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1概述
我国现阶段有百分之八十五的设备零部件是在数控机床上加工成型的。数控技术也就在机械制造业有着非常好的发展前景。机床的数控技术的核心技术就是控制系统。有了计算机先进技术的投入,我国的机床数控技术已经基本实现了自动化的控制。数控技术在机床上的制造误差相对于设计图纸来讲已经可以达到万的量级,这是一个非常精密的制造时代,因此在机床的数控机工技术中也是要求非常的高。数控技术在很多的领域都有着很好的应用,文章针对机床数控技术的应用来进行详细的阐述和分析。
2简要叙述我国现阶段的数控机床
数控机床在字面的理解就是数字控制的一种加工机床。这种数字控制的机床在实际应用中有着非常广泛的应用。在我国的机械加工中占有很大的加工比重。数控机床的工作原理就是将计算机数字先进技术进行植入,让机械加工使用的机床可以进行自动控制。现在由于科学的进步,我国的数控机床很多都已经实现了智能化的控制。计算机数字系统会根据操作者的输入数据进行相关的加工控制编程,通过计算机的处理识别来传递输入数据。在数控机床接收到相应的命令信号时,就会按照相应的编码进行机械加工操作。整套操作在过程中始终是一种数字化的呈现。按照图纸的命令输入会得到和图纸完全一致的加工零件。机床在加工机械零件的过程中是需要很高的加工精度的,因此对于机床自身的精度要求也是很高的。机械加工机床发展到今天的智能化,自动化经历了至少三个阶段的发展和创新。第一个阶段是我国的远古时代。那个时期我国的机械加工车床主要是通过脚踏的方式来实现设备的操作。那个时期加工的材料多是石具。第二个阶段是十五世纪的中期,那个时期机床已经可以使用水来作为动力源,这一时期的机床已经有了现在的雏形。由于这一时期的战争频繁,因此这一时期的机床以加工战争武器为主。第三个时期是西方爆发工业革命的时期。这一时期的机床动力源是蒸汽机。有了蒸汽机的加入,机床在工作效率上有了非常高的提升,同时这一时期的机床设备的精密度也是非常高的。机床经历了上述的三个时期的发展,已经有了很好的创新发展基础。在十九世纪,机床迎来了发展高峰,这一时期的机床就已经初步具有了数控功能,同时设备自身的精度也是非常好的。近些年伴随着计算机先进技术和电气控制技术、电气液压技术的发展,数控机床技术又有了新的发展。数控机床的最终发展方向是自能化,环保化,自动化。数控机床技术在现阶段的广泛应用主要由于数控机床技术有两个非常突出的优点。第一个优点是数控机床技术在设备操作中具有高精密性。第二个优点是数控机床技术在机械加工过程的应用中生产效率高。基于上述的两个优点,数控机床技术在我国的机械制造和加工业还是有着非常广泛的前景。我们现在需要做的就是不断的发展和创新数控机床技术,针对用户的不同现场使用反馈来针对性的改良数控机床技术。关于我国现阶段的数控机床的阐述和分析,文章主要从两个方面进行分析。第一个方面是数控机床的组成。第二个方面是我国数控机床技术的主要应用领域。
2.1简述数控机床的组成
我国目前的数控机床主要有五部分组成。第一个部分是机床主机;第二个部分是数控设备;第三个部分是驱动设备;第四个部分是辅助设备;第五个部分是编程设备。这五个组成部分就组成了我国目前使用的数控机床。数控机床的主机主要是进行零件加工的工具,零件要固定在上面才可以进行数控操作。数控机床中最主要的就是数控设备,数控设备的好坏直接的影响着整个数控机床的生产合格率。数控设备主要有两部分组成。第一部分是硬件:主要包括数控显示器,电路板等。第二部分是软件:主要包括在生产过程中的加工程序和指令。数控设备是通过软件对整个过程进行控制。数控机床的其他组成也是非常关键的,在日常的使用中,要对这些组成部分进行细致的维修和维护。数控机床在使用前一定要进行软件和硬件相结合的调整,调整完毕后,没有问题的前提下进行调试。对于很多的关键点,要进行反复的探讨和调试,要保障设备在最好的条件下进行加工生产。
2.2简述我国数控机床技术的主要应用领域
数控机床技术是一种时展和科技发展的结合物。它一方面具有机床的加工性能,同时又具有计算机先进技术的应用。数控机床技术的应用可以在很多的领域进行使用,同时也可以解决很多难题。例如,零件的加工难度大;零件的加工周期长;零件的精密度要求高等,这些在机械加工过程中较为棘手的问题,都可以应用数控机床技术来解决。数控机床技术可以看做是现代科学进步的一种科技产物,这种科技产物有很多的优点,这些优点能够不断的为我国的制造业和加工业带来突破和革新的出路。现在数控机床设备已经成为了我国工业化不断创新和发展的标志和象征。数控机床技术的不断发展也在很大程度上改变了我国人民的生活方式和生活态度。针对我国数控机床技术的主要应用领域的阐述和分析,文章主要从四个方面进行阐述。第一个方面是数控机床技术在我国工业生产领域的主要应用。第二个方面是数控机床技术在我国汽车生产领域的主要应用。第三个方面是数控机床技术在我国航空制造领域的主要应用。第四个方面是数控机床技术在我国医药领域的主要应用。(1)应用一:数控机床技术在我国工业生产领域的主要应用。我国的数控机床技术在应用中,范围最广泛的就是工业生产上。工业生产、过程中由于有了数控机床技术的加入,在很大程度上提升了工业生产的效率。提高了产品的标准化程度,也实现了模块化生产,就在一定程度上降低生产的难度,提高了工作效率,节省了劳动力。(2)应用二:数控机床技术在我国汽车生产领域的主要应用。数控机床能够加快汽车零件生产的步伐,也能够实现批量生产、标准化生产、差异化生产,以满足汽车工业生产中多层次、差异化的需求。同时其柔性化、集成化的制造技术能够使得汽车生产业迈向更高层次,成为了我国汽车产业发展的新动力。(3)应用三:数控机床技术在我国航空制造领域的主要应用。在数控机械加工领域,高速切削技术已经成为现实,因而被广泛的应用到航空工业领域中,对于航空工业的发展而言十分重要和关键。不仅能够提高其生产效率和质量,也能节省相关的资源。(4)应用四:数控机床技术在我国医药领域的主要应用。随着医学技术的发展,数控机床技术在医学领域也有了进一步的提高,医学所需要的设备和器材都需要非常高的精密度。如固定骨骼的钛镁合金钢板、钛镁合金螺丝钉、手术设备、检查设备局部零件等。
参考文献
[1]陈泽宇,秦志强.数控机床的装配与调试[M].电子工业出版社,2009,9.
[2]胡文彬.数控机床装配调试与维修实训[M].北京航空航天大学出版社,2011,8.
[3]李善术.数控机床及其引用(第二版)[M].机械工业出版社,2012,1.
[4]滕宏春.机床数控技术应用[M].机械工业出版社,2009,2.
关键词:教学方法;机床数控技术;机械工程
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1002-4107(2017)02-0019-02
针对国家中长期教育改革、发展规划纲要和本校教学特点,高校提出从教学型大学向教学研究型大学的转变的长远规划及“三步走”发展战略,加大科研能力的投入,注重培养高素质创新人才。学校的发展以各专业的发展为基石,专业的发展以学校的发展为依托,“机床数控技术”作为机械设计制造及其自动化专业的主干课程,改进教学方法和模式,不仅关系到机械工程专业的学科建设和发展,而且对高校建设教学研究型大学将起到一定的促进作用。
一、高校教学现状
教育无国界,不管你是在美国的哈佛、耶鲁的校园徜徉,还是在中国的北大、清华的校园漫步,你都会发现,自己完全置身于一个由不同肤色、不同国籍的教师和学生组成的“联合国”当中。这样开放的学习环境中,我们应该积极借鉴国内外先进的教学模式,不应拘泥于形式,采取多种多样的课堂模式,可以采取“圆桌形式”与学生近距离接触,引导学生对知识进行自主学习,了解他们的掌握情况;可以采取“讨论形式”进行45分钟授课,如果学生与你针对某个问题争执不休时,证明你成功了,因为你把他的积极性调动起来了;可以采取“演讲形式”传授知识,一门课程,能把枯燥的课讲得生动,把抽象晦涩的哲学理论讲得深入浅出、妙趣横生,一直是高校教师的职业目标;可以采取“课上加课下的模式”,最近的几起大学校园暴力事件对笔者触动很大,家长把学生的文化教育交给学校,学校把学生的德育教育交给家长,现在整体的教育环境就是重分数、轻素质,所以会出现教育的不足和缺失。大学时代,绝大多数的教师都是下课之后,极少与学生交流和沟通,而离开家长处于青春期迷茫的当代大学生,长期积累的心理问题得不到解决,就可能引发一系列社会问题。从教师角度,改变一下教学模式,与学生亦师亦友,倾听一下学生的心声,才能培养德、智、体、美、劳全面发展的社会接班人[1]。
在信息时代的当下,学生容易被手机吸引,驰骋在网络之中,产生厌学的现象,甚至有些学生觉得学习专业知识没有用,个别男生觉得“只要会来事,将来到单位就是香饽饽”,个别女生认为“只要嫁得好,将来就衣食无忧,不用工作”,在浮躁的社会感染下,殊不知自己正悄悄磨灭自己的意志,丧失自己的信念,浪费着大好青春。大学时期是人生最美好的时光,应该是积极向上、奋发图强的,更应该是钻研专业知识,为以后的工作“填砖铺瓦”。孩子经历了小学、初中、高中三个阶段10多年的应试教育,上了大学之后,自理能力稍差的学生,不知照顾自己的生活起居,失去了目标性和方向感,从而放任自由,沉迷网络逃课,甚至中途辍学。
二、改革教学方法的策略
高校教师在课堂中能否把枯燥的知识生动有趣地讲解出来,如何与学生互动,调动学生的主动性、创造性,课后如何给学生布置作业,引导学生阅读相关资料等等,如何以团队的形式共同研究,如何学会解决问题都是要做的重要功课。明确了教学任务才能采取合理的教学方法,而教学的过程宗旨在于培养学生自主学习、主动探究、独立解决问题的能力和团队协作的精神。
1.课堂上,采用课堂讨论与交流的方式进行教学。学生不但掌握了表达的技巧和交流的能力,也由被动的听众成为积极的参与者、主动的学习者、问题的探究者,课堂成为师生思想交流的地方;教师主要是明确学习任务,指导学习方法,对于其中一部分教学内容,可以让学生来讲,锻炼学生的逻辑推理能力,逐步培养学生的主动学习、探索问题的能力;尽量给学生布置思考问题,在每一个可利用的教学环节中,增加创新元素,让学生独自完成布置的任务;引导学生学习教材之外的学术著作,使学生拓展学习范围,养成善于思考、善于探索的精神。
2.建立适于“创新教育”的实践教学体系。在教学过程中,利用现有数控实习基地对学生分组教学,采用边讲解、边演示、边操作的教学方式,在已有的实践教学基础上,继续加大实践教学力度,通过“课下布置、课上集体讨论”的形式来增加,因此,学时并不需要大的变动,即可提高学生的全面素质和综合能力。
3.充分利用编程实验室,使之成为“创新教育”基地。课程实验是教学中培养学生创新设计能力和独立工作能力不可缺少的重要环节。根据本专业的培养目标和特点,为了加强学生的实`操作能力,鼓励学生走进实验室,让学生充分地在实验室中自主学习,主动思考,将书本理论与实践进行有机融合,使理论知识不再枯燥无味,带领学生实际操作,以其对学生有一个较全面的训练。
4.充分利用计算机房,给学生提供更多的上机时
间。让他们带着教师课堂上布置的任务,自主利用所学的UG、Marster CAM、CAXA等软件进行创新性设计,完成虚拟环境下的三维造型、后置处理和自动编程。
三、“机床数控技术”教学方法改革的实践
课堂建设要有整体规划,不能盲目而行。以教学为主,以动手能力培养为辅,宜学而学,宜人而人,根据教学条件,以优化教学为前提规划课堂管理,规划先行,分步实施。教学方法仍然要切合教学对象的实际情况,不能求新求异求洋,更重要的是体现学生素质的提高和能力的培养。教学方法的改革还要和专业建设相结合,与学校发展相结合,体现先进的教育教育理念,要促进师生教与学相结合,推进传统教育与时代相结合[2-3]。本次教学方法的实施路线:首先教师采取引导式讲解方法,
结合授课内容布置课堂任务,将学生分成一定小组进行讨论和操作,然后由教师现场指导和答疑,最后对本次布置的任务进行总结。
课堂中,教师应该尽量采取风趣诙谐的语言吸引学生,深入浅出地把专业知识传授给学生,并采取引导式的方法,培养学生发现问题、解决问题的能力。教师可以大胆地引入实用性、参与性的教学观念,运用案例教学法、情景教学法、场景模拟教学法、现场教学法等行之有效的教学方法[4]。这些教学方法让学生了解掌握知识,对提高学生的实践能力具有十分重要的作用。项目教学也是不错的教学方法,最近在“机床数控技术”的教学中效果良好,我们不妨借鉴一下此方法,布置与实际生产相关的课堂任务,根据授课人数安排学生分组讨论、进行数控工艺分析和程序编制,分组配料尽可能使学生进行实际操作,用实践来检验理论。既能提高学生的学习积极性、探索能力和操作能力,又能解决课堂枯燥的难题,这不是一举多得吗?整个教学过程中教师起导向作用,学生是主体。教学方法要因人而异,适合的才是最好的。
“机床数控技术”是一门实践性很强的课程,教学很主要的一个方面就是实践,在n程设置上要注意增加课堂实践教学的比重,在上课时穿插实践性教学。只有学生真正地见到了实物,才能真正理解课堂抽象的理论知识;只有真正动手去操作了,才能真正地学到知识从而指导实践。合理地将理论知识和实验实践相互地结合到一起,充分地利用学校的实验仪器,多做与课堂知识有关的实验,将学校有限的资源最大限度地利用起来,真正地体现以学生为本,以学生的未来为主要发展方向。另外,利用学生最后一年理论知识学习安排较少的特点,增加课余实践机会,适时安排学生课外实习。由于课堂的时间有限,依托校园环境来锻炼学生实操能力,给
学生创造更多的实践机会,应该增加课外实训,在课外进行校外实习的时候,结合本地资源,多联系一些从事机械设计行业的企业,到大中型的机械厂进行实习,当然这些企业要有一定数量的数控机床用于生产。实践中密切联系社会实际,效果会比较好,增加锻炼学生实际操作能力的机会,使机械设计专业的学生在离开学校的时候,就能够基本上掌握对数控操作和维修的能力,能够很快地动手操作,掌握实践能力。
对中国教育革命和建设贡献最大的应该说是学校和教师,合理配置教学资源,投身教育事业之中,享受教育成果对社会的反哺作用,我们曾经把教师比喻成蜡
烛,正是这种光亮影响着学生,影响着下一代。现在中国已经不是“两极”差别而是“五极”差别了。即城乡、工农、官民、地域、行业。改革开放初期城乡差别不到2∶1,现在全国城乡平均差距3.33∶1。有资料显示为4.6∶1,行业最大差距超过100∶1,这是根本无法想象的。因此,改革教学方法,改变学生的不良观念,使学生热爱学习,不仅对机械行业的发展,乃至对中国经济的腾飞都很重要[5]。
参考文献:
[1]张华.课程与教学论[M].上海:上海教育出版社,2001:8.
[2]刘铁芳.试论研究性教学[J].天津市教科院学报,2003,(6).
[3]翟国栋.大学工科专业基础课教学研究与实践[J].机械 制造与自动化,2007,(2).
关键词:数控技术及装备 自动控制技术 可编程控制器
1 数控机床的概要
1.1 数控机床的产生
随着社会生产和科学技术的不断进步,各类工业新产品层出不穷,机械制造业作为国民工业的基础,其产品更是日趋精密复杂,特别是在航天、航海、军事等领域,所需的机械零件精度要求更高、形状也更为复杂、多品种,并且往往批量较小,加工这类产品需要经常改装或调整设备,普通机床或专业化精度高的自动化机床显然无法适应这些要求。同时随着市场竞争的日益加剧,企业生产也迫切需要进一步提高其生产效率、提高产品质量及降低生产成本。一种新的生产设备――数控机床就诞生了。
1.2 数控机床的发展
1952年美国麻省理工学院成功地研制出一套三坐标联动,利用脉冲乘法器原理的试验性数控系统,并把它装在一台立式铣床上,当时用的电子元件是电子管,这就是第一代世界上的第一台数控机床。
我国是从1958年开始研究数控技术,一直到60年代中期处于研制、开发时期,一些高等院校、科研院所研制出试验样机,开发也是从电子管开始的,1965年国内开始研制晶体管数控系统。从70年代开始,数控技术在车、铣、钻、镗、磨、齿轮加工等领域全面展开。数控加工中心在北京研制成功。在这一时期,数控线切割机床由于结构简单、使用方便、价格低廉,在模具加工中得到了推广。
到20世纪80年代,总体发展趋势是:
数控系统的可靠性不断提高;增强通信功能;采用新型的自动编程系统;驱动装置向交流、数字化方向发展;为便于裁剪、扩展和功能升级,满足不同类型数控机床的需求,提高系统的集成度、缩小体积,采用模块化结构;广泛采用32位CPU组成多微处理器系统;数控装置由NC向CNC发展。总之,数控机床技术不断发展,性能价格比也越来越高,可靠性越来越高,功能越来越完善,使用越来越方便。
1.3 数控机床的组成及工作原理
数控机床一般由机床本体、辅助装置、伺服驱动系统、计算机数控装置、控制介质等部分组成。
1.3.1 控制介质
要对数控机床进行控制,就必须在人与数控机床之间建立某种联系,这种联系的中间媒介物就是控制介质,又称为信息载体。在使用数控机床之前,先要根据零件图上规定的尺寸、形状和技术条件,编出工件的加工程序,将加工工件时刀具相对于工件的位置和机床的全部动作顺序,按照规定的格式和代码记录在信息载体上。需要在数控机床上加工该工件时,把信息即工件加工程序输入计算机控制装置。常用的控制介质有穿孔带、穿孔卡、磁盘和磁带等。
1.3.2 伺服驱动系统
为使工作台按规定轨迹移动或精确定位,加工出符合图样要求的工件,把来自数控装置的运动指令转变成机床移动部件的运动,需要进行伺服驱动。
伺服系统由伺服控制电路、功率放大电路和伺服电机组成,常用的伺服电机有步进电机、直流伺服电机和交流伺服电机。伺服系统的性能是决定数控机床加工精度和生产效率的因素之一。
1.3.3 计算机数控装置
数控装置是数控机床的中枢。其作用是:从内部存储器中取出或接受输入装置送来的一段或几段数控加工程序,输出几种控制信息和指令,控制机床各部分的工作,经过数控装置的逻辑电路或软件进行编译运算处理后,使其进行规定的有序运动。
1.3.4 辅助控制装置
辅助控制装置的作用是把计算机送来的辅助控制指令经机床接口电路转换成强电信号,用来控制主轴电机的起动、停止,主轴转速调整,冷却及泵起停,转位换刀,工件和机床部件的松开和夹紧,分度工作台的转位分度等开关辅助动作。当今数控机床已广泛采用可编程控制器作为辅助控制装置。
1.3.5 机床本体
数控机床是高精度和高生产率的自动化加工机床,它与传统的普通机床似,但数控机床在整体布局、外观造型、传动机构及操作机构等方面都发生了很大的变化。数控机床应具有更好的抗振性和刚度,要求相对运动面的摩擦系数要小,进给传动部分之间的间隙要小。所以其设计要求比通用机床更严格,加工制造要求精密,并采用加强刚性、减小热变形、提高精度的设计措施。
1.4 数控机床的特点
数控机床有以下的特点:
1.4.1 适应性强,适合加工单件或小批量复杂工件
在数控机床上改变加工工件时,只需要重新编制新工件的加工程序,就能实现新工件加工。数控机床加工工件时,只需要简单的夹具,所以改变加工工件后,也不需要制作特别的工装夹具,更不需要重新调整机床。因此数控机床特别适合单件、小批量及试制新产品的工件加工。
1.4.2 加工精度高
数控机床的脉冲当量普遍可达0.001mm/脉冲,传动系统和机床结构都具有很高的刚度和热稳性,工件加工精度高,进给系统采用消除间隙措施,并对反向间隙与丝杠螺距误差等由计算机实现自动补偿,所以加工精度高。由于数控机床是自动进行加工的,所以同一批工件的尺寸一致性好,加工质量十分稳定。
1.4.3 生产率高
工件加工所需时间包括机动时间和辅助时间。数控机床能有效地减少这两部分时间。
数控机床刚性好,快速移动和停止采用了加速、减速措施,因此既能提高空行程运动速度,又能保证定位精度,有效地降低了加工时间。
数控机床更换工件时,不需要调整机床,同一批工件加工质量稳定,无需停机检验,故辅助时间大大缩短,生产效率有了更明显的提高。
1.4.4 减轻劳动强度、改善劳动条件
数控机床加工是自动进行的,工件加工过程不需要人的干预,加工完毕后自动停车,这就使工人的劳动条件大为改善。
1.4.5 良好的经济效益
虽然数控机床很贵,分摊到每个工件上的设备费用较大,但是使用数控机床可节省许多其它费用。特别是不要设计专用工装夹具,加工精度稳定,减少了调度环节等,所以总体成本下降,可获得良好的经济效益。
2 国产数控机床的发展现状及发展趋势
2.1 国产数控机床与国际先进水平差距逐渐减小
数控机床是当代机械制造业的主流装备,国产数控机床的发展经历了由成长期进入了成熟期,可提供市场各种数控机床,覆盖超重型机床、高精度机床、特种加工机床、锻压设备、前沿高技术机床等领域,产品可与日、美、德、意等国齐驾齐驱。
2.2 国内数控机床的发展趋势
2.2.1 智能、高速、高精度化
新一代数控机床为提高生产率,向超高速方向发展,精密度已达微米级。
2.2.2 设计、制造绿色化
在不牺牲产品功能、质量和成本的前提下,系统考虑产品开发、制造及其活动对环境的影响,对环境的负面影响最小,资源利用率最高。
2.2.3 复合化与系统化
由于产品开发周期越来越短,对制造速度的要求也相应提高,机床也朝高效能发展。
3 CNC装置的工作原理
CNC装置在其硬件环境支持下,按照系统监控软件的控制逻辑,对输入、译码、刀具补偿、速度规划、插补运算、位置控制、I/O接口处理、显示和诊断等方面进行控制。
CNC装置的主要工作包括以下内容:
3.1 输入
输入CNC装置的有零件程序、控制参数和补偿量等数据。
3.2 译码
在译码的过程中还完成对程序段的语法检查。
3.3 插补
插补的任务是在一条给定起点和终点的曲线上进行“数据点的密化”。
3.4 进给速度处理
编程所给的刀具移动速度,是在各坐标的合成方向上的速度。
3.5 刀具补偿
刀具补偿包括刀具长度补偿和刀具半径补偿。
3.6 位置控制
位置控制处在伺服回路的位置环上。
3.7 显示
CNC装置的显示主要是为操作者提供方便。
3.8 I,O处理
主要处理CNC装置面板开关信号、机床电气信号的输入、输出和控制。
3.9 诊断
现代CNC装置都具有联机和脱机诊断的能力,对CNC装置进行诊断、故障定位和修复。
4 结束语
为提高在市场的适应能力和竞争能力,现在各国制造业大都采用数控技术来提高制造能力和水平。另外世界各发达国家还将数控技术和装备列为国家的战略物资,所以用尽措施来发展自己的数控技术及产业。目前,当前研究的核心是数控系统功能软件开发、开放式数控系统结构及配置。大力发展以数控技术为核心的先进制造技术,为我国数控技术和产业走向世界的前列,使我国经济保持强劲的发展势头而共同努力奋斗!
参考文献:
[1]张振国.数控机床的结构与应用.机械工业出版社,1990.
【关键词】数控系统;数控车床;主电路;控制电路
1 数控机床的简介
NC(Numerical Contro)数字控制是指用数字指令转化为机器语言来控制机器的运转。它主要面向控制对象有三个:设计程序对动作顺序的控制;对数控机床的刀具、开关、冷却设备等辅助功能的控制;
在对加工设别的部件位移量和该加工部件对位置的控制。相比普通机床来说,数控机床有许多突出优势:
1)在利用数控机床以加工多品种,利用数控加工可以达到加工进度快和自动化效率高的程度。
2)数控机床采用的数控技术在加工同等部件时,生产质量稳定。
3)在通过数控机床加工得到的零件,在精度上有明显的提高,可以提高零件的互换性。
4)在生产过程中,由于生产时间一定,在方便管理的条件上,数控机床可以进一步提高生产的标准化。
5)数控加工可以制造具有复杂外形的零件。
6)在数控设备被数控技术大量控制下,可以大幅度减少熟练工人。
7)加工时间一定,则生产周期可以大幅度缩短。
2 未来数控技术的发展过程
数控技术不仅在制造工业上得到大量使用,如今在社会的各个应用方面都起到了重要的作用。例如在IT、轻工业、汽车业等大量民生的重要行业。随着数控技术的发展,这些行业的发展起着重要的作用。在数控技术有这几个热门研究方向:
1)高精度,效率高加工的技术
随着机床的高性能的加工刀具日益成熟,刀具的硬度,强度有助于更快的加工零件,且随着刀具的发展,在高精度上有着显著的提高,因此大力发展加工技术的高精度和效率高有主于数控机床的加工周期,缩减了加工工序。
2)特殊加工机床五轴联动加工和复合加工机床的应用
由于过去的五联动加工机床的造价高,成本高,在性价比上不如三轴联动加工机床。但在五轴联动机床中,在对三维曲面零件的加工不仅光洁度高,并且相对三轴联动加工机床加工速度快。并在在加工特殊零件时,更是能发挥出更高的利益,例如对立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时。由于电主轴的诞生,使得在制造五轴联动加工和复合加工机床中的复合主轴头较为简单,在其制造难度和造价的降低,在使用三轴联动加工机床的厂商一逐渐转型利用更为快捷的五轴联动加工机床,促进在机床的发展。
3)现代数控系统所发展的主要趋势
智能、开放、共享是现如今数控系统发展的主要进程,使数控机床变得网络化、智能化、开源化,有利于数控技术的发展。在加工过程中数控机床受到数控程序的控制,因此在控制电机的运转参数和在前馈控制等以及在程序编程的智能化上应大力发展。在应用上可以添加人性化的智能界面,数控系统的开发在开放式数控系统,就是可以在统一,唯一的运行平台上对使用机床厂商和最终的使用用户中,是通过对数控功能的删减或增加、集成等,形成独有的系列。可以方便最终用户对其机床的选择,因此成为该机床生产商的鲜明品牌,在这个需要鲜明的核心竞争力的社会里,进行对需求厂商有着充分的理解才能立足这个行业。
3 数控机床电气系统简介
数控系统的电气系统是以集成电路和半导体器件为主而组成的控制系统电路,电气系统在数控机床相当于大脑,因此数控机床在使用过程的故障一般是电气系统的故障,电气系统的故障又大都在机床本身的低电压故障。
4 数控机床电气控制系统的电路设计
4.1 电路设计
1)数控机床使用的电动机是变频器驱动的,它的齿轮在让电动机减速时,会受到其一些方式的阻碍。齿轮在转动时,如果低速,对于油没有要求,一旦超过额定转速时,会有油用光的不测。
2)通常我们应该选用比通常容量大的变频器,当他的驱动的绕线转子与电动机不同步时,由于绕线转子绕组的阻抗比较小,所以选用容量大的较为安全。
3)选用变频器时,要求变频器的连续输出电流比较大,因为用它来驱动同步电动机时,会降低输出容量,大概降低百分之十几。必须比同步电动机的额定电流和牵入电流的乘机还要大。
4)对于有负载的机器,它的变频器也要选择额定电流更大的。因为在工频运行时,会因峰值电流出现电流保护现象,比如像压缩机、振动机和油压泵等机器。
5)对于潜水泵的电动机选取时,我们选取的变频器的额定电流要比潜水泵的额定电流大,因为潜水泵的额定电流比一般的额电动机的额定电流要大很多。
6)有些变频器的选取则要选用容量较大的,因为有的机器的启动电流比较大,为了安全起见,对于这类机器的变频器要求容量较大,比如罗茨风机和特种风机等。
7)在变频器的使用过程中,对于周围的用电器应该采取防干扰措施。由于变频器的使用过程中,它会产生很多干扰电磁波,这会对周围的一些精密仪器产生干扰,所以在其周围的精密仪器应该做好防干扰措施。
8)变频器的使用过程中还会出现很大的噪音,对于这个问题最有效的解决办法是把变频器接地。而对于接地也是有要求的,要求接地的导线电阻和横截面都比较小。
4.2 变频器回路设计的简介
1)主回路:为了防止变频器影响其他的用电设备必须安装电抗器,因为当变频器的容量太大时,它产生的高次谐波在回路中会对好多受电设备有影响;而在变频器的输出位置,滤波器的安装必不可少,因为滤波器可以有效的减少高次谐波。
2)控制回路:变频器使用时,它的频率是要受到控制的,所以要有工频变频的手动切换,电压不能通过输出端,所以工频和变频要有相互锁定作用。
4.3 对于变频器产生的电磁干扰的降低措施
为了减少对发射源的干扰,我们在安装变频器和电机时应该缩短两者之间的距离;电缆的选取要选用屏蔽电缆,变频器跟电机的连接电缆也必须采取屏蔽措施;电缆的布置,电机的电缆要单独走线,不能与其他的电缆平行,因为变频器输出的变化电压会产生电磁干扰;信号线的选取,应该全部使用屏蔽双绞线,特殊的要用三芯电缆。
5 总结
通过对数控技术深度研究,我们发现数控技术在数控设备有着重要的作用,尤其是其中电气控制系统,因此我们对其进行设计研究将会促进国家在国际制造业起到至关重要的作用。我们国家在进行数控机床的电气控制系统的设计研究中将会在未来大幅度提高我国的制造业。
【参考文献】
[1]寥常初.PLC编程及应用[M].北京:机械工业出版社,2005(7).
[2]邱公伟.可编程序控制器网络通信及应用[M].北京:清华大学出版社,2000(7).
[关键词]数控机床 加工技术 发展 优势
《数控加工技术》在高职学校教学课程中是目前比较重要的一个学科,同时他也是高职专科学校机械设备专业的主要教学课程,这门课程对学生当前的就业形势非常有实际效果,众多企业和电力部门都比较倾向于这门学科的毕业生,因此在就业上数控技术的毕业生相对来说是比较占优势的。通过对数控机床技术的研究,很多学者发现机床数控化能够提升和加速工业加工技术的基础和根本保证。国内装备工业高端化进程,对中高端数控机床的需求量也在持续上涨。过去一年中,机床数控率升到36%。机床数控化是提升工业加工技术的基础。国内装备工业高端化进程,对中高端数控机床的需求量也在持续上涨。
什么是数控技术?简单一点来说就是通过数字来控制和操控某项指令的技术,简称数控,是指利用数字化的代码构成的程序对控制对象的工作过程实现自动控制的一种方法。我们通常说的数控系统其实就是通过数字控制技术形成的自动控制这样的系统为数控系统。所以现在我们可以知道了什么是数控机床,那么顾名思义他就是在机床上安装了数控系统的设备,便于对机床的控制,我们把这样的机床叫做数控机床。
职业高中《数控加工技术》课程教学内容是比较新的教学内容,其根据科学技术的发展变化和更新也是非常快的,但是我们在教学中学生学习的方式是根深蒂固的,传统的学习方式也是一直影响着我们,教学方式和方法的创新,教学模式的构建都影响着教学效果,所以,我们在进行该课程教学之前一定要了解数控技术的优点和其发展进程,这样有助于我们更好地完成教学内容和提升学生的学习水平。
一、当前数控机床技术具有的优点
1.灵活性比较强。对于CNC(数控机床技术)系统,因其具有较大的修改和变更空间,我们在改变控制能力的时候只需要调整控制程序即可,这样就能够达到我们想要的控制效果,因此我们说数控机床技术能够灵活地完成我们的工作任务,其具有良好的灵活性。
2.准确性和可靠性高。我们把预定的程序一次性添加到我们的应用存储器中,通过软件的整合,同时又有硬件设备的强大功能性,我们就可以设定我们想要的工作结果,这里只要我们的程序指令没有问题,我们的操作结果就是准确的和可靠的,从而避免出现故障和错误率。
3.易于实现多功能复杂程序控制。
4.具有自诊断功能。我们在输入既定的程序以后,在设备工作的过程中,如果一旦出现错误指令,系统会自动提示和自我调整,从而起到自我诊断功能。
二、数控技工技术的发展
1952年美国帕森斯和麻省理工学院共同合作,研制出了第一台三坐标直线插补连续控制的立式数控铣床。从此数控机床进行了前所未有的变革。
1.机床加工的尺度特征向极端方向发展
随着科学技术的发展,微电子技术的进入,我们的数控技术的加工精密度也发生了前所有的变化,出现了更为高水平的重要指标。这种精度的体现已经从原来的尺度上来比较了,而是从形状精度和表面的粗糙程度来比较的,这种体现更多的体现在微结构的加工技术方面。这样我们就可以总结出这样的结论,机床加工的精准度已经在二方面有了更大的变化:一方面,我们体现再物件的形状尺度向精准方向发展;另一方面,是整体形状向我们想要的大尺寸方向进攻,取得了良好的研究成果和应用价值。
当今的科技发展的速度是非常快的,我们工业生产在科技创新的带动和驱动下,大量需要精准和带有微结构的加工零件是必需在数控机床技术下才能够完成的,因此新的加工要求就是精密机床设备的研发和应用。我们知道现在微结构零件在生活的各个方面应用的非常广泛和有更高的利用价值。所以我们说微结构的出现将把数控机床技术引领到一个新的工业领域。与此同时,新的研发的光学技术的加入,使微加工技术更能够准确无误。比如纳米压印复制工艺技术就得到了非常好的发展应用。
2.机床设备向智能制造要求发展方向努力
科学技术的发展必然使技术更新达到日新月异,智能化技术的发展是一个较大的发展空间,这就要求机床的数控技术必须符合智能化制造技术的要求。目前从国际和国内的职能制造技术的发展情况来分析,其主要标准是要求必须具备各种配置的高可高性能,这是作为智能制造加工的最基本的组成部分,也就是说机床性能在更高环境的标准必须体现出其更大的要求标准。这样才能完成更加精准的部件加工。以前的智能制造系统能够工作72小时,随着技术的变革,现在智能制造系统在连续工作的性能上能够达到可以连续720小时运行,这种长时间的不间断的工作大大提高了效率,因此,能够长时间不间断高可靠性运行的机床设备成为另外一个发展趋势。随着我们生活的需要和科技术的发展,数控技术的发展会越来越好,越来越先进,越来越能适应我们人类的生活需要,比如多功能复合化趋势、可重构趋势、低能耗环保趋势等。
教育与科学技术的发展是分不开的,两者是相辅相成的,教育能够更好把先进的技术带给学生们同时又能研发出需要的技术标准。我们在探讨数控机床的技术革新问题上有了重大的突破,实现了数控技术的实践应用性能,这一点十分重要。因此也会对数控技术的研发起到人才的推动作用,相信在今后的电子时代,数控技术会发挥它的重要价值和社会影响力。
参考文献:
[1]陶晓.数控机床的电气维修技术及发展趋势探讨[J].黑龙江科技信息,2007,(12).