數(shù)控系統(tǒng)在平面磨床中如何應(yīng)用

1、數(shù)控系統(tǒng)在平面磨床中如何應(yīng)用？答：數(shù)值模擬技術(shù)在大型鍛件生產(chǎn)中的應(yīng)用秦川機(jī)床二廠為用戶“量身定制”產(chǎn)品三相交流電動機(jī)正反轉(zhuǎn)固態(tài)繼電器在高速走絲電火花線切重型臥式車床及軋輥車床數(shù)控化改造設(shè)計(jì)塑料導(dǎo)軌應(yīng)用技術(shù)長治鉅星鍛壓公司兩項(xiàng)新品問世軸類零件1的數(shù)控車床加工基于Matlab的數(shù)控加工代碼仿真檢驗(yàn)Cimatron E軟件在模具制造中的應(yīng)用利用成像技術(shù)進(jìn)行測量光電式坐標(biāo)傳感器的設(shè)計(jì)超硬刀具電火花刃磨技術(shù)的研究面向?qū)ο蟮臋C(jī)床主傳動CAD軟件的設(shè)計(jì)焊接安全操作軸承工業(yè)對數(shù)控設(shè)備的要求機(jī)床改造大有可為鑄造業(yè)何以出現(xiàn)人才斷檔之憂工控軟件安全性的設(shè)計(jì)問題探討機(jī)床主軸動平衡的方法以及應(yīng)用范圍PLC下載網(wǎng)址匯總應(yīng)

2、用平面及其數(shù)控功能控制數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)公司系統(tǒng)引言現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)批量零件生產(chǎn)產(chǎn)品數(shù)量比例越來越零件復(fù)雜性精度要求迅速提高傳統(tǒng)普通機(jī)床已經(jīng)越來越難以適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)要求數(shù)控機(jī)床具有高精度高效率多用完成復(fù)雜加工特點(diǎn)特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)迅猛發(fā)展廣泛應(yīng)用于數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控裝置主要功能幾乎軟件實(shí)現(xiàn)硬件幾乎.一、引言 現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，中、小批量零件的生產(chǎn)占產(chǎn)品數(shù)量的比例越來越高，零件的復(fù)雜性和精度要求迅速提高，傳統(tǒng)的普通機(jī)床已經(jīng)越來越難以適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)的要求，而數(shù)控機(jī)床具有高精度、高效率、一機(jī)多用，可以完成復(fù)雜型面加工的特點(diǎn)，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展并廣泛應(yīng)用于數(shù)控系統(tǒng)中，數(shù)控裝置的主要功能幾乎全由軟件來實(shí)現(xiàn)，硬件幾乎

3、能通用，從而使其更具加工柔性，功能更加強(qiáng)大。 制造業(yè)的竟?fàn)幰褟脑缙诮档蛣趧恿Τ杀?、產(chǎn)品成本，提高企業(yè)整體效率和質(zhì)量的竟?fàn)?，發(fā)展到全面滿足顧客要求、積極開發(fā)新產(chǎn)品的竟?fàn)?，將面臨知識技術(shù)產(chǎn)品的更新周期越來越短，產(chǎn)品批量越來越小，而對質(zhì)量、性能的要求更高，同時社會對環(huán)境保護(hù)、綠色制造的意識不斷加強(qiáng)。因此敏捷先進(jìn)的制造技術(shù)將成為企業(yè)贏得竟?fàn)幒蜕妗l(fā)展的主要手段。計(jì)算機(jī)信息技術(shù)和制造自動化技術(shù)的結(jié)合越來越緊密，作為自動化柔性生產(chǎn)重要基礎(chǔ)的數(shù)控機(jī)床在生產(chǎn)機(jī)床中所占比例將越來越多。 二、數(shù)控平磨現(xiàn)狀及主要數(shù)控系統(tǒng) 平面磨床相對于車床、銑床等采用數(shù)控系統(tǒng)較晚，因?yàn)樗鼘?shù)控系統(tǒng)的特殊要求。近十幾年來，借助CN

4、C技術(shù)，磨床上砂輪的連續(xù)修整，自動補(bǔ)償，自動交換砂輪，多工作臺，自動傳送和裝夾工件等操作功能得以實(shí)現(xiàn)，數(shù)控技術(shù)在平面磨床上逐步普及。在近年漢諾威、東京、芝加哥、及國內(nèi)等大型機(jī)床展覽會上，CNC磨床在整個磨床展品中已占大多數(shù)，如德國 BLOHM公司，ELB公司等著名磨床制造廠已經(jīng)不再生產(chǎn)普通磨床，日本的岡本、日興等公司也成批生產(chǎn)全功能CNC平磨，在開發(fā)高檔數(shù)控平磨的同時，積極發(fā)展中、低檔數(shù)控平磨。 前幾年德國ELB公司生產(chǎn)的BRILLIANT系列二坐標(biāo)CNC成型磨床，其垂直和橫向?yàn)閿?shù)控軸，縱向?yàn)橐簤嚎刂?，砂輪修整采用安裝在工作臺上的金剛石滾輪，適用范圍較廣；SUPER-BRILLIANT系列是三

5、坐標(biāo)CNC平面和成型磨床，床身用天然花崗巖制成，幾何精度極高，導(dǎo)軌用直線滾動導(dǎo)軌，機(jī)械驅(qū)動無反沖，從而保證工件有較好的表面光潔度；BRILLIANT-FUTURE為以上二個系列的改進(jìn)產(chǎn)品，床身用人造花崗巖制作，縱向用靜壓導(dǎo)軌，齒形帶傳動，垂直和橫向?qū)к墳轭A(yù)加荷直線滾動導(dǎo)軌，滾珠絲杠傳動，三軸CNC控制AC伺服電機(jī)，0.5m的測量分辯率。同時ELB 公司開發(fā)了具有當(dāng)代最新技術(shù)的磨床產(chǎn)品，即以機(jī)電一體化和計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的CAM-MASTER系列柔性磨加工單元，CAD-MASTER系列和COMPACT-MASTER系列磨削加工中心，控制軸最多可達(dá)到24軸，另外由于全面推行模塊化設(shè)計(jì)，使專用磨床制造

6、周期縮短，ELB公司還開發(fā)了多種高效專用磨床，如SFVG100/2專用磨床，具有可傾斜磨頭，連續(xù)修整，緩進(jìn)給，斜切入磨削功能，用十一根CNC控制軸，如同一臺磨加工中心。英國JONES%26amp;SHIPMAN公司與美國A-B公司開發(fā)了A-B8600數(shù)控系統(tǒng)用于FORMAT5型數(shù)控平磨，由CNC控制液壓閥，驅(qū)動縱向可調(diào)速運(yùn)動，橫向與磨頭進(jìn)給用滾珠絲杠副，直流伺服電機(jī)驅(qū)動，間斷式砂輪修整，CRT圖形模擬顯示。同時還可以配用其他型號的數(shù)控系統(tǒng)，以滿足不同用戶的要求。 目前，隨半導(dǎo)體集成度的不斷提高，新推出的系統(tǒng)在外型上越來越小，結(jié)構(gòu)上越來越緊湊，功能上增加了遠(yuǎn)程通訊，遠(yuǎn)程診斷，多機(jī)聯(lián)網(wǎng)等等；操作界

7、面向WINDOWS系統(tǒng)*近，增加鼠標(biāo)，搖控器等操作件。FANUC公司今年主要推出18I、16I、20I、21I系統(tǒng)，SIEMENS是840D、810D、802D均為結(jié)構(gòu)緊湊型系統(tǒng)。還有一些廠商如：臺灣精密機(jī)械研究發(fā)展中心開發(fā)的PA8000NT系列CNC控制器，就使用了WINDOWS NC操作系統(tǒng)，和NT即時多工處理核心，單節(jié)程序處理速度達(dá)2000塊/秒，單節(jié)預(yù)讀處理數(shù)可達(dá)1000塊，具有AART(預(yù)適應(yīng)調(diào)節(jié)技術(shù))及參數(shù)最佳化學(xué)習(xí)功能，可使跟隨誤差趨近于零，軟件加工路徑濾波器可降低切削過程中，因加速度變化過大所產(chǎn)生的機(jī)械共振，從而改善表面粗糙度；配用伺服靈活，具備+、-10V類比伺服界面，同時提

8、供國際標(biāo)準(zhǔn)的SERCOS數(shù)字伺服通訊界面；PLC程序設(shè)計(jì)有梯形圖、結(jié)構(gòu)語句、功能塊、指令碼、流程圖等五種語法，便于設(shè)計(jì)、溝通和維護(hù)；具有計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程通訊，即時遠(yuǎn)程維護(hù)功能；控制軸和主軸最多可擴(kuò)展到64軸，I/O點(diǎn)可擴(kuò)展到792/528點(diǎn)，采用奔騰處理器，高速PLC處理速度達(dá)到25K。 世界上除有名的SIEMENS、FANUC等數(shù)控系統(tǒng)專業(yè)廠已經(jīng)開發(fā)生產(chǎn)了許多適用于平面或成型磨削的系統(tǒng)外，一些平磨生產(chǎn)廠本身也積極開發(fā)了適用于其磨床的數(shù)控系統(tǒng)。主要有： 美國ALLEY-BRANDLY公司生產(chǎn)的8400CNC、8600CNC數(shù)控系列，適用于車床、銑床和磨床，其8400CNC最多可控制6根伺服軸，任2軸

9、可進(jìn)行圓弧插補(bǔ)，任3軸可進(jìn)行螺旋線插補(bǔ)，6軸直線插補(bǔ)。8600CNC系列最多能控制17個坐標(biāo)，包括8個參與插補(bǔ)軸，8個位控制軸及1個主軸，具有圖形顯示，擴(kuò)展分支程序，顯示加工時間，高速程序校驗(yàn)，刀具壽命監(jiān)測等功能。 日本FANUC公司開發(fā)了OG高速高性能數(shù)控系統(tǒng)，其中O-GSG適用于平面磨床，可根據(jù)磨削零件不同形狀，有四種不同的磨削方法，具有砂輪軸角度傾斜控制功能，荒磨、粗磨、精磨、無火花磨削一整套磨削循環(huán)，砂輪滾壓修整后位置補(bǔ)償功能，修整器相對于被修整輪法線方向控制功能，修整滾輪外緣圓弧半徑補(bǔ)償功能，砂輪形狀圖形顯示功能及磨削參數(shù)顯示等，系統(tǒng)最小設(shè)定單位0.1m，屬“緊湊”型數(shù)控系統(tǒng)，價格較

10、低。 另外還有如德國ELB公司與大學(xué)聯(lián)合研制的UNICON系統(tǒng)。日本大隈鐵工所OSP5000G-G，OSP30-NF等自行開發(fā)的平面和成型磨削數(shù)控系統(tǒng)，其OSP5000G-G最多可控制9個坐標(biāo)，其中6個坐標(biāo)可聯(lián)動，帶12英寸彩顯，人機(jī)對話編程，自動確定切削系數(shù)，可采用軟盤輸入，納入FMS系統(tǒng)，最小脈沖當(dāng)量、移動當(dāng)量和檢測當(dāng)量均為0.1m，平磨上還采用了感應(yīng)同步器全閉環(huán)方式。 還有的平磨制造廠雖采用數(shù)控主機(jī)廠的系統(tǒng)，但自行開發(fā)軟件，使用之更適合平面和成型磨削，如德國JUNG公司以西門子SINUMERIK 810為基礎(chǔ)，采用該公司專用軟件，用JUNG KONTUR編程語言對砂輪進(jìn)行成型修整，并有圖

11、形輔助操作功能。日本岡本公司在FANUC公司數(shù)控系統(tǒng)硬件上，開發(fā)了OPL語言用于磨削加工，等等。 當(dāng)今直線電機(jī)、動平衡等技術(shù)、工藝的日益發(fā)展應(yīng)有，又大大提高了機(jī)床的工效，適宜的測量技術(shù)應(yīng)用對數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)利用，增強(qiáng)機(jī)床的電氣自動控制功能如虎添翼。 三、國內(nèi)數(shù)控平磨的發(fā)展 我國從80年代開始生產(chǎn)數(shù)控平面磨床，各開發(fā)廠家分別走過了自行研制，與大學(xué)及科研單位合作開發(fā)至直接引進(jìn)成熟數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展道路。例如：杭州機(jī)床廠是一家具有五十年歷史，專業(yè)生產(chǎn)平面磨床的制造廠，它從80年代中期開始生產(chǎn)數(shù)控平磨，先后開發(fā)生產(chǎn)了MGK7132臥軸矩臺高精度平磨，MK7130系列普通數(shù)控平磨，MLK7140數(shù)控緩進(jìn)給成型

12、磨，MGK7120、MK7163、MK7150臥軸矩臺數(shù)控平磨，MKY7760立軸數(shù)控雙端面磨，MKY7660、MKY7650/101臥軸數(shù)控雙端面磨，以及 HZ-K1610，HZ-K2010，HZ-050 CNC，HZ-KD2010、HZ-K3015、HZ-K3020、HZ-K4020等專用數(shù)控龍門式平面與導(dǎo)軌磨床。數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用，有與大專院校及科研單位合作研制的單板機(jī)系統(tǒng)，也有自行開發(fā)的以單片機(jī)為主機(jī)的簡易控制系統(tǒng)，及采用數(shù)控主機(jī)廠生產(chǎn)的成熟數(shù)控系統(tǒng)等。 其生產(chǎn)的MGK7120高精度平磨，采用了日本FANUC公司的POWER MATE-D雙軸數(shù)控系統(tǒng)，控制磨頭進(jìn)給，最小進(jìn)給量0.1m，

13、具有自動完成磨削循環(huán)功能。 MKY7650/101 全自動數(shù)控雙端面磨床是與意大利 VIOTTO 公司技術(shù)合作產(chǎn)品，采用西門子SIMATIC S5-115U可編程控制器控制，CRT顯示，機(jī)床的左、右磨頭由二軸直流伺服電機(jī)驅(qū)動，機(jī)床能進(jìn)行手動調(diào)整和自動磨削循環(huán)選擇。配有意大利馬爾波斯E9型測量系統(tǒng)，二個測量頭，一個測量砂輪，將砂輪磨損量反饋給控制系統(tǒng)，進(jìn)行砂輪補(bǔ)償；另一個測量頭測量磨削后的工件，并將測量結(jié)果輸入控制系統(tǒng)，由伺服電機(jī)進(jìn)行補(bǔ)償進(jìn)給；左、右磨頭用VIOTTO光柵作位置測量控制，實(shí)現(xiàn)了整機(jī)從工件上料到磨削完畢的全閉環(huán)和全自動加工。 HZ-050CNC數(shù)控直線滾動導(dǎo)軌專用磨床，是為上海市科

14、技結(jié)合生產(chǎn)重點(diǎn)工業(yè)項(xiàng)目第三次科技攻關(guān)項(xiàng)目而開發(fā)的專用磨床。既具有平面磨削功能又有成型磨削功能，它采用了美國A-B公司生產(chǎn)的8400MP數(shù)控系統(tǒng)，機(jī)床有7根數(shù)控軸，X、Y、Z三根磨頭進(jìn)給軸和U、V、W三根砂輪修整軸由系統(tǒng)直接控制，另一軸Q為臥式砂輪橫向進(jìn)給(磨削平面用)通過SLC可編程控制器加IMC定位模塊，由系統(tǒng)I/O口輸入8400MP主機(jī)，控制其位置，具有在磨削中連續(xù)修整砂輪或間隙式砂輪修整補(bǔ)償進(jìn)給等自動加工能力。 HZ-KD2010六軸數(shù)控龍門式雙磨頭平面磨床，采用FANUC-0MC數(shù)控系統(tǒng)，用四根CNC軸分別控制兩個磨頭的橫向和垂直進(jìn)給，用一根PMC軸控制周邊磨頭的砂輪修整器金剛筆進(jìn)給，

15、另一根PMC軸控制萬能磨頭的分度旋轉(zhuǎn)。充分利用了系統(tǒng)性能，降低生產(chǎn)成本，提高了機(jī)床的性價比。 四、杭州機(jī)床廠數(shù)控磨床的發(fā)展展望 杭州機(jī)床廠數(shù)控磨床發(fā)展到現(xiàn)在，已經(jīng)具有了相當(dāng)?shù)膶?shí)力，作為主機(jī)生產(chǎn)廠，杭州機(jī)床廠的數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)有開發(fā)，已經(jīng)走過了從完全依賴系統(tǒng)供應(yīng)商到自己初步具有一般開發(fā)能力的過程，但數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用尚在提高機(jī)械傳動鏈性能、替代機(jī)械手輪、簡單加工循環(huán)階段，與先進(jìn)水平相比，還有著許多差距，在機(jī)床的精度、自動化功能、加工效率、可*性等方面都有許多需要提高、突破的問題，有待解決。我認(rèn)為應(yīng)該對廠目前生產(chǎn)的各類產(chǎn)品的各種結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品的使用工藝加以總結(jié)，分析其長短得失，產(chǎn)品究競要實(shí)現(xiàn)怎樣的自動功能，如何

16、逐步發(fā)展有個規(guī)劃，以利學(xué)習(xí)和工作；重視數(shù)控軟件的開發(fā)，有條件引進(jìn)技術(shù)或外派學(xué)習(xí)，跟上發(fā)展潮流，硬件上結(jié)合市場需要，在產(chǎn)品制造中將新技術(shù)、新功能逐項(xiàng)實(shí)踐應(yīng)用，以縮小與世界先進(jìn)水平的差距。 隨著數(shù)控系統(tǒng)性能與可*性的提高，價格更趨合理，使數(shù)控磨床與普通磨床的比價為廣大用戶所接受，同時隨著先進(jìn)制造與自動化技術(shù)在生產(chǎn)中的要求提高，數(shù)控磨床的使用也將越來越廣泛。數(shù)控平磨及其它磨床將向加工柔性更好的高檔磨加工中心和更加高效的專用數(shù)控磨床方向發(fā)展。我們相信伴隨著計(jì)算機(jī)、信息技術(shù)革命的深入，數(shù)控磨床在其智能化、系統(tǒng)信息控制等方面，將會有很大的進(jìn)步。如何緊跟歷史前進(jìn)的步伐，找到適合于我們自己特點(diǎn)的發(fā)展道路，尋找

17、技術(shù)進(jìn)步的突破點(diǎn)，是我們工作的重點(diǎn)，因?yàn)檫@是關(guān)系到企業(yè)未來發(fā)展及生存的關(guān)鍵問題。93常用的數(shù)控設(shè)備故障檢測方法有哪些？答：現(xiàn)在數(shù)控設(shè)備使用越來越廣泛，隨之而來的是如何保證設(shè)備的有效利用率，設(shè)備出現(xiàn)故障時，要盡快將設(shè)備恢復(fù)正常使用。為了解決這個問題，首先要求維修人員應(yīng)該有很高的素質(zhì)，不但要求具有豐富的專業(yè)知識，如機(jī)電一體化技術(shù)、計(jì)算機(jī)原理、數(shù)控技術(shù)、PLC技術(shù)、自控技術(shù)、拖動原理、液壓技術(shù)等，還要掌握機(jī)械加工常識和數(shù)控裝置的簡單編程，另外還要具有一定的英語水平，能夠閱讀英文技術(shù)資料。要有足夠的資料，包括機(jī)、電、液圖紙，機(jī)床參數(shù)備份，系統(tǒng)使用維修手冊，PLC梯形圖等。還要有一定量的備件。另外需要維

18、修人員具有一定的經(jīng)驗(yàn)，掌握一定的維修方法。筆者從事數(shù)控設(shè)備維修多年，積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)一套維修數(shù)控設(shè)備的方法，現(xiàn)介紹如下以供參考。要搞清故障現(xiàn)象 當(dāng)數(shù)控設(shè)備出現(xiàn)故障時，首先要搞清故障現(xiàn)象，向操作人員了解第一次出現(xiàn)故障時的情況，在可能的情況下觀察故障發(fā)生的過程，觀察故障是在什么情況下發(fā)生的，怎么發(fā)生的，引起怎樣的后果。只有了解到第一手情況，才有利于故障的排除，把故障過程搞清了，問題就解決一半了。搞清了故障現(xiàn)象，然后根據(jù)機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)的工作原理，就可以很快地確診問題所在并將故障排除，使設(shè)備恢復(fù)正常使用。 如，一臺采用美國BRYANT公司TEACHABLE 系統(tǒng)的數(shù)控外圓磨床在自動加工時，砂輪將

19、修整器磨掉一塊。為了觀察故障現(xiàn)象并防止意外再次發(fā)生，將砂輪拆下運(yùn)行機(jī)床，這時再觀察故障現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)在自動磨削加工時，磨削正常沒有問題，工件磨削完之后，修整砂輪時，砂輪正常進(jìn)給，而砂輪修整器旋轉(zhuǎn)非?？?，很快就壓上限位開關(guān)，如果這時砂輪沒拆，肯定砂輪又要撞到修整器上。根據(jù)機(jī)床的工作原理，砂輪修整器由E軸伺服電機(jī)帶動，用旋轉(zhuǎn)編碼器作為位置反饋元件。正常情況下修整器修整砂輪時，Z軸滑臺帶動E軸修整器移動到修整位置，修整器做30°120°的擺動來修整砂輪。我們多次觀察故障現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)，E軸在壓上限位開關(guān)時，在屏幕上E軸的坐標(biāo)值只有60°左右，而實(shí)際位置大概在180°左右

20、，顯然是位置反饋出現(xiàn)問題，但更換了位控板和編碼器都沒有解決問題。我們又經(jīng)過反復(fù)的觀察和試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)：E軸修整器在Z軸的邊緣時，回參考點(diǎn)和旋轉(zhuǎn)擺動都沒有問題，要利用系統(tǒng)的報(bào)警信息。 現(xiàn)在數(shù)控系統(tǒng)的自診斷能力越來越強(qiáng)，設(shè)備的大部分故障數(shù)控系統(tǒng)都能夠診斷出來，并采取相應(yīng)的措施，如停機(jī)等，一般都能產(chǎn)生報(bào)警顯示。當(dāng)數(shù)控設(shè)備出現(xiàn)故障時，有時在顯示器上顯示報(bào)警信息，有時在數(shù)控裝置上、PLC裝置上和驅(qū)動裝置上還會有報(bào)警指示。這時要根據(jù)手冊對這些報(bào)警信息進(jìn)行分析，有些根據(jù)報(bào)警信息就可直接確認(rèn)故障原因，只要搞清報(bào)警信息的內(nèi)容，就可排除數(shù)控設(shè)備出現(xiàn)的故障。 如，一臺采用德國SIEMENS 810系統(tǒng)的數(shù)控溝道磨床，開

21、機(jī)后就產(chǎn)生1號報(bào)警顯示 “BATTERY ALARM POWER SUPPLY”，很明顯指示數(shù)控系統(tǒng)斷電保護(hù)電池沒電，更換新的電池后(注意：一定要在系統(tǒng)帶電的情況下更換電池)，將故障復(fù)位，機(jī)床恢復(fù)使用。另一臺采用SIEMENS 3系統(tǒng)的數(shù)控磨床，開機(jī)后屏幕沒有顯示，檢查數(shù)控裝置，發(fā)現(xiàn)CPU板上一個發(fā)光二極管閃爍，根據(jù)說明書，分析其閃爍頻率，確認(rèn)為斷電保護(hù)電池電壓低，更換電池后，重新啟動系統(tǒng)故障消失。 如，一臺采用日本FANUC 0TC系統(tǒng)的數(shù)控車床，出現(xiàn)2043號報(bào)警，顯示“HYD. PRESSUREDOWN"，指示液壓系統(tǒng)壓力低。根據(jù)報(bào)警信息，對液壓系統(tǒng)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)液壓壓力確實(shí)很

22、低，對液壓壓力進(jìn)行調(diào)整使機(jī)床恢復(fù)了正常使用。 另一些故障的報(bào)警信息并不能反映故障的根本原因，而是反映故障的結(jié)果或者由此引起的其它問題，這時要經(jīng)過仔細(xì)的分析和檢查才能確定故障原因，下面的方法對這類故障及沒有報(bào)警的一些故障的檢測是行之有效的。94經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床自動回轉(zhuǎn)刀架的故障如何排除？答：經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床一般都配有四工位自動回轉(zhuǎn)刀架，它是根據(jù)微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)改造傳統(tǒng)機(jī)床設(shè)備的需要，同時兼顧刀架在機(jī)床上能夠獨(dú)立控制的需要而設(shè)計(jì)的?，F(xiàn)有自動回轉(zhuǎn)刀架，其結(jié)構(gòu)主要有插銷式和端齒盤式。由于刀架生產(chǎn)廠家無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，因此，其結(jié)構(gòu)、尺寸各異。而無論是哪一類刀架，要使其正常工作，均涉及到機(jī)械、電氣、控制系統(tǒng)等多方面的穩(wěn)

23、定、可靠工作。一旦出現(xiàn)某種故障現(xiàn)象，則可能是機(jī)械原因，也可能是電氣、控制系統(tǒng)方面的原因。因此，應(yīng)根據(jù)不同故障類型，找準(zhǔn)原因，準(zhǔn)確迅速確定故障點(diǎn)，方能及時排除故障?，F(xiàn)以目前使用較多的端齒盤式四工位自動刀架可能出現(xiàn)的各種故障現(xiàn)象加以分析，確定其排除方法。其它類型的刀架，雖其結(jié)構(gòu)、尺寸、元器件類型號各有差異，但故障原因大多雷同，也可參照此法加以排除。 1.刀架不能啟動 1.1 機(jī)械方面的原因 1)刀架預(yù)緊力過大。當(dāng)用六角扳手插入蝸桿端部旋轉(zhuǎn)時不易轉(zhuǎn)動，而用力時，可以轉(zhuǎn)動，但下次夾緊后刀架仍不能啟動。此種現(xiàn)象出現(xiàn)，可確定刀架不能啟動的原因是預(yù)緊力過大，可通過調(diào)小刀架電機(jī)夾緊電流排除之。 2)刀架內(nèi)部機(jī)

24、械卡死。當(dāng)從蝸桿端部轉(zhuǎn)動蝸桿時，順時針方向轉(zhuǎn)不動，其原因是機(jī)械卡死。首先，檢查夾緊裝置反靠定位銷是否在反靠棘輪槽內(nèi)，若在，則需將反靠棘輪與螺桿連接銷孔回轉(zhuǎn)一個角度重新打孔連接；其次，檢查主軸螺母是否鎖死，如螺母鎖死，應(yīng)重新調(diào)整；再次，由于潤滑不良造成旋轉(zhuǎn)件研死，此時，應(yīng)拆開，觀察實(shí)際情況，加以潤滑處理。 1.2電器方面的原因 1)電源不通、電機(jī)不轉(zhuǎn)。檢查溶芯是否完好、電源開關(guān)是否良好接通、開關(guān)位置是否正確。當(dāng)用萬用表測量電容時，電壓值是否在規(guī)定范圍內(nèi)，可通過更換保險、調(diào)整開關(guān)位置、使接通部位接觸良好等相應(yīng)措施來排除。除此以外，電源不通的原因還可考慮刀架至控制器斷線、刀架內(nèi)部斷線、電刷式霍爾元件

25、位置變化導(dǎo)致不能正常通斷等情況。 2)電源通，電機(jī)反轉(zhuǎn)，可確定為電機(jī)相序接反。通過檢查線路，變換相序排除之。 3)手動換刀正常、機(jī)控不換刀，應(yīng)重點(diǎn)檢查微機(jī)與刀架控制器引線、微機(jī)I/O接口及刀架到位回答信號。 2刀架連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、到位不停 由于刀架能夠連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，所以，機(jī)械方面出現(xiàn)故障的可能性較小，主要從電氣方面檢查：檢查刀架到位信號是否發(fā)出，若沒有到位信號，則是發(fā)訊盤故障?？蓹z查：發(fā)訊盤彈性觸頭是否磨壞、發(fā)訊盤地線是否斷路或接觸不良或漏接。此時需要更換彈性片觸頭或重修，針對其線路中的繼電器接觸情況、到位開關(guān)接觸情況、線路連接情況相應(yīng)地進(jìn)行線路故障排除。當(dāng)僅出現(xiàn)某號刀不能定位時，則是由于該號刀位線斷路

26、所至。 3刀架越位過沖或轉(zhuǎn)不到位 刀架越位過沖故障的機(jī)械原因可能性較大。主要是后靠裝置不起征作用。首先檢查后靠定位銷是否靈活，彈簧是否疲勞。此時應(yīng)修復(fù)定位銷使其靈活或更換彈簧。其次，檢查后靠棘輪與蝸桿連接是否斷開，若斷開，需更換連接銷。若仍出現(xiàn)過沖現(xiàn)象，則可能是由于刀具太長過重，應(yīng)更換彈性模量稍大的定位銷彈簧。 出現(xiàn)刀架運(yùn)轉(zhuǎn)不到位（有時中途位置突然停留），主要是由于發(fā)訊盤觸點(diǎn)與彈性片觸點(diǎn)錯位，即刀位信號膠木盤位置固定偏移所至。此時，應(yīng)重新調(diào)整發(fā)訊盤與彈性片觸頭位置并固定牢靠。若仍不能排除故障，則可能是發(fā)訊盤夾緊螺母松動，造成位置移動。 4刀架不能正常夾緊 出現(xiàn)該故障時，首先檢查夾緊開關(guān)位置是否

27、固定不當(dāng)，并調(diào)整至正常位置；其次，用萬用表檢查其相應(yīng)線路繼電器是否能正常工作，觸點(diǎn)接觸是否可靠。若仍不能排除，則應(yīng)考慮刀架內(nèi)部機(jī)械配合是否松動。有時會出現(xiàn)由于內(nèi)齒盤上有碎屑造成夾緊不牢而使定位不準(zhǔn)，此時，應(yīng)調(diào)整其機(jī)械裝配并清潔內(nèi)齒盤。 5其它故障現(xiàn)象 除以上故障外，有時還出現(xiàn)：無法機(jī)控選刀、夾緊后無回答信號、啟動或松開手控按紐刀架返原來位置等故障現(xiàn)象。出現(xiàn)這些故障的主要原因是電路中繼電器接觸不良、膠木盤位置不正、電源相序不對所致，可分別讀其加以調(diào)整、修復(fù)，使故障排除。熟悉以上分析、檢查方法及解決措施，對于及時、有效地找到病源，對癥下藥，迅速排除孤障至關(guān)重要。當(dāng)然，除此之外，還可以能出現(xiàn)其它意外

28、孤障，但在掌握上述方法的基礎(chǔ)上，便能夠就果循因，加以排除。95數(shù)控程序編制的內(nèi)容及步驟有哪些？答：數(shù)控編程是指從零件圖紙到獲得數(shù)控加工程序的全部工作過程。如圖所示，編程工作主要包括： （1）分析零件圖樣和制定工藝方案 這項(xiàng)工作的內(nèi)容包括：對零件圖樣進(jìn)行分析，明確加工的內(nèi)容和要求；確定加工方案；選擇適合的數(shù)控機(jī)床；選擇或設(shè)計(jì)刀具和夾具；確定合理的走刀路線及選擇合理的切削用量等。這一工作要求編程人員能夠?qū)α慵D樣的技術(shù)特性、幾何形狀、尺寸及工藝要求進(jìn)行分析，并結(jié)合數(shù)控機(jī)床使用的基礎(chǔ)知識，如數(shù)控機(jī)床的規(guī)格、性能、數(shù)控系統(tǒng)的功能等，確定加工方法和加工路線。 （2）數(shù)學(xué)處理 在確定了工藝方案后，就需要根

29、據(jù)零件的幾何尺寸、加工路線等，計(jì)算刀具中心運(yùn)動軌跡，以獲得刀位數(shù)據(jù)。數(shù)控系統(tǒng)一般均具有直線插補(bǔ)與圓弧插補(bǔ)功能，對于加工由圓弧和直線組成的較簡單的平面零件，只需要計(jì)算出零件輪廓上相鄰幾何元素交點(diǎn)或切點(diǎn)的坐標(biāo)值，得出各幾何元素的起點(diǎn)、終點(diǎn)、圓弧的圓心坐標(biāo)值等，就能滿足編程要求。當(dāng)零件的幾何形狀與控制系統(tǒng)的插補(bǔ)功能不一致時，就需要進(jìn)行較復(fù)雜的數(shù)值計(jì)算，一般需要使用計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算，否則難以完成。96數(shù)控機(jī)床的正確操作步驟有哪些？答：(1)數(shù)控系統(tǒng)通電前的檢查 1)檢查CNC裝置內(nèi)的各個印刷線路板是否緊固，各個插頭有無松動。 2)認(rèn)真檢查CNC裝置與外界之間的全部連接電纜是否按隨機(jī)提供的連接手冊的規(guī)定，

30、正確而可靠地連接。 3)交流輸入電源的連接是否符合CNC裝置規(guī)定的要求。 4)確認(rèn)CNC裝置內(nèi)的各種硬件設(shè)定是否符合CNC裝置的要求。 只有經(jīng)過上述檢查，CNC裝置才能投入通電運(yùn)行。 (2)數(shù)控系統(tǒng)通電后的檢查 1)首先要檢查數(shù)控裝置中各個風(fēng)扇是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 2)確認(rèn)各個印刷線路或模塊上的直流電源是否正常，是否在允許的波動范圍之內(nèi)。 3)進(jìn)一步確認(rèn)CNC裝置的各種參數(shù)。 4)當(dāng)數(shù)控裝置與機(jī)床聯(lián)機(jī)通電時，應(yīng)在接通電源的同時，作為按壓緊急停止按鈕的準(zhǔn)備，以備出現(xiàn)緊急情況時隨時切斷電源。 5)用手動以低速給移動各個軸，觀察機(jī)床移動方向的顯示是否正確。 6)進(jìn)行幾次返回機(jī)床基準(zhǔn)點(diǎn)的動作，用來檢查數(shù)控機(jī)

31、床是否有返回基準(zhǔn)點(diǎn)功能，以及每次返回基準(zhǔn)點(diǎn)的位置是否完全一致。 7)CNC裝置的功能測試。97直線電機(jī)在數(shù)控機(jī)床中如何應(yīng)用？ 答：直線電機(jī)的歷史可以追溯到1840年惠斯登制作的并不成功的略現(xiàn)雛形的直線電機(jī)，其后的160多年中直線電機(jī)經(jīng)歷了探索實(shí)驗(yàn)、開發(fā)應(yīng)用和使用商品化三個時期。 1971年至目前，直線電機(jī)終于進(jìn)入獨(dú)立應(yīng)用的時期，各類直線電機(jī)的應(yīng)用得到了迅速的推廣，制成了許多有實(shí)用價值的裝置和產(chǎn)品，例如直線電機(jī)驅(qū)動的鋼管輸送機(jī)、運(yùn)煤機(jī)、各種電動門、電動窗等。利用直線電機(jī)驅(qū)動的磁懸浮列車，速度已超過500km/h，接近了航空飛行的速度。 我國的直線電機(jī)的研究和應(yīng)用是從20世紀(jì)70年代初開始的。目前

32、主要成果有工廠行車、電磁錘、沖壓機(jī)等。我國直線電機(jī)研究雖然也取得了一些成績，但與國外相比，其推廣應(yīng)用方面尚存在很大的差距。目前，國內(nèi)不少研究單位已注意到這一點(diǎn)。 近幾年，國際上對數(shù)控機(jī)床采用直線電機(jī)顯得特別熱門，其原因是： 為了提高生產(chǎn)效率和改善零件的加工質(zhì)量而發(fā)展的高速和超高速加工現(xiàn)已成為機(jī)床發(fā)展的一個重大趨勢，一個反應(yīng)靈敏、高速、輕便的驅(qū)動系統(tǒng)，速度要提高到4050m/min以上。傳統(tǒng)的“旋轉(zhuǎn)電機(jī)+滾珠絲杠”的傳動形式所能達(dá)到的最高進(jìn)給速度為 30m/min，加速度僅為3m/s2。直線電機(jī)驅(qū)動工作臺，其速度是傳統(tǒng)傳動方式的30倍，加速度是傳統(tǒng)傳動方式的10倍，最大可達(dá)10g；剛度提高了7倍

33、；直線電機(jī)直接驅(qū)動的工作臺無反向工作死區(qū)；由于電機(jī)慣量小，所以由其構(gòu)成的直線伺服系統(tǒng)可以達(dá)到較高的頻率響應(yīng)。 1993年，德國ZxCell-O公司推出了世界上第一個由直線電機(jī)驅(qū)動的工作臺HSC-240型高速加工中心，機(jī)床主軸最高速達(dá)到24000r/min，最大進(jìn)給速度為60n/min，加速度達(dá)到1g，當(dāng)進(jìn)給速度為20m/min時，其輪廓精度可達(dá)0.004mm。美國的Ingersoll公司緊接著推出了HVM-800型高速加工中心，主軸最高轉(zhuǎn)速為20000r/min，最大進(jìn)給速度為75.20m/min。 1996年開始，日本相繼研制成功采用直線電機(jī)的臥式加工中心、高速機(jī)床、超高速小型加工中心、超精

34、密鏡面加工機(jī)床、高速成形機(jī)床等。 我國浙江大學(xué)研制了一種由直線電機(jī)驅(qū)動的沖壓機(jī)，浙江大學(xué)生產(chǎn)工程研究所設(shè)計(jì)了用圓筒型直線電機(jī)驅(qū)動的并聯(lián)機(jī)構(gòu)坐標(biāo)測量機(jī)。2001年南京四開公司推出了自行開發(fā)的采用直線電機(jī)直接驅(qū)動的數(shù)控直線電機(jī)車床，2003年第8屆中國國際機(jī)床展覽會上，展出北京電院高技術(shù)股份公司推出的VS1250直線電機(jī)取得的加工中心，該機(jī)床主軸最高轉(zhuǎn)速達(dá)15000r/min。 直線電機(jī)的工作原理 直線電機(jī)是一種將電能直接轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動機(jī)械能，而不需要任何中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的傳動裝置。它可以看成是一臺旋轉(zhuǎn)電機(jī)按徑向剖開，并展成平面而成，由定子演變而來的一側(cè)稱為初級，由轉(zhuǎn)子演變而來的一側(cè)稱為次級。在實(shí)際應(yīng)

35、用時，將初級和次級制造成不同的長度，以保證在所需行程范圍內(nèi)初級與次級之間的耦合保持不變。直線電機(jī)可以是短初級長次級，也可以是長初級短次級。考慮到制造成本、運(yùn)行費(fèi)用，目前一般均采用短初級長次級。 直線電動機(jī)的工作原理與旋轉(zhuǎn)電動機(jī)相似。以直線感應(yīng)電動機(jī)為例：當(dāng)初級繞組通入交流電源時，便在氣隙中產(chǎn)生行波磁場，次級在行波磁場切割下，將感應(yīng)出電動勢并產(chǎn)生電流，該電流與氣隙中的磁場相作用就產(chǎn)生電磁推力。如果初級固定，則次級在推力作用下做直線運(yùn)動；反之，則初級做直線運(yùn)動。 直線電機(jī)的驅(qū)動控制技術(shù) 一個直線電機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)不僅要有性能良好的直線電機(jī)，還必須具有能在安全可靠的條件下實(shí)現(xiàn)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)要求的控制系統(tǒng)。隨著

36、自動控制技術(shù)與微計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，直線電機(jī)的控制方法越來越多。對直線電機(jī)控制技術(shù)的研究基本上可以分為三個方面：一是傳統(tǒng)控制技術(shù)，二是現(xiàn)代控制技術(shù)，三是智能控制技術(shù)。 傳統(tǒng)的控制技術(shù)如PID反饋控制、解耦控制等在交流伺服系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。其中PID控制蘊(yùn)涵動態(tài)控制過程中的過去、現(xiàn)在和未來的信息，而且配置幾乎為最優(yōu)，具有較強(qiáng)的魯棒性，是交流伺服電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)中最基本的控制方式。為了提高控制效果，往往采用解耦控制和矢量控制技術(shù)。 在對象模型確定、不變化且是線性的以及操作條件、運(yùn)行環(huán)境是確定不變的條件下，采用傳統(tǒng)控制技術(shù)是簡單有效的。但是在高精度微進(jìn)給的高性能場合，就必須考慮對象結(jié)構(gòu)與參數(shù)的變化。

37、各種非線性的影響，運(yùn)行環(huán)境的改變及環(huán)境干擾等時變和不確定因數(shù)，才能得到滿意的控制效果。因此，現(xiàn)代控制技術(shù)在直線伺服電機(jī)控制的研究中引起了很大的重視。常用控制方法有：自適應(yīng)控制、滑模變結(jié)構(gòu)控制、魯棒控制及智能控制。 近年來模糊邏輯控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等智能控制方法也被引入直線電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的控制中。目前主要是將模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與PID、H控制等現(xiàn)有的成熟的控制方法相結(jié)合，取長補(bǔ)短，以獲得更好的控制性能。直線電機(jī)在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用實(shí)例 活塞車削數(shù)控系統(tǒng) 采用直線電機(jī)的直線運(yùn)動機(jī)構(gòu)由于具有響應(yīng)快、精度高的特點(diǎn)，已成功地應(yīng)用于異型截面工件的CNC車削和磨削加工中。針對產(chǎn)量最大的非圓截面零件，國防科學(xué)技

38、術(shù)大學(xué)非圓切削研究中心開發(fā)了基于直線電機(jī)的高頻響大行程數(shù)控進(jìn)給單元。當(dāng)用于數(shù)控活塞機(jī)床時，工作臺尺寸為600mm×320mm，行程100mm，最大推力為160N，最大加速度可達(dá)13g。由于直線電機(jī)動子和工作臺已固定在一起，所以只能采用閉環(huán)控制。 這是一個雙閉環(huán)系統(tǒng)，內(nèi)環(huán)是速度環(huán)，外環(huán)是位置環(huán)。采用高精度光柵尺作為位置檢測元件。定位精度取決于光柵的分辨率，系統(tǒng)的機(jī)械誤差可以由反饋消除，獲得較高的精度。 采用直線電機(jī)的開放式數(shù)控系統(tǒng) 采用PC機(jī)與開放式可編程運(yùn)功控制器構(gòu)成數(shù)控系統(tǒng)，這種系統(tǒng)以通用微機(jī)及Windows為平臺，以PC機(jī)上的標(biāo)準(zhǔn)插件形式的運(yùn)動控制器為控制核心，實(shí)現(xiàn)了數(shù)控系統(tǒng)的開

39、放?；谥本€電機(jī)的開放式數(shù)控系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案。 該系統(tǒng)采用在PC機(jī)的擴(kuò)展槽中插入運(yùn)動控制卡的方案組成，系統(tǒng)由PC機(jī)、運(yùn)動控制卡、伺服驅(qū)動器、直線電機(jī)、數(shù)控工作臺等部分組成。數(shù)控工作臺由直線電機(jī)驅(qū)動，伺服控制和機(jī)床邏輯控制均由運(yùn)動控制器完成，運(yùn)動控制器可編程，以運(yùn)動子程序的方式解釋執(zhí)行數(shù)控程序(G代碼等，支持用戶擴(kuò)展)。運(yùn)動控制卡型號為PCI-8132。 當(dāng)今的工業(yè)控制技術(shù)中PCI總線漸漸地取代了ISA總線，成為主流總線形式，它有很多優(yōu)點(diǎn)，如即插即用(Plug and Play)、中斷共享等。PCI總線具有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，這就保證了它具有良好的兼容性，可靠性高；傳送數(shù)據(jù)速率高(132Mbps

40、)或(264Mbps); PCI總線與CPU無關(guān)，與時鐘頻率無關(guān)，適用于各種平臺，支持多處理器和并行工作；PCI總線還具有良好的擴(kuò)展性，通過PCI_PCI橋路，可進(jìn)行多級擴(kuò)展。PCI總線為用戶提供了極大的方便，是目前PC機(jī)上最先進(jìn)、最通用的一種總線。PCI-8132是具有PCI接口的2軸運(yùn)動控制卡。它能產(chǎn)生高頻脈沖驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)，控制2個軸的電機(jī)運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)直線和圓弧插補(bǔ)。在數(shù)控加工中，提供位置反饋。 系統(tǒng)軟件在WINDOWS平臺上開發(fā)。該軟件采用模塊化程序設(shè)計(jì)，由用戶輸入輸出界面、預(yù)處理模塊等組成。用戶輸入輸出界面實(shí)現(xiàn)用戶的輸入、系統(tǒng)的輸出。用戶輸入的主要功能是讓用戶輸入數(shù)控代碼，發(fā)出

41、控制命令，進(jìn)行系統(tǒng)的參數(shù)配置，生成數(shù)控機(jī)床零件加工程序(G代碼指令)。預(yù)處理模塊讀取G代碼指令后，通過編譯生成能夠讓PCI-8132運(yùn)動控制卡運(yùn)行的程序，從而驅(qū)動直線電機(jī)，完成直線或圓弧插補(bǔ)。讀取G代碼的過程是首先進(jìn)行參數(shù)的設(shè)定，然后讀取G代碼。 在這一系統(tǒng)中選用PARKER406LXR系列直線電機(jī)。對于兩坐標(biāo)數(shù)控工作臺，X向選用406T07型直線電機(jī)，行程550mm，Y向選用406T05型直線電機(jī)，行程450mm。結(jié)語 采用直線伺服電機(jī)的高速加工中心，已成為國際上各大機(jī)床制造商競相研究和開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品，并已在汽車工業(yè)和航空工業(yè)中取得初步應(yīng)用和成效，作為高速加工中心的新一代直接驅(qū)動伺服執(zhí)

42、行元件，直線伺服電機(jī)技術(shù)在國內(nèi)外也已經(jīng)進(jìn)入工業(yè)化應(yīng)用階段。但是，國內(nèi)在這方面的研究仍處于起步階段，差距還很大，本文在直線電機(jī)的應(yīng)用方面作了一些探討，許多技術(shù)問題還有待于今后的努力。98數(shù)控加工切削用量如何選擇？答：刀具的選擇和切削用量的確定是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容，它不僅影響數(shù)控機(jī)床的加工效率，而且直接影響加工質(zhì)量。CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展，使得在數(shù)控加工中直接利用CAD的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)成為可能，特別是微機(jī)與數(shù)控機(jī)床的聯(lián)接，使得設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃及編程的整個過程全部在計(jì)算機(jī)上完成，一般不需要輸出專門的工藝文件。 現(xiàn)在，許多CAD/CAM軟件包都提供自動編程功能，這些軟件一般是在編程界面中提示工藝規(guī)劃的

43、有關(guān)問題，比如，刀具選擇、加工路徑規(guī)劃、切削用量設(shè)定等，編程人員只要設(shè)置了有關(guān)的參數(shù)，就可以自動生成 NC程序并傳輸至數(shù)控機(jī)床完成加工。因此，數(shù)控加工中的刀具選擇和切削用量確定是在人機(jī)交互狀態(tài)下完成的，這與普通機(jī)床加工形成鮮明的對比，同時也要求編程人員必須掌握刀具選擇和切削用量確定的基本原則，在編程時充分考慮數(shù)控加工的特點(diǎn)。本文對數(shù)控編程中必須面對的刀具選擇和切削用量確定問題進(jìn)行了探討，給出了若干原則和建議，并對應(yīng)該注意的問題進(jìn)行了討論。 一、數(shù)控加工常用刀具的種類及特點(diǎn) 數(shù)控加工刀具必須適應(yīng)數(shù)控機(jī)床高速、高效和自動化程度高的特點(diǎn)，一般應(yīng)包括通用刀具、通用連接刀柄及少量專用刀柄。刀柄要聯(lián)接刀具

44、并裝在機(jī)床動力頭上，因此已逐漸標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。數(shù)控刀具的分類有多種方法。根據(jù)刀具結(jié)構(gòu)可分為：整體式；鑲嵌式，采用焊接或機(jī)夾式連接，機(jī)夾式又可分為不轉(zhuǎn)位和可轉(zhuǎn)位兩種；特殊型式，如復(fù)合式刀具，減震式刀具等。根據(jù)制造刀具所用的材料可分為：高速鋼刀具；硬質(zhì)合金刀具；金剛石刀具；其他材料刀具，如立方氮化硼刀具，陶瓷刀具等。從切削工藝上可分為：車削刀具，分外圓、內(nèi)孔、螺紋、切割刀具等多種；鉆削刀具，包括鉆頭、鉸刀、絲錐等；鏜削刀具；銑削刀具等。為了適應(yīng)數(shù)控機(jī)床對刀具耐用、穩(wěn)定、易調(diào)、可換等的要求，近幾年機(jī)夾式可轉(zhuǎn)位刀具得到廣泛的應(yīng)用，在數(shù)量上達(dá)到整個數(shù)控刀具的30%40%，金屬切除量占總數(shù)的80%90%。

45、 數(shù)控刀具與普通機(jī)床上所用的刀具相比，有許多不同的要求，主要有以下特點(diǎn)： 剛性好（尤其是粗加工刀具），精度高，抗振及熱變形?。?互換性好，便于快速換刀； 壽命高，切削性能穩(wěn)定、可靠； 刀具的尺寸便于調(diào)整，以減少換刀調(diào)整時間； 刀具應(yīng)能可靠地?cái)嘈蓟蚓硇?，以利于切屑的排除?系列化，標(biāo)準(zhǔn)化，以利于編程和刀具管理。 二、數(shù)控加工刀具的選擇 刀具的選擇是在數(shù)控編程的人機(jī)交互狀態(tài)下進(jìn)行的。應(yīng)根據(jù)機(jī)床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相關(guān)因素正確選用刀具及刀柄。刀具選擇總的原則是：安裝調(diào)整方便，剛性好，耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀柄，以提高刀具加工的剛性。

46、選取刀具時，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應(yīng)。生產(chǎn)中，平面零件周邊輪廓的加工，常采用立銑刀；銑削平面時，應(yīng)選硬質(zhì)合金刀片銑刀；加工凸臺、凹槽時，選高速鋼立銑刀；加工毛坯表面或粗加工孔時，可選取鑲硬質(zhì)合金刀片的玉米銑刀；對一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工，常采用球頭銑刀、環(huán)形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀。 在進(jìn)行自由曲面加工時，由于球頭刀具的端部切削速度為零，因此，為保證加工精度，切削行距一般取得很能密，故球頭常用于曲面的精加工。而平頭刀具在表面加工質(zhì)量和切削效率方面都優(yōu)于球頭刀，因此，只要在保證不過切的前提下，無論是曲面的粗加工還是精加工，都應(yīng)優(yōu)先選擇平頭刀。另外，刀具的耐用度和精度與

47、刀具價格關(guān)系極大，必須引起注意的是，在大多數(shù)情況下，選擇好的刀具雖然增加了刀具成本，但由此帶來的加工質(zhì)量和加工效率的提高，則可以使整個加工成本大大降低。 在加工中心上，各種刀具分別裝在刀庫上，按程序規(guī)定隨時進(jìn)行選刀和換刀動作。因此必須采用標(biāo)準(zhǔn)刀柄，以便使鉆、鏜、擴(kuò)、銑削等工序用的標(biāo)準(zhǔn)刀具，迅速、準(zhǔn)確地裝到機(jī)床主軸或刀庫上去。編程人員應(yīng)了解機(jī)床上所用刀柄的結(jié)構(gòu)尺寸、調(diào)整方法以及調(diào)整范圍，以便在編程時確定刀具的徑向和軸向尺寸。目前我國的加工中心采用TSG工具系統(tǒng)，其刀柄有直柄（三種規(guī)格）和錐柄（四種規(guī)格）兩種，共包括16種不同用途的刀柄。 在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控加工中，由于刀具的刃磨、測量和更換多為人工手動

48、進(jìn)行，占用輔助時間較長，因此，必須合理安排刀具的排列順序。一般應(yīng)遵循以下原則：盡量減少刀具數(shù)量；一把刀具裝夾后，應(yīng)完成其所能進(jìn)行的所有加工部位；粗精加工的刀具應(yīng)分開使用，即使是相同尺寸規(guī)格的刀具；先銑后鉆；先進(jìn)行曲面精加工，后進(jìn)行二維輪廓精加工；在可能的情況下，應(yīng)盡可能利用數(shù)控機(jī)床的自動換刀功能，以提高生產(chǎn)效率等。 三、數(shù)控加工切削用量的確定 合理選擇切削用量的原則是，粗加工時，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本；半精加工和精加工時，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)性和加工成本。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床說明書、切削用量手冊，并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)而定。 切削深度t。在機(jī)床、工件和刀具剛

49、度允許的情況下，t就等于加工余量，這是提高生產(chǎn)率的一個有效措施。為了保證零件的加工精度和表面粗糙度，一般應(yīng)留一定的余量進(jìn)行精加工。數(shù)控機(jī)床的精加工余量可略小于普通機(jī)床。 切削寬度L。一般L與刀具直徑d成正比，與切削深度成反比。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控加工中，一般L的取值范圍為：L=（0.60.9）d。 切削速度v。提高v也是提高生產(chǎn)率的一個措施，但v與刀具耐用度的關(guān)系比較密切。隨著v的增大，刀具耐用度急劇下降，故v的選擇主要取決于刀具耐用度。另外，切削速度與加工材料也有很大關(guān)系，例如用立銑刀銑削合金剛30CrNi2MoVA時，v可采用8m/min左右；而用同樣的立銑刀銑削鋁合金時，v可選200m/min以上

50、。 主軸轉(zhuǎn)速n(r/min)。主軸轉(zhuǎn)速一般根據(jù)切削速度v來選定。計(jì)算公式為： 式中，d為刀具或工件直徑（mm）。 數(shù)控機(jī)床的控制面板上一般備有主軸轉(zhuǎn)速修調(diào)（倍率）開關(guān)，可在加工過程中對主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)行整倍數(shù)調(diào)整。 進(jìn)給速度vF 。vF應(yīng)根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料來選擇。vF的增加也可以提高生產(chǎn)效率。加工表面粗糙度要求低時，vF可選擇得大些。在加工過程中，vF也可通過機(jī)床控制面板上的修調(diào)開關(guān)進(jìn)行人工調(diào)整，但是最大進(jìn)給速度要受到設(shè)備剛度和進(jìn)給系統(tǒng)性能等的限制。隨著數(shù)控機(jī)床在生產(chǎn)實(shí)際中的廣泛應(yīng)用，數(shù)控編程已經(jīng)成為數(shù)控加工中的關(guān)鍵問題之一。在數(shù)控程序的編制過程中，要在人機(jī)交互狀態(tài)

51、下即時選擇刀具和確定切削用量。因此，編程人員必須熟悉刀具的選擇方法和切削用量的確定原則，從而保證零件的加工質(zhì)量和加工效率，充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)水平。99如何提高數(shù)控機(jī)床的精度的方法？ 答：隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床作為新一代工作母機(jī)，在機(jī)械制造中已得到廣泛的應(yīng)用，精密加工技術(shù)的迅速發(fā)展和零件加工精度的不斷提高，對數(shù)控機(jī)床的精度也提出了更高的要求。盡管用戶在選購數(shù)控機(jī)床時，都十分看重機(jī)床的位置精度，特別是各軸的定位精度和重復(fù)定位精度。但是這些使用中的數(shù)控機(jī)床精度到底如何呢？大量統(tǒng)計(jì)資料表明：65.7%以上的新機(jī)床，安裝時都不符合其技術(shù)指標(biāo)；90%使用中的數(shù)控機(jī)床

52、處于失準(zhǔn)工作狀態(tài)。因此，對機(jī)床工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控和對機(jī)床精度進(jìn)行經(jīng)常的測試是非常必要的，以便及時發(fā)現(xiàn)和解決問題，提高零件加工精度。 目前數(shù)控機(jī)床位置精度的檢驗(yàn)通常采用國際標(biāo)準(zhǔn)ISO230-2或國家標(biāo)準(zhǔn)GB10931-89等。同一臺機(jī)床，由于采用的標(biāo)準(zhǔn)不同，所得到的位置精度也不相同，因此在選擇數(shù)控機(jī)床的精度指標(biāo)時，也要注意它所采用的標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)控機(jī)床的位置標(biāo)準(zhǔn)通常指各數(shù)控軸的反向偏差和定位精度。對于這二者的測定和補(bǔ)償是提高加工精度的必要途徑。 一、反向偏差 在數(shù)控機(jī)床上，由于各坐標(biāo)軸進(jìn)給傳動鏈上驅(qū)動部件(如伺服電動機(jī)、伺服液壓馬達(dá)和步進(jìn)電動機(jī)等)的反向死區(qū)、各機(jī)械運(yùn)動傳動副的反向間隙等誤差的存在，造成

53、各坐標(biāo)軸在由正向運(yùn)動轉(zhuǎn)為反向運(yùn)動時形成反向偏差，通常也稱反向間隙或失動量。對于采用半閉環(huán)伺服系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床，反向偏差的存在就會影響到機(jī)床的定位精度和重復(fù)定位精度，從而影響產(chǎn)品的加工精度。如在G01切削運(yùn)動時，反向偏差會影響插補(bǔ)運(yùn)動的精度，若偏差過大就會造成“圓不夠圓，方不夠方”的情形；而在G00快速定位運(yùn)動中，反向偏差影響機(jī)床的定位精度，使得鉆孔、鏜孔等孔加工時各孔間的位置精度降低。同時，隨著設(shè)備投入運(yùn)行時間的增長，反向偏差還會隨因磨損造成運(yùn)動副間隙的逐漸增大而增加，因此需要定期對機(jī)床各坐標(biāo)軸的反向偏差進(jìn)行測定和補(bǔ)償。 反向偏差的測定 反向偏差的測定方法：在所測量坐標(biāo)軸的行程內(nèi)，預(yù)先向正向或反

54、向移動一個距離并以此停止位置為基準(zhǔn)，再在同一方向給予一定移動指令值，使之移動一段距離，然后再往相反方向移動相同的距離，測量停止位置與基準(zhǔn)位置之差。在靠近行程的中點(diǎn)及兩端的三個位置分別進(jìn)行多次測定(一般為七次)，求出各個位置上的平均值，以所得平均值中的最大值為反向偏差測量值。在測量時一定要先移動一段距離，否則不能得到正確的反向偏差值。 測量直線運(yùn)動軸的反向偏差時，測量工具通常采有千分表或百分表，若條件允許，可使用雙頻激光干涉儀進(jìn)行測量。當(dāng)采用千分表或百分表進(jìn)行測量時，需要注意的是表座和表?xiàng)U不要伸出過高過長，因?yàn)闇y量時由于懸臂較長，表座易受力移動，造成計(jì)數(shù)不準(zhǔn)，補(bǔ)償值也就不真實(shí)了。若采用編程法實(shí)現(xiàn)

55、測量，則能使測量過程變得更便捷更精確。 例如，在三坐標(biāo)立式機(jī)床上測量X軸的反向偏差，可先將表壓住主軸的圓柱表面，然后運(yùn)行如下程序進(jìn)行測量： N10 G91 G01 X50 F1000；工作臺右移 N20 X-50；工作臺左移，消除傳動間隙 N30 G04 X5；暫停以便觀察 N40 Z50；Z軸抬高讓開 N50 X-50：工作臺左移 N60 X50：工作臺右移復(fù)位 N70 Z-50：Z軸復(fù)位 N80 G04 X5：暫停以便觀察 N90 M99； 需要注意的是，在工作臺不同的運(yùn)行速度下所測出的結(jié)果會有所不同。一般情況下，低速的測出值要比高速的大，特別是在機(jī)床軸負(fù)荷和運(yùn)動阻力較大時。低速運(yùn)動時工作

56、臺運(yùn)動速度較低，不易發(fā)生過沖超程(相對“反向間隙”)，因此測出值較大；在高速時，由于工作臺速度較高，容易發(fā)生過沖超程，測得值偏小。 回轉(zhuǎn)運(yùn)動軸反向偏差量的測量方法與直線軸相同，只是用于檢測的儀器不同而已。反向偏差的補(bǔ)償 國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床，定位精度有不少>0.02mm，但沒有補(bǔ)償功能。對這類機(jī)床，在某些場合下，可用編程法實(shí)現(xiàn)單向定位，清除反向間隙，在機(jī)械部分不變的情況下，只要低速單向定位到達(dá)插補(bǔ)起始點(diǎn)，然后再開始插補(bǔ)加工。插補(bǔ)進(jìn)給中遇反向時，給反向間隙值再正式插補(bǔ)，即可提高插補(bǔ)加工的精度，基本上可以保證零件的公差要求。 對于其他類別的數(shù)控機(jī)床，通常數(shù)控裝置內(nèi)存中設(shè)有若干個地址,專供存儲各軸的反向間隙值。當(dāng)機(jī)床的某個軸被指令改變運(yùn)動方向時，數(shù)控裝置會自動讀取該軸的反向間隙值，對坐標(biāo)位移指令值進(jìn)行補(bǔ)償、修正，使機(jī)床準(zhǔn)確地定位在指令位置上，消除或減小反向偏差對機(jī)床精度的不利影響。 一般數(shù)