机床数控化范文

根据课程的定位和专业人才培养目标，紧扣当地南通科技投资集团、南通柴油机厂等大中型企业对数控机床装调与维修等工作岗位要求，按照“行动导向理论”和将工作流程课程化的改革方向制定课程改革思路，确定了本课程设计的职业定位、职业能力和工作过程等三个前提。其中职业能力为基于数控设备装配与调试、维护维修职业的能力。工作过程为基于数控设备装配调试、维护维修典型岗位工作任务的课程内容设置。从软件和硬件两大方面对课程进行建设。软件建设方面主要是加强课程小组执教水平和能力建设，通过教学理念培训、到企业进行技能培训等方式提高教师队伍水平，同时让企业工程技术人员担任课程实施小组的成员，共同进行课程设计、组织、实施课程教学，联合开发项目化教材、实训报告与指导书和课程网站建设等；硬件建设方面主要是进行课程实训条件建设，包括校内数控机床装配、调试实训室建设与完善以及校外实训基地建设。

二、项目化教学内容的安排

教学内容结合实际岗位需求与国家职业资格标准，以FANUC系统的数控车床和加工中心为对象，以“装配、调试、检测、维修”为主线，以技能训练为中心，以具体的工作任务为载体，采用项目化的方式将五大项目十六项任务有机的统一结合起来。任务的设计依据由简单到复杂，由单一技能到综合技能原则。在每项任务中设置了学习目标，任务分析，必备知识，课后思考与任务，知识拓展等环节。编写了项目化教学教材以及对应的教案、课件、实验指导书和实训报告，并进行课程网站建设，提供给学生自主学习与交流互动的平台

三、项目化教学实施

项目化的整个教学过程中，教师起的作用是资讯的提供者、学习的引导者和指导者，始终要以学生为主体。每个任务都按“任务告知、任务的引入、分析讨论、知识讲解、行动演示、分组训练、交流评估”七个步骤顺序执行。每个任务开始前，教师给学生下发工作单，告知学生任务的目标和要求，学生在课后根据工作单完成执行任务前的准备工作。教师引入相关任务并进行学生分组讨论后，教师分析任务并对相关知识进行讲解。学生通过观摩教师的操作示范，以小组为单位，通过角色扮演，共同完成指定的任务，并予以说明和展示。最后教师要对各小组完成任务的情况进行点评，并进行总结。每项任务考核过程中，除了具备任务完成的效果与质量的考核项，还设置了考核学生软技能的项目，旨在通过考核，引导学生形成安全操作规范意识，学会应用知识，锻炼学生的团结协作能力，培养学生的职业素质。

四、项目化教学手段

1.采用引导方式教学

传统的灌输式教学，学生学习积极性不高，学习能力受到抑制，影响学习效果。教学的主体是学生，要给学生营造解决某个项目任务的氛围与情境，引导学生思考引起机床某个故障可能的因素有哪些，再引导对其中的部分因素是否能排除等，最终使得学生找到故障的原因并解决。

2.重视学生的动手实践操作能力

该课程的前续课程有数控机床及应用等课程，学生虽然对数控机床的结构与运行原理有了一定的认识与了解，但动手能力还很欠缺。因此，可提供一些专门供拆装的机床机械结构，如主轴，工作台，丝杆等，让学生在实验时间和实训周动手拆装体验，掌握机械结构装调维修中的关键与注意环节。

3.采用仿真软件教学

让学生亲自实践机床设备的维护是必不可少的，但受到实验室开放时间，场地等情况的制约，时刻动手实践真实设备也不现实。为了解决这一问题并使理论课堂教学内容直观、生动形象，在课程教学中引入仿真软件，在软件仿真环境中执行数控机床装配、调试、维修中的各项工作任务，既提高了学生参与的积极性，更便于教学互动。另外学生在课后可随时随地使用仿真软件练习，更有利于学生数控机床维修理论与实践知识的掌握。

4.采用团队学习法

以小组为单位共同协作完成任务。在接到工作单后，学生发挥各自的认知能力，相互帮助、分工合作，通过搜集资料，小组讨论、进行执行任务前的工作准备，并制定初步的解决方案和行动步骤。

5.采用角色扮演

学生扮演维修人员，教师扮演维修主管人员或设备使用人员下达或提交维修任务，学生根据工作单进行技术准备，进入设置好故障的模拟现场，观察和确认故障现象，分析故障原因，制定维修方案，此时教师转换为技术支持者，审核维修方案，学生按照批准的维修方案查找故障原因、排除故障、清理现场，最后填写维修工作记录。

五、实训基地的建设

实训基地为课程项目化顺利实施提供了有力的保障。本课程使用的校内实训室主要有数控实训中心、数控机床维修实验室和CAD/CAM仿真机房等。数控实训中心具有多台XH714加工中心，XK5032数控铣床、线切割机床和高速数控雕刻机等。数控机床维修实训室提供了多台供拆装的CK6132数控车床，多台西门子802C数控车床维修综合实验台、发那科0i-M数控铣床维修综合实验台和西门子802Dsl加工中心维修综合实验台等。CAD/CAM仿真机房的计算机安装了数控机床维修仿真软件。校外实训基地南通科技投资集团股份有限公司等主要产品有摇臂立卧式加工中心、数控铣床、数控车床和龙门加工中心等。这些产品涵盖了课程教学所需的数控机床典型机械部件装调和维修、数控机床电气控制系统的装调和维修、数控机床整机调试和数控机床常见故障诊断和恢复等内容，为课程的实践教学提供了真实的工程实践场所。

机床数控化范文

【关键词】机床电气；数控化；系统

1.数控机床的概念及特点

1.1数控机床的概念

数控机床是数字控制机床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。数控机床的控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作并加工零件，数控机床的操作和监控全部在这个数控单元中完成，它是数控机床的大脑。数控机床一般由主机，数控装置，驱动装置，辅助装置，编程及其他附属设备组成。主机包括机床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件，可以完成各种切削加工；数控装置包括硬件和软件，硬件部分主要包括印刷电路板、CRT显示器、键盒、纸带阅读机等，再配合相关的软件系统，数控装置可以完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以及实现各种控制功能；驱动装置包括主轴驱动单元、进给单元、主轴电机及进给电机等，在数控装置的控制下，可以通过电气或电液伺服系统实现主轴和进给驱动，完成定位、直线、平面曲线和空间曲线的加工；辅助装置包括液压和气动装置、排屑装置、交换工作台、数控转台和数控分度头，还包括刀具及监控检测装置等，可以保证数控机床的正常冷却、排屑、、照明、监测等工作；编程及其他附属设备，可用来在机外进行零件的程序编制、存储等。

1.2机床电气数控化系统的特点

加工精度高。机床电气数控化系统采用先进的技术控制，实现了硬件操作与软件控制的有效结合，能够大大减少生产过程中的失误，同时，该系统运用先进的控制系统，能够实现精确的操作控制，因此具有加工精度高的特点，具有稳定的加工质量。劳动量少，生产率高。机床电气数控化系统的精度很高，可以根据实际加工需要选择有利的加工用量，生产率一般可以达到普通机床的三到六倍；机床电气数控化系统的自动化程度高，高新科技的运用在保证甚至提高生产质量的同时，更大大减少了工人的劳动强度；机床电气数控化系统的生产具有相当大的灵活性，可以根据生产零件的变化进行控制程序的变更，也就无需返工，这样大大节省了生产的时间。技术含量高。

2.机床电气数控化系统的设计

2.1对驱动电路的设计

驱动电路设计是对驱动器采用5细分（30拍）、10细分（60拍）的方式，这个方式是在三相六拍的基础上进行的。细分后的电动机将缩小相应的步距角的倍数（如步距角为0.75的电动机，10细分后步距角变为0.075）。细分后小步进电动机的低频振荡被消除了，电动机的分辨率和运行特性也被相应的提高了，但是因为制造工艺上的误差，导致实际的变频率要稍低于理论上的分辨率的。

2.2变频器主轴的控制

主轴电机采用交流变频控制电机，由变频器进行控制。数控系统的驱动模块端子75A与15A处输出0～10V模拟电压，该电压就是变频器的指令电压。输出的转速是根据输入的电压的变化而变化的。当主轴电机需要正向旋转时，PLC的Q4.0输出高电平，继电器KA1吸合，使变频端子27短接于31，同时驱动器75A端与15端之间输出一个适应于电动机转速的模拟电压，主轴则会根据模拟电压相应的速度争相旋转。

2.3系统的操控设计

电流（转矩）控制环、速度控制环和位置控制环组成了数控机床运动坐标的电气控制。对PLC程序的处理，要遵循尽量保留原PLC程序的基本原则，只是在原程序的加一个转换程序，将与系统有关的部分作必要的转换，这样可以最大限度地减少工作量，并最大限度地保留了原PLC程序中的一些安全保护措施。PLC程序是进行电控设计的关键。由于不同的西门子PLC产品系统不同，功能模块也不同，因此我们在进行系统更新时要对系统功能块进行相应的处理。

3.机床电气数控化系统的改造

机床电气数控化系统要改造也就是对技术的创新，对性能、工作效率、机械精度的提高以及对自动化程度的增强。另外还有NC化，即把数显装置和数控系统装在普通机床上，把它改造成CNC机床。对数控化电气机床的诊断和修复机制也要着重改造。

4.机床电气数控化系统的维护

对操作人员来说，机床电气数控化系统具有严格的操作流程与操作规定，操作人员在使用过程中，一定要严格遵守该系统的操作流程，避免操作失误的发生。对维护人员来说，机床电气数控化系统采用的都是精密仪器，非常容易受到外界因素的影响，要想保证系统仪器的正常使用，维护人员就要对该系统进行必要的防尘、防火等处理工作，漂浮的灰尘和金属粉末进入数控系统内部，容易引起元器件间绝缘电阻下降，从而出现故障甚至损坏元器件；维护人员需要定时清扫数控柜的散热通风系统，防止数控系统内热量积聚内部元器件；机床电气数控化系统的正常使用需要一定的电压，维护人员需要经常监视数控系统的电网电压，防止电压异常对数控系统产生不良影响。

5.结束语

我国的机床数控化技术不能停留在当下阶段，我们要与时俱进，发展高精度、高性能、高效率的数控化系统，要逐步实现智能化标准，随着电气化技术的发展，机床电气数控化系统的应用范围将逐渐扩大。■

【参考文献】

机床数控化范文篇3

关键词：机床；数控化；改造

如果对所用的普通车床和长时间使用的车床不进行改造，仅购买新的数控车床，则会增加许多生产厂家设备方面的成本。所以生产厂家对普通车床及长时间使用的车床进行数控化改造是必经之路。在此谈一下如何对数控车床进行改造。

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。有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20世纪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