時間：2022-05-06 16:20:57
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關鍵詞:普通車床 數控改造
企業要在激烈的市場競爭中獲得生存、得到發展,它必須在最短的時間內以優異的質量、低廉的成本,制造出合乎市場需要的、性能合適的產品,而產品質量的優劣,制造周期的快慢,生產成本的高低,又往往受工廠現有加工設備的直接影響。目前,采用先進的數控機床,已成為我國制造技術發展的總趨勢。購買新的數控機床是提高數控化率的主要途徑,而改造舊機床、配備數控系統把普通機床改裝成數控機床也是提高機床數控化率的一條有效途徑。我校為適應現代化生產和教學,對CA6140車床進行了數控化改造。
1 機床數控化改造的條件
1.1 機床基礎件有足夠的剛性
數控機床屬于高精度機床,工件移動或刀具移動的位置精度要求很高,必須在0.001-0.01mm之間,高的定位精度和運動精度要求原有機床基礎件具有很高的靜剛度和動剛度。本次用于改造的CA6140車床自購進后一直保養良好,機床基礎件剛性滿足要求。
1.2 機床數控改裝的總費用合適,經濟性好
機床數控改裝分兩部分進行:一是維修機械部分。更換或修理磨損零件,調試大型基礎零件,增加新的功能裝置,提高機床的精度和性能,另一方面是舍棄原有的一部分進給系統,用新的數控系統和相應的裝置來替代。改造總費用由機械維修和增加的數控系統兩部分組成。若機床的數控改造的總費用僅為同類型車床價格的50% ~60%時,該機床數控改造在經濟上適宜。經過考查,若購買同樣配置的車床約需10萬元,而我校機床數控改造的總費用為5.1萬元,僅占51%,因此該機床數控改造在經濟上是合適的。
2 系統配置及主要技術規格
該系統由SIEMENS 802S系統、接口電路、驅動線路及步進電機等組成,另外還配有自動轉塔刀架、主軸變頻調速器及主軸編碼器等,系統屬開環控制系統。其主要技術性能和參數如下:
(1)系統控制部分。采用SIEMENS 802S系統,鍵盤和顯示部分裝在面板上。
(2)系統軟件具有若干指令。其中加工指令有直線、斜線、螺紋、錐螺紋和圓弧等5條指令?？蓪崿F車削外圓、端面、臺階、割槽、錐度、倒角、螺紋、順圓弧和逆圓弧等操作。控制指令有結束循環、暫停、延時、延時換刀、編碼換刀、通訊等,與加工指令配合,可加工出各種較復雜的零件。
(3)系統環境工作條件。溫度-10-+40℃;濕度為40%-80%。
(4)輸入電網電壓。交流(220±22)V;頻率為50Hz;電流為1.5A。
(5)步進電機。BYG550C-2型電機兩臺,驅動電壓為110V;相電流為2.5A;步距角為0.36°/步;靜力距為12N.m。
3 主傳動的數控化改造
機床主傳動的作用是把電機的轉速和轉矩通過一定途徑傳給主軸,使工件以不同的速度運動,主傳動性能的好壞,直接影響零件的加工質量和生產效率?？紤]到改造的經濟性,可乘用機床原有的普通三相異步交流電動機拖動?？紤]到加工過程中當電網電壓和切削力矩發生變化時,電機的轉速也會隨之波動,直接影響加工零件的表面粗糙度。因此為提高加工精度,實現主軸自動無級變速,在主軸上增加了交流異步電動機變頻調速系統,從而不需進行機械換檔。針對機床要求具有螺蚊切削功能,在主軸部位安裝主軸脈沖發生器,為保證脈沖發生器與主軸等速旋轉,即主軸轉一周,主軸脈沖發生器也主軸脈沖發生器安裝示意圖轉一周,主軸脈沖發生器的安裝方式很重要。改裝時,主軸傳動必須經過原有CA6140車床主軸箱中58/58和33/33兩級齒輪(實現1∶1)傳遞到原有CA6140車床的掛輪軸X,拆除掛輪留出空間,安裝脈沖發生器,并用法蘭盤固定。
4 進給傳動的數控化改造
進給傳動的作用是接受數控系統的指令,驅動刀具作精確定位或按規定的軌跡作相對運動,加工出符合要求的零件,對進給傳動的要求是高精度、高速度。改造中我們采用步進電機驅動系統實現開環控。
（1） 進給傳動鏈；（2） 接口箱內減速齒輪的齒數比；（3） 傳動滾珠絲杠副；（4） 刀架。
5 機電聯動調試
5.1 機械調試
絲杠上,側母線和橫、縱導軌的平行度誤差控制在0.01mm/全長之內;轉動絲杠,絲杠軸向竄動在0.01mm之內;絲杠螺母同軸度誤差控制在0.01mm之內。
5.2主軸控制
主軸電機采用交流變頻控制電機,由變頻器進行控制,轉速范圍60~6000r/min。模擬量由基本I/O單元的A0端口輸出0~10V的直流電壓,變頻器根據輸入的電壓變化而輸出相應的轉速。由于模擬主軸電機沒有編碼器,因此在發出轉速命令后,系統無法檢測到主軸的是否運行。為解決這一問題,我們利用變頻器上的功能端子,將其通過參數設置成“到達指令頻率閉合”狀態,并通過PLC檢測此信號,從而實現對電機的運轉進行監控。
5.3教學功能的附加
常用的工件材料類別如下：
> 一般鋼材---普通碳鋼、合金鋼、工具鋼
> 淬火鋼
> 不銹鋼
> 鑄鐵---灰鑄鐵、球墨鑄鐵
> 鈦合金
> 高溫合金---鎳基合金、鈷基合金
> 有色金屬---銅合金、鋁合金
> 復合材料
所謂難加工材料，就是切削加工性差的材料，即硬度高、強度高、延伸率高、沖擊值大、導熱系數小的材料。但在日常生產中，切削加工所用的材料種類很多，性能各異，對于某一種類材料性能并非全面達到或超過以上指標，其中一項或兩項超過以上指標者，也是難加工材料。常用難加工材料有五大類，即高溫合金（包括鐵基、鎳基和鈷基三大類）、鈦合金、不銹鋼（如奧氏體不銹鋼、馬氏體不銹鋼、沉淀硬化型不銹鋼）、超高強度鋼、以及高溫結構陶瓷材料等。
材料切削加工性的衡量指標通常有四種標志方法：刀具耐用度T、已加工表面質量、單位面積切削力、斷屑性能。
超高強度鋼難加工材料加工特點。如38CrNi3MoVA、 40CrNi2Si2MoVA 超高強度鋼，其半精加工、精加工和部分粗加工常在調質狀態下進行。調質后的金相組織為索氏體或托氏體，硬度高達HRC55。一般σs>1GPa或σb>1.1Gpa的結構鋼，稱為高強度鋼；σs>1.2GPa或 σb>1.51Gpa的結構鋼稱為超高強度鋼。與普通碳素結構鋼相比，高強度鋼、超高強度鋼的強度高，導熱系數偏低，故切削力大，切削溫度高（比45鋼高出100～200℃），刀具磨損快，使用壽命短，斷屑亦稍難。
超高強度鋼必須采用耐磨性強的刀具材料。按粗加工、半精加工、精加工的要求，應分別采用不同牌號的YT（P）類硬質合金，最好是添加鉭、鈮的牌號。高速精加工時，應采用高TiC含量并添加工鉭鈮的YT類合金、TiC基和Ti（C，N）基硬質合金，涂層硬質合金和復合Al2O3陶瓷等。刀具前角應較小。在工藝系統剛性允許的情況下，應采用較小的主偏角和較大的刀尖圓弧半徑。切削用量，尤其是切削速度，應比加工中碳正火鋼時適當降低。盡量采用切削液與斷屑措施以改善切削條件。
高溫合金和不銹鋼材料加工特點。不銹鋼按金相組織分，有鐵素體、馬氏體、奧氏體三種。奧氏體不銹鋼的成分以鉻、鎳等元素為主，淬火后呈奧氏體組織，切削加工性比較差，表現在：
> 塑性大，加工硬化很嚴重，易生成積屑瘤而使已加工表面質量惡化。切削力約比45鋼（正火）高25%。加工表面硬化程度及硬化層深度大，常給下序帶來困難。且不易斷屑
> 導熱系數小，只為45鋼的1/3，產生的熱量不易傳出，所以切削溫度高。
> 由于切削溫度高，加工硬化嚴重，加上鋼中有碳化物（TiC等）形成硬質夾雜物，又易與工具發生冷焊，故刀具磨損快，使用壽命降低。
YT類合金刀具不宜用于加工奧氏體不銹鋼和高溫合金，因為YT類硬質合金中的鈦元素易與工件材料中的鈦元素發生親和而導到冷焊，在高溫下還加劇了擴散磨損。一般宜采用YG類（最好添加鉭、鈮，如YG6A）、YH類或YW類硬質合金，也可采用高性能高速鋼。刀面應磨光，且需采取斷屑措施。加工奧氏體不銹鋼時，宜采用較大的前角（γ0=15～30°以減小切削變形）與中等的切削速度（50～80m/min，硬質合金）。加工高溫合金時，宜采用偏小的前角（γ0=0～10°，以提高切削刃的強度）與偏低的切削速度（ 30～40 m/min，硬質合金）不論加工奧氏體或高溫合金，切削深度和進給量均宜適當加工，避免切削刃和刀尖劃過硬化層。
針對鈦合金、不銹鋼、超高強度鋼等難加工材料的切削，使用的刀具材料主要是細晶粒硬質合金、超細晶粒硬質合金和高性能高速鋼，應特別注意刀具材料（包括其涂層）與工件材料的匹配，實踐證明，鈦合金切削加工中，常規涂層對提高刀具性能方面沒有明顯作用，必須尋找新的涂層及涂層工藝。
> 鈦合金的加工方法切削速度不宜過高（40～60m/min）：切削速度過高會產生大量切削熱，導致刀具壽命降低。
> 縮短刀具與工件的接觸時間：刀具與工件接觸時間越長，產生的熱量就越多，會導致刀具壽命降低。而刀具直徑越大，接觸時間就越長，因此在允許的范圍內，應盡可能使用小直徑刀具。
> 減小切削寬度：切削寬度越大，接觸時間越長，會增加發熱量。因此，加工時不宜加大切削寬度，而通過增加切削長度來提高加工效率。使用長刃刀具等對于粗加工很有效。切削寬度小的臺肩銑削能減少切削熱，使提高切削速度成為可能。
> 充分使用切削液，提高冷卻效果：尤其是15MPa以上的超高壓切削液。
> 使用45°主偏角刀具：只要工件形狀允許，盡可能使用45°主偏角的刀具，以減薄切屑，延長刀具壽命。
難加工材料數控加工需要解決的關鍵技術問題如下：
（1） 數控加工仿真及數控程序優化技術；
（2） 加工難加工材料的先進刀具的選用和切削參數優化；
（3） 加工難加工材料的切削理論研究；
（4） 數控加工工藝技術；
（5） 基于毛坯加工及毛坯殘留的數控編程與加工技術
難加工材料數控加工編程要點
> 刀具加工過程采用順銑，盡量避免逆銑。
> 在加工中拐角減速，減速值為正常進給率的40%到70%。編程采用高速銑加工模塊，所有轉角執行R1-R3圓弧過渡連接，避免瞬間急轉彎。
> 在粗加工半封閉槽或型腔的時候刀具不應超出工件外，刀具直徑的20%到30%。
> 槽加工宜采用擺線加工方式。
> 先用直徑大的刀具加工，再用直徑小的刀具對拐角進行插銑，為精銑創造好條件。
> 粗加工時注意工件變形，注意陡壁加工、 分層加工、進退刀控制、 對稱加工策略的應用。
小結
> 切實掌握常用五大類難加工材料的加工特點。
> 材料切削加工性的衡量指標、具體判據。
> 改善難加工材料切削加工性的措施。
> 掌握難加工材料數控加工關鍵技術及編程要點。
【關鍵詞】橢球；工藝；程序；走刀路線
橢球長半軸30mm，短半軸20mm。
一、加工工藝的分析
首先，分析零件圖樣是工藝準備中的首要工作，直接影響零件的編制及加工結果。分析零件圖樣上的尺寸公差要求，以確定控制其尺寸精度的加工工藝，如刀具的選擇及切削用量的確定等?？磮D得出為橢球兩配合，單件，材質為45#鋼，技術要求：表面粗糙度均為1.6，現有毛坯規格？50mm，長130mm一件。加工工分析如下：（1）從已知條件去選擇機床CKA6136/
6140均可，如現在以FANUC 0i mate數控系統為例，準備相應的刀具和加工程序。（2）有毛坯規格和配合件對同軸度不難看出，在加工過程中應盡量采取一次裝夾全部完成的方法。這對裝夾的要求較高，通過計算得出。（3）刀具的選用：刀號01，刀具名稱90°外圓車刀，型號YG8 A320，數量1；刀號02，刀具名稱切槽刀，刀寬3mm，數量1；刀號03，刀具名稱切斷刀，5*20mm，數量1；刀號07，刀具名稱麻花鉆及鉆套，Ф12mm*50mm，Ф16mm*30mm，數量各1；刀號08，刀具名稱中心鉆及鉆夾頭，A3 Ф1～13mm，數量各1；刀號04，刀具名稱內螺紋車刀，M20*1.5mm*30mm，數量1，刀號05，刀具名稱外螺紋車刀，M20*1.5mm，數量1；刀號06，刀具名稱內孔車刀，Ф16mm，數量1。（4）具體的加工步驟如下：第一，裝夾毛坯伸出長度不低于98mm，夾緊并找正。先用08號刀具鉆出中心孔，再用07號刀具預制Ф16mm，深度不小于22 mm的孔，達到技術要求。第二，分別對06，04，03號刀具零點設置在軸線和毛坯右端面的交點處，粗精加工內孔及內螺紋，達到技術要求。第三，用03號刀具切斷并保證30mm的總長度。把切下的內孔工件①先放一邊。第四，先用08號刀具鉆出中心孔，再用07號刀具預制Ф12mm，深度40mm的孔，達到技術要求。分別對01，05，02，03號刀具零點設置在軸線和毛坯右端面的交點處，粗精加工外圓及外螺紋，達到技術要求。第五，把切下的內孔工件①配到外螺紋上，用01號刀具加工外輪廓至橢球一半即可，再去掉內孔部分的工件①。第六，用03號刀具切斷并保證50mm的總長度外輪廓工件②先放一邊。第七，再次使用08號刀具鉆出中心孔，用07號刀具預制Ф16mm，深度不小于22mm的孔，并分別對06，04號刀具零點設置在軸線和毛坯右端面的交點處，粗精加工內孔及內螺紋，達到技術要求。把外輪廓工件②配到內螺紋上，用01號刀具加工外輪廓至橢球一半達到技術要求即可，再去掉外輪廓工件②。第八，最后把內孔工件①和外輪廓工件②打毛刺后裝配完成即可。（5）編程計算及編寫程序（在后面）。（6）程序校驗及加工。
二、加工程序
（1）橢球程序。O0001；（程序名）T0101 M03 S1200；（調用1號刀1號刀補，主軸正轉，每分鐘1200轉）G00 X52 Z2；（快速跑到循環起點）G71 U2 R0.5；（外圓粗車循環）G71 P1 Q2 U0.5 W0.05 F0.3；（外圓粗車循環）N1 G00 X0；G1 Z0 F0.1；#1=0；（起始角度）#2=90；（終點角度）#3=30；（長半軸）#4=20；（短半軸）WHILE[#1 LE #2]DO 1；（當起始角度小于等于終點角度時，執行1）#5=#3*COS[#1]；（任意一點X坐標值）#6=#4*SIN[#1]；（任意一點Z坐標值）G1 X #5 Z #6 F0.1；（直線插補）#1=#1+0.5；（布距0.5度）END 1；（結束語）N2 G1 X52；G70 P1 Q2；（精車循環）G00 X100 Z100；（換刀點）M05；（主軸停）M30；（結束語）。（2）外圓程序省略。
參 考 文 獻
1.1數控加工的定義
數控加工能夠大大提高對復雜性產品的制造效率,能夠充分保障產品的加工質量,它是集傳統的機械制造工藝、現代化控制技術、傳感技術等技術于一體的,它的廣泛使用給機械制造業帶來了極大的方便,數控技術的水平已經成為衡量一個國家綜合國力的重要標志。
1.2數控加工的特點
數控加工技術與傳統的機床加工技術相比,其具有以下幾個方面的特點:1.加工零件的精度越來越高,能夠適應許多品種復雜的小零件。數控機床是按數字形式給出的指令進行加工的,不需要人工干預,從而能夠消除人為產生的誤差。2.數控機床能夠隨生產對象的變化而發生變化,所以在數控機床上改變加工零件時,只需重新編制程序,輸入新的程序后就能自動實現對新的零件的加工;而并不需要改變機械部分和控制部分的硬件,從而為復雜結構零件的生產提供了極大的方便。3.數控機床每一道工序都可以選用最有利的切削用量,這就提高了數控機床的切削效率,節省了時間,數控機床還能夠實現多道工序的連續加工,大大提高了生產效率。4.數控機床加工零件一般不需要制作專用夾具,并且還可以實現一機多用,從而能夠使生產成本進一步下降,可獲得良好的經濟效益。5.數控機床可以使用數字信息與標準代碼處理、傳遞信息,從而為計算機輔助設計、制造以及管理一體化奠定了基礎。
2數控機床
2.1數控機床的定義
數控機床是集多種技術于一體的現代化技術設備,是一種裝有程序控制系統的自動化的數字機床,其控制系統能夠自動的處理各種程序指令,從而使得機床工作加工零件。數控機床的系統一旦出現故障,就會使得機床停止運轉,從而影響生產效率。數控機床容易出現的故障主要有:機械的磨損與銹蝕、工件表面粗糙度大、電子元器件發化,本身有隱患、灰塵、操作失誤等,所以,對數控機床出現的故障及時的進行維修是保障數控機床能夠正常運行的前提,對數控機床的快速發展和不斷完善也起到了巨大的推動作用。
2.2數控機床的特點
(1)對加工對象的適應性比較強,能夠根據不同加工對象為模具的制造提供合適的加工方法;(2)加工精度高,能夠適應各種小而精密的零件的加工,具有比較穩定的加工質量;(3)當加工零件發生改變時,不需要重新進行設置,只需要更改數控的程序就可以,這樣就大大節省了生產時間,提高了生產效率;(4)由于采用的是自動化程序控制,所以大大減輕了勞動強度;(5)數控機床對工作人員的素質要求比較高,對維修人員的技術要求更高。
2.3數控機床的分類
(1)按照加工工藝方法進行分類:金屬切削類數控機床;特種加工類數控機床;扳材加工類數控機床;(2)按控制運動軌跡進行分類:點位控制數控機床、直線控制數控機床、輪廓控制數控機床。
3數控機床常常出現的故障分析
3.1數控機床監測技術的特點
隨著社會的不斷進步,經濟的快速發展,數控機床監測技術也得到了迅速的發展,從而更加準確的確保了機床的正常運行。數控機床監測技術主要有以下三個特點:(1)數控機床監測的目的很明確,能夠快速的對機床進行故障監測,進而及時的制定出科學、有效的解決方案,從而保障機床的正常運轉;(2)數控機床監測技術涉及的范圍比較廣,主要涉及到物理學、機械動力學等多種學科知識領域;(3)數控機床監測技術能夠很好的聯系實際,能夠把理論知識轉化為實踐,然后用于實際的操作中,這樣就能夠很好的提高數控機床的安全運行。
3.2數控系統故障
3.2.1位置環位控環報警:可能是測量回路開路;測量系統損壞,位控單元內部損壞;不發指令就運動,可能是漂移過高,正反饋,位控單元故障;測量元件損壞;測量元件故障,一般表現為無反饋值;機床回不了基準點;高速時漏脈沖產生報警的可能原因是光柵或讀頭臟了;光柵壞了。3.2.2電源部分電源是維持系統正常工作的能源支持部分,它失效或故障的直接結果是造成系統的停機或毀壞整個系統。
3.3無報警顯示的故障
3.3.1機床失控由于伺服電動機內檢測元件的反饋信號接反或元件故障本身造成的。3.3.2機床振動此時應首先確認振動周期與進給速度是否成比例變化,如果成比例變化,則故障的原因是機床、電動機、檢測器不良,或是系統插補精度差,檢測增益太高;如果不成比例,且大致固定時,則大都是因為與位置控制有關的系統參數設定錯誤,速度控制單元上短路棒設定錯誤或增益電位器調整不好,以及速度控制單元的印刷線路不好。
3.4數控機床監測人員要掌握方法對機床的監測
數控機床監測人員在檢測前要詳細了解機床發生故障前有哪些征兆或者是現象,根據這些現象對故障進行分析,這樣可以大大提高監測效率;如果不能通過看機床表面判斷出機床的故障,這時就必須進行深層次的故障檢測,對很有可能發生故障的部位進行監測,從而監測出故障部位。監測人員還一定要熟悉相關機床的維修原理,在每一次監測完機床故障以后,應該詳細的記錄好監測方法,從而可以方便掌握機床的故障規律,從而提高故障診斷效率。
4數控加工及數控機床的維護及檢修
4.1數控加工及數控機床維護與檢修人員
由于數控機床的特點,所以對維護與檢修人員的要求比較高,只有維修人員具有較高的素質和工作技術才能真正確保數控機床維修工作的快速、高效運行。有效的預防與維修的技術手段是確保數控機床能夠高效運轉的基本條件,所以要建立嚴格的維護修理制度對機床進行及時的維護、修理,從而來大大降低事故的發生率,每次使用完機床以后要對機床的每一個部件進行檢測,對一些有破損的部件進行及時的更換,定期對機床進行檢測,一旦發現問題及時的進行解決,另外,還可以對機床進行一定程度的升級或者是改裝,從而使的機床的技術水平能夠得到大幅度的提升,使得機床能夠穩定運行、長時間運轉,從而獲得更多的經濟效益;除此以外,還要對機床的使用壽命與更換頻率進行評估,從而真正提高機床的使用壽命。保障數控機床能夠正常運轉的主體還是維護人員,為此,一定要加強對維護人員的培訓力度,讓維護人員在掌握基本的知識基礎以后,掌握更多、更有效的技術方法,真正成為數控機床專業檢測診斷技術的高級操作專家,此外還要提高維護人員的責任心,讓維護人員能夠利用自己靈活且基礎扎實的知識體系,使機床的正常運行獲得保證,從而減少事故的發生頻率,帶來更多的經濟效益。
4.2加強對機床的安全監察力度
只有真正保障機床是在嚴格的操作流程下進行,才能真正保障人們的生命安全,減少事故的發生,所以,一定要重視事故的發生原因,對事故進行仔細的分析和解決,吸取教訓,不斷的總結經驗,將事故發生的過程記錄下來,從而能夠避免下次再出現同樣的事故,另外,還要加強對機床的安全監察力度,做好安全工作,對于不同種類的機床要采取不同的分析與診斷方法,還要做好定期維修和護理工作,提前對機床可能出現的故障進行預測,然后針對這些故障提前做好預防措施,對于機床的引進購買一定要確保是從正規廠家進行的購買,從而真正從源頭上確保機床的質量,再者還要注意確保維護人員的生命安全,要牢記安全第一的原則,提高維護人員的安全意識,從而真正使得維護人員的安全有所保障。
4.3做好預防性維護工作
預防性維護工作的目的是為了降低故障的發生率。所以,數控機床維護人員要對數控機床在實際運行的過程中可能出現的故障進行提前的預測,然后根據估測,提前做好防范工作;除此以外,數控機床管理人員還要對每臺數控機床都建立起日常的維護保養計劃,包括保養內容以及各功能部件和元氣件的保養,然后定時定期的對這些數控機床進行維護;如果數控機床長時間閑置不用,當需要使用的時候,第一次使用時最好用較低速度進行運行。
4.4數控機床的診斷原則
數控機床診斷技術主要是對機床進行故障監測和診斷。如果不能很好的對機床進行監測和診斷,就會使得這些機床在運行的過程中發生故障,導致機床不能繼續正常工作,從而給人們的生命安全造成威脅,給企業帶來不可估量的經濟損失。診斷技術就能夠很好的避免這些故障的發生,能夠使得機床按照自身的系統正常的運行。對機床進行監測和診斷可以精確的發現機床存在的問題,然后快速的解決這些問題,從而確保機床的正常運行。由于數控機床是集多種技術于一體的現代化設備,所以維修人員在診斷故障時應該采用先由外向內逐一進行排查,盡量避免隨意地啟封、拆卸,這樣會擴大故障范圍,使機床大傷元氣,喪失精度,降低性能。所以,在診斷時可以采用:先檢查外部再檢查內部;先在機床斷電的靜止狀態下通過了解、觀察測試、分析確認為故障,然后再給機床通電;當出現多種故障互相交織掩蓋,一時無從下手的情況時,應該先解決容易的問題,然后再解決難度較大的問題。這樣,遵循原則進行診斷,既能夠快速診斷出故障所在的位置,又能避免對機床的損害,大大提高了工作效率。
4.5應該為數控機床配備系統編程、操作和維修的專業人員
只有合理的配備出專業的維修人員,才能大大提高機床的維修效率。這些專業人員應該熟悉所用機床的各個部分及使用環境,并且能夠按照機床和系統使用說明書的要求正確的使用數控機床。數控機床的使用環境會影響機床的正常運轉,所以在安裝機床時應該嚴格按照機床說明書規定進行安裝,在經濟條件允許的情況下,應該將數控機床與普通的機械加工設備隔離安裝,以便對機床進行維修和保養。
4.6數控機床系統中硬件控制部分的維修與保養
數控機床系統硬件控制部分是數控機床的核心,所以一定要重視對其的維修與保養工作,每年應該讓有經驗的維修人員檢查一次,檢測有關參考電壓是否在規定的范圍內,檢查系統內各器件連接是否有松動的現象,如果有及時進行維修。還要,檢查各功能模塊使用風扇運轉是否正常并且是否清除灰塵,這樣,可以延長數控機床的使用壽命。
4.7制訂數控系統日常維護的規章制度
要根據各種數控機床的特點,確定各自保養條例,應該有一種嚴格的規定,除非進行必要的調整和維修,否則不允許隨便開啟柜門,更不允許在使用時敞開柜門;應每天檢查數控系統柜上各個冷卻風扇工作是否正常,檢查工作環境狀況,如果發現過濾網上灰塵積聚過多,一定要及時清理,否則將會引起數控系統柜內溫度過高,造成過熱報警或數控系統工作不可靠;還要經常監視數控系統用的電網電壓;定期更換存儲器用電池。
5結語
【關鍵詞】數控加工；數控機床；維護工作
引言
在當前的機械產品加工，需要通過對于數控加工方面實現技術加工技術研究，避免在數控機床的使用中，出現機床故障，保障數控機床處于良好的工作狀態中，保障機械加工工作的順利進行，避免由于機械故障造成生產上的延誤，從而造成經濟效益的浪費。
隨著科學技術的發展，對機械產品提出了精度、復雜性的要求，這對機床設備不僅提出了精度和效率的要求，而且也對其提出了通用性和靈活性的要求。機械加工現在已越來越傾向使用數控加工。數控加工主要有以下兩個優點：（1）精度高，（2）操作簡單，現代數控加工技術只需機床操作人員在加工前輸入相應的數控程序，機床就會嚴格按照數控程序進行加工。文章從數控加工工藝分析，分析零件經過數控加工，確定合理工藝方案，保證工件的精度和工藝設計要求，以達到配合要求，最終完成的零件的加工。同時由于數控機床是一種價格昂貴的精密設備，維護更是不容忽視。
1、銑削為主的箱體類配合件的加工
所謂箱體類零件的加工，就是對孔隙較少的零件的加工管理，這種零件在使用過程中的最大的特點是能夠實現對尺寸和方向的靈活控制，也就是說被廣泛的應用于汽車和飛機等大型制造業中。主要的應用部位是發動機燈重要零件位置。
數控銑床銑削加工作為一種重要的模具加工方式，主要是針對數控零件進行的加工，也就是說可以實現對零件的數控管理和加工效率的有效提升，被廣泛的應用于我國的數控零件的加工和生產過程中。目前這種生產方式加工的高速銑削技術，不僅能夠在濟公過程中實現較低溫度的作業，還可以實現較小的切削力，也就是說可以實現縮短工期，節約成本的優勢，未來可以更好的應用于模具加工的生產過程中。
2、箱體零件加工方法
2.1在加工過程中，首先要先分辨孔好面，要先對面進行加工，然后在加工孔。
2.2在加工過程中，首先應該對零件進行粗加工，然后再進行精細加工。
2.3在材料的直徑大于三十的情況下，應該對其進行一定的孔隙處理，也就是說要保證直徑上面的孔隙達到相關的尺寸要求再進行精細加工，一般來說，要按照“粗鏜-半精鏜-孔端倒角-精鏜”這樣四個基本步驟完成。
2.4對于直徑達不到三十的孔隙的加工處理，要注意對不同的孔隙之間的面積進行打滑處理，也就是說要采用專門的擴孔工藝進行孔隙表面的處理。然后再按照’半精鏜-孔端倒角-精鏜”的這樣基本步驟進行是加工。
2.5在孔隙加工過程中，應該對一些尺寸較小的孔，進行擴孔處理，然后對于一些孔隙較大的孔，進行平整度的處理。
2.6在孔隙處理過程中，對于一些施工跨度較大的孔，應該做好相關的掉頭和刀具的剛性比，這樣就可以實現對材料的更加合理的加工。
3、數控機床使用中應注意的事項
要想實現對數控機床的有效加工，就必須要對其進行加工前的認真分析，對其自身的使用情況以及維修質量等問題進行全面的資料搜集，以更加全面的掌握加工的方式，避免加工技術隊現有的機床造成不利影響。
3.1數控機床的專業性和技術性都是非常強的，也就是說在實際的運行過程中，需要專門的技術人員進行操作和知道，所以在對其進行維修的過程中，也應該注意根據專業人員的指導進行操作，避免維修行為對現有的數控機床的功能造成影響。
3.2在墊柜門的開啟的過程中，有關工作人員應該注意對電源的控制盒管理，也就是說必須在電源的切斷的情況下開啟電柜門。
3.3對于數控機床的參數不得在維修過程中隨意的修改，也就是說有關部門應該加強對數控機床的參數的保護。
3.4修改參數后，進行第一次加工時，機床在不裝刀具和工件的情況下用機床鎖住、單程序段等方式進行試運行，確認機床正常后再使用機床。
3.5機床的PLC程序是機床制造商按機床需要設計的，不需要修改。不正確的修改，操作機床可能造成機床的損壞，甚至傷害操作者。
3.6機床在連續運行時，使用時間盡量不要超過二十四小時，以免造成電氣系統和各元器件的損壞，影響機床的精度和壽命。
3.7機床全部連接器、接頭等，不允許帶電拔、插操作，否則將引起嚴重的后果。
4、數控機床的維護
在數控機床的維護過程中，應該重點對現有的數控系統進行維護，因為數控系統作為數控機床的核心系統，對于數控機床的應用效果和應用質量有著十分重要的影響。而數控系統作為一種元件較多的長時間運行的系統設備，比較容易出現系統的故障問題。所以，要重視數控系統的日常管理和維護，一般來說，從以下幾個方面入手：
4.1制訂數控系統日常維護的規章制度
4.2應盡量少開數控柜和強電柜的門
因為在機加工車間的空氣中一般都含有油霧、灰塵甚至金屬粉末。一旦它們落在數控系統內的印制線路或電器件上，容易引起元器件間絕緣電阻下降，甚至導致元器件及印制線路的損壞。
4.3定時清掃數控柜的散熱通風系統
應每天檢查數控系統柜上各個冷卻風扇工作是否正常，應視工作環境狀況，每半年或每季度檢查一次風道過濾器是否有堵塞現象。如果過濾網上灰塵積聚過多，需及時清理，否則將會引起數控系統柜內溫度高（一般不允許超過55℃），造成過熱報警或數控系統工作不可靠。
4.4經常監視數控系統用的電網電壓
4.5定期更換存儲器用電池
4.6數控系統長期不用時的維護
為提高數控系統的利用率和減少數控系統的故障，數控機床應滿負荷使用，而不要長期閑置不用，由于某種原因，造成數控系統長期閑置不用時，為了避免數控系統損壞，需注意以下兩點：
要經常給數控系統通電，特別是在環境濕度較大的雨季更應如此，在機床鎖住不動的情況下（即伺服電動機不轉時），讓數控系統空運行。利用電器元件本身的發熱來驅散數控系統內的潮氣，保證電子器件性能穩定可靠，實踐證明，在空氣濕度較大的地區，經常通電是降低故障率的一個有效措施。
5、結束語
就當前的機械加工行業工作與發展情況分析，是通過數控加工的發展應用，實現機械加工行業的良好發展，實現技術加工上的更為高端的技術要求，實現數控加工上的技術進步，在節省人力的同時，能夠減少工作強度，實現更高的經濟效益。在數控加工中，需要做好數控加工機床的維護工作，這樣才能夠保障數控加工機床處于平穩的工作狀態中，延長使用時間，節省經濟支出。
參考文獻
計算機數控仿真是應用計算機技術對數控加工操作過程進行模擬仿真的一門新技術。該技術面向實際生產過程的機床仿真操作，加工過程三維動態的逼真再現，在很大程度上彌補了實踐教學中設備品種、數量不足、學生操作時間不足的缺點，提高了學生編程能力和數控機床操作能力，可以反復動手進行數控加工操作，在培養全面提高數控加工技術的實用型技能人才方面有著重要作用。
【關鍵詞】
宇龍數控仿真軟件；數控加工；應用
1數控仿真軟件介紹
數控加工仿真是以計算機為平臺的基于虛擬現實的仿真軟件，它通過計算機的編程和建模將加工過程用三維圖或者二維圖并以動態形式演示出來，面前國內較為流行的仿真軟件有北京斐克VNUC、南京宇航Yhcnc、南京斯沃等，這其中以上海宇龍應用最為廣泛，其界面簡潔、操作簡單，人機交流方便，支持的多種數控系統。其主要優點有幾下幾點
1.1提供多種數控機床和數控系統上海宇龍仿真軟件提供車床、立式銑床、臥式加工中心、立式加工中心；控制系統有FANUC系統、SIEMENS系統、三菱系統、大森系統、華中數控系統、廣州數控系統以及上海市技能鑒定機構所采用的PA系統。豐富的刀具材料庫采用數據庫統一管理刀具材料和性能參數庫，刀具庫含數百種不同材料和形狀的車刀、銑刀，支持用戶自定義刀具以及相關特征參數。鑒于各高校資金等方面原因，一般的高職院校不可能購買所有的數控機床和數控系統，同時隨著機械行業的不斷發展，將會涌現出更多新的機床和系統，而高職院校不可能更新如此頻繁，數控仿真軟件在很大程度了彌補了這一不足，學生可以在仿真系統上進行各種最新的數控系統的仿真操作，緊跟社會發展，為今后的就業打下堅實基礎。
1.2模擬程度高，安全性高數控仿真系統實現機床操作全過程仿真。仿真機床操作的整個過程；毛坯定義、工件裝夾、壓板安裝、基準對刀、安裝刀具、機床手動操作等仿真。數控仿真系統實現加工運行全環境仿真。仿真數控程序的自動運行和MDI運行模式；三維工件的實時切削，刀具軌跡的三維顯示；提供刀具補償、坐標系設置等系統參數的設定。尤其是切削路線的顯示在很大程度了幫助了學生對現有的程序進行有效的修改。數控仿真系統實現全面的碰撞檢測。仿真系統中的手動、自動加工等模式下的實時碰撞檢測，包括刀柄刀具與夾具、壓板、機床等碰撞，也包括機床行程越界及主軸不轉時刀柄刀具與工件等的碰撞。通過碰撞檢測能實時發現問題并及時對已有的數控程序進行修改。數控仿真系統實現數控程序處理。數控仿真能夠通過DNC導入各種CADCAM軟件生成的數控程序，例如Mastercam、ProE、UG、CAXA-ME等，也可以導入手工編制的文本格式數控程序，還能夠直接通過面板手工編輯、輸入、輸出數控程序。完全模擬了現實機床的數據傳輸方式，使得學生通過仿真后就能很快在機床上進行操作加工。
1.3便于掌握學生學習動態上海宇龍仿真軟件具有記錄考試操作全過程和考試結果的功能以及多種回放方式，便于教師及時掌握學生學生動態并給與相應的指導。同時該仿真軟件具有互動教學功能，教師和學生可以相互觀看對方的操作，進行互動交流。
1.4彌補了各院校設備不足的情況由于數控設備價格昂貴，尤其是多軸數控機床價格偏高，很多各高職院校無法購買較多的設備和系統進行教學，加上實訓環境等多種因素影響，目前很多院校實習實訓的都是幾個學生一臺數控設備進行操作，這樣必然使得每個學生獨立操作設備時間大量縮短，從而導致學生不能更全面的掌握數控方面的知識。而數控仿真系統彌補了這一不足，一臺電腦就可以模擬進行數控加工，學生可以先在仿真系統上對程序進行模擬仿真操作，針對出現的問題對程序進行改正和改進，這樣大量縮短了學生在實際操作中熟練操作面板和修改程序、校驗程序的時間，有效的提高了數控實訓的效率。
當然，仿真系統畢竟只是虛擬仿真的一個軟件，與現實的設備還是存在一定的差別，其主要缺點有：（1）無法驗證程序的準確性仿真軟件只驗證程序的可行性，無法驗證其準確性，比如在直線加工過程中，應該采用G01指令，但是如果采用G00指令，仿真依然正常進行，不會出現報警顯示，而在實際加工過程中，直線插補只能用G01指令。仿真軟件無法驗證選擇的切削用量是否合理，刀具是否選擇合理，而在實際的加工過程中切削用量是最重要的工藝分析，往往很多同學在仿真時隨意設置切削用量導致實際加工中出現尺寸偏差，嚴重的會出現撞刀等情況。（2）對于有些指令仿真軟件不支持比如上海宇龍仿真軟件，4.0版本的不支持宏程序編程，不支持倒角指令編程，現在新升級的4.9版本能支持宏程序但是不支持倒角指令。這樣華中系統的倒角指令就無法仿真校驗。（3）無法實現復雜零件的加工檢測上海宇龍仿真軟件雖然能實現零件的加工仿真，但是對于復雜的零件，比如配合件，無法實現配合件的組合和檢測功能，這不得不說是個遺憾。同時在裝夾上，實際加工過程中很多地方是不能進行裝夾而仿真時任何地方都可以進行裝夾，比如圓錐、螺紋處，這樣在一定程度上給初學者帶來一定的誤解。
2結論
綜上所述，數控仿真軟件在數控加工中有著廣泛而重要的應用，尤其在高職院校已經成為機械加工必不可少的軟件，雖然仿真軟件還存在一些缺點但是這些缺點我們可以通過各種方法去改進和避免。在實際的數控加工過程中，我們必須充分發揮數控仿真軟件的優勢，合理、科學、有效的利用軟件為我們教學服務，為學生服務，為我們數控加工服務。
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關鍵詞 精加工；數控技術；譯碼
中圖分類號TG659 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2014）113-0201-02
1 數控車床精加工程序的分析
數控機床的所有工作程序和工作內容全部是由其內部程序控制的，工件最終加工成什么標準也是有這些程序來決定的，即數控加工程序是數控機床的控制大腦。實際上數控機床加工產品水平，一部分是由機床本身精密系數決定，另一部分就是由其內部加工程序來控制的。數控車削加工操作要求輸入程序盡可能簡化，并一次輸入程序、調試程序和對刀，確保加工過程中不需要對程序進行修改；數控車床加工操作程序通常情況下是根據零件輪廓來編寫的，這種程序實際上就屬于精加工程序，將其結合系統循環模塊之后，即可完成多余余量的切除操作。數控加工特點決定著每一個數控加工程序中都包含有切削參數、刀鋸運動類型、主軸轉速和機床狀態等相關信息，而且不同信息在程序中都有不同代碼和格式相對應。在實際工業生產過程中，不同廠家生產出來的數控機床規格性能和結構等參數也不同，所以相應的輸入其系統數控加工程序也不同。
數控加工程序可以看做是由多個程序段組成的，而每一個程序段就是整個程序的單位連續字節，由多個代碼組成。每一個程序段所包含的內容不同，在數控加工過程中所承擔的任務也不同。所謂程序段的格式，就是由哪些字母、數字或者符號，通過什么樣的形式連接在一起。我們可以根據數控機床的型號以及所需要完成的任務來進行程序段的編寫，并按照規定格式將單位程序段連接在一起。字地址程序段主要由語句號字、代碼字以及程序段結束字符所組成，其中語句號字是數控系統識別成都段標號的重要標志，通常情況下程序段的起始符為N。
2 譯碼模塊的處理過程
每一個數控加工任務確定之后，首先要進行的就是數控加工程序的編寫，之后就是非常關鍵的插補運算處理。插補預處理的主要內容有譯碼、刀補計算以及加減速控制這三大塊。譯碼模塊在整個系統中的主要作用就是對數控加工程序進行插補變化，從而代碼轉換為系統可識別的數據及控制信息。
1）譯碼準則
譯碼模塊的程序段譯碼和數據處理要按照一定的規定進行，且整個預處理過程必須遵循系統程序格式。
刀具上一段的終點即是下一段的起始點：數控加工過程是一個連續運動過程，刀具的運動軌跡是連續的，不能出現跳躍情況。因此在進行數控加工程序編寫時，完全可以直接將刀具運動的終點作為接下來操作的起始點。
選擇刀尖中心為控制對象：數控機床加工刀尖是CNC控制軟件主要的控制對象，它被視為加工過程中的一個動點，任何幾何形狀的物體都需要經過刀尖的運動得以完成。因此數據加工程序就是控制這一點運動軌跡的程序。
按機床坐標系譯碼與計算：坐標系是數控機床加工工具的運動范圍，每個機床自其制造完成之后，坐標系就已經固定了，因此數控加工程序的編寫要遵循數控機床坐標系的規定和位置。
2）譯碼方法
編譯方法：所謂編譯方法即數控系統加工程序的預編譯，根據不同加工任務編譯出相對應的加工程序，實際加工時通過插補模塊從系統中提取，用來控制加工工具的運動軌跡，從而實施加工操作。這種數控加工方法最大的優勢就在于不需要在進行程序代碼之間的轉換，大大提高了數控加工效率。但其不足之處是需要占用系統較大的存儲空間，而且對于加工零件較復雜的情況下，很容易影響系統的操作性能。
解釋方法：該方法采用的是逐行譯碼、預處理和插補技術，在進行下一步加工程序之前，首先由解釋程序對加工代碼進行預處理后，再用來控制加工工具。這種數控加工方法使用起來較為簡單，而且不需要系統提供較大的存儲空間。但由于不同模塊之間數據處理時順序串行的，所以對解釋程序的運行速度要求較高，必須要滿足在不同程序段之間的來回轉換。
3）數控加工程序的檢錯
數控加工程序的檢錯是譯碼過程的第一步，檢錯效果的好壞將直接影響著數控機床加工程序是否能夠有效控制加工工具。檢錯就是對程序結構、詞法以及語法進行檢查，只有正確合法的程序段才能夠進入系統。
（1）程序結構錯誤檢查
數個程序段按照一定順序連接后就組成了一個完整的數控程序，但單位程序段也可以看作是一個小型完整程序，其基本構造也是起止符、程序號、程序主體等。所以程序機構錯誤的檢查，實質上就是對每一個程序段以及程序段之間聯系進行檢查。
（2）詞法錯誤檢查
詞法也可以簡單理解為語法，即數控程序語句的編寫規則。數控加工程序詞法檢查主要設計不同功能代碼字以及數字類型等，不同代碼所對應的數據類型也不同。而且每一個數控加工程度中都不能出現未定義代碼。
（3）出錯處理
數控加工程序的編寫難免會出現一些錯誤，正常情況下如果數控加工程序中有錯誤信息，系統會向用戶進行提示，并將具體錯誤信息的出錯原因和位置告知操作人員，以方便進行下一步的編輯修改?；久恳粋€數控系統都會預留一定空間存儲區，用于保存錯誤信息。這里我們給出錯誤信息的結構定義：
#define ERROP_DATA_SIZE 50
Struct ERROR_DATA
{ Uint ErrorNo;
Uint Block_Num;
Char ErrorInfo[20];
Int ErrorType;
Char code[5];
}Error_Table[ERROR_DATA_SIZE];
（4）數據的整理和存放
數控加工程序整理過程可以簡述為：首先從待加工程序中選擇提取出需要加工的程序段，并對程序段進行編碼，以明確其初始位置。按照字符串的形式將這些程序段存放至響應存儲區，同時按照標準進行格式和詞義檢錯。如經檢查沒有發現錯誤，即可將程序段進行分割，以字符串的形式將這些程序段存入指定存儲區。
精加工數控技術是未來機械工業發展的重頭戲，其涉及到很多學科領域。筆者目前的主要工作內容就是精加工數控技術的研究，雖然積累了一定的工作經驗，但在理論基礎上還有待提高。在今后的工作中，筆者將致力于精加工數控技術領域，以期能夠在該領域做出一定成果。
參考文獻
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