數(shù)控畢業(yè)論文---數(shù)控機床分類及軸類零件加工

1、<p><b>　　畢業(yè)設計（論文）</b></p><p>　　數(shù)控機床分類及軸類零件加工</p><p>　　學生姓名： XX XX </p><p>　　所在院系： 機 械 工 程 </p><p>　　學生專業(yè)： 數(shù) 控

2、 </p><p>　　指導老師： XXXXXXXXX </p><p>　　日 期： 2010年11月20日 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　數(shù)控技術及數(shù)控機床在當今機械制造業(yè)中的重要地位和巨大效益，顯示了其在國家基礎工業(yè)現(xiàn)

3、代化中的戰(zhàn)略性作用，并已成為傳統(tǒng)機械制造工業(yè)提升改造和實現(xiàn)自動化、柔性化、集成化生產的重要手段和標志。數(shù)控技術及數(shù)控機床的廣泛應用，給機械制造業(yè)的產業(yè)結構、產品種類和檔次以及生產方式帶來了革命性的變化。數(shù)控機床是現(xiàn)代加工車間最重要的裝備。它的發(fā)展是信息技術(1T)與制造技術(MT)結合發(fā)展的結果?，F(xiàn)代的CAD/CAM、FMS、CIMS、敏捷制造和智能制造技術，都是建立在數(shù)控技術之上的。掌握現(xiàn)代數(shù)控技術知識是現(xiàn)代機電類專業(yè)學生必不可少的。

4、</p><p>　　在數(shù)控加工中，從零件的設計圖紙到零件成品合格交付，不僅要考慮到數(shù)控程序的編制，還要考慮到諸如零件加工工藝路線的安排、加工機床的選擇、切削刀具的選擇、零件加工中的定位裝夾等一系列因素的影響，在開始編程前，必須要對零件設計圖紙和技術要求進行詳細的數(shù)控加工工藝分析，以最終確定哪些是零件的技術關鍵，哪些是數(shù)控加工的難點，以及數(shù)控程序編制的難易程度。</p><p>　　零件的

5、數(shù)控加工工藝分析是編制數(shù)控程序中最重要而又極其復雜的環(huán)節(jié)，也是數(shù)控加工工藝方案設計的核心工作，必須在數(shù)控加工方案制定前完成。一個合格的編程人員對數(shù)控機床及其控制系統(tǒng)的功能及特點，以及影響數(shù)控加工的每個環(huán)節(jié)都要有一個清晰、全面的了解，這樣才能避免由于工藝方案考慮不周而可能出現(xiàn)的產品質量問題，造成無謂的人力、物力等資源的浪費。 全面合理的數(shù)控加工工藝分析是提高數(shù)控編程質量的重要保障。 數(shù)控車床是目前使用最廣泛的數(shù)控機床之一。數(shù)控車床

6、主要用于加工軸類、盤類等回轉體零件。通過數(shù)控加工程序的運行，可自動完成內外圓柱面、圓錐面、成形表面、螺紋和端面等工序的切削加工，并能進行車槽、鉆孔、擴孔、鉸孔等工作。 </p><p>　　關鍵詞：切削機床 工藝分析 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　目 錄3</b&g

7、t;</p><p><b>　　第1章 概述1</b></p><p>　　第一節(jié) 加工工藝方法分類1</p><p>　　第二節(jié) 控制運動軌跡分類1</p><p>　　第三節(jié) 驅動裝置的特點分類2</p><p>　　第2章 豐富的高速切削刀具軌跡策略4</p>

8、<p>　　第一節(jié) 確定刀具路徑應滿足的基本要求4</p><p>　　第二節(jié) 刀具進給要求4</p><p>　　第三節(jié) 粗加工刀具路徑要求5</p><p>　　第四節(jié) 精加工刀具路徑要求5</p><p>　　第3章 數(shù)控系統(tǒng)的未來的發(fā)展6</p><p>　　第一節(jié) 數(shù)控系統(tǒng)向

9、開放式體系結構發(fā)展6</p><p>　　第二節(jié) 數(shù)控系統(tǒng)向軟數(shù)控方向發(fā)展6</p><p>　　第三節(jié) 數(shù)控系統(tǒng)控制性能向智能化方向發(fā)展7</p><p>　　第四節(jié) 數(shù)控系統(tǒng)向網絡化方向發(fā)展7</p><p>　　第五節(jié) 數(shù)控系統(tǒng)向高可靠性方向發(fā)展8</p><p>　　第六節(jié) 數(shù)控系統(tǒng)向復合化

10、方向發(fā)展8</p><p>　　第七節(jié) 數(shù)控系統(tǒng)向多軸聯(lián)動化方向發(fā)展8</p><p>　　第4章 典型軸類零件的加工10</p><p>　　FUNAC數(shù)控車編程如下：10</p><p>　　第5章 數(shù)控機床故障排除方法及其注意事項11</p><p>　　第一節(jié) 故障排除方法11</p>

11、;<p><b>　　總 結13</b></p><p><b>　　致 謝14</b></p><p><b>　　參考文獻:15</b></p><p><b>　　第1章 概述</b></p><p>　　第一節(jié) 加工工

12、藝方法分類</p><p>　　1）金屬切削類數(shù)控機床 </p><p>　　與傳統(tǒng)的車、銑、鉆、磨、齒輪加工相對應的數(shù)控機床有數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控鉆床、數(shù)控磨床、數(shù)控齒輪加工機床等。盡管這些數(shù)控機床在加工工藝方法上存在很大差別，具體的控制方式也各不相同，但機床的動作和運動都是數(shù)字化控制的，具有較高的生產率和自動化程度。 在普通數(shù)控機床加裝一個刀庫和換刀裝置就成為數(shù)控加工中心機床。加工

13、中心機床進一步提高了普通數(shù)控機床的自動化程度和生產效率。例如銑、鏜、鉆加工中心，它是在數(shù)控銑床基礎上增加了一個容量較大的刀庫和自動換刀裝置形成的，工件一次裝夾后，可以對箱體零件的四面甚至五面大部分加工工序進行銑、鏜、鉆、擴、鉸以及攻螺紋等多工序加工，特別適合箱體類零件的加工。加工中心機床可以有效地避免由于工件多次安裝造成的定位誤差，減少了機床的臺數(shù)和占地面積，縮短了輔助時間，大大提高了生產效率和加工質量。 </p><

14、;p>　　2）特種加工類數(shù)控機床 </p><p>　　除了切削加工數(shù)控機床以外，數(shù)控技術也大量用于數(shù)控電火花線切割機床、數(shù)控電火花成型機床、數(shù)控等離子弧切割機床、數(shù)控火焰切割機床以及數(shù)控激光加工機床等。 </p><p>　　3）板材加工類數(shù)控機床 </p><p>　　常見的應用于金屬板材加工的數(shù)控機床有數(shù)控壓力機、數(shù)控剪板機和數(shù)控折彎機等。近年來，其它機

15、械設備中也大量采用了數(shù)控技術，如數(shù)控多坐標測量機、自動繪圖機及工業(yè)機器人等。</p><p>　　第二節(jié) 控制運動軌跡分類</p><p>　　1）點位控制數(shù)控機床 </p><p>　　位置的精確定位，在移動和定位過程中不進行任何加工。機床數(shù)控系統(tǒng)只控制行程終點的坐標值，不控制點與點之間的運動軌跡，因此幾個坐標軸之間的運動無任何聯(lián)系。可以幾個坐標同時向目標點運動

16、，也可以各個坐標單獨依次運動。 </p><p>　　這類數(shù)控機床主要有數(shù)控坐標鏜床、數(shù)控鉆床、數(shù)控沖床、數(shù)控點焊機等。點位控制數(shù)控機床的數(shù)控裝置稱為點位數(shù)控裝置。 </p><p>　　2）直線控制數(shù)控機床 </p><p>　　直線控制數(shù)控機床可控制刀具或工作臺以適當?shù)倪M給速度，沿著平行于坐標軸的方向進行直線移動和切削加工，進給速度根據(jù)切削條件可在一定范圍內變化

17、。 直線控制的簡易數(shù)控車床，只有兩個坐標軸，可加工階梯軸。直線控制的數(shù)控銑床，有三個坐標軸，可用于平面的銑削加工。代組合機床采用數(shù)控進給伺服系統(tǒng)，驅動動力頭帶有多軸箱的軸向進給進行鉆鏜加工，它也可算是一種直線控制數(shù)控機床。 </p><p>　　數(shù)控鏜銑床、加工中心等機床，它的各個坐標方向的進給運動的速度能在一定范圍內進行調整，兼有點位和直線控制加工的功能，這類機床應該稱為點位/直線控制的數(shù)控機床。 </p

18、><p>　　3）輪廓控制數(shù)控機床 </p><p>　　輪廓控制數(shù)控機床能夠對兩個或兩個以上運動的位移及速度進行連續(xù)相關的控制，使合成的平面或空間的運動軌跡能滿足零件輪廓的要求。它不僅能控制機床移動部件的起點與終點坐標，而且能控制整個加工輪廓每一點的速度和位移，將工件加工成要求的輪廓形狀。 </p><p>　　常用的數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床就是典型的輪廓控制數(shù)控

19、機床。數(shù)控火焰切割機、電火花加工機床以及數(shù)控繪圖機等也采用了輪廓控制系統(tǒng)。輪廓控制系統(tǒng)的結構要比點位/直線控系統(tǒng)更為復雜，在加工過程中需要不斷進行插補運算，然后進行相應的速度與位移控制。 </p><p>　　現(xiàn)在計算機數(shù)控裝置的控制功能均由軟件實現(xiàn)，增加輪廓控制功能不會帶來成本的增加。因此，除少數(shù)專用控制系統(tǒng)外，現(xiàn)代計算機數(shù)控裝置都具有輪廓控制功能。</p><p>　　第三節(jié) 驅動裝

20、置的特點分類</p><p>　　1）開環(huán)控制數(shù)控機床 </p><p>　　這類控制的數(shù)控機床是其控制系統(tǒng)沒有位置檢測元件，伺服驅動部件通常為反應式步進電動機或混合式伺服步進電動機。數(shù)控系統(tǒng)每發(fā)出一個進給指令，經驅動電路功率放大后，驅動步進電機旋轉一個角度，再經過齒輪減速裝置帶動絲杠旋轉，通過絲杠螺母機構轉換為移動部件的直線位移。移動部件的移動速度與位移量是由輸入脈沖的頻率與脈沖數(shù)所決定

21、的。此類數(shù)控機床的信息流是單向的，即進給脈沖發(fā)出去后，實際移動值不再反饋回來，所以稱為開環(huán)控制數(shù)控機床。 </p><p>　　開環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機床結構簡單，成本較低。但是，系統(tǒng)對移動部件的實際位移量不進行監(jiān)測，也不能進行誤差校正。因此，步進電動機的失步、步距角誤差、齒輪與絲杠等傳動誤差都將影響被加工零件的精度。開環(huán)控制系統(tǒng)僅適用于加工精度要求不很高的中小型數(shù)控機床，特別是簡易經濟型數(shù)控機床。</p>

22、;<p>　　2）閉環(huán)控制數(shù)控機床 </p><p>　　接對工作臺的實際位移進行檢測，將測量的實際位移值反饋到數(shù)控裝置中，與輸入的指令位移值進行比較，用差值對機床進行控制，使移動部件按照實際需要的位移量運動，最終實現(xiàn)移動部件的精確運動和定位。從理論上講，閉環(huán)系統(tǒng)的運動精度主要取決于檢測裝置的檢測精度，也與傳動鏈的誤差無關，因此其控制精度高。圖1-3所示的為閉環(huán)控制數(shù)控機床的系統(tǒng)框圖。圖中A為速度傳

23、感器、C為直線位移傳感器。當位移指令值發(fā)送到位置比較電路時，若工作臺沒有移動，則沒有反饋量，指令值使得伺服電動機轉動，通過A將速度反饋信號送到速度控制電路，通過C將工作臺實際位移量反饋回去，在位置比較電路中與位移指令值相比較，用比較后得到的差值進行位置控制，直至差值為零時為止。這類控制的數(shù)控機床，因把機床工作臺納入了控制環(huán)節(jié)，故稱為閉環(huán)控制數(shù)控機床。 </p><p>　　閉環(huán)控制數(shù)控機床的定位精度高，但調試和維

24、修都較困難，系統(tǒng)復雜，成本高。</p><p>　　3）半閉環(huán)控制數(shù)控機床 </p><p>　　半閉環(huán)控制數(shù)控機床是在伺服電動機的軸或數(shù)控機床的傳動絲杠上裝有角位移電流檢測裝置（如光電編碼器等），通過檢測絲杠的轉角間接地檢測移動部件的實際位移，然后反饋到數(shù)控裝置中去，并對誤差進行修正。通過測速元件A和光電編碼盤B可間接檢測出伺服電動機的轉速，從而推算出工作臺的實際位移量，將此值與指令值進

25、行比較，用差值來實現(xiàn)控制。由于工作臺沒有包括在控制回路中，因而稱為半閉環(huán)控制數(shù)控機床。 </p><p>　　半閉環(huán)控制數(shù)控系統(tǒng)的調試比較方便，并且具有很好的穩(wěn)定性。目前大多將角度檢測裝置和伺服電動機設計成一體，這樣，使結構更加緊湊。</p><p>　　4）混合控制數(shù)控機床 </p><p>　　將以上三類數(shù)控機床的特點結合起來，就形成了混合控制數(shù)控機床?；旌峡刂?/p>

26、數(shù)控機床特別適用于大型或重型數(shù)控機床，因為大型或重型數(shù)控機床需要較高的進給速度與相當高的精度，其傳動鏈慣量與力矩大，如果只采用全閉環(huán)控制，機床傳動鏈和工作臺全部置于控制閉環(huán)中，閉環(huán)調試比較復雜。混合控制系統(tǒng)又分為兩種形式： </p><p>　?。?）開環(huán)補償型。它的基本控制選用步進電動機的開環(huán)伺服機構，另外附加一個校正電路。用裝在工作臺的直線位移測量元件的反饋信號校正機械系統(tǒng)的誤差。 </p>&

27、lt;p>　?。?）半閉環(huán)補償型。它是用半閉環(huán)控制方式取得高精度控制，再用裝在工作臺上的直線位移測量元件實現(xiàn)全閉環(huán)修正，以獲得高速度與高精度的統(tǒng)一。其中A是速度測量元件（如測速發(fā)電機），B是角度測量元件，C是直線位移測量元件。</p><p>　　第2章 豐富的高速切削刀具軌跡策略</p><p>　　以高切削速度、高進給速度和高加工精度為主要特征的高速切削技術，最近十幾年發(fā)展迅在航

28、空航天、模具制造及精密微細加工等領域得到了廣泛應用。因此，高速加工技術的研究已成為國內外制造領域重要的研究項目之一。 </p><p>　　第一節(jié) 確定刀具路徑應滿足的基本要求 </p><p>　　高速切削不僅提高了對機床、夾具、刀具和刀柄的要求，同時也要求改進刀具路徑策略，因為若路徑不合理，在切削過程中就會引起切削負荷的 突變，從而給零件、機床和刀具帶來沖擊，破壞加工質量，損傷刀具。

29、在高速切削中由于切削速度和進給速度都很快，這種損害比在普通切削中要嚴重的多，因此， 必須研究適合高速切削的路徑，將切削過程中切削負荷的突變降至最低。可以說，高速切削機床只有有了合理的高速刀具軌跡才能真正獲得最大效益。 </p><p>　　為了消除切削過程中切削負荷的突變，刀具路徑應滿足以下基本要求： </p><p>　　切削是等體積切削，即切削過程中切削力恒定。 </p>

30、<p><b>　　盡量減少空行程。 </b></p><p>　　盡量減少進給速度的損失。 </p><p><b>　　通用的刀具路徑。</b></p><p>　　第二節(jié) 刀具進給要求</p><p>　　進刀時采用螺旋或弧進刀，使刀具逐漸切入零件，以保證切削力不發(fā)生突變，延長

31、刀具壽命。 </p><p>　　切削速度的連續(xù)和無突變，使切削連續(xù)平穩(wěn)，否則，將產生沖擊。 </p><p>　　切削時使用順銑使切削過程穩(wěn)定，不易過切，刀具磨損小，表面質量好。 </p><p>　　采用小的軸向切深以保證小的切削力、少的切削熱和排屑的順暢。無切削方向突變，即刀具軌跡是無尖角的，普通加工軌跡的尖角處用圓弧或其他曲線來取代，從而保證切削方向的變化是

32、逐漸的而不 是突變的。這樣有兩點好處：一是現(xiàn)代高速機床的控制系統(tǒng)都有程序段前視和尖角自動減速功能，即在到達尖角前，將自動降低進給速度，這樣雖然減小了沖擊，且 避免了過切，但卻損失了進給速度。軌跡是無尖角的，自然也就避免了這種情況的發(fā)生；二是在尖角處切削負荷會突然加大，引起沖擊。軌跡是無尖角的 時候這種問題同樣不存在。 </p><p>　　采用等高線軌跡，加工余量均勻的走刀路線可取得好的效果。為采用等高線法的刀具

33、軌跡，刀具沿X或Y軸方向平動，完成金屬的切除， 這樣可保證高速加工中切削余量均勻，對加工穩(wěn)定，尤其是刀具壽命的延長有利。</p><p>　　第三節(jié) 粗加工刀具路徑要求</p><p>　　粗加工時常用的刀具路徑有： </p><p>　　Z向等高線層切法，即將零件分成若干層，一層一層逐層往下切，在每層中將零件的所有區(qū)域加工完再進人下一層，在每一層均采用螺旋或圓

34、弧進刀，同時 采用無尖角刀具軌跡。這樣有利于排屑，也避免了切削力發(fā)生突變。對薄壁件來說，更應采用這種刀具軌跡，因為這種刀具軌跡在切削過程中還能使薄壁 保持較好的剛性。 </p><p>　　插銑刀具路徑。對于深度很深的腔體的粗加工可采用插銑的方法來進行，因為腔體很深時，需要很長的刀具，這時刀具的剛性很差，按常規(guī)的切削路線切削刀具易變形，而且也易產生振動，影響加工質量和效率，采用插銑的軌跡正好可解決這一問題。 &l

35、t;/p><p>　　擺線刀具路徑。另一種更新的粗加工刀具軌跡是擺線刀具軌跡，“擺線”是指當一個圓沿著一條曲線作純滾動時，圓上某一固定點的軌跡。采用 這種刀具軌跡使刀具在切削時距某條曲線(一般是零件的輪廓線及其平移線）保持一個恒定的半徑，從而可使進給速度在加工過程中可保持不變，而且這時的徑向吃刀量一般取刀具直徑的5%左右，因此刀具的冷卻條件良好，刀具的壽命較長。這對高速加工是非常有利的。</p><

36、;p>　　第四節(jié) 精加工刀具路徑要求</p><p>　　加工時常用的刀具路徑有： </p><p>　　先在陡峭面用Z向等高線層切法加工，然后在非陡峭面采用表面輪廓軌跡法加工； </p><p>　　先用表面輪廓軌跡法加工所有面，再在垂直方向上加工陡峭面。 </p><p>　　薄壁件的精加工采用Z向等高線層切法。 </p&

37、gt;<p>　　當然在加工過程中同樣每一層都要盡量作到螺旋或圓弧進刀，采用無尖角刀具軌跡</p><p>　　第3章 數(shù)控系統(tǒng)的未來的發(fā)展</p><p>　　第一節(jié) 數(shù)控系統(tǒng)向開放式體系結構發(fā)展</p><p>　　20世紀90年代以來，由于計算機技術的飛速發(fā)展，推動數(shù)控技術更快的更新?lián)Q代。世界上許多數(shù)控系統(tǒng)生產廠家利用PC機豐富的軟、硬件資源

38、開發(fā)開放式體系結構的新一代數(shù)控系統(tǒng)。開放式體系結構使數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應性、可擴展性，并可以較容易的實現(xiàn)智能化、網絡化。近幾年許多國家紛紛研究開發(fā)這種系統(tǒng)，如美國科學制造中心(NCMS）與空軍共同領導的“下一代工作站/機床控制器體系結構”NGC，歐共體的“自動化系統(tǒng)中開放式體系結構”O(jiān)SACA，日本的OSEC計劃等。開放式體系結構可以大量采用通用微機技術，使編程、操作以及技術升級和更新變得更加簡單快捷。開放式體系結構的新一

39、代數(shù)控系統(tǒng)，其硬件、軟件和總線規(guī)范都是對外開放的，數(shù)控系統(tǒng)制造商和用戶可以根據(jù)這些開放的資源進行的系統(tǒng)集成，同時它也為用戶根據(jù)實際需要靈活配置數(shù)控系統(tǒng)帶來極大方便，促進了數(shù)控系統(tǒng)多檔次、多品種的開發(fā)和廣泛應用，開發(fā)生產周期大大縮短。同時，這種數(shù)控系統(tǒng)可隨CPU升級而升級，而結構可以保持不變。</p><p>　　第二節(jié) 數(shù)控系統(tǒng)向軟數(shù)控方向發(fā)展</p><p>　　現(xiàn)在，實際用于工業(yè)現(xiàn)場

40、的數(shù)控系統(tǒng)主要有以下四種類型，分別代表了數(shù)控技術的不同發(fā)展階段，對不同類型的數(shù)控系統(tǒng)進行分析后發(fā)現(xiàn)，數(shù)控系統(tǒng)不但從封閉體系結構向開放體系結構發(fā)展，而且正在從硬數(shù)控向軟數(shù)控方向發(fā)展的趨勢。</p><p>　　傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)，如FANUC 0系統(tǒng)、MITSUBISHI M50系統(tǒng)、SINUMERIK 810M/T/G系統(tǒng)等。這是一種專用的封閉體系結構的數(shù)控系統(tǒng)。目前，這類系統(tǒng)還是占領了制造業(yè)的大部分市場。但由于開放體

41、系結構數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展，傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)的市場正在受到挑戰(zhàn)，已逐漸減小。</p><p>　　“PC嵌入NC”結構的開放式數(shù)控系統(tǒng)，如FANUC18i、16i系統(tǒng)、SINUMERIK 840D系統(tǒng)、Num1060系統(tǒng)、AB 9/360等數(shù)控系統(tǒng)。這是一些數(shù)控系統(tǒng)制造商將多年來積累的數(shù)控軟件技術和當今計算機豐富的軟件資源相結合開發(fā)的產品。它具有一定的開放性，但由于它的NC部分仍然是傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)，用戶無法介入數(shù)控系統(tǒng)的核

42、心。這類系統(tǒng)結構復雜、功能強大，價格昂貴。</p><p>　　“NC嵌入PC”結構的開放式數(shù)控系統(tǒng)　它由開放體系結構運動控制卡和PC機共同構成。這種運動控制卡通常選用高速DSP作為CPU，具有很強的運動控制和PLC控制能力。它本身就是一個數(shù)控系統(tǒng)，可以單獨使用。它開放的函數(shù)庫供用戶在WINDOWS平臺下自行開發(fā)構造所需的控制系統(tǒng)。因而這種開放結構運動控制卡被廣泛應用于制造業(yè)自動化控制各個領域。如美國Delta

43、Tau公司用PMAC多軸運動控制卡構造的PMAC-NC數(shù)控系統(tǒng)、日本MAZAK公司用三菱電機的MELDASMAGIC 64構造的MAZATROL 640 CNC等。</p><p>　　SOFT型開放式數(shù)控系統(tǒng)　這是一種最新開放體系結構的數(shù)控系統(tǒng)。它提供給用戶最大的選擇和靈活性，它的CNC軟件全部裝在計算機中，而硬件部分僅是計算機與伺服驅動和外部I/O之間的標準化通用接口。就像計算機中可以安裝各種品牌的聲卡和相應

44、的驅動程序一樣。用戶可以在WINDOWS NT平臺上，利用開放的CNC內核，開發(fā)所需的各種功能，構成各種類型的高性能數(shù)控系統(tǒng)，與前幾種數(shù)控系統(tǒng)相比，SOFT型開放式數(shù)控系統(tǒng)具有最高的性能價格比，因而最有生命力。通過軟件智能替代復雜的硬件，正在成為當代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的重要趨勢。其它型產品有美國MDSI公司的Open CNC、德國Power Automation公司的PA8000 NT等。</p><p>　　第三節(jié)

45、 數(shù)控系統(tǒng)控制性能向智能化方向發(fā)展</p><p>　　智能化是21世紀制造技術發(fā)展的一個大方向。隨著人工智能在計算機領域的滲透和發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)引入了自適應控制、模糊系統(tǒng)和神經網絡的控制機理，不但具有自動編程、前饋控制、模糊控制、學習控制、自適應控制、工藝參數(shù)自動生成、三維刀具補償、運動參數(shù)動態(tài)補償?shù)裙δ?，而且人機界面極為友好，并具有故障診斷專家系統(tǒng)使自診斷和故障監(jiān)控功能更趨完善。伺服系統(tǒng)智能化的主軸交流驅動和智

46、能化進給伺服裝置，能自動識別負載并自動優(yōu)化調整參數(shù)。</p><p>　　世界上正在進行研究的智能化切削加工系統(tǒng)很多，其中日本智能化數(shù)控裝置研究會針對鉆削的智能加工方案具有代表性。</p><p>　　第四節(jié) 數(shù)控系統(tǒng)向網絡化方向發(fā)展</p><p>　　數(shù)控系統(tǒng)的網絡化，主要指數(shù)控系統(tǒng)與外部的其它控制系統(tǒng)或上位計算機進行網絡連接和網絡控制。數(shù)控系統(tǒng)一般首先面向生

47、產現(xiàn)場和企業(yè)內部的局域網，然后再經由因特網通向企業(yè)外部，這就是所謂Internet/Intranet技術。</p><p>　　隨著網絡技術的成熟和發(fā)展，最近業(yè)界又提出了數(shù)字制造的概念。數(shù)字制造，又稱“e-制造”，是機械制造企業(yè)現(xiàn)代化的標志之一，也是國際先進機床制造商當今標準配置的供貨方式。隨著信息化技術的大量采用，越來越多的國內用戶在進口數(shù)控機床時要求具有遠程通訊服務等功能。</p><p&

48、gt;　　數(shù)控系統(tǒng)的網絡化進一步促進了柔性自動化制造技術的發(fā)展，現(xiàn)代柔性制造系統(tǒng)從點(數(shù)控單機、加工中心和數(shù)控復合加工機床）、線(FMC、FMS、FTL、FML）向面(工段車間獨立制造島、FA）、體(CIMS、分布式網絡集成制造系統(tǒng)）的方向發(fā)展。柔性自動化技術以易于聯(lián)網和集成為目標，同時注重加強單元技術的開拓、完善，數(shù)控機床及其構成柔性制造系統(tǒng)能方便地與CAD、CAM、CAPP、MTS聯(lián)結，向信息集成方向發(fā)展，網絡系統(tǒng)向開放、集成和智能

49、化方向發(fā)展</p><p>　　第五節(jié) 數(shù)控系統(tǒng)向高可靠性方向發(fā)展    </p><p>　　隨著數(shù)控機床網絡化應用的日趨廣泛，數(shù)控系統(tǒng)的高可靠性已經成為數(shù)控系統(tǒng)制造商追求的目標。對于每天工作兩班的無人工廠而言，如果要求在16小時內連續(xù)正常工作，無故障率在P(t）＝99%以上，則數(shù)控機床的平均無故障運行時間MTBF就必須大于3000小時。我們只對

50、某一臺數(shù)控機床而言，如主機與數(shù)控系統(tǒng)的失效率之比為10:1(數(shù)控的可靠比主機高一個數(shù)量級）。此時數(shù)控系統(tǒng)的MTBF就要大于33333.3小時，而其中的數(shù)控裝置、主軸及驅動等的MTBF就必須大于10萬小時。如果對整條生產線而言，可靠性要求還要更高。</p><p>　　當前國外數(shù)控裝置的MTBF值已達6000小時以上，驅動裝置達30000小時以上，但是，可以看到距理想的目標還有差距。</p><

51、p>　　第六節(jié) 數(shù)控系統(tǒng)向復合化方向發(fā)展  </p><p>　　在零件加工過程中有大量的無用時間消耗在工件搬運、上下料、安裝調整、換刀和主軸的升、降速上，為了盡可能降低這些無用時間，人們希望將不同的加工功能整合在同一臺機床上，因此，復合功能的機床成為近年來發(fā)展很快的機種。 </p><p>　　柔性制造范疇的機床復合加工概念是指將工件一次裝夾后，機床便能按照數(shù)

52、控加工程序，自動進行同一類工藝方法或不同類工藝方法的多工序加工，以完成一個復雜形狀零件的主要乃至全部車、銑、鉆、鏜、磨、攻絲、鉸孔和擴孔等多種加工工序。</p><p>　　普通的數(shù)控系統(tǒng)軟件針對不同類型的機床使用不同的軟件版本，比如Siemens的810M系統(tǒng)和802D系統(tǒng)就有車床版本和銑床版本之分。復合化的要求促使數(shù)控系統(tǒng)功能的整合。目前，主流的數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)商都能提供高性能的復合機床數(shù)控系統(tǒng)。</p&g

53、t;<p>　　第七節(jié) 數(shù)控系統(tǒng)向多軸聯(lián)動化方向發(fā)展</p><p>　　由于在加工自由曲面時，3軸聯(lián)動控制的機床無法避免切速接近于零的球頭銑刀端部參予切削，進而對工件的加工質量造成破壞性影響，而5軸聯(lián)動控制對球頭銑刀的數(shù)控編程比較簡單，并且能使球頭銑刀在銑削3維曲面的過程中始終保持合理的切速，從而顯著改善加工表面的粗糙度和大幅度提高加工效率，因此，各大系統(tǒng)開發(fā)商不遺余力地開發(fā)5軸、6軸聯(lián)動數(shù)控系

54、統(tǒng)，隨著5軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)和編程軟件的成熟和日益普及，5軸聯(lián)動控制的加工中心和數(shù)控銑床已經成為當前的一個開發(fā)熱點。</p><p>　　最近，國外主要的系統(tǒng)開發(fā)商在6軸聯(lián)動控制系統(tǒng)的研究上已經取得和很大進展，在6軸聯(lián)動加工中心上可以使用非旋轉刀具加工任意形狀的三維曲面，且切深可以很薄，但加工效率太低一時尚難實用化。</p><p>　　電子技術、信息技術、網絡技術、模糊控制技術的發(fā)展使新一代

55、數(shù)控系統(tǒng)技術水平大大提高，促進了數(shù)控機床產業(yè)的蓬勃發(fā)展，也促進了現(xiàn)代制造技術的快速發(fā)展。數(shù)控機床性能在高速度、高精度、高可靠性和復合化、網絡化、智能化、柔性化、綠色化方面取得了長足的進步?，F(xiàn)代制造業(yè)正在迎來一場新的技術革命。</p><p>　　第4章 典型軸類零件的加工</p><p>　　FUNAC數(shù)控車編程如下：</p><p><b>　　O900

56、2：</b></p><p>　　N10 G50 X40 Z5（設立坐標系，定義對刀點的位置）</p><p>　　N20 M03 S400 （主軸以400r/min旋轉）</p><p>　　N25 G50 S1000 （主軸最大限速1000r/min旋轉）</p><p>　　N30 G96 S80 （恒線速度有效，線速度為

57、80m/min）</p><p>　　N40 G00 X0 （刀到中心，轉速升高，直到主軸到最大限速）</p><p>　　N50 G01 Z0 G98 F60 （工進接觸工件）</p><p>　　N60 G03 U24 W-24 R15 （加工R15 圓弧段）</p><p>　　N70 G02 X26 Z-31 R5 （加工R5 圓弧段

58、）</p><p>　　N80 G01 Z-40 （加工Φ26 外圓）</p><p>　　N90 X40 Z5 （回對刀點） </p><p>　　N100 G97 S300 （取消恒線速度功能，設定主軸按300r/min 旋轉）</p><p>　　N110 M30 （主軸停、主程序結束并復位）</p><p>　

59、　第5章 數(shù)控機床故障排除方法及其注意事項</p><p>　　由于經常參加維修任務，有些維修經驗，現(xiàn)結合有關理論方面的闡述，在以下列出，希望拋磚引玉。 </p><p>　　第一節(jié) 故障排除方法</p><p><b>　　1）初始化復位法：</b></p><p>　　一般情況下，由于瞬時故障引起的系統(tǒng)報警，可用硬

60、件復位或開關系統(tǒng)電源依次來清除故障，若系統(tǒng)工作存貯區(qū)由于掉電，拔插線路板或電池欠壓造成混亂，則必須對系統(tǒng)進行初始化清除，清除前應注意作好數(shù)據(jù)拷貝記錄，若初始化后故障仍無法排除，則進行硬件診斷。 </p><p>　　2）參數(shù)更改，程序更正法：</p><p>　　系統(tǒng)參數(shù)是確定系統(tǒng)功能的依據(jù)，參數(shù)設定錯誤就可能造成系統(tǒng)的故障或某功能無效。有時由于用戶程序錯誤亦可造成故障停機，對此可以采用系

61、統(tǒng)的塊搜索功能進行檢查，改正所有錯誤，以確保其正常運行。 </p><p>　　3）調節(jié)，最佳化調整法：</p><p>　　調節(jié)是一種最簡單易行的辦法。通過對電位計的調節(jié)，修正系統(tǒng)故障。如某廠維修中，其系統(tǒng)顯示器畫面混亂，經調節(jié)后正常。如在某廠，其主軸在啟動和制動時發(fā)生皮帶打滑，原因是其主軸負載轉矩大，而驅動裝置的斜升時間設定過小，經調節(jié)后正常。 </p><p>

62、;　　最佳化調整是系統(tǒng)地對伺服驅動系統(tǒng)與被拖動的機械系統(tǒng)實現(xiàn)最佳匹配的綜合調節(jié)方法，其辦法很簡單，用一臺多線記錄儀或具有存貯功能的雙蹤示波器，分別觀察指令和速度反饋或電流反饋的響應關系。通過調節(jié)速度調節(jié)器的比例系數(shù)和積分時間，來使伺服系統(tǒng)達到即有較高的動態(tài)響應特性，而又不振蕩的最佳工作狀態(tài)。在現(xiàn)場沒有示波器或記錄儀的情況下，根據(jù)經驗，即調節(jié)使電機起振，然后向反向慢慢調節(jié)，直到消除震蕩即可。 </p><p>&l

63、t;b>　　4）備件替換法：</b></p><p>　　用好的備件替換診斷出壞的線路板，并做相應的初始化啟動，使機床迅速投入正常運轉，然后將壞板修理或返修，這是目前最常用的排故辦法。 </p><p>　　5）改善電源質量法：</p><p>　　目前一般采用穩(wěn)壓電源，來改善電源波動。對于高頻干擾可以采用電容濾波法，通過這些預防性措施來減少電源板

64、的故障。 </p><p>　　6）維修信息跟蹤法：</p><p>　　一些大的制造公司根據(jù)實際工作中由于設計缺陷造成的偶然故障，不斷修改和完善系統(tǒng)軟件或硬件。這些修改以維修信息的形式不斷提供給維修人員。以此做為故障排除的依據(jù)，可正確徹底地排除故障。 </p><p>　　2）維修中應注意的事項 </p><p>　　從整機上取出某塊線路板

65、時，應注意記錄其相對應的位置，連接的電纜號，對于固定安裝的線路板，還應按前后取下相應的壓接部件及螺釘作記錄。拆卸下的壓件及螺釘應放在專門的盒內，以免丟失，裝配后，盒內的東西應全部用上，否則裝配不完整。 </p><p>　　電烙鐵應放在順手的前方，遠離維修線路板。烙鐵頭應作適當?shù)男拚赃m應集成電路的焊接，并避免焊接時碰傷別的元器件。 測量線路間的阻值時，應斷電源，測阻值時應紅黑表筆互換測量兩次，以阻值大的為參考

66、值。 線路板上大多刷有阻焊膜，因此測量時應找到相應的焊點作為測試點，不要鏟 焊膜，有的板子全部刷有絕緣層，則只有在焊點處用刀片刮開絕緣層。不應隨意切斷印刷線路。有的維修人員具有一定的家電維修經驗，習慣斷線檢查，但數(shù)控設備上的線路板大多是雙面金屬孔板或多層孔化板，印刷線路細而密，一旦切斷不易焊接，且切線時易切斷相鄰的線，再則有的點，在切斷某一根線時，并不能使其和線路脫離，需要同時切斷幾根線才行。不應隨意拆換元器件。有的維修人員在沒有確定故

67、障元件的情況下只是憑感覺那一個元件壞了，就立即拆換，這樣誤判率較高，拆下的元件人為損壞率也較高。拆卸元件時應使用吸錫器及吸錫繩，切忌硬取。同一焊盤不應長時間加熱及重復拆卸，以免損壞焊盤。 更換新的器件，其引腳應作適當?shù)奶幚恚附又胁粦褂盟嵝院赣汀?記錄線路上的開關，跳線位置，不應隨意改變。進行兩極以上的對照檢查時，或互換元器件時注意標記各板上的元件，以免錯亂，致使</p><p><b>　　總

68、 結</b></p><p>　　數(shù)字控制機床是用數(shù)字代碼形式的信息(程序指令)，控制刀具按給定的工作程序、運動速度和軌跡進行自動加工的機床，簡稱數(shù)控機床。對于數(shù)控加工,無論是手工編程還是自動編程，在編程前都要對所加工的零件進行工藝分析，擬定加工方案，選擇合適的刀具，確定切削用量，對一些工藝問題(如對刀點、加工路線等)也需做一些處理。并在加工過程掌握控制精度的方法,才能加工出合格的產品為了更好的運用數(shù)

69、控技術，合理編程，現(xiàn)將數(shù)控車床編程指令中意思相近，功能相似，格式參數(shù)較多，軌跡復雜的指令加以分析。</p><p>　　論文介紹了它們的異同點，難點，以便于合理運用我不僅學到了許多加工工藝方面的知識，更學到了課本上沒有的知識。在實訓的過程中遇到了不少問題，而犯的錯誤也不少，通過實訓讓我學會虛心求教，細心體察，大膽實踐。任何能力都是在實踐中積累起來的，都會有一個從不會到會，從不熟練到熟練的過程，人常說“生活是最好的

70、老師”就是說只有在生活實踐中不斷磨練，才能提高獨立思考和解決問題的能力；同時也培養(yǎng)了自己優(yōu)良的學風、高尚的人生、團結和合作的精神；學會了勤奮、求實的學習態(tài)度。 勤奮就是要發(fā)奮努力、不畏艱難。唐代思想家韓愈有句名言：業(yè)精于勤，荒于嬉；行成于思，毀于隨。優(yōu)良的學業(yè)是辛勤汗水的結晶，成就只有通過刻苦的學習和拼搏才能獲得。馬克思說過：“在科學上沒有平坦的大道，只有不畏勞苦沿著陡峭山路攀登的人，才有希望達到光輝的頂點?！鼻髮嵕褪悄_踏實地，求真務實

71、，謙虛謹慎、介驕介躁、對知識的掌握要弄通弄懂，對技術的掌握要嚴守規(guī)范、嚴謹細致、精益求精。一個人的力量是有限的，團結合作的力量是無窮的，通過對各個項目的加工讓我明白：一粒沙雖小，但無數(shù)粒卻能匯成無限的沙漠；水滴雖小，卻你匯成遼闊的海洋；你的一個思想、一個方法，他的</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　本論文的順利完成，離不開各位老師、同學

72、和朋友的關心和幫助。沒有他們的幫助和支持是沒有辦法完成我的畢業(yè)論文的，同窗之間的友誼永遠長存，在學習和生活期間，也始終感受著導師的精心指導和無私的關懷，我受益匪淺。在此向各位老師表示深深的感謝和崇高的敬意。不積跬步何以至千里，本論文能夠順利的完成，也歸功于各位任課老師的認真負責，使我能夠很好的掌握和運用專業(yè)知識，并在設計中得以體現(xiàn)。同時我在網上也搜集了不少資料，才使我的畢業(yè)論文工作順利完成。在此向學院自動化的全體老師表示由衷的謝意。&l

73、t;/p><p><b>　　參考文獻:</b></p><p><b>　　主要參考文獻、資料</b></p><p>　　機械加工基礎 主編：馬幼詳</p><p>　　數(shù)控車工（技師、高級技師） </p>&

74、lt;p>　　數(shù)控加工工藝與編程 主編：叢娟</p><p>　　數(shù)控機床加工程序的編制 主編：榮維芝</p><p>　　機械制圖 主編：徐紹軍</p><p>