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摘要:在数控机床生产加工中,精度控制对产品质量具有重要影响。
加工精度则由机床的精度、编程精度、伺服精度以及插补精度决定。
为提高机床精度,在其设计环节通过CAD设计和计算机模拟技术可以有效提高机床加工精度。
在使用过程中通过加强对机台的保养,保持良好状态,保持数控机床的高精度要求。
关键词:几何精度精度补偿误差分析
1、数控机精度分析
目前对数控数控机床的分类主要包括集合精度、位置精度以及加工精度。
数控机床材质的刚度和工作时的温度,对机床的精度都会造成不同程度的影响。
将数控车床的几何精度继续细分有可以分成主轴几何精度和直线运动精度。
在数控机床加工运作的过程中主动轴与回转轴之间的相对位置应该是保持相对固定的,在实际生产的过程中与设计的情况是不完全相同的,两轴之间的相对空间位置也并非固定不变的,因为构成主轴的轴承零部件在其制造的环节中会出现不同程度的误差,在使用过程中又会受到温度、工作强度、润滑等条件的影响。
主动轴的轴承精度、主轴箱在装配是的质量都会造成主轴和其回转部件在运行是发生不平衡,另外主动轴的支承轴颈在制造过程中会存在圆度误差,其前后同轴度也会存在一定程度的误差,再加之主轴在运转的过程中都会受热发生形变,这些因素都对数控机床的主轴几何精度造成影响。
在数控机床除主动轴造成的几何精度之外,导轨因为摩擦力以及机床所用的伺服电机可能会存在惯量匹配问题会对机床的位置精度造成影响。
在数控机床中有部分需要不间断工作的部件如油缸油泵、电动机、液压机等,都需要长时间连续工作。
在它们运转的过程中因为摩擦会产生一定的热量,其内部零件会受热膨胀发生形变,造成构件的实际尺寸与设计尺寸有出入,零件的`结构也会因内部热应的作用变的不对称,发生构件的形变,因此数控机床运转部件受热发生形变会对机床的位置精度带来重要影响。
数控机床的加工精度与上述两种精度不同,它是整台机床在各种因素综合影响下的结果,与机床的几何精度和位置精度是密切相关的,与机床的传动系统误差、检查校正系统误差、零件固定部件无擦、刀具位置的误差等都有关联。
而且数控机床的程序编辑是否正确、生产工艺是否合理对机床的加工生产的稳定型造成影响。
因此在实际生产中,为提高数控机床的加工精度就需要提高机床的几何精度和位置精度。
2、检测数控机床精度
数控机床与所有其他电器、机械设备相同,在使用一段时间后,都会面临电子元件老化、零部件生锈、机械部件磨损等情况。
因此为保持机床能够保持较好的状态,应定期对机床进行周期性的保养,对数控机床的精度进行检测和补偿。
检测几何精度
通常在加工中心机床的几何精度检测项目中,对直线运动轴的直线度检测项目所选用的工具是平尺和千分表,一般是测试运动部件在垂直于其运动轴的其他两个坐标轴上的线性偏差。
在一台常见的普通立式数控加工中心为例,对其集合精度的检测内容主要包括对机床工作台面的平面度,运动轴在空间坐标各方向移动的相互垂直度。
主轴在中心孔径向的跳动,主轴、回转轴轴心线与机床工作台面的垂直度。
机床运动轴在X、Y坐标方向移动时工作台面的平行度;X坐标方向移动时工作台面T形槽侧面的平行度;主轴箱在延Z轴的坐标方向移动时的直线度以及与主轴的轴心线的平行度,主轴的轴向窜动等。
检测位置精度
数控机床所需要的定位精度可以分为定位精度、反向偏差精度和重复定位精度三项。
定位精度主要的内容指的是数控机床的工作台面或者机床的其他运动部件,在生产中实际的运动位置与程序指令位置相一致的程度;其不一致程度的差量就是定位误差。
在机床各系统中,伺服系统、检测系统、进给系统等的误差,以及运动部件导轨的几何误差都是造成定位误差的重要因素,定位误差是会对机床加工零件的尺寸精度产生直接影响。
3、提高机床精度的措施
提高设计水平
目前我们大量使用的数控机床是以国产机床为主,机床的生产企业基本上的都具有部分的自主研发能力,可以自行设计、制造、改进产品的主体部分,机床的功能件部分人需外购。
闭眼机床局部因受力过大而造成较大变形,影响加工精度。
机床主动轴在使用过程中要受到耐磨性和温度升高的影响,因此对其温度特性进行优化设计可以有效的保持机床的加工精度。
通常在对主轴系统设计的是有,会将对机床加工精度造成较大影响的构件安装到一个与主动轴中心相交,而且与机床底座想垂直的安装面上,然后在主轴箱的两侧对称的安装其他构件,这样可以有效的改善机床因受热对加工精度。
提高机床几何精度
数控机床的几何精度能够对机床的生产精度起到决定性作用,因此在机床生产企业的设计中要能够合理的设定机床的工作精度,选择适合的加工负荷。
在机床加工零件的过程中,主轴轴颈与轴承发生的摩擦会使其温度升高,它与主轴箱的箱体孔的空间位置如果存在较大误差,会造成轴承滚到的变形,严重影响到轴承的旋转精度。
所以要严格控制主轴轴承的选配间隙。
数控机床在加工零件时长时间处于高负荷运转状态,通常机床制造企业会采用镶钢滑动导轨副结构来提高机床的刚性和精度。
该结构可以使数控机床具有最好的几何精度。
综合提高加工精度
数控机床从设计到制造、装配、使用值一个复杂的过程,对其加工精度的控制也是一个综合性的系统问题,不能仅仅依靠对某个或某几个量的控制来获取较高加工精度。
在生产制造环境,应充分考虑到制造工艺中会对机床精度造成影响的因素,消除铸造加工、机械加工对机床个构件引起的几何精度的改变。
然后通过对数控机床的数控系统进行补偿值的设定,可有效的提升机床的加工精度。
4、结语
目前我们国内采用数控机床虽然比传统的加工机床有更高的加工精度,但是与世界先最先进的数控设备还有这很大的差距。
在现有的条件加,为提高机床的加工质量,保持更高的加工精度,需要对生产工艺精益求精,不断提高设计制作能力。
参考文献
[1]中华人民共和国国家标准GB/T16462-2007,数控车床和车削中心检验条件[S]
[2]《机床设计手册》编写组,机床设计手册(3)[M],京:机械工业出版社,1986
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在我国,数控技术与装备的发展亦得到了高度重视,近年来取得了相当大的进步。特别是在通用微机数控领域,以PC平台为基础的国产数控系统,已经走在了世界前列。但是,我国在数控技术研究和产业发展方面亦存在不少问题,特别是在技术创新能力、商品化进程、市场占有率等方面情况尤为突出。在新世纪到来时,如何有效解决这些问题,使我国数控领域沿着可持续发展的道路,从整体上全面迈入世界先进行列,使我们在国际竞争中有举足轻重的地位,将是数控研究开发部门和生产厂家所面临的重要任务。为完成此任务,首先必须确立符合中国国情的发展道路。为此,本文从总体战略和技术路线两个层次及数控系统、功能部件、数控整机等几个具体方面探讨了新世纪的发展途径。1 总体战略制定符合中国国情的总体发展战略,对21世纪我国数控技术与产业的发展至关重要。通过对数控技术和产业发展趋势的分析和对我国数控领域存在问题的研究,我们认为以科技创新为先导,以商品化为主干,以管理和营销为重点,以技术支持和服务为后盾,坚持可持续发展道路将是一种符合我国国情的发展数控技术和产业的总体战略。 以科技创新为先导中国数控技术和产业经过40多年的发展,从无到有,从引进消化到拥有自己独立的自主版权,取得了相当大的进步。但回顾这几十年的发展,可以看到我们在数控领域的进步主要还是按国外一些模式,按部就班地发展,真正创新的成分不多。这种局面在发展初期的起步阶段,是无可非议的。但到了世界数控强手如林的今天和知识经济即将登上舞台的新世纪,这一常规途径就很难行通了。例如,在国外模拟伺服快过时时,我们开始搞模拟伺服,还没等我们占稳市场,技术上就已经落后了;在国外将脉冲驱动的数字式伺服打入我国市场时,我们就跟着搞这类所谓的数字伺服,但至今没形成大的市场规模;近来国外将数字式伺服发展到用网络(通过光缆等)与数控装置连接时,我们又跟着发展此类系统,前途仍不乐观。这种老是跟在别人后面走,按国外已有控制和驱动模式来开发国产数控系统,在技术上难免要滞后,再加上国外公司在我国境内设立研究所和生产厂,实行就地开发、就地生产和就地销售,使我们的产品在性能价格比上已越来越无多大优势,因此要进一步扩大市场占有率,难度自然就很大了。为改变这种现状,我们必须深刻理解和认真落实“科学技术是第一生产力”的伟大论断,大力加强数控领域的科技创新,努力研究具有中国特色的实用的先进数控技术,逐步建立自己独立的、先进的技术体系。在此基础上大力发展符合中国国情的数控产品,从而形成从数控系统、数控功能部件到种类齐全的数控机床整机的完整的产业体系。这样,才不会被国外牵着鼻子,永远受别人的制约,才有可能用先进、实用的数控产品去收复国内市场,打开国际市场,使中国的数控技术和数控产业在21世纪走在世界的前列。 在商品化上狠下工夫近几年我国数控产品虽然发展很快,但真正在市场上站住脚的却不多。就数控系统而言,国产货仍未真正被广大机床厂所接受,因此出现国产数控系统用于旧机床改造的例子较多,而装备新机床的却很少,机床厂出产的国产数控机床大多数用的都是国外的系统。这当然不是说旧机床的数控化改造不重要,而是说明从商品的角度看,我们的数控系统与国外相比还存在相当大的差距。影响数控系统和数控机床商品化的主要因素除技术性能和功能外,更重要的就是可靠性、稳定性和实用性。以往,一些数控技术和产品的研究、开发部门,所追求的往往是一些体现技术水平的指标(如多少通道、多少轴联动、每分钟多少米的进给速度等等),而对影响实用性的一些指标和一些小问题却不太重视,在产品的稳定性、鲁棒性、可靠性、实用性方面花的精力相对较少。从而出现某些产品鉴定时的水平都很高,甚至也获各种大奖。但这些高指标、高性能的产品到用户哪儿却由于一些小问题而表现不尽人意,最后丧失了信誉,打不开市场。这说明,高指标、高性能的样机型的产品离用户真正需要的实用、可靠的商品是有相当大的距离的,将一个高指标、高性能的产品变为一个有市场的商品还需作出大量艰苦的努力。另一方面,数控系统和数控机床不像家电类产品那样易于大批量生产,应用环境也不那么简单。数控产品是在生产环境中使用,面临的是五花八门的工艺问题。如果开发部门对这些问题掌握得不透,就难以将产品设计得很完善。而且数控产品的某些问题在开发、试用,甚至鉴定时都难以发现。这就造成,同样型号的数控机床在有的用户那儿运行得很好,而在别的用户那儿却表现欠佳。或者同样型号的数控机床用于加工某些零件工作得很好,但用于加工其他零件时却不尽人意。出现这种情况,有时是用户操作人员的水平问题,但有时就是数控产品本身潜在问题的暴露。为解决这一问题,国外一些公司设立了专门机构来测试考验自己的产品,如为考验新开发的数控系统,厂家自己设计和从生产实际中收集了大量零件程序,让数控系统运行各种各样的程序,一旦发现问题,即立即反馈给开发部门予以解决。经过这样的测试考验过程后,数控系统的潜在问题就大为减少。以往,我们的产品就很少进行这样严格的全面的自我测试考验。好些问题要等到用户去给我们挑出来。这样,即使一个小问题也将严重影响国产数控产品的声誉。因此,我们应充分重视上述问题,在商品化上切实狠下工夫,将其作为数控产业的主干来抓,贯穿于技术研究、产品开发、试制、生产等的全过程中,从而将我们已有的技术水平较高的数控产品变成真正有市场的好商品。 将管理和营销作为产业发展重点经过20来年市场风雨的冲击,国人已越来越认识到,技术固然重要,但在市场经济的环境下,要在激烈的全球竞争中获胜,管理和营销就显得更为重要。例如,我国台湾生产的数控机床不但占领了大陆市场的相当大的份额,而且还打进了美国市场。是台湾数控机床的技术和质量超过美国了吗?显然不是。那他们靠的是什么?重要的一条就是在企业管理和产品营销上下了工夫。而我们长期以来把主要精力放在开发技术和提高水平上,忽视了经营管理、市场开拓、产品营销等方面的工作,结果在新技术、新产品开发出来以后,在产品质量提高以后,企业仍然处于产品销售不畅的困境〔1〕。国内外的经验说明,数控产品的竞争力不仅取决于技术,更取决于经营管理能力和营销能力。因此,从现在起我们应将管理和营销作为产业发展重点,真正摆脱计划经济时代所遗留下来的思维方式和工作习惯的束缚,建立适应市场的高效、灵敏的运行机制和有效的激励机制。通过这种机制,一方面切实加强企业管理,激发企业负责人和广大职工的负责精神、创造精神和献身精神,努力提高产品的竞争能力;另一方面充分调动企业内外、行业内外一切积极因素,大力加强市场开拓力度,奋力打通营销渠道。可以坚信,有过硬竞争力的产品,再加上北京开关厂那样的“找、挣、钻、抢”精神,我们就一定能在市场竞争中取得胜利。 大力加强技术支持和服务数控系统和数控机床作为典型的高技术产品,对用户的技术支持和服务是相当重要的。以前国产数控产品丧失信誉的原因,除可靠性问题外,另一大问题就是缺乏有力的技术支持和服务。用户花了很多钱买的数控机床或数控系统,一旦出现问题却叫天天不应,叫地地不灵,以后谁还敢买我们的产品。因此,应将对用户的技术支持和服务当成重要的日常工作来抓,使我们在市场上向纵深挺进时,有一个强大后方。因此,为了取得数控产品市场竞争的全面胜利,必须建立以技术支持和服务为核心的强大后方。当然,为赢得主动,后方也须主动出击。目前,利用先进的信息技术手段(如网络和多媒体),将为建立新一代立体化的技术支持和服务体系开辟新的途径。 坚持可持续发展道路可持续发展是下一世纪企业发展的重要战略,我国数控产业要有大的发展也必须坚持走可持续发展的道路。绿色是实现可持续发展的重要途径,其主要思想是清洁和节约。为此应大力加强绿色数控产品的开发,加速促进数控产品、数控产业以及整个制造业的绿色化,主要战略措施应考虑以下几方面:①有效减少产品制造及使用过程中的环境污染。如减少数控机床的铸件结构,消除铸造对环境的污染;将数控机床主轴的润滑以油气润滑、喷油润滑等取代油雾润滑,减少对生产环境的污染;在精密数控机床及其运行环境的温度控制中取消氟利昂制冷的恒温技术;以电传动代替机械传动,减少噪声污染。②大幅度降低资源消耗和能源消耗。如以软件代替硬件,从而减少硬件制造的资源和能源消耗及污染,并减少产品寿命结束后硬件装置的拆卸回收问题;以永磁驱动代替感应驱动,提高效率和功率因数,节约能源;以电传动代替机械传动,提高效率,减少能源消耗。③加强用数控技术改造传统机床。这既符合运用信息技术和自动化技术改造传统产业,使传统产业生产技术和装备现代化这一产业可持续发展的目标得以实现,又可取得巨大的经济效益。我国拥有普通机床数百万台,加强用数控技术改造传统机床将成为下世纪我国数控领域的重要发展方向。④大力发展绿色数控机床。绿色数控机床应是材料消耗少、能耗低、无污染,寿命长且便于拆卸回收的新型机床。例如,以并联结构代替串联结构就是开发绿色数控机床的一条途径,这是因为并联结构机床消耗的金属材料仅为常规串联结构机床的几分之一,其加工量也比常规机床大幅度减少,特别是消除了大型结构件的铸造,这将显著降低机床制造过程中的能源消耗和对环境的污染。此外,并联结构机床有利于采用电传动,效率高,可有效降低使用中的能源消耗。国际标准化组织制定了ISO14000环境管理标准,全球环境问题“法律化”的趋势正在进一步发展,可持续发展将成为企业通向国际市场的通行证〔2〕。因此,我们的数控产品要在下一世纪走向国际市场,我们的企业就必须“从我做起,从现在做起”。2 技术途径 发展具有中国特色的新一代PC数控系统数控系统是各类数控装备的核心,因此通过科技创新首先发展具有中国特色的新型数控系统,将是推动数控产业化进程的有效技术途径。实践证明,10年来我们所走的PC数控道路是完全正确的。PC机(包括工业PC)产量大、价格便宜,技术进步和性能提高很快,且可靠性高(工业PC主机的MTBF已达30年〔3〕)。因此,以其作为数控系统的软硬件平台不但可以大幅度提高数控系统的性能价格比,而且还可充分利用通用微机已有软硬件资源和分享计算机领域的最新成果,如大容量存储器、高分辨率彩色显示器、多媒体信息交换、联网通讯等。此外,以通用微机作为数控平台还可获得快速的技术进步,当PC机升级换代时,数控系统也可相应升级换代,从而长期保持技术上的优势,在竞争中立于不败之地。目前,PC数控系统的体系结构有2种主要形式:(1)专用数控加PC前端的复合式结构;(2)通用PC加位控卡的递阶式结构。另外还有一种正在发展的数字化分布式结构。其方案是将由DSP等组成的数字式伺服通过以光缆等为介质的网络与数控装置连接起来,组成一完整的数控系统。这种系统虽然性能很好,但由于开发和生产成本太高,近期难以被国内广大用户所接受。我们认为,上述结构并不是符合中国国情的最好方案,适合中国国情的应是将所有数控功能全软件化的集成式结构,因为这种结构的硬件规模最小,不但有利于降低系统成本,而且更重要的是可以有效提高系统的可靠性。几十年的经验表明,可靠性好坏是国产数控系统能否发展的关键。虽然影响数控系统可靠性的因素很多,但过大的硬件规模和较低的硬件制造工艺水平往往对可靠性造成最大的威胁。以往,国产数控系统在总体设计时由于种种原因的限制,不得不选用技术指标不太高的普通CPU,这样,为完成数控的复杂功能往往需要由多个CPU来组成系统,有时还需另加一些专用或通用硬件电路来实现数控系统的一些高实时性功能(如细插补、位置伺服控制等),从而造成系统硬件规模庞大。对于数控系统这种批量不大的产品,在国内现有工艺条件下,很难从硬件制造的角度保证系统的可靠性,因而使得国产数控系统在生产现场的表现不佳,对国产数控系统的形象和声誉造成严重影响,使得不少用户现在还心有余悸。因此,我们在开发新型数控系统时,应优先选用新型高性能CPU(如高主频的Pentium II、Pentium III等)作为系统的运算和控制核心,并尽量用软件来实现数控的所有功能。这样,可大幅度减小系统硬件的规模。此外,还应在软件设计、电源设计、接插件设计与选用、接地与屏蔽设计和施工等方面采用强抗扰高可靠性设计与制造技术,从而全面提高系统的可靠性。由于一个新型高性能CPU可以代替数十个普通CPU(如80286、80386等),因此,在基于高性能CPU的PC平台上不仅可以完成数控系统的基本功能(如信息处理、刀补计算、插补计算、加减速控制等)和开关量控制功能(内装PLC),而且还可以完成伺服控制功能。这样,以前由DSP完成的数字化伺服控制功能(如位置控制、速度控制、矢量变换控制等)均可由PC中的CPU完成,从而实现内装式伺服控制,这不仅有效缩小了数控部分的硬件规模,而且还大幅度缩小了伺服控制部分硬件规模。这种具有内装PLC和内装伺服控制的全软件化集成式数控系统,其硬件规模将达到最小化,整个数控系统除一个PC平台外,剩下的只有驱动机床运动的功率接口和反馈接口。这既有效提高了系统可靠性,又消除了信息传递瓶颈,提高了系统性能,同时还可显著降低系统成本,使系统(包括电机)售价将可降至现有数控系统的一半左右。显然,这种高性能、高可靠性、低成本的新型数控系统将具有极强的竞争力,有望为开创中国数控的新局面作出贡献。此外,集成化PC数控系统还有一大优点,就是容易实现开放式结构。这是因为,这种系统的硬件本身已经是完全开放的,构成开放式数控系统的工作完全在软件上,只要制定好标准和协议,从信息处理、轨迹插补、加减速控制、开关量控制到伺服控制都可以实现开放,从而可大大方便用户的使用。 推进数控功能部件的专业化生产解决数控系统问题后,如何实现数控机床的模块化设计与制造便是我国机床制造企业快速响应市场需求,在竞争中获胜的另一关键。要实现数控机床的模块化设计制造,必须解决数控机床功能部件的专业化生产问题。目前我国在这方面离实际需求还有相当大的差距。因此,在今后的若干年内,我们必须大力促进数控机床功能部件的开发和专业化生产。其要点如下:(1)新型永磁电主轴单元 电主轴已成为国际市场上最热门的数控机床功能部件。但目前这类产品几乎都为感应异步型,存在以下突出问题:①转子上存在绕组,有大电流流过,因此转子发热严重,直接影响主轴精度;②低速出力小且转矩脉动大,难以满足宽范围切削要求;③效率和功率因素低,不仅电机体积和重量大而且要求逆变器容量大、耗能多;④控制系统复杂、成本高。因此,利用我国稀土永磁材料的优势,开发新型大功率、高效率、宽调速范围永磁同步型交流电主轴单元,将可有效解决现有电主轴存在的问题,形成具有中国特色的新一代电主轴产品。由于永磁电主轴的机械结构和控制系统都较感应异步型电主轴简单,因此易于进行专业化大规模生产。当然,这还要攻克主轴支承(陶瓷轴承、流体动静压轴承、磁悬浮轴承)技术、高精度高速动平衡技术、高速驱动、检测与控制技术、高可靠性安全保证技术等关键技术。(2)廉价的高性能伺服系统 目前,一套进给交流伺服系统(驱动器+电机)的价格一般都在万元以上,主轴伺服系统的价格高达数万元,已成为降低国产数控机床成本的一大障碍。因此,应配合新型集成化国产数控系统的发展,大力开发廉价的高性能内装式伺服系统。由于内装式伺服的硬件部分只有电机和功率接口,充分利用我国的永磁资源优势,通过专业化生产可以把电机的造价降下来,而采用智能化的IPM模块作为功率接口也很便宜,因此将内装式进给伺服的价格控制在数千元以内,将内装式主轴伺服的价格控制在2万元以内,将是完全可能的。(3)直线交流伺服系统 直线交流伺服系统是下一世纪数控机床不可缺少的功能部件,目前我国还没有成熟产品,因此应加强研究、开发和推广应用。考虑到常规机床的防磁问题较难解决,而并联机床的防磁相对容易,因此可为常规结构机床开发感应异步型直线电机,为并联结构机床开发永磁同步型直线电机,从而扬长避短,构成符合实际应用要求的新型高速高精度进给系统。在此基础上,可进一步开发将驱动与支承合二为一的磁悬浮工作台。(4)零传动数控转台与摆头 数控转台与摆头是多坐标数控机床的关键部件,传统的采用高精度蜗杆蜗轮等传动的转台与摆头不仅制造难度大、成本高,而且难以达到高速加工所需的速度和精度,因而必须另辟蹊径开发新型零传动(无机械传动链)数控转台和摆头,以促进我国高速高精度多坐标数控机床的发展。(5)高速高精度检测装置 高速高精度是下世纪数控机床发展的主题,这不但需要高性能的控制和驱动,同时还需要高品质的检测环节,因此应在现有技术基础上,进一步开发 μm以上精度的高速(60 m/min以上)线位移传感器和100万脉冲/r的角位移传感器,此类技术国外对我国是封锁的。 加速数控机床的全国产化,打好市场翻身仗数控产业化的最终成功将体现在数控机床的全国产化和市场占有率上。在上述总体战略指导下,采取抓两头(低价位数控机床和高速高效数控机床)、带中间(普通数控机床)、促重型(重型关键装备)的方针,将是在国内市场上快速收复失地,在国际市场上稳步进军,最终打赢国产数控机床市场翻身仗的一种有效战术和策略。关于普通数控机床的发展已有许多文章作了专门论述,因此下面仅就低价位数控机床、高速高效数控机床和重型数控机床的发展问题作一讨论。(1)大力发展低价位数控机床 低价位机床是功能满足用户要求(无功能浪费)、技术指标适中、可靠性好、价格便宜的普及型数控机床。这类机床已成为国际市场上数控机床的发展趋势之一,也是国内众多用户渴求的产品,其市场前景相当广阔。然而,如果采用国外数控系统(包括伺服)按照传统思路来发展低价位机床,是很难将价格降至广大用户所能接受的水平的。因此,采用本文提出的新型集成化国产数控系统来发展高性能的低价位数控机床,将是一条最有希望成功的道路。只要有一定批量,由此构成的全国产普及型数控车床的售价完全可以控制在10万元以内,三坐标数控铣床可控制在15万元左右,加工中心可控制在20万元左右。此价位的国产数控机床将是具有较强竞争力的。(2)加速开发高速高效数控机床 高速高效是数控机床发展的另一大潮流。发展高速高效数控机床的技术途径可有以下几条:①通过提高切削速度和进给速度,从而达到成倍提高生产效率,有效提高零件的表面加工质量和加工精度并解决常规加工难以解决的某些特殊材料(如铝钛合金、模具钢、淬硬钢)和特殊形状零件(如复杂薄壁零件)的高效加工问题。②通过工艺复合,减少工件的安装次数,有效缩短搬运和装夹时间。例如,将五面五轴加工中心与立车复合构成万能加工中心,可实现一次装卡完成零件的大部分(或全部)加工。③采用高速高精度圆周铣加工孔和以螺旋轨迹插补实现不钻底孔的直接攻丝等新加工方法,大幅度减少换刀次数,提高加工效率。④为数控机床开发智能寻位加工功能,消除对精密夹具和人工找正的依赖,有效缩短单件小批加工的准备时间。在我国现实条件下如果沿用传统思路是难以实现上述途径的,因此,必须立足国情,结合实际勇于创新,大胆探索新的道路。 考虑到常规数控机床在总体结构上基本上采用工件和刀具沿各自导轨共同运动的方案,一方面由于机床传动环节刚性不足和导轨中的摩擦阻力较大,使运动部件难以获得高的进给速度;另一方面由于工件、夹具和工作台的总质量比较大,使之难以获得高的加速度。此外,传统机床结构是一种串联开链结构,组成环节多、结构复杂,并且由于存在悬臂部件和环节间的联接间隙,不容易获得高的总体刚度,因此难以适应高速高效加工的特殊要求。为此,开发国产高速高效数控机床时,可采用工件固定,以直线电机组成并联短链直接驱动主轴和刀具运动、将高速高精度传动与高刚度支撑合二为一的适合于高速高效加工中心的新型结构。采用该结构的高速高效数控机床不但速度高、刚度高,如果在传动与控制上处理得当,可以达到比常规机床更高的加工精度和加工质量,而且具有机械结构简单,零部件通用化、标准化程度高,制造成本低,易于经济化批量生产等显著优点。因此,沿此思路发展高速高效数控机床将是一条符合国情、易于取得成功的道路。(3)突破重型数控机床的设计制造技术 重型数控机床(特别是多坐标重型数控机床)是国民经济和国防生产中的重大关键设备,属于战略物资,真正先进的重型数控机床国外是不可能卖给我们的,因此,在我国下世纪数控产品的发展中必须依靠自己的力量进行解决。发展重型数控机床必须有过硬的基础,我们在数控机床国产化的进程中应不断总结经验,加强基础技术和关键技术研究,充分发挥我国产学研相结合的优势,各部门通力合作、共同努力,争取在下世纪初取得突破性进展。目前,在发展重型数控机床中除需加强基础理论研究外,还应加强其关键技术研究。例如,重型机床的控制就是需要加以特殊解决的关键问题。因重型机床加工的工件特别昂贵不允许报废,为了确保机床工作可靠,在数控系统中可采用双(或多)CPU冗余工作方案,以确保运算和控制的绝对正确,并在出现故障时自动诊断、自动修复或自动替补,确保加工不出问题。此外,在电源上可采取双蓄电池供电的全隔离供电方案,即一组电池在给系统供电时,可对另一组电池进行充电,电网与控制系统是完全隔离的。这就彻底消除了重型车间中电网电压波动厉害、干扰严重对数控系统造成的影响,从而有效保证系统的可靠性。又如,重型数控机床的驱动也是一大关键问题。当行程长度超过5 m,普通滚珠丝杆就难以胜任大负荷的传动,因此目前一般采用预加负载的双齿轮-齿条机构、静压蜗杆-蜗母条机构、四足(或双足)爬行进给机构等来实现长行程传动。但这些方案存在结构复杂、速度和加速度低、动态性能差、难以达到高精度、维护保养复杂等问题。为此可发展阵列式高效直线电机直接驱动技术和空间并联机构驱动技术,以新的途径来解决重型数控机床的高速、高精度驱动问题。除此之外,机床结构的优化设计、长行程精密检测、重力变形补偿、切削力变形补偿、热变形补偿等也是重型数控机床中必须解决的关键问题,必须予以充分重视。3 结语制定符合中国国情的总体发展战略,确立与国际接轨的发展道路,对21世纪我国数控技术与产业的发展至关重要。本文在对数控技术和产业发展趋势的分析,对我国数控领域存在的问题进行研究的基础上,对21世纪我国数控技术和产业的发展途径进行了探讨,提出了以科技创新为先导,以商品化为主干,以管理和营销为重点,以技术支持和服务为后盾,坚持可持续发展道路的总体发展战略。在此基础上,研究了发展新型数控系统、数控功能部件、数控机床整机等的具体技术途径。我们衷心希望,我国科技界、产业界和教育界通力合作,把握好知识经济给我们带来的难得机遇,迎接竞争全球化带来的严峻挑战,为在21世纪使我国数控技术和产业走向世界的前列,使我国经济继续保持强劲的发展势头而共同努力奋斗!作者简介周 凯 男,1954年生。清华大学(北京市 100084)精密仪器与机械学系副教授、工学博士。主要从事数控技术、机电控制工程、制造科学与制造系统等方面的研究工作。取得科研成果15项。发表论文70余篇。参考文献1 杨皖苏,严鸿和.机械科学与技术,1997,26(4):1~62 陈玉祥.中国机械工程, 1998,9(5):1~43 周延佑.中国机械工程,1998,9(5): 5~24
数控车床精度加工论文
[摘要]在数控机床生产加工中,精度控制对产品质量具有重要影响。
加工精度则由机床的精度、编程精度、伺服精度以及插补精度决定。
为提高机床精度,在其设计环节通过CAD设计和计算机模拟技术可以有效提高机床加工精度。
在使用过程中通过加强对机台的保养,保持良好状态,保持数控机床的高精度要求。
[关键词]几何精度 精度补偿 误差分析
1、数控机精度分析
目前对数控数控机床的分类主要包括集合精度、位置精度以及加工精度。
数控机床材质的刚度和工作时的温度,对机床的精度都会造成不同程度的影响。
将数控车床的几何精度继续细分有可以分成主轴几何精度和直线运动精度。
在数控机床加工运作的过程中主动轴与回转轴之间的相对位置应该是保持相对固定的,在实际生产的过程中与设计的情况是不完全相同的,两轴之间的相对空间位置也并非固定不变的,因为构成主轴的轴承零部件在其制造的环节中会出现不同程度的误差,在使用过程中又会受到温度、工作强度、润滑等条件的影响。
主动轴的轴承精度、主轴箱在装配是的质量都会造成主轴和其回转部件在运行是发生不平衡,另外主动轴的支承轴颈在制造过程中会存在圆度误差,其前后同轴度也会存在一定程度的误差,再加之主轴在运转的过程中都会受热发生形变,这些因素都对数控机床的主轴几何精度造成影响。
在数控机床除主动轴造成的几何精度之外,导轨因为摩擦力以及机床所用的伺服电机可能会存在惯量匹配问题会对机床的位置精度造成影响。
在数控机床中有部分需要不间断工作的部件如油缸油泵、电动机、液压机等,都需要长时间连续工作。
在它们运转的过程中因为摩擦会产生一定的热量,其内部零件会受热膨胀发生形变,造成构件的实际尺寸与设计尺寸有出入,零件的结构也会因内部热应的作用变的不对称,发生构件的形变,因此数控机床运转部件受热发生形变会对机床的位置精度带来重要影响。
数控机床的加工精度与上述两种精度不同,它是整台机床在各种因素综合影响下的结果,与机床的几何精度和位置精度是密切相关的,与机床的传动系统误差、检查校正系统误差、零件固定部件无擦、刀具位置的误差等都有关联。
而且数控机床的程序编辑是否正确、生产工艺是否合理对机床的加工生产的稳定型造成影响。
因此在实际生产中,为提高数控机床的加工精度就需要提高机床的几何精度和位置精度。
2、检测数控机床精度
数控机床与所有其他电器、机械设备相同,在使用一段时间后,都会面临电子元件老化、零部件生锈、机械部件磨损等情况。
因此为保持机床能够保持较好的状态,应定期对机床进行周期性的保养,对数控机床的精度进行检测和补偿。
检测几何精度
通常在加工中心机床的几何精度检测项目中,对直线运动轴的直线度检测项目所选用的工具是平尺和千分表,一般是测试运动部件在垂直于其运动轴的其他两个坐标轴上的线性偏差。
在一台常见的普通立式数控加工中心为例,对其集合精度的检测内容主要包括对机床工作台面的平面度,运动轴在空间坐标各方向移动的相互垂直度。
主轴在中心孔径向的跳动,主轴、回转轴轴心线与机床工作台面的垂直度。
机床运动轴在X、Y坐标方向移动时工作台面的平行度;X坐标方向移动时工作台面T形槽侧面的平行度;主轴箱在延z轴的坐标方向移动时的直线度以及与主轴的轴心线的平行度,主轴的轴向窜动等。
检测位置精度
数控机床所需要的定位精度可以分为定位精度、反向偏差精度和重复定位精度三项。
定位精度主要的内容指的是数控机床的工作台面或者机床的其他运动部件,在生产中实际的运动位置与程序指令位置相一致的程度;其不一致程度的差量就是定位误差。
在机床各系统中,伺服系统、检测系统、进给系统等的误差,以及运动部件导轨的几何误差都是造成定位误差的'重要因素,定位误差是会对机床加工零件的尺寸精度产生直接影响。
3、提高机床精度的措施
提高设计水平
目前我们大量使用的数控机床是以国产机床为主,机床的生产企业基本上的都具有部分的自主研发能力,可以自行设计、制造、改进产品的主体部分,机床的功能件部分人需外购。
闭眼机床局部因受力过大而造成较大变形,影响加工精度。
机床主动轴在使用过程中要受到耐磨性和温度升高的影响,因此对其温度特性进行优化设计可以有效的保持机床的加工精度。
通常在对主轴系统设计的是有,会将对机床加工精度造成较大影响的构件安装到一个与主动轴中心相交,而且与机床底座想垂直的安装面上,然后在主轴箱的两侧对称的安装其他构件,这样可以有效的改善机床因受热对加工精度。
提高机床几何精度
数控机床的几何精度能够对机床的生产精度起到决定性作用,因此在机床生产企业的设计中要能够合理的设定机床的工作精度,选择适合的加工负荷。
在机床加工零件的过程中,主轴轴颈与轴承发生的摩擦会使其温度升高,它与主轴箱的箱体孔的空间位置如果存在较大误差,会造成轴承滚到的变形,严重影响到轴承的旋转精度。
所以要严格控制主轴轴承的选配间隙。
数控机床在加工零件时长时间处于高负荷运转状态,通常机床制造企业会采用镶钢滑动导轨副结构来提高机床的刚性和精度。
该结构可以使数控机床具有最好的几何精度。
综合提高加工精度
数控机床从设计到制造、装配、使用值一个复杂的过程,对其加工精度的控制也是一个综合性的系统问题,不能仅仅依靠对某个或某几个量的控制来获取较高加工精度。
在生产制造环境,应充分考虑到制造工艺中会对机床精度造成影响的因素,消除铸造加工、机械加工对机床个构件引起的几何精度的改变。
然后通过对数控机床的数控系统进行补偿值的设定,可有效的提升机床的加工精度。
4、结束语
目前我们国内采用数控机床虽然比传统的加工机床有更高的加工精度,但是与世界先最先进的数控设备还有这很大的差距。
在现有的条件加,为提高机床的加工质量,保持更高的加工精度,需要对生产工艺精益求精,不断提高设计制作能力。
参考文献
[1]中华人民共和国国家标准GB/T16462-2007,数控车床和车削中心检验条件[S]
没有啊,这个得花钱买才行啊,,网上找不到的
这个好像要考很多门课程
答辩没过吧?还在学校耗着呢??同情。。。。
数控机床常用的位置检测装置,脉冲编码器、旋转变压器、圆感应同步器、圆光栅、圆磁栅、多速旋转变压器、三速圆感应同步器、直线感应同步器、计量光栅、磁尺激光干涉仪、3速感应同步器、绝对值式磁尺。数控机床是数字控制机床(Computer numerical control machine tools)的简称,是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序,并将其译码,用代码化的数字表示,通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号,控制机床的动作,按图纸要求的形状和尺寸,自动地将零件加工出来。数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题,是一种柔性的、高效能的自动化机床,代表了现代机床控制技术的发展方向,是一种典型的机电一体化产品。
附加问题:数控机床常用的位置检测装置,脉冲编码器、旋转变压器、圆感应同步器、圆光栅、圆磁栅、多速旋转变压器、3速圆感应同步器、直线感应同步器、计量光栅、磁尺激光干涉仪、3速感应同步器、绝对值式磁尺
数控车床实习报告前 言机床是人类进行生产劳动的重要工具,也是社会生产力发展水平的重要标志。普通机床经经历了近两百年的历史。随着电子技术、计算机技术及自动化,精密机械与测量等技术的发展与综合应用,生产了机电一体化的新型机床一一数控机床。数控机床一经使用就显示出了它独特的优越性和强大生命力,使原来不能解决的许多问题,找到了科学解决的途径。数控车床是数字程序控制车床的简称,它集通用性好的万能型车床、加工精度高的精密型车床和加工效率高的专用型车床的特点于一身,是国内使用量最大,覆盖面最广的一种数控机床,也是是一种通过数字信息,控制机床按给定的运动轨迹,进行自动加工的机电一体化的加工装备,经过半个世纪的发展,数控机床已是现代制造业的重要标志之一,在我国制造业中,数控机床的应用也越来越广泛,是一个企业综合实力的体现。实 习 报 告 正 文自从走进了大学,就业问题就似乎总是围绕在我们的身边,成了说不完的话题。在现今社会,招聘会上的大字报都总写着“有经验者优先”,可还在校园里面的我们这班学子社会经验又会拥有多少呢?为了拓展自身的知识面,扩大与社会的接触面,增加个人在社会竞争中的经验,锻炼和提高自己的能力,以便在以后毕业后能真正真正走入社会,能够适应国内外的经济形势的变化,并且能够在生活和工作中很好地处理各方面的问题,在这个假期里我开始了自己的校外实习。.,把所学的理论知识,运用到客观实际中去,使自己所学的理论知识有用武之地。只学不实践,所学的就等于零,理论应该与实践相结合.另一方面,实践可为以后找工作打基础.通过这段时间的实习,学到一些在学校里学不到的东西。因为环境的不同,接触的人与事不同,从中所学的东西自然就不一样了。要学会从实践中学习,从学习中实践.而且在中国的经济飞速发展,又加入了世贸,国内外经济日趋变化,每天都不断有新的东西涌现,在拥有了越来越多的机会的同时,也有了更多的挑战,中国的经济越和外面接轨,对于人才的要求就会越来越高,我们不只要学好学校里所学到的知识,还要不断从生活中,实践中学其他知识,不断地从各方面武装自已,才能在竞争中突出自已,表现自已。1. F功能F功能指令用于控制切削进给量。在程序中,有两种使用方法。(1)每转进给量编程格式 G95 F~F后面的数字表示的是主轴每转进给量,单位为mm/r。如:G95 表示进给量为 mm/r。(2)每分钟进给量编程格式G94 F~F后面的数字表示的是每分钟进给量,单位为 mm/min。如:G94 F100 表示进给量为100mm/min。2. S功能S功能指令用于控制主轴转速。编程格式 S~S后面的数字表示主轴转速,单位为r/min。在具有恒线速功能的机床上,S功能指令还有如下作用。(1)最高转速限制设定加工坐标系编程格式 G50 S~S后面的数字表示的是最高转速:r/min。如:G50 S3000 表示最高转速限制为3000r/min。(2)恒线速控制编程格式 G96 S~S后面的数字表示的是恒定的线速度:m/min。如:G96 S150 表示切削点线速度控制在150 m/min。(3)恒线速取消编程格式 G97 S~S后面的数字表示恒线速度控制取消后的主轴转速,如S未指定,将保留G96的最终值。如:G97 S3000 表示恒线速控制取消后主轴转速3000 r/min。3. T功能T功能指令用于选择加工所用刀具。编程格式 T~T后面通常有两位数表示所选择的刀具号码。但也有T后面用四位数字,前两位是刀具号,后两位是刀具长度补偿号,又是刀尖圆弧半径补偿号。例:T0303 表示选用3号刀及3号刀具长度补偿值和刀尖圆弧半径补偿值。T0300 表示取消刀具补偿。4. M功能M00: 程序暂停,可用NC启动命令(CYCLE START)使程序继续运行;M01:计划暂停,与M00作用相似,但M01可以用机床“任选停止按钮”选择是否有效;M03:主轴顺时针旋转;M04:主轴逆时针旋转;M05:主轴旋转停止;M08:冷却液开;M09:冷却液关;M30:程序停止,程序复位到起始位置。5. 加工坐标系设置G50编程格式 G50 X~ Z~式中X、Z的值是起刀点相对于加工原点的位置。G50使用方法与G92类似。在数控车床编程时,所有X坐标值均使用直径值,如图所示。如:按图设置加工坐标的程序段如下:G50 . 快速定位指令G00G00指令命令机床以最快速度运动到下一个目标位置,运动过程中有加速和减速,该指令对运动轨迹没有要求。其指令格式:G00 X(U)____ Z(W)____;当用绝对值编程时,X、Z后面的数值是目标位置在工件坐标系的坐标。当用相对值编程时,U、W后面的数值则是现在点与目标点之间的距离与方向。如图所示的定位指令如下:G50 ; 设定工件坐标系G00 ; 绝对值指令编程A→C或G00 ; 相对值指令编程A→C因为X轴和Z轴的进给速率不同,因此机床执行快速运动指令时两轴的合成运动轨迹不一定是直线,因此在使用G00指令时,一定要注意避免刀具和工件及夹具发生碰撞。如果忽略这一点,就容易发生碰撞,而快速运动状态下的碰撞就更加危险7. 直线插补指令G01G01指令命令机床刀具以一定的进给速度从当前所在位置沿直线移动到指令给出的目标位置。指令格式:G01 X(U)____Z(W)____F ;其中F是切削进给率或进给速度,单位为mm/r或mm/min,取决于该指令前面程序段的设置。使用G01指令时可以采用绝对坐标编程,也可采用相对坐标编程。当采用绝对坐编程时,数控系统在接受G01指令后,刀具将移至坐标值为X、Z的点上;当采用相对坐编程时,刀具移至距当前点的距离为U、W值的点上。如图所示的直线运动指令如下:G01 Z20. ; 绝对值指令编程G01 ; 相对值指令编程8. 圆弧插补指令G02、G03圆弧插补指令命令刀具在指定平面内按给定的F进给速度作圆弧插补运动,用于加工圆弧轮廓。圆弧插补命令分为顺时针圆弧插补指令G02和逆时针圆弧插补指令G03两种。其指令格式如下:顺时针圆弧插补的指令格式:G02 X(U)____Z(W)____I____K____F____;G02 X(U)____Z(W)___R___ F____;逆时针圆弧插补的指令格式:G03 X(U)____Z(W)____ I____K____F____;;G03 X(U)____Z(W)___R___ F____;使用圆弧插补指令,可以用绝对坐标编程,也可以用相对坐标编程。绝对坐标编程时,X、Z是圆弧终点坐标值;增量编程时,U、W是终点相对始点的距离。圆心位置的指定可以用R,也可以用I、K,R为圆弧半径值;I、K为圆心在X轴和Z轴上相对于圆弧起点的坐标增量; F为沿圆弧切线方向的进给率或进给速度。当用半径R来指定圆心位置时,由于在同一半径R的情况下,从圆弧的起点到终点有两种圆弧的可能性,大于180°和小于180°两个圆弧。为区分起见,特规定圆心角α≤180°时,用“+R”表示;α>180°时,用“-R”。注意:R编程只适于非整圆的圆弧插补的情况,不适于整圆加工。例如,图3-13中所示的圆弧从起点到终点为顺时针方向,其走刀指令可编写如下:G02 ; 绝对坐标,直径编程,切削进给率 ; 相对坐标,直径编程,切削进给率 X 50. 0 ; 绝对坐标,直径编程,切削进给率 ; 相对坐标,直径编程,切削进给率. 暂停指令G04G04指令用于暂停进给,其指令格式是:G04 P____或G04 X(U)____暂停时间的长短可以通过地址X(U)或P来指定。其中P后面的数字为整数,单位是ms;X(U)后面的数字为带小数点的数,单位为s。有些机床,X(U)后面的数字表示刀具或工件空转的圈数。该指令可以使刀具作短时间的无进给光整加工,在车槽、钻镗孔时使用,也可用于拐角轨迹控制。例如,在车削环槽时,若进给结束立即退刀,其环槽外形为螺旋面,用暂停指令G04可以使工件空转几秒钟,即能将环形槽外形光整圆,例如欲空转时其程序段为: G04 或G04 或G04 P2500;G04为非模态指令,只在本程序段中才有效。10. 英制和米制输入指令G20、G21G20表示英制输入,G21表示米制输入。G20和G21是两个可以互相取代的代码。机床出厂前一般设定为G21状态,机床的各项参数均以米制单位设定,所以数控车床一般适用于米制尺寸工件加工,如果一个程序开始用G20指令,则表示程序中相关的一些数据均为英制(单位为英寸);如果程序用G21指令,则表示程序中相关的一些数据均为米制(单位为mm)。在一个程序内,不能同时使用G20或G21指令,且必须在坐标系确定前指定。G20或G21指令断电前后一致,即停电前使用G20或G21指令,在下次后仍有效,除非重新设定。11. 进给速度量纲控制指令G98、G99在数控车削中有两种切削进给模式设置方法,即进给率(每转进给模式)和进给速度(每分钟进给模式)。(1)进给率,单位为mm/r,其指令为:G99; 进给率转换指令G01X____Z____F____; F的单位为mm/r(2)进给速度,单位为mm/min,其指令为: .G98; 进给速度转换指令G01X____Z____F____; F的单位为mm/minG98和G99都是模态指令,一旦指定就一直有效,直到指定另一方式为止。车削CNC系统缺省的进给模式是进给率,即每转进给模式,只有在用动力刀具铣削时才采用每分钟进给模式。12. 参考点返回指令G27、G28、G30参考点是CNC机床上的固定点,可以利用参考点返回指令将刀架移动到该点。可以设置最多四个参考点,各参考点的位置利用参数事先设置。接通电源后必须先进行第一参考点返回,否则不能进行其它操作。参考点返回有两种方法:(1)手动参考点返回。(2)自动参考点返回。该功能是用于接通电源已进行手动参考点返回后,在程序中需要返回参考点进行换刀时使用的自动参考点返回功能。自动参考点返回时需要用到如下指令:(1)返回参考点检查G27G27用于检验X轴与Z轴是否正确返回参考点。指令格式为:G27 X(U)____ Z(W)____X(U)、Z(W)为参考点的坐标。执行G27指令的前提是机床通电后必须手动返回一次参考点。执行该指令时,各轴按指令中给定的坐标值快速定位,且系统内部检查检验参考点的行程开关信号。如果定位结束后检测到开关信号发令正确,则参考点的指示灯亮,说明滑板正确回到了参考点位置;如果检测到的信号不正确,系统报警,说明程序中指令的参考点坐标值不对或机床定位误差过大。(2)参考点返回指令G28、G30G28 X(U) ____ Z(W) ____; 第一参考点返回,其中X(U)、Z(W)为参考点返回时的中间点,X、Z为绝对坐标,U、W为相对坐标。参考点返回过程如图3-14所示。G30 P2 X(U)____ Z(W)____; 第二参考点返回,P2可省略G30 P3 X(U)____ Z (W)____; 第三参考点返回G30 P4 X(U)____ Z(W)____; 第四参考点返回第二、第三和第四参考点返回中的X(U)、Z (W)的含义与G28中的相同。刀具返回参考点的过程,刀具从当前位置经过中间点(190,50)返回参考点,其指令为:G30 X190 Z50;G30 U100 W30。数控机床一般由输入装置、数控系统、伺服系统、测量环节和机床本体(组成机床本体的各机械部件)组成。如数控机床组成示意图所示。数控机床组成示意图1) 输入输出装置操作面板它是操作人员与数控装置进行信息交流的工具组成:按钮站/状态灯/按键阵列/显示器。下图为西门子的一款数控系统的操作面板,控制介质人与数控机床之间建立某种联系的中间媒介物就是控制介质,又称为信息载体。常用的控制价质有穿孔带、穿孔卡、磁盘和磁带。人机交互设备数控机床在加工运行时,通常都需要操作人员对数控系统进行状态干预,对输入的加工程序进行编辑、修改和调试,对数控机床运行状态进行显示等,也就是数控机床要具有人机联系的功能。具有人机联系功能的设备统称人机交互设备。常用的人机交互设备有键盘、显示器、光电阅读机等。通讯 现代的数控系统除采用输入输出设备进行信息交换外,一般都具有用通讯方式进行信息交换的能力。它们是实现CAD/CAM的集成、FMS和CIMS的基本技术。采用的方式有:串行通讯(RS-232等串口)自动控制专用接口和规范(DNC方式,MAP协议等)网络技术(internet,LAN等)。DNC是Direct Numerical Control或Distributed Numerical Control英文一词的缩写,意为直接数字控制或分布数字控制。2) 计算机数控(CNC)装置数控装置是数控机床的中枢。CNC装置(CNC单元)组成:计算机系统、位置控制板、PLC接口板,通讯接口板、特殊功能模块以及相应的控制软件。作用:根据输入的零件加工程序进行相应的处理(如运动轨迹处理、机床输入输出处理等),然后输出控制命令到相应的执行部件(伺服单元、驱动装置和PLC等),所有这些工作是由CNC装置内硬件和软件协调配合,合理组织,使整个系统有条不紊地进行工作的。CNC装置是CNC系统的核心3) 进给伺服驱动系统进给伺服驱动系统由伺服控制电路、功率放大电路和伺服电动机组成。伺服驱动的作用,是把来自数控装置的位置控制移动指令转变成机床工作部件的运动,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,即把数控装置送来的微弱指令信号,放大成能驱动伺动电动机的大功率信号。常用的伺服电动机有步进电动机、直流伺服电动机和交流伺服电动机。根据接收指令的不同,伺服驱动有脉冲式和模拟式,而模拟式伺服驱动方式按驱动电动机的电源种类,可分为直流伺服驱动和交流伺服驱动。步进电动机采用脉冲驱动方式,交、直流伺服电动机采用模拟式驱动方式。4) 机床电气控制机床电气控制包括两个方面,可如图所示箭头所指的内容。PLC(可编程的逻辑控制器)用于完成与逻辑运算有关顺序动作的I/O控制,而机床I/O电路和装置则是用来 实现I/O控制的执行部件,由继电器、电磁阀、行程开关、接触器等组成的逻辑电路;5) 测量装置数控机床中的测量装置数控机床中的反馈系统的工作,反馈系统的作用是通过测量装置将机床移动的实际位置、速度参数检测出来,转换成电信号,并反馈到CNC装置中,使CNC能随时判断机床的实际位置、速度是否与指令一致,并发出相应指令,纠正所产生的误差。在其它的控制领域,测量装置也有其应用机械手中的控制电机与测量装置测量装置安装在数控机床的工作台或丝杠上,按有无检测装置,CNC系统可分为开环和闭环系统,而按测量装置安装的位置不同可分为闭环与半闭环数控系统。开环控系统无测量装置,其控制精度取决于步进电机和丝杠的精度,闭环数控系统的精度取决于测量装置的精度。因此,检测装置是高性能数控机床的重要组成部分。6) 机床本体数控机床的机械部件包括:主运动部件,进给运动执行部件,如工作台、拖板及其传动部件,床身、立柱等支承部件;此外,还有冷却、润滑、转位和夹紧等辅助装置。对于加工中心类的数控机床,还有存放刀具的刀库,交换刀具的机械手等部件。数控机床是高精度和高生产率的自动化加工机床,与普通机床相比,应具有更好的抗振性和刚度,要求相对运动面的摩擦因数要小,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。辅助控制装置包括刀库的转位换刀以上是一般数控车床的组成结构,在实习的过程中,我了解了一下公司生产的CJK0620型的数控机床,它由以下单元组成:变频器(型号lnovance),两个全数字交流伺服单元(型号 SD20B),控制变压器(型号BK1500,容量,频率50-60HZ,机级电压380V,次级电压220V),控制变压器(型号BK150,容量150V/A,频率50-60HZ,绝缘等级B,机级电压380V,次级电压11-12:36V;11-13:220V),风扇一个,丝杆两个,工作台,两个交流伺服电机,刀架,润滑装置,拖板等等尾 声时光如流水,两周的时间转眼即逝,这次实习给我的体会是:① 通过这次实习我们了解了现代数控机床的生产方式和工艺过程。熟悉了一些材料的成形方法和主要机械加工方法及其所用主要设备的工作原理和典型结构、工夹量具的使用以及安全操作技术。了解了数控机床方面的知识和新工艺、新技术、新设备在机床生产上的应用。② 在数控机床的生产装配以及调试上,具有初步的独立操作技能。③ 在了解、熟悉和掌握一定的数控机床的基础知识和操作技能过程中,培养、提高和加强了我的动手能力、创新意识和创新能力。④ 这次实习,让我们明白做事要认真小心细致,不得有半点马虎。同时也培养了我们坚强不屈的本质,不到最后一秒决不放弃的毅力!⑤培养和锻炼了劳动观点、质量和经济观念,强化遵守劳动纪律、遵守安全技术规则和爱护国家财产的自觉性,提高了我们的整体综合素质。是的,课本上学的知识都是最基本的知识,不管现实情况怎样变化,抓住了最基本的就可以以不变应万变。如今有不少学生实习时都觉得课堂上学的知识用不上,出现挫折感,可我觉得,要是没有书本知识作铺垫,又哪应付瞬息万变的社会呢?经过这次实习,虽然时间很短,可我学到的却是我一个学期在学校难以了解的。就比如何与同事们相处,相信人际关系是现今不少大学生刚踏出社会遇到的一大难题,于是在实习时我便有意观察前辈们是如何和同事以及上级相处的,而自己也尽量虚心求教。要搞好人际关系并不仅仅限于本部门,还要跟别的部门例如市场部的同事相处好,那工作起来的效率才高,人们所说的“和气生财”在我们的日常工作中也是不无道理的。而且在工作中常与前辈们聊聊天不仅可以放松一下神经,而且可以学到不少工作以外的事情,尽管许多情况我们不一定遇到,可有所了解做到心中有底,也算是此次实习的其中一个目的了。很快我们就要步入社会,面临就业了,就业单位不会像老师那样点点滴滴细致入微地把要做的工作告诉我们,更多的是需要我们自己去观察、学习。不具备这项能力就难以胜任未来的挑战。随着科学的迅猛发展,新技术的广泛应用,会有很多领域是我们未曾接触过的,只有敢于去尝试才能有所突破,有所创新。就像我在实习中接触到的零件的加工,虽然它的危险性很大,但是要亲自去操作而且要作出成品,这样就锻炼了我敢于尝试的勇气。
数控车床精度加工论文
[摘要]在数控机床生产加工中,精度控制对产品质量具有重要影响。
加工精度则由机床的精度、编程精度、伺服精度以及插补精度决定。
为提高机床精度,在其设计环节通过CAD设计和计算机模拟技术可以有效提高机床加工精度。
在使用过程中通过加强对机台的保养,保持良好状态,保持数控机床的高精度要求。
[关键词]几何精度 精度补偿 误差分析
1、数控机精度分析
目前对数控数控机床的分类主要包括集合精度、位置精度以及加工精度。
数控机床材质的刚度和工作时的温度,对机床的精度都会造成不同程度的影响。
将数控车床的几何精度继续细分有可以分成主轴几何精度和直线运动精度。
在数控机床加工运作的过程中主动轴与回转轴之间的相对位置应该是保持相对固定的,在实际生产的过程中与设计的情况是不完全相同的,两轴之间的相对空间位置也并非固定不变的,因为构成主轴的轴承零部件在其制造的环节中会出现不同程度的误差,在使用过程中又会受到温度、工作强度、润滑等条件的影响。
主动轴的轴承精度、主轴箱在装配是的质量都会造成主轴和其回转部件在运行是发生不平衡,另外主动轴的支承轴颈在制造过程中会存在圆度误差,其前后同轴度也会存在一定程度的误差,再加之主轴在运转的过程中都会受热发生形变,这些因素都对数控机床的主轴几何精度造成影响。
在数控机床除主动轴造成的几何精度之外,导轨因为摩擦力以及机床所用的伺服电机可能会存在惯量匹配问题会对机床的位置精度造成影响。
在数控机床中有部分需要不间断工作的部件如油缸油泵、电动机、液压机等,都需要长时间连续工作。
在它们运转的过程中因为摩擦会产生一定的热量,其内部零件会受热膨胀发生形变,造成构件的实际尺寸与设计尺寸有出入,零件的结构也会因内部热应的作用变的不对称,发生构件的形变,因此数控机床运转部件受热发生形变会对机床的位置精度带来重要影响。
数控机床的加工精度与上述两种精度不同,它是整台机床在各种因素综合影响下的结果,与机床的几何精度和位置精度是密切相关的,与机床的传动系统误差、检查校正系统误差、零件固定部件无擦、刀具位置的误差等都有关联。
而且数控机床的程序编辑是否正确、生产工艺是否合理对机床的加工生产的稳定型造成影响。
因此在实际生产中,为提高数控机床的加工精度就需要提高机床的几何精度和位置精度。
2、检测数控机床精度
数控机床与所有其他电器、机械设备相同,在使用一段时间后,都会面临电子元件老化、零部件生锈、机械部件磨损等情况。
因此为保持机床能够保持较好的状态,应定期对机床进行周期性的保养,对数控机床的精度进行检测和补偿。
检测几何精度
通常在加工中心机床的几何精度检测项目中,对直线运动轴的直线度检测项目所选用的工具是平尺和千分表,一般是测试运动部件在垂直于其运动轴的其他两个坐标轴上的线性偏差。
在一台常见的普通立式数控加工中心为例,对其集合精度的检测内容主要包括对机床工作台面的平面度,运动轴在空间坐标各方向移动的相互垂直度。
主轴在中心孔径向的跳动,主轴、回转轴轴心线与机床工作台面的垂直度。
机床运动轴在X、Y坐标方向移动时工作台面的平行度;X坐标方向移动时工作台面T形槽侧面的平行度;主轴箱在延z轴的坐标方向移动时的直线度以及与主轴的轴心线的平行度,主轴的轴向窜动等。
检测位置精度
数控机床所需要的定位精度可以分为定位精度、反向偏差精度和重复定位精度三项。
定位精度主要的内容指的是数控机床的工作台面或者机床的其他运动部件,在生产中实际的运动位置与程序指令位置相一致的程度;其不一致程度的差量就是定位误差。
在机床各系统中,伺服系统、检测系统、进给系统等的误差,以及运动部件导轨的几何误差都是造成定位误差的'重要因素,定位误差是会对机床加工零件的尺寸精度产生直接影响。
3、提高机床精度的措施
提高设计水平
目前我们大量使用的数控机床是以国产机床为主,机床的生产企业基本上的都具有部分的自主研发能力,可以自行设计、制造、改进产品的主体部分,机床的功能件部分人需外购。
闭眼机床局部因受力过大而造成较大变形,影响加工精度。
机床主动轴在使用过程中要受到耐磨性和温度升高的影响,因此对其温度特性进行优化设计可以有效的保持机床的加工精度。
通常在对主轴系统设计的是有,会将对机床加工精度造成较大影响的构件安装到一个与主动轴中心相交,而且与机床底座想垂直的安装面上,然后在主轴箱的两侧对称的安装其他构件,这样可以有效的改善机床因受热对加工精度。
提高机床几何精度
数控机床的几何精度能够对机床的生产精度起到决定性作用,因此在机床生产企业的设计中要能够合理的设定机床的工作精度,选择适合的加工负荷。
在机床加工零件的过程中,主轴轴颈与轴承发生的摩擦会使其温度升高,它与主轴箱的箱体孔的空间位置如果存在较大误差,会造成轴承滚到的变形,严重影响到轴承的旋转精度。
所以要严格控制主轴轴承的选配间隙。
数控机床在加工零件时长时间处于高负荷运转状态,通常机床制造企业会采用镶钢滑动导轨副结构来提高机床的刚性和精度。
该结构可以使数控机床具有最好的几何精度。
综合提高加工精度
数控机床从设计到制造、装配、使用值一个复杂的过程,对其加工精度的控制也是一个综合性的系统问题,不能仅仅依靠对某个或某几个量的控制来获取较高加工精度。
在生产制造环境,应充分考虑到制造工艺中会对机床精度造成影响的因素,消除铸造加工、机械加工对机床个构件引起的几何精度的改变。
然后通过对数控机床的数控系统进行补偿值的设定,可有效的提升机床的加工精度。
4、结束语
目前我们国内采用数控机床虽然比传统的加工机床有更高的加工精度,但是与世界先最先进的数控设备还有这很大的差距。
在现有的条件加,为提高机床的加工质量,保持更高的加工精度,需要对生产工艺精益求精,不断提高设计制作能力。
参考文献
[1]中华人民共和国国家标准GB/T16462-2007,数控车床和车削中心检验条件[S]
在互换中学到互换性是机械产品中同一规格的一批零件或部件,用其中一件,不需要做任何挑选、调整或辅助加工(如钳工修配),就能进行装配,并能保证满足机械产品的使用性能要求的一种特性。互换性生产是随着大批量生产而发展和完善起来的,它不仅在大批量生产中广为采用,而且在生产由单一品种的大批量生产,逐步向多品种、小批量生产的发展中,以及由传统的生产方式向现代化的数字控制(NC),计算机辅助设计与计算机辅助制造(CAD/CAM)及柔性生产系统(FMC)和更先进的计算机综合自动化生产系统(CIMS)的逐步过渡中也仍然起重要的作用。
互换性;标准化;精度设计;教学模式论文摘要:针对《互换性与测量技术》教学中标准的贯彻、应用与精度设计的关系提出看法,指出在强调精度设计的同时不能淡化互换性和标准化的意义;目前本课程有多种教学模式,为保持本学科的系统性和完整性,笔者认为本课程仍应单独设置;实验课应加强学生精度设计与标准应用能力的培养。近年来,围绕《互换性与测量技术》课程内容与体系的改革,不少高校已将《互换性与测量技术》课程改为《几何精度设计与检测》,其目的在于培养学生的综合设计能力。基于这一思路,不少教材压缩和淡化了互换性标准的相关内容,力图改变过去传统教学中以贯彻标准为主线的灌输式教学方式。笔者认为这种思路应充分肯定,但对如何处理好互换性标准贯彻与提高学生精度设计能力的关系,笔者想就此谈一些自己的看法。一、关于互换性与精度设计在课程中的定位问题互换性与精度设计确实是两个完全不同的概念。互换性是指同一规格的零部件按规定的技术要求制造,不需经过任何挑选或修配就能够互相替换使用,而且替换后能达到规定的功能要求。精度设计则要求经济地满足零件的功能要求,无论零件是否要求互换,必须规定一定的公差。公差大,精度低,则加工容易,公差小,精度高,则加工难度大。互换性是对重复生产零件的要求,只要按照统一的设计生产,就可实现互换性,互换性要靠公差来保证。互换性给定公差强调的是统一,精度设计给定公差强调的则是合理。由于现代工业生产具有互换性高的特点,公差必须标准化,标准化是互换性生产的基础。而精度设计不论从设计还是制造角度也都需要遵循标准化的原则。所以,以标准化为基础的互换性与精度设计是很难分开的。《互换性与测量技术》的主要内容是尺寸公差、形状和位置公差、表面粗糙度。工程应用的目标是在机械图上合理标注。合理标注的实质是合理的精度设计,所以本课程的核心还是精度设计,新的教学体系应该加强精度设计的概念,提高学生的综合设计能力。不过我们在强调精度设计的时候不能淡化互换性与标准化的重要意义。由于互换性在产品设计制造和使用维修过程中的巨大作用,已成为现代制造业中一个普遍运用的原则。精度设计在很大程度上是在满足零件的功能要求的前提下对互换性标准的选择与应用,即使不要求互换的场合,在设计制造等各种环节,也需要遵循互换性与标准化的原则。《互换性与测量技术》课程具有很强的应用性,尤其关于互换性与标准化方面的内容,在生产实际中有着大量的运用,但在其他课程中鲜有介绍,学生普遍缺乏这方面知识。随着全球经济一体化的到来,我国各项标准逐步与国际接轨,掌握标准化知识已成为时代的需要。这有利于开阔学生的眼界和知识面,对将来从事工程技术与管理工作非常有益,符合企业对人才知识结构的要求。所以笔者认为:在本课程的教学中,不应将互换性与精度设计人为地分割开来,应让学生在充分了解互换性原则和各项基础标准的前提下合理地进行精度设计。当然笔者并不赞同把《互换性与测量技术》课程变成纯粹的标准宣讲课,而应重在培养学生的综合设计能力与标准应用能力,对原来的教学模式应当进行改革。
机械专业工程 教育 应加强对学生的工程实践训练,以提高机械专业的工程教育水平。下面是我为大家推荐的机械专业 毕业 论文,供大家参考。机械专业毕业论文篇一:《机械加工质量技术》 摘要:机械加工产品的质量与零件的加工质量、产品的装配质量密切相关,而零件的加工质量是保证产品质量的基础,它包括零件的加工精度和表面质量两方面。 关键词:机械加工;精度;几何形状;工艺系统;误差 一、机械加工精度 1、机械加工精度的含义及内容 加工精度是指零件经过加工后的尺寸、几何形状以及各表 面相 互位置等参数的实际值与理想值相符合的程度,而它们之间的偏离程度则称为加工误差。加工精度在数值上通过加工误差的大小来表示。零件的几何参数包括几何形状、尺寸和相互位置三个方面,故加工精度包括:(1)尺寸精度。尺寸精度用来限制加工表面与其基准间尺寸误差不超过一定的范围。(2)几何形状精度。几何形状精度用来限制加工表面宏观几何形状误差,如圆度、圆柱度、平面度、直线度等。(3)相互位置精度。相互位置精度用来限制加工表面与其基准间的相互位置误差,如平行度、垂直度、同轴度、位置度零件各差来表示的要求和允许用专门的符明。 在相同中的各种因对准确和完足产品的工加工 方法 ,的生产条件下所加工出来的一批零件,由于加工素的影响,其尺寸、形状和表面相互位置不会绝全一致,总是存在一定的加工误差。同时,从满作要求的公差范围的前提下,要采取合理的经济以提高机械加工的生产率和经济性。 2、影响加工精度的原始误差 机械加工中,多方面的因素都对工艺系统产生影响,从而造成各种各样的原始误差。这些原始误差,一部分与工艺系统本身的结构状态有关,一部分与切削过程有关。按照这些误差的性质可归纳为以下四个方面:(1)工艺系统的几何误差。工艺系统的几何误差包括加工方法的原理误差,机床的几何误差、调整误差,刀具和夹具的制造误差,工件的装夹误差以及工艺系统磨损所引起的误差。(2)工艺系统受力变形所引起的误差。(3)工艺系统热变形所引起的误差。(4)工件的残余应力引起的误差。 3、机械加工误差的分类 (1)系统误差与随机误差。从误差是否被人们掌握来分,误差可分为系统误差和随机误差(又称偶然误差)。凡是误差的大小和方向均已被掌握的,则为系统误差。系统误差又分为常值系统误差和变值系统误差。常值系统误差的数值是不变的。如机床、夹具、刀具和量具的制造误差都是常值误差。变值系统误差是误差的大小和方向按一定规律变化,可按线性变化,也可按非线性变化。如刀具在正常磨损时,其磨损值与时间成线性正比关系,它是线性变值系统误差;而刀具受热伸长,其伸长量和时间就是非线性变值系统误差。凡是没有被掌握误差规律的,则为随机误差。 (2)静态误差、切削状态误差与动态误差。从误差是否与切削状态有关来分,可分为静态误差与切削状态误差。工艺系统在不切削状态下所出现的误差,通常称为静态误差,如机床的几何精度和传动精度等。工艺系统在切削状态下所出现的误差,通常称为切削状态误差,如机房;在切削时的受力变形和受热变形等。工艺系统在有振动的状态下所出现的误差,称为动态误差。 二、工艺系统的几何误差 1、加工原理误差 加工原理误差是由于采用了近似的成形运动或近似的刀刃轮廓进行加工所产生的误差。通常,为了获得规定的加工表面,刀具和工件之间必须实现准确的成形运动,机械加工中称为加工原理。理论上应采用理想的加工原理和完全准确的成形运动以获得精确的零件表面。但在实践中,完全精确的加工原理常常很难实现,有时加工效率很低;有时会使机床或刀具的结构极为复杂,制造困难;有时由于结构环节多,造成机床传动中的误差增加,或使机床刚度和制造精度很难保证。因此,采用近似的加工原理以获得较高的加工精度是保证加工质量和提高生产率以及经济性的有效工艺 措施 。 例如,齿轮滚齿加工用的滚刀有两种原理误差,一是近似造型原理误差,即由于制造上的困难,采用阿基米德基本蜗杆或法向直廓基本蜗杆代替渐开线基本蜗杆;二是由于滚刀刀刃数有限,所切出的齿形实际上是一条折线而不是光滑的渐开线,但由此造成的齿形误差远比由滚刀制造和刃磨误差引起的齿形误差小得多,故忽略不计。又如模数铣刀成形铣削齿轮,模数相同而齿数不同的齿轮,齿形参数是不同的。理论上,同一模数,不同齿数的齿轮就要用相应的一把齿形刀具加工。实际上,为精简刀具数量,常用一把模数铣刀加工某一齿数范围的齿轮,也采用了近似刀刃轮廓。 2、机床的几何误差 (1)主轴回转运动误差的概念。机床主轴的回转精度,对工件的加工精度有直接影响。所谓主轴的回转精度是指主轴的实际回转轴线相对其平均回转轴线的漂移。 瞬时速度为零。实际上,由于主轴部件在加工、装配过程中的各种误差和回转时的受力、受热等因素,使主轴在每一瞬时回转轴心线的空间位置处于变动状态,造成轴线漂移,也就是存在着回转误差。超级秘书网 主轴的回转误差可分为三种基本情况:轴向窜动——瞬时回转轴线沿平均回转轴线方向的轴向运动,如图l(a)所示。径向跳动——瞬时回转轴线始终平行于平均回转轴线方向的径向运动,如图l(b)所示。角度摆动——瞬时回转轴线与平均回转轴线成一倾斜角度,交点位置固定不变的。 (a)轴向窜动;(b)径向跳动;(c)角度摆动动,如图1(c)所示。角度摆动主要影响工件的形状精度,车外圆时,会产生锥形;镗孔时,将使孔呈椭圆形。实际上,主轴工作时,其回转运动误差常常是以上三种基本形式的合成运动造成的。 (2)主轴回转运动误差的影响因素。影响主轴回转精度的主要因素是主轴轴颈的误差、轴承的误差、轴承的间隙、与轴承配合零件的误差及主轴系统的径向不等刚度和热变形等。主轴采用滑动轴承时,主轴轴颈和轴承孔的圆度误差和波度对主轴回转精度有直接影响,但对不同类型的机床其影响的因素也各不相同。 参考文献: [1]郑渝.机械结构损伤检测方法研究[D];太原理工大学;2004年 [2]杨春雷,尹国会.浅谈机械加工影响配合表面的原因及对策[N].中华建筑报;2005年 [3]高原.不锈钢表面复合处理提高耐磨性的研究 机械专业毕业论文篇二:《企业工程机械设备管理》 摘要:由于工程机械现代化的实现,为现代企业的发展带来了新的发展机遇和高效的工作效率。但是,企业机械设备的管理仍然存在着很多问题,制约着企业的高速发展。本文作者就现代企业机械设备管理存在的问题和提高管理的方法进行了简单的论述。 关键词:工程;机械设备;管理;问题;对策 科学技术进步、生产建设的需求,为工程机械的应用提供了广阔的空间,也对设备管理的提出了更高的要求。做好机械设备的合理配置、科学使用、及时保养、适时维修,降低设备故障发生,提高机械设备的有效利用率,是对工程设备管理工作的主要要求,下面我就当前矿山企业在工程机械设备管理方面存在的问题和提高工程机械管理的方法谈谈自己的看法。 一、当前工程机械设备管理中存在的问题及原因 1、管理机构不健全,管理制度不完善 相当一部分施工企业仍缺乏完整、严格的工程机械设备管理制度,对工程机械设备的台账、技术资料档案的建立等工作尚未完善,管理工作无章可循、管理无序,有的企业甚至在购买了新设备后,没有及时或根本不入账,造成管理工作相当被动,设备糊涂使用,不能明确工程机械管理和使用的责任主体。 2、舍不得智力投资 (1)虽然目前大部分施工企业都根据自己企业的实际情况,设立了机务管理部门,但由于机构、人员更迭较为频繁,设备管理及维修人员接受专业教育时间短,管理人员对设备管理的整体认识尚较模糊,技术管理水平参差不齐。 (2)而有些企业只是片面注重眼前利益,宁愿花耗大量资金用于购买先进设备,但在管理人才培训等智力投资方面却显得过分吝惜,舍不得花钱。这样,就算有再先进的设备,但管理跟不上、人员素质低劣,是很难适应机械自动化、机电一体化程度高的设备管理的需要。 3、工程机械设备的使用与保养相互脱节 (1)目前大多数施工企业虽然都实行定人定机制度,即每个操作人员固定使用一台机械设备,但却忽略了定人保养制度,没有把机械设备维修保养的各项 规章制度 明确落实到个人。正因为如此,操作人员往往只是“包用不包修”,维修人员也是马虎应付了事,每当机械设备出现故障,操作人员与维修人员往往互相推卸责任。这样,不但影响了产量、质量,也增加了维修费用、运转费用以及降低了设备的使用寿命。 (2)此外,不少项目负责人只考虑眼前利益,没有从长远打算,短期行为严重,只注意产值与效益挂钩,在设备管理使用上表现为“重用轻管”,为了赶工期、抢进度,而不惜拼设备,造成机械设备常常处于超负荷状况工作,或带“病”作业,甚至违章操作,其结果是该工程项目完工后,机械设备严重磨损老化,而调运到新工程又需花费大量的精力与费用进行整修,造成施工工期贻误,项目部之间在维修费用上互相推诿,固定资产无形流失。 4、工程机械设备维修“滞后”,浪费严重 (1)由于目前大部分施工企业还未能有效地实行点检制度等保养措施,设备维修管理往往局限于“事后维修”,“预防维修”意识不够重视,对设备的故障及劣化现象也就未能早期发觉、早期预防、早期 修理 ,以致造成人力、物力、财力不必要的浪费。 (2)施工企业机械设备“浪费维修”的现象也十分严重,个别维修人员为了贪图方便,对一些仍有很大修复价值的旧件不加以修复利用,任凭其主观随意地报废,更有甚者,不考虑 其它 设备的整体性能,采取“拆东墙补西墙”的做法,得过且过,只要机械能动就交差了事,结果也只会是事倍功半。 二、提高机械设备管理工作的方法 1、在使用方面,设备的价值主要体现在使用。任何设备都有规定的使用范围、条件及操作程序,只有正确的使用设备,才能保证 安全生产 。而设备使用的好坏很大程度上取决于操作人员水平的高低。 所以在使用中,一是教育操作人员正确的使用和操作各种工程机械,不能在超过机械所能承受的最大负荷下进行工作,尽量保证机械负荷的均匀加减,使机械处于较为平缓的负荷变动,具体地说,就是要较为均匀地加减油门,防止发动机、工作装置动作的大起大落。二是加强技术培训,提高操作人员素质,使操作人员做到懂构造、懂原理、懂性能,会使用、会保养、会检查、会排除故障,从源头上减少和防止人为失误引起的机械故障。三是坚持实行包机责任制,责任到人,将个人经济利益与责任机械的维修费、燃油费相结合进行考核,奖罚并举,加强管理设备的责任心,调动爱护设备的积极性。超级秘书网 2、在保养方面,对设备实行定期保养是保持机械良好技术状况的基础。对于工程机械,保养工作中的重中之中就是保证对机械的合理润滑。零件工作面的磨损、零件表面的腐蚀和材料的老化是正常使用条件下的机械零部件的3种主要失效形式,而零件工作面的磨损所引起的失效所占的比例最大。也就是说,机械的磨损是使其各种零部件走向极限技术状态的主要原因之一。那么,解决机械零部件的磨损问题,除了采用优良的材料、选择先进的制造工艺、设计合理的机械结构外,在使用过程中要做的一项重要工作就是保证对机械的合理润滑。 据统计,工程机械的故障有一半以上是由润滑不良引起的。由于工程机械各零部件配合的精密性,良好的润滑可以使其保持正常的工作间隙和合适的工作温度,从而降低零件的磨损程度,减少机械故障。正常合理的润滑是减少机械故障的有效措施之一。为此,一是要合理选用润滑剂,要根据机械的种类和应用结构的不同选用正常的润滑剂类别,根据机械的要求选用合适的质量等级,根据机械的工作环境和不同的季节选择合适的润滑剂牌号。二是经常检查润滑剂的数量和质量。数量不足要及时补充,质量不佳要及时更换。三是根据保养周期、设备技术状况、工作环境等因素,制定强制保养计划,到时间必须停机保养润滑。 3、维修方面 机械在使用过程中必然会出现各种各样的故障。在这些故障中,有些故障对机械设备的影响可能是很微小的,有些是比较严重的,甚至会造成机毁人亡的大事故。 经验 表明,严重机械故障往往是由一些较小的故障引发的。究其原因,就在于忽视了对小故障的及时处置。因此,在维修方面,一是重视小故障的及时处理,做到防患于未然。切不可小故障不影响使用,为了赶任务让设备带故障作业,最后小毛病拖成了大故障,不但延误工期,影响正常使用,还有可能造成设备突然报废。从某种意义上来说,对出现的故障及时进行处理,就是减少和防止故障的一种有效措施。二是采取“计划维修”与“预防性维修”两种制度的相结合的维修制度,科学合理的安排设备维修工作。计划维修坚持“养修并重,预防为主”的指导思想,在使用中,根据机械损坏和零件磨损规律,按照工作时间,定期对设备实施强制保修项目;预防性维修坚持“定期检查,按需修理”,它是按照维修对象的实际计划状况,而不是按照实际使用时间来控制的维修方式,避免了强制维修造成的浪费,同时通过定期检查,避免了漏拆漏检导致的失保失修。 总之,任何设备投入使用后都会不可避免的出现故障,但在工作中,只要我们加强设备管理,合理科学的使用、及时到位的保养、适时准确的维修,就能抓住设备寿命期内各种故障的发生规律,有效的降低故障发生,提高有效利用率,保持设备的良好技术状态,最大限度的发挥设备的使用价值。 机械专业毕业论文篇三:《浅析纺织机械的绿色制造技术》 一、绿色制造的发展必要性 纺织行业一直是一个高污染的产业,由于传统技术的落后,纺织生产过程中会产生大量的生产污染物,包括废气、污水等,同时还存在着资源浪费的问题,而这些都对人类生存的环境造成了严重的危机。中国作为世界上最大的纺织品生产出口大国,现代纺织制造业的发展十分迅速,因此纺织行业的污染问题一直是关注重点。在如今大力提倡生态文明的时代,纺织机械关于绿色制造技术的发展已经刻不容缓。 环境意识制造,也就是绿色制造,简单来说就是制造产品的绿色环保可持续发展,是一个兼顾环境发展和经济效益的现代化制造模式。关于绿色制造的实施,具体策略表现为减少浪费,减少污染以及资源利用最大化。现如今,考虑到生态环境的保护,国际上已经开始对贸易产品的绿色工艺有了要求,虽然这样的绿色壁垒还不是很多,但是作为纺织产品的出口大国,为了保持纺织行业的优势,纺织机械的绿色制造需要及早提上发展日程。 二、绿色制造技术的体现 (一)绿色材料。绿色材料的选择要在保证纺织机械制造的要求的基础上考虑材料的环保性。以化纤生产为例,其生产过程中使用了大量的酸碱,导致硫酸盐一类有毒物质的产生,所以绿色材料的首要条件是无毒,无污染。此外,化纤产品的不可降解性使得其在废弃之后对土壤环境造成负担,因此,绿色材料还需具备可降解,可回收的特点。最后,由于化纤产品加工困难,因此造成了能源的浪费,这就要求绿色材料是易加工的。 (二)绿色设计。绿色设计是绿色制造的核心,因为绿色设计需要贯穿了产品的整个生命周期,在产品设计的阶段就要将产品从生产到包装到最后的废弃和回收的环保性都要列入考虑,生产资源的选择,能源的最大化利用,产品的回收利用都是绿色设计要进行的工作,不仅要满足工艺技术的经济要求,更要保证绿色环保的环境需求。 (三)绿色工艺。首先要选择正确适合的工艺方法,然后优化工艺操作,设计最高效的工艺方案,如此便能提高工作效率,减少资源的消耗,降低能源的消耗,将废气,污水一类的有害物质和污染物对生态环境的危害降至最低程度。 (四)绿色包装。绿色包装的设计要从以下三方面入手,首先是包装材料的选择,关于包装材料要求就是绿色环保,无害可降解,易回收,易加工;其次是包装结构的优化,包装结构应该尽量简化,不要铺张浪费;最后是使用后的包装和工艺废弃物的回收利用,以往包装材料在丢弃后,因为不可降解或者污染有毒,对生态环境造成了不小的破坏,而包装本身的丢弃也是对资源的极大浪费,所以采用可回收的材料,既不会造成环境负担,又减少了资源的浪费,一举两得。 三、绿色制造技术的应用 (一)包装材料。绿色包装的设计要求包装材料的绿色环 保,可回收利用,包装避繁就简。常见的纺织产品的包装材料有瓦楞纸,木材和塑料等。瓦楞纸纸板的特点是易回收,但是不够坚固耐用,并且需要前期加工,既浪费资源也不环保;木板的坚固程度足够,可是作为不可再生资源,过度的木材使用会导致生态发展不平衡,也不利于环境保护;塑料包装有着木材与纸板不可替代的特点,轻便耐用又方便生产,但是也有不可降解的缺点,也不是最佳的绿色包装材料。目前最好的绿色包装材料是纸浆模塑和蜂窝纸板,两者的组合成为蜂窝纸芯复合板,这种包装材料无污染易回收,是绿色包装的最好选择。 (二)计算机辅助设计。纺织机械的绿色设计可利用现代计算机技术,设计无纸化减少了木材资源的浪费,节约了资源的同时,高科技技术还可以减少设计周期,强化设计蓝图,大大提高了工作效率,以及纺织产品的质量。现如今结合了计算机技术的三维软件可以模拟纺织机械的各个零部件的受力情况并对其进行相关性能的校对检测。 (三)工艺规划。 纺织机械制造的工艺规划的目标体系为 TQCSRE体系,关键在于分析资源消耗R与环境影响E的关系。例如,通过分析生产资源的消耗与废物产生量间的关系,经过分析纺织机械工艺在这之中的作用,研发出优化的绿色工艺。 结语 随着环境问题成为如今的 热点 话题,环保的浪潮也渐渐影响到了制造业。传统的制造模式已经不再适用于当今社会的发展潮流,纺织机械的绿色制造发展迫在眉睫。绿色资源与绿色技术的推进是不仅有利于环境负担的减少,更能实现资源利用的最大化。绿色制造兼顾了环保与经济的双向发展,更揭示了人与自然和谐发展才是社会发展的正确道路。 猜你喜欢: 1. 浅谈机械制造专业毕业论文范文 2. 机械毕业论文范例 3. 机械毕业论文范文大全 4. 大学毕业论文机械范文 5. 机械毕业论文范文参考 6. 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广东工业大学 硕士学位论文提高轴套类零件尺寸检测精度的图像信息获取方法研究 姓名:刘长红 申请学位级别:硕士 专业:信号与信息处理 指导教师:徐杜 20090601 摘要 摘要 据不完全统计,我国年产轴类零件的总量在,,亿件左右,需要测量尺寸的约占,,,。就目前国内许多制造业对零件的尺寸检测而言,其检测工作还停留在单纯人工视觉或人工视觉与机械量具、光学仪器相结合对产品进行人工抽检的阶段【,】。人工检测往往存在:效率低、可靠性差、检测精度不高、成本高、容易出错等弊端。它已经不适合现代工业企业发展的要求。采用基于图像检测的尺寸检测方法,不仅可以避免人工检测的缺点,而且能实现对加工零件在线、快速、准确和非接触的自动化检测,而目前基于,,,对轴类零件检测的研究工作中,还存在着检测精度不高、检测数据不够稳定等问题。 本研究课题结合学科发展趋势和实际应用需求,在参考大量文献和剖析工业领域的,,,数据采集系统的基础上,着眼于提高轴套类零件尺寸检测精度的图像信息获取方法研究,本文主要进行以下几个方面的工作: (,)研究几种检测用照明光源,例如平行光和,,,面光和环境干扰光对检测精度的影响,选择出稳定的、有利于检测精度要求的、简便易行的和廉价的光源。 (,)研究几种镜头对检测精度的影响,研究镜头在有限范围内离焦对检测精度的影响及镜头景深的测量。 (,)提出一种简便易行的有利于高精度检测的标定方法。 (,)研究镜头二维成像误差补偿方法和镜头与线阵、面阵像元综合效果的感光补偿方法,为提出提高轴套类零件尺寸检测精度的图像信息获取方法提供依据, ‟并开发其信息获取系统。 (,)针对线阵,,,在高精度检测的过程中,因镜头畸变等原因产生误差的问题,提出用已知的多尺寸标准件为参照物,建立畸变校正模型。并对检测值进行畸变校正,检验校正效果,以实现高精度检测。 (,)开展轴套类零件尺寸检测装置的实验研究,获取实验数据,通过大量实验数据,对检测精度进行分离和分析,找出产生误差的因素,提出了优化方法和改进方案,设计更高精度的轴套类零件尺寸检测图像信息获取系统。实验验证,检测其性能指标和可靠性,特别是精度指标及其稳定性,为后续的尺寸检测提供可靠的依据。关键词:尺寸检测;精度;光源;镜头;畸变校正 广东工业大学硕士学位论文 ,
数控车床精度加工论文
[摘要]在数控机床生产加工中,精度控制对产品质量具有重要影响。
加工精度则由机床的精度、编程精度、伺服精度以及插补精度决定。
为提高机床精度,在其设计环节通过CAD设计和计算机模拟技术可以有效提高机床加工精度。
在使用过程中通过加强对机台的保养,保持良好状态,保持数控机床的高精度要求。
[关键词]几何精度 精度补偿 误差分析
1、数控机精度分析
目前对数控数控机床的分类主要包括集合精度、位置精度以及加工精度。
数控机床材质的刚度和工作时的温度,对机床的精度都会造成不同程度的影响。
将数控车床的几何精度继续细分有可以分成主轴几何精度和直线运动精度。
在数控机床加工运作的过程中主动轴与回转轴之间的相对位置应该是保持相对固定的,在实际生产的过程中与设计的情况是不完全相同的,两轴之间的相对空间位置也并非固定不变的,因为构成主轴的轴承零部件在其制造的环节中会出现不同程度的误差,在使用过程中又会受到温度、工作强度、润滑等条件的影响。
主动轴的轴承精度、主轴箱在装配是的质量都会造成主轴和其回转部件在运行是发生不平衡,另外主动轴的支承轴颈在制造过程中会存在圆度误差,其前后同轴度也会存在一定程度的误差,再加之主轴在运转的过程中都会受热发生形变,这些因素都对数控机床的主轴几何精度造成影响。
在数控机床除主动轴造成的几何精度之外,导轨因为摩擦力以及机床所用的伺服电机可能会存在惯量匹配问题会对机床的位置精度造成影响。
在数控机床中有部分需要不间断工作的部件如油缸油泵、电动机、液压机等,都需要长时间连续工作。
在它们运转的过程中因为摩擦会产生一定的热量,其内部零件会受热膨胀发生形变,造成构件的实际尺寸与设计尺寸有出入,零件的结构也会因内部热应的作用变的不对称,发生构件的形变,因此数控机床运转部件受热发生形变会对机床的位置精度带来重要影响。
数控机床的加工精度与上述两种精度不同,它是整台机床在各种因素综合影响下的结果,与机床的几何精度和位置精度是密切相关的,与机床的传动系统误差、检查校正系统误差、零件固定部件无擦、刀具位置的误差等都有关联。
而且数控机床的程序编辑是否正确、生产工艺是否合理对机床的加工生产的稳定型造成影响。
因此在实际生产中,为提高数控机床的加工精度就需要提高机床的几何精度和位置精度。
2、检测数控机床精度
数控机床与所有其他电器、机械设备相同,在使用一段时间后,都会面临电子元件老化、零部件生锈、机械部件磨损等情况。
因此为保持机床能够保持较好的状态,应定期对机床进行周期性的保养,对数控机床的精度进行检测和补偿。
检测几何精度
通常在加工中心机床的几何精度检测项目中,对直线运动轴的直线度检测项目所选用的工具是平尺和千分表,一般是测试运动部件在垂直于其运动轴的其他两个坐标轴上的线性偏差。
在一台常见的普通立式数控加工中心为例,对其集合精度的检测内容主要包括对机床工作台面的平面度,运动轴在空间坐标各方向移动的相互垂直度。
主轴在中心孔径向的跳动,主轴、回转轴轴心线与机床工作台面的垂直度。
机床运动轴在X、Y坐标方向移动时工作台面的平行度;X坐标方向移动时工作台面T形槽侧面的平行度;主轴箱在延z轴的坐标方向移动时的直线度以及与主轴的轴心线的平行度,主轴的轴向窜动等。
检测位置精度
数控机床所需要的定位精度可以分为定位精度、反向偏差精度和重复定位精度三项。
定位精度主要的内容指的是数控机床的工作台面或者机床的其他运动部件,在生产中实际的运动位置与程序指令位置相一致的程度;其不一致程度的差量就是定位误差。
在机床各系统中,伺服系统、检测系统、进给系统等的误差,以及运动部件导轨的几何误差都是造成定位误差的'重要因素,定位误差是会对机床加工零件的尺寸精度产生直接影响。
3、提高机床精度的措施
提高设计水平
目前我们大量使用的数控机床是以国产机床为主,机床的生产企业基本上的都具有部分的自主研发能力,可以自行设计、制造、改进产品的主体部分,机床的功能件部分人需外购。
闭眼机床局部因受力过大而造成较大变形,影响加工精度。
机床主动轴在使用过程中要受到耐磨性和温度升高的影响,因此对其温度特性进行优化设计可以有效的保持机床的加工精度。
通常在对主轴系统设计的是有,会将对机床加工精度造成较大影响的构件安装到一个与主动轴中心相交,而且与机床底座想垂直的安装面上,然后在主轴箱的两侧对称的安装其他构件,这样可以有效的改善机床因受热对加工精度。
提高机床几何精度
数控机床的几何精度能够对机床的生产精度起到决定性作用,因此在机床生产企业的设计中要能够合理的设定机床的工作精度,选择适合的加工负荷。
在机床加工零件的过程中,主轴轴颈与轴承发生的摩擦会使其温度升高,它与主轴箱的箱体孔的空间位置如果存在较大误差,会造成轴承滚到的变形,严重影响到轴承的旋转精度。
所以要严格控制主轴轴承的选配间隙。
数控机床在加工零件时长时间处于高负荷运转状态,通常机床制造企业会采用镶钢滑动导轨副结构来提高机床的刚性和精度。
该结构可以使数控机床具有最好的几何精度。
综合提高加工精度
数控机床从设计到制造、装配、使用值一个复杂的过程,对其加工精度的控制也是一个综合性的系统问题,不能仅仅依靠对某个或某几个量的控制来获取较高加工精度。
在生产制造环境,应充分考虑到制造工艺中会对机床精度造成影响的因素,消除铸造加工、机械加工对机床个构件引起的几何精度的改变。
然后通过对数控机床的数控系统进行补偿值的设定,可有效的提升机床的加工精度。
4、结束语
目前我们国内采用数控机床虽然比传统的加工机床有更高的加工精度,但是与世界先最先进的数控设备还有这很大的差距。
在现有的条件加,为提高机床的加工质量,保持更高的加工精度,需要对生产工艺精益求精,不断提高设计制作能力。
参考文献
[1]中华人民共和国国家标准GB/T16462-2007,数控车床和车削中心检验条件[S]
建议可从以下几个方面提高零件尺十检测的精度:最大限度发挥测量机本身的精度, 正确的测量策略和评价方法实际测量时,由于工件表面存在着形状、位置等几何误差,以及波纹度、粗糙度、缺陷等结构误差,仅仅测量最少测点数是不够的,理论上说,测量几何特征时测点越多越好,但受限于实际测量条件、测量时间及经济性等因素,很难对所有的被测几何特征做全面的测量,实际上也没有必要。因此在实际测量中会根据尺寸要求和被测特征的精度,选择合适的测点分布方法和测量点数。检测完成数据采集后,再对所得数据进行处理,如:误差评价、测量报告输出及测量数据的统计分析,从而判定产品是否合格,在进行尺寸评价时必须选择正确的评价标准和评价方法,才能保证测量结果的正确性。