第一篇：數控技術畢業論文

華中科技大學

畢業論文（設計）

題目學院學院專業學生姓名學號年級級指導教師

畢業教務處制表 畢業

二〇一三年 六月二十日

數控技術畢業論文

一、論文說明

本團隊長期從事畢業論文寫作與論文發表服務，擅長案例分析、編程仿真、圖表繪制、理論分析等，專科本科論文300起，具體信息聯系。

二、畢業論文參考選題

可重構數控系統模塊化設計與開發

基于SERCOS接口的開放式數控系統的研究

基于PC的數控系統軟件設計研究

基于PC機的通用數控系統的開發及在普通車床上的應用

三維四軸PCB板銑床數控系統

汽輪發電機線圈銅排數控銑孔機的研制

高速、高精度數控等離子弧切割技術研究

數控車床可靠性增長技術研究

數控車間管理系統的開發與應用

數控加工仿真中的碰撞干涉檢查與精度驗證

高速響應活塞環數控車床的開發研究

基于VB下西門子840D數控系統界面的二次開發

五軸五支鏈并聯機床數控系統的軟硬件設計

工業設計理論在數控機床外觀造型設計中的應用研究

面向Web的數控機床虛擬操作與加工仿真研究

我國數控產業人力資源開發的策略研究

基于嵌入式Linux現場總線型開放式數控系統研究

數控銑床加工過程虛擬仿真系統的研究

面向開放式數控系統平臺的編譯系統的研究與開發

數控插齒機傳動鏈傳動精度分析及實驗研究

開放式數控系統的研究開發

基于運動控制器的開放式數控車床軟件系統研究

基于西門子840D數控系統的M84125軋輥磨床控制界面的開發 基于WindowsXP的三坐標數控系統的研究

基于波紋法蘭加工的車床數控化改造

開環數控系統的加工誤差檢測及補償的研究

數控連接板沖孔機控制系統的設計與開發

基于組件技術的數控刀具管理系統的研究與實現

三維數控鏤銑機參數與結構設計

MCV1350加工中心數控系統改造研究

基于加工環境模型的數控加工仿真研究

基于HUST控制器的全自動數控系統產品化開發

CT40型數控車床控制系統開發

數控車削仿真系統的研究與開發

葉片多坐標數控拋光裝備及編程技術研究

數控布帶纏繞機工藝參數控制方法研究

大直徑薄壁導管數控彎曲回彈解析及工藝數據庫

數控銑削加工切削參數優選專家系統的研究

臥式車銑復合機床數控系統的研發和精度檢測

基于普通機床回轉功能曲面數控加工技術的研究

數控代碼自動生成及仿真方法的研究與實現

研拋專用裝備數控系統體系結構的研究

中國數控機床市場預測與沈陽機床集團發展戰略研究

數控機床熱誤差檢測及補償技術研究

基于PMAC的開放型螺桿磨床數控系統的研制

數控切削加工工藝參數及刀具運動軌跡的研究

數控機床精度檢測裝置及誤差分析研究

直線伺服六位置環虛擬軸數控機床的解耦研究 三軸數控機床通用幾何誤差軟件補償技術的研究 數控加工過程監測與故障診斷技術的研究

第二篇：數控技術畢業論文

數控機床加工與操作方法

學 生 姓 名：

劉 向 陽

學

號：

20112010217

專 業 班 級：

11級數控2班

指 導 教 師：

孔 佳 麗

2014年4月12日

摘要

數控技術是現代制造業實現自動化、柔性化、集成化生產的基礎，離開了數控技術，先進制造技術就成了無本之木。數控技術的廣泛使用給機械制造業生產方式、生產結構、管理方式帶來深刻的變化，它的關聯效益和輻射能力更是難以估計。數控技術及數控裝備已成為關系國家戰略和體現國家綜合國力水平的重要基礎性產業，其水平高低是衡量一個國家制造業現代化程度的核心標志，實現加工機床及生產過程數控化，已經成為當今制造業的發展方向。

本論文主要介紹數控機床的定義，數控機床初學者的要求，機床加工前的準備工作，數控機床的程序指令，數控機床對刀操作方法，數控機床的工作原理和結構，加工特點，機床加工幾何精度要求，數控機床的優點和缺點，數控機床與計算機實現自動技術，機床維修和生產安全要求。

關鍵詞：數控技術概念；加工方法；分類；刀具補償；

-I

一、數控加工技術概念與特點

簡單的說就是利用數字化控制系統在加工機床上完成整個零件的加工。這一類的機床稱為數控機床。這是一種現代化的加工手段。同時數控加工技術也成為一個國家制造業發展的標志。利用數控加工技術可以完成很多以前不能完成的曲面零件的加工，而且加工的準確性和精度都可以得到很好的保證。總體上說，和傳統的機械加工手段相比數控加工技術具有以下特點（既有優缺點）：

（一）數控機床優點

1、加工效率高。

利用數字化的控制手段可以加工復雜的曲面。而加工過程是由計算機控制，所以零件的互換性強，加工的速度快。

2、加工精度高。

同傳統的加工設備相比，數控系統優化了傳動裝置,提高分辨率,減少了人為誤差，因此加工的效率可以得到很大的提高。

3、勞動強度低。

由于采用了自動控制方式，也就是說加工的全部過程是由數控系統完成，不像傳統加工手段那樣煩瑣，操作者在數控機床工作時，只需要監視設備的運行狀態。所以勞動強度很低。

4、適應能力強。

數控加工系統就像計算機一樣，可以通過調整部分參數達到修改或改變其運作方式，因此加工的范圍可以得到很大的擴展。

5、工作環境好。

數控加工機床是機械控制、強電控制、弱電控制為一體高科技產物，對機床的運行溫度、濕度及環境都有較高的要求。

6、就業容易、待遇高。

由于我國處于數控加工技術的大力發展階段，大量的數控機床和先進的加工手段的快速引進，卻沒有大量熟練數控技術操作的人員參與，因此造成該行業嚴重缺乏人才。

(二)數控機床的缺點

數控加床加工與操作方法

4.確定加工路線

加工路線是指數控機床加工過程中，刀具相對零件的運動軌跡和方向。

1)應能保證加工精度和表面粗糙要求； 2)應盡量縮短加工路線，減少刀具空行程時間。5.加工路線與加工余量的聯系

目前，在數控車床還未達到普及使用的條件下，一般應把毛坯上過多的余量，特別是含有鍛、鑄硬皮層的余量安排在普通車床上加工。如必須用數控車床加工時，則需注意程序的靈活安排。6.夾具安裝要點

目前液壓卡盤和液壓夾緊油缸的連接是靠拉桿實現的，如圖1。液壓卡盤夾緊要點如下：首先用扳手卸下液壓油缸上的螺帽，卸下拉管，并從主軸后端抽出，再用搬手卸下卡盤固定螺釘，即可卸下卡盤。

刀具上的 修光刃 指的是在刀具刀刃后面副偏角方向磨出的一小段與刀尖平行的刀刃 主要用于刀刃切削后進行一次二次切削 相當于精加工過程 去處毛刺等傷痕 目的是提高工件的表面粗糙度 多應用于進行精加工的刀具上

2.1、數控機床的初學者要求

對于數控機床操作初學者，經常發生碰撞。常聽別人說，不碰機床，就學不會機床操作，這一種非常錯誤有害認識。機床碰撞對機床精度很大損害，對于不同類型機床影響也不一樣。一般來說，對于剛性不強機床影響較大，對于剛性較強龍門結構機床，同等撞擊力下影響較小。如果機床懸臂式得結構，以及機床主軸裝一回轉軸上機床結構，一旦機床發生碰撞話，對機床精度影響致命。所以對于高精度數控機床來說，碰撞絕對要杜絕。只要操作者細心掌握一定防碰撞方法，碰撞完全可以預防避免。以下幾點心得或許對數控機床初學者預防碰撞有所幫助。

碰撞發生最主要原因：一對刀具或者砂輪 直徑長度輸入錯誤；二對工件尺寸其他

相關幾何尺寸輸入錯誤以及工件初始位置定位錯誤；三機床工件坐標系設置錯誤，或者機床零點加工過程被重置，而產生變化。機床碰撞大多發生機床快速移動過程，這時候發生碰撞危害也最大，應絕對避免。所以操作者要特別要注意機床執行程序初始階段機床更換刀具或砂輪時候，此時一旦程序編輯錯誤，刀具或砂輪直徑長度輸入錯誤，那么就很容易發生碰撞。程序結束階段，各數控軸退刀動作順序錯誤，那么也可能發生碰撞。為了避免上述碰撞，第一次使用刀具砂輪時，要仔細進行對刀，不能輕視該問題。為了避免碰撞，操作者操作機床時，要充分五官功能，觀察機床有無異常動作，有無火花，有無噪音異常響動，有無震動，有無焦味。發現異常情況應立即停止程序，待機床問題解決后，機床才能繼續工作。同時操作之前，操作者應該接受機床操作安全培訓，每類機床應有安全操作規程，操作人員應經系統操作安全培訓，持有培訓合格上崗證后才能上機床工作。工作前，應知道滅火器位置，并且操作者要掌握滅火器方法，機床氣壓開關位置，機床輸入電源開關位置，液壓工作站位置，都因掌握應急關閉方法，對于使用冷卻油磨床應將滅火器放置機床三米之內。

總之，掌握數控機床操作技巧一個循序漸進過程，并不能一蹴而就。它建立掌握了機床基本操作、基礎機械加工知識基礎編程知識之上。數控機床操作技巧也不一成不變。它需要操作者成分發揮想象力動手能力有機組合，具有創新性勞動。

2.2、數控技術常用術語大全

所選用的數控術語主要參考國際標準ISO 2806和中華人民共和國國家標準GB 8129—1987 以及近年新出現的一些數控詞匯

1）計算機數值控制（Computerized Numerical Control, CNC）用計算機控制加工功能，實現數值控制。

2）軸（Axis）機床的部件可以沿著其作直線移動或回轉運動的基準方向。

3）機床坐標系（Machine Coordinate Systern）固定于機床上，以機床零點為基準的笛卡爾坐標系。

4）機床坐標原點（Machine Coordinate Origin）機床坐標系的原點。

5）工件坐標系（Workpiece Coordinate System）固定于工件上的笛卡爾坐標系。6）工件坐標原點（Wrok-piexe Coordinate Origin）工件坐標系原點。

數控加床加工與操作方法

40）主軸速度功能（Spindle Speed Function）定義主軸速度技術規范的命令。41）進給保持（Feed Hold）在加工程序執行期問，暫時中斷進給的功能。42）刀具軌跡（Tool Path）切削刀具上規定點所走過的軌跡。

43）零點偏置（Zero Offset）數控系統的一種特征．它容許數控測量系統的原點在指定范圍內相對于機床零點移動，但其永久零點則存在數控系統中。

44）刀具偏置（Tool Offset）在一個加工程序的全部或指定部分，施加于機床坐標軸上的相對位移．該軸的位移方向由偏置值的正負來確定.45）刀具長度偏置（Tool Length Offset）在刀具長度方向卜的偏晉

46）刀具半徑偏置（Tool Radlus OffseO）刀具在兩個坐標方向的刀具偏置。47）刀具半徑補償（Cutter Compensation）垂直于刀具軌跡的位移，用來修正實際的刀具半徑與編程的刀具半徑的差異

48）刀具軌跡進給速度（Tool Path Feedrate）刀具上的基準點沿著刀具軌跡相對于工件移動時的速度，其單位通常用每分鐘或每轉的移動量來表示。

49）固定循環（Fixed Cycle , Canned Cycle）預先設定的一些操作命令，根據這些操作命令使機床坐標軸運動，主軸工作，從而完成固定的加工動作。例如，鉆孔、鏗削、攻絲以及這些加工的復合動作。

50）子程序（Subprogram）加工程序的一部分，子程序可由適當的加工控制命令調用而生效

51）工序單（Planning sheet）在編制零件的加工工序前為其準備的零件加工過程表。52）執行程序（Executlve Program）在 CNC 系統中，建立運行能力的指令集合 53）倍率（Override）使操作者在加工期間能夠修改速度的編程值（例如，進給率、主軸轉速等）的手工控制功能。

54）伺服機構（Servo-Mwchanisnt）這是一種伺服系統，其中被控量為機械位置或機械位置對時間的導數.55）誤差（Error）計算值、觀察值或實際值與真值、給定值或理論值之差 56）分辨率（Resolution）兩個相鄰的離散量之間可以分辨的最小間隔．

2.3、數控機床工作原理和結構簡介

1.數控機床工作原理

按照零件加工的技術要求和工藝要求，編寫零件的加工程序，然后將加工程序輸入到數控裝置，通過數控裝置控制機床的主軸運動、進給運動、更換刀具，以及工件的夾緊與松開，冷卻、潤滑泵的開與關，使刀具、工件和其它輔助裝置嚴格按照加工程序規定的順序、軌跡和參數進行工作，從而加工出符合圖紙要求的零件。

2.數控機床結構

數控機床主要由控制介質、數控裝置、伺服系統和機床本體四個部分組成，如圖所示。數控機床的加工過程

1）控制介質 控制介質以指令的形式記載各種加工信息，如零件加工的工藝過程、工藝參數和刀具運動等，將這些信息輸入到數控裝置，控制數控機床對零件切削加工。

2）數控裝置 數控裝置是數控機床的核心，其功能是接受輸入的加工信息，經過數控裝置的系統軟件和邏輯電路進行譯碼、運算和邏輯處理，向伺服系統發出相應的脈沖，并通過伺服系統控制機床運動部件按加工程序指令運動。

3）伺服系統 伺服系統由伺服電機和伺服驅動裝置組成，通常所說數控系統是指數控裝置與伺服系統的集成，因此說伺服系統是數控系統的執行系統。數控裝置發出的速度和位移指令控制執行部件按進給速度和進給方向位移。每個進給運動的執行部件都配備一套伺服系統，有的伺服系統還有位置測量裝置，直接或間接測量執行部件的實際位移量，并反饋給數控裝置，對加工的誤差進行補償。

4）機床本體 數控機床的本體與普通機床基本類似，不同之處是數控機床結構簡單、剛性好，傳動系統采用滾珠絲杠代替普通機床的絲杠和齒條傳動，主軸變速系統了齒輪箱，普遍采用變頻調速和伺服控制。

2.4、數控機床加工特點

數控機床已越來越多的應用于現代制造業，并發揮出普通機床無法比擬的優勢，數控機床主要有以下幾特點：

數控加床加工與操作方法

4.為了發揮數控機床的價值，操作者必須正確的掌握數控機床操作原則。按機床操作規程正確操作機床；按工藝和程序要求加工零件；加工前協調零件、刀具、壓板等尺寸避免干涉和碰撞；提高技術素質，減少裝刀、找正等非加工時間；正確維護保養各種輔具確保精度可靠。

五、結論

數控機床的應用已日益廣泛，如何“管好、用好、維護好”數控機床已成為亟待解決的重要問題。數控機床的使用不是簡單的使用設備，是一相繼屬性很強的應用工程。只有科學的管理，充分了解數控機床的特點，協調好各生產環節的平衡，才能真正發揮出它的經濟效益。

2.5、數控機床的操作方法

[1]數控機床操作者的要求；

就當前國內許多剛剛從事數控機床操作人員的分類來說，有很大一部分操作者是以前從事過一般手動機床或者半自動機床操作的技術工人，他們對機械加工非常熟悉，但對于數控機床的編程是比較陌生的；也有剛從機械專科學校畢業的學生，他們對機械加工知識，數控加工和編程的理論比較熟悉，但是缺少實際的機械加工經驗；也有很多操作者是從來沒有接觸過機械加工和編程的，那他們要學習數控機床操作，困難是非常巨大的。對于這些初學數控機床的人員，掌握一定的數控機床操作技巧是非常重要的。一方面他們可以避免發生機床碰撞事故，導致機床損壞；二是可以在較短的時間之內，能夠迅速提高操作者的數控機床操作技能，勝任本職工作，為單位創造經濟效益。本文特別針對這些剛接觸數控機床的操作人員，介紹了一些數控機床的操作技巧的理論知識，希望對剛剛從事的數控機床的操作者來說有一些借鑒的意義。

{1}首先，操作者需對操作的數控機床有一個全面的了解。了解機床的機械結構：要了解機床的機械構造組成；要掌握機床的軸系分布；更要牢牢地掌握機床各個數控軸的正負方向；要掌握機床的各部件的功能和使用，譬如簡單的氣動系統原理和功能，簡單的液壓系統工作原理和功能；另外要掌握機床各輔助單元的工作原理和功能，譬如刀庫、冷卻單元、電壓穩壓器，電器柜冷卻器等等單元的工作原理，功能和使用方法，以及機床各個安全門鎖的工作原理、功能和使用方法。

牢牢地掌握機床的各操作按鈕功能：知道怎么執行程序；怎么暫停程序后檢查工件加工狀態后，恢復暫停狀態后繼續執行程序，怎么停止程序；怎么更改程序后再執行程序，諸如此類。

了解你所操作機床是什么樣的操作系統；簡單了解數控系統的控制原理和工作方法；系統使用什么樣工作語言，機床加工使用的軟件及其使用的語言。如果操作者對該語言不了解或者對該語言的專業詞匯不了解，那么就需要專業的培訓，在培訓時需要認真地做好筆記，機床軟件中的每個詞匯代表什么中文意思，必須死記硬背進行掌握，那么才能為以后在工作中正確使用機床。另外，操作者也需要在培訓時對一般的操作報警的語句進行學習掌握，知道其中文是代表什么意思，怎么解決問題，怎么消除錯誤報警。另外對于操作者來說，如果有精力和能力允許的話，可以對該類語言進行學習掌握，那么對以后提高機床操作技巧有很大幫助。

{2}其次，要熟練掌握控制數控機床的手動或者自動操作，熟練掌握控制機床的各數控軸的移動。操作者必須達到熟能生巧的境界，那么才能在任何情況下都能做到收放自如；才會在遇到碰撞或者故障情況下，操作者可以正確而及時的處理問題，操作者才會形成條件反射，果斷采取制動手段。另外操作者對數控機床的加工程序要非常熟悉；什么樣的工序和操作，機床就應該有什么樣的動作，都要非常熟悉。當機床執行程序時，你才能在第一時間知道機床動作是否正確，是否需要采取制動措施。另外，每個初學操作者在操作機床的初期或多或少有一些恐懼心理，害怕機床發生撞刀、發生撞機。那么只有操作者在熟練掌握了數控機床的操作之后，才能克服類似的恐懼心理，才能在此基礎之上學習掌握更高的數控機床操作技巧。

{3}第三，要熟練掌握程序編輯，各個工序的參數補償和刀具或者砂輪的直徑和長度的補償。首先經過培訓掌握你所要操作數控機床的編程語言，編程方法和各參數補償方法。現在大多數先進的數控機床都配有編程或仿真的PC工作站。那么初學者可以在工作站上先進行軟件編輯和機床切削的仿真學習。在學習編程過程中，不要只注重模擬結果，更重要是要學習模擬加工的過程，要明白工件的加工需要使用什么樣的刀具或者砂輪，機床數控軸通過怎樣的運動軌跡完成了切削加工；機床在執行具體某個工序加工時，機床內各相關部件移動的位置和方向；注意在執行加工時各個軸的運動方向和切入方向，包

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數控加床加工與操作方法

裝夾是否牢靠，提高刀具的轉速或者降低轉速可以降低共振，另外查看是否有必要的更換新的刀具。

對于數控機床操作的初學者，經常發生碰撞。常聽別人說，不碰機床，就學不會機床操作，這是一種非常錯誤和有害的認識。機床碰撞對機床的精度是很大的損害，對于不同類型機床影響也不一樣。一般來說，對于剛性不強的機床影響較大，對于剛性較強的龍門結構的機床，在同等的撞擊力下影響較小。如果機床是懸臂式得結構，以及機床主軸是裝在一回轉軸上的機床結構，一旦機床發生碰撞的話，對機床的精度影響是致命的。所以對于高精度數控機床來說，碰撞絕對要杜絕。只要操作者細心和掌握一定的防碰撞的方法，碰撞是完全可以預防和避免。以下幾點心得或許對數控機床初學者預防碰撞有所幫助。

碰撞發生的最主要的原因：一是對刀具或者砂輪 的直徑和長度輸入錯誤；二是對工件的尺寸和其他相關的幾何尺寸輸入錯誤以及工件的初始位置定位錯誤；三是機床的工件坐標系設置錯誤，或者機床零點在加工過程中被重置，而產生變化。機床碰撞大多發生在機床快速移動過程中，這時候發生的碰撞的危害也最大，應絕對避免。所以操作者要特別要注意機床在執行程序的初始階段和機床在更換刀具或砂輪的時候，此時一旦程序編輯錯誤，刀具或砂輪的直徑和長度輸入錯誤，那么就很容易發生碰撞。在程序結束階段，各數控軸的退刀動作順序錯誤，那么也可能發生碰撞。為了避免上述碰撞，在第一次使用刀具和砂輪時，要仔細進行對刀，不能輕視該問題。為了避免碰撞，操作者在操作機床時，要充分五官的功能，觀察機床有無異常動作，有無火花，有無噪音和異常響動，有無震動，有無焦味。發現異常情況應立即停止程序，待機床問題解決后，機床才能繼續工作。同時在操作之前，操作者應該接受機床操作的安全培訓，每類機床應有安全操作規程，操作人員應經系統的操作和安全培訓，持有培訓合格的上崗證后才能上機床工作。工作前，應知道滅火器的位置，并且操作者要掌握滅火器的方法，機床的氣壓開關的位置，機床的輸入電源的開關的位置，液壓工作站的位置，都因掌握應急的關閉的方法，對于使用冷卻油的磨床應將滅火器的放置在機床的三米之內。

總之，掌握數控機床的操作技巧是一個循序漸進的過程，并不能一蹴而就。它是建立在掌握了機床基本操作、基礎的機械加工知識和基礎的編程知識之上的。數控機床操作

技巧也不是一成不變的。它是需要操作者成分發揮想象力和動手能力的有機組合，是具有創新性的勞動。

2.6、數控車床是怎樣操作的

1.手工編程操作

將編制的加工程序輸入數控系統，具體的操作方法是：先通過機械操作面板啟動數控機床，接著由CRT/MDI面板輸入加工程序，然后運行加工程序。1）啟動數控機床操作 ① 機床啟動按鈕ON ② 程序鎖定按鈕OFF 2）編輯操作

① 選擇MDI方式或EDIT方式 ② 按（PRGRM）健

③ 輸入程序名 鍵入程序地址符、程序號字符后按（INSRT）鍵。④ 鍵入程序段

⑤ 鍵入程序段號、操作指令代碼后按（INPUT）鍵。3）運行程序操作 ① 程序鎖定按鈕ON ② 選擇自動循環方式 2.調用程序操作

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數控加床加工與操作方法

如果車削工件外圓后，工件的外圓直徑大了0.30mm。對此，我們可不用修改程序，而通過修改刀位偏置值來解決，即在X方向把刀具位置的偏置值減小0.30mm，這樣 方便地解決了切削加工中產生的加工誤差。

三、數控機床產生幾何誤差的因素

3.1、普遍認為數控機床的幾何誤差由以下幾方面原因引起

1.1 機床的原始制造誤差

是指由組成機床各部件工作表面的幾何形狀、表面質量、相互之間的位置誤差所引起的機床運動誤差,是數控機床幾何誤差產生的主要原因。

1.2 機床的控制系統誤差

包括機床軸系的伺服誤差(輪廓跟隨誤差),數控插補算法誤差。

1.3 熱變形誤差

由于機床的內部熱源和環境熱擾動導致機床的結構熱變形而產生的誤差。

1.4切削負荷造成工藝系統變形所導致的誤差

包括機床、刀具、工件和夾具變形所導致的誤差。這種誤差又稱為“讓刀”,它造成加工零件的形狀畸變,尤其當加工薄壁工件或使用細長刀具時,這一誤差更為嚴重。

1.5 機床的振動誤差

在切削加工時,數控機床由于工藝的柔性和工序的多變,其運行狀態有更大的可能性落入不穩定區域,從而激起強烈的顫振。導致加工工件的表面質量惡化和幾何形狀誤差。

1.6 檢測系統的測試誤差

包括以下幾個方面:

(1)由于測量傳感器的制造誤差及其在機床上的安裝誤差引起的測量傳感器反饋系統本身的誤差;

(2)由于機床零件和機構誤差以及在使用中的變形導致測量傳感器出現的誤差。

1.7 外界干擾誤差

由于環境和運行工況的變化所引起的隨機誤差。

1.8 其它誤差

如編程和操作錯誤帶來的誤差。

上面的誤差可按照誤差的特點和性質,歸為兩大類:即系統誤差和隨機誤差。

數控機床的系統誤差是機床本身固有的誤差,具有可重復性。數控機床的幾何誤差是其主要組成部分,也具有可重復性。利用該特性,可對其進行“離線測量”,可采用“離線檢測——開環補償”的技術來加以修正和補償,使其減小,達到機床精度強化的目的。

隨機誤差具有隨機性,必須采用“在線檢測——閉環補償”的方法來消除隨機誤差對機床加工精度的影響,該方法對測量儀器、測量環境要求嚴格,難于推廣。

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數控加床加工與操作方法

數控機床更換被加工零件時幾乎不需要重新調整機床，節省了零件安裝調整時間。數控機床加工質量穩定，一般只作首件檢驗和工序間關鍵尺寸的抽樣檢驗，因此節省了停機檢驗時間。在加工中心機床上加工時，一臺機床實現了多道工序的連續加工，生產效率的提高更為顯著。

（4）能實現復雜的運動。普通機床難以實現或無法實現軌跡為三次以上的曲線或曲面的運動，如螺旋槳、汽輪機葉片之類的空間曲面；而數控機床則可實現幾乎是任意軌跡的運動和加工任何形狀的空間曲面，適應于復雜異形零件的加工。

（5）良好的經濟效益。數控機床雖然設備昂貴，加工時分攤到每個零件上的設備折舊費較高。但在單件、小批量生產的情況下，使用數控機床加工可節省劃線工時，減少調整、加工和檢驗時間，節省直接生產費用。數控機床加工零件一般不需制作專用夾具，節省了工藝裝備費用。數控機床加工精度穩定，減少了廢品率，使生產成本進一步下降。此外，數控機床可實現一機多用，節省廠房面積和建廠投資。因此使用數控機床可獲得良好的經濟效益。

（6）有利于生產管理的現代化。數控機床使用數字信息與標準代碼處理、傳遞信息，特別是在數控機床上使用計算機控制，為計算機輔助設計、制造以及管理一體化奠定了基礎。

五、數控機床加工的分類與發展

5.1、數控機床的分類統

數控機床的種類很多，主要分類如下：

按工藝用途分類。按工藝用途，數控機床可分類如下。普通數控機床：這種分類方式與普通機床分類方法一樣，銑床、數控錨床、數控鉆床、數控磨床、數控齒輪加工機床等。加工中心機床：數控加工中心是在普通數控機床上加裝一個刀庫和自動換刀裝置而構成的數控機床，它可在一次裝夾后進行多種工序加工。

按運動方式分類。按運動方式，數控機床可分類如下：點位控制數控機床。數控系統只控制刀具從要有數控鉆床、數控坐標錘床、數控沖剪床等。直線控制數控機床：數控系統除了控制點與點之間的準確位置以外，還要保證兩點之間移動的軌跡是一條直線，而且對移動的速度也要進行控制。這類機床主要有簡易數控車床、數控銷、銑床等。輪廓控制數控機床：數控系統能對兩個或兩個以上運動坐標的位移及速度進行連續相關的控制，使合成的運動軌跡能滿足加工的要求。這類機床主要有數控車床、數控銑床等。

按伺服系統的控制方式分類。按伺服系統的控制方式，數控機床可分類如下。開環控制系統的數控機床。閉環控制系統的數控機床。半閉環控制系統的數控機床。

按數控系統的功能水平分類。技功能水平分類，數控系統可分類如下。經濟性數控機床。經濟性數控機床大多指采用開環控制系統的數控機床價格便宜，適用于自動化程度要求不高的場合。中檔數控機床。這類數控機床功能較全，價格適中，應用較廣。高檔數控機床。這類數控機床功能齊全，價格較貴。

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數控加床加工與操作方法

七、數控加工安全規則、進入車間實習時，要穿好工作服，大袖口要扎緊，襯衫要系入褲內。不得穿涼鞋、拖鞋、高跟鞋、背心、裙子和戴圍巾進入車間。注意：不允許戴手套操作機床； 2、注意不要移動或損壞安裝在機床上的警告標牌； 3、注意不要在機床周圍放置障礙物，工作空間應足夠大；、某一項工作如需要倆人或多人共同完成時，應注意相互間的協調一致； 5、不允許采用壓縮空氣清洗機床、電氣柜及 NC 單元；、應在指定的機床或計算機上進行操作。未經允許，其它機床設備、工具或電器開關等均不得亂動。

結論

通過我這幾年的數控專業的學習，了解了我國的機械工業發展取得的輝煌的成就。但和發達國家相比還有一段距離，我在大學四年的系統我已經基本掌握了數控專業技能，能過自己獨立操作，工藝分析和工藝編程。也可以對機床電器做最基本的電路分析和機床的故障排查等，一個高職大學生應具備的專業技能素質，系統學習了機械制造、機械制圖、電子電工、機械CAD、數控原理與結構，數控編程等專業課程。我希望自己在以后的工作中鍛煉自己，檢驗自己的掌握程度。這次設計就達到了這樣的目的，使自己更了解數控機床，對它的結構系統等有了更進一步的掌握，使自己的理論水平和實際操作水平更上一層樓。

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第三篇：數控技術畢業論文

畢 業 論 文

（實踐報告）

題目：數控車床的刀具與加工工藝

試點學校 姓 名 學 號 專 業 指導教師

十堰電大鄖縣分校 王 愛 波 1042001407181 數控技術（專科）丁 耀 東

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目錄

摘要..............................................................................................................................................-21.1.數控機床簡介...............................................................................................................-31.3.數控機床的組成...........................................................................................................-3第二章、數控刀具的選用...........................................................................................................-52.2.刀具材料.......................................................................................................................-5第三章、數控加工工藝分析.......................................................................................................-63.2.數控加工工藝過程.......................................................................................................-73.4.工序與工布的劃分.......................................................................................................-7結論..............................................................................................................................................-9后記.........................................................................................................................................../ 10

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摘要

數控技術是先進制造技術的基礎，它是綜合應用了計算機、自動控制、電氣傳動、自動檢測、精密機械制造和管理信息等技術而發展起來的高新科技。作為數控加工的主體設備，數控機床是典型的機電一體化產品。數控機床代表一個民族制造工業現代化的水平，隨著現代化科學技術的迅速發展，制造技術和自動化水平的高低已成為衡量一個國家或地區經濟發展水平的重要標志。

本文主要討論數控車床的概述，數控機床刀具的選用及加工工藝和數控技術的發展方向。主要內容有關于數控機床的概述、數控機床的特點及組成和數控機床的發展趨勢，數控機床刀具的特點及其選擇、加工工藝分析過程及內容、工序及工步的劃分以及數控機床的發展等。

關鍵字：數控技術 機床 刀具 加工工藝

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第一章、數控概述

1.1.數控機床簡介

數控機床是數字控制機床（Computer numerical control machine tools）的簡稱，是一種裝有程序控制系統的自動化機床。該控制系統能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規定的程序，并將其譯碼，從而使機床動作并加工零件。

數控機床種類繁多，由數控系統通過伺服驅動系統去控制各運動部件的動作，主要用于軸類和盤類回轉體零件的多工序加工，具有高精度、高效率、高柔性化等綜合特點，適合中小批量形狀復雜零件的多品種、多規格生產。1.2.數控機床特點

數控機床的操作和監控全部在這個數控單元中完成，它是數控機床的大腦。與普通機床相比，數控機床有如下特點：

1、加工精度高，具有穩定的加工質量；

2、可進行多坐標的聯動，能加工形狀復雜的零件；

3、加工零件改變時，一般只需要更改數控程序，可節省生產準備時間；

4、機床本身的精度高、剛性大,可選擇有利的加工用量，生產率高（一般為普通機床的3~5倍）；

5、機床自動化程度高，可以減輕勞動強度；

6、對操作人員的素質要求較高，對維修人員的技術要求更高。1.3.數控機床的組成

數控機床一般由下列幾個部分組成：

1、主機，他是數控機床的主題，包括機床身、立柱、主軸、進給機構等機械部件。他是用于完成各種切削加工的機械部件。

2、數控裝置，是數控機床的核心，包括硬件（印刷電路板、CRT顯示器、鍵盒、紙帶閱讀機等）以及相應的軟件，用于輸入數字化的零件程序，并完成輸入信息的存儲、數據的變換、插補運算以及實現各種控制功能。

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3、驅動裝置，他是數控機床執行機構的驅動部件，包括主軸驅動單元、進給單元、主軸電機及進給電機等。他在數控裝置的控制下通過電氣或電液伺服系統實現主軸和進給驅動。當幾個進給聯動時，可以完成定位、直線、平面曲線和空間曲線的加工。

4、輔助裝置，指數控機床的一些必要的配套部件，用以保證數控機床的運行，如冷卻、排屑、潤滑、照明、監測等。它包括液壓和氣動裝置、排屑裝置、交換工作臺、數控轉臺和數控分度頭，還包括刀具及監控檢測裝置等。

5、編程及其他附屬設備，可用來在機外進行零件的程序編制、存儲等。1.4.數控機床發展趨勢

高速、精密、復合、智能和綠色是數控機床技術發展的總趨勢，近幾年來，在實用化和產業化等方面取得可喜成績。主要表現在以下方面。

1、機床復合技術進一步擴展隨著數控機床技術進步，復合加工技術日趨成熟，包括銑-車復合、車銑復合、車-鏜-鉆-齒輪加工等復合，車磨復合，成形復合加工、特種復合加工等，復合加工的精度和效率大大提高。“一臺機床就是一個加工廠”、“一次裝卡，完全加工”等理念正在被更多人接受，復合加工機床發展正呈現多樣化的態勢。

2、智能化技術有新突破數控機床的智能化技術有新的突破，在數控系統的性能上得到了較多體現。如：自動調整干涉防碰撞功能、斷電后工件自動退出安全區斷電保護功能、加工零件檢測和自動補償學習功能、高精度加工零件智能化參數選用功能、加工過程自動消除機床震動等功能進入了實用化階段，智能化提升了機床的功能和品質。

3、機器人使柔性化組合效率更高機器人與主機的柔性化組合得到廣泛應用，使得柔性線更加靈活、功能進一步擴展、柔性線進一步縮短、效率更高。機器人與加工中心、車銑復合機床、磨床、齒輪加工機床、工具磨床、電加工機床、鋸床、沖壓機床、激光加工機床、水切割機床等組成多種形式的柔性單元和柔性生產線已經開始應用。

4、精密加工技術有了新進展數控金切機床的加工精度已從原來的絲級（0.01mm）提升到目前的微米級（0.001mm），有些品種已達到0.05μm左右。超精密數控機床的微細切削和磨削加工，精度可穩定達到0.05μm左右，形狀精度可達0.01μm左右。采用光、電、化學等能源的特種加工精度可達到納米級（0.001μm）。通過機床結構設計優化、機床零部件的超精加工和精密裝配、采用高精度的全閉環控制及溫度、振動等動態誤差補償技術，提高機床加工的幾何精度，降低形位誤差、表面粗糙度等，從而進入亞微米、納米級超精加工時代。

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5、功能部件性能不斷提高功能部件不斷向高速度、高精度、大功率和智能化方向發展，并取得成熟的應用。全數字交流伺服電機和驅動裝置，高技術含量的電主軸、力矩電機、直線電機，高性能的直線滾動組件，高精度主軸單元等功能部件推廣應用，極大的提高數控機床的技術水平。

第二章、數控刀具的選用

2.1.數控機床的刀具特點

數控加工對刀具的要求不僅精度高、強度大、剛度好、壽命長。而且要求尺寸穩定、安裝調整方便。切削刀具由傳統的機械工具實現了向高科技產品的飛躍，刀具的切削性能有顯著的提高。切削技術由傳統的切削工藝向創新制造工藝的飛躍，大大提高了切削加工的效率。刀具工業由脫離使用、脫離用戶的低級階段向面向用戶、面向使用的高級階段的飛躍，成為用戶可利用的專業化的社會資源和合作伙伴。切削刀具從低值易耗品過渡到全面進入“三高一專（高效率、高精度、高可靠性和專用化）”的數控刀具時代，實現了向高科技產品的飛躍。成為現代數控加工技術的關鍵技術。與現代科學的發展緊密相連，是應用材料科學、制造科學、信息科學等領域的高科技成果的結晶。2.2.刀具材料

數控車床使用的刀具材料一般為高速鋼、硬質合金、涂層硬質合金和陶瓷。在數控切削加工時，數控刀具切削部分與切屑、工件相互接觸的表面上承受很大的壓力和摩擦，數控刀具在高溫下進行切削的同時，還承受切削力、沖擊和振動，因此數控刀具材料應滿足以下基本條件：

1、硬度：刀具材料必須具有高于工件材料的硬度，常溫硬度應在62HRC以上，并要求保持較高的高溫硬度。

2、耐磨性：耐磨性表示刀具抵抗磨損的能力，它是刀具材料力學性能、組織結構和化學性能的綜合反映。

3、強度和韌性：一種好的刀具材料，應根據它的使用要求，兼顧硬度和耐磨性兩方面的性能，有所側重。滿足高切削力、沖擊和振動的條件。

4、耐熱性：數控刀具材料應在高溫下保持較高的硬度、耐磨性、強度和韌性，并有良好的抗擴散、抗氧化能力。

5、導熱性和膨脹系數：在其他條件相同的情況下，刀具材料的熱導率越大，/ 10

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則由刀具傳出的熱量越多，有利于降低切削溫度和提高刀具使用壽命。線膨脹系數小，則可減少刀具的熱變形。

6、工藝性：為了便于制造，要求數控刀具材料有較好的可加工性，包括鍛、軋、焊、切削加工和可耐磨性、熱處理特性。材料的高溫特性對熱軋刀具十分重要。

2.3.數控刀具的選擇

1、刀片形狀的選擇：正型（前角）刀片：對于內輪廓加工，小型機床加工，工藝系統剛性較差和工件結構形狀較復雜應優先選擇正型刀片。負型（前角）刀片，對于外圓加工，金屬切除率高和加工條件較差時應優先選擇負型刀片。

2、一般外圓車削常用80°凸三角形、四方形和80°菱形刀片；仿形加工用55°、35°菱形和圓形刀片；在機床剛性、功率允許的條件下，大余量、粗加工應選擇刀尖角較大的刀片，反之選擇刀尖角較小的刀片。

3、前角的作用。大負前角用于：切削硬材料；需切削刃強度大，以適應斷續切削、切削含黑皮表面層的加工條件。大正前角用于：切削軟質材料易切削材料被加工材料及機床剛性差時。

4、后角的作用：小后角用于：切削硬材料；需切削刃強度高時。大后角用于：切削軟材料；切削易加工硬化的材料。

5、主偏角的作用：大主偏角用于：切深小的精加工；切削細而長的工件；機床剛性差時。小主偏角用于：工件硬度高，切削溫度大時；大直徑零件的粗加工；機床剛性高時。

6、副偏角具有減少已加工表面與刀具摩擦的功能。一般為5°～15°。

7、刃傾角是前刀面傾斜的角度。重切削時，切削開始點的刀尖上要承受很大的沖擊力，為防止刀尖受此力而發生脆性損傷，故需有刃傾角。推薦車削時為3°～5°。

第三章、數控加工工藝分析

3.1.數控加工工藝概念

數控加工工藝是采用數控機床加工零件時所運用各種方法和技術手段的總和，應用于整個數控加工工藝過程中。數控加工工藝是伴隨著數控機床的產生、發展而逐步完善起來的一種應用技術，它是人們大量數控加工實踐的經驗總結。

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3.2.數控加工工藝過程

是利用切削工具在數控機床上直接改變加工對象的形狀、尺寸、表面位置、表面狀態等，使其成為成品或半成品的過程。3.3.數控加工工藝內容

1、選擇并確定進行數控加工的內容。

2、對零件圖樣進行數控加工工藝分析。

3、零件圖形的數學處理及編程尺寸設定值的確定。

4、數控加工工藝方案的制定。

5、工步、進給路線的確定。

6、選擇數控機床的類型。

7、刀具、夾具、量具的選擇和設計。

8、切削參數的確定。

9、加工程序的編寫、校驗與修改。

10、首件試切加工與現場問題處理。3.4.工序與工布的劃分

3.4.1.工序的劃分

在數控機床上加工零件，工序可以比較集中，在一次裝夾中盡可能完成大部分或全部工序。首先應根據圖樣，考慮是否可以在一臺機床上完成整個零件的加工工作。若不能，則應決定其中那一部分在數控機床上加工，那一部分在其他機床上完成。一般工序劃分有以下幾種方式：

1、按零件裝卡定位方式劃分工序：由于每個零件結構形狀不同，各加工表面的技術要求也有所不同，故加工時，其定位方式則各有差異。一般加工外形時，以內形定位；加工內形時又以外形定位。因而可根據定位方式的不同來劃分工序。

2、按粗、精加工劃分工序：根據零件的加工精度、剛度和變形等因素來劃分工序時，可按粗、精加工分開的原則來劃分工序，即先粗加工再精加工。此時可用不同的機床或不同的刀具進行加工。通常在一次安裝中，不允許將零件某一部分表面加工完畢后，再加工零件的其他表面。

3、按所用刀具劃分工序：為了減少換刀次數，壓縮空程時間，減少不必要的定位誤差，可按刀具集中工序的方法加工零件，即在一次裝夾中，盡可能用同一把刀具加工出可能加工的所有部位，然后再換另一把刀加工其他部位。在專用

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數控機床和加工中心中常采用這種方法。

3.4.2.工步的劃分

主要從加工精度和效率兩方面考慮。在一個工序內往往需要采用不同的刀具和切削用量，對不同的表面進行加工。為了便于分析和描述較復雜的工序，在工序內又細分為工步。

1、同一表面按粗加工、半精加工、精加工依次完成，或全部加工表面按先粗后精加工分開進行。

2、對于既有銑面又有鏜孔的零件，可先銑面后鏜孔，使其有一段時間恢復，可減少由變形引起的對孔的精度的影響。

3、按刀具劃分工步。某些機床工作臺回轉時間比換刀時間短，可采用按刀具劃分工步，以減少換刀次數，提高加工生產率。總之，工序與工步的劃分要根據具體零件的結構特點、技術要求等情況綜合考慮。

四、數控機床的技術發展

機械設備最早的控制裝置是手動控制器。目前，繼電器—接觸器控制仍然是我國機械設備最基本的電氣控制形式之一。到了20世紀奶年代至50年代，出現了交磁放大機—電動機控制，這是一種閉環反饋系統，系統的控制精度和快速性都有了提高。20世紀60年代出現了晶體管——晶閘管控制，由晶閘管供電的直流調速系統和交流調速系統不僅調運性能大為改善，而且減少了機械設備和占地面積，耗電少，效率局，完全取代了交磁放大機—電動機控制系統。

在20世紀的60年代出現丁一種能夠根據需要方便地改變控制程序，結構簡單、價格低廉的自動化裝置—順序控制器。隨著大規模集成電路和微處理器技術的發展及應用，在20世紀70年代出現了一種以微處理器為核心的新型工業控制器——可編程序控制器。這種器件完全能夠適應惡劣的工業環境，由于它具備了計算機控制和繼電器控制系統兩方面的優點，故目前已作為一種標準化通用設備普通應用于工業控制。

隨著計算機技術的迅速發展，數控機床的應用日益廣泛，井進一步推動了數控系統的發展，產生了自動編程系統、計算機數控系統、計算機群控系統和天性制造系統。計算機集成制造系統及計算機輔助設計、制造一體化是機械制造一體化的高級階段，可實現產品從設計到制造的全部自動化。

綜上所述，機械設備控制技術的產生，并不是孤立的，而是各種技術相互滲透的結果。它代表了正在形成中的新一代的生產技術，已顯示出并將越來越顯示出強大的威力。

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生產技術的發展對產品性能要求越來越高，產品改型頻繁，采用多品種小批量生產方式的企業越來越多，這就要求數控機床向高速化、高招度化、復合化、系統化、智能化發展。

結論

通過這次畢業設計，使我對大學書本上所學的數控知識有了一次全面的綜合了解，例如：數控技術概術、刀具的選擇及工藝分析等，這些對今后工作都有很大的幫助。數控技術是未來制造業不可缺少的一部分，將在經濟發展與社會進步的今天發揮重要作用，作為跨世紀的新一代，我們有理由相信，我國機械制造業會更加輝煌,祖國的明天也會更加美好。

參考文獻

[1]張超英,數控機床加工工藝、編程及操作實訓,北京；高等教育出版社，2003，9

[2]王洪，數控加工程序編制，北京；機械工業出版社，2003.6 [3]董兆偉，數控機床編程技術，北京；機械工業出版社，2009.9 [4]胡占齊，楊莉主編.機床數控技術.北京；機械工業出版社，2002 [5]王潤孝，秦現生主編.機床數控原理與系統.西安；西北工業大學出版社，2003 [6]盧小平.數控加工與編程.西安；電子科技大學出版社，1999 [7]古文生，數控機床及應用，北京；電子工業出版社，2002.3 [8]吳明有，數控機床加工技術，東南大學出版社，2011.5

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后記

時光匆匆如流水，轉眼便是大學畢業時節，春夢秋云，聚散真容易。在這個美好的季節里，我在電腦上敲出了最后一個字，心中涌現的不是想象已久的歡欣，卻是難以言喻的失落。是的，隨著論文的終結，意味著我生命中最純美的學生時代即將結束，盡管百般不舍，這一天終究會在熙熙攘攘的喧囂中決絕的來臨。

三年寒窗，所收獲的不僅僅是愈加豐厚的知識，更重要的是在閱讀、實踐中所培養的思維方式、表達能力和廣闊視野。很慶幸這些年來我遇到了許多恩師益友，無論在學習上、生活上還是工作上都給予了我無私的幫助和熱心的照顧，讓我在諸多方面都有所成長。感恩之情難以用語言量度，謹以最樸實的話語致以最崇高的敬意。

還要感謝我的朋友及同學，在最后的畢業論文時從百忙只中抽出的時間給予我的的幫助，滴水之恩沒齒難忘；他們的幫助更是一種精神上的支持，讓我今后的生活和工作中更加充滿自信，在未來的日子里，我會更加努力的學習和工作，不辜所有人對我的殷殷期望！

還有許多人，也許他們只是我生命中匆匆的過客，但他們對我的支持和幫助依然在我記憶中留下了深刻的印象。在此無法一一羅列，但對他們，我始終心懷感激。最后，我要向在百忙之中抽時間對本文進行審閱、評議和參加本人論文答辯的各位師長表示感謝！

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第四篇：數控技術

機床數控系統（機床）的基本組成：輸入輸出裝置，數控裝置，伺服驅動（+反饋裝置，輔助裝置及機床本體）數控機床分類：按加工工藝方法分：普通數控機床，加工中心。按伺服驅動特點分：開環控制數控機床，半閉環，閉環。按加工軌跡分：點位控制數控機床，直線，輪廓。數控機床的特點：加工精度高，機床柔性強，自動化程度高，生產率高，經濟效益高，利于管理。數控機床機械結構特點：1結構簡單，操作方便，自動化程度高2廣泛采用高效，無間隙傳動裝置和新技術新產品3具有適應無人化，柔性化加工的特殊部件4對機械結構，零部件的要求高。數控機床對機械結構的基本要求1具有較高的靜動剛度和良好的抗振性2具有良好的熱穩定性3具有較高的運動精度與良好的低速穩定性4具有良好的操作安全防護性能。提高數控機床性能的措施1合理選擇數控機床的總體布局2提高結構件的剛度3提高機床抗振性4改善機床的熱變形5保證運動的精度和穩定性。數控機床常用布局形式：平床身，斜床身，立式床身（大型的）。主傳動系統的基本要求：1主軸一般都要求能自動實現無級變速2主軸系統必須具有足夠高的轉速和足夠大的功率3主傳動系統應簡化結構，減少傳動件4在加工中心上，必須具有安裝刀具和刀具交換所需的自動夾緊裝置，以及主軸定向準停裝置5主軸還需要安裝位置檢測裝置。主傳動的無級變速三種方法：1采用交流主軸驅動系統實現無級變速運動2在經濟型，普及型數控機床上采用變頻帶變頻電動機或普通交流電動機實現無級變速3在高速加工機床上，采用主軸和電動機一體化的新穎功能部件-電主軸。主軸的聯接形式：1用輔助機械變速機聯接2定傳動比的聯接3采用電主軸。數控機床對進給傳動系統的基本要求：1提高傳動部件的剛度2減小傳動部件的慣量3減小傳動部件的間隙4減小系統的摩擦阻力。數控機床進給傳動系統的基本形式：1滾珠絲杠螺母副2靜壓絲杠螺母副3靜壓蝸桿蝸條幅和齒輪齒條幅4直線電動機直接驅動。數控機床對導軌的基本要求：1導向精度高2精度保持性好3足夠的剛度4良好的摩擦特性。數控機床的種類與特點：1滑動導軌：結構簡單，制造方便，剛度高，抗震性好2滾動導軌：靈敏度高，定位精度高，摩擦小，壽命長3靜壓導軌：無摩損，精度保持性好，承載大，剛度好，抗震性好。步進電動機的優缺點：結構簡單，控制容易，維修方便，負載大，速度高的情況下易失步。交流逆變：交流伺服，交流主軸，變頻器的共性關鍵技術。為進交電機的調速，需改變電機的電壓與頻率，這個改變電壓與頻率的裝置叫逆變器。

三相異步電動機的固有特性：異步電動機在額定電壓和額定功率下，按規定的接線方式接線，定轉子電路外接電阻和電抗為零時的轉速和電磁轉矩的關系。常用人為機械特性：降低定子電壓，轉子電路串接電阻，改變定子電源頻率，改變極對數。異步電動機的起動方法：直接啟動，降壓啟動，繞先行電動機轉子串電阻啟動。異步電動機的制動方法：能耗制動，反接制動（轉子反轉，定子兩相反接，發電反饋制動），回饋制動。控制電器：中間繼電器，時間繼電器（空氣阻尼式，晶體管式）。保護電器：熱繼電器，熔斷器，低壓斷路器。電器保護環節：過載保護，短路保護（熔斷器，自動開關），零壓與欠壓保護，過流保護。PLC的工作方式：輸入采樣階段，程序執行階段，輸出刷新階段。步進電機的運行特性及影響因素：矩角特性：反映步進電動機電磁轉矩隨轉角的關系。單步運行特性：加一個控制脈沖改變一次通電狀態。步進電動機的主要性能指標：步距角：每給一個電脈沖信號，電動機轉子所應轉過角度的理論值。轉矩：（保持轉矩）繞組不通電時電磁轉矩的最大值或轉角不超過一定值時的轉矩值。直流伺服電動機的基本類型：普通電樞，盤形電樞，空心杯電樞，無槽電樞，直流伺服齒輪減速電動機，直流力矩電動機。環形分配器：根據指令脈沖信號按一定的邏輯關系加到放大器上，使各相繞組安一定的順序和時間導通和關斷，并根據指令使電動機正轉或反轉，實現確定的運行方式。（由勵磁繞組數和工作方式決定）

第五篇：數控技術

自1954年美國麻省理工學院伺服機構實驗室研制出第一臺三坐標數控機床。1952美國帕森格公司和麻省理工學院研制出第一臺三位坐標銑床。

半閉環伺服系統控制數控機床是用安裝在進給絲杠軸端或電動機軸端的角位移測量元件檢測伺服電動機或絲杠的角位移

插補就是通過插補計算程序，根據程序規定的進給速度要求，完成在輪廓起點和終點之間的中間點的坐標值計算，也即數據點的密化工作。

在輪廓加工中，由于刀具總有一定的半徑，刀具中心軌跡并不等于零件輪廓軌跡，應使刀具中心軌跡偏離輪廓一個半徑值，這種偏移習慣上稱為刀具半徑補償 直線插補和圓弧插補是CNC系統的兩種基本插補功能 目前常用的插補方法可分為脈沖增量插補和數據采樣插補

脈沖增量插補的方法：逐點比較法、數字積分法、比例積分法、數字脈沖乘法器法 數據采樣插補法：直線函數、擴展數字積分法、二階遞歸擴展數字積分法、雙數字積分插補法

逐點比較法插補原理是每次僅向一個坐標軸輸出一個進給脈沖，每走一步將加工店的瞬時坐標與理論的加工軌跡相比較，判斷實際加工點與理論加工軌跡的偏差位置，通過偏差函數計算二者之間的偏差

逐點比較法（圓弧、直線插補）有四個節拍偏差判斷2坐標進給3偏差計算4終點判別 脈沖編碼器在數控機床中應用：位移測量2主軸控制3測速4零脈沖用于回參考點控制。脈沖編碼器根據內部結構和檢驗方式可分為接觸式、光電式和電磁式三種。光柵由標尺光柵（長光柵）和指示光柵（短光柵）兩部分組成光柵檢測：在高精度的數控機床上，可以使用光柵作為位置檢測裝置，將機械位移轉換為數字脈沖，反饋給CNC裝置，實現閉環控制，測量長度、角度、速度、加速度、震動和爬行等。裝置由光源、透鏡、標尺光柵、指示光柵、光電轉換元件（讀數頭）和測量電路組成刀具半徑補償分為：刀具半徑左補償和刀具半徑右補償

刀具半徑補償目的（使數控編程按工件輪廓進行，自動計算刀心軌跡，即使刀具磨損、重磨、換刀時也能繼續加工，這樣即簡單又能保證加工精度）應用（當刀具磨損、重磨、換新刀而引起刀具直徑改變后，不必修改程序，只需在刀具參數設置中輸入變化后的刀具直徑；同一程序、同一尺寸的刀具，利用半徑補償，在刀具補償參數中設置不同的值，可進行粗精加工）

B功能刀具半徑補償為基本的刀具半徑補償，它根據程序段中零件輪廓尺寸和刀具半徑計算出刀具中心的運動軌跡。C功能刀具補償是在計算出刀具在本段運行軌跡后，提前將下一段的程序讀入，然后根據他們之間的轉接的具體情況，再對本段的軌跡作適當的修正，得到正確的本段加工軌跡。刀具中心軌跡過度方式有縮短型（180<=a<360）伸長型（90<=a<180）插入型（0<=a<90）數控系統的位置控制是私服系統的重要組成部分，是保證位置控制精度的重要環節 轉接形式：直線與直線，直線與圓弧，園與圓弧，圓弧與圓弧 常用的檢測裝置：旋轉變壓器，感應同步器，編碼器，光柵，磁柵 位置檢測裝置的精度主要包括系統精度和分辨率

CNC系統軟件包括CNC管理軟件（輸入、I/O處理、通信、顯示、診斷）和CNC控制軟件（譯碼、刀具補償、速度控制、插補、位置控制、開關量控制）

DNC直接數字控制系統：FMC柔性制造單元，FMS柔性制造系統，加工、物流、信息流三個子系統組成，CIMS計算機集成制造系統，管理信息，技術信息，制造自動化，集成質量信息分系統。

CIMS具有智能自動化的特征，是提高技術密集化的成果，是人們用新的概念和方法來經營和指導工廠的一種探索，力圖對傳統的制造業進行全面的技術改造，力求形成從市場調研、資源利用、生產決策、產品設計、工藝設計、制造和控制到經營和銷售的良性循環，以提高機械制造業的經濟效益和在多變的市場環境中的競爭力

機床數控技術的組成包括：1編程技術2程序載體3人機交互裝置4數控系統

CNC系統式數控系統的核心，伺服系統式CN 系統和機床本體的聯系環節，通常包括伺服驅動器（單元）和伺服電動機（驅動裝置）數控系統包括：控制器，驅動裝置

步進電動機是一種用電脈沖信號進行控制并將電脈沖信號轉換成相應的角位移的執行器，也稱脈沖電動機。其角位移量與電脈沖數成正比，其轉速與電脈沖信號輸入的頻率成正比

2．數控機床輸入裝置的作用是將程序載體上的數字代碼變成相應的控制指令，傳送并

存入數控裝置內。

3．數控機床按所用數控裝置類型可分為硬線NC數控機床和計算機CNC數控機床。4．一般認為柔性制造系統應由加工、物流和信息流三個子系統組成。

6．在數控機床的坐標系中，規定平行于主軸軸線的坐標系為Z坐標，對于沒有主軸的機床，則規定垂直于工件裝夾面的方向為Z坐標軸的方向。7．數控機床的進給伺服系統由數控系統（CNC）、伺服驅動系統（驅動器）及執行元件

（伺服電機）組成。

9．磁尺位置檢測裝置由磁性標尺、磁頭和檢測電路組成。

10．任意選擇刀具法的編碼方式有刀具編碼方式、刀套編碼方式 和記憶式方式。1．感應同步器是利用 電磁感應原理，將位移或轉角轉變為電信號，借以進行位置檢測。2．調速范圍是指數控機床要求電動機能提供的最高轉速與最低轉速之比。

4．異步交流伺服電動機轉子轉速為1440r/min，工頻為50HZ，其轉差率s為 5．刀位點表征刀具特征的點，車刀的刀位點為刀尖，球頭銑刀的到位點為球心。6．加工中心自動運行操作包括存儲器運行、MDI運行和DNC運行。

7．刀具半徑補償執行過程一般分為刀具補償建立、刀具補償進行和刀具補償撤銷。8．直流電機的調速有三種方法：改變電樞電壓、改變磁通量和改變電樞電路的電阻。10．數字增量圓弧插補法是用直線段逼近被插補的曲線。1．伺服系統是CNC系統和機床本體的關鍵聯系環節。

2．根據工藝方法可將數控機床分為：金屬切削數控機床、金屬成形數控機床、特種加

工數控機床。

3．閉環或半閉環控制的數控機床的加工精度主要由檢測系統的精度決定。

5．逐點比較插補法進給一步要完成偏差判別、坐標進給、偏差計算 和終點判別四個節

拍。

6．刀具半徑補償方法分為 刀具半徑補償B功能 與刀具半徑補償C功能。8．調速范圍是指數控機床要求電動機提供的最高轉速和最低轉速之比。

9．脈寬調制器的作用是將電流調節器的控制電壓信號轉換成脈沖寬度可調的脈沖電壓。10．現代數控機床采用的導軌主要有塑料滑動導軌、滾動導軌和靜壓導軌。

1．從零件圖紙到編制零件加工程序和制作控制介質的全部過程，稱為數控編程。2．刀具中心軌跡在編程軌跡的前進方向右側時稱為右補償。

3．數控機床按加工功能不同可分為點位控制數控機床、直線控制數控機床和輪廓控制

數控機床。

4．提高開環進給伺服系統精度的措施有傳動間隙補償和螺距誤差補償。

5．旋轉變壓器在鑒相型測量系統中，供給定子的正、余弦繞組的激磁信號是頻率和幅值相同而相位不同的交流電壓。

6．步進電機受脈沖電流的控制，其轉子的角位移量和角速度嚴格地與輸入脈沖的 數量 和脈沖的 頻率_成正比例。

9．滾珠絲杠螺母副的滾珠循環方式常用的有外循環和內循環兩種。

1．感應同步器定尺繞組中感應的總電勢是滑尺上正弦繞組和余弦繞組所產生的感應電勢的（代數差）。

2刀具中心軌跡在原編程軌跡的基礎上，向右偏移一個刀具半徑的補償指令是（G42）3．下面哪種檢測裝置不是基于電磁感應原理（光柵）。4．輔助功能M00代碼表示（程序停止）。

5．用逐點比較法插補直線OA，其起點坐標為O（0，0），終點坐標A（9，8），若采用插補的總步數作為終點減法計數器JE的初始值，則JE＝（17）。6．縮短型刀補在刀補軌跡轉接處工件內側所形成的角度（π≤α≤2π）。8．返回參考點操作就是使運動部件回到（機床坐標系原點）。

9．對于數控機床位置傳感器(機床位置傳感器的精度越高，機床的加工精度越高）10．圓弧插補指令G03 X Y I J 中，X、Y后的值為圓弧的（終點坐標）。

11．采用逐點比較法對第一象限直線插補運算時，若偏差函數大于零，則刀具位于(直線

上方)

12．單微處理器CNC結構中，微處理器CPU通過(總線）與存儲器、輸入/輸出控制等

各種接口相連。

13．CIMS的中文含義是（計算機集成制造系統）。

14．PWM調制方法中最基本、應用最廣的是（正弦波脈寬調制）

15．點位控制數控系統（僅控制刀具相對于工件的定位，不規定刀具運動的途徑）

數控機床的發展方向：1向高速、高精度方向發展2向柔性化、功能集成化方向發展3向高可靠性方向發展4向網絡化方向發展5向造型宜人方向發展

數控機床的控制原理：數控機床是用數字化的信息來實現自動控制的，將與加工零件有關的信息，用規定的文字、數字和符號組成的代碼，按一定的格式編成加工程序單，將加工程序通過控制介質輸入到數控裝置中，由數控裝置經過分析處理后，發出各種與加工程序相對應的信號和指令控制機床進行自動加工。

數控機床的工作原理：數控機床采用了計算機對數字信息進行處理從而控制的高效自動化機床，它能夠按照機床計算機規定的數字代碼把各種機械位移量、工藝參數、輔助功能表示出來，通過數控技術的邏輯處理或計算發出各種控制指令完成要求的機械動作，自動完成零件的加工任務。

機床數控技術：變成技術、程序載體、人機交互裝置，數控系統，機床本體

所謂脈寬調制，就是使功率晶體管工作于開關狀態，開關頻率保持恒定，用改變開關導通時間的方法來調整晶體管的輸出，是電動機兩端得到寬度隨時間變化的電壓脈沖 數控機床的主傳動廣泛采用直流伺服或交流伺服主軸電動機作為驅動元件，構成無級變速的傳動方式

數控機床的主傳動方式有四種：1二級齒輪變速的主傳動方式2定比傳動帶的主傳動方式3主軸電動機直接驅動的主傳動方式4電主軸

滾珠絲杠螺母副的預緊方式：1在兩個螺母之間插入調整墊片2改變螺母中間半個螺紋槽的節距進行預緊3在螺母中間裝一個彈簧機構

當使用直線電動機作為進給驅動系統時，進給系統為直接驅動

目前大多數的數控系統都采用任意換刀方式，分為導套編碼、刀具編碼和記憶式三種 數控機床的精度檢驗分為幾何精度檢驗、定位精度檢驗和切削精度檢驗

柔性制造單元式在制造單元的基礎上發展起來的，具有一定的柔性。所謂柔性，是指能夠較容易地適應多品種、小批量的生成功能，通過稍加調整或編程就可同時加工幾種不同的工作

數控機床的特點：1適應性、靈活性好2質量穩定、精度高3生產效率高4勞動強度低、勞動條件好5有利于現代化生產與管理6具有監控功能和故障診斷能力7使用、維護技術要求搞

數控機床分類：1按運動控制方式分（點位控制、直線控制、輪廓控制數控機床）2按伺服系統類型分類（開環伺服、半閉環伺服、閉環伺服系統控制數控機床）3按功能水平分類（經濟性、中檔、高檔數控機床）4按工藝方法分類（金屬切削、金屬成形、特種加工數控機床）特點：開環（結構簡單，制造成本低，價格便宜。有著廣泛的應用。但由于沒有測量反饋裝置，無法通過反饋自動進行誤差檢測和校正，因此位移精度一般不高），半閉環（具有相當高的精度，且調試比較方便，價格也較全閉環系統便宜，得到廣泛應用），閉環（定位精度高，調節速度快，但由于該系統將絲杠螺母副機工作臺導軌這些大慣量環節放在閉環之內，給調試者工作造成很大的困難。如果各種參數匹配不當會引起系統振蕩，造成系統不穩定，影響定位精度，而且系統復雜，成本高，故適用于精度要求很高的數控機床）

數控機床的機械結構特點：1支撐件的高度鋼化2傳動機構簡約化3傳動元件精密化4輔助操作自動化

機床通電步驟：1合上車床主電源開關2檢查主電動機的冷卻風扇是否啟動，車床照明燈是否亮，潤滑泵和液壓泵是否啟動3按下數控機床操作面板上的通電按鍵，系統啟動4通電數秒后顯示屏是否顯示，如果有報警，就會提示報警信息5檢查安裝在車床上的總壓力表，表頭顯示4MPa，說明正常

數控車床的一般操作步驟有：1編制程序2開機床3返回參考點4輸入加工程序5程序的編輯6試運行程序7找正、對刀8進行連續加工9操作顯示10程序的輸出11關機 數控機床維護的基本要求：1保持使用環境良好2保證部件的潤滑良好3保證機械精度要求4保證機床安全可靠

非圓曲線節點坐標的計算：用直線逼近非圓曲線時節點的計算（弦線逼近法、割線逼近法和切線逼近法），用圓弧段逼近非圓曲線時節點的計算（曲率圓法、三點園法、相切園法和雙圓弧法）