軸形零件的加工數(shù)控專業(yè)畢業(yè)論文

1、<p><b>　　畢 業(yè) 論 文</b></p><p>　　題 目 軸形零件的加工 </p><p>　　專 業(yè) 數(shù)控加工與維護(hù)工程 </p><p>　　班 級 </p><p>　　學(xué) 生

2、 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p><b>　　二 0 0 九 年</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　20世紀(jì)人類最偉大的科技是計算機(jī)的發(fā)明與應(yīng)用，計算機(jī)及控制技術(shù)在機(jī)械制造設(shè)備中的應(yīng)用是世

3、紀(jì)內(nèi)制造業(yè)發(fā)展的最偉大的技術(shù)進(jìn)步。數(shù)控設(shè)備包括：車、銑、刨、磨、鏜、沖壓、電加工、加工中心及各類專機(jī)。每年    全世界的產(chǎn)量有10~20萬臺，產(chǎn)值上百億。美國、德國、日本等在90年代就開始重組機(jī)床，而中國“九五”計劃后才正式開始數(shù)控機(jī)床的開發(fā)、研究、應(yīng)用。2004年11月13日，溫家寶總理在遼寧召開的企業(yè)負(fù)責(zé)人座談會上明確指出：“機(jī)床是裝備制造業(yè)的工作母機(jī)，實現(xiàn)裝備制造業(yè)的現(xiàn)代化，取決于我國的

4、機(jī)床發(fā)展水平。振興裝備制造業(yè)，首先要振興機(jī)床工業(yè)，我們要大力發(fā)展國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床。”     　當(dāng)今世界數(shù)控技術(shù)及裝備發(fā)展的趨勢及我國數(shù)控裝備技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化的現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上討論了在我國加入WTO和對外開放進(jìn)一步深化的新環(huán)境下，發(fā)展我國數(shù)控技術(shù)及裝備、提高我國制造業(yè)信息化水平和國際競爭能力的重要性。我國是制造大國，在世界產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移中要盡量接受前端而不是后端的轉(zhuǎn)移，即要掌握先進(jìn)制造核心技術(shù)，

5、否則在新一輪國際產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中，我國制造業(yè)將進(jìn)一步“空芯”。我們以資源、環(huán)境、市場為代價，交換得到的可能僅僅是世界新經(jīng)濟(jì)格</p><p>　　關(guān)鍵詞： 數(shù)控技術(shù) 編程 故障分析</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一章 數(shù)控機(jī)床的分類</p><p>　　1.1.金屬切削類數(shù)

6、控機(jī)床</p><p>　　1.1.2 特種加工類數(shù)控機(jī)床</p><p>　　1.1.3 板材加工數(shù)控機(jī)床</p><p>　　1.2 按控制控制運(yùn)動軌跡分類</p><p>　　1.3 按驅(qū)動裝置的特點(diǎn)分類</p><p>　　1.4 混合控制數(shù)控機(jī)床</p><p>　　1.5

7、 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢 </p><p>　　1.6視新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的建立</p><p>　　第二章 典型軸類零件的加工</p><p>　　2.1零件圖工藝分析</p><p><b>　　2.2選擇設(shè)備</b></p><p>　　2.3確定零件的定位基準(zhǔn)和裝夾方式</p&g

8、t;<p>　　2.4確定加工順序及進(jìn)給路線</p><p><b>　　2.5刀具選擇</b></p><p>　　2.6切削用量選擇</p><p>　　2.7零件精加工工序</p><p>　　第三章 軸類零件加工</p><p><b>　　3.1工藝分析

9、</b></p><p><b>　　3.2手工編程</b></p><p><b>　　3.3 刀具卡片</b></p><p>　　3.4 SIEMENS802S 數(shù)控指令格式</p><p><b>　　3.5其他指令</b></p>

10、<p>　　3.6 支持的M代碼</p><p>　　第四章 數(shù)控加工中心故障排除及實例應(yīng)用</p><p><b>　　結(jié)束語</b></p><p><b>　　致謝</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>

11、　　第一章 數(shù)控機(jī)床的分類</p><p>　　1．1 金屬切削類數(shù)控機(jī)床 </p><p>　　與傳統(tǒng)的車、銑、鉆、磨、齒輪加工相對應(yīng)的數(shù)控機(jī)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(jī)床等。盡管這些數(shù)控機(jī)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(jī)床的動作和運(yùn)動都是數(shù)字化控制的，具有較高的生產(chǎn)率和自動化程度。 </p><p>　

12、　在普通數(shù)控機(jī)床加裝一個刀庫和換刀裝置就成為數(shù)控加工中心機(jī)床。加工中心機(jī)床進(jìn)一步提高了普通數(shù)控機(jī)床的自動化程度和生產(chǎn)效率。例如銑、鏜、鉆加工中心，它是在數(shù)控銑床基礎(chǔ)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(jìn)行銑、鏜、鉆、擴(kuò)、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(jī)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(jī)床的臺數(shù)和占地面積，縮短了輔助時

13、間，大大提高了生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量。 </p><p>　　1.1.2特種加工類數(shù)控機(jī)床 </p><p>　　除了切削加工數(shù)控機(jī)床以外，數(shù)控技術(shù)也大量用于數(shù)控電火花線切割機(jī)床、數(shù)控電火花成型機(jī)床、數(shù)控等離子弧切割機(jī)床、數(shù)控火焰切割機(jī)床以及數(shù)控激光加工機(jī)床等。 </p><p>　　1.1.3板材加工類數(shù)控機(jī)床 </p><p>　　常見的應(yīng)用

14、于金屬板材加工的數(shù)控機(jī)床有數(shù)控壓力機(jī)、數(shù)控剪板機(jī)和數(shù)控折彎機(jī)等。 </p><p>　　近年來，其它機(jī)械設(shè)備中也大量采用了數(shù)控技術(shù)，如數(shù)控多坐標(biāo)測量機(jī)、自動繪圖機(jī)及工業(yè)機(jī)器人等。 </p><p>　　1.2、按控制運(yùn)動軌跡分類 </p><p>　　1．點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床 </p><p>　　位置的精確定位，在移動和定位過程中不進(jìn)行任何加工

15、。機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)只控制行程終點(diǎn)的坐標(biāo)值，不控制點(diǎn)與點(diǎn)之間的運(yùn)動軌跡，因此幾個坐標(biāo)軸之間的運(yùn)動無任何聯(lián)系?？梢詭讉€坐標(biāo)同時向目標(biāo)點(diǎn)運(yùn)動，也可以各個坐標(biāo)單獨(dú)依次運(yùn)動。 </p><p>　　這類數(shù)控機(jī)床主要有數(shù)控坐標(biāo)鏜床、數(shù)控鉆床、數(shù)控沖床、數(shù)控點(diǎn)焊機(jī)等。點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置稱為點(diǎn)位數(shù)控裝置。 </p><p>　　2．直線控制數(shù)控機(jī)床 </p><p>　　直線控

16、制數(shù)控機(jī)床可控制刀具或工作臺以適當(dāng)?shù)倪M(jìn)給速度，沿著平行于坐標(biāo)軸的方向進(jìn)行直線移動和切削加工，進(jìn)給速度根據(jù)切削條件可在一定范圍內(nèi)變化。 </p><p>　　直線控制的簡易數(shù)控車床，只有兩個坐標(biāo)軸，可加工階梯軸。直線控制的數(shù)控銑床，有三個坐標(biāo)軸，可用于平面的銑削加工?，F(xiàn)代組合機(jī)床采用數(shù)控進(jìn)給伺服系統(tǒng)，驅(qū)動動力頭帶有多軸箱的軸向進(jìn)給進(jìn)行鉆鏜加工，它也可算是一種直線控制數(shù)控機(jī)床。 </p><p&g

17、t;　　數(shù)控鏜銑床、加工中心等機(jī)床，它的各個坐標(biāo)方向的進(jìn)給運(yùn)動的速度能在一定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，兼有點(diǎn)位和直線控制加工的功能，這類機(jī)床應(yīng)該稱為點(diǎn)位/直線控制的數(shù)控機(jī)床。 </p><p>　　3．輪廓控制數(shù)控機(jī)床 </p><p>　　輪廓控制數(shù)控機(jī)床能夠?qū)蓚€或兩個以上運(yùn)動的位移及速度進(jìn)行連續(xù)相關(guān)的控制，使合成的平面或空間的運(yùn)動軌跡能滿足零件輪廓的要求。它不僅能控制機(jī)床移動部件的起點(diǎn)與終點(diǎn)坐

18、標(biāo)，而且能控制整個加工輪廓每一點(diǎn)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)控機(jī)床。數(shù)控火焰切割機(jī)、電火花加工機(jī)床以及數(shù)控繪圖機(jī)等也采用了輪廓控制系統(tǒng)。輪廓控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要比點(diǎn)位/直線控系統(tǒng)更為復(fù)雜，在加工過程中需要不斷進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算，然后進(jìn)行相應(yīng)的速度與位移控制。 </p><p>　　現(xiàn)在計算機(jī)數(shù)控裝置的控制功能

19、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(jī)數(shù)控裝置都具有輪廓控制功能。 </p><p>　　1.3按驅(qū)動裝置的特點(diǎn)分類 </p><p>　　1．開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床 </p><p>　　這類控制的數(shù)控機(jī)床是其控制系統(tǒng)沒有位置檢測元件，伺服驅(qū)動部件通常為反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)或混合式伺服步進(jìn)電動機(jī)。數(shù)控系統(tǒng)每發(fā)出一個進(jìn)給指令，

20、經(jīng)驅(qū)動電路功率放大后，驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一個角度，再經(jīng)過齒輪減速裝置帶動絲杠旋轉(zhuǎn)，通過絲杠螺母機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)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)所決定的。此類數(shù)控機(jī)床的信息流是單向的，即進(jìn)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(jī)床。 </p><p>　　開環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)簡單，成本較低。但是，系統(tǒng)對移動部件的實際位移量不進(jìn)行監(jiān)測，也不能進(jìn)行誤差校正。因

21、此，步進(jìn)電動機(jī)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(jī)床，特別是簡易經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床。 </p><p>　　2．閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床 </p><p>　　接對工作臺的實際位移進(jìn)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(jìn)行比較，用差值對機(jī)床進(jìn)行控制，使移動部件按照實際需要的位移量運(yùn)動，最終實現(xiàn)移

22、動部件的精確運(yùn)動和定位。從理論上講，閉環(huán)系統(tǒng)的運(yùn)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(guān)，因此其控制精度高。圖1-3所示的為閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床的系統(tǒng)框圖。圖中A為速度傳感器、C為直線位移傳感器。當(dāng)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(jī)轉(zhuǎn)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(jìn)行位置控制，

23、直至差值為零時為止。這類控制的數(shù)控機(jī)床，因把機(jī)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(jī)床。 </p><p>　　閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床的定位精度高，但調(diào)試和維修都較困難，系統(tǒng)復(fù)雜，成本高。 </p><p>　　3．半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床 </p><p>　　半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床是在伺服電動機(jī)的軸或數(shù)控機(jī)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

24、杠的轉(zhuǎn)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(jìn)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(jī)的轉(zhuǎn)速，從而推算出工作臺的實際位移量，將此值與指令值進(jìn)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(jī)床。 </p><p>　　半閉環(huán)控制數(shù)控系統(tǒng)的調(diào)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(jī)設(shè)計成一體，這樣，使結(jié)構(gòu)更加緊湊

25、。 </p><p>　　1.4混合控制數(shù)控機(jī)床 </p><p>　　將以上三類數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)結(jié)合起來，就形成了混合控制數(shù)控機(jī)床。混合控制數(shù)控機(jī)床特別適用于大型或重型數(shù)控機(jī)床，因為大型或重型數(shù)控機(jī)床需要較高的進(jìn)給速度與相當(dāng)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(jī)床傳動鏈和工作臺全部置于控制閉環(huán)中，閉環(huán)調(diào)試比較復(fù)雜?；旌峡刂葡到y(tǒng)又分為兩種形式： </p>&l

26、t;p>　?。?）開環(huán)補(bǔ)償型。它的基本控制選用步進(jìn)電動機(jī)的開環(huán)伺服機(jī)構(gòu)，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(jī)械系統(tǒng)的誤差。 </p><p>　　（2）半閉環(huán)補(bǔ)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(jī)），B是角度測量元件，C是直線位移測量元件。</p>

27、<p>　　1.5數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢</p><p>　　數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，他對國計民生的一些重要行業(yè)（IT、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用，因為這些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢。從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢來看，其主要研究熱點(diǎn)有以下幾個方面〔1～4〕。<

28、/p><p>　　高速、高精加工技術(shù)及裝備的新趨勢</p><p>　　效率、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術(shù)研究會將其列為5大現(xiàn)代制造技術(shù)之一，國際生產(chǎn)工程學(xué)會（CIRP）將其確定為21世紀(jì)的中心研究方向之一。</p><p>　　在轎車工業(yè)領(lǐng)域，年產(chǎn)30萬輛的生產(chǎn)節(jié)拍

29、是40秒/輛，而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點(diǎn)問題之一；在航空和宇航工業(yè)領(lǐng)域，其加工的零部件多為薄壁和薄筋，剛度很差，材料為鋁或鋁合金，只有在高切削速度和切削力很小的情況下，才能對這些筋、壁進(jìn)行加工。近來采用大型整體鋁合金坯料“掏空”的方法來制造機(jī)翼、機(jī)身等大型零件來替代多個零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯(lián)結(jié)方式拼裝，使構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。</p><

30、;p>　　從EMO2001展會情況來看，高速加工中心進(jìn)給速度可達(dá)80m/min，甚至更高，空運(yùn)行速度可達(dá)100m/min左右。目前世界上許多汽車廠，包括我國的上海通用汽車公司，已經(jīng)采用以高速加工中心組成的生產(chǎn)線部分替代組合機(jī)床。美國CINCINNATI公司的HyperMach機(jī)床進(jìn)給速度最大達(dá)60m/min，快速為100m/min，加速度達(dá)2g，主軸轉(zhuǎn)速已達(dá)60 000r/min。加工一薄壁飛機(jī)零件，只用30min，而同樣的零件在

31、一般高速銑床加工需3h，在普通銑床加工需8h；德國DMG公司的雙主軸車床的主軸速度及加速度分別達(dá)12*!000r/mm和1g。</p><p>　　在加工精度方面，近10年來，普通級數(shù)控機(jī)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(jìn)入納米級(0.01μm)。</p><p>　　在可靠性方面，國外數(shù)控裝置的MTBF值已

32、達(dá)6 000h以上，伺服系統(tǒng)的MTBF值達(dá)到30000h以上，表現(xiàn)出非常高的可靠性。</p><p>　　為了實現(xiàn)高速、高精加工，與之配套的功能部件如電主軸、直線電機(jī)得到了快速的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大。</p><p>　　軸聯(lián)動加工和復(fù)合加工機(jī)床快速發(fā)展</p><p>　　采用5軸聯(lián)動對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進(jìn)行切削，不僅光潔度高，而且效率也

33、大幅度提高。一般認(rèn)為，1臺5軸聯(lián)動機(jī)床的效率可以等于2臺3軸聯(lián)動機(jī)床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進(jìn)行高速銑削淬硬鋼零件時，5軸聯(lián)動加工可比3軸聯(lián)動加工發(fā)揮更高的效益。但過去因5軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)、主機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因，其價格要比3軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床高出數(shù)倍，加之編程技術(shù)難度較大，制約了5軸聯(lián)動機(jī)床的發(fā)展。</p><p>　　當(dāng)前由于電主軸的出現(xiàn)，使得實現(xiàn)5軸聯(lián)動加工的復(fù)合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡化，其制造難度和成本大幅度

34、降低，數(shù)控系統(tǒng)的價格差距縮小。因此促進(jìn)了復(fù)合主軸頭類型5軸聯(lián)動機(jī)床和復(fù)合加工機(jī)床（含5面加工機(jī)床）的發(fā)展。</p><p>　　在EMO2001展會上，新日本工機(jī)的5面加工機(jī)床采用復(fù)合主軸頭，可實現(xiàn)4個垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5軸加工可在同一臺機(jī)床上實現(xiàn)，還可實現(xiàn)傾斜面和倒錐孔的加工。德國DMG公司展出DMUVoution系列加工中心，可在一次裝夾下5面加工和5軸聯(lián)動加工，可由CNC系統(tǒng)控制

35、或CAD/CAM直接或間接控制。</p><p>　　智能化、開放式、網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢</p><p>　　21世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如加工過程的自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動生成；為提高驅(qū)動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動識別負(fù)載自動選定模型、自

36、整定等；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(jī)界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。</p><p>　　為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應(yīng)用軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在的問題。目前許多國家對開放式數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行研究，如美國的NGC(The Next Generation Work-Station/Machine Control)、歐共體的OSACA(Open Syst

37、em Architecture for Control within Automation Systems)、日本的OSEC(Open System Environment for Controller)，中國的ONC(Open Numerical Control System)等。數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來之路。所謂開放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運(yùn)行平臺上，面向機(jī)床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對象（

38、數(shù)控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實現(xiàn)不同品種、不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng)，形成具有鮮明個性的名牌產(chǎn)品。目前開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運(yùn)行平臺、數(shù)控系統(tǒng)功能庫以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當(dāng)前研究的核心。</p><p>　　網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩年國際著名機(jī)床博覽會的一個新亮點(diǎn)。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成

39、的需求，也是實現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。國內(nèi)外一些著名數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概念和樣機(jī)，如在EMO2001展中，日本山崎馬扎克（Mazak)公司展出的“CyberProduction Center”（智能生產(chǎn)控制中心，簡稱CPC)；日本大隈（Okuma）機(jī)床公司展出“IT plaza”（信息技術(shù)廣場，簡稱IT廣場)；德國西門子(Siemens)公司展出的Open Manufact

40、uring Environment（開放制造環(huán)境，簡稱OME）等，反映了數(shù)控機(jī)床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢。</p><p>　　1.6視新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的建立</p><p>　　1.6.1 關(guān)于數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)規(guī)范</p><p>　　如前所述，開放式數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應(yīng)性、擴(kuò)展性，美國、歐共體和日本等國紛紛實施戰(zhàn)略發(fā)展計劃，并進(jìn)行開放式體系結(jié)構(gòu)數(shù)

41、控系統(tǒng)規(guī)范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定，世界3個最大的經(jīng)濟(jì)體在短期內(nèi)進(jìn)行了幾乎相同的科學(xué)計劃和規(guī)范的制定，預(yù)示了數(shù)控技術(shù)的一個新的變革時期的來臨。我國在2000年也開始進(jìn)行中國的ONC數(shù)控系統(tǒng)的規(guī)范框架的研究和制定。</p><p>　　1.6.2關(guān)于數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)</p><p>　　數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)是制造業(yè)信息化發(fā)展的一種趨勢。數(shù)控技術(shù)誕生后的50年間的信息交換都是基于ISO698

42、3標(biāo)準(zhǔn)，即采用G，M代碼描述如何（how）加工，其本質(zhì)特征是面向加工過程，顯然，他已越來越不能滿足現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)高速發(fā)展的需要。為此，國際上正在研究和制定一種新的CNC系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)ISO14649（STEP－NC)，其目的是提供一種不依賴于具體系統(tǒng)的中性機(jī)制，能夠描述產(chǎn)品整個生命周期內(nèi)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，從而實現(xiàn)整個制造過程，乃至各個工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)品信息的標(biāo)準(zhǔn)化。</p><p>　　STEP-NC的出現(xiàn)可能是數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域的一

43、次革命，對于數(shù)控技術(shù)的發(fā)展乃至整個制造業(yè)，將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。首先，STEP-NC提出一種嶄新的制造理念，傳統(tǒng)的制造理念中，NC加工程序都集中在單個計算機(jī)上。而在新標(biāo)準(zhǔn)下，NC程序可以分散在互聯(lián)網(wǎng)上，這正是數(shù)控技術(shù)開放式、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的方向。其次，STEP-NC數(shù)控系統(tǒng)還可大大減少加工圖紙（約75％）、加工程序編制時間（約35％）和加工時間（約50％）。</p><p>　　目前，歐美國家非常重視STEP-NC的研究

44、，歐洲發(fā)起了STEP-NC的IMS計劃(1999.1.1～2001.12.31)。參加這項計劃的有來自歐洲和日本的20個CAD/CAM/CAPP/CNC用戶、廠商和學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)。美國的STEP Tools公司是全球范圍內(nèi)制造業(yè)數(shù)據(jù)交換軟件的開發(fā)者，他已經(jīng)開發(fā)了用作數(shù)控機(jī)床加工信息交換的超級模型(Super Model)，其目標(biāo)是用統(tǒng)一的規(guī)范描述所有加工過程。目前這種新的數(shù)據(jù)交換格式已經(jīng)在配備了SIEMENS、FIDIA以及歐洲OSACA-N

45、C數(shù)控系統(tǒng)的原型樣機(jī)上進(jìn)行了驗證。</p><p>　　2 對我國數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本估計</p><p>　　我國數(shù)控技術(shù)起步于1958年，近50年的發(fā)展歷程大致可分為3個階段：第一階段從1958年到1979年，即封閉式發(fā)展階段。在此階段，由于國外的技術(shù)封鎖和我國的基礎(chǔ)條件的限制，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展較為緩慢。第二階段是在國家的“六五”、“七五”期間以及“八五”的前期，即引進(jìn)技術(shù)，消化吸

46、收，初步建立起國產(chǎn)化體系階段。在此階段，由于改革開放和國家的重視，以及研究開發(fā)環(huán)境和國際環(huán)境的改善，我國數(shù)控技術(shù)的研究、開發(fā)以及在產(chǎn)品的國產(chǎn)化方面都取得了長足的進(jìn)步。第三階段是在國家的“八五”的后期和“九五”期間，即實施產(chǎn)業(yè)化的研究，進(jìn)入市場競爭階段。在此階段，我國國產(chǎn)數(shù)控裝備的產(chǎn)業(yè)化取得了實質(zhì)性進(jìn)步。在“九五”末期，國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的國內(nèi)市場占有率達(dá)50％，配國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)（普及型）也達(dá)到了10％。</p><p>

47、　　縱觀我國數(shù)控技術(shù)近50年的發(fā)展歷程，特別是經(jīng)過4個5年計劃的攻關(guān)，總體來看取得了以下成績。</p><p>　　a.奠定了數(shù)控技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，基本掌握了現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)。我國現(xiàn)在已基本掌握了從數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動、數(shù)控主機(jī)、專機(jī)及其配套件的基礎(chǔ)技術(shù)，其中大部分技術(shù)已具備進(jìn)行商品化開發(fā)的基礎(chǔ)，部分技術(shù)已商品化、產(chǎn)業(yè)化。</p><p>　　b.初步形成了數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地。在攻關(guān)成果和部分技術(shù)商品化

48、的基礎(chǔ)上，建立了諸如華中數(shù)控、航天數(shù)控等具有批量生產(chǎn)能力的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠。蘭州電機(jī)廠、華中數(shù)控等一批伺服系統(tǒng)和伺服電機(jī)生產(chǎn)廠以及北京第一機(jī)床廠、濟(jì)南第一機(jī)床廠等若干數(shù)控主機(jī)生產(chǎn)廠。這些生產(chǎn)廠基本形成了我國的數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地。</p><p>　　c.建立了一支數(shù)控研究、開發(fā)、管理人才的基本隊伍。</p><p>　　雖然在數(shù)控技術(shù)的研究開發(fā)以及產(chǎn)業(yè)化方面取得了長足的進(jìn)步，但我們也要清醒地認(rèn)識到

49、，我國高端數(shù)控技術(shù)的研究開發(fā)，尤其是在產(chǎn)業(yè)化方面的技術(shù)水平現(xiàn)狀與我國的現(xiàn)實需求還有較大的差距。雖然從縱向看我國的發(fā)展速度很快，但橫向比（與國外對比）不僅技術(shù)水平有差距，在某些方面發(fā)展速度也有差距，即一些高精尖的數(shù)控裝備的技術(shù)水平差距有擴(kuò)大趨勢。從國際上來看，對我國數(shù)控技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)化水平估計大致如下。</p><p>　　a.技術(shù)水平上，與國外先進(jìn)水平大約落后10～15年，在高精尖技術(shù)方面則更大。</p&g

50、t;<p>　　b.產(chǎn)業(yè)化水平上，市場占有率低，品種覆蓋率小，還沒有形成規(guī)模生產(chǎn)；功能部件專業(yè)化生產(chǎn)水平及成套能力較低；外觀質(zhì)量相對差；可靠性不高，商品化程度不足；國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)尚未建立自己的品牌效應(yīng)，用戶信心不足。</p><p>　　c.可持續(xù)發(fā)展的能力上，對競爭前數(shù)控技術(shù)的研究開發(fā)、工程化能力較弱；數(shù)控技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域拓展力度不強(qiáng)；相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的研究、制定滯后。</p><p&g

51、t;　　分析存在上述差距的主要原因有以下幾個方面。</p><p>　　a.認(rèn)識方面。對國產(chǎn)數(shù)控產(chǎn)業(yè)進(jìn)程艱巨性、復(fù)雜性和長期性的特點(diǎn)認(rèn)識不足；對市場的不規(guī)范、國外的封鎖加扼殺、體制等困難估計不足；對我國數(shù)控技術(shù)應(yīng)用水平及能力分析不夠。</p><p>　　b.體系方面。從技術(shù)的角度關(guān)注數(shù)控產(chǎn)業(yè)化問題的時候多，從系統(tǒng)的、產(chǎn)業(yè)鏈的角度綜合考慮數(shù)控產(chǎn)業(yè)化問題的時候少；沒有建立完整的高質(zhì)量的配套體

52、系、完善的培訓(xùn)、服務(wù)網(wǎng)絡(luò)等支撐體系。</p><p>　　c.機(jī)制方面。不良機(jī)制造成人才流失，又制約了技術(shù)及技術(shù)路線創(chuàng)新、產(chǎn)品創(chuàng)新，且制約了規(guī)劃的有效實施，往往規(guī)劃理想，實施困難。</p><p>　　d.技術(shù)方面。企業(yè)在技術(shù)方面自主創(chuàng)新能力不強(qiáng)，核心技術(shù)的工程化能力不強(qiáng)。機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)落后，水平較低，數(shù)控系統(tǒng)新標(biāo)準(zhǔn)研究不夠。</p><p>　　3 對我國數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)

53、化發(fā)展的戰(zhàn)略思考</p><p><b>　　3.1 戰(zhàn)略考慮</b></p><p>　　我國是制造大國，在世界產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移中要盡量接受前端而不是后端的轉(zhuǎn)移，即要掌握先進(jìn)制造核心技術(shù)，否則在新一輪國際產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中，我國制造業(yè)將進(jìn)一步“空芯”。我們以資源、環(huán)境、市場為代價，交換得到的可能僅僅是世界新經(jīng)濟(jì)格局中的國際“加工中心”和“組裝中心”，而非掌握核心技術(shù)的制造中心的

54、地位，這樣將會嚴(yán)重影響我國現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。</p><p>　　我們應(yīng)站在國家安全戰(zhàn)略的高度來重視數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)問題，首先從社會安全看，因為制造業(yè)是我國就業(yè)人口最多的行業(yè)，制造業(yè)發(fā)展不僅可提高人民的生活水平，而且還可緩解我國就業(yè)的壓力，保障社會的穩(wěn)定；其次從國防安全看，西方發(fā)達(dá)國家把高精尖數(shù)控產(chǎn)品都列為國家的戰(zhàn)略物質(zhì)，對我國實現(xiàn)禁運(yùn)和限制，“東芝事件”和“考克斯報告”就是最好的例證。</p>

55、<p><b>　　3.2 發(fā)展策略</b></p><p>　　從我國基本國情的角度出發(fā)，以國家的戰(zhàn)略需求和國民經(jīng)濟(jì)的市場需求為導(dǎo)向，以提高我國制造裝備業(yè)綜合競爭能力和產(chǎn)業(yè)化水平為目標(biāo)，用系統(tǒng)的方法，選擇能夠主導(dǎo)21世紀(jì)初期我國制造裝備業(yè)發(fā)展升級的關(guān)鍵技術(shù)以及支持產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的支撐技術(shù)、配套技術(shù)作為研究開發(fā)的內(nèi)容，實現(xiàn)制造裝備業(yè)的跨躍式發(fā)展。</p><p>

56、;　　強(qiáng)調(diào)市場需求為導(dǎo)向，即以數(shù)控終端產(chǎn)品為主，以整機(jī)（如量大面廣的數(shù)控車床、銑床、高速高精高性能數(shù)控機(jī)床、典型數(shù)字化機(jī)械、重點(diǎn)行業(yè)關(guān)鍵設(shè)備等）帶動數(shù)控產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。重點(diǎn)解決數(shù)控系統(tǒng)和相關(guān)功能部件（數(shù)字化伺服系統(tǒng)與電機(jī)、高速電主軸系統(tǒng)和新型裝備的附件等）的可靠性和生產(chǎn)規(guī)模問題。沒有規(guī)模就不會有高可靠性的產(chǎn)品；沒有規(guī)模就不會有價格低廉而富有競爭力的產(chǎn)品；當(dāng)然，沒有規(guī)模中國的數(shù)控裝備最終難以有出頭之日。</p><p>

57、;　　在高精尖裝備研發(fā)方面，要強(qiáng)調(diào)產(chǎn)、學(xué)、研以及最終用戶的緊密結(jié)合，以“做得出、用得上、賣得掉”為目標(biāo)，按國家意志實施攻關(guān)，以解決國家之急需。</p><p>　　在競爭前數(shù)控技術(shù)方面，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新，強(qiáng)調(diào)研究開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和產(chǎn)品，為我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)、裝備制造業(yè)乃至整個制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。</p><p><b>　　第二章類零件的加工</b></p&

58、gt;<p>　　2. 1零件圖工藝分析</p><p>　　該零件表面由圓柱、圓錐、順圓弧、逆圓弧及螺紋等表面組成。其中多個直徑尺寸有較嚴(yán)的尺寸精度和表面粗糙度等要求；球面Sφ50㎜的尺寸公差還兼有控制該球面形狀（線輪廓）誤差的作用。尺寸標(biāo)注完整，輪廓描述清楚。零件材料為45鋼，無熱處理和硬度要求。</p><p>　　通過上述分析，可采用以下幾點(diǎn)工藝措施。</p&g

59、t;<p>　?、賹D樣上給定的幾個精度要求較高的尺寸，因其公差數(shù)值較小，故編程時不必取平均值，而全部取其基本尺寸即可。</p><p>　　②在輪廓曲線上，有三處為圓弧，其中兩處為既過象限又改變進(jìn)給方向的輪廓曲線，因此在加工時應(yīng)進(jìn)行機(jī)械間隙補(bǔ)償，以保證輪廓曲線的準(zhǔn)確性。</p><p>　?、蹫楸阌谘b夾，坯件左端應(yīng)預(yù)先車出夾持部分（雙點(diǎn)畫線部分），右端面也應(yīng)先粗車出并鉆好中

60、心孔。毛坯選φ60㎜棒料。</p><p><b>　　2. 2選擇設(shè)備</b></p><p>　　根據(jù)被加工零件的外形和材料等條件，選用TND360數(shù)控車床。</p><p>　　2.3確定零件的定位基準(zhǔn)和裝夾方式</p><p>　　①定位基準(zhǔn) 確定坯料軸線和左端大端面（設(shè)計基準(zhǔn)）為定位基準(zhǔn)。</p>

61、<p>　?、谘b夾方法 左端采用三爪自定心卡盤定心夾緊，右端采用活動頂尖支承的裝夾方式。</p><p>　　2. 4確定加工順序及進(jìn)給路線</p><p>　　加工順序按由粗到精、由近到遠(yuǎn)（由右到左）的原則確定。即先從右到左進(jìn)行粗車（留0.25㎜精車余量），然后從右到左進(jìn)行精車，最后車削螺紋。</p><p>　　TND360數(shù)控車床具有粗車循環(huán)和車螺

62、紋循環(huán)功能，只要正確使用編程指令，機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)就會自動確定其進(jìn)給路線，因此，該零件的粗車循環(huán)和車螺紋循環(huán)不需要人為確定其進(jìn)給路線（但精車的進(jìn)給路線需要人為確定）。該零件從右到左沿零件表面輪廓精車進(jìn)給，如圖2所示。</p><p><b>　　精車輪廓進(jìn)給路線</b></p><p><b>　　2.5刀具選擇</b></p><

63、;p>　?、龠x用φ5㎜中心鉆鉆削中心孔。</p><p>　　②粗車及平端面選用900硬質(zhì)合金右偏刀，為防止副后刀面與工件輪廓干涉（可用作圖法檢驗），副偏角不宜太小，選κ=350。</p><p>　　③精車選用900硬質(zhì)合金右偏刀，車螺紋選用硬質(zhì)合金600外螺紋車刀，刀尖圓弧半徑應(yīng)小于輪廓最小圓角半徑，取rε=0.15～0.2㎜。</p><p>　　將所選

64、定的刀具參數(shù)填入數(shù)控加工刀具卡片中（見表1），以便編程和操作管理。</p><p>　　表1 數(shù)控加工刀具卡片 產(chǎn)品名稱或代號</p><p><b>　　零件名稱</b></p><p><b>　　典型軸</b></p><p><b>　　零件圖號</b></p&g

65、t;<p><b>　　序號</b></p><p><b>　　刀具號</b></p><p><b>　　刀具規(guī)格名稱</b></p><p><b>　　數(shù)量</b></p><p><b>　　加工表面</b>&

66、lt;/p><p><b>　　備注</b></p><p><b>　　1</b></p><p><b>　　T01</b></p><p><b>　　φ5中心鉆</b></p><p><b>　　1</b>

67、;</p><p><b>　　鉆φ5 mm中心孔</b></p><p><b>　　2</b></p><p><b>　　T02</b></p><p>　　硬質(zhì)合金900外圓車刀</p><p><b>　　1</b><

68、;/p><p><b>　　車端面及粗車輪廓</b></p><p><b>　　右偏刀</b></p><p><b>　　2</b></p><p><b>　　T03</b></p><p>　　硬質(zhì)合金900外圓車刀</p

69、><p><b>　　1</b></p><p><b>　　精車輪廓</b></p><p><b>　　右偏刀</b></p><p><b>　　3</b></p><p><b>　　T04</b><

70、/p><p>　　硬質(zhì)合金600外螺紋車刀</p><p><b>　　2.6切削用量選擇</b></p><p>　　①背吃刀量的選擇 輪廓粗車循環(huán)時選ap=3 ㎜，精車ap=0.25㎜；螺紋粗車時選ap= 0.4 ㎜，逐刀減少，精車ap=0.1㎜。</p><p>　　②主軸轉(zhuǎn)速的選擇 車直線和圓弧時，選粗車切削速度vc

71、=90m/min、精車切削速度vc=120m/min，然后利用公式vc=πdn/1000計算主軸轉(zhuǎn)速n（粗車直徑D=60 ㎜，精車工件直徑取平均值）：粗車500r/min、精車1200 r/min。車螺紋時，參照式（5-1）計算主軸轉(zhuǎn)速n =320 r/min.</p><p>　?、圻M(jìn)給速度的選擇 選擇粗車、精車每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，再根據(jù)加工的實際情況確定粗車每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為0.4㎜/r，精車每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為0.15㎜/r，最

72、后根據(jù)公式vf = nf計算粗車、精車進(jìn)給速度分別為200 ㎜ /min和180 ㎜/min。</p><p>　　綜合前面分析的各項內(nèi)容，并將其填入表2所示的數(shù)控加工工藝卡片。此表是編制加工程序的主要依據(jù)和操作人員配合數(shù)控程序進(jìn)行數(shù)控加工的指導(dǎo)性文件。主要內(nèi)容包括：工步順序、工步內(nèi)容、各工步所用的刀具及切削用量等。</p><p>　　2. 7零件精加工工序</p><

73、;p>　　N0010 G50 X150.0 Z200.0;</p><p>　　N0020 G00 X60.0 Z1.0 S320 T0202 M08 M03;</p><p>　　N0030 G71 P0040 Q0050 U1.0 W0.5 D4.0 ;</p><p>　　N0040 G00 X24.0 S320;</p><p>

74、;　　G00 X24.0 S320;</p><p>　　G01 X29.85 W─2.925 F0.15;</p><p><b>　　W─16.15;</b></p><p>　　X26.0. W─1.925;</p><p><b>　　W─5;</b></p><p>

75、;　　X36.0 W─10.0;</p><p><b>　　W─10.0;</b></p><p>　　G02 X30.0 Z─9.0 I12.0 K─9.0;</p><p>　　G02 X40.0 Z─69.0 I20.0 K─15.0;</p><p>　　G03 X40.0 Z─99.0 I─20.0 K─15

76、.0;</p><p>　　G02 X34.0 Z─108.0 I12.0 K─9.0;</p><p>　　G01 W─5.0;</p><p>　　X56.0 W─41.0;</p><p>　　N0050 W─11.0;</p><p>　　N0055 G00 X150.0 Z200.0 M05 T0200 M0

77、9;</p><p>　　N0056 T0303 M08 M03;</p><p>　　N0060 G70 P0040 Q0050;</p><p>　　N0070 G00 X150.0 Z200.0 M05 T0300 M09;</p><p>　　N080 T0404 S320 M03 M08;</p><p>　

78、　N0090 G00 X36.0 Z3.0;</p><p>　　N0100 G92 X29.05 Z─22.0 F3.0;</p><p>　　N0110 X29.05;</p><p>　　N0120 X28.75;</p><p>　　N0130 X28.45;</p><p>　　N0140 X28.25;&l

79、t;/p><p>　　N0150 X28.05;</p><p>　　N0155 X28.05;</p><p>　　N0160 G00 X36.0 Z4.5;</p><p>　　N070 G92 X29.45 Z─22.0 F3.0;</p><p>　　N0180 X29.05;</p><p&g

80、t;　　N0190x28.65</p><p>　　N0200 X28.45;</p><p>　　N0210 X28.25;</p><p>　　N0210 X28.05;</p><p>　　N0220 X28.05;</p><p>　　N0230 G00 X150.0 Z200.0 T0400 M05 M09;

81、</p><p>　　N0240 M30；</p><p>　　第三章 軸類零件加工</p><p><b>　　3.1 工藝分析</b></p><p><b>　　a 零件圖分析：</b></p><p><b>　　b結(jié)構(gòu)工藝分析：。</b><

82、;/p><p>　　c選擇合適的安裝方式：采用通用夾具。</p><p><b>　　3.2 手工編程</b></p><p><b>　　工序卡片</b></p><p><b>　　2刀具卡片</b></p><p>　　3.3 SIEMENS802S

83、數(shù)控指令格式</p><p><b>　　1 支持的G代碼</b></p><p>　　注：加"*"號功能程序啟動時生效</p><p><b>　　3.4支持的M代碼</b></p><p><b>　　3.5其他指令</b></p><

84、;p>　　第四章 數(shù)控加工中心故障排除及實例應(yīng)用 </p><p>　　為了充分發(fā)揮數(shù)控加工中心應(yīng)有的功效，數(shù)控機(jī)床的正常運(yùn)行十分關(guān)鍵的，在數(shù)控設(shè)備出現(xiàn)問題，及時排除故障就顯得尤為重要。但對于接觸加工中心不多的維修員來說，當(dāng)機(jī)床出現(xiàn)故障時，往往不知從那里下手，延誤維修時間。時如果我們能借助于數(shù)控系統(tǒng)本身具有的自診斷功能，將對我們的維修產(chǎn)生很大幫助。同時，作為維修人員當(dāng)數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障后，首先要向操作者了解故

85、障產(chǎn)生癥狀，產(chǎn)生在哪道程序及時間，操作方法是否得當(dāng)，才能及時發(fā)現(xiàn)問題，以免隱患過大，造成損失。其次，要檢查按鈕、熔斷器，接線端子等元件，在接線時螺釘是否擰緊，航空插頭和插座是否擰緊，電路板上的插頭是否擰緊，各撥把開關(guān)，操作方式是否正確等。并且根據(jù)機(jī)械故障較易察覺的特點(diǎn)，當(dāng)發(fā)生機(jī)床過載，過熱報警時，應(yīng)首先檢查滑板的鑲條是否裝過緊，滑板和床身導(dǎo)軌之間摩擦力增大，從而使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)困難，還有滾珠絲杠和托架之間是否同心，如絲杠中滾珠磨損造成絲杠過緊

86、，也可使電機(jī)過載、過熱，從而引起電氣故障。因此我們在數(shù)控機(jī)床的正常維修當(dāng)中，認(rèn)真做好以上幾個方面的工作，共同配合，可以少走彎路，較快排除故障，減少數(shù)控機(jī)床的停機(jī)時間，提高數(shù)控機(jī)床的使用率，使公司生產(chǎn)得以順利進(jìn)行，完成生產(chǎn)進(jìn)</p><p>　　下面結(jié)合自己在數(shù)控機(jī)床的維修方法及經(jīng)驗，將幾例有代表性的故障例子</p><p>　　例1：故障現(xiàn)象，CRT顯示05＃07＃報警</p>

87、<p>　　故障檢查與分析：查FANVC- BESK7M系統(tǒng)維修手冊，05＃為緊急停車信號接通，07＃系速度控制單元報警，從維修手冊中看，05＃報警是由緊急停車造成的，故排除其故障較為容易，如急停開關(guān)是否壓上，X、Y、Z各軸超程限位是否壓合，檢查均正常，按清除鍵，05＃消失，07＃報警仍存在，抬起手05＃又現(xiàn)。經(jīng)過分析，認(rèn)為07＃報警是關(guān)鍵，由它異常后，而采用緊急停車來加以保護(hù)，從而同時出現(xiàn)05＃、07＃報警。對于07＃報

88、警，維修手冊中指出：任意一軸的速度控制單位處于報警條件，或電機(jī)電源線的接觸器斷路。產(chǎn)生該報警，可考慮以下原因：①電機(jī)過載。②速度控制的電源變壓器過熱。③速度控制電源變壓器的電源保險絲斷。④速度控制單元的保險絲斷。⑤在控制部分電源輸入支架上，接線座的ZMGIN和2點(diǎn)間的觸點(diǎn)開路。⑥在控制部分電源輸入支架上，交流100V保險絲（F5）斷。⑦連接速度控制單元與控制部分之間的信號電纜斷開，或者從插頭中脫落。⑧由于某種其它伺服機(jī)構(gòu)報警，電機(jī)電源線

89、上的接觸器（MCC）斷開。</p><p>　　分析：逐一檢查，先易后難。A項：用表查熱元件元異常，并且是在開NC后，X軸、Y軸、Z軸，刀庫各軸未移動而產(chǎn)生05＃、07＃報警，故A項否。B項：用手摸變壓器，不過熱，用萬用表查OH1、OH2正常，檢查C、D、F中的保險，未斷。E項：用萬用表查接線調(diào)的ZMGIN和2之間的觸點(diǎn)，結(jié)果通，正常。故矛盾集中在G、H上，用萬用表電阻擋檢查，發(fā)現(xiàn)Y軸速度控制單元板有異常。因為電

90、機(jī)有一過熱保護(hù)，在此電氣接線中是各軸相互串在一起的，并且應(yīng)有24V電壓。其過程為24V→X軸過熱保護(hù)常閉→速度控制單元→Y軸過熱保護(hù)常閉→速度控制單元→Z軸過熱保護(hù)常閉→Z軸速度控制控制單元→刀架過熱保護(hù)常閉→刀庫速度控制單元→NC為正常，當(dāng)檢查到Y(jié)軸過熱保護(hù)常閉→Y軸速度控制單元→Z軸過熱保護(hù)常閉時不通，斷路，故檢查Y軸速度控制板，由線查找，發(fā)現(xiàn)一短路棒斷路，油膩太臟造成，清洗后插上，開機(jī)正常。</p><p>

91、;　　例2、故障現(xiàn)象，主軸不能定向，負(fù)載表達(dá)紅區(qū)08＃報警。</p><p>　　故障檢查與分析：查機(jī)床維修手冊，08＃報警為主軸定位故障，根據(jù)手冊要求，我們打開機(jī)床電源柜，在交流主軸控制線路板上，找到7個發(fā)光二極管（6綠1紅），這7個指示燈（從左到右）分別表示①定向指令②低速檔③磁道峰值檢測④減速指令⑤精定位③定位完成⑤試驗方式（①一③為綠，①紅）在機(jī)床定向時，觀察這7個指令燈的情況如下，1＃燈亮，3＃、5＃燈

92、爍，這表明定位指令已經(jīng)發(fā)出，磁道峰值已檢測到，定位信號檢測到，但是系統(tǒng)不能完成定位，主軸仍在低速運(yùn)行，故3＃、5＃燈不斷爍，從以上情況分析，我們懷疑是主軸箱上的放大器問題，打開主軸防護(hù)罩，檢查放大同時，發(fā)現(xiàn)主軸上的刀具夾緊油缸軟管繞成絞形，纏繞在主軸上，分析這個不正?，F(xiàn)象，我們判斷就是該軟管盤繞，致使主軸定位偏移而不能準(zhǔn)確定位，造成D8＃報警，將該較管卸下回直后裝好，又將主軸控制器中的調(diào)節(jié)電位器RV11（定位點(diǎn)偏移）進(jìn)行了重新調(diào)節(jié)，故障

93、排除，報警消失，機(jī)就恢復(fù)正常運(yùn)行。</p><p>　　例3、故障現(xiàn)象：開電源，開NC電源各軸回零后，當(dāng)軸主執(zhí)行M03起動時，產(chǎn)生01＃報警</p><p>　　故障檢查與分析：查維修手冊。01＃報警為主軸系統(tǒng)內(nèi)的故障，可由主軸伺服裝置內(nèi)的指示燈指示內(nèi)容。檢查交流主軸伺服裝置內(nèi)的指示燈為8421中的4號燈亮，4號燈亮指示內(nèi)容為交流耦合電路的F1、F2、F3熔斷，而4號故障又分為以下四種情況

94、①交流電源阻抗過高②功率晶體管燒毀③二極管或可控硅組件燒壞④浪涌吸收器和電容損壞。</p><p>　　據(jù)此分析依次檢查各項，只保險斷兩相，其它無問題，故更換保險，開機(jī)床電源開關(guān)，測交流電壓正常，開NC電源，正常操作，當(dāng)程序執(zhí)行到M03時，主軸剛一起動，又產(chǎn)生01＃報警，檢F1、F2、F3又?jǐn)嘣葍上?，故綜合分析，拋開維修手冊提示的內(nèi)容，檢測外圍，當(dāng)檢測到母線排分線盒時，發(fā)現(xiàn)其中一相線斷，因此故障現(xiàn)象為斷其它兩相

95、，修復(fù)分線盒，開機(jī)就要電源，執(zhí)行M03時正常，故障解決。</p><p>　　例4、故障現(xiàn)象：正常加工執(zhí)行程序，當(dāng)執(zhí)行換刀動作M06時，刀套下，主軸不定向，不換刀，主軸又按下把刀的程序繼續(xù)加工，無報警。</p><p>　　故障檢查與分析：執(zhí)行換刀指令M06動作順序為，主軸定向，刀套下，75度轉(zhuǎn)出，手臂下，180度回轉(zhuǎn)換刀，手臂上，75度轉(zhuǎn)回，刀套上，180度油缸復(fù)位，而后發(fā)出FIN指令，

96、再執(zhí)行下段程序。結(jié)合故障分析，檢查PC輸出板，執(zhí)行換刀動作的元器件，當(dāng)檢查到G3時，發(fā)現(xiàn)異常。正常時，G3在換刀時，其管角2為高電平，3為高電平，24V送不出，而執(zhí)行換刀動作，當(dāng)換刀完畢后，管角2變?yōu)榈碗娖?，而?4V電壓送出，發(fā)出FIN，即MT信號執(zhí)行完畢，管角2現(xiàn)在無論為高電平或低電平，F(xiàn)N信號發(fā)出，均有24V輸出，MT信號執(zhí)行完畢送出，從而NC執(zhí)行下段程序。其刀具尚未交換，易發(fā)生撞件的可能。據(jù)此，我們拆下G3芯片，其為干簧電器，去

97、市場買此芯片，沒有買到。我們根據(jù)其性能而采用松下DSZY-S-DC5C代替，故障解決，從換至今一年多沒在發(fā)生類似故障，保證了車間的正常生產(chǎn)。</p><p>　　上述數(shù)控機(jī)床電氣故障實例，是我們在維修實例中挑選和總結(jié)出來的，它反映了數(shù)控機(jī)床電氣中的一些問題，要提高數(shù)控機(jī)床電氣維修技能，關(guān)鍵在于必須熟悉所修數(shù)控機(jī)床性能特點(diǎn)和工作原理，掌握正確的方法如檢查數(shù)控機(jī)床的CRT報警，顯示內(nèi)容，查維修手冊。在出現(xiàn)故障時，根據(jù)

98、其故障現(xiàn)象，查電氣手冊來排除故障，在維修過程中不斷實踐，不斷摸索和積累經(jīng)驗，從而達(dá)到靈活運(yùn)用維修技術(shù)，排除數(shù)控機(jī)床電氣故障的目的，充分發(fā)揮數(shù)控機(jī) 床的利用率，多創(chuàng)效益。</p><p><b>　　結(jié)束語</b></p><p>　　本論文在各位老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下已完成。在學(xué)習(xí)和生活期間，也始終感受著導(dǎo)師的精心指導(dǎo)和無私的關(guān)懷，我受益匪淺。在此向

99、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，本設(shè)計能夠順利的完成，也歸功于各位任課老師的認(rèn)真負(fù)責(zé)，使我能夠很好的掌握和運(yùn)用專業(yè)知識，并在設(shè)計中得以體現(xiàn)。同時我在網(wǎng)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?qū)W院機(jī)電工程系的全體老師表示由衷的謝意。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　非常感謝指導(dǎo)老師在我大學(xué)的

100、最后學(xué)習(xí)階段——畢業(yè)設(shè)計階段給自己的指導(dǎo)，從最初的定題，到資料收集，到寫作、修改，到論文定稿，她們給了我耐心的指導(dǎo)和無私的幫助。為了指導(dǎo)我們的畢業(yè)論文，她們放棄了自己的休息時間，她們的這種無私奉獻(xiàn)的敬業(yè)精神令人欽佩，在此我向她們表示我誠摯的謝意。同時，感謝所有任課老師和所有同學(xué)在這四年來給自己的指導(dǎo)和幫助，是他們教會了我專業(yè)知識，教會了我如何學(xué)習(xí)，教會了我如何做人。正是由于他們，我才能在各方面取得顯著的進(jìn)步，在此向他們表示我由衷的謝意，

101、并祝所有的老師培養(yǎng)出越來越多的優(yōu)秀人才，桃李滿天下正是因為有了他們，我所做的一切才更有意義；也正是因為有了他們，我才有了追求進(jìn)步的勇氣和信心。</p><p>　　時間的倉促及自身專業(yè)水平的不足，整篇論文肯定存在尚未發(fā)現(xiàn)的缺點(diǎn)和錯誤。懇請閱讀此篇論文的老師、同學(xué)，多予指正，不勝感激！ </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p&g

102、t;　　[1]鄭修文,機(jī)械制造工藝學(xué) 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1999.5</p><p>　　[2]喬世民,機(jī)械制造基礎(chǔ) 北京高等教育出版社,2003.8 </p><p>　　[3]《交流伺服電機(jī)控制技術(shù)的研究》，中國測試技術(shù)，鄭列勤，2006.5. [4]《數(shù)控機(jī)床及其使用維修》，機(jī)械工業(yè)出版社，盧斌，2005.2. 付：外文翻譯 </p><p>&l

103、t;b>　　電火花加工</b></p><p>　　電火花加工法對加工超韌性的導(dǎo)電材料（如新的太空合金）特別有價值。這些金屬很難用常規(guī)方法加工，用常規(guī)的切削刀具不可能加工極其復(fù)雜的形狀，電火花加工使之變得相對簡單了。在金屬切削工業(yè)中，這種加工方法正不斷尋找新的應(yīng)用領(lǐng)域。塑料工業(yè)已廣泛使用這種方法，如在鋼制模具上加工幾乎是任何形狀的模腔。</p><p>　　電火花加工法是

104、一種受控制的金屬切削技術(shù)，它使用電火花切除（侵蝕）工件上的多余金屬，工件在切削后的形狀與刀具（電極）相反。切削刀具用導(dǎo)電材料（通常是碳）制造。電極形狀與所需型腔想匹配。工件與電極都浸在不導(dǎo)電的液體里，這種液體通常是輕潤滑油。它應(yīng)當(dāng)是點(diǎn)的不良導(dǎo)體或絕緣體。 用伺服機(jī)構(gòu)是電極和工件間的保持0.0005~0.001英寸（0.01~0.02mm）的間隙，以阻止他們相互接觸。頻率為20000Hz左右的低電壓大電流的直流電加到電極上，這些電脈沖引起

105、火花，跳過電極與工件的見的不導(dǎo)電的液體間隙。在火花沖擊的局部區(qū)域，產(chǎn)生了大量的熱量，金屬融化了，從工件表面噴出融化金屬的小粒子。不斷循環(huán)著的不導(dǎo)電的液體，將侵蝕下來的金屬粒子帶走，同時也有助于驅(qū)散火花產(chǎn)生的熱量。</p><p>　　在最近幾年，電火花加工的主要進(jìn)步是降低了它加工后的表面粗糙度。用低的金屬切除率時，表面粗糙度可達(dá)2—4vin.(0.05—0.10vin)。用高的金屬切除率[如高達(dá)15in3/h(2

106、45.8cm3/h)]時，表面粗糙度為1000vin.(25vm)。</p><p>　　需要的表面粗糙度的類型，決定了能使用的安培數(shù),電容,頻率和電壓值。快速切除金屬（粗切削）時，用大電流,低頻率,高電容和最小的間隙電壓。緩慢切除金屬（精切削）和需獲得高的表面光潔度時，用小電流,高頻率,低電容和最高的間隙電壓。</p><p>　　與常規(guī)機(jī)加工方法相比，電火花加工有許多優(yōu)點(diǎn)。</p

107、><p>　　1 . 不論硬度高低，只要是導(dǎo)電材料都能對其進(jìn)行切削。對用常規(guī)方法極難切削的硬質(zhì)合金和超韌性的太空合金，電火化加工特別有價值。</p><p>　　2 . 工件可在淬火狀態(tài)下加工，因克服了由淬火引起的變形問題。</p><p>　　3 . 很容易將斷在工件中的絲錐和鉆頭除。</p><p>　　4 . 由于刀具（電極）從未與工件接觸

108、過，故工件中不會產(chǎn)生應(yīng)力。</p><p>　　5 . 加工出的零件無毛刺。</p><p>　　6 . 薄而脆的工件很容易加工，且無毛刺。</p><p>　　7 . 對許多類型的工件，一般不需第二次精加工。</p><p>　　8 .隨著金屬的切除，伺服機(jī)構(gòu)使電極自動向工件進(jìn)給。</p><p>　　9 .一個人

109、可同時操作幾臺電火花加工機(jī)床。</p><p>　　10.能相對容易地從實心坯料上，加工出常規(guī)方法不可能加工出來的極復(fù)雜的形狀。</p><p>　　11.能用較低價格加工出較好的模具。</p><p>　　12.可用沖頭作電極，在陰模板上復(fù)制其形狀，并留有必須的間隙。</p><p>　　Electrical discharge machi

110、ning</p><p>　　Electrical discharge machining has proved especially valuable in the machining of super-tough, electrically conductive materials such as the new space-age alloys. These metals would have been d

111、ifficult to machine by conventional methods, but EDM has made it relatively simple to machine intricate shapes that would be impossible to produce with conventional cutting tools. This machining process is continually fi

112、nding further applications in the metal-cutting industry. It is being used extensively </p><p>　　Electrical discharge machining is a controlled metal removal technique whereby an electric spark is used to cu

113、t (erode) the workpiece, which takes a shape opposite to that of the cutting tool or electrode. The cutting tool (electrode) is made from electrically conductive material, usually carbon. The electrode, made to the shape