數(shù)控專業(yè)論文

時間：2023-04-01 09:31:19 數(shù)控畢業(yè)論文我要投稿

數(shù)控專業(yè)論文

　　【1】機電一體化技術(shù)在數(shù)控機床上的應(yīng)用分析

數(shù)控專業(yè)論文

　　前言

　　隨著經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的更新進(jìn)步，使工業(yè)生產(chǎn)由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發(fā)展階段。

　　由于大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，特別是微型電子計算機的空前發(fā)展，促進(jìn)了機械技術(shù)和電子技術(shù)的相互交叉和相互滲透，并使機械技術(shù)和電子技術(shù)在系統(tǒng)論、信息論和控制論的基礎(chǔ)上有機地結(jié)合起來，形成了機電一體化技術(shù)。

　　數(shù)控機床作為機電一體化產(chǎn)品的典型代表在當(dāng)今制造業(yè)中扮演著非常重要的角色，本文就機電一體化在數(shù)控機床中的應(yīng)用進(jìn)行分析探討。

　　1 機電一體化的基本概念

　　機電一體化的基本概念是根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織目標(biāo)。

　　機電一體化發(fā)展至今也已成為一門有著自身體系的新型學(xué)科，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展。

　　由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng)---機電一體化是指在機構(gòu)得主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù)，成為一個機電一體化系統(tǒng)或機電一體化產(chǎn)品。

　　機電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，合理配置與布局各功能單元，還將被賦予新的內(nèi)容。

　　并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)，將機械裝置與電子化設(shè)計及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱，是綜合運用機械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值。

　　具有智能化的特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別。

　　即機電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的眼神，還能賦予許多新的功能。

　　其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外，但是發(fā)展到機電一體化后。

　　“機電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個方面，其主要功能依然是代替和放大的體力，機械工程技術(shù)有純技術(shù)發(fā)展到機械電氣化，如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調(diào)節(jié)與控制自動診斷與保護(hù)等。

　　而不是機械技術(shù)、微電子技術(shù)以及其它新技術(shù)的簡單組合、拼湊，這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區(qū)別。

　　因此，機電一體化技術(shù)是基于上述群體技術(shù)有機融合的一種綜合技術(shù)。

　　2 機電一體化在數(shù)控機床中的應(yīng)用

　　2.1 機械設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用

　　機械技術(shù)是機電一體化的基礎(chǔ)。

　　在機械與電子相互結(jié)合的實踐中，機電一體化不斷對機械設(shè)計技術(shù)提出更高的要求(如結(jié)構(gòu)更新穎、體積更小、質(zhì)量更輕、精度更高、動態(tài)性能更好等)，使現(xiàn)代機械技術(shù)相對于傳統(tǒng)機械技術(shù)發(fā)生了很大改變。

　　所謂數(shù)控機床，它主要還是一臺用來加工零件的設(shè)備，但其在應(yīng)用機電一體化之后，已不再是原來意義上簡單的機床。

　　數(shù)控機床的主傳動、各個坐標(biāo)軸的進(jìn)給傳動都由單獨的伺服電動機驅(qū)動，并且各個坐標(biāo)軸之間的運動關(guān)系通過計算機來進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。

　　數(shù)控機床的機床本體部分相對于以往的普通機床做了很大的改進(jìn)，主要包括以下幾點：(1)采用了全封閉或半封閉防護(hù)裝置。

　　數(shù)控機床采用封閉防護(hù)裝置可防止切屑或切削液飛出，給操作者帶來意外傷害。

　　(2)采用自動排屑裝置。

　　數(shù)控機床大都采用斜床身結(jié)構(gòu)布局，便于采用自動排屑機，排屑方便。

　　(3)主軸速高，工件裝夾安全可靠。

　　數(shù)控機床主軸箱大都由電主軸或傳統(tǒng)機械主軸單元加變頻電動機和變頻器組成，以適應(yīng)更高的轉(zhuǎn)速要求;采用液壓卡盤，夾緊力調(diào)整方便可靠，同時也降低了操作工人的勞動強度。

　　(4)可自動換刀數(shù)控機床都采用了自動回轉(zhuǎn)刀架，在加工過程中可自動換刀，連續(xù)完成多道工序的加工。

　　(5)主、進(jìn)給傳動分離。

　　數(shù)控機床的主傳動與進(jìn)給傳動采用了各自獨立的伺服電機，使傳動鏈變得簡單、可靠。

　　同時各電機既可單獨運動，也可實現(xiàn)多軸聯(lián)動。

　　這些都是機電一體化總體設(shè)計技術(shù)和機械設(shè)計技術(shù)的成功應(yīng)用。

　　2.2 自動控制等技術(shù)的應(yīng)用

　　在數(shù)控機床中，主要采用高精度定位控制、速度控制等自動控制技術(shù)，來保證數(shù)控機床的正常運行。

　　信息處理技術(shù)包括信息的輸入、識別、變換、運算、存儲及輸出，它們大都依靠計算機來進(jìn)行，因此計算機技術(shù)與信息處理技術(shù)是密切相關(guān)的。

　　所謂數(shù)控機床，其與普通機床的最大區(qū)別即在于“數(shù)控”，數(shù)控就好比給一臺機器裝上了一個“腦袋”，這是機電一體化應(yīng)用中最為普遍的一點，同時它也是數(shù)控機床的核心。

　　這部分集合了計算機技術(shù)、信號變換技術(shù)、軟件編程技術(shù)等多項機電一體化技術(shù)，通過接收操作者通過輸入裝置輸入的加工機電一體化在數(shù)控機床中的應(yīng)用信息，經(jīng)數(shù)控裝置的系統(tǒng)軟件或邏輯電路進(jìn)行譯碼、運算和邏輯處理后，發(fā)出相應(yīng)的脈沖到伺服系統(tǒng)，以驅(qū)動機床。

　　如廣泛應(yīng)用于數(shù)控機床的可編程控制器(PLC)，它主要是接收數(shù)控裝置的 M、S、T 指令，對其進(jìn)行譯碼并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的控制信號，控制輔助裝置完成機床的相應(yīng)開關(guān)動作，同時接收操作面板和機床的 I/O 信號，送給數(shù)控裝置，經(jīng)其處理后，輸出指令來控制數(shù)控裝置的工作狀態(tài)和機床的動作。

　　數(shù)控機床中，計算機與信息處理裝置指揮整個產(chǎn)品的運行，信息處理是否準(zhǔn)確、及時，直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量和效率。

　　2.3 執(zhí)行與驅(qū)動技術(shù)的應(yīng)用

　　數(shù)控機床中的伺服系統(tǒng)主要包括主軸驅(qū)動單元、進(jìn)給驅(qū)動單元、主軸電機和進(jìn)給電機等，完成接收數(shù)控裝置輸出的指令信息，經(jīng)功率放大后，驅(qū)動機床執(zhí)行機構(gòu)按規(guī)定的路徑運動，以加工出符合要求的零件。

　　伺服驅(qū)動技術(shù)的主要研究對象是執(zhí)行元件及其驅(qū)動裝置。

　　執(zhí)行元件一方面通過電氣接口與數(shù)控裝置相連，以接收數(shù)控裝置的控制指令;另一方面又通過機械接口與機械傳動和執(zhí)行機構(gòu)相連，以實現(xiàn)規(guī)定的動作，因此伺服驅(qū)動技術(shù)是直接執(zhí)行操作的技術(shù)，對機電一體化產(chǎn)品的動態(tài)性能、穩(wěn)態(tài)精度、控制質(zhì)量等具有決定性的影響。

　　伺服系統(tǒng)在數(shù)控機床中的成功應(yīng)用，使得數(shù)控機床具有較高的精度與穩(wěn)定性。

　　2.4 檢測與傳感技術(shù)的應(yīng)用

　　在數(shù)控機床中測量與反饋是由檢測元件和相應(yīng)的電路組成，它們將檢測到的信號反饋至比較電路，經(jīng)信號比較和信號放大驅(qū)動機床，以準(zhǔn)確的速度做準(zhǔn)確的定位。

　　這是由于檢測與傳感技術(shù)是機電一體化的關(guān)鍵技術(shù)，它主要是將所測得的各種參量如位移、位置、速度、加速度、力、溫度、酸度和其他形式的信號燈轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一規(guī)格的電信號輸入到信息處理系統(tǒng)中，并由此產(chǎn)生出相應(yīng)的控制信號以決定執(zhí)行機構(gòu)的運動形式和動作幅度。

　　傳感與檢測技術(shù)是數(shù)控機床不可或缺的一部分，它實現(xiàn)的是數(shù)控機床自身的實時監(jiān)控與檢測，保證每一個行動都按照下發(fā)的指令去操作，從而有效地保證了機床的正常運行與產(chǎn)品的質(zhì)量。

　　結(jié)束語

　　隨著經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的更新進(jìn)步，和微電子技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，計算機本身也發(fā)生了巨大變革。

　　以微型計算機為代表的微電子技術(shù)逐步向機械領(lǐng)域滲透并與機械技術(shù)有機結(jié)合所形成的機電一體化，使機械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、功能、生產(chǎn)方式及管理體系均發(fā)生了重大改變，從而使工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)入了一個嶄新的“機電一體化時代”。

　　機電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。

　　【2】數(shù)控機床維修技術(shù)分析

　　【摘要】隨著國內(nèi)數(shù)控機床的迅速發(fā)展,數(shù)控機床逐步出現(xiàn)故障高發(fā)時段。

　　然而,目前的數(shù)控維修工作混亂無序,根本不能適應(yīng)數(shù)控行業(yè)快速發(fā)展的步伐。

　　為了使數(shù)控維修工作適應(yīng)現(xiàn)代化制造業(yè)的發(fā)展,提高數(shù)控設(shè)備維修質(zhì)量,那么規(guī)范數(shù)控維修行業(yè),已經(jīng)迫在眉睫。

　　本文通過闡述了數(shù)控機床的維修方法,使其具有可利用性、可持續(xù)發(fā)展性,為規(guī)范數(shù)控維修行業(yè)奠定堅實的基礎(chǔ)。

　　【關(guān)鍵詞】數(shù)控;機床;維修;技術(shù)分析

　　【中圖分類號】TU182【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A【文章編號】1674-3954(2011)02-0143-01

　　隨著我國機械加工的快速發(fā)展,國內(nèi)的數(shù)控機床也越來越多。

　　由于數(shù)控機床的先進(jìn)性和故障的不穩(wěn)定性,大部分故障都是以綜合故障形式出現(xiàn),所以數(shù)控機床的維修難度較大,并且數(shù)控機床維修工作的不規(guī)范,使得數(shù)控維修工作處于一種混亂狀態(tài),為了規(guī)范數(shù)控維修工作,提高數(shù)控機床的利用價值,本文提出五步到位數(shù)控維修法。

　　一、數(shù)控機床維修技術(shù)分析

　　1、故障記錄具體

　　數(shù)控機床發(fā)生故障時,對于操作人員應(yīng)首先停止機床,保護(hù)現(xiàn)場,并對故障進(jìn)行盡可能詳細(xì)的記錄,并及時通知維修人員。

　　(1)故障發(fā)生時的情況記錄

　　1)發(fā)生故障的機床型號,采用的控制系統(tǒng)型號,系統(tǒng)的軟件版本號。

　　2)故障的現(xiàn)象,發(fā)生故障的部位,以及發(fā)生故障時機床與控制系統(tǒng)的現(xiàn)象。

　　3)發(fā)生故障時系統(tǒng)所處的操作方式。

　　4)若故障在自動方式下發(fā)生,則應(yīng)記錄發(fā)生故障時的加工程序號,出現(xiàn)故障的程序段號,加工時采用的刀具號等。

　　5)若發(fā)生加工精度超差或輪廓誤差過大等故障,應(yīng)記錄被加工工件號,并保留不合格工件。

　　6)在發(fā)生故障時,若系統(tǒng)有報警顯示,則記錄系統(tǒng)的報警顯示情況與報警號。

　　7)記錄發(fā)生故障時,各坐標(biāo)軸的位置跟隨誤差的值。

　　8)記錄發(fā)生故障時,各坐標(biāo)軸的移動速度、移動方向,主軸轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向等。

　　(2)故障發(fā)生的頻繁程度記錄

　　1)故障發(fā)生的時例與周期。

　　2)故障發(fā)生時的環(huán)境情況。

　　3)若為加工零件時發(fā)生的故障,則應(yīng)記錄加工同類工件時發(fā)生故障的概率情況。

　　4)檢查故障是否與“進(jìn)給速度”、“換刀方式”或是“螺紋切削”等特殊動作有關(guān)。

　　(3)故障的規(guī)律性記錄。

　　(4)故障時的外界條件記錄。

　　2、故障檢查方法

　　維修人員故障維修前,應(yīng)根據(jù)故障現(xiàn)象與故障記錄,認(rèn)真對照系統(tǒng)、機床使用說明書進(jìn)行各頂檢查以便確認(rèn)故障的原因。

　　當(dāng)數(shù)控設(shè)備出現(xiàn)故障時,首先要搞清故障現(xiàn)象,向操作人員了解第一次出現(xiàn)故障時的情況,在可能的情況下觀察故障發(fā)生的過程,觀察故障是在什么情況下發(fā)生的,怎么發(fā)生的,引起怎樣的后果。

　　搞清了故障現(xiàn)象,然后根據(jù)機床和數(shù)控系統(tǒng)的工作原理,就可以很快地確診并將故障排除,使設(shè)備恢復(fù)正常使用。

　　故障檢查包括:

　　(1)機床的工作狀況檢查。

　　(2)機床運轉(zhuǎn)情況檢查。

　　(3)機床和系統(tǒng)之間連接情況檢查。

　　(4)CNC裝置的外觀檢查。

　　維修時應(yīng)記錄檢查的原始數(shù)據(jù)、狀態(tài),記錄越詳細(xì),維修就越方便,用戶最好編制一份故障維修記錄表,在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時,操作者可以根據(jù)表的要求及時填入各種原始材料,供維修時參考。

　　3、故障診斷

　　故障診斷是進(jìn)行數(shù)控機床維修的第二步,故障診斷是否到位,直接影響著排除故障的快慢,同時也起到預(yù)防故障的發(fā)生與擴大的作用。

　　首先維修人員應(yīng)遵循以下兩條原則:

　　(1)充分調(diào)查故障現(xiàn)場。

　　這是維修人員取得維修第一手材料的一個重要手段。

　　(2)認(rèn)真分析故障的原因。

　　分析故障時,維修人員不應(yīng)局限于 CNC部分,而是要對機床強電、機械、液壓、氣動等方面都作詳細(xì)的檢查,并進(jìn)行綜合判斷,達(dá)到確珍和最終排除故障的目的。

　　1)直觀法。

　　2)系統(tǒng)自診斷法。

　　3)參數(shù)檢查法。

　　4)功能程序測試法。

　　5)部件交換法。

　　6)測量比較法。

　　7)原理分析法。

　　8)敲擊法。

　　9)局部升溫法。

　　10)轉(zhuǎn)移法。

　　除了以上介紹的故障檢測方法外,還有插拔法、電壓拉偏法、敲擊法等等,這些檢查方法各有特點,維修人員可以根據(jù)不同的現(xiàn)象對故障進(jìn)行綜合分析,縮小故障范圍,排除故障。

　　4、維修方法

　　在數(shù)控機床維修中,維修方法的選擇到位不到位直接影響著機床維修的質(zhì)量,在維修過程中經(jīng)常使用的維修方法有以下幾種:

　　(1)初始化復(fù)位法。

　　由于瞬時故障引起的系統(tǒng)報警,可用硬件復(fù)位或開關(guān)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(jìn)行初始化清除,清除前應(yīng)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(jìn)行硬件診斷。

　　(2)參數(shù)更改,程序更正法。

　　系統(tǒng)參數(shù)是確定系統(tǒng)功能的依據(jù),參數(shù)設(shè)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,對此可以采用系統(tǒng)搜索功能進(jìn)行檢查,改正所有錯誤,以確保其正常運行。

　　(3)調(diào)節(jié)、最佳化調(diào)整法。

　　調(diào)節(jié)是一種最簡單易行的辦法。

　　通過對電位計的調(diào)節(jié),修正系統(tǒng)故障。

　　(4)備件替換法。

　　用好的備件替換診斷出壞的線路板,并做相應(yīng)的初始化啟動,使機床迅速投入正常運轉(zhuǎn),然后將壞板修理或返修,這是目前最常用的排故辦法。

　　(5)改善電源質(zhì)量法。

　　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(yù)防性措施來減少電源板的故障。

　　(6)維修信息跟蹤法。