数控机床概述篇1

我国进入21世纪之后，现代化工业发展迅猛，机械制造行业间的竞争也日益激烈，机械制造业为了提高生产效率，争相使用数控技术。数控技术是一种自动化技术，能够有效促进生产力发展，现在已经广泛地应用在机械制造行业中，为机械制造产量及质量提高做出了贡献，也有效地推动了我国社会主义经济建设及发展。本文将重点分析下数控技术概念及特征，探讨机械制造中对数控技术的实际应用。

关键词：机械制造；数控技术；实际应用

0引言

机械制造行业在我国社会经济发展过程中具有重要作用，它是我国的基础行业之一，关系着我国的国民经济发展。随着我国经济及科学技术发展，机械制造的数量与质量也得到了较大提高，机械制造与人们的生活息息相关，而机械制造行业中关键组成部分是数控技术，这项技术推动了机械制造业的有序良好发展，下面我们将具体分析下数控技术概念及其特征和，使其更好地应用在机械制造中。

1数控技术概念及特征分析

1.1数控技术概念

数控技术是一种自动化技术，融合了计算机技术、通信技术及传感监测技术等，通过发出数字命令信息指令，开展对机械二次加工并控制工作，这种技术的设备物质载体是数字化信息设备及控制运行设备，该项技术含量非常高，将其使用在机械制造领域中能够有效提升生产制造效率，还能够保证生产产品的质量与精确度。

1.2数控技术特征

数控技术还有一些特征，也是其优点，第一就是便利性，这个特点体现在多个方面，使用数控技术，能够有效减少传统机械制造业中繁复的工艺流程，具有较大便利性。另外，机械制造过程中使用数控技术，能够改变机械制造中的加工工艺参数，从而进一步提升机械制造的便利性。第二是高效率，数控技术应用在机械制造中，在一次装夹工作中能完成多道加工工序，有效减少辅助时间，但是同时也保证了加工精度；而且这种技术能够完成复杂零件及曲面形状零件的加工[1]。

2机械制造中对数控技术的实际应用

2.1工业生产对数控技术的应用

工业生产过程中对数控技术使用得非常广泛，工业生产中的食品加工及造纸印刷是使用频率最高的产业，而且这种数控技术对金属冶炼及农药工具加工等危险性操作中具有更重要的作用。数控技术使用在工业生产中，不仅有效地改善了工作环境、减低工作危险性，工业生产人员的工作效率也得到了极大提高，生产成本进一步降低，最终推动了工业生产的机械化与自动化。实际工业生产过程中，采用的数控技术主要是通过控制生产主体计算机来控制工业生产的流程与程序，因为计算机系统具有非常强大的感应功能，因此其能够快速发现并及时处理错误，这样就安全有效地保证了工业生产系统的稳定操作性。

2.2煤矿机械对数控技术的应用

煤矿是我们人类赖以生存及发展的能源基础，在人们的生活及生产中具有重要作用，但是煤矿开采及运输是一件非常危险的事情，煤矿技术人员及操作人员需要保持高度警惕性。煤矿开采过程中最常使用的工具是采煤机，煤矿开采环境比较恶劣、技术要求高而且采煤机的种类也非常繁多，因此采煤机最好是进行小批量生产。采煤机生产过程中一个重要环节就是完成机壳毛坯焊接，但是传统的机械加工制造不能单独完成一件的下料，而将数控技术应用其中实现了上述不可能的事情，有关技术人员发明研制了数控气割，开展了数控化机械生产，它采用特殊数控程序，进行单一物件的下料，这样的工作程序有效地节省了时间，提高了工作效率，也有效地优化了套料选用方法[2]。

2.3汽车行业对数控技术的应用

随着我国社会经济的日益发展，人们物质生活水平也随之提高，人们对于出行交通工具有了更新更高要求，汽车已经成为了人们外出游玩的交通工具，也受到了越来越多人的喜爱，汽车购买数量及质量呈现出上升趋势。汽车行业面对这种状况，竞争也日益激烈，数控技术在汽车行业中的使用，有效地加快了汽车零部件的生产速度，提高了汽车生产及投入市场的效率，促进了汽车行业的快速健康发展[3]。汽车行业现在已经发展到了现代化水平，汽车生产流水线上更多使用到了高速控制机床及数控技术，这种数控技术下的控制机床，生产速度非常快，而且具有很好的灵活性，满足了汽车生产者的需要。数控技术应用到汽车生产过程中后，能够使生产流水线作业更加高效化、智能化，而且汽车从生产零件、组装一直到后期的试运行的全过程都能够被控制监测到，这样很好地满足了高质量及高产能的需求。

2.4机床设备对数控技术的应用

机械制造过程中具有关键作用的是机床设备，机床设备是机械制造的核心与灵魂，而数控技术应用在机床设备中，实现了机械及电子科技技术一体化的目标，将数控技术引入到机床设备中，并加入计算机技术及互联网通信技术等，这样能够有效控制机床生产过程中每道工序参数、时间及规格，实现统一规范化生产操作，也使得机床设备在使用过程中更稳定、更安全，进而促进数控技术下的机床更加准确、更加精细地控制零件位置及操作冷却泵等生产环节。

2.5航天工业对数控技术的应用

数控技术也能应用到航天工业中，航天工业中常常要使用到许多高精密度的零件，但是使用传统机械制造并不能满足航天技术在制造步骤上的精益求精需求，而将数控技术应用在航天工业中，能够对小部件材质进行深度加工，这样有效地节省了资源、防止了浪费能源。

3结语

目前，数控技术已经越来越广泛地应用在机械制造业中，例如工业生产、煤矿机械以及机床设备等等，这项技术在这些产业中发挥着积极而重要的作用。随着社会及科学技术发展进步，人们对于数控技术的要求也越来越高，相关人员在研发生产过程中不仅要使用好数控技术，还要做好研发工作，积极更新数控技术，改进现阶段数控技术的不足与缺点，将其更好地应用于机械制造生产过程中，为我国的国民经济发展贡献力量。

参考文献：

[1]刘从军.数控技术在机械制造中的应用探讨[J].科技展望,2015(07):52.

[2]戴玉翔.数控技术在机械制造中的发展与应用[J].科技创业家,2014(02):78.

数控机床概述篇2

[关键词]多媒体，数控加工，素材建设。

中图分类号：TP393.08文献标识码：A文章编号：1009-914X（2016）01-0249-01

工程训练中心是我国高等学校在金工实习传统训练项目的基础上，经过扩充先进制造技术训练项目后，系统、完善而建立的适应现代大学工程实践能力培养目的的实践基地。不同的学校根据学校培养目标及特点，在上述训练项目的基础上，形成了各具特色的工程训练基地。在现代工程教育中，工程训练以学生为主体，以社会需要为培养目标，集本科理论、技师技能、工程师能力为一身的培养体系。工程教育要以培养具有工程意识、创新意识、能力高素质人才为目标，建立和提高工科学生的工程意识、工程实践能力和工程素质为主要能力要求[1，2]，加强理论教学和合理安排实践环节，以此适应未来工业发展需求。

作为工程训练的一部分，数控加工训练教学面向的对象是工科全日制的在校大学生，按专业不同分为机类的、近机类的、电类的。一般实训时间相对较短，为1-3天左右。多数学校由于数控设备昂贵、经费有限，所配置的机床种类、数量有限，很难保证学生训练的人机比，从而影响效果。学生在工程实践训练课程之前，尚未接触过机床，非机械专业的学生机械加工和制造的基础薄弱。即便对于机械类专业学生，即使其具有一些机械原理和工艺方面的知识，但也没有与实践相结合，一知半解。在上述软硬件条件及学生基本情况下，如何在有限的课时内，使学生尽可能多的掌握数控加工工艺知识，培养学生的工程实践能力，就需要我们从教学组织、教学资源上做更多的工作。因此，我们在实践教学中，引入数控加工仿真软件、利用多媒体手段，建设丰富的多媒体素材，提高教育效果和教学水平，使资源配置最大化，使学生有更多的可能进行机床的实践操作训练，从而大大提升实践教学质量。

一、多媒体技术与数控仿真软件

多媒体技术是用计算机交互式地处理图像、文本、图形、音频、动画、视频等信息。它使传统教育在教育思想观念、教学方式方法等方面发生了重大变革。在教学中，通过引进投影机、录像机等多种教学媒体设备，将多媒体手段与传统教育手段相结合，以有效传达教学信息，达到教学目标。多媒体技术的多样性能将原本枯燥无趣的数据和学习内容用动态多维的方式加以表示，能够提高学生的学习主观能动性。比较常用的多媒体创作工具有PowerPoint、Flash、3DMAX、VisualBasic、VisualC++、PhotoShop、Authorware、Director、MultimediaToolBook等。

数控仿真软件也是有效的多媒体教学手段之一，是很好的实体加工模拟软件。其以实际机床模型为原型，按照机床的面板及系统进行真实的操作模拟，一方面可以使学生掌握机床的模拟操作，规范操作规程；另一方面，利用数控加工仿真软件进行程序的模拟操作，以检查程序的正误。然后到机床上试切并加工，这样可以有效地避免撞刀等事故，从而纠正可能发生的编程错误。利用数控加工仿真软件可以有效解决设备不足对实践教学的影响，使每个学生都能掌握数控加工的基本工艺知识，同时利用相应的传输系统或者媒介，可以将程序直接传输到机床上进行加工，从而大大提高机床利用率，充分保证学生的工程实践训练效果。常见的数控加工仿真软件有宇龙数控仿真系统、斯沃数控仿真系统软件、北京斐克的Vnuc数控加工仿真软件等。

二、多媒体素材库的建设原则

多媒体资源按使用目的不同，一般分为两种模式：一种是教师课上用作讲解工具通常称为讲解演示型或称为助教型），另一种是给学生作为自学的工具（通常称为练习型或助学型）。虽然以上两种模式在教学中各有侧重，但都是辅教学手段，需要遵循以下几条原则：教学性原则、技术性原则、科学性原则、艺术性原则[3]。

三、多媒体素材库建设内容

多媒体教学课件的开发模式首先依据教学理论来知道进行教学设计，主要包括教学情景的设计，教学目标的确定，教学内容知识点的建立巩固和练习等。注意实时交互性、协作学习方式、个性化自主学习、软件开放性等[4]。

分析数控加工工程训练内容，将其分为基本理论知识与实践操作能力训练两大部分。具体分解见图1。其中，基本理论知识部分主要包括数控加工的发展历史、基本概念、工作组成原理、基本编程指令、加工工艺范围、刀具、工艺路线、夹具及量具的使用、以及典型零件的工艺分析与编程等。其中，偏理论部分，如基本概念、编程指令、工艺路线等，可以采用PPT的课件形式，部分复杂循环指令可以做成动画的形式，有助于学生理解。数控机床的刀具是其很重要的组成部分，“工欲善其事，必先利其器”，只有充分了解各种不同类型的刀具及其使用范围才能更好的编排好加工工艺、设计好产品。但由于数控刀具相对较贵，所以在实际机床上只配备几种常用的车刀柄及刀片实物，另辅以图片及刀具手册的形式供给学生了解和掌握。

数控加工仿真软件模拟部分以及机床的实际操作中，涉及到机床的基本操作、零件装夹及机床找正、零件加工等内容，以视频方式来表达更生动。结合学生使用软件时经常出现的问题，以文字结合图片形式给出解决方案。

数控机床基本加工工艺范围及简单零件的加工演示，如外圆面、锥面、球面、端面、螺纹（含变螺距螺纹）、切槽与工件的切断加工等，也以较短的小动画形式。复杂零件或实际的工程产品常涉及到多刀具、多工步、多工序流程，在有限的时间内很难让学生理解和掌握，但对于学生建立整体工程概念是很必要的，对这一部分则以虚拟仿真的动画视频和实际机床操作的视频相结合。上述素材部分供给教师助教演示，部分供学生自学以扩大视野、扩展知识面。

四、结论

多媒体素材库的建设对于工程训练数控加工实践教学有重要的作用，一方面可以作为教师的授课内容，激发学生学习兴趣，使枯燥的习生内容变得生动形象，另一方面作为学生助学素材，可以补充理论教学、实践操作中无法展示的工程内容，扩大知识面，合理优化教学过程，取得良好的实训效果。

参考文献：

[1]马鹏举，王亮，胡殿明.基础工程训练课程体系的建设与实践[J].实验技术与管理，2009（4）：100-105.

[2]朱瑞富，孙康宁，贺业建.综合性大学工程训练中心发展模式设计与实践[J].实验室研究与探索，2011，30（4）：86-99.

数控机床概述篇3

关键词：数控机床回零操作工作原理改进对策

中图分类号：TG659文献标识码：A文章编号：1674-098X（2014）01（a）-0112-01

回零操作是数控机床在控制操作过程中必须执行的重要环节，数控机床操作流程中关于开机回零问题有着明文规定，这主要是由于一旦机床断电之后并不会对原有的坐标轴位置进行自动记忆与保存，遗失的原点与坐标需要通过回零操作来重新获取。所谓的开机回零问题，正是让数控机床的坐标重新回到原点位置，从这一参考点来执行后续的任务控制与操作。类似间隙补偿、刀具补偿等一系列补偿措施的作用发挥正是依赖于开机回零问题的有效落实。从检测装置与方法的不同可以将回零操作分为两种，即栅格法回零和磁开关回零，后者由于定位漂移问题的干扰甚少采用，目前数控机床的开机回零问题主要是通过栅格法得以实现。

1关于数控机床的开机回零问题

数控机床回零操作其目的旨在重新确立参考点与坐标轴的位置，能够使各项控制操作任务重新回到零点坐标，从而完善自身的系统功能。值得注意的是，回零操作这一简单的步骤不仅关系到数控机床的各项功能环节，例如精度补偿、轴向补偿等，同时还与数控机床的零件加工质量之间存在着必然联系。

1.1回零操作的基本原理

回零操作是数控机床操作功能得以体现的重要步骤，其工作原理主要包括两方面内容：其一，手动操作使得坐标轴位置趋于零点方向，在完成回零操作之后数控机床的控制操作系统将寻找到另一参考点，当轴部压块触碰到开关后机床便通过脉冲来实现对有效信息的查询，直至零脉冲出现后才会终止这一回零过程。其二，机床坐标轴以最快速度向零点方向靠近，直至轴部下压至零点开关，这时机床控制系统将以同等速度返回到坐标轴的零点位置，已完成必要的信息检索工作。值得注意的是，这时的控制信号是由回零轴制动控制而并非系统脉冲，以此来完成整个回零操作。

1.2回零操作的两种方式

栅格法回零和磁开关回零作为数控机床回零操作的两种主要方式，其执行过程和效果也都不尽相同。作为数控机床回零操作的最常见方式，栅格法回零主要是通过脉冲编码器和光栅尺来实现控制操作系统的有效回零，同时这一方法又被划分为绝对栅格法与增量栅格法两个部分。所谓的绝对栅格法回零主要是指数控机床只需在首次调试中完成必要的回零步骤便可将这一信息长期储存于零点位置处，而无须此后重复操作。至于增量栅格法则相对来说较为复杂，不仅需要手动完成坐标轴的设置，更需要通过脉冲来完成对控制操作系统的信号控制，进而反向查询零点开关位置，完成回零过程。关于第二种磁开关回零方式由于定位漂移现象的影响，无论是回零的准确度还是实施效果都远远不如上述第一种回零方式，因此关于磁感应开关回零此处不再赘述。

2数控机床开机回零问题的故障诊断

面对数控机床在开机回零问题中出现的种种突发状况，我们需要以冷静的态度和严谨的思维来面对和解决，从实际回零操作的方式选择着手来分析可能导致回零操作故障产生的根本原因，并积极采取有效的改进策略来防止开机回零故障的再次发生。值得注意的是，现有数控机床系统中的危机预警装置也能够第一时间将数控机床设备中存在的问题暴露出来，以便采取有效的措施加以遏制。在实际数值没有发生改变的状况下造成回零故障的原因来自多方面，需要在实际的操作过程中得以分析与阐释。笔者从实际的工作经验出发，将常见的数控机床回零故障总结为以下两大方面：

第一，回零操作系统正常，但却无法找到零点位置。从数控机床的预警指示灯鸣闪情况来看，控制操作系统显然不存在问题，元器件安装位置也与接口状态相契合，但零点脉冲处却没有接收到指示信号。造成这类回零故障的原因主要有三个方面：其一，零点位置处的开关破损；其二，零点开关与信号接收系统间的电路遭到破坏；其三，控制操作系统内的元件出现了破损问题。这时可有针对性的对零点位置的元件、开关和电路状况进行及时故障排查。

第二，回零操作步骤正确，零点位置却不准确。在对数控机床的控制脉冲和控制系统进行检查时我们发现其操作过程皆属正常，然而最终确定的零点位置却存在着严重误差，出现了压块的无规律漂移。造成这类回零故障的原因也可概括为三个方面：回零减速过快使得零点位置远远超过了实际范围；零点偏移量的参数设计欠缺妥当；操作系统中机械结构对零点位置的影响。这时我们可以通过对开关位置的排查、机械结构的重置以及系统压块的重新设计来解决其中的回零操作问题。

数控机床回零故障的排查需要维修人员本身具备一定的机械操作与维修原理，能够从故障现象追溯其中的本质问题，定期对数控机床进行维护与保养。实则回零故障的发生概率一般较低，只要认真分析故障现场、核算准确电量参数、了解控制系统的运行原理，势必能够及时对回零故障作出准确判断。

3结语

针对数控机床开机回零问题中存在的种种弊端，我们必须从实际的回零方式着手，由外至内，从现象深究本质，一步步挖掘到问题的症结所在。无论是数控机床的机械操作部分还是电气操作部分都有着自身的实施原则，切忌在处理回零故障时采取囫囵吞枣的对策，使得故障现象更加模糊。关于数控机床会令问题的解决首先应当对开关、元器件、电路设备等环节进行实际检查，观察信号指示灯是否正常鸣闪，排除其中由于技术原因而导致的设施故障。此外，必要的回零参数和零点开关检测也是必不可少的，回零参数的准确性很大程度上决定了数控机床的间隙与压轴面工作状况，是解决回零操作问题的必要步骤。最后，在对数控机床进行整体故障诊断时还需要分别对机械控制设备和电气控制设备进行技术故障排查，切实从根本上解决数控机床的开机回零问题。

参考文献

[1]何林青.数控机床操作中两个实用功能[J].机械工程师，2007（8）.

数控机床概述篇4

【关键词】数控机床精度

【中图分类号】TG659文献标识码：B文章编号：1673-8500（2013）03-0032-02

前几年，我国很多单位从国外引进了很多中高档数控机床，有的服役期满，有的不能正常工作，处于闲置，造成巨大资源浪费。这些机床共同之处在于机械部分基本完好，精度较高，主要是由于数控系统出现问题而又难以购置配件，不能满足正常生产的需要和现代高精度、高速度和高可靠性的加工要求。如果利用进口数控系统对现有数控设备进行数控化改造，只需几十万元就能发挥现有设备的作用，而购置一台新的同性能的数控机床则需要几百万甚至上千万的资金，因此，对我国来说数控机床的数控化改造具有明显的经济效益与社会效益，非常迫切。文章基于此在论述了数控机床改造特点的基础上对于常见的提高数控机床改造精度的措施进行了较详细的阐述。

1数控机床改造的特点

数控改造技术在机械加工行业中的应用越来越广泛，这主要是由于数控改造有以下几方面突出特点和优点：

1.1投资额少、交货期短同购置新机床相比，一般可以节省60%一80%的费用，改造费用低，特别是大型、特殊机床尤其明显。一般大型机床改造，只是新机床购置费用的1/3，交货期短。即使有些特殊情况，如高速主轴、托盘自动交换装置的制造与安装过于费工、费钱，改造成本也高2—3倍，但与购置新机床相比，也能节省投资50%左右。

1.2机械性能稳定可靠所利用的床身、立柱等基础件都是重而兼顾的铸造构件，而不是那种焊接构件，改造后的机床性能高、质量好，可以作为新设备继续使用多年。

1.3熟悉了解设备、便于操作维修购买新设备时，不了解新设备是否满足其加工要求。改造则不然，可以精确地计算出机床地加工能力，另外，由于多年使用，操作者对机床的特性早已了解，在操作使用和维修方面培训时间短，见效快。改造的机床一安装好，就可以实现全负荷运转。

1.4可采用最新的控制技术可根据技术革新的发展速度，及时地提高生产设备地自动化水平和效率，提高设备和档次，将旧设备改成当今水平的机床。充分利用现有的条件可以充分利用现有地基，不必像购置新设备时那样需要重-新构筑地基。因此可节约费用，降低改造成本，同时也可缩短生产准备周期。

1.5提高产品质量和工效可以解决复杂零件的加工精度控制，加工的产品尺寸一致性好、合格率高、废品率的、生产效率高。如经济型数控机床，一般可提高工效37倍。对复杂零件而言，难度越高，提高的工效越明显。此外还可以减轻工人的劳动强度，提高工人素质促进科技成果的普及和应用，为“体力型”向“智能”转变创造条件。

2提高数控机床改造精度的常见方法

数控机床在设计上要达到高的静动态刚度，运动副之问的摩擦系数小，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，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，常见的机床改造方法如下。

2.1修复机床导轨精度

导轨的作用是导向与承载。导轨在空载和在切削条件下运动时，都应具有足够的导向精度。是机床几何精度的基础，所以，机床在改造时，为了达到预期的精度要求，往往必须修复导轨精度。对不同形式导轨，大概修理方法如下：

2.1.1使用环氧型耐磨导轨涂层修复导轨精度：工作台导轨的涂层，就是床身导轨的拓印，它的配合精度必然很高，简化了工艺，缩短了制造周期。应用于机床改造更为便利，效果显著。

2.1.2铸铁导轨：铸铁导轨的精加工是用刮削的方法得到的，刮研显点为18-25点/平方厘米，同时，必须保证的可靠性。这样才能尽可能的减小摩擦，以及对位置控制精度的影响。

2.2恢复主轴精度

主轴是主轴组的重要组成部分。机床工作时，由主轴夹持着工件或刀具直接参加表面成形运动，对加工质量和生产率，有重要影响。所以，改造时必须修复主轴的精度。

对于精度超差的主轴拆卸以后应对其进行全面检查，以便确定修理方案。但大多需要更换主轴轴承、重新调整轴承的间隙调整和预紧。调整后应进行温升实验，温升超过规定值，应减少预紧量。当主轴轴承重新装配好后，用千分表和标准检验棒，检查主轴锥孔中心线是否和主轴的回转中心重合，如果相差较大，则必须用专用的磨头，重新磨削主轴锥孔，使其回转中心同主轴的回转中心完全重合。

2.3修复或更换滚珠丝杠

随着现代科技的发展，机械制造业正不断面临着高速度、高精度等新的挑战。滚珠丝杠作为当代数控机床进给的主要传动机构，以其长寿命、高刚度、高效率、高灵敏度、无间隙等显著特点而得以广泛应用，成为各类数控机床的重要配套部件，并己实现了标准化、通用化和商品化。基本上现代的数控机床都采用了滚珠丝杠，但在改造时，一定要恢复其传动精度，或干脆更换新的或更高精度的滚珠丝杠，只有这样才能保证改造后的定位精度，尤其是在半闭环系统中，丝杠不仅要起到传动作用，还要起到标尺的作用，编码器只是测量丝杠的转数，至于工作台实际行走的距离，相当于开环，只能靠滚珠丝杠本身的精度保证。

2.4利用精密仪器检测机床精度

可以结合具体的机床改造过程，利用先进的激光干涉仪测量系统，对机床的定位精度进行测量，并利用球杆仪快速检查机床精度，诊断误差来源，自动分析机床精度状态，检查出反向间隙、垂直度、直线度、周期误差、伺服不匹配、传动链磨损等，根据检测结果，进行必要的分析，再结合资金投入、新技术应用等因素确定必要的改造、修理方案。在调整机床参数时，尤其是伺服驱动参数，可根据球杆仪的检测结果，进行系统优化，使机床参数更合理，系统更稳定。

在改造完成后，利用激光干涉仪对定位精度进行测量，然后，根据情况进行适当的补偿，可以大大提高机床的定位精度和加工精度。

数控机床概述篇5

关键词:数控;机床;精度

0前言

前几年,我国很多单位从国外引进了很多中高档数控机床,有的服役期满,有的不能正常工作,处于闲置,造成巨大资源浪费。这些机床共同之处在于机械部分基本完好,精度较高,主要是由于数控系统出现问题而又难以购置配件,不能满足正常生产的需要和现代高精度、高速度和高可靠性的加工要求。如果利用进口数控系统对现有数控设备进行数控化改造,只需几十万元就能发挥现有设备的作用,而购置一台新的同性能的数控机床则需要几百万甚至上千万的资金,因此,对我国来说数控机床的数控化改造具有明显的经济效益与社会效益,非常迫切。文章基于此在论述了数控机床改造特点的基础上对于常见的提高数控机床改造精度的措施进行了较详细的阐述。

1数控机床改造的特点

数控改造技术在机械加工行业中的应用越来越广泛,这主要是由于数控改造有以下几方面突出特点和优点:

(1)投资额少、交货期短同购置新机床相比,一般可以节省60%-80%的费用,改造费用低,特别是大型、特殊机床尤其明显。一般大型机床改造,只是新机床购置费用的1/3,交货期短。即使有些特殊情况,如高速主轴、托盘自动交换装置的制造与安装过于费工、费钱,改造成本也高2-3倍,但与购置新机床相比,也能节省投资50%左右。

(2)机械性能稳定可靠所利用的床身、立柱等基础件都是重而兼顾的铸造构件,而不是那种焊接构件,改造后的机床性能高、质量好,可以作为新设备继续使用多年。

(3)熟悉了解设备、便于操作维修购买新设备时,不了解新设备是否满足其加工要求。改造则不然,可以精确地计算出机床地加工能力,另外,由于多年使用,操作者对机床的特性早已了解,在操作使用和维修方面培训时间短,见效快。改造的机床一安装好,就可以实现全负荷运转。

(4)可采用最新的控制技术可根据技术革新的发展速度,及时地提高生产设备地自动化水平和效率,提高设备和档次,将旧设备改成当今水平的机床。充分利用现有的条件可以充分利用现有地基,不必像购置新设备时那样需要重新构筑地基。因此可节约费用,降低改造成本,同时也可缩短生产准备周期。

(5)提高产品质量和工效可以解决复杂零件的加工精度控制,加工的产品尺寸一致性好、合格率高、废品率的、生产效率高。如经济型数控机床,一般可提高工效3-7倍。对复杂零件而言,难度越高,提高的工效越明显。此外还可以减轻工人的劳动强度,提高工人素质促进科技成果的普及和应用,为“体力型”向“智能”转变创造条件。

2提高数控机床改造精度的常见方法

数控机床在设计上要达到高的静动态刚度,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,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,常见的机床改造方法如下。

2.1修复机床导轨精度

导轨的作用是导向与承载。导轨在空载和在切削条件下运动时,都应具有足够的导向精度。是机床几何精度的基础,所以,机床在改造时,为了达到预期的精度要求,往往必须修复导轨精度。对不同形式导轨,大概修理方法如下:

(1)使用环氧型耐磨导轨涂层修复导轨精度:工作台导轨的涂层,就是床身导轨的拓印,它的配合精度必然很高,简化了工艺,缩短了制造周期。应用于机床改造更为便利,效果显著。

(2)铸铁导轨:铸铁导轨的精加工是用刮削的方法得到的,刮研显点为18—25点/平方厘米,同时,必须保证润滑的可靠性。这样才能尽可能的减小摩擦,以及对位置控制精度的影响。

2.2恢复主轴精度

主轴是主轴组的重要组成部分。机床工作时,由主轴夹持着工件或刀具直接参加表面成形运动,对加工质量和生产率,有重要影响。所以,改造时必须修复主轴的精度。

对于精度超差的主轴拆卸以后应对其进行全面检查,以便确定修理方案。但大多需要更换主轴轴承、重新调整轴承的间隙调整和预紧。调整后应进行温升实验,温升超过规定值,应减少预紧量。

当主轴轴承重新装配好后,用千分表和标准检验棒,检查主轴锥孔中心线是否和主轴的回转中心重合,如果相差较大,则必须用专用的磨头,重新磨削主轴锥孔,使其回转中心同主轴的回转中心完全重合。

2.3修复或更换滚珠丝杠

随着现代科技的发展,机械制造业正不断面临着高速度、高精度等新的挑战。滚珠丝杠作为当代数控机床进给的主要传动机构,以其长寿命、高刚度、高效率、高灵敏度、无间隙等显著特点而得以广泛应用,成为各类数控机床的重要配套部件,并己实现了标准化、通用化和商品化。基本上现代的数控机床都采用了滚珠丝杠,但在改造时,一定要恢复其传动精度,或干脆更换新的或更高精度的滚珠丝杠,只有这样才能保证改造后的定位精度,尤其是在半闭环系统中,丝杠不仅要起到传动作用,还要起到标尺的作用,编码器只是测量丝杠的转数,至于工作台实际行走的距离,相当于开环,只能靠滚珠丝杠本身的精度保证。

2.4利用精密仪器检测机床精度

可以结合具体的机床改造过程,利用先进的激光干涉仪测量系统,对机床的定位精度进行测量,并利用球杆仪快速检查机床精度,诊断误差来源,自动分析机床精度状态,检查出反向间隙、垂直度、直线度、周期误差、伺服不匹配、传动链磨损等,根据检测结果,进行必要的分析,再结合资金投入、新技术应用等因素确定必要的改造、修理方案。在调整机床参数时,尤其是伺服驱动参数,可根据球杆仪的检测结果,进行系统优化,使机床参数更合理,系统更稳定。

在改造完成后,利用激光干涉仪对定位精度进行测量,然后,根据情况进行适当的补偿,可以大大提高机床的定位精度和加工精度。

2.5减少传动环节的间隙

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。

如果进给传动系统中有蜗轮蜗杆传动,一定要注意,调整好反向间隙,否则,很可能直接影响机床性能。另外,如果进给传动系统中有同步齿形带,也必须进行适当的调整或更换,尤其是在采用半闭环系统中,若此部分不在控制环内,将直接影响机床的定位精度。

3结论

为了能够大幅度提高数控机床改造后的性能,升级为最顶级的高端机床,有时需要使用高性能和高可靠的新型功能部件。但往往价格非常昂贵,使用时一定要根据实际情况,慎重选择。本文对数控机床改造中提高改造精度的方法进行了较全面的论述,对数控机床改造具有一定的指导意义。

参考文献

[1]沈军.数控机床改造方案的选择[j].数控设备网,2005,(4):25-26.

[2]毕芍.数控机床改造的几点建议[j].机床应用,2003,(6):13-14.

数控机床概述篇6

论文关键词：高职教育,数控专业,数控编程,教学方案,双师型教师

对职业院校《数控系统原理》课堂教学如何进行，本人进行了探索。在数控编程技术课程中实施行动导向教学,需要教师转变观念,从专业人才培养目标出发,确定学生对数控编程的能力培养目标,从而构建行动导向的知识模块。在总结过去教学方法的基础上,希望能不断创新,不断改进教学方法和手段,在教育过程中充分发挥学生的主体作用,通过多种方法有针对性地开展教学活动,充分调动学生的学习主动性、创造性,努力提高课堂教学效率。总结多年的教学实践，我有如下几点粗浅的体会

一、活跃课堂气氛、变通讲述方法

学好数控技术需要坚实的理论基础和丰富的实践经验，学生获得理论基础的主要途径是课堂教学。而数控技术本身是一门较为枯燥的学科，没有生动的事例可以讲解，也没有经典的故事可供引用，传统的灌输的方法极易使学生失去学习兴趣。如果教师有扎实的功底，同时教学过程中引入新的理念和方法，营造轻松活跃的课堂氛围，就可以使学生在课堂上始终保持高昂的情绪。

例如：生动形象的比喻

问题：刀具的补偿概念是数控编程技术中一个非常重要的概念，而学生对于刀具补偿概念的理解往往停留在表面上，好像知道了，但是应用时就往往出问题。归根结底还是对刀具补偿概念的理解深度上不够。

解决方法：例如在讲述刀具的半径补偿时可以利用生活中的例子做比喻让学生不但记住指令而且能够理解。通过比喻不但使学生在思想上理解了刀具半径补偿的概念，而且由于更深入的理解也使得实际应用上更能灵活多变的使用刀具半径补偿功能提高加工效率。

小结：日常生活中有很多事例都可以被引入到数控教学中，教鞭、粉笔盒、钢笔、书本、讲台等都可以作为道具，同时数控系统、数控编程中的很多理论都可以采用计算机动画的方式进行演示。

二、实现实践教学与理论教学的融合

实践教学与理论教学的整合并不是简单的教学合并，而是从知识体系上的融合，具体根据各个知识模块教学的需要，设计实践与理论融合的方式，以及融合的比例。例如有些课上实训后开始讲授理论，如讲授数控加工刀具时，直接在实训室进行，学生通过理论讲解并现场使用，马上就理解了原来难以理解的理论知识。实习教学是数控专业的一个重要环节,由于数控加工牵涉到机床、夹具、刀具、工艺路线、切削参数及编程方面的知识,由于数控设备少,我们可先在普通设备上培训有关知识,避免一开始就就让大批学生涌向数量不多的数控机床,等到相关知识准备好了,需要进行程序运行时才上数控机床,这就大大减少了数控机床的工作量,从而缓解了设备不足的压力。因此,我建议实习应按普通机床加工(如普车、普铣)→仿真模拟训练→数控机床操作三步进行,其中,普车普铣旨在让学生掌握主要的机械加工工艺与装夹方法。训练其对不同材料,不同零件,采用何种工艺路线,及在不同的工艺路线、不同的主轴转速、进给速度及切削深度条件对工件的形位精度产生的影响。培养学生对切削加工参数和工艺路线制定的感性认识。仿真模拟训练主要是培养学生对编程指令和机床面板的熟练程度,为在数控机床上的操作打下坚实的基础。避免因指令不熟而损坏数控设备。

三、充分利用多媒体教学结合现有的教具进行多元化教学

在讲述数控编程时，我们都会给学生准备一些图纸让学生进行练习，而如果只用工件的图纸的话就不会有很好的效果。因为图纸毕竟不能完全的把零件的所有特点表达的非常的清楚，学生也很难理解所编写的程序的加工结果到底是个什么东西。如果我们在提供给学生图纸的同时也提供一个已加工的工件的话，效果就比较好了。对于初学编程的学生，需要将零件的图纸和零件结合起来，让学生了解到程序运行的结果就是这个工件了，即省了很多时间对零件的特点进行讲述，又把被动的讲述变成让学生主动的思考。使学生学会能够根据工件的实际特点确定加工方式，能根据工件的最后几何形状主动思考编程过程中存在的问题，并提出问题进行解决。虽然在这个过程中我们只提供了一个完整的工件，但看似简单的一个过程却将学生从被动接受的角色转换成主动思考的角度了。这一转换不但提高了学生学习的效率，而且使学生在学习中逐渐掌握了正确的学习方法，而这一点才是最重要的。

四、师资队伍的建设,对数控教师进行再培养

教师是课程建设与组织教学实施的主体,其素质高低直接影响课堂教学目标的实现,而数控专业又是一门工程实践性的学科,且发展很快,对从事数控专业的教师而言,应既是知识的传播者,也是实践的示范者。目前,中等职业教育学校的专业教师,大多是从学校到学校,缺乏实践这一环节的训练,在动手能力的培养上还有待提高,同时,由于该专业的特点,在理论上还需加强专业学习,把教材钻深钻透。因此,作为数控专业的教师必须加强双师型”能力的培养。作到台上能讲,台下能做,理论联系实际,才能真正地把这一门课上好。而要做到这些,任课老师积极主动地投入学习,是十分重要的,但光有老师一方面的积极性是远远不够的,为了让老师尽快向双师型过渡,学校对教师的关心和培养,更为重要。学校应尽量为教师的理论提高创造必要条件,争取多让老师参加社会或高校的理论培训和学术交流,让教师能熟悉和了解数控技术的发展、动态和方向。及时掌握最新理论,在实践上,学校也应鼓励和支持教师积极参加实践操作,参加实习指导,为教师提高动手能力提供更多更方便的条件。双师型教师的培养将直接影响到数控人才的培养。

职业教育要以就业为导向，以服务生产第一线为目的。数控编程技术是一门应用性很强的实用技术，能够让学生扎实的掌握这门技术，并能够使用这门技术为生产制造服务，成为一名合格的现代高技能人才。是我们每一位老师的忠实的愿望。困则思变，只有在不断的变化和尝试中我们才能真正的做到传道、授业、解惑。随着机械制造业的发展和更多的新技术的出现，职业学校的老师必然面临着更多的考验，如何让学生掌握实用技术、技能，更有效地提高教学效率，是我们永恒的探讨主题。

参考文献

1数控加工工艺学.中国劳动社会保障出版社,2005.6