CAD/CAM在数控编程中的应用策略CAD/CAM对机床数控系统的影响你要哪一个?你加分,采纳我的 我发给你
CAD/CAM的概念CAD/CAM是计算机辅助设计/计算机辅助制造(Computer Aided Design/Computer Aided Manufacture)的简称,是当今世界发展最快的技术之一。它不仅促使了生产模式的转变,同时也促进了市场的发展。目前,CAD/CAM技术已经在许多领域中得到应用,这里只讨论在制造业中的应用。设计知识产品开发计划 零件图,装配图,产品功能需求 CAD 与制造有关的各种数据库和CAD系统CAD 技术的概念CAD技术的概念如图1-1所示。由图可见,在计算机辅助下进行设计与传统的以人为核心的设计明显不同。根据产品开发计划和对产品功能的要求,不再仅仅是依靠设计者个人的知识和能力去设计,而是运用包括设计者本人和存储在计算机中的多种知识,在CAD系统和数据库的支持下进行工作。这种工作方式设计出的产品大大优于单个设计师凭个人脑力和能力设计出的产品;另外,CAD输出的结果也不仅仅是装配图和零件图,还包括设计、制造过程中应用计算机所需的各种信息。CAM 技术概念CAM技术主要是围绕着数控编程技术开始发展的。数控加工是CAD/CAM发挥效益最直接、最明显的环节之一。 加工对象的形状越复杂,加工精度越高,设计更改越频繁,数控加工的优越性越容易得到发挥。因此数控编程技术受到高度重视。然而从制造的全过程看,应用计算机作为辅助手段的不仅仅是数控编程,还有许多技术和方法归类于CAM的范畴,如计算机辅助工艺规划(CAPP)、计算机辅助生产管理(CAPM)、生产活动控制(PAC)等。其中有些内容已经超出了制造过程和间接制造过程;狭义CAM则是指制造过程中某个环节上应用计算机。是对狭义CAM的一种概念性解释,其中在制造全过程的数控编程环节上应用了计算机。加工设备工艺路线文件、工序 数控加工程序内容文件、零件信息 CAM 数控检测程序数据库和CAM系统CAD/CAM技术概念实际应用中,CAD/CAM是以系统方式出现的,包括商品化CAD/CAM系统和企业根据应用目标构件的CAD/CAM系统。系统中包括设计与制造过程的三个主要环节,即CAD、CAPP(Computer Aided Process Planning)和NCP(Numerical Control Programming)。其中CAPP和NCP属于CAM范畴。完善的CAD/CAM系统一般包括产品设计、工程分析、工艺过程规划、数控编程、工程数据库以及系统接口几个部分。这些部分以不同的形式组合集成就构成各种类型的系统。图1-3是以工程数据库为核心的一种CAD/CAM系统。其各部分的功能如下所述。产品设计 工艺规划有限元分析 工 数控加工程优化设计 数 图形显示据系统接口 库 用户接口图1-3 以工程数据库为核心的CAD/CAM系统1.产品设计产品设计包括产品的方案设计和结构设计,它们均在计算机的辅助下完成。在结构设计中,可以应用当前较成熟的曲面造型技术、实体造型技术和特征造型技术。另外,在设计阶段就要考虑零件的几何特征和制造工艺特征,使产品设计的数据能在其他环节中使用。2.工程分析工程分析包括对产品的性能、特征进行理论分析和计算。它包括的内容很多,不同类型的产品,工程分析的内容也不尽相同,但至少应进行结构分析、应力计算、载荷计算、有限元分析、优化设计。除此之外,还应根据产品的特殊性,增加动力计算、振动分析、重心分析等内容。3.工艺过程规划工艺过程规划是将产品设计阶段的几何特性和制造工艺特性等数据信息转换为各种加工和制造管理信息。零件加工过程的计算机辅助设计包括完成工艺路线与工序设计、产生工序图和工艺文件、向CAM提供数控编程所需的工艺信息。CAPP一般采用样件法和创成法原理。特征造型技术完整地描述了零件的几何与工艺特征信息。CAPP首先要建立一个工艺路线设计、工序设计规划、工艺决策方法等知识建立知识库。工艺数据库包括机床、刀具、夹具和切削参数等。4.数控编程加工零件需要来自CAD方面的几何信息和来自CAPP方面的工艺信息。利用这些信息完成零件的数控加工编程及仿真,并提供数控加工指令文件和切削加工时间信息。5.工程数据库与一般的管理型数据库不同,工程数据库的主要特点是数据量大、形式多样、结构繁琐、关系复杂、动态性强、图形数据与非图形数据并存。工程数据库将产品从设计到制造的所有环节用信息流联系起来,实现信息的共享与交换。6.系统接口系统的接口通常是标准化接口或者是定义成通用接口,目的是减少系统对设备的依赖,避免工作重复,提高CAD/CAM集成系统的工作效率。标准接口为系统的信息集成提供了重要的基础。
数控专业的毕业论文叶片五轴联动加工刀位轨迹的生成 针对大型混流式叶片各曲面的特点,进行合理的刀位轨迹规划和计算,是使所生成的刀位轨迹无干涉、无碰撞、稳定性好、编程效率高的关键。由于五轴加工的刀具位置和刀具轴线方向是变化的,因此五轴加工的是由工件坐标系中的刀位点位置矢量和刀具轴线方向矢量 组成,刀轴可通过前倾角和倾斜角来控制,于是我们可 根据曲面在切削点处的局部坐标计算出刀位矢量和刀轴 矢量。从加工效率、 表面质量和切削工 艺性能来看,选择 沿叶片造型的参数 线作为铣削加工的 方向分多次粗铣和 一次精铣,然后划 分加工区域,定义 与机床有关的参数, 根据以上所选叶片 的加工部位、装夹 图, 混流式叶片的刀轨生成 定 位 方 式 、 机 床 、 刀具及切削参数和余量分布情况将叶片分为多个组合面 分别进行加工。通过对曲面曲率的分布情况的分析对于 不同的区域采用不同的面铣刀。粗加工给出每次加工的 余量,精加工采用同一直径的铣刀,根据粗糙度要求给 定残余高度,根据具体情况选择切削类型、切削参数、 刀轴方向、进退刀方式等参数,生成的刀位轨迹如图, 所示。但是对于像叶片这样的曲率变化很大而又不均匀 的雕塑曲面零件我们还要根据情况作大量的刀位编辑, 并且必须进一步通过切削仿真做干涉和碰撞检查修改和 编辑刀轨。!"#叶片五轴联动数控加工仿真 数控加工仿真通过软件模拟加工环境、刀具路径与材料切除过程来检验并优化加工程序。在计算机上仿真验证多轴联动加工的刀具轨迹,辅助进行加工刀具干涉检查和机床与叶片的碰撞检查,取代试切削或试加工过程,可大大地降低制造成本,并缩短研制周期,避免加工设备与叶片和夹具等的碰撞,保证加工过程的安全。加工零件的"!代码在投入实际的加工之前通常需要进行试切,水轮机叶片是非常复杂的雕塑曲面体,开发利用数控加工仿真技术是其成功采用五轴联动数控加工的关键。在此,我们首先进电子商务资料库,8:'/.%1&'-/:8(行工艺系统分析,明确机床!"!系统型号、机床结构形式和尺寸、机床运动原理和机床坐标系统。用三维!,-软件建立机床运动部件和固定部件的实体几何模型,并转换成仿真软件可用的格式,然后建立刀具库,在仿真软件中新建用户文件,设置所用!"!系统,并建立机床运动模型,即部件树,添加各部件的几何模型,并准确定位,最后设置机床参数。 接下来将叶片模型变换到加工位置计算出刀具轨迹,再以此轨迹进行叶片切削过程、刀位轨迹和机床运动的三维动态仿真。这样就可以清楚的监控到叶片加工过程中的过切与欠切、刀杆和联接系统与叶片、机床各运动部件与叶片和夹具间的干涉碰撞,从而保证了数控编程的质量,减少了试切的工作量和劳动强度,提高了编程的一次成功率,缩短了产品设计和加工周期,大大提高生产效率。如在数控加工行业进行推广,可产生巨大的经济和社会效益。叶片的切削仿真如图.所示,叶片的机床加工仿真如图/所示。图. 混流式叶片的切削仿真图/ 混流式叶片的机床加工仿真!"$叶片刀位轨迹的后置处理 后置处理是数控编程的一个重要内容,它将我们前面生成的刀位数据转换成适合具体机床的数据。后处理最基本的两个要素就是刀轨数据和后处理器。我们应首先了解龙门移动式五坐标数控铣镗床的结构、机床配备的附属设备、机床具备的功能及功能实现的方式和机床配备的数控系统,熟悉该系统的"!编程包括功能代码的组成、含义。然后应用通用后置处理器导向模板,根据以上掌握的知识,开发定制专用后置处理器。然后将我们已得刀位源文件进行输入转换成可控制机床加工的"!代码。% 结束语 复杂曲面的多轴联动数控编程是一涉及到众多领域知识的复杂流程,是数字化仿真及优化的过程。本文介绍的大型水轮机叶片的多轴联动编程技术,已用于工程实际大型叶片的数控编程中,实现了大型转轮叶片的五轴联动数控加工的刀位轨迹计算和加工仿真,保证了后续数控加工的质量和效率,已作为大型水轮机叶片五轴联动数控加工的编程工具用于实际生产中。 雕塑曲面体混流式叶片的多轴联动数控加工编程技术摘要:转轮叶片是水轮机能量转换的关键部件,也是最难加工的零件,目前多轴联动数控加工是解决该类大型雕塑曲面零件最有效的加工方法。多轴联动数控加工编程则是实现其高精度和高效率加工的最重要环节。本文介绍混流式水轮机叶片五轴联动数控加工大型雕塑曲面编程中涉及到转轮叶片三维造型、刀位轨迹计算、切削仿真、机床运动碰撞仿真、后置变换等关键技术。通过对这些技术的链接和研究,开发实现了大型叶片的多轴联动加工。关键词:数控编程 引言 水轮机是水力发电的原动机,水轮机转轮叶片的制造,转轮的优劣,对水电站机组的安全、可靠性、经济性运行有着巨大的影响。水轮机转轮叶片是非常复杂的雕塑面体。在大中型机组制造工艺上,长期以来采用的“砂型铸造—— —砂轮铲磨——立体样板检测 —的制造工艺,不能有效地保证叶片型面的准确性和制造质量。目前采用五轴联动数控加工技术是当今机械加工中的尖端高技术。大型复杂曲面零件的数控加工编程则是实现其数字化制造的最重要的技术基础,其数控编程技术是一个数字化仿真评价及优化过程。其 关键技术包括:复杂形状零件的三维造型及定位,五 轴联动刀位轨迹规划和计算,加工雕塑曲面体的刀轴 控制技术,切削仿真及干涉检验,以及后处理技术等。 大型复杂曲面的多轴联动数控编程技术使雕塑曲面体 转轮叶片的多轴数控加工成为可能,这将大大推动我 国水轮机行业的发展和进步,为我国水电设备制造业 向着先进制造技术发展奠定基础。" 大型混流式水轮机叶片的多轴数控加工编程过程大型复杂曲面零件的五轴联动数控编程比普通零件编程要复杂得多,针对混流式叶片体积大并且型面曲率变化大的特点,通过分析加工要求进行工艺设计,确定加工方案,选择合适的机床、刀具、夹具,确定合理的走刀路线及切削用量等;建立叶片的几何模型、计算加工过程中的刀具相对于叶片的运动轨迹,然后进行叶片的切削仿真以及机床的运动仿真,反复修改加工参数、刀具参数和刀轴控制方案,直到仿真结果确无干涉碰撞电子商务资料库:7-1%"(63;63&;-发生,则按照机床数控系统可接受的程序格式进行后处理,生成叶片加工程序。其具体编程过程如图-所示。 图-大型混流式叶片的五轴联动数控加工编程流程!"! 混流式水轮机叶片的三维几何建模 混流式叶片这一复杂雕塑曲面体由正面、背面、与上冠相接的带状回转面、与下环相接的带状回转面、 大 , 可 编 写 一 个.*/0程序读入这些三维坐标点,然后采用双三次多补片曲面片通过自由形式特征的通过曲线的方法进行曲面造型,如图1所示。叶片的毛坯形状可从设计数据点进行偏置计算处理,或者从三维测量得到的点云集方式确定对叶片的各个曲面分别进行"234$曲面造型,并缝合成实体。!"# 叶片加工工艺规划 加工方案和加工参数的选择决定着数控加工的效率和质量。我们根据要加工叶片的结构和特点可选择大型龙门移动式五坐标数控铣镗床,根据三点定位原理经大量的研究分析,决定在加工背面是采用通用的带球形的可调支撑,配以叶片焊接的定位销对叶片定位,在叶片上焊接必要的工艺块,采用一些通用的拉紧装置来装夹。加工正面时,采用在加工背面时配合铣出的和背面型面完全一致的胎具,将叶片背面放入胎具,利用焊接的工艺块进行调整找正,仍然采用通用的拉压装置进行装夹。由于叶片由多张曲面组合而 成,为了解决加工过程中的碰撞问题,我们采用沿流线 走刀,对于叶片的正背面进行分区域加工,根据曲面各 处曲率的不同采用不同直径的刀具、不同的刀轴控制方 式来加工。对每个面一般分多次粗铣和一次精铣。在机 床与工件和夹具不碰撞和不干涉情况下,尽量采用大直 径曲面面铣刀,以提高加工效率。叶片正背面我们选用 刀具直径!-56曲面面铣刀粗铣、!-16曲面面铣刀精铣, 叶片头部曲面采用!76的曲面面铣刀加工,出水边采用!76螺旋玉米立铣刀五轴联动侧铣。根据后续仿真情况 反复做刀位编辑,以寻求合理的加工方案。在满足加工 要求、机床正常运行和一定的刀具寿命的前提下尽可能
你去网站上找了,那样会把你的思维限制住。我认为你可以自己写,就写你在这方面的自己的看法或者发现,要有独特性,这样才能有创意,被别人看得起。最后祝你成功!
数控专业的毕业论文叶片五轴联动加工刀位轨迹的生成 针对大型混流式叶片各曲面的特点,进行合理的刀位轨迹规划和计算,是使所生成的刀位轨迹无干涉、无碰撞、稳定性好、编程效率高的关键。由于五轴加工的刀具位置和刀具轴线方向是变化的,因此五轴加工的是由工件坐标系中的刀位点位置矢量和刀具轴线方向矢量 组成,刀轴可通过前倾角和倾斜角来控制,于是我们可 根据曲面在切削点处的局部坐标计算出刀位矢量和刀轴 矢量。从加工效率、 表面质量和切削工 艺性能来看,选择 沿叶片造型的参数 线作为铣削加工的 方向分多次粗铣和 一次精铣,然后划 分加工区域,定义 与机床有关的参数, 根据以上所选叶片 的加工部位、装夹 图, 混流式叶片的刀轨生成 定 位 方 式 、 机 床 、 刀具及切削参数和余量分布情况将叶片分为多个组合面 分别进行加工。通过对曲面曲率的分布情况的分析对于 不同的区域采用不同的面铣刀。粗加工给出每次加工的 余量,精加工采用同一直径的铣刀,根据粗糙度要求给 定残余高度,根据具体情况选择切削类型、切削参数、 刀轴方向、进退刀方式等参数,生成的刀位轨迹如图, 所示。但是对于像叶片这样的曲率变化很大而又不均匀 的雕塑曲面零件我们还要根据情况作大量的刀位编辑, 并且必须进一步通过切削仿真做干涉和碰撞检查修改和 编辑刀轨。!"#叶片五轴联动数控加工仿真 数控加工仿真通过软件模拟加工环境、刀具路径与材料切除过程来检验并优化加工程序。在计算机上仿真验证多轴联动加工的刀具轨迹,辅助进行加工刀具干涉检查和机床与叶片的碰撞检查,取代试切削或试加工过程,可大大地降低制造成本,并缩短研制周期,避免加工设备与叶片和夹具等的碰撞,保证加工过程的安全。加工零件的"!代码在投入实际的加工之前通常需要进行试切,水轮机叶片是非常复杂的雕塑曲面体,开发利用数控加工仿真技术是其成功采用五轴联动数控加工的关键。在此,我们首先进电子商务资料库,8:'/.%1&'-/:8(行工艺系统分析,明确机床!"!系统型号、机床结构形式和尺寸、机床运动原理和机床坐标系统。用三维!,-软件建立机床运动部件和固定部件的实体几何模型,并转换成仿真软件可用的格式,然后建立刀具库,在仿真软件中新建用户文件,设置所用!"!系统,并建立机床运动模型,即部件树,添加各部件的几何模型,并准确定位,最后设置机床参数。 接下来将叶片模型变换到加工位置计算出刀具轨迹,再以此轨迹进行叶片切削过程、刀位轨迹和机床运动的三维动态仿真。这样就可以清楚的监控到叶片加工过程中的过切与欠切、刀杆和联接系统与叶片、机床各运动部件与叶片和夹具间的干涉碰撞,从而保证了数控编程的质量,减少了试切的工作量和劳动强度,提高了编程的一次成功率,缩短了产品设计和加工周期,大大提高生产效率。如在数控加工行业进行推广,可产生巨大的经济和社会效益。叶片的切削仿真如图.所示,叶片的机床加工仿真如图/所示。图. 混流式叶片的切削仿真图/ 混流式叶片的机床加工仿真!"$叶片刀位轨迹的后置处理 后置处理是数控编程的一个重要内容,它将我们前面生成的刀位数据转换成适合具体机床的数据。后处理最基本的两个要素就是刀轨数据和后处理器。我们应首先了解龙门移动式五坐标数控铣镗床的结构、机床配备的附属设备、机床具备的功能及功能实现的方式和机床配备的数控系统,熟悉该系统的"!编程包括功能代码的组成、含义。然后应用通用后置处理器导向模板,根据以上掌握的知识,开发定制专用后置处理器。然后将我们已得刀位源文件进行输入转换成可控制机床加工的"!代码。% 结束语 复杂曲面的多轴联动数控编程是一涉及到众多领域知识的复杂流程,是数字化仿真及优化的过程。本文介绍的大型水轮机叶片的多轴联动编程技术,已用于工程实际大型叶片的数控编程中,实现了大型转轮叶片的五轴联动数控加工的刀位轨迹计算和加工仿真,保证了后续数控加工的质量和效率,已作为大型水轮机叶片五轴联动数控加工的编程工具用于实际生产中。 雕塑曲面体混流式叶片的多轴联动数控加工编程技术摘要:转轮叶片是水轮机能量转换的关键部件,也是最难加工的零件,目前多轴联动数控加工是解决该类大型雕塑曲面零件最有效的加工方法。多轴联动数控加工编程则是实现其高精度和高效率加工的最重要环节。本文介绍混流式水轮机叶片五轴联动数控加工大型雕塑曲面编程中涉及到转轮叶片三维造型、刀位轨迹计算、切削仿真、机床运动碰撞仿真、后置变换等关键技术。通过对这些技术的链接和研究,开发实现了大型叶片的多轴联动加工。关键词:数控编程 引言 水轮机是水力发电的原动机,水轮机转轮叶片的制造,转轮的优劣,对水电站机组的安全、可靠性、经济性运行有着巨大的影响。水轮机转轮叶片是非常复杂的雕塑面体。在大中型机组制造工艺上,长期以来采用的“砂型铸造—— —砂轮铲磨——立体样板检测 —的制造工艺,不能有效地保证叶片型面的准确性和制造质量。目前采用五轴联动数控加工技术是当今机械加工中的尖端高技术。大型复杂曲面零件的数控加工编程则是实现其数字化制造的最重要的技术基础,其数控编程技术是一个数字化仿真评价及优化过程。其 关键技术包括:复杂形状零件的三维造型及定位,五 轴联动刀位轨迹规划和计算,加工雕塑曲面体的刀轴 控制技术,切削仿真及干涉检验,以及后处理技术等。 大型复杂曲面的多轴联动数控编程技术使雕塑曲面体 转轮叶片的多轴数控加工成为可能,这将大大推动我 国水轮机行业的发展和进步,为我国水电设备制造业 向着先进制造技术发展奠定基础。" 大型混流式水轮机叶片的多轴数控加工编程过程大型复杂曲面零件的五轴联动数控编程比普通零件编程要复杂得多,针对混流式叶片体积大并且型面曲率变化大的特点,通过分析加工要求进行工艺设计,确定加工方案,选择合适的机床、刀具、夹具,确定合理的走刀路线及切削用量等;建立叶片的几何模型、计算加工过程中的刀具相对于叶片的运动轨迹,然后进行叶片的切削仿真以及机床的运动仿真,反复修改加工参数、刀具参数和刀轴控制方案,直到仿真结果确无干涉碰撞电子商务资料库:7-1%"(63;63&;-发生,则按照机床数控系统可接受的程序格式进行后处理,生成叶片加工程序。其具体编程过程如图-所示。 图-大型混流式叶片的五轴联动数控加工编程流程!"! 混流式水轮机叶片的三维几何建模 混流式叶片这一复杂雕塑曲面体由正面、背面、与上冠相接的带状回转面、与下环相接的带状回转面、 大 , 可 编 写 一 个.*/0程序读入这些三维坐标点,然后采用双三次多补片曲面片通过自由形式特征的通过曲线的方法进行曲面造型,如图1所示。叶片的毛坯形状可从设计数据点进行偏置计算处理,或者从三维测量得到的点云集方式确定对叶片的各个曲面分别进行"234$曲面造型,并缝合成实体。!"# 叶片加工工艺规划 加工方案和加工参数的选择决定着数控加工的效率和质量。我们根据要加工叶片的结构和特点可选择大型龙门移动式五坐标数控铣镗床,根据三点定位原理经大量的研究分析,决定在加工背面是采用通用的带球形的可调支撑,配以叶片焊接的定位销对叶片定位,在叶片上焊接必要的工艺块,采用一些通用的拉紧装置来装夹。加工正面时,采用在加工背面时配合铣出的和背面型面完全一致的胎具,将叶片背面放入胎具,利用焊接的工艺块进行调整找正,仍然采用通用的拉压装置进行装夹。由于叶片由多张曲面组合而 成,为了解决加工过程中的碰撞问题,我们采用沿流线 走刀,对于叶片的正背面进行分区域加工,根据曲面各 处曲率的不同采用不同直径的刀具、不同的刀轴控制方 式来加工。对每个面一般分多次粗铣和一次精铣。在机 床与工件和夹具不碰撞和不干涉情况下,尽量采用大直 径曲面面铣刀,以提高加工效率。叶片正背面我们选用 刀具直径!-56曲面面铣刀粗铣、!-16曲面面铣刀精铣, 叶片头部曲面采用!76的曲面面铣刀加工,出水边采用!76螺旋玉米立铣刀五轴联动侧铣。根据后续仿真情况 反复做刀位编辑,以寻求合理的加工方案。在满足加工 要求、机床正常运行和一定的刀具寿命的前提下尽可能
前言由于各种机械的用途和性能不同,其零件的材料、结构和技术要求也各不相同。所以,各种零件的加工工艺是不同的,即使是同类型的零件,由于生产条件和批量大小的不同,其工艺也不同,因此,必须制定合理的工艺规程。在数控加工中,加工工艺路线表示刀具刀位点相对于工件运动的轨迹,也称进给路线。它不仅包括加工内容也反映加工顺序,是编程工作的主要依据。 摘要数控技术及数控机床在当今机械制造业中的重要地位和巨大效益,显示了其在国家基础工业现代化中的战略性作用,并已成为传统机械制造工业提升改造和实现自动化、柔性化、集成化生产的重要手段和标志。数控技术及数控机床的广泛应用,给机械制造业的产业结构、产品种类和档次以及生产方式带来了革命性的变化。数控机床是现代加工车间最重要的装备。它的发展是信息技术(1T)与制造技术(MT)结合发展的结果。现代的CAD/CAM、制造技术,都是建立在数控技术之上的。掌握现代数控技术知识是现代数控技术专业学生必不可少的。 本次毕业设计内容介绍了数控加工的特点、加工工艺分析以及数控编程的一般步骤。并通过一定的实例详细的介绍了数控加工工艺的分析方法。 关键词: 数控技术 加工工艺 编程 NC and NC machine tool technology in today's machine manufacturing industry in an important position and great benefits that its national infrastructure in the industrial modernization of the strategic role and has become a traditional machinery manufacturing industries to transform and enhance automation, flexible, Integrated production and an important means of signs. NC technology and the widespread application of NC machine tools, machinery manufacturing to the industrial structure, product variety and quality and production methods brought about a revolutionary change. NC machine tool processing workshop is the most important modern equipment. It is the development of information technology (1 T) and manufacturing technology (MT) with the result of the development. Modern CAD / CAM, FMS, CIMS, agile manufacturing and intelligent manufacturing technology, are built on the technology in the NC. NC master modern technology of modern machinery and electronic knowledge is essential to professional students. The design of the content on the characteristics of the NC, processing and analysis of the general steps NC programming. And, through a detailed example of the NC on the process of analysis. Key words: NC programming technology processing technology1毛坯的选择一、轴类零件的毛坯和材料 (一)轴类零件的毛坯 轴类零件可根据使用要求、生产类型、设备条件及结构,选用棒料、锻件等毛坯形式。对于外圆直径相差不大的轴,一般以棒料为主;而对于外圆直径相差大的阶梯轴或重要的轴,常选用锻件,这样既节约材料又减少机械加工的工作量,还可改善机械性能。 根据生产规模的不同,毛坯的锻造方式有自由锻和模锻两种。中小批生产多采用自由锻,大批大量生产时采用模锻。 (二)轴类零件的材料 轴类零件应根据不同的工作条件和使用要求选用不同的材料并采用不同的热处理规范(如调质、正火、淬火等),以获得一定的强度、韧性和耐磨性。 45钢是轴类零件的常用材料,它价格便宜经过调质(或正火)后,可得到较好的切削性能,而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能,淬火后表面硬度可达45~52HRC。 40Cr等合金结构钢适用于中等精度而转速较高的轴类零件,这类钢经调质和淬火后,具有较好的综合机械性能。 轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn,经调质和表面高频淬火后,表面硬度可达50~58HRC,并具有较高的耐疲劳性能和较好的耐磨性能,可制造较高精度的轴。 精密机床的主轴(例如磨床砂轮轴、坐标镗床主轴)可选用38CrMoAIA氮化钢。这种钢经调质和表面氮化后,不仅能获得很高的表面硬度,而且能保持较软的芯部,因此耐冲击韧性好。与渗碳淬火钢比较,它有热处理变形很小,硬度更高的特性。 2零件图工艺分析在设计零件的加工工艺规程时,首先要对加工对象进行深入分析。对于数控车削加工应考虑以下几方面:1.构成零件轮廓的几何条件在车削加工中手工编程时,要计算每个节点坐标;在自动编程时,要对构成零件轮廓所有几何元素进行定义。因此在分析零件图时应注意:(1) 零件图上是否漏掉某尺寸,使其几何条件不充分,影响到零件轮廓的构成;(2) 零件图上的图线位置是否模糊或尺寸标注不清,使编程无法下手;(3) 零件图上给定的几何条件是否不合理,造成数学处理困难。(4) 零件图上尺寸标注方法应适应数控车床加工的特点,应以同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸。2.尺寸精度要求分析零件图样尺寸精度的要求,以判断能否利用车削工艺达到,并确定控制尺寸精度的工艺方法。在该项分析过程中,还可以同时进行一些尺寸的换算,如增量尺寸与绝对尺寸及尺寸链计算等。在利用数控车床车削零件时,常常对零件要求的尺寸取最大和最小极限尺寸的平均值作为编程的尺寸依据。3.形状和位置精度的要求零件图样上给定的形状和位置公差是保证零件精度的重要依据。加工时,要按照其要求确定零件的定位基准和测量基准,还可以根据数控车床的特殊需要进行一些技术性处理,以便有效的控制零件的形状和位置精度。4.表面粗糙度要求表面粗糙度是保证零件表面微观精度的重要要求,也是合理选择数控车床、刀具及确定切削用量的依据。5.材料与热处理要求零件图样上给定的材料与热处理要求,是选择刀具、数控车床型号、确定切削用量的依据。2.1零件加工工艺分析1加工工艺路线的确定原则 加工工艺路线合理与否,关系到零件的加工质量与生产效率。在确定加工工艺路线时,应综合考虑在保证加工精度的前提下,应最大限度地缩短加工工艺路线。所以数控加工工艺路线应遵循以下原则: (1)保证产品质量,应将保证零件的加工精度和表面粗糙度要求放在首位。 (2)提高劳动生产率和降低生产成本。在保证零件加工质量的前提下,应力求加工路线最短,并尽量减少空行程时间,提高加工效率。 (3)在满足零件加工质量、生产效率等条件下,尽量简化数学处理的数值计算工作量,以简化编程工作。此外,确定加工工艺路线中,还要综合考虑零件的形状与刚度、加工余量、机床与刀具的刚度等,确定一次进给还是多次进给,以及设计刀具的切人点与切出点、切入方向与切出方向。在铣削加工中,是采用顺铣还是逆铣等。2加工工艺的选择要点 在数控加工编程中,应强化工艺规程,选择合理的加工路线,优化程序编制。在制定加工工艺路线中应关注以下事项: (1)在确定加工路线时,为缩短行程,应考虑尽量缩短刀具的空行程。通常通过合理选择起刀点,合理安排回空路线都能使空行程缩短,提高生产效率。 (2)在安排加工工艺路线时,同时也要兼顾工序集中的原则。零件在一次装夹中,尽可能使用同一把刀具完成较多的加工表面,以减少换刀次数,简化加工路线,缩短辅助时间。有条件者可采用复合刀具,当一把刀具完成加工的所有部位后,尽可能为下道工序作些预加工,如使用小钻头预钻定位孔或划位置痕.或者进行粗加工,然后再换刀进行精加工。 (3)要选择工件在加工后变形小的加工路线。如对于横截面积小的细长零件或薄板零件应采用分数次走刀至最终尺寸或应用对称去除余量法安排加工
数字直流调制系统设计.我的论文你看能用上的话找我我没匿名
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通过以上几项措施和方法在数控实习中的应用,学生的实习积极性和创新意识得到了较好的发挥,并在没有经过强化培训的情况下,两年内已有许多学生报考且一次通过“数控车床操作工国家中级技能鉴定考试”;同时,从聘用我系毕业生的企业反馈信息上也了解到,我系毕业生在数控加工技术应用方面有较强的适应能力和创新能力。这充分说明我系的数控实习效果得到了提高,取得了成效。
参考文献:略
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数控机床旋转进给系统的状态空间模型及性能分析摘要:高性能多坐标数控机床的摆头、转台等旋转进给系统多采用永磁同步伺服电机进行直接驱动,其控制问题较常规进给系统更为复杂。因此建立更为科学的适用于直接驱动的永磁同步电机的数学模型对提高旋转进给系统的控制水平具有重要意义。本文提出在矢量控制的基础上建立直接驱动用永磁同步电机的状态空间模型的方法,并运用现代控制理论对系统的能控性、可观测性及稳定性等进行分析和计算以及对系统进行极点配置,并用Simulink进行了系统仿真,为数控机床旋转进给伺服系统的设计和分析提供了理论基础和分析方法。关键词:旋转进给;直接驱动;永磁同步电机;中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1009-0134(2007)08-0040-05State space model and performance analysis of numerical controlmachine rotary feed systemZHANG Ao, ZHOU Kai(Department of Precision Instrument and Mechanics,Tsinghua University,Beijing 100084,China)Abstract: Rotary feed system such as pendulum head and revolving table of high-powered multicoordinatesnumerical control machine adopts PMSM to drive directly. It's more complex tocontrol than the conventional feed system. So it's significative to set up mathematic modelof PMSM which is applicable for the direct drive more scientifically in order to improve thecontrol level of rotary feed system. Thus a modeling of PMSM method for state spaceequation modeling of PMSM based on vector control is proposed. The controllability,observability, stability and Pole assignment are analysed by modern control theory. And thesystem emulation is finished by Simulink. This method offers theoretical basic and analyticalmethod for rotary feed servo system designing of numerical control words: rotary feed; direct drive; PMSM; state space equation0 前言高性能数控机床的旋转进给伺服系统,特别是直接驱动伺服系统(即取消了从电动机到执行机构或负载之间的一切机械中间传动环节,把传动链的长度缩短为零。)广泛使用永磁同步电机(permanentmagnet synchronous motor, PMSM)作为控制对象。其优点是结构简单,运行可靠,通过在结构上采取措施,如采用高剩磁感应、高矫顽力和稀土类磁铁等,可比直流电动机的外形尺寸约减少1/2,重量轻60%,转子惯量可减小到直流电动机的1/5 。[2]还应该看到,传统驱动系统由于传动环节的存在,控制环节的受力较小,系统对扰动的敏感度相对较低,而直接驱动伺服系统,负载与控制环节之间几乎是直接相联,没有传动链的缓冲,因此控制环节受力较大,对扰动比较敏感,这可能会对系统的动态性能造成影响;同时,摆头与转台的特点是要承受低速大负载,因此其大负载条件下的低速平稳性也是系统设计中的一个重要问题。因此,对于此类数控机床转台、摆头等旋转进给直接驱动系统而言,其控制问题较常规进给系统更为复杂。在工程实际中多采用基于矢量变换控制的经典3 环控制方法进行系统控制,其建立控制模型的基础是经典控制理论,即对系统使用传递函数加以描述,将某个单变量(如转速等)作为输出,直接和输入(如电压等)联系起来。但实际上系统除了输出量外还包含其它相互独立的变量,而微分方程或传递函数对这些内部的中间变量是不便描述的,因而不能包含系统的所有信息,不能完全揭示系统的全部运动状态。而若应用现代控制理论的状态空间法分析系统,其动态特性是由状态变量构成的一阶微分方程组来描述的,它能反映系统全部独立变量的变化,确定系统全部内部运动状态,方便地处理初始条件。因此可以更为全面的表征系统以及系统内部变量的关系,尤其适合应用于非线性、多输入-多输出系统。[5]综上所述,旋转进给直接驱动伺服系统是一个强耦合、非线性的复杂系统,因此用状态空间法来进行建模是更为科学和有效的。本文在矢量控制的基础上通过状态空间法建立永磁同步电机状态空间模型,并应用现代控制理论的各种方法对模型进行全面的分析,为进一步应用先进的控制方法对系统进行控制打下坚实的基础。1 PMSM 的数学模型我们考虑的是正弦型永磁同步电动机系统。该电动机具有正弦形的反电动势波形,其定子电压、电流也为正弦波形。假设电动机是线性的,参数不随温度等变化,忽略磁滞、涡流损耗,转子无阻尼绕组。基于电动机统一理论的结论可以得到,转子坐标系(d-q轴系)中永磁同步电动机定子磁链方程为:(1)其中:——转子磁钢在定子上的耦合磁链;Ld、Lq——永磁同步电动机的直、交轴主电感;、 ——定子电流矢量的直、交轴分量。PMSM 定子电压方程为: (2)其中, 、——定子电压矢量us的d、q轴分量;w——转子电角频率。PMSM 的转矩方程为: (3)电动机转矩系数Kt 为:Kt = pmyr此外,电动机系统还要满足基本运动方程:( 4)其中,n ——电动机转速;wr ——转子机械角速度,w=pmwr ;Td、TL ——电动机的电磁转矩和负载转矩。采用现代控制理论的状态方程对永磁同步电机进行数学建模。若采取矢量控制,一般要求id=0,但是状态方程中不出现md和id是不合理的。因为在id=0的控制模式中,只是要求id的取值等于0,但id的实际值并不一定总是等于0(特别是在动态过程中)。同时,ud的实际数值也不会等于0。因此,必须将ia也作为状态变量,将md 也作为控制变量,由控制器根据所有状态变量(包括id)的取值进行控制。因此取状态变量 ,q 为转子位置角。将(1)式带入(2)式的第2 式,由(3)式和(4)式可得,则永磁同步电机的状态方程为( ) :(5)由此可见,该系统是一个非线性时变系统,且在系数矩阵中含有wr,id,iq状态变量的交叉相乘项,因此需要进行系统解耦,令因此采取id=0的矢量控制方法,uq'=uq,TL'=TL,系统可化为线性系统。取ud,uq 为控制量,负载转矩TL 作为扰动处理,因此单独提出,则系统化为=AX+BU+B0TL 的形式,则原系统化为:(6)2 PMSM 系统的分析PMSM 的参数如下:则系统状态空间方程为: 多项式模型将状态空间模型转换为多项式模型,系统的传递矩阵为: 能控性与可观测性分析状态完全能控的充分必要条件是系统的能控矩阵的秩为n。状态完全能观测的充分必要条件是能观测矩阵的秩为n。计算可得,系统的能控矩阵秩为4,满秩,则系统状态是完全能控的。系统的能观测矩阵的秩为4,满秩,则系统状态是完全可观测的。 控制系统的稳定性分析对于由状态空间模型表示的系统,其系统稳定的充分必要条件是:系统矩阵A 的特征值全部具有负实部。eig(a)'= *[0 - + ]由于系统矩阵a 的特征值中有一个是零,因此该系统是临界稳定的。由于能控矩阵的秩为4,满秩,因此可以通过状态反馈配置极点使得系统稳定。 多输入控制系统的极点配置对于多输入系统的极点配置的基本思路是:首先求一状态反馈,使得其闭环系统对某一输入(例如第一个输入)是能控的,再按单输入系统配置极点的方法进行极点配置[5]。图1 极点配置的闭环系统框图期望极点为: *[ + ](1)构造Q、S 矩阵。,由系统可得,n=4,m=2,u1+u2=4,a 为Q-1 的最后一行向量。(2)先按能控标准型进行极点配置。对 单输入系统进行极点配置。的特征多项式为,所期望的特征多项式为,则增益阵为:(3)求化为能控标准型的变换矩阵T,即则增益阵返回原坐标系为(4)使原系统(A,B)实现极点配置的状态反馈为: 系统仿真系统位置状态向量对阶跃信号的响应:图2 极点配置前位置状态向量的阶跃响应图3 极点配置后位置状态向量的阶跃响应系统位置状态向量对速度信号的响应(虚线为输入位置信号,实线为输出位置信号):图4 极点配置前的速度信号跟踪曲线系统位置状态向量对正弦信号的响应(虚线为输入位置信号,实线为输出位置信号)图5 极点配置后的速度信号跟踪曲线图6 极点配置前的正弦信号跟踪曲线图7 极点配置后的正弦信号跟踪曲线由此可见,通过极点配置使系统稳定,且对各种输入信号的响应有很大改善,具有很好的跟踪性能,这对于随动系统来说是十分重要的。3 总结使用状态空间方程表征系统,可以把系统的状态与系统的输入和输出联系起来,并在系统的内部变量与外部输入和测量输出之间建立联系,保存系统内部特性的信息,因此模型更为精确和科学。本文即在矢量控制的基础上提出了一种建立完整的永磁同步电机状态空间模型的方法。根据此模型,运用现代控制理论的各种方法对系统性能进行了分析和计算,分析表明该系统具有完全能控性、完全可观测性以及临界稳定性,通过状态反馈配置极点的方法使得系统稳定,使状态变量对输入信号有很好的跟踪性能。为进一步分析和设计控制系统提供了有效的方法和思路。参考文献:[1] 欧阳黎明.MATLAB控制系统设计[M].北京:国防工业出版社,2001.[2] 张崇巍,李汉强.运动控制系统[M].武汉:武汉理工大学出版社,2002.[3] 李三东,薛花.基于Matlab永磁同步电机控制系统的仿真建模[J].江南大学学报,2004,(2):115-120.[4] 杨平,马瑞卿,张云安.基于Matlab永磁同步电机控制系统的建模仿真方法 [J].沈阳工业大学学报,2005,(4):195-199.[5] 侯媛彬,嵇启春,张建军,杜京义.现代控制理论基础[M].北京大学出版社,2006.[6] 孙亮. MATLAB语言与控制系统仿真[M].北京:北京工业大学出版社,2006国物流管理逐渐走向社会化和供应链化的形势下,必须接合具体企业的物流运作管理实际,根据精益物流的基本原则和企业信息化状况,通过理论与应用的研究,在精益供应链物流管理原型系统的基础上不断修改和完善,不断地进行研究和实践,以此来推动我国制造企业精益供应链物流管理信息系统的发展。参考文献:[1] 乌跃.论精益物流系统[J].中国流通经济,2001(5):11-13.[2] (美)詹姆斯·P. 沃麦克, (英)丹尼尔·T. 琼斯, 沈希瑾,张文杰,李京生.精益思想:消灭浪费,创造财富[M].北京:商务印书馆,1999.[3] RICHARD Wilding. Lean, Leaner, Leanest[J]. InternationalJournal of Physical Distribution & Logistics Management1996,25(3/4)20.[4] 王之泰. 物流工程研究[M].北京:首都经济贸易大学出版社,2004.[5] 田宇,朱道立.精益物流[J].物流技术,1999(6):19-21.[6] LIU X Q, MA S H. Supply chain logistics circulation quantityand response time calculation model[J].WSEAS Transactionson Systems, 2006,5(4): 在机床数控改造中的典型应用邵晓嵬, 任有志, 王燕丽(河北科技大学机械电子工程学院, 石家庄050054)摘要: 讨论了利用可编程控制器对机床进行数控改造的具体方案和一般步骤,并以锯片切割机的改造为例介绍了利用西门子公司S7 - 200 系列可编程控制器进行改造的具体过程,阐述了机床数控改造后的应用效果及其未来的社会和经济效益。关键词: 可编程控制器; 机床; 数控改造中图分类号: TG51 文献标志码: A 文章编号:100320794 (2007) 1120147202Typical Application of PLC in NC Transformation for Machine ToolSHAO Xiao - wei , REN You - zhi , WANGYan - li(College of Mechanical and Electronic Engineering ,Hebei University of Science & Technology , Shijiazhuang 050054 ,China)Abstract :Discussed how to use the programmable logical controller (PLC) to deal with the transformation inmachine tool , particularly introduced the whole process of transformation on incise machine based on SIEMENSS7 - 200 PLC. Finally expatiate the effect of NC transformation and its coming benefit .Key words :programmable logical controller (PLC) ; machine tool ; NC transformation0 前言在我国现有的机床中有一部分仍采用传统的继电器- 接触器控制方式,这些机床触点多、线路复杂,使用多年后,故障多、维修量大、维护不便、可靠性差,严重影响了正常的生产。还有一些旧机床虽然还能正常工作,但其精度、效率、自动化程度已不能满足当前生产工艺要求。对这些机床进行改造势在必行,改造既是企业资源的再利用,走持续化发展的需要,也是满足企业新生产工艺,提高经济效益的需要。1 解决方案利用PLC 对旧机床控制系统进行改造是一种行之有效的手段。采用PLC 进行控制后,机床控制电路的接线量大大减少,故障率大大降低,提高了设备运行的稳定性和使用率,增强了可靠性,减小了维修,维护工作强度。当机床加工程序发生变化时,只需要修改PLC的程序就可以进行新的加工,更改较方便,有助于提升机床的应用。由于具有通信功能,采用可编程控制器进行机床改造后,可以与其他智能设备联网通信,在今后的进一步技术改造升级中,可根据需要联入工厂自动化网络中。2 改造过程、步骤及应用实例(1) 深入了解原有机床的工作过程,分析整理其控制的基本方式、完成的动作时序和条件关系,以及相关的保护和联锁控制,尽可能地与实际操作人员充分交流,了解是否需要对现有机床的控制操作加以改进,提高精度、可操作性和安全性等;如有需要,在后续的设计中予以实现。(2) 根据分析整理的结果,确定所需要的用户输入P输出设备。由于是对旧机床的改造,在保证完成工艺要求的前提下,最大限度地使用原有机床的输入P输出设备,如: 按钮、行程开关、接触器、电磁阀等,以降低改造成本。(3) PLC 机型选择。根据输入P输出设备的数量与类型,确定所需的IPO 点数。确定IPO 点数时,应留有20 %左右的裕量,以适应今后的生产工艺变化,为系统改造留有余地。由IPO 点数,利用一条经验公式:总内存字数= (开关量输入点数+ 开关量输出点数) ×10 + 模拟量点数×150来估算内存容量。在估算出内存字数后,再留25 %的裕量。据此,选择合适的机型。(4) 设计并编制IPO 分配表,绘制IPO 接线图。应注意到:同类型的输入点或输出点应尽量集中在一起,连续分配。(5) 进行程序设计。可借鉴机床原有继电器控制电路图,加以修改和完善。完成程序设计后,应进行模拟调试。(6) 模拟调试后,进行现场系统调试。调试中出现的问题逐一排除,直至调试成功。最后还应进行技术资料整理、归档。图1 IPO 接线图下面是对某锯片切割机的数控改造过程,机床的各控制过程如下:(1) 主轴电机的控制。起动,停止;(2) 进给电机控制。工作台纵向进给到与锯片相切的位置,之后工作台横向快速进给锯片,完成后工作台慢速移动后退,其间锯片主工作台变速旋转一个锯齿的角度,两运动同时进行插补出一个锯齿圆弧;(3) 冷却泵电机的起动控制以及相关的保护、联锁控制,工作台的各运动方向的超程保护,各运动方向的联锁控制等。确定所需的用户输入P输出设备。根据设备的硬件条件分析出,面板上有6 个按钮需占6 个数字输入口,一个BCD 拨码开关占用4 个输入口,一条直线光栅尺占用3 个输入口,一个三位状态旋钮占2 个输入口,执行元件为3 个步进电机和2 个异步电机,其中3 个步进电机共需8 个数字输出口,砂轮主电机和冷却泵各需1 个输出口,报警指示灯和上电指示灯各需1 个输出口。为保证安全起见,热继电器不接入输入端,而直接接在PLC 的输出端;合计输入点数15 点,输出点数12 点。考虑到要留有20 %左右的裕量,所以IPO 点数要在30 个点以上。因此,选用西门子公司S7 - 200 系列226 型号的PLC ,其输入点数24 点,输出点数16 点, IPO 总点数40 点;编制IPO 分配表(见表1) ,绘制IPO 接线图(见图1) ;借助机床原有的继电器控制电路图,进行程序设计,编写STL 结构化程序语言;模拟调试及现场系统调试,完成技术资料的归档。表1 IPO 分配表输入输出I0. 0 BCD 拨码开关1 位Q0. 0 W轴CP 端I0. 1 BCD 拨码开关2 位Q0. 1 X轴PY轴CP 端I0. 2 BCD 拨码开关3 位Q0. 2 W轴DIR 端I0. 3 BCD 拨码开关4 位Q0. 3 W轴FREE 端I0. 4 启动Q0. 4 X轴DIR 端I0. 5 暂停Q0. 5 X轴FREE 端I0. 6 光栅尺A 相输入Q0. 6 Y轴DIR 端I0. 7 光栅尺B 相输入Q0. 7 Y轴FREE 端I1. 0 光栅尺Z相复位Q1. 0 主电机继电器I1. 1 锯片直径输入确定Q1. 1 冷却泵继电器I1. 2 砂轮直径输入确定Q1. 2 报警指示灯I1. 3 三位状态旋钮输入1 Q1. 3 上电指示灯I1. 4 三位状态旋钮输入2I1. 5 冷却泵启动I1. 6 急停3 改造后效果可实现加工的柔性自动化,效率比传统锯片机提高5~6 倍。加工的锯齿精度高,尺寸分散度小,提高了锯齿的强度。拥有自动报警、自动监控、补偿等多种自我调节功能,可实现长时间无人看管加工。由于锯片采用的是某新型合金钢,齿磨损后修补的成本很高,采用该锯片机以后,为工厂节省了可观的维修成本,真正提高了工厂的效益。4 结语利用PLC 对传统机床进行数控化改造,能够有效地解决复杂、精密和小批多变的零件加工问题,满足高质量、高效益和多品种、小批量的柔性生产方式的要求,适应各种机械产品迅速更新换代的需要,同时为企业节省了大量的设备改造成本,提高了企业的经济效益和社会效益,提升了企业的产品竞争力,使企业更容易在竞争激烈的市场环境里生存与发展。参考文献:[1 ]陈立定. 电气控制与可编程控制器[M]
典型零件的宏程序编制 字数:17804,页数:33 论文编号:JX070 课题目的:该毕业设计从选题到最终的完成,运用到了大学三年所学到的很多知识。通过完成这次毕业设计,首先让我熟悉了我们以前所学的知识,把比较分散的知识集中化,对我们以前所学的各科知识进一步的熟练、巩固与提高。同时也锻炼我们在数控编程等方面的实际能力。也使我能够系统的集中的复习、总结了这二年多所学的许多学科的知识。让自己在专业方面有很大的提升。 课题意义:数控加工技术对我国经济建设的发展具有重要的意义。当前我国企业的生产正逐步从原来的粗放型转向内涵型,产品生产也从原来的“粗制”转变为“精制”。为了保证产品质量,降低成本,提高生产效率,企业在未来的生产中自动化程度将大大提高,一线的生产将向机电一体化、程控化、数字化方向发展。形式迫使我们在机械加工方面不仅要会操作普通机床而且更要会操作数控机床。此外,还要求我们具有分析、判断、处理生产过程中的突发事件的能力;具有开拓创新能力、团队协作能力和交际能力。通过本课题的完成,我们能够加强自己对数控知识的掌握。 国内外现状:随着计算机技术的发展,数字控制技术已经广泛应用于工业控制的各个领域,尤其是机械制造业中,普通机械正逐渐被高效率、高精度、高自动化的数控机械所代替。目前国外机械设备的数控化率已达到85%以上,而我国的机械设备的数控化率不足20%,随着我国机制行业新技术的应用,我国世界制造业加工中心地位形成,数控机床的使用、维修、维护人员在全国各工业城市都非常紧缺,再加上数控加工人员从业面非常广,可在现代制造业的模具、钟表业、五金行业、中小制造业、从事相应公司企业的电脑绘图、数控编程设计、加工中心操作、模具设计与制造、 电火花及线切割工作,所以目前现有的数控技术人才无法满足制造业的需求,而且人才市场上的这类人才储备并不大,企业要在人才市场上寻觅合适的人才显得比较困难,以至于导致模具设计、CAD/CAM工程师、数控编程、数控加工等已成为我国各人才市场招聘频率最高的职位之一。据报载,我国高级技工正面临着“青黄不接”的严重局面,原有技工年龄已大,中年技工为数不多,青年技工尚未成熟。在制造业,能够熟练操作现代化机床的人才已成稀缺, 据统计,目前,我国技术工人中,高级技工占,中级工占35%,初级工占60%。而发达国家技术工人中,高级工占35%、中级工占50%、初级工占15%。这表明,我们的高级技工在未来5—10年内仍会有大量的人才缺口。 随着产业布局、产品结构的调整,就业结构也将发生变化。企业对较高层次的第一线应用型人才的需求将明显增加。 而借助国外的发展经验来看,当进入产业布局、产品结构调整时期,与产业结构高度化匹配、培养相当数量的具有高等文化水平的职业人才,成为迫切要求。而对于数控加工专业,不仅要求从业人员有过硬的实践能力,更要掌握系统而扎实的机加理论知识。因此,既有学历又有很强操作能力的数控加工人才更是成为社会较紧缺、企业最急需的人才。 研究内容:本课题主要研究典型零件的宏程序编制。包括零件的加工工艺分析,并确定最终加工工艺方案;合理选择数控机床;确定各工序的加工路线。合理选择刀具和确定各工步的切削用量;通过以上各项的分析和设计,最后各工序编制相应的加工程序。 研究方案:课题通过以下步骤来完成:首先,分析零件图,初步确定零件的分类以及大体对设备的要求;其次,对工艺的方案进行分析和拟定,这一步中包括工艺分析处理、机床的选择、刀具的确定、切削用量的确定、拟订加工方案;最后编制适合机床和零件的程序。 预期结果:通过本次毕业设计,能够提高自己对资料的收集和查阅能力;会合理应用资料和工具软件解决设计问题,提高设计效率;锻炼自己分析问题和解决问题的能力;会对零件进行工艺分析,能解决中等以上复杂程度零件的工艺问题和数据处理问题;提高编程能力,编制合理的加工程序。同时自己学会了遇到问题后,用怎样的办法去解决问题和利用有限的资料去解决问题的能力,是对这三年来所学的知识的一个综合运用,另一面看也检查了自己对知识的撑握的情况,也为自己今后的工作打下了坚实地基础。 目录 前言1 1.宏程序概述 2 宏程序的特点 2 宏程序的作用 2 宏程序的定义 2 宏程序的应用领域 2 B类宏程序 2 A类宏程序 5 2、椭圆在宏程序中的实现 10 椭圆在宏程序中的编制原理 10 2.2椭圆车削实例 10 3、椭圆柱倒角宏程序的实现 15 椭圆柱倒角宏程序的编制原理 15 椭圆圆心角的确定 15 椭圆柱倒角铣屑实例 15 4、椭圆柱在宏程序中的实现 18 椭圆柱在宏程序中的编制原理 18 圆心角增角的确定 18 椭圆柱铣屑实例 18 5、含倒角的椭圆柱在宏程序中的实现 20 含倒角的椭圆柱在宏程序中的编制原理 20 含倒角的椭圆柱铣屑实例 20 结束语 23 参考文献 25 前言 数控机床是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精密机械等高新技术的产物。它的出现以及所带来的巨大效益引起世界各国科技界和工业界的普遍重视。随着数控机床已是衡量一个国家机械制造业技术改造的必由之路,是未来工厂自动化的基础。需要大批量能熟练掌握数控机床编程、操作、维修的人员和工程技术人员。但是我们装备制造业仍存在“六有六缺”的隐忧,即“有规模、缺实力,有数量、缺巨人,有速度、缺效益,有体系、缺原创,有单机、缺成套,有出口、缺档次。目前,振兴我国机械装备制造业的条件已经具备,时机也很有利。我们要以高度的使命感和责任感,采取更加有效的措施,克服发展中存在的问题,把我国从一个制造业大国建设成一个制造业强国,成为世界级制造业基地之一。 我选择这个题目是因为此零件既包括了数控车床的又含有数控铣床的加工。对我们学过的知识大致都进行了个概括总结。这份毕业设计主要分为四个方面:一.概述二.宏程序在车床上的编制三.宏程序在铣床中的编制四.总结零件图通过在AUTOCAD上用平面的形式表现出来,更加清楚零件结构形状。通过对零件的工艺分析,可以深入全面地了解零件,及时地对零件结构和技术要求等作必要的修改,进而确定该零件是否适合在数控机床上加工,适合在哪台数控机床上加工,接着分析某台机床上应完成零件哪些工序或哪些工序的加工等。 选择定位基准;零件的定位基准一方面要能保证零件经多次装夹后其加工表面之间相互位置的正确性,另一方面要满足加工中心工序集中的特点即一次安装尽可能完成零件上较多表面的加工。定位基准最好是表面已有的面或孔。再确定所有加工表面的加工方法和加工方案;选择刀具和切削用量。然后拟订加工方案确定所有工步的加工顺序,把相邻工步划为一个工序,即进行工序划分最后再将需要的其他工序如普通加工工序插入,并衔接于数控加工工序序列之中,就得到了规定要求零件的数控加工工艺路线。工艺设计是通过工艺分析划分好各个工序,然后用数控加工工件安装和零点设定卡把零件按工序加工的多少把它表现出来使更加明了。查表填写数控加工工序卡、工件安装和零点设定卡最后就是画轨迹图先是用手画然后是用MASTERCAM上更加形象的表现出来。最后就是编程编程分手工编程和自动编程。这里采用先计算再手工编程。整个设计就算是完成了。最后,让我们在数控车床上加工出该零件达到要求。 数控技术的广泛应用给传统的制造业的生产方式,产品结构带来了深刻的变化。也给传统的机械,机电专业的人才带来新的机遇和挑战。通过本次毕业设计让我们毕业生更好的熟悉数控车床,确定加工工艺,学会分析零件,掌握数控编程。为即将走上工作岗位打下良好的基础。 以上回答来自:
前言由于各种机械的用途和性能不同,其零件的材料、结构和技术要求也各不相同。所以,各种零件的加工工艺是不同的,即使是同类型的零件,由于生产条件和批量大小的不同,其工艺也不同,因此,必须制定合理的工艺规程。在数控加工中,加工工艺路线表示刀具刀位点相对于工件运动的轨迹,也称进给路线。它不仅包括加工内容也反映加工顺序,是编程工作的主要依据。 摘要数控技术及数控机床在当今机械制造业中的重要地位和巨大效益,显示了其在国家基础工业现代化中的战略性作用,并已成为传统机械制造工业提升改造和实现自动化、柔性化、集成化生产的重要手段和标志。数控技术及数控机床的广泛应用,给机械制造业的产业结构、产品种类和档次以及生产方式带来了革命性的变化。数控机床是现代加工车间最重要的装备。它的发展是信息技术(1T)与制造技术(MT)结合发展的结果。现代的CAD/CAM、制造技术,都是建立在数控技术之上的。掌握现代数控技术知识是现代数控技术专业学生必不可少的。 本次毕业设计内容介绍了数控加工的特点、加工工艺分析以及数控编程的一般步骤。并通过一定的实例详细的介绍了数控加工工艺的分析方法。 关键词: 数控技术 加工工艺 编程 NC and NC machine tool technology in today's machine manufacturing industry in an important position and great benefits that its national infrastructure in the industrial modernization of the strategic role and has become a traditional machinery manufacturing industries to transform and enhance automation, flexible, Integrated production and an important means of signs. NC technology and the widespread application of NC machine tools, machinery manufacturing to the industrial structure, product variety and quality and production methods brought about a revolutionary change. NC machine tool processing workshop is the most important modern equipment. It is the development of information technology (1 T) and manufacturing technology (MT) with the result of the development. Modern CAD / CAM, FMS, CIMS, agile manufacturing and intelligent manufacturing technology, are built on the technology in the NC. NC master modern technology of modern machinery and electronic knowledge is essential to professional students. The design of the content on the characteristics of the NC, processing and analysis of the general steps NC programming. And, through a detailed example of the NC on the process of analysis. Key words: NC programming technology processing technology1毛坯的选择一、轴类零件的毛坯和材料 (一)轴类零件的毛坯 轴类零件可根据使用要求、生产类型、设备条件及结构,选用棒料、锻件等毛坯形式。对于外圆直径相差不大的轴,一般以棒料为主;而对于外圆直径相差大的阶梯轴或重要的轴,常选用锻件,这样既节约材料又减少机械加工的工作量,还可改善机械性能。 根据生产规模的不同,毛坯的锻造方式有自由锻和模锻两种。中小批生产多采用自由锻,大批大量生产时采用模锻。 (二)轴类零件的材料 轴类零件应根据不同的工作条件和使用要求选用不同的材料并采用不同的热处理规范(如调质、正火、淬火等),以获得一定的强度、韧性和耐磨性。 45钢是轴类零件的常用材料,它价格便宜经过调质(或正火)后,可得到较好的切削性能,而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能,淬火后表面硬度可达45~52HRC。 40Cr等合金结构钢适用于中等精度而转速较高的轴类零件,这类钢经调质和淬火后,具有较好的综合机械性能。 轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn,经调质和表面高频淬火后,表面硬度可达50~58HRC,并具有较高的耐疲劳性能和较好的耐磨性能,可制造较高精度的轴。 精密机床的主轴(例如磨床砂轮轴、坐标镗床主轴)可选用38CrMoAIA氮化钢。这种钢经调质和表面氮化后,不仅能获得很高的表面硬度,而且能保持较软的芯部,因此耐冲击韧性好。与渗碳淬火钢比较,它有热处理变形很小,硬度更高的特性。 2零件图工艺分析在设计零件的加工工艺规程时,首先要对加工对象进行深入分析。对于数控车削加工应考虑以下几方面:1.构成零件轮廓的几何条件在车削加工中手工编程时,要计算每个节点坐标;在自动编程时,要对构成零件轮廓所有几何元素进行定义。因此在分析零件图时应注意:(1) 零件图上是否漏掉某尺寸,使其几何条件不充分,影响到零件轮廓的构成;(2) 零件图上的图线位置是否模糊或尺寸标注不清,使编程无法下手;(3) 零件图上给定的几何条件是否不合理,造成数学处理困难。(4) 零件图上尺寸标注方法应适应数控车床加工的特点,应以同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸。2.尺寸精度要求分析零件图样尺寸精度的要求,以判断能否利用车削工艺达到,并确定控制尺寸精度的工艺方法。在该项分析过程中,还可以同时进行一些尺寸的换算,如增量尺寸与绝对尺寸及尺寸链计算等。在利用数控车床车削零件时,常常对零件要求的尺寸取最大和最小极限尺寸的平均值作为编程的尺寸依据。3.形状和位置精度的要求零件图样上给定的形状和位置公差是保证零件精度的重要依据。加工时,要按照其要求确定零件的定位基准和测量基准,还可以根据数控车床的特殊需要进行一些技术性处理,以便有效的控制零件的形状和位置精度。4.表面粗糙度要求表面粗糙度是保证零件表面微观精度的重要要求,也是合理选择数控车床、刀具及确定切削用量的依据。5.材料与热处理要求零件图样上给定的材料与热处理要求,是选择刀具、数控车床型号、确定切削用量的依据。2.1零件加工工艺分析1加工工艺路线的确定原则 加工工艺路线合理与否,关系到零件的加工质量与生产效率。在确定加工工艺路线时,应综合考虑在保证加工精度的前提下,应最大限度地缩短加工工艺路线。所以数控加工工艺路线应遵循以下原则: (1)保证产品质量,应将保证零件的加工精度和表面粗糙度要求放在首位。 (2)提高劳动生产率和降低生产成本。在保证零件加工质量的前提下,应力求加工路线最短,并尽量减少空行程时间,提高加工效率。 (3)在满足零件加工质量、生产效率等条件下,尽量简化数学处理的数值计算工作量,以简化编程工作。此外,确定加工工艺路线中,还要综合考虑零件的形状与刚度、加工余量、机床与刀具的刚度等,确定一次进给还是多次进给,以及设计刀具的切人点与切出点、切入方向与切出方向。在铣削加工中,是采用顺铣还是逆铣等。2加工工艺的选择要点 在数控加工编程中,应强化工艺规程,选择合理的加工路线,优化程序编制。在制定加工工艺路线中应关注以下事项: (1)在确定加工路线时,为缩短行程,应考虑尽量缩短刀具的空行程。通常通过合理选择起刀点,合理安排回空路线都能使空行程缩短,提高生产效率。 (2)在安排加工工艺路线时,同时也要兼顾工序集中的原则。零件在一次装夹中,尽可能使用同一把刀具完成较多的加工表面,以减少换刀次数,简化加工路线,缩短辅助时间。有条件者可采用复合刀具,当一把刀具完成加工的所有部位后,尽可能为下道工序作些预加工,如使用小钻头预钻定位孔或划位置痕.或者进行粗加工,然后再换刀进行精加工。 (3)要选择工件在加工后变形小的加工路线。如对于横截面积小的细长零件或薄板零件应采用分数次走刀至最终尺寸或应用对称去除余量法安排加工
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毕业论文 一,我国数控系统的发展史 1.我国从1958年起,由一批科研院所,高等学校和少数机床厂起步进行数控系统的研制和开发。由于受到当时国产电子元器件水平低,部门经济等的制约,未能取得较大的发展。 2.在改革开放后,我国数控技术才逐步取得实质性的发展。经过“六五"(81----85年)的引进国外技术,“七五”(86------90年)的消化吸收和“八五”(91~一-95年)国家组织的科技攻关,才使得我国的数控技术有了质的飞跃,当时通过国家攻关验收和鉴定的产品包括北京珠峰公司的中华I型,华中数控公司的华中I型和沈阳高档数控国家工程研究中心的蓝天I型,以及其他通过“国家机床质量监督测试中心”测试合格的国产数控系统如南京四开公司的产品。 3.我国数控机床制造业在80年代曾有过高速发展的阶段,许多机床厂从传统产品实现向数控化产品的转型。但总的来说,技术水平不高,质量不佳,所以在90年代初期面临国家经济由计划性经济向市场经济转移调整,经历了几年最困难的萧条时期,那时生产能力降到50%,库存超过4个月。从1 9 9 5年“九五”以后国家从扩大内需启动机床市场,加强限制进口数控设备的审批,投资重点支持关键数控系统、设备、技术攻关,对数控设备生产起到了很大的促进作用,尤其是在1 9 9 9年以后,国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金,使数控设备制造市场一派繁荣。 三,数控车的工艺与工装削 阅读:133 数控车床加工的工艺与普通车床的加工工艺类似,但由于数控车床是一次装夹,连续自动加工完成所有车削工序,因而应注意以下几个方面。 1. 合理选择切削用量 对于高效率的金属切削加工来说,被加工材料、切削工具、切削条件是三大要素。这些决定着加工时间、刀具寿命和加工质量。经济有效的加工方式必然是合理的选择了切削条件。 切削条件的三要素:切削速度、进给量和切深直接引起刀具的损伤。伴随着切削速度的提高,刀尖温度会上升,会产生机械的、化学的、热的磨损。切削速度提高20%,刀具寿命会减少1/2。 进给条件与刀具后面磨损关系在极小的范围内产生。但进给量大,切削温度上升,后面磨损大。它比切削速度对刀具的影响小。切深对刀具的影响虽然没有切削速度和进给量大,但在微小切深切削时,被切削材料产生硬化层,同样会影响刀具的寿命。 用户要根据被加工的材料、硬度、切削状态、材料种类、进给量、切深等选择使用的切削速度。 最适合的加工条件的选定是在这些因素的基础上选定的。有规则的、稳定的磨损达到寿命才是理想的条件。 然而,在实际作业中,刀具寿命的选择与刀具磨损、被加工尺寸变化、表面质量、切削噪声、加工热量等有关。在确定加工条件时,需要根据实际情况进行研究。对于不锈钢和耐热合金等难加工材料来说,可以采用冷却剂或选用刚性好的刀刃。 2. 合理选择刀具 1) 粗车时,要选强度高、耐用度好的刀具,以便满足粗车时大背吃刀量、大进给量的要求。 2) 精车时,要选精度高、耐用度好的刀具,以保证加工精度的要求。 3) 为减少换刀时间和方便对刀,应尽量采用机夹刀和机夹刀片。 3. 合理选择夹具 1) 尽量选用通用夹具装夹工件,避免采用专用夹具; 2) 零件定位基准重合,以减少定位误差。 4. 确定加工路线 加工路线是指数控机床加工过程中,刀具相对零件的运动轨迹和方向。 1) 应能保证加工精度和表面粗糙要求; 2) 应尽量缩短加工路线,减少刀具空行程时间。 5. 加工路线与加工余量的联系 目前,在数控车床还未达到普及使用的条件下,一般应把毛坯上过多的余量,特别是含有锻、铸硬皮层的余量安排在普通车床上加工。如必须用数控车床加工时,则需注意程序的灵活安排。 6. 夹具安装要点 目前液压卡盘和液压夹紧油缸的连接是靠拉杆实现的,如图1。液压卡盘夹紧要点如下:首先用搬手卸下液压油缸上的螺帽,卸下拉管,并从主轴后端抽出,再用搬手卸下卡盘固定螺钉,即可卸下卡盘。 四,进行有效合理的车削加工 阅读:102 有效节省加工时间 Index公司的G200车削中心集成化加工单元具有模块化、大功率双主轴、四轴联动的功能,从而使加工时间进一步缩短。与其他借助于工作轴进行装夹的概念相反,该产品运用集成智能加工单元可以使工件自动装夹到位并进行加工。换言之,自动装夹时,不会影响另一主轴的加工,这一特点可以缩短大约10%的加工时间。 此外,四轴加工非常迅速,可以同时有两把刀具进行加工。当机床是成对投入使用的时候,效率的提高更为明显。也就是说,常规车削和硬车可以并行设置两台机床。 常规车削和硬车之间的不同点仅仅在于刀架和集中恒温冷却液系统。但与常规加工不同的是:常规加工可用两个刀架和一个尾架进行加工;而硬车时只能使用一个刀架。在两种类型的机床上都可进行干式硬加工,只是工艺方案的制造者需要精心设计平衡的节拍时间,而Index机床提供的模块结构使其具有更强的灵活性。 以高精度提高生产率 随着生产效率的不断提高,用户对于精度也提出了很高的要求。采用G200车削中心进行加工时,冷启动后最多需要加工4个工件,就可以达到±6mm的公差。加工过程中,精度通常保持在2mm。所以Index公司提供给客户的是高精度、高效率的完整方案,而提供这种高精度的方案,需要精心选择主轴、轴承等功能部件。 G200车削中心在德国宝马Landshut公司汽车制造厂的应用中取得了良好的效果。该厂不仅生产发动机,而且还生产由轻金属铸造而成的零部件、车内塑料装饰件和转向轴。质量监督人员认为,其加工精度非常精确:连续公差带为±15mm,轴承座公差为±。 此外,加工的万向节使用了Index公司全自动智能加工单元。首批的两台车削中心用来进行工件打号之前的预加工,加工后进行在线测量,然后通过传送带送出进行滚齿、清洗和淬火处理。最后一道工序中,采用了第二个Index加工系统。由两台G200车削中心对转向节的轴承座进行硬车。在机床内完成在线测量,然后送至卸料单元。集成的加工单元完全融合到车间的布局之中,符合人类工程学要求,占地面积大大减少,并且只需两名员工看管制造单元即可。 五,数控车削加工中妙用G00及保证尺寸精度的技巧 数控车削加工技术已广泛应用于机械制造行业,如何高效、合理、按质按量完成工件的加工,每个从事该行业的工程技术人员或多或少都有自己的经验。笔者从事数控教学、培训及加工工作多年,积累了一定的经验与技巧,现以广州数控设备厂生产的GSK980T系列机床为例,介绍几例数控车削加工技巧。 一、程序首句妙用G00的技巧 目前我们所接触到的教科书及数控车削方面的技术书籍,程序首句均为建立工件坐标系,即以G50 Xα Zβ作为程序首句。根据该指令,可设定一个坐标系,使刀具的某一点在此坐标系中的坐标值为(Xα Zβ)(本文工件坐标系原点均设定在工件右端面)。采用这种方法编写程序,对刀后,必须将刀移动到G50设定的既定位置方能进行加工,找准该位置的过程如下。 1. 对刀后,装夹好工件毛坯; 2. 主轴正转,手轮基准刀平工件右端面A; 3. Z轴不动,沿X轴释放刀具至C点,输入G50 Z0,电脑记忆该点; 4. 程序录入方式,输入G01 W-8 F50,将工件车削出一台阶; 5. X轴不动,沿Z轴释放刀具至C点,停车测量车削出的工件台阶直径γ,输入G50 Xγ,电脑记忆该点; 6. 程序录入方式下,输入G00 Xα Zβ,刀具运行至编程指定的程序原点,再输入G50 Xα Zβ,电脑记忆该程序原点。 上述步骤中,步骤6即刀具定位在XαZβ处至关重要,否则,工件坐标系就会被修改,无法正常加工工件。有过加工经验的人都知道,上述将刀具定位到XαZβ处的过程繁琐,一旦出现意外,X或Z轴无伺服,跟踪出错,断电等情况发生,系统只能重启,重启后系统失去对G50设定的工件坐标值的记忆,“复位、回零运行”不再起作用,需重新将刀具运行至XαZβ位置并重设G50。如果是批量生产,加工完一件后,回G50起点继续加工下一件,在操作过程中稍有失误,就可能修改工件坐标系。鉴于上述程序首句使用G50建立工件坐标系的种种弊端,笔者想办法将工件坐标系固定在机床上,将程序首句G50 XαZβ改为G00 Xα Zβ后,问题迎刃而解。其操作过程只需采用上述找G50过程的前五步,即完成步骤1、2、3、4、5后,将刀具运行至安全位置,调出程序,按自动运行即可。即使发生断电等意外情况,重启系统后,在编辑方式下将光标移至能安全加工又不影响工件加工进程的程序段,按自动运行方式继续加工即可。上述程序首句用 G00代替G50的实质是将工件坐标系固定在机床上,不再囿于G50 Xα Zβ程序原点的限制,不改变工件坐标系,操作简单,可靠性强,收到了意想不到的效果。中国金属加工在线 二、控制尺寸精度的技巧 1. 修改刀补值保证尺寸精度 由于第一次对刀误差或者其他原因造成工件误差超出工件公差,不能满足加工要求时,可通过修改刀补使工件达到要求尺寸,保证径向尺寸方法如下: a. 绝对坐标输入法 根据“大减小,小加大”的原则,在刀补001~004处修改。如用2号切断刀切槽时工件尺寸大了,而002处刀补显示是,则可输入,减少2号刀补。 b. 相对坐标法 如上例,002刀补处输入,亦可收到同样的效果。 同理,对于轴向尺寸的控制亦如此类推。如用1号外圆刀加工某处轴段,尺寸长了,可在001刀补处输入。 2. 半精加工消除丝杆间隙影响保证尺寸精度 对于大部分数控车床来说,使用较长时间后,由于丝杆间隙的影响,加工出的工件尺寸经常出现不稳定的现象。这时,我们可在粗加工之后,进行一次半精加工消除丝杆间隙的影响。如用1号刀G71粗加工外圆之后,可在001刀补处输入,调用G70精车一次,停车测量后,再在001刀补处输入,再次调用G70精车一次。经过此番半精车,消除了丝杆间隙的影响,保证了尺寸精度的稳定。 3. 程序编制保证尺寸精度 a. 绝对编程保证尺寸精度 编程有绝对编程和相对编程。相对编程是指在加工轮廓曲线上,各线段的终点位置以该线段起点为坐标原点而确定的坐标系。也就是说,相对编程的坐标原点经常在变换,连续位移时必然产生累积误差,绝对编程是在加工的全过程中,均有相对统一的基准点,即坐标原点,故累积误差较相对编程小。数控车削工件时,工件径向尺寸的精度一般比轴向尺寸精度高,故在编写程序时,径向尺寸最好采用绝对编程,考虑到加工及编写程序的方便,轴向尺寸常采用相对编程,但对于重要的轴向尺寸,最好采用绝对编程。 b. 数值换算保证尺寸精度 很多情况下,图样上的尺寸基准与编程所需的尺寸基准不一致,故应先将图样上的基准尺寸换算为编程坐标系中的尺寸。如图2b中,除尺寸外,其余均属直接按图2a标注尺寸经换算后而得到的编程尺寸。其中, φ、φ16mm及三个尺寸为分别取两极限尺寸平均值后得到的编程尺寸。 4. 修改程序和刀补控制尺寸 数控加工中,我们经常碰到这样一种现象:程序自动运行后,停车测量,发现工件尺寸达不到要求,尺寸变化无规律。如用1号外圆刀加工图3所示工件,经粗加工和半精加工后停车测量,各轴段径向尺寸如下:φ、φ及φ。对此,笔者采用修改程序和刀补的方法进行补救,方法如下: a. 修改程序 原程序中的X30不变,X23改为,X16改为,这样一来,各轴段均有超出名义尺寸的统一公差; b. 改刀补 在1号刀刀补001处输入。 经过上述程序和刀补双管齐下的修改后,再调用精车程序,工件尺寸一般都能得到有效的保证。 数控车削加工是基于数控程序的自动化加工方式,实际加工中,操作者只有具备较强的程序指令运用能力和丰富的实践技能,方能编制出高质量的加工程序,加工出高质量的工件。 六,数控机床故障排除方法及其注意事项 由于经常参加维修任务,有些维修经验,现结合有关理论方面的阐述,在以下列出,希望抛砖引玉。 一、故障排除方法 (1)初始化复位法:一般情况下,由于瞬时故障引起的系统报警,可用硬件复位或开关系统电源依次来清除故障,若系统工作存贮区由于掉电,拔插线路板或电池欠压造成混乱,则必须对系统进行初始化清除,清除前应注意作好数据拷贝记录,若初始化后故障仍无法排除,则进行硬件诊断。 (2)参数更改,程序更正法:系统参数是确定系统功能的依据,参数设定错误就可能造成系统的故障或某功能无效。有时由于用户程序错误亦可造成故障停机,对此可以采用系统的块搜索功能进行检查,改正所有错误,以确保其正常运行。 (3)调节,最佳化调整法:调节是一种最简单易行的办法。通过对电位计的调节,修正系统故障。如某厂维修中,其系统显示器画面混乱,经调节后正常。如在某厂,其主轴在启动和制动时发生皮带打滑,原因是其主轴负载转矩大,而驱动装置的斜升时间设定过小,经调节后正常。 最佳化调整是系统地对伺服驱动系统与被拖动的机械系统实现最佳匹配的综合调节方法,其办法很简单,用一台多线记录仪或具有存贮功能的双踪示波器,分别观察指令和速度反馈或电流反馈的响应关系。通过调节速度调节器的比例系数和积分时间,来使伺服系统达到即有较高的动态响应特性,而又不振荡的最佳工作状态。在现场没有示波器或记录仪的情况下,根据经验,即调节使电机起振,然后向反向慢慢调节,直到消除震荡即可。 (4)备件替换法:用好的备件替换诊断出坏的线路板,并做相应的初始化启动,使机床迅速投入正常运转,然后将坏板修理或返修,这是目前最常用的排故办法。 (5)改善电源质量法:目前一般采用稳压电源,来改善电源波动。对于高频干扰可以采用电容滤波法,通过这些预防性措施来减少电源板的故障。 (6)维修信息跟踪法:一些大的制造公司根据实际工作中由于设计缺陷造成的偶然故障,不断修改和完善系统软件或硬件。这些修改以维修信息的形式不断提供给维修人员。以此做为故障排除的依据,可正确彻底地排除故障。 二、维修中应注意的事项 (1)从整机上取出某块线路板时,应注意记录其相对应的位置,连接的电缆号,对于固定安装的线路板,还应按前后取下相应的压接部件及螺钉作记录。拆卸下的压件及螺钉应放在专门的盒内,以免丢失,装配后,盒内的东西应全部用上,否则装配不完整。 (2)电烙铁应放在顺手的前方,远离维修线路板。烙铁头应作适当的修整,以适应集成电路的焊接,并避免焊接时碰伤别的元器件。 (3)测量线路间的阻值时,应断电源,测阻值时应红黑表笔互换测量两次,以阻值大的为参考值。 (4)线路板上大多刷有阻焊膜,因此测量时应找到相应的焊点作为测试点,不要铲除焊膜,有的板子全部刷有绝缘层,则只有在焊点处用刀片刮开绝缘层。 (5)不应随意切断印刷线路。有的维修人员具有一定的家电维修经验,习惯断线检查,但数控设备上的线路板大多是双面金属孔板或多层孔化板,印刷线路细而密,一旦切断不易焊接,且切线时易切断相邻的线,再则有的点,在切断某一根线时,并不能使其和线路脱离,需要同时切断几根线才行。 (6)不应随意拆换元器件。有的维修人员在没有确定故障元件的情况下只是凭感觉那一个元件坏了,就立即拆换,这样误判率较高,拆下的元件人为损坏率也较高。 (7)拆卸元件时应使用吸锡器及吸锡绳,切忌硬取。同一焊盘不应长时间加热及重复拆卸,以免损坏焊盘。 (8)更换新的器件,其引脚应作适当的处理,焊接中不应使用酸性焊油。 (9)记录线路上的开关,跳线位置,不应随意改变。进行两极以上的对照检查时,或互换元器件时注意标记各板上的元件,以免错乱,致使好板亦不能工作。 (10)查清线路板的电源配置及种类,根据检查的需要,可分别供电或全部供电。应注意高压,有的线路板直接接入高压,或板内有高压发生器,需适当绝缘,操作时应特别注意。 最后,我觉得:维修不可墨守陈规,生搬理论的东西,一定要结合当时当地的实际情况,开阔思路,逐步分析,逐个排除,直至找到真正的故障原因。 综上所述,数控技术的发展是与现代计算机技术、电子技术发展同步的,同时也是根据生产发展的需要而发展的。现在数控技术已经成熟,发展将更深更广更快。未来的CNC系统将会使机械更好用,更便宜。 参考资料:参考资料:1.张耀宗.机械加工实用手册编写组.机械工业出版社,1997
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