數控機床的概述精選(九篇)

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第1篇：數控機床的概述范文

關鍵詞：CAT-180數控熱旋壓機床；西門子840D數控系統；改造

1 概述

該機床是19世紀末期從西班牙DENN公司引進的數控熱旋壓機床，主要用于金屬筒形部件（Φ140mm-Φ180mm）的熱旋壓，由于該機床使用時間過長，部分配件老化，使其加工精確度降低，而且存在設備部件復雜、維修成本高等問題。因此為了保證生產，降低維修成本，我們通過對進出料系統、溫度補償等裝置，以及部分電氣系統和機械系統的改造，機床的進出料系統采用氣動式裝置，機床的驅動軸采用SIMODRIVE 611D伺服驅動，從而使設備恢復原貌。

2 機床結構的構成

機床主要包括主軸驅動、液壓系統、進給軸驅動、上下料裝置、裝置、刀具管理等，由直流電機作為主軸（SP軸），其作為旋轉軸，可分為高速和低速旋轉，并帶電動換擋結構，主軸電機采用原來機床的直流電機，由ABB公司生產的M3AA 250 SMA-4型電機；橫向軸為X軸、縱向軸為Z軸（對著主軸），其中Y軸為虛擬軸，需要適配第三幾何軸。X軸和Z軸的位移檢測元件采用的是絕對值編碼器，通過液壓驅動控制X軸和Z軸的位移量。這樣通過三軸聯動，可以對金屬圓筒部件進行熱旋壓。

3 西門子840D數控系統簡介

西門子840D、SIMODRIVE611D數字驅動和S7-300PLC，用MTS位移傳感器作為位置和速度檢測元件，通過伺服閥控制油缸活塞的位移量，經各信號的相互傳遞，構成全數字閉環控制系統。該系統適于機床各式各樣復雜部件的加工任務，并有其精度高的特點。它由NCU（數控單元）、MMC、PLC等部件構成該數控系統，并用總線相連各部件來完成信號的傳輸任務。

3.1 NCU控制模塊

NCU單元是西門子840D數控系統中的中央控制單元，它為系統的核心，負責處理CNC的一切功能及機床的控制，它與611D伺服驅動的總線連接，用來接收數控指令并向系統提供信號反饋；NC和S7-300PLC內的CPU都一起集成在NCU模塊中，與MMC、主軸驅動、伺服驅動等連接。

3.2 人機界面

它是MMC和OP建立的西門子840D與操作者互相交互的界面，是執行NC數據的輸入以及數據的顯示，其中OP單元，帶有10.4寸的TFT顯示屏、NC鍵盤；MMC是一臺小型計算機，并帶獨立的CPU、硬盤和軟驅，其中PCU是為操作面板匹配而設計的MMC模塊，該機床為PCU50，并配有高級HMI，同時帶有WINDOWS NT4.0，用于人機可視化交互，如編程、診斷等功能；其中MCP是數控操作臺上有用戶自定義功能按鍵的操作面板，通過MP總線連接各模塊，主要控制機床的相關動作、主軸以及進給軸。

3.3 PLC控制模塊

PLC模塊是NCU的子模塊，由電源模塊（PS）和接口模塊（IM）以及信號模塊（SM）等組成，用于機床的控制與監控。其中電源模塊（PS）是PLC和NC的供應電源；接口模塊（IM）是用在不同等級的互連；信號模塊（SM）有DI型（SM321）、DI/DO型（SM323）、DO型（SM322）等。其中西門子公司提供的840dtoolbox包含有機床的部分程序，安裝下載后可實現主軸的旋轉以及X軸和Z軸的控制，還可以增加用戶自定義的程序來實現液壓、氣動、、冷卻等輔助控制，這些功能需要在SIMATIC Manager件上編程才能實現。

4 機床設計

4.1 進給驅動控制原理

該機床系統是全閉環控制系統，采用MTS磁制伸縮式位移傳感器，為其提供位置反饋和速度反饋，其輸出為絕對數值SSI數字輸出，有著控制精度高，信號不漂移及變值的特點；在伺服油缸中裝有浮動永磁磁環，當磁環移動時上下感測到的位移即為活塞的位移。當CNC發出指令時，信號通過NCU各總線傳遞給伺服驅動系統，當位移傳感器檢測的位置不在指令發出的位置時，它通過位置控制電路輸出±10V的電壓信號，傳送到伺服編碼器使能端（D和E端），控制液壓缸活塞的位移量，同時，位移傳感器輸出0-10V的速度信號，反饋給機床，位移傳感器發出的位置和速度反饋信號傳輸到系統后，對伺服閥作出相應的位置和速度調整，從而對進給軸的位移和速度實現精確控制，并在人機界面中顯示出來；當位置傳感器檢測到CNC給出的指令一致時，位置控制電路系統停止發出±10V電壓信號，從而進給軸停止。如圖1。

4.2 主軸控制原理

主軸采用是原來的主軸驅動直流電機。CNC中發出的速度S指令，由指定的速度值決定，其速度還可以通過主軸倍率開關進行轉換。當信號經過PLC時，對S碼進行譯碼出來，再經模擬輸出轉換為十六位數的整數，然后送給數模轉換模塊，轉換為需要的數字信號，并輸出±10V的電壓信號傳遞給主軸驅動系統，控制其轉速，如圖2所示。

4.3 上下料裝置的改進

為了安全，降低成本，操作簡單，我們采用氣缸作為上下料裝置，首先把金屬圓筒經過中頻加熱到一定的溫度后，把加熱好的料進入旋壓機加工時，用小車把料推向旋輪底部，再用頂料氣缸把料推向旋壓機卡爪內，通過卡爪夾緊、加熱補償，主軸旋轉，進行熱旋壓；完成后，出料時，首先出料氣缸把小車推向出料口，卡爪松開后，頂料桿把金屬成形圓筒推出到小車上，推出來后，小車再慢慢退回到出料的初始位置，進行自動下料，從而實現上料和下料的全部過程。圖3為上下料裝置。

5 機床調試

5.1 PLC程序設計

機床的外部動作由MCP操作面板的用戶自定義區域在PLC中設定地址，其主軸和X軸、Z軸也在MCP控制面板上。通過線路檢查合理后方可試車，調試時，首先對系統的PLC程序及NCK數據總清，PLC程序才能調試。通過安裝840dtoolbox后，打開s7-300軟件就能打開gp8x0d65這個文件夾的程序，下載到CPU中，然后對FC功能塊進行調試，下載成功后，MCP上的燈不再閃爍，同時對機床的各軸參數進行修改后，各軸就可以正常工作，同時還需對機床數據以及PLC數據備份。通過PLC的編程，能夠對系統的各種信號進行處理，與對軸的定位控制以及的控制。

5.2 報警文本制作

當機床發生故障時，顯示屏上會提示故障信息及故障代碼，同時，機床可能停止工作，以提醒操作者采取適當的措施去處理該機床，為機床的維護提供了便利。報警由系統報警、用戶報警組成，其中系統報警是機床在出廠前已經編輯好的報警文本，這些報警的代碼可以通過《西門子840D診斷手冊》查閱該報警的具體問題及解決措施。

用戶報警文本制作：

在制作用戶報警時，首先要在MBDDE.INI文本中進行相關設置，同時還需要具備三個條件才能實現：

（1）PLC程序處理相應報警信號

用戶自定義報警共有25組號碼，每一組有64個號碼與之對應，如DB2.DBX184.3對應的報警號為700035，如圖4。在編寫PLC程序時，要對該機床的報警編寫合適的報警號，以便出現故障時查驗。為實現報警，還需觸發相應的報警信號在NC設置的激活動作。

（2）在程序OB1中需調用FC10

該機床發出的報警幫助信息t由NC自動處理，但出廠時設置的機床報警及操作信息經接口信號傳送到DB2進行處理，這些信號再通過功能塊FC10經PLC傳遞給MMC和NC，并且在MMC上顯示報警信息和故障代碼。當機床報警信號由0變為1時，報警信息在MMC上立刻顯示，由1變到0時，只要操作者按下復位鍵，系統及時復位，報警代碼消失，如圖5所示。

（3）編好報警文本并傳入系統

當我們需要編寫英文報警文本時，需在MMC中的Microsoft的Dos環境中的ASCⅡ編輯器中編寫，但編寫中文報警文本時，必須通過個人電腦安裝的winpcin軟件編寫中文報警信息并把文件傳輸到mb.dir文件中才能實現該報警。

6 結束語

該機床通過改造后運行比較穩定，功能強大，程序設計簡單，維護方便，加工精確度得到提高，降低了設備維修成本，提高了設備利用率。

參考文獻

[1]楊斌.西門子840D數控系統的介紹[J].CAD/CAM與制造業信息化，2004（6）：87-89.

[2]徐斌.西門子840D數控系統在龍門銑上的開發應用[D].浙江工業大學，2015：13-15.

[3]劉佳佳.大型強力數控旋壓機液壓伺服系統研究[D].北京工業大學，2014：22-26.

[4]楊永.SIEMENS 840D用戶報警文本的制作[J].機床與液壓，2009（2）：213-215.

第2篇：數控機床的概述范文

關鍵詞：數控機床；改造技術；加工效率；安全水平

在我國，應用的數控機床大多是從國外引進的，我國在數控機床自主研發能力方面與國外發達國家之間仍存在一定的差距。引進國外數控機床不僅增加了企業的運營成本，同時也對數控機床的維修工作提出了更高的要求。在這樣的情況下，工作人員要及時排除數控機床故障，提升生產效率，就必須從數控機床的改造工作入手，對其進行優化。本文從數控機床改造的必要性出發，對其改造技術要求進行了論述，現作如下總結。

1改造數控機床的必要性

1.1可有效提升加工效率

對數控機床進行改造主要是通過技術創新與技術改造的方法，在傳統數控機床的基礎上對其進行優化，突出其使用性能。改造數控機床后，由之前的工人一人控制1臺變為一人控制2臺。這有利于提高加工效率，節省人力資源。除此之外，還可以提升加工精度，降低廢品率，對于縮短生產周期、提升企業經濟效益具有重要的促進意義。

1.2可有效提高安全水平

基于當前我國機床數控化程度普遍不高，在安全水平方面也處于相對落后的狀態，機床在未得到及時改造的情況下，極易在使用過程中發生安全事故。而對數控機床進行合理改造后，工作人員可充分遵循人機工程的相關要求，提升機床的自動化、智能化水平，由此提升數控機床的安全水平，大幅降低工作人員在操作時與危險部位接觸的概率，進而降低事故發生率。

1.3可有效提高維修便捷性

如果工作人員對數控機床設備缺乏相應的了解，便難以判斷其實際性能是否符合實際加工要求，維修的工序也因此變得較復雜。通過改造數控機床，工作人員可精確計算機床的實際加工能力，同時，在熟知機床特性的情況下，維修難度也隨之明顯降低，這有助于提升機床的加工效率。通常情況下，對經改造后的機床進行適當調試后，便可實現機床的全負荷運轉。

1.4可有效降低機床成本

部分大型機床的價格相對較高，導致機床的購置成本難以得到有效降低。這一問題可通過對機床進行數控改造進行解決。研究表明，對機床進行數控改造后，所花的費用僅為原機床購置費用的1/3，且可在一定程度上縮短購置時間。除此之外，還可以有效降低機房更新過程中造成的污染排放量和能源消耗量。

2改造數控機床的相關技術要求

對機床進行數控改造的實質就是將普通機床與數控裝置進行連接，使其充分滿足現代化生產需求，從而實現生產效益的最大化。在數控機床改造過程中，除了要確保機床能達到標準的設計要求外，還要盡可能地發揮機床的使用性能。為從根本上提高數控機床的應用效能，筆者特對其改造技術要求作了如下總結。

2.1滑動導軌副

導軌是數控機床的重要組成部分，對機床的整體性能具有重要影響。通常情況下，工作人員在改造數控機床時，要確保其導軌性能與實際改造需求相符，具體要注意以下幾點：

①在導向精度與工藝性方面，應與普通車床的基本要求相符；

②應具備一定的耐摩擦和耐磨損能力，由此盡可能地減少摩擦阻力，減少致死區；

③應具有一定的剛度，以保障導軌的防護性和度以及產品的加工精度。

2.2滑動絲杠與滾珠絲杠

絲杠會對傳動鏈精度產生直接影響，加工件的精度要求與拖動扭矩要求可對其主要指標產生決定性的影響。在加工件要求較低且原絲杠基本未受磨損的情況下，可將滑動絲杠作為首選。通常情況下，滑動絲杠的等級應不小于6級。如果螺母存在間隙過大的現象，就應及時更換。滾珠鋼絲具有傳動效率較高、摩擦損失較小、使用壽命相對較長、傳送精度相對較高的特點，可有效降低電機的啟動力矩，滿足對精度要求較高的零件加工需求。與滾珠絲杠相比，滑動絲杠的價格相對較低，但由于其精度也相對較低，因此，對于具有較高精度要求的零件加工，應將滾珠絲杠作為首選。

2.3齒輪副

機床的變速箱和主軸箱是齒輪的主要集中點，對傳動精度有著至關重要的影響。在改造機床的過程中，為進一步提高傳動精度，工作人員應在普通機床的基礎上進一步提升齒輪精度，由此實現傳動精度的提升。要保障機床的加工精度，就要確保傳動結構無間隙，同時還要根據數控機床的實際要求，對機床的齒輪作出相應改造。

2.4安全防護

要從根本上提升數控機床的改造效果，就要對其安全防護性能進行有效改造。首先，應重視滾珠絲杠副的安全防護工作，采取相應的措施防止硬砂礫、切屑等塵粒進入滾道當中，對元件的精密度產生不良影響；其次，應將整體鐵板防護罩加在縱向絲杠上，由此對其形成防護；最后，應確保大拖板與滑動導軌接觸兩端面的密封性，防止硬質異物進入，對導軌造成損傷。

3結束語

綜上所述，對機床進行數控改造是實現機械機械自動化的必經環節，同時也是實現機床自動化、智能化的有效途徑。在改造數控機床的過程中，工作人員需充分遵循機床運作的客觀規律，并在此基礎上通過創新技術不斷革新、改造機床，由此實現機床應用效率的大幅提升。

參考文獻

［1］韓沖.數控機床電氣改造問題研究［J］.科技與企業，2014（08）：269.

［2］周霞瑜.數控機床維修改造中需要注意的要點探析［J］.科技創新與應用，2014（08）：95.

［3］王小軍.論職業院校數控機床升級改造的必要性及改造方法［J］.電子制作，2014（24）：205.

第3篇：數控機床的概述范文

【關鍵詞】數控技術 數控加工 機械機床 發展前景

數控技術也叫做計算機數控技術，是利計算機技術利用一種數字程序來控制機械設備的技術，是當今建筑行業中一個非常重要的使用裝備，也是當今社會發展中重要的產業。一個國家要想發展好工業，就必須要用先進的技術作為支撐，剛好數控機床就是先進的數控技術中的其中一種，數控機床是典型的機電一體化產品，是一種裝有程序由計算機技術控制的自動化高效能機床，代表了現代數控技術控制機械機床的發展方向。

一、我國數控技術的發展

隨著計算機技術日的功能越來越強大，已經成為數控技術發展的必然趨勢。在傳統數控技術方面，我國處于相對落后的狀態，先進的數控技術卻為我國原本落后的數控產業的發展提供良好的契機。我國是數控技術在經歷了半個世紀的發展，現在已經掌握了自己的裝備，取得了比較大的進步。此外，還建立了數控開發技術，數控機床生產基地，培養了專業的數控人才，形成了自己專有的數控產業。雖然我國的數控機床多是用舊機床進行改造的，但是就目前來說，我國在現代化數控技術上飛快的發展速度充分說明了這些年我國在數控行業中的整體實力的壯大，改變了中國依賴傳統機床的的局面。

二、數控技術在建筑行業的應用

（一）數控技術的功能

在先進的數控技術的發展下，數控技術是不僅給建筑行業的機械加工帶來了便利，也給其他行業在機械加工方面帶來了很大的幫助。數控技術是計算機程序對機械設備進行遠程控制的方法，它包含了傳統的制造技術、感應檢測技術、光機電技術、計算機技術等，同時它還擁有利用編好的程序對數控機械設備實現了遠程控制功能，提高了機械設備的靈活性和工作效率。在先進的數控技術下，數控機械設備在不同行業的領域下得到了不同的發展需求。

（二）數控機械對施工的概念

在建筑行業的生產中，數控加工技術主要是在機器設備的生產線上工作。數控技術機械化施工是指利用三維設計圖數據的模型、建筑工地的數據采集系統、數控機械控制系統等多個平臺，通過建筑工地的信息資源來實現對工地的施工機械管理、控制的施工模式。數控加工技術主要是代替工作人員完成那些細密的焊接加工任務，這樣在提高了生產效率的同時又保了生產的質量，同時又節省了勞動力，用低成本實現了高效率。如果機械設備在運作的時候出現了故障，數控加工技術會通過自帶的檢測系統將設備在工作時發生故障的信息發送給計算機系統，并且會自動停止機械設備相應的工作，減少了企業不必要的損失。

（三）數控技術機械化的施工原理

數控機械化施工采用的是智能機器人一樣的動態定位技術或者GPS監測技術，通過監測技術和傳感器發來的信號，用圖像或者聲音來指引操作員自動控制鏟刀等機械準確施工。

三、數控機械設備的應用

（一）數控技術在建筑業中的應用

數控控制技術在機械設備運轉中有著非常重要的作用，它是現在化機電一體化重要組成的部分，能夠進一步提高機床的生產工作效率。機械機床會執行計算機數控技術發出的指令，因為數控技術利用數字化信息技術把數控機床工作時所要用的全部工件的信息以及工藝信息都進行了數字化處理，實現了對數控機床的遠程加工引導，讓數控機床等機械設備實現自動化生產的功能，給建筑業帶來了先進的技術。數控機床最大的特點也是最大的優勢就是不需要重新調動機床工作臺的位置，而是操作人員只需要將控制機床的程序輸入到系統中，就可以讓數控機床自動工作，從而解決了建筑行業復雜的加工問題。

（二）數控技術加工系統的應用

如今，數控技術被各行各業廣泛的使用，其裝備的性能也在不斷的被提高，與其相應的設備也發生了改變。數控機床的外殼在毛坯制造的時候開始引進焊件，采用數控氣割解決了諸多容易發生安全事故的問題，并且數控技術系統利用切削加工滿足了滿足了機床在生產產品時的精度需求和質量要求。

四、改造數控機床對建筑行業的意義

隨著科學技術的不斷發展，數控技術發展的速度也越來越快，廣泛使用數控技術是建筑行業發展的重要標志，而當前傳統的機床已經無法滿足企業的生產需求，但我國有一些中小型的建筑企業在機床這方面沒有過多的了解，對此給企業造成了生產成本的不斷增高，嚴重影響了中小型建筑企業的經濟效益。而數控機床的改造恰恰解決了建筑業的這個問題，數控機床的改造不但有利于推動數控技術的現代化整體水平，還以高精密度和智能化的優勢為中小型建筑企業提高了生產效率，減低運作成本，機床的性能也更加穩定，同時還解決了傳統機床在作業中所遇到的困難，給作業人員減輕了工作負擔。對傳統機床進行數控化改造，其實就是利用先進的機損件技術對傳統機床里面的元件的功能進行數字化信息處理，讓其實現可以自動化生產，將其原來的性能達到像新購置的數控機床功能一樣的效果。

五、結束語

當前數控機床在我國建筑行業中有很大的市場需求，能夠滿足我國建筑行業對數控機床等設備需求的唯一辦法利用先進的計算機數控技術將傳統的普通機床進行數控化的改造，對其建立相應的工作體系。舊機床的改造具有很大的意義，它將帶來及巨大的市場效益，對中小型建筑行業的流動資金和降低生產成本有較大的幫助。不僅數控機床對建筑行業的發展有著重要的作用，數控技術還奠定了我國數控技術產業和數控機械設備制造業的可持續性發展，因此，大力發展先進的數控技術已經成為了國家加快速度發展經濟、提高綜合國力和數控地位的重要途徑。

參考文獻：

[1]鐘良偉.建筑機械機床數控化改造方法研究.2016（03）：

212-214

第4篇：數控機床的概述范文

1 電氣控制柜的設計

在本設計中，組合式加工機床的電氣柜中裝配的電子設備主要包括：LG變頻器（兩個），歐姆龍CQM1H型可編程邏輯控制器（PLC）一個。主軸電機使用18．5kw容量的變頻器進行控制，而主軸箱走刀電機和主軸箱快速電機以及立柱行走電機使用5．5kW容量的變頻器控制。而且在操作站與組合式加工機床的電器柜之間的傳輸方式使用了總線式傳輸方式，并且使用插頭連接手控操作站、床身分線盒和控制柜，因此不但大量的減少了控制電纜的數量，而且方便工作人員進行維護、檢修和移動等工作。電器柜的柜門上分別安裝了電源啟動/停止控制按鈕以及兩個電機轉速顯示表，方便工作人員對主回路電源進行控制。在電器柜的內部，通過空氣開關、變壓器、繼電器以及接觸器等大量電器設備進行多級保護。為了防止PLC被電路故障或其他原因損壞，因此，接觸器需要通過繼電器對PLC進行控制。

2 可編程邏輯控制器（PLC）程序設計

可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，簡稱PLC），是一種通過進行數字運算實現具體操作的電子系統，是現代工業的核心控制部件。本設計采用可編程邏輯控制器是OMRON（歐姆龍）公司的CQM1H型PLC控制器，可編程邏輯控制器（PLC）在組合式加工機床控制電路中，主要不但需要接收來自限位開關的信號、按鈕控制信號、空氣開關監控信號、電機過載信號、變頻器保護信號等來自外部的信號，還需要接受指示信號、輸入變頻器控制信號以及輸出變頻器控制信號等。因為按鈕控制信號以及指示信號在實際生產中，與組合式加工機床的控制柜距離比較遠，因此本設計對控制柜進行連接控制時，采用了歐姆龍總線鏈接模塊（B7A）實現，并且將操作站模塊通過兩芯電纜或者三芯電纜連接到PLC鏈接模塊。本設計使用OMRON（歐姆龍）公司的CX-programmer軟件實現編程功能，這樣可以方便工作人員或技術人員對所有的點進行實時監控，幫助工作人員準確的了解每個點的運行狀態，以便在實際生產工作中根據情況進行實時調試。

3 組合式加工機床變頻器參數調整

本設計中，組合式加工機床的電器柜里面的需要配置兩臺變頻器，其中一臺變頻器單獨對主軸進行控制，另外一臺變頻器連接接觸器，對主軸箱走刀、速度電機以及立柱行走電機進行控制， LC變頻器根據需要設置分為“功能組1、功能組2、驅動組、輸入＼輸出組（I/O組）、通訊組（選項組）、外部組、應用組”，并且將這七組參數設置成出廠缺省參數設置，并且提供相關功能，方便工作人員根據具體工作需求對部分參數進行更改。

3.1 變頻器基本參數的設置

LG變頻器是組合式數控加工機床電氣控制系統的核心部件，因此變頻器的參數設置將直接影響組合式數控加工機床的工作性能。在對變頻器的基本參數進行設置時，應該首先對電機功率進行設置和選擇，或者參考變頻器的型號對電機功率進行選擇。

3.2 特定功能的應用

組合式加工機床工作臺（立柱）的傳動軸以及主軸箱是不同的傳動軸分別是不同的軸，在實際工作中，為了實現電機可以滿足所選定的軸的工作狀態和需求，因此需要應用第二電機功能參數，根據不同的情況或需求設置相關的參數，實現對所選軸的控制。第二參數功能具體的配置和使用方法如下：工作人員首先任意選擇一個多功能端口，并且設置對應的輸入/輸出參數（I/O參數），將這個設置好的端口保持在激活狀態下，然后進行啟用第二電機功能操作。在對參數進行設置時，具體的參數包括：“第二電機加速時間、第二電機減速時間、第二電機轉折頻率、第二電機V/F方式、第二電機正轉矩補償、第二電機反轉矩補償、電子熱保護等級（一分鐘）、電子熱保護等級（連續）、第二電機額定電機電流”。因為主要由加工軸控制工作臺（立柱）的行走，因此在低速動作階段時，需要較高的轉矩，所以在工作中采用用戶V/F方式進行控制，工作人員可以最大頻率與0的范圍內，對四個點進行設置，根據具體需要設置不同電壓，通常情況下，會將較高輸出電壓設置為第一個點，這樣可以保證較高的輸出轉矩。

4 結論

在本文設計的組合式數控加工機床電氣控制設計中，電氣控制系統中的核心部件是兩臺LG變頻器。因此，這兩臺LG變頻器的具體參數設置和相關參數調整，將對合式數控加工機床的工作效率、加工精度和整體性能產生直接影響。其中一臺LG變頻器主要負責控制三臺電機，這三臺電機分別作用于兩個軸。而且在該設計中，為了讀一不同的電機進行有效的保護，采用了第二電機的相關功能，根據具體情況設置了相應的參數，實現了對不同的電機的進行分別保護的功能。在組合式數控加工機床的工作臺（立柱）控制中，本設計采取的控制方式為用戶V/F控制方式，使組合式數控加工機床在實際生產加工時操作更加方便靈活，可以很好的滿足單位的生產需要。另外，在本設計中的傳輸方式采用了總線式傳輸方式，使用一根10芯的通訊電纜實現控制信號的傳輸，因此大量的減少了連接在電器柜與控制臺之間的電纜數量，這樣可以方便單位根據具體的情況和生產需求移動，不但減少了成本，而且方便工作人員進行調整和維護，有效的提高了組合式數控加工機床的整體工作性能和實用性。通過實驗分析和實際應用反饋，該設計有效的提高了組合式數控加工機床的工作效率，完全達到了設計要求，可以為工作人員和設計人員在以后的組合式數控加工機床電氣控制設計工作中提供參考和幫助。

參考文獻

第5篇：數控機床的概述范文

關鍵詞：機床；數控化；改造

1 機床進行數控化改造的必要性

微觀上看，數控機床比傳統機床有以下突出的優越性，而且一些優越性均來自數控系統所包含的計算機的威力。由于計算機有高超的運算能力， 可以瞬時準確地計算出每個坐標軸瞬時應該運動的運動

量，因此可以復合成復雜的曲線或曲面。可以實現加工的自動化， 而且柔性自動化，從而效率可比傳統機床提高 3～7 倍。由于計算機有記憶和存儲能力， 可以將輸入的程序記住和存儲下來， 然后按程序規定的順序自動去執行，從而實現自動化。 數控機床只要更換一個程序， 就可實現另一工件加工的自動化，從而使單件和小批生產得以自動化，故被稱為實現了“ 柔性自動化”。加工零件的精度高，尺寸分散度小，使裝配容易，不再需要“ 修配”。可實現多工序的集中，減少零件 在機床間的頻繁搬運。 擁有自動報警、自動監控、自動補

償等多種自律功能， 因而可實現時間無看管加工。由以上五條派生的好處。如：降低了工人的勞動強度，節省了勞動力（一個人可以看管多臺機床），減少了工裝，縮短了新產品試制周期和生產周期，可對市場需求作出快速反應等等。

2 進行機床數控化改造思路

2．1 數控化改造的內容。

機床與生產線的數控化改造主要內容有以下幾點： 其一是恢復原功能，對機床、生產線存在的故障部分進行診斷并恢復；其二是 NC 化，在普通機床上加數顯裝置，或加數控系統，改造成 NC 機床、CNC 機床；其三是翻新，為提高精度、效率和自動化程度，對機械、電氣部分進行翻新，對機械部分重新裝配加工，恢復原精度；對其不滿足生產要求的CNC 系統以最新 CNC 進行更新；其四是技術更新或技術創新，為提高性能或檔次，或為了使用新工藝、新技術，在原有基礎上進行較大規模的技術更新或技術創新， 較大幅度地提高水平和檔次的更新改造。

2．2 數控系統的選擇。

數控系統主要有三種類型，改造時，應根據具體情況進行選擇。步進電機拖動的開環系統。 該系統的伺服驅動裝置主要是步進電機、功率步進電機、電液脈沖馬達等。由數控系統送出的進給指令脈沖，

經驅動電路控制和功率放大后，使步進電機轉動，通過齒輪副與滾珠絲杠副驅動執行部件 只要控制指令脈沖的數量、頻率以及通電順序，便可控制執行部件運動的位移量、速度和運動方向。這種系統不需要將所測得的實際位置和速度反饋到輸入端，故稱之為開環系統，該系統的位移精度主要決定于步進電機的角位移精度，齒輪絲杠等傳動元件的節距精度，所以系統的位移精度較低。 該系統結構簡單， 調試維修方便，工作可靠，成本低，易改裝成功。異步電動機或直流電機拖動， 光柵測量反饋的閉環數控系統。該系統與開環系統的區別是：由光柵、感應同步器等位置檢測裝置測得的實際位置反饋信號，隨時與給定值進行比較，將兩者的差值放大和變換，驅動執行機構，以給定的速度向著消除偏差的方向運動，直到給定位置與反饋的實際位置的差值等于零為止。閉環進給系統在結構上比開環進給系統復雜，成本也高，對環境室溫要求嚴。設計和調試都比開環系統難。但是可以獲得比開環進給系統更高的精度，更快的速度，驅動功率更大的特性指標。可根據產品技術要求，決定是否采用這種系統。交/直流伺服電機拖動，編碼器反饋的半閉環數控系統。半閉環系統檢測元件安裝在中間傳動件上，間接測量執行部件的位置。它只能補償系統環路內部部分元件的誤差，因此，它的精度比閉環系統的精度低，但是它的結構與調試都較閉環系統簡單。在將角位移檢測元件與速度檢測元件和伺服電機作成一個整體時則無需考慮位置檢測裝置的安裝問題。

3 數控改造中主要機械部件改裝探討。

一臺新的數控機床，在設計上要達到：有高的靜動態剛度；運動副之間的摩擦系數小，傳動無間隙；功率大；便于操作和維修。 床數控改造時應盡量達到上述要求。能認為將數控裝置與普通機床連接在一起就達到了數控機床的要求，應對主要部件進行相應的改造使其達到一定的設計要求，才能獲得預期的改造目的。

滑動導軌副。對數控車床來說，導軌除應具有普通車床導向精度和工藝性外，要有良好的耐摩擦、磨損特性，并減少因摩擦阻力而致死區。同時要有足夠的剛度，以減少導軌變形對加工精度的影響，要有合理的導軌防護和。

齒輪副。一般機床的齒輪主要集中在主軸箱和變速箱中。為了保證傳動精度，數控機床上使用的齒輪精度等級都比普通機床高。在結構上要能達到無間隙傳動，因而改造時，機床主要齒輪必須滿足數控機床的要求，以保證機床加工精度。

第6篇：數控機床的概述范文

關鍵詞：數控機床操作實訓；機械制造專業；技工院校；教學改革

技工院校要在職業教育大潮生存與發展，迫切需要在專業和課程等各方面積極推動改革。筆者以數控機床操作實訓課程為例，談談有關推動教學改革的實踐經驗。

一、數控機床操作實訓課程改革的關鍵問題與特點

數控機床操作實訓是機械制造專業的一門必修課程，是機械制造專業學生必須要掌握的技能。通過數控機床操作實訓，讓學生親身體驗到機械產品是如何從毛坯制作加工成零件，最后把零件加工成產品。同時，通過數控機床操作實訓，更有助于理論知識具體化和形象化。1.數控機床操作實訓課程的特點通過數控機床操作實訓課程教學，有助于提高學生的創造能力，分析問題與解決問題的能力，從而全面提高學生素質。數控機床操作實訓有助于提高學生動手能力，培養企業生產需要的技術人員，為此，數控機床操作實訓課程教學要以企業需求為原則，著力提高學生核心職業技能。數控機床操作實訓課程不僅要提高學生的職業技能，更應該著力培養學生的職業道德與職業理想，從而提高學生的綜合素質，使學生能夠更好地服務企業和社會。2.數控機床操作實訓課程改革的關鍵問題提高數控機床操作實訓課程教學質量的關鍵問題在于時間充足、內容實用、人員配置合理、考核方法科學有效、實訓教學與生產過程緊密相連，這些也是數控機床操作實訓課程改革要著重解決的問題。3.傳統數控機床操作實訓課程教學方式與特點傳統數控機床操作實訓課程教學的過程為：首先教師要講解理論，然后讓學生現場操作、教師在現場輔導，最后對數控機床操作實訓進行考核與綜合測評。傳統數控機床操作實訓教學更多體現為理論課程延續，其特點表現為操作內容過于簡單，導致學生對實訓興趣性不高，實訓效果不理想。正是基于這些因素，非常有必要推進數控機床操作實訓課程改革。

二、數控機床操作實訓課程改革思路與內容

1.數控機床操作實訓課程改革思路這種改革思路是在保留傳統數控機床操作實訓教學優點的基礎上加大對實訓內容的開發，加大對數控機床操作實訓課程教學內容和教學方式改革，拓展數控機床操作實訓課程的實訓內容，使實訓教學方式多樣化，不斷提高實訓效果。數控機床操作實訓課程改革最終要實現操作企業化、實訓標準專業化、實訓項目產品化、實訓內容多樣化。2.數控機床操作實訓課程改革內容數控機床操作實訓項目控制標準：工具、量具與設備維護參照企業標準，設備的安置要符合企業標準。操作環境及方式可以參照國家職業技能鑒定的訓練內容和考核標準制定實訓內容。為了使數控機床操作實訓內容多樣化，可以從增加項目加工工序的種類、增加設備工具的使用內容入手。3.數控機床操作實訓課程改革定位數控機床操作實訓課程改革定位為數控銑、加工中心機床使用，數控電加工機床應用，CAD/CAM應用。4.數控機床操作實訓課程改革教學內容選擇數控機床操作實訓課程著重選擇的學習領域包括數控銑床操作、凸模零件加工工藝分析與編程加工、凹模零件加工工藝分析與編程加工、模具零件孔加工、模具零件中非圓二次曲線加工、數控電火線切割機床操作加工、數控電火花脈沖機床操作加工等。5.數控機床操作實訓課程改革教學實施技術要求課程改革教學實施技術要求包括設備使用、手工操作、具量使用以及技術測量等方面，設備使用要求規范、操作流程正確，手工操作方法要求規范、零件程序編寫正確、零件公差尺寸控制合格，具量使用方法正確，技術測量數據準確、誤差控制在合理范圍。6.實訓課程改革教學效果數控機床操作實訓課程改革著重于教學內容和教學方式，能夠有效提升技校生實訓技能和實訓興趣，培養學生獨立思考與解決問題的能力，使學生養成吃苦耐勞的精神，形成安全第一、質量第一和文明生產的良好習慣，為后續專業學習奠定良好的基礎。

三、改革方向

拓展實訓項目，使實訓內容多樣化，多利用現代化教學手段與教學模式，讓學生了解現代機械加工發展方向，多讓學生了解到現代機械加工方法與操作要領。

參考文獻：

[1]鄭頌波.中職數控車工操作實訓教學改革的思考[J].中小企業管理與科技,2014(1).

[2]王偉中,樓建勇.數控機床編程與操作實訓課程教學研究與實踐[J].職業,2008(29).

第7篇：數控機床的概述范文

【關鍵詞】數控機床；維修和改造；問題與措施

隨著經濟的發展，數控機床技術發展迅速，在現代企業發展中起著重要作用。數控機床在不斷地改造，所以其應用范圍將逐漸擴大。由于數控機床結構比較復雜，種類繁多，一旦出現故障，則面臨著維修和改造的問題。因此，需要加強對數控機床維修和改造方面的研究。

1.數控機床維修改造中存在的問題

第一，數控機床缺乏安全操作的環境。數控設備缺乏齊全的安全操作功能，具體表現是：對于容易噴出液體或其他物質的數控設備，沒有安裝具有連鎖保護功能的防護門；對于操作人員必須處于安全區才能啟動的設備，沒有安裝雙手控制的預防裝置，或者沒有按照規定的技術標準進行安裝；對于缺相就會燒毀電器的部分，沒有安裝三聯動斷路器。滾珠絲杠副是數控機床中一種重要的精密構建，在數控機床維修改造的過程中，經常沒有針對這一構件制定有效的安全保護措施，導致數控機床在工作過程中，許多粉塵、碎屑、沙粒進入到滾珠絲杠副，從而損壞這一構件。

第二，亂接中線到PE。按照相關技術要求，不能將保護接地線與電器內部的中線連接起來，在機械電柜內部，也不能安裝PE兼用端子。但是在數控機床維修改造過程中，有的工作人員經常將機床中的PE接地端與三相380v中的一相連接起來，形成了AC220V，直接危害著工作人員的人身安全。

第三，非單一電源。根據相關技術標準，應該將電氣設備安裝在單一電源上，但是在實際工作中，為了走線方便，工作人員經常另外引線。在這種情況下，當切斷設備電源開光后，由于沒有及時切斷設備的所有電源，從而對技術人員的人身安全產生了威脅。

第四，電氣設備保護不當。電動機燒毀的主要原因是電動機的熱積累，根據相關技術要求，如果電動機連續工作0.5kw以上，則必須采取熱保護措施。在數控機床設備維修改造過程中，使用了“時間-電流”的保護器件經常與電動機不匹配，當被保護設備燒組的時間常數與保護器件的時間常數的差異較大時，保護作用在大大降低。

第五，數控操作人員規范意識較低。數控操作人員在安裝和使用設備的過程中，規范操作意識較差，沒有按照規定的操作要點進行操作，結果導致數控設備容易出現故障。尤其是對于已經維修改造過的設備，如果操作人員沒有將器件標志粘貼在維修器件上，一旦設備出現問題，則很難確定故障來源，不利于設備的維修和改造。

2.改進數控設備維修改造工作的措施

2.1大型專用數控設備技術要點

對于大型數控設備主軸而言，基本都是采取齒輪變速的轉動方式，這樣能有效地擴大功率變速范圍，即使在低速時也能傳遞較大的轉矩。一般齒輪變速都存在掛檔問題，可以利用電動瞬動解決這一問題，所以在利用大慣量部件進行延時時，可以用時間繼電器進行檢測。同時，掛檔限位開關需要回答計算機是否掛檔成功，掛檔的瞬間點應該向接口輸入口令，在PAL系統中很難順利完成這一操作過程，所以PAL無法有效地處理電動機運動問題。

需要注意的是，應該在數控設備上保留手動掛檔按鈕開關。在進行專有數控機床改造時，可以通過參數宏調用的方式來實現零件加工程序與PLC程序間信息的傳遞。對于大型專用數控機床來說，應該注意夾緊和放松等問題，具體來說，坐標軸運動時應該放松，到達目的地時應該夾緊。同時，應該坐標軸劃分成低夾和高夾兩個程度，這樣能有效地避免坐標軸夾緊時出現抖動情況。

2.2掌控數控機床結構

由于數控機床出現故障，所以需要進行維修和改造，要想有效地解決數控設備改造中的問題，需要從根源上杜絕設備故障的出現。首先，對于制造商而言，應該借鑒和吸收國外先進經驗，不斷完善數控機床生產技術，制造出高性能、高密度的數控設備，掌控數控機床機構，當設備出現故障時，才能及時找出故障源頭，并進行維修和改造。

2.3數控設備導軌

數控設備導軌不僅需要具備普通車床導向的精度與性能，同時還需要具備較高的耐磨性。因此，需要提高數控設備的精度，避免其導軌變形影響加工精度。在操作時，可以使用導軌和防護來提高其加工精度。一般情況下，機床齒輪主要集中在主軸箱和變速箱中，所以，數控機床的齒輪精度高于普通機床。在改造數控機床結構時，需要充分滿足無間隙轉動的技術要求。

2.4數控機床維修改造的調試和驗收

在數控機床維修的過程中，需要對相關設備進行合理調試，合理驗收維修標準。在調試數控機床的過程中，應該指定專人負責機械、光學、傳感以及液壓等操作進行科學調試，按照從簡到難、從外到里、從小到大的順序進行調試。在制定數控設備維修標準時，應該堅持實事求是的原則，結合數控設備的結構特征開展系統考核。

2.5培養專業數控設備維修改造人員

數控機床是機電一體化高科技產品的典型代表，如果維修改造人員的專業知識較差，則無法快速地找出機床故障，并制定解決措施，那么數控機床改造也就無從談起。因此，對于數控機床行業來說，培養一批專業性強的維修和改造數控設備人才具有非常重要的意義。國家和企業應該建立專門的數控設備維修和改造機構，負責數控設備維修的人員應該具備機電一體化知識，且素質較高。以下人員可以參與到數控機床維修改造培訓：電氣工程師、機修鉗工以及機械工程師。

為了調動數控設備維修改造人員培訓的積極性，企業應該盡量為培訓機構創造有利條件，對于參與培訓的人員，企業需要配置技術手冊、測試儀器以及工具器具，從而提高其維修改造能力。

3.總結

綜上所述，數控機床維修改造中存在許多問題，數控機床缺乏安全操作的環境，亂接中線到PE，非單一電源，電氣設備保護不當，數控操作人員規范意識較低。因此，企業需要制定有效措施進行改善，掌控數控機床結構，進行數控設備導軌和數控機床維修改造的調試、工作驗收，培養專業數控設備維修改造人員。

參考文獻

[1]孟詠梅.數控機床維修改造中的問題與對策研究[J].科技創新與應用，2014，12（3）：83-84

第8篇：數控機床的概述范文

1.以學生為中心的課程教學方案

地方本科院校著重培養應用型人才，在課程教學方案中著重加強學生應用實踐創新能力的培養，在教學中應及時更新內容，多引進企業行業目前應用廣泛的實例。例如在課程第二章中數控編程內容拓寬知識面，增加課時，由原來的簡單指令的講解，擴展到復合指令的應用。實例講解選取企業工廠實際加工的零件，如圖1所示。以我院新購進的華中數控系統為重點介紹固定循環指令，讓學生體會到用循環指令比用G01簡單指令編程方便得多。同時，這章內容的課時由原來的8課時增加至10學時，切實提高學生的實踐能力，如圖2所示為方俊同學為選取實例零件編寫的零件程序部分。

圖1 案例

圖2 學生編寫程序（部分）

2.以學生為中心的教學方法

單純課程板書已不能滿足信息化的要求，要借助現代化的教學手段。在講授數控編程這一章內容時，借助網絡下載仿真軟件，實操機床，能夠強化效果。圖3為課堂中講授車削零件的程序，并在仿真機床操作加工。據實驗教師反映，通過仿真軟件的學習，學生再到數控機床操作，效果更好。

圖3 使用模擬仿真軟件教學

3.以學生為中心的考核方式

第9篇：數控機床的概述范文

【關鍵詞】數控機床；可靠性技術

引言

隨著經濟全球化的不斷深入，產品結構愈發復雜，功能日益多樣化，顧客對產品的綜合性價比要求不斷提高，市場需求向著小批量、多品種發展。數控機床適用于復雜異形件加工，質量穩定、精度高、柔性好、節省時間，符合先進制造業的加工需求。數控機床的技術水平成為衡量一個國家工業生產力的重要尺度。

早在“十一五”計劃中，國務院就將數控機床作為發展制造業的重頭戲。國務院在《加快振興裝備制造業的若干意見》中指出：要大力發展精密、高度、大型數控裝備及配套部件，改變高精度數控機床基本依靠進口的局面。截止到2010年，經濟型數控機床的國產市場占有率已逾五成，普及型數控機床也占到了44%，高端數控機床份額較低，只有5%。可以預見，在“十二五”期間，大型高精度數控機床是機床行業的發展重點。

1、國產數控機床可靠性現狀分析

近年來，我國的數控技術取得了巨大進步，但與國外同類型產品相比，無論是設計水平還是穩定性都相距甚遠，故障率高、運行不穩定、工藝粗糙、互換性差是幾個突出的問題。藉由一定的數據統計分析，我國數控機床的可靠性問題集中在以下幾點：

（1）國產機電元器件質量差。在國內低壓電器、機電元器件市場中，粗制濫造、惡意壓價現象嚴重，真假難辨。接插器、連接器、繼電器、觸發器、開關、按鍵、鍵盤、雙絞線等部件故障率較高。繼電器的彈簧耐疲勞性差、溫度特性差，高溫下的簧片變形或絕緣材料失效會使繼電器動作失靈。連接器、接插器的重復使用次數太少，壽命短，使用一段時間后電阻增大，由于簧片易疲勞，造成正在運行的系統突然停止、程序紊亂等事故。如果這些部件應用到數控機床，不僅無法保障工件質量，嚴重的還會造成生產事故。

（2）電源及工藝技術。根據相關的技術統計，電氣系統九成以上的故障是由于電源故障或電源對干擾信號的傳導。強電設備會發出很強的脈沖噪聲，通過傳導影響電子設備運行，對電源系統產生嚴重的污染。實際中應當追根溯源，從電源降噪入手，利用電磁兼容性原理解除干擾。

（3）CNC安裝不當。數控系統的正確安裝是保證數控機床正常運行的重要環節，如果沒有按照安裝手冊的要求安裝調試，忽略了電磁干擾因素，或者布線凌亂，都會使伺服驅動軸失控，輕則影響零件加工，重則會引起機器報廢。由于工人缺乏經驗或者運行環境惡劣，都會使數控機床免疫能力低下，極易發生故障。

2、提高數控機床運行可靠性的具體手段

2.1提高數控系統和伺服系統的設計可靠性

在設計數控系統時，可采用模塊化硬件形式，按照不同機床的功能需求合理組建模塊，遵循通用化、標準化原則，兼顧人機對話、機械故障自診斷、機床自保護、刀具管理功能，這樣既提高了機床的使用穩定性，又降低了使用與維護成本。

數控機床的運行上限速率與伺服系統的性能息息相關，跟蹤定位精度、工作穩定性、零件表面質量、生產效率等指標是控制系統和機床之間電傳動的互聯環節。交流替直流、數字信號取代模擬信號都可以提高伺服系統設計可靠性，同時數字驅動系統增強了系統柔度和適應性。

2.2正確操作數控系統

（1）參數配置錯誤、邏輯程序編寫失誤都會給數控機床埋下質量隱患，一旦等到投入使用才發現問題，不僅給用戶帶來了不便，也影響了自己的信譽。舉例說明，在修正數控轉臺定位精度時常用到螺距誤差補償功能，如果參數設置不正確導致轉臺同向旋轉定位，反而會使得誤差累積；加減速時間設置過短會對機床傳動鏈造成沖擊，縮短壽命。

（2）可應用系統宏功能進行參數化編程。在加工小尺寸深孔時，如應用系統宏功能，用戶只需修改相應的工藝參數（加工距離、進給量、進給速度、分級占用比），便能完成加工任務，新手也一樣能操作機床。系統的工件號檢索功能為不同零件的加工提供索引，通過選擇開關即可應用相應的加工程序。

2.3采用有效隔離屏蔽技術

CNC系統和輸入輸出通道中的濾波環節降噪功能有限，還應配置隔離設備，阻斷I/O電氣聯系，盡可能減小干擾信號。變壓器隔離、繼電器隔離和光電隔離使用較為廣泛。對I/O端口進行光電隔離，使I/O各自使用不同電源，信息傳遞具有單向性，有效防止干擾信號在輸入輸出端之間互通。電磁鐵和電磁閥相連處可用繼電器進行隔離，變電氣沖擊為機械接觸。某些干擾嚴重的場合還需變壓器耦合隔離。

屏蔽干擾信號主要從兩方面入手，一是將取東西單元、變壓器、機柜等干擾源屏蔽起來，阻斷靜電和電磁信號的傳遞；二是用雙層金屬屏蔽控制系統，防止高壓線、雷電等外在物質的干擾。綜合這些手段，數控機床的可靠性可以大大提高。

2.4合理布線和接地

數控機床的地線比較繁雜。邏輯電路、小信號回路以及直流電源工作回路，不可與繼電器、電磁閥回路混搭。系統中的機架箱體等結構件應予以接地，接地電纜的橫截面積不得小于10mm2，電阻在一歐姆以下為宜。布線要遵循“強弱分開”的原則，強電電路要與弱點電路分開，輸入輸出、脈沖和電平線也要有一定間距。利用金屬屏蔽線隔開輸入信號線后，還要用金屬蛇形管各自走線。可編程控制器盡量配置獨立電源并接地，嚴禁與其他設備串聯接地。

結語

在第十二個五年計劃期間，我國的機械制造業會朝著柔性化、集成化、自動化、智能化的方向不斷挺近，數控機床需求量巨大，這給機床行業提供了良好的發展契機。我國加入WTO后，國產數控機床面臨巨大沖擊，提高機床設計可靠性，增強自己的市場競爭力顯得格外重要。廣大同仁應重視可靠性技術的研究，促進研究成果產業化，為中國數控機業添磚加瓦！

參考文獻

[1]許彬彬.基于維修程度的數控機床可靠性建模與分析[D].吉林大學，2011