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第1篇：數(shù)控機床插補原理范文

[關(guān)鍵詞]數(shù)控原理；教學(xué)改革；項目教學(xué)

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2017）04-0056-03

數(shù)控機床是一種精密的機電一體化產(chǎn)品，它綜合了機械、計算機、微電子、自動化等領(lǐng)域的最新技術(shù)，是制造業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)和不可或缺的重要環(huán)節(jié)。隨著數(shù)控機床在現(xiàn)代機械制造系統(tǒng)中所占比重的增加，國內(nèi)對于優(yōu)秀數(shù)控人才的需求也在不斷增加，尤其是高水平的數(shù)控機床設(shè)計、編程和維護的復(fù)合型人才缺口很大。[1]

在適應(yīng)社會發(fā)展，培養(yǎng)應(yīng)用型人才的背景之下，南京工程學(xué)院對數(shù)控技術(shù)相關(guān)課程進行了改革和探索，以提高學(xué)生的理論和實踐水平，增強學(xué)生的工程實踐能力，培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)工程意識。本文從數(shù)控原理與系統(tǒng)課程入手，圍繞如何提高該課程的教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量展開了一系列的討論和研究。

一、課程內(nèi)容及特點

數(shù)控原理與系統(tǒng)是機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)數(shù)控加工與維修方向的專業(yè)核心課程，也是一門理論性強、知識面廣、綜合性強、技術(shù)發(fā)展迅速的課程。[2]該課程分為理論教學(xué)和實踐教學(xué)兩部分。理論教學(xué)以數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部信息流為主線，從數(shù)控加工程序的輸入開始，到位置控制輸出為止，介紹了刀具補償原理、輪廓插補原理、進給運動的控制、主軸驅(qū)動及控制、PLC及輔助功能實現(xiàn)等內(nèi)容。實踐教學(xué)包含課內(nèi)實和后續(xù)兩周的數(shù)控機床安裝調(diào)試實習。該課程是對數(shù)控系統(tǒng)工作原理的全面系統(tǒng)闡述，也是進行數(shù)控編程及加工、數(shù)控機床故障診斷與維護的理論基礎(chǔ)。數(shù)控原理與系統(tǒng)課程的教學(xué)效果直接影響后續(xù)課程的開展，影響到學(xué)生今后從事數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)、數(shù)控加工、安裝調(diào)試和維護的能力。

二、“源于實踐，聯(lián)系實踐，指導(dǎo)實踐”的教學(xué)理念

數(shù)控原理與系統(tǒng)的授課內(nèi)容與數(shù)控機床的編程和操作聯(lián)系緊密，并且直接影響數(shù)控加工的質(zhì)量和效率。為此，我們提出了“源于實踐，聯(lián)系實踐，指導(dǎo)實踐”的教學(xué)理念。

在理論教學(xué)中，在學(xué)生掌握基本理論知識的基礎(chǔ)上，我們充分結(jié)合數(shù)控加工的實際情況和具體實例進行分析和講解，并采用多媒體教學(xué)、軟件仿真、課堂討論等多種教學(xué)手段加深學(xué)生對知識的理解和掌握。在實踐教學(xué)中，我們引入以學(xué)生為主體的項目教學(xué)法，將課程所涉及的知識和技能通過一個明確的“項目任務(wù)”布置給學(xué)生，學(xué)生根據(jù)任務(wù)要求，運用所學(xué)的知識和技能，采用“團隊學(xué)習”的方法，動腦、動手、交流和合作，最終完成項目任務(wù)。[3]

貫徹“源于實踐，聯(lián)系實踐，指導(dǎo)實踐”的教學(xué)理念，綜合運用多種教學(xué)方法和手段，既可以避免由于教學(xué)手段單一而造成的內(nèi)容枯燥、缺乏系統(tǒng)性的問題，又密切了理論知識與生產(chǎn)實踐的聯(lián)系，提高了學(xué)生學(xué)習積極性和主動性，還有助于學(xué)生工程實踐能力和團隊意識的培養(yǎng)。

三、采用多種方法提高理論教學(xué)效果

傳統(tǒng)的理論教學(xué)注重公式的推導(dǎo)，算法流程的分析，強調(diào)單個知識點的掌握，往往忽視理論知識與實踐的聯(lián)系。為了克服傳統(tǒng)教學(xué)方法的不足，結(jié)合數(shù)控原理與系統(tǒng)課程的特點，我們采用多種教學(xué)方法和手段進行理論教學(xué)改革，加深學(xué)生對知識的理解和掌握，密切理論知識與數(shù)控機床安裝、調(diào)試及加工操作之間的聯(lián)系，增加學(xué)生解決實際問題的經(jīng)驗和能力。下面分別以數(shù)控系統(tǒng)刀具半徑補償和輪廓插補原理的教學(xué)為例，采用教師講授、學(xué)生討論、軟件仿真、對比分析等多種方法，進行教學(xué)改革和探索。

（一）刀具半徑補償?shù)慕虒W(xué)實例

刀具補償在數(shù)控加工中有著非常重要的地位。該功能將控制對象由刀具中心或刀架參考點變換到刀尖或刀刃邊緣。刀具補償可以簡化數(shù)控加工程序的編寫，提高程序的利用率，對刀具磨損和換刀具有重要作用。刀具半徑補償是刀具補償中的難點。由于常用編程軌跡的連接方式和轉(zhuǎn)接過渡方式有多種，因此，刀具半徑補償?shù)膱?zhí)行過程也分為三個階段24種情況。

面對如此復(fù)雜的情況，我們在授課過程中采用教師講授與學(xué)生討論相結(jié)合的方法。教師先推導(dǎo)幾種典型情況下轉(zhuǎn)接點的坐標計算公式，接著引導(dǎo)學(xué)生分析和推導(dǎo)其他情況下刀具半徑補償?shù)挠嬎惴椒?。然后，讓學(xué)生通過仿真軟件模擬每一種情況下刀具的運行軌跡，獲得轉(zhuǎn)接點坐標，并與之前的推導(dǎo)結(jié)果進行印證。最后，以學(xué)生數(shù)控加工實習所完成的零件為例，介紹刀具半徑補償從建立、進行到撤銷的全部過程，以及數(shù)控系統(tǒng)中刀具半徑補償?shù)南嚓P(guān)參數(shù)設(shè)置及功能調(diào)試的要點。課堂實踐表明，講授、討論、軟件仿真以及加工實例講解相結(jié)合的方法取得了較好的教學(xué)效果，學(xué)生聽課的積極性普遍提高，對知識的理解比較深刻。

（二）輪廓插補原理的教學(xué)實例

輪廓插補是數(shù)控系統(tǒng)的一個重要功能，是指根據(jù)零件輪廓尺寸，結(jié)合精度和工藝等方面的要求，在已知刀具中心軌跡轉(zhuǎn)接點之間插入若干中間點的過程。[4][5]插補速度直接影響數(shù)控系統(tǒng)的處理速度，插補精度又直接影響數(shù)控系統(tǒng)的加工精度。在授課過程中，教師首先講解幾種常見輪廓插補算法的基本原理，然后通過實例與仿真軟件相結(jié)合的方法進行驗證和比較。例如，選擇一段圓弧輪廓，分別采用逐點比較法、數(shù)字積分法、比較積分法等多種方法進行插補計算，求得一系列的插值點，并繪制各自的插補軌跡圖。之后，比較各種插補軌跡與理論輪廓的誤差，選擇誤差最小的插補算法。接著，利用仿真軟件進行驗證，直觀地再現(xiàn)數(shù)控加工中走刀的全過程。結(jié)合理論講授、對比分析、軟件仿真等方法進行教學(xué)，能使學(xué)生對輪廓插補原理的理解更加透徹，學(xué)生對加工過程的輪廓誤差也有更深入的了解，這有利于選擇合適的插補算法，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

四、基于項目教學(xué)的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)

實踐教學(xué)是數(shù)控原理與系統(tǒng)課程的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，其分為課內(nèi)實驗和數(shù)控機床安裝調(diào)試實習兩部分。課內(nèi)實驗由于學(xué)時所限，其主要是安排驗證性實驗，以加深學(xué)生對理論課所講授知識的理解和掌握，如刀具半徑補償計算實驗、步進電機環(huán)分實驗等。數(shù)控機床安裝調(diào)試實習為期兩周，是實踐環(huán)節(jié)的重點。我們在實習中采用項目教學(xué)法，通過一個完整的“項目”，將數(shù)控原理與系統(tǒng)課程所涉及的知識和技能通過一個明確的“項目任務(wù)”布置給學(xué)生。學(xué)生根據(jù)任務(wù)要求，查閱資料，運用所學(xué)知識完成項目任務(wù)。項目教學(xué)法在實施過程中一般按照確定項目任務(wù)、制訂工作計劃、組織項目實施、檢查考核評估、總結(jié)評比歸檔等五個步驟展開。[6]

（一）確定項目任務(wù)

“西門子808D數(shù)控銑床安裝調(diào)試”是本實習的一個項目任務(wù)，主要由低壓電器回路設(shè)計、電氣安裝調(diào)試、數(shù)控系統(tǒng)驅(qū)動器調(diào)試、變頻器調(diào)試等部分構(gòu)成。該項目與數(shù)控原理與系統(tǒng)課程中進給運動的控制、主軸驅(qū)動與控制以及PLC與輔助功能的實現(xiàn)等內(nèi)容緊密聯(lián)系。本次任務(wù)能夠幫助學(xué)生理解和把握本課程及相關(guān)課程所涉及的知識點，掌握電氣安裝和數(shù)控系統(tǒng)調(diào)試的基本技能，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的思想和方法，訓(xùn)練學(xué)生協(xié)調(diào)、合作的能力。

（二）制訂工作計劃

明確項目任務(wù)后，學(xué)生查閱資料，分析項目要求，討論解決方法，制訂總體方案、實施步驟、進度計劃及團隊成員的分工情況。教師負責解答疑難題，審閱項目計劃書。

（三）組織項目實施

學(xué)生按照項目分工和實施步驟，完成各自的任務(wù)。具體的實施步驟包括：1.查閱資料，繪制西門子808D數(shù)控銑床電氣原理圖；2.根據(jù)電氣原理圖，進行電氣控制柜元器件的選型、布局及接線；3.變頻器調(diào)試；4.伺服驅(qū)動器的調(diào)試和伺服參數(shù)的設(shè)置；5.系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置及功能調(diào)試；6.PLC程序調(diào)試；7.系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份及恢復(fù)。在項目進行過程中，學(xué)生是完成任務(wù)的主體，學(xué)生的學(xué)習過程從被動學(xué)習向主動學(xué)習轉(zhuǎn)變，學(xué)生從“要我學(xué)”變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”，這有效提高了學(xué)生的學(xué)習的積極性。教師除了解答疑問，進行引導(dǎo)之外，還要掌握項目的進度和節(jié)奏，保證任務(wù)的順利進行。

（四）檢查考核評估

在項目進行過程中，指導(dǎo)教師要隨時關(guān)注小組各成員的進展情況并進行記錄，各子單元調(diào)試完成后也要進行相應(yīng)的考核。項目任務(wù)結(jié)束后，要按小組進行答辯，每位成員介紹自己完成的工作，指導(dǎo)教師根據(jù)項目完成情況、個人工作量、回答問題情況以及之前的考核記錄，給出分數(shù)。

（五）總結(jié)評比歸檔

教師對各小組的完成情況進行總結(jié)，對表現(xiàn)突出的小組和個人進行表揚，引導(dǎo)學(xué)生之間相互交流、學(xué)習和借鑒。指導(dǎo)教師及分管領(lǐng)導(dǎo)召開項目總結(jié)會，交流項目教學(xué)過程中的經(jīng)驗、存在的問題以及改進的方向。最后將項目成果進行歸檔整理和展示。

五、總結(jié)

數(shù)控原理與系統(tǒng)課程是數(shù)控加工、安裝調(diào)試和維修的基礎(chǔ)。本文對該課程的理論教學(xué)和實踐教學(xué)環(huán)節(jié)進行了改革和探索。在理論教學(xué)中，突出“源于實踐，聯(lián)系實踐，指導(dǎo)實踐”的教學(xué)理念，將抽象的理論知識與具體的實際問題、現(xiàn)象結(jié)合起來進行講授。在實踐教學(xué)中，我們引入項目教學(xué)法，將學(xué)生作為教學(xué)的主體，通過具體的項目任務(wù)，幫助學(xué)生將理論知識融會貫通。教學(xué)實踐表明，數(shù)控原理與系統(tǒng)課程的改革提高了學(xué)生學(xué)習的積極性和主動性，增強了學(xué)生分析問題、解決問題的能力以及實踐動手能力，培養(yǎng)了學(xué)生的系統(tǒng)工程意識。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 徐婭萍，王潤孝.數(shù)控機床課程教學(xué)的改革與實踐[J].西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2007（4）：78-80.

[2] 吳愛萍，汪木蘭.《數(shù)控原理與系統(tǒng)》課程實踐教學(xué)體系與改革[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2007（3）：22-24.

[3] 汪木蘭，周明虎，李建啟.以項目教學(xué)為載體制訂先進制造技術(shù)卓越工程師培養(yǎng)方案[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2010（12）：15-19.

[4] 何曉微，林礪宗，陳永平. 數(shù)控插補教學(xué)演示系統(tǒng)的開發(fā)[J].機械與電子，2002（3）：57-59.

[5] 李源，周來水. 數(shù)控教學(xué)系統(tǒng)研究與開發(fā)[J].機械工程與自動化，2007（6）：142-146.

第2篇：數(shù)控機床插補原理范文

關(guān)鍵詞：數(shù)控機床定位精度分析

項目資助；國家重點基；礎(chǔ)研究發(fā)展計劃

加工精度是指零件加工后的實際幾何參數(shù)(尺寸、形狀和位置)與理想幾何參數(shù)的符合程度。在機械加工中，誤差是不可避免的，但誤差必須在允許的范圍內(nèi)。通過有效的誤差分析，掌握其變化的基本規(guī)律，從而采取相應(yīng)的措施減少加工誤差，提高加工精度。

1.定位精度的影響因素分析

1.1導(dǎo)軌直線度的影響

數(shù)控機床由于長期的生產(chǎn)加工，會導(dǎo)致數(shù)控機床的各系統(tǒng)部件產(chǎn)生應(yīng)力變形，會改變數(shù)控機床的導(dǎo)軌幾何精度，由于導(dǎo)軌發(fā)生了水平度和平行度的變形，會改變數(shù)控機床工作作業(yè)的相應(yīng)導(dǎo)軌與滑體之間的接觸力與摩擦力，必然會導(dǎo)致數(shù)控機床的滑體和導(dǎo)軌之間的各配合面中出現(xiàn)不均勻的間隙，增加數(shù)控機床導(dǎo)軌直線誤差，降低數(shù)控機床的定位精度。經(jīng)過大量實際測量，發(fā)現(xiàn)數(shù)控機床的導(dǎo)軌的中段發(fā)生弧面彎曲是導(dǎo)致產(chǎn)生導(dǎo)軌直線度誤差最主要的原因之一，一般可以使用“雙頻激光干涉儀”對導(dǎo)軌直線度進行精確檢測。

1.2絲杠螺距誤差的影響

數(shù)控機床所使用的絲杠也存在一定的誤差的，因為在加工制造絲杠的過程中也會必然存在一定的加工誤差，因此，絲杠的螺距其實并不是均勻的，當這種誤差達到一定程度時，就會導(dǎo)致實際加工生產(chǎn)中產(chǎn)生不均衡的傳動進給量，再加上數(shù)控機床在長時間工作中各系統(tǒng)部件的摩損，這些情況都會導(dǎo)致“機床系統(tǒng)檢測控制回路”為了達到最佳位置而不斷的搜尋，導(dǎo)致因為跟蹤誤差過大而降低機床定位精度。

1.3環(huán)境溫度的影響

溫度誤差一直是機械加工時的最主要的誤差之一，也最難消除。因為數(shù)控機床的機體暴露于環(huán)境中進行加工作業(yè)，由于環(huán)境溫度的發(fā)生改變，導(dǎo)致機床導(dǎo)軌及工作臺或傳動系統(tǒng)等各系統(tǒng)部件產(chǎn)生熱脹冷縮的變形，這時當數(shù)控機床進行精密加工時，就會發(fā)生控制系統(tǒng)指令坐標值和實際位移坐標值并不一致，因而產(chǎn)生誤差，因此降低溫度誤差對于提高定位精度非常關(guān)鍵。

1.4反向間隙的影響

所謂反向間隙誤差的定義是指由于絲杠和螺母之間在結(jié)合處必然會存在一定的間隙，所以機床工作中(特別是做換向動作時)，在一定的角度內(nèi)會出現(xiàn)工作臺動作滯后的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原理是：在數(shù)控機床工作時，由于在受力一側(cè)螺母與絲杠存在的間隙，導(dǎo)致在間隙消除之前，盡管絲杠轉(zhuǎn)動，但是工作臺并不移動，產(chǎn)生空動現(xiàn)象。如果由于工作中的誤操作或者螺母在實際生產(chǎn)加工中受力發(fā)生彈性變形，倒置存在當?shù)拈g隙距離過大，就會倒置數(shù)控機床在做加工動作時的反向間隙過大，因此導(dǎo)致在絲杠和螺母發(fā)生相對位移時，機床實際位移行程會相應(yīng)的加大或縮小，如果反向間隙誤差嚴重則必然會降低數(shù)控的定位精度。所以此，現(xiàn)在數(shù)控機床的工藝對于進給系統(tǒng)的反向間隙誤差的限制都是非常嚴格的。

2、提高定位精度的方法

2.1選用高精度導(dǎo)軌防護罩

由于數(shù)控機床定位精度受導(dǎo)軌直線度的影響非常大，因此導(dǎo)軌的平行度、水平度、剛性以及承載力等就是數(shù)控機床的重要參數(shù)?？梢姳ＷC和提高導(dǎo)軌精度對于提高機床的定位精度作用很大。為導(dǎo)軌添加“鋼制伸縮式導(dǎo)軌防護罩”是保證和提高到導(dǎo)軌的直線度的常用辦法，相應(yīng)改變“鋼制伸縮式導(dǎo)軌防護罩”節(jié)數(shù)，為了減少總節(jié)數(shù)而加長每個單節(jié)。一股情況下應(yīng)該保持5：1和3：1之間的最小壓縮比例和最大拉伸比例。

2.2減少溫度對精度的影響

由于環(huán)境溫度的變化，數(shù)控機床的機械部件也會產(chǎn)生相應(yīng)的熱脹冷縮的變形，因此直接影響數(shù)控機場的定位精度，對精密的數(shù)控機床加工設(shè)備和加工作業(yè)影響尤其明顯，因為不同的數(shù)控機床對于溫度和濕度等環(huán)境要求不同，所以要為數(shù)控機床建立相應(yīng)穩(wěn)定的工作環(huán)境，以減少環(huán)境因素對于精密機械產(chǎn)生的影響。

3.定位精度的補償

若測得數(shù)控機床的定位誤差超出誤差允許范圍，則必須對機床進行誤差補償。通常是以軟件形式對螺距誤差和反向間隙誤差進仃補償。

3.1螺距補償

數(shù)控機床螺距補償?shù)幕驹硎窃跈C床坐標系中無補償?shù)臈l件下，在軸線測量行程內(nèi)將測量行程分為若干段，測量出各自目標位置Pi的平均位置偏差x；把該值反向疊加到數(shù)控系統(tǒng)的插補指令上。插補計算完成后，目標實際運動位置為P＝P+置，使誤差部分抵消，實現(xiàn)誤差的補償。數(shù)控系統(tǒng)可進行螺距誤差的單向和雙向補償。

3.2反向間隙補償

對傳動系統(tǒng)的反向間隙進行合理的補償可以有效的提高數(shù)控機床定位精度。補償方法因為受到具體條件、硬件設(shè)施和環(huán)境的不同而不同，比如：應(yīng)用反向間隙對計算機數(shù)控(computer numerical control，CNC)，可以在保持原數(shù)控機床機械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的情況下對傳動系統(tǒng)的反向間隙進行合理的補償；或者通過更換傳動系統(tǒng)的部件來進行調(diào)整和補償。反向間隙補償?shù)脑硎牵簾o補償?shù)臈l件下，在軸線測量行程內(nèi)將測量行程等分為若干段，測量出各目標位置P的平均反向差值B，作為機床的補償參數(shù)輸入系統(tǒng)。CNC系統(tǒng)在控制坐標反向運動時，自動先讓該坐標軸反向運動B，然后按指令進行運動。在該過程中，CNC系統(tǒng)實際指令運動值為Pij＝Pi+B。反向間隙補償在坐標軸處于任何方式時均有效。事實上，誤差補償對于半閉環(huán)控制系統(tǒng)和開環(huán)控制系統(tǒng)具有顯著的效果。而針對全閉環(huán)系統(tǒng)，由于其本身的高控制精度，應(yīng)用誤差補償?shù)男Ч⒉幻黠@，但是對于定位精度的提高仍然有所幫助。

第3篇：數(shù)控機床插補原理范文

【關(guān)鍵詞】數(shù)控機床；故障；解決方法

目前，數(shù)控加工由于其生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)率高、勞動者勞動條件得到改善等諸多方面的優(yōu)點，數(shù)控機床廣泛應(yīng)用于機械加工行業(yè)。但操作者在使用的過程中，不可避免的會出現(xiàn)這樣或那樣的故障，筆者根據(jù)在教學(xué)活動中學(xué)生出現(xiàn)的一些問題，歸納以下故障情況，并逐一進行分析，闡述其解決的方法。

一、程序格式不合法

有些同學(xué)編制的數(shù)控加工程序輸入數(shù)控系統(tǒng)后，運行程序，進行圖形模擬，在此過程中，機床報警，我們在報警狀態(tài)一覽頁面可以查到報警信息相對應(yīng)的內(nèi)容：程序格式不合法。出現(xiàn)這種情況，我們就要仔細檢查每一條程序段，找到不符合該數(shù)控系統(tǒng)指令格式的語句，比如：圓弧插補G02/03格式之后缺少用于指令圓心位置的參數(shù)R或I、J、K；圓弧插補之后變成了直線插補，而程序當中忘記加上G01指令，這樣由于G02/03指令是模態(tài)指令，后一條語句就默認為是圓弧，因此產(chǎn)生了錯誤。

二、不正確的G代碼

出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是：在程序當中輸入了系統(tǒng)不支持的G代碼。我們在操作某一臺具體的機床時，必須首先要閱讀該機床隨機的說明書，了解、掌握該系統(tǒng)所使用的指令代碼，而不能犯經(jīng)驗主義的錯誤。另外，不同的數(shù)控系統(tǒng)，甚至是同一種數(shù)控系統(tǒng)的不同型號、版本，所支持的指令也不一樣。

三、宏程序格式不合法

目前，隨著使用要求、制造精度的不斷提高，各種各樣的非圓曲線也會被要求加工，而目前的數(shù)控系統(tǒng)大多還不能支持，我們?yōu)榱思庸こ鰜矸弦蟮墓ぜ砻媲€，就要使用到宏程序來解決，而宏程序和一般使用的插補指令還有一些區(qū)別：要用到三角函數(shù)、算術(shù)運算、邏輯運算等，在此過程當中，容易出現(xiàn)一些錯誤，比如：沒有成對出現(xiàn)；GOTO輸成G0T0。出現(xiàn)這種問題的時候，就需要我們仔細的去檢查程序當中的錯誤、紕漏。

四、機床回零過程中即產(chǎn)生“急停報警”

數(shù)控機床開機之后，進行回零操作，結(jié)果在此過程中，即產(chǎn)生急停報警。出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因有：限位擋塊出現(xiàn)了移位；行程開關(guān)由于工作環(huán)境差：有細小鐵屑的粘附、切削液的浸蝕，導(dǎo)致觸頭的運動不靈活，壓下之后不能彈起恢復(fù)原狀。解決的方法就是固定限位擋塊或清理、更換行程開關(guān)。

五、加工中，工件的局部尺寸誤差過大

這一現(xiàn)象主要出現(xiàn)在機床使用時間較長的情況下，由于在使用的過程當中，絲杠和螺母之間有相對運動，不可避免的產(chǎn)生摩擦、磨損，而整個絲杠并不是均勻磨損的，個別部位使用較為頻繁，從而導(dǎo)致磨損狀況不一致，產(chǎn)生的間隙不一致。解決的方法有兩種：第一，仔細測量反向間隙的大小，并在機床參數(shù)當中予以調(diào)整、修改；第二，維修絲杠螺母副或更換新的絲杠螺母副。

六、加工相同的工件，第一件尺寸正常，第二件卻有較大誤差

產(chǎn)生這一現(xiàn)象，有一些人會認為是加工時的切削參數(shù)選擇不同造成的，或者是刀具使用的過程中，產(chǎn)生了磨損而導(dǎo)致。其實，是忽視了一個問題：刀尖圓弧半徑補償。由于車刀的刀尖圓弧一般比較小（如：R0.4、R0.8等），并且刀尖圓弧半徑對于我們正常加工外圓、端面時，不對尺寸產(chǎn)生影響，人們?nèi)菀缀鲆?。如果有圓弧等特形面的加工，使用了刀尖圓弧半徑補償，而使用了之后卻沒有取消，由于該指令屬于模態(tài)指令，就會對后面的一些工序造成影響。解決這樣問題的方法就是在編程中養(yǎng)成良好的習慣，對于刀尖圓弧半徑補償?shù)闹噶钸M行成對使用，只要啟用了該指令，在該加工工序完成之后，一定將其取消。

七、刀具的行程極限位置不合適，工件的個別部位不能加工

加工工件的內(nèi)孔或者靠近卡盤進行車削（包括切斷）時，有時會遇到這樣的提示：X或Z方向超行程。對于該情況，機床本身的設(shè)計缺陷通?？梢耘懦畲罂赡艿脑蚴牵河布尬婚_關(guān)的安裝位置不正確或者是軟件限位參數(shù)設(shè)置不合理。解決的方法：第一，在刀架上適當添加刀夾輔助裝置，讓刀具懸伸出一定的距離，同時要保證剛度，避免影響切削；第二，也是我們最科學(xué)的方法：適當調(diào)整硬件限位開關(guān)的位置或修改軟件限位參數(shù)中的數(shù)據(jù)大?。‵ANUC中的參數(shù)號位1320、1321）。

第4篇：數(shù)控機床插補原理范文

Abstract： This article mainly introduced the safety operating rules， check after electrifying， maintenance requirement and content of numerical control machine tools.

關(guān)鍵詞： 數(shù)控機床；安全操作；維護

Key words： CNC machine tools；safe operation；maintenance

中圖分類號：TG659 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）35-0062-02

0 引言

數(shù)控機床是機電一體化的高新技術(shù)設(shè)備，具有高效率、高精度等特點，能解決工藝難題，而且又具有一定柔性，在制造業(yè)發(fā)揮了強大的技術(shù)優(yōu)勢。但是，如果數(shù)控機床使用操作不當、維護不周，就會發(fā)生各種故障。這些故障如果得不到及時有效的維修，就會造成停機，使生產(chǎn)不能正常進行。因此，使用數(shù)控機床不僅要嚴格遵守操作規(guī)程，而且必須重視數(shù)控機床的維護工作。作為操作人員，也應(yīng)對數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)和控制有一定的了解，對簡單故障會及時處理。這不僅有助于正確使用數(shù)控機床，而且能提高數(shù)控機床的使用效率。

1 數(shù)控機床的安全操作

正確操作是保證數(shù)控機床正?？煽窟\行的基礎(chǔ)，特別是在數(shù)控機床的使用初期和保修期。在使用初期，由于操作者對數(shù)控機床的性能不熟悉，操作技術(shù)不熟練或使用不當，經(jīng)常發(fā)生故障，造成數(shù)控機床的停機。在保修期內(nèi)，由于運動部件處于磨合過程和部分元件穩(wěn)定性等原因，數(shù)控機床的故障發(fā)生率較高。例如，某廠有一臺加工中心，在使用的第一年，共發(fā)生16次停機故障，其中操作不當故障7次，伺服系統(tǒng)故障3次，機床調(diào)整不當造成故障2次，電源 電氣部分故障3次，顯示出錯1次。由此可見，因操作、保養(yǎng)、調(diào)整不當發(fā)生故障共有9次，占總故障的56.3%。因此，正確操作和使用數(shù)控機床，可有效地減少故障，提高數(shù)控機床的使用效率。

操作人員一定要先閱讀有關(guān)的操作說明書，了解數(shù)控機床的所有性能，熟悉每個部件和開關(guān)的作用，才能開始操作和使用數(shù)控機床，而且一定要嚴格的按照規(guī)章制度進行操作。而且要做到：熟悉數(shù)控機床部件的加工性能，如機械原點、各軸行程、夾具和工件安放位置、工件坐標系、各坐標的干涉區(qū)、換刀空間、主軸轉(zhuǎn)速和定位范圍等；掌握數(shù)控機床的操作方式，如工件的定位方法及主要裝夾方式、主軸轉(zhuǎn)速和進給速度的調(diào)整、刀具位置的調(diào)整等。

1.1 數(shù)控機床的操作規(guī)程 在使用過程中要嚴格遵守操作規(guī)程，數(shù)控機床的操作規(guī)程一般如下：①操作者不能超性能使用，要很了解機床的性能、結(jié)構(gòu)、傳動原理和控制操作。②在使用機床的時候，一定要把防護鏡、防護服、防護帽都穿戴整齊。③先對機床進行詳細的檢查，才能開始開機工作，比如各開關(guān)、手柄位置有沒有在規(guī)定的位置上；檢查電氣控制是否正常；油路是否暢通、油質(zhì)是否良好，并按規(guī)定加好油；注意液壓或氣壓系統(tǒng)的調(diào)整，檢查總系統(tǒng)的工作壓力是否在額定范圍，溢流閥、順序閥等調(diào)整壓力正確。④開機時應(yīng)低速運轉(zhuǎn)3～5min，查看各部分運轉(zhuǎn)是否正常。⑤加工工件前，必須進行加工模擬或試運行。先將工件清理干凈，特別注意工件是否固定牢靠，調(diào)節(jié)工具是否已經(jīng)移開。嚴格檢查調(diào)整加工原點、刀具參數(shù)、加工參數(shù)、運動軌跡。⑥工作中發(fā)生不正常現(xiàn)象或故障時，應(yīng)立即停機排除，或通知維修人員檢修。⑦工作完畢后，先清掃機床，同時將機床各部分都恢復(fù)到原始狀態(tài)和非工作位置，并切斷電源，做好交接班制度。⑧一定按規(guī)定操作機床，除非操作者同意，任何人不許開動機床。⑨用適度的力去按動按鍵。⑩不能隨意的敲打一些部件，比如中心架、頂尖、主軸、機械手等。

1.2 數(shù)控機床通電后的檢查 數(shù)控機床通電后進行以下檢查是必要的：①檢查數(shù)控裝置中各個風扇有沒有正常作業(yè)；② 檢查機床移動方向是否正確，可以通過手動慢速的移動各坐標軸的方式；③檢查超程限位是否有效和一旦超程數(shù)控裝置是否發(fā)出報警信號，可以通過使各軸碰到各個方向的超程開關(guān)的方式；④檢查數(shù)控機床是否有返回基準點的功能，且每次返回的位置是否一致，可以通過進行幾次返回機床基準點的動作的方式；⑤最好按照使用說明書，用自編的簡單程序檢查數(shù)控系統(tǒng)的主要功能是否完好。如直線插補、螺旋線插補、定位、自動加速/減速、MST、刀徑半徑補償、間隙補償、鏡像功能及用戶宏程序等。

2 數(shù)控機床的維護

設(shè)備的維護，是保持設(shè)備處于良好技術(shù)狀態(tài)、延長使用壽命、減少停工損失和維修費用、降低生產(chǎn)成本、保證生產(chǎn)質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率所必須進行的日常工作。對于高精度、高效率的數(shù)控機床而言，維護就顯得更為重要。

2.1 數(shù)控機床維護的基本要求 ①完整性。數(shù)控機床的零部件齊全，工具、附件、工件放置整齊，線路、管道完整。②潔凈性。數(shù)控機床內(nèi)外清潔，無黃袍、無黑污、無銹蝕；各滑動面、絲杠、齒條、齒輪等處無油污、無碰傷；各部位不漏油、不漏水、不漏氣、不漏電；切削垃圾清掃干凈。③靈活性。為保證部件靈活性，必須按數(shù)控機床標準，定時定量加油、換油；油質(zhì)要符合要求；油壺、油槍、油杯、油嘴齊全；油氈、油線清潔，油標明亮，油路暢通。④安全性。嚴格實行定人定機和交接班制度；操作者必須熟悉數(shù)控機床結(jié)構(gòu)，遵守操作維護規(guī)程，合理使用，精心維護，檢測異常，不出事故；各種安全防護裝置齊全可靠，控制系統(tǒng)正常，接地良好，無事故隱患。

2.2 數(shù)控機床維護的內(nèi)容

2.2.1 數(shù)控機床電氣部分的維護 選擇合適的使用環(huán)境。機床的使用環(huán)境會影響機床的正常運轉(zhuǎn)，因此應(yīng)該選用合適的使用環(huán)境，并且應(yīng)嚴格按機床說明書的要求進行安裝。

定人定機使用。必須有專門的人員來對這些機床進行系統(tǒng)編程、操作和維修。這些人員必須熟悉所用數(shù)控機床的機械系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)、強電控制系統(tǒng)、加工條件等，并能按說明書正確使用數(shù)控機床。

制定日常維護規(guī)章制度。要根據(jù)每個部件的不同，制定有針對性的保養(yǎng)條例。比如哪些需要定期更換、哪些需要每天清理等。

應(yīng)盡量少開數(shù)控柜和強電柜的門。應(yīng)該嚴格規(guī)定如非必要盡量不要開啟柜門，因為機加工車間的空氣中都不是很清新，一般都含有一些物質(zhì)，一旦落在數(shù)控裝置的內(nèi)部，容易引起元器件間絕緣電阻下降，并導(dǎo)致元器件及印制線路板的損壞。

定時清理數(shù)控裝置的散熱通風系統(tǒng)。各個冷卻風扇要每天檢查是否正常。根據(jù)實際的情況而定，每半年或每季度檢查此過濾通風道是否有堵塞現(xiàn)象。如發(fā)現(xiàn)積塵過多，要及時的清理，一旦沒有及時的清理，可能導(dǎo)致溫度過高，使CNC系統(tǒng)不能正常的工作，甚至發(fā)出報警信號。

定期檢查和更換直流電動機電刷。要根據(jù)機床的使用周期的不同，來對電動機電刷進行定期的檢查和更換，做好是每半年或者一年檢查一次。

經(jīng)常監(jiān)視CNC的電網(wǎng)電壓。CNC通常允許電網(wǎng)電壓在額定值的10%～15%范圍內(nèi)波動，需要經(jīng)常監(jiān)視CNC使用的電網(wǎng)電壓，一旦超出范圍會影響正常工作，甚至會引起CNC內(nèi)的電子器件損壞。

存儲器用電池的定期更換。存儲器如采用CMOS RAM器件，設(shè)有可充電電池維持電路，可以在沒電的時候仍保持存儲的內(nèi)容。在正常電源供電時，有5v電源經(jīng)一個二極管向CMOS RAM供電，同時對可充電電池進行充電；當電源停電時，則改由電池供電維持COMS RAM的信息。一般情況下，即使電池有效，也應(yīng)該每年更換一次。電池的更換應(yīng)在CNC通電狀態(tài)下進行。

CNC長期不用時的維護。數(shù)控機床長期不用是不可以取的行為，既不利于提高系統(tǒng)的利用率，也不能降低系統(tǒng)的故障率。但如果CNC長期不用的話應(yīng)注意以下兩點：一是要經(jīng)常給系統(tǒng)通電，尤其是在雨季。如果機床鎖住不動，可以讓系統(tǒng)空運行，利用自身的發(fā)熱來驅(qū)散潮氣，以保證電子部件性能的穩(wěn)定可靠，實踐證明，這是很有效的一個降低故障率的措施。二是數(shù)控機床采用的是直流電動機的話，為了防止化學(xué)腐蝕作用，造成機床損壞，應(yīng)該將電刷從直流電動機中取出。

備用印制線路板的維護。對于已購置的備用線路板應(yīng)定期裝到CNC上通電一段時間，以防損壞。

2.2.2 數(shù)控機床機械部分維護

上表僅列出了日常維護檢查的一些主要內(nèi)容，對機床頻繁運動部分也應(yīng)做重點檢查。例如，加工中心的自動換刀裝置頻繁，最容易發(fā)生故障，所以刀庫的選刀及定位、機械手相對刀庫和主軸的定位精度等也應(yīng)進行日常檢查維護。

3 結(jié)束語

數(shù)控機床都應(yīng)配置相應(yīng)的安全操作規(guī)程、維護保養(yǎng)規(guī)程，這些規(guī)程可在傳統(tǒng)機床相應(yīng)規(guī)程的基礎(chǔ)上，根據(jù)數(shù)控機床的特點要求來制定。依據(jù)這些規(guī)程，對數(shù)控機床作相應(yīng)的維護，以確保數(shù)控機床的正常運行，提高設(shè)備的利用率。

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第5篇：數(shù)控機床插補原理范文

關(guān)鍵詞：數(shù)控機床；改造；評估

中圖分類號：TG502 文獻標識碼：A 文章編號：

數(shù)控機床是以數(shù)控系統(tǒng)為代表的新技術(shù)，是對傳統(tǒng)機械制造產(chǎn)業(yè)滲透形成的機電一體化產(chǎn)品，其技術(shù)范圍覆蓋機械制造技術(shù)、信息處理、加工、傳輸技術(shù)、自動控制技術(shù)、伺服驅(qū)動技術(shù)、傳感器技術(shù)、軟件技術(shù)等領(lǐng)域。

計算機對傳統(tǒng)機械制造產(chǎn)業(yè)的滲透，完全改變了制造業(yè)。制造業(yè)不但成為工業(yè)化的象征，而且由于信息技術(shù)的滲透，使制造業(yè)猶如“朝陽產(chǎn)業(yè)”具有廣闊的發(fā)展天地。

數(shù)控機床較好的解決了復(fù)雜、精密、小批、多變的零件加工問題，是一種靈活的、高效的自動化機床，尤其對于約占機械加工總量80%的單件、小批量零件的加工，更顯示出其特有的靈活性。概括起來，使用數(shù)控機床有以下幾方面的好處：（1）提高加工精度，尤其提高了同批零件加工的一致性，使產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定；（2）提高生產(chǎn)效率；（3）可加工形狀復(fù)雜的零件；（4）減輕了勞動強度，改善了勞動條件；（5）有利于生產(chǎn)管理和機械加工綜合自動化的發(fā)展。

數(shù)控機床是一個國家工業(yè)發(fā)展先進制造技術(shù)的重要組成部分，也是發(fā)展計算機集成制造技術(shù)的主題技術(shù)，其應(yīng)用將對產(chǎn)業(yè)機構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、專業(yè)分工、機械制造加工和生產(chǎn)管理模式，以至于企業(yè)運行機制均產(chǎn)生直接影響。同時，數(shù)控機床應(yīng)用的廣度和水平是衡量工業(yè)綜合技術(shù)水平和企業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標志之 一。因而各國對數(shù)控機床的發(fā)展都給與了高度重視。

我國數(shù)控機床的研發(fā)與應(yīng)用水平，雖然與國外先進水平相比還有很大的差距，但經(jīng)過近些年的快速發(fā)展，也取得了可喜的成果，個別項目上，已達到國際先進水平。數(shù)控機床占有率不斷提高，已成為我國工業(yè)企業(yè)實現(xiàn)現(xiàn)代化的重要手段，特別是在關(guān)系到國計民生的機械、電子、汽車、航空、航天、軍工等重要企業(yè)部門發(fā)揮關(guān)鍵作用。據(jù)第三次全國工業(yè)普查，到1995年初，我國機電制造業(yè)（包括機械、電子、汽車、輕工、紡織、冶金、煤炭、郵電、造船、航空、航天等制造業(yè)）共擁有數(shù)控機床7.2萬臺。

目前，在我國工業(yè)企業(yè)中使用的數(shù)控機床（簡易數(shù)控系統(tǒng)除外），按時間大致可分為三類。

七十年代末至八十年代中期，所購數(shù)控機床大多數(shù)為從國外進口，數(shù)控系統(tǒng)已老化，備件供應(yīng)“斷糧”有得企業(yè)有近2/5的數(shù)控機床停機待修；

八時年代中期至九十年代初期，所購數(shù)控機床多為國外進口，一部分為國內(nèi)機床廠采用國外數(shù)控系統(tǒng)進行二次開發(fā)。目前，這些機床的數(shù)控的系統(tǒng)已進入淘汰期，電氣部分故障頻繁，運行不穩(wěn)定，只能用于粗加工，且“扎刀”現(xiàn)象有時發(fā)生；

九十年代中期至今，多數(shù)機床仍為國外產(chǎn)品，一部分為國外機床廠采用國外數(shù)控系統(tǒng)，還有一少部分完全采用國內(nèi)自主開發(fā)的數(shù)控系統(tǒng)；

（1）對尚有利用價值的數(shù)控機床過早淘汰，失去了對其進行翻新改造，恢復(fù)活力的機會，浪費了大量資金；

（2）對系統(tǒng)老化、故障頻繁、功能落后但仍能維持生產(chǎn)的數(shù)控機床是否進行必要的改造，缺乏相關(guān)的科學(xué)依據(jù)，使機床帶病工作，維修難度不斷加大，維修時間不斷延長，嚴重影響生產(chǎn)；

（3）對數(shù)控機床的工作狀態(tài)不能實施監(jiān)控、跟蹤，無法根據(jù)其現(xiàn)有狀態(tài)進行預(yù)防性維修。

由此可見，建立較為科學(xué)的數(shù)控機床評估體系，十分重要。

從廣義上看，研究制定科學(xué)合理的數(shù)控機床評估體系，一方面可為企業(yè)實行數(shù)控機床管理的科學(xué)化、標準化提供依據(jù)，促進提高數(shù)控機床管理現(xiàn)代化水平和管理效益；另一方面便于政府部門掌握企業(yè)數(shù)控設(shè)備管理工作的知道和監(jiān)督力度，為數(shù)控設(shè)備宏觀管理提供決策依據(jù)。

與對數(shù)控設(shè)備的狀態(tài)評估一樣，對現(xiàn)有數(shù)控設(shè)備進行必要的改造，確定合理的改造方案，也是數(shù)控設(shè)備管理中的一個重要課題。

根據(jù)實際情況，對陳舊數(shù)控設(shè)備進行改造，是企業(yè)提高設(shè)備技術(shù)裝備水平的重要手段。目前，不近在我國，即使在發(fā)達國家，設(shè)備改造也普遍受到重視并擁有相當大額市場。在我國，絕大多數(shù)的國有企業(yè)設(shè)備陳舊，技術(shù)落后、且效益不好、資金短缺，與設(shè)備更新相比，設(shè)備改造更具有更重要的顯示意義。

機械設(shè)備一般有機械、液壓和電器以及其他附件組成。由于電器元件會逐漸老化，一般電器系統(tǒng)的無故障運行期限為5年，此后即進入故障高發(fā)期。而一般設(shè)備的機械與液壓部件通?？梢允褂?5年甚至20年以上。且仍能夠保持較高的精度、可靠性及穩(wěn)定性。另一方面，隨著電器元件制造水平的提高，包括數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)在內(nèi)的電氣部件成本不斷下降，因此，用少量的投資對原有得數(shù)控設(shè)備的電氣系統(tǒng)進行改造，可使舊設(shè)備再生，并獲得巨大的經(jīng)濟效益。

設(shè)備改造的另一現(xiàn)實意義在于設(shè)備原有電氣系統(tǒng)的備件大都價格昂貴且比較短缺，有得甚至已停止供貨。例如西門子80年代初在市場上頗為風行的高性能SINUMERIK8系統(tǒng)，現(xiàn)在一塊設(shè)備板就要5到10萬元；而如果利用功能更強的SINUMERIK802D系統(tǒng)對其數(shù)控部分進行改造，則整個硬件部分僅需10余萬元。此外，即使購買了備件，暫時解決了問題，但由于系統(tǒng)的其他部分也隱老化而進入故障高發(fā)期，更換備件更不能從根本上解決問題，也無法保證整臺設(shè)備長期、連續(xù)、穩(wěn)定的進行。

設(shè)備改造的第三個現(xiàn)實意義在于功能的增強。原有的電氣系統(tǒng)由于受當時技術(shù)水平的限制，與現(xiàn)有的系統(tǒng)比較，技術(shù)上均較為落后，功能也較弱，通過改造可以使原先只能進行兩軸插補的數(shù)控系統(tǒng)具有的三軸插補、螺旋線插補的功能。又如通過改造可以擴展數(shù)控系統(tǒng)的零件存貯容量，可以實現(xiàn)藍圖編程以及加工程序的圖形模擬等功能，使最終用戶從中獲得更多的利益。

普通設(shè)備超過服役期限后，絕大多數(shù)都通過大修、改造的方法來恢復(fù)設(shè)備的功能和精度。從而滿足生產(chǎn)需要。作為計算機、自動控制技術(shù)與機械設(shè)備融為一體的數(shù)控機床也不例外。

自工業(yè)技術(shù)革命以來，人們生產(chǎn)產(chǎn)品就逐漸由手工式作坊向集中式工廠方式轉(zhuǎn)變，機械設(shè)備也逐漸由簡單到復(fù)雜，向多功能全自動化方向發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)不斷進步和發(fā)展，數(shù)控設(shè)備從技術(shù)、研制到成批生產(chǎn)的周期在不斷縮短，隨著電子器件制造水平的不斷提高和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展。使得數(shù)控技術(shù)日臻完善，可靠性得到了大大的提高。同時，成本大幅度下降，這都為數(shù)控設(shè)備的翻新改造創(chuàng)造了有利的條件。

數(shù)控設(shè)備自誕生50年以來，技術(shù)上有了長足的進步。尤其是在七八十年代逐步應(yīng)用到航空、航天、航海等國防重要部門。同期，我國各工業(yè)領(lǐng)域也從國外引進了大量的數(shù)控設(shè)備（包括二手數(shù)控機床），加之國內(nèi)制造的數(shù)控機床（線切割除外）。現(xiàn)在基本上都存在著機械精度下降，電氣控制元器件損壞、數(shù)控、伺服系統(tǒng)老化，可靠性嚴重下降等問題，甚至有得處于停產(chǎn)、半停產(chǎn)狀態(tài)，嚴重影響著生產(chǎn)任務(wù)的完成。較多的舊機床和逐漸變舊的機床為數(shù)控設(shè)備的改造提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。

結(jié)論：在設(shè)備改造的評估方法和改造方案方面做了一些有意義的工作。在評估方面，運用模糊綜合評判原理建立了評估模型，設(shè)計了評估軟件，在改造方面，提出了改造方案，并加以實施。

參考文獻：【1】熊光華.數(shù)控機床。南京機械專科學(xué)校.1989

第6篇：數(shù)控機床插補原理范文

【關(guān)鍵字】數(shù)控系統(tǒng)；主流系統(tǒng)；認識體會

當前，西門子（SIEMENS）與發(fā)那科（FANUC）都是很好的數(shù)控系統(tǒng)，占據(jù)了大多數(shù)的數(shù)控系統(tǒng)市場，都為中國的數(shù)控機床業(yè)的發(fā)展做出了貢獻。兩相比較，西門子（SIEMENS）對環(huán)境要求比較高，發(fā)那科（FANUC）能更好的用于工業(yè)環(huán)境。另一方面，從易用性的角度出來，西門子（SIEMENS）的數(shù)控系統(tǒng)一般功能較多，西門子840D是20世紀90年代后期的全數(shù)字化高度開放式數(shù)控系統(tǒng)，它的人機界面更易操作，更易掌握，軟件內(nèi)容更加豐富，具有高度模塊化及規(guī)范化的結(jié)構(gòu)。840D的計算機化、驅(qū)動的模塊化和驅(qū)動接口的數(shù)字化，這三化代表著當今數(shù)控的發(fā)展方向。應(yīng)用于眾多數(shù)控加工領(lǐng)域，能實現(xiàn)鉆、車、銑、磨等數(shù)控功能。其采用32位微處理器，實現(xiàn)CNC控制，可完成CNC連續(xù)軌跡控制以及內(nèi)部集成式PLC控制。最多可控制31個軸（最多31個主軸）。其插補功能有樣條插補、三階多項式插補、控制值互聯(lián)和曲線表插補，這些功能為加工各類曲線曲面類零件提供了便利條件。840D系統(tǒng)提供有標準的PC軟件、硬盤、奔騰處理器，用戶可在Window98/2000下開發(fā)自定義的界面。此外，2個通用接口RS-232可使主機與外設(shè)進行通信，用戶還可通過磁盤驅(qū)動器接口和打印機并行接口完成程序存儲、讀入及打印工作。通過RS-232接口可方便地使840D與西門子編程器或普通的個人電腦連接起來，進行加工程序、PLC程序、加工參數(shù)等各種信息的雙向通訊。它的硬件結(jié)構(gòu)更加簡單、緊湊、模塊化，軟件內(nèi)容更加豐富，功能更強大，其軟件系統(tǒng)開放式系統(tǒng)理念的一個重要特點是，可以在數(shù)控核心部分，使用標準的開發(fā)工具對用戶指定的系統(tǒng)循環(huán)和功能宏進行調(diào)整，代表并引領(lǐng)著當今數(shù)控技術(shù)的發(fā)展方向。因此， SEIMENS數(shù)控系統(tǒng)最突出的優(yōu)勢在于功能非常豐富和強大，它是一個全數(shù)字化、高度開放的系統(tǒng)，因此，設(shè)備制造商可以比較容易地在進行二次開滿足不同的應(yīng)用需求。

發(fā)那科（FANUC）數(shù)控系統(tǒng)也很典型，其系統(tǒng)穩(wěn)定易用，操作界面友好，實用性很強，發(fā)那科更加容易上手， 應(yīng)用非常廣泛。常見的FANUC O系列，系統(tǒng)各系列總體結(jié)構(gòu)非常的類似，具有基本統(tǒng)一的操作界面。FANUC系統(tǒng)可以在較為寬泛的環(huán)境中使用，對于電壓、溫度等外界條件的要求不是特別高，因此適應(yīng)性很強。FANUC系統(tǒng)具有主軸控制回路為位置閉環(huán)控制，主軸電機的旋轉(zhuǎn)與攻絲軸（Z軸）進給完全同步，從而實現(xiàn)高速高精度攻絲。復(fù)合加工循環(huán)可用簡單指令生成一系列的切削路徑。比如定義了工件的最終輪廓，可以自動生成多次粗車的刀具路徑，簡化了車床編程。適用于切削圓柱上的槽，能夠按照圓柱表面的展開圖進行編程?？芍苯又付ㄖT如直線的傾角、倒角值、轉(zhuǎn)角半徑值等尺寸，這些尺寸在零件圖上指定，這樣能簡化部件加工程序的編程?？蓪z杠螺距誤差等機械系統(tǒng)中的誤差進行補償，補償數(shù)據(jù)以參數(shù)的形式存儲在CNC的存儲器中。CNC內(nèi)裝PMC編程功能，PMC對機床和外部設(shè)備進行程序控制。機床隨機存儲模塊可在CNC上直接改變PMC程序和宏執(zhí)行器程序。由于使用的是閃存芯片，故無需專用的RAM寫入器或PMC的調(diào)試RAM。

國內(nèi)中高端用戶大多采用的即是SEIMENS、FANIC等這些國際知名公司的數(shù)控系統(tǒng)，尤其是在制造業(yè)這樣的生產(chǎn)線上，這些品牌的數(shù)控系統(tǒng)占據(jù)著中高端的主流市場，主流數(shù)控系統(tǒng)以SEIMENS 840D和820D數(shù)控系統(tǒng)為代表，我所在的公司于2006年全面啟動新廠搬遷建設(shè)，一期、二期購置了多臺當今主流數(shù)控系統(tǒng)的進口數(shù)控設(shè)備，設(shè)備非常先進，目前共有數(shù)控機床幾十臺，其中有大約1/3的數(shù)控機床是歐洲一些國家的廠商生產(chǎn)的，所配備的數(shù)控系統(tǒng)大部分是當今主流的SEIMENS 840D系統(tǒng)，占整個車間數(shù)控系統(tǒng)的70%以上，還有部分是FANIC數(shù)控系統(tǒng)，從2008年投產(chǎn)使用到現(xiàn)在，單從數(shù)控系統(tǒng)來看，我認為：SEIMENS 840D系統(tǒng)技術(shù)先進、功能較強、程序比較完善；發(fā)那科數(shù)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性發(fā)揮得特別好，而且NC程序也比較容易理解。SEIMENS 840D數(shù)控系統(tǒng)顯著的技術(shù)優(yōu)勢在于計算機化，驅(qū)動的模塊化，控制與驅(qū)動接口的數(shù)字化，這也代表著當今數(shù)控技術(shù)的發(fā)展方向。它的硬件結(jié)構(gòu)更加簡單、緊湊、模塊化；軟件內(nèi)容更加豐富，功能更強大。SEIMENS 840D可用于完成CNC連續(xù)軌跡控制以及內(nèi)部集成式PLC控制，其典型特征是德國NILES公司的N40、N50車銑復(fù)合加工中心，其數(shù)控系統(tǒng)具有大量的控制功能，如鉆削、車削、銑削、磨削以及特殊控制，這些功能在使用中不會有任何相互影響。

當然，相對來說，西門子數(shù)控系統(tǒng)價格較高，在我廠的實際生產(chǎn)運行中穩(wěn)定性不夠好，特別是系統(tǒng)報警故障、電源模塊和伺服驅(qū)動模塊容易燒壞等出現(xiàn)的故障，對我們的生產(chǎn)尤其是維修工作影響較大，有時要花費大量費用用于請外國專家修理和更換部件，費用比較工時比較大。一年少則一次多則大約會發(fā)生多次此類情況。能盡量將所有技術(shù)資料進行漢化，這樣更有利于其技術(shù)和產(chǎn)品的推廣。

在這幾年的大批量生產(chǎn)工作中，數(shù)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性發(fā)揮得特別好是日本的FANIC系統(tǒng)的數(shù)控設(shè)備，而且其使用的年數(shù)比這些新購置的設(shè)備早，NC程序也比較容易理解，價格也較便宜。FANIC數(shù)控系統(tǒng)的特點是性能穩(wěn)定，操作界面友好，系統(tǒng)在設(shè)計中大量采用模塊化結(jié)構(gòu)，各個控制板高度集成，使可靠性有很大提高，而且便于維修、更換。其數(shù)控系統(tǒng)具有很強的抵抗惡劣環(huán)境影響的能力，其工作環(huán)境可以在較為寬泛的環(huán)境中使用，對于電壓、溫度等外界條件的要求不是特別高，對自身的系統(tǒng)采用了比較好的保護電路，因此可以說適應(yīng)性很強，很潑辣。

在實際生產(chǎn)中，生產(chǎn)單位工作現(xiàn)場的數(shù)控機床、數(shù)控系統(tǒng)的維修和調(diào)整問題還是比較頻繁的，這些問題帶來的維修費用和停產(chǎn)損失一直是生產(chǎn)單位十分頭痛和無法承受的損失，生產(chǎn)單位也迫切希望供應(yīng)商、商能積極地幫助解決這些問題，特別是加強技術(shù)和應(yīng)用方面的培訓(xùn)，包括操作、編程、調(diào)整和維修等。另外，用戶對備件儲備、快速響應(yīng)服務(wù)等也提出了一些期望。相信數(shù)控系統(tǒng)將來也會進一步降低成本價格，提高集成性、可靠性和操作的舒適性，體積更加密集型、系統(tǒng)柔性和開放性及拓寬功能會更加全面，最終將大大提高數(shù)控機床生產(chǎn)能力的效率。

【參考文獻】

[1]李佳特.NC技術(shù)的回顧與展望[J].設(shè)備管理與維修，2006（1）.

第7篇：數(shù)控機床插補原理范文

【關(guān)鍵詞】數(shù)控技術(shù)數(shù)控機床教學(xué)方法

一、提高教師隊伍的責任心

指導(dǎo)教師都應(yīng)該帶有一種很強的責任感，盡職盡責地指導(dǎo)學(xué)生參加實習，而且要自始至終地，容不得半點松懈。同時，教師的所作所為、敬業(yè)精神也會影響到學(xué)生的實習態(tài)度，以至于直接影響到學(xué)生的學(xué)習效果。例如在學(xué)生操作機床時，教師要做到不離現(xiàn)場，而且還要來回反復(fù)巡看學(xué)生的操作過程，發(fā)現(xiàn)問題要及時指出并進行講解更正。

二、加強實踐環(huán)節(jié)

數(shù)控技術(shù)是現(xiàn)代先進制造技術(shù)的主要組成部分，實踐性強，因此，在教學(xué)中結(jié)合專業(yè)特點采用的是理論和實踐緊密結(jié)合的方法，以典型的數(shù)控設(shè)備―――數(shù)控機床為主，圍繞數(shù)控加工的過程控制開展教學(xué)與實踐。

2.1理論教學(xué)的實踐性

在理論教學(xué)中，介紹數(shù)控機床的基本概念、原理、計算和設(shè)計方法，著重闡述計算機數(shù)控系統(tǒng)的硬件和軟件結(jié)構(gòu)、進給伺服系統(tǒng)、檢測裝置、數(shù)控加工程序的手工編制和計算機輔助數(shù)控加工編程等內(nèi)容。以數(shù)控機床為主線，根據(jù)加工過程中數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部信息流處理過程展開闡述、由淺入深、循序漸進，理論密切聯(lián)系實際，并注重機電結(jié)合和系統(tǒng)理念，反映當今世界機床數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展前沿。對數(shù)控技術(shù)的幾個重要內(nèi)容、核心技術(shù)和最新技術(shù)成果作較為系統(tǒng)、深入的敘述。例如，在講解手工編程和自動編程的教學(xué)內(nèi)容中，著重強調(diào)以下幾個方面：（1）引出編制程序的基本功能指令，它是數(shù)控機床自動加工工件的基礎(chǔ)。首先，講授數(shù)控機床的五大功能指令的作用；其次，介紹每個指令的含義，要求學(xué)生能牢記并能正確理解和應(yīng)用。只有掌握了這些指令的區(qū)別與聯(lián)系，才能選用符合加工要求的指令。例如，在加工中途工件尺寸的檢驗或排屑，合適的指令只能是MOO和M01。（2）介紹編制加工程序的格式。目前，常用的數(shù)控系統(tǒng)有FANUC系統(tǒng)和SIEMENS系統(tǒng)，這兩種數(shù)控系統(tǒng)程序的格式框架基本相同，但也有一些區(qū)別。針對我校的實際數(shù)控系統(tǒng)，要求學(xué)生熟練掌握FANUC系統(tǒng)和SIEMENS系統(tǒng)的程序格式。（3）通過大量編制程序的練習，達到熟悉編程的方法和步驟，提高程序編制的準確率。當然，對于其他的理論教學(xué)內(nèi)容，比如插補原理、刀補原理、速度控制原理等，盡可能的注意理論教學(xué)的實踐性。在進行了理論課程的學(xué)習后，如果直接通過實際操作來驗證程序的實用性，在學(xué)生沒有實踐經(jīng)驗的前提下，應(yīng)該說是非常危險的。因為，雖然在實習老師的指導(dǎo)下操作機床，但因缺乏經(jīng)驗，熟練程度欠佳，可能會有不正確的操作，造成刀具和機床損壞。因此，在實習環(huán)節(jié)之前增加數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的學(xué)習和練習對更好的掌握這門技術(shù)非常必要的。

2.2實際操作訓(xùn)

練有了前兩個環(huán)節(jié)，使學(xué)生較好的掌握了編程方法，通過仿真驗證了程序的準確性，接下來的實踐環(huán)節(jié)，就是讓學(xué)生在實習教師的指導(dǎo)下動手加工零件。

（1）手工編程及加工。選擇合適的零件，根據(jù)被加工零件的圖紙、技術(shù)要求及其工藝要求等切削加工必要的信息，確定適合數(shù)控加工的內(nèi)容，進行數(shù)控加工工藝性分析并做出相應(yīng)的工藝處理和數(shù)學(xué)處理，按照數(shù)控系統(tǒng)所規(guī)定的指令和格式編制加工程序。提醒學(xué)生注意數(shù)控加工工序與普通工序的銜接?？紤]到加工安全，要求學(xué)生采用仿真系統(tǒng)校驗程序的正確性，指導(dǎo)教師還要核查工藝的可靠性，才允許學(xué)生在老師的指導(dǎo)下進行實物加工。先采用走空刀的方法，檢驗刀具路徑是否有錯誤，是否碰撞零件、夾具或機床等；通過程序檢驗，然后采用蠟?zāi)樵牧?，開機試切；通過對蠟?zāi)Ａ慵缀纬叽绲臋z驗，決定學(xué)生是否可以采用鋁合金來代替石蠟進行正式加工；最后通過鋼件的切削加工，使學(xué)生對材料的切削加工性能、合理的刀具和切削用量對加工質(zhì)量的影響有更深的認識。（2）自動編程及加工。針對已采用手工編程加工的零件，讓學(xué)生使用計算機為輔助工具，在學(xué)習CAD/CAM課程的基礎(chǔ)上，采用CAD/CAM軟件進行計算機輔助數(shù)控編程及加工，并與手工編程及加工相比較，使學(xué)生認識手工編程是基礎(chǔ)，圖形交互式自動編程是復(fù)雜零件數(shù)控編程的發(fā)展必然趨勢，也是現(xiàn)在復(fù)雜零件普遍使用的數(shù)控編程方法。突出其編程速度快、直觀性好、使用方便和便于檢查等優(yōu)點。

第8篇：數(shù)控機床插補原理范文

【關(guān)鍵詞】數(shù)控車削；數(shù)控系統(tǒng)；編程指令；分析；運動軌跡

數(shù)控機床以其優(yōu)越性逐步取代普通機床，專用機床，運用在工業(yè)加工領(lǐng)域中。數(shù)控系統(tǒng)是由譯碼、刀補、插補、界面等相對獨立的任務(wù)所組成的實時多任務(wù)系統(tǒng)。它把編程人員輸入的數(shù)控程序，轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)控機床的運動。運動軌跡完全取決于輸入的程序。程序是由程序號、程序內(nèi)容和程序結(jié)束三部分組成。作為主體的程序內(nèi)容是編程人員根據(jù)各個零件的外形差異，用數(shù)控指令編寫。每個指令都有著自己的運動軌跡。

一、數(shù)控車削編程中，指令的使用（華中系統(tǒng)）

（一）G00和G01的區(qū)別，如何正確使用

G00是快速點定位指令。功能是使刀具以點位控制方式，從刀具當前所在點以各軸設(shè)定的最高允許速度（乘以進給修調(diào)倍率）快速移動到定位目標點。

G01是直線插補指令。功能是作直線輪廓的切削加工運動。有時也作很短距離的空行程運動。

這兩個指令都可以使刀具從當前所在點移到定位目標點。所以，在實際運用中，容易將它們混淆使用。為了正確的運用G00和G01，就要找出它們的不同之處，加以區(qū)分。

首先，G00指令的格式中不帶F參數(shù)。它的快移速度由機床參數(shù)“快移進給速度”對各軸分別設(shè)定。故在執(zhí)行G00指令時，由于各個軸以各自速度移動，根據(jù)實際情況的不同，各軸到達終點的先后次序也會有所不同，因而聯(lián)動直線軸的合成軌跡有時是直線，有時是折線。為此，運行G00指令時，要先搞清楚刀具運動軌跡，避免刀具與工件或夾具發(fā)生碰撞。G01指令格式中帶F參數(shù)，刀具以聯(lián)動的方式，按F規(guī)定的合成進給速度，運行到達終點。它的聯(lián)動直線軸的合成軌跡始終為直線。

其次，使用的場合不同。G00適用場合一般為加工前的快速定位或加工后的快速退刀。正確運行過程中，始終不與工件接觸。G01一般作為直線輪廓的切削加工運動。有時也作很短距離的空行程運動，以防止G00指令在短距離高速度運動時可能出現(xiàn)的慣性過沖現(xiàn)象。

（二）G02和G03方向的判斷

G02，G03分別為順時針圓弧插補和逆時針圓弧插補。判斷圓弧是用G02加工還是G03加工的方法是：站在垂直于圓弧所在平面（插補平面）的坐標軸的正方向進行觀察判斷。如圖1所示。

圖1：圓弧插補G02/G03方向的規(guī)定

數(shù)控車床加工回轉(zhuǎn)體零件，只需標出X軸和Z軸。故它的插補平面為XOZ平面。我們根據(jù)右手笛卡兒坐標系原理，可以表示出Y坐標軸。Y軸的方向為垂直于X軸和Z軸，箭頭指向朝里。根據(jù)判斷方法可以得出：圖1中的（a）圓弧起點到圓弧終點是順時針方向，用G02加工；圖1中的（b）圓弧起點到圓弧終點是逆時針方向，用G03加工。

（三）粗車復(fù)合循環(huán)G71指令運動軌跡的確定

G71是粗車復(fù)合循環(huán)指令。它的指令格式為：G71U(d)R(e)P(ns)Q(nf)X(u)Z(w)F(f)T(T)S(s)這個指令參數(shù)教多，分別表示：d—切削深度、e—退刀量、ns—精加工路線的第一個程序段順序號、nf—精加工路線的最后一個程序段順序號、u/2—Z軸方向保留的精加工余量、w—X軸方向保留的精加工余量。

在執(zhí)行含有G71指令的程序段時，刀具粗加工的運動軌跡取決于程序段N（ns）～N（nf）給定的精加工軌跡和刀具執(zhí)行G71指令前的所在位置（循環(huán)起點）。

如圖2所示，

圖2：內(nèi)/外徑粗車復(fù)合循環(huán)

A為循環(huán)起點，AA′B′B為精加工編程軌跡。在進行G71粗加工前，為了保證X軸和Z軸方向的精加工余量，系統(tǒng)將循環(huán)起點A的坐標值分別在X軸和Z軸方向加上對應(yīng)的精加工余量求得C點。把刀具先由A點位移到C點，再進行粗加工復(fù)合循環(huán)。粗加工路線和加工次數(shù)由系統(tǒng)根據(jù)指定的精加工路線和粗加工的切削深度、退刀量，自動計算得出。由此可見，在執(zhí)行G71指令時，系統(tǒng)早已將精加工程序段進行掃描，譯碼并確定其輪廓。要注意的地方就是，在編寫精加工程序時，刀具從AA′之間的程序段在Z軸方向不能產(chǎn)生位移。并且循環(huán)起點A必須是工件外一點。

二、結(jié)語

數(shù)控技術(shù)的高速發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)的不斷改良，許多指令有了更完善的功用。了解每個指令的功用和運動軌跡，運用起來才能得心應(yīng)手。程序編寫更為簡化方便。

參考文獻

第9篇：數(shù)控機床插補原理范文

關(guān)鍵詞 數(shù)控車削 正弦曲線 CAXA 編輯程序 電腦編程

一、前言

在機械加工中，經(jīng)常遇到螺紋的加工，一些特殊螺紋如正弦曲線螺紋采用普通設(shè)備加工方法，則會受到刀具角度和進刀方式的影響，加工難度較大；普通機床加工是非常難控制其尺寸精度的，可以通過電腦編程與手工編程相結(jié)合，使用數(shù)控車削的方法就能夠正確的加工出來，而且采用數(shù)控機床加工則較為容易。

二、實例分析與加工原理

在加工柱塞泵零件需要加工正弦曲線螺紋，其牙型表面要求光滑圓潤，牙型是正弦曲線形狀，導(dǎo)程為一個周期，如圖 1所示?，F(xiàn)采用數(shù)控機床進行加工，但數(shù)控系統(tǒng)一般只提供直線及圓弧插補指令，而用直線及圓弧插補編輯正弦曲線的加工程序則需要采用線段逼近法，也就是把正弦曲線分成一段段小線段進行編程，這種方法手工計算復(fù)雜，易出錯，無法滿足加工效率的要求，雖然數(shù)控系統(tǒng)具有宏程序指令編程功能，但是對于初學(xué)者和基礎(chǔ)較差的編程人員是難以直接接受的。再者，一般編程人員在使用宏程序編程時，根本無法避免刀具刀尖圓弧對加工過程所產(chǎn)生的刀尖半徑誤差進行補償，做出的形狀無法達到產(chǎn)品所需要的精度要求。為了消除刀尖半徑對加工所形成的誤差，可以通過使用CAXA數(shù)控車軟件對圓弧螺紋車削截面做出精加工點狀程序，避免人工計算節(jié)點出現(xiàn)錯誤，再使用手工編程，對點狀程序進行手工優(yōu)化，然后添加螺紋加工程序，從而避免了因刀尖半徑誤差造成產(chǎn)品的報廢。因此，本實例將使用手工編程及電腦編程結(jié)合使用編制圓弧螺紋加工程序，簡單易學(xué)。圖2為加工切削示意圖，將曲線分為若干段，每定位一個節(jié)點，刀具往左切削一次形成螺旋線，直至從第一個節(jié)點加工至最后一個節(jié)點。每個節(jié)點連接起來形成曲線形狀，節(jié)點與節(jié)點距離越近曲線精度越光順，螺紋表面越光滑。

三、程序編制步驟

（1）使用CAXA數(shù)控車軟件繪制一倍的螺紋導(dǎo)程截面，并生成精加工軌跡路線，如圖3所示。然后通過加工軌跡生成精加工點軌跡程序，如圖4所示。

（2）通過手工編程方式，將生成的精加工點軌跡程序運用到螺紋程序當中，如圖5所示。

四、結(jié)束語

以上措施有效地解決了加工特殊曲面螺紋等問題，減輕了操作者的勞動強度，提高了加工效率并保證加工后零件的質(zhì)量。在工作中，要善于思考，善于分析，充分利用所掌握的各項知識，理論聯(lián)系實際，在大量的實際運用中，不斷總結(jié)，以提高自己的理論和實踐水平。

參考文獻：

[1]許祥泰，劉艷芬.數(shù)控加工編程實用技術(shù)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2001.

[2]時建.數(shù)控車工技師技能訓(xùn)練[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2007.