数控机床的组成及工作原理范文篇1

经过数十年的发展，数控机床的控制部分已经从硬件为主的数控装置发展成硬件、软件结合的计算机数控系统。由于数控机床是根据事先编好的程序来实现自动化控制加工的，因此其发展和数控编程密切相关。程序的灵活、精练编制有利于降低加工成本和提高生产效率，具有明显的实用价值。在这次毕业设计中，我对数控机床编程的有关指令，以及编程的一些技巧等进行了探讨。通过一些指令的灵活综合运用来实现程序编制的简单和精练，使数控机床在加工中发挥更大的优势。以此来开拓数控机床更广阔的发展前景。

绪论一、《数控加工与编程》实训的目的1、熟悉了解数控车床、数控铣床、数控加工中心的结构组成及工作原理。

2、熟练掌握待加工零件的装夹、定位、加工路线设置及加工参数调校等实际操作工艺。

3、熟练掌握阶梯轴、成型面、螺纹等车削零件和平面轮廓、槽形、钻、镗孔等类型铣削零件的手工及自动换刀的编程技术以及复杂曲面零件的自动编程技术。能分析判断并解决加工程序中所出现的错误。

4、学会排除机床电气及机械方面的一般性故障。

5、熟练操作数控车、数控铣床、并能加工出中等复杂程度的零件。

6、能初步使用加工中心机床，了解刀库及其设置，了解加工中心的加工过程与特点

7、初步了解与掌握程序转存和联机控制等dnc加工方面的知识及操作方法。

8.复习掌握数控技术职业资格考试要求的其它应知、应会的内容。积极争取通过职业技术资格考试。

二、实训内容与实训计划安排1、实训的主要内容

1.1数控车床的操作与编程训练

、操作面板的熟悉和控制软件的基本使用。

、坐标系的建立，工件和刀具的装夹，基准刀具的对刀找正。

、基本编程指令的讲解。手工编程与程序输入训练，空运行校验。

、固定循环指令的讲解。编程与程序输入训练，空运行校验。

、螺纹零件的车削编程训练。学会排除程序及加工方面的简单故障。

、刀具补偿及编程训练。手工换刀与自动换刀的基本操作。

、多把刀具的对刀、刀库数据设置。

、实际车削训练，合理设置各工艺参数。

、理论课：复习总结车床加工的应知、应会内容。

1.2数控铣床操作与编程训练

、操作面板的熟悉和控制软件的基本使用。

、坐标系的建立，工件和刀具的装夹，基准刀具的对刀找正。

、基本编程指令的讲解。手工编程与程序输入训练，空运行校验模拟。

、轮廓铣削和槽形铣削编程训练与上机调试，掌握程序校验方法。

、刀长与刀径补偿及编程训练。手工换刀基本操作，多把刀具的对刀、刀库数据设置。

随着制造业的发展，机床是制造业的主要生产设备其发展也是日新月异。社会的进步，人们对各类产品的要求也越来越高，像汽车这样大批量的产品，也要求个性化。因此不能采用传统化的刚性生产线进行生产，还须考虑到适应的柔性。一些小产品其复杂要求和精度要求已经使通用机床难以胜任。在这样的情况下数控机床的出现满足了自动化程度高、柔性强、操作强度低，易于组成自动化生产系统的生产要求。

经过数十年的发展，数控机床的控制部分已经从硬件为主的数控装置发展成硬件、软件结合的计算机数控系统。由于数控机床是根据事先编好的程序来实现自动化控制加工的，因此其发展和数控编程密切相关。程序的灵活、精练编制有利于降低加工成本和提高生产效率，具有明显的实用价值。在这次毕业设计中，我对数控机床编程的有关指令，以及编程的一些技巧等进行了探讨。通过一些指令的灵活综合运用来实现程序编制的简单和精练，使数控机床在加工中发挥更大的优势。以此来开拓数控机床更广阔的发展前景。

绪论一、《数控加工与编程》实训的目的1、熟悉了解数控车床、数控铣床、数控加工中心的结构组成及工作原理。

2、熟练掌握待加工零件的装夹、定位、加工路线设置及加工参数调校等实际操作工艺。

3、熟练掌握阶梯轴、成型面、螺纹等车削零件和平面轮廓、槽形、钻、镗孔等类型铣削零件的手工及自动换刀的编程技术以及复杂曲面零件的自动编程技术。能分析判断并解决加工程序中所出现的错误。

4、学会排除机床电气及机械方面的一般性故障。

5、熟练操作数控车、数控铣床、并能加工出中等复杂程度的零件。

6、能初步使用加工中心机床，了解刀库及其设置，了解加工中心的加工过程与特点

广东应届生实习报告网在线编辑整理本文。

7、初步了解与掌握程序转存和联机控制等dnc加工方面的知识及操作方法。

8.复习掌握数控技术职业资格考试要求的其它应知、应会的内容。积极争取通过职业技术资格考试。

二、实训内容与实训计划安排1、实训的主要内容

1.1数控车床的操作与编程训练

、操作面板的熟悉和控制软件的基本使用。

、坐标系的建立，工件和刀具的装夹，基准刀具的对刀找正。

、基本编程指令的讲解。手工编程与程序输入训练，空运行校验。

、固定循环指令的讲解。编程与程序输入训练，空运行校验。

、螺纹零件的车削编程训练。学会排除程序及加工方面的简单故障。

、刀具补偿及编程训练。手工换刀与自动换刀的基本操作。

、多把刀具的对刀、刀库数据设置。

数控机床的组成及工作原理范文篇2

【关键词】数控机床；伺服系统；故障实例；分析与排除

1.前言

随着科学技术和社会生产的不断发展，机械制造技术有了深刻的变化。随着数控技术越来越广泛的应用，人们对数控机床故障与诊断技术的要求也越来越高。在数控机床的诸多故障中，伺服系统的故障由于其结构和控制上的复杂性以及在数控机床中所占地位的重要性而显得尤为特殊，同时对维修人员维修水平的要求也相对要高。在下面文章中，就先从伺服系统的控制原理出发，分析FAUNC0i-mate伺服系统典型故障的分析及排故的过程。

2.数控机床的伺服系统

2.1数控机床的组成

数控机床是机电一体化的典型产品，是集机床、计算机、电机拖动、自动控制、检测等技术为一体的自动化设备。

数控机床的基本组成包括加工程序、输入装置、数控系统、伺服系统、辅助控制系统、反馈系统及机床本体。

2.2数控机床的伺服系统

2.2.1概述

数控机床伺服系统（ServoSystem）通常是指进给伺服系统，它是数控系统和机床机械传动部件间的联接环节，是数控机床的重要组成部分。进给伺服系统是以机床移动部件位置为控制量的自动控制系统，它根据数控系统插补运算生成的位置指令，精确地变换为机床移动部件的位移，直接反映了机床坐标轴跟踪运动指令和实际定位的性能。

从位置控制的角度看，伺服系统有开环、闭环和半闭环之分。开环控制不需要位置检测与反馈；闭环和半闭环控制需要有位置检测与反馈环节，它们是基于反馈控制原理工作的。

2.2.2伺服系统的组成

位置闭环或半闭环伺服系统由位置检测装置、位置控制、伺服驱动装置、伺服电动机及机床进给传动链组成，如图2.1所示。

闭环伺服系统的一般结构通常由位置环和速度环组成。速度环由伺服电动机、伺服驱动装置、测速装置及速度反馈组成；位置环由数控系统中的位置控制、位置检测装置及位置反馈组成。

2.2.3伺服系统的工作原理

2.2.3.1位置控制

位置控制是伺服系统的重要组成部分，是保证位置控制精度的重要环节。位置控制的实质是位置随动控制，其控制原理如图2.2所示。

2.2.3.2伺服系统的工作原理

在位置控制中，根据插补运算得到的位置指令，与位置检测装置反馈来的机床坐标轴的实际位置相比较，形成位置偏差，经变换得到速度给定电压。在速度控制中，伺服驱动装置

根据速度给定电压和速度检测装置反馈的实际转速对伺服电动机进行控制，以驱动机床传动部件。

2.2.3.3速度控制信号的实现方式

经位置控制的比较获得的位置偏差均以脉冲的形式存在，该位置偏差经一定的转换后，形成速度控制信号，该信号通过伺服驱动装置驱动伺服电动机。从位置偏差到速度控制信号的形成如图2.3所示。

速度指令Vc=位置偏差Pe×位置增益KV

位置增益KV决定了速度对位置偏差的响应程度，它反映了伺服系统的灵敏度。

3.FAUNC0i-mate-TC伺服系统

3.1FAUNC0i-mate-TC伺服系统的特点

在FAUNC0i-mate-TC伺服系统中，位置环、速度环和电流环的电路都被设计在数控系统内部，作为系统控制的一部分，通常叫做轴卡（AXESCARD）。该部分实现了位置、速度和电流的控制，最终将被三角波调制后的PWM信号输出到伺服功率放大器。图3.1为FAUNC0i-mate伺服系统结构示意图。

3.2FAUNC0i-mate的伺服参数

FAUNC0i-mate的系统参数有几千个之多，其中与伺服有关的参数分别是：

1）参数1010：CNC控制轴数。

2）参数1020：各轴的编程名称

3）参数1022：基本座标系中各轴的顺序

4）参数1023：各轴的伺服轴号。

5）参数1825：各轴的伺服环增益。

6）参数1826：各轴的到位宽度。

7）参数1827：设定各轴切削进给的到位宽度。

8）参数1828：各轴移动中的最大允许位置偏差量。

9）参数1829：各轴停止中的最大允许位置偏差量。

10）参数1420：各轴快移速度的最大值。

11）参数1422：各轴切削进给速度的最大值。

12）参数1423：各轴手动连续进给速度的最大值。

其中，决定伺服轴能否正常运动的参数有1825#、1828#、1829#、1420#、1422#及1423#参数。

总之，上述参数若出现没有设置或设置不正确的问题，则势必会影响到伺服轴的正常运行，由此将引发伺服故障。我们将由于参数问题引发的数控机床故障称之为“软件故障”。

4.伺服系统的典型故障及诊断

4.1进给伺服的故障形式

进给伺服系统的任务是完成各坐标轴的位置控制，在整个系统中它又分为：位置环、速度环、电流环。在这些环节中，任何一个环节出现异常或故障都会对伺服系统的正常工作造成影响。下面就以出现频率较高又最有代表性的故障：“随动误差大”的报警作为典型伺服故障进行详细的分析。

4.2CK0625数控车床X轴“随动误差大”报警的分析与修复

故障机床：南京日上公司的数控车床

控制系统类型：FANUC0i-mate-TC

故障现象：机床上电后，点动方式下手动移动X轴，X轴不动，接着CRT上出现“411.随动误差大X轴”报警，同时设备二次电掉电，每次都如此。

故障分析：对于“随动误差大”的故障，其实质是运动轴的实际位置与理论位置（即位置给定）之间的累计误差值超过了该轴参数中规定的允许值，故障有可能出现在硬件或软件两个方面。

4.2.1软件原因

就是伺服参数设定的问题。这时可以检查1825#参数，看看该轴的伺服环增益是否设置得过小，可相应地提高伺服增益；或者看1828#参数，该轴移动中的最大允许位置偏差量是否太小，若太小则增大这个值；其次，检查1423#参数及1424#参数，看轴手动连续进给（JOG进给）时的进给速度或手动快速进给是否过大，可适当减小设置。

但我们的故障现象是X轴根本没动，因此与速度设定无关；1825#参数和1828#参数的设定内容与正常时一样，因此，也不是位置增益或最大允许位置偏差量太小的问题。

4.2.2硬件原因

本着由外及内、先易后难的排故原则，做如下操作：

1）是否为机械方面的问题，如电机与丝杠的连接问题、电机轴承问题、问题等。

排除方法：手动移动该轴的同时，在CRT上监测电机的负载变化情况，若负载超过额定负载的100%，则说明确实存在机械卡死；若负载正常，则可以这个怀疑。运用该方法，我们发现手动移动X轴时，直到报警出现，负载都非常正常且最大不超过额定负载的8%，说明X轴随动误差大并不是由于机械原因造成的。

2）位置检测元件、控制模块或电气连接等方面的问题。

排除方法：通过交换法进行判断。首先交换X轴与Z轴的功率放大器，结果依然出现X轴随动误差大的报警，说明X轴的功率放大器没有问题。

其次，把两轴电机动力线进行对换，为了保证每个轴闭环的完整性，此时还得将两轴的脉冲编码器的反馈线进行对换。其实，这种操作就等同于两个电机的交换，只不过挪动电机不方便而已。结果，X轴可以手动运行了，也没有报警出现，而在手动运行Z轴时，则出现了与先前X轴一样的故障情况，即不但Z轴不动反而出现了“411随动误差大Z轴”的报警。这足以说明问题出在电机侧。在对X轴电机进行静态测量时，发现电机上连接动力线的插座中，有一根插针弯了，使得三相动力电源中有一相没能接到电机上，造成X轴电机缺相，电机无法运动进而产生上述故障。将弯曲的插针弄直，电机连接恢复正常后上电，再次运行X轴及Z轴，则一切正常。到此为止，故障修复。

5.结束语

数控机床伺服系统故障的诊断，要求维修人员必须明白伺服控制的原理，熟悉数控机床伺服系统的连接情况，还要具有清晰的思维和正确的分析方法，只有这样才能取得事半功倍的维修效果。以上内容是笔者多年维修工作的一点经验之谈，无论在理论论述上还是排故的具体方法上都还存在不足之处，敬请同行批评指教。

参考文献

[1]王侃夫.数控机床控制技术与系统[M].北京:机械工业出版社,2003.4.

[2]BEIJING-FANUC0iMate-C系统参数说明书.

数控机床的组成及工作原理范文篇3

关键词：数控机床管理维护

数控机床是利用数字化信号对机床的运动及其加工进行控制的机床，是数控技术与机床技术相结合的产物[1,2]，它有加工精度高、质量稳定可靠、生产效率高、对零件加工的适应性强等优点，使其应用日益扩大，已经成为机械制造业的标志性装备。

我国目前的现状是[3]：国内数控技能人才严重缺乏，阻碍了我国制造实力的提高，教育部等六部委启动了“制造业和现代服务业技能型紧缺人才培训工程”,对高技能型人才的培养提出了具体的方案。许多高职院校根据自身特点、结合市场需要，开设了数控技术专业，为满足实践教学，除设置实训基地外，还相继配备现代化的数控机床等设备。数控机床是精密的机电一体化产品、价格昂贵，其管理和维修要求严格，如何管理和维护好这些数控机床，使之更好地满足教学需求，最大限度地发挥其优势，已经成为各个学校普遍关注的问题。本文经对各校教学实训基地的调研，根据数控机床的结构原理及使用特点，结合设备管理方面的实践经验，分析了教学用数控机床使用中出现的问题，并提出了改进措施，以供同行参考。

一、教学用数控机床的特点

教学用数控机床与生产用数控机床相比主要有下列特点：使用目的不同。生产用数控机床的主要目的是提高生产效率，创造更多的经济效益，以生产为主。教学用数控机床主要是用于满足教学工作，将学生的理论知识通过实际操作转变为直观认识的机床，是一种以试验为主的机床。操作人员不同。生产用数控机床的操作人员，一般是具有丰富实践经验的工人。教学用数控机床的操作人员，大部分是新手——学生，第一次将理论知识转化为实践的操作，经验很少，所以故障率较高。维修和管理方式不同。生产用数控机床往往配有专业的维修人员，一般都是有计划、系统性的管理和维修。教学因数控机床缺少专业人员进行管理和预防性维护，往往是故障发生后再去弥补，很少将故障消除在萌芽状态。使用效率不同。与生产用数控机床相比，教学用数控机床作为一种演示型机床，大部分时间处于停工状态，机床的利用率不高，可能造成资源浪费。

二、存在问题

通过兄弟院校相关人员间的教学交流，结合我们的教学实践经验，教学用数控机床在管理和使用的问题概括为：

1、机床运行中事故较多，例如撞车、撞刀、超程等现象频繁发生，导致机床精度下降。

2、机床发生故障后，不能及时得到有效处理，机床带病、带伤工作情况较多，最终导致机床发生破坏性的故障，造成巨大损失。

3、管理方面存在漏洞，对机床的维护缺少系统性、计划性，不能起到预防故障的作用。

4、机床操作人员和维护人员责任性不强，当出现问题时，不是积极地去处理，而是相互推卸责任，直接影响正常的教学工作。

5、维修不及时，学生上课时间不合理、甚至出现冲突时，有些教师责任心不强，为了图省事赶课时，将多个小组合并上课时，出现多名学生围着一台机床的现象，教学效果很差。

6、通过调查，学生反映实训效果不太好，与预期目标相差很大，从而得不到应有的教学效果。

以上诸多原因导致机床“停工”现象严重，学生学不到实质性的东西，使数控机床不能发挥应有作用，造成了资源的浪费。

三、原因分析

教学用数控机床的管理和维修方面存在的问题，其原因虽多种多样，但可归纳为：

1、管理人员没有经过专门培训，缺少设备管理方面的专业知识，对数控机床没有制定严格的点检、维修计划，又碍于面子不去向别人请教，导致维修人员不能及时排除故障，延误了故障的排除，直接影响正常的教学。

2、管理人员缺乏责任心，对机床了解不够，工作没有计划性，是造成机床维护缺少系统性、预期性的主要原因。

3、维修人员自身责任性不强，技术水平低，不能及时处理工作中出现的故障，是机床带病工作的主要原因。

4、学生在实训前准备不充分，操作时粗心大意，不按规定的步骤操作等，是导致机床运行过程中发生撞刀、撞车、超程现象的主要原因。

5、教师自己缺乏实践经验，对机床的结构、原理理解不够深入，讲课缺少灵活性，对一些结构、原理性的问题解释不清楚。学生实践经验本来就较少，学习主动性又较差；是学生感到难以接受的主要原因。

6、教师和学生对实训工作不够重视，只求单纯完成任务，很少考虑教学效果，是影响教学效果的主要原因。

四、改进措施

根据以上分析，结合实际情况，提出如下改进措施：

1、聘请专业人员对设备进行管理，制定科学的管理方法。根据各类数控机床的不同特点，结合自己的实际使用情况，参照机床说明书，制订出合理、规范的数控机床管理和维护制度，对设备的保养维护做到三定，即定期、定级、定人。

2、要重视“双师型”教师队伍的建设[4]。数控机床是集机、电、液、气于一体的机电产品，具有技术与知识密集的特点；要求数控机床的操作与维修人员，不仅要具备各方面的知识，也要具有丰富的经验和较强的动手能力；建设技术全面的教师队伍是科学管理，合理维护数控机床的前提。

3、提高操作人员的责任心，出现问题时要积极的去处理，实在解决不了的要及时找别人帮忙解决，防止机床带伤、带病工作，以免影响正常教学工作。

4、选拔责任心强的教师进行定期专业培训。实践证明经过培训学习，是能在相对较短时间内达到数控机床操作和维护要求的。

5、在教学和维修之间灵活安排工作，做到教学、维修两不误，例如可利用教学期间机床利用率不高的时间，对机床进行一些常规维护和检修。

6、实训之前，要对学生进行安全教育，学习操作规程，强调严格按照规程操作的重要性；如果有条件的话，可先让学生在计算机上进行仿真模拟练习，用以防止撞刀、撞车等事故的发生[5]。

数控机床的管理和维护是一项很重要的工作。数控机床管理及维护人员，不仅要掌握机械、电气、气动、液压、控制、检测等方面的知识，还要熟悉伺服驱动、计算机、PLC的工作原理及PLC编程，还应具有相应的专业英语水平。只有对数控机床做到科学的管理，合理、及时的维护，才能保证机床的正常运行，使之更好地为教学服务。不管是教师还是管理、维修人员，都应有高度的责任心，才能充分发挥数控机床的作用，培养出更多的高素质高技能型人才，为我国的装备制造业作出更大贡献。

参考文献：

[1]郑小年，杨克冲编著.数控机床故障诊断与维修[M].武汉：华中科技大学出版社，2007.

[2]吕勇主编.数控车削编程与加工技术[M].北京：国防科技大学出版社，2009.

[3]安胜.谈我国数控机床的发展趋势[J].农机使用与维修，2007(6)：9-10.

数控机床的组成及工作原理范文篇4

【关键词】数控加工；加工误差；误差起因

数控机床加工与传统机床加工的工艺规程从总体上说是一致的，但也发生了明显的变化。用数字信息控制零件和刀具位移的机械加工方法。它是解决零件品种多变、批量小、形状复杂、精度高等问题和实现高效化和自动化加工的有效途径。数控加工的特点之一就是具有较高的加工精度，因此对于数控加工的误差必须加以严格控制，以达到加工要求。由机床、夹具、刀具和工件组成的机械加工工艺系统(简称工艺系统)会有各种各样的误差产生，工艺系统的原始误差主要有工艺系统的几何误差、定位误差、工艺系统的受力变形引起的加工误差、工艺系统的受热变形引起的加工误差、工件内应力重新分布引起的变形以及原理误差、调整误差、测量误差等。这些误差在各种不同的具体工作条件下都会以各种不同的方式(或扩大、或缩小)反映为工件的加工误差。

一、数控机床加工误差产生的原因

（1）机床的原始制造误差。是指由组成机床各部件工作表面的几何形状、表面质量、相互之间的位置误差所引起的机床运动误差,是数控机床几何误差产生的主要原因。

（2）机床的控制系统误差。包括机床轴系的伺服误差(轮廓跟随误差),数控插补算法误差。

（3）热变形误差。由于机床的内部热源和环境热扰动导致机床的结构热变形而产生的误差。

（4）切削负荷造成工艺系统变形所导致的误差。包括机床、刀具、工件和夹具变形所导致的误差。这种误差又称为“让刀”,它造成加工零件的形状畸变,尤其当加工薄壁工件或使用细长刀具时,这一误差更为严重。

（5）机床的振动误差在切削加工时,数控机床由于工艺的柔性和工序的多变,其运行状态有更大的可能性落入不稳定区域,从而激起强烈的颤振。导致加工工件的表面质量恶化和几何形状误差。

（6）检测系统的测试误差。包括以下几个方面:①由于测量传感器的制造误差及其在机床上的安装误差引起的测量传感器反馈系统本身的误差;②由于机床零件和机构误差以及在使用中的变形导致测量传感器出现的误差。

（7）由于工艺系统刚度变化引起的误差。工艺系统的刚度随受力点位置的变化而变化。例如：用三爪卡盘夹紧工件车削外圆的加工，随悬壁长度的增加，刚度将越来越小。因而，车出的外圆将呈锥形。

（8）由于切削力变化引起的误差。加工过程中，由于工件的加工余量发生变化、工件材质不均等因素引起的切削力变化，使工艺系统变形发生变化，从而产生加工误差。

（9）由于夹紧变形引起的误差。工件在装夹过程中，如果工件刚度较低或夹紧力的方向和施力点选择不当，将引起工件变形，造成相应的加工误差。

（10）测量误差。量具本身的制造误差，测量条件引起的误差。①冷却后测量与加工后马上测量尺寸有变化；②测量力的变化也引起测量尺寸的变化。

（11）其它误差。如编程和操作错误带来的误差。

二、避免数控加工误差的方法

（1）直接减少原始误差法。即在查明影响加工精度的主要原始误差因素之后，设法对其直接进行消除或减少。例如，车削细长轴时，采用跟刀架、中心架可消除或减少工件变形所引起的加工误差。采用大进给量反向切削法，基本上消除了轴向切削力引起的弯曲变形。若辅以弹簧顶尖，可进一步消除热变形所引起的加工误差。又如在加工薄壁套筒内孔时，采用过度圆环以使夹紧力均匀分布，避免夹紧变形所引起的加工误差。

（2）误差补偿法。误差补偿法时人为地制造一种误差，去抵消工艺系统固有的原始误差，或者利用一种原始误差去抵消另一种原始误差，从而达到提高加工精度的目的。例如提高工艺系统刚度：提高工件和刀具的刚度减小刀具、工件的悬伸长度：以提高工艺系统的刚度；减小机床间隙，提高机床刚度，采用预加载荷，使有关配合产生预紧力，而消除间隙。采用合理的装夹方式和加工方式：减小切削力及其变化，合理地选择刀具材料，增大前角和主偏角，对工件材料进行合理的热处理以改善材料地加工性能等，都可使切削力减小。

（3）误差转移法。误差转移法的实质是转移工艺系统的集合误差、受力变形和热变形等。例如，磨削主轴锥孔时，锥孔和轴径的同轴度不是靠机床主轴回转精度来保证的，而是靠夹具保证，当机床主轴与工件采用浮动连接以后，机床主轴的原始误差就不再影响加工精度，而转移到夹具来保证加工精度。

（4）误差分组法。在加工中，由于工序毛坯误差的存在，造成了本工序的加工误差。毛坯误差的变化，对本工序的影响主要有两种情况：复映误差和定位误差。如果上述误差太大，不能保证加工精度，而且要提高毛坯精度或上一道工序加工精度是不经济的。这时可采用误差分组法，即把毛坯或上工序尺寸按误差大小分为n组，每组毛坯的误差就缩小为原来的1/n，然后按各组分别调整刀具与工件的相对位置或调整定位元件，就可大大地缩小整批工件的尺寸分散范围。误差分组法的实质，是用提高测量精度的手段来弥补加工精度的不足,从而达到较高的精度要求。当然，测量、分组需要花费时间，故一般只是在配合精度很高，而加工精度不宜提高时采用。

（5）就地加工法。在加工和装配中，有些精度问题牵涉到很多零部件间的相互关系，相当复杂。如果单纯地提高零件精度来满足设计要求，有时不仅困难，甚至不可能达到。此时，若采用就地加工法，就可解决这种难题。

（6）误差平均法。误差平均法是利用有密切联系的表面之间的相互比较和相互修正，或者利用互为基准进行加工，以达到很高的加工精度。

（7）误差合成法。要求测出机床各轴的各项原始误差,比较成熟的测量方法是激光干涉仪,测量精度高。用双频激光干涉仪进行误差测量,需时间长,对操作人员调试水平要求高。更主要的是对误差测量环境要求高,常用于三坐标测量机的检测,不适宜生产现场操作。相对误差分解、合成补偿法,测量方法相对简单,一次测量可获得整个圆周的数据信息,同时可以满足机床精度的检测和机床评价。目前也有不少的误差分解的方法,由于机床情况各异,难以找到合适的通用数学模型进行误差分解,并且对测量结果影响相同的原始误差项不能进行分解,也难以推广应用。误差的直接补偿法,一般以标准件为对照获得空间矢量误差,进行直接补偿,少了中间环节,更接近机床的实用情况。但获得大量的信息量需要不同的标准件,难以实现,这样补偿精度就受到限制。

三、结束语

使用数控机床加工零件，产生误差的原因非常复杂，本文对常见误差进行分析并列出几种常用解决方法，通过了解这些有效途径，有助于提高在数控机床加工的零件的精度。

数控机床的组成及工作原理范文

【关键词】数控技术；教学；实验；方法；考核

一、结合课程教学内容，明确实验教学目标

数控技术课程内容通常以数控机床为中心进行展开。数控机床作为典型的机电一体化产品，总体包含机械系统、电气控制系统两大部分，即分别为被控对象和控制系统两部分。按照控制理论的基本思想，数控机床控制系统又可以分为输入系统、控制系统、驱动系统、执行系统和检测系统等五大部分。数控技术课程内容按照程序编制、插补算法与CNC系统、驱动放大电路、伺服电机、检测装置等部分进行设置即采用了这一分类方法。从数控技术课程内容的规划中可以明确，数控技术实验教学目标应该包含对数控机床控制思想的总体认识、对数控机床操作的实践技能培养和对数控技术原理的基本认识，从而通过实践教学实现对课堂理论教学内容的深化理解。

二、根据实验条件，确定实验教学内容及教学方法

目前的数控技术实验教学中大多只注重数控编程部分的实践，而数控技术作为一门专业方向课程，可以供学生选择的方向除了数控加工技术外还应包含数字控制技术。因此，实验内容的选择不应只局限于编程，还应注重于机床的数字控制原理，该部分内容几乎涉及到除数控编程外的所有数控技术课堂教学内容。

数控实验室现有数控车床、数控铣床、立式加工中心、数控线切割、数控电火花、宇龙仿真软件及机电一体化实验台等设备，每个学校的设备虽然不同，但都属于典型的机电一体化产品，具有相同的控制思想。因此，在数控编程课堂教学内容开始前，进行的数控机床基本操作实验中，首先通过各个机床的加工演示和讲解，让学生对机床的结构组成、工作原理、控制思想、操作方法进行初步认识，加深对数控机床原理的理解。然后，以数控机床的基本操作为重点，通过对机床操作面板的使用，让学生熟悉机床的基本操作方法。最后，通过简单实例，从零件图、程序组成结构、程序输入、调用、材料装夹、对刀、模拟、加工，介绍数控编程加工的总体实现过程。在数控编程课程结束后进行的数控机床编程加工实验中，由教师给定题目或学生自拟的方式，根据零件图纸，学生通过仿真软件编制程序，最后经教师审核后在机床上加工。

在课堂教学后期进行的数控机床控制原理实验中，首先通过机电一体化实验台，演示对数控机床工作台的控制，介绍机床控制系统中的PLC、继电器、接触器、环形分配器、驱动器等关键部件，然后，通过结合机床操作面板、控制程序让学生观察电气控制柜和数控系统软件界面中的PLC输入输出信号的变化，让学生理解数控机床中信息的传递与驱动、反馈控制原理。

三、做好实验准备，提高实验效率

数控机床是一种高技术含量、高精度、高性能的设备，设备造价比较高，受客观因素的影响，实验设备少，学生人数多，要使学生在短时间的实验教学课时限制下尽可能多的理解和掌握数控机床编程及其技术原理的众多知识，实验前的准备工作极为重要。开学后，实验教师应与理论课教师充分沟通，协调一致，制定好理论教学与实验教学的教学计划；实验课程开始前，实验教师应充分了解学生的理论课程进展情况，从而根据学生实际情况，制定实验教学方案，并事先准备好刀具、材料、程序，并试运行，防止因疏忽造成实验过程中的时间浪费。数控技术涉及理论广泛，学生的疑问也较多，因此，实验教师要不断提高自身理论知识，充分理解实验中涉及到的理论原理，明确实验过程，从而使整个实验过程系统化，并能及时准确、简洁明了的解答学生的提问，从而提高实验效率。

四、注重知识应用，提升综合素质

单一的数控机床编程操作实验，简单的通过加工演示、简单实例，很难达到对学生综合实践能力的锻炼，因此，应有针对性地开发综合类的实验项目。如：利用加工中心，设置刀具长度补偿和半径补偿，采用多种刀具完成零件的钻孔、平面轮廓铣削加工、圆及圆弧等的加工；利用数控车床多刀加工，完成回转零件的内外圆柱面、端面、切槽、螺纹的加工；通过对操作面板的操作，观察数控系统PLC状态图的变化，结合电气控制柜中的继电器、接触器的动作，绘制机床的电气控制原理图；通过机电一体化实验台，编制PLC梯形图，实现对机床工作台的运动控制；采用自动编程软件，完成零件的自动编程。与此同时，鼓励学生在掌握基础知识的情况下，根据实验室条件，结合自身兴趣和方向、科研经验，自主设计实验内容，或在教师指导下参与共同设计新的实验，从而充分调动学生的积极性和主动性。

五、完善实验考核方式

数控技术课程作为一门专业方向课，相比于大多数课程，实践应用能力更为重要，因此，应加大实验内容所占比重。考核形式采用基本理论、软件仿真、基本操作、综合实践四个方面进行考核。其中基本理论涉及机床结构、控制原理、程序代码等；软件仿真涉及材料、刀具、工艺及程序等；基本操作包括图纸、编程、对刀、加工等实践操作；综合实践由教师拟定综合实例，由学生选题或自主选择工程科研实际问题，拟定加工工艺完成操作加工。

六、结语

实践是创新的源泉，学生通过动手实践，加深对理论的理解，从而更好的实现知识的应用，进而实现对知识的综合和创新思维的产生。数控技术课程实验是学生通过实践理解和深化认识数控技术理论的关键，同时也是对知识综合应用能力培养的关键。数控技术实验课程的特点，要求教师要在教学过程中不断总结和完善，丰富教学手段和教学方法，优化教学内容，提升自身理论与实践能力，从而确保教学效果。

参考文献：

[1]孙晓燕.数控技术应用专业教学方法改革初探[J].吉林省教育学院学报（上旬），2014，02：100-101.

[2]葛云立.关于数控技术应用专业一体化教学改革的思考[J].职业，2014，03：46.

[3]贾颖.关于提高数控技术教学质量的几点建议[J].职业教育（中旬刊），2013，06：66-68.

数控机床的组成及工作原理范文1篇6

关键字：数控机床；机械故障；专家系统；神经网络；网络化

1引言

由于数控机床具有提高零件的加工精度、稳定产品的质量、提高产品的生产率、可适应不同品种及尺寸规格零件的自动加工等优点，因此其运用越来越广泛，已经成为一个国家工业水平和综合科技水平的重要标志。数控机床对大中型企业来说，是其最重要的设备，如果其任何部分出现故障，其就会导致精度减低，严重的话，使企业停顿，企业的经济损失更大，进而对相关人员的安全造成危害。在一方面，数控机床特点就是先进、复杂和智能化，当其出现故障后，维修也相对困难，因此对数控机床机械故障诊断进行分析研究就显得非常迫切。

2诊断故障系统的网络化管理

2.1专家系统和神经网络内涵

1）专家系统的基本原理；具有获取、处理、存储和使用知识的特点的系统叫做专家系统（可以进行知识处理），其主要包括知识库、推理机、数据库、知识获取模块、解释程序和人机接口等方面组成。

2）专家系统和神经网络的结合；尽管在运用方面，专家系统取得了不小的成就，但是，其在模拟人类抽象思维方面也有着明显的缺陷，这些缺陷主要有：（1）存在“瓶颈”问题；（2）推理能力弱；（3）自学习能力差；（4）存在“窄台阶效应”。

3）神经网络的基本结构；神经网络的基本结构主要有以下七部分组成，具体如：（1）一组处理单元（让相关单元可以激活）；（2）输出函数（由处理单元进行输送）；（3）衔接模式（主要处理单元之间的链接问题）；（4）一定规则进行传递；（5）一定规则进行激活（输入处理单元和当前状态结合规则）；（6）一定的学习规则（根据经验进行联接）；（7）系统所需要的环境。

2.2专家系统和神经网络的结合

2.2.1对专家系统和神经网络进行比较

根据其二者不同的定义、结构及工作原理，神经网络与专家系统是两种截然不同的技术：其主要区别有：（1）知识获取不同；（2）知识表示不同；（3）推理形式不同。

2.2.2对专家系统和神经网络的相关性进行分析

二者存在的特点各不相同，神经网络和专家系统在其各自的领域都运用较为广泛，但同时在满足设备故障诊断任务方面又各自存在着的局限性，因此就需要让其二者有效结合起来，其结合方式主要有：（1）神经网络与专家系统共存于一个系统中；（2）使用神经网络来构造专家系统。

2.3神经网络的类型选择及结构设计

2.3.1神经网络不同选择类型

由于径向基函数网络具有确定自适应、输出与初始权值无关等各种优点，因此其在拟合多维曲面、重构自由曲面和故障诊断等方面有着巨大的运用。因此认为径向基函数神经网络是最好的。

2.3.2隐层神经元的设计

提取并存储内在规律，使每个隐层神经元都有不同的权值，同时每个权值都相对应着一个参数（增强网络映射能力）。

2.4基于web的神经网络专家系统

对现代信息传输载体（比如Internet）进行有效利用，可以较快地传递和收集相关故障信息，高效提高诊断故障的能力，使数控机床设计者和使用者更好地参与进来，以期得到更合理的措施。

3系统的总体设计原则

3.1网络化专家系统的设计原则

其设计的原则主要有以下几方面，具体如下：（1）模块化原则。（2）实用性原则。（3）可扩充原则。（4）安全性原则。（5）统一性与简单性原则。

3.2专家系统的功能模块设计

新用户首次登陆必须要通过注册模块先进行注册，老用户可以直接登陆，登陆又分为管理员和普通用户登陆，只有管理员有权利处理系统的数据库。通过故障诊断模块对相应故障进行诊断，其功能模块主要主轴、进给系统、刀库刀和辅助装置等几部分组成。

3.3系统运行的环境

1）Web服务器的选取；通过Windows操作系统，发挥在PC界的优势，推出的IIS成为目前运用最广泛的服务器，经过验证，也是目前用户最好的选择。

2）后台数据库的选取；通过分析研究，同时结合Access的特性、相关程序的匹配性和开发者的业务水平，本文的系统选取Access最为合适。

3.4系统的软件开发环境

3.4.1服务器相应的软件环境

操作系统：WindowsXPServer/Professional；服务器：IIS6.0；数据访问：ADO-ActiveXDataObjects；数据库系统：ACCESS

3.4.2客户自己机器所对应的软件

操作系统：Windows98/2000/xp，浏览器：IE5.0以上，MATLAB6.5以上版本。

3.5开发相应工具分析

目前开发工具主要有以下两种形式：（1）网络化专家系统开发工具：具体采用FrontPage。（2）径向基函数神经网络开发工具：具体采用MATLAB程序控制。

4系统的研究与实施

4.1总体结构设计

该系统的总体结构主要采用一个并列协调式（神经网络和专家系统并存）。两者分别处理各自不同的知识，管理着不同的模块，分别处理各自不同的功能，但是也可以进行联合诊断。

4.2知识库的设计与实现

本系统直接把数据库和数据库管理系统作为知识库的重要组成部分，一方面通过数据对象来处理知识，另一方面，用数据库来对相关知识的存储、编辑、删改、更新查询和安全保护等功能进行有效管理。

4.3推理机的研究与实实施

通过模拟专家的思维模式，对相应问题进行控制和研究，这是推理机的主要功能。结合目前已知的事实，通过知识库，按照一定的规则和方法，进行推理分析，再对其修正，得到最终的结果。

4.4解释模块及人机界面

解释功能作为数控机床机械故障诊断系统最主要的功能，其主要具有向用户、远程用户、领域专家和知识工程师解释相关的问题的优点。目前的人机界面都需要通过ASP编程来实现，主要采用中文视窗的的模式，这样比较简单明了，更容易实现人机交互。

4.5径向基函数神经网络故障诊断

当专家系统部分得出的初期诊断结果不能使用户满意那么就需要进行进一步的深层次诊断。采用径向基函数神经网络进行深层次的定量诊断。

5结论

由于现在数控机床的技术和水平的快速提高，其相应结构复杂程度进一步提高，功能也越来越多，这样就是的设备出现的问题概率大大增加，因此针对数控机床存在的机械故障进行分析研究，提出采用网络化对其故障进行控制的方法，以期更好地服务相关公司，为之后出现的机械故障提供一定的参考。

参考文献

（1）李晓峰.数控机床远程故障诊断专家系统的研究（D）.辽宁：沈阳工业大学，2005.

（2）赵中敏.数控机床故障诊断技术的发展和关键诊断技术（J）.中国设备工程，20076：5152.

（3）朱文艺，李斌.基于Internet的数控机床远程故障诊断系统的研究（J）.机床与液压，2005-9：176178.

数控机床的组成及工作原理范文篇7

关键词：《数控机床电气控制与故障维修》工作过程系统化数控维修课程改革

1.引言

高职院校数控专业毕业生主要从事数控机床操作工作，在熟练掌握机床操作的同时，精通数控机床电气维护与维修的复合型人才是比较少的，而企业的需求又非常大。作为高职学院数控专业的专业核心课程，《数控机床电气控制与故障维修》的教学目标是培养学生数控机床的操作与维护能力。通过本课程学习，培养典型数控机床电气系统维护与维修的能力，帮助毕业生胜任数控机床操作工等就业岗位。

本课程的传统教学方法通常采用理论授课和实习教学分阶段进行，以教师讲授为主，学生为辅，作为一门需要积累现场经验的专业课程，其理论知识部分抽象，涉及面广，学生很难掌握学习重点。在后期的实验实习过程中，尽管学生学习积极性较高，但是前期模糊的理论知识无法带动学生有效掌握实践技能。课程最终不能达到预期的教学效果，因此改革传统教学模式势在必行。课程教学改革以工作过程为导向，参照企业中典型数控设备维修的工作过程和工作情境，以培养职业能力为核心，以学生为主体、教师为主导，根据知识点的关联性，在项目内部设置工作任务单元。学生通过完成工作任务，掌握整个项目的知识内容。

2.课程改革思路

课程改革的基础是选择企业典型数控设备的维护与维修作为工作任务。在对三一重工、南车集团公司电力机车厂等多家大型企业调研后，与企业的技能专家们进行广泛的研讨，针对专业所涵盖的岗位群进行职业能力分析，确定典型的工作任务。参照国家职业标准，依据企业电气维修工作流程和标准制定课程大纲，创设教学情境。学习情境来源于真实的工作任务，但需要进行教学化设计。设计的教学内容要适于学生的学习，符合学校设备现状，情境内容遵循从易到难的原则，符合学生的认知与成长规律，有利于学生掌握。课程内容安排上结合数控技术的快速发展，去掉陈旧过时的内容，将现场企业的新技术、新知识引入到学习任务中。例如原有教学内容中的机床输入输出设备介绍的软盘、穿孔纸带等，随着数控机床的改进，这些设备都已经更换，原来设备采用步进电机作为进给电机驱动，现有设备基本采用伺服电机作为驱动设备。在工作任务当中对原有的这些落后的知识进行了删减。

3.学习情境创设

通过对企业数控机床电气维修的典型工作任务和行动领域分析与归纳，经过反复论证，按照企业工作过程对课程内容进行序化，选择fanuc、西门子、华中等典型数控系统作为载体进行工作任务分配，确定华中数控系统、Fanuc数控系统车床类电气控制与故障维修等四个学习情境。教学时将课堂与车间合二为一，采用教学做合一的教学方法，有效培养学生电气维修的实践动手能力。学习情境以项目任务驱动形式进行行动导向模式教学，具体的课程学习情境设计见表1：

4.学习情境教学实施

数控机床电气故障的诊断工作过程可以分为：（1）资讯阶段：了解故障现象及产生过程，查阅设备技术资料，查验数控系统故障报警信号等；（2）决策与计划阶段：分析数控机床的机械系统、电气系统及PLC系统工作原理，根据故障表象列出可能的故障原因，拟订故障检测及排除工作计划；（3）实施与检查阶段：按照工作计划进行故障排查与设备调试工作；（4）评价阶段：设备修复后，对维修过程进行评价，计算维修成本，记录工作过程及提交工作报告，提出数控机床保养方面的合理建议等。教学时根据此工作流程按照资讯、计划、决策、实施、检查、评估六步法对每一教学单元课程进行设计。在教学单元实施过程中，教师引导学生在实施任务的过程中学习体会，主动掌握工作所需的知识。注重学生的自主学习能力和解决问题的综合能力的培养，课前发放任务书，提示预习内容，学生出现问题，教师不包揽，而是引导学生解决。

5.结语

在《数控机床电气控制与故障维修》课程教学改革中，为了提高学生技能水平，成立数控维修兴趣小组和开展第二课堂，将加工车间的数控机床列入兴趣小组的日常维护设备，提高了学生主动学习的积极性。经过改革，学生的学习兴趣有了大幅度提高，达到了良好的教学效果。通过对企业用人单人调查，发现学生实践动手能力能够适应企业岗位的要求。随着教学改革环境的优化，课程改革进一步得到完善，必将培养出更多高水平高素质的技能型人才，满足社会和企业的需求。

参考文献：

[1]甄久军.基于项目化教学的《数控机床故障诊断与维修》课程改革与实践[J].职业技术教育，2010（8）.

数控机床的组成及工作原理范文篇8

关键词：钻床数控改造

1、引言

目前，绝大部分企业都是多年累积生产的普通机床，这些机床自动化程度不高，加工精度低，要想在短时期内用自动化程度高的设备大量更新，替代现有的机床，无论从资金还是从生产能力都是不可行的。但尽快将企业现有的部分普通机床实现自动化和精密化改造又势在必行。印刷电路板等类零件上的孔，数目既多，位置精度要求又高，用普通钻床无法加工。为此，在钻床上配备了微机控制的X、Y工作台。X、Y工作台的微机控制系统，能与钻床顺序控制器联接起来，完成全自动的钻孔工序。

2、分析

2.1过去的几十年里．金属切削机床的基本动作原理变化不大，但社会生产力特别是微电子技术、计算机技术的应用发展很快。反映到机床控制系统上。它既能提高机床的自动化程度。又能提高加工的精度，现已有一些企业在这方面做了有益的尝试。实践证明，改造后的机床既满足了技术进步和较高生产率的要求．又由于产品精度提高，型面加工范围增多也使改造后的设备适应能力加大了许多。这更加突出了在旧机床上进行数控技术改造的必要性和迫切性。

2.2由于新型机床价格昂贵，一次性投资巨大，如果把旧机床设备全部以新型机床替换，我们要花费大量的资金，而替换下的机床又会闲置起来造成浪费，若采用改造技术加以现代化，则可以节省50％以上的资金。从具体情况来讲，一套经济型数控装置的价格仅为全功能数控装置的1／3到1／5，一般用户都承担得起。这为资金紧张的中小型企业的技术发展开创了新路，也对实力雄厚的大型企业产生了极大的经济吸引力，起到了事半功倍的积极作用。

2.3市场据国内资料统计订购新的数控机床的交货周期一般较长，往往不能满足生产需要。因此，机床的数控改造就成为满足市场需求的主要补充手段。

2.4生产在机械工业生产中，多品种、中小批量甚至单件生产是现代机械制造的基本特征，占有相当大的比重。要完成这些生产任务，不外乎选择通用机床、专用机床或数控机床．其中数控机床是最能适应这种生产需要的。

从上述分析中不难看出数控技术用于机床改造是建立在微电子现代技术与传统技术相结合的基础之上。通过理论上的推导和实践使用的证明，把微机数控系统引入机床的改造有以下几方面的优点：

（1）可靠性高；（2）柔性强；（3）易于实现机电一体化；（4）经济性可观。为此在旧的机床上进行数控改造可以提高机床的使用性能，降低生产成本，用较少的资金投入而得到较高的机床性能和较大的经济效益。以ZJA3725×8-2型普通钻床改造为倒ZJA3725×8-2型圆柱立式钻床在我公司机械加工行业用量比较大，这主要是它购置费用低，操作简便实用，故现机加工行业还存在广泛的应用。

该种机床的传动系统主要由两大部分组成：

一是主运动传动链，它的功用是把动力源（主电机）的运动传给主轴，使主轴带动钻头旋转。通过操纵手柄控制，主轴可具有12种转速。

二是进给运动传动链，它的动力源也是主电机通过控制操纵手柄，可使主轴得到4种进给量．但也可手动控制。

改造该种机床，一可以提高原机床的精度和自动化程度，达到快速调整而且仍能保持机床的通用性．二可以提高原机床的功能．利用微机数控方法准确地加工工件。

3、选择

本着对机床的改动尽可能少、控制部分要求抗干扰性强、改造成本低的原则。依据有关资料的技术要求，改造之前应对该机床的性能、数据有所掌握．以便针对机床本身的精度高低来确定改造后的精度和改装范围。

一般来讲，普通立式钻床的数控改造主要有两部分，一是设计一套简易微机数控x―Y工作台，固定在钻床的工作台上。二是将控制钻头上、下运动的手柄拆去，改用微机控制步进电机通过一级减速装置使钻头上下运动。根据数控钻床的性能要求，一般钻床的加工精度在0．1～0．02之间。则钻床步进电机的脉冲当量可进为0．01ram／step，步进电机的步距角=15。

4、方案

开发应用微机的机械系统比普通机械要复杂得多。除了机械结构外，还有计算机软件和接口硬件等，而且各个组成部分要一体化，组成一个完整的系统。

4.1硬件部分的构成

4.1.1X、Y工作台

首先决定X、Y工作台的机械参数，其中最重要的是X轴和Y轴的最大行程和最大的进给速度。下表中列出了X、Y工作台的参数。行程的大小与微机内部的计数器容量有关，而工作台的进给速度与微机的工作速度有关。

4.1.2步进电动机

下表为步进电动机的参数

电动机的参数

本系统使用的步进电机的步进角为0.9°/步，1转为400步。步进电机轴与滚珠丝杠直接相联。电机轴每转工作台移动5mm。因此，脉冲当量为：

5/400=0.0125(mm/p)

工作台移动最大行程400mm时，步进电机必须转动32000步。即，微机要发出32000个脉冲给步进电机的驱动电路，工作台才能到达最大行程。8位微机只能对0~255数码进行运算，此时的数码可为216=0~65535。

另一方面，X、Y工作台的最大进给速度为1500mm/min(25mm/s)，则微机每秒输出的脉冲数为

400×25/5＝2000(p/s)

即输出脉冲频率为2kHz。如果微机直接向步进电机输出脉冲，则必须每隔0.5ms输出一个脉冲。这完全可以用软件方法（中断）实现。本系统通过具有脉冲输出、计数功能的专用芯片输出脉冲，使计算机软件的编制非常简单。

4.2系统运动方式的确定数控系统按运动方式可分为点位控制系统，点位直线系统，连续控制系统如果工件相对于刀具移动过程中不进行切削，可选用点位控制方式。数控钻床在工作台移动过程中钻头并不进行钻孔加工，因此数控装置可采用点位控制方式。对点位系统的要求是快速定位，保证定位精度。

4.3伺服系统的选择伺服系统实现位置伺服控制有开环、闭环、半闭环3种控制方式。开环控制的伺服系统存在着控制精度不能达到较高水平的基本问题．但是步进电机具有角位移与输入脉冲的严格对应关系。使步距误差不会积累；转速和输入脉冲频率严格的对应关系，而且在负载能力范围内不受电流、电压、负载大小、环境条件的波动而变化的特点。并且步进电机控制的开环系统由于不存在位置检测与反馈控制的问题．结构比较简单，易于控制系统的实现与调试。并且随着电子技术和计算机控制技术的发展。在改善步进电机控制性能方面也取得了可喜的发展。因此，在一定范围内，这种采用步进电机作为驱动执行元件的开环伺服系统可以满足加工要求。适宜于在精度要求不很高的一般数控系统中应用。

虽然闭环、半闭环控制为实现高精度的位置伺服控制提供了可能，然而由于在具体的系统中，增加了位置检测、反馈比较及伺服放大等环节，除了在安装调试增加工作量和复杂性外，从控制理论的角度看，要实现闭环系统的良好稳态和动态性能，其难度也将大为提高。为此，考虑到在昔通立式钻床上进行改造，精度要求不是很高（系统分辨率0．01即可），为了简化结构，降低成本，本文采用步进电机开环伺服系统。

4.4执45-机构传动方式的确定为确保数控系统的传动精度和工作平稳性，在设计机构传动装配时，通常提出低摩擦、低惯量、高刚度、无问隙、高谐振以及有适宜阻尼比的要求。故在设计中应考虑以下几点：

(1)尽量采用低摩擦的传动和导向元件。如采用滚珠丝杠螺母传动副、滚动导轨等。

(2)尽量消除传动间隙。如步进电机上的传动齿轮采用偏心轴套式消庶结构。

(3)缩短传动链。缩短传动链可以提高系统的传动刚度。减小传动链误差。可采用预紧以提高系统的传动刚度。如应用预加负载的滚动导轨和滚珠丝杠传动副，丝杠支承设计成两端轴向固定，并加预拉伸的结构等提高传动刚度。x―Y工作台传动采用滚珠丝杠螺母传动副和滚动导轨。

4.5计算机系统的选择计算机数控系统一般由微机部分、I／O接口电路、光电隔离电路、伺服电机驱动电路、检测电路等几部分所组成。

在简易数控系统中，大多采用8位微处理器的微型计算机。如何采用Z80CPU或MCS一51单片机组成的微机应用系统。

Z80CPU有芯片价廉，通用性强，维修方便等特点。MCS一51单片机具有集成度高、可靠性好、功能强、速度快和很高的性能价格比等特点。通过比较，对于简易数控机床推荐采用MCS一51系列单片机作为主控制器。

5、实施

5.1保留原机床主传动链，保留钻床工作台和控制工作台移动手柄，在原工作台上安装一套微机数控的x―Y工作台。由于x―Y工作台的运动部件重量和切削力不大。因此选用有预加载荷的双v形滚珠导轨。采用滚动导轨可减小两个相对运动面的动、静摩擦系数之差，从而提高运动平稳性，减小振动。考虑到电机步距角和丝杠导程只能按标准选取，为达到分辨率0．01要求，需采用齿轮降速传动。

5.2将控制钻头进给运动的手柄拆去，改用步进电机，步进电机通过一级减速，使齿轮与套筒上的齿条啮台，从而实现了主轴向下进给或向上退出。

5.3在x、Y工作台的下底板的4个角留有一个凸台，各开一个槽，把螺栓插入原工件台的槽及此槽内用螺母旋紧。

综上所述，本文改造的总体方案确定为：采用8031单片机对数据进行计算处理，由I／O接口输出步进脉冲步进电机经一级齿轮减速后，带动丝杠转动，从而实现工件的纵向、横向运动，同时为了防止意外事故，保护微机及其它设备，还设置报警、急停电路等。

ZJA3725×8-2数控改造后，进给定位准确，性能参数稳定，显著提高了零件的加工精度和生产效率。针对企业数控机床少，普通机床多的实际状况，此种改造起到事半功倍的效果。

课题：设备技术改造迫切要解决。

参考文献：

[1]徐元昌．数控技术[M]．北京：中国轻工业出版社,2004.

[2]孙志孔，张义民．数控机床性能分析及可靠性设计技术[M]．北京：北京机械工业出版社2001.

[3]戴曙主编．金属切削机床[M]．北京：机械工业出版社,1993.

[4]朱晓春主编．数控技术机[M]．北京：械工业出版社,2005.

数控机床的组成及工作原理范文篇9

关键词：图形自动编程数控CAD／CAM

1、引言

数控程序作为将设计转化成现实的信息载体,直接控制机床的切削动作,是数控加工的关键。在制造业中,提高编程质量和效率对降低成本,增强企业竞争能力具有积极意义。在数控车床使用过程中,合适的程序和熟练的操作是保证加工质量和充分发挥机床效率必不可少的两个重要环节,任何一个环节存在问题,都会影响机床性能的发挥和生产效率的提高。

2、机床原点工件原点参考点

数控加工中机床坐标系是机床的基本坐标系,机床坐标系的原点也称机床原点或零点,这个原点是机床固有的点,由生产厂家确定,不能随意改变,是其他坐标系和机床内部参考点的出发点。不同数控机床坐标系的原点位置不同。一些数控机床将机床原点设在卡盘中心处（数控车床）,还有一些数控机床将机床原点设在机床直线运动的极限点附近（数控铣床）。

用机床坐标系原点计算被加工零件上各点的坐标值并进行编程是很不方便的,在编写零件的加工程序时,常常还选择一个工件坐标系（又称编程坐标系）。工件坐标系是用于确定工件几何图形上各几何要素（如点、直线、圆弧等）的位置而建立的坐标系,是编程人员在编程时使用的。工件坐标系的原点就是工件原点又称编程原点。工件原点是人为设定的,工件坐标系的位置以机床坐标系为参考点,其坐标轴的方向与机床坐标系轴的方向保持一致。

参考点也称基准点,是大多数具有增量位置测量系统的数控机床所必须具有的。它是数控机床工作区确定的一个点,与机床零点有确定的尺寸联系。参考点在各轴以硬件方式用固定的凸块或限位开关实现。机床每次通电后,都要有回参考点的操作,数控装置通过参考点确认出机床原点的位置,数控机床也就建立了机床坐标系。

3、对刀换刀点刀位点

对刀点就是在数控机床上加工零件时,刀具相对于工件运动的起点。因为加工程序时从这个点开始编写的,所以又称为程序起点或起刀点。数控加工过程中常常需要换刀,为了避免换刀时碰伤工件,编程时要设置一个换刀点,换刀点可以是某一个固定点,也可以是任意一点。在编程时,合理选择“对刀点”和“换刀点”的位置,则可以有效缩短刀具在对刀和换刀过程中的空行程距离,提高加工效率。

所谓刀位点,在数控加工编程时,往往是将刀具浓缩为一个点,这个点就是刀位点,它是加工程序编制中表示刀具特征的点,也是对刀和加工的基准,对刀时应使对刀点与刀位点重合。一般来说立铣刀、端铣刀的刀位点是刀具中心线与刀具底面的交点;球头铣刀的刀位点是球头的球心点;车刀、镗刀的刀位点是刀尖或刀尖圆弧中心;钻头的刀位点是钻头顶点或钻头底面中心。在编程时是用刀位点来编制刀具轨迹,实际加工的刀具轨迹是由刀具的外轮廓切削工件形成,刀具路径与实际的加工轮廓并非重合,但有一定的变化联系。

4、切入点和切出点

刀具的切入切出点应按以下原则进行。

(1)切入点选择的原则。即在进刀或切削曲面的过程中,要保证刀具不受损坏。一般来说,对粗加工而言,选择曲面内的最高角点作为曲面的切入点,因为该点的切削余量较小,进刀时不易损坏刀具;对精加工而言,选择曲面内某个曲率比较平缓的角点作为曲面的切入点,因为在该点处,刀具所受的弯矩较小,不易折断刀具。

(2)切出点选择的原则。主要应该考虑曲面能够连续完整地进行加工,或者是使曲面加工间的非切削时间尽可能地减短,并使得换刀方便。对于被加工曲面为开放型曲面,用曲面的某角点作为切出点;对于被加工曲面为封闭型曲面,只能用曲面的一个角点作为切出点。

数控铣削平面零件外轮廓时,一般采用立铣刀的侧刃铣削。为了避免在轮廓的切入点和切出点处留下刀痕,刀具切入零件时应考虑切入点和切出点处的程序处理,应沿轮廓外形的延长线切入和切出。延长线可由相切的圆弧和直线组成,这样可以保证加工处的零件轮廓切入点和切出点的处理平滑。

铣削封闭的内轮廓表面时,若内轮廓曲线允许外延,则应沿切线方向切入切出。若内轮廓曲线不允许外延,刀具只能沿内轮廓曲线的法向切入切出,此时刀具的切入切出点应尽量选在能轮廓曲线两几何元素的交点处。当内部几何元素相切无交点时,为防止刀具在轮廓拐角处留下凹口,刀具切入切出点应远离拐角。

5、结语

数控编程的关键是掌握机床各坐标系和编程时所涉及到各个点的具体含意及相应选择,正确区分和掌握数控机床中“点”的概念和作用是正确、安全使用数控机床的前提,本文中对数控编程中的几个关键点进行了详尽的论述,弄清楚了它们的概念和彼此之间的联系。只要我们善于分析比较,挖掘数控机床中各“点”的异同点,并在实践中加以区分,总结积累优化使用的经验,那么一定会使数控机床的“点”在使用数控技术的提高中发挥巨大的作用。

参考文献

[1]栗全庆.图形编程-数控加工自动编程技术的发展方向.组合机床与自动化加工技术,1996.

[2]吴竹溪.数控加工中图形自动编程系统研究.组合机床与自动化加工技术,2002.

[3]王阳,张河新.数控机床图形自动编程系统[J].机床与液压,2000,(03).

数控机床的组成及工作原理范文1篇10

关键词：数控控制原理；电气控制系统；软驱配置与梯形图

1数控控制原理

数控CNC系统就是利用计算机控制机床加工的功能，最终实现数字控制系统，数控CNC控制系统的基本组成如图1。数控控制原理是通过以下这几个部分实现的：（1）数控装置，图中微型计算机与计算机接口构成了数控装置，这是数控加工中心控制系统的核心，他是根据输入的程序和数据，经过计算机的运算、编码，翻译成为机器语言。（2）伺服系统、位置检测、辅助控制装置，这些是数控装置与机床连接的纽带，伺服系统是控制数控加工中心的动力部分，位置检测装置是对机床的进给速度、方向、位移以及每个执行部件的监控。（3）机床，机床本体就是数控加工中心的机械部分，包括主轴箱、进给运动部件、工作台等。

2电气控制系统

数控加工中心的电气控制系统可以分为三个部分，分别为电气原理图、电气元件布置图（图2）、电气安装接线图（图3）。（1）电气原理图，电气原理图是数控加工中心的电气元件、接线之间的相互关系，是整个机床的控制核心，包括主电路、辅助电路、照明电路等，反映了全部电机，电气元件，其他带点部件的控制线路图。（2）电气元件布置图主要是反映电气原理图中的电气控制元件在电气控制柜中的实际安装位置。（3）电气安装接线图是用规定的图形符号、电气元件绘制出数控加工中心实际的接线情况，图纸内包含了电气连接的关系以及选用电缆的型号等。

3软驱配置与梯形图

在数控加工中心的电气控制系统中还有一个装置，这个装置可以选择性安装，就是软驱，软驱的结构如图4。软驱的使用要注意，在数控加工中心关闭电源之前，一定要保证软盘没有在软驱内，同时不使用状态下禁止软驱盖打开。对于数控加工中心电气控制设计完成后，需要将控制系统的语言输入到计算机内，通过将电路图转化成梯形图，输入机床控制系统内，最终实现对机床的控制。

4结束语

通过对数控加工中心电气控制系统、数控原理的分析，对数控机床的基本控制有了更深的理解，而数控机床控制系统中，还有很多方面，例如伺服系统的控制，开环、闭环控制系统，这些都是电气控制系统的主要研究对象，怎样通过对闭环控制系统优化，达到数控控制系统的稳定性，这都是需要研究的课题，只有通过设计者不断的去开发去创新，才能设计出更好的数控机床。

参考文献

[1]刘金琪.机床电气自动控制[M].机械工业出版社，1989.

[2]曹凤.微机数控技术及其应用[M].电子科技大学出版社，1999.

[3]郭培全，王红岩.数控机床编程与应用[M].机械工业出版社，2000.

数控机床的组成及工作原理范文篇11

Abstract：MaintenanceofCNCmachinetoolsinvolvestheknowledgeandskillsofmechanical，electrical，hydraulic，computer，automaticcontrol，servosystemsandotherareas.InordertomeettheteachingneedsofthismajortotraintechnicalpersonnelofCNCmaintenancemajor，teachingexperienceswasdiscussedforreference.

关键词：数控机床；课程教学；故障维修

Keywords：CNCmachinetools；teaching；faultrepair

中图分类号：TG519.1文献标识码：A文章编号：1006-4311（2013）05-0237-02

0引言

数控机床集微电子技术、计算机技术、自动控制技术及伺服控制技术、紧密机械技术于一体，环节较多，引发故障的原因也很多。因此，相关技术人员就必须具备较高的机电一体化理论知识和技能水平。

1《数控机床使用与维修》课程教学应具备的条件

数控机床维修是机电一体化知识的综合应用，维修技术具有复杂性和多变性。要教好、学好《数控机床使用与维修》课程，就得具备一定的条件。

1.1教师作为教师，应有高度的责任心和良好的职业道德，并有一定的外语基础和专业外语基础。要教好该课程，还必须具备电工与电子技术、机床电气控制、数控机床、数控原理、机床伺服系统、数控编程、液压与气动等多门学科的理论知识，更重要的是要具备丰富的实践经验和较强的动手能力，并要经常到兄弟院校和企业进行调研、培训，不断的学习新知识、新技术。

1.1.1精心准备，认真备课按照教学大纲的要求，借鉴兄弟院校的教学方法，查阅相关资料，收集各方面的维修实例，精心准备好教案和课件。

1.1.2勤于学习，善于思考，注重分析问题与积累经验国内、外的数控系统种类繁多，而且数控系统说明书的内容通常也很多，包括操作、编程、连接、安装调试、维护维修、PLC编程等多种说明。资料的内容多，每台数控机床内部各部分之间的联系紧密，故障涉及面很广，而且有些现象不一定真实反映了故障的原因。不勤于学习，不善于学习，就很难对各种知识融会贯通，不能迅速找出发生故障的根本原因并予以排除。

1.1.3有较强的动手能力和实验技能数控机床的维修离不开实际操作，要指导好学生，老师不仅要能熟练操作机床，对机床进行必要的运行试验与工件的试切削，而且要掌握机床以及硬件设备自身参数的设定与调整，利用PLC编程器监控等。此外，还应该能熟练使用维修所必需的工具、仪器和仪表。

1.1.4养成良好的工作习惯在指导学生维修实践时：①维修前应仔细思考、观察。应做到“多动脑，慎动手”，切忌草率下结论，盲目更换元器件。②维修过程耍做好记录，尤其是对电器元件的安装位置、导线号、调整值等都必须做好标记，以便恢复。③维修完成后，应做好“收尾”工作，如将机床、系统的罩壳、紧固件等安装到位；将电线、电缆整理整齐等。

1.2学生作为学生，要想成为一个好的数控设备维修人员，就必须具备电子线路、元器件、计算机软硬件、接口技术、测量技术等方面的知识，还要具备机械、电气、液压、气动等方面的知识。

1.2.1学习态度既要有责任心和职业道德，还要有刻苦学习和虚心请教的诚恳态度。

1.2.2知识面①通过前期的学习，掌握或了解计算机原理、电子技术、电工原理、自动控制与电动机拖动、检测技术、机械传动及机械加工工艺方面的基础知识。②还得掌握数字控制、伺服驱动及PLC的工作原理，懂得CNC和PLC编程。③维修时为了对某些电路与零件进行现场测试，还应当具备的工程识图能力。

1.2.3具有一定的专业外语基础国外数控系统的配套说明书、资料往往使用外文资料，数控系统的报警文本显示也以外文居多。为了能根据说明书所提供的信息与系统的报警提示，迅速确认故障原因，加快维修进程，所以应具备专业外语的阅读能力，以便分析、处理问题。

1.3学校为了更好地配合数控专业的人才培养，在学《数控机床使用与维修》课程之前，学院开设了《数控原理》、《可编程控制器》、《数控车床编程与操作》、《数控铣床编程与操作》、《液压与气动》等专业课程。为使学生学后能达到上岗操作的基本要求，学校配备了相应的教学设备和仪器。我院现配备有数控仿真机房（装有各种软件的计算机52台），加工中心2台、数控铣床5台，数控车5台，高级数控维修试验台2台，液压与气动试验台1台，PLC、单片机试验台各30余台，配备了多媒体投影仪，实训中心准备了必要的技术资料，如数控机床使用说明书，以及常用测量仪器、仪表和常用维修器具等。大大改善了教学条件，满足了教学需要。

2《数控机床使用与维修》课程教学方法

2.1理论教学《数控机床使用与维修》是一门实践性很强的课程，理论教学必须服务实践教学。因此，理论教学安排的课时较少，主要结合多媒体课件讲述以下内容：

2.1.1简述数控机床的组成包括输入输出装置、数控装置（或数控单元）、主轴单元、伺服单元、驱动装置（或称执行机构）、可编程控制器PLC及电气控制装置、辅助装置、测量装置等。

2.1.2原理图①机床电气控制原理图及外部连接图。②机床主要传动系统以及主要部件的结构原理示意图。③机床的液压、气动、系统图。④机床安装和调整的方法与步骤。⑤机床使用的特殊功能及其说明等。

2.1.3检测、排除故障中应掌握的原则①先方案后操作（或先静后动）；②先检查后通电；③先软件后硬件；④先外部后内部；⑤先机械后电气；⑥先公用后专用；⑦先简单后复杂；⑧先一般后特殊。

2.1.4操作安全要求组织学习学院下发的《学生实训安全管理制度》。

2.2实践教学主要用案例法通过高级数控维修试验台和现有的数控机床进行讲解和做试验来实现实践教学。

2.2.1基本实践操作常用测量仪器、仪表及常用维修器具使用。

①万用表、示波器、转速表、相序表等测量仪器、仪表的使用方法；②电烙铁、旋具、钳具、扳手等维修器具的使用方法。

机械零部件的使用与调试；

液压、与气动系统的调试；

伺服单元、反馈元件等使用与调试；

①驱动器的使用与调试方法；②变频器的使用与调试方法；③光电编码器、光栅尺、旋转变压器、限位开关的使用与调试方法。

微处理器、存储器、输入输出装置、接口单元等使用方法。

2.2.2按照数控技术专业的人才培养方案和《数控机床使用与维修》课程的要求组织学生进行数控机床使用与维修的各种试验与实训。

①在高级数控维修试验台上进行机械零部件的拆装；②电气部分的连线；③各种参数的调试；④按课程要求设置一定的故障让学生去检测与维修，对学生遇到的问题进行现场解答；⑤有计划地组织学生进行排故障竞赛，给学习扎实、操作能力强的学生一个展示自我的平台，起到以点带面，全员提高的目的；⑥带领学生处理发生故障的数控机床，教授故障处理步骤和维修方法。

2.2.3故障处理的思路与维修方法为了迅速、准确判断数控机床故障原因，并进行及时、有效的处理，以达到恢复机床的动作、功能和精度要求。

①观察数控机床的外观、内部各部分是否有异常之处，区分可能发生故障的是机械、、冷却、液压、气动与防护装置还是电气部分。特别要注意主要故障信息，包括数控系统有何异常、CRT显示的报警内容等。②在充分调查和现场掌握第一手材料的基础上，把故障问题正确地罗列出来，进行综合判断和筛选。预测故障原因并拟定检查的内容、步骤和方法，制定故障排除方案。③根据预测的故障原因和预先确定的排除方案，用试验的方法进行验证，逐级来定位故障部位，最终找出发生故障的真正部位。④采用合理的故障排除方法，高效、高质量地修复数控机床。⑤故障排除后，应迅速恢复机床现场，并做好相关资料的整理和维修记录工作，以提高自己的业务水平，方便机床的后续维护和维修。

3《数控机床使用与维修》课程教学感受

①数控机床的维修，重要的是发现问题。要胆大心细，动手时必须有明确的目的、完整的思路，进行细致的操作。②数控机床的维修涉及多个领域的相关知识和技能，对老师的自身素质要求很高。③如何解决学生入学基础层次的差异、做到因材施教，还需要进一步研究、探讨。④现在各职业院校普遍存在教材不统一，教材深浅差异较大，现有实习、实训设备有限，教学课时不足等问题。我院数控技术专业办学时间不长，用于实训的数控机床在数量上还是不够，硬件条件有待进一步完善。

参考文献：

[1]龚仲华．数控机床故障诊断与维修500例[M]．北京：机械工业出版社，2004.

[2]陈吉红．杨克冲．数控机床实验指南[M]．武汉：华中科技大学出版社，2003.

[3]武友德．数控设备故障诊断与维修技术[M]．北京：化学1：业出版杜，2003.

[4]王侃夫．数控机床故障诊断及维修[M]．北京：机械工业出版社，2000.

数控机床的组成及工作原理范文

PLC具有可靠性高、控制功能强、编程方便和易于使用等特点，现已在机床的工业生产中广泛应用。它对精度和可靠性还是会产生很大的影响，特别是在生产效率的提高上。为了充分发挥设备效能，迅速提升加工技术与精度，越来越多的企业对传统继电器逻辑控制回路的老式组合机床进行技术改造，取得了良好的效果，减少故障，提高生产效率，已成为企业进行技术改造的有效途径。

本文以柴油机铣钻组合机床的改造为背景，概述了组合机床的设计方案与应用技术，并对PLC的发展与应用做了简要介绍。本文介绍了采用三菱FX2N系列PLC组成的多工位组合机床控制系统。

关键词：PLC组合机床

【分类号】：TG65；TM571.61

1.概述

组合机床采用多轴、多工序、多面或多工位同时加工的方式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。因此，组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批量生产中得到广泛应用，并可用以组成自动生产线。

传统的组合机床多采用继电器逻辑线路进行加工过程的自动控制，由于继电器系统接线复杂，故障诊断与排除困难，并存在：1）触点易被电弧烧坏而导致接触不良，2）机械方式实现的触点控制反映速度慢，3）继电器的控制功能被固定在线路中，功能单一、灵活性差等缺点。因而造成了生产率低下，效益差。满足不了现代产品更新加速的需求，而采用可编程序控制器可明显改善上述情况。可编程序控制器（PLC）是以微处理器为核心的专用计算机系统，但它拥有比一般计算机更强大的与工业过程相连接的接口和直接适应于控制要求的编程语言。它具有：1）通用性、适应性强，2）完善的故障自诊断能力且维修方便3）可靠性高及柔性强等优点，且小型PLC的价格目前也很便宜，因此，用PLC电路替代传统的继电器电路已成为一种趋势。

2.PLC简介

2.1PLC基本结构

PLC主要由中央处理器（CPU）、储存器、输入单元、输出单元、通信接口、扩展接口和电源等部分组成。在以上各种硬件中CPU是PLC的核心，输入单元与输出单元分别连接在输入设备、输出设备与CPU之间。根据各部件的连接方式不同，PLC可以分为两类：整体式PLC及模块式PLC。对于整体式PLC，所有部件都装在同一机壳内；对于模块式PLC，各部件独立封装成模块，安装在机架或导轨上，各模块再通过总线连接在一起。

2.2PLC的应用领域

1）开关量的逻辑控制

这是PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于自动化流水线。如注塑机、组合机床、磨床等。

2）模拟量控制

在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量和数字量之间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制。

3）运动控制

PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，一般使用专用的运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。

4）过程控制

过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大中型PLC都有PID模块，目前许多小型PLC也具有此功能模块。PID处理一般是运行专用的PID子程序。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。

5）数据处理

现代PLC具有数学运算、数据传送、数据转换、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。

6）通信及联网

PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展得很快，新近生产的PLC都具有通信接口，通信非常方便。

3.卧式钻铣组合机床控制系统设计

3.1卧式钻铣组合机床概述

卧式钻铣组合机床是用来对C6121型柴油发动机进行粗铣顶底两端面及钻铰两工艺定位孔的一种自动加工设备。

（1）组合机床工艺流程

操作者将要加工的工件放在上料机构中，在其他准备工作就绪后，双手同时按下“自动开始”按钮，发出加工指令。上料机构开始工作，将工件输送至夹紧装置中。工件夹紧后，液压动力滑台1（工作台）开始快进，到位转工进，同时启动左和右铣头开始加工。滑台1工进到终点后停留，左和右铣头停止，液压动力滑台2开始快进，到位转工进，同时启动钻头开始加工。滑台2到终点后快退到原位，钻头电机停止。夹紧装置全部松开，下料机构开始工作，将工件输送到下一工位。滑台1快退回原位，一个自动工作循环结束。操作者，再放上未加工的工件，重新发出加工指令重复上述工作过程。

（2）液压系统

组合机床中液压动力滑台的运动和工件松紧是由液压系统实现的。如图1为液压系统的原理图，其液压元件动作情况如表1所示。

3.2PLC控制系统分析与设计

根据组合机床的电气控制、液压系统原理，设备要求的输入/输出均为开关量，分析输入、输出点数，选择了日本三菱公司生产的FX2N-128MR型的PLC，2个FX2N-16EX输入扩展模块，1个FX2N-8EYR输出扩展模块，输入与输出分别增加15%的备用量。

（1）电气原理图

（2）程序设计

（3）梯形图

4.结束语

PLC不仅在机床的控制领域，还在电气控制中都会有非常广泛的应用。它降低了机床运

行故障率，提高了机床运行的稳定性和可靠性，大幅度的提升生产效率。它的编程控制可以大幅度降低人工操作，同时它运行的信号指示有利于准确的判断故障发生的位置，为检修节省了时间。

参考文献

[1]熊幸明.王新辉.基于PLC在组合机床电气控制系统中的应用[J].组合机床与自动化加工技术.2004.6

[2]马顺忠.杜欣.PLC在组合机床电气控制系统中的应用[J].机床电器。2008.03