实现多工序的集中，减少零件在机床间的搬运。

5.可自动报警、自动监控、自动补偿等多种自律功能，因而可以实现长时间无人看管加工。

6.降低了工人的劳动强度，节省劳动力，减少工装，缩短新产品的试制周期和生产周期，可对市场需要作出快速反应。

（二）宏观看改造的必要性

从宏观上看，工业发达国家的机械工业，在70年代末、80年代初已开始大规模应用数控机床。其本质是采用信息技术对传统产业进行技术改造。除在制造过程中采用数控机床、FMC、FMS外，还包括在开发产品中推行CAD、CAM虚拟制造等等。以及在其生产过程中增加信息技术，包括人工智能等。由于采用信息技术对国外军、民机械工业进行深入改造，最终使得他们的产品在国际军品和民品的市场上竞争力大为增加。而我们在信息技术改造传统产业方面比发达国家约落后20年。如我国机床拥有量中，数控机床的比重到1995年只有1.9%，而日本在1994年已达到20.8%，这也就说明了机床数控化改造的必要性。

三、数控化改造的内容及优点

（一）数控化改造的内容

机床数控化改造主要内容有以下几点：

1.恢复原功能，对机床存在的故障部分进行诊断并恢复；

2.NC化，在普通机床加数显装置，或加数控系统，改造成NC机床或CNC机床；

3.翻新，为提高精度、效率和自动化程度，对机械、电气部分进行翻新，对机械部分重新装配加工，恢复原来精度；对其不满足生产要求的CNC系统进行更新。

（二）车床数控化改造措施

车床的数控化改造，必然涉及到对机床主要机械部件的改装，包括了滑动导轨副、齿轮副、滑动丝杠与滚珠丝杠、安全防护等方面。

对于数控车床来说，导轨除应具有普通车床导向精度和工艺性外，还要有良好的耐摩擦、耐磨损特性，并减少因摩擦阻力而致死区。同时要有足够的刚度，以减少导轨变形对加工精度的影响，要有合理的导轨防护和润滑。

一般机床的齿轮主要集中在主轴箱和变速箱中。为了保证传动精度，数控车床上使用的齿轮精度等级都比普通车床高。在结构上要达到无间隙传动，因而改造时，车床主要齿轮必须满足数控车床的要求，以保证车床的加工精度。

丝杠传动直接影响到传动链精度，丝杠的选用主要取决于加工工件的精度要求和拖动扭矩要求。被加工工件精度要求不高时可采用滑动丝杠，但应检查原丝杠磨损情况，如螺距误差和螺距累计误差以及相配螺母间隙。一般情况滑动丝杠应不低于6级，螺母间隙过大则要更换螺母。采用滑动丝杠相对滚珠丝杠价格较低，但难满足精度较高的工件加工。滚珠丝杠摩擦损失小、效率高，其传动效率可达90﹪以上；精度高，寿命长，启动力矩和运动力矩相接近，因此可以满足精度要求较高的工件加工。

此外，在机床改造中要根据实际情况应采取相应的安全防护措施，切不可忽视。滚珠丝杠副是精密的元件，工作时要严防灰尘特别是铁屑及硬沙粒进入滚道。在纵向丝杠上也可以整体铁板防护罩。大拖板与滑动导轨接触的两端要密封好，禁止硬质颗粒状的异物进入滑动面损伤导轨。

（三）数控化改造后的优点

1.投资少，改造期间短

同购置新机床相比，一般可以节省60﹪-80﹪，改造费用低。特别是大型、特殊機床尤其明显。

2.机械性能稳定可靠

所利用的床身等基础件都是重而坚固的铸造构件，而不是那种焊接构件，改造后的车床性能高、质量好，可以作为新设备使用多年。

3.可以充分利用现有条件

可以充分利用现有地基，不必像购入新设备时那样重新构筑地基

4.可以采用最新的控制技术

可根据技术革新的发展速度，及时的提高生产设备的自动化水平和效率，提高设备质量和档次，将旧车床改成当今水平的数控车床。

四、结束语

本文通过对数控机床的发展历史的回顾及发展趋势的展望，并结合我国数控机床的发展历程、现状以及数控加工的特点，详细阐述了机床数控化的必要性，同时对普通车床的数控化改造的优势进行了简单分析，对数控化改造内容和改造中需要改装的主要机械部件进行了简单的探讨。

参考文献：

[1]赵云龙主编.数控机床及应用.北京：机械工业出版社，2002.2

[2]唐应谦主编.数控加工工艺学.北京：中国劳动社会保障出版社，2000.5

普通机床数控化改造技术问题研究 篇4

我国企业现有金属切削机床378万台, 其中92%为普通机床。与制造技术领先的数控机床相比, 劳动生产率低、加工质量不稳定、劳动强度大已经成为影响企业经济效益提高的主要障碍之一。我国旧机床数控化改造市场潜力很大, 但国内企业对机床数控化改造技术问题研究还很不成熟, 本人结合数控改造工作实践再做探讨。

1 普通机床数控化改造应具备的条件

并不是所有的普通机床都适合于改装成数控机床, 衡量是否适合的主要标准是产品加工的适用性、机床现有状况、以及数控改造的经济性。

1.1 产品加工的适用性

一般来说, 数控机床在大批量复杂机械零件的精加工中才会表现出其巨大的生产力价值。航空工业、军工企业、汽车和机车配件制造业等行业更有助于产品加工质量的提高;车床、铣床数控化改造更有助于劳动生产率的提高;轴类曲线轮廓零件、平面非规则零件、特型零件的数控应用会完成普通机床难以完成或无法完成的机械加工。各企业在旧机床数控化改造前首先要研究其主导产品的加工适用性。

1.2 机床现有状况

普通机床数控改造时将保留原有床身结构不变, 所以要求机座、导轨等部件状况基本完好。数控机床属于高精度机床, 工件的移动或刀具移动的位置精度要求很高, 一般在0.001~0.005mm之内, 高的定位精度和运动精度要求机床基础件具有很高的进给刚度和运动刚度, 基础件不稳定, 受力后容易变形的机床都不适于改造。

1.3 数控改造的经济性

普通机床数控改造一般分为两部分进行:一是维修机械部分, 更换或修理已磨损的零件, 调试大型基础零件, 恢复或提高机床的精度和性能, 必要时增加一些新的功能;另一方面是应用新的数控系统来代替原有系统。改造的费用也是由此两部分组成, 机械部分改造费用与原有零部件利用率多少有关, 数控系统的价格方面进口系统和国产系统差异很大, 选用Siemens、Fanuc还是广州数控、华中数控系统, 要根据企业具体情况决定。若机床数控改造的费用仅为同类规格设备价格的30%以下, 则该机床数控改造在经济上才合算。由于各类机床技术成熟差异较大, 从经济效果考虑, 车床、铣床及专用机床最适于数控改造。本文以数控车床为例进行改造技术探讨。

2 普通车床数控化改造实践

不同机床数控改造的项目及技术要求差别较大, 同类机床由于改造的精度要求不同也存在差异, 普通车床数控化改造技术是机床数控化改造中最基本、也是较为简单的一种, 主要体现为改造项目少、原理直观易懂、效果明显、易于实施。在参与普通车床的经济型数控改造实践基础上, 现对数控化改造实践中的几个基本问题做简单介绍。

2.1 数字控制系统配置

进口数控系统有日本Fanuc系统、德国Siemens系统、美国MCS-8051系统等, 国产数控系统主要有华中数控系统、广州数控系统等。这些数控系统均具有直线插补、圆弧插补、车公/英制螺纹、刀具补偿、间隙补偿、刀具自动转位等功能, 性能稳定、价钱适中。操作面板简单直观, 主要有启动键、暂停键、单段/连续开关、连续进给键、急停键、键盘、显示屏等。不但控制弱电, 对主轴变速、刀架转位、主轴启停与换向及其它一些辅助性动作也能通过指令控制。

2.2 滚珠丝杠螺母副改造

普通车床的进给丝杠都是滑动丝杠, 即丝杠与螺母之间的磨擦为滑动磨擦。为了更好的消除丝杠与螺母之间的转动间隙, 保证机床的加工精度, 需要将原机床的滑动丝杠螺母副改换成滚珠丝杠螺母副。此项改造不属于必改项, 对机床精度要求不高时可以通过预紧原螺母的方法消除转动间隙。

2.3 步进电机选用

车床进给传动部分改造一般是拆除原机床的机械传动机构, 用步进电机经齿轮或同步带机构, 减速驱动丝杠, 带动刀架纵向或横向移动。纵向步进电机固定在床身上, 横向步进电机固定在床鞍上。

2.4 减速驱动机构

机床改造中在步进电机和丝杠传动副之间装有减速机构, 其主要目的是为了得到所需的脉冲当量和增大驱动力矩, 一般采用齿轮传动机构或同步带传动机构。此项改造不属于必改项, 在步进电机的转矩足够大, 且结构许可的情况下, 也可以不用减速驱动机构, 由步进电机直接与丝杠副相连。

2.5 自动刀架安装

刀架改造是数控改造的重要内容, 即将原普通车床的手动转位刀架替换成自动转位刀架。卧式车床自动转位刀架最常见的型式是螺旋型四转位刀架, 拆除小拖板后将刀架调整好高度安装在中拖板上, 由数控系统直接控制, 效率高, 工艺性能可靠。

2.6 光电编码器

加工螺纹时为了保证步进电机进给与主轴的旋转相配合, 切削出固定螺距、固定起点、多头螺纹等量分度的螺纹, 通常在主轴尾部安装增量式光电编码器。切制螺纹时, 编码器与主轴同步旋转, 同时发出与主轴转角相对应的脉冲信号, 控制刀架纵向移动。

2.7 导轨改造

普通车床均为滑动导轨, 这种导轨的缺点是静摩擦系数大, 低速时易产生爬行现象, 影响运动平稳性和定位精度。为了克服这一缺点, 数控改造时一种是将原导轨贴塑, 使其成为贴塑导轨;一种是将原滑动导轨换成滚动导轨。当机床精度要求不高时一般不做导轨改造, 以降低数控改造成本。

2.8 主轴变速机构

主轴变速改造一般采用交流异步电动机变频调速系统, 由CNC控制变频器、变频器驱动交流异步电动机, 实现自动无级变速。在自动化程度要求不高的情况下, 机床主轴变速部分可不做改动, 仍采用原手动变速机构, 这样可大大降低改造成本。

3 普通机床数控化改造的主要环节

普通机床数控化改造主要从主传动部分、进给传动部分、数控系统三个环节进行方案制定和改造实施。

3.1 主传动改造

主轴部件直接带动工件或刀具参加切削运动, 它除承受本身重量外, 还需承接较大的切削载荷, 主轴本身的刚性和旋转精度以及支撑的刚性都将直接影响零件的加工精度, 因此主轴部分的数控改造, 首先应保证本身的刚性以及修复和提高本身的旋转精度。

对于中、小型机床主传动多数采用普通交流电机, 其变速通过主轴箱, 获得不同速度, 满足加工要求, 由于机械档数一般较多, 使变速箱结构复杂, 体积庞大, 对于零件加工精度会产生不良影响。但由于中、小型机床, 本身价格较低, 如果将其主传动改为交流变速, 其费用太高, 因此, 在一般情况下, 仍保持此部分不变。主传动改造除变速箱外, 还需考虑轴承, 导轨等。由于普通机床主轴支撑多是滚动轴承或滑动轴承, 改造时, 对于小型机床多选用高精度轴承来替换原轴承;对大、中型机床可改用静压轴承。

3.2 进给传动的改造

进给传动是保证刀具或进给机械作精确定位或按规定的轨迹作严格的相对运动, 如直线、斜线、圆弧等。加工出符合要求的零部件, 对进给传动的要求一般为:高精度, 即高的定位精度和重复定位精度以及加工零件的综合精度;高品质, 即响应快, 频带宽, 动静态速降小, 调速范围宽;高速度, 即能快速定位, 以提高效率;大功率, 即能输出大的力矩和功率, 以满足加工要求。

进给传动机械部分改造主要是提高运动部件的灵活性, 减小或消除传动间隙, 特别是减小反向间隙, 通常改造部件为导轨副、进给箱和横向及纵向进给部件等。普通机床导轨多采用滑动导轨, 由于其摩擦系数随速度变化而变化, 摩擦损失大, 在低速时易出现爬行现象, 直接影响运动部件的定位精度。因此在改造时可以将滑动导轨改为滚动导轨或静压导轨, 或者导轨采用粘接软带。前者改造工作量大, 改造费用较多, 后者改造工作量小, 周期短, 费用少。

普通机床进给箱多为齿轮结构, 随着进给运动变换级数的增多, 不仅进给箱结构复杂, 而且反向间隙增大, 降低了反向精度, 因此进行数控化改造时, 往往是取消原进给箱, 或换成仅一级减速的进给箱, 而且用无键连接。机床进给传动链中, 需将旋转运动变成直线运动, 普通机床常采用普通丝杠虽有许多优点, 但其摩擦阻力大, 传动效率低 (η=0.20~0.40) , 动静摩擦系数相差大, 在低速时容易出现爬行, 而数控机床要求进给部分的移动元件灵敏度好, 精度高, 反应快, 无爬行。采用滚珠丝杠副可能满足要求, 滚珠丝杠副的特点为:传动效率高 (η=0.92~0.96) , 摩擦损失小, 使用寿命长;滚动丝杠副属滚动摩擦, 摩擦阻力小, 动、静摩擦系数非常接近, 故运动平稳, 无爬行, 传动精度高;滚珠丝杠副经预紧后, 可消除螺纹间隙, 反向时没有空程死区, 反向定位精度高。

3.3 电气部分改造

机床的电气部分改造主要为主轴与进给部分控制, 对于中、小机床, 主轴保持原有系统, 则电气部分改造集中对进给控制部分改造, 数控系统主要任务是实现进给传动控制。此部分任务是确定控制方式、选择伺服系统和测量元件。

数控系统控制方式基本上可以分为开环、闭环、半闭环三种方式。机床数控化改造选择哪种方式, 需根据具体情况决定。一般小型机床或精度要求较低的机床, 多采用开环控制方式, 大、中型机床多采用半闭环控制方式。在机床数控化改造中, 小型机床多采用步进电机驱动系统, 这种系统价格低、结构简单, 但控制精度和速度低。在大、中型机床则多采用交流伺服系统, 如HSV——11D交流永磁同步伺服驱动与伺服电机, 根据企业的改造要求也可采用国内外各类模拟式伺服系统。位置测量元件是数控系统中的一部分, 用来测量运动部件按指令值移动的位移量, 并将其反馈给数控系统。目前, 在数控机床中最广泛使用的为旋转型测量元件, 其中光电脉冲编码器和旋转变码器得到广泛的应用。采用哪一种位置测量元件, 与所选用数控系统有关。

4 结束语

机床在数控化改造中, 应根据机床类型、大小、加工对象、精度要求等因素从上述三个方面综合考虑, 以满足机床改造后的性能要求, 不能盲目追求高精度, 高性能, 以免造成不必要的浪费, 增加改造的难度。数控化改造是综合性很强的一门技术, 需要应用全面的机电一体化知识, 本文所做研究难免浅薄, 不尽之处愿与数控同行交流以期共同提高。

摘要：数控技术的广泛应用是21世纪世界工业的主要特征之一。工厂企业数控技术应用有两个基本途径:一是购买整机数控机床, 二是将现有普通机床改造为数控机床。我国由制造大国向制造强国跨越过程中, 首先应掌握低成本的数控化改造技术。本文就机床数控化改造问题做实践性技术分析研究。

关键词：数控改造,条件,实践,环节

参考文献

[1]周延佑.世界数控系统的发展与机床数控化改造[J].中国机电日报, 2003.3.16.

[2]丁树模.机械工学[M].北京:机械工业出版社, 2004.5.

[3]傅建中.数控技术[M].杭州:浙江大学出版社, 2007.7.

[4]曹仁涛.数控技术应用[M].兰州:兰州交通大学出版社, 2008.2.

数控化技术 篇5

在保证质量的前提下考虑如何提高生产效率，是企业提高竞争生存能力的条件之一，在机械加工企业中，有许多老式普通机床,为了能使这些老式机床适应目前复杂零件批量、多品种的加工，充分挖掘利用普通机床潜力，就需要对普通机床进行机电一体化改造。数控技术是先进制造技术的基础，它综合应用了计算机、控制技术、电气传动、传感检测、液压气动、网络通信、光电技术、自动化、柔性化、集成化为基础的精密机械制造和管理信息等发展起来的高新技术。作为数控加工的主体设备，数控机床是典型的机电一体化产品，数控机床的高精度、高效率及高柔性决定了大力推广使用数控机床是提高制造能力和水平，适应市场需求和提高竞争能力的主要物质基础条件之一。

近几年随着微电子技术、计算机技术、集成技术以及自动控制技术的发展，PLC的功能越来越强大，功能模块越来越多，可以在小型PLC机上实现大型机的功能。本文提出了利用PLC控制步进电动机和机床主轴来实现机床的数控化改造。

2 车床改造前后的对比

金属切削加工是改变零件形状的方法之一，从毛坯到成品，使零件加工成符合生产需要的形状和尺寸。数控机床是以编程控制器(PLC)微处理器为核心的一种新型工业控制装置，具有体积小、功能强、编程简单、可靠性强等优点，将加工信号传递到机床的数控系统，通过伺服系统按程序自动进行加工，检测设置是由传感器和传动电机组成，根据闭锁系统反馈的信号来控制、修正运动部件的偏移量，保证了零件加工的精确度。由于数控机床是根据控制器输出的信号自动按工艺完成所需的加工工作，减少了由操作人员接在普通机床加工时为保证零件按图标定的诸如直径的上下偏差、长度公差、形位公差、吃刀距、超出距所造成的重复开停机、调整、测试等一系列浪费时间的工作，并且保证产品质量。以普通车床为例，将一根直径40、长500毫米的坯料加工至直径=36，精度要求不柱度为0.05毫米的轴。

普通车床车削时所需的机动时间T应该为：

由 n=1000×v/π×D=1000×100/3.14×40=796转/分

式中：v—车床主轴速度 D—工件坯料直径

因： L=l y △=500 2 2=504毫米

式中：L—车刀所移动的距离 y—吃刀距(毫米)

l—工件待加工长度 △—超出距(毫米)

T=L×h/s×n×t=504×2/0.8×796×2=0.79分钟

式中：T—机动时间 h—切削厚度

s—走刀量 n—工件每分钟转数

t—切削深度

除以上能以轴、转速及走刀量等有据可依能算出的走刀时间外，其余的如为保证尺寸精度必须小心谨慎地给定进给量前的刀尖与工件表面的对刀，然后以拖板的刻度为参考小心进刀，试车一定长度后，停机检测(最多为两次)，确信与图纸的要求相符后才进行车削，其中所需的时间只能按实际操作加上人为制定给出该项工作所耗费的工时，设定此所需的时间为0.5分钟时，则普通车床的实际用时T′应为：T′=T 0.5=0.79 0.5=1.29(分钟)

改装(PLC)后的车床，转由编程控制器(PLC)发出的信号完成所须的加工工序，由于车床的横向进给实现了自动化，程序应为：以车刀刀尖为基准点，控制车刀刀尖按指令给定的以主轴中心轴线为基准进到所需加工的轴的半径距离时，横向进给自锁，依照信号进行纵向切削工作，省去了由人工操作加工中所需的反复开停车及检测用时，因此，从以上的加工一根简单的φ40×500(毫米)的轴可以得出：如果改装后数控车床的转速、切削用量等和普通车床相同，则数控机床所需的实际用时为T″=0.79(分钟)。

普通车床与改装(PLC)可编程控制器后的车床的实际时间差为：T′-T″=1.29-0.79=0.5(分钟)

由此可见改装(PLC)控制后车床的机动时比普通车床的用时省却了0.5分钟，工效将近提高了一倍，对于批量生产的产品，不仅节省了大量的时间，还提高了控制系统的可靠性和准确性，为企业提供了更可靠的自动化生产保障，提高了经济效益。

3 以CW6140型普通车床为例，把继电控制改造为PLC控制

3.1 改造分析

1)根据机床电气控制原理图的控制状态，选择合适的PLC机型;

2)列出PLC输入、输出I/O分配表;

3)画出PLC控制电路接线图;

4)画出PLC梯形图，并编制程序;

3.2 电气控制线路分析

CW6140型普通车床电气控制线路原理图如图1所示，

图中分主电路、控制电路和照明、信号电路。

3.2.1 电路分析

主电路中有两台电机，M1为主轴电机，带动主轴旋转和刀架作进给运动;M2为冷却泵。

三相交流电源通过转换开关QS1引入，主轴电机M1由接触器控制启动，热继电器FR1为主轴电机M1的过载保护。

冷却泵电机M2由组合开关QS2控制启动和停止，热继电器FR2为它的过载保护。

3.2.2 控制电路分析

(1)主轴电机的控制。当按SB2时，接触器KM1的线圈获得电动作，同时KM1的常开触点闭合，KM3和KT得电，KM1和 KM3主触点闭合时电机M1星形正转降压启动，当KT延时约3~5S时，KT延时常闭触点断开使KM3失电，其星形接法主触点断开;KT延时常开触点闭合使KM2得电，其主触点闭合，电机M1从星形转换为三角形运行。同理，按SB1时，电机M1反转(星形—三角形启动)。

(2)冷却泵电机的控制。旋合组合开关QS2使冷却泵电机M2启动运行。

(3)照明电路分析。控制变压器TC的二次侧输出36V电压，作为机床低压照灯电源，EL为机床的低压照明灯，由开关SA2控制。

3.3 PLC及其程序设计

3.3.1 PLC选型和I/O端口分配

根据以上机床主电路继电控制要求分析，系统共需开关量输入点5个，开关量输出点4个，考虑系统的经济性和技术指标，拟选用三菱公司的微型机FX2n—16MR机型，该机基本单元有8点输入，8点输出，完全能满足控制要求。输入/输出信号地址分配。

3.3.2 PLC控制电路接线图

为了保证安全,系统外部设置了急停控制电路，SB6为电源供给按钮，当系统出现故障时，按下SB5，KM线圈失电，KM常开启点断开，PLC失去电源，机床停止工作。

3.3.3 PLC程序设计：

当按SB2时， X000的常开触点闭合，Y000、Y003和T0得电，接触器KM1的线圈获得电动作，同时KM1和 KM4主触点闭合时电机M1星形正转降压启动，当T0延时约3~5S时，T0延时常闭触点断开使KM4失电，其星形接法主触点断开;T0延时常开触点闭合使KM3得电，其主触点闭合，电机M1从星形转换为三角形运行。同理，按SB1时，X001的常开触点闭合, 接触器KM2的线圈获得电动作,电机M1反转(星形—三角形启动)。根据以上要求编制PLC控制梯形图及由梯形图写出PLC控制指令程序。

编程如下:

LD X000

or Y000

ANI Y001

AND X002

AND X003

AND X004

OUT Y000

LD X001

or Y001

ANI Y000

AND X002

AND X003

AND X004

OUT Y001

LD Y000

or Y001

MPS

ANI Y002

OUT TO

K30

MRO

LD TO

or Y002

ANB

ANI Y003

OUT Y002

MPP

ANI TO

ANI Y002

OUT Y003

END

采用简易编程器或设置有三菱PLC开发软件的电脑，把编制的程序输入固化到可编程控制器的存储器内，并进行调试运行，直到完全达到要求的控制功能为止。

4 结束语

普通机床数控化改造的分析与探究 篇6

【关键词】 机床;数控化;改造

普通机床是目前使用最广泛的机床之一,其技术参数范围广,加工范围较广,但结构复杂且自动化程度低,生产效率低,不适用于精密、形状复杂零件的加工。我国从20世纪50年代末至现在已陆续制造了一批数控机床,70～80年代中期,又陆续引进了一批外国数控机床,随着产品的变化和发展,普通机床的功能已不能满足要求。

一、普通机床数控化改造的必要性

就目前的现况而言旧机床主要表现在设备老化陈旧、自动化水平低、技术水平落后、劳动生产率低,严重影响了生产力的发展。数控机床则具有普通机床所不具备的优点,如:加工精度高,产品的稳定强;加工零件范围广,能适应单件、形状复杂、精度要求较高的零件生产;能有效地减轻工人的劳动强度,缩短生产准备时间。对我国企业而言采用,面对激烈的市场竞争,采用先进的工艺设备,已经成为我国制造技术发展的总趋势,也是企业走出困境、提升水平,实现跨越式发展的必由之路。

二、数控机床以及再生改造的内容和关键技术

数控机床以及再生改造的内容包括:首先是恢复原功能,对原机床存在的故障部分进行诊断并恢复;其次是翻新,为提高精度、效率和自动化程度,对机械、电气部分进行翻新,对机械部分重新装配加工,恢复原精度;对其不满足生产要求的CNC系统以最新CNC进行更新;最后是技术更新或技术创新,为提高性能或档次,或为了使用新工艺、新技术,在原有基础上进行较大规模的技术更新或技术创新,较大幅度地提高水平和档次的更新改造。改造中的关键技术主要是指:正确估计现有机床的剩余价值组成数控机床的各个部分的使用寿命相差很大。一些主要机械大件(如床身、立柱和主轴箱等)使用寿命可达10年以上;一些频繁运动的驱动机械部件(如滚珠丝杠副)可保持运动精度的寿命约5年;一套数控系统的使用寿命可达10年,而易损电器元件(如行程开关)却只有两年。由于数控技术的迅速发展,一个标准型的数控系统在制造厂的生产,寿命为五六年。在数控机床的使用后期要寻找已损坏元器件的外购件将是很困难,甚至为此不得不放弃整个系统。在对旧数控机床进行改造时,必须仔细分析这台机床哪些部分还可利用,哪些必须更新,甚至可以进行折价比较。一般要求可利用的剩余价值不应低于总价值的三分之一,改造后的机床综合性能终究比一台新机床差些。上述原则还可以确定机床改造后要求达到的技术指标和改造后的规模水平。一般来说,旧数控机床中剩余价值较大的还在机械部分及配套附件,数控系统往往都需要更新。

三、我国机床数控化推进工程应采取的对策

1.政府应加大扶持宣传力度。进行大规模的数控改造,首先需要政府大力宣传,形成一个声势浩大的气氛;其次也需要政府在政策和资金上大力的支持。德国政府在这方面就做了大量努力,如德国政府在1991年东、西德统一后,从1994年到1997年共投资500万马克,对原东德普遍落后的设备进行改造,迅速改变了东部地区生产水平落后的面貌。我国机床数控化推进工程的主要道路还是靠对普通机床进行数控化改造,在数控化改造中政府的支持可以多种形式,如政府直接投资,对一些重点企业、骨干企业的普通机床进行数控改造;又如政策支持,给予企业低息贷款、减税、免税等;再者就是政府出面组织、牵头。这些形式都会给企业的数控化改造提供有力的支持。

2.注重数控技术人员的培训。数控操作人员、特别是维护人员匮乏是制约我国机床数控化进程的一大障碍,各企业在进行数控改造的同时,应注重数控技术人员的培训。应从整体上提高数控操作人员的素质,让数控操作人员既能进行数控编程,又能操作机床,还能进行机床的简单维护,把他们培养成熟练的数控技术工人。各企业既要舍得花钱进行硬件的改造,又要舍得花钱进行诸如人员培训等软件的建设。

3.开发高速、高精度、高效率加工中心等关键技术。在对普通机床进行数控改造的同时,应顺应国际数控机床发展的潮流,大力发展我国的数控机床。各企业应加强与高校和科研单位的合作,开发具有高速、高精度、高效率加工中心等先进数控设备以及一些特殊专用数控设备,可以促进本国机床工业的发展。

从以上分析可知,发展数控机床和进行数控改造在我国有着广泛的市场和前景,每台机床的改造都要根据用户单位自身经济能力确定投入的财力进行分析,确定最佳的改造方案。加大普通机床数控化改造力度,不仅能提升我国工业装备水平,也提高了我国机床制造水平,加强了我国参与国际竞争的能力。

参考文献

[1]刘丽云,王元娥.普通机床数控化改造中要考虑的主要问题[J].装备制造技术.2007(4)

数控化技术 篇7

(一) 数控化技术发展的简述。

数控化技术是一门新兴的技术, 科技含量很高, 它采用数字控制的方法来对工作过程实现自动化的控制, 这对于机床制造行业来说非常便利可靠。数控化技术一般控制机械的工作位置和机械量等等, 数控的产生主要依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现, 它是制造业信息化的重要组成部分。

由于数控化技术采用计算机来实现数字程序控制, 所以数控化技术需要依赖计算机事先按照先存储的控制程序来对设备等进行控制。数控化技术采用计算机来代替原来的硬件逻辑电路组成的数控装置, 这样就可以达到数据的存贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现的目的。总之, 数控化技术的产生对机械制造业的发展有着非常大的影响和巨大的推动作用。

(二) 数控化技术应用于机床制造中。

数控化技术应用于机床制造中对机床制造业产生了巨大的影响和推动作用。特别是数控机床的产生, 对机床制造的工序集中、高速、高效、高精度等都产生巨大的影响, 提高了机床制造业的可靠性能和生产效率。由于现代数控技术是综合了现代机械技术、现代计算机技术、光电技术和精密测量技术等最先进的技术, 应用在机床制造中对其产生的影响是空前的, 不仅仅对其生产效率产生巨大的影响, 在其他方面也都有很重要的影响。

近年来, 我国新型的工业机床制造发展非常迅速, 这主要得益于数控化技术的产生, 数控化技术带来了工业机床制造业的春天。数控化技术对引领我国的高科技技术的发展和现代高科技工程的运作都起到了非常关键的作用, 特别是我国大规模的机械机床制造方面, 都有非常大的影响, 推动它们快速向前发展。

在机床制作业中, 数控化技术被应用地很广泛, 数控化技术的应用能够使机床制造出更加精确和细致的复杂型零件。机床制造业是一个对于制造数据非常重视的行业, 很多复杂部件的制造都需要非常精密的数据来支持。所以说数控化技术应用于机床制造中对于整个行业来说都非常有意义, 给社会带来巨大的影响。机床制造的设备都是自动化设置的, 数控化技术能够控制其工作达到自动化的目的。这些都是数控化技术应用于机床制造中的重大意义, 对于机床制造行业来说是福音。

二、数控化技术在机床制造中的研究

(一) 数字化技术在机床制造中的未来发展。

数控化技术在未来的发展会是飞速的, 因其对于工业机械制造业的发展有着重要的推动作用, 特别在机床制造业中的应用, 给机床制造业带来了高效的发展。其实, 数控技术就是用数字化信号对设备运行及其加工过程进行控制的一种自动化技术, 这种技术的出现给机械加工业带来了突飞猛进的发展。数控化技术是实现制造过程自动化的基础, 同时也是自动化柔性系统的核心, 更是现代集成制造系统的重要组成部分。数控化技术可以大幅度地提升机械装备的功能、效率、可靠性, 并且对于产品的质量也能提高到一个新水平, 这使得传统的制造业发生了极其深刻的变化。机床制造业在近20年来发展非常迅猛, 在快速发展的过程中, 数控化技术更是快速地发展起来。数控化技术的快速发展, 更加快了复杂零部件快速制造的实现过程, 这对于机床制造行业来说非常重要, 推动其快速发展。数控化技术有很多独特的特点, 其中数控化技术能够将高速加工中心和其他高速数控机床组成的高速柔性生产线集“高柔性”与“高效率”为一体, 这样既可满足产品不断更新换代的要求, 更能高效地提高机床制造的效率, 并且对于工作人员的安全也起到很大的保护作用。

未来的数控化技术会高速发展, 其创新性也会得到极大的提高。这样在未来的机床制造行业中, 数控技术中的虚拟制造技术、柔性制造技术、集成制造技术等等, 都会在机床制造工业中都得到广泛深入的应用。总之, 未来的机床制造工业已经离不开数控化加工技术的应用了, 未来的数控化技术的发展会给企业带来光明和效益。

(二) 研究数控化技术应用于机床制造中的重要性。

前面已经就数控化技术在未来的发展展望描述得很具体了, 那么研究数控化技术应用于机床制造中的重要作用会给整个工业带来什么呢?笔者认为数控化技术应用于机床制造中的研究会给整个工业带来光明的前途。这些年来随着数控化技术的不断发展和应用领域的不断扩大, 研究数控化技术应用于机床制造对国计民生都有重要的影响, 对于机床制造工业的发展起到非常重要的作用。

研究数控化技术应用于机床制造中有很多优点, 对于整个工业制造业都有深刻的影响。由于机床制造行业是具有高技术含量的行业, 其市场的需求量巨大, 产品的综合性能也非常强, 所以需要认真地研究数控化技术, 争取给整个机械工业带来颠覆性的影响。

三、结语

在介绍了数控化技术在机床制造中的应用和研究后, 笔者深刻地认识到, 虽然现在我国是工业制造大国, 并且在世界工业产业中占据重要的地位, 但是还是要进一步研究数控化技术, 争取将数控化技术完美地应用于机床制造行业中, 甚至整个机械加工工业中。只有掌握最先进的制造核心技术, 才能永远保持最高速的发展, 才能在整个机床制造工业中占据重要的地位。如果没有掌握核心的数控化技术, 那么我们在机床制造中的中心地位将会不复存在, 这样将会严重影响我国现代制造业的发展进程。

摘要：数控化技术在机床制造中已经应用了很长的时间了, 在机床制造生产中起到的作用越来越重要, 而且数控化技术的发展将在未来对国民技术和生产效率的提高起到促进作用。所以本文以数控化技术在机床制造中的应用和研究为课题来进行论述, 数控化技术在机床制造中的应用和研究将会对机床制造企业的经济效益、生产效率等等产生重大的影响。数控化技术在机床制造中的应用与研究不仅能够提高企业零件的加工精度, 改善工作的环境, 同时也可以提高产品的质量和劳动生产率, 这对于企业来说非常重要, 提高企业的现代化水平。数控化技术是一门新技术, 它在机床制造中的应用与研究将会给企业带来巨大的推动作用, 对整个社会的发展也大有好处。

关键词：数控化技术,机床制造,技术创新,生产效率,经济效益

参考文献

[1].王望龙, 张甲英, 胡仲翔.普通机床的数控化再制造技术[J].装甲兵工程学院学报, 2003

[2].胡仲翔, 张甲英, 时小军, 杨军伟, 林允森.机床数控化再制造技术研究[J].新技术新工艺, 2004

数控化技术 篇8

初衷:破解发展瓶颈

石雕石材行业要实现可持续发展, 必须集中力量、整合资源、改善工作环境、降低劳动强度、走产业自动化发展道路。只有这样, 才能破解瓶颈, 抱团成长。

2011年年底, 由16家龙头企业组建的泉州市石雕石材技术创新战略联盟, 吹响了石雕行业向精细化、数字化和环保化迈进的号角。通过联合石雕石材相关企业与华侨大学、福州大学、四川大学等院校合作开展技术攻关, 解决了联盟成员在研发及产业化过程中的核心技术难题;成立除尘设备、墓碑自动化、雕刻自动化、循环再利用和管理创新等五个研发小组, 有效地改善劳动环境、减轻劳动强度、提高劳动生产效率, 推动行业提升发展;通过抱团创新, 实现了石雕石材产业从粗放到精细、从商品到作品、从师带徒到数字化的转变。目前, 该联盟在自动研磨机、仿型机和墓碑车间除尘设备等方面取得新进展, 正进入试用推广阶段, 惠安石雕产业逐步走上依托机械化的转型升级之路。

研发:石雕实现数控化

按照行业的设想, 将数字化引入生产, 便是向电脑系统输入相关参数, 雕刻设备便能自动完成所有的工序, 而精雕环节再采取手工雕琢, 或是批量的产品用机器生产, 限量版的艺术品则由大师操刀, 石雕艺术品的附加值可以大大增加, 如今这一设想, 已经初步有了成效。

走进宽敞明亮的厂区, 闽峰数控科技有限公司总经理方振华指着即将安装调试的机器设备告诉记者, 这是香港科技大学机电科研所的科研成果, 公司花费600万元引进技术。

“这种设备可一次性雕刻长度达到5米的龙柱、人体造型等立体石雕, 而且自动化程度很高。”闽峰数控的董事长胡锦峰告诉记者, 工人只要把备好的石料送进雕刻机的操作台, 启动雕刻程序, 就可以等着从操作台的另一端装卸雕刻完好的成品。

国内目前自主生产的设备只适用于平面浮雕, 对龙柱、人体雕像等立体造型的雕刻并不擅长, 而通过引进香港方面先进的科研成果, 在惠安本地进行装备制造, 节省了一半以上的设备成本, 这一新技术的开发如果在惠安的石雕石材界产业推广运用, 必将有效地改善劳动环境、减轻劳动强度、提高劳动生产效率。

推广:车间除尘设备

石粉满天飞, 是不少石材企业给人的第一印象, 但在豪翔石业的车间却很难看到这样的景象。在石材切割、打磨这类最容易产生石粉的工序上, 工人张和平在打磨石料时, 基本上见不到飞扬的粉尘。

张师傅指着身后这台有两个进风口、还有水帘的大机器告诉记者, 这是去年研发今年刚投入使用的吸尘器, 它的吸尘能力很强, 风扇一吹就把石粉吸进去, 水帘有的石粉飞到那边, 就跟水跑下去, 就不会再飞了。以往在石雕厂里, 工作环境比较差, 经常可以看见带着墨镜和口罩, 全身被石粉覆盖成灰白的“石膏人”。如今, 工作条件改变了, 工人也不用再做任何的防护措施了。

据了解, 去年由晋江盛达机械厂、佳能机械有限公司、泉州市宏鑫除尘设备厂联合研究生产的自动研磨机、仿型机和墓碑车间除尘设备, 经过半年的试用, 除尘有效率达到90%以上, 目前正在联盟之间推广使用中, 这对于改善劳动环境、减轻劳动强度、提高劳动生产效率, 推动行业提升发展具有十分重大意义。

效果:“一加一大于二”

集聚发展, 产生的就是“一加一大于二”的效果。通过抱团创新, 惠安石雕石材产业从粗放到精细、从商品到作品、从师带徒到数字化的转变也将越来越快。

“我是第一个吃螃蟹的”, 佳豪石业总经理孙晓强指着一台全自动数控红外线自动研磨机告诉记者, 这台机械是与晋江盛达联合研制的, 一下子可以在机台放14块产品, 在那边就可以自动磨光, 跟以往相比, 可以减少7个到8个员工, 这种机械如果普遍利用, 像我们这样的工厂, 以前如果需要30个员工, 现在只要5-6个就可以了, 这样, 人员减少了, 工效也提升了。”

孙晓强认为, 在用工环境越来越不乐观的大局势下, 前有国内其他石雕产区的竞争, 后有3D打印“咄咄逼人”的趋势, 惠安石雕产业要将数控化和除尘化推广引入生产, 就能全面提高企业的竞争力。

企业要成长, 核心竞争力要增强。在创新转型中创造新优势, 这是企业的必然选择。

数控化技术 篇9

课程是指学校学生所应学习的学科总和及其进程与安排。广义的课程是指学校为实现培养目标而选择的教育内容及其进程的总和, 它包括学校教师所教授的各门学科和有目的、有计划的教育活动。顶岗实习作为职校学生就业前必须面临的一个教学环节, 占其三分之一的学业时间, 其课程化属性是天然的。然而作为一门必须在校外实现的课程, 顶岗实习又有其特殊性。本文试图通过切实的案例探讨如何对我校技师班学生的顶岗实习课程进行系统设计。

一、职校生企业顶岗实习课程化研究的背景

我省“选择型”中职课改正在全力推进, 2014年11月, 省教育厅正式发布《浙江省中等职业教育课程改革方案》, 本轮课改的关键是建立选择型课程体系。强调“有机整合‘模块化课程’的选择机制、‘工学交替’的教学机制和‘做中学’的学习机制, 切实转换中职教育育人模式, 增强学生学习兴趣和发展信心”。

反观我市企业发展现状, 目前, 我市机械加工企业大都面临转型升级, 迫切需要精通数控加工工艺, 机床维护、维修等“工程素质”的人才。我校作为一所综合性职业学校, 于2005年成立技师学院, 并于2006年正式开始招生。招生对象主要是中职学校和普通高中毕业生当中一批有志于技能深造的学生。自2008年第一批学生参加生产实习以来, 每年都为各地企业输送大批具有一定理论和实践基础的技术人才。其中数控维修专业一直以来是我校的骨干专业之一, 该专业一直是学校的一个品牌, 学生因其一贯以来良好的学习氛围和基本素质而备受重视。多年来, 我校一直与衢州本地多家企业有良好的合作关系, 学生顶岗实习是其中合作内容之一。目前, 学生实习岗位基本按企业车间岗位进行分组, 严格按照企业管理, 实习模块还不够完整综合。在实际操作过程中, 还有很多细节工作需要协商解决。因此, 做好这方面的调研工作, 真正使学生的工学结合落到实处, 并将研究结果系统化、课程化, 对于提升学生的专业素质, 对于我校与各企业间更进一步的广泛合作具有深远的意义。

二、数控装调与维修专业学生顶岗实习课程化研究的具体内容

(一) 立足现状探讨学生顶岗实习管理模式课程化

我校一直由招生就业处负责中职学生顶岗实习的管理。每个学生参加顶岗实习前都由就业处进行岗前培训, 并签订学校、家长、企业三方协议, 分发实习手册。技师学院技师班学生毕业前需返校进行为期一个月的技师资格证培训和考试以及毕业论文的修改和答辩任务。由于这一特殊原因, 我校技师班学生顶岗实习期间的管理, 一直尝试以学生所在班级班主任或专业课教师跟踪管理为主, 以企业带教师傅为辅, 由学校部门领导和企业相关负责人统筹安排。学生下厂后, 企业相关负责人及时传播企业文化, 引导学生顺利融入企业。企业带教师傅主要负责学生的岗位培训。班主任或教师负责学生日常考勤、校外安全教育、实习任务理论环节的指导等, 是学生在企业实习期间学校与企业之间联系的桥梁。

以我校数控装调与维修专业1101技师班顶岗实习安排为例, 探讨具体管理模式和细则。1101班共23人, 平均年龄21岁, 具体实习企业安排如下:8人在衢州建沃精工, 5人在浙江红五环, 7人在常山先导, 3人在联塑阀门。由于顶岗实习涉及一定的报酬及后续就业, 我校目前实行学生 (家长) 和企业双向选择, 学生实习企业相对分散, 实习岗位也是根据企业效益主要由企业安排。今年学校尤其重视学生顶岗实习的有效管理, 共安排了15名教师跟踪管理学生实习, 完全能够保证一个企业配备一名教师, 有效地保障了学生的思想动态、学习情况随时掌握、及时解决。如果条件成熟的话, 学校可以考虑把专业课教师或班主任跟班 (或定期) 下企业实践作为常态执行。如果没有这一举措, 目前师生之间的联络只能依赖班级QQ群和微信作简单的信息交流。分散的就业岗位需要建立独立的信息运行系统, 才能实现更多与专业相关的信息共享和交流, 以确保及时有效的管理。

(二) 明确顶岗实习课程目标

作为走向工作岗位前的最后一项学习内容, 顶岗实习课程目标应该以强化学生的职业技能, 提升职业素养, 提高就业竞争力为主。作为数控装调与维修专业的学生, 除了在实习岗位体验工作、认知岗位, 更应该侧重其专业综合能力的培养。

(三) 明确顶岗实习课程内容

1.确定顶岗实习的时间点和时长

顶岗实习通常是在学生基本完成理论知识的学习和校内实训任务后, 到专业对口的工作现场直接参与生产过程。实习过程要求学生综合运用本专业知识和技能, 完成一定的生产任务, 掌握操作技能, 学习企业管理, 养成正确的劳动态度。我校数控装调与维修专业技师班学生的学习时间为四年, 其中在校时间三年。一般在第三学年末安排顶岗实习, 时长为10个月左右。学生在第四学年后半学期返校, 参加为期一个月的技师资格证培训和考试、毕业论文修改和答辩后, 方能顺利毕业。通过对已安排顶岗实习的学生调研发现, 目前学生已经基本适应。

2.制订顶岗实习课程任务书

顶岗实习课程任务书应包括:岗位实习任务, 毕业设计 (论文) 任务, 顶岗实习报告, 顶岗实习成绩评定表等主要内容。通过任务书的填写实现实践与理论的转化。为保证学生顺利通过技师资格考证, 实习任务中具体实习模块的安排和轮换应与其专业相适应, 而实习模块的确定, 必须由校方结合企业短期经济效益和长期发展目标拟订。学生应根据实习任务书的要求, 结合自身的实习岗位, 制订详细的实习计划, 切实做好本职工作, 及时完善实习记录, 按要求撰写实习报告。学校和企业可以学生的实习报告为依据, 考察学生的实习效果, 制订相应的调整对策。目前我校数控装调与维修专业学生实习模块主要有:数控设备检修、数控机床电气控制系统安装与调试、数控机床机械部件装配与调整、数控产品加工、质量检验、仓库管理等。结合学生专业发展, 与企业商定尽量保证学生在一年时间内能够实现与专业相关岗位的轮换, 让学生既能体验学以致用的乐趣, 还能够做到一专多长。

(四) 制订学生顶岗实习课程评价体系

现代教育要求有效教学, 学生顶岗实习的效果如何, 必须有一定的方法去考核与评价。顶岗实习作为一个特殊的课程内容, 评价的目的应该不是为了简单地区分好与差, 而应该以生为本, 以促进学生的长期发展为目的。评价主体可以多元化, 并关注发展性评价。具体拟分四块, 一块是企业对学生的评价, 包括实习期工作态度, 对企业规章制度的遵守情况, 团队精神, 工作任务完成情况等;另一块是班主任或带队教师的评价, 具体包括:对学校制定的实习手册的遵守情况, 实习周记、总结报告的上交情况等;第三块是学生的技师考证和论文提交及答辩情况统计;第四块是学生的自我评价以及对企业和带队教师的指导情况评价。学校相关部门负责统计评价结果并及时给出指导意见与好建议。

总之, 通过对我校学生顶岗实习的课程化研究, 力求探索和总结适合我校学生顶岗实习的具体模式, 全面培养学生的职业素养和综合职业能力, 为学生未来职业生涯奠定扎实的基础。今后应继续通过各种渠道, 加强与学生的沟通, 进一步融洽师生关系, 加强与企业的交流, 深入校企合作, 为实现“提升内涵、提高质量、打造品牌”的学校工作目标提供一定理论参考。

摘要：顶岗实习是职业类院校学生学习任务中的一个重要环节, 目前各中职学校顶岗实习一般安排在三年制专业的第三年整年。其所占学时之长, 远超其他任何一门理论课程。试图从国家对现代职业教育体系的建设规划和我省选择型课程体系建设出发, 以衢州市工程技术学校高职学部数控装调与维修专业技师班学生顶岗实习安排为例, 通过对顶岗实习管理模式、实习目标、实习内容以及评价体系的课程化研究, 探讨如何提升职校生顶岗实习的成效。

关键词：顶岗实习,课程化,管理模式,目标

参考文献

数控化技术 篇10

数控车床作为机电一体化的典型产品, 是机械制造业中使用量最大、覆盖面最广的一种数控机床, 主要用于加工各种轴类、盘类等回转体零件。其可以很好地解决现代制造中的复杂形状回转类零件的加工问题, 能稳定加工质量, 提高劳动生产率。但其价格较昂贵、一次性投资大, 往往使企业心有余而力不足。我国作为机床大国, 数控化的道路漫长, 对普通车床进行数控化改造是一条节约资金、快速有效的途径。普通车床的数控化改造具有针对性强、大大节约原材料和资金以及扩大机床应用范围等优点, 因此, 走改造之路不失为上策。

(一) 可行性

普通车床改造成数控车床是指对普通车床某些部位机械结构做一定的改造, 加上数控装置, 从而使普通车床具有数控加工能力。

从提高资本效率出发, 改造闲置设备, 能发挥车床的原有功能和改造后的新增功能, 提高机床的使用价值;数控改造费用低, 减少了投资额, 经济性好。数控改造费用仅为新购一台数控车床费用的15%～25%, 同购置新车床相比, 一般可以节省75%～85%的费用;增强了功能, 如圆弧加工、锥度加工, 这是传统加工方法难以实现的;交货期短, 可满足生产急需。

(二) 市场效益

机床数控化改造的市场在我国还有很大的发展空间, 现在我国机床数控化率不到3%。用普通车床加工出来的产品普遍存在质量差、品种少、档次低、成本高、供货期长。社会拥有大量的普通车床, 把这种车床改造为数控车床, 会收到良好的经济效益。还有许多学校的实习工厂, 如果把普通车床改造为数控机床, 在降低成本的同时, 又方便了教学和培训的各环节。

二、普通车床数控化改造的内容

车床的数控化改造主要内容包括以下几点:一是技术更新或技术创新。为提高性能或档次, 或为了使用新工艺、新技术, 在原有基础上进行较大规模的技术更新或技术创新, 较大幅度地提高水平和档次的更新改造;其二是恢复车床十八项精度, 对存在的故障部分进行诊断并恢复;其三是翻新。为提高精度、效率和自动化程度, 对机械、电气部分进行翻新, 对机械部分重新装配加工, 恢复原精度, 对其不满足生产要求的CNC系统以最新CNC进行更新;其四是NC化, 在普通车床上加数显装置, 或加数控系统, 改造成NC机床、CNC机床。具体内容包括:总体设计方案的确定、对机床导轨进行改造设计和自动回转刀架的选型和安装等。

三、数控装置的选择

分析了改造的可行性和确定改造内容后, 应进行有针对性的数控系统装置的选择。

目前市场上数控系统的类型比较多, 选择前首先应对拟改造的数控机床自身功能有一个充分的了解, 可依据价格合理、技术先进、服务方便的原则选择数控系统。在经济能力许可的情况下, 尽量选用名牌产品。此类数控系统, 零件筛选严格、制造工艺规范可靠, 对出现的因电器元件故障或提前失效引起的设备故障, 有极好的预防作用。而且也应注重数控系统的功能选择。不应单纯追求数控系统的高性能指标, 这对于实现较高的性能价格比非常重要。数控系统所具有的功能要与准备改造的数控机床所能达到功能相匹配, 尽量减少过剩的数控功能。因为数控系统功能过剩, 一方面浪费资金;另一方面, 还可能潜伏由于数控系统复杂程度的增加而带来的故障率增加的隐患。数控系统主要有三种类型:开环数控系统、半闭环数控系统和闭环数控系统。在改造时应根据具体情况进行选择, 在实际的改造过程中通常采用开环数控系统和半闭环数控系统。

(一) 步进电动机驱动, 没有检测反馈的开环数控系统

该系统的主要特征是控制电路变换一次指令脉冲信号, 电动机就转动一个步距角。数控系统输出的进给指令信号通过环形分配器来控制驱动电路, 它以变换脉冲的个数来控制坐标位移量, 以变换脉冲的频率来控制位移速度, 以变换脉冲的分配顺序来控制位移方向。因此, 该控制方式的最大特点是控制方便、结构简单、价格便宜。但机械传动误差没有经过反馈校正, 位移精度不高。早期的数控改造均采用该控制方式, 该类控制方式所配的数控装置也多由单片机或单扳机组成, 使得整个控制系统的价格较低。

(二) 交/直流伺服电机拖动, 编码器反馈的半闭环数控系统

半闭环系统检测元件安装在伺服电动机或丝杠端部, 间接测量执行部件的位置。它只能补偿系统环路内部部分元件的误差, 因此, 它的精度比闭环系统的精度低, 但其结构与调试都较闭环系统简单。在将角位移检测元件与速度检测元件和伺服电机做成一个整体时则无需考虑位置检测装置的安装问题。选择数控系统时主要是根据数控改造后车床要达到的各种精度、驱动电机的功率和用户的要求。

四、结论

经过探讨, 我们认为普通车床的数控化改造是企业和相关专业学校实现产业和教学数控化的一个经济有效的途径。改造时采用开环数控系统结构简单、价格便宜, 但缺点是位移精度不高;相对而言, 采用半闭环数控系统在精度上要比开环控制系统的高;而闭环控制系统价格较高。相关人员可根据自身情况进行选择。

参考文献

[1]崔长在.浅析普通机床的数控化改造[J].科技创新导报, 2008 (, 17) .

[2]陈廉清.数控技术[M].北京:机械工业出版社, 2008.

数控化技术 篇11

【关键词】数控；技能实训；过程化管理

数控技能实训过程化管理，能够在很大程度上帮助学生掌握操作技能，规范上课行为，加快学生相关技能的提高，促进学生更好的实现就业。对数控技能实训过程化管理进行探索与研究，实际上是在关注学生的专业学习技能，关注祖国的明天。

一、研究背景

在素质教育发展的今天，国家和学校都在不断加强学生的实际操作能力，力求能够使学生更好的融入到社会实际中，顺利进行工作。在学生掌握相关的专业课程之后，学校要求学生参加两周的数控技能实训，掌握一些基本的数控知识。要求学生做到，完成中等复杂程度的零件加工，能够在现场进行分析、处理工艺以及相关的程序，一少部分人能够拿到高级资格证，通过资格考核来获得相应的职业资格证书。

二、目前数控实训过程化管理中存在的问题

参加实训的学生安全意识相对过于薄弱，老师无法做到对每个学生都面面俱到的指导与监控。实训过程中，学生的坏习惯比较多，迟到、玩手机、佩戴装饰物等现象频发。另外。有学生在数控机床上随意放置物品，工具、书本、道具同样也存在乱放置现象，数控机床旁边附近的地面比较脏乱，安全等指示牌也被随意移动和损坏，消防设施旁边堆放杂物；学生不按规定操控机床，有学生在做工件时，另一位学生却不顾安全，在他旁边做高危动作，这样，若一旦发生意外，后果将不堪设想。在此情况下，就需要我们强化安全意识，运用先进的实训管理理念，进而能够提高学生的安全意识，以便真正投入到安全规范化的工作中。

三、实训过程化管理的内涵和作用

在实训过程中，需要对其训练的各项要素考虑在内进行有效的管理，包括机器、物料，其管理的主要内涵为：全员参与，保持管理活动。内容主要包括整理、整顿、清扫、清洁、素养以及安全。通过这些项目的管理，力求为实训提供一个良好安全的环境，提高实训的效率，加快学生的进一步操作与实习。

（一）整理在工作场所要力求将所有的东西进行区分，按其重要程度来看待。保持实训场地的整齐和洁净，将需要的东西留下来，不需要的就处理干净。通过整理思想，不仅能够为实训场所构造舒适的环境，而且能够帮助我们更好的认识自己，认清自己的优缺点、该做的事务、自己的日常习惯，等等。我们在此条件下，其目的主要是要求能够腾出必要的空间和时间，做好职业生涯规划，照准目标，从而能够更加努力的参与进去。（二）整顿将必需品按指定位置放置，并且为其添加标识，做好数量等相关的登记，在使用完成后要能够及时恢复，在这样的整洁的环境中，有助于学生消除不必要的物品。此外，整顿思想可以指导学生将自身的缺点、主要目标、信念等充分的罗列出来。在此条件下，有助于学生真正了解自己，从而实现真正意义上的升华。（三）清扫清扫思维目的就是要使实训场所打扫的干干净净，使场所干净、整洁，进而在工作中达到稳定的品质，以减少不必要的工作损害。在清洁的工作环境下，学生就能够真正做到清除思想中的污渍，减少杂念，进而能够一心搞学业，加快学习习惯的养成。（四）清洁将整理、清扫等进行下去，在制度层面，将其坚持做下去，让它成为一种真正意义上的习惯。在外部环境明丽美观的情况下，就会使人们工作保持积极的形态。反思自己，力求保持自身思想、行动的一致，这样能够使学生的职业理想能够顺畅的进行和实施。（五）素养拥有良好的专业素养，学习习惯，遵守规则，能够在很大程度上培养学生的主动性，进而培养起学生良好的学习习惯，在工作中形成统一的团队精神和向心力。（六）安全安全对于数控机床学生来说无疑是最重要的。重视学生的安全教育，要让学生拥有安全至上的信念。在工作中，要时时刻刻考虑自身的安全，一切都要做到防范未然，促使学生能够顺利的进行数控实践。安全同时对于建设和谐、平安校园具有重要的意义。

四、数控技能实训过程化管理过程

（一）严格抓编程的关口在实训过程之前，要对学生进行相关编程的考核，合格者才有机会进入操作实践的环节。对于考核未通过者，就要让他们暂停机床操作，可以让有相关知识的学生先进行操作训练。在之后的训练过程中，尽量不要让学生存在心理压力，要帮助他们尽量早日掌握必要的知识，进而投入到实训之中。

（二）分阶段实训和考核对学生的实训要分阶段进行，在这里，我们将其分为三个阶段：

第一阶段：要求学生熟练地掌握机床的相关操作，能够对不同的对象做出相应的编程，对基本的工件进行操作和测量。在这个过程中，可以强化学生的编程能力和测量计算能力，加快学生掌握机床的具体应用。在这个过程中，教师可以根据每日的学生表现，为其进行打分。在这个过程中，既要让学生看到自己的进步，同时又要让学生能够增强自信息，克服一些不良的情绪。第二阶段：在实训的第二个阶段，要求学生能够真正掌握整个零件的加工。在这个过程中，学生可以更好的掌握一些分析能力，具备一些相关的工件、刀具的安装能力。通过进行一系列的编程和编码，让学生能够对零件进行完整的编程。在实训过程中，我们经常可以发现，在初期阶段，一些掌握能力比较好的操作者操作着机床，这样就会导致学生学习过程出现分化，达不到我们预想的目的。第三阶段：对学生进行考核。在对大学生数控技能考核中，我们应该采取积极有效的方式。教师根据本阶段的学习和训练状况，对所学情况做出总结并简要针对知识点进行考核，体现其学习目标和发展要求。教师可以综合其表现和实际操作等，对学生进行适当的鼓励。在考核中，教师也应该秉持着分层次考核的理念，对不同学生做出不同的考核标准，根据学生平时的训练效果和自身能力极限划分出不同层次的标准。这样，在考核中就可以依据学生的能力和极限来对学生进行考核。考核过程中，需要针对不同层次的学生进行多项专项测评，以避免单一的考核所造成的偏差，有失公平。对于超出自身素质要求的，突破自己的，予以鼓励。这样能够提高学生的积极性，让学生投入到努力实践操作当中。让学生身心愉悦、兴趣开放发展、放松体验，养成良好的生活习惯，这对我们的生产生活具有重要的意义。我们要不断提倡和发扬这种开放、因材施教形式，贯彻落实实践体育精神，在实训和考核的分层次模式中不断深化自己，得到发展和提高。

五、实现数控技能管理实训，养成学生安全操作习惯要求

基于数控技能实训过程管理，笔者认为，要想真正实现安全有效的目标，就必须将上述的管理模式运用到实际的教学之中，只有这样，才能真正规范学生的操作，进而达到提高学生专业素养和实践能力的目的，养成良好的学习习惯。

（一）区分不必要的人和物，将与实训无关的东西都清理干净，归类摆放，让实训地点变得宽敞和明亮。对学生的约束将从很多方面进行。例如：禁止学生携带零食进行数控车间；按绿色通道进入实训地点，通道上避免摆放杂物，要保持通道的畅通；课前整理实训过程必要的物品，检查工具，检查使用的必要性，将不必要的处理干净，尽量为学生的工作实训营造一个积极的气氛。

（二）将物品有条理的进行归位，物品放置有条理，统一标识、严格规范管理，将每个东西的清单配齐，使必须物品让每个人熟知，以加快学生的使用和寻找。要做到这些，需要教师做到以下的内容：积极为学生开设安全教育课程，让学生在课前提前在车间门口集中，学生统一管理，穿工作服，佩戴工作帽；学校的实训教师为学身份例行开班会，强调安全意识；此外，将学生进行分组，有助于分层次对学生进行指导。在当前教师缺乏的时代，各个教室在配合协调方面显得不太好，这就要求教师能够将学生进行分组，分批对其进行管理。在管理方面我们主要有两种方案可供选择。第一种是将学生分为两个模块，十几个人人手一台机床进行操作，这个过程由两个教师负责完成；其他剩余的学生就在机房中做一些工艺的编写、仿真操作等事项，这个环节由一名教师负责完成即可；第二种方案是：将学生整体分为3组，每4、5个人配套一台机床。另外剩下的4人在现场做计算机的仿真训练，其他剩余的人做工艺的编写和程序的编辑。

（三）对工具的摆放要放到其非常重要的位置上来。在每台数控机床要能够清楚的进行标识，有相对应的编号和机床工具相对应。在工具柜的台面中，放置相关结构的橡胶板，可以方便大家使用，引导学生及时复位，避免随意摆放而造成工具损害，影响再次使用，这样有助于营造整齐的实训环境，构造和谐的实训理念；此外，对于仓储式分层的货架，要能够相对应的做好标号和记录，避免混杂交错。

（四）在实训地点进行清扫活动，有助于创造出一个整洁、和谐的环境。在运作的过程中，要加强制度化的管理，基本实现运营形式化到习惯化。在日常的实训期间，教师要教育学生认真清扫所在的机床，包括工具放置柜，托盘铁屑等相关的工具。要尽量能够做到，实训区域清洁无污，无无杂物、无蜘蛛网等；另外，每个实训小组要分配有各自的扫帚，督促学生完成清洁的任务；在清扫过程中，发现大量积水时，要能够积极对其查明原因，及时采取相关的措施来改进，促使其尽快完善。

（五）清洁的过程同时也是维护物品能够正常运作的过程，在实训中，要能够对其及时的进行清理，加快维护仪器，促使其运行。在清洁的过程中，要对相关仪器的精度进行考虑。要尽量用布将物体的表面擦拭干净，以避免有任何的脏物来影响测量的精密度；在使用完成后，要在金属的表面做好保护，一般情况下，我们采用在它表面刷漆的手段，以免造成生锈；保存也要将其放在干燥的地方，一般不作为其他工具使用，否则就会造成磨损而无法正常使用；在对机床的主体进行保养过程中，要尽量做到每天对油等方面进行检查，在发现油量不够的条件下，就要加以增添；一般情况下，我们在对数控机床进行清理过程中，要尽量使用油枪，避免使用步枪而造成的磨损、擦伤，严重影响机床的使用精度；数控机床的清洗一般首先要用棉布进行擦拭，一般不用气枪进行倒吹。

（六）养成规范做事、安全操作的职业习惯，有助于在做事方面很好的执行，进而培养起他们的职业素养。在这一过程中，要使学生深刻的掌握到不迟到、不旷课、安全操作的要领，对于表现不好者对其进行适当的扣分。通过不断的对其进行训练，从而抵制学生不顾小事的做法，在此基础上，促进学生规范做事，培养起学生积极进取的精神，这有助于数控实训化的顺利进行。

六、数控技能实训过程化管理实施其他要求注意事项：

（一）师生树立平等观念，学习者为中心学习要注重“学思结合”，积极倡导开放化、参与式的教学，帮助学生学习，激发学生的好奇心，引导学生自由思索、勇于创新，构建一个自主平等的新环境。在数控技能实训过程中，教师要能够根据每个学生的特点而设计出一整套的教学模式，采取富有个性化、人性化的教学策略，设计出能够发挥教师和学生潜能的教学，让学生能够通过实践操作，积极引导和学习监督，形成现代教学模式。要以学习者为本，教师要以满足学生发展为宗旨，根据学生特点进行课程设计，加快教学资源配置和重组。实训过程需要一个良好的气氛。气氛活跃，才有可能极大的调动学生的积极性，促使学生在训练中自主进行学习。

（二）尊重学生个性，实施差异教学将外域文化应用于实训教学中，在很大程度上能够展现学生的个性，加强大学差异教学，促进学生在各个方面个性专项提高。由于学生存在很大差异，教师要充分赏识学生在各方面所存在的不同和特性，通过将不同的资源引入到实训教学中，引导学生从兴趣中掌握必要的学习知识，深入学习兴趣内存在的知识，陶冶情操。学生的个性特点和兴趣爱好存在很大的差异，教师在教学中也要针对学生的不同个性特点来对学生进行专项教育，了解学生之间的不同，建立起新兴的教学模式。个性不同是影响教师教学的一个重要方面，个性教学转换为兴趣教学，让学生在自由中收获知识。

另外，从理论上来说，任何有效的学习都基本上为个性化学习，即学生能够按照自己的学习需求、风格，自由的开展学习，因材施教，运用实践操作的能动性，使用适宜的教学技术和方法，让学生能够有选择性的将自身的优势和偏向结合起来，对自身进行能动性培养，加快实训过程的实现。

（三）小组间合作学习，协调实现创新在数控技能实训中，我们应该充分利用小组协调的能力，让小组内部自由发挥，自主提高。在实训中，教师可以让学生在小组内自主思考和讨论，学生通过运用相关资源进行陶冶和熏陶，倾听每一个人的回答，能够促进自己思考与提出问题。这样不仅能够加强学生的合作能力，同时能够加深学生对于问题的理解和掌握，加深学生对所学知识的认识。

（四）课堂实训效率和课下学习相结合，学习方式灵活多样仅仅依靠课上的实训训练，并不能够使学生得到深层次的掌握和提高。学生只有将课堂的实训和课下的学习相结合，不断加深自身对于教学目标的了解，提高学习积极性，促进自己学习成绩的提高。通过课下学习了解一定的理论知识，对实训知识进行深入的巩固和加强，能够有效提高教学效果，提高学生的掌握能力。

（五）评价多样化，教学方式转变在实训中，需要对学生进行评价。在此情况下就需要教师能够运用相关媒体资源，加快评价多样化。

在评价中，要注重评价方法综合性，要充分将实践操作和卷面理论相结合，形成形成性评价。

参考文献

[1]吴一帆.数控技能实训过程化管理探索与实践[J].科技资讯，2014，27：140.

[2]黄江波.数控实训车间6S管理模式探索与实践[J].福建轻纺，2013，05：45-50.

[3]黄江波.运用6S管理模式实施数控实训教学的探索与实践[J].读与写（教育教学刊），2011，11：222-223.

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谈机床的数控化改造 篇12

1 伺服系统的选择

伺服系统是数控机床的重要组成部分, 它既是数控系统CNC系统与刀具、主轴间的信息传递环节, 又是能量放大与传递的环节。它的性能在很大程度上决定了数控机床的性能。例如, 数控机床的最高移动速度、跟踪精度、定位精度等重要指标均取决于伺服系统的动态和静态性能。伺服系统按控制方式分为开环控制系统、半闭环控制系统和闭环控制系统三类。在普通机床的数控化改造中, 一般选用价格较低的开环控制系统。该系统的执行元件———伺服电机, 通常采用步进电机或永磁式交流伺服电机。

步进电机是采用脉冲数字信号进行控制的, 每转一转步距误差自动变为零, 易于控制, 价格最低。其选择的关键是对参数进行确定。确定参数的具体方法是:先计算电机的步距角, 其次确定其步距精度, 然后再对它的转矩进行选择, 最后选定步进电机驱动器。

永磁式交流伺服电机常用于进给驱动系统中, 它容量大, 结构简单, 运行可靠, 效率高, 但启动特性欠佳。其选择方法是:先确定电机的额定转速, 其次选择其负载惯量, 然后再确定它的额定转矩, 进行电机预选, 最后通过进一步的速度、加减速转矩及连续工作转矩的验算确定预选电机是否符合要求。

2 数控系统的选择

数控系统是数控机床的中枢, 是其中最关键的环节。目前, 市场上数控系统的类型较多, 选择时要保证能购得最适合的系统, 就必须要充分考虑改造中各方面的因素。

首先, 要考虑被改造机床的功能要求。根据机床的功能要求选择数控系统, 以使数控系统所具有的功能要与准备改造的机床所能达到的功能相匹配。既要避免因偏面追求数控系统的高性能指标, 而选择了功能远远多于改造机床功能的系统, 造成功能过剩、资金浪费, 且在一定程度上还可能潜伏下由于数控系统复杂程度的增加而带来故障率升高的隐患。又要保证所选数控系统能满足机床全部功能要求, 不要出现一些因必须的系统功能短缺, 影响其它功能的使用, 使机床的优良性能发挥不出来。

其次, 要考虑数控系统的制造厂商。老牌著名跨国公司主要有德国的西门子、日本的发那科和三菱、法国的NVM等, 国内公司主要有中华数控、中国珠峰、北京航天等。目前, 进口系统的性能尚优于国产系统, 但价格也较高, 因此适用于大型高精度机床。国产系统功能较简单, 性能较稳定, 价格便宜, 对一般车床、铣床已能可靠使用, 且近几年国产系统也有长足进步, 与世界先进技术的差距越来越小。第三, 要考虑数控系统与其它配件的匹配。如果数控系统、电机及驱动器的品种、牌号太杂, 在连接各部件时, 就可能会出现输入与输出信号的不匹配及在传送中信号产生滞后等现象。因此, 选择时要优先考虑能提供进给伺服系统和主轴驱动的厂家的数控系统。

另外, 在资金允许的条件下, 尽量向著名厂家型号系列靠拢。一般著名厂商此类系统零件筛选更严格, 制造工艺更规范可靠, 性能稳定, 能更好地预防电器元件的故障或提前失效引起的设备故障, 也有利于维修。

3 机床机械部件的改造

数控机床的机械部分在刚度、精度、速度、摩擦磨损等方面较普通机床有更高的要求。因此, 不能简单地认为将数控装置与普通机床连接在一起就达到了机床数控改造的目的。而是应该从机床自身的价值考虑, 分析改造要达到的目标和所需投入。从该机床在本单位产品制造中的地位和重要程度来分析改造价值。对被改造机床的结构、性能、精度等技术现状作全面分析。其中包括机床原来的结构设计是否符合改造要求, 部件结构是否仍然完好, 各坐标轴的机械传动结构及导轨副的形式等是否适用, 各项精度是否满足要求, 机床在加工中是否存在故障和历史上有无出现过重大故障。从该机床的投入产出率估算, 确定最终改造方案。

3.1 主传动系统的改造

在对主传动系统进行改造时, 一般应尽量保留原主轴箱齿轮变速换档机构, 只把主轴的正转、反转和停转由原来的机械控制改变为由数控系统控制。当然, 如果为了扩大变速范围, 实现加工过程中的自动变速, 也可以将原来的单速电机更换为多速电机, 这样可以使机床性能更好。但多速电机的功率是随转速的变化而变化的, 所以电机功率要大, 且还要增加一套电机变速系统, 改装比较麻烦。对普通机床进行简易数控改造时, 最好不要用这种方法。另外, 为了使改装后的机床主传动和进给传动保持必然的联系, 要在主轴箱内安装一个与主轴同步旋转的旋转脉冲编码器。如普通车床改装为数控车床时, 在主轴箱内装主轴脉冲编码器, 以保证改造后的车床具备螺纹加工的功能。

3.2 进给传动系统的改造

在对进给传动系统进行改造时, 一般都应该把原来的进给变速传动装置及操纵机构全部拆除。而每个方向的进给传动都改由各自独立的功率步进电机, 经减速齿轮直接与带动滑板移动的丝杠连接, 分别实现各坐标方向的运动, 进行各坐标的控制。例如普通机床的简易化数控改装, 通常都是把原来由主轴箱到进给箱的传动路线切断, 且将溜板箱拆除, 直接把齿轮减速箱和功率步进电机安装在纵向丝杠的右端和横向丝杠的外端。

在对机床进给传动系统改装的同时, 也要对此传动系统中的传动装置元件进行相应的改造。具体如下:

丝杠。丝杠是将回转运动转换为直线运动的传动装置。改造时, 为了满足数控机床上较高精度零件的加工要求, 应该用滚珠丝杠螺母副替换原普通机床上的梯形丝杠螺母副。滚珠丝杠螺母副把传动丝杠与螺母之间的滑动摩擦变为了滚动摩擦, 使摩擦损失减小, 精度保持性、传动平稳性、传动效率等都得以提高。其传动效率可达到92%~98%, 是普通丝杠螺母副的3~4倍。

拖板。拖板是数控系统直接控制的对象。不论是点位控制、直线控制, 还是轮廓控制, 被加工零件的最终坐标精度都将受到拖板运动精度、灵敏度和稳定性的影响。除拖板及相配件精度要高外, 由驱动电机到丝杠间的传动齿轮也要采用间隙消除结构。以满足传动精度和灵敏度的要求。常用的消隙方法有刚度调整法和柔性调整法两种。刚性调整法传动刚度较好, 结构简单, 但调整起来很费时;柔性调整法, 一般用弹簧弹力自动消除齿侧间隙, 传动刚度较低, 传动平稳性差, 结构复杂。改造中, 可根据机床加工目标选用。具体选用可参考有关资料。

机床导轨。为了使改造后的机床有较高的开动率和精度保持性, 应充分考虑机床导轨的耐磨性。当前国内普通机床床身等大件多采用普通铸铁, 其摩擦系数较大。改造中, 在对达不到预定要求的原机床导轨进行修磨、刮研后, 要在上面贴上耐磨、吸振的聚四氟飞烯软带。

4 刀架的改造

刀架是否需要进行改造, 要根据改造后机床主要加工对象来确定。若采用一把刀即可完成本机床上的加工, 就没有必要对刀架进行改造。若需采用多把刀, 如普通车床改装后需要三、四把刀才能完成全部车工工序, 就必须对刀架部件进行改造。即拆掉原手动刀架, 装上电气或液压驱动, 由数控装置控制的自动刀架。

机床的数控化改造要考虑的因素很多。除了上面提到的主要内容外, 由于机床控制方式的改变, 还要对其进行电气部分的重新设计, 机械部分的大修和专项修理, 解决调试、安装等多方面存在的问题。总之, 在改造过程中, 一定要全面综合地考虑问题。只有这样才能改造出性能价格比最优的机床。

摘要：从中、小企业设备的实际情况出发, 对在普通机床的数控化改造中, 如何对数控系统、伺服系统进行选择, 如何对其机械部分进行改造等问题进行了介绍。

关键词：普通机床,数控化,数控机床,改造

参考文献

[1]李铁尧.金属切削机床[M].北京:机械工业出版社, 1989.

[2]罗永顺.普通机床数控化改造设计中关键问题的研究[J].机床与液压, 2005, (6) :193-195.

[3]吴孜越.C620普通车床的数控化改造[J].机床与液压, 2005, (8) :211-213.