第一篇：數控論文

學院

畢業論文

題 目 數控零件加工工藝設計 專 業 數控技術 年 級 2009級 學生姓名 指導教師

2011.06.29

摘 要

隨著數控技術的不斷發展和應用領域的擴大，數控加工技術對國計民生的一些重要行業（IT、汽車、輕工、醫療等）的發展起著越來越重要的作用，因為效率、質量是先進制造技術的主體。高速、高精加工技術可極大地提高效率，提高產品的質量和檔次，縮短生產周期和提高市場競爭能力。而對于數控加工,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。

本文根據數控機床的特點，針對具體的零件，進行了工藝方案的分析，工裝方案的確定，刀具和切削用量的選擇，確定加工順序和加工路線，數控加工程序編制。通過整個工藝的過程的制定，充分體現了數控設備在保證加工精度，加工效率，簡化工序等方面的優勢。

前 言

在機械加工工藝教學中，機械制造專業學生及數控技術專業學生都要學習數控車床操作技術。讓學生了解相關工種的先進技術，同時培養工作崗位的前瞻性；在講授數控知識的同時，必須要求學生掌握基本的機械加工工藝，增強系統意識，理解手動操作與自動操作之間的聯系，真正把學生培養成為適應各種工作環境和崗位的多面手。數控車工基礎工藝理論及技能有機融合，包括夾具的使用、量具的識讀和使用、刃具的刃磨及使用、基準定位等，分類敘述了車床操作、數控車床自動編程仿真操作、數控車床編程與操作的初、中級內容。以機械加工中車工工藝學與數控車床技能訓練密切結合為主線，常用量具識讀及工件測量、刀具及安裝、工件定位與安裝、金屬切削過程及精加工，較清晰地展示了數控車工必須掌握的知識和技能的訓練途徑。對涉及與數控專業相關的基礎知識、專業計算，都進行了有針對性的論述，目的在于塑造理論充實、技能扎實的專業技能型人才。

本文以與切削用量的選擇，工件的定位裝夾，加工順序和典型零件為例，結合數控加工的特點，分別進行工藝方案分析，機床的選擇，刀具加工路線的確定，數控程序的編制，最終形成可以指導生產的工藝文件。在整個工藝過程的設計過程中，要通過分析，確定最佳的工藝方案，使得零件的加工成本最低，合理的選用定位夾緊方式，使得零件加工方便、定位精準、剛性好，合理選用刀具和切削參數，使得零件的加工在保證零件精度的情況下，加工效率最高、刀具消耗最低。最終形成的工藝文件要完整，并能指導實際生產。

第2章 工藝方案分析

2.1 零件圖

技術要求 去除毛刺 尖角倒鈍。2 未注倒角均為45。3 無熱處理和硬度要求。

2.2 零件圖分析 該零件表面由圓柱、順圓弧、逆圓弧、圓錐、槽、螺紋等表面組成。尺寸標注完整，選用毛坯為45#鋼，Φ55mm×150mm，無熱處理和硬度要求。

2.3 確定加工方法

加工方法的選擇原則是保證加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由于獲得同一級精度及表面粗糙度的加工方法一般有許多，因而在實際選擇時，要結合零件的形狀、尺寸大小和形位公差要求等全面考慮。

圖上幾個精度要求較高的尺寸，因其公差值較小，所以編程時沒有取平均值，而取其基本尺寸。

在輪廓線上，有個錐度10度坐標P1、和一處圓弧切點P2，在編程時要求出其坐標，P1（45.29，75）P2（35，56.46）。

通過以上數據分析，考慮加工的效率和加工的經濟性，最理想的加工方式為車削，考慮該零件為大批量加工，故加工設備采用數控車床。

根據加工零件的外形和材料等條件，選用CJK6032數控機床。

2.4 確定加工方案

零件上比較精密表面的加工，常常是通過粗加工、半精加工和精加工逐步達到的。對這些表面僅僅根據質量要求選擇相應的最終加工方法是不夠的，還應正確地確定從毛坯到最終成形的加工方案。

毛坯先夾持左端，車右端輪廓113mm處，右端加工Φ39mm、SΦ42mm、R9mm、Φ35mm、錐度為10度的外圓，Φ52mm.調頭裝夾已加工Φ52mm外圓，左端加工Φ25mm×33mm、切退刀槽、加工螺紋M25mm×1.5mm.該典型軸加工順序為：

預備加工---車端面---粗車右端輪廓---精車右端輪廓---切槽---工件調頭---車端面---粗車左端輪廓---精車左端輪廓---切退刀槽---粗車螺紋---精車螺紋

第3章 工件的裝夾

3.1 定位基準的選擇

在制定零件加工的工藝規程時，正確地選擇工件的定位基準有著十分重要的意義。定位基準選擇的好壞，不僅影響零件加工的位置精度，而且對零件各表面的加工順序也有很大的影響。合理選擇定位基準是保證零件加工精度的前提，還能簡化加工工序，提高加工效率。

3.2 定位基準選擇的原則

1）基準重合原則。為了避免基準不重合誤差，方便編程，應選用工序基準作為定位基準，盡量使工序基準、定位基準、編程原點三者統一。

2）便于裝夾的原則。所選擇的定位基準應能保證定位準確、可靠，定位、夾緊機構簡單、易操作，敞開性好，能夠加工盡可能多的表面。

3）便于對刀的原則。批量加工時在工件坐標系已經確定的情況下，保證對刀的可能性和方便性。

3.3 確定零件的定位基準

以左右端大端面為定位基準。

3.4 裝夾方式的選擇 為了工件不致于在切削力的作用下發生位移，使其在加工過程始終保持正確的位置，需將工件壓緊夾牢。合理的選擇夾緊方式十分重要，工件的裝夾不僅影響加工質量，而且對生產率，加工成本及操作安全都有直接影響。

3.5 數控車床常用的裝夾方式

1）在三爪自定心卡盤上裝夾。三爪自定心卡盤的三個卡爪是同步運動的，能自動定心，一般不需要找正。該卡盤裝夾工件方便、省時，但夾緊力小，適用于裝夾外形規則的中、小型工件。

2）在兩頂尖之間裝夾。對于尺寸較大或加工工序較多的軸類工件，為了保證每次裝夾時的裝夾精度，可用兩頂尖裝夾。該裝夾方式適用于多序加工或精加工。

3）用卡盤和頂尖裝夾。當車削質量較大的工件時要一段用卡盤夾住，另一段用后頂尖支撐。這種方式比較安全，能承受較大的切削力，安裝剛性好，軸向定位準確，應用較廣泛。

4）用心軸裝夾。當裝夾面為螺紋時再做個與之配合的螺紋進行裝夾，叫心軸裝夾。這種方式比較安全，能承受較大的切削力，安裝剛性好，軸向定位準確。

3.6 確定合理的裝夾方式

裝夾方法：先用三爪自定心卡盤毛坯左端，加工右端達到工件精度要求；再工件調頭，用三爪自定心卡盤毛坯右端Φ52，再加工左端達到工件精度要求。

第4章 刀具及切削用量

4.1 選擇數控刀具的原則

刀具壽命與切削用量有密切關系。在制定切削用量時，應首先選擇合理的刀具壽命，而合理的刀具壽命則應根據優化的目標而定。一般分最高生產率刀具壽命和最低成本刀具壽命兩種，前者根據單件工時最少的目標確定，后者根據工序成本最低的目標確定。

選擇刀具壽命時可考慮如下幾點根據刀具復雜程度、制造和磨刀成本來選擇。復雜和精度高的刀具壽命應選得比單刃刀具高些。對于機夾可轉位刀具，由于換刀時間短，為了充分發揮其切削性能，提高生產效率，刀具壽命可選得低些，一般取15-30min。對于裝刀、換刀和調刀比較復雜的多刀機床、組合機床與自動化加工刀具，刀具壽命應選得高些，尤應保證刀具可靠性。車間內某一工序的生產率限制了整個車間的生產率的提高時，該工序的刀具壽命要選得低些當某工序單位時間內所分擔到的全廠開支M較大時，刀具壽命也應選得低些。大件精加工時，為保證至少完成一次走刀，避免切削時中途換刀，刀具壽命應按零件精度和表面粗糙度來確定。與普通機床加工方法相比，數控加工對刀具提出了更高的要求，不僅需要岡牲好、精度高，而且要求尺寸穩定，耐用度高，斷和排性能壇同時要求安裝調整方便，這樣來滿足數控機床高效率的要求。數控機床上所選用的刀具常采用適應高速切削的刀具材料(如高速鋼、超細粒度硬質合金)并使用可轉位刀片。

4.2 選擇數控車削用刀具

數控車削車刀常用的一般分成型車刀、尖形車刀、圓弧形車刀以及三類。成型車刀也稱樣板車刀，其加工零件的輪廓形狀完全由車刀刀刃的形伏和尺寸決定。數控車削加工中，常見的成型車刀有小半徑圓弧車刀、非矩形車槽刀和螺紋刀等。在數控加工中，應盡量少用或不用成型車刀。尖形車刀是以直線形切削刃為特征的車刀。這類車刀的刀尖由直線形的主副切削刃構成，如90°內外圓車刀、左右端面車刀、切槽(切斷)車刀及刀尖倒棱很小的各種外圓和內孔車刀。尖形車刀幾何參數(主要是幾何角度)的選擇方法與普通車削時基本相同，但應結合數控加工的特點(如加工路線、加工干涉等)進行全面的考慮，并應兼顧刀尖本身的強度。

二是圓弧形車刀。圓弧形車刀是以一圓度或線輪廓度誤差很小的圓弧形切削刃為特征的車刀。該車刀圓弧刃每一點都是圓弧形車刀的刀尖，應此，刀位點不在圓弧上，而在該圓弧的圓心上。圓弧形車刀可以用于車削內外表面，特別適合于車削各種光滑連接(凹形)的成型面。選擇車刀圓弧半徑時應考慮兩點車刀切削刃的圓弧半徑應小于或等于零件凹形輪廓上的最小曲率半徑，以免發生加工干淺該半徑不宜選擇太小，否則不但制造困難，還會因刀尖強度太弱或刀體散熱能力差而導致車刀損壞。4.3 設置刀點和換刀點

刀具究竟從什么位置開始移動到指定的位置呢?所以在程序執行的一開始，必須確定刀具在工件坐標系下開始運動的位置，這一位置即為程序執行時刀具相對于工件運動的起點，所以稱程序起始點或起刀點。此起始點一般通過對刀來確定，所以，該點又稱對刀點。在編制程序時，要正確選擇對刀點的位置。對刀點設置原則是:便于數值處理和簡化程序編制。易于找正并在加工過程中便于檢查，引起的加工誤差小。對刀點可以設置在加工零件上，也可以設置在夾具上或機床上，為了提高零件的加工精度，對刀點應盡量設置在零件的設計基準或工藝基誰上。實際操作機床時，可通過手工對刀操作把刀具的刀位點放到對刀點上，即“刀位點”與“對刀點”的重合。所謂“刀位點”是指刀具的定位基準點，車刀的刀位點為刀尖或刀尖圓弧中心。平底立銑刀是刀具軸線與刀具底面的交點。球頭銑刀是球頭的球心，鉆頭是鉆尖等。用手動對刀操作，對刀精度較低，且效率低。而有些工廠采用光學對刀鏡、對刀儀、自動對刀裝置等，以減少對刀時間，提高對刀精度。加工過程中需要換刀時，應規定換刀點。所謂“換刀點”是指刀架轉動換刀時的位置，換刀點應設在工件或夾具的外部，以換刀時不碰工件及其它部件為準。

4.4 確定切削用量

數控編程時，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫人程序中。切削用量包括主軸轉速、背吃刀量及進給速度等。對于不同的加工方法，需要選用不同的切削用量。切削用量的選擇原則是:保證零件加工精度和表面粗糙度，充分發揮刀具切削性能，保證合理的刀具耐用度，并充分發揮機床的性能，最大限度提高生產率，降低成本。第5章 典型軸類零件的加工

5.1 軸類零件加工工藝分析

（1）技術要求

軸類零件的技術要求主要是支承軸頸和配合軸頸的徑向尺寸精度和形位精度，軸向一般要求不高。軸頸的直徑公差等級通常為IT6-IT8，幾何形狀精度主要是圓度和圓柱度，一般要求限制在直徑公差范圍之內。相互位置精度主要是同軸度和圓跳動；保證配合軸頸對于支承軸頸的同軸度，是軸類零件位置精度的普遍要求之一。圖為特殊零件，徑向和軸向公差和表面精度要求較高。

（2）毛坯選擇

軸類零件除光滑軸和直徑相差不大的階梯軸采用熱軋或冷拉圓棒料外，一般采用鍛件；發動機曲軸等一類軸件采用球墨鑄鐵鑄件比較多。如圖典型軸類直徑相差不大，采用直徑為60mm，材料45#鋼，在鋸床上按150mm長度下料。

（3）定位基準選擇 軸類零件外圓表面、內孔、螺紋等表面的同軸度，以及端面對軸中心線的垂直度是其相互位置精度的主要項目，而這些表面的設計基準一般都是軸中心線。用兩中心孔定位符合基準重合原則，并且能夠最大限度地在一次裝夾中加工出多格外圓表面和端面，因此常用中心孔作為軸加工的定位基準。

當不能采用中心孔時或粗加工是為了提高工作裝夾剛性，可采用軸的外圓表面作定位基準，或是以外圓表面和中心孔共同作為定位基準，能承受較大的切削力，但重復定位精度并不太高。

數控車削時，為了能用同一程序重復加工和工件調頭加工軸向尺寸的準確性，或為了端面余量均勻，工件軸向需要定位。采用中心孔定位時，中心孔尺寸及兩端中心孔間的距離要保持一致。以外圓定位時，則應采用三爪自定心卡盤反爪裝夾或采用限未支承，以工件端面或臺階兒面作為軸向定位基準。

（4）軸類零件的預備加工 車削之前常需要根據情況安排預備加工，內容通常有:直--毛坯出廠時或在運輸、保管過程中，或熱處理時常會發生彎曲變形。過量彎曲變形會造成加工余量不足及裝夾不可靠。因此在車削前需增加校直工序。

切斷---用棒料切得所需長度的坯料。切斷可在弓形鋸床、圓盤鋸床和帶鋸上進行，也可以在普通車床切斷或在沖床上用沖模沖切。

車端面和鉆中心孔—對數控車削而言，通常將他們作為預備加工工序安排。（5）熱處理工序 鑄、鍛件毛坯在粗車前應根據材質和技術要求安排正火火退火處理，以消除應力，改善組織和切削性能。性能要求較高的毛坯在粗加工后、精加工前應安排調質處理，以提高零件的綜合機械性能；對于硬度和耐磨性要求不高的零件，調質也常作為最終熱處理。相對運動的表面需在精加工前或后進行表面淬火處理或進行化學熱處理，以提高其耐磨性。

（6）加工工序的劃分一般可按下列方法進行：

①刀具集中分序法

就是按所用刀具劃分工序，用同一把刀具加工完零件上所有可以完成的部位。再用第二把刀、第三把完成它們可以完成的其它部位。這樣可減少換刀次數,壓縮空程時間，減少不必要的定位誤差。

②以加工部位分序法

對于加工內容很多的零件，可按其結構特點將加工部分分成幾個部分，如內形、外形、曲面或平面等。一般先加工平面、定位面，后加工孔；先加工簡單的幾何形狀，再加工復雜的幾何形狀；先加工精度較低的部位，再加工精度要求較高的部位。

③以粗、精加工分序法 對于易發生加工變形的零件，由于粗加工后可能發生的變形而需要進行校形，故一般來說凡要進行粗、精加工的都要將工序分開。

綜上所述，在劃分工序時，一定要視零件的結構與工藝性，機床的功能，零件數控加工內容的多少，安裝次數及本單位生產組織狀況靈活掌握。另建議采用工序集中的原則還是采用工序分散的原則，要根據實際情況來確定，但一定力求合理。

（7）工時在加,加工順序的安排應根據零件的結構和毛坯狀況，以及定位夾緊的需要來考慮，重點是工件的剛性不被破壞。順序一般應按下列原則進行：

①上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊，中間穿插有通用機床加工工序的也要綜合考慮。

②先進行內形內腔加工序，后進行外形加工工序。

③以相同定位、夾緊方式或同一把刀加工的工序最好連接進行，以減少重復定位次數，換刀次數與挪動壓板次數。

④在同一次安裝中進行的多道工序，應先安排對工件剛性破壞小的工序。

在數控車床上粗車、半精車分別用一個加工程序控制。工件調頭裝夾由程序中的M00或M01指令控制程序暫停，裝夾后按“循環啟動”繼續加工。（8）走刀路線和對刀點選擇

走刀路線包括切削加工軌跡，刀具運動到切削起始點、刀具切入、切出并返回切削起始點或對刀點等非切削空行程軌跡。由于半精加工和精加工的走刀路線是沿其零件輪廓順序進行的，所以確定走刀路線主要在于規劃好粗加工及空行程的走刀路線。合理確定對刀點,對刀點可以設在被加工零件上，但注意對刀點必須是基準位或已精加工過的部位，有時在第一道工序后對刀點被加工毀壞，會導致第二道工序和之后的對刀點無從查找，因此在第一道工序對刀時注意要在與定位基準有相對固定尺寸關系的地方設立一個相對對刀位置，這樣可以根據它們之間的相對位置關系找回原對刀點。這個相對對對刀位置通常設在機床工作臺或夾具上。

5.2 典型軸類零件加工工藝

（1）確定加工順序及進給路線

加工順序按粗到精、由近到遠（由右到左）的原則確定。工件右端加工：既先從右到左進行外輪廓粗車（留0.5mm余量精車），然后從右到左進行外輪廓精車，最后切槽；工件調頭，工件左端加工：粗加工外輪廓、精加工外輪廓，切退刀槽，最后螺紋粗加工、螺紋精加工。

（2）選擇刀具

1）車端面：選用硬質合金45度車刀，粗、精車用一把刀完成。

2)粗、精車外圓：（因為程序選用 G71循環所以粗、精車選用同一把刀）硬質合金90度放型車刀，Kr=90度,Kr＇=60度;E=30度,（因為有圓弧輪廓）以防與工件輪廓發生干涉,如果有必要就用圖形來檢驗.3)車槽: 選用硬質合金車槽刀（刀長12mm，刀寬3mm）4)車螺紋:選用60度硬質合金外螺紋車刀.（3）選擇切削用量

第二篇：數控論文

談數控技術的現狀及發展

作者：遼寧科技大學 06機械8班

丁洪帥

內容摘要：

隨著科學技術的高速發展,制造業領域發生了根本的變化。數控技術的廣泛應用大大提高了生產效率和產品質量,使得機械加工進入了柔性自動化時代。數控技術集傳統的機械制造、計算機、現代控制、傳感技術、信息處理、光機電技術于一體,是現代制造技術的基礎。它的應用和發展不僅給機械制造界帶來深刻的變化,而且給其他領域帶來了變革。數控設備在現代工業中得到廣泛的應用,其數量和數控化率高低已成為衡量一個國家工業現代化水平的重要標志。本文將對數控技術的含義、現狀、未來發展以及我國數控技術的未來發展空間這四個方面進行探討。

關鍵詞：

數控技術，現實發展狀況，未來發展及變革空間，我國數控技術的發展 正文：

一，數控的基本理解

數控技術是指用數字、文字和符號組成的數字指令來實現一臺或多臺機械設備動作控制的技術。它所控制的通常是位置、角度、速度等機械量和與機械能量流向有關的開關量。數控的產生依賴于數據載體和二進制形式數據運算的出現。1908年，穿孔的金屬薄片互換式數據載體問世；19世紀末，以紙為數據載體并具有輔助功能的控制系統被發明；1938年，香農在美國麻省理工學院進行了數據快速運算和傳輸，奠定了現代計算機，包括計算機數字控制系統的基礎。數控技術是與機床控制密切結合發展起來的。1952年，第一臺數控機床問世，成為世界機械工業史上一件劃時代的事件，推動了自動化的發展。

數控技術也叫計算機數控技術，目前它是采用計算機實現數字程序控制的技術。這種技術用計算機按事先存貯的控制程序來執行對設備的控制功能。由于采用計算機替代原先用硬件邏輯電路組成的數控裝置，使輸入數據的存貯、處理、運算、邏輯判斷等各種控制機能的實現，均可通過計算機軟件來完成。

二，數控技術的現狀

近年來我國企業的數控機床占有率逐年上升，在大中企業已有較多的使用，在中小企業甚至個體企業中也普遍開始使用。在這些數控機床中，除少量機床以fms模式集成使用外，大都處于單機運行狀態，并且相當部分處于使用效率不高，管理方式落后的狀態。

２００１年，我國機床工業產值已進入世界第５名，機床消費額在世界排名上升到第３位，達４７．３９億美元，僅次于美國的５３．６７億美元，消費額比上一年增長２５％。但由于國產數控機床不能滿足市場的需求，使我國機床的進口額呈逐年上升態勢，２００１年進口機床躍升至世界第２位，達２４．０６億美元，比上年增長２７．３％。

近年來我國出口額增幅較大的數控機床有數控車床、數控磨床、數控特種加工機床、數控剪板機、數控成形折彎機、數控壓鑄機等，普通機床有鉆床、鋸床、插床、拉床、組合機床、液壓壓力機、木工機床等。出口的數控機床品種以中低檔為主。

同時，新產品開發有了很大突破，技術含量高的產品占據了主導地位。數控機床產量的大幅度增長也是我國數控領域的基本現狀之一。數控機床發展的關鍵配套產品有了較大的突破，近年來通過政府的支持，數控機床“"套餐”“開始擺上“餐桌”。如北京航天機床數控系統集團公司建立了具有自主知識產權的新一代開放式數控系統平臺；煙臺第二機床附件廠開發了為數控機床配套的多種動力卡盤和過濾排屑裝置；濟南第二機床集團公司的數控龍門鏜銑床、數控落地鏜銑

床及數控鍛壓設備等３０多個系列１００多個品種的數控”“套餐”"，吸引了人們廣泛關注。

三，數控技術的發展空間

從目前世界上數控技術及其裝備發展的趨勢來看，其主要研究熱點有以下幾個方面：

第一，高速、高精加工技術及裝備的新趨勢：

效率、質量是先進制造技術的主體。高速、高精加工技術可極大地提高效率，提高產品的質量和檔次，縮短生產周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術研究會將其列為5大現代制造技術之一，國際生產工程學會（CIRP）將其確定為21世紀的中心研究方向之一。

在加工精度方面，近10年來，普通級數控機床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密級加工中心則從3～5μm，提高到1～1.5μm，并且超精密加工精度已開始進入納米級(0.01μm)。

在可靠性方面，國外數控裝置的MTBF值已達6 000h以上，伺服系統的MTBF值達到30000h以上，表現出非常高的可靠性。

第二.，5軸聯動加工和復合加工機床快速發展：

采用5軸聯動對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認為，1臺5軸聯動機床的效率可以等于2臺3軸聯動機床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時，5軸聯動加工可比3軸聯動加工發揮更高的效益。但過去因5軸聯動數控系統、主機結構復雜等原因，其價格要比3軸聯動數控機床高出數倍，加之編程技術難度較大，制約了5軸聯動機床的發展。

當前由于電主軸的出現，使得實現5軸聯動加工的復合主軸頭結構大為簡化，其制造難度和成本大幅度降低，數控系統的價格差距縮小。因此促進了復合主軸頭類型5軸聯動機床和復合加工機床（含5面加工機床）的發展。

第三，智能化、開放式、網絡化成為當代數控系統發展的主要趨勢：

21世紀的數控裝備將是具有一定智能化的系統，智能化的內容包括在數控系統中的各個方面：為追求加工效率和加工質量方面的智能化，如加工過程的自適應控制，工藝參數自動生成；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機界面等；還有智能診斷、智能監控方面的內容、方便系統的診斷及維修等。

數控系統開放化已經成為數控系統的未來之路。所謂開放式數控系統就是數控系統的開發可以在統一的運行平臺上，面向機床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結構對象（數控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應用和技術訣竅集成到控制系統中，快速實現不同品種、不同檔次的開放式數控系統，形成具有鮮明個性的名牌產品。

網絡化數控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數控裝備的網絡化將極大地滿足生產線、制造系統、制造企業對信息集成的需求，也是實現新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業、全球制造的基礎單元。

第四，重視新技術標準、規范的建立：

（1）關于數控系統設計開發規范

如前所述，開放式數控系統有更好的通用性、柔性、適應性、擴展性，美國、歐共體和日本等國紛紛實施戰略發展計劃，并進行開放式體系結構數控系統規范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定，世界3個最大的經濟體在短期內進行了幾乎相同的科學計劃和規范的制定，預示了數控技術的一個新的變革時期的來臨。

（2）關于數控標準

數控標準是制造業信息化發展的一種趨勢。數控技術誕生后的50年間的信息交換都是基于ISO6983標準，即采用G，M代碼描述如何（how）加工，其本質特征是面向加工過程，顯然，他已越來越不能滿足現代數控技術高速發展的需要。為此，國際上正在研究和制定一種新的CNC系統標準ISO14649（STEP－NC)，其目的是提供一種不依賴于具體系統的中性機制，能夠描述產品整個生命周期內的統一數據模型，從而實現整個制造過程，乃至各個工業領域產品信息的標準化。

第五，數字式交流伺服成為主流，數字式交流伺服系統體積小，性能好，調試方便，克服了過去模擬伺服系統用電位器調節的不便。通過數字設定可優化速度，電流環，可進行轉矩限制，進行加減速控制，另外可以和外

部計算機通訊，備份伺服參數，并在上位機顯示電流，扭矩波形，便于觀察。

四，我國數控技術發展

我國數控技術發展應該結合我國的具體實際，在一下幾個方面多家改進： 首先，中國廠多人眾，極需正確的方針、政策對數控機床的發展進行有力的指引。應學習美、德、日經驗，政府高度重視、正確決策、大力扶植。在方針政策上，應講究科學精神、經濟實效，以切實提高生產率、勞動生產率為原則。

其次，在方法上，深入用戶，精通工藝，低中高檔并舉，學習日本，批量生產，占領市場，減少進口，擴大出口。

再次，在步驟措施上，必須使國產數控系統先進、可靠，狠抓產品質量與配套件過關，打好技術基礎。近期重在打基礎，建立信譽，擴大國產數控機床的國內市場份額，遠期謀求趕超世界先進水平，大步走向世界市場。

最后，必須狠抓根本，堅持“以人為本”，加速提高人員素質、培養各種專家人才，從根本上改變目前低效、落後的狀態。人是一切事業成敗的根本，層層都要重視“培才、選才、用才”，建立學習型企業，樹立企業文化，加速培育新人，培訓在職人員，建立師徒相傳制度，舉辦各種技術講座、訓練班和專題討論會，甚至聘請外國專家、顧問等，盡力提高數控。

數控技術的應用不但給傳統制造業帶來了革命性的變化，使制造業成為工業化的象征，而且隨著數控技術的不斷發展和應用領域的擴大，他對國計民生的一些重要行業（汽車、輕工、醫療等）的發展起著越來越重要的作用，因為這些行業所需裝備的數字化已是現代發展的大趨勢。數控技術的未來發展空間是很廣闊的，數控技術的發展離不開整個社會服務體系的完善，包括人材培訓，維修服務等方面的配合，這也是我國社會需要加緊步伐的部分，中國今后要加速發展數控機床產業，既要深入總結過往的經驗教訓，切實改善存在的問題，又要認真學習國外的先進經驗，沿正確的道路前進。

第三篇：數控論文

系統參數發生變化或改動，機械故障，機床電氣參數未優化電機運行異常，機床位置環異常或控制邏輯不妥，是生產中數控機床加工精度異常故障的常見原因。關鍵詞 ：數控機床 加工精度異常 故障診斷 生產中經常會遇到數控機床加工精度異常的故障。此類故

摘要 ： 系統參數發生變化或改動，機械故障，機床電氣參數未優化電機運行異常，機床位置環異常或控制邏輯不妥，是生產中數控機床加工精度異常故障的常見原因。

關鍵詞 ：數控機床 加工精度異常 故障診斷

生產中經常會遇到數控機床加工精度異常的故障。此類故障隱蔽性強，診斷難度比較大。形成這類故障的原因主要有五個方面：{1}機床進給單位被改動或變化。{2}機床各個軸的零點偏置[NULL OFFSET]異常。{3}軸向的反向間隙[BACK LASH]異常。{4}電機運行狀態異常，即電氣及控制部分異常。{5}機械故障，如絲杠，軸承，軸聯器等部件。另外加工程序的編制，刀具的選擇及人為因素，也可能導致加工精度異常。

1． 系統參數發生變化或改動

系統參數主要包括機床進給單位，零點偏置，反向間隙等。例如SIMENS，FANUC數系統，其進給單位有公制和英制兩種。機床修理過程中某些處理，常常影響到零點偏置和間隙的變化，故障處理完畢后應作適時的調整和修改；另一方面，由于機械磨損嚴重或連結松動也可能造成參數實測值的變化，需要對參數做相應的修改才能滿足機床加工精度的要求。2． 機械故障導致的加工精度異常

一臺THM6350立式加工中心，采用SIMENS 840D系統。在加工聯桿模具過程中，忽然發現Z軸進給異常，造成至少1毫米的切削誤差量（Z向過切）。調查中了解到：故障是忽然發生的。機床在點動，MDI（手動數據輸入方式）操作方式下各個軸運行正常，且回參考點正常；無任何報警提示，電氣控制部分硬故障的可能性排除。分析認為，主要應對以下幾個方面逐一進行檢查。

[1]檢查機床精度異常時正在運行的加工程序段，特別是刀具長度補償，加工坐標系（G54—G59）的校對和計算。

[2]在點動方式下，反復運動Z軸，經過視，觸，聽對其運動狀態診斷，發現Z向運動噪

音異常，特別是快速點動，噪音更加明顯。由此判斷，機械方面可能存在隱患。

[3]檢查機床Z軸精度。用手搖脈沖發生器移動Z軸，（將其倍率定為1X100的擋位，即每變化一步，電機進給0.1毫米），配合百分表觀察Z軸的運動情況。在單向運動精度保持正常后作為起始點的正向運動，脈沖器每變化一步，機床Z軸運動的實際距離d=dl=d2=d3….=0.1mm，說明電機運行良好，定位精度也良好。而返回機床實際運動位移的變化上，可以分為四個階段：①機床運動距離d1>d=0.1mm(斜率大于1)；②表現出為d1=0.1>d2>d3(斜率小于1)；③機床機構實際沒移動，表現出最標準的反向間隙；④機床運動距離與脈沖器給定數值相等（斜率等于1），恢復到機床的正常運動。

無論怎樣對反向間隙（參數1851）進行補償，其表現出的特征是：除了③階段能夠補償外，其他各段變化依然存在，特別是①階段嚴重影響到機床的加工精度。補償中發現，間隙補償越大，①階段移動的距離也越大。

分析上述檢查認為存在幾點可能原因：一是電機有異常；二是機械方面有故障；三是絲杠存在間隙。為了進一步診斷故障，將電機和絲杠完全脫開，分別對電機和機械部分進行檢查。檢查結果是電機運行正常；在對機械部分診斷中發現，用手盤動絲杠時，返回運動初始有非常明顯的空缺感。而正常情況下，應能感覺到軸承有序而平滑的移動。經過拆卸檢查發現其軸承確實受損，且有滾珠脫落。更換后機床恢復正常。

3． 機床電氣參數未優化電機運行異常

有一臺北京產的立式數控銑床，配備SIMENS840D系統。在加工過程中，發現X軸精度異常。檢查發現X軸存在一定間隙，且電機啟動時存在不穩定的現象。有手觸摸X軸電機時感覺電機抖動比較厲害，停止是抖動不明顯，尤其是點動方式下比較明顯。分析認為，故障原因有兩點，一是絲杠反向間隙很大；二是X軸電機工作異常。利用SIMENS系統的參數功能，對電機進行調試。首先對存在的間隙進行補償；調整伺服增益參數及脈沖抑制功能參數，X軸電機的抖動消除，機床加工精度恢復正常。

4． 機床位置環異常或控制邏輯不妥

一臺TH61140加工中心，系統是FANUC18I，全閉環控制方式。加工過程中，發現該機床Y軸精度異常，精度誤差最小為0.006mm，最大為1.4mm。檢查中，機床已經按照要求設置了G54工件坐標系。在MDI（手動數據輸入方式）方式下，以G54坐標系運行一段程序即“G00G90G54Y80F100；M30；”，待機床運行結束后顯示器上顯示的機械坐標值為“-1046.605”，記錄下該數值。然后在手動方式下，將機床點動到其他任意位置，再次在MDI方式下運行上次的程序段，待機床停止后，發現此時機床機械坐標數值顯示為“-1046.992”，同第一次執行后的數值相比差了0.387mm。按照同樣的方法，將Y軸點動到不同的位置，反復執行該程序段顯示器上顯示的數值不定。用百分表對Y軸進行仔細檢查，發現機械位置實際誤差同數顯顯示出的誤差基本一致，從而認為故障原因為Y軸重復定位誤差過大。對Y軸的反向間隙及定位精度進行檢查，重新做補償，均無效果。因此懷疑光柵尺及系統參數等有問題。但為什么產生如此大的誤差，卻未出現相應的報警信息呢？進一步檢查發現，次軸為垂直方向的軸，當Y軸松開時主軸箱向下掉，造成了誤差。

對機床的PLC邏輯控制程序做了修改，即在Y軸松開時，先把Y軸使能加載，再把Y軸松開；而在夾緊時，先把軸夾緊后，再把Y軸使能去掉。調整后機床故障得以解決。

第四篇：數控論文

數控電火花線切割加工 引言

數控電火花線切割加工是一項涉及多門學科的綜合性技術，是模具制造中的主力裝備。成型塑料制品的模具簡稱為塑料模具，塑料模具生產的塑料制品在機械、電子工業中有著廣泛的應用。在金屬加工中，數控電火花線切割始終是塑料模加工的利器。不論是動模、定模、零配件，還是特殊加工場合，只要編制出正確的數控程式，電火花線切割在塑料要模中發揮著越來越重要的作用。

線切割主要用于加工各種形狀復雜和精密細小的工件，例如沖裁模的凸模、凹模、凸凹模、固定板、卸料板等，成形刀具、樣板、電火花成型加工用的金屬電極，各種微細孔槽、窄縫、任意曲線等，具有加工余量小、加工精度高、生產周期短、制造成本低等突出優點，已在生產中獲得廣泛的應用，目前國內外的電火花線切割機床已占電加工機床總數的60%以上。

根據電極絲的運行速度不同，電火花線切割機床通常分為兩類：一類是高速走絲電火花線切割機床（WEDM-HS），其電極絲作高速往復運動，一般走絲速度為8～10m/s，電極絲可重復使用，加工速度較高，但快速走絲容易造成電極絲抖動和反向時停頓，使加工質量下降，是我國生產和使用的主要機種，也是我國獨創的電火花線切割加工模式；另一類是低速走絲電火花線切割機床（WEDM-LS），其電極絲作低速單向運動，一般走絲速度低于0.2m/s，電極絲放電后不再使用，工作平穩、均勻、抖動小、加工質量較好，但加工速度較低，是國外生產和使用的主要機種。

根據對電極絲運動軌跡的控制形式不同，電火花線切割機床又可分為三種：一種是靠模仿形控制，其在進行線切割加工前，預先制造出與工件形狀相同的靠模，加工時把工件毛坯和靠模同時裝夾在機床工作臺上，在切割過程中電極絲緊緊地貼著靠模邊緣作軌跡移動，從而切割出與靠模形狀和精度相同的工件來；另一種是光電跟蹤控制，其在進行線切割加工前，先根據零件圖樣按一定放大比例描繪出一張光電跟蹤圖，加工時將圖樣置于機床的光電跟蹤臺上，跟蹤臺上的光電頭始終追隨墨線圖形的軌跡運動，再借助于電氣、機械的聯動，控制機床工作臺連同工件相對電極絲做相似形的運動，從而切割出與圖樣形狀相同的工件來；再一種是數字程序控制，采用先進的數字化自動控制技術，驅動機床按照加工前根據工件幾何形狀參數預先編制好的數控加工程序自動完成加工，不需要制作靠模樣板也無需繪制放大圖，比前面兩種控制形式具有更高的加工精度和廣闊的應用范圍，目前國內外95%以上的電火花線切割機床都已采用數控化。

切割屬電加工范疇,是由前蘇聯人發明的,我國是第一個用于工業生產的國家,當時由復但大學和蘇州長風機械廠合作生產的這是最早的機型叫復旦型,我們國內在此基礎上發展了快走絲系統(HS).歐美和日本發展了慢走系統(LS)，主要區別：是

1、電極絲我國采用鎢鉬合金絲,國外采用黃銅絲。

2、我國采用皂化工作液,國外采用去離子水。

3、我國的走絲速度為11米/秒左右,國外為3~5米/分。

4、我們的電極絲是重復利用的直到斷絲為至,國外是走過后不再重用。

5、我們的精度不如國外高。

1.1數控電火花切割加工原理與特點 1.1.1數控電火花切割加工原理

電火花數控線切割加工的過程中主要包含下列三部分內容(如圖a所示):（1）電極絲與工件之間的脈沖放電。

（2）電極絲沿其軸向(垂直或Z方向)作走絲運動。（3）工件相對于電極絲在X、Y平面內作數控運動。

(1)電火花線切割加工時電極絲和工件之間的脈沖放電

電火花線切割時電極絲接脈沖電源的負極，工件接脈沖電源的正極。在正負極之間加上脈沖電源，當來一個電脈沖時，在電極絲和工件之間產生一次火花放電，在放電通道的中心溫度瞬時可高達10000°C以上，高溫使工件金屬熔化，甚至有少量氣化，高溫也使電極絲和工件之間的工作液部分產生氣化，這些氣化后的工作液和金屬蒸氣瞬間迅速熱膨脹，并具有爆炸的特性。這種熱膨脹和局部微爆炸，將熔化和氣化了的金屬材料拋出而實現對工件材料進行電蝕切割加工。通常認為電極絲與工件之間的放電間隙在0.O1mm左右，若電脈沖的電壓高，放電間隙會大一些。

為了電火花加工的順利進行，必須創造條件保證每來一個電脈沖時在電極絲和工件之間產生的是火花放電而不是電弧放電。首先必須使兩個電脈沖之間有足夠的間隔時間，使放電間隙中的介質消電離，即使放電通道中的帶電粒子復合為中性粒子，恢復本次放電通道處間隙中介質的絕緣強度，以免總在同一處發生放電而導致電弧放電。一般脈沖間隔應為脈沖寬度的4倍以上。

為了保證火花放電時電極絲不被燒斷，必須向放電間隙注人大量工作液，以便電極絲得到充分冷卻。同時電極絲必須作高速軸向運動，以避免火花放電總在電極絲的局部位置而被燒斷，電極絲速度約在7~10m/s左右。高速運動的電極絲，還有利于不斷往放電間隙中帶入新的工作液，同時也有利于把電蝕產物從間隙中帶出去。

電火花線切割加工時，為了獲得比較好的表面粗糙度和高的尺寸精度，并保證電極絲不被燒斷，應選擇好相應的脈沖參數，并使工件和鉬絲之間的放電必須是火花放電，而不是電弧放電。(2)電火花線切割加工的走絲運動

為了避免火花放電總在電極絲的局部位置而被燒斷，影響加工質量和生產效率。在加工過程中電極絲沿軸向作走絲運動。走絲原理如圖b所示。鉬絲整齊地纏繞在儲絲筒上，并形成一個閉合狀態，走絲電機帶動儲絲筒轉動時，通過導絲輪使鉬絲作軸線運動。

(3)X、Y坐標工作臺運動

工件安裝在上下兩層的X、Y坐標工作臺上，分別由步進電動機驅動作數控運動。工件相對于電極絲的運動軌跡，是由線切割編程所決定的。

1.1.2數控電火花切割加工特點

數控電火花線切割是數字系統控制下直接利用電能加工工件的一種方法，因一些與其他加工方相比有自己獨立的特點：

（1）直接利用線狀的電極絲作電極，不需要制作專用電極，可節約電極的設計、制造費用。

（2）可以加工用傳統切削加工方法難以加工或無法加工的形狀復雜的工件。對不同的工件只需編制不同的控制程序，對不同形狀工件都很容易實現自動加工，很適合小批量形狀復雜零件、單件和試制品的加工，且加工周期短。

（3）利用電蝕加工原理，電極絲與工件不直接接觸，兩者之間的作用很小，故而電極絲、夾具不需要太高強度。

（4）傳統的車、銑、鉆加工中，刀具硬度必須比工件大，而數控電火花線切割機床電極絲材料不必比工件材料硬，可節省輔助時間和刀具費用。

（5）直接利用電、熱能進行加工，可以方便地對影響加工精度的加工參數（脈沖寬度、間隔、伺服速度等）進行調整，有利于加工精度提高，便于實現加工過程的自動化控制。

（6）工作液一般采用水基乳化液或純水，成本低，不會發生火災。

（7）利用四軸或五軸聯動，可加工錐度、上下面異形體或回轉體等零件。

（8）由于電極絲比較細，可以方便地加工微細異形孔、窄縫和復雜截面的型柱、型孔。由于切縫很窄，實際金屬去除量很少，材料的利用率很高。對加工、節約貴重金屬有重要意義。

（9）采用移動的長電極絲進行加工，使單位長度電極絲的損耗較少，從而對加工精度的影響比較小，特別在慢走絲線切割加工中，電極絲一次性使用，電極絲損耗對加工精度的影響更小。

正是由于電火花線切割加工有許多突出確良特點，因面在國內外發展都很快，在塑料模具加工中已獲得了廣泛的應用。

電火花線切割要求有嚴格的工作環境

（1）滿足線切割機床所要求的空間尺寸；

（2）選擇能承受機床重量的場所；

（3）選擇沒有振動和沖擊傳入的場所。

線切割放電機床是高精度加工設備，如果所放置的地方有振動和沖擊，將會對機臺造成嚴重的損傷，從而嚴重影響其加工精度，縮短其使用壽命，甚至導致機器報廢。

（4）選擇沒有粉塵的場所，避免流眾多的通道旁邊；

線切割放電機器之本身特性，其空氣中有灰塵存在，將會使機器的絲桿受到嚴重磨損，從而影響使用壽命；

線切割放電機器屬于計算機控制，計算機所使用的磁盤對空氣中灰塵的要求相當嚴格的，當磁盤內有灰塵進入時，磁盤就會被損壞，同時也損壞硬盤；線切割放電機本身發出大量熱，所以電器柜內需要經常換氣，若空氣中灰塵太多，則會在換氣過程中附積到各個電器組件上，造成電器組件散熱不良，從而導致電路板被燒壞掉。因此，機臺防塵網要經常清潔。

（5）選擇溫度變化小的場所，避免陽光通過窗戶和頂窗玻璃直射及靠近熱流的地方

高精密零件加工之產品需要在恒定的溫度下進行，一般為室溫20C；

由于線切割放電機器本身工作時產生相當大的熱量，如果溫度變化太大則會對機器使用壽命造成嚴重影響。

（6）選擇屏蔽屋：因線切割放電加工過程屬于電弧放電過程，在電弧放電過程中會產生強烈的電磁波，從而對人體健康造成傷害，同時會影響到周圍的環境.（7）選擇通風條件好，寬敞的廠房，以便操作者和機床能在最好的環境下工作.1.2數控電火花切割機床

1.2.1電火花線切割機床分類

1.按走絲的速度分為：可分為慢速走絲方式和高速走絲方式線切割機床

2.按加工特點分為：可分為大、中、小型以及普通直臂切割型與錐度切割型線切割機床。

3.按脈沖形式分為：可分為RC電源、晶體管電源、分組脈沖電源及自適應控制電源線切割機床。

1.3數控電火花線切割工藝基礎

1.3.1模坯準備 1.3.2工件的裝夾與調整 1.3.3電極絲的選用和調整 1.3.4工藝參數的選擇

1.4數控電火花切割機床的基本編程方法

1.4.13B格式編制程序 1.4.2Pre編程

第五篇：數控論文

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數控系 2011 屆數控設備應用與維護專業畢業生 畢 業 設 計 姓名：何立冬 班級：083521 畢業設計題目：FANUC 0i 系列進給伺服系統調試與診斷 指導老師： 目錄第一章 數控機床的基本組成及維護 第一節 數控機床的基本組成 第二節 數控機床的維修應用及維護 第三節 數控機床的故障診斷第二章 數控機床伺服系統的了解及分類 第一節 數控系統組成及作用 第二節 伺服系統的概述 第三節 伺服系統的組成及分類 第四節 伺服系統的作用第三章 FANUC 0i 系列數控系統的基本介紹 第一節 FANUC 簡介 第二節 FANUC 系統的介紹

第四章 FANUC 0i-mate 系列進給伺服系統調試與診斷 第一節 FANUC 0i-mate 系列進給伺服系統 第二節 FANUC 0i-mate 系列進給伺服系統的調試 第三節 FANUC 0i-mate 系列進給伺服系統的參數 第四節 FANUC 0i-mate 系列進給伺服系統故障診斷第一章 數控機床的基本組成及維護 第一節 數控機床的基本組成 數控機床一般由控制介質、數控裝置、伺服系統和機床本體組成。圖 1—2 的實線所示為開環控制的數控機床框圖。為了提高機床的加工精度，在上述系統中再加入一個測量裝置（即圖 1—2 中的虛線部分），這樣就構成了閉環控制的數控機床框圖。開環控制系統的工作過程是這樣的：將控制機床工作臺運動的位移量、位移速度、位移方向、位移軌跡等參量通過控制介質輸入給機床數控裝置，數控裝置根據這些參量指令計算得出進給脈沖序列（包，然后經伺服系統轉換放大，最后控制工作臺按含有上述 4 個參量）所要求的速度、軌跡、方向和距離移動。若為閉環系統，則在輸入指令值的同時，反饋檢測機床工作臺的實者間有誤際位移值，反饋量與輸入量在數控裝置中進行比較，若有差值，說明二差，則數控裝置控制機床向著消除誤差的方向運動。1控制介質：以指令的形式記載各種加工信息； 2數控裝置:接受輸入的加工信息，經數控裝置運算處理，向伺服系統發出相應的脈沖； 3伺服系統:把數控裝置的脈沖信號轉換成機床運動部件的機械位移；用于實現數控機床的進給伺服控制和主軸伺服控制。4機械系統：包括，主軸部分、進給系統、刀庫和自動換刀裝置ATC、自動托盤交換裝置APC等。圖 1.4 進給伺服系統組成 第二節 數控機床的應用及維護 學技術的發展，對機械產品提出了高精度、高復雜性的要求，而且產品的更新換代也在加快，這對機床設備不僅提出了精度和效率的要求，而且也對其提出了通用性和靈活性的要求。數控機床就是針對這種要求而產生的一種新型自動化機床。數控機床集微電子技術、計算機技術、自動控制技術及伺服驅動技術、精密機械技術于一體，是高度機電一體化的典型產品。它本身又是機電一體化的重要組成部分，是現代機床技術水平的重要標志。數控機床體現了當前世界機床技術進步的主流，是衡量機械制造工藝水平的重要指標，在柔性生產和計算機集成制造等先進制造技術中起著重要的基礎核心作用。因此，如何更好的使用數控機床是一個很重要的問題。由于數控機床是一種價格昂貴的精密設備，因此，其維護更是不容忽視。

一、數控機床1.數控加工的概念數控機床的工作原理就是將加工過程所需的各種操作（如主軸變速、工件的松開與夾緊、進刀與退刀、開車與停車、自動關停冷卻液）和步驟以及工件的形狀尺寸用數字化的代碼表示，通過控制介質（如穿孔紙帶或磁盤等）將數字信息送入數控裝置，數控裝置對輸入的信息進行處理與運算，發出各種控制信號，控制機床的伺服系統或其他驅動元件，使機床自動加工出所需要的工件。所以，數控加工的關鍵是加工數據和工藝參數的獲取，即數控編程。數控加工一般包括以下幾個內容：1對圖紙進行分析，確定需要數控加工的部分；2利用圖形軟件（如 CAXA 制造工程師）對需要數控加工的部分造型；3根據加工條件，選擇合適的加工參數，生成加工軌跡（包括粗加工、半精加工、精加工軌跡）；4軌跡的仿真檢驗；5生成 G 代碼；6傳給機床加工。2.數控機床的特點1具有高度柔性在數控機床上加工零件，主要取決于加工程序，它與普通機床不同，不必制造、更換許多工具、夾具，不需要經常調整機床。因此，數控機床適用于零件頻繁更換的場合。也就是適合單件、小批生產及新產品的開發，縮短了生產準備周期，節省了大量工藝設備的費用。2加工精度高數控機床的加工精度，一般可達

到 0.005～0.1mm，數控機床是按數字信號形式控制的，數控裝置每輸出一個脈沖信號，則機床移動部件移動一個脈沖當量（一般為 0.001mm），而且機床進給傳動鏈的反向間隙與絲杠螺距平均誤差可由數控裝置進行補償，因此，數控機床定位精度比較高。3加工質量穩定、可靠加工同一批零件，在同一機床，在相同加工條件下，使用相同刀具和加工程序，刀具的走刀軌跡完全相同，零件的一致性好，質量穩定。4生產率高數控機床可有效地減少零件的加工時間和輔助時間，數控機床的主軸轉速和進給量的范圍大，允許機床進行大切削量的強力切削，數控機床目前正進入高速加工時代，數控機床移動部件的快速移動和定位及高速切削加工，減少了半成品的工序間周轉時間，提高了生產效率。5改善勞動條件數控機床加工前經調整好后，輸入程序并啟動，機床就能自動連續的進行加工，直至加工結束。操作者主要是程序的輸入、編輯、裝卸零件、刀具準備、加工狀態的觀測，零件的檢驗等工作，勞動強度極大降低，機床操作者的勞動趨于智力型工作。另外，機床一般是封閉式加工，即清潔，又安全。6利于生產管理現代化數控機床的加工，可預先精確估計加工時間，所使用的刀具、夾具可進行規范化、現代化管理。數控機床使用數字信號與標準代碼為控制信息，易于實現加工信息的標準化，目前已與計算機輔助設計與制造（CAD/CAM）有機地結合起來，是現代集成制造技術的基礎。3.數控機床使用中應注意的事項使用數控機床之前，應仔細閱讀機床使用說明書以及其他有關資料，以便正確操作使用機床，并注意以下幾點：1機床操作、維修人員必須是掌握相應機床專業知識的專業人員或經過技術培訓的人員，且必須按安全操作規程及安全操作規定操作機床；2非專業人員不得打開電柜門，打開電柜門前必須確認已經關掉了機床總電源開關。只有專業維修人員才允許打開電柜門，進行通電檢修；3除一些供用戶使用并可以改動的參數外，其它系統參數、主軸參數、伺服參數等，用戶不能私自修改，否則將給操作者帶來設備、工件、人身等傷害；4修改參數后，進行第一次加工時，機床在不裝刀具和工件的情況下用機床鎖住、單程序段等方式進行試運行，確認機床正常后再使用機床；5機床的 PLC 程序是機床制造商按機床需要設計的，不需要修改。不正確的修改，操作機床可能造成機床的損壞，甚至傷害操作者；6建議機床連續運行最多 24 小時，如果連續運行時間太長會影響電氣系統和部分機械器件的壽命，從而會影響機床的精度；7機床全部連接器、接頭等，不允許帶電拔、插操作，否則將引起嚴重的后果。二 數控機床維修 數控機床維修工作所包含的內容有：日常維護、修理和排除故障。日常維護： a．每日須檢查的內容：如導軌表面、潤滑油箱、氣源壓力、液壓系統、CNC、I/O 單元各種防護網及清洗各種過濾網等； ｂ．每半年或每年的檢查與維護作業：如滾珠絲杠油脂更換涂覆，更換主軸油箱用油，伺服電機碳刷的清理，更換潤滑油和清洗液壓泵； ｃ．不定期的維護作業：如導軌鑲條的檢查與壓緊或放松，冷卻水箱液面高度與過濾器的清洗，排屑器是否暢通、主軸傳動帶的松緊調整等。故障判斷： 對故障現場做充分調研，了解故障的表現，工作寄存器及緩沖工作寄存器中相關內容，了解正在執行程序段內容及自診斷報警內容。分析中要利用機床的技術檔案與各種資料，找出造成故障的各種原因。

三、數控機床電氣設備維修的方法與實踐轉載。

一、數控設備的維護保養知識 數控設備是一種自動化程度較高，結構較復雜的先進加工設備，是企業的重點、關鍵設備。要發揮數控設備的高效益，就必須正確的操作和精心的維護，才能保證設備的利用率。正確的操作使用能夠防止機床非正常磨損，避免突發故障；做好日常維護保養，可使設備保持良好的技術狀態，延緩劣化進程，及時發現和消滅故障隱患，從而保證安全運行。

1、數控設備使用中應注意的問題 1.1 數控設備的使用環境 為提高數控設備的使用壽命，一般要求要避免陽光的直接照射和其他熱輻射，要避免太潮濕、粉塵過多或有腐蝕氣體的場所。腐蝕氣體易使電子元件受到腐蝕變質，造成接觸不良或元件間短路，影響設備的正常運行。精密數控設備要遠離振動大的設備，如沖床、鍛壓設備等。1.2 電源要求 為了避免電源波動幅度大（大于±10）和可能的瞬間干擾信號等影響，數控設備一般采用專線供電（如從低壓配電室分一路單獨供數控機床使用）或增設

穩壓裝置等，都可減少供電質量的影響和電氣干擾。1.3 操作規程 操作規程是保證數控機床安全運行的重要措施之一，操作者一定要按操作規程操作。機床發生故障時，操作者要注意保留現場，并向維修人員如實說明出現故障前后的情況，以利于分析、診斷出故障的原因，及時排除。另外，數控機床不宜長期封存不用，購買數控機床以后要充分利用，尤其是投入使用的第一年，使其容易出故障的薄弱環節盡早暴露，得以在保修期內得以排除。在沒有加工任務時，數控機床也要定期通電，最好是每周通電 1-2 次，每次空運行 1 小時左右，以利用機床本身的發熱量來降低機內的濕度，使電子元件不致受潮，同時也能及時發現有無電池報警發生，以防止系統軟件、參數的丟失。

2、數控機床的維護保養 數控機床種類多，各類數控機床因其功能，結構及系統的不同，各具不同的特性。其維護保養的內容和規則也各有其特色，具體應根據其機床種類、型號及實際使用情況，并參照機床使用說明書要求，制訂和建立必要的定期、定級保養制度。下面是一些常見、通用的日常維護保養要點。2.1 數控系統的維護 1）嚴格遵守操作規程和日常維護制度 2）應盡量少開數控柜和強電柜的門 在機加工車間的空氣中一般都會有油霧、灰塵甚至金屬粉末，一旦它們落在數控系統內的電路板或電子器件上，容易引起元器件間絕緣電阻下降，甚至導致元器件及電路板損壞。有的用戶在夏天為了使數控系統能超負荷長期工作，采取打開數控柜的門來散熱，這是一種極不可取的方法，其最終將導致數控系統的加速損壞。3）定時清掃數控柜的散熱通風系統 應該檢查數控柜上的各個冷卻風扇工作是否正常。每半年或每季度檢查一次風道過濾器是否有堵塞現象，若過濾網上灰塵積聚過多，不及時清理，會引起數控柜內溫度過高。4）數控系統的輸入/輸出裝置的定期維護 80 年代以前生產的數控機床，大多帶有光電式紙帶閱讀機，如果讀帶部分被污染，將導致讀入信息出錯。為此，必須按規定對光電閱讀機進行維護。5）直流電動機電刷的定期檢查和更換 直流電動機電刷的過渡磨損，會影響電動機的性能，甚至造成電動機損壞。為此，應對電動機電刷進行定期檢查和更換。數控車床、數控銑床、加工中心等，應每年檢查一次。6）定期更換存儲用電池 一般數控系統內對 CMOSRAM 存儲器件設有可充電電池維護電路，以保證系統不通電期間能保持其存儲器的內容。在一般情況下，即使尚未失效，也應每年更換一次，以確保系統正常工作。電池的更換應在數控系統供電狀態下進行，以防更換時 RAM 內信息丟失。7）備用電路板的維護 備用的印制電路板長期不用時，應定期裝到數控系統中通電運行一段時間，以防損壞。2.2 機械部件的維護 1）主傳動鏈的維護 定期調整主軸驅動帶的松緊程度，防止因帶打滑造成的丟轉現象；檢查主軸潤滑的恒溫油箱、調節溫度范圍，及時補充油量，并清洗過濾器；主軸中刀具夾緊裝置長時間使用后，會產生間隙，影響刀具的夾緊，需及時調整液壓缸活塞的位移量。2）滾珠絲杠螺紋副的維護 定期檢查、調整絲杠螺紋副的軸向間隙，保證反向傳動精度和軸向剛度；定期檢查絲杠與床身的連接是否有松動；絲杠防護裝置有損壞要及時更換，以防灰塵或切屑進入。3）刀庫及換刀機械手的維護 嚴禁把超重、超長的刀具裝入刀庫，以避免機械手換刀時掉刀或刀具與工件、夾具發生碰撞；經常檢查刀庫的回零位置是否正確，檢查機床主軸回換刀點位置是否到位，并及時調整；開機時，應使刀庫和機械手空運行，檢查各部分工作是否正常，特別是各行程開關和電磁閥能否正常動作；檢查刀具在機械手上鎖緊是否可靠，發現不正常應及時處理。2.3 液壓、氣壓系統維護 定期對各潤滑、液壓、氣壓系統的過濾器或分濾網進行清洗或更換；定期對液壓系統進行油質化驗檢查和更換液壓油；定期對氣壓系統分濾氣器放水； 2.4 機床精度的維護 定期進行機床水平和機械精度檢查并校正。機械精度的校正方法有軟硬兩種。其軟方法主要是通過系統參數補償，如絲杠反向間隙補償、各坐標定位精度定點補償、機床回參考點位置校正等；硬方法一般要在機床大修時進行，如進行導軌修刮、滾珠絲杠螺母副預緊調整反向間隙等。

二、維修工作的基本條件 數控機床的身價從幾十萬元到上千萬元，一般都是企業中關鍵產品關鍵工序的關鍵設備，一旦故障停機，其影響和損失往往很大。但是，人們對這樣的設備往往更多地是看重其效能，而不僅對合理

地使用不夠重視，更對其保養及維修工作關注太少，日常不注意對保養與維修工作條件的創造和投入，故障出現臨時抱佛腳的現象很是普遍。因此，為了充分發揮數控機床的效益，我們一定要重視維修工作，創造出良好的維修條件。由于數控機床日常出現的多為電氣故障，所以電氣維修更為重要。1.人員條件 數控機床電氣維修工作的快速性、優質性關鍵取決于電氣維修人員的素質條件。1 首先是有高度的責任心和良好的職業道德。2 知識面要廣。要學習并基本掌握有關數控機床電氣控制的各學科知識，如計算機技術、模擬與數字電路技術、自動控制與拖動理論、控制技術、加工工藝以及機械傳動技術，當然還包括上節所講的基本數控知識。3 應經過良好的技術培訓。數控技術基礎理論的學習，尤其是針對具體數控機床的技術培訓，首先是參加相關的培訓班和機床安裝現場的實際培訓，然后向有經驗的維修人員學習，而更重要且更長時間的是自學。4 勇于實踐。要積極投入數控機床的維修與操作的工作中去，在不斷的實踐中提高分析能力和動手能力。5 掌握科學的方法。要做好維修工作光有熱情是不夠的，還必須在長期的學習和實踐中總結提高，從中提煉出分析問題、解決問題的科學的方法。6 學習并掌握各種電氣維修中常用的儀器、儀表和工具。7 掌握一門外語，特別是英語。起碼應做到能看懂技術資料。2.物質條件 1 準備好通用的和某臺數控機床專用的電氣備件。2 非必要的常備電器元件應做到采購渠道快速暢通。3 必要的維修工具、儀器儀表等，最好配有筆記本電腦并裝有必要的維修軟件。4 每臺數控機床所配有的完整的技術圖樣和資料。5 數控機床使用、維修技術檔案材料。3.關于預防性維護 預防性維護的目的是為了降低故障率，其工作內容主要包括下列幾方面的工作。1 人員安排為每臺數控機床分配專門的操作人員、工藝人員和維修人員，所有人員都要不斷地努力提高自己的業務技術水平。2 建規建檔針對每臺機床的具體性能和加工對象制定操作規章，建立工作與維修檔案，管理者要經常檢查、總結、改進。3 日常保養對每臺數控機床都應建立日常維護保養計劃，包括保養內容如坐標軸傳動系統的潤滑、磨損情況，主軸潤滑等，油、水氣路，各項溫度控制，平衡系統，冷卻系統，傳動帶的松緊，繼電器、接觸器觸頭清潔，各插頭、接線端是否松動，電氣柜通風狀況等等及各功能部件和元氣件的保養周期每日、每月、半年或不定期。4 提高利用率數控機床如果較長時間閑置不用，當需要使用時，首先機床的各運動環節會由于油脂凝固、灰塵甚至生銹而影響其靜、動態傳動性能，降低機床精度，油路系統的堵塞更是一大煩事；從電氣方面來看，由于一臺數控機床的整個電氣控制系統硬件是由數以萬計的電子元器件組成的，他們的性能和壽命具有很大離散性，從宏觀來看分三個階段：在一年之內基本上處于所謂quot磨合quot階段。在該階段故障率呈下降趨勢，如果在這期間不斷開動機床則會較快完成quot磨合quot任務，而且也可充分利用一年的維修期；第二階段為有效壽命階段，也就是充分發揮效能的階段。在合理使用和良好的日常維護保養的條件下，機床正常運轉至少可在五年以上；第三階段為系統壽命衰老階段，電器硬件故障會逐漸增多，數控系統的使用壽命平均在 8～10 年左右。因此，在沒有加工任務的一段時間內，最好較低速度下空運行機床，至少也要經常給數控系統通電，甚至每天都應通電。

三、維修與排故技術 1.常見電氣故障分類 數控機床的電氣故障可按故障的性質、表象、原因或后果等分類。1 以故障發生的部位，分為硬件故障和軟件故障。硬件故障是指電子、電器件、印制電路板、電線電纜、接插件等的不正常狀態甚至損壞，這是需要修理甚至更換才可排除的故障。而軟件故障一般是指 PLC 邏輯控制程序中產生的故障，需要輸入或修改某些數據甚至修改 PLC 程序方可排除的故障。零件加工程序故障也屬于軟件故障。最嚴重的軟件故障則是數控系統軟件的缺損甚至丟失，這就只有與生產廠商或其服務機構聯系解決了。2 以故障出現時有無指示，分為有診斷指示故障和無診斷指示故障。當今的數控系統都設計有完美的自診斷程序，時實監控整個系統的軟、硬件性能，一旦發現故障則會立即報警或者還有簡要文字說明在屏幕上顯示出來，結合系統配備的診斷手冊不僅可以找到故障發生的原因、部位，而且還有排除的方法提示。機床制造者也會針對具體

機床設計有相關的故障指示及診斷說明書。上述這兩部分有診斷指示的故障加上各電氣裝置上的各類指示燈使得絕大多數電氣故障的排除較為容易。無診斷指示的故障一部分是上述兩種診斷程序的不完整性所致如開關不閉合、接插松動等。這類故障則要依靠對產生故障前的工作過程和故障現象及后果，并依靠維修人員對機床的熟悉程度和技術水平加以分析、排除 3 以故障出現時有無破壞性，分為破壞性故障和非破壞性故障。對于破壞性故障，損壞工件甚至機床的故障，維修時不允許重演，這時只能根據產生故障時的現象進行相應的檢查、分析來排除之，技術難度較高且有一定風險。如果可能會損壞工件，則可卸下工件，試著重現故障過程，但應十分小心。4 以故障出現的或然性，分為系統性故障和隨機性故障。系統性故障是指只要滿足一定的條件則一定會產生的確定的故障；而隨機性故障是指在相同的條件下偶爾發生的故障，這類故障的分析較為困難，通常多與機床機械結構的局部松動錯位、部分電氣工件特性漂移或可靠性降低、電氣裝置內部溫度過高有關。此類故障的分析需經反復試驗、綜合判斷才可能排除。5以機床的運動品質特性來衡量，則是機床運動特性下降的故障。在這種情況下，機床雖能正常運轉卻加工不出合格的工件。例如機床定位精度超差、反向死區過大、坐標運行不平穩等。這類故障必須使用檢測儀器確診產生誤差的機、電環節，然后通過對機械傳動系統、數控系統和伺服系統的最佳化調整來排除。2.故障的調查與分析 這是排故的第一階段，是非常關鍵的階段，主要應作好下列工作： ① 詢問調查 在接到機床現場出現故障要求排除的信息時，首先應要求操作者盡量保持現場故障狀態，不做任何處理，這樣有利于迅速精確地分析故障原因。同時仔細詢問故障指示情況、故障表象及故障產生的背景情況，依此做出初步判斷，以便確定現場排故所應攜帶的工具、儀表、圖紙資料、備件等，減少往返時間。② 現場檢查 到達現場后，首先要驗證操作者提供的各種情況的準確性、完整性，從而核實初步判斷的準確度。由于操作者的水平，對故障狀況描述不清甚至完全不準確的情況不乏其例，因此到現場后仍然不要急于動手處理，重新仔細調查各種情況，以免破壞了現場，使排故增加難度。③ 故障分析 根據已知的故障