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如果把高端装备制造业的“工作母机”数控机床比作一个人,那么数控系统相当于人的“大脑”,通过数控系统的指挥调度,一系列复杂的工序就可以在一台机床上自动完成。
作为国内数控系统行业第一家上市公司,华中数控是国内最大的中、高档数控系统生产企业,是国内数控系统行业中具备领先核心技术和自主配套能力的国家首批“创新型企业”。
“要想成为制造大国和制造强国,中国装备就不能没有‘中国大脑’。我们的使命就是用‘中国大脑’装备中国制造。” 武汉华中数控股份有限公司董事长、国家数控系统工程技术研究中心主任陈吉红如是说。
打破封锁
目前,国际市场上中、高档数控系统专业生产,主要集中在日本发那科和德国西门子两家企业,全球市场占有率高达 70%以上,同时占据中国 95%以上的高档数控系统和 80%左右的中档数控系统市场。整个国内数控系统市场的格局是:高端基本被国外品牌垄断,中端市场也是国外品牌占据主要市场份额,低端市场主要被国产系统占领。
华中数控近年来在中、高档数控系统的市场销量逐年上升,公司自主研发生产的中、高档数控系统打破了发达国家对中国的技术封锁,对国外品牌数控系统形成了较大冲击。2011年,公司通过中、高档数控系统的示范应用和推广,进一步加大与主机床厂的合作力度,去年销售数控系统首次实现了1万台的突破,同比增长10%左右。
“这是在市场总体形势不好的情况下取得的,更凸显了公司技术和产品的发展势头良好,抗击市场风险的能力较强。”华中数控董秘、副总经理伍衡对本刊记者说,“2011 年下半年起,全国机床行业整体增速减缓、库存加大、企业经营成本上升。而华中数控仍然加大了对市场营销、产品质量、技术开发、人力资源等方面的投入,为企业持续稳定发展奠定了基础。”
据了解,华中数控自主研发的华中8型高档数控系统成功入选“十一五”国家重大科技成就展,与其配套的普什宁江机床有限公司高精密卧式加工中心THMC6350也作为国家重大专项成果展出,是现场惟一一台高档数控机床。
华中数控市场部部长肖明表示,这充分体现了国家对数控行业和高端装备制造业的重视。这次“十一五”成就展,涵盖了国民经济和高端科技所有重点领域,包括神舟七号、天宫一号、探月工程、大飞机、下一代移动通讯、生物新技术等。与这些成果相比,数控产品相对陌生,但是中央坚定地把“高档数控机床与基础制造装备”放在展览的重要位置,说明高档数控机床与基础制造装备具有基础性、通用性和战略性的特征,是制造各种机器和设备的基础性装备。同时,为其他15个重大专项提供高精度装备,直接影响其研制速度。
相比其他数控系统企业,华中数控具有明显的技术、产品、人才和市场优势。公司的技术研发及产业化能力较强,被评为“国家高技术研究发展计划成果产业化基地”、“国家高技术产业化示范工程”,设立了博士后工作站。“十一五”期间,完成国家科技重大专项三项课题,攻克了一批高档数控系统关键技术,已有多项科技成果获得国家科技进步奖和省部级科技进步奖,并且实现批量生产。申报的三项国家重大专项 2012年度课题,已获得立项批准。主导产品数控系统拥有完全的自主知识产权,已取得国家知识产权局授权专利20项,软件著作权26项,9项产品被评为国家级重大新产品,研制的五轴联动高档数控系统填补了国内空白。
华中数控之所以能不断创新,伍衡介绍说,“产、学、研、用相结合,服务于国民经济主战场,这是华中数控不断创新的核心。公司与华中科技大学合作,在数控装置、交流伺服驱动、伺服电机的研发和产业化方面形成了自主成套能力。经过十几年的发展,公司建立了一支300多人的数控技术研究、开发、管理人才队伍,其中大部分具有本科以上学历,100多人具有硕士或博士学历。一批技术和业务骨干持有公司股份,近两年核心技术人员未发生变动。”
基于领先的技术平台,华中数控可以根据市场需求和用户个性订单,快速提供灵活多样的产品和服务,满足用户多层次需求。在产品的齐全性、成套性、性价比等方面具备显著的竞争优势和品牌优势。
据肖明介绍,华中数控的数控系统广泛应用于国内主要机床制造企业和航空航天、电力、能源、汽车等重点行业。公司与部分机床厂建立了战略联盟关系,通过一批国产中、高档数控系统应用验证示范点,共同开拓下游市场。此外,覆盖全国的技术服务网络为用户提供了良好的服务,扩大了企业的影响力。
中国已成为世界第一大数控机床消费国和生产国。根据中国机床工具工业协会对 2007 年至 2010 年国内数控系统企业年度经济指标统计,近五年,华中数控中高档数控装置产品的市场份额一直位居国产数控系统行业第一。华中 8 型高档数控系统技术平台的成功开发,将大大缩短与国外高档数控系统的差距,并在现场总线技术、智能化技术、加工工艺技术集成等部分功能和性能实现技术原创和超越。
2011年年底正式投产以来,华中8型数控系统已实现数百台生产销售。其中,已与国家重大专项课题研制的10类44台高档数控机床配套应用,是配套最多的国产高档数控系统。涉及到的合作公司有东方汽轮机、大连机床、昆明机床、秦川机床、武汉机床、安阳机床等。
在航空航天方面,华中数控与大连机床集团合作,研制的高档数控机床被上海航天技术研究院选用,成功用于批量加工航天卫星零件,实现了国产高档数控系统在航天领域的突破。
【关键字】数控机床;内防护;意义
现代社会科学发展日新月异,同样各式的工业企业竞争也是随着科技的不断进步而愈演愈烈。没有一个企业不希望在这场竞争中可以脱颖而出,数控机床就是在这样的一个背景下所产生的。但是往往改革越匆忙,就会有一些考虑不周的地方,受到最初的一些例如技术设计等因素的限制,在生产中会发生一些大小事故,对生产甚至是操作人员产生不良的后果。所以,数控机床设计人员就将机床内防护技术提到了日程上。
1、为什么要设计数控机床内防护
1.1机床的发展,从三个世纪之前,机床的各类型号与技术随着欧洲的产业革命不断兴起,应运而生。最开始人们只是让机床可以实现产品的基本生产,对于外型上的设计没有人去重视,所以它的一些功能部件就暴露在外面。十九世纪的后期首台万能外圆磨机床在美国被发明了,通过这样的一个机床,大家看到了基本的机床防护呈现了出来。
1.2机床内防护作用的分类及不好的防护有哪些影响,机床内防护的作用主要有保持精度、防护安全、降噪隔声、保护环境还有隔湿防潮。我们大家都知道,数控机床在进行作业的时候,一些温度很高的切屑会飞溅出来,会有砂轮甚至是刀具如果损坏会以很高的速度飞出此类危险的事情发生,这样对于操作工人是非常危险的会有工人同机床;操作工人的一些身体部位被夹入或卷入机床;由于操作场地无法及时被清理工人工人会滑倒;飞溅切屑烫伤和划伤工人甚至是伤害眼睛;噪声及冷却液也会伤害到工人。所以说,数控机床本身的设计要一切以人为本,数控机床生产的整个过程由于摩擦产生热量,也会使得机床的结构由于高温发生变形,对加工精度会产生影响。数控机床加工时会有冷却液、高温的飞屑都会产生这对机床内导轨的腐蚀和损害是非常大的,因此研究数控机床内防护就应运而生了。
2、数控机床内防护的结构组成
我们可以将数控机床的防护大体上分为两类分别是外防护及内防护。我们这里所要论述的是数控机床的内防护,内防护所说的是在数控机床的加工区域范围内,给那些有可能会对操作工人产生伤害的零件或者是有可能会对产品精度产生影响的零件所安装的可以进行安全防护的有效设施。下面就说一下都有哪些防护的有效设施。
2.1导轨保护罩,众所周知,在数控机床上面做直线运动的所有部件都是沿着自身的一些支撑件上的导轨来进行的,这个导轨的精度及精度会直接影响到数控机床的一个加工精度。所有说,不仅仅是要对整个导轨精度有高的要求,对其摩擦特性、刚度是否良好也要有高的要求。所有我们得到这样一个结论,在数控机床中对导轨的防护尤其重要。导轨的防护方式非常多,使用最多的就是导轨保护罩。
2.2隔离板,通过文章开始的叙述我们知道对数控机床进行一个全封闭的防护是非常必要的,于是隔离板就产生了,它将包括机床液压站、本体、排屑装置、电气箱等所有的结构全都封闭在同一区域,同时在在机床的周围建立独立的区域,使加工区其它区域分开,这样就可以使一些辅助设施不被伤害。隔离板设计所遵循的原则是区域给力,在材料上通常会选择同外防护罩相同的材料。需要注意的是如果隔离板非常大,那么就有必要给隔离板进行加固,这样可以有效的防止由于隔离板刚度不够加工精度产生影响。
2.3导管防护套和拖链,目前来说数控机床整个传送系统的功能就是对在工作的过程中需要的很多东西进行传送,来形成能量、物质、信息流,只有这样机床的运行才能保持正常。数控机床的整个传输送系统所依赖的是机床传输管线,所以说,对数控机床的防护这个传输管线就显得非常重要了。对于一个数控机床来说它的传输管线的在数量和种类上来说是非常多的,所以,它是否安全和可靠同样重要,同时对使用寿命也会有较高的要求。现在来说防护套和拖链的材料大多数使用的是塑料或者钢制材料。
3、数控机床内防护的设计
现在,数控机床的发展较快,种类也很多但是不同类型的数控机床对内防护的要求不同。
3.1不同布局及类型的数控机床内防护相应的不同要求,如果数控机床的类型不同那么对防护的要求也是不同的。数控机床对各个方面的不同防护都会有特定的一个要求。例如说在安全方面,数控机床的结构布局决定了硬件的格局是一定所以这就要求要有特定的安全隔离装置。机床的结构布局对防尘、防水上也有要求,对人身安全有可能会有伤害的必须要有安全防护。
3.2数控机床所加工的产品不同,例如做的是例如金属陶瓷之类的工件加工,那么就会涉及到碎末等物质的回收。如果生产过程中涉及高速运动,例如机床上所加工的是盘类件这样就要避免有飞盘飞出。所以说针对加工类型不同,防护也不同。除此之外我们还要注意对于环境的防护,例如噪音、粉尘等,这些不仅对整个环境会产生影响,调查显示这些会对操作工人的心里也会产生很大的影想。所以说,在对数控机床内防护的设计上,对环境防护方面必须要进行防护。
数控机床对于操作人员在操作方面的防护,这样做不仅仅是考虑到安全因素,同时也是考虑操作人员在操作数控机床过程中的方便性,这里所说的方面对数控机床会有非常重要的影响,整个设计要以用户的要求和方面性作为出发点,尽量去创造更多的方便。针对不同的数控机床内防护要从实际的角度出发设计不同的防护。如果是高档的数控机床那么其保护的程度和范围都相对较高,内容也会更多一些;反之如果是经济型的数控机床其防护程度和范围相对高档的也会小一些内容也会少一些。举个例子来说明一下,对于一个卧式数控车床来说它就要求进行全一个全封闭的防护,在内容上也是多方面的包括有环境、安全等方面。而对于大型的龙门移动式数控机床,这样工作台周围就没有必要装一个全封闭的防护装置,只要做一个重点的数控机床功能防护就可以了,完全没有必要做全封闭的了。
关键词:数控加工技术;教学改革;初探
当前,在教学上课程设置不是很合理,教学内容比较陈旧,学生所学到的知识技能与企业的要求存在很大差距。在实践技能训练方面,学校把实训重点放在数控机床简单操作上,而对数控加工工艺(如工艺路线选择、刀具选择、切削用量设置等)、数控机床的维护、维修等专业技术能力训练不够。当前数控机床维修人才非常缺。许多教师对技校应培养什么样的学生,目标还不够明确,还停留在围绕书本转,为完成书本教学任务而完成任务,对学生能力培养缺乏考虑,单纯地进行零件加工操作。忽略了工艺路线选择、刀具选择、切削用量设置、数控机床的维护、维修等专业技术能力训练。数控技术在近几年的广泛应用,引起了数控人才的大量需求,同时造成数控专业师资、特别是同时具备相当的理论知识和丰富的实践经验的数控专业师资严重不足。现担任数控专业课的教师大多是机械方面相关专业经过短期培训转行过来的。一方面他们缺乏系统的数控专业理论知识,另一方面缺乏实际操作能力。尤其缺乏熟悉企业生产实际,并能够承担数控教学工作的“双师型”专业教师,严重制约了数控技术人才培养水平的提高。
一、加强与企业联系,了解用工需求,深化教学改革
(1)切合学生实际建立可行的课程和教材体系
在理论教学中坚持以“必须、够用”为度,优化和整合现有课程。实行模块化教学,突出与操作技能相关的必备专业知识。针对现有的教材老化,学校应善于“借脑”,积极利用企业专家丰富的资源,聘请当地行业专家和企业专家共同参与数控教材开发。结合与当地企业的实际情况开发校本教材,建立具有明显特色的课程和教材体系。编写一些与市场需求相符合的实用的数控校本教材,使教学符合企业生产实际,培养的学生满足企业的实际需求。针对我校数控系统的特点,结合相关的数控加工工艺,较好地解决了教材与现有数控系统不配套的矛盾,我们已经编写《普通车工实训教程》、《数控车工实训教程》和《数控铣工实训教程》、。
(2)采用学生为主体的教学方法,优化教学过程
真正改变教师主体为学生主体,积极引进“行为导向”模式,采用任务驱动法、项目教学法开展实训,努力为学生提供体验完整工作过程的学习机会,经历“确定任务制定工作计划实施计划质量控制和检测评估反馈”整个工作过程,增强学生适应企业的实际工作环境和解决综合问题的能力,确立“以学生为主体,以实验实训为中心”的模式,开展理论实践一体化教学。
(3)加强数控专业课的综合实习,包括机床维修训练
提高综合职业技能,重点掌握数控机床操作、编程和装调维护方面的基础知识,主要包括《数控机床加工工艺》和《数控车削、铣削编程技术训练》和《数控机床故障诊断维修技能训练》等。在实训设备上,应该继续加大投入添置生产型设备,增加学生实训时间。在实训内容上,改进原来比较单一的实训内容,而是让学生在掌握普数控编程与操作的基础上,再添加数控机床装调维修知识的学习,从而使学生基础更加扎实,技术更加全面。
二、努力培养专业教师,提高教师的综合素质
目前学校数控专业师资队伍具有一定的实力,为进一步提高教师的整体素质,建立一支真正适应现代职业教育的“双师型”教师队伍,还必须加强多元化师资培训,为专业教师成长搭建平台。
(1)努力开展新老教师“结对子”活动
采用以老带新的师徒结对形式,强化“传”、“帮”、“带”的作用,充分利用校内人才资源,发挥骨干教师、学科带头人的作用,举行多种形式的学术、教育教学研究讲座或讨论活动,邀请教育专家或行业专家来做顾问或来讲学,引导教师一起参加各种课题研究等等,为教师专业成长搭建一个从教学新手到教学能手、骨干教师、学科带头人、教学专家的教师专业发展通道。
(2)派一些专业老师进行培训,提高教师专业素养
积极创造条件,鼓励专业教师到高校进修和高技能培训,提高教师专业素养。比如派专业教师参加国家级和省级高技能培训,派专业教师到企业挂职锻炼等,使专业教师不断掌握新知识和新技术,更新教育理念,提高教学水平,提高教师“双师型”比例。
(3)开展多种形式的技能培训,提升教师的专业技能
充分利用校内实训设备进行校内技能培训,由在工厂有丰富经验的老教师对年轻教师进行技能提升培训。选择一至两个有代表性的课题对年轻老师进行工艺和操作的培训。
三、加强数控设备的改进
“数控一代”创新应用示范
数控系统和伺服驱动系统是数控机床的的大脑和手脚,是数控机床的核心部件,数控技术是装备制造业实现自动化、柔性化、集成化、网络化和智能化的关键技术。加快发展数控技术对装备制造业振兴具有前瞻性、先导性和基础性的战略意义。国家“十一五”、“十二五”规划均将发展高档数控系统和全数字交流伺服驱动系统列为重要项目。
2011年初,我国18位院士共同提出“数控一代”的创新概念,建议实施《“数控一代”机械产品创新工程》。《“数控一代”机械产品创新工程》既是数控技术应用工程,更是机械产品创新工程;既有机械工业发展强大需求的推动,又有成熟数控技术的支撑。其战略目标是:在机械行业全面推广应用数控技术,在5~8年内实现各行各业各类各种机械产品的全面创新,使中国的机械产品整体升级为“数控一代”,为我国机械工业从“大”到“强”的跨越式发展做出贡献。中央高度重视该项建议,并正式启动《“数控一代”机械产品创新应用示范工程》。
与此同时,工信部“软件与信息技术服务业十二五规划”明确提出嵌入式软件要“面向工业装备、通信网络、汽车电子、消费电子、医疗电子、数控机床、电力电子、交通运输、环保监测等重点领域,积极开展符合开放标准的嵌入式软件开发平台、嵌入式操作系统和应用软件的开发,加快研发面向下一代互联网、物联网应用的嵌入式系统软件,推动软件研发模式创新发展,进一步提高产业化水平和产品出口能力”。
高速发展的计算机技术、嵌入式技术、网络技术和丰富的计算机软件资源,给我国数控技术的发展提供了很好的机遇;工业以太网的快速发展和关键技术的突破、使得工业自动化领城控制系统的通信网络逐步统一到工业以太网,并正在加快推广应用,发展为一大技术潮流。这些都为我国构建高端数控系统软件平台提供了良好的条件。
现代数控技术发展趋势
智能化、开放式、网络化已成为当代数控系统发展的主要趋势。现代计算机数控技术发展呈现二大趋势:一是将数控技术引入通用PC的自动化解决方案来提高其系统性能,增强市场竞争力;二是在数控技术中引入嵌入式计算机,使数控系统在专用性、稳定性和经济性上具备较好的市场前景。
当前,以FANUC、SIEMENS、MITSUBISHI为代表的国际主流数控系统制造商,在高档数控系统产品方面具有几大共同特点。
首先是多轴、多通道、高速和高精度切削、复合加工。如FANUC的30i-A数控系统可控制40个轴10个通道、具有5轴联动加工,纳米插补和AⅠ、AⅡ轮廓控制等功能,可实现各种复杂形状模具的高速高品质、复合加工。MITSUBISHI的700系列数控系统可控制16个轴4个通道,具有8轴联动,纳米插补和SSS(Super Smooth Surface )和OMR(Optimum Machine Response)高速高精度控制技术。
其次是开放式、智能化和网络化。许多数控系统采用了通用的计算机操作系统,充分利用计算机软件资源,把CNC与计算机技术紧密的结合起来,使CNC友好的图形人机界面;各种智能化自动编程、加工过程自适应控制技术、加工参数的智能优化与选择、智能故障自诊断与自修复等智能化功能;具有标准的USB接口、PCMCIA接口和网络接口。如Siemens公司的810D和840D数控系统选用Windows操作系统,MITSUBISHI公司的700系列数控系统选用了Windows XPe嵌入式操作系统。这些系统都具有较好的开放性,能提供相应的软件包给用户开发各种个性化的应用功能。
另外,系统普遍采用嵌入式结构+实时现场总线。国外CNC制造商在其产品中广泛采用现场总线技术。如Siemens公司采用ProfiNet,Indramat、Fagor等公司采用SERCOS总线。FANUC 0i-C和30i中高档数控系统采用了先进的嵌入式结构。整个CNC系统包括液晶显示器、键盘和CNC主机集成在一个控制箱内,通过FSSB高速总线和伺服驱动器连接,接线简单方便。系统显得紧凑、简洁、美观,可靠性高。
此外,针对数控技术新标准STEP-NC展开研究。采用G,M代码来描述如何加工已越来越不能满足现代数控技术高速发展的需要。国际上正在研究和制定一种新的CNC系统标准ISO14649(STEP-NC),其目的是提供一种不依赖于具体系统的中性机制,能够描述产品整个生命周期内的统一数据模型,从而实现整个制造过程,乃至各个工业领域产品信息的标准化。
目前,欧美、日本、韩国等国家投入了大量资金研究STEP-NC,研究数据表明:STEP-NC应用将使加工工艺规划时间减少35%,生产数据的准备时间减少75%,加工时间减少50%(五轴和高速加工)。STEP-NC为真正实现基于网络的E-Manufacturing、CNC的自治智能制造提供了可能。目前STEP-NC的研究已取得了很大的进展。
先进计算机数控技术是是现代制造装备技术中各种新兴或尖端技术得以存在和发展的“使能技术”,是发展我国装备制造业必不可少的核心技术,其技术水平高低、规模化生产能力的大小,对于国民经济的发展、国力增强有着极其重要意义。
目前,我国在中高档数控系统领域还严重依赖进口,汽车生产线设备中很少见到国产系统。由于没有国产系统参与竞争,进口产品价格昂贵。因此,国家把高档数控系统和伺服驱动系统作为关键功能部件,与数控机床并列放在同等重要的地位发展。
国内的数控技术经过这些年的发展,基本掌握了现代数控技术和伺服驱动技术,初步形成了如华中数控、广州数控、上海开通数控等数控产业化基地。建立了一支数控研究开发、管理人才的基本队伍,在数控机床市场中占有一席之地。
国家 “十一五”数控重大专项的实施使基于现场总线技术的中高档数控系统和伺服驱动系统的研发有了重大突破,华中数控的HNC-8型数控系统已开始进入示范应用,这对我国高端数控软件研发有很大的促进作用。
发展自主产权的高端数控软件平台
数控技术发展的关键是数控软件的开发,有一个好的数控系统软件平台,又是数控技术能持续发展的基础。上海开通数控有限公司总结了多年来对国外先进的开放式数控系统研究开发的经验,研究了开放式数控系统的标准规范,完全自主创新建立了基于Windows和Linux双操作系统的开放式数控系统软件平台,在这个平台上开发了基于总线技术的中高档数控系统。其具有很好的开放性和灵活性,能较快适应用户设备的各种个性化需求。系统的下位机运动控制器(KT500/KT510)可以配置各种上位机-嵌入式数控系统显示单元(KT630)、台式电脑/笔记本电脑、工业计算机。上下位机通过标准以太网接口进行通信,该系列产品已应用于车、铣、磨、加工中心和滚齿机等装备。为实施“数控一代”机械产品创新工程、开通数控将在现有基础上完善并提升数控系统软件平台,继续开发基于实时以太网现场总线、多轴多通道的数控软件系统及其应用。
十余年来,开通数控与上海交大、上海理工大学、上海大学、上海机床厂有限公司等单位建立了产学研用联盟,在数控系统和伺服驱动系统的开发中紧密合作,取得了丰硕的成果。公司将充分发挥上海市软件工程中心(数控和伺服驱动)的作用,对数控产品进行示范应用和推广,扩大用户服务培训的范围。
数控技术发展的关键是数控软件的开发,由于我国的数控软件开发的基础薄弱,积累少,因此数控系统的开发周期长,稳定性可靠性较差。在计算机技术高速发展的今天,如何能快速可靠的开发出高质量、可持续发展的数控软件,缩短我们与国外数控技术水平的差距,具有重要意义。根据多年来积累的开放式数控系统研究开发及应用的经验,学习研究了国外开放式数控系统及相关标准规范,并根据公司自身发展数控技术的需求,研究开发了一种适用于开放式数控系统软件平台ONCASP(Open Numerical Controller Application Software Platform)。
ONCASP的开放性主要体现在四个层次:
第一层为内核层:由于运动控制与逻辑控制任务工作在实时内核中。ONCASP采用编译执行的PMC与PLC编程语言,允许用户定制实时控制任务,编写复杂的轨迹插补算法。编译执行的方式确保了系统级任务的运行效率。
第二层为插件层:由于ONCASP采用了模块化的设计。用户可以使用高级语言编写插件模块运行在系统程序的后台或前台。通过高级语言,可以将操作系统硬件以及第三方软件的资源与控制系统无缝整合在一起,使系统功能得到充分地延伸。
第三层为组态层:ONCASP提供了脚本语言编程接口以及基于XML的操作界面描述语言。通过这个接口,用户无需掌握专业的编程知识,就可以定制界面并可以实现基于菜单按钮的人机交互。这一层次主要面向控制系统的现场工程师和高级用户。他们往往掌握丰富的工艺经验,但是并不懂得软件编程技术。ONCASP的脚本和组态工具有效地降低了系统的二次开发的门槛。
第四层为网络层:基于以太网的Socket接口,ONCASP平台可以向网络上的远程计算机实时广播控制系统的状态,并可接受经过加密的控制指令。而通过无线Wi-Fi网络,对ONCASP平台的监控更可以扩展到智能移动终端。管理人员可以在工厂的每一个角落均可以实时了解到生产设备的工作状态。
以上几个开放层次,使ONCASP平台满足了不同层次的用户需求,并能适应灵活多变的应用场合。
在工业控制中广泛使用的具有图形用户界面的操作系统主要是Windows和Linux两种。ONCASP能够在这两种不同的操作系统中运行;并且在不同的操作系统中,基于ONCASP所开发的应用软件能够表现出相似的视感和操作方法。
数控系统集成CAD/CAM技术
数控系统的编程技术经过多年的不断发展,已经由传统的手工编程,逐渐转化为更加灵活易用的自动化辅助编程。尽管这一技术与专业的CAD/CAM软件之间仍然存在一定的差距,但是这并不能阻止它与数控系统的深度结合。
目前国外的知名数控系统,如西门子、海德汉、FANUC等,都根据各自数控系统的操作风格,发展起了专有的自动化辅助编程技术。与基于PC的专业的CAD/CAM软件相比,数控系统因为屏幕尺寸和输入设备的限制,在复杂零件建模方面仍然无法替代专业软件。
但是,数控系统上实现CAD/CAM具备两个独特的优势:一方面在于数控系统上能够随时编程、随时加工,有效提高工作效率;另一方面在于CAD/CAM能够获得数控系统的刀具、加工参数等信息,使所设计的零件在加工时都具备更好的工艺性,充分提高加工效率和质量。然而,方便灵活的CAD/CAM功能对数控系统的性能提出了更高的要求。正是由于以上原因,是否集成了CAD/CAM功能成为高档数控系统的重要辨别标准。
开通数控从1998年开始,就已经对集成CAD/CAM技术进行了跟踪研究。经过了十余年的发展。目前已经拥有了一套具有完全自主知识产权的CAD/CAM软件技术――KTCAM,并将其与ONCASP平台进行了深度整合。
KTCAM采用OpenGL三维渲染引擎,并采用高速三维建模算法。能够实现简单快捷的逆向重构。KTCAM能够支持多种主流CAD/CAM的文件格式,并能够基于基本的三维实体,通过拉伸、剪切、合并等实体算法生成复杂的三维零件形状。另外,根据当今艺术品、模具、广告和展会产业的快速发展,KTCAM还提供了浮雕、刻字等简单实用的曲面建模和刀具路径优化算法。而所有这些三维形状编辑和加工参数的设置操作都充分考虑到了数控系统的操作风格,力求操作简单。
随着CAD/CAM的应用日趋广泛,数控系统渐已成为高端软件技术发展的新高地。
软件平台应用
随着ONASCP进入实际应用阶段。开通数控在此“平台”上开发了数控车、铣、加工中心、磨削、齿轮加工、切割等数控软件,提供多种显示语言,如英文、捷克文、德文和法文等,并根据市场的需求在继续不断地完善、提升、发展这个平台。与之配套的数控机床批量出口欧美、日本等发达国家,开发应用实例包括:基于PC、具有三维加工图形显示的车床数控软件;基于PC、铣床数控软件;用于数控机床培训的、具有与日本FANUC 0i数控系统相同性能与功能及界面、操作的铣床、加工中心数控软件;基于WinCE操作系统的嵌入式磨床数控软件等。
100%通过
考试说明:2020年秋期电大把该网络课纳入到“国开平台”进行考核,该课程共有4个形考任务,针对该门课程,本人汇总了该科所有的题,形成一个完整的标准题库,并且以后会不断更新,对考生的复习、作业和考试起着非常重要的作用,会给您节省大量的时间。做考题时,利用本文档中的查找工具,把考题中的关键字输到查找工具的查找内容框内,就可迅速查找到该题答案。本文库还有其他网核及教学考一体化答案,敬请查看。
课程总成绩
=
形成性考核×50%
+
终结性考试×50%
形考任务1
一、单项选择题(每小题3分,共66分)
题目1
数控机床指的是(
),对机床的加工过程进行自动控制的一类机床。
选择一项:
d.
装备了
NC或CNC
系统的机床
题目2
(
)属于数控机床的机床本体。
选择一项:
d.
床身
题目3
(
)属于数控机床的反馈装置。
选择一项:
d.
光栅
题目4
(
)属于数控机床的辅助装置。
选择一项:
b.
装置
题目5
(
)属于数控机床的伺服系统。
选择一项:
c.
伺服电机
题目6
(
)是机床实现自动加工的核心。
选择一项:
d.
数控系统
题目7
按照工艺用途分类,数控铣床属于(
)数控机床。
选择一项:
a.
金属切削类
题目8
按照运动轨迹控制分类,加工中心属于(
)。
选择一项:
b.
轮廓控制
题目9
欲加工一条与X轴成60°的直线轮廓,应采用(
)数控机床。
选择一项:
d.
轮廓控制
题目10
全闭环控制数控机床比开环及半闭环控制数控机床(
)。
选择一项:
b.
精度高
题目11
(
)数控机床只有控制信息的前向通道,没有检测装置,不具有反馈环节。结构简单、调试方便、容易维修、成本较低,但其控制精度不高。
选择一项:
a.
开环控制
题目12
数控机床使用反馈装置的作用是为了(
)。
选择一项:
b.
提高机床的定位精度、加工精度
题目13
(
)数控机床的反馈装置安装在数控机床终端移动部件上,其加工精度高,移动速度快,但调试和维修比较复杂,成本高。
选择一项:
b.
全闭环控制
题目14
数控机床全闭环进给伺服系统与半闭环进给伺服系统的主要区别在于(
)。
选择一项:
c.
反馈单元的安装位置
题目15
数控机床按运动轨迹控制分为点位控制数控机床、直线控制数控机床和(
)数控机床。
选择一项:
a.
轮廓控制
题目16
数控机床解决了在普通机床加工中存在的一系列缺点和不足,为(
)的精密复杂零件提供了自动化加工手段。
选择一项:
a.
单件、小批量生产
题目17
数控机床解决了在普通机床加工中存在的一系列缺点和不足,它的特点有加工精度高、(
)、自动化程度高、劳动强度低、生产效率高等。
选择一项:
b.
对加工对象的适应性强
题目18
世界上第一台数控机床是在(
)国研制成功的。
选择一项:
d.
美国
题目19
并联机床是突破传统机床结构的最新一代的数控机床,(
)不是并联机床的优点。
选择一项:
a.
控制简单
题目20
在国内外近年来生产的高速数控机床中,越来越多地采用图1所示(
)。从而把机床主传动链的长度缩短为零,实现了机床的“零传动”。
选择一项:
a.
电主轴
题目21
在采用全数字伺服系统的基础上,采用图2所示(
)直接驱动机床工作台实现“零传动”伺服进给方式。
选择一项:
c.
直线电机
题目22
(
)不是数控机床机械结构的主要特点。
选择一项:
a.
抗振性差
二、判断题(每小题2分共34分)
题目23
数控机床是采用数字控制技术对机床的加工过程进行自动控制的一类机床。
选择一项:
对
题目24
计算机数控系统是由计算机承担数控中的命令发生器和控制器的数控系统。
选择一项:
对
题目25
伺服系统是数控机床的机械结构实体,是用于完成各种切割加工的机械部分。
选择一项:
错
题目26
反馈装置是数控系统和机床本体之间的电传动联系环节。
选择一项:
错
题目27
开环控制系统一般适用于经济型数控机床和旧机床数控化改造。
选择一项:
对
题目28
闭环控制数控机床常采用步进电机为驱动装置的。
选择一项:
错
题目29
采用开环控制系统数控机床的精度高于采用闭环系统的数控机床。
选择一项:
错
题目30
通常一台数控机床的联动轴数一般会大于或等于可控轴数。
选择一项:
错
题目31
可控轴数是指机床数控装置能够控制的坐标数目,即数控机床有几个运动方向采用了数字控制。
选择一项:
对
题目32
联动轴数是指机床数控装置控制各坐标轴协调动作的坐标轴数目。
选择一项:
对
题目33
当改变加工零件时,在数控机床上只要改变加工程序,就可继续加工新零件。
选择一项:
对
题目34
数控机床是为了解决单件、小批量、精度高、形状复杂的零件加工的自动化要求而产生的。
选择一项:
对
题目35
数控机床的使用提高生产效率,经济效益明显,有利于生产管理的现代化。
选择一项:
对
题目36
数控机床正在不断采用最新技术成就,朝着高速化、高精度化、多功能化、智能化、系统化与高可靠性等方向发展。
选择一项:
对
题目37
数字伺服系统指的是伺服系统中的控制信息用数字量来处理。
选择一项:
对
题目38
机械动、静摩擦的非线性不会导致数控机床爬行。
选择一项:
错
题目39
电滚珠丝杆是伺服电动机与滚珠丝杆的集成,采用电滚珠丝杆可以大大简化数控机床的结构。
选择一项:
对
形考任务2
一、单项选择题(每小题2分,共64分)
题目1
经济型数控车床常采用(
),它的优点是加工工艺性好,其刀架水平放置,有利于提高刀架的运动精度,但这种结构床身下部空间小,排屑困难。
选择一项:
b.
水平床身
题目2
车削中心是以(
)为基本体,并在其础上进一步增加动力铣、钻、镗,以及副主轴的功能,以实现多工序复合加工的机床。
选择一项:
a.
全功能型数控车床
题目3
采用经济型数控系统的机床不具有的特点是(
)。
选择一项:
d.
必须采用闭环控制系统
题目4
一般采用开环控制的经济型数控机床没有(
)。
选择一项:
a.
反馈装置
题目5
加工中心按照功能特征分类,可分为
(
)、钻削和复合加工中心。
选择一项:
d.
镗铣
题目6
立式加工中心是指主轴轴线与工作台(
)设置的加工中心,主要适用于加工板类、盘类、模具及小型壳体类复杂零件。
选择一项:
d.
垂直
题目7
卧式加工中心是指主轴轴线与工作台(
)设置的加工中心,主要适用于加工箱体类零件。
选择一项:
a.
平行
题目8
(
)集中了金属切削设备的优势,具备多种工艺手段。有自动换刀装置,能实现工件一次装卡后完成铣、镗、钻、铰、锪、攻螺纹等多道工序或全部工序的加工。
选择一项:
b.
加工中心
题目9
加工中心最突出的特征是是设置有(
)。
选择一项:
b.
自动换刀装置
题目10
加工中心集中了金属切削设备的优势,具备多种工艺手段,能实现工件一次装卡后的铣、镗、钻、铰、锪攻螺纹等综合加工。加工中心最大的特点是有(
)。
选择一项:
a.
自动换刀装置
题目11
图1所示数控车床采用(
)结构,这种布局结构具有机床外形美观,占地面积小,易于排屑和冷却液的排流,便于操作者操作和观察,易于安装上下料机械手,实现全面自动化等特点。
选择一项:
c.
倾斜床身
题目12
数控车床采用(
),加工工艺性好,其刀架水平放置,有利于提高刀架的运动精度,但这种结构床身下部空间小,排屑困难。
选择一项:
c.
水平床身
题目13
以多面孔系加工为主,工序集中且复杂的箱体类零件,一般选用(
)进行加工。
选择一项:
a.
卧式加工中心
题目14
对箱体类,异形类,型腔模具工件,如果加工余量小(精加工),而且以单面孔系加工为主,工序集中的,一般选用(
)进行加工。
选择一项:
d.
立式加工中心
题目15
图3所示加工中心,按主轴在加工时的空间位置进行分类,属于(
)。
选择一项:
b.
立式加工中心
题目16
在数控铣床的运动分配与部件布局中,一般需要对工件的多个侧面进行加工,则主轴应布局成(
)。
选择一项:
a.
卧式
题目17
数控电火花线切割机床加工的特点有(
)。
选择一项:
a.
金属材料的硬度和韧性不影响加工速度
题目18
电火花加工的原理是基于工具和工件(正、负电极)之间脉冲性火花放电时的电蚀现象来蚀除多余的金属,以达到对零件的尺寸、形状及表面质量预定的加工要求。电火花加工最大的局限性是(
)。
选择一项:
b.
只能用于加工金属等导电材料“
题目19
常用数控电火花加工机床的加工局限性(
)。
选择一项:
b.
只能用于加工金属等导电材料
题目20
通常数控电火花加工机床可以加工(
)。
选择一项:
b.
导电材料
题目21
数控电火花线切割机床属于(
)。
选择一项:
b.
放电加工
题目22
(
)是数控机床实现自动加工的核心,是整个数控机床的灵魂所在。
选择一项:
d.
数控系统
题目23
数控系统中的CNC的中文含义是(
)。
选择一项:
a.
计算机数字控制
题目24
CNC是由(
)承担数控中的命令发生器和控制器的数控系统。
选择一项:
c.
计算机
题目25
(
)是数控机床操作人员与数控系统进行信息交换的窗口。
选择一项:
a.
人机界面
题目26
数控系统中的PLC是(
)。
选择一项:
d.
人机界面
题目27
(
)的作用是用来完成数控机床的逻辑控制。
选择一项:
d.
可编程控制器
题目28
数控机床的插补功能,由(
)来完成。
选择一项:
d.
数字控制
题目29
下列功能中,(
)是数控系统目前一般所不具备的。
选择一项:
d.
刀具刃磨功能
题目30
(
)不是数控系统的特点。
选择一项:
d.
不具有通用性
题目31
(
)是数控机床的核心关键部件,特别是对于高档数控机床,它是决定机床装备的性能、功能、可靠性和成本的关键因素。
选择一项:
d.
数控系统
题目32
数控车床的机床本体与普通车床相比,在结构上差别最大的部件是(
)。
选择一项:
d.
进给传动系统
形考任务3
一、单项选择题(每小题2分,共64分)
题目1
经济型数控车床常采用(
),它的优点是加工工艺性好,其刀架水平放置,有利于提高刀架的运动精度,但这种结构床身下部空间小,排屑困难。
选择一项:
b.
水平床身
题目2
车削中心是以(
)为基本体,并在其础上进一步增加动力铣、钻、镗,以及副主轴的功能,以实现多工序复合加工的机床。
选择一项:
a.
全功能型数控车床
题目3
采用经济型数控系统的机床不具有的特点是(
)。
选择一项:
d.
必须采用闭环控制系统
题目4
一般采用开环控制的经济型数控机床没有(
)。
选择一项:
a.
反馈装置
题目5
加工中心按照功能特征分类,可分为
(
)、钻削和复合加工中心。
选择一项:
d.
镗铣
题目6
立式加工中心是指主轴轴线与工作台(
)设置的加工中心,主要适用于加工板类、盘类、模具及小型壳体类复杂零件。
选择一项:
d.
垂直
题目7
卧式加工中心是指主轴轴线与工作台(
)设置的加工中心,主要适用于加工箱体类零件。
选择一项:
a.
平行
题目8
(
)集中了金属切削设备的优势,具备多种工艺手段。有自动换刀装置,能实现工件一次装卡后完成铣、镗、钻、铰、锪、攻螺纹等多道工序或全部工序的加工。
选择一项:
b.
加工中心
题目9
加工中心最突出的特征是是设置有(
)。
选择一项:
b.
自动换刀装置
题目10
加工中心集中了金属切削设备的优势,具备多种工艺手段,能实现工件一次装卡后的铣、镗、钻、铰、锪攻螺纹等综合加工。加工中心最大的特点是有(
)。
选择一项:
a.
自动换刀装置
题目11
图1所示数控车床采用(
)结构,这种布局结构具有机床外形美观,占地面积小,易于排屑和冷却液的排流,便于操作者操作和观察,易于安装上下料机械手,实现全面自动化等特点。
图1
选择一项:
c.
倾斜床身
题目12
数控车床采用(
),加工工艺性好,其刀架水平放置,有利于提高刀架的运动精度,但这种结构床身下部空间小,排屑困难。
图2
选择一项:
c.
水平床身
题目13
以多面孔系加工为主,工序集中且复杂的箱体类零件,一般选用(
)进行加工。
选择一项:
a.
卧式加工中心
题目14
对箱体类,异形类,型腔模具工件,如果加工余量小(精加工),而且以单面孔系加工为主,工序集中的,一般选用(
)进行加工。
选择一项:
d.
立式加工中心
题目15
图3所示加工中心,按主轴在加工时的空间位置进行分类,属于(
)。
选择一项:
b.
立式加工中心
题目16
在数控铣床的运动分配与部件布局中,一般需要对工件的多个侧面进行加工,则主轴应布局成(
)。
选择一项:
a.
卧式
题目17
数控电火花线切割机床加工的特点有(
)。
选择一项:
a.
金属材料的硬度和韧性不影响加工速度
题目18
电火花加工的原理是基于工具和工件(正、负电极)之间脉冲性火花放电时的电蚀现象来蚀除多余的金属,以达到对零件的尺寸、形状及表面质量预定的加工要求。电火花加工最大的局限性是(
)。
选择一项:
b.
只能用于加工金属等导电材料“
题目19
常用数控电火花加工机床的加工局限性(
)。
选择一项:
b.
只能用于加工金属等导电材料
题目20
通常数控电火花加工机床可以加工(
)。
选择一项:
b.
导电材料
题目21
数控电火花线切割机床属于(
)。
选择一项:
b.
放电加工
题目22
(
)是数控机床实现自动加工的核心,是整个数控机床的灵魂所在。
选择一项:
d.
数控系统
题目23
数控系统中的CNC的中文含义是(
)。
选择一项:
a.
计算机数字控制
题目24
CNC是由(
)承担数控中的命令发生器和控制器的数控系统。
选择一项:
c.
计算机
题目25
(
)是数控机床操作人员与数控系统进行信息交换的窗口。
选择一项:
a.
人机界面
题目26
数控系统中的PLC是(
)。
选择一项:
d.
人机界面
题目27
(
)的作用是用来完成数控机床的逻辑控制。
选择一项:
d.
可编程控制器
题目28
数控机床的插补功能,由(
)来完成。
选择一项:
d.
数字控制
题目29
下列功能中,(
)是数控系统目前一般所不具备的。
选择一项:
d.
刀具刃磨功能
题目30
(
)不是数控系统的特点。
选择一项:
d.
不具有通用性
题目31
(
)是数控机床的核心关键部件,特别是对于高档数控机床,它是决定机床装备的性能、功能、可靠性和成本的关键因素。
选择一项:
d.
数控系统
题目32
数控车床的机床本体与普通车床相比,在结构上差别最大的部件是(
)。
选择一项:
d.
进给传动系统
形考任务4
一、单项选择题(每小题4分,共64分)
题目1
(
)检验又称静态精度检验,是综合反映机床关键零部件经组装后的综合几何形状误差。
选择一项:
a.
几何精度
题目2
数控机床精度检验中,(
)的检验是表明所测量的机床各运动部位在数控装置控制下,运动所能达到的精度。
选择一项:
b.
定位精度
题目3
下列(
)检验属于定位精度检验。
选择一项:
d.
直线运动轴机械原点的返回精度
题目4
对加工中心的(
)检验,属于定位精度检验。
选择一项:
b.
回转轴原点的返回精度
题目5
数控机床几何精度检查时首先应该进行(
)。
选择一项:
b.
安装水平的检查与调整
题目6
对数控铣床的(
)检验,属于切削精度检验。
选择一项:
c.
斜线铣削精度
题目7
图1所示(
),可用于数控机床的直线运动定位精度检验。
选择一项:
b.
激光干涉仪
题目8
图2所示(
)的工作原理是将其两端分别安装在机床的主轴与工作台上(或者安装在车床的主轴与刀塔上),测量两轴插补运动形成的圆形轨迹,并将这一轨迹与标准圆形轨迹进行比较,从而评价机床产生误差的种类和幅值。
选择一项:
c.
球杆仪
题目9
将被测物体置于图3所示(
)的测量空间,可获得被测物体上各测点的坐标位置,根据这些点的空间坐标值,经计算可求出被测的几何尺寸、形状和位置。
选择一项:
b.
三坐标测量机
题目10
数控机床的使用条件有明确的要求,与数控机床的基本使用条件不符的是(
)。
选择一项:
c.
无需保护接地
题目11
在数控生产技术管理中,除对操作、刀具、维修人员的管理外,还应加强对(
)的管理。
选择一项:
a.
编程人员
题目12
按报警号分类,数控系统的报警可分为(
)和用户报警两大类。
选择一项:
a.
系统故障
题目13
数控机床的故障按故障内容分类,可分为(
)和电气故障两大类。
(
选择一项:
b.
机械故障
题目14
数控机床的故障按故障特征分类,可分为(
)和有报警故障两大类。
选择一项:
c.
无报警故障
题目15
数控机床的故障按故障现象分类,可分为(
)和随机性故障两大类。
选择一项:
b.
可重复故障
题目16
数控机床的故障按故障性质分类,可分为(
)和不可恢复性故障两大类。
选择一项:
d.
可恢复性故障
二、判断题(每小题2分共36分)
题目17
数控机床的定位精度是表明所测量的机床各运动部位在数控装置控制下,运动所能达到的精度。
选择一项:
对
题目18
数控机床的几何精度是表明所测量的机床各运动部位在数控装置控制下,运动所能达到的精度。
选择一项:
错
题目19
数控机床的切削精度检验是对机床的几何精度和定位精度在切削加工条件下的一项综合检查。
选择一项:
对
题目20
三坐标测量机作为一种检测仪器,对零件和部件的尺寸、形状及相互位置进行检测。
选择一项:
对
题目21
球杆仪利用机床的两轴联动做圆弧插补,通过分析圆弧的半径变化和弧线的轨迹特征来判断机床的误差元素。
选择一项:
对
题目22
激光干涉仪利用机床的两轴联动做圆弧插补,通过分析圆弧的半径变化和弧线的轨迹特征来判断机床的误差元素。
选择一项:
错
题目23
平均排除故障时间是从出现故障直到故障排除恢复正常为止的平均时间。
选择一项:
对
题目24
伺服电机与丝杠的联轴节松动导致伺服电机与滚珠丝杠之间出现滑动,使得零件报废属于电气故障。
选择一项:
错
题目25
数控机床的故障按故障内容分类,可分为可重复性故障和电气故障。
选择一项:
错
题目26
数控机床能否充分发挥作用,起到应有的经济效益,是与生产管理、技术水平、人员配套、基础元部件的及时供应等有密切关系的。
选择一项:
对
题目27
数控设备的选用只需要考虑其加工精度就可以了。
选择一项:
错
题目28
用数控机床加工时,切削速度越高加工成本越低。
选择一项:
错
题目29
数控机床使用时需要进行保护接地。
选择一项:
对
题目30
数控机床的基础使用条件必须保证稳定的供电电源,有抗干扰措施。
选择一项:
对
题目31
数控机床工作地允许的海拔高度为1000m,当超过这个指标后,不仅伺服驱动系统的输出功率下降,而且影响加工的效果。
选择一项:
对
题目32
数控机床工作的环境温度是没有限制条件的。
选择一项:
错
题目33
加工中心能在一次装夹后实现多表面、多特征、多工位的连续、高效、高精度加工,即工序集中。
选择一项:
对
题目34
五面加工中心具有立式和卧式加工中心的功能,通过回转工作台的旋转和主轴头的旋转,能在工件一次装夹后,完成除安装面以外的所有五个面的加工。