温控技术论文范文

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第1篇

进入新世纪，科学技术得到了快速的发展，劳动生产率也得到了显著的提高，现代社会发展追求的目标是更加高效与节能的发展模式，提高数控机床机械技术加工效率这一命题也正是在这种背景下提出的。因此，我们可以得知提高数控机床机械技术加工效率是适应时代潮流的产物，对于提高劳动生产率，促进社会发展有着极其重要的意义。另一方面，提高数控机床机械技术加工效率可以降低劳动强度，降低成本投入，这也是响应国家节能减排政策的具体体现。最后需要认识到的是提高数控机床机械技术加工效率对于促进加工企业的发展与进步也有着十分重要的意义和价值。综上所述，提高数控机床机械技术加工效率对于现代社会的发展有着极其重要的理论意义与现实价值。

2影响数控机床机械技术加工效率的相关因素

1）规章制度不完善。

近些年，数控机床取得了一定的发，但是针对某些方面仍然存在一定的问题，一些设备与零件仍然存在很大的问题，在实际的工作之中数控机床还没有制定合理科学的规章制度保障数控机床的正常工作，这是影响数控机床发展最为主要的因素之一。

2）编制程序有失规范。

数控机床与传统机床相比较最为突出的有点就是增加了数字与计算机控制的部分，这就必然需要相关软件的支撑，由此可见，软件的编制程序对于提高数控机床机械技术加工效率也有着十分重要的理论意义与现实价值。程序的编制在很大程度上可以对数控机床机械技术加工效率产生最为直接的影响。

3提高数控机床机械技术加工效率的策略

3.1软件系统

1）专业操作人员。

在实际的工作之中，专业的操作人员对于提高控机床机械技术加工效率有着十分重要的作用，他们是对数控机床软件进行实际操作的人员，其专业能力与业务素养对于控机床机械技术加工效率有着直接的关系。因此，加工企业应该充分的重视数控机床操作人员业务能力的提高。具体的实施方式有很多，其中比较重要的方式可以分为以下几种：①加工企业应该针对操作人员进行定期的培训，不断的提高他们的综合素质与业务能力，让员工掌握相关的理论知识与注意事项；②应该不断引进相关的专业人才整体提高数控机床操作人员的整体素质，保障数控机床机械技术加工效率的提高。

2）进一步规范操作流程。

与普通机床相比，数控机床在的操作流程更加复杂，操作工艺相对较多。因此，在实际的工作之中，为了进一步提高数控机床机械技术加工效率，我们应该严格的规范数控机床的操作流程，减少数控机床工作之中的冗杂流程，制度严格的工作步骤与检验步骤，真正实现数控机床工作的科学化与规范化，以此来提高数控机床机械技术加工效率。

3）创新管理模式。

数控机床有着其自身的特点，其中最为突出的特点就是需要进行科学的管理，只有这样才能更好的发挥数控机床的优势，促进加工企业的不断发展与进步。因此，在实际的工作之中一定要注重数控机床管理模式的创新，对不同工艺的数控机床制定不同的管理模式，实现管理模式的与时俱进，只有这样才能更好的促进数控机床机械技术加工效率的提高。

3.2硬件方面

在提高数控机床机械技术加工效率过程中最为重要的方式就是注重硬件方面措施的采取，要充分的分析数控机床的工作特点，针对其具体的工作环境采取相应的措施，在实际的工作中需要注意的方面很多其中比较重要的方面主要是以下几个方面。

1）恒定的电网供电水平。

数控机床依靠科技技术与电脑尖端技术，对电网供电系统有着极为苛刻的限制。就目前应用较为广泛的数控机床来说，其装置内部欠压保护装置的报警系统在不稳定的电网系统中很难维持恒定的工作状态，要解决这个问题最直接的办法就是根据运行中数控机床的自身特性，有方向有策略的针对的配置交流稳压器，以减少高峰及低谷时段供电不稳定对整个加工高效所产生的后果。

2）加强对设备选型的研究。

在实际的工作中，我们应该注重加强数控机床设备选型的研究，尤其是针对数控系统方面也更是需要重视。在具体的工作之中，应该根据工作的具体环境和具体条件，结合生产的产品等因素对设备的型号进行选择。另外，一个加工企业购买多种控机床的过程中应该买一个厂家出产额设备，方便维修，有利于工艺之间的连接，从而实现数控机床机械技术加工效率的提高。

3）做好机床的维护和管理。

数控机床的管理与维护对于保障数控机床正常工作，提高数控机床的使用寿命有着极其重要的作用与价值。机床是对数控机床进行维护和保养最为重要的方式之一，要结合机床实际的工作环境与工作状态，对机床进行适当的保养。另外，还应该针对不同型号的机床选择不同的油，只有这样才能保障机床的正常工作，提高数控机床机械技术加工效率。

4结束语

第2篇

随着计算机应用技术和网络技术的迅速发展，数控系统的功能极大地提高。由于以太网的前景普遍被看好，各大数控生产商纷纷推出了具有以太网功能的数控系统。在DNC(DistributedNumericalControl)领域也出现了一种新型的数控机床网络型式――基于以太网络的DNC。以太网联接是指将具有以太网功能的加工中心等数控机床以以太网的方式组网，实现单台微机对多台CNC的集中控制，其网络构成结构如图1所示。在这种方式下，DNC软件开发商通常要根据数控生产商提供的开发软件包进行二次开发，具体针对不同的数控系统开发出各自的通讯接口软件。本文介绍的基于以太网的数控机床网络控制系统JCSDNC(Ethernet)是针对FANUC系统开发的，适用于配有FANUC0iB/15i/16i/18i/21i，PowerMatei-D/H系统的机床组网。

构建以太网监控网络对数控系统的要求

机床以太网监控网络要求数控系统在硬件上具有以太网功能，即具有以太网卡或快速以太网卡，在“软件”方面则要求CNC具有内置的以太网函数。其内部通讯处理机制如图2所示。对于内置以太网卡，通讯过程的处理是通过CNC的CPU。这就意味着CNC的运行条件会影响内置以太网卡的通讯，相应地，内置以太网卡的通讯状况也会影响CNC的处理过程。

内置以太网函数的处理优先级低于如下操作：自动循环或手动方式下每个主轴的运动控制。因此，在自动运行期间，通讯速度将会降低。另一方面，由于内置以太网函数的优先级高于CNC的屏幕显示操作、C语言执行器(除高级任务)、宏命令执行器(除执行宏)。在执行内置以太网的通讯时，这些操作将会被延时处理。

由以太网方式联接的网络传输速度明显地较串口高，每秒传输速率可以达到10M、100M。并且，由于加工中心的CNC系统内置了一些函数接口，使以太网联接可以实现控制计算机和数控系统的直接通讯。也就是说，在这种方式下不但可以实现通讯数据的快速传输，而且可以在主控计算机端自动获得完全的设备信息、生产信息、远程控制加工中心，为自动化生产创造更完备的条件。

数控机床网络控制系统要更好的适应生产的需要，在传统DNC软件的功能基础上还需具备四个功能模块：NC程序管理模块、现场监控模块、远程监控模块以及基于Internet进行远程访问的数据通信部分。

功能模块

NC程序管理模块

NC程序作为加工过程中重要资源之一，对其进行高效的数据化管理已经成为DNC软件不可缺少的一部分。NC程序的管理根据管理目标对象，分为对程序进行生命周期内的管理和NC程序内部信息管理。

在本模块中对NC程序的整个生命周期进行了严格的管理，从NC程序的生成到消亡都提供一套严格的管理手段。在不同时期，对NC程序的状态可设置为编辑、审核、定型三种，其工作过程如图3所示。程序的最初状态是可以自由编辑的，经过审核後可以开始进行试加工。而程序一旦经试切验证完成后就到达定型状态，不能再进行编辑，直至消亡。

对NC程序的内部属性进行管理主要包括程序号、程序注释、零件图号、所加工的零件号、加工工序号、加工范围、机床、用户信息等进行管理。在本系统中可对程序根据图号、零件名称、工序、机床等进行多种条件的复合查寻，同时对加工程序编辑历程、所用刀具清单、工艺卡片等进行管理。

现场监控模块

现场监控模块是实现远程监控系统的基础。通过五类线或超五类线与具有以太网功能的数控机床直接联接，可以实现控制、监测和对数控机床的诊断。此外，目前市场上有一些软件生产商把只具有串口通讯功能的加工中心以以太网方式甚至是无线方式联接。这两种方式在本质上是区别于以太网联接的，它们只是通过转接口变换了联接方式，将串行数据转变成以太网方式传输，其通讯的瓶颈依然存在于串口通讯。但这种做法可以克服工厂施工条件恶劣、布线不便等问题。

本模块与CNC进行通讯，可以实时采集数控机床的加工状态、联网状态、刀具信息、操作履历，以及对刀具寿命进行管理。并且通过一定的权限确认，可以在线修改各种设备参数和运行参数，从而实现底层设备的完全监控。通过对采集到的工况数据进行处理，可以及时获取加工业绩、机床利用率等生产管理所需要的数据，如图4所示。

远程监控模块

远程监控模块是利用计算机技术和网络技术，提供广域范围内共享资源的平台，并为实时监测监控、故障诊断提供支持。用户可以随时通过网络查询设备运行状态以及设备现场的工况，对生产过程进行实时的远程监控，如图5所示。甚至可以将机床的梯形图传送至远程的控制主机，用梯形图实施机床故障的远程诊断。为保证生产的安全性，梯形图必须用密码保护，以防无关人员修改。

基于Internet的数据通讯模块

由于生产状况的千变万化，生产过程中会出现很多随机的情况，因此不同地点、不同部门的专业人员要对同一设备进行工作，就需要有一个自由交流的平台，通过网络实现信息交互、经验交流，最终实现设备的远程监控。本模块在基于网络技术的基础上，为客户提供了文字交流的平台，如图6所示。

FANUC系统的以太网功能是通过以太网卡或FANUC快速以太网卡遵循TCP/IP协议实现的。网络控制软件要与数控机床进行正常通讯，需进行以下设置：

设置控制计算机侧的TCP/IP协议；

设置CNC侧的以太网卡和内置以太网函数；

物理连接个人计算机和CNC。

JCSDNC(Ethernet)的应用

第3篇

数控技术的应用,使得机械加工脱离了传统以人工控制为主的加工时代,对生产力的提高具有重要作用。数控技术的应用对机械加工的变革性意义主要表现在以下几方面:1)生产效率大幅提高。应用数控技术后,机械加工脱离人为控制,生产周期大大缩短,生产效率大幅提高,废料率大幅降低;2)生产速度更快。数控技术对机械加工时间的控制非常精确,完全不受人为主观控制,在机械加工速度上去除了人为干扰,加工速度得到迅速提高;3)产品外观更美观。机械加工的产品,外观要求精美,数控技术将外观要求输入后,电子自动控制,外观与模型几乎无异;4)产品外形实现多样化。通过制图工具制作模型,产品形状随心所欲,经过数控技术加工都能成为现实;5)产品精度更标准。传统人为控制的机械加工,产品在精度方面控制不够精细。而数控技术的应用,精确控制完全自动化,可以完全避免人为误差。产品加工精度更符合设计标准;6)生产控制自动化。这也是最直观的表现。数控技术的最直接目的就是自动控制,是机械加工摆脱人力因素的唯一选择。数控技术运用自身的数字化功能,可以有效控制机械加工的设备和过程,并采用数控设备、数控编控等技术使机械加工更加系统化。

2机械加工中数控技术的应用

2.1数控技术在机床加工中的应用

机械加工中,机床的应用比例很大。各种各样的模具生产都是由机床来完成的。传统的机床生产,模具的精度控制很难实现自动化,因此,生产出的模具合格率较低,材料利用率低。而数控化技术在机床上应用后,实现了机床全自动化机电一体制,这种机电一体化加工生产技术能保证产品的质量。

2.2数控技术在煤矿机械加工中的应用

煤矿机械具有特殊性,是专用的机械设备,由于其工作环境复杂多变,对安全系统要求较高,煤矿机械加工过程要求精细化程度高。而传统机械加工很难实现其精度的要求。而且,煤矿机械更新换代较快,应用领域单一,所以生产加工量小,下料难。数控技术得到应用后,设备下料切割采用数控技术,改变了过去的工作模式,切割效率得到成倍提高,切割质量高,提高了材料的利用率,降低了设备的生产成本。同时,数控气割机装有自动可调的切缝补偿装置,它允许对构件的实际轮廓进行程序控制,好比数控机床上对铣刀的半径补偿一样。这样可以通过调切切缝的补偿值来精确控制毛还件的加工余量。

2.3数控技术在工业生产中的应用

工业生产过程中,难免会有恶劣的工作环境存在,如高温、高压、操作空间狭小,操作高度过高等。这些危险的工作环境极大地增加了工作人员的工作危险性。而数控技术的应用后,工业生产上类似的恶劣环境完全编入数控程序,使工业生产危险性得到极大改善。在实际的生产过程当中,应用数控技术之后,生产过程可以由计算机系统全程控制。只要预先输入各种生产程序和产品参数,则计算机系统便能够依照指令实现真正意义上的无人自动化生产。即便是在生产过程当中出现了故障或者问题,系统会根据错误的等级来决定是否继续进行生产,同时采用有关的保护性护理措施,并向管理者报警。除此之外,机械加式中数控技术的应用还有很多,如航空设备的生产、机器人系统的生产、汽车工业的生产、石油机械的生产、国家武器装备的生产以及建筑机械、农业机械等领域,应用数控技术后,无一不推动了行业的快速良性发展。

3机械加工中数控技术的应用趋势

随着新的智能化技术的发展,机械加工中数控技术的发展同样朝向智能化方向发展。主要表现在加工过程的自适应控制和工艺参数自动生成;为提高驱动性能及使用连接方便的智能化,如前馈控制、电机参数的自适应运算等;操作方面的智能化,如智能化的自动编程、智能化的人机界面等。另外,随着数字技术的不断进步,机械加工也面临着新的市场需求,特别是人们对精细化的要求也越来越高,于是高速度、高精加工技术成为必然的趋势。

4结语

第4篇

1、高速、高效

机床向高速化方向发展，不但可大幅度提高加工效率、降低加工成本，而且还可提高零件的表面加工质量和精度。超高速加工技术对制造业实现高效、优质、低成本生产有广泛的适用性。

20世纪90年代以来，欧、美、日各国争相开发应用新一代高速数控机床，加快机床高速化发展步伐。高速主轴单元(电主轴，转速15000－100000r/min)、高速且高加/减速度的进给运动部件(快移速度60~120m/min，切削进给速度高达60m/min)、高性能数控和伺服系统以及数控工具系统都出现了新的突破，达到了新的技术水平

。随着超高速切削机理、超硬耐磨长寿命刀具材料和磨料磨具，大功率高速电主轴、高加/减速度直线电机驱动进给部件以及高性能控制系统(含监控系统)和防护装置等一系列技术领域中关键技术的解决，为开发应用新一代高速数控机床提供了技术基础。

目前，在超高速加工中，车削和铣削的切削速度已达到5000~8000m/min以上；主轴转数在30000转/分(有的高达10万r/min)以上；工作台的移动速度(进给速度)：在分辨率为1微米时，在100m/min(有的到200m/min)以上，在分辨率为0.1微米时，在24m/min以上；自动换刀速度在1秒以内；小线段插补进给速度达到12m/min。

2、高精度

从精密加工发展到超精密加工，是世界各工业强国致力发展的方向。其精度从微米级到亚微米级，乃至纳米级(<10nm)，其应用范围日趋广泛。

当前，在机械加工高精度的要求下，普通级数控机床的加工精度已由±10μm提高到±5μm；精密级加工中心的加工精度则从±3~5μm，提高到±1~1.5μm，甚至更高；超精密加工精度进入纳米级(0.001微米)，主轴回转精度要求达到0.01~0.05微米，加工圆度为0.1微米，加工表面粗糙度Ra=0.003微米等。这些机床一般都采用矢量控制的变频驱动电主轴(电机与主轴一体化)，主轴径向跳动小于2µm，轴向窜动小于1µm，轴系不平衡度达到G0.4级。

高速高精加工机床的进给驱动，主要有“回转伺服电机加精密高速滚珠丝杠”和“直线电机直接驱动”两种类型。此外，新兴的并联机床也易于实现高速进给。

滚珠丝杠由于工艺成熟，应用广泛，不仅精度能达到较高(ISO34081级)，而且实现高速化的成本也相对较低，所以迄今仍为许多高速加工机床所采用。当前使用滚珠丝杠驱动的高速加工机床最大移动速度90m/min，加速度1.5g。

滚珠丝杠属机械传动，在传动过程中不可避免存在弹性变形、摩擦和反向间隙，相应地造成运动滞后和其它非线性误差，为了排除这些误差对加工精度的影响，1993年开始在机床上应用直线电机直接驱动，由于是没有中间环节的“零传动”，不仅运动惯量小、系统刚度大、响应快，可以达到很高的速度和加速度，而且其行程长度理论上不受限制，定位精度在高精度位置反馈系统的作用下也易达到较高水平，是高速高精加工机床特别是中、大型机床较理想的驱动方式。目前使用直线电机的高速高精加工机床最大快移速度已达208m/min，加速度2g，并且还有发展余地。

3、高可靠性

随着数控机床网络化应用的发展，数控机床的高可靠性已经成为数控系统制造商和数控机床制造商追求的目标。对于每天工作两班的无人工厂而言，如果要求在16小时内连续正常工作，无故障率在P(t)＝99%以上，则数控机床的平均无故障运行时间MTBF就必须大于3000小时。我们只对一台数控机床而言，如主机与数控系统的失效率之比为10:1(数控的可靠比主机高一个数量级)。此时数控系统的MTBF就要大于33333.3小时，而其中的数控装置、主轴及驱动等的MTBF就必须大于10万小时。

当前国外数控装置的MTBF值已达6000小时以上，驱动装置达30000小时以上，但是，可以看到距理想的目标还有差距。

4、复合化

在零件加工过程中有大量的无用时间消耗在工件搬运、上下料、安装调整、换刀和主轴的升、降速上，为了尽可能降低这些无用时间，人们希望将不同的加工功能整合在同一台机床上，因此，复合功能的机床成为近年来发展很快的机种。

柔性制造范畴的机床复合加工概念是指将工件一次装夹后，机床便能按照数控加工程序，自动进行同一类工艺方法或不同类工艺方法的多工序加工，以完成一个复杂形状零件的主要乃至全部车、铣、钻、镗、磨、攻丝、铰孔和扩孔等多种加工工序。就棱体类零件而言，加工中心便是最典型的进行同一类工艺方法多工序复合加工的机床。事实证明，机床复合加工能提高加工精度和加工效率，节省占地面积特别是能缩短零件的加工周期。

5、多轴化

随着5轴联动数控系统和编程软件的普及，5轴联动控制的加工中心和数控铣床已经成为当前的一个开发热点，由于在加工自由曲面时，5轴联动控制对球头铣刀的数控编程比较简单，并且能使球头铣刀在铣削3维曲面的过程中始终保持合理的切速，从而显着改善加工表面的粗糙度和大幅度提高加工效率，而在3轴联动控制的机床无法避免切速接近于零的球头铣刀端部参予切削，因此，5轴联动机床以其无可替代的性能优势已经成为各大机床厂家积极开发和竞争的焦点。

最近，国外还在研究6轴联动控制使用非旋转刀具的加工中心，虽然其加工形状不受限制且切深可以很薄，但加工效率太低一时尚难实用化。

6、智能化

智能化是21世纪制造技术发展的一个大方向。智能加工是一种基于神经网络控制、模糊控制、数字化网络技术和理论的加工，它是要在加工过程中模拟人类专家的智能活动，以解决加工过程许多不确定性的、要由人工干预才能解决的问题。智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：

为追求加工效率和加工质量的智能化，如自适应控制，工艺参数自动生成；

为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等；

简化编程、简化操作的智能化，如智能化的自动编程，智能化的人机界面等；

智能诊断、智能监控，方便系统的诊断及维修等。

世界上正在进行研究的智能化切削加工系统很多，其中日本智能化数控装置研究会针对钻削的智能加工方案具有代表性。

7、网络化

数控机床的网络化，主要指机床通过所配装的数控系统与外部的其它控制系统或上位计算机进行网络连接和网络控制。数控机床一般首先面向生产现场和企业内部的局域网，然后再经由因特网通向企业外部，这就是所谓Internet/Intranet技术。

随着网络技术的成熟和发展，最近业界又提出了数字制造的概念。数字制造，又称“e-制造”，是机械制造企业现代化的标志之一，也是国际先进机床制造商当今标准配置的供货方式。随着信息化技术的大量采用，越来越多的国内用户在进口数控机床时要求具有远程通讯服务等功能。机械制造企业在普遍采用CAD/CAM的基础上，越加广泛地使用数控加工设备。数控应用软件日趋丰富和具有“人性化”。虚拟设计、虚拟制造等高端技术也越来越多地为工程技术人员所追求。通过软件智能替代复杂的硬件，正在成为当代机床发展的重要趋势。在数字制造的目标下，通过流程再造和信息化改造，ERP等一批先进企业管理软件已经脱颖而出，为企业创造出更高的经济效益。

8、柔性化

数控机床向柔性自动化系统发展的趋势是：从点(数控单机、加工中心和数控复合加工机床)、线(FMC、FMS、FTL、FML)向面(工段车间独立制造岛、FA)、体(CIMS、分布式网络集成制造系统)的方向发展，另一方面向注重应用性和经济性方向发展。柔性自动化技术是制造业适应动态市场需求及产品迅速更新的主要手段，是各国制造业发展的主流趋势，是先进制造领域的基础技术。其重点是以提高系统的可靠性、实用化为前提，以易于联网和集成为目标；注重加强单元技术的开拓、完善；CNC单机向高精度、高速度和高柔性方向发展；数控机床及其构成柔性制造系统能方便地与CAD、CAM、CAPP、MTS联结，向信息集成方向发展；网络系统向开放、集成和智能化方向发展。

9、绿色化

第5篇

1.1数控技术的概念

数控技术，也就是通过计算机编码的形式，实现同设备的对接，并且进行自动化操作和远程运行过程的技术。这是一个将机械化同信息化相结合的技术，可以说比较广泛的运用在工业生产的过程中。而现阶段，由于信息技术的进一步发展，计算机的操作水平也有了飞跃性的提高，数控技术的复杂程度和精密程度也有了进一步的增强，在工业生产实践过程中能够发挥作用的领域也越来越广，因而能够进一步的在生产生活的过程中发挥自己的作用。

1.2数控技术的运用状况

现阶段的数控技术已经不仅仅是机床加工而已了，可以说从机械制造到使用方面，都可以有数控技术的具体应用。相对而言，自动化运行的成果，也是由于数控技术的产生而带来的，因而机械自动化方面，可以说是运用比较广泛的领域。就我国的现实情况来说，在工业生产方面本身已经达到世界先进水平，但就技术水平来说，还具有一定的差距。数控技术实际上也处于这样的状况，发展迅速但是距离高端水平尚有距离，因而在重视程度方面的加强，以及我国信息技术的发展，都可以说从环境方面加强了数控技术的发展空间。

2数控技术在煤炭工业中的意义

2.1对于精度和效率的提高

应当说在精度方面的提高也是很明显的，数控技术之下实现了机械的自动化运作，因而实际上误差相对于一般的人工操作就会有很大的缓解。由于自动化操作本身只是对于指令的重复执行，基本上只会因为机械本身为误差而出现问题，就精度来说，可以有效地避免人工操作失误的状况，对于精度也是有提升的。效率方面同样也是如此，数控技术本身的传导和操作都运转自如，也可以说是浑然一体，因而从煤的采集到输送方面实际上都是完全的数字控制，对于生产效率来说，必然的也是大幅度地进行了节约的功能。

2.2对于安全生产的促进

安全性的提升可以说也是显而易见的，由于数控技术的运用，使得操作人员能够相对远离操作一线，从而使得相对有一定危险性的采煤行业在对于人员的威胁方面有显著的下降。数控技术一般而言更加适用于露天的煤矿开采，在露天开采方面的使用也更加广泛，因而就这方面来说，对于开采的本身危险性的降低，以及通过精密化的操作来减少运行风险，都可以说不可忽视[1]。即使在井下开采，数控技术的运用同样对于及时的预警以及危险操作的替代，有着不可忽视的作用。即使需要特定人员对于数控系统进行监控，也并非亲临一线，靠近生产的最前沿，因而在环境方面也可以说有一定的安全保障。再加上自动监测系统的出现，也进一步使得生产系统的故障排除有了更多的依靠。

2.3对于采煤成本的节约

成本方面也可以说有相当的结约。首先是人力成本方面，在机械大量使用之前可以说是典型的人力密集型产业需要大量的人力成本，而在机械使用之后则会对于人力成本有明显的需求降低。而在数控技术发展普及之后，需要进行操作的人员需求则会进一步降低，从而更多的减少人力资源成本。而在技术成本上也可以这么说，大量的设备操作被简化到计算机控制，可以对于机械操作方面作出很大的节约。而智能控制之下也能够提高采煤的效率，从而减少对于原煤的筛选工作，进一步的减少成本支出。

3数控技术在采煤生产中的具体实用

3.1采煤机械制造方面

在机械制造方面，可以说数控机床的出现以及大范围的使用进一步加强了采煤机械制造的效能，从而可以在重工业的源头方面有着更进一步的发展。就采煤行业来说，采煤机是其主要的工作机械，而数控技术运用在机械制造方面，最主要的还是加强了机械本身的精密程度，并且能够进一步将一些需要更高精度的技术运用在新的机械方面，从而加强采煤机械的效能[2]。比如说对于气割的控制就属于数控运用的典型方面，通过这些方面的使用，可以说对于采煤行业本身来说，作用是不可忽视的。

3.2采煤机械运行方面

而在采煤机械的运用方面，可以说数控技术的使用则是更加的广泛，通过数控技术的有效使用，可以使得采煤机械真正的实现系统化的运转，并且完全实现自动化的效率使用。可以说对于控制来说，最主要的几方面包括对于数控的自动关停、以及对于采用量的控制以及传输的一体化方面都是可以看得见的。而同样的，在数控技术的自动故障检测方面，也可以说是大幅度的排除了安全风险，使得效率和安全水平有了进一步的提高。

4结语

第6篇

在十余年的数控技术教学实践中，作者以从知识到能力的转化为契机，在传授数控理论知识的同时，更加注重学生实践能力的培养，逐步摸索出一套适合学生能力发展的数控技术实践性教学模式。

1.1实践性教学方法的提出

《数控技术》是比较偏重实践性的课程，特别是一些相关的程序、概念，比较抽象，学生不容易理解，听起来比较枯燥，学生兴趣不是很高。在教学中加强课程与专业的联系、课程与实际应用的联系，开展实践性教学改革是全面提高教学质量和教学效果的有效方法和手段。笔者认为，运用现代教学理论，积极探索实践性教学模式，切实提高应用性学科教学质量，是《数控技术》教学改革的一种有效尝试。

12实践性教学的指导思想

“教学活动必须建立在学生的认知发展水平和已有的知识经验基础之上。教师应激发学生的学习积极性，向学生提供充分从事学习、活动的机会，帮助他们在自主探索和合作交流的过程中真正理解和掌握基本的知识与技能和方法，获得广泛的活动经验。”这是开展实践性教学模式研究的指导思想。

1.3实践性教学三法

授课过程中，除了讲解、提问和答疑等常用的方法外，笔者结合《数控技术》课程本身的特点，探索并完善了以案例式教学法、探讨式教学法和现场式教学法为代表的实践性教学三法。

1.3.1案例式教学法

案例式教学法主要是通过列举实例，提高学生临场解决实际问题的能力，引导学生对一些特殊情境进行思考的一种教学方法。

案例教学的目标是让学生像一个真正的老师那样去思考问题、分析问题、解决问题，用综合的观点来审视教育现象，案例答案的不确定性增强了学生面对教学实践中的不可预期性问题的应对策略和能力。通过各种各样的案例演示，学生不仅接触到各种社会现象，而且这些针对性的演练对于学生毕业后走上社会，在经济的大舞台上施展才华无疑具有很强的使用价值。

本文介绍在《数控技术》授课过程中，案例教学法的一个典型应用。如图1所示的切削零件，通过示例，介绍数控编程的基本方法。用螺纹切削复合循环G76指令编程，加工螺纹为M60×2，工件尺寸见图，其中括弧内尺寸根据标准得到。

%2451

N1T0101（换一号刀，确定其坐标系）

N2G00X100Z100（到程序起点或换刀点位置）

N3M03S400（主轴以400r/min正转）

N4G00X90Z4（到简单循环起点位置）

N5G80X61.125Z-30I-0.94F80（加工锥螺纹外表面）

N6G00X100Z100M05（到程序起点或换刀点位置）

N7T0202（换二号刀，确定其坐标系）

N8M03S300（主轴以300r/min正转）

N9G00X90Z4（到螺纹循环起点位置）

N10G76C2R-3E2A60X58.15Z-24I-0.94K1.299U0.1V0.1Q0.4F2

N11G00X100Z100（返回程序起点位置或换刀点位置）

N12M05（主轴停）

N13M30（主程序结束并复位）

2.3.2探讨式教学法

探讨式教学法的实质，首先就在于它不仅是“教”或“学”的过程，而且是一种全体参与的过程。要充分发挥学生的主体性，让他们参与到你的整个教学中去，激发他们的学习兴趣，才能提高教学质量。其次，教学的本质是一种师生交往、交流、互动、对话的活动。在这样的活动中，老师作为一种知识资源出现在学生面前，应成为学生学习的合作者、促进者，而不是教材的代言人。所以教师应该学会在适当的时候设计适当的问题，从而有效地提高学生的学习兴趣，激发学生的学习动机，提高教学效果。

《数控技术》这门课知识点多，相辅相成，完成一个项目需要较严密的逻辑思维能力。在编程学习阶段，可以把学生分为几个学习小组，共同完成。实践的结果表明，在互相讨论又各有其责的学习氛围中，对知识的提高与巩固有很大的帮助，同时也培养了他们的团队合作精神。

例如，在讲授绝对坐标编程和增量坐标编程两种编程方法之前，通过学生讨论，预测出其不同的用法，在这个预测和探讨的过程中，学生已经对两种编程方法的不同有了初步认识。此时讲授起来，学生易于接受，学习的积极性也高。

方法一：用绝对坐标编程

N001G92X0Y18LF

N002G90G02X18Y0R18

F100S300M03LF

N003G03X68Y0R25LF

N004G02X88Y20R-20M02LF

方法二：用增量坐标编程

N001G91G02X18Y-18R18

F100S300M03LF

N002G03X50Y0R25LF

N003G02X20Y20R-20M02LF

2.3.3现场式教学法

因数控技术本身的特点，要求我们必须做到理论与实践相结合，加大现场式教学力度，突出技术的应用性，并要强调教学内容的可操作性。

对于机床操作教学，应尽可能地让学生多摸、多动机床，尤其是手动(JOG、ING)工作方式，对于缺乏实际经验的学生来说，其效果是显而易见的，而且便于控制手动的安全性。

数控编程是数控机床学习的重点，在了解数控手工编程指令的基础上，可由教师指导学生装夹工作，指明欲加工的内容和将要使用的刀具，用单步运行的方式逐段运行程序，边运靠边讲解，可收到事半功倍的效果。

3应解决的几个问题

3.1学生学习观念的转变

首先，学生应转变被动的学习观念，树立自主学习的理念，增强主体意识和自我建构意识，主动参与教学、积极思考、大胆探究。其次，要加强合作意识和能力的培养，学生之间应建立良好的学习合作关系，沟通交流，共同探究。

3.2教师综合素质的提高

教师本人要具备科学研究和创新的基本能力，而且教师必须站在知识的前沿，用自身的创新成果不断丰富和补充教学内容。教师还应提高教学的专业化程度，组织好研究性课程。

3.3网络教学资源的建设

实践性教学的形式与内容是开放的，因此优质的网络教学资源是实施研究性教学的重要保障。网络教学资源的建设应保证内容丰富、开放和动态，以提供研究性教学需要的资料和信息。教学网站中应当构建一个开放、互动的教学平台，并创建各种虚拟的研究环境，为学生参与和自主开展课题研究创造条件。

3.4数控仿真实践教学

由于数控设备投资较大，并且操作过程具有较大的危险性，通过引入数控仿真教学，使学生在机房能够模拟数控机床加工工件，并且基本上与实践加工现场相似，这既能节约数控实践教学的成本，又满足了大量学生实践能力培养的需求。具体教学过程：运用CAXA、SolidEdge、MASTERCAM等三维软件进行零件建模，并自动生成刀具轨迹和NC代码(或者根据图纸手工编程)后在南京宇航、VNUC仿真软件上进行仿真加工，以验证程序是否正确，同时又能熟悉机床操作面板各个按键的作用；此仿真实践教学过程既体现先进制造技术内涵，又充分培养学生设计、分析和动手操作的能力。

4结束语

作者主要从事数控技术等课程的教学，并主持相关科研活动。多年来，通过实践总结，摸索出实践性教学模式在数控技术教学中的应用。实践性的教学模式，教师应根据课堂教学的学习内容，创设教学情境，提供必要的学习材料，让课堂充满研讨、探究、思考的气氛。在实践活动中，让学生享受把所学的知识运用到生活实际中去的体验感受和乐趣。培养学生灵活运用、解决实际问题、大胆创新等综合能力。2004年，作者获新疆大学《数控技术》讲课比赛一等奖，《数控技术》课被评为新疆大学精品课程，并于2006年申报自治区精品课程，这是实践性教学模式在数控教学领域成功的一个例子。

【摘要】数控技术是机械学科一门实践性很强的技术课程。本文初步探讨了实践性教学模式在《数控技术》课程中的应用。旨在引导学生运用加工工艺、程序的编制等理论知识，实际操作和运用数控机床，构建数控技术课程的教学、生产、操作实践相结合的新的教学模式。该模式已在施教过程中得以应用，并取得了显著的教学效果。

【关键词】数控技术程序编制实践性教学模式

参考文献：

[1]赵庆聪，张键，陈元凤.数据库原理与应用.实践性教学方法研究[J].科技信息，2007，(35)：224.

第7篇

1.1体系管理要求

一般而言，计量技术机构建立管理体系时，主要依据的标准和规范有：ISO9001：2008、JJF1033-2008、JJF1069-2012、ISO/IEC17025：2005、ISO/IEC17020：2004、《实验室资质认定评审准则》等。在ISO9001：2008质量体系管理过程中，需要根据实际要求，对质量手册、程序文件、质量记录、作业指导书等体系文件进行修订。在开展内审、外审活动时，除了需要进行质量活动的过程管理，还需要做好历次质量活动文件质量的归档和整理，以及历次不符合项等数据的统计。JJF1033-2008、JJF1069-2012、ISO/IEC17025：2005等规范涉及计量标准的管理。在日常计量标准管理中，从新建项目申请通过，到计量标准新建标资料的建档、已有计量标准的动态维护，以及JJF1033-2008、JJF1069-2012、CNAS申请（考核）资料的输出，所有这些管理过程涉及面广，各类考核规范要求各异，包含材料繁多，期间还涉及申报材料的审核、回退、批准、归档等过程，每个步骤需要严格按照考核规范的要求进行。此外，体系管理过程中需要涉及很多项目的统计分析。诸如质量简报内容、政府委托的各类考核、各类项目所依据的规程、各类检定员的资质统计等。

1.2制约因素

体系管理包含机构日常运行各个方面，而体系所依据的各个规范之间难免有交叉重复的要素，日常管理中难免会有重复操作及遗漏。例如JJF1033-2008与ISO/IEC17025：2005中对于计量标准器及配套设备的管理都有相应的要求，当设备因评价不符合需要变更时，需要分别根据两个技术规范的要求进行相应类似操作（如图1所示）。这样既增加了工作量，又加大了出错概率。图1管理要素交叉示例类似这些问题都不利于体系的有效运作，进而会影响机构的检测质量。检测质量一方面关系到能否满足客户的检测要求，另一方面从机构自身的角度来说，检测质量也关系到计量技术机构的生命，关系到机构自身的发展。因此，如何完善体系管理是机构始终需要重视的工作。

1.3体系管理信息化

体系管理虽然包含内容庞杂，但大多有法（标准、规范）可依。在管理过程中可以将不同的考核规范要求分门别类，各类管理要素结构化罗列。因此，可以通过计算机技术，将体系管理信息化。1）文件材料电子化。将管理过程中所涉及的材料电子化，一并进入管理信息系统，实现无纸化管理；2）材料格式的模板化。各类材料模板依据考核规范的要求固化到系统中，操作时可直接调用模板输入；3）管理要素系统化。将各类考核规范的要求固化到系统中，包含所有必需的管理要素；4）操作流程系统化。将日常操作中的材料提交、审核、回退、审批、修改、归档等操作流程固化到系统中，提高效率。

2实现目标

通过对体系管理各要素及要素间关联性的分析研究，将体系管理各要素纳入信息系统，可以实现以下目标。1）管理要素全覆盖。各管理要素在系统中进行管理，结合系统的工作提醒、提前预警等功能，减少工作遗漏，做到全面覆盖。2）闭环管理。在系统中，某一项工作从发起到流程审批，直到最后的、归档，各节点环环相扣，并可设置各节点完成时限，形成完整的闭环管理。3）实时动态管理。诸如计量标准、仪器设备、人员持证项目等都会有有效时限，系统可以针对这些有时限要求的要素提前预警。涉及某一岗位的所有待处理工作都会在系统中有待办提醒，便于管理人员及时对各项工作进行实时管理。4）无纸化办公。依据各项考核标准所形成的考核材料会形成很多文档，除了最后确定的申报版本需要形成纸质材料外，前期内部流转及最后归档的文档都可以尽量电子化，这样既可以实现无纸化办公，同时电子文档也可以实现高效检索。

3系统实现

3.1设计原则

3.1.1实用性

开发的系统必须满足实用性需求，做到使用方便，输入数据量尽量小，界面直观，易学易用，不同业务之间界面转换速度快。

3.1.2功能完整性

所提出的业务都能够在计算机平台上完成，对于同一类型的业务，由于输入要求或地址模式等条件的不同，将设计不同的功能模块。

3.1.3高性能

系统在性能上做到实时性强、数据容量小、响应速度快、稳定性高、出错率低、容错性好等优点。

3.1.4数据安全性

安全性永远是数据库的重要课题，必须采取多种措施保证数据库的安全。

3.1.5美观化设计

在满足实用性的条件下，界面设计做到美观大方，大小适中，排列整齐，各种控制键的中文名字简单明了，不同的业务甚至不同的功能有不同的界面。美观的界面配色柔和，减轻视觉疲劳，给员工一个良好的计算机工作环境。

3.1.6系统可扩展性

在满足一期方案的基础上，考虑今后系统可能新增功能带来的系统软硬件的变化，为系统的扩充预留接口。

3.2系统结构和功能

系统结构如图2所示。主要包括体系文件、质量活动、项目管理、统计分析。

3.2.1体系文件

质量手册、程序文件、作业指导书、质量记录等体系文件在系统中保持最新版本，体系文件出现更新时，在系统中完成审批流程并归档。

3.2.2质量活动

外审、内审、管理评审、附加评审等质量管理活动纳入系统管理。系统具备各类质量活动的按期提醒功能。在系统中进行质量活动计划的制定和审批、质量活动计划的、质量活动过程的流转、质量活动结果的输出、质量活动需改进项的管理。

3.2.3项目管理

包括新项目申请及不同项目定位的材料管理，包括计量标准管理、法定授权、资质认定、实验室认可、检查机构认可等内容。材料按照不同考核规范的要求在系统中设置模板，直接在系统中输入或以附件的形式提交。各类考核申请、复查等所需的材料可以从系统自动输出word版本，打印即可用。建标完成后具备动态管理的功能，可以预警将到期的计量标准，并提醒相关负责人关注。所有资料在系统中归档，便于检索。

3.2.4统计分析

通过对系统内各功能模块相关信息的抓取汇总，生成各类统计内容。包括通过汇总质量活动的相关内容，生成质量简报；统计历次外审、内容、管理评审、附加审核等活动的不符合项出现次数、出现范围、整改完成情况等内容；统计许可证考核情况；统计能源计量审查情况；统计检定、校准、检测、检查对应项目及所依据的规程；统计各类人员资质等。

3.3主要数据库设计

3.3.1仪器设备

实现仪器设备的动态信息化管理，实时监测计量标准器及配套设备的使用情况，提前提醒相关人员按期送检标准器。设备信息与计量标准等其他相关模块自动关联，设备更新后其他部门相应更新。主要字段包括名称、型号、测量范围、不确定度或准确度等级或最大允许误差、制造厂、出厂编号、末次检定或校准日期、检定及校准机构、检定或校准证书号等。

3.3.2人员资质

实时维护各类人员所拥有的相应资质信息，包括检定员、各类考评员、注册计量师、内审员等信息。人员资质信息统一更新后，自动关联的相应考核模块信息也同步更新。主要字段包括姓名、所属部门、资质类型、取证时间、证书到期时间、证书编号等。

3.3.3检测方法

提供检定规程、校准规范、国家标准等计量技术规范的查询、阅读、更新功能。检测方法与计量标准等相关内容保持同步更新。主要字段包括规程/规范编号、年号、名称等。

3.3.4可开展项目

提供项目的检索、查询、更新等功能。可以生成检定、校准、检测、检查项目对照表，并作为各类考核材料中可开展项目的数据来源。主要字段包括项目名称、测量范围、测量不确定度/准确度等级/最大允许误差、依据文件名称、依据文件编号等。

4结语

第8篇

1报警

将供、配电系统中的自动化技术与移动客户端相结合，内嵌手机短消息报警装置，从而能够对供、配电系统的状态进行监控管理，一旦出现问题，能够在第一时间通知运行人员及管理人员，对设备问题及时处理，避免电器设备发生故障。在自动化系统中支持各种综合自动化监控单元通讯接口，实现在线操作，获取断路器及隔离开关的实时状态信息，当状态信息不对应时装置报警。

2全方位数据采集与指令管理

在集控站自动化系统中，各站安装了微机保护、测控一体化设备以及其它的电子设备，采用分层式网络结构实现通信管理机与设备的数据交换，而且该系统配置了数字录音系统，能够对调度指令进行存储、记录、录音以及查询，具有全方位数据采集的特点，具有良好的扩充性与维护性。

3炼油供、配电系统中集控站自动化技术的应用特点

3.1综合操作屏操作直观

采用嵌入式技术支撑的综合操作屏能够将传统的常规控制屏、信号显示屏于一体，从而在同一界面下实现信号显示、遥控以及模拟操作功能，操作人员能够对设备进行有效操作，因为炼油供、配电低通需要频繁的对设备进行操作，采用传统的控制技术需要更多的人力资源。采用集控站自动化技术，能够通过屏幕对配、供电设备进行监视、模拟与操作，在可视的情况下实现遥控控制。

3.2确保操作唯一性

集控站自动化系统的建设能够进行远程控制、后台操作与管理，在运行过程中，一旦进行某项操作，必须禁止其它操作。采用集控站自动化技术，采用电子码钥匙进行控制管理，能够确保操作的唯一性，避免多箱操作引发双系统错误。相比于传统的“五防”逻辑判断的方式实现闭锁，集控站自动化技术能够通过设备状态数据的采集进行逻辑判断，并且采用接点串连闭锁技术，具有遥控、强制性闭锁的功能，能够确保系统安全、稳定地运行，有效杜绝站间防误闭锁、雷击等影响。

3.3预演、操作、告警图像联动

集控站自动化系统能够对遥控操作进行判断，通过模拟或操作现场设备时，从而最大限度地发挥系统功能。采用自动化系统能够对设备进行自动跟踪与定位，提升培训的有效性，当出现告警事件时，系统能够调出相应区域的参数及图像，从而更加直观地了解系统的情况。

4结语

第9篇

关键词：数控机床控制技术

数控机床是机电一体化的典型产品，数控机床控制技术是集计算机及软件技术、自动控制技术、电子技术、自动检测技术、液压与气动技术和精密机械等技术为一体的多学科交叉的综合技术。随着科学技术的高速发展，机电一体化技术迅猛发展，数控机床在企业普遍应用，对生产线操作人员的知识和能力要求越来越高。

一、数控机床的优点与缺点

(一)数控机床的优点

对零件的适应性强，可加工复杂形状的零件表面。在同一台数控机床上，只需更换加工程序，就可适应不同品种及尺寸工件的自动加工，这就为复杂结构的单件、小批量生产以及试制新产品提供了极大的便利，特别是对那些普通机床很难加工或无法加工的精密复杂表面(如螺旋表面)，数控机床也能实现自动加工。

加工精度高，加工质量稳定。目前，数控机床控制的刀具和工作台最小移动量(脉冲当量)普遍达到0.0001mm，而且数控系统可自动补偿进给传动链的反向间隙和丝杠螺距误差，使数控机床达到很高的加工精度。此外，数控机床的制造精度高，其自动加工方式避免了生产者的人为操作误差，因此，同一批工件的尺寸一致性好，产品合格率高，加工质量稳定。

生产效率高。由于数控机床结构刚性好，允许进行大切削用量的强力切削，从主轴转速和进给量的变化范围比普通机床大，因此在加工时可选用最佳切削用量，提高了数控机床的切削效率，节省了机动时间。与普通机床相比，数控机床的生产效率可提高2—3倍。

良好的经济效益。使用数控机床进行单件、小批量生产时，可节省划线工时，减少调整、加工和检验时间，节省直接生产费用；同时还能节省工装设计、制造费用；数控机床加工精度高，质量稳定，减少了废品率，使生产成本进一步下降。此外，数控机床还可实现一机多用，所以数控机床虽然价格较高，仍可获得良好的经济效益。

自动化程度高。数控机床自动化程度高，可大大减轻工人的劳动强度，减少操作人员的人数，同时有利于现代化管理，可向更高级的制造系统发展。

(二)数控机床的缺点

数控机床的主要缺点如下：价格较高，设备首次投资大；对操作、维修人员的技术要求较高；加工复杂形状的零件时。手工编程的工作量大。

二、数控机床的种类

数控机床的种类很多，主要分类如下：

按工艺用途分类。按工艺用途，数控机床可分类如下。普通数控机床：这种分类方式与普通机床分类方法一样，铣床、数控锚床、数控钻床、数控磨床、数控齿轮加工机床等。加工中心机床：数控加工中心是在普通数控机床上加装一个刀库和自动换刀装置而构成的数控机床，它可在一次装夹后进行多种工序加工。

按运动方式分类。按运动方式，数控机床可分类如下：点位控制数控机床。数控系统只控制刀具从要有数控钻床、数控坐标锤床、数控冲剪床等。直线控制数控机床：数控系统除了控制点与点之间的准确位置以外，还要保证两点之间移动的轨迹是一条直线，而且对移动的速度也要进行控制。这类机床主要有简易数控车床、数控销、铣床等。轮廓控制数控机床：数控系统能对两个或两个以上运动坐标的位移及速度进行连续相关的控制，使合成的运动轨迹能满足加工的要求。这类机床主要有数控车床、数控铣床等。

按伺服系统的控制方式分类。按伺服系统的控制方式，数控机床可分类如下。开环控制系统的数控机床。闭环控制系统的数控机床。半闭环控制系统的数控机床。

按数控系统的功能水平分类。技功能水平分类，数控系统可分类如下。经济性数控机床。经济性数控机床大多指采用开环控制系统的数控机床价格便宜，适用于自动化程度要求不高的场合。中档数控机床。这类数控机床功能较全，价格适中，应用较广。高档数控机床。这类数控机床功能齐全，价格较贵。

三、数控机床控制技术的发展

机械设备最早的控制装置是手动控制器。目前，继电器—接触器控制仍然是我国机械设备最基本的电气控制形式之一。到了20世纪奶年代至50年代，出现了交磁放大机—电动机控制，这是一种闭环反馈系统，系统的控制精度和快速性都有了提高。20世纪60年代出现了晶体管——晶闸管控制，由晶闸管供电的直流调速系统和交流调速系统不仅调运性能大为改善，而且减少了机械设备和占地面积，耗电少，效率局，完全取代了交磁放大机—电动机控制系统。

在20世纪的60年代出现丁一种能够根据需要方便地改变控制程序，结构简单、价格低廉的自动化装置—顺序控制器。随着大规模集成电路和微处理器技术的发展及应用，在20世纪70年代出现了一种以微处理器为核心的新型工业控制器——可编程序控制器。这种器件完全能够适应恶劣的工业环境，由于它具备了计算机控制和继电器控制系统两方面的优点，故目前已作为一种标准化通用设备普通应用于工业控制。

随着计算机技术的迅速发展，数控机床的应用日益广泛，井进一步推动了数控系统的发展，产生了自动编程系统、计算机数控系统、计算机群控系统和天性制造系统。计算机集成制造系统及计算机辅助设计、制造一体化是机械制造一体化的高级阶段，可实现产品从设计到制造的全部自动化。

综上所述，机械设备控制技术的产生，并不是孤立的，而是各种技术相互渗透的结果。它代表了正在形成中的新一代的生产技术，已显示出并将越来越显示出强大的威力。

第10篇

1.1数控技术特点

通过将计算机技术、通信技术、传感技术以及光、机、电等诸多技术与现代制造技术融合在一起，以实现数字化对机械进行加工以及运动工程进行控制制的技术成为数控技术。目前数控技术主要利用事先编制好的程序，通过计算机来实现对设备的控制。因此数控技术具有效率高、自动化程度高、精密度高等优点。数控加工技术的具体加工特点如下：①对于换批加工和新产品的研发，只需通过改变数控机器内的参数便可实现，因此对产品的改良和新产品的研发带来了很大便利。②缩短加工时间，提高效率。数控技术可以实现一次装夹完成多道工序的加工。这样既保证了加工精度又大大缩短反复装夹浪费的时间。③提高产品品质。利用数控技术可以实现对复杂零件及零件曲面任意形式的加工，这是普通机床难以完成的。④模块化、标准化加工。通过对数控技术的模块化设计，可以大大减少换刀时间及安装时间，从而实现对一种部件的模块化、标准化加工。

1.2数控技术优势

现代数控技术融合了计算机技术、电子技术、自动化技术，具有高精度、高效率等特点而日益成为现代机械加工控制技术的发展方向。另外，现代数控加工技术能将各个单独系统组成模块形成自动化生产线，从而为实现大批量、高效率、自动化加工零件带来可能。自动化生产的同时也可以大大降低生产成本。

2现代机械加工中数控技术的应用

数控技术因其优势而被广泛使用，也很快得到人们的认可。其在机械加工领域的应用体现在以下方面：

2．1数控技术在工业中的应用

数控系统一般由控制单元、驱动单元和执行单元三部分组成。工业生产中数控技术主要运用在机器设备生产线上，以实现大规模集成化生产。如：传统工业如食品加工、造纸印刷行业等；以及恶劣劳动环境下如重工业金属冶炼、化工行业、农药加工、资源开采等方面。数控技术的应用有助于实现大规模自动化生产，因此在恶劣复杂条件下，数控技术有助于改善劳动条件、减少劳动强度、保障人员安全等优点，再加上数控技术高精度、高效率的特点在兼顾质量的同时保持效率。通过编制计算机程序，来控制计算机发出指令到驱动单元，然后由驱动单元带动执行机构实现自动化加工生产。通过传感系统和检测技术控制零件的加工精度以保证质量，若出现错误和故障，传感器和检测系统就会发出故障信号给计算机系统，计算机系统控制发出报警信号，并自动控制系统停止工作以保护机器。

2．2数控技术在机床设备中的应用

数控技术在机床设备加工中的应用更是普遍，现代数控技术是机床设备加工工艺实现现代机电一体化组成中不可或缺的部分。数控技术在机床加工中应用是机床加工工艺发生了革命性的变化。首先数控技术对机床加工设备的控制能力发生质的飞跃。如今我们可以控制设备实现对物件任意形式的加工。通过将刀具、工件之间相对位置、主轴、刀具、速度以及冷却泵的启停等各种设备按照既定动作编排到计算机上，然后计算机发出控制指令实现对所需要部件的加工。

2．3数控技术在汽车工业中的应用

现代汽车工业对零部件的要求极为苛刻，传统加工技术已无法满足现代汽车工业的要求。如今现代数控技术在汽车工业零部件加工和组装中处于支配地位。数控技术使汽车使得汽车两大加工中心合为一体，实现一体式流水线自动加工生产，同时数控技术还具有快速控制，使得加工中心具有高速性。这种“高柔性”与“高效率”的结合，不仅满足了产品更新换代的要求，而且能实现多品种，中小批量的高效生产的特点。数控技术中的虚拟制造技术、柔性制造技术和集成制造技术等，在汽车制造工业中得到了广泛深入的应用。

2．4数控技术在煤矿机械加工中的应用

煤炭在我国能源结构中占有重要地位，尤其今年来采煤业发展突飞猛进。作为采煤业必不可少的设备采棉机决定煤炭企业的效率。采煤业以其复杂环境、恶劣条件使得传统加工工艺已越来越无法满足现代采煤业的要求。传统机械加工难以实现单件的下料问题，而数控技术通过对材料进行切割就很轻松地解决了这个问题，它代替了过去流行的仿型法，使用龙骨板程序对象为采煤机叶片和滚筒，从而进一步优化了套料的选用方案。数控技术在采煤机上的应用优势体现在以下几个方面：①切割速度快，提高了采煤效率。数控技术的快速控制使采煤机的快速切割成为可能，切割叶片能在一定时间内完成更多的采集提高了采煤速度。②提高采煤机自动化，降低劳动强度和人工采矿的危险性。自动数控技术在采煤机上的使用不但提高采煤机自动化而且降低劳动强度和危险性。③提高加工质量和效率。数控气割机可自动可调的补偿切缝，一些零件的焊接坡口可直接割出，从而提高了生产效率。另外它允许对构件的实际轮廓进行程序控制，这样就可以通过调节切缝的补偿值来精确地控制毛坯件的加工余量，更好地配置资源，实现最优化生产。

2.5数控技术在兵器工业机械中的应用

传统兵器工业机械加工已经成熟且自成一体。如果全面更换使用现代数控机床技术，既不经济又不现实。因此充分利用现有资源将原有加工机床与现代数控技术结合在一起，这样既可以节省成本又可以提高加工精度以满足兵器工业机械加工现代化要求。对于加工工艺要求不高的部件我们可以运用传统机床进行加工生产，对于加工工艺要求较高的部件我们可以运用数控机床进行加工生产，这样避免了资源的浪费。数控机床以其高精密性、高稳定性、可复制性因此能满足兵器工业机械加工的规模化和大量生产。对传统机床的改造赋予其现代数控技术使普通机床变成了全新概念的数控机床，最终达到投入资金少，方便操作，功能和精度都普遍提高的效果。因此现代数控技术必将为兵器加工工业带来新的飞跃。

3结语

第11篇

论文摘要：本文首先介绍了机床数控化改造的必要性，而重点在于介绍如何进行机床数控化改造，包括数控系统的选择、数控改造中对主要机械部件改装探讨和机床数控改造主要步骤，并列举了几个数控改造的实例，最后说明了数控改造中的问题并提出了建议。

1机床进行数控化改造的必要性

微观上看，数控机床比传统机床有以下突出的优越性，而且些优越性均来自数控系统所包含的计算机的威力。

由于计算机有高超的运算能力，可以瞬时准确地计算出每个坐标轴瞬时应该运动的运动量，因此可以复合成复杂的曲线或曲面。

可以实现加工的自动化，而且柔性自动化，从而效率可比传统机床提高3～7倍。

由于计算机有记忆和存储能力，可以将输入的程序记住和存储下来，然后按程序规定的顺序自动去执行，从而实现自动化。数控机床只要更换一个程序，就可实现另一工件加工的自动化，从而使单件和小批生产得以自动化，故被称为实现了“柔性自动化”。

加工零件的精度高，尺寸分散度小，使装配容易，不再需要“修配”。

可实现多工序的集中，减少零件在机床间的频繁搬运。拥有自动报警、自动监控、自动补偿等多种自律功能，因而可实现时间无看管加工。由以上五条派生的好处。如：降低了工人的劳动强度，节省了劳动力（一个人可以看管多台机床），减少了工装，缩短了新产品试制周期和生产周期，可对市场需求作出快速反应等等。

以上这些优越性是前人想象不到的，是一个极为重大的突破。此外，机床数控化还是推行FMC（柔性制造单元）、FMS（柔性制造系统）以及CIMS（计算机集成制造系统）等企业信息化改造的基础。数控技术已经成为制造业自动化的核心技术和基础技术。

宏观上看，工业发达家的军、民机械工业，在70年代末、80年代初已开始大规模应用数控机床。其本质是，采用信息技术对传统产业（包括军、民机械工业）进行技术改造。除在制造过程中采用数控机床、FMC、FMS外，还包括在产品开发中推行CAD、CAE、CAM、虚拟制造以及在生产管理中推行MIS（管理信息系统）、CIMS等等。以及在其生产的产品中增加信息技术，包括人工智能等的含量。由于采用信息技术对国外军、民机械工业进行深入改造（称之为信息化），最终使得他们的产品在国际军品和民品的市场上竞争力大为增强。而我们在信息技术改造传统产业方面比发达国家约落后20年。如我国机床拥有量中，数控机床的比重（数控化率）到1995年只有1.9％，而日本在1994年已达20.8％，因此每年都有大量机电产品进口。这也就从宏观上说明了机床数控化改造的必要性。

2如何进行机床数控化改造

2．1数控化改造的内容。机床与生产线的数控化改造主要内容有以下几点：其一是恢复原功能，对机床、生产线存在的故障部分进行诊断并恢复；其二是NC化，在普通机床上加数显装置，或加数控系统，改造成NC机床、CNC机床；其三是翻新，为提高精度、效率和自动化程度，对机械、电气部分进行翻新，对机械部分重新装配加工，恢复原精度；对其不满足生产要求的CNC系统以最新CNC进行更新；其四是技术更新或技术创新，为提高性能或档次，或为了使用新工艺、新技术，在原有基础上进行较大规模的技术更新或技术创新，较大幅度地提高水平和档次的更新改造。

2．2数控系统的选择

数控系统主要有三种类型，改造时，应根据具体情况进行选择。

步进电机拖动的开环系统。该系统的伺服驱动装置主要是步进电机、功率步进电机、电液脉冲马达等。由数控系统送出的进给指令脉冲，经驱动电路控制和功率放大后，使步进电机转动，通过齿轮副与滚珠丝杠副驱动执行部件。只要控制指令脉冲的数量、频率以及通电顺序，便可控制执行部件运动的位移量、速度和运动方向。这种系统不需要将所测得的实际位置和速度反馈到输入端，故称之为开环系统，该系统的位移精度主要决定于步进电机的角位移精度，齿轮丝杠等传动元件的节距精度，所以系统的位移精度较低。该系统结构简单，调试维修方便，工作可靠，成本低，易改装成功。

异步电动机或直流电机拖动，光栅测量反馈的闭环数控系统。该系统与开环系统的区别是：由光栅、感应同步器等位置检测装置测得的实际位置反馈信号，随时与给定值进行比较，将两者的差值放大和变换，驱动执行机构，以给定的速度向着消除偏差的方向运动，直到给定位置与反馈的实际位置的差值等于零为止。闭环进给系统在结构上比开环进给系统复杂，成本也高，对环境室温要求严。设计和调试都比开环系统难。但是可以获得比开环进给系统更高的精度，更快的速度，驱动功率更大的特性指标。可根据产品技术要求，决定是否采用这种系统。

交/直流伺服电机拖动，编码器反馈的半闭环数控系统。半闭环系统检测元件安装在中间传动件上，间接测量执行部件的位置。它只能补偿系统环路内部部分元件的误差，因此，它的精度比闭环系统的精度低，但是它的结构与调试都较闭环系统简单。在将角位移检测元件与速度检测元件和伺服电机作成一个整体时则无需考虑位置检测装置的安装问题。当前生产数控系统的公司厂家比较多，国外著名公司的如德国SIEMENS公司、日本FANUC公司；国内公司如中国珠峰公司、北京航天机床数控系统集团公司、华中数控公司和沈阳高档数控国家工程研究中心。选择数控系统时主要是根据数控改造后机床要达到的各种精度、驱动电机的功率和用户的要求。3数控改造中主要机械部件改装探讨。

一台新的数控机床，在设计上要达到：有高的静动态刚度；运动副之间的摩擦系数小，传动无间隙；功率大；便于操作和维修。机床数控改造时应尽量达到上述要求。不能认为将数控装置与普通机床连接在一起就达到了数控机床的要求，还应对主要部件进行相应的改造使其达到一定的设计要求，才能获得预期的改造目的。

滑动导轨副。对数控车床来说，导轨除应具有普通车床导向精度和工艺性外，还要有良好的耐摩擦、磨损特性，并减少因摩擦阻力而致死区。同时要有足够的刚度，以减少导轨变形对加工精度的影响，要有合理的导轨防护和。

齿轮副。一般机床的齿轮主要集中在主轴箱和变速箱中。为了保证传动精度，数控机床上使用的齿轮精度等级都比普通机床高。在结构上要能达到无间隙传动，因而改造时，机床主要齿轮必须满足数控机床的要求，以保证机床加工精度。

滑动丝杠与滚珠丝杠。丝杠传动直接关系到传动链精度。丝杠的选用主要取决于加工件的精度要求和拖动扭矩要求。被加工件精度要求不高时可采用滑动丝杠，但应检查原丝杠磨损情况，如螺距误差及螺距累计误差以及相配螺母间隙。一般情况滑动丝杠应不低于6级，螺母间隙过大则更换螺母。采用滑动丝杠相对滚珠丝杠价格较低，但难以满足精度较高的零件加工。

第12篇

关键词:制冷;供暖;环保;节能

0前言

我们知道,所有生物过程都受到温度的影响,低温抑制食品中酵､霉菌的繁殖,人体对温度也非常敏感｡在现代社会,制冷空调技术已经几乎渗透到各个生产技术､科学研究领域,并在改善人类的生活质量方面发挥巨大作用｡生活中,制冷广泛用于食品冷加工､冷贮藏､冷藏运输,舒适性空气调节,体育运动中制造人工冰场等;工业生产中,为生产环境提供必要恒温恒湿环境,对材料进行低温处理,利用低温进行零件间的过盈配合等;农牧业中,对农作物种子进行低温处理等;建筑工程中,利用制冷实现冻土开采土方;现代医学也离不开制冷,深低温冷冻骨髓和外周血干细胞､手术中的低温麻醉等;制冷技术还在尖端科学领域如微电技术､新型材料､宇宙开发､生物技术的研究和开发中起着举足轻重的作用｡可以说,现代技术进步是伴随着制冷空调技术发展起来的｡

技术是人类历史过程中发展着的劳动技能､技巧､经验和知识,它包括人类技术活动中的硬件和软件,是人类改造自然和创造人工自然的方法､手段的活动的总和｡其中,制冷空调技术的发展对人类的影响尤为重要｡

1制冷空调新技术的发展

1.1冰蓄冷技术的发展应用

发展冰蓄冷技术的重要性和必要性:现代空调设备已成为人们生产与生活的迫切需要｡空调用电量已占建筑物总耗电量的60%—70%｡当前由于能源紧缺,电力紧张,空调事业的发展受到极大的影响｡众所周知,冰蓄冷空调就利用非峰值电能,使制冷机在最佳节能状态下运行,将空调系统所需要的显热与潜热的形式部分或全部释放的冷量来满足空调系统冷负荷时,即用融冰释放的冷量来满足空调系统冷负荷的需要,用来储存冰的容器成为蓄冷设备,冰蓄冷空调技术可以对用电起到移峰填谷的作用,在且可增强系统的稳定性,并能大大提高经济效率｡

1.2低温空气源热泵在城市供热和制冷上的应用

空气源热泵技术是基于逆卡若循环原理建立起来的一种节能､环保制热技术｡空气源热泵系统通过自然能(空气蓄热)获取低温热源,经系统高效集热整合后成为高温热源,用来取(供)暖或供应热水,整个系统集热效率甚高｡空气源热泵使用范围广,产品适用温度范围在-10-40°C,并且一年四季全天候使用,不受阴､雨､雪等恶劣天气和冬季夜晚的影响,都可以正常使用;热效率高:产品热效率全年平均在300%以上;热泵产品无任何燃烧排放物,制冷剂选用了环保制冷剂R417A,对臭氧层零污染,是较好的环保型产品｡因此,低温空气源热泵特别在北方夏热冻冷的城市供热和制冷有着广泛的应用｡1.3中央空调冷凝热回收利用

如今,星级宾馆､酒店,都设有中央空调系统和24小时热水供应,多数情况下冷､热源分别设置,用冷水机组提供冷源,蒸汽或热水锅炉提供热源｡众所周知,冷水机组在运行时要通过冷却水系统排出大量的冷凝热,在制冷工况下运行,冷凝热可达制冷量的1.15—1.3倍｡利用高温水源热泵回收这部分冷凝热输出的65度的热水作为生活热水,会是一条变废为宝的节能途径｡

2技术发展的负面效应及控制

当代的技术革命,正在形成新型的生产力､形成新型生产方式､形成新型的市场交换方式､形成新的产业结构和就业结构､形成新的财产占有方式和分层结构､形成新型的权力和组织管理结构,技术正面效应和负面效应是客观必然的｡人类有了其他一切生物所不曾具有的思维､精神和语言,人类运用自己的聪明和才智创造了丰富的物质文明,人类也必须对技术的负面效应做出回应｡

彻底消除科技的负面作用是不可能的,我们唯一能做的是在科学技术活动尽量规避和抑制其负作用｡臭氧层的破坏和全球气候变化,是当前全球所面临的主要环境问题｡

第13篇

数控机床在现代制造业中扮演着一个重要的角色。本论文介绍了THY5940型立式加工中心设计思想和设计过程。主要叙述了数控进给系统的传动设计及主要传动件滚珠丝杠及其支承的设计计算。并对进给系统进行了校验，取得了预期的效果。

该机床适用于摩托车、汽车、轻工机械等行业提高生产率。不仅对刀具的位置或轨迹进行控制，而且还具有自动换刀和补偿功能，具有很高的强度，刚度和抗震性。以前采用的专用机床加工零件，虽然效率较高，但制约被加工零件的改进。而加工中心具有柔性，从而能适应产品在最短时间内达到商品化。本加工中心的设计拟采用主机，数控系统(包括伺服和驱动系统)及相关配套件三部分组成。在对以前研究成果分析总结的基础上，按照技术要求指标，对初步拟订的方案进行细化，论证，完善和总结。

加工中心的进给系统承担加工中心各直线坐标轴的定位和切削进给，进给系统的好坏将直接影响整机的运行状态和精度指标。设计过程中应使进给稳定性和快速响应的特性。同时，要求有合理的控制系统，而且要求对驱动元件和机械传动装置的参数进行合理的选择，使整个进给系统工作时的动态特性相匹配。

THY5940型立式加工中心机床解决了单件，小批量，特别是复杂型面的零件的加工自动化问题。对于提高企业的生产率，提高工件的加工精度以及提高机床的使用寿命都具有十分重要的意义。

经过研究，本论文基本取得了预期效果，完成了进给系统的设计计算。同时，对数控机床的进给系统设计方法的研究也取得一定的效果。

关键词：数控技术；数控机床；进给系统；滚珠丝杠

Abstract

Numericalcontrolmachinetoolsplayanimportantroleinnowadaysmanufacturing.ThisarticleintegratethedesignmethodanddesignprocessoftheenteringsystemofNCmachiningcenteroftypeofTHY5940.Itspecifiesthedrivingdesignandimportantdrivingaccessory–ballbearingandit，sbearingoftheenteringsystemofNCmachiningcenter.Inthesameway,checkouttheenteringsystem.Wehaveachievedthemethodofintelligentdesign.

Thismachineappliestocar/motorcycleandlightindustryofengineinordertoimprovetheirproductionratio.Itisnotonlycontrolthepositionandtrackofthefalchion,butalsohasthefunctionofchangethefalchionautomaticallyandcompensates;havehighintension/Steeltonandnon-shake.Intheolddays,peopleoftenusespecialmachinetoproductaccessories.Althoughhaveahighproductionratio,hobbletheimprovingofproducingaccessories.ButNCmachiningcenterisflexible,soitcanadoptthechangedproductionandorganizeproductionandshortenregulateperiodofproductionpossibly.TheNCmachinecenterdesignadoptmain–frame\NCmachiningcentersystemandcorrelativeaccessories,onthebaseoftheformerstudyprogeny.

TheenteringsystemofNCmachiningbearsNCmachiningalllinecoordinateordinationandcuttingentering.Theadvantageanddisadvantageofenteringsystemwillinfluencethedrivingstationofthewholemachineandprecisionguideline.Intheprocessofdesign,weshouldmakesurethattheinterringsystemmeetsthestabilityandresponsequickly.Contemporary,requirereasonablecontrolsystem.Furthermore,havealogicalchoosefortheparameterofdrivingsettings.Sothewholeenteringsystemcanmatchthemachinewhenitisworking.

TheenteringsystemofNCmachiningcenteroftypeofTHY5940settletheproblemsoftheproductautomaticallyofoneaccessorysmallproductionandcomplexaccessories.Thismachinehasanimportantroleinimprovingtheproductionofenterprisetoimprovetheproductprecisionandadvancethelongevityofmachine.

Afterthisstudy,wehaverealizedtheanticipatepurpose.Wehavecompletedtheantitypeoftheintelligentdesignsystem,andwehaveachievedthemethodofintelligentdesign.

Keywords：Numericalcontroltechnology；Numericalcontrolmachinetool；Feedsystem；Ballbearingguidescrew

THY5940型立式加工中心是为汽车/摩托车/轻工机械等行业提高生产效率而开发的新产品。该机床总体布局为工作台固定，立柱移动式。主运动采用数字交流伺服电机拖动，可无机调速。该加工中心除针对汽车零件的加工外，还可以对其它种类的零件进行铣、镗、钻、扩、攻丝、平面及任何曲面的加工，它是轻工机械领域较为理想的设备，特别适合于汽车、摩托车行业以及轻工机械行业大批量生产的需要。该产品既可单机使用，也可以通过小的改动与柔性生产线联机使用。因此，产品使用范围广。

根据加工特点及提高生产率的要求，采用加工和装夹同时进行。使工作台的一侧为加工区，另一侧为卸载区。加工时工作台固定，加工完工作后，只做旋转运动，代替交换工作台的功能。机床的三个移动坐标(X、Y、Z)均由主轴实现。主轴箱侧挂于立柱上，并实现Z向进给。立柱在滑座上移动实现Y向进给。滑座在床身上移动实现X向进给。在工作台两侧设有螺旋排屑槽，将切屑排至机床的后面，在通过链式排屑器(与冷却水箱一体)传至切屑集中处。整机设有防护间，电器柜在防护间一侧便于操作，液压站安置在电器柜后面，从整体上设计较为合理。

目前我国数控机床的数量和品种，尚不能完全满足国内市场需求，自2000年以来，我国数控机床年产量以平均37%的速度增长，2003年国产数控金属切削机床年产量达到36000多台。但由于进口机床的大量涌入，国产金切数控机床在国内市场的占有率明显下降。2003年我国国内机床总消费为67.3亿美元，其中进口机床41.3亿美元，已连续三年成为世界最大的机床进口国。进口依存率113%，国内市场自我满足率仅为44%，远远低于日本的86%，意大利的67%和德国的59%，可以说已威胁到我国机械制造基础产业的安全。同时仅2003年1年，就有德国吉特迈集团，日本牧野铣床，日本丰田工，意大利利雅路集团及韩国大宇机床等在我国开办独资企业。在开拓国际市场的同时，中国机床企业在国内却面临着越来越严峻的竞争形式。2004年我国机床进口突破了55亿美元大关。[1]

分析表明，中国机床市场目前仍分为中低端和高端两个领域。众多中国企业，通常是国有企业占据低端市场，“低端混战“愈演愈烈，但高端市场则主要由外国制造商，特别是被欧洲，日本的制造商垄断。我国汽车，航空和航天，发电，船舶，特别是军工等行业急需的高技术数控机床75%甚至100%依赖进口。部分高档数控机床仍然被作为战略物资在国际市场上受到禁运限制。

但如今这一切正发生改变，新产品开发有了很大突破，技术含量高的产品山主导地位。沈阳机床集团机床股份有限公司中捷友谊)为上海磁悬浮快速列车线生产的s台数控锉铣床组成的轨道梁生产线就是一个例子。数控机床发展的关键配套产品通过政府的支持有了突破和快速发展，如北京航天机床数控系统集团公司建立了具有自主知识产权的新一代开放式数控系统平台;烟台第_机床附件)开发为数控机床配套的多种动力卡盘和过滤排屑装置。我国机床市场正形成以数控机床为主流的消费，但我国在数控机床网络化方面与国外仍然有很大差别。

本机床为THY5940型立式铣镗加工中心，产品规格为400*630*2。

技术参数

项目单位规格

型号THY5940

工作台尺寸mm400x630x2

承重kg500

立柱横向行程Xmm600

立柱纵向行程Ymm400

主轴箱垂直行程Zmm600

工作台回转C0°\180°

主轴锥孔ISO7:24No.40

主轴转速r/min45-6000

主轴最大扭矩N.m

180

主电机功率kw7

主轴中心到立柱导轨面距离mm530

主轴端面到工作台面最小距离mm210

切削进给X、Y、ZMm/min1-10000

快速移动X/Y/Zm/min24/24/15

刀库容量把16

定位精度X、Y、Zmm±0.005

重复定位精度X、Y、Zmm±0.003

机床重量kg10000

机床外形尺寸(长x宽x高)mm2760x2850x2725

目录

摘要I

ABSTRACTII

第1章引言1

第2章THY5940简介4

2.1机床的设计参数4

2.2机床坐标与进给传动机构5

第3章进给系统的设计计算6

3.1数控机床进给传动系统机械结构6

3.1.1进给传动系统的机械结构6

3.1.2设计传动系统时应注意的问题7

3.1.3传动过程中的关键元件8

3.2滚珠丝杠的选择9

3.3丝杠拖动电机的确定9

3.3.1丝杠的转动惯量J9

3.3.2电机的选择10

3.4刚度计算11

第4章滚珠丝杠副的校验与进给系统误差分析13

4.1机床定位精度与丝杠精度13

4.2滚珠丝杠的疲劳强度13

4.3死区误差的分析14

4.4由传动刚度的变化引起的定位误差14

第5章机床的总体设计思路16

5.1主轴箱平衡和主轴箱拖动16

5.2滑座及立柱拖动16

5.3床身及滑座拖动16

5.4机床的防护系统17

结论18

第14篇

伺服系统是数控机床的重要组成部分，它既是数控系统CNC系统与刀具、主轴间的信息传递环节，又是能量放大与传递的环节。它的性能在很大程度上决定了数控机床的性能。例如，数控机床的最高移动速度、跟踪精度、定位精度等重要指标均取决于伺服系统的动态和静态性能。伺服系统按控制方式分为开环控制系统、半闭环控制系统和闭环控制系统三类。在普通机床的数控化改造中，一般选用价格较低的开环控制系统。该系统的执行元件——伺服电机，通常采用步进电机或永磁式交流伺服电机。

步进电机是采用脉冲数字信号进行控制的，每转一转步距误差自动变为零，易于控制，价格最低。其选择的关键是对参数进行确定。确定参数的具体方法是：先计算电机的步距角，其次确定其步距精度，然后再对它的转矩进行选择，最后选定步进电机驱动器。

永磁式交流伺服电机常用于进给驱动系统中，它容量大，结构简单，运行可靠，效率高，但启动特性欠佳。其选择方法是：先确定电机的额定转速，其次选择其负载惯量，然后再确定它的额定转矩，进行电机预选，最后通过进一步的速度、加减速转矩及连续工作转矩的验算确定预选电机是否符合要求。

2数控系统的选择

数控系统是数控机床的中枢，是其中最关键的环节。目前，市场上数控系统的类型较多，选择时要保证能购得最适合的系统，就必须要充分考虑改造中各方面的因素。

首先，要考虑被改造机床的功能要求。根据机床的功能要求选择数控系统，以使数控系统所具有的功能要与准备改造的机床所能达到的功能相匹配。既要避免因偏面追求数控系统的高性能指标，而选择了功能远远多于改造机床功能的系统，造成功能过剩、资金浪费，且在一定程度上还可能潜伏下由于数控系统复杂程度的增加而带来故障率升高的隐患。又要保证所选数控系统能满足机床全部功能要求，不要出现一些因必须的系统功能短缺，影响其它功能的使用，使机床的优良性能发挥不出来。

其次，要考虑数控系统的制造厂商。老牌著名跨国公司主要有德国的西门子、日本的发那科和三菱、法国的NVM等，国内公司主要有中华数控、中国珠峰、北京航天等。目前，进口系统的性能尚优于国产系统，但价格也较高，因此适用于大型高精度机床。国产系统功能较简单，性能较稳定，价格便宜，对一般车床、铣床已能可靠使用，且近几年国产系统也有长足进步，与世界先进技术的差距越来越小。如中华数控公司，就凭借已其达到国际领先水平，且具有自主版权的数控技术和现代化的产业基地在中国大地迅速崛起。该公司的中华数控系统曾在2004年举行的第一届全国数控技能大赛上与西门子、发那科等著名系统同台全方位竞技，充分发挥了其强大功能优势。使用此系统的参赛选手，有多人取得了很好的成绩。可见，国内系统功能也会越来越完善。

第三，要考虑数控系统与其它配件的匹配。如果数控系统、电机及驱动器的品种、牌号太杂，在连接各部件时，就可能会出现输入与输出信号的不匹配及在传送中信号产生滞后等现象。因此，选择时要优先考虑能提供进给伺服系统和主轴驱动的厂家的数控系统。

另外，在资金允许的条件下，尽量向著名厂家型号系列靠拢。一般著名厂商此类系统零件筛选更严格，制造工艺更规范可靠，性能稳定，能更好地预防电器元件的故障或提前失效引起的设备故障，也有利于维修。

3机床机械部件的改造

数控机床的机械部分在刚度、精度、速度、摩擦磨损等方面较普通机床有更高的要求。因此，不能简单地认为将数控装置与普通机床连接在一起就达到了机床数控改造的目的。而是应该从机床自身的价值考虑，分析改造要达到的目标和所需投入。从该机床在本单位产品制造中的地位和重要程度来分析改造价值。对被改造机床的结构、性能、精度等技术现状作全面分析。其中包括机床原来的结构设计是否符合改造要求，部件结构是否仍然完好，各坐标轴的机械传动结构及导轨副的形式等是否适用，各项精度是否满足要求，机床在加工中是否存在故障和历史上有无出现过重大故障。从该机床的投入产出率估算，确定最终改造方案。

3.1主传动系统的改造

在对主传动系统进行改造时，一般应尽量保留原主轴箱齿轮变速换档机构，只把主轴的正转、反转和停转由原来的机械控制改变为由数控系统控制。当然，如果为了扩大变速范围，实现加工过程中的自动变速，也可以将原来的单速电机更换为多速电机，这样可以使机床性能更好。但多速电机的功率是随转速的变化而变化的，所以电机功率要大，且还要增加一套电机变速系统，改装比较麻烦。对普通机床进行简易数控改造时，最好不要用这种方法。另外，为了使改装后的机床主传动和进给传动保持必然的联系，要在主轴箱内安装一个与主轴同步旋转的旋转脉冲编码器。如普通车床改装为数控车床时，在主轴箱内装主轴脉冲编码器，以保证改造后的车床具备螺纹加工的功能。

3.2进给传动系统的改造

在对进给传动系统进行改造时，一般都应该把原来的进给变速传动装置及操纵机构全部拆除。而每个方向的进给传动都改由各自独立的功率步进电机，经减速齿轮直接与带动滑板移动的丝杠连接，分别实现各坐标方向的运动，进行各坐标的控制。例如普通机床的简易化数控改装，通常都是把原来由主轴箱到进给箱的传动路线切断，且将溜板箱拆除，直接把齿轮减速箱和功率步进电机安装在纵向丝杠的右端和横向丝杠的外端。

在对机床进给传动系统改装的同时，也要对此传动系统中的传动装置元件进行相应的改造。具体如下：

（1）丝杠。丝杠是将回转运动转换为直线运动的传动装置。改造时，为了满足数控机床上较高精度零件的加工要求，应该用滚珠丝杠螺母副替换原普通机床上的梯形丝杠螺母副。滚珠丝杠螺母副把传动丝杠与螺母之间的滑动摩擦变为了滚动摩擦，使摩擦损失减小，精度保持性、传动平稳性、传动效率等都得以提高。其传动效率可达到92%～98%，是普通丝杠螺母副的3～4倍。

（2）拖板。拖板是数控系统直接控制的对象。不论是点位控制、直线控制，还是轮廓控制，被加工零件的最终坐标精度都将受到拖板运动精度、灵敏度和稳定性的影响。除拖板及相配件精度要高外，由驱动电机到丝杠间的传动齿轮也要采用间隙消除结构。以满足传动精度和灵敏度的要求。常用的消隙方法有刚度调整法和柔性调整法两种。刚性调整法传动刚度较好，结构简单，但调整起来很费时；柔性调整法，一般用弹簧弹力自动消除齿侧间隙，传动刚度较低，传动平稳性差，结构复杂。改造中，可根据机床加工目标选用。具体选用可参考有关资料。

（3）机床导轨。为了使改造后的机床有较高的开动率和精度保持性，应充分考虑机床导轨的耐磨性。当前国内普通机床床身等大件多采用普通铸铁，其摩擦系数较大。改造中，在对达不到预定要求的原机床导轨进行修磨、刮研后，要在上面贴上耐磨、吸振的聚四氟飞烯软带。

4刀架的改造

刀架是否需要进行改造，要根据改造后机床主要加工对象来确定。若采用一把刀即可完成本机床上的加工，就没有必要对刀架进行改造。若需采用多把刀，如普通车床改装后需要三、四把刀才能完成全部车工工序，就必须对刀架部件进行改造。即拆掉原手动刀架，装上电气或液压驱动，由数控装置控制的自动刀架。

机床的数控化改造要考虑的因素很多。除了上面提到的主要内容外，由于机床控制方式的改变，还要对其进行电气部分的重新设计，机械部分的大修和专项修理，解决调试、安装等多方面存在的问题。总之，在改造过程中，一定要全面综合地考虑问题。只有这样才能改造出性能价格比最优的机床。

摘要：从中、小企业设备的实际情况出发，对在普通机床的数控化改造中，如何对数控系统、伺服系统进行选择，如何对其机械部分进行改造等问题进行了介绍。

关键词：普通机床；数控化；数控机床；改造

Abstract:Onthebasisoftheconditionoftheequipmentinsmallenterprisesormiddleenterprises,intheprocessofrestructuringthegeneralmachinetoolintoNC,theproblemsthathowtoselecttheNCsystem,servosystemandhowtorestructurethestructuresofthemachinetoolandsoonareintroduced.

Keyword:Ordinaryenginebed;Numericalcontrol;Numerically-controlledmachinetool;Transformation

参考文献：

[1]李铁尧.金属切削机床[M]．北京：机械工业出版社，1989.

[2]罗永顺.普通机床数控化改造设计中关键问题的研究[J].机床与液压，2005，（6）：193-195.

[3]吴孜越.C620普通车床的数控化改造[J].机床与液压，2005，（8）：211-213.

第15篇

1）汽车发动机基本原理和构造

当今世界上的汽车发动机工作过程基本上都由四个冲程组成，即进气、压缩、膨胀和排气。利用燃料和空气的混合气在气缸内燃烧产生的高温高压气体的膨胀，发动机借助于曲柄连杆机构通过曲轴对外输出扭矩而作功。发动机按照所用燃料可分成汽油机、柴油机和燃气发动机；按照点火方式可分成点燃式和压燃式；汽油机按照空气和燃油的比例可分成理论当量燃烧和稀薄燃烧；按照汽油喷射地点可分成中央喷射、进气口喷射和缸内喷射。

发动机的各个部分按其功能可分成燃油供应系统、进气排气系统、点火系统、曲柄连杆传动机构、系统、冷却系统和辅助系统如发电机、起动机、空调压缩机和各种泵等。

发动机工况可分成冷起动、起动后、暖机、怠速、部分负荷、全负荷、加速、减速和倒拖滑行等。这些工况主要根据负荷与转速，结合发动机温度（即冷却液温度）来区分。

2）电子控制在发动机中的重要意义

汽车电子控制始于发动机电子控制。电子控制之于1957年引入发动机以及于1967年商品化，其初衷是为了满足越来越严格的排放法规要求，同时提高汽车的动力性、燃油经济性和舒适性。现代汽车和发动机技术离开了电子控制是不可思议的。电子产品的产值在整个汽车中所占的比例随着汽车级别的提升而升高，可达30以上。

3）发动机电子控制的核心问题

汽油机电子控制的核心问题是燃油定量和点火定时。柴油机电子控制的核心问题是燃油定量和喷油定时。

2．汽车和发动机电子控制系统的组成

汽车和发动机电子控制系统跟其它电子控制系统一样，也是由传感器、电子控制单元（ECU）和执行器组成。

1）传感器

（1）目前汽油机电子控制系统常用的传感器有：

l进气岐管绝对压力传感器（提供进气岐管绝对压力信息供计算负荷等）

l燃油压力传感器（提供油轨燃油压力信息）

l燃油箱压力传感器（提供燃油箱压力信息）

l机油压力传感器（提供机油压力信息）

l冷却液温度传感器提供（提供发动机温度信息）

l进气温度传感器（提供进气温度信息供计算空气密度等）

l空调蒸发器温度传感器（提供空调蒸发器温度信息）

l空调冷凝器温度传感器（提供空调冷凝器温度信息）

l空气流量传感器（提供空气流量信息供计算负荷等）

l节气门位置传感器（提供负荷信息、负荷范围信息、加速减速信息）

l油门踏板位置传感器（提供负荷信息、负荷范围信息、加速减速信息等）

l霍尔传感器（提供转速信息、曲轴位置和相位信息）

l感应式转速传感器（提供转速信息和曲轴位置信息）

l燃油箱液面位置传感器（提供燃油箱液面位置信息）

l爆震传感器（提供发动机机体接收到的振动信息）

l排气再循环阀阀杆位移传感器（提供排气再循环阀开度信息）

l氧传感器（提供过量空气系数l是大于1还是小于1的信息）

（2）目前柴油机电子控制系统常用的传感器有：

l增压压力传感器（提供增压压力信息）

l燃油压力传感器（提供共轨燃油压力信息）

l机油压力传感器（提供机油压力信息）

l冷却液温度传感器（提供发动机温度信息）

l燃油温度传感器（提供燃油温度信息）

l进气温度传感器（提供进气温度信息）

l排气温度传感器（提供排气口和排气管的温度信息）

l空调蒸发器温度传感器（提供空调蒸发器温度信息）

l空调冷凝器温度传感器（提供空调冷凝器温度信息）

l空气流量传感器（提供空气流量信息）

l节气门位置传感器（提供节气门位置信息用于排气再循环控制）

l转角传感器（提供分配泵轴转角信息）

l油门踏板位置传感器（提供负荷信息、负荷范围信息、加速减速信息）

l霍尔传感器（提供转速和曲轴相位信息）

l海拔高度传感器（提供海拔高度信息）

l车速传感器（提供车速信息）

l感应式转速传感器（提供转速信息和曲轴位置信息）

l燃油箱液面位置传感器（提供燃油箱液面位置信息）

l排气再循环阀阀杆位移传感器（提供排气再循环阀开度信息）

l氧传感器（提供过量空气系数l的具体数值）

l压差传感器（提供微粒物捕集器的压差信息）

lNOX传感器（提供排气后处理系统的NOX浓度信息）

2）电子控制单元

电子控制单元（ECU）接受传感器提供的各种信息并加以处理，根据处理向执行器发出指令给，对发动机实施控制。电子控制单元由微型计算机和模拟电路组成。随着发动机技术的不断发展，电子控制单元的信息处理量越来越大，现在所用的芯片已经达到32位，晶体管数量可超过700万个，匹配参数可超过6000个，针脚数目可超过150个。

3）执行器

（1）目前汽油机电子控制系统常用的执行器有：

l电动燃油泵

l电磁喷油器

l点火线圈

l各种怠速执行器

l炭罐控制阀

l排气再循环控制阀

l电动节气门（又称电子油门）

l液压回路电磁阀（用于可变气门定时控制等）

l气动回路电磁阀（用于可变进气管长度控制等）

l全可变气门电子控制执行器

l涡轮增压废气放空控制阀

l电动二次空气泵

l三效催化转化器加热执行元件

l冷却风扇

l空调压缩机电磁离合器

l发动机上的其他辅助设备

（2）目前柴油机电子控制系统常用的执行器有：

l电动输油泵

l各种燃油喷射泵

l喷油量执行器（集成于燃油喷射泵内）

l喷油提前角执行器（集成于燃油喷射泵内）

l燃油切断阀（集成于燃油喷射泵内）

l共轨高压泵

l共轨压力控制阀

l各种共轨喷油器

l单元喷嘴系统和单元泵系统的高压燃油电磁阀

l炽热塞

l排气再循环控制阀

l电动节气门（又称电子油门）

l可变气门控制执行器

l可变进气管长度执行器

l涡轮增压废气放空控制阀

l冷却风扇

l空调压缩机电磁离合器

l发动机上的其他辅助设备

一部分柴油机传感器和执行器集成于燃油喷射设备之内，因所用的柴油喷射设备而异。

3．汽油机基本的电子控制项目

1）燃油定量。这是汽油机最重要的电子控制项目。控制对象是进入发动机的空气与燃油的质量比例，由ECU根据发动机的负荷、转速和冷却液温度等参数决定。负荷就是驾车人对发动机的扭矩要求，通过吸入空气量或油门踏板位置传递给ECU。执行器是电动燃油泵和电磁喷油器。燃油定量影响汽车的动力性、燃油经济性、舒适性、排放和零部件的安全。

2）点火定时。点火定时通常用点火发生时活塞在压缩冲程上止点之前多少度曲轴转角，即点火提前角来表征，也要根据发动机的负荷、转速和冷却液温度等工况参数决定。执行器是点火线圈。点火定时同样影响汽车的动力性、燃油经济性、舒适性、排放和零部件的安全。

3）爆震控制。汽油机爆震会损坏发动机，恶化排放和燃油经济性。通过电子控制避免爆震的主要途径是减小点火提前角。所以爆震控制通过点火定时控制实施。但是过小的点火提前角会影响燃油经济性。爆震控制的目的就是使点火提前角保持在恰好不发生爆震的临界点。

4）油箱蒸发排放物控制。油箱蒸发排放物都是碳氢化合物，是有害物质，必须利用活性炭罐加以吸附，并在适当的时候用新鲜空气清洗活性炭罐。清洗气流通过进气管送入气缸燃烧。并不是任何工况下都可以进行清洗，所以要利用炭罐控制阀对清洗气流加以控制。

4．柴油机基本的电子控制项目

柴油机基本的电子控制项目就是燃油定量和喷油定时。这两者都由喷射设备根据转速、负荷和冷却液温度等信息控制。这里，负荷信息由油门踏板传感器提供。如果说汽油机可以采用，也可以不采用油门踏板位置传感器的话，那么柴油机必须采用。

5．扩展的发动机电子控制项目

1）扩展的汽油机电子控制项目

l可变进气管长度电子控制。用于提高发动机动力性。

l可变气门电子控制。用于提高发动机动力性、经济性和舒适性，降低有害物质排放。

l增压压力电子控制。用于提高发动机动力性和经济性，降低有害物质排放。

l排气再循环电子控制。用于降低发动机氮氧化物排放。

l二次空气电子控制。用于满足欧4以上法规对碳氢化合物和一氧化碳排放的要求。

l三效催化转化器燃油加热或电加热电子控制。用于满足欧4以上法规对排放的要求。

l停车-起动运行电子控制。用于提高发动机经济性和满足欧4以上法规对排放的要求。

l气缸封闭和气门封闭电子控制。用于提高发动机经济性，降低有害物质排放。

l喷油压力和喷油定时控制。用于汽油直喷，提高动力性和经济性，降低有害物质排放。

2）扩展的柴油机电子控制项目

l喷油压力电子控制。用于提高发动机动力性和经济性，降低有害物质排放。

l喷油规律电子控制。用于提高发动机动力性和经济性，降低有害物质和噪声排放。

l多次喷油电子控制。用于提高发动机动力性和经济性，降低有害物质和噪声排放。

l可变进气管长度电子控制。用于提高发动机动力性。

l可变气门电子控制。用于提高发动机动力性、经济性和舒适性，降低有害物质排放。

l增压压力电子控制。用于提高发动机动力性和经济性，降低有害物质排放。

l排气再循环电子控制。用于降低发动机氮氧化物排放。

l停车-起动运行电子控制。用于提高发动机经济性和满足欧4以上法规对排放的要求。

l气缸封闭和气门封闭电子控制。用于提高发动机经济性，降低有害物质排放。

l微粒物捕集器再生电子控制。用于降低发动机微粒物排放。

6．展望和结语

1）发动机电子控制系统是一个非常有潜力的市场。随着排放法规的逐步趋严和燃油经济性要求的逐步提高，发动机技术正在飞速发展，新的电子控制技术还在不断涌现。

2）都说世界制造业的重心正在向中国转移。汽车行业，包括汽车电子行业，也在一定程度上出现了这种趋势。但是，目前中国发动机电子控制系统的原配套产品基本上都出自外资企业。这些企业组装产品用的元件几乎都不是在中国生产的。由此我国丧失了许多GDP和就业岗位。国营和民营企业技术水平低下，只能仿造外资企业的产品，跟在外资企业后面从维修备件市场分一点残羹冷饭。有的甚至还偷偷摸摸地打着外资企业的招牌，干着生产假冒伪劣产品的勾当。这种局面应当扭转。政府应当看到，这个行业的发展将会带来巨大的GDP增长，并创造大量的就业机会。所以政府应当做出规划，对这一行业加以扶植和整顿。