数控机床的改造及应用
我国在改革开放初期因相关技术落后、加工工艺水平较低，无法通过国内企业生产条件满足快速发展的加工行业的需求，曾大量引进国外高档数控机床。但时至今日，这些高档机床已经严重老化了，故障频发无法满足我国生产加工行业日益提高的要求，但这些高档机床如果进行改造，花费较少的费用就能继续为企业服务取得明显的经济效益，文章对我国数控机床的改造情况做了简要分析，并对如何将数控机床进行改造进行了详细阐述，这会对我国现阶段数控机床改造具有一定的指导意义。
标签：数控机床；改造；措施；应用
1 我国数控机床现状
进入二十一世纪以来，随着我国经济水平的快速改善和相关技术的不断提高，国内每年可生产数控机床约八千台，但作为拥有世界工厂之称的大国，这些数控机床的数量远远达不到对现有机床的替代作用，企业现有的数控机床大多已经服役十到二十年，而且数控化程度低，无法加工精密部件。这些机床的产品标准度低而且加工效率不高，无法满足大批量生产的要求。这会直接影响企业的发展，从长远角度来看，甚至会对我国经济造成一定影响。
如何解决这一问题是摆在我国加工行业面前的一道难题，如果将这些数控机床全部淘汰从新订购新型数控机床，虽然可以解决后续加工的技术问题，但需要大量资金购置，这会影响企业的现金流供应。在这种情况下我们可以对现有的数控机床进行改造，使之性能得到有效提升，满足企业需求，而且花费很低——只是购置新型数控机床费用的20%左右，这对企业来说是一个十分有利的条件。
2 数控机床改造的意义及需求
高级数控机床是加工制造业不可缺少的工具，但是我国现有数控机床大多是老式机床，加工精度低、生产效率低、不合格产品多是其无法逾越的鸿沟，这直接导致国内部分加工制造企业无法对精密部件进行加工，极大地影响相关企业在国际市场上的生存与发展。而新型高级数控机床在计算机的准确控制下可以准确地按照加工工件设计要求进行切削加工，能够完美地控制各个方向上的进给量，不仅可以提高产品加工精度，更可以通过计算机的精准控制加工出各种曲线、曲面等复杂工件。而且一次成型率高，避免二次加工或造成废件的情况发生，还可以实现自动化加工，在这样的条件下数控机床的生产效率可以提高2-3倍，大大提高了企业的经济效益也增强了企业的核心竞争力。如果在加工工件需要多工序加工情况下，新型数控机床的优势体现的更加明显，在控制中心的计算机程序控制下，需要多工序进行加工的工件只需要一次被固定在机床上进行定位，其余工序可以在预定程序的控制下实现自动化加工，无需重复进行固定、定位，这会大幅提高企业生产加工效率。
毕业设计（论文） 题目数控应用与发展前景 系（分院）机械工程学院 专业班级数控1331班 指导教师姓名王亮 职称任课教师 日期
辽宁职业学院 毕业论文（设计）任务书 专业班级数控1331班 学生姓名陈溪 题目数控应用与发展前景 上交论文（报告）日期：2016.3.30 答辩日期： 指导日期：
本人声明 我声明，本论文及设计工作是由本人在指导导师的指导下独立完成。尽我所知，在完成论文时利用的一切资料均已在参考文献中列出。 若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。 作者签名：陈溪 日期：2016年3月30日
目录 摘要 前言 第一章数控车床的基本组成和工作原理 1.1 任务准备 1.1.1 机床结构 1.2 工作原理 1.3 数控车床的分类 1.4 数控车床的性能指标 1.5 数控车床的特点 第二章数控车床编程与操作 2.1 数控车床概述 2.1.1数控车床的组成 2.1.2数控车床的机械构成 2.1.3数控系统 2.1.4数控车床的特点 2.1.5数控车床的分类 2.1.6数控车床（CJK6153）的主要技术 2.1.7数控车床（CJK6153）的润滑 2.2 数控车床的编程方法 2.2.1设定数控车床的机床坐标系 2.2.2设定数控车床的工件坐标系 第三章数控车床加工工艺分析 3.1 零件图样分析 3.2 工艺分析 3.3 车孔的关键技术 3.4 解决排屑问题 3.5 加工方法 第四章当前数控机床技术发展趋势 4.1 是精密加工技术有所突破 4.2 是技术集成和技术复合趋势明显 结束语语 参考文献 致谢
摘要 随着计算机技术的高速发展，现代制造技术不断推陈出新。在现代制造系统中，数控技术集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现自动化、集成化、智能化、起着举足轻重的作用。 数控加工作为一种高效率高精度的生产方式，尤其是形状复杂精度要求很高的模具制造行业，以及成批大量生产的零件。因此数控加工在航空业、电子行业还有其他各行业都广泛应用。然而在数控加工从零件图纸到做出合格的零件需要有一个比较严谨的工艺过程，必须合理安排加工工艺才能快速准确的加工出合格的零件来。 关键词：数控的重要
课程名称：_ _数控技术及其应用(上)___ 总分：_______________ 一、单项选择题（每1分，共20分） 1. 通常数控系统除了直线插补外，还有（ B ）。 （A）正弦插补（B）圆弧插补（C）抛物线插补（D）螺旋线插补2．数控加工中心与普通数控铣床、镗床的主要区别是（ D ）。 （A）一般具有三个数控轴（B）主要用于箱体类零件的加工（C）能完成铣、钻、镗、铰、攻丝等加工功能 （D）设置有刀库，在加工过程中由程序自动选择和更换 3．确定数控机床坐标系时假定（ A ）。 （A）刀具运动，工件相对静止（B）工件运动，刀具相对静止 （C）工件运动，工作台相对静止（D）刀具运动，工作台相对静止4．铣床程序单节“G00 G43 Z10. H05;”中H05的含义是（ C ）。（A）刀具长度补偿量是5mm（B）刀具半径补偿量是5mm （C）刀具长度补偿量存放位置（D）刀具半径补偿量存放位置 5．下列孔加工固定循环指令中不是钻孔循环的是（ D ）。 （A）G81 （B）G82 （C）G83 （D）G84 6．利用时间分割法进行插补运算时精度与进给速度和插补周期的关系（ C ） （A）速度越快、插补周期越长精度越高 （B）速度越慢、插补周期越短精度越高 （C）速度越快、插补周期越短精度越高 （D）速度越慢、插补周期越长精度越高 7．数控机床进给系统减少摩擦阻力和动静摩擦之差，是为了提高数控机床进给系统的（ B ）。 （A）传动精度（B）运动精度和刚度，减少爬行（C）快速响应性能和 运动精度（D）传动精度和刚度 8．步进电机的转速是通过改变电机的（ A ）而实现。 （A）脉冲频率(B) 脉冲速度 (C) 通电顺序 (D )脉冲个数 9．在铣削一个XY平面上的圆弧时，圆弧起点在（30，0），终点在（-30，0），圆弧圆心点坐标（0，-40），圆弧起点到终点的旋转方向为顺时针，则铣削圆弧的指令为（ D ）。 （A）G17 G90 G02 X30.0 Y0 R50.0 F50 （B）G17 G90 G02 X30.0 Y0 R-50.0 F50 （C）G17 G90 G02 X-30.0 Y0 R50.0 F50 (D）G17 G90 G02 X-30.0 Y0 R-50.0 F50 10. 数控机床的回零指的是直线坐标轴回到（ A ） （A）机床坐标系的原点（B）工件坐标系的原点（C）局部坐标系的原点（D）工作台的特定点，此点位置由用户自己设定 11. 数控铣床一般采用半闭环控制方式，它的位置检测器是（ B ）。 (A)光栅尺 (B)脉冲编码器 (C)感应同步器 (D)旋转变压器 12. 下列叙述错误的是（ C ）。 （A）旋转变压器属于间接测量位置检测装置 （B）直线感应同步器属于直接测量位置检测装置 （C）光栅属于模拟式测量位置检测装置 （D）脉冲编码器属于增量检测装置 13. 通常数控机床按（ A ）进行译码与控制。 （A）机床坐标系（B）工件坐标系（C）局部坐标系 （D）具体由用户自己设定 14. 步进电机的步距角的大小不受（ C ）的影响。 （A）转子的齿数（B）定子通电相数（C）通电的频率（D）通电方式 15. 下列叙述错误的是（ B ）。 （A）逐点比较法插补属于脉冲增量插补 （B）数字积分法插补属于数字增量插补 （C）扩展数字积分法插补属于数字增量插补 （D）时间分割法插补属于数字增量插补 16.数控系统所规定的最小设定单位就是（ C ）。 （A）数控机床的运动精度（B）机床的加工精度（C）脉冲当量 得分评卷人
关于数控机床改造方案的方法选择及设计 【摘要】随着我国科学技术的不断发展、基础材料工艺的生产工艺不断改善，消费者对产品的质量的要求也在随着时间的推移而增加，但是作为加工仪器部件、机械零件的主要工具，机床的数控化率水平相比于发达国家还是有很大的差距，目前我国加工机床的数控化率在3%左右。 非数控化机床加工产品精度差、质量难以保证、种类少、劳动强度高、效率低。在我国劳动力成本不断增加、国际市场竞争加剧的情况下，加工企业在国内、国际市场的竞争力不断下降，这中情况对企业的生存和发展是巨大的威胁，机床数控化普及已经到了迫在眉睫的阶段。本文简单介绍机床数控化改革的方法和不同机床的改造方案的确定。 【关键词】数控机床改造措施意义 1数控机床改造的历史背景 进入21世纪后，我国每年生产的数控机床在10000台左右，数控化率在8%上下。但多数的加工制造企业的加工、生产设备是传统的机床，而且使用多年，加工效率和质量得不到保障。但是这类机床数量众多，而且多数机床机械加工部分尚可使用，这使得数控机床改造有非常广阔的市场。 2数控机床改造的条件
现行使用的机床只有部分适合对其进行数控改造，至少应具备下列条件：一、现有机床的基础机械部件基本完好，具有足够的机械强度，在升级改造完成之后能够继续服役一定年限，有能力为企业创造一定价值。二、改造机床的整体费用要适当。在升级改造之前需要对机床性能评估和改造项目整体费用进行预算，对于性价比比较低的升级改造项目要妥善考虑甚至放弃升级改造计划，以达到整体收益最大化的目标。三、改造升级的技术要成熟。国内外先进的数控技术经过多年实践，已经具备了一定的技术基础，在进行项目升级改造的过程中可以适当的进行借鉴，以减少升级过程中的技术难度。 3机床数控改造的方向 （1）对现有机床进行评估，可以正常使用但生产效率低、加工精度不够的进行模块化改造；对于现有数控系统整体瘫痪、伺服器停止更新致使机床无法正常使用的考虑数控系统整体升级，引进国外近年来先进成熟的系统与现有机床进行匹配。 （2）对于因长期使用产生磨损的机械部件进行修配、再加工，甚至更换新的部件，以达到甚至超过机床原有精度。 （3）使用创新技术。现有机床很多都是十年之前使用的老一代数控系统，加工程序单一、生产控制能力不强，可以采用新的模块进行编程，增加不同的加工工艺参数，使加
第1章 1．数控（NC）和计算机数控（CNC）的联系和区别是什么 答：数字控制（NC）简称数控，是指用数字化信号对控制对象进行控制的方法也称数控技术。我们把以计算机系统作为数控装置构成的数控系统称为计算机数控系统（CNC）。CNC系统的数字处理功能主要由软件实现，因而十分灵活，并可以处理数字逻辑电路难以处理的复杂信息，使数控系统的功能大大提高。 2．数控机床由哪几部分组成，各组成部分的功能是什么 答：（1）程序介质：用于记载机床加工零件的全部信息。 （2）数控装置：控制机床运动的中枢系统，它的基本任务是接受程序介质带来的信息，按照规定的控制算法进行插补运算，把它们转换为伺服系统能够接受的指令信号，然后将结果由输出装置送到各坐标的伺服系统。 （3）伺服系统：是数控系统的执行元件，它的基本功能是接受数控装置发来的指令脉冲信号，控制机床执行元件的进给速度、方向和位移量，以完成零件的自动加工。 （4）机床主体（主机）：包括机床的主运动、进给运动部件。执行部件和基础部件。 3．简述闭环数控系统的控制原理，它与开环数控系统有什么区别 答：控制原理：闭环控制数控机床是在机床移动部件上直接安装直线位移检测装置，直接对工作台的实际位移进行检测，将检测量到的实际位移值反馈到数控装置中，与输入的指令位移值进行比较，用差值对机床进行控制，使移动部件按照实际需要的位移量运动，最终实现移动部件的精确运动和定位。 区别：闭环控制系统有反馈装置，而开环没有。 4．选择数控机床的时候应该考虑哪几方面的问题 答：(1)机床的类别(车、铣、加工中心等)、规格(行程范围)、性能(加工材料)。(2)数控机床的主轴功率、扭矩、转速范围，刀具以及刀具系统的配置情况。(3)数控机床的定位精度和重复定位精度。(4)零件的定位基准和装夹方式。(5)机床坐标系和坐标轴的联动情况。(6)控制系统的刀具参数设置，包括机床的对刀、刀具补偿以及ATC等相关的功能。 5．数控技术的发展趋势表现在哪几个方面 答：高速高精度、智能化、开放式数控系统、网络数控技术、提高数控系统的可靠性、实现数控装备的复合化、CAD/CAM/CNC一体化，实现数字化制造。 6．数控技术在制造自动化系统中的地位和作用 答：数控技术和制造自动化技术是密不可分的。 7．开放式数控系统基本概念。 答：开放式数控系统是软硬件实现模块化、可重构、可扩充的自动化制造系统。 第2章 1、数控编程过程中要做哪些工作 答：1．确定加工方案: 选择能够实现该方案的适当的机床、刀具、夹具和装夹方法。 2. 工艺处理: 工艺处理包括选择对刀点，确定加工路线和切削用量。 3. 数学处理: 根据图纸数据求出编程所需的数据(每一程序段的终点坐标)。 4. 编写程序清单 5. 制备介质和程序检验
数控机床维修改造技术 数控机床维修改造技术 凯普机电一体化工程有限公司（北京100011）刘荫庭没有理论指导的实践是盲目的实践，没有实践的理论是空洞的理论。我国从事数控机床电气设计、应用与维修技术工作的工程技术人员数以万计，然而由于此项技术的复杂性、多样性和多变性以及一些客观环境因素的制约，在数控机床电气维修技术方面还没有形成一套成熟的、完整的理论体系。当今控制理论与自动化技术的高速发展，尤其是微电子技术和计算机技术的日新月异，使得数控技术也在同步飞速发展，数控系统结构形式上的PC基、开放化和性能上的多样化、复杂化、高智能化不仅给其应用从观念到实践带来了巨大变化，也在其维修理论、技术和手段上带来了很大的变化。因此，一篇讲座形式的文章不可能把已经形成了一门专门学科的数控机床电气维修技术理论完整地表述出来，本文仅是将多年的实践探索及业内众同仁的经验总结加以适当的归纳整理，以求对该学科理论的发展及工程技术人员的实践有所裨益。一、数控技术谈到维修，首先必须从总体上了解我们的维修对象。 1.数控机床电气控制系统综述一台典型的数控机床其全部的电气控制系统如图1所示。（1）数据输入装置将指令信息和各种应用数据输入数控系统的必要装置。它可以是穿孔带阅读机（已很少使用），3.5in软盘驱动器，CNC键盘（一般输入操作），数控系统配备的硬盘及驱动装置（用于大量数据的存储保护）、磁带机（较少使用）、PC计算机等等。（2）数控系统数控机床的中枢，它将接到的全部功能指令进行解码、运算，然后有序地发出各种需要的运动指令和各种机床功能的控制指令，直至运动和功能结束。数控系统都有很完善的自诊断能力，日常使用中更多地是要注意严格按规定操作，而日常的维护则主要是对硬件使用环境的保护和防止系统软件的破坏。（3）可编程逻辑控制器是机床各项功能的逻辑控制中心。它将来自CNC的各种运动及功能指令进行逻辑排序，使它们能够准确地、协调有序地安全运行；同时将来自机床的各种信息及工作状态传送给CNC,使CNC能及时准确地发出进一步的控制指令，如此实现对整个机床的控制。当代PLC多集成于数控系统中，这主要是指控制软件的集成化，而PLC硬件则在规模较大的系统中往往采取分布式结构。PLC与CNC的集
江苏开放大学 形成性考核作业学号徐贺 姓名2014070500077 课程代码110042 课程名称数控机床及应用技术评阅教师 第 1 次任务 共 4 次任务 江苏开放大学
《数控机床及应用技术》形成性考核作业1 一、选择题（将正确选项填入表格对应题号下） 1.闭环控制系统的位置检测装置装在（ D ） A．传动丝杠上 B．伺服电动机轴上 C．数控装置上 D．机床移动部件上 2.数控钻床一般常采用（ C ） A．直线控制系统B．轮廓控制系统C．点位控制系统D．曲面控制系统 3.数控车床一般有2根数控轴，通常是（ B ）轴。 A．X、Y B．X、Z C．Y、Z D．A、B 4.下面哪个部分是数控机床的核心部分?（ B ） A. 控制介质 B.数控装置 C.伺服系统 D. 测量装置 5．将数控系统分为金属切削类数控机床、金属成型类数控机床、特种加工机床和其它类数控机床，是按照下面哪种分类方法进行分类的?（ A ） A.加工功能 B.工艺路线 C.有无检测装置 D.是否计算机控制 6．下列哪种数控系统没有检测装置?（ A ） A.开环数控系统 B.全闭环数控系统 C.半闭环数控系统 D.以上都不正确 7.闭环与半闭环控制系统的区别主要在于( D )的位置不同。 A.控制器 B.比较器 C.反馈元件 D.检测元件； 8. 数控机床的传动系统比通用机床的传动系统（ B ）。 A.复杂 B.简单 C.复杂程度相同 D.不一定；
二、填空题 1.数控机床是采用了数字控制技术的机械设备，就是通过数字化的信息对机床的加工过程进行控制，实现要求的机械动作，自动完成加工任务。 2．数控机床与普通机床不同，数控机床加工零件的过程完全自动进行，是用数控代码和规定的程序格式正确地编制出数控程序，输入到数控装置，数控装置按程序要求控制机床，对零件进行加工。 3.数控机床按控制刀具与工件相对运动方式分为点位控制数控机床、点位直线控制数控机床 和连续控制数控机床。 4.数控机床按进给伺服系统的类型分为开环控制系统、闭环控制系统和半闭环控制系统。 5.点位直线数控机床要求控制点与点之间的准确位置外，还需保证刀具的移动轨迹是一条直线，且要进行移动速度控制。 6.轮廓控制机床能对两个或两个以上的坐标轴运动的瞬间位置和速度进行连续控制。 7.数控加工中心是在普通数控机床的基础上加装一个刀库和自动换刀装置，构成一种带自 动换刀装置的数控机床。 8. 刀具位置补偿分刀具半径补偿和刀具长度补偿。 三、判断题（将“√”或“×”填入表格对应题号下） 1.世界上第一台数控机床是1958年试制成功的。× 2.数控机床的联动轴数和可控轴数是两个不同的概念，数控机床的联动轴数一般要小于等于可控轴数。 √ 3.德国的SIEMENS和日本的FUNUC公司的数控系统对我国数控技术的影响较大。√ 4．开环控制系统没有位置反馈，只能应用于精度要求不高的经济型数控系统中。√ 5.半闭环控制系统一般采用角位移检测装置间接地检测移动部件的位移。× 6.闭环控制系统用于高精密加工中心。√ 7．开环伺服驱动系统由驱动控制单元、执行元件和机床组成，通常执行元件选用直流或交流伺服电机。 × 8．数控机床要完成的任务只是控制机床的进给运动，达到能加工复杂零件的要求。×
数控机床坐标变换功能指令的应用与技巧 2011-7-22 来源：《数控机床市场》杂志作者：沈阳第一机床厂张述江张春艳 摘要：本文介绍了海德汉iTN530系统图形变换的部分功能和相应的例子，通过这些指令能够做到编程简单化，使程序变得更加的简洁，减少操作者或编程者的工作量，并且可以减少机床的内存的占有量。 关键词：平移指令、镜像指令、坐标系旋转指令、缩放指令坐标变换循环功能是数控系统所具备的功能，海德汉iTN530数控系统提供了7种图形变换指令功能。但是在加工一般零件的过程中经常用到的指令有四种功能，即：原点平移指令、镜像指令、坐标系旋转指令和缩放系数指令。通过坐标变换指令可将程序用于不同位置处和不同规格尺寸的工件上。这些指令与子程序巧妙的结合能够简化程序编制、使程序能够更加的灵活、提高编程效率。 一、原点平移指令的应用 在现在的机械制造过程中，有许多零件上存在着相同的需要加工的形状和结构或者在加工零件的时候选用了一个新的坐标原点，那么就需要坐标平移指令，一但定义好“原点平移”循环，此后的全部数据都是基于新的坐标原点的。在iNC530系统中，原点平移指令为： CYCL DEF 7.0 DATUM SHIFT CYCL DEF 7.1 X_ CYCL DEF 7.2 Y_ CYCL DEF 7.3 Z_ 坐标X_、Y_、Z_坐标值表示新的坐标原点的位置，它在发生变化或者被取消之前一直保持有效状态。在建立新坐标系同时也删除了其它坐标系偏置。如果将原点平移指令删除，只需要将每个轴的坐标设置为0即可。加工如图1的零件时，可以看到在零件三个不同的位置上有相同轮廓，如果按照最基本的编程方式，需要编制三段程序，而且每段程序的坐标值都不相同，这样不仅增大编程者的工作量而且也使程序变得复杂化同时也增大了机床内存的占有量。根据零件的特点，可以将零件上相同的形状和结构编制成一个子程序。然后根据主程序的需要进行原点平移调用子程序的方法来加工零件上相同形状。
第一章绪论1数控机床的组成:数控机床一般由程序载体、数控装置、伺服驱动装置、机床本体和其他辅助装置组成。 (1)程序载体:人和数控机床联系的媒介物。 (也称控制介质、输入介质、信息载体) (2)数控装置:1数控机床的核心部分，也是区别于普通机床最重要的特征之一。 2数控装置完成加工程序的输入、编辑及修改，实现信息存储、数据转换、代码交换、插补运算以及各种控制功能。 3大多数具有网络通信功能，可以实现加工程序的高速、可靠传输和加工状态的实时反馈，以保证加工资源和加工信息的共享。 (3)伺服驱动系统:作用是把来自数控装置的脉冲信号转换成机床移动部件的运动，包括信号放大和驱动元件 (4)机床本体 :机床本体包括床身、主轴、进给机构、刀架及自动换刀装置等，是自动地完成各种切削加工的机械部分。 (5)辅助装置 :保证充分发挥数控机床功能所必需的配套装置。 2加工中心与普通数控机床的区别:1）能加工普通机床难以完成或不能加工的复杂零件加工。2数控加工可以获得更高的加工精度和质量。3具有更高的生产效率。 4具有广泛的适用性和较大的灵活性。 5监控功能强，具有故障诊断的能力。 6可实现较精确的成本核算和生产进度安排。 3数控机床的分类1）按运动轨迹分类：点位控制、直线控制与轮廓(连续轨迹)控制点位控制类：点-点位置精确控制，保证的是定位精度；特点：控制刀具对工件的点位，而对它们定位过程的运动轨迹及移动速度没有严格要求。适用范围：数控钻床、数控镗床、数控冲床和数控测量机 直线控制类：位置控制+速度和路线控制，只能沿某个坐标轴方向（平行或45°）切削加工；具有2-3个坐标轴，同时可控的坐标只有1个；具有刀具半径补偿功能、刀具长度补偿功能、主轴转速控制功能。应用范围：数控车床，数控铣床， 轮廓控制（连续控制）类：每点的位置+速度+路线控制，可对2坐标或2坐标以上坐标轴进行控制；特点：控制刀具对工件的点位，而对它们定位过程的运动轨迹及移动速度没有严格要求。适用范围：数控车床、数控铣床、数控磨床、数控加工中心，数控电加工机床，数控绘图机等 2）按伺服系统控制方式分类：开环、闭环和半闭环伺服驱动系统 开环伺服系统：数控系统将零件程序处理后，发出指令脉冲信号，使伺服驱动元件转过一定的角度，并通过传动齿轮、滚珠丝杠螺母副，使执行机构移动或转动。此控制系统没有来自位置检测元件的反馈信号，对执行结构的动作情况不进行检查，指令流向为单向。 特点：具有结构简单、工作稳定、调试方便、维修简单、价格低廉等优点，其精度主要取决于伺服元件和机床传动元件的精度、刚度和动态特性，因此控制精度较低。一般用于经济型数控机床。以及对旧机床的改造。（图一） 数控机床按联动轴数分：2轴联动（平面曲线）、3轴联动（空间曲面，球头刀）、4轴联动（空间曲面）、5轴联动及6轴联动（空间曲面） 第二章数控机床的程序编制
数控机床改造方案及实施 一、具体步骤 机械修理与电气改造相结合 一般来说，需进行电气改造的机床，都需进行机械修理。要确定修理的要求、范围、内容；也要确定因电气改造而需进行机械结构改造的要求、内容；还要确定电气改造与机械修理、改造之间的交错时间要求。机械性能的完好是电气改造成功的基础。 先易后难、先局部后全局 确定改造步骤时，应把整个电气部分改造先分成若干个子系统进行，如数控系统、测量系统、主轴、进给系统、面板控制与强电部分等，待各系统基本成型后再互联完成全系统工作。这样可使改造工作减少遗漏和差错。在每个子系统工作中，应先做技术性较低的、工作量较大的工作，然后做技术性高的、要求精细的工作，使人的注意力能集中到关键地方。 根据使用条件选择系统 针对某台或某几台机床，确定它的环境、温度、湿度、灰尘、电源、光线，甚至有否鼠害等外界使用条件，这对选择电气系统的防护性能、抗干扰性能、自冷却性能、空气过滤性能等可提供正确的依据，使改造后的电气系统有了可行的使用保证。当然，电气系统的选择必须考虑成熟产品，性能合理、实用，有备件及维修支持，功能满足当前和今后若干年内的发展要求等。 落实参与改造人员和责任 改造是一个系统工程，人员配备十分重要。除了人员的素质条件外，根据项目的大小，合理地确定人数与分工是关键。人员太少不利于开展工作，人员太多也容易引起混乱。根据各个划分开的子系统，确定人员职责，有主有次，便于组织与协调。如果项目采用对外合作形式，更需在目标明确的前提下，界定分工，确定技术协调人。 改造范围与周期的确定 有时数控机床电气系统改造，并不一定包含该机床全部电气系统，应根据科学的测定和分析决定其改造范围。停机改造的周期，根据各企业的实际情况确定，考虑因素有生产紧张程度、人员技术水平、准备工作充分程度、新系统大小与复杂程度，甚至还包括天气情况等。切忌好大喜功，急于求成，匆忙上阵，但也要合理安排，防止拖拖拉拉。 二、改造的技术准备 改造前的技术准备充分与否，很大程度上决定着改造能否取得成功。技术准备包括： 机械部分准备
《数控机床及应用技术》形成性考核作业2 一、选择题（将正确选项填入表格对应题号下，每题2分，共20分） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A A D D A C B A B D 1. 在下列数控车床G功能代码中，（ A ）是主轴恒线速控制。 A. G96 B. G97 C. G98 2. G96 S150 表示切削点线速度控制在（ A ）。 A．150 m/min B. 150 r/min C. 150 mm/min D. 150 mm/r 3. 程序结束，并返回到起始位置的指令是（ D ）。 A. M00 B. M01 C. M02 D. M30 4. 当执行M02指令时，机床（ D ）。 A. 进给停止、冷却液关闭、主轴不停 B. 主轴停止、进给停止、冷却液关闭，但程序可以继续执行 C. 主轴停止、进给停止、冷却液未关闭、程序返回至开始状态 D. 主轴停止、进给停止、冷却液关闭、程序结束 5. 在下列数控车床G功能代码中，（ A ）是直线插补功能指令。 A. G01 B. G02 C. G03 D. G04 6．在下列G功能代码中，（ C ）是顺时针圆弧插补。 A. G00 B. G01 C. G02 D. G03 7. 采用固定循环编程，可以（ B ）。 A. 加快切削速度，提高加工质量 B. 缩短程序段的长度，减少程序所占内存 C. 减少换刀次数，提高切削速度 D. 减少吃刀深度，保证加工质量 8.西门子802S（C）系统中装有毛坯切削循环指令是（ A ）。 A. LCYC95 B. LCYC97 C. LCYC93 D. 以上都不是 9．试切对刀法如右图所示，由图可以看出：（ B ）。 A.左图完成Z向对刀 B.左图完成X向对刀，右图完成Z向对刀
数控机床主要应用在四大领域 2018-11 《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》明确规定了“高档数控机床与基础制造装备”科技重大 专项要“重点开发航空航天、船舶、汽车制造、发电设备制造等需 要的高档数控机床”，“逐步提高我国高档数控机床与基础制造成 套装备的自主开发能力，满足国内主要行业对制造装备的基本需求”。专项实施方案提出：到2020年，形成高档数控机床与基础制 造装备主要产品的自主开发能力，总体技术水平进入国际先进行列，部分产品国际ling先；建立起完整的功能部件研发和配套能力；形 成以企业为主体、产学研相结合的技术创新体系；培养和建立一支 高素质的研究开发队伍；航空航天、船舶、汽车、发电设备制造所 需要的高档数控机床与基础制造装备80%立足国内。 ??为了更准确全面掌握行业最新发展情况，进一步了解重点用户需求和机床行业的发展情况，为专项实施提供 参考依据，中国机床工具工业协会接受国家发展与改革委员会工业 司的委托，组织了30多名行业专家，于2008年6-7月，由机床工 具协会主要领导带队，分4个调研组对航空、船舶、汽车、发电设 备和机床工具行业61家企业和院所进行了专项调研。通过深入行业 用户现场调研和交流，更加清楚地了解了这些用户行业的发展情况、典型零件的特点以及对设备的需求情况。 航空工业 ??航空工业典型零件的结构特点是大量采 用整体薄壁结构，形状复杂。为了增加航空器的机动性，增加有效 载荷和航程，降低成本，进行轻量化设计和广泛采用新型轻质材料，对材料性能要求越来越高。现在大量采用铝合金、高温合金、钛合
金、高强度钢、复合材料、工程陶瓷等。结构复杂的薄壁件、蜂窝 件形状复杂，孔、空穴、沟槽、加强筋等较多，工艺刚性差。 ??根据航空工业加工件的结构特点和加工 要求，需要带A、B摆角或A、C摆角的五轴联动加工中心、高速加 工中心、大型双龙门立式加工中心、大型数控龙门镗铣床、精密数 控车床、大型数控精密立式车削中心、车铣复合加工中心、叶盘高 效加工中心、端面弧齿磨床、高速转子叶尖磨床、缓进给强力磨床、拉床、相关电加工机床、激光熔覆加工机床、板类件无模多点成形 压力机、定向单晶熔炼炉、电液束流设备等。要求机床具有足够的 刚性，操作简单，人机界面清楚，要求样条插补（NURBS），过程均 匀控制，以减少对拐角处加工精度的影响，具有在线测量仿真功能。 船舶工业 ??大型船舶的关键加工件集中在大功率柴 油机的机座、机架、气缸体、缸盖、活塞杆、十字头、连杆、曲轴，以及减速箱传动轴、舵轴和推进器（螺旋桨）等，关键加工件材质 为特种合金钢，一般为小批加工，要求加工成品率100%。关键加工 件具有重量大，形状复杂、精度高，加工难度大等特点。大型船舶 关键件加工需要具有大功率、大扭矩、高可靠性以及多轴的重型、 超重型数控机床和专用加工机床，如重型、超重型数控龙门镗铣床，大型旋风车床，数控重型龙门铣和重型数控落地镗、数控车、磨床、深孔钻床，以及大型钢板压制、酸洗、热处理和火焰切割机等。其 中重型、超重型曲轴和大型螺旋桨加工具有典型性，需要超重型数 控专门机床、超重型多轴联动机床加工。 汽车工业 ??汽车发动机和车身冲压件生产线具有连续、高效、高可靠性的特点，汽车行业迫切希望机床制造厂能专门
浅谈数控机床改造 数控机床的改造在机械加工行业中应用越来越广,近年来用户对数控机床的认知能力进一步提高,对此需求也进一步增加，机床数控化改造成为新的经济增长行业。本文简要介绍了数控机床的改造分析，并对数控机床改造的特点和常用方法进行了阐述。 标签数控；机床；数控化改造；特点和方法 1 机床数控化改造分析 一台旧设备使用到一定年头后，必然会故障频繁发生、维修困难、生产效率降低、加工精度不稳定、甚至完全停机。对这样的设备是采取彻底报废、还是经过中大修数控改造？做出这种决定之前，首先要对现有设备的剩余使用价值作出评估。例如一台加工中心，主要构成的机电部件有：①CNC系统及操作子系统； ②伺服系统(包括电动机)；③机床电气；④机械本体(床身、立柱、导轨和丝杠等)； ⑤刀库机械手系统；⑥自动工作台交换系统(APC)等。每一个子系统根据实际情况，都可以作出相应剩余使用价值评估。例如根据伺服系统的磨损程度，如果继续留用，应考虑整修后还有50％以上剩余价值；但考虑到新更换数控系统的匹配及追求好的伺服特性，即使旧的伺服系统没有完全损坏，或预计继续使用寿命不会太长，也可考虑彻底更换。机械部件的剩余价值一般都占较高比例，多项工程实践表明，一台高质量机床的机械大件磨损是有限的。例如改造过的70年代美国卧式加工中心，X方向行程1台为1.5m、1台为2.5m，导轨的直线度和扭曲都能调整到0.008mm/1000mm，导轨本身没有进一步修磨。机械手刀库部件易损件集中在几个零件上(如手爪、插销等)，即使重新更换花费也不多，因此机械部件都占有较高剩余价值。 2 数控机床改造的特点 2.1 投资额少、交货期短同购置新机床相比,一般可以节省60 % - 80 %的费用,改造费用低,特别是大型、特殊机床尤其明显。一般大型机床改造,只是新机床购置费用的1/ 3 。即使有些特殊情况,如高速主轴、托盘自动交换装置的制造与安装过于费工、费钱,改造成本也高2 - 3倍,但与购置新机床相比,也能节省投资50%左右。另外可以根据实际情况进行针对性的改造，交货期缩短。 2.2 机械性能稳定可靠所利用的床身、立柱等基础件都是重而兼顾的铸造构件,而不是那种焊接构件,改造后的机床性能高、质量好,可以作为新设备继续使用多年。 2.3 熟悉了解设备、便于操作维修购买新设备时,不了解新设备是否满足其加工要求。改造则不然,可以精确地计算出机床的加工能力,另外,由于多年使用,操作者对机床的特性早已了解,在操作使用和维修方面培训时间短,见效快。改造的机床一安装好,就可以实现全负荷运转。
1、指令G40的含义是：（） A.刀具左补偿 B. 刀具右补偿 C.取消刀具补偿 D.刀具长度补偿 2、F152表示：（） A. 主轴转速152r/min B. 主轴转速152mm/min C. 进给速度152r/min D. 进给速度152mm/min 3、数控机床坐标系中，传递切削动力的主轴是：（） A．X轴 B. Y轴 C. Z轴 D. C轴 4、在G54中设置的数值是：（） A. 工件坐标系的原点相对机床坐标系原点偏移量 B.刀具的长度偏差值 C. 工件坐标系原点 D. 工件坐标系的原点相对对刀点的偏移量 5、数控系统将所收到的信号进行一系列处理后，再将其处理结果以（）形式向伺服系统发出执行命令。 A. 输入信号 B. 脉冲信号 C. 位移信号 D. 反馈信号 6、数控系统中常用的两种插补功能是：（） A. 直线插补和抛物线插补 B. 抛物线插补和圆弧插补 C. 直线插补和圆弧插补 D. 抛物线插补和螺旋线插补 7、数控机床中常用的测量直线位移的测量元件是：（） A．光电编码盘 B.旋转变压器 C.光栅 D.测速发电机 8、测量反馈装置的作用是为了：（） A. 提高机床的定位精度、加工精度 B. 提高机床的使用寿命 C. 提高机床的安全性 D. 提高机床的灵活性 9、步进电机输出的角位移与（）成正比。 A．脉冲数目 B. 脉冲频率 C. 脉冲当量 D. 以上都是10、能对两个或两个以上坐标方向的位移量和速度进行控制，完成轮廓加工的系统是：（） A．点位控制系统 B. 点位/直线控制系统 C．连续控制系统 D. 直线控制系统 11、在逐点比较法直线插补中，偏差函数等于零，表明刀具在直线的：（） A. 上方 B. 下方 C. 起点 D. 直线上 12、数控机床上最常用的导轨是：（） A. 滚动导轨 B. 静压导轨 C. 贴塑导轨 D. 塑料导轨 13、为了提高CNC 系统的可靠性，可采取（）措施? A、采用单片机 B、提高时钟频率 C、采用模块化结构 D、采用光电隔离电路 14、若设计一个小的控制系统，控制任务又不繁重，为了取得较高的性能价格比，可采用（）。 A、多总线( Multibus ) 模块 B、S-100bus C、位总线(Bit bus) D、STDbus 15、欲加工第一象限的斜线( 起始点在坐标原点) ，用逐点比较法直线插补，若偏差函数大于零，说明加工点在（）。 A、坐标原点 B、斜线上方 C、斜线下方 D、斜线上 16、目前国内外应用较多的塑料导轨材料有：以（）为基，添加不同的填充料所构成的高分子复合材料。 A、聚氯乙烯 B、聚四氟乙烯 C、聚氯丙烯 D、聚乙烯 17、如果滚动导轨滚动体强度不够，结构尺寸亦不受限制，应该（）。 A、增加滚动体数目Z B、增大滚动体直径 C、增加导轨长度 D、增大预紧力
摘要 针对大多数企业，具有数量众多和较长使用寿命的普通机床，其加工精度较低、不能批量生产，自动化程度不高，自适应性差，但考虑投资成本，产业的连续性，又不能马上被淘汰，购买新的数控机床是提高产品质量和效率的重要途径，但是成本高，许多企业在短时间内无法实现，这严重阻碍企业设备更新的步伐。企业要在激烈的市场竞争中获得生存、求得发展，就必须在最短的时间内以优异的质量、低廉的成本，制造出合乎市场需要的、性能合适的产品。为此改造现有旧机床、配备与之相适应的数控系统，把普通机床改装成数控机床，不失为一条投资少、提升产品质量及生产效率的捷径，是当前许多企业对现有设备更新换代的首选办法，也是提高机床数控化率的一条有效途径。 改造后的车床属于开环控制。由于开环系统自身固有的缺陷不容易保证加工精度。因此，合理选择伺服系统是课题的一个中心环节。步进电机工作原理特性和实际应用正好符合我们的这一需求，所以，改造系统选择步进电机作为双向进给驱动电动机。步进电机是一种通过电脉冲信号控制相绕组电流实现定角转动的机电元件，与其他类型电机相比具有易于开环精确控制、无积累误差等优点，在众多领域中获得了广泛的应用。为了得到性能优良的控制结果，出现了很多步进电机控制系统，其中采用单片机作为控制核心的控制系统得到了广泛的应用。很多这种控制系统在步进电机的驱动上已经做的非常好，本文采用的控制电路主要由8031单片机、晶振电路、地址锁存器、译码器、EEPROM存储器及可编程键盘／显示控制器Intel一8279等组成，单片机是控制系统的核心。文中对整个系统的架构及硬件电路和驱动软件的实现都做了详细的设计。 本设计在对原有机床机械机构、性能、功能等进行充分研究基础上，主要针对中小型普通车床控制系统进行改造，用单片机系统实现弱电控制强电机，改造了系统的切削工艺，提高了切削精度和效率，对旧车床的数控改造有一定的指导作用，是一种新的尝试，也必将有更加广阔的应用前景。 关键词：数控化、自动控制、步进电机、自动刀架。
全国2010年10月高等教育自学考试 数控技术及应用试题 课程代码：02195 一、单项选择题(本大题共20小题，每小题2分，共40分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1.在逐点比较法圆弧插补中，若偏差函数大于零，则刀具位于( ) A.圆上 B.圆外 C.圆内 D.圆心 2.第一象限的一段圆弧AB的起点坐标为(0，5)，终点坐标为(5，0)，采用逐点比较法顺圆插补完这段圆弧时，沿两坐标轴走的总步数是( ) A.5 B.10 C.15 D.20 3.脉冲增量插补法适用于( ) A.以步进电机作为驱动元件的开环数控系统 B.以直流电机作为驱动元件的闭环数控系统 C.以交流电机作为驱动元件的闭环数控系统 D.以直线或交流电机作为驱动元件的闭环数控系统 4.基于教材JB3298—83标准，一般表示逆圆插补的G功能代码是( ) A.G02 B.G01 C.G03 D.G04 5.对步进电机驱动系统，当输入一个脉冲后，通过机床传动部件使工作台相应地移动一个 ( ) A.步距角 B.导程 C.螺距 D.脉冲当量 6.步进电动机转子前进的步数多于电脉冲数的现象为( ) A.丢步 B.失步 C.越步 D.异步 7.若数控冲床的快速进给速度v=15m／min，快进时步进电动机的工作频率f=5000Hz，则脉冲当量为( ) A.0.01mm B.0.02mm C.0.05mm D.0.1mm
8.与交流伺服电机相比，直流伺服电机的过载能力( ) A.差 B.强 C.相当 D.不能比较 9.直接数控系统又称为群控系统，其英文缩写是( ) A.C B.DNC C.CIMS D.FMS 10.在下列相位比较式进给位置伺服系统的四个环节中，等同于一个增益可控的比例放大器的是( ) A.脉冲／相位变换器 B.鉴相器 C.正余弦函数发生器 D.位置控制器 11.采用开环进给伺服系统的机床上，通常不．安装( ) A.伺服系统 B.制动器 C.数控系统 D.位置检测器件 12.在下列脉冲比较式进给位置伺服系统的四个环节中，用来计算位置跟随误差的是( ) A.可逆计数器UDC B.位置检测器 C.同步电路 D.AM偏差补偿寄存器+ 13.一五相混合式步进电动机，转子齿数为100，当五相十拍运行时，其步距角为( ) A.0.36° B.0.72° C.0.75° D.1.5° 14.普通的旋转变压器测量精度( ) A.很高 B.较高 C.较低 D.很低 15.在光栅位移传感器中，为了得到两个相位相差90°的正弦信号，一般在相距______莫尔条纹间距的位置上设置两个光电元件。( ) A.1／4个 B.1／3个 C.1／2个 D.1个 16.目前标准的直线感应同步器定尺绕组节距为( ) A.0.5mm B.1mm C.2mm D.5mm
如何将工业机器人与数控机床融合应用？ 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！ 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 随着我国装备制造业转型升级，在市场需求和技术进步双重作用下，近几年来工业机器人与数控机床集成应用发展很快，应用的形式不断扩展，对当前机床智能化潮流带来新的促动，对我国机床工具行业的转型升级也必将起到有益的推动作用。 鉴于机器人研制以及与机床集成应用的发展现状，相关企业应如何建立有效的组织联络机制，以加强沟通与合作，两个行业融合发展该建立怎样的技术规范与标准，以充分做到资源共享与优势互补，并形成产业发展的合力！ 机器人产业正迎来黄金发展机遇期，如何推动工业机器人产业和机床工具产业的融合发展，如何做到工业机器人与数控机床的互为集成应用，已成为当前现代装备制造业产业升级的重要话题。 机床制造过程中许多岗位主要依赖工人的体力和技能，生产效率低、劳动强度大、缺少熟练技工人才，难以保障产品稳定性和一致性，促使机床行业越来越多地采用工业机器人及智能制造技术来改造传统工艺流程。以往，昂贵的进口机器人和生产线主要在汽车等少数行业使用，在机床行业等装备制造业领域应用比例偏低，很大程度上制约着国内机床行业自动化程度的提高。
两大产业现状 经过“十一五”、“十二五”两个五年计划，十年磨一剑，中国数控机床产业发展已进入中档规模产业化、高档小批量生产的阶段，产业整体水平基本具备国际竞争力。数控系统作为数控机床的控制大脑，国产数控系统厂家已经掌握了五轴联动、小线段插补、动态误差补偿等控制技术，也研制出高性能、大功率伺服驱动装置，自主研发促进技术创新与进步，也萌生了工业机器人产业的雏形，催长产业发展。当前，数控系统研制企业、机床整机企业、自动化应用集成商，甚至房地产资本大鳄们，都在尝试进入机器人领域，掀起了一股机器人产业投资热。让人担虑的是，政策过度引导带来的“圈地套惠”、产业过度投资带来的产能过剩、缺乏创新驱动带来的低端同质化竞争等，都将把机器人产业带入无序发展。值得思考的是，什么样的企业适合研制工业机器人？ 如何提升机器人产业的整体质量？总的来说，具有数控系统的基础，控制系统、伺服电机、伺服控制系统都能够批量生产的企业具有一定优势。日本FUNAC公司的产业推进路线，就是一个成功的典型案例，值得借鉴与参考。 国内已有几家数控系统企业纷纷进入工业机器人产业，走在前面的广州数控，自2006年起规划研制工业机器人产业，已走过8个年头。借助自身控制器、伺服驱动、伺服电机产品生产积累的经验，已完成工业机器人系列化的全自主开发，产品覆盖了3~200kg，功能包括搬运、机床上下料、焊接、码垛、涂胶、打磨抛光、切割、喷涂、分拣、装配等。 随着用工成本上涨、技能人才缺少、高危环保、高强度作业等问题的凸显，工业机器人参与生产制造已被广泛认知和不断使用，成为社会关注的焦点。政府更是借此促进产业转型升级，企业用其开展技术改造，转变生产方式，提高作业效能。然而，
东风公司技师学院 XF1072数控机床改造 ——The numerical control machine’s reconstruct for ] 姓名：张西洋李晴阳赵园丽曹瑞 班级：JS-846 指导教师：费俭 完成时间：2011-4-20 *
Abstract The enterprise must be changeable in the current market demand, competes in the intense environment the survival and the development needs rapidly the renewal and the development new goods come into the market the product, by the lowest price, the best quality, the shortest time satisfies the market demand the unceasing change. But the ordinary engine bed unsuitable multi- varieties, the small volume production request, the numerical control engine bed synthesized the numerical control technology, the micro electron technology, the automatic detection technology and so on the advanced technology, most is suitable processes the small batch, the high accuracy, the shape is complex, the production cycle requests the short components. When change processing object only needs to trade the components processing procedure, does not need to make any adjustment to the engine bed, therefore can satisfy the product frequent change well the processing request. In my this sis, my important step heavily what to describe is the numbers to control the system CNC, Keyword: The numerical control the technique The numerical control the system CNC Servodrive device ）