数控车技术（共12篇）
数控车技术 篇1
当采用自动编程时, 经过刀具轨迹计算产生刀位文件, 然后通过后置处理转换成为可用于加工的数控程序。在程序的编制过程中, 由于数控系统的多样性, 很难找到一个通用的方法进行后置处理, 因此, 针对不同的数控系统, 后置处理程序也不同。CAXA数控车采用灵活的通用型后置处理模块, 对于不同种类的系统, 通过修改后置处理文件, 对刀位运动轨迹的点位信息, 以及刀具信息、进给、主轴转速等其他加工信息, 进行后置处理, 输出相应数控系统的加工代码, 代码无需修改, 可以直接输入数控车床用于加工操作。如果是输出程序后再针对系统进行程序修改, 这样不利于提高自动加工的效率。以下针对使用范围较广的FANUC (0i mate tc) 、华中世纪星 (hnc-21) 、simens802s三种型号数控系统的车床, 分析其后置处理文件的建立方式。
1 FANUC 0i系列后置处理参数设置
1.1 机床类型设置
打开软件选择机床设置选项卡, 增加机床, 机床名设置为“TONGYONG”, 设置相应的数控代码, 数控程序格式参数。程序格式参数包括程序说明、程序头、换刀格式、程序尾等内容。设置完成后将在软件安装目录下LATHPOST文件夹中生成TONG Y ON G.C FG后置处理文件。
(1) 设置方式:宏指令设置程序格式参数, 其中宏指令为:$+宏指令串。
(2) 程序说明:记录程序的名称、编制日期等信息。代码设置为:O$POST_CODE。
(3) 程序头:数控程序开头部分都相对固定, 包括工件坐标系设置, 绝对坐标设置、主轴启动, 以及冷却液开启等, 代码设置为:$DCMP_OFF$$G21$$WCOORD$$G90@$CHANGE_TOOL$TOOL_NO$COMP_NO@$SPN_F$SPN_SPEED$$SPN_CW@$COOL_ON。
(4) 换刀:换刀指令, 用于工序之间换刀。
(1) 在轮廓粗加工之后, 精加工工序之前换刀时, 考虑到需要停主轴, 暂停程序进行测量, 修改磨耗, 换刀宏指令串代码设置为:$SPN_OFF$$COOL_OFF@$PRO_PA USE@$CHANGE_TOOL$TOOL_NO$C OMP_NO@$SPN_F$SPN_SPEED$$SP N_C W。
(2) 在轮廓加工完后, 进行切槽或车削螺纹工序时换刀, 只需回换刀点换刀, 设定主轴转速即可, 宏指令串代码设置为:$CO OL_OFF@$CHANGE_TOOL$TOOL_N O$COMP_NO@$SPN_F$SPN_SPEED$$SPN_CW。
(5) 程序结尾代码:$SPN_OFF$$COO L_OFF@$PRO_STOP。
1.2 后置处理设置
打开软件选择后置设置选项卡。根据设置好的机床配置, 设置数控程序的格式如行号设置、程序大小、坐标输出格式、编程方式、圆弧控制设置等。
如果采用中、低档CNC系统, 程序内存储器容量不够多的情况下, 可以将程序按一定容量分割成多个文件, 容量设定在输出文件最大长度中输入, 例如华中数控系统规定最多程序代码9999行, 如果超过就可以将程序截断。
CNC编程方式有绝对编程 (G90) 和相对 (G91) 编程两种, 通常选择绝对编程 (G9 0) 。坐标输出格式点取小数选项, 由于CNC系统分辨率一般可至微米, 输出到小数点填入3位。为最大限度地减少程序容量, 点选优化坐标值选项。
车削中不存在整圆加工, 圆弧控制最好选择圆弧坐标, 这样编写圆弧插补时更加方便。R的含义为圆弧>180度为负。
X值选择为直径。
2 华中世纪星系列后置处理参数设置
用记事本打开软件安装目录下LATHP OST文件夹中对应的TONGYON G.CFG后置处理文件, 此文件内容为用户自己定义的机床后置格式文件, 对文件内容进行修改 (如表2所示) 。
华中系统程序头必须是“%”接4位数字, 程序说明代码设置为:$%$POST_COD E, 插入在文件中_DO CUMEN T_STA RT和_DOCUMENT_END之间。修改完成后进行保存。
3 SIMENS系列后置处理参数设置
用记事本打开TONGYONG.CFG后置处理文件, 对文件内容进行修改 (如表3所示) 。
802S系统的程序名由程序地址码“%”表示, 开始的两个符号必须是字母, 其后的符号可以是字母、数字或下划线, 最多为8个字符, 不得使用分隔符。例如, 程序名“%Z G2”。程序说明代码设置为:%_N_XX$PO S T_C OD E_M P F (其中X X为任意两个字母) 。
程序头代码设置为:$DCMP_OFF$$G71$$WCOORD@$G90$G00@$CHA NGE_TOOL$TOOL_NO$$D$COMP_N O@$SPN_F$SPN_SPEED$$SPN_CW@$COOL_ON, 插入在文件中_HEAD_ST ART和_HEAD_END之间。
换刀代码设置为:$COOL_OFF@$CH ANGE_TOOL$TOOL_NO$$D$COMP_NO@$SPN_F$S PN_S PEED$$SP N_C W, 插入在文件中_MIDDLE_START和_M IDDLE_END之间。修改完后进行保存。
4 结语
经过对后置处理文件的上述修改, 可以在CAXA数控车完成刀轨后, 直接利用相应后置处理文件进行程序代码输出。输出的程序导入相应的数控系统, 可以直接进行加工操作, 很大程度的提高了工作效率, 也实现了数控加工的完全自动化。后置处理的研究是机床程序语言不通用所造成的产物, 随着机床控制通用性的实现将不再需要考虑后置处理文件是否适用。另外后置处理得到的结果可能出现错误, 可能因为后置处理的翻译过程存在问题或是刀轨本身具有一定的问题, 所以用于生产前需要检验程序代码的准确性。一般可以使用数控仿真软件进行模拟仿真来验证其准确性。
摘要：CAXA数控车内部自带有后置处理程序, 但有些数控系统在CAXA数控车内部找不到相应的后置处理程序, 必须根据数控系统的要求, 对其默认的后置处理程序进行必要的修改和重新设置。在实际应用中, 用户要根据具体的数控系统对后置处理文件进行修改, 定制出适合某一数控机床的专用后置处理程序。
关键词：CAXA数控车,后置处理技术
数控车技术 篇2
这一学期我一直从事实习教学工作，工作上勤勤恳恳、兢兢业业，从没有丝毫的懈怠和马虎，实习教学认真负责，备好每一节课，上好每一节次课，在教学工作中做到口勤、手勤、腿勤，时时刻刻高度关注学生和设备的安全，经常亲自排除可能的事故隐患。一年来在工作中没有发生过一次安全事故，圆满的完成了四个班的实习教学任务，鉴定通过率百分之八十。是一个学生尊重和信赖的老师，成绩虽微不足道，但感慨颇多。下面我对自己一年来的工作做一个回顾和总结。
平时注意提高自己专业技术知识。常常利用课外时间，翻阅大量专业书籍，将与教学有关的内容与实习教学相结合，整理出一套适合本院设备条件和学生水平的实习教学课题，使实习教学效果大大提高，并降低了实习成本，节约了实习原材料百分之三十。例如：在实习教学中，将中级工模拟件的外圆和螺纹长度减小到原来的二分之一，练习件
（一）实习完成后在练习件
（一）的基础上设计练习件
（二）的尺寸,依此类推。
在实习教学中，注意向有经验老教师和同事学习，并结合自己教学经验，研究设计出一些较好的实习课题。例如：钢制葫芦练习和陀螺练习，既能激发学生的学习兴趣同时又能提高学生实习操作技能水平，取得了很好的教学效果，得到了领导和学生的一致好评。
我平时积极参加学院组织的教研活动，向同事们学习教学心得和经验，翻阅了学院图书馆大量相关专业书籍，作成读书笔记，平时上网查询专业知识和本专业最新动态，与同事们交流研究，共同学习、共同提高。平时利用业余时间去天津图书大厦等地，购买回了大量专业技术书籍。很多重要的书籍购回多本，回来和同事一起研究。将书中一些比较好的课题总结出来，在实习教学中应用，取得了有效提高学生技能又节约实习材料的双赢的效果；将教研活动中总结出的学生管理经验应用与实习管理之中，取得了良好的效果。
我在教学中认真钻研业务，对技术精益求精。在工作实践中刻苦学习。擅长运用宏程序进行数控加工，在工作中总结出数控快速加工多头蜗杆和多线梯形螺纹法，提高了我校教学质量。具体方法是：运用G92指令编程，每次将刀尖x向、z向同时斜向进刀，先向左侧斜向进刀至粗加工规定槽宽，如此反复呈“s”型下刀，与传统代码加工相比，具有如下特点：（1）两侧刀刃均匀承受切削负荷，车刀两切削刃磨损均匀，大大减小了扎刀、让刀现象。（2）缩短了加工路线，节约了工作时间，提高了生产效率和教学质量。
平时对于工作中存在的问题，和同事们一块研究，集思广益，找到有效的解决办法。如在实习中发现学生一开始实习机床快速倍率100%易出危险，共同研究出了先将机床刀台放到机床中间，然后把机床快速倍率修调到25%，从而大大减少了安全隐患。
平时注重与学生交流，询问学生技能掌握情况，及时发现学生对本课题的掌握程度，对于学生不易掌握的技术难点和技术要点，重复讲解，加深学生印象。并将这些情况进行总结，在下一届学生的实习中作为重点进行强调，取得了较好的教学效果。
踏踏实实做人、兢兢业业做事是我的座右铭。在我们邢台技师学院快速发展的关键时期，我会一如既往地努力工作，为数控实习教学添砖加瓦。同时恳切的希望各位领导和同事对我工作中存在的不足之处，给予帮助和指正，以使自己综合素质进一步提高，为把我校建设成一流的职中学校而奉献自己的一切。
数控车技术 篇3
关键词：数控加工 数控仿真软件
数控仿真软件是一款在计算机设备内完成数控操作加工仿真的现代化专业性软件，能同时展开刀具轨迹与机床运动的仿真。数控仿真软件通过三维显示与虚拟现实技术，使数控加工整个流程的模拟达到相当逼真的程度，进而检验加工环节里可能存在的不足。利用微型计算机的数控加工实验教学系统，可为学生知识的学习提供更真实的数控机床操作编程加工环境，可降低实际上机操作时因误操作而带来的机床与工件毁坏几率，进而提升课堂教学质量与学生实际工作能力。
一、数控仿真软件在数控加工技术教学中的作用
第一，通过数控仿真软件能够弥补设备与师资缺乏，增强学生动手实践能力，对学生技能操作熟练程度的提升更有利。利用仿真软件展开模拟操作，可为学生提供更多的实习机会，缩短新授知识转变为技能的周期。如一个班级中约有30个人，3台机床，平均每台机床约10个人，每次实习时间约3小时，而每个人的实际操作时间仅有18分钟，在如此短暂时间内，很难达到预期的效果。若我们利用每所学校均有的微机室，将3小时换作与实际机床基本相同的仿真操作的话，可保证所有学生均有足够时间来动手，提升操作熟练程度，为下一步实际操作做足准备。
第二，提供了多类机床与多类系统。现今数控机床的种类与系统厂家相当多，教学时可结合需要选择对应机床与系统完成对学生的授课，增强了学生对不同数控系统与不同数控机床的适应能力。
第三，通过数控仿真软件可更好结合理论学习，实现同步教学。若通过仿真软件一边演示一边教学，借助车刀与工件运动来显示指令轨迹，学生更易理解，还可亲手操作以加深认识，理论与实践相互融合，增强了教学质量。
二、数控加工技术课程的数控仿真软件教学要点
1.引导学生正确选用数控加工仿真系统，提高教学质量
数控仿真软件可通过计算机把所编制程序，在二维图或三维图的基础上通过动态方式把整个数控加工过程更生动地展现出来。现今有影响力、有代表性的数控仿真软件包括上海宇龙、斯沃仿真、南京宇航等。但具体选择哪种仿真软件，还应综合分析仿真系统里操作面与实训教学机床的匹配性，保证仿真系统里所用到的数控系统应与教材教学选择的数控系统或机床相符，并考虑数控仿真系统功能是否满足教学要求与仿真软件及CAD/CAM软件配套性，如通过CAD/CAM软件后置处理所生成的程序可否调入仿真系统进件虚拟加工，在仿真软件运行验证符合要求的程序可否在真实机床里加工等。笔者学校在实际操作中选用了上海宇龙数控仿真软件，软件基本可兼容目前国内已有的大部分数控系统，如FANUC、SIEMENS、广州数控等。仿真软件完全模拟真实的数控机床操作，能清晰仿真整个数控加工环节。学生在学习过程中能够更快速地了解数控机床编程与操作技能。
2.科学应用仿真软件，增强学生学习兴趣
过去在黑板上讲授不同按键名称、作用与操作方法，实质上是一件费力不讨好的事，学习者感觉枯燥，教师也乏味。但若将数控仿真软件用于数控加工技术课程中，学生所编程序能够直接在计算机数控加工仿真软件中进行模拟加工演示。由于机床操作面板的使用及零件加工过程均与实际加工情况类似，学生可从任意角度了解、掌握数控机床加工过程，毛坯加工变作成品的过程真实形象，更利于知识点的掌握。利用数控仿真软件，基于学生学习中遇到的各种困难及问题给予讲解、引导、示范操作，可以克服所有的学习困难，解决问题，增强学生学习兴趣。此外，数控仿真软件再先进，终究不是真实的，数控系统种类多，统一数控系统应用于不同厂家生产的数控机床上，实际操作中也存在诸多差异，研发人员无法全面掌握这些具体细节，仿真软件产品会出现一些与真实机床不同的感觉。教师还应为学生清楚讲述软件与实际机床不符之处，并结合机床真实情况为学生展开针对性教学，以免让学生出现误解，不利于将来机床编程与实操。
3.合理安排教学内容，循序渐进掌握数控知识
数控加工技术课程教学中应合理安排教学内容，在教学前将知识点给予有效安排，大致分作三个模块，即基础模式、提高模块与拓展模块。首先，基础模块重点讲述训练中常用到的FANUC数控系统相关数控车床、数控加工中心编程方法、操作及应用知识，该模块属于教学基础，也属于教学的重点，要求学生务必熟练掌握，并能做到知识的灵活运用;其次，提高模块重点讲述并训练SIEMENS数控系统相关三种机床编程与操作，增强学生在不同数控系统下进行不同数控机床编程的操作能力与理解能力;最后，拓展模块重点讲述国产数控系统里的华中数控系统与广州数控系统里的数控车床编程及操作技巧，拓宽学生知识面，增强学生对不同操作系统、不同操作面板的编程及实践操作能力。唯有如此，学生方可更牢固地掌握各种数控加工知识，步入社会后能尽快适应岗位工作要求，提高工作能力。
4.仿真软件学习与机床实际操作训练同时进行
数控仿真软件不仅可用于数控加工技术课程教学中，还可作为数控操作技能训练辅助工具。教师应摆正数控仿真系统在教学中的位置，不可让学生养成一味依赖数控仿真软件的习惯，而忽视了机床实际操作练习的重要性。教师需结合课程总共的学习时间，科学分配仿真软件学习与机床实际操作训练二者的时间比例，充分认识到数控仿真软件的应用优势主要体现在入门基础训练上，而学生实践操作技能的提升关键还是要通过大量的机床实际操作训练。学校需合理制订教学计划，在数控仿真软件课程学习前，就先组织学生到附近工厂实习，让学生对各类加工方法有更深的感性认识。同时，数控机床课程与数控加工工艺课程也应安排在数控仿真软件学习训练前，让学生掌握更多机床操作方法、加工方法与切削用量选择方法，更利于学生理解与掌握数控仿真各环节要点，进而让数控仿真软件真正在数控加工技术课程中发挥作用，达到“砍柴不误磨刀功”之效。
总之，数控仿真软件将逐渐变成我国数控教学中的主要手段，不但能够解决占用过多实验设备时间的问题，还可提升学生对数控加工的认识，还可为学生提供检验自行编写程序正确性的有效手段。不过，把数控仿真软件应用于数控加工教学里也有诸多不足，在应用过程中还应不断改进与完善，使其更好为数控教学服务，提高教学质量，为社会培育出一批批实践能力强的新型数控人才。
参考文献：
[1]丛娟，丛树林.基于数控仿真软件的数控加工工艺与编程课程改革[J].辽宁高职学报，2011（3）.
[2]王芊.有效提高学生实践能力的途径——仿真软件在数控技术专业教学中的应用[J].包头职业技术学院学报，2009（1）.
[3]王丹，陈存银.数控仿真软件在数控编程与加工项目化教学中的应用[J].机械工程师，2014（2）.
解析变齿厚蜗杆的数控车加工技术 篇4
关键词：变齿厚蜗杆,加工技术,数控车
对变齿厚蜗杆有一定了解的人都知道, 它的加工工艺复杂异常, 当下对变齿厚蜗杆的加工主要采用的是通过挂轮车的方法进行, 这需要规模庞大计算总量, 还应当进行制作挂轮等工作, 这些工作大大延长了加工周期, 加工效率也不是很高, 这严重限制了变齿厚蜗杆的生产, 这就要求我们必须对变齿厚蜗杆的加工技术进行大幅度改良, 这将有利于加工工期的缩短, 让变齿厚蜗杆的加工工艺更加趋于合理性、经济性, 提升加工精度。
1 变齿厚蜗杆的优势
在大多数机械产品的减速机制中, 蜗杆是其重要的组成部分, 它可以有效保障机械的高效运转, 此外, 蜗杆可以让机械产品产生巨大的传动力, 使得机械产品中的蜗杆涡轮机构更加紧密, 大幅度增加其承载力, 进而让蜗杆涡轮机构的传动趋于平稳, 而变齿厚蜗杆就是蜗杆的其中一种类型, 在机械进行常规工作的过程中, 变齿厚蜗杆会根据导程的差异, 其厚度也随之发生相应的变化, 我们知道, 机械在正常工作时, 会因为受到不同程度的磨损致使增加传动间隙, 在这个时候, 仅仅适当调整蜗杆的轴向位置, 便可以很大程度上提高蜗杆的转动幅度, 以此来提高其精度, 在以前, 这是不可想象的, 一旦发生问题就必须对蜗杆和涡轮进行更换, 既麻烦又不经济, 采用变齿厚蜗杆后, 人们发现这类蜗杆不仅操作方便、经济适用, 更加能够满足相关的技术要求, 可谓一举多得。
2 加工蜗杆的技术要领
在数控车床出现以前, 加工蜗杆多采用车削加工的办法, 当时采用的车床还是普通车床, 很多道工序基本上都是采用手工的方式进行, 这在无形中增大了劳动的力度和强度, 而且普通车床会受到众多参数的制约, 导致一些蜗杆得不到加工, 这种状况一直持续到数控车床的出现, 相比于普通车床, 数控车床具有诸多优势, 它对蜗杆加工的精度被提升到了一个较高的层次, 大幅度减轻了手工作业的劳动强度, 而数控机床在加工蜗杆时, 程序都是事先被设定好的, 全部自动化、机械化, 提高了蜗杆精度, 提升了从产品的合格率, 然而我们也必须面对数控机床所需要解决的一些问题, 譬如在数控机床对蜗杆进行加工的过程中, 由于刀所承受的力度过大, 极易发生断裂现象, 而随着机器的磨损, 机床齿面的粗糙程度也会加大, 所以大规模的蜗杆加工基本上很难进行, 所以在数控机床的工作工程中要对诸多问题给予充分的考虑。
变齿厚蜗杆的齿厚会沿着轴变薄或者变厚, 而其齿间宽度也会发生相应的形状变化, 当这个齿间宽度被减小到某一点的时候, 蜗杆牙槽的两侧刀面将会与侧方相互影响, 严重时会让变齿厚蜗杆的加工工作无法继续进行, 需要强调的是, 齿根的齿间宽度必须严格大于2mm, 要知道这对于变齿厚蜗杆来说可以发挥巨大的作用, 根据理论公式:
我们不难看出, 当齿间宽度一旦小于2mm时, 就必须对相应的设计变更改良, 让齿间宽度增加, 而在实际操作中, 在很多时候进行变更十分困难, 这时候就应当早蜗杆齿间宽度小于2mm的地方撤出规定宽度的刀槽, 使厚齿处的高度在一定程度上减少, 而齿间吻合的现象我们可以对其忽略, 此外, 蜗杆根圆间的宽度也应当严格保持在大于2mm的范围之内, 加工的操作人员需要根据变齿厚蜗杆的的具体参数制定其相应的加工方式。
下面让我们初步了解一下车削方法, 在对变齿厚蜗杆进行车削过程中, 不论是精车还是粗车, 操作人员都需要依据两侧的导程对挂轮齿的数量进行精确的推算, 合理调整机床, 对其采取加工作业, 车削方法还适用于其他的一些基本操作。
3 数控车加工技术的改良方法
首先, 让我们探讨一下在改进过程中所需要注意的相关事宜, 因为变齿厚蜗杆的两侧导程基本一致, 在进行误差分析的过程中, 必须要将误差降到最低, 以控制在允许的范围, 而对于车刀刀尖的宽度必须要严格进行控制, 最基本的要求是小于螺纹齿轴向齿间的宽度, 避免出现干涉情况。在改进刀杆的过程中, 通常情况下应当选一些可以转动的刀杆, 进而减少切削过程中产生的振动效果, 普遍认为, 弹簧刀杆是最佳选择, 这是因为弹簧刀杆具有非常低的刚度, 一旦切削的力度被加大时, 刀具就会发生位置的转移, 进而切削的力度会被不同程度的削减, 振动也会随之被吸收, 最终起到消除振动的功能, 选择弹簧刀刀杆的另一个重要原因就在于因为其刚度低, 自身的振动频率相对于其他种类的刀杆也非常低。
下面让我们简要探究一下对精车刀的改良, 影响齿厚度的重要元素包括精车刀具的双刃以及前角, 操作人员需要严格将齿形角控制在20度左右, 前侧刀刃与双侧刀刃必须保持平直状态, 确保齿形角尺寸精确的同时, 更要保证刀口的锋利程度, 对前侧刀表面的粗糙程度进行严格控制, 在双侧打磨出深度在1毫米左右的沟型凹槽, 精车刀的后角需要根据螺纹角度适时地发生改变, 利用油石对刀刃的表面进行抛光作业, 严格将其粗糙程度控制在0.7左右, 更要保证其锋利的程度, 要优先进行双侧的切削作业, 之后对顶部进行切削, 当这三个表面切削作业完成以后, 仅仅需要简单的工序就完全可以达到很高的精度, 进而让其工作效率得到大幅度提高。此外, 我们对于传统的切削方法也必须进行相应的改良工作, 在对变齿厚蜗杆的后期加工工序进行时, 相应的切削办法必须加以改良, 在发挥传统左右切削法优势的基础之上, 进行创新改进, 如需必要, 应当进行试验, 并对试验结果加以准确分析, 进而达到切身不变的根本目的, 这样便可以使切削的面积不断加大, 最大限度地提高了工作效率。
谈完了精车刀, 自然就要提到对粗车刀的改进办法, 目前的变齿厚蜗杆的刀尖材质多数为白钢, 要想降低夹刀现象的发生率, 就必须要严格控制刀尖的宽度, 使之相对于底槽宽度略小, 操作人员在估算出刀尖的宽度以后, 应当用砂轮对其进行打磨作业, 使刀刃呈现出圆弧形状, 这个圆弧的弧度如果越大, 就能使之耐用性能增强, 同时说明其散热的性能非常好, 与精车刀相似, 其刀面的粗糙程度也应当严格被控制在哦0.7左右, 这也是为了提高刀头的耐磨性能。
4 结论
通过本文的深入阐述, 在运用变齿厚蜗杆的数控车加工技术过程当中, 对其工艺进行深度改良, 可以有效提高加工作业的质量和效率, 操作人员应当对变齿厚蜗杆的参数和精度进行严格的控制, 结合现实情况, 在发挥传统技术优势的前提下, 对数控车床加工变齿厚蜗杆技术进行持续性的创新和改良, 全面体现出加工技术的高效性、合理性以及经济性。
参考文献
[1]曹西京, 刘昌祺, 张淳, 等.双蜗杆传动在精密数控分度中的应用[J].陕西科技大学学报:自然科学版, 2003, 21 (1) :70-72.
[2]周德民, 潘江明.变齿厚蜗杆的数控车加工技术[J].金属加工:冷加工, 2010 (23) :67-68.
数控车技术 篇5
教学总结
2013年9月份开学以来，我一直从事实习教学工作，工作上勤勤恳恳、兢兢业业，从没有丝毫的懈怠和马虎，实习教学认真负责，备好每一节课，上好每一节次课，在教学工作中做到口勤、手勤、腿勤，时时刻刻高度关注学生和设备的安全，经常亲自排除可能的事故隐患。一年来在工作中没有发生过一次安全事故，圆满的完成了两个班的实习教学任务。下面我对自己一年来的工作做一个回顾和总结。
一、政治思想方面
认真学习马列主义毛泽东思想，坚持党的四项基本原则，认真贯彻党的“十七大精神”和“三个代表”的和重要思想，积极参加学院组织的各项政治学习，认真写好读书笔记，遵守学院各项规章制度，不迟到、不早退，与时俱进、爱岗敬业、尊敬领导、认真完成领导交办的各项任务，团结同事，热爱学生，努力让每一个学生通过实习提高自己的技能水平，达到或超过学院规定的技能要求。
二、教学方面
平时注意提高自己专业技术知识。常常利用课外时间，翻阅大量专业书籍，将与教学有关的内容与实习教学相结合，整理出一套适合本院设备条件和学生水平的实习教学课题，使实习教学效果大大提高，并降低了实习成本，节约了实习原材料百分之三十。例如：在实习教学中，将中级工模拟件的外圆和螺纹长度减小到原来的二分之一，练习件
（一）实习完成后在练习件
（一）的基础上设计练习件
（二）的尺寸,依此类推。
在实习教学中，注意向有经验老教师和同事学习，并结合自己教学经验，研究设计出一些较好的实习课题。例如：钢制葫芦练习和陀螺练习，既能激发学生的学习兴趣同时又能提高学生实习操作技能水平，取得了很好的教学效果，得到了领导和学生的一致好评。
2013学年秋期，我带数控技术应用一班和数控技术应用二班的学生，在实习教学中，经常出一些操作失误，经常造成现场指导跟不上，影响教学进程，还会造成安全隐患。怎样解决这一矛盾呢？在教学实践中，我采取了优等生和学习稍差的学生互相结成对子，互相帮助，教师积极指导共同搞好实习教学的办法。具体办法如下：一个技术熟练的学生与两个技术生疏的学生结成对子。这一组学生在一个车床上进行实习；当技术生疏学生实习时，技术熟练的学生要负责传、帮、带以及安全；如不允许技术生疏学生在实习中按不懂的按钮、手柄，练习与教学无关内容。如遇安全隐患或异常情况，应立即按急停按钮并找老师现场解决问题。这样采取一帮一，一对红的办法，能有效加快学生掌握操作技能的步伐，有利于技术熟练学生，更有利于技术生疏学生，安全系数也大为提高。对优秀学生，每天实习开始对他们的优点进行表扬，对实习较差的学生，让其明白实习存在的问题和解决的办法，并监督他们改正，到鉴定时，数控一班和数控三班基本都达到了高级工操作水平。
三、教学研究方面
我平时积极参加专业组织的教研活动，向同事们学习教学心得和
经验，翻阅了学院图书馆大量相关专业书籍，作成读书笔记，平时上网查询专业知识和本专业最新动态，与同事们交流研究，共同学习、共同提高。平时利用业余时间去新华书店等地，购买回了大量专业技术书籍。很多重要的书籍购回多本，回来和同事一起研究。将书中一些比较好的课题总结出来，在实习教学中应用，取得了有效提高学生技能又节约实习材料的双赢的效果；将教研活动中总结出的学生管理经验应用与实习管理之中，取得了良好的效果。
我在教学中认真钻研业务，对技术精益求精。在工作实践中刻苦学习。擅长运用宏程序进行数控加工，在工作中总结出数控快速加工多头蜗杆和多线梯形螺纹法，提高了我校教学质量。具体方法是：运用G92指令编程，每次将刀尖x向、z向同时斜向进刀，先向左侧斜向进刀至粗加工规定槽宽，如此反复呈“s”型下刀，与传统代码加工相比，具有如下特点：（1）两侧刀刃均匀承受切削负荷，车刀两切削刃磨损均匀，大大减小了扎刀、让刀现象。（2）缩短了加工路线，节约了工作时间，提高了生产效率和教学质量。
平时对于工作中存在的问题，和同事们一块研究，集思广益，找到有效的解决办法。如在实习中发现学生一开始实习机床快速倍率100%易出危险，共同研究出了先将机床刀台放到机床中间，然后把机床快速倍率修调到25%，从而大大减少了安全隐患。
平时注重与学生交流，询问学生技能掌握情况，及时发现学生对本课题的掌握程度，对于学生不易掌握的技术难点和技术要点，重复讲解，加深学生印象。并将这些情况进行总结，在下一届学生的实习
中作为重点进行强调，取得了较好的教学效果。
踏踏实实做人、兢兢业业做事是我的座右铭。在我们南江县小河职业中学快速发展的关键时期，我会一如既往地努力工作，为数控实习教学添砖加瓦。同时恳切的希望各位领导和同事对我工作中存在的不足之处，给予帮助和指正，以使自己综合素质进一步提高。
数控车技术 篇6
【关键词】数控技能竞赛 中职数控技术专业 教学改革
一、引言
我国的数控技能竞赛自2004年创立以来已经成功举办了十一届了，每年的成绩和效果都让人备受鼓舞和振奋，同时也为数控技术专业的课程和教学改革带来一定的借鉴意义。通过开展数控技能竞赛不仅能够让各个学校发现自己的不足，创新自己的教学模式，还能让学校改变自己的人才培养策略，及时对陈旧的课程内容进行更新，将一些实践课程环节及时做出有益的调整。通过参加数控技能竞赛及和其他参赛学校的交流，對于中职学校加强和一些企业的交流与合作，改变教育理念都有很积极的影响。
二、中职数控技术专业学生的现状
数控技能竞赛后，通过对中职学校的选手进行全面分析后，主要发现以下几个特点：第一，学生的操作能力和现在社会需要的人才能力相去甚远，缺乏随机应变的能力；第二，学生的基础知识不够扎实，比较片面，知识体系比较混乱；第三，软件的实际操作和数控加工实操能力十分弱；第四，不了解新工艺的知识，缺乏与时俱进的意识。以上这些问题都凸显了中职数控技术专业课程教学改革的重要性和紧迫性，所以一定要制定出符合时代要求的课程设置和教学方案，真正提高学生的专业技能和素质，这样才能让学生更加专业，成为训练有素的数控技能人才[1]。
三、中职数控技术专业教学的改革建议
（一）改革教学内容
随着我国数控业的不断发展，企业对于人才的需求也提出了新的要求。很多企业要求学生掌握传统的机械制造技术，学会数控加工编程技术，必须会操作CAD/CAM等建模软件，成为当下需要的复合型人才。
近几年来的数控技能竞赛，竞赛理论部分和当下的技术发展紧密地结合在一起，题量比较大。在教学过程中，一定要将对软件的熟悉程度作为考试的主要内容，在课堂中进行多次模拟竞赛，这样在数控技能竞赛中学生也能有一些优势。在数控技能竞赛中，选手的程序编排、实际操作能力都是比赛的重点，因此及时更新教学内容，对于学生未来的学习、工作和发展都有着十分重要的意义。
（二）建设教师队伍
中职学校培养出来的学生，除了要具备理论基础外，还应该有比较高的技术水平。因此教师一定要具备比较高的素质，除了必要的专业理论知识，还要有结合现在社会实际发展的技术经验。教师不仅仅局限于课堂，学校应该加强和企业的合作，让教师到企业的第一线进行训练和感受，这样给学生讲课的时候一定更直观，更有说服力[2]。
教师在教学的过程中，还要改变传统的教学模式，提升自己的教学质量。在数控技能竞赛中，一个学生取得的成绩不仅代表了一个学校的教学质量，也代表了教师的教学技能水平和指导能力。并且一个学生的口头表达能力、知识的掌握程度、随机应变的能力，这些都是凸显教师教学水平的地方。学校应该定期举行一些数控教师的讲课比赛和实操比赛，通过比赛来提高教师的教学能力，促进教师不断进行学习和课程研究。这样还能帮助学校不断优化教师队伍，淘汰一些不愿意充电学习的教师。教师努力学习掌握了新技术、新工艺后，也能传授给学生最新的知识，让学生在数控技能竞赛中取得更好的成绩，在未来的工作中获得企业的认可，还可以帮助学校打出名声。
（三）改革实践教学
近些年的数控技能竞赛中，很多学生选手的临场应变能力比较差，不能把理论知识应用到实践中，或者只在课本上学到了一些加工的知识。所以实践对于中职数控技术专业的学生非常重要。一定要改变传统教学模式，加强学校和企业的合作。让教室和车间相结合，这样老师讲课就会非常生动，不显得枯燥和抽象；教师不仅授课，还作为学生的师傅，让实习和学习合二为一；将学生的学习成效以产品的形式展示，平时的实操训练中多举行校内模拟技能竞赛，这样也可以激发学生的成就感和更大的学习兴趣。优秀的专业课教师可以引领一个优秀的专业，一个优秀的专业可以引领出一个优秀的学校。通过我国的各级技能竞赛，在国家提供的专业技能竞赛的平台上，加强数控专业教师培训，加强校企合作，“走出去”“请进来”就显得尤为重要。
在进行课程设置和教学改革时，可以借鉴国内外先进的教学理念，但是一定要结合本校的实际情况，做到“取其精华，去其糟粕”。坚持以人为本的教学理念，培养高素质的人才，坚持特色办学，及时更新学校的教学设备，让专业教学效果和社会经济的发展接轨，这样学生在掌握了基本专业技能以后就可以适应社会的生产节奏，让数控技术的教育在未来发挥更大的作用[3]。
四、结语
综上所述，我国的数控技能竞赛是中职学校比较关注的一个竞赛，通过竞赛可以看出一个学校的办学能力和发展要求。针对这些情况，中职学校的发展一定要与时俱进，不断培养出优秀人才，满足社会的发展。
【参考文献】
[1]李国华，钱逸秋.浅析职业院校技能大赛对数控技术专业教学改革的引领作用[J].高等职业教育（天津职业大学学报），2012，21（03）：65-67.
[2]王姬.情境项目引导教学三级能力分段提升——中职数控专业技能教学培养模式改革与实践[J].中国职业技术教育，2011（29）：14-16.
数控车技术 篇7
关键词：钛合金,切削加工性,加工振动
0 引言
CFM56-5B涡扇发动机具有大函道比, 高推力的特点, 主要装配在A319, A320, A321飞机上, 增压级整体鼓筒件作为关键核心转子件, 主要作用是为发动机提供大的外函推力, CFM56-5B增压级鼓筒是公司承揽的法国SNECMA公司的转包新件, 也是公司所承担的第一个核心转子转包件, 该零件的加工是对现有制造水平的一个挑战, 也是提升制造能力的契机, 本文主要介绍了零件数控加工中的技术问题的处理及结论。
1 零件的结构、材料特点及加工工艺性
该零件的材料相当于国产材料钛合金TC4, 因为钛合金化学亲和力强, 导热性差并且强度高, 在加工中会使切削温度大幅提高、刀具磨损加剧, 因此成为切削加工性较差的难加工材料。作为整体鼓筒件结构上有四级环型燕尾槽, 四级燕尾槽工作面上的面轮廓度只有0.04mm, 并且还必须保证倾斜度在0.025mm之内, 盘鼓最大直径为Φ804mm, 零件整体高度为近470mm, 鼓筒壁厚最小厚度只有2mm, 同时零件外型面有四组封严篦齿, 篦齿外径的尺寸公差在0.1mm之内, 作为大直径薄壁零件, 零件的数控加工过程直接影响到零件的最终交付质量。
2 零件工艺过程设计
2.1 主要的加工工艺路线如下:
该零件的毛料为整体精化料, 毛料已经进行了超声波检查, 零件受超声波检查型面的影响, 型面简单, 但尺寸的余量不均匀, 需要在粗车工序中去除零件各处大的不均余量。
针对零件结构特点, 车加工工序尽量集中, 保证有壁厚要求的内外型面尽量在同一工序中进行加工, 并且保证零件在加工中的加工刚性尽量最好。这样的安排可以保证零件在加工过程中所拥有最佳的刚性。针对该零件型面复杂、余量比较大的特点, 各型面的加工均分为粗加工和精加工两部分, 对余量大的型面, 改变传统的沿型面走刀方式, 避免因为型面各处余量不均匀易引起加工中的弹性变形的不足, 采用径向走刀的方式, 先加工去掉型面余量大的部分, 为精加工留出均匀的小的加工余量, 再采用沿型面走刀的方式, 精加工各型面。
在加工过程中针对零件结构薄弱的特点, 切削加工钛合金应选择刚性好、功率大、具有大的变速范围和进给范围的机床, 以便于调整切削参数。钛合金导热系数很小, 容易造成刀具温度很高, 使刀尖急剧磨损, 因此在零件加工过程中必须考虑降低切削区域的温度, 保证冷却液充足, 压力足够。
3 关键工艺技术问题及解决途径
3.1 周向四级环行燕尾槽的加工
1～4级环形燕尾槽的加工是该件需要重点控制的工作环节, 各级槽型工作面的面轮廓度为0.04, 倾斜度0.025。传统的焊接刀具精度保证不了加工的尺寸要求, 因此四级环槽定制了专用的成型刀具, 所用刀杆为标准刀杆, 而刀片为非标刀片, 分为R及L两种刀片, 分别加工上、下槽型面。刀片刃部设计成三面刃, 在同一个数控程序中可以实现半封闭槽型的一次加工, 避免产生多余的接刀。在数控程序编制时, 上下槽型加工时通过程序中控制槽肩尺寸来间接保证整体槽型在公差带范围内。
3.2 数控加工中尺寸精度的保证
零件型面复杂、尺寸多、精度高。在数控加工中, 会有很多尺寸在加工过程中不能直接测量, 解决尺寸检测及保证的问题, 是数控车加工中应特别关注的问题, 针对这些不易测量的尺寸, 在编制数控程序中, 充分发挥数控系统的优势, 考虑将能直接测量的尺寸与不能测量的尺寸, 在同一程序中进行加工, 通过控制能测量尺寸的实际值来间接控制不能直接测量的尺寸, 以控制公差较小尺寸间接控制相对公差大的其他尺寸, 解决了型面复杂不容易检测的问题, 同时也减少加工中测量时间。特别是四组外篦齿, 受所在位置轴向高度的影响, 测具检测有一定的误差, 对测具的制造能力要求很高, 为此编制一个数控程序, 将所有的篦齿外径与一处易检测的外径在一次走刀中连接起来, 通过控制可检的外径值来控制篦齿的外径加工尺寸。
3.3 车加工中变形控制
该零件大直径薄壁的特点决定着加工中存在着一定的变形, 零件的变形导致切削力的波动, 这易引起系统振动。这些振动的振幅, 会直接影响到零件的加工精度。因此钛合金零件的加工必须保证零件刚性足够, 在整个加工方案的制定过程中, 充分考虑零件处于最佳的刚性状态
3.3.1 粗车过程中对变形的控制
该工序加工中所去余量最大处近17mm, 将使零件承受较大的切削力, 为此零件装夹必须牢固, 防止加工中发生串动。使用原有内腔端面8点压紧的同时, 在零件上端面增加了一个大压盖, 该大压盖固定于夹具底座上, 采用轴向拉紧力连接, 使零件与夹具连成一个整体, 增强整个加工系统的刚性。
3.3.2 精车过程中对变形的控制
在精车零件小端时, 因为该零件整体高度可达462mm, 零件中、下段的鼓筒壁厚只有3mm, 零件整体刚性较差。加工时零件下段根基比较薄弱, 易产生振动。经过反复试验推敲, 最终制定了下图所示中的定位夹紧方式。夹具上的支承面选择在零件的中间段的端面上, 零件整体的悬空高度下降, 弥补了零件中、下段空虚的不足。
精车零件大端内外型面为关键的精加工工序, 加工的型面较多, 尺寸精度要求也较高。该工序加工过程中零件的整体刚性较弱, 因此制定减振方案, 制造了专用的内、外型面减振夹具。
内腔减振夹具主要支承整个鼓筒件上两处相对薄弱的鼓筒壁, 该两处鼓筒壁厚车后只有2, 减振部分采用分瓣结构, 采用大的扇形块结构, 与零件接触面设计成与零件的内腔尺寸接近, 保证与零件最有效的接触。接触部位采用较软材质的橡胶管做成, 可以起到缓冲加工中的振动及辅助支承零件的作用。在精车过程中通过使用辅助支承夹具, 提高零件的整体抗振能力, 减少了加工过程中零件的加工变形, 为保证加工后的尺寸满足零件最终要求的尺寸精度和形状精度要求, 提供了保障。
4 结论
综上所述, 增压器转子的加工能力虽然代表着第三代发动机的制造水平, 对于我们的制造水平是一个挑战, 但只要针对零件的具体特点, 安排合理的加工路线, 编制正确的数控程序, 使用必要的辅助工装, 实施有效地过程控制, 我们完全可以掌握该项制造技术, 并也为其他类似零件的加工拓展了思路, 积累了经验。
参考文献
[1]仲玉斌.发动机薄壁零件的加工.航空工艺技术.1990, 4
[2]宣安光.现代制造技术与数控加工设备的发展.杭州机械.2000, 3-4
[3]工程材料实用手册编辑委员会编.工程材料实用手册.北京:中国标准出版社, 1989
数控车技术 篇8
机床排故是一个追因、去因的过程, 故障解决与否依赖的是排故者分析问题和解决问题的能力, 而这些能力的养成需要不断的学习和积累。本文结合设备排故的过程 (故障现象认识—分析诊断—故障排除—设备试运行—总结等几个方面) 及设备中元件和系统的相关性, 以数控机床的控制原理为平台, 设计了数控维修技术学习模块, 介绍了不同的学习阶段及每个阶段所对应的学习项目。
1.1 原理学习阶段
原理学习阶段主要围绕2个模块展开: (1) 成型运动控制及执行模块; (2) 辅助控制及执行模块。在第一个模块中主要涉及主运动 (表1) 和进给运动 (表2) 的控制执行原理, 该模块的主要功能是使学习者掌握成型运动的数控原理及其实现形式的系统知识。第二个模块中主要涉及辅助控制功能及相关机构的原理 (表3) , 这一模块的主要作用是使学习者掌握数控机床中辅助控制系统的工作过程。
以上3个模块构建以数控机床的机电液相关工作原理为基础, 设计了各个功能项目, 通过对以上模块的学习, 可以为机床使用和维护工作打下基础。
1.2 方法学习阶段
故障分析是一个逻辑思考的过程, 在这个过程中需要运用相关的方法。现结合数控设备维修的常用手段, 设计学习模块如表4所示, 通过对典型故障的分析, 学习掌握常见的故障分析方法。
注:表1、2、3中各模块为从上到下、从左到右的顺序。
注:典型故障选取时必须有一定的针对性, 适用具体的分析方法。
该模块以典型故障的分析为基础, 通过对故障的判断和排除, 使学习者掌握常见的排故分析方法。这个环节的训练可以使学习者初步建立使用相关方法分析问题的能力, 为下一阶段的学习打下基础。
1.3 实践练习阶段
故障的排除也是一个经验不断积累的过程, 针对机床的故障排除进行实践训练, 可以让学习者很快将原理、方法、技能融合在一起, 获得解决实际生产问题的能力。该模块设计如表5所示, 通过梳理数控机床中3大功能系统的控制、检测、传动等方面的常见故障, 设计了3大功能系统的排故项目, 通过系统的排故实践训练, 培养学习者在排故工作中的实际分析问题、解决问题的能力。
2 学习体系的特点
本文通过局部和整体、零件和设备的相互关系, 依据从故障现象出发查找元件问题的思路, 以数控设备维修过程需要的原理、方法、能力为基础, 结合由简到繁的认知规律, 设计了设备维修的学习体系。该体系主要有以下几个特点: (1) 以数控原理为主线由简到繁; (2) 由局部认识到整体认识再到实际问题解决, 符合学习的认知规律; (3) 模块之间相互联系, 突出了学习的逻辑性和系统性。
3 结语
对数控原理的认识和掌握, 是开展设备维修工作的重要条件。本文以数控原理为平台, 融合维修排故的方法, 按学习数控原理—掌握排故方法—实际排故训练3个阶段设计了学习项目。依据数控机床的各功能模块特点设计了每个项目的学习内容, 并使用综合故障项目对各单元模块的知识点进行总结。方案设计中运用简单到复杂、局部到整体的认知规律, 逐步培养学习者综合运用知识的能力。构建机床故障诊断学习模块, 旨在培养学习者从数控原理出发, 分析、解决问题的能力, 推动数控维护、维修技术人才的培养, 促进数控维护、维修工作的开展。
摘要：结合数控机床的控制原理和学习的认知规律设计了数控维修技术学习模块, 分原理学习、方法学习、实践练习3个阶段进行了阐述, 并介绍了该模块构建的学习体系的特点。
关键词：数控机床,数控维修技术,学习模块
参考文献
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[4]孙汉卿.数控机床维修技术[M].北京:机械工业出版社, 2001
[5]孙金栋.实践教学体系的建设[J].中国建设教育, 2007 (12)
数控车技术 篇9
随着计算机技术的高速发展, 传统的制造业开始了根本性变革, 各工业发达国家投入巨资, 对现代制造技术进行研究开发, 提出了全新的制造模式。在现代制造系统中, 数控技术是关键技术, 它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体, 具有高精度、高效率、柔性自动化等特点, 对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。目前, 数控技术正在发生根本性变革, 由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上, 数控系统实现了超薄型、超小型化;在智能化基础上, 综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术, 数控系统实现了高速、高精、高效控制, 加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数, 实现了在线诊断和智能化故障处理;在网络化基础上, CAD/CAM与数控系统集成为一体, 机床联网, 实现了中央集中控制的群控加工。
长期以来, 我国的数控系统为传统的封闭式体系结构, CNC只能作为非智能的机床运动控制器。加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定, 加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节, 整个制造过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。在复杂环境以及多变条件下, 加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数, 无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整, 更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM中的设定量, 因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。由此可见, 传统CNC系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构, 限制了CNC向多变量智能化控制发展, 已不适应日益复杂的制造过程, 因此, 对数控技术实行变革势在必行。
2 数控技术发展趋势
2.1 性能发展方向
(1) 高速高精高效化速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统, 同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施, 机床的高速高精高效化已大大提高。
(2) 柔性化包含两方面:数控系统本身的柔性, 数控系统采用模块化设计, 功能覆盖面大, 可裁剪性强, 便于满足不同用户的需求;群控系统的柔性, 同一群控系统能依据不同生产流程的要求, 使物料流和信息流自动进行动态调整, 从而最大限度地发挥群控系统的效能。
(3) 工艺复合性和多轴化以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工, 正朝着多轴、多系列控制功能方向发展。数控机床的工艺复合化是指工件在一台机床上一次装夹后, 通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施, 完成多工序、多表面的复合加工。数控技术轴, 西门子880系统控制轴数可达24轴。
(4) 实时智能化早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境, 其作用是如何调度任务, 以确保任务在规定期限内完成。而人工智能则试图用计算模型实现人类的各种智能行为。科学技术发展到今天, 实时系统和人工智能相互结合, 人工智能正向着具有实时响应的、更现实的领域发展, 而实时系统也朝着具有智能行为的、更加复杂的应用发展, 由此产生了实时智能控制这一新的领域。在数控技术领域, 实时智能控制的研究和应用正沿着几个主要分支发展:自适应控制、模糊控制、神经网络控制、专家控制、学习控制、前馈控制等。例如在数控系统中配备编程专家系统、故障诊断专家系统、参数自动设定和刀具自动管理及补偿等自适应调节系统, 在高速加工时的综合运动控制中引入提前预测和预算功能、动态前馈功能, 在压力、温度、位置、速度控制等方面采用模糊控制, 使数控系统的控制性能大大提高, 从而达到最佳控制的目的。
2.2 功能发展方向
(1) 用户界面图形化用户界面是数控系统与使用者之间的对话接口。由于不同用户对界面的要求不同, 因而开发用户界面的工作量极大, 用户界面成为计算机软件研制中最困难的部分之一。当前INTERNET、虚拟现实、科学计算可视化及多媒体等技术也对用户界面提出了更高要求。图形用户界面极大地方便了非专业用户的使用, 人们可以通过窗口和菜单进行操作, 便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。转贴于中国论文下载中心
(2) 科学计算可视化科学计算可视化可用于高效处理数据和解释数据, 使信息交流不再局限于用文字和语言表达, 而可以直接使用图形、图像、动画等可视信息。可视化技术与虚拟环境技术相结合, 进一步拓宽了应用领域, 如无图纸设计、虚拟样机技术等, 这对缩短产品设计周期、提高产品质量、降低产品成本具有重要意义。在数控技术领域, 可视化技术可用于CAD/CAM, 如自动编程设计、参数自动设定、刀具补偿和刀具管理数据的动态处理和显示以及加工过程的可视化仿真演示等。
(3) 插补和补偿方式多样化多种插补方式如直线插补、圆弧插补、圆柱插补、空间椭圆曲面插补、螺纹插补、极坐标插补、2D+2螺旋插补、NANO插补、NURBS插补 (非均匀有理B样条插补) 、样条插补 (A、B、C样条) 、多项式插补等。多种补偿功能如间隙补偿、垂直度补偿、象限误差补偿、螺距和测量系统误差补偿、与速度相关的前馈补偿、温度补偿、带平滑接近和退出以及相反点计算的刀具半径补偿等。
(4) 内装高性能PLC数控系统内装高性能PLC控制模块, 可直接用梯形图或高级语言编程, 具有直观的在线调试和在线帮助功能。编程工具中包含用于车床铣床的标准PLC用户程序实例, 用户可在标准PLC用户程序基础上进行编辑修改, 从而方便地建立自己的应用程序。
2.3 体系结构的发展
(1) 集成化采用高度集成化CPU、RISC芯片和大规模可编程集成电路FPGA、EPLD、CPLD以及专用集成电路ASIC芯片, 可提高数控系统的集成度和软硬件运行速度。应用FPD平板显示技术, 可提高显示器性能。平板显示器具有科技含量高、重量轻、体积小、功耗低、便于携带等优点, 可实现超大尺寸显示, 成为和CRT抗衡的新兴显示技术, 是21世纪显示技术的主流。应用先进封装和互连技术, 将半导体和表面安装技术融为一体。通过提高集成电路密度、减少互连长度和数量来降低产品价格, 改进性能, 减小组件尺寸, 提高系统的可靠性。
(2) 模块化硬件模块化易于实现数控系统的集成化和标准化。根据不同的功能需求, 将基本模块, 如CPU、存储器、位置伺服、PLC、输入输出接口、通讯等模块, 作成标准的系列化产品, 通过积木方式进行功能裁剪和模块数量的增减, 构成不同档次的数控系统。
(3) 网络化机床联网可进行远程控制和无人化操作。通过机床联网, 可在任何一台机床上对其它机床进行编程、设定、操作、运行, 不同机床的画面可同时显示在每一台机床的屏幕上。
(4) 通用型开放式闭环控制模式采用通用计算机组成总线式、模块化、开放式、嵌入式体系结构, 便于裁剪、扩展和升级, 可组成不同档次、不同类型、不同集成程度的数控系统。闭环控制模式是针对传统的数控系统仅有的专用型单机封闭式开环控制模式提出的。由于制造过程是一个具有多变量控制和加工工艺综合作用的复杂过程, 包含诸如加工尺寸、形状、振动、噪声、温度和热变形等各种变化因素, 因此, 要实现加工过程的多目标优化, 必须采用多变量的闭环控制, 在实时加工过程中动态调整加工过程变量。加工过程中采用开放式通用型实时动态全闭环控制模式, 易于将计算机实时智能技术、网络技术、多媒体技术、CAD/CAM、伺服控制、自适应控制、动态数据管理及动态刀具补偿、动态仿真等高新技术融于一体, 构成严密的制造过程闭环控制体系, 从而实现集成化、智能化、网络化。
3 智能化新一代PCNC数控系统
数控车技术 篇10
1957年,我国与日本几乎同步着手研究数控机床,迄今已经50年了。目前我国数控机床的年消费量和年进口量均跃居世界第一,数控机床产值则居世界第三。20世纪80年代末,随着社会对数控人才需求的增加,为顺应现代制造业的发展,以数控技术应用为内核的专业教学也在全国各高校开始兴起,并越办越多。尽管我国数控技术的研究与人才培养都起步不晚,但至今国内数控系统和中高档数控机床市场仍是国外产品占据绝对优势,数控领域内高层次的人才依然匮乏,与日本相比技术上的差距十分明显(日本数控机床产值居世界第一,其机床在世界市场上的占有率已超过30℅)。
深入了解数控技术的内涵,认清当今技术发展的方向,明确我们的奋斗目标已刻不容缓。只有这样才能顺应数控技术的发展,缩小与技术先进国家之间的差距。
1 数控技术的内涵
数控简称NC(numerical control),国家标准(GB 8129—87)定义为“用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制的一种方法。”定义中的“机床”不仅指金属切削机床,还包括其他各类加工设备。
那么“机床数控”是否便是“数控”的全部内核呢?仔细考虑一下数控的定义就会发现,所谓数控技术理应包含两部分内容:1)为“机床数控”(machine tool numerical control)即用数字化信号对机床运动进行控制;2)为“加工过程数控”(digital control of machining processes)即用数字化信号对加工过程状态进行控制。前者主要是研究计算机(按人工编制的程序)对机床或其他各类加工设备运动规律的控制,这种控制一般不考虑被控对象动态特性的变化。而后者则主要是研究计算机对工艺系统与工艺过程状态的控制。由于工艺过程受力、振动和温度等诸多物理因素的影响,其动态性能表现出一定的随机性。故加工过程数控涵盖的内容比机床数控更广,控制方式也更复杂。表1列出了两者之间的区别。
数控技术尽管只是一项单项(专门)技术,但在制造过程中,其表现形式至少包括以下3个方面:1) 代替人的体力劳动;2) 代替或辅助人的脑力劳动;3) 对整个制造过程进行协调、管理、控制和优化。
在制造系统中集中体现3)功能的先进的集成制造技术、智能制造技术等重要的基础之一便是加工过程数控。近十年来,相关企业与高校围绕“机床数控”进行了深入研究,开发出了包括具有五坐标加工等功能的自主知识产权的数控机床(系统)。但对“加工过程数控”的研究,则远远落后于发达的工业国家。
通过以上分析,我们对数控技术的内涵有了一个清楚的认识。尤其是加工过程数控,它基于自动化控制平台,将计算机控制理论和技术与加工过程控制有机地结合起来,无疑是数控技术向更深层次的发展。我们的研究与专业人才培养理应围绕数控技术完整的内涵展开。
2 加工过程数控
机床数控是制造装备的数字化,尽管它只是数字化制造中的一个环节,却是一个极为重要的环节。技术研究与专业人才培养开创,发展前期以此为核心展开是无可非议的,这是充分考虑了当时的社会需求,也反应了当时的学科水平。然而,科学技术在日新月异地发展,从20世纪80年代末起,数控技术开始发生根本性的变革。随着自动控制理论和技术的发展,赋予了数控技术新的内涵,它逐渐由早期单纯的发展设备的机电系统数字化控制,走向与制造过程信息化的融合,甚至与企业管理更广泛的融合。即便是机床数控的核心CNC系统,在制造信息化的今天也已开创了一个崭新的理念,即把CNC系统推向了加工过程控制中心的高度,而不再仅限于机床控制器的范畴。最近几届的IMTS(国际机床博览会)上,日本Mazak公司展出的“Cyber Production Center”(智能生产控制中心)、“Intelligent Machine”(智能机床),美国Hardinge机床公司和GE FANUC两家相配合展出的“Open Factory CNC”(开放工厂CNC),日本大隈(Okuma)机床公司展出的“IT Plaza”(信息技术广场)、Intelligent Numerical Control System”(智能数字控制系统)等展品,都已走出了狭隘的仅以多轴运动轨迹控制为其性能指标的阶段,而步入了对整个加工过程进行监控与诊断,以及网络化、开放式的更高层次。它们深刻地揭示了“数字化制造”的真正内涵。
以IMTS2006上日本Mazak公司展出的智能机床为例(Mazak公司机床销售总额已连续多年居世界第一),为消除切削加工中振动、切削热等物理现象对工件加工精度、表面粗糙度、刀具磨损等的影响,该机床对加工过程可进行以下适应性控制:
a) 主动振动控制(active vibration control)——在不同加工工艺条件下可将机床振动减为最小;
b) 智能热屏障(intelligent thermal shield)——可对由机床部件的运动或运作产生的热及室温变化引起的定位误差进行自动补偿,使其值为最小;
c) 智能安全屏蔽(intelligent safety shield)——技术人员在进行调整、测量、更换刀具等操作时,在与机床的运动部件发生碰撞的前一瞬间,机床部件的运动会立即停止,确保操作安全。
与Mazak公司相同,日本大隈(Okuma)机床公司认为对当前经典的数控系统设计(结构)、执行和使用(design、implementation、use)三个方面进行根本性变革的时机已经到来。Okuma在IMTS2006上展出的数控系统(thinc)便体现了这种变革,它不仅可以在无人干预下对加工过程中变化了的情况作出“聪明的决策”(smart decision),还可以在应用中不断自行加强决策能力,以适应变化了的加工情况和需求。
著名的瑞士米克朗公司近年来也推出了运行Heidenhain系统的智能机床。这类智能机床带有高级工艺控制系统、智能热控制系统、移动通信系统等功能模块。这些功能改变了复杂数控机床原始参数合理设定的困难,可在机床加工过程中对一些参数(如电主轴的振动量、各进给轴的匹配性等)自动进行调整。
值得注意的是,智能机床在适应性控制中并非仅仅采用传统的对加工过程中的一些变化着的物理量进行实验建模,从而实现反馈控制的方式,而是由控制软件提供了一种逻辑推理的方法,使控制系统可自行分析众多与机床、加工状态、环境等因素有关的信息,然后自行推理决策,并采取最佳应对措施来保证最优化的加工过程。
事实上,上述先进的加工过程数控技术源于先进的自动化控制技术。当今自动控制理论和技术的发展,使加工过程数控在数控技术中的重要地位日益显现。换言之,加工过程数控正是先进的自动化技术在数控领域内的最新体现。出现这些能对数控加工过程进行适应性控制的机床(数控系统)是50多年来数控技术发展的一个新的里程碑,标志着数控技术一个新的发展阶段的开始。
3 顺应技术发展,深化数控技术研究与专业人才培养
通过以上分析,对数控技术的内涵和数控技术的发展现状有了一个清楚的认识。在此基础上就可以认真地思考如何深化数控技术研究与人才培养方案改革。
a) 国内数控系统和中高档数控机床市场仍是国外产品占据绝对优势的局面不应再继续,国产数控机床、自主知识产权的中高档数控系统占国内市场需求的比例应大幅提高。而要使具有自主知识产权的数控机床(系统)占领国内市场,只有在数控系统性能上赶上并超过国外系统。因此,国内相关高校和企业在进一步对数控机床多坐标运动控制等技术进行研究,更多地推出成熟的中高档数控系统的同时,应注重对加工过程数控的研究,开发出能对数控加工过程进行适应性控制的智能数控机床(系统),在数控高端技术领域的竞争中占有一席之地。
b) 在数控系统技术上,一般是“专有”数控系统领先于“通用”数控系统。因此,国内相关高校和企业在进一步提升国产通用数控系统的性能,使其能与国外FANUC、SIEMENS等专业数控系统公司产品竞争的同时,也要注重类似于Mazak、Okuma等公司“专有”系统的研制与开发,满足对加工过程进行适应性控制的需求。
c) 众所周知,大学中的专业实质上是指人才培养的业务范围。在当前形势下,倘若数控人才培养的知识范围依然仅仅局限于机床数控,显然已不能顺应形势的发展。因此,国内相关高校更新教学内容,改革课程体系已势在必行。只有站在自动化这个大平台上指导教学改革,合理构筑具有数控特色的专业教学结构与课程体系,在数控技术课程教学中引入更多的先进的计算机控制理论和技术等内容,才能使数控技术的内涵真正得到全面的体现和演绎,才能使我们培养的学生真正能够迎对制造信息化的扑面来风,才能满足社会对高层次数控人才的需求。
4 结束语
数控技术在不断发展,人的认识水平在不断提高,社会在不断进步,市场竞争机制的引入使得制造业对先进技术的渴求、对技术人才的需求不断增加。我们在这动态变化的过程中,改革只能深化而不能停步。
本文对数控技术的内涵、加工过程数控的发展现状进行了深入分析,指出所谓数控技术理应包含两部分内容:“机床数控”和“加工过程数控”。加工过程数控基于自动化控制平台,将计算机控制理论和技术与加工过程控制有机地结合起来,无疑是数控技术向更深层次的发展。我们应顺应技术发展趋势,注重数控技术专业人才的培养,完成历史赋予我们的使命。
参考文献
[1]王令其,朱晓春,汪木兰.控制理论的发展与制造过程识别策略研究[J].组合机床与自动化加工,2003(4):16-17.
[2]周延佑,陈长年.智能机床——数控机床技术发展新的里程碑[J].制造技术与机床,2007(4):43-45.
浅析多轴数控加工技术 篇11
控加工技术的特点及常用类型，并指出了多轴数控加工编程技术存在的问题、以及实现多
轴数控加工技术的难点。
关键词：模具制造；多轴数控加工；多轴数控加工编程
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一、建立多轴的概念
多轴数控加工一般指三轴半以上的数控加工，它一直是数控加工的难点。因为三轴以下的加工在我们头脑中是一个比较直观的东西，我们很容易想象三轴走刀的具体情况，同样在CAM软件中三轴以下的加工程序编制也容易的多。多轴加工则不然，多轴数控加工能同时控制4个以上坐标轴的联动，将数控铣、数控镗、数控钻等功能组合在一起，工件在一次装夹后，可以对加工面进行铣、锁、钻等多工序加工，有效地避免了由于多次安装造成的定位误差，能缩短生产周期，提高加工精度。
二、多轴数控加工的特点
采用多轴数控加工，具有如下几个特点：
（1）减少基准转换，提高加工精度。
多轴数控加工的工序集成化不仅提高了工艺的有效性，而且由于零件在整个加工过程中只需一次装夹，加工精度更容易得到保证。
（2）减少工装夹具数量和占地面积。
尽管多轴数控加工中心的单台设备价格较高，但由于过程链的缩短和设备数量的减少，工装夹具数量、车问占地面积和设备维护费用也随之减少。
（3）缩短生产过程链，简化生产管理。
多轴数控机床的完整加工大大缩短了生产过程链，而且由于只把加工任务交给一个工作岗位，不仅使生产管理和计划调度简化，而且透明度明显提高。
（4）缩短新产品研发周期。
对于航空航天、汽车等领域的企业，有的新产品零件及成型模具形状很复杂，精度要求也很高，因此具备高柔性、高精度、高集成性和完整加工能力的多轴数控加工中心可以很好地解决新产品研发过程中复杂零件加工的精度和周期问题，大大缩短研发周期和提高新产品的成功率。
三、多轴数控加工的类型
多轴数控加工中心具有高效率、高精度的特点，工件在一次装夹后能完成5个面的加工。如果配置5轴联动的高档数控系统，还可以对复杂的空间曲面进行高精度加工，非常适于加工汽车零部件、飞机结构件等工件的成型模具。
根据回转轴形式，多轴数控加工中心可分为两种设置方式：
⑴工作台回转轴。
作台可以环绕x轴回转，定义为A轴，A轴的一般工作范围是+30°至-120°。工作台的中问还设有一个回转台，环绕Z轴回转，定义为C轴，C轴都是360°回转。通过A轴与C轴的组合，固定在工作台上的工件除了底面之外，其余的5个面都可以由立式主轴刀具进行加工。A轴和C轴的最小分度值一般为0.001°，这样又可以把工件细分成任意角度，加工出倾斜面、倾斜孔等。A轴和C轴如果与X ，Y ， Z3轴实现联动，就可加工出复杂的空问曲面。这种设置方式的多轴数控加工机床的优点是：主轴结构比较简单，主轴刚性非常好，制造成本比较低。但一般工作台不能设计太大，承重也较小，特别是当A轴回转角度﹥90°时，工件切削时会对工作台带来很大的承载力矩。
（2）立式主轴头回转。
主轴前端是一个回转头，能自行环绕Z轴360°，成为C轴，回转头上还带有可环绕X轴旋转的A轴，一般可达到90°以上。这种设置方式的多轴数控加工机床的优点是：主轴加工非常灵活，工作台也可以设计得非常大。在使用球面铣刀加工曲面时，当刀具中心线垂直于加工面时，由于球面铣刀的顶点线速度为零，顶点切出的工件表面质量会很差，而采用主轴回转的设计，令主轴相对工件转过一个角度，使球面铣刀避开顶点切削，保证有一定的线速度，可提高表面加工质量，这是工作台回转式加工中心难以做到的。
四、多轴数控加工编程技术
多轴数控加工与三轴数控加工的本质区别在于：在3轴数控加工情况下，刀具轴线在工件坐标系中是固定的，总是平行于Z轴；而在5轴数控加工情况下，刀具轴线一般是变化的。因此3轴数控加工的研究关键在于加工特征的识别和刀具路径的规划，多轴数控加工的研究关键在于刀具姿态的优化。
多轴数控加工编程的一般步骤是：
⑴根据模型定义切削策略：可变轴轮廓铣是多轴加工的常用方式，首先从驱动几何体上生成驱动点，将驱动点沿着设定的矢量映射到零件模型上，生成刀位轨迹。判断刀位轨迹的要素为刀位轨迹的长短和方向的变化。
⑵刀轴控制方式：与3轴固定轮廓铣不同之处在于对刀具轴线矢量的控制，驱动方法通常有点、线、面等3种方式，其选择的原则是尽量使刀具轴线变化平稳，以保持切削载荷的稳定。
⑶切削参数的选择：切削参数的选择要考虑到整个加工系统的每个因素，其中，刀具和工件的影响最为明显。在加工对象确定的情况下，根据工件的形状、大小、切削性能等特点，选择合适的刀具材料、直径等各项参数，进而确定切削速度、主轴转速、切削深度等参数。
五、实现多轴数控加工技术的难点
多轴数控加工由于干涉和刀具在加工空问的位置控制，其数控编程、数控系统和机床结构远比3轴机床复杂得多。目前，多轴数控加工技术存在以下几个问题：
（1）多轴数控编程抽象、操作困难。
这是每一个传统数控编程人员都深感头疼的问题。3轴机床只有直线坐标轴，而5轴数控机床结构形式多样；同一段NC代码可以在不同的3轴数控机床上获得同样的加工效果，但某一种5轴机床的NC代码却不能适用于所有类型的5轴机床。数控编程除了直线运动之外，还要协调旋转运动的相关计算，如旋转角度行程检验、非线性误差校核、刀具旋轉运动计算等，处理的信息量很大，数控编程极其抽象。
（2）刀具半径补偿困难。
在5轴联动NC程序中，刀具长度补偿功能仍然有效，而刀具半径补偿却失效了。以圆柱铣刀进行接触成形铣削时，需要对不同直径的刀具编制不同的程序。目前流行的CNC系统尚无法完成刀具半径补偿，因为ISO文件中没有提供足够的数据对刀具位置进行重新计算。用户在进行数控加工时需要频繁换刀或调整刀具的确切尺寸，按照正常的处理程序，刀具轨迹应送回CAM系统重新进行计算，从而导致整个加工过程效率不高。
（3）购置机床需要大量投资。
多轴数控加工机床和3轴数控加工机床之问的价格悬殊很大。多轴数控加工除了机床本身的投资之外，还必须对CAD/CAM系统软件和后置处理器进行升级，使之适应多轴数控加工的要求，以及对校验程序进行升级，使之能够对整个机床进行仿真处理。
参考文献：
[1]宋放之，数控机床多轴加工技术实用教程，清华大学出版社，2010.4
[2]丁海萍，刀具补偿在数控加工中的应用，装备制造技术，2008.5
数控车技术 篇12
光栅尺常用于数控机床的闭环伺服系统[1]中, 用于直线位移或角位移的检测, 以提高机床的定位和重复定位精度, 其检测精度高。如果数控机床的使用环境不好或光栅尺使用不当, 光栅尺的故障率会比较高, 一旦光栅尺出了故障, 数控机床就会瘫痪。更换光栅尺, 特别是大型数控机床配的进口光栅尺, 其价格昂贵, 维修成本高, 而且需要订货, 维修周期长, 严重影响生产。在不影响机床功能而精度达到要求的情况下, 通过屏蔽光栅尺, 将全闭环系统改成半闭环系统的改造维修方法, 能缩短维修周期和节约维修成本, 保证生产进度。
1 维修改造方案的提出
笔者单位的校办企业一台840D数控系统[2]TK42200立式龙门镗铣床, 全闭环控制, X轴一运行就报警, 经诊断是由于冷却液和铁屑进入光栅头导致光栅尺损坏。该机床使用海德汉光栅尺, X轴的光栅尺长4m, 平行X轴导轨安装。更换光栅尺, 订货周期长, 价格昂贵, 该机床负责某产品的关键工序加工, 如果停产将导致整个生产线瘫痪。更换光栅尺生产上不允许, 只能另辟蹊径, 屏蔽光栅尺把X轴改成半闭环控制, 使机床恢复正常。
2 维修改造方案的论证
屏蔽X轴的光栅尺, 将机床改成半闭环控制, 在电气上只需修改相应的参数和编制PLC逻辑控制程序[3]即可, 因此是可行的。光栅尺主要用来补偿半闭环控制系统进给传动机构所产生的传动误差以及加工过程中进给传动系统磨损而产生的误差。要保证改造后的机床精度接近或达到改造前精度 (行业标准) , X轴的进给机械传动链的传动精度[4]要高, 并且要保证导轨、丝杆螺母润滑良好, 减少磨损。X轴的机械传动链是伺服电机通过齿轮减速传动到滚珠丝杆螺母, 由螺母带动工作台运行, 对传动链中的齿轮、滚珠丝杆螺母、支撑轴承等部件重新消除间隙和预紧后再检查其传动精度, X轴丝杆的轴向窜动为0.005mm, 全行程内反向间隙均匀, 其值为0.02mm。只要反向间隙均匀且在0.04mm内, 系统的反向间隙补偿功能[5]将实现间隙补偿, 因此, X轴的进给传动链传动精度能够保证改造后的精度达到要求。对机床的润滑油管、油路进行清理、疏通, 确保了机床润滑良好可靠。改造方案在机械上也是可行的, 所以X轴维修改造方案是可行的。
3 改造方案的实施
3.1 屏蔽光栅尺
屏蔽光栅尺就是把全闭环系统改成半闭环系统, 如果是半闭环系统, 840D激活第一测量系统, 全闭环激活第二测量系统。激活哪个测量系统由PLC控制程序来实现的。屏蔽X轴的光栅尺是关闭X轴第二测量系统, 激活第一测量系统, 即进给轴/主轴驱动内部数据接口信号[6]DB31.DBX 1.5置位和DB31.DBX1.6复位。X轴的MD30200由2改为1, 测量元件由2个变成1个。
3.2 X轴回参考点的设计
屏蔽光栅尺之前, 840D系统是采用海德汉光栅尺带位移标记[7]来回参考点, 不需要参考点减速挡块, 利用光栅尺上相邻的参考标记来确定参考点的位置。屏蔽后, 需要安装回零减速挡块和回零减速开关才能回参考点, 并要设置X轴回参考点的相关参数。
3.2.1 回零挡块和回零开关的安装
X轴的正负硬限位由一个三触头行程开关的其中两个触头的常闭触点来检测, 不需要另外安装行程开关, 将另外一触头的常开触点用作回零减速检测。在挡块槽中安装一个回零减速挡块, 回零挡块的长度应根据X轴MD34020定义的速度确定, 即要求在该速度下碰到挡块后减速到“0”速时, 坐标轴能停在挡块上 (不能冲过挡块) , 否则回零不会成功。查看机床电气原理图, 选择I38.1为X轴回零减速信号的输入地址。
3.2.2 设置X轴回参考点参数
X轴回参考点需要设置以下参数:
(1) MD34000:设置回零是否使用减速挡块, “0”回零不使用减速挡块, “1”回零使用回零减速挡块, 设定值为1。
(2) MD34200:设置回零使用的信号, “1”使用编码器零脉冲, “3”使用光栅尺位移编码参考标记, 设定值为1。
(3) MD34010:设置回参考点的方向, “0”正方向, “1”负方向, 设定值为0。
(4) MD34050:设置寻找零脉冲的方向, 如果是“1”, 则减速到零后继续沿回参考点的方向找零脉冲, 即零脉冲信号在减速开关之后 (如图1所示, 其中, Vc为寻找减速开关速度, Vm为寻找零脉冲速度, Vp为参考点定位速度, Rv为参考点移动距离) ;如果是“0”, 则减速到零后沿回参考点的相反方向找零脉冲, 即零脉冲在减速开关之前 (如图2所示) , 设定值为0。
(5) MD34040:设置寻找零脉冲的速度, 设定值为500mm/min。
(6) MD34070:设置返回参考点的定位速度, 设定值为300mm/min。
(7) MD34020:设置检测参考点开关的速度, 设置值为1 000mm/min。
3.3 设计PLC控制程序
PLC控制程序设计步骤如下:
(1) 在电脑上运行S7软件[7], 通过适配器 (PC Adapter) 和NCU单元的X122接口相连, 上载机床的PLC程序到电脑上。
(2) 修改激活测量系统的PLC程序, 如图3所示。可以通过设置DB10.DBX1.0的值来切换测量系统, DB10.DBX 1.0=0, 激活第一测量系统;DB10.DBX1.0=1, 激活第二测量系统。
(3) 编制返回参考点的PLC控制程序, 如图4所示。DB31.DBX12.7 X轴挡块回零内部接口信号, 在轴手动回零的工作方式下, 坐标轴自动地向参考点方向移动, 寻找参考点减速挡块, 压下参考点挡块后, 回零减速检测开关闭合 (I38.1=1) , 接口信号DB31.DBX12.7置位, 向系统发出指令, 自动完成返回参考点过程。
(4) 经编译无误后, 把程序下载到数控系统中, 重新开机。
3.4 调试
调试的步骤如下:
(1) 在系统诊断功能画面确认X轴的第一测量系统生效, 如果没有, 修改测量系统激活的PLC程序。
(2) 手动方式下, 全行程内由慢到快移动X轴运动应平稳。如果有爬行和振动现象, 修改速度控制环的比例增益和积分时间[8], 有爬行现象时应增大比例增益, 减少积分时间;有振动现象时, 应减少比例增益, 增大积分时间, 直到运行平稳。
(3) X轴反向间隙的补偿, 测量X轴反向间隙轴补偿到MD32450中。
(4) 压下X轴的回零减速检测开关, 在系统PLC接口状态画面检查I38.1的状态是否发生变化, (压下由0变成1, 松开由1变成0) , 若没有, 检查X轴的回零减速检测信号是否输到I38.1地址。
(5) 移动机床使回零挡块压下回零减速检测开关, 检查I38.1信号是否发生变化。如果没有, 调整回零挡块和回零减速检测开关的相对位置, 直到信号正常。
(6) 在手动回零方式下, 调整回参考点相关参数直到X轴回参考点正常。
零点是机床的基准点, 零点的漂移会引起工作坐标系原点的漂移, 导致加工产品的尺寸不准。回零正常后, 用千分表检查回零的一致性, 每次零点位置漂移量要小于0.005mm。
4 结论
调试后, 机床运行正常, 检测X轴的定位精度和重复定位精度分别是0.02 mm/2 000 mm和0.01mm/2 000mm, 达到了GB/T 19362 1-2003标准。机床每天几乎满负荷工作, 未出现任何故障, 运行稳定, 加工产品精度达到了要求, 质量稳定。改造只用2天, 大大缩短了维修周期, 保证了生产进度, 完成了生产任务, 改造的成本不到更换光栅尺的1/20, 大大节约了维修成本。在数控机床维修中, 利用改造维修方法, 往往可以达到事半功倍的效果。
参考文献
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[2]张德江, 门延会, 毛羽.SIEMENS 840D系统在GS30型数控机床改造中应用[J].组合机床与自动化加工技术, 2011 (2) :56-59.
[3]卫道柱, 杨沁, 桂贵生, 等.双面二工位铣钻组合机床控制系统设计[J].组合机床与自动化加工技术, 2012 (11) :57-60.
[4]周炳文.实用数控机床故障诊断及维修技术500例[M].北京:中国知识出版社, 2006.
[5]王建平.数控机床定位精度与补偿[J].机床与液压, 2011 (4) :143-145.
[6]朱自勤.数控机床电气控制技术[M].北京:中国林业出版社, 2006.
[7]廖常初.S7-300/400PLC应用技术[M].北京:机械工业出版社, 2006.