经济型数控铣床系统（精选10篇）
经济型数控铣床系统 篇1
0 引言
我国的制造信息技术和产业己进入较快发展的时期,对制造业的改造起了较大的推动作用,在现代机械制造业中,数控机床已经成为主流的加工装备。我国是制造业大国,大量机加工作由中小企业承担,创造了巨大的效益,但劳动者整体素质偏低,专业基础较薄弱,制约了生产效率的进一步提升,随着企业之间竞争的不断增加,对高效、廉价的数控编程系统的需求日益增长。
1 系统结构及各模块功能
采用CAD/CAM集成技术编制数控加工程序是当今的主流技术,从目前国内外技术水平看,实现集成的途径有两条:1)建立一个统一的集成信息模型,使产品在其整个生命周期中可以进行信息共享与交换。这种系统功能较完善,但需要较高的技术水平和大量的资金投入,在中小型企业中采用不多;2)面向现有的CAD系统,通过二次开发,扩展其CAM功能。目前具有CAD/CAM功能的系统有Pro/E、Mastercam、CATIA、Cimatron等,但正版软件价格昂贵,保证系统稳定运转的环境要求较高,一般用户难以接受。因此,开发一种新的经济型图形编程系统十分重要。
本系统是以工程中应用最为广泛的AutoCAD系统为平台,采用AutoLISP为开发工具,研制开发的经济型图形数控编程系统,是一种易于掌握,经济、有效的CAD/CAM系统。
系统由图形输入、工艺处理、前置处理、加工模拟、后置处理和NC代码输出等模块组成。整个系统的总体框架如图1所示。
CAD图形输入模块:利用AutoCAD软件本身提供的绘图功能,完成图形的几何造型、编辑和修改等功能。
工艺处理模块:确定加工工艺过程,形成工艺文件。
前置处理模块:选择刀具;确定工件加工起刀点;确定主轴转速、进给速度及其它工艺参数;确定需加工的图形轮廓,提取编程信息,计算节点数据,完成必要的数值计算。
后置处理模块:设置后置处理文件;对其进行编辑,按规定的格式,定义数控加工指令文件所使用的代码、程序格式、圆整方式等内容。通过读取前置处理产生的信息,系统自动按要求生成所需的加工指令文件。
加工模拟模块:根据所画的图形,执行模拟加工命令,在计算机屏幕上可以看到加工后的刀具轨迹,实现加工仿真,可以检验系统工作的合理性。如果正确,则可用于加工输出,否则,返回工艺处理模块,重新进行处理。
NC代码输出模块:将后置处理生成的加工指令文件直接或间接传输给数控机床,控制其进行加工。
2 系统工作原理及实现过程
2.1 图形实体几何信息的获得
目前,通过Auto CAD软件平台获取图形实体几何信息的方法主要可以采用读取DXF文件信息、采集多段线实体的几何信息、交互方式选择实体提取信息等方法。考虑到本系统面向的是现场操作者,直观性和稳定性最为重要。采用交互方式,通过选择实体来获得单个实体以及与之相连的实体的几何信息。这种方式看似麻烦,却很实用,对各种二维图形都很有效。
一般情况下,简单的Auto CAD图形经过分解后,都可以变成直线或圆弧等基本单元。因此,系统实际要处理的图形实体主要就是直线和圆弧。直线的几何信息主要是起点和终点坐标;圆弧的几何信息主要是起点、终点、半径和圆心坐标。获得图形实体信息的流程图如图2所示。
利用Auto Lisp语言的entsel函数,通过光标点选某个图元对象,选定所需实体。然后,运用entget函数获取选定对象的图元数据,并将其存入相应的表中。通过读取图元数据表的各部分信息,就可以了解图形实体的目前状况。然后分析是否有与选定实体相连的其它实体,如存在其它实体,则继续读取其信息,并将所有采集的信息存入选择集中,为后置处理做准备。
2.2 工艺信息的分析
图形自动编程系统必须对零件进行工艺分析,其主要内容包括:
1)确定加工工艺过程;
2)确定走刀路径,选择工艺参数;
3)选择相应刀具;
4)确定工件坐标系、编程原点以及起刀点等。
2.3 自动生成数控加工程序及磁盘文件
系统得到工艺信息和图形几何信息后,通过相应的数学处理,得到加工零件各几何元素之间的基点和节点坐标、加工的走刀轨迹,形成刀位数据。按照ISO标准,根据实体数据,系统可以很容易的生成数控加工G指令,同时根据工艺信息生成数控程序的M代码,形成加工程序段。
由open函数打开数控程序磁盘文件,用princ函数将生成的程序段逐条写入磁盘文件中,所有刀位轨迹的加工指令都产生后,数控加工程序生成完毕,用close函数将文件关闭。最后,可以利用notepad函数展示程序清单。
加工程序的生成过程如图3所示。
2.4 加工轨迹模拟
数控加工是一个自动过程,为确保加工过程的正确性,避免干涉问题。本系统采用了加工轨迹模拟法。
模拟加工过程中的数据驱动是采用CL(Cutter Location,刀位)数据,可以直接被Auto CAD所接受,基于CL数据的模拟不考虑切削参数,将刀位数据读入后,系统将模拟生成刀具的运动轨迹,通过比较新生成的图形和零件图,就可以确定轨迹是否正确。如果出现问题,可以进行修改,并重新生成NC程序,以保证零件的加工质量,降低了系统的复杂性,大大提高了工作效率。
3 系统应用实例
数控编程系统提供了加工工艺编制、加工代码生成及轨迹模拟、工件加工模拟等模块,其中加工代码生成及轨迹模拟模块包括铣削加工和车削加工两个子模块,如图4所示。通过工艺过程和加工参数的设定以及交互的实体选择,系统可以获得零件加工的各种信息,并自动进行刀具半径补偿和生成NC加工代码,此外,系统还可以在Auto CAD环境下对加工过程进行模拟。
3.1 加工工艺编制
在数控机床上加工零件与普通机床上加工零件所涉及的工艺问题大致相同,处理方法也无太大差别。首先要对被加工零件进行工艺分析和处理,然后根据工艺装备(机床、夹具、刀具等)的特点拟定出合理的工艺方案,最后完成零件加工的工艺规程的编制。工艺规程的好坏不仅会影响机床效率的发挥,而且将直接影响到零件的加工质量,因而是数控加工自动编程技术中的一项重要的研究内容。图5所示为工艺卡编制对话框,借助该对话框可以输入各工序的内容,并保存为一个文本库文件,还可以很方便的进行修改、排序和增减。
3.2 数控加工代码的生成
数控程序由一系列指令代码组成,每一个指令对应于工艺系统的一种动作状态。本系统生成数控程序时,首先打开前面生成的刀位轨迹文件,在AutoCAD环境下显示轨迹图形,利用AutoCAD强大的图形处理功能,提取轨迹图形的各几何参数,结合输入的工艺参数,生成相应的G代码指令和M代码指令,并把节点坐标值赋给相应的变量,形成加工程序段,最后将程序存盘,生成加工程序的文本文件。
以铣削加工为例。点选菜单“铣削加工”项,弹出如图6所示的铣削加工编程对话框,在该对话框中可以定义数控程序的文件名以及铣刀进给量、铣刀半径、主轴转速、铣削深度等切削参数。
根据刀位轨迹图形,选定欲加工轮廓,系统能够自动搜索相连的轮廓各组成线段,并分析其性质。然后,视具体情况确定刀具偏置方向,即判断取内轮廓还是取外轮廓。系统会采用不同的颜色来绘制刀具的加工轨迹和中心轨迹。
如图7所示,系统能够动态的演示刀具的移动过程,并用序号标记刀具在各个节点的位置,可以方便直观地了解加工情况。
程序运行完后,系统自动运行记事本,显示加工代码,如图8所示。
如有其他待加工部分,可如法炮制,若需要,还可以把各NC程序段连接起来,形成一气呵成的总体加工程序。经验证无误,就可以将生成的加工程序代码通过接口传输给数控系统,来控制机床进行实际加工。
4 结束语
通过对Auto CAD的二次开发,实现了在AutoCAD环境下的图形数控加工自动编程,解决了手工编程效率低,通用型CAD/CAM系统成本高的问题,保证了加工的高效性和可靠性。尤其适于中小企业以此为基础开发典型产品的专用自动编程系统,在金融危机的背景下更具有明显的现实意义。
参考文献
[1]王占礼,王明环,王立学.基于AutoCAD的图形数控编程系统[J].长春工业大学学报,2002(8):5-8.
[2]闫占辉,刘宏伟.机床数控技术[M].华中科技大学出版社,2008.
[3]梁治钢.数字化制造的研究及数控代码自动编程的实现[D].兰州理工大学,2007.
经济型数控铣床系统 篇2
记者求证：记者致电公司证券部，电话一直无人接听。
近日，华中数控（300161）在投资者互动平台上表示，公司不断优化华中8型等系列产品，目前，华中8型数控系统已在3C等领域取得了重大突破，同时，在转型中公司新拓展的机器人业务进展顺利，公司将继续着力于数控技术及公司机器人产品的行业运用，改善经营业绩。
资料显示，华中数控为主要从事中、高档数控装置、伺服驱动装置、数控机床、红外热像仪等产品研发、生产和销售的高科技企业。公司产品主要销售于国内市场，但也有部分出口海外市场，此部分产品占公司营业收入的比重较小。
受种种因素的影响，今年以来公司的业绩亏损依然严重，前三季度实现营业收入3.68亿元，同比下降12.34%，实现净利润净利润：-5223.44万，同比下降4161.10%。公司同时预计，2015年全年归属于上市公司股东的净利润可能为亏损。
值得投资者注意的是，今年上半年，公司与佛山市南海区联华资产经营管理公司拟成立合资公司——佛山华数机器人公司，其中华中数控持股51%。主要生产通用六轴和用于冲压、锻压、搬运的四轴机器人；公司控股子公司上海登奇机电技术公司拟在佛山组建研发制造伺服电机的独资公司——佛山登奇机电技术公司。主要生产为智能制造装备产业配套的伺服电机。
分析认为，佛山市是广东三大装备制造业基地之一，对工业机器人的需求巨大。通过落子佛山，公司既可以受益佛山装备制造业的智能化改造，也能协同深圳子公司，辐射整个广东市场，为公司数控系统、伺服电机、机器人业务提供强大的增长动力。根据公司的目标，一年后两公司合计销售收入可达1.5亿元，三年达产销售收入可达5亿元。
经济型数控系统的开发与应用 篇3
一、系统总体设计方案
经济型数控系统采用双微处理器结构,分别作为插补控制器和人机交互控制器。人机交互单片机通过扩展I/0口实现键盘管理、图形数据显示以及机床I/0的逻辑控制,FlashROM用来存储用户加工程序,双口RAM用于交互单片机和插补单片机的转向和转速,控制方式为开环控制。各向步进驱动器包含硬件环形分配电路,用来接收单片机发送的脉冲和方向控制信号,并进行功率放大,分配给步进电机的各相。
二、数控系统硬件结构设计
(一)单片机复位电路的设计。
单片机在上电的瞬间需要复位,另外在单片机程序陷入死循环后也要进行复位,否则程度无法正常运行。此外,为了方便操作者,还需设计手动复位按钮。由于本系统采用了两片单片机,两片单片机的工作是相对独立的,即不存在主从关系,因此两片单片机的复位电路需要单独设计,而为了方便操作,手动复位按键需要对两个单片机同时进行复位。
(二)两单片机的交互电路。
两片单片机的数据共享通过一片双口RAM来实现,所选用的双口RAM为IDT7007,从电气特征上看,双口RAM作为两单片机的交互电路与普通的片外储器的区别如下:(1)使用两套完全独立的数据线、地址线、读写控制线,允许两个单片机对双端口RAM的同一单元进行访问。(2)使用两套独立的“BUSY”逻辑线,保证两个单片机对双口RAM同一单元读写的正确性。
(三)编程键盘及操作面板。
根据数控系统的需要,设计键盘为7X8矩阵式键盘。由于单片机的I/0口有限,因此扩展了一片8255A芯片用于键盘接口。该芯片连接在交互单片机的数据总线上,7X8的矩阵式键盘的列线连接在PA口的PA0-PA6,行线连接在PB口上,所有列线都接1k的下拉电阻,所有的行线都接10k的上拉电阻。74LS08的第三管脚接单片机的外部中断申请输入端INT1,操作面板主要包括复位、急停、启/停控制、手动/自动切换、切削液开启等通过按键来实现的功能和进给倍率选择开关,手动脉冲发生器等不能通过按键来完成的功能。其中能够通过按键来完成的功能除上结中讲到的手动复位电路笔急停按键外,其他均并入到7 8 的键盘中,通过单片机扫描键盘来完成。急停按键通过光电耦合后接插补单片机的外部中断申请端INT0.
(四)LCF显示模块。
本设计采用DMF500IN点阵式液晶模块作为显示器,该显示器可以显示标准字符、汉字、图形。该显示器的点阵数为160 X128,功耗低,接口简单,操作使用方便。该显示器件的接口封装形式为IDE20,显示接口挂在人机交互单片机的总线上,D0-D7接该单片机的数据总线,读写信号接单片机的读写控制端,片选信号接单片机地址线的高3位经138译码后的Y1端。C/D接地址线的A0。
(五)逻辑控制单元。
逻辑控制单元又称为PLC功能单元,主要用来处理机床的开关量输入输出的逻辑控制,本系统所设计的输入输出点数为输入12点,输出12点。
三、数控系统软件的结构设计
(一)交互单片机软件结构。
根据交互单片机所完成的功能,将其软件分为初始化程序模块、键盘中断处理子程序、显示管理模块、上位机通讯子程度、单片机交互子程序模块五部分。该单片机的主程序工作流程如下。单片机上电复位后进行初始化,初始化的内容包括单片机内部寄存器的初始化、单片机各端口的初始化,扩展I/0口的初始化和液晶显示模块的初始化。显示程序用来显示系统信息,存取双口RAM交互信息既为单片机交互子程序,用于交互单片机和插补单片机的数据共享。
(二)插补单片机软件结构。
其主要功能是用户加工程序的翻译和插补运算。初始化完成后,扫描急停开关是否复位,没有复位则调用停停处理子程序,该程序的功能是通知交互单片机向显示器显示急停信息。如果急停开关复位,则读取双口RAM的交互信息,并根据交互信息作相应的处理。该算法程序结构简单,单片机耗时较少,且能够满足经济型数控系统的精度要求。
摘要：经济型数控系统价格低,能满足大部分的金属加工机床的要求,因此被广泛应用于车床、铣床、钻床、冲床等金属加工机械。本文提出一种以AT89C52单片机为控制核心,采用双微处理器结构,扩展外围电路,三轴联动经济型数控系统的设计方案。
经济型数控铣床系统 篇4
【关键词】数控流水线技术；开放式；数控系统；数控微代码
0.前言
开放式数控系统一般是基于计算机操作系统相关软硬件平台，利用自动化技术实现。目前，依靠完善的计算机操作系统及其相关软硬件平台，使人机交互、网络通信、存储管理等一系列功能得到了很好的应用，但却无法实现开放式数控系统较强的实时功能目标，主要由于计算机操作系统的整体运算性能无法达到该标准，使开放式数控系统的应用存在一定的问题。虽然利用高性能的CPU处理芯片可以满足数控系统较强的实时功能目标，但是成本的投入与产出效益比值明显不合理，推广应用的可行性不高。因此，利用数控流水线技术，以较小的成本投入获得开放式数控系统较大的产出，对开放式数控系统的发展有着重要意义。
1.数控流水线技术
1.1数控系统的功能
数控系统根据功能的强弱，可以分为强实时类功能，包含了5个模块，将其由高到低排列为指令译码、速度规划、插补、专用I/O控制、电机控制；弱实时类功能包括了6个模块，即通用I/O模块、状态显示、轨迹仿真、程序编辑、参数管理、键盘输入。
强实时类功能属于数控系统的核心部分，直接关系到数控机床的加工过程，需要较强的实时性，如果出现了任何的延迟就会导致加工出错，影响产品的质量。弱实时功能基本不要求数控系统较强的实时性，目前的计算机操作系统均可满足，主要涉及人机交互、通用I/O控制以及存储管理等领域，即便执行存在一定的延迟，也不会影响数控机床的加工过程。
1.2数控流水线的结构
数控流水线一般分为三个环节，即数控主控流水线线程、数控微代码执行单元、控制驱动层。
1.2.1数据主控流水线线程
数据主控流水线线程是计算机数字控制（Computer Numerical Control）软件上的独立线程，需要在数控操作系统内的计算机操作系统上运行。数据主控流水线线程将指令译码与插补功能进行结合，形成一个独立的线程，利用计算机平台高速、准确的运算性能，避免了任务的经常性切换影响系统整体运行效率，使数控系统工作性能得到显著的提升。
1.2.2数控微代码实时执行单元
数控微代码（NC Micro-Code，NCM）是数控微代码实时执行单元（NC Micro-Code Processor，NCMP）的基本单位，主要工作方向在于代码的执行、强实时信号输入的本地处理以及电气信号接口。谁然数控微代码实时执行单元在数控流水线中的计算极为简便，但是其调用频率极高，系统的实时性也非常强，对数控流水线技术应用于开放式数控系统有着重要的影响。
1.2.3控制驱动层
控制驱动层中仅仅使用一组模块即程序驱动模块，程序驱动模块属于数控系统的核心，相应的权限也非常高，可以直接访问计算机操作系统硬件平台。控制驱动层的功能主要是降低系统间移植的工作负荷，仅仅提供数控微代码缓冲区的定位等功能以及数控微代码执行单元与上位机的通信功能。
1.3基于数控流水线的开放式数控系统结构
基于数控流水线的开放式数控系统属于单操作系统单进程的工作模式，包括了数控流水线线程以及管理线程。管理线程的作用是监控并管理整个加工的过程，保证加工过程的质量，同时还会配置流水线线程与驱动程序模块的数据达到控制的目的，然后会将流水线实时的信息反馈给计算机操作系统，接着由操作人员通过输入指令达到控制整个数控系统运行的效果。当数据主控流水线线程完成整个加工流程之后，会生成相应的状态信息反馈给计算机操作系统，转换为直观的数据信息由操作人员处理。
2.基于数控流水线的单元技术
数控流水线技术下的开放式数控系统的主要优势就是跳出原有的计算机操作系统软硬件平台，下面就着重探讨数控流水线的单元技术——跨平台开放特征的体现。
2.1数控规范指令接口与数控微代码接口
2.1.1数控规范指令接口
数控规范指令接口主要工作对象为指令译码模块，其功能在于提供标准的程序接口便于操作人员编程操作。数据规范指令接口具备较强的通用性以及简洁性，与规范加工函数相比，更为测重于描述数控流水线的加工动作，删减了不必要的计量单位、偏置等环节。
2.1.2数控微代码接口
数控微代码接口能够加强对机床的实时控制，格式较为简单紧凑。数控微代码可以得到基本执行动作的结果，却没有规范的实施策略，便于不同的用户根据自身需求制定不同的执行策略。
2.2操作系统支持多线程编程
一般来说，数据主控流水线线程需要尽量避免与操作系统有较多的关联，才能便于数据主控流水线线程能够在不同的操作系统间移植，对于数据主控流水线线程的推广有着重要意义。针对这一问题，数据主控流水线线程一般都采用普通接口，扩大了系统的开放程度，使系统能够支持不同的嵌入式操作系统。就目前情况来看，UNIX、LUNUX已经完全接受数据主控流水线线程，WINDOWS操作系统可以采用开源软件OPEN SOURCE POSIX THREADS FOR WIN 32接受。
3.结束语
数控流水线技术包括了数据主控流水线线程、数控微代码实时执行单元以及驱动程序，数控流水线技术实现了开放的微代码借口与数控指令的规范化，使数控模块能够相互的替换，也能够针对不同的需求重新构建数控流水线，对开放式数控系统的推广应用有着积极的促进作用。 [科]
【参考文献】
[1]董靖川，王太勇，徐跃.基于数控流水线技术的开放式数控系统[J].计算机集成制造系统，2009（06）.
[2]吴晓英.基于数控流水线技术的开放式数控系统构建[J].产业与科技论坛，2011（05）.
[3]李英，陈传凯，苏贞志.基于Lab VIEW与PLC的开放式数控系统串口无线通讯的研究[J].组合机床与自动化机工技术，2012（07）.
经济型数控铣床系统 篇5
目前, 随着科学技术的发展与应用, 技术工人缺乏, 于是机械自动化的生产成为必然趋势, 因此很多自动、半自动上下料系统应运而生[1]。现有市面上较为常见的上下料方式有两种:一是桁架机械手, 动作平稳性较高, 适合大批量生产, 见图1;二是机械手, 适用性较强, 可作为柔性制造, 见图2。这两种上下料方式结构都结构相对而言比较复杂, 成本较高。于是开发适合车床的经济型自动上下料的市场应运而生, 尤其是发展以大批量生产为主的电机行业的必然趋势, 同时对车床的智能化发展也有重要的意义[2]。
本文应电机制造企业要求, 针对数控车床, 设计了与其配套的上下料系统, 不仅动作可靠平稳, 而且结构简单、工艺性好, 使其既能满足功能要求又具有良好的经济性。
2. 总体设计
根据90电机转子的规格、重量和加工节拍, 可以把上下料系统分为料仓、上料机构和下料机构三部分, 如图3。
料仓是由一个倾斜的料道构成的, 料仓内可以放30个毛坯件, 毛坯依靠自重逐个下落, 料仓的宽度可以调节, 以便适应不同长度的电机转子。
上料机构是由一个气爪和一个旋转气缸构成的, 下料机构由取料机构、回转气缸和接料机构组成。
3. 配套要求
3.1 对加工对象的要求
由于本文的研究对象是电机转子轴, 不仅是成批量生产, 还涉及不同规格的, 表1给出了Y2系列两种规格转子的相关尺寸。
由于电机转子种类较多, 气爪和振动盘所能适用的范围有限, 序号因此在加工M尺代寸码差异太大M的代码工功件能时需更换采气取方爪式和振动盘。
3.2 对机床的要求
本2文实际研究的M0对2象是数控车程床序结上束的上下料系替统, 换而且要以最3经济的方式实M0现4这一功能。主这轴反就转要求我们尽替量换使用机床本身的数控系统。
3.2.1 电器方面
一般来说数控系统内会有空余的M代码, 我们可以利用这些M代码控制上下料的气缸动作。这样不仅节省了PLC的费用, 而且把上下料动作直接编写在加工程序里面, 不仅使得上下料动作直观, 而且可以对上下料动作编写十分方便。
还有些数控系统本身不带空的M代码, 我们可以合并使用一些M代码, 也可以把一些在我们加工这类零件中不用的M代码改成控制气爪的指令。Y以2发-6那3科车床数控系Y统2-为71例 (可能有很毛多坯经直济径 (型mm车) 床都使用的是14广州数控的系统, 1但7广数的M代码和发那科的基本类似) , 以下是发那科系统可以替换或合并的毛M坯代长码度, (如mm表) 2。211235
当然也不排除空余的M代码和替换的M代码不能满足原有改造后上下料的动作需求, 也就是说, 系统的原有多余的点位不够。需要外接一个plc控制机床上下料的各个动作, 而PLC与系统的切入点可以取某个不用的M代码作为启动PLC程序的开关。
3.2.2 机械方面
卡爪必须为液压或气压卡盘, 因为整个过程, 除了往料仓里上料是由人工上料的外, 其余都是无人化操作。主轴上方必须带吹气装置, 在无人运转的状态下, 为维持加工的安全性与精度, 必须在每加工一个零件之后打开, 把加工产生的铁屑吹掉, 确保工件在夹持时不受残留铁屑干扰。
在刀具方面, 要求机床刀具带有断屑功能, 防止铁屑过大影响整机运行的可靠性[3]。
4. 结语
随着经济和社会的飞速发展, 电机行业面临加工设备的更新换代和人工成本的大幅度升高, 越来越迫切的需求数控车床的自动化功能, 因此, 本文所提出的在数控车床上安装经济型的自动上下料系统的总体方案, 不但在电机行业, 而且在短轴类加工行业得到广泛的关注, 使其既能满足功能要求, 又具有良好的经济性, 已经在众多大批量加工的企业内得到了推广。
该改造方式有很大的局限性, 由于过于强调其经济性, 使得其上下料机构过于简单, 使其适应性较弱, 而且改造期间对原数控系统中部分M代码重新定义, 使得车床本身的柔性较差, 因此该经济型上下料系统只能在短轴类的零件加工中使用。
摘要：面对加工设备自动化程度的落后和技术工人缺乏的现状, 当前的批量型机加工行业迫切需求加工设备智能化、无人化, 作者应某电机企业要求, 针对数控车床设计与之配套的上下料机构, 实现电机转子的自动上下料。作者从设计方案的总体入手, 深入阐述了在数控机床上配套经济型上下料系统, 其对于加工对象、机床、料仓和机械手本身的结构与功能要求, 从生产实际出发, 提出自己的设计观点。此种上下料系统, 动作灵活可靠, 结构相对简单, 产品比较经济, 不仅提升了设备自动化程度, 而且降低了人力成本。
关键词：上下料系统,数控车床,自动化
参考文献
[1]施燕.经济型数控车床机械手建模与仿真研究.江苏大学硕士学位, 2009.
[2]李伦兴, 辛丽.机械手在数控车床上的应用[A].第八届沈阳科学学术年会论文集[C], 2011.
经济型数控铣床系统 篇6
1 变频调速基本原理
由异步电机理论可知, 主轴电机的转速公式为:
n= (60 f/p) × (1-s)
其中P为电动机的极对数, s为转差率, f为电源的频率, n为电动机的转速从上式可看出, 电机转速与频率成正比, 改变频率即可以平滑地调节电机转速。
变频器主电路如上图1所示。主电路的功能是把固定频率为50Hz交流电转换为频率连续可调的三相交流电, 主要包括交-直电路、制动单元电路及直-交电路。交-直电路中, 三相交流电源通过变频器的电源接线端 (R、S、T) 输入到变频器内, 利用整流器VS把交流电转换为直流电。当电容CF电压达到基准值时, 辅助电源动作, 输出直流控制电压。直流继电器MCC获电, 常开触点闭合, 限流电阻RF被短路, 完成交-直电路转换。直-交电路中, 由VS转换的直流电压经过短路保护熔断器F1加到逆变模块VT, 再通过SPWM正弦波脉宽调制驱动电路控制VT输出频率可调的三相调制波Ua、Ub、Uc (如图2所示) 至U、V、W端子。输出电压的大小和频率是由改变图2中的正弦参考信号Ur的幅值大小和频率调制的。制动单元电路由制动开关管VB、二极管DB及B1、B2端子之间外接制动电阻组成, 外接制动电阻的功率与阻值需根据电动机的额定电流好工作情况进行选择。
2 主轴电机及变频器的选用
主轴电机选择的主要依据是车床主轴的切削功率, 适用于车床的切削力Fz及切削功率Pm的实验公式如下:
式中:CFz为决定于被加工金属及切削条件的系数;αp为切削深度;xFz为被吃刀量指数;f为切削进给率;yFz为进给量指数;v为切削速度;各种系数和指数都可以在切削用量手册中查到。以沈阳机床厂C A 6 1 3 6数控车床为例, 查表得:CFz=4 0, xFz=1.0, yFz=0.7 5, 最大被吃刀量αp=6 mm, f转速n工件直径d, 计算可得:
按上述方法求出切削功率后, 还需考虑机床的传动效率η因素, 根据电机功率公式PE≥Pm/η确定主轴电机功率。η一般在0.75～0.85之间取值, 从而可以得到PE≥3.7/0.75=4.9kW。
在进行电机选择时, 电机与车床主轴功率特性要匹配。由于力切削和加工材料的不均匀性, 主电机功率应有一定的储备。因此, 选用了电动机型号为YTSP132 S-4三相异步电机, 额定功率为5.5kW。
系统效率等于变频器与电动机效率的乘积, 只有二者都在较高效率下工作系统效率才是最佳的。因此, 在通常情况下, 变频器的功率与电动机功率相当, 以利于变频器在高效率下运转, 同时还要考虑数控车床高精度、快响应的特点及机床的特点。目前, 变频器技术已经发展到相当成熟阶段, 市场上变频器产品种类繁多, 典型产品为德国西门子MICRO MASTER系列变频器、日本三菱F R系列变频器和安川Varispeed系列变频器等。西门子公司的变频器, 对电源电压规定得很严格, 而日本产通用变频器的额定电压往往是200V、220V或400V、440V共用, 变频器的输入电源电压常允许在一定范围内变动, 比较适合在工厂电压波动大的场合使用。最后确定为性价比高的安川变频器CIMR-G7A45P5型变频器, 该变频器采用电流矢量控制技术, 低频时能输出150%额定转矩, 动态响应快, 采用100Ω/430W制动电阻, 减速停车速度快, 主要技术参数:额定功率5.5kW;额定频率50Hz;额定电压380V;额定电流11A。
3 基于变频器的主轴控制方案
数控车床主轴的变频器控制接线图如图3所示。三相380V交流电压通过空气开关QF5接到变频器的电源输入端R、S、T上, 变频器从U、V、W端子输出频率经过变换的交流电至负载电动机M上。电动机的正反转控制通过端子1、2、11实现, 11为24V直流电源公共端。当1和11之间短路, 变频器作正向运转, 当2和11之间短路, 变频器作反向运转。端子1、2与11之间的通断分别由受系统内嵌PMC控制的继电器KA8和KA9完成。13、17端子与FANUC 0i TC系统主板上的JA40接口7、5引脚连接, 数控系统会将程序中的转速指令值转化为相应的模拟量电压 (0～10V) 通过JA40接口传送至变频器的13、17端子。主轴电动功能用于机床手动方式下主轴控制。3为数控系统故障时给变频器的报警输出端子, 4为数控系统复位时变频器复位端子。端子19、25、26为变频器到数控系统的信号输出端子, 一次为变频器故障报警 (如变频器过热) 、主轴零速信号、主轴速度到达信号输出端子。21、22、23为变频器输出到机床侧的信号端子, 分别接主轴转速表和主轴负载功率表。在主轴输出端通过同步带连接有FANUC A860-0320-T001型主轴编码器, 以便于对主轴速度和位置进行反馈, 编码器信号接至数控系统的JA41接口。
4 数控系统及变频器设置
在采用数控系统的模拟主轴功能时通过数控系统和变频器对主轴控制系统进行合理、正确的设置是主轴正确运行必不可少的环节。表1和表2分别较详细的列出了数控系统及变频器参数设置的情况。
5 结语
实际应用显示, 采用本方案实现的数控车床模拟量主轴控制系统具有以下显著优点:主轴可靠性好, 可实现高效率的切割和较高的加工精度, 可实现低速和高速情况下较强的力矩输出, 因此本方案对经济型数控机床主轴系统设计及改造具有参考价值。
参考文献
[1]韩步愈.金属切削原理与刀具[M].北京:机械工业出版社, 2002.
[2]吴忠智.调速用变频器及配套设备选用指南[M].北京:机械工业出版社, 2000.
[3]FANUC Co.ltd.FANUC Parameter Manual[M].2000.
用经济型数控车床加工拉杆球头 篇7
经济型数控车床采用的是半闭环伺服控制系统, 还受到机床结构精度的影响, 要加工较高质量要求的复杂形面有一定的技术难度, 特别是轴端球头类零件, 主要难点是球面粗糙度的均匀性和球面的形状精度。本文结合在经济型数控车床上对拉杆球头的加工实践, 对出现的难点问题进行了分析, 提出的解决措施已在实际中进行了检验, 能加工出符合要求的零件。
2 零件技术分析
如图1所示为某转向拉杆球头零件简图, 材料为45钢。
2.1 零件图分析
从图中可以看出, 该零件的尺寸公差是IT7级, 形状公差 (面轮廓度) 等级为6级, 球面的表面粗糙度要求为Ra1.6。
2.2 加工难点
零件的表面粗糙度要求达Ra1.6, 在球面右端靠近轴线处、球面左端与圆弧面R15过渡部位是表面粗糙度考虑的主要区域;球面尺寸公差要求是±0.015mm, 通过修改精加工刀具的长度补偿值, 就可较容易地修正尺寸公差;球面轮廓度要求为0.015mm, 实际加工的球面经常会变成椭球面, 需要对形状进行修正往往比较困难。
3 关键工序工艺分析与措施
C2-6136HK经济型数控车床的刚度、运动导向精度不足;其伺服系统采用半闭环控制, 仅检测丝杠的转角, 不检测工作台的准确位置, 因此, 要加工出合格产品需要采取相应的工艺措施和解决关键问题的可靠办法。
3.1 降低表面粗糙度
(1) 粗加工刀具与加工方法。零件数为几件, 因数量少采用圆柱棒料。零件轮廓非单调变化, 分析轮廓下凹处几何形状, 粗加工选用93°外圆车刀 (刀柄MDJNR2020K15, 刀尖角为55°) , 图2中T1。零件粗加工路径一般可选择轴向粗车循环法或仿型循环, 在使用FANUC 0i Mate-TC数控系统的机床上, 含非单调轮廓线的使用仿型法编写程序较方便, 但刀具路线会有较多空刀。结合实际情况:先手动切除余量较多的部位, 再采用图2所示的刀具路线进行仿型粗加工。
(2) 精加工刀具与刀具路线。精加工路线从零件右端轴线处开始, 沿轮廓线向左连续进行。在切削过程中, 刀具的实际工作主偏角由球头轴线处最小的几度增大到球面结束处的百余度, 其中工作主偏角太小和太大处都会造成加工性能变差, 易振动, 因此, 在相应位置的表面粗糙度达不到要求。要解决工作主偏角变化幅度太大的问题, 可以将圆弧分成2段, 使用2把不同主偏角的刀具 (左右手刀具) , 但是刀具路径变得复杂, 编程也更麻烦, 操作机床对刀时难以达到满意的精度, 在2段交接处的接刀痕很难消除。实际中选用圆刀片的外圆精车刀 (刀柄SRDCN2020K06) , 图2中T2;刀具路径沿图2所示的轮廓连续完成整个加工, 刀具工作主偏角变化得到改善, 编程简单对刀方便, 但刀具工作条件稍差, 球面圆度取决于刀片圆头精度, 一般使用精度高的专用刀片。
(3) 优化切削工艺。在精加工刀具移动过程中, X方向尺寸非单调变化, 刀具所受横向切削力从逐渐减小到逐渐增大再逐渐减小;同时纵向切削力不仅发生了大小改变, 还有方向交替, 这些都会影响切削的稳定性, 导致加工质量下降。可以通过以下工艺措施减小其影响:对数控车床的丝杠间隙和主轴锥度进行打表测量, 若测定值较大就要预紧调整, 若测定值较小只需在数控系统中进行修正即可;为改善精加工过程的稳定性, 尽量保证加工余量均匀, 可在精加工前增加半精加工, 也便于测量调整;切除余量要满足实际需要, 切除量太多, 切削力较大, 易造成切削不稳定, 切除量太小属纯切削, 也会影响表面质量。
3.2 提高尺寸精度
精加工由一把圆头刀具沿一个方向连续完成, 零件轴向尺寸公差完全取决于机床;零件径向尺寸精度受机床和对刀误差影响, 而对刀误差可以很方便修正。
零件径向尺寸公差的特点是轮廓线沿径向平移, 出现径向尺寸整体偏大或偏小。选定一个尺寸进行精确测量, 用它与理论数值进行比较可得出平移偏移量, 正负号按反向确定, 在相应的刀具长度补偿处增加平移值就可以修正径向尺寸误差。
3.3 改善形状误差
3.3.1 原理分析
经济型数控车床采用半闭环伺服系统控制, 不检测工作台的准确位置, 会出现坐标轴不一致, 造成加工表面形状误差。形状误差不是轮廓线整体平移, 不能靠修改刀具长度补偿来修正, 需要更改轮廓形状, 即更改程序来实现。
形状误差修正的原理与尺寸补偿原理相似即“反向补偿”。先按理论轮廓编写程序, 在加工中出现形状误差, 分析找出并测定坐标轴不一致的量, 将这些量正负反号后加到理论轮廓上得出“使用轮廓”, 按“使用轮廓”编程加工, 零件的形状误差就可得到修正。例如零件表面为圆柱和球面, 理论轮廓为水平线和圆弧, 加工有偏差后是圆锥和椭球面, 测定其偏差按反向补偿得到“使用轮廓”为斜线和椭圆, 按补偿后的“使用轮廓”编程加工就可得到形状误差较小的圆柱和球面。
3.3.2 编写程序
将圆弧用椭圆弧编程, FANUC 0i Mate-TC数控系统的仿型循环指令G73不支持宏程序, 本例使用宏程序的循环功能进行仿型编程, 把椭圆部分的宏程序用子程序列出, 表1为部分程序。
3.3.3 球面形状修正
在数控车床对拉杆球头进行形状修正时要注意:
(1) 精确测定形状偏差量。精确测量球面轮廓度很繁琐。利用万能工具显微镜、圆度仪或三坐标测量仪都可精确测量, 但需要取下工件进行测量, 不方便临时调整;量规不受场所限制, 但只能判断工件是否合格, 而不能获得被测几何量的具体数值, 实际中依据加工精度选用相应的测量工具。
(2) 修正形状补偿。确定造成球面形状误差的坐标轴, 依据上述测定值修改程序中的#101或#102的椭圆半轴值, 补偿后进行精加工, 球面形状精度得到了修正。
4 结语
在经济型数控车床上采用上述措施, 可提高零件的表面精度和尺寸精度, 加工产品符合零件技术要求。这些提高加工质量的工艺与措施, 对提高经济型数控车床加工等级具有普遍作用, 从工艺措施上发挥了数控车床的先进功能。
摘要：结合拉杆球头零件在经济型数控车床上的加工, 介绍了提高零件表面质量、修正球面形状的工艺与措施。这些方法能够有效提高数控车削的加工质量。
关键词：拉杆球头,表面粗糙度,形状修正,刀具路径
参考文献
[1]罗永新, 等.数控车削误差反贴补偿实验研究[J].机床与液压, 2010 (11) :36-39.
[2]欧阳毅文, 等.球头加工实例及技巧[J].煤矿机械, 2010 (6) :97-99.
数控铣床进给系统设计 篇8
1.1 数控机床的伺服进给系统的组成
数控机床的伺服进给系统由伺服驱动电路、伺服驱动装置、机械传动机构及执行部件组成。它的作用是接受数控系统发出的进给速度和位移指令信号,由伺服驱动电路作转换和放大后,经伺服驱动装置和机械传动机构,驱动机床的工作台,主轴头架等执行部件实现工作进给和快速运动。数控机床的伺服进给系统与一般机床伺服进给系统有本质上的差别,它能根据指令信号精确地控制执行部件的运动速度和位置,以及几个执行部件按一定规律运动所合成的运动轨迹。
1.2 关键部件介绍
1.2.1 滚珠丝杠副的结构
滚珠丝杠副是由丝杠、螺母、滚珠等零件组成的机械元件,其作用是将旋转运动转变为直线运动或将直线运动转变为旋转运动,它是传统滑动丝杠的进一步延伸发展。这一发展的深刻意义如同滚动轴承对滑动轴承所带来得改变一样。滚珠丝杠副因优良的摩擦特性使其广泛的运用于各种工业设备、精密仪器、精密数控机床。尤其是近年来,滚珠丝杠副作为数控机床直线驱动执行单元,在机床行业得到广泛运用,极大的推动了机床行业的数控化发展。这些都取决于其具有以下几个方面的优良特性:传动效率高、定位精度高、传动可逆性、使用寿命长、同步性能好。
滚珠丝杆螺母机构是回转运动与直线运动相互转换的传动装置,是数控机床伺服进给系统中使用最为广泛的传动装置。在滚珠丝杆和螺母上分别加工出圆弧形螺旋槽,这两个圆弧形槽和起来便形成了螺旋滚道,在滚道内装入滚珠,当滚珠丝杆相对螺母旋转时,滚珠在螺旋滚道内滚动,迫使二者发生轴向相对位移。为了防止滚珠从螺母中滚出来,在螺母的螺旋槽两端设有回程引导装置,使滚珠能返回丝杆螺母之间构成一个闭合回路,由于滚珠的存在,丝杠与螺母之间是滚动摩擦,仅在滚珠之间存在滑动摩擦。
1.2.2 滚动直线导轨副
滚动直线导轨副是由导轨、滑块、钢球、返向器、保持架、密封端盖及挡板等组成,具体结构如图1所示。当导轨与滑块作相对运动时,钢球就沿着导轨上的经过淬硬和精密磨削加工而成的四条滚道滚动,在滑块端部钢球又通过返向装置(返向器)进入返向孔后再进入滚道,钢球就这样周而复始地进行滚动运动。返向器两端装有防尘密封端盖,可有效地防止灰尘、屑末进入滑块内部。
(1)滚动直线导轨副是在滑块与导轨之间放入适当的钢球,使滑块与导轨之间的滑动摩擦变为滚动摩擦,大大降低二者之间的运动摩擦阻力,从而获得以下效果。
①动、静摩擦力之差很小,随动性极好,即驱动信号与机械动作滞后的时间间隔极短,有益于提高数控系统的响应速度和灵敏度。
②驱动功率大幅度下降,只相当于普通机械的十分之一。
③与V型十字交叉滚子导轨相比,摩擦阻力可下降约40倍。
④适应高速直线运动,其瞬时速度比滑动导轨提高约10倍。
⑤能实现高定位精度和重复定位精度。
(2)能实现无间隙运动,提高机械系统的运动刚度。
(3)成对使用导轨副时,具有“误差均化效应”,从而降低基础件(导轨安装面)的加工精度要求,降低基础件的机械制造成本与难度。
(4)导轨副滚道截面采用合理比值的圆弧沟槽,接触应力小,承接能力及刚度比平面与钢球点接触时大大提高,滚动摩擦力比双圆弧滚道有明显降低。
(5)导轨采用表面硬化处理,使导轨具有良好的可校性;心部保持良好的机械性能。
(6)简化了机械结构的设计和制造。
1.2.3 电动机的构造
电动机是一个圆柱体,里面装有一对能产生磁场的固定电磁极叫定子(永久式和电磁式的区别就在这里,永久式的定子是一对永久磁铁,电磁式的定子是一对电磁线圈)装在钉子中间的是一个能转动的电磁体叫电枢,又叫转子。转子是由特种材料作成的圆柱体,套在电动机轴上。电动机的工作原理是在转子的纵向凹槽里嵌入有绝缘铜丝饶成的转子绕组,电流通过电刷和换向器导入转子绕组就能产生电磁场。
1.3 伺服进给系统的工作情况
机床有三套(X,Y,Z轴)相同的伺服进给系统。下面介绍工作台的纵向(X向)伺服进给系统,该系统由伺服电机驱动,采用无键连接方式用锁紧环将运动传到扰性联轴器的左连接件,联轴器的右连接件与滚珠丝杆用键连接,由滚珠丝杆螺母驱动工作台移动。滚珠丝杆由左螺母和右螺母组成,并固定在工作台上。扰性联轴器的左连接件与电机轴,靠锥形锁紧环摩擦连接,锥形锁紧环每套两环,内环为内柱外锥,外环为外柱内锥,此处共用了两套。采用这种连接方法不用开键槽,没有间隙。电动轴与丝杆可相对转任意角。横向(Y轴)伺服进给系统与纵向伺服进给系统结构相同。
滚珠丝杆直径20mm,导程为4mm,左支承为成对的推力角接触球轴承,背靠背安装,承受径向载荷,右支承为深沟球轴承,滚珠丝杆升温后可向右伸长。这种结构比较简单,但轴向刚度比两端轴向固定方式低。滚珠丝杆的螺母座固定在工作台上下侧,螺母座中安装两个滚珠螺母,两个螺母用连接键固定它们之间的周向位置,一螺母固定在螺母座上,另一螺母可轴向调整位置。在两个螺母间安装两个适当厚度的半圆垫圈,以消除滚珠丝杆螺母间的间隙,并适当地预紧,以提高传动刚度。
2 关键部件校核计算
2.1 丝杠导程
伺服系统选择半闭环还是全闭环选择应根据要求的定位精度进行,本系统为±0.012/300mm。查滚珠丝杠样本,任意300mm内导程允差,1级(P1)丝杠为0.006mm,2级为0.008mm。因此,可以考虑采用半闭环,滚珠丝杠精度取为P1级。
伺服电动机的最高转速nmin=1500r/min,如使电动机与丝杠直联,i=1,丝杠的最高转速为nmax=1500r/min,根据公式
undefined
计算出丝杠导程Ph=4mm
2.2 滚珠丝杠的选择
丝杠的最大载荷,为切削时的最大进给力加摩擦力。最大进给力为Ff=5000N。作粗略的估计,最大切削力取为Fc=2Ff=10000N,最大背向力Fp=Ff/2=2500N,根据公式Fmax=kFf+(Fc+Fp+G),得到Fmax=6300N,丝杠的最小载荷为摩擦力Fmin=fG=0.04×(500+300)×9.8N=314N,平均载荷为undefined,最大进给时,丝杠的转速为400r/min, 最小进给时,丝杠的转速为1r/min,故平均转速为undefined
丝杠的工作寿命取为undefined,代入公式undefined得当量动载荷undefined。
查滚珠丝杠样本,选择内循环FFZD2004-3-1丝杠,额定动载荷为Ca=7.3kNCa>Cm,符合要求。丝杠直径为20mm,钢球直径为3mm,导程为4mm,浮动返回器式内循环,每个螺母滚珠有3列,双螺母垫片式预警。预加载荷为Ca/4,即1825N,远大于最大载荷的1/4,丝杠副精度为P1级,刚度为519N/m。
2.3 选择丝杠轴承
丝杠采用一端轴向固定,一端简支的方式。固定端采用一对推力角接触球轴承,面对面配对。型号为7202,额定动载荷为8.68kN,预加载荷为F0=660N,平均载荷为1500N,轴承寿命为undefined能满足要求。简支端只承受丝杠的部分重量,不需计算。
2.4 选择伺服电机
(1)最大切削负载转矩
最大载荷Fmax=6300N,丝杠导程Ph=4mm=0.004m,查查滚珠丝杠样本,丝杠螺母副的摩擦系数η=0.9,摩擦力矩Tf1=0.3N·m,查轴承样本,单个7202型轴承的摩擦力矩为100N·mm,故一对轴承为Tf2=0.2N·m。简支端不预紧,其摩擦力矩可忽视不计,丝杠与伺服电机直联,故i=1。带入公式undefined,最大切削负载转矩为,undefined。
(2)惯量匹配
负载惯量按下列次序计算,工件及工作台的最大质量为800kg,折算到电动机轴,其惯量J1按公式
丝杠直径d=20mm=0.02m,在结构设计中,决定长度为l=0.6m,
联轴器的惯量可直接查出J3=0.0006kg·m2
J2与J3和电动机直接叠加,负载惯量
JL=J1+J2+J3=0.00032+0.000075+0.006=0.000455kg·m2
电动机惯量JM应符合条件JL
(3)空载加速转矩
FB-15型直流伺服电动机的最大输出转矩为Tmax=154N·m,这个输出转矩发生在阶跃指令加速时,要求的加速时间为
FB-15型的机械时间常数为tM=15.2ms=0.0152s。ta<(3-4)tM,说明这种电机具有足够的加速能力。
摘要：数控机床的伺服进给系统由伺服驱动电路,伺服驱动装置,机械传动机构及执行部件组成。通过介绍数控铣床进给系统关键部件的设计,掌握数控机床进给系统的设计方法。
关键词：数控,进给系统,校核设计
参考文献
[1]王先逵.机械加工工艺手册[M].北京:机械工业出版社,2007.
[2]荣维芝.数控原理与维修技术[M].北京:机械工业出版社,2004.
[3]陈宇晓.数控铣床故障诊断与维修技巧[M].北京:机械工业出版社,2006.
经济型数控铣床系统 篇9
【关键词】数控仿真系统 数控机床教学 应用研究
【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）03-0149-01
随着互联网技术的迅猛发展，特别是随着部分虚拟现实化实用技术的不断发展，我国逐渐产生了可以通过模拟实际设备加工环境及实际工作状态的数控仿真教学系统。教师可以运用计算机仿真模拟系统来对班级中的学生进行教学，不仅可以快速提升学生的实际操作能力，同时还具备安全性、经济性、实用性等优势。数控仿真教学系统其本质内容就是虚拟数控机床，虚拟数控机床同时又是虚拟制造技术中的一个基础性的内容，它不仅有利于学生在进行实际操作数控加工过程中为产品设计提供理论依据，还有效的提高了数控机床专业课堂教学的质量，全面提升了学生的综合素质。
一、数控仿真系统简析
数控仿真系统，实质上就是通过应用计算机技术对数控加工过程进行模拟仿真的一门新技术。该技术向学生直观展示实际生产过程的机床仿真操作流程，加工过程通过三维立体动态化的逼真再现，使得班级中的每一位学生，都可以对数控加工建立系统性的认知。学生不仅可以反复动手进行数控加工的具体操作，还能有效解决院校内因数控设备比较稀缺，很难实现学生“一人一机”的问题，最终实现全面培养熟练掌握数控加工技术的实用型人才的教学目标。
二、数控仿真系统在数控机床教学实践中的应用策略
1.教师需要在教学过程中，不断强化学生的学习能动性
在过去传统的教学模式下，学生很难全面掌握数控加工技术。为此，教师需要在教学中科学的运用先进的教学方法和教学理念来不断提高学生对于数控机床教学内容的学习兴趣。作为一名数控机床专业的毕业生，必须具备专业的实践操作技能，才能适应市场经济中数控机床企业对于实用型人才的需求。学生在课堂学习的过程中，通过对数控仿真软件反复学习，可以比较熟练的掌握数控机床操作要领，并真正实现课堂学习的主体地位，从而进一步提升学生的实际操作能力，将传统教学模式下学生被动学习的状态转变成为积极主动的学习状态，全面提升自我分析问题和解决问题的能力。
2.教师在教学过程中，需要重视学生之间的学习互动
在实际教学中，教师需要重视数控仿真系统在数控机床专业教学中编程和实践操作训练中的重要作用，同时还要摆正自身对于数控仿真系统在课堂教学中的教学地位的认识。教师不可以完全依赖数控仿真系统而放弃自身在课堂教学中的知识引导作用，也不可以完全依靠自身的教学而轻视数控仿真系统的教学优势。为此，教师需要不断加强培养班级中学生群体间的合作意识，全方位提高学生的实际操作能力，最大限度的发挥出数控仿真系统在教学中的教学作用。教师需要在学生进行上机课堂学习的活动，为学生制定出非常明确的学习目标，要求学生利用网络教学功能进行数控加工仿真系统的操作演示。学生在进行实际操作练习的过程中，教师需要时刻关注学生的学习状态，及时解决学生在进行操作练习时遇到的问题。只有这样，学生才可以在比较短的时间内全部掌握数控机床专业中涉及到的数控编程和实际操作技能等，进而有效的提升了学生的实际操作能力和实际解决问题的能力。
3.教师需要强化自身对于项目化教学方法的应用
在开展实际教学的过程中，教师运用的数控仿真系统是当前阶段数控机床教学中最实用、最安全、最科学的编程方法。学生在这样的学习环境下，可以熟练掌握并灵活的应用于实践生活。教师需要定期安排一些课程来为学生进行讲解我国生产的华中、广数的具体编程流程与操作手法以及不同面板的实际操作步骤，进一步的拓展学生的学习面，全方位的提高学生对数控机床中不同种类的操作系统、面板的编程流程与实践操作能力等。教师的这一做法，可以极大的促使学生尽快适应市场经济下不同数控系统中的数控机床的具体操作和编程流程，增强学生们解决实际问题的能力。
4.教师需要重视学生对知识的反馈信息，全面提高学生学习的主动性
教师在进行实际应用数控仿真系统教学的过程中，需要为学生制定不同的学习目标，这样一来，学生就可以有针对性进行知识的学习。教师还需要为学生提供一些小测试，通过设计测试内容，全方位的考核学生的实际学习情况。学生通过测试可以更加精准的掌握教材中重点难点，进而全面的掌握数控机床专业的教学内容。教师同时可以通过小测试来提升学生学习的信心和动力，也可以依据学生学习的反馈信息进行适当的教学调整，从而更加具有针对性的进行教学，以此来不断提升数控机床课堂教学质量。
三、结束语
综上所述，在中职教育数控机床教学过程中应用数控仿真系统，不仅有利于解决中职数控机床设备数量不足，设备不能满足学生实际实训需求的问题，还有利于教师提高学生的学习兴趣和积极性，进而全面培养学生的实际数控操作能力，提高课堂教学的有效性。
参考文献：
[1]史文杰，魏茂源. 数控仿真系统在数控机床编程与操作实训教学中的应用[J]. 价值工程，2014，05：270-271.
数控铣床自动编程系统设计 篇10
数控机床在加工过程中, 遇到轮廓较复杂的零件时, 如果人工编写数控程序, 常常需要复杂的计算。本文在充分了解了APT自动编程系统的结构和功能的基础上, 开发出走刀路线为直线和圆弧的数控系统的前置处理程序, 能够生成反应刀具加工轨迹的刀位文件, 同时针对FANUC-6M数控铣床设计了后置处理程序, 能够生成由直线和圆弧组成的轮廓的铣削数控程序的G代码。本设计的主要优点是在编程时使用模块化设计思想, 将自动编程系统的功能模块化, 便于移植和维护。
2 自动编程系统总体设计
2.1 设计思想
数控加工自动编程系统的主要作用之一是用来进行复杂计算, 本设计即通过输入零件的APT语言源程序, 由计算机获取零件几何信息并经过一系列运算程序将其转换为标准形式, 同时获取刀具走刀路线和工艺参数, 将刀具运动轨迹及工艺参数保存到CL文件中, 再通过针对特定机床的后置处理程序将刀具轨迹生成加工该零件的数控代码。
2.2 系统总体设计
系统总体设计主要包括源程序的输入, 前置处理程序的设计, 后置处理程序的设计等内容, 其基本结构和流程如图1所示。
(1) 窗体设计
打开VB6.0, 选择“新建”菜单下的“标准EXE”, 然后单击“打开”按钮, 新建一个标准EXE程序。选择“工程”菜单中的“添加MDI窗体”命令, 命名为“数控加工自动编程系统设计”, 然后选择“工程”菜单中的“属性”命令, 弹出“工程属性”对话框, 在“启动对象”的下拉表中选择刚才创建的MDI窗体为启动对象, 设置完毕后单击“确定”按钮, 退出属性设置。
再创建一个新的普通窗体, 然后将它的MDIChild属性设置为True, 取名为frmDocument, 用来存取APT源程序、CL文件、NC程序等。在这个窗体上添加一个RichTextBox控件, 用以显示文档。
(2) 结构设计
为了使程序结构清晰, 采用模块化的设计方法。这样将系统中具有相同功能的程序制成软件模块, 具有功能独立、易移植、易组装及易扩充的特点, 开发新数控系统时, 就可选取所需的软件功能模块进行组合或扩充。选择“工程”菜单中的“添加模块”命令, 添加一个模块。将程序代码按照功能划分为不同的模块, 主要模块划分如下:
通用模块, 用以存放程序中用到的全局变量;通用子程序模块, 用以存放一些通用的子程序, 例如查找几何定义语句中“=”位置的子程序, 查找“;”子程序等;数学处理模块, 用以存放有关数学处理的子程序, 例如直线与圆相交求交点, 求两直线相交点坐标值等;点的几何定义语句处理模块;直线的几何定义语句处理模块;圆的几何定义语句处理模块;运动语句处理模块;工艺参数语句处理模块;后置处理模块。
2.3 零件图信息的输入方式
对于零件图信息的输入, 需要考虑其几何信息的输入以及加工路线和工艺参数的输入, 本编程系统采用APT源程序作为零件图信息的输入方式。APT语言使用类似英语语言来描述, 非常接近人们常用语言的形式, 便于记忆、编写, 而且完全能够完成系统要求。
3 结论