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數(shù)控機床的組成及工作原理范文第1篇

關(guān)鍵詞 自動化；數(shù)控機床；維修；診斷

中圖分類號TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708（2013）84-0116-02

數(shù)控機床是由主軸、床身、立柱等機械部件組成的帶有程序控制系統(tǒng)的自動化的數(shù)字控制機床?，F(xiàn)代自動化科技水平的日益提高，讓機床的結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，功能日趨完善，但機床故障也隨之增多。及時排查故障，準(zhǔn)確掌握維修要點是保障數(shù)控機床正常運行的必要手段。

1 數(shù)控機床的組成、特點和工作原理

數(shù)控機床受其功能限制，組成各不相同，各個機床生產(chǎn)廠家的研發(fā)原理也不盡相同。但最基本的構(gòu)成與工作原理都是相同的。數(shù)控機床主要是由機身、數(shù)字控制系統(tǒng)和輔助設(shè)置組成。機身主要包括了影響機床壽命、精度和穩(wěn)定性的鑄件；可以進(jìn)行由電機帶動并進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)直接面對加工器件的主軸；控制機床運轉(zhuǎn)的電機。數(shù)字控制系統(tǒng)部分主要包括處理器、驅(qū)動器、顯示部分、操作面板等組成；輔助設(shè)置主要包括確保數(shù)控機床正常運轉(zhuǎn)的輔助配套的部件，例如排屑、照明、監(jiān)控與檢測等功能配件。數(shù)控機床的主要特點是利用程序控制可以對各種零件進(jìn)行加工，過程中可以對零件位置與運動速度進(jìn)行控制，這些控制都是通過程序指令按步驟實現(xiàn)的，系統(tǒng)還可以針對加工狀況隨時對指令進(jìn)行分析與調(diào)整。數(shù)控機床的運行環(huán)境一般都在高溫、多震動的環(huán)境中，具有高度的可靠性、穩(wěn)固性、可以頻繁開啟反復(fù)操作等特點。

數(shù)控機床的工作原理就是通過數(shù)控控制計算機系統(tǒng)以信息指令的方式控制機床的運轉(zhuǎn)。當(dāng)機床控制中心發(fā)給機床進(jìn)給構(gòu)件指定后，各個構(gòu)件就按照指令做出相應(yīng)的加工操作，例如對工件的運動位移、速度、角度、操作次數(shù)等進(jìn)行指令控制。數(shù)控機床實現(xiàn)了數(shù)據(jù)信息自動化加工過程。

2 精密數(shù)控機床的維修

2.1 精密數(shù)控機床維修的重要意義

數(shù)控加工技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到各個行業(yè)，特別是制造業(yè)與工業(yè)自動化行業(yè)中，對于提高行業(yè)工作效率，帶動產(chǎn)業(yè)效益有著重要的作用。數(shù)控技術(shù)的發(fā)展水平也代表著整個社會自動化發(fā)展的進(jìn)步程度。加強數(shù)控機床的檢修與維護(hù)工作是當(dāng)前數(shù)控加工行業(yè)的重要課題。精密件加工的數(shù)控機床可以對精密器件進(jìn)行高精度的加工，對于現(xiàn)代加工工藝有進(jìn)一步的完善作用，對于器件加工的精度更加精確，讓器件功能更完美的呈現(xiàn)。精密件加工的數(shù)控機床維修對于現(xiàn)代機械加工工藝具有很大的促進(jìn)作用。

2.2 精密數(shù)控機床與一般機床維修的不同點

精密數(shù)控機床由于受到電腦控制程序的影響，其維修也較一般機床復(fù)雜。精密機床能夠完成普通機床不能加工的復(fù)雜零件，主要是造船、模具等高精尖加工業(yè)中應(yīng)用，因此，對于機床各部分零件的組成與功能要有所掌握，才能方便維修。精密數(shù)控機床比一般機床的加工精度高，在維修時要特別注意機床的各個參數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)值。此外，在維修中還要嚴(yán)格注意維修安全操作規(guī)范。

2.3精密數(shù)控機床維修對維修人員的要求

數(shù)控機床操作技術(shù)含量高，對維修人員的要求也高。主要有如下幾個方面：

1）維修人員具有較廣的知識面由于數(shù)控機床通常是集機械、電氣、液壓、氣動等干一體的加工設(shè)備，組成機床的各部分之間具有密切的聯(lián)系，其中任何一部分發(fā)生故障均會影響其他部分的正常工作。數(shù)控機床維修的第一步是要根據(jù)故障現(xiàn)象，盡快判別故障的真正原因與故障部位；

2）善于思考數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各部分之間的聯(lián)系緊密。故障涉及面廣；

3）善于學(xué)習(xí)作為數(shù)控機床維修人員不僅要注重分析與積累，還應(yīng)當(dāng)勤于學(xué)習(xí)，善于學(xué)習(xí)。數(shù)控機床，尤其是數(shù)控系統(tǒng)，其說明書內(nèi)容通常都較多，有操作、編程、連接、安裝調(diào)試、維修手冊、功能說明、PLC編程等。這些手冊、盜料少則數(shù)十萬字．多到上千萬字，要全面掌握系紋的全部內(nèi)容絕非一日之功而民在實際維修時，通常也不可能有太多的時間對說明書進(jìn)行全面、系統(tǒng)的學(xué)習(xí)。

3 精密加工件數(shù)控機床故障診斷

針對具體情況具體分析，數(shù)控機床故障診斷的一般步驟是：

1）認(rèn)真觀察。診斷前要仔細(xì)閱讀機床說明書，特別是要認(rèn)真閱讀機床的電氣圖、氣動圖、機床相關(guān)的精度與參數(shù)等等。診斷時可以采用利用視覺、嗅覺、觸摸等直接觀察法進(jìn)行數(shù)控機床故障診斷。對于故障產(chǎn)生的噪音、錯誤的執(zhí)行動作等都要仔細(xì)排查，仔細(xì)觀察機床指示燈狀況、插件與螺絲是否松動、是否有熔絲斷開、斷路、熱繼電器、絲桿、軸承不正常工作等現(xiàn)象出現(xiàn)；2）仔細(xì)分析?，F(xiàn)代機床生產(chǎn)技術(shù)不斷提高，除了機床自身CNC系統(tǒng)對于故障可以進(jìn)行報警提示外，檢修人員也已經(jīng)要對故障仔細(xì)分析。對于數(shù)控機床產(chǎn)生的故障經(jīng)過認(rèn)真觀察后已經(jīng)確定了故障部位，檢修前為安全檢修要對機床進(jìn)行斷電，斷電后對觀察的故障現(xiàn)象，認(rèn)真分析故障產(chǎn)生原因。必要時在確定無更大故障產(chǎn)生的前提下進(jìn)行帶電運轉(zhuǎn)，以更準(zhǔn)確的找到故障原因；3）準(zhǔn)確排查。對于確定故障現(xiàn)象與原因后要進(jìn)行準(zhǔn)備的排查，看機床是否還存在其它故障，故障確認(rèn)與排查要遵循由表及里、先易后難的原則，先對可觸摸到的器件故障進(jìn)行排查，再對不可觸摸到的器件通過觀察、嗅覺氣味等手段進(jìn)行排查。

4 精密數(shù)控機床的維修方法

數(shù)控機床的維修方法有很多種類，特別重要和難于掌握的有以下幾種：

1）測量比較法

測量比較法主要是針對機床電路出現(xiàn)故障時可以用示波器、萬用表等測量工具測量故障發(fā)生時的電壓、電流等參數(shù)，將測量值、測量波形與正常標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較后分析故障原因。對于機械故障也可以采用故障狀態(tài)下機床工作精度與正常精度對比的方法，分析出機械故障原因。

2）備板置換法

備板置換法是利用備用的數(shù)控機床電路板替換故障機床的電路板進(jìn)行維修的方法。該方法適用于需要快速、緊急解決故障的情況。進(jìn)行備板置換前要嚴(yán)格機床電路狀態(tài)，防止短路情況發(fā)生。置換過程中要注意接線、開關(guān)的連接與安裝是否與原來機床一致，特別要注意CRT模塊、存儲器模塊等的電路連接。需要進(jìn)行初始化的存儲器不要忘記使用前進(jìn)行初始化操作。

3）敲擊法

數(shù)控機床中有很多電路板和焊接件，不同的電路板有著不同的控制功能，每塊電路板又有很多焊點，每塊電路板都有可能出現(xiàn)虛焊或者焊接不良而影響正常功能的狀況。當(dāng)機床故障產(chǎn)生時，可以用絕緣物體對故障電路板進(jìn)行敲擊，故障往往產(chǎn)生在被敲打部位，如果敲打后電路連通，故障消失，說明故障是焊接問題，及時補焊就可以解決。

4）原理分析法

在遇到不常見的機床故障時，不要慌亂和盲目采取錯誤的維修方法。一定要認(rèn)真研讀機床的原理，了解機床結(jié)構(gòu)部件功能，機床各個參數(shù)與精度值，還要重點看懂?dāng)?shù)控機床的電路原理圖，這樣才能從原理入手，分析機床運行的邏輯，逐步找到問題的原因，有的放矢，才能盡快解決故障問題。

5 結(jié)論

數(shù)控機床是機械加工與自動化行業(yè)重要的加工設(shè)備，是實現(xiàn)機械部件加工自動化的重要工具。數(shù)控機床故障的診斷與維修決定了設(shè)備能夠長久、穩(wěn)定的順利運行，一定要加以重視，并且要采用正確、有效的維修方法。這樣，才能保持?jǐn)?shù)控機床的運轉(zhuǎn)正常，提高自動化程度與行業(yè)工作效率。

參考文獻(xiàn)

[1]郭士義.數(shù)控機床故障診斷與維修[M].機械工業(yè)出版社，2011.

[2]嚴(yán)峻.數(shù)控機床故障診斷與維修實例[M]. 機械工業(yè)出版社，2011.

數(shù)控機床的組成及工作原理范文第2篇

【關(guān)鍵詞】數(shù)控仿真技術(shù) 機械類 實踐性教學(xué)

【中圖分類號】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1006－9682（2011）09－0102－02

【Abstract】This article briefly introduced the numerical control simulation technology concept, the research present situation and in the machinery class practical teaching link application.

【Key words】Numerical control simulation technology Machinery class Practical teaching

近幾年，就業(yè)形勢比較嚴(yán)峻，為了提高學(xué)生的就業(yè)機會，必須增強學(xué)生的動手能力，要做到這一點，加強實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)是關(guān)鍵。但對于大多數(shù)院校來說，資金短缺是共同的問題。解決這一問題的最好辦法是引入仿真技術(shù)。

一、數(shù)控仿真技術(shù)

1．計算機仿真的概念及應(yīng)用

從工程的角度來看，仿真就是通過對系統(tǒng)模型的實驗去研究一個已有的或設(shè)計中的系統(tǒng)。分析復(fù)雜的動態(tài)對象，仿真是一種有效的方法，可以減少風(fēng)險，縮短設(shè)計和制造的周期，并節(jié)約投資。計算機仿真就是借助計算機，利用系統(tǒng)模型對實際系統(tǒng)進(jìn)行實驗研究的過程。它隨著計算機技術(shù)的發(fā)展而迅速地發(fā)展，在仿真中占有越來越重要的地位。計算機仿真的過程可通過圖1所示的要素間的三個基本活動來描述：［1］

建模活動是通過對實際系統(tǒng)的觀測或檢測，在忽略次要因素及不可檢測變量的基礎(chǔ)上，用物理或數(shù)學(xué)的方法進(jìn)行描述，從而獲得實際系統(tǒng)的簡化近似模型。這里的模型同實際系統(tǒng)的功能與參數(shù)之間應(yīng)具有相似性和對應(yīng)性。

仿真模型是對系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型（簡化模型）進(jìn)行一定的算法處理，使其成為合適的形式（如將數(shù)值積分變?yōu)榈\算模型）之后，成為能被計算機接受的“可計算模型”。仿真模型對實際系統(tǒng)來講是一個二次簡化的模型。

仿真實驗是指將系統(tǒng)的仿真模型在計算機上運行的過程。仿真是通過實驗來研究實際系統(tǒng)的一種技術(shù)，通過仿真技術(shù)可以弄清系統(tǒng)內(nèi)在結(jié)構(gòu)變量和環(huán)境條件的影響。

計算機仿真技術(shù)的發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在兩個方面：應(yīng)用領(lǐng)域的擴大和仿真計算機的智能化。計算機仿真技術(shù)不僅在傳統(tǒng)的工程技術(shù)領(lǐng)域（航空、航天、化工等方面）繼續(xù)發(fā)展，而且擴大到社會經(jīng)濟(jì)、生物等許多非工程領(lǐng)域，此外，并行處理、人工智能、知識庫和專家系統(tǒng)等技術(shù)的發(fā)展正影響著仿真計算機的發(fā)展。

數(shù)控加工仿真利用計算機來模擬實際的加工過程，是驗證數(shù)控加工程序的可靠性和預(yù)測切削過程的有力工具，以減少工件的試切，提高生產(chǎn)效率。

2．?dāng)?shù)控仿真技術(shù)的研究現(xiàn)狀

數(shù)控機床加工零件是靠數(shù)控指令程序控制完成的。為確保數(shù)控程序的正確性，防止加工過程中干涉和碰撞的發(fā)生，在實際生產(chǎn)中，常采用試切的方法進(jìn)行檢驗。但這種方法費工費料，代價昂貴，使生產(chǎn)成本上升，增加了產(chǎn)品加工時間和生產(chǎn)周期。后來又采用軌跡顯示法，即以劃針或筆代替刀具，以著色板或紙代替工件來仿真刀具運動軌跡的二維圖形（也可以顯示二維半的加工軌跡），有相當(dāng)大的局限性。對于工件的三維和多維加工，也有用易切削的材料代替工件（如石蠟、木料、改性樹脂和塑料等）來檢驗加工的切削軌跡。但是，試切要占用數(shù)控機床和加工現(xiàn)場。為此，人們一直在研究能逐步代替試切的計算機仿真方法，并在試切環(huán)境的模型化、仿真計算和圖形顯示等方面取得了重要的進(jìn)展，目前正向提高模型的精確度、仿真計算實時化和改善圖形顯示的真實感等方向發(fā)展。

從試切環(huán)境的模型特點來看，目前NC切削過程仿真分幾何仿真和力學(xué)仿真兩個方面。幾何仿真不考慮切削參數(shù)、切削力及其他物理因素的影響，只仿真刀具工件幾何體的運動，以驗證NC程序的正確性。它可以減少或消除因程序錯誤而導(dǎo)致的機床損傷、夾具破壞或刀具折斷、零件報廢等問題，同時可以減少從產(chǎn)品設(shè)計到制造的時間，降低生產(chǎn)成本。切削過程的力學(xué)仿真屬于物理仿真范疇，它通過仿真切削過程的動態(tài)力學(xué)特性來預(yù)測刀具破損、刀具振動、控制切削參數(shù)，從而達(dá)到優(yōu)化切削過程的目的。

二、機械類專業(yè)實踐性教學(xué)中存在的問題

1．《金工實習(xí)》教學(xué)中存在的問題

《金工實習(xí)》是機械類專業(yè)必修的一門實踐性技術(shù)基礎(chǔ)課。通過《金工實習(xí)》教學(xué)使學(xué)生初步接觸生產(chǎn)實際，獲得機械工業(yè)生產(chǎn)中常用金屬材料及其加工方法的基本知識，受到一定的基本操作訓(xùn)練，為學(xué)習(xí)其他有關(guān)課程和將來從事生產(chǎn)技術(shù)、經(jīng)營、管理等工作打下實踐基礎(chǔ)。

傳統(tǒng)金工實習(xí)教學(xué)的主要內(nèi)容是：［2］鑄造、鍛壓、焊接、熱處理、鉗工、普通機床的機械加工。隨著數(shù)控機床在我國機械制造行業(yè)的應(yīng)用越來越廣泛，對數(shù)控方面人才的需求也越來越大。數(shù)控機床的高性能、高精度、高可靠性，增加與增強使用功能，以及簡化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，改善操作性能，節(jié)約能源材料，減輕勞動強度，增大生產(chǎn)柔性，縮短生產(chǎn)周期和生產(chǎn)準(zhǔn)備周期等優(yōu)點，正滿足了企業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品在市場競爭力的要求，故近年來許多廠家競相采用數(shù)控機床。為了提升機械類專業(yè)的技術(shù)含金量，使這些專業(yè)能滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要，就必須在教學(xué)中增加或增大數(shù)控加工的內(nèi)容。因此，在金工實習(xí)中減少普通機械加工的課時，增填數(shù)控加工的內(nèi)容勢在必行。

2．《數(shù)控技術(shù)》教學(xué)中存在的問題

《數(shù)控技術(shù)》是機械類專業(yè)必修的一門專業(yè)課。通過該課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握數(shù)控機床的工作原理、組成、分類；程序代碼運用；CNC系統(tǒng)的組成及工作原理；插補原理；刀補原理；加減速控制原理；伺服系統(tǒng)的組成及工作原理；位置檢測元件的原理；掌握簡單零件的手工編程方法。

根據(jù)教學(xué)大綱，該課程有4個課時的實驗，主要是熟練手工編程的方法，需要的主要實驗設(shè)備是數(shù)控機床。但對于大多數(shù)院校來說，不可能購置多臺數(shù)控機床，因此存在實驗設(shè)備短缺的問題，不能很好地滿足教學(xué)要求。

三、改革機械類專業(yè)實踐性教學(xué)的措施

數(shù)控機床是一種精密的自動化機床，價格昂貴。但對于機械類專業(yè)來說，又是必不可少的教學(xué)設(shè)備。因此，根據(jù)實驗室現(xiàn)有的數(shù)控機床（數(shù)量有限），訂購相應(yīng)的數(shù)控加工仿真軟件，是一種兩全其美的好辦法。數(shù)控加工仿真軟件可以讓每個學(xué)生在電腦上模擬操作數(shù)控機床，教師可以在電腦上驗證學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，讓教學(xué)更加直觀、生動。實際上，利用購買一臺數(shù)控銑床的費用，就可以購置30個點的網(wǎng)絡(luò)數(shù)控仿真軟件及相應(yīng)的電腦。

在進(jìn)行數(shù)控加工實習(xí)時，先讓學(xué)生在電腦上通過數(shù)控加工仿真軟件模擬操作數(shù)控機床，操作熟練后再讓學(xué)生操作真實機床，增強手感。在進(jìn)行《數(shù)控技術(shù)》課程實驗時，先讓學(xué)生在數(shù)控仿真機床上練習(xí)手工編程，修改無誤并操作熟練后再讓學(xué)生在真實機床上操作。這種教學(xué)方式，一方面可以大大減少資金的投入，減少實習(xí)、實驗用房；另一方面可以增加學(xué)生動手的機會，在一定程度上提高學(xué)生的動手能力；其次，利用數(shù)控仿真機床教學(xué)，即使操作失誤，也不會損壞設(shè)備，更不會造成人身傷害，安全可靠。因此，目前大多數(shù)工科院校普遍采用數(shù)控仿真軟件教學(xué)，以便解決滿足教學(xué)要求與資金短缺之間的矛盾。

參考文獻(xiàn)

數(shù)控機床的組成及工作原理范文第3篇

一車床的數(shù)控改造

（一）、數(shù)控機床工作原理及組成

1.數(shù)控機床工作原理：

數(shù)控機床加工零件時，首先應(yīng)編制零件的加工程序，這是數(shù)控機床的工作指令。將加工程序輸入到數(shù)控裝置，再由數(shù)控裝置控制機床主運動的變化、起停，進(jìn)給運動的方向、速度和位移量以及其它如刀具選擇交換、工件夾緊松開和冷卻的開、關(guān)等動作，使刀具與工件及其它輔助裝置嚴(yán)格的按照加工程序規(guī)定的順序、軌跡和參數(shù)進(jìn)行工作，從而加工出符合要求的零件。

2.數(shù)控機床的組成：

數(shù)控機床主要由控制介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)和機床本體等四部分組成（二）、設(shè)計內(nèi)容及任務(wù)

普通車床（C618）的數(shù)控改造設(shè)計內(nèi)容包括：總體方案的確定和驗證、機械改造部分的設(shè)計計算（包括縱向、橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計與計算）、主運動自動變速原理及改造后的機床傳動系統(tǒng)圖的設(shè)計、機床調(diào)速電動機控制電路的設(shè)計、電磁離合器的設(shè)計計算。。

本設(shè)計任務(wù)是對C618臥式車床進(jìn)行數(shù)控化改造，實現(xiàn)微機對車床的數(shù)控化控制。利用微機對車床的縱向、橫向進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字控制，并要達(dá)到縱向最小運動單位為0.01/脈沖，橫向最小運動單位0.005/脈沖，主運動要實現(xiàn)自動變速，刀架要改造成自動控制的自動轉(zhuǎn)位刀架，要能自動的切削螺紋。

（三）、數(shù)控部分的設(shè)計改造

1、數(shù)控系統(tǒng)運動方式的確定

數(shù)控系統(tǒng)按其運動軌跡可分為：點位控制系統(tǒng)、連續(xù)控制系統(tǒng)。點位控制系統(tǒng)只要求控制刀具從一點移到另外一點的位置，而對于運動軌跡原則上不加控制。連續(xù)控制系統(tǒng)能對兩個或兩個以上坐標(biāo)方向的位移進(jìn)行嚴(yán)格的不間斷的控制。由于C618車床要加工復(fù)雜輪廓零件，所以本微機數(shù)控系統(tǒng)采用連續(xù)控制系統(tǒng)。

2、伺服進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計改造

數(shù)控機床的伺服進(jìn)給系統(tǒng)按有無位置檢測和反饋可分為開環(huán)伺服系統(tǒng)、半閉環(huán)伺服系統(tǒng)、閉環(huán)伺服系統(tǒng)。

閉環(huán)控制方案的優(yōu)點是可以達(dá)到和好的機床精度，能補償機械傳動系統(tǒng)中的各種誤差，消除間隙、干擾等對加工精度的影響。但他結(jié)構(gòu)復(fù)雜、技術(shù)難度大、調(diào)式和維修困難、造價高。

半閉環(huán)控制系統(tǒng)由于調(diào)速范圍寬，過載能力強，又采用反饋控制，因此性能遠(yuǎn)優(yōu)于以步進(jìn)電動機驅(qū)動的開環(huán)控制系統(tǒng)。但是，采用半閉環(huán)控制其調(diào)式比開環(huán)要復(fù)雜，設(shè)計上也要有其自身的特點，技術(shù)難度較大。

開環(huán)控制系統(tǒng)中沒有位置控制器及反饋線路，因此開環(huán)系統(tǒng)的精度較差，但其結(jié)構(gòu)簡單，易于調(diào)整，所以常用于精度要求不高的場合。

經(jīng)過上序比較，由于所改造的C618車床的目標(biāo)加工精度要求不高，所以決定采用開環(huán)控制系統(tǒng)。

3、數(shù)控系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計

數(shù)控系統(tǒng)都是由硬件和軟件兩部分組成，硬件是控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)，性能的好壞直接影響整體數(shù)控系統(tǒng)的工作性能。

數(shù)控裝置的設(shè)計方案通常有：

可以全部自己設(shè)計制作

可以采用單板機或STD模塊或工控機改制

可以選用現(xiàn)成的數(shù)控裝置作少量的適應(yīng)化改動

在普通機床的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造中，由于第一種設(shè)計周期較長且不經(jīng)濟(jì)，同時質(zhì)量也難于保證。第二種則更加不經(jīng)濟(jì)。所以不課程設(shè)計將采取第三鐘方案。

（四）、機械改造部分的設(shè)計

1、主傳動部分的改造設(shè)計

將原機床的主軸電動機換成變頻調(diào)速電動機，無級調(diào)速部分由變頻器控制。將原機床的主軸手動變速換成有電磁離合器控制的主軸變速機構(gòu)。改造后使其主運動和進(jìn)給運動分離，主軸電動機的作用只是帶動主軸旋轉(zhuǎn)。

2、進(jìn)給機構(gòu)的改造

將原機床的掛輪機構(gòu)、進(jìn)給箱、溜板箱、滑動絲杠、光杠等全部拆除?？v向、橫向進(jìn)給以步進(jìn)電動機作為驅(qū)動元件經(jīng)一級齒輪減速后，由滾珠絲杠傳動。

3、其它部件的改造

數(shù)控機床的組成及工作原理范文第4篇

關(guān)鍵詞：液壓系統(tǒng)圖；分解；倒推；整合；識讀方法

中圖分類號：G712 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）17-0091-03

一、引言

現(xiàn)代數(shù)控機床的全自動化控制需借助液壓傳動輔助機床實現(xiàn)整機的自動運行，如自動換刀、制動、工作臺自動交換等。但液壓傳動在密閉管道內(nèi)進(jìn)行，難以觀察和測量，故障診斷比較困難。目前較普遍的方法是根據(jù)液壓系統(tǒng)原理圖進(jìn)行故障診斷，所以本文著重分析數(shù)控機床液壓系統(tǒng)原理圖的識讀方法。

二、“瀏覽—分解—倒推—整合”數(shù)控機床液壓系統(tǒng)原理圖讀圖法

1.“瀏覽—分解—倒推—整合”讀圖法基本原理。液壓系統(tǒng)一般是一個主動力源同時為多個執(zhí)行元件供油。按一般讀系統(tǒng)圖的方法，從動力源開始，到執(zhí)行元件結(jié)束。將遇到多個分支油路，若逆向考慮：油液從執(zhí)行元件開始流動，到液壓泵結(jié)束，則能避免這個難題。因此，“瀏覽—分割—倒推—整合”讀圖法基本原理為：①瀏覽：快速瀏覽系統(tǒng)圖，了解系統(tǒng)動作循環(huán)、執(zhí)行元件的功能、執(zhí)行元件數(shù)目等，大概把握系統(tǒng)圖的復(fù)雜程度。②分解：以執(zhí)行元件為中心，將系統(tǒng)進(jìn)行分解，分解為若干個分支油路。③倒推：假定起點是執(zhí)行元件，終點是液壓泵，所有液壓元件處于連通狀態(tài)，分析油液流經(jīng)的液壓元件。然后按油液實際流向，詳細(xì)分析該回路。④整合：根據(jù)數(shù)控機床液壓系統(tǒng)的動作要求，以信號為紐帶，整合所有分支油路，歸納出整個液壓系統(tǒng)的工作原理和特點。

2.“瀏覽—分解—倒推—整合”讀圖法基本步驟。①了解：了解數(shù)控機床及其液壓系統(tǒng)的功能以及對液壓系統(tǒng)的要求。②瀏覽：了解液壓系統(tǒng)的動作循環(huán)、執(zhí)行元件數(shù)目與功能、液壓泵數(shù)目等。③系統(tǒng)分解：按執(zhí)行元件數(shù)目將系統(tǒng)分解為若干個子系統(tǒng)。④子系統(tǒng)分析：分析每個子系統(tǒng)的運動和原理。根據(jù)倒推原理，將每個子系統(tǒng)劃分成各分支回路，并對各分支回路的工作原理進(jìn)行分析。首先分析各分支回路由哪些基本回路組成。第二分析基本回路中液壓元件的功能和相互連接關(guān)系。第三根據(jù)運動循環(huán)，分析每步動作的進(jìn)、回油路線。最后根據(jù)進(jìn)、回油路線，分析每個分支回路的原理，并分析各子系統(tǒng)之間的聯(lián)系。⑤整合：包括子系統(tǒng)整合和系統(tǒng)整合。子系統(tǒng)整合主要依據(jù)關(guān)鍵液壓元件，如換向閥、壓力閥等的不同狀態(tài)；系統(tǒng)整合主要依據(jù)各子系統(tǒng)間順序、同步、互鎖等要求。信號是紐帶，并做出信號控制元件的動作順序圖或狀態(tài)圖。⑥歸納：全面分析液壓系統(tǒng)的工作原理后，歸納出設(shè)備液壓系統(tǒng)的特點。

三、實例分析

以MJ-50型數(shù)控車床液壓系統(tǒng)原理圖為例，應(yīng)用“瀏覽—分解—倒推—整合”讀圖法進(jìn)行讀圖，液壓系統(tǒng)原理圖如圖1所示。

第一步了解MJ-50型數(shù)控車及其液壓系統(tǒng)。MJ-50型數(shù)控車床主要用來加工軸類零件的內(nèi)外圓柱面、圓錐面、螺紋表面、成形回轉(zhuǎn)體表面等。液壓系統(tǒng)實現(xiàn)零件加工所需的輔助運動：主軸卡盤的夾緊與松開、卡盤夾緊力高低壓轉(zhuǎn)換、刀架夾緊與松開、刀架轉(zhuǎn)位、尾座套筒的伸出與縮回。液壓系統(tǒng)所需力及流量變化較小，主要負(fù)載是提供加工零件的夾緊力、預(yù)緊力以及刀盤的鎖緊力和一些油缸換位動作的平衡。一般采用中低壓系統(tǒng)即可。

第二步瀏覽液壓系統(tǒng)原理圖?？芍茄h(huán)動作，有四個執(zhí)行元件，分別實現(xiàn)上述輔助功能，一個液壓泵供油，圖中已指明執(zhí)行元件的運動方向。

第三步系統(tǒng)分解。圖1中有四個執(zhí)行元件，故將該系統(tǒng)分解為：主軸卡盤、刀架的夾緊與松開、刀架轉(zhuǎn)位和尾座套筒4個子系統(tǒng)。

第四步子系統(tǒng)分析。根據(jù)油液倒推原理，理出分支回路。以卡盤子系統(tǒng)為例，經(jīng)倒推可知此子系統(tǒng)有兩個分支回路，由換向、鎖緊和減壓三種基本回路組成。是主換向閥，實現(xiàn)主軸卡盤的夾緊與松開：1YA通電，卡盤實現(xiàn)正卡夾緊，2YA通電，卡盤實現(xiàn)反卡夾緊；電磁換向閥4實現(xiàn)卡盤高、低壓夾緊力切換：圖示狀態(tài)時，減壓閥8接入系統(tǒng)，高壓夾緊，電磁鐵3YA通電，4右位工作，減壓閥9接入系統(tǒng)，低壓夾緊；液壓泵1提供能源，單向閥2保證液壓泵出口的油不倒流。各元件的連接關(guān)系見圖1。經(jīng)分析，這兩個分支回路的進(jìn)、回油路線為。進(jìn)油路線：高壓回路：12843卡盤液壓缸；低壓回路：12943卡盤液壓缸?；赜吐肪€都為：卡盤液壓缸3油箱。正卡夾緊與松開工作原理：當(dāng)1YA通電時，閥3左位工作，泵出口壓力油經(jīng)閥8、閥4、閥3到液壓缸右腔，液壓缸左腔的油液經(jīng)閥3直接回油箱，活塞左移，卡盤正卡高壓夾緊。當(dāng)2YA通電時，活塞右移，卡盤松開。

第五步系統(tǒng)整合。根據(jù)設(shè)備對各子系統(tǒng)動作的要求，以信號為紐帶，將各子系統(tǒng)整合成一個整體。系統(tǒng)工作原理如下：按下油泵啟動按鈕時，卡盤和刀架都必須處于夾緊狀態(tài)，如圖1所示。數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出換刀指令后，首先刀架松開：4YA通電閥6右位工作，液壓油進(jìn)入刀架液壓缸下腔，上腔油液經(jīng)閥6右位回油箱，該液壓缸活塞上移，刀架松開；然后，刀架轉(zhuǎn)位：若8YA通電，閥5左位接入系統(tǒng)，油液經(jīng)閥5左位進(jìn)入液壓馬達(dá)，液壓馬達(dá)帶動刀架正轉(zhuǎn)，若7YA通電，則刀架反轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速分別由單向調(diào)速閥11和12控制；最后刀架復(fù)位夾緊：刀架轉(zhuǎn)位到指定位置后7YA或8YA斷電，液壓馬達(dá)停轉(zhuǎn)，同時4YA斷電，刀架夾緊，換刀過程結(jié)束。加工長軸類零件時需使用尾座，當(dāng)6YA通電時，閥7左位工作，泵出口油液經(jīng)減壓閥10、換向閥7左位進(jìn)入尾座套筒液壓缸左腔，液壓缸右腔油液經(jīng)單向調(diào)速閥13、閥7左位回油箱，缸筒帶動尾座套筒伸出，壓力計16顯示伸出時的預(yù)緊力大小。當(dāng)5YA通電時，缸筒帶動尾座套筒縮回。

第六步歸納液壓系統(tǒng)的特點：①采用單向變量液壓泵向系統(tǒng)供油，能量損失小。②用換向閥控制卡盤，實現(xiàn)高、低壓夾緊的轉(zhuǎn)換，并且分別調(diào)節(jié)高、低壓夾緊壓力的大小，因此可根據(jù)工件情況調(diào)節(jié)夾緊力，操作方便簡單。③用液壓馬達(dá)實現(xiàn)刀架轉(zhuǎn)位，可實現(xiàn)無級調(diào)速，并能控制刀架正、反轉(zhuǎn)。④用換向閥控制尾座套筒的伸出或縮回，并能調(diào)節(jié)尾座套筒伸出工作時的預(yù)緊力大小，能適應(yīng)不同工件的需要。⑤壓力計14、15、16可分別顯示系統(tǒng)相應(yīng)處壓力，便于故障診斷和調(diào)試。

四、結(jié)論

“瀏覽—分解—倒推—整合”是分析復(fù)雜液壓系統(tǒng)原理圖最基本的方法，實質(zhì)是通過分解將復(fù)雜的系統(tǒng)簡化為簡單的液壓回路，通過對簡單回路的分析整合出復(fù)雜系統(tǒng)的原理?；睘楹?、化整為零、各個擊破、歸納整合是這種方法的突出特征。但這種方法要靈活運用，上述的六個基本步驟也要靈活進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)：

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[2]肖龍.液壓與氣壓傳動技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，2011.

[3]曹智軍.數(shù)控機床與維修[M].北京：機械工業(yè)出版社，2011.

數(shù)控機床的組成及工作原理范文第5篇

關(guān)鍵詞：機械工程訓(xùn)練 數(shù)控加工技術(shù) 教學(xué)改革

中圖分類號：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（c）-0100-01

機械工程訓(xùn)練是高等工科教育重要的實踐環(huán)節(jié)之一，它是理工科許多專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課。數(shù)控加工技術(shù)是機械工程訓(xùn)練實習(xí)中的一門實踐性課程，目的是培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力。數(shù)控加工技術(shù)是一門理論與實踐都很強的課程，課程內(nèi)容涉及數(shù)控車、數(shù)控銑床、加工中心、線切割、激光加工等先進(jìn)制造技術(shù)，包含機械、電氣、液壓、計算機、信息處理、零件加工工藝等基礎(chǔ)知識。在工程訓(xùn)練中心學(xué)習(xí)的主要群體是大學(xué)低年級的學(xué)生，學(xué)生從未接觸過機械設(shè)備，還沒學(xué)習(xí)專業(yè)基礎(chǔ)知識，每種數(shù)控機床安排的實習(xí)時間有限;傳統(tǒng)的單向灌輸教學(xué)方法，以講授、示范操作為主，造成學(xué)生對基本概念掌握不清楚，缺少學(xué)習(xí)興趣和積極性，因此有必要對該課程進(jìn)行教學(xué)改革。

1 教學(xué)改革的內(nèi)容

1.1 面向?qū)I(yè)設(shè)置教學(xué)內(nèi)容

數(shù)控加工技術(shù)課程由兩部分組成：數(shù)控理論和數(shù)控機床操作實訓(xùn)。在數(shù)控機床操作實訓(xùn)之前，先學(xué)習(xí)數(shù)控理論，包括數(shù)控機床的基本知識、數(shù)控加工工藝及編程方法、CAM和數(shù)控仿真軟件的應(yīng)用。數(shù)控機床操作實訓(xùn)即實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，主要以學(xué)生動手為主。例如：對于機械類專業(yè)的學(xué)生，側(cè)重講解零件加工工藝、數(shù)控機床結(jié)構(gòu)、機床維護(hù)、機床工作原理等機械方面的相關(guān)知識;同時利用圖紙和CAM軟件，鍛煉學(xué)生的看圖、識圖、制圖的能力。對于電氣/計算機/信息類專業(yè)的學(xué)生，教學(xué)內(nèi)容包括：數(shù)控機床自動控制原理、數(shù)控裝置和PLC的工作原理、數(shù)控機床的電氣裝置維修等。通過因“需”施教，降低學(xué)習(xí)難度，鍛煉學(xué)生綜合運用所學(xué)知識的能力，同時增強學(xué)習(xí)專業(yè)知識的興趣。

1.2 利用現(xiàn)代教育技術(shù)和教學(xué)手段加強基礎(chǔ)理論教學(xué)

（1）利用多媒體促進(jìn)基礎(chǔ)理論教學(xué)。數(shù)控加工實習(xí)涉及項目多，機床工作原理、零件加工程序編制、機床操作等差異較大，學(xué)生短期內(nèi)難以掌握。在數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)知識教學(xué)環(huán)節(jié)，充分利用錄像、圖片、視頻等方法，演示數(shù)控機床的加工場面、工作原理、結(jié)構(gòu)特點和加工方法，使抽象、深奧的原理簡單化、直觀化，有助于學(xué)生更好地加深對基本概念、原理的體驗、理解和掌握，更好地激發(fā)學(xué)生興趣。

（2）利用CAD/CAM軟件提高學(xué)生編程能力。在零件加工程序編制教學(xué)環(huán)節(jié)，教師先講解程序指令的含義和基本編程方法，讓學(xué)生對編程基礎(chǔ)知識有一定的了解。然后，由教師指導(dǎo)學(xué)生，結(jié)合實習(xí)項目任務(wù)，使用CAD/CAM軟件完成零件的建模，確定加工方式、刀具規(guī)格、切削用量等加工工藝參數(shù)，并對加工軌跡進(jìn)行的模擬加工;軌跡無誤后自動生成程序代碼。學(xué)生在應(yīng)用CAD/CAM軟件進(jìn)行數(shù)控編程的過程，將數(shù)控編程、制造工藝、刀具、數(shù)控機床、數(shù)控加工等知識有機地結(jié)合起來，使學(xué)生所學(xué)的知識融會貫通，并在計算機上變得生動、形象起來。

（3）利用數(shù)控加工仿真軟件，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和數(shù)控理論的教學(xué)效果。通過仿真軟件，學(xué)生可以檢查自己通過課堂學(xué)習(xí)所掌握的知識是否能夠應(yīng)用于數(shù)控實際操作，激發(fā)學(xué)生對數(shù)控技術(shù)的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的編程能力，縮短實際操作時熟悉機床的時間，減少誤操作地發(fā)生。

1.3 安全第一，規(guī)范操作

在數(shù)控機床實操課，學(xué)生容易因編程的疏忽或操作失誤，造成刀具或機床損壞，甚至造成人身傷害。所以在操作機床前，應(yīng)對學(xué)生進(jìn)行必要的安全教育以及基本操作訓(xùn)練。教師必須先講解本次課中進(jìn)行機床操作的注意事項，強調(diào)安全操作規(guī)程。為確保教學(xué)安全，學(xué)生每兩人一組結(jié)成“互保對子”，同時按照機床的操作流程制定出標(biāo)準(zhǔn)的操作規(guī)范。

1.4 采用多種教學(xué)法

1.4.1 教師示范操作和學(xué)生講授相結(jié)合

在進(jìn)行機床基本操作訓(xùn)練時，采取四步教學(xué)法，教師先進(jìn)行示范操作，操作過程中應(yīng)說明機床上的開關(guān)、手柄、按鈕的名稱及用途，邊講解邊示范;同時注意根據(jù)不同專業(yè)學(xué)生的知識特點，對照實物講解機床的結(jié)構(gòu)、原理、維護(hù)、保養(yǎng)和故障排除等知識。通過教師示范、學(xué)生互教、實際操作，可以使學(xué)生的實際操作技能得到很大的提高。

1.4.2 利用項目教學(xué)法提高學(xué)生的創(chuàng)新能力

在數(shù)控機床實操課能力提高階段，采用項目教學(xué)法;根據(jù)機床數(shù)量，把全班學(xué)生劃分成若干個學(xué)習(xí)小組，每組同學(xué)共同討論相互協(xié)作完成一個項目任務(wù)。項目任務(wù)可以學(xué)生自己擬定，也由學(xué)生從教師提供的備選任務(wù)中選擇;學(xué)生通過相互討論、歸納分析、共同學(xué)習(xí)、團(tuán)結(jié)協(xié)作完成工作任務(wù)。最后由教師根據(jù)學(xué)生獨立操作完成的工件，從設(shè)計水平、構(gòu)思及造型等方面給出該工種的成績，并指出存在的問題。

1.5 促進(jìn)自主學(xué)習(xí)

數(shù)控加工技術(shù)課程內(nèi)容多，學(xué)生參加實訓(xùn)的課時有限，教師的教學(xué)重點只能放在基本的應(yīng)知應(yīng)會的部分，教學(xué)效果不好。為此，依照教學(xué)大綱要求并結(jié)合我校的實際情況，編寫了《金工實習(xí)教材》和《金工實習(xí)指導(dǎo)書》兩種教材?！督鸸嵙?xí)教材》將先進(jìn)加工方法與傳統(tǒng)加工方法的結(jié)合，反映現(xiàn)代科技新成就，每章后都有思考題，思考題的題目難易結(jié)合、覆蓋面廣，便于學(xué)生自學(xué)和鞏固所學(xué)知識?！督鸸嵙?xí)指導(dǎo)書》的內(nèi)容涵蓋：機床的操作方法和實習(xí)報告。通過閱讀指導(dǎo)書，學(xué)生可以按標(biāo)準(zhǔn)流程完成機床的操作，實現(xiàn)對學(xué)生實操技能的考察。教學(xué)中，要求學(xué)生每次課前必須根據(jù)教材先預(yù)習(xí)，上課過程中教師要對學(xué)生預(yù)習(xí)的內(nèi)容進(jìn)行抽問，對學(xué)生預(yù)習(xí)情況進(jìn)行督促檢查。采用課前預(yù)習(xí)的方式，可縮短教師在課堂上講解理論的時間，把更多的課堂時間留給學(xué)生操作。

1.6 與職業(yè)技能鑒定相結(jié)合

發(fā)揮高校師資力量雄厚和數(shù)控機床種類齊全的優(yōu)勢，與國家職業(yè)技能鑒定機構(gòu)合作，開展數(shù)控機床職業(yè)技能資格培訓(xùn)，將課堂教學(xué)與工程實踐緊密結(jié)合。學(xué)生在完成實習(xí)任務(wù)的同時，可通過參加數(shù)控車床或加工中心操作工技能鑒定考試獲得相應(yīng)的職業(yè)資格證書。通過數(shù)控加工技術(shù)實習(xí)與職業(yè)技能鑒定培養(yǎng)相結(jié)合，提高了學(xué)生理論知識水平和綜合技能，提高學(xué)生的就業(yè)優(yōu)勢和競爭力，拓寬學(xué)生的就業(yè)范圍。

2 結(jié)語

通過對數(shù)控加工技術(shù)實習(xí)課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法的改進(jìn)，能夠加深學(xué)生對知識的理解和應(yīng)用，鍛煉學(xué)生綜合運用知識的能力，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，縮短學(xué)校教育與企業(yè)需要的距離，為學(xué)生將來的學(xué)習(xí)和就業(yè)打下良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉軍.CAD/CAM軟件在數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用探討[J].教育教學(xué)論壇，2014（14）.