数控技术毕业论文-轴类零件的数控加工编程.doc

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1、1 郑州大学自考本科毕业论文郑州大学自考本科毕业论文 专 业 数 控 技 术 姓 名 准考证号 论文题目轴类零件的数控加工编程 毕业设计 年 月 日 2 目录 目录目录 .2 毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）任务书 .4 摘摘 要要 .5 ABSTRACT6 前前 言言 .7 第一章第一章 概概 述述 .8 1.1 国内外数控发展概况.8 1.2 数控技术发展趋势.8 1.3.智能化新一代 PCNC 数控系统.10 第二章第二章 工艺方案分析工艺方案分析 .11 2.1 零件图.11 2.2 零件图分析.11 2.3 确定加工方法.12 2.4 确定加工方案.13 2.5 数控设备的应用

2、和维护.13 第三章第三章 工件的装夹工件的装夹 .24 3.1 定位基准的选择.24 3.2 定位基准选择的原则.27 3.3 确定零件的定位基准.27 3.4 装夹方式的选择.27 3.5 数控车床常用装夹方式.28 3.6 确定合理的装夹方式.28 第四章第四章 刀具及切削用量刀具及切削用量 .28 4.1 选择数控刀具的原则.28 4.2 选择数控车削用刀具.29 4.3 确定切削用量.31 4.4 设置刀点和换刀点.33 第五章第五章 典型轴类零件的加工典型轴类零件的加工 .35 5.1 轴类零件加工工艺分析.35 5.2 典型轴类零件加工工艺.37 5.3 加工坐标系设置.40 5

3、.4 手工编程.41 第六章第六章 数控车自动编程软件数控车自动编程软件 CAXACAXA 介绍介绍 .44 6.1 界面介绍.44 6.2 鼠标，键盘和热键.45 6.3.交互方式.46 3 6.4 如何画线.50 6.5 数控加工的概述.56 6.6 数控加工的基本概念.57 6.7 刀具管理.59 第七章第七章 结束语结束语 .69 第八章第八章 致谢词致谢词 .70 参考文献参考文献 .71 4 毕业设计（论文）任务书 （由指导教师填写） 学生姓名学号教师姓名职称副教授 题 目轴类零件的数控加工编程 主要研究 内容 1、 了解数控的构成与使用规程。 2、 绘制零件的 CAD 图。 3、

4、 一定要保证零件的车削精度，不能出现零件有损坏的情况。 4、 选择合适的刀具。 5、 选择合适的夹具。 6、 编写零件的数控程序，并检查执行程序。 7、CAXA 的了解及应用。 研究与设 计方法 通过各种渠道去了解： 1、 图书馆翻阅资料 2、 网上查阅 3、 咨询辅导老师 主要技 术指标 （或研究 目标） 无 主要参 考文献 1邵泽强.数控原理与数控系统.北京理工大学出版社 2009 2杜家熙.数控加工工艺.机械工业出版社,2009 3周文玉.数控加工编程及操作教程.中国轻工业出版社,2008 4顾京. 数控机床加工程序编制.机械工业出版社，2006 5隋秀梅.CAXA 制造工程师 2006

5、 数控加工自动编程.机械工业出版社， 2008 6杨伟群.数控工艺培训教程（数控车部分）.清华大学出版社，2002 7刘哲.AutoCAD2004 工程绘图与训练.大连理工大学 0 出版社，2004 5 摘 要 在数字化制造技术中，计算机数控技术和数控编程技术是最重要的技术之 一，本文主要对模具加工所使用的动模板进行 CNC 加工，采用 FANUC 系统对动 模板进行数控编程加工。首先是对工件进行加工工序的确定，并且进行工艺分 析，装夹方式的选择，切削用量的确定。再对刀具进行了选择。然后就工艺路 线进行编程加工。当前数控加工的重点发展方向是无图化生产、单件高精度并 行加工、少人化无人化加工，这

6、就要求数控机床能满足高速、高动态精度、高 刚性、热稳定性、高可靠性、网络化以及与之配套的控制系统，最重要的是模 具三维型面加工特别注重机床的动态性能国内已有一些公司引进了高速车床， 并开始应用。国内机床厂陆续开发出一些准高速的车床，并正开发高速加工机 床。数控技术是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械 设备动作控制的技术。它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械 能量流向有关的开关量。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的 出现。1908 年，穿孔的金属薄片互换式数据载体问世；19 世纪末，以纸为数据 载体并具有辅助功能的控制系统被发明；1938 年在美国麻省

7、理工学院进行了数 据快速运算和传输，奠定了现代计算机，包括计算机数字控制系统的基础。数 控技术是与机床控制密切结合发展起来的。1952 年，第一台数控机床问世，成 为世界机械工业史上一件划时代的事件，推动了自动化的发展。 数控机床是一 种技术密集度及自动化程度很高的机电一体化加工设备,是综合应用计算机、自 动控制、自动检测及精密加工精度高,质量容易保证,发展前景十分广阔,因此掌 握数控车床的加工编程技术尤为重要 关键词：数控技术；手工编程；精度 6 Abstract In the digitized manufacture technology, the computer numericalc

8、ontrol technology and the numerical control programming technology isone of most important technical, this article mainly moves thetemplate which uses for the mold processing to carry on the CNCprocessing, uses the Simens system to move the template to carry onthe numerical control programming proce

9、ssing. First is carries on theprocessing working procedure to the work piece the determination, andcarries on the craft analysis, the attire clamps the way the choice,the cutting specifications determination. Again has carried on thechoice to the cutting tool. Then carries on the programming process

10、ingon the craft routeThe current numerical control processing prioritize direction is doesnot have chart production, single unit high accuracy parallelprocessing, few people nobody melts the processing, this requestnumerical control engine bed can satisfy high speed, the high dynamicprecision, the h

11、igh rigidity, the thermostability, the redundantreliability, the network as well as with it necessary control system,most importantly the mold three dimensional processingspecially paid great attention to the engine bed the dynamicperformance domestic to have some companies to introduce the highspee

12、d milling machine, and started to apply. The domestic machine toolfactory develops some high speed milling machines one after another,and is developing high speed processes the engine bed.The numerical control technology is refers with digital, the writingand the mark composition digital command rea

13、lizes or a many mechanicaldevices movement control technology. It controls usually is theposition, the angle, the speed and so on the mechanical quantity andflows to the related switch quantity with the mechanical energy. Thenumerical control production relies on data carrier and the binarymode data

14、 operation appearance. In 1908, the perforation sheet metalexchange type data carrier was published; 19 centurys ends, and havethe assistance function take the paper as the data carrier the controlsystem to invent; Has established the modern computer, including computer numericalcontrol system found

15、ation. The numerical control technology isdevelops with the engine bed control close union. In 1952, the firstnumerical control engine bed was published, becomes in the worldmechanical industry history an epoch-making event, impelled theautomated development.Has established the modern computer, incl

16、uding computer numericalcontrol system foundation. The numerical control technology isdevelops with the engine bed control close union. In 1952, the firstnumerical control engine bed was published, becomes in the worldmechanical industry 7 history an epoch-making event, impelled theautomated develop

17、ment 前 言 在机械加工工艺教学中，机械制造专业学生及数控技术专业学生都要学习 数控车床操作技术。让学生了解相关工种的先进技术，同时培养工作岗位的前 瞻性；在讲授数控知识的同时，必须要求学生掌握基本的机械加工工艺，增强 系统意识，理解手动操作与自动操作之间的联系，真正把学生培养成为适应各 种工作环境和岗位的多面手。数控车工基础工艺理论及技能有机融合，包括夹 具的使用、量具的识读和使用、刃具的刃磨及使用、基准定位等，分类叙述了 车床操作、数控车床自动编程仿真操作、数控车床编程与操作的初、中级内容。 以机械加工中车工工艺学与数控车床技能训练密切结合为主线，常用量具识读 及工件测量、刀具及安装、

18、工件定位与安装、金属切削过程及精加工，较清晰 地展示了数控车工必须掌握的知识和技能的训练途径。对涉及与数控专业相关 的基础知识、专业计算，都进行了有针对性的论述，目的在于塑造理论充实、 技能扎实的专业技能型人才。 本文以与切削用量的选择，工件的定位装夹，加工顺序和典型零件为例，结合 数控加工的特点，分别进行工艺方案分析，机床的选择，刀具加工路线的确定， 数控程序的编制，最终形成可以指导生产的工艺文件。在整个工艺过程的设计 过程中，要通过分析，确定最佳的工艺方案，使得零件的加工成本最低，合理 的选用定位夹紧方式，使得零件加工方便、定位精准、刚性好，合理选用刀具 和切削参数，使得零件的加工在保证零

19、件精度的情况下，加工效率最高、刀具 消耗最低。最终形成的工艺文件要完整，并能指导实际生产。 8 第一章 概 述 1.1 国内外数控发展概况国内外数控发展概况 随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国 家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。在现代 制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检 测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点， 对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。目前，数控 技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时 动态全闭环控制模式发展

20、。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型 化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科 技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调 节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理；在网络化基础上， CAD/CAM 与数控系统集成为一体，机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。 长期以来，我国的数控系统为传统的封闭式体系结构，CNC 只能作为非智 能的机床运动控制器。加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定，加工 程序在实际加工前用手工方式或通过 CAD/CAM 及自动编程系统进行编制。 CAD/CAM 和 CNC 之间没有反馈控制环节

21、，整个制造过程中 CNC 只是一个封闭式 的开环执行机构。在复杂环境以及多变条件下，加工过程中的刀具组合、工件 材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参 数，无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整，更无法通过反 馈控制环节随机修正 CAD/CAM 中的设定量，因而影响 CNC 的工作效率和产品加 工质量。由此可见，传统 CNC 系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构， 限制了 CNC 向多变量智能化控制发展，已不适应日益复杂的制造过程，因此， 对数控技术实行变革势在必行。 1.2 数控技术发展趋势数控技术发展趋势 1.2.1 性能发展方向 （1）高速

22、高精高效化 速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由 于采用了高速 CPU 芯片、RISC 芯片、多 CPU 控制系统以及带高分辨率绝对式检 测元件的交流数字伺服系统，同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施， 机床的高速高精高效化已大大提高。 9 （2）柔性化 包含两方面：数控系统本身的柔性，数控系统采用模块化设计， 功能覆盖面大，可裁剪性强，便于满足不同用户的需求；群控系统的柔性，同 一群控系统能依据不同生产流程的要求，使物料流和信息流自动进行动态调整， 从而最大限度地发挥群控系统的效能。 （3）工艺复合性和多轴化 以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工，正 朝着多轴、多系列控

23、制功能方向发展。数控机床的工艺复合化是指工件在一台 机床上一次装夹后，通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施，完成多工 序、多表面的复合加工。数控技术轴，西门子 880 系统控制轴数可达 24 轴。 （4）实时智能化 早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境，其作用是如 何调度任务，以确保任务在规定期限内完成。而人工智能则试图用计算模型实 现人类的各种智能行为。科学技术发展到今天，实时系统和人工智能相互结合， 人工智能正向着具有实时响应的、更现实的领域发展，而实时系统也朝着具有 智能行为的、更加复杂的应用发展，由此产生了实时智能控制这一新的领域。 在数控技术领域，实时智能控制的研究和应用正沿

24、着几个主要分支发展：自适 应控制、模糊控制、神经网络控制、专家控制、学习控制、前馈控制等。例如 在数控系统中配备编程专家系统、故障诊断专家系统、参数自动设定和刀具自 动管理及补偿等自适应调节系统，在高速加工时的综合运动控制中引入提前预 测和预算功能、动态前馈功能，在压力、温度、位置、速度控制等方面采用模 糊控制，使数控系统的控制性能大大提高，从而达到最佳控制的目的。 1.2.2 功能发展方向 （1）用户界面图形化 用户界面是数控系统与使用者之间的对话接口。由于不 同用户对界面的要求不同，因而开发用户界面的工作量极大，用户界面成为计 算机软件研制中最困难的部分之一。当前 INTERNET、虚拟现

25、实、科学计算可视 化及多媒体等技术也对用户界面提出了更高要求。图形用户界面极大地方便了 非专业用户的使用，人们可以通过窗口和菜单进行操作，便于蓝图编程和快速 编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方 向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。 （2）科学计算可视化 科学计算可视化可用于高效处理数据和解释数据，使信 息交流不再局限于用文字和语言表达，而可以直接使用图形、图像、动画等可 视信息。可视化技术与虚拟环境技术相结合，进一步拓宽了应用领域，如无图 纸设计、虚拟样机技术等，这对缩短产品设计周期、提高产品质量、降低产品 成本具有重要意义。在数控技术领域，可视化技术可用于

26、 CAD/CAM，如自动编 程设计、参数自动设定、刀具补偿和刀具管理数据的动态处理和显示以及加工 过程的可视化仿真演示等。 （3）插补和补偿方式多样化 多种插补方式如直线插补、圆弧插补、圆柱插补、 空间椭圆曲面插补、螺纹插补、极坐标插补、2D+2 螺旋插补、NANO 插补、 NURBS 插补（非均匀有理 B 样条插补） 、样条插补（A、B、C 样条） 、多项式插补 等。多种补偿功能如间隙补偿、垂直度补偿、象限误差补偿、螺距和测量系统 误差补偿、与速度相关的前馈补偿、温度补偿、带平滑接近和退出以及相反点 计算的刀具半径补偿等。 （4）内装高性能 PLC 数控系统内装高性能 PLC 控制模块，可直

27、接用梯形图或 高级语言编程，具有直观的在线调试和在线帮助功能。编程工具中包含用于车 床铣床的标准 PLC 用户程序实例，用户可在标准 PLC 用户程序基础上进行编辑 修改，从而方便地建立自己的应用程序。 10 （5）多媒体技术应用 多媒体技术集计算机、声像和通信技术于一体，使计算 机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力。在数控技术领域，应用 多媒体技术可以做到信息处理综合化、智能化，在实时监控系统和生产现场设 备的故障诊断、生产过程参数监测等方面有着重大的应用价值。 1.2.3 体系结构的发展 （1）集成化 采用高度集成化 CPU、RISC 芯片和大规模可编程集成电路 FPGA、EPL

28、D、CPLD 以及专用集成电路 ASIC 芯片，可提高数控系统的集成度和 软硬件运行速度。应用 FPD 平板显示技术，可提高显示器性能。平板显示器具 有科技含量高、重量轻、体积小、功耗低、便于携带等优点，可实现超大尺寸 显示，成为和 CRT 抗衡的新兴显示技术，是 21 世纪显示技术的主流。应用先进 封装和互连技术，将半导体和表面安装技术融为一体。通过提高集成电路密度、 减少互连长度和数量来降低产品价格，改进性能，减小组件尺寸，提高系统的 可靠性。 （2）模块化 硬件模块化易于实现数控系统的集成化和标准化。根据不同的功 能需求，将基本模块，如 CPU、存储器、位置伺服、PLC、输入输出接口、通

29、讯 等模块，作成标准的系列化产品，通过积木方式进行功能裁剪和模块数量的增 减，构成不同档次的数控系统。 （3）网络化 机床联网可进行远程控制和无人化操作。通过机床联网，可在任 何一台机床上对其它机床进行编程、设定、操作、运行，不同机床的画面可同 时显示在每一台机床的屏幕上。 （4）通用型开放式闭环控制模式 采用通用计算机组成总线式、模块化、开放 式、嵌入式体系结构，便于裁剪、扩展和升级，可组成不同档次、不同类型、 不同集成程度的数控系统。闭环控制模式是针对传统的数控系统仅有的专用型 单机封闭式开环控制模式提出的。由于制造过程是一个具有多变量控制和加工 工艺综合作用的复杂过程，包含诸如加工尺寸、

30、形状、振动、噪声、温度和热 变形等各种变化因素，因此，要实现加工过程的多目标优化，必须采用多变量 的闭环控制，在实时加工过程中动态调整加工过程变量。加工过程中采用开放 式通用型实时动态全闭环控制模式，易于将计算机实时智能技术、网络技术、 多媒体技术、CAD/CAM、伺服控制、自适应控制、动态数据管理及动态刀具补偿、 动态仿真等高新技术融于一体，构成严密的制造过程闭环控制体系，从而实现 集成化、智能化、网络化。 1.3.智能化新一代智能化新一代 PCNC 数控系统数控系统 当前开发研究适应于复杂制造过程的、具有闭环控制体系结构的、智能化新一 代 PCNC 数控系统已成为可能。智能化新一代 PCN

31、C 数控系统将计算机智能技术、 网络技术、CAD/CAM、伺服控制、自适应控制、动态数据管理及动态刀具补偿、 动态仿真等高新技术融于一体，形成严密的制造过程闭环控制体系。 11 第二章 工艺方案分析 2.1 零件图零件图 2.2 零件图分析零件图分析 该零件表面由圆柱、顺圆弧、逆圆弧、圆锥、槽、螺纹等表面组成。尺寸标注 完整，选用毛坯为 45#钢，55mm150mm，无热处理和硬度要求。 数控加工工艺基本特点 数控机床加工工艺与普通机床加工原则上基本相同，但数控机床是自动进行加 12 工，因而有如下特点： 数控加工的工序内容比普通机床的加工内容复杂，加工的精度高，加工的表 面质量高，加工的内容

32、较丰富。 数控机床加工程序的编制比普通机床工艺编制要复杂些。这是因为数控机床 加工存在对刀、换刀以及退刀等特点，这都无一例外的变成程序内容，正是由 于这个特点，促使对加工程序正确性和合理性要求极高，不能有丝毫的差错。 否则加工不出合格的零件。 2.3 确定加工方法确定加工方法 加工方法的选择原则是保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由于获 得同一级精度及表面粗糙度的加工方法一般有许多，因而在实际选择时，要结 合零件的形状、尺寸大小和形位公差要求等全面考虑。 图上几个精度要求较高的尺寸，因其公差值较小，所以编程时没有取平均 值，而取其基本尺寸。 在轮廓线上，有个锥度 10 度坐标 P1、

33、和一处圆弧切点 P2，在编程时要求出 其坐标，P1（45.29 ，75） P2（35，56.46） 。 通过以上数据分析，考虑加工的效率和加工的经济性，最理想的加工方式为车 削，考虑该零件为大批量加工，故加工设备采用数控车床。 根据加工零件的外形和材料等条件，选用 CJK6032 数控机床。 确定零件的定位基准和装夹方式 1 粗基准选择原则 （1）为了保证不加工表面与加工表面之间的位置要求，应选不加工表面作粗基 准。 （2）合理分配各加工表面的余量，应选择毛坯外圆作粗基准。 （3）粗基准应避免重复使用。 （4）选择粗基准的表面应平整，没有浇口、冒口或飞边等缺陷。以便定位可靠。 2 精基准选择原

34、则 13 （1）基准重合原则：选择加工表面的设计基准为定位基准； （2）基准统一原则，自为基准原则，互为基准原则。 3 定位基准 综合上述，粗、精基准选择原则，由于是轴类零件，在车床上只需用三抓卡盘 装夹定位，定位基准应选在零件的轴线上，以毛坯 55mm 的棒料的轴线和右端 面作为定位基准。 2.4 确定加工方案确定加工方案 零件上比较精密表面的加工，常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步 达到的。对这些表面仅仅根据质量要求选择相应的最终加工方法是不够的，还 应正确地确定从毛坯到最终成形的加工方案。 毛坯先夹持左端，车右端轮廓 113mm 处，右端加工 39mm、S42mm、 R9mm、35m

35、m、锥度为 10 度的外圆，52mm.调头装夹已加工 52mm 外圆，左 端加工 25mm33mm、切退刀槽、加工螺纹 M25mm1.5mm. 该典型轴加工顺序为： 预备加工-车端面-粗车右端轮廓-精车右端轮廓-切槽-工件调头 -车端面-粗车左端轮廓-精车左端轮廓-切退刀槽-粗车螺纹-精车 螺纹。 2.5 数控设备的应用和维护数控设备的应用和维护 一、数控设备的选用 在当前机械制造业中，随着数控设备和各相关配套技术的发展，企业越来 越多地选用数控机床，以提高企业机床设备数控化率及企业的生产能力和产品 竞争力。但是如何从品种繁多、价格昂贵的设备中选择适用的设备，为企业十 分关心的问题。以下介绍选

36、择数控机床时应考虑的一些问题： 1、控机床投资考虑 从提高机床设备数控化率的途径来说，它可分为购置新的整台数控机床和 14 进行机床数控改造两大方案。它与企业现有设备状况、技术力量、经济实力等 有关。比如对于一些老企业，由于设备役龄年限较长，如果采用全部报废更新， 需要大量的投资。这时可以通过对部分机床进行大修，恢复其机械精度，再配 上合适的数控系统及其他有关附件，使其成为能满足产品加工要求的数控机床。 这样做只需花较少的钱，达到数控自动加工的要求，同时通过机床数控改造， 也可较好地培养和增强企业自身对数控机床维修和设备管理的技术力量。 对于购置新的整台数控机床，目前按价格和功能比又可分为经济

37、型和全功 能型两大类。一般经济型数控机床价格为普通机床的 2-6 倍，而高档的全功能 型数控机床要高达十几倍。因此，要考虑合理化投资背景。 在购置新机床前应拟出在计划购置的机床上要加工零件的种类表，同时回 答：机床的工作空间应当多大？机床必须配备那些装置和具备的性能（驱 动功率、刀具数目、控制方式、精度、专用附件）？每年有多少时间利用这 台机床？此外，还应制订“期望性工件种类表” ，这是按计划需要在购买的机床 上加工的全部工件清单。根据这些工件预期的年产量和每件的加工时间，算出 机床每年使用的台时数。这些数据是这台机床能否充分利用的指标之一，同时 也是以后经济计算的依据。 2、床类型的选择 根

38、据所加工零件的几何形状选用相应的数控机床加工，以发挥数控机床的 效率和特点。如加工形状比较复杂的轴类零件和由复杂回转曲线形成的模具内 型腔时，应选择数车床；加工箱体、箱盖、平面凸轮、样板、形状复杂的平面 或立体零件，以及模具的内外型腔等，应选择立式镗铣床或立式加工中心；加 工复杂的箱体类零件、泵体、阀体、壳体等，可选择卧式加工中心或卧式镗铣 床。各种复杂的曲线、曲面、叶轮、模具等，可选用多坐标联动的卧式加工中 心。 3、机床精度的选择 所选择的数控机床应能满足零件的加工精度要求。在满足精度要求的前提 下，应尽量选用一般的数控机床，以降低成本。 i. 数控系统的选择 所选择的数控机床的数控系统应

39、能满足加工的需要。一般数控系统生产厂 家对系统的评价往往是具备基本功能的系统很便宜，而用户所特定选择的功能 却较贵，所以要根据加工要求和机床性能的需要来选择。另外，在选择数控系 统时，应尽量选用企业内已有的数控机床中相同类型的数控系统，这将对今后 的操作、编程、维修等都带来较大的方便。 ii.机床大小的选择 15 所选用数控机床的加工范围应能满足零件的需要。数控机床的主参数及尺 寸参数应满足加工需要。如最大圆弧直径，各坐标方面的行程距离，工作台面 的尺寸等是否满足安放工件和夹具的需要及加工要求。 iii.自动换刀装置（ATC）的选择 自动换刀装置（ATC）是加工中心、车削中心和带交换冲头数控冲

40、床的基本 特征。尤其是加工中心，ATC 装置的投资往往占整机的 30%-50%。因此，用户应 十分重视 ATC 的工作质量和刀库储存量，ATC 的工作质量主要表现为换刀时间 和故障率。 经验表明，加工中心故障中有 50%以上与 ATC 有关。因此用户应在满足使 用要求的前提下尽量选用结构简单和可靠性高的 ATC，以降低整机的价格。 二、数控设备的安装调试 数控设备的安装、调试和验收是设备前期管理的重要环节。当机床运到后， 首先要进行安装、调试、并进行试运行，精度验收合格后才能交付使用。多数 数控机床都是分解为部件装箱运输，到位后再进行组装和重新调试。 1、 数控设备的安装 一般数控设备的安装可

41、按以下步骤进行。 1. 开箱核查 数控设备到位后，设备管理部门要及时组织设备管理人员、设备安装人员、 以及各采购员等开箱检查，如果是进口设备，还须有进口商务代理海关商检人 员等。检验的主要内容是： 1）装箱单； 2）校对应有的随机操作、维修说明书、图样资料、合格证等技术文件； 3）按合同规定，对照装箱单清点附件、备件、工具的数量、规格及完好状 况； 4）检查主机、数控柜、操作台等有无明显碰撞损伤、变形、受潮、锈蚀等， 并填写“设备开箱验收登记卡”存档。 开箱验收如果发现货物损坏或遗漏，应及时与有关部门或外商联系解决。 尤其是进口设备，应注意索赔期限。 2. 安装前的准备工作 16 认真阅读理解

42、设备安装方面资料，了解生产厂家对机床基础的具体要求和 组装要求，做好安装前的准备工作。 3. 部件组装 机床组装前要把导轨和各滑动面、接触面的防绣涂料清洗干净，把机床各 部件，如数控柜、电气柜、立柱、刀库、机械手等组装成整机。组装时必须使 用原来的定位销、定位块等定位元件，以便保证调整精度。 4. 油管、气管的连接 根据机床说明书中的电气接线图和气、液压管路图，将有关电缆和管道按 标记一一对号接好。连接时特别要注意可靠的接触及密封，否则试机时，漏油、 漏水，给试机带来麻烦。油管、气管连接中要特别防止异物从接口中进入管路， 造成整个液压、气压系统故障。电缆和管路连接完毕后，做好各管线的固定， 安

43、装防护罩壳，保证整齐的外观。 5. 数控系统的连接 1） 外部电缆的连接 主要指数控装置与 MDI/CRT 单元、强电控制柜、机 床操作面板、进给伺服电动机和主轴电动机动力线、反馈信号线的连接等，这 些连接必须符合随机提供的连接手册的规定。 地线连接 一般采用辐射式接地法，即数控柜中的信号地与强电地、机床 地等连接到公共接地点上，公共接地点再与大地相连。数控柜与强电柜之间的 接地电缆的截面积要在 5.5mm2 以上。公共接地点与大地接触要好，接地电阻一 般要求小于 47。 2）电源线的连接 指数控柜电源变压器输入电缆的连接和伺服变压器绕组抽头的连接。要注 意国外机床生产厂家变压器有多个抽头，连

44、接时必须根据我国供电的具体情况， 正确地连接。 6. 通电试车前的检查和调整 1）输入电源电压，频率及相序的确认 。 （1）输入电源电压和频率的确认 我国供电制式是交流 380V，三相；交流 220V，单相；频率为 50HZ。而有 些国家的供电制式与我国不同。例如日本，交流三相的线电压是 220V，单相是 100V，频率是 60HZ。他们出口的设备为了满足各国不同的供电情况，一般都配 有电源变压器。变压器上有多个抽头供用户选择使用。电路板上设有 50/60HZ 频率转换开关。所以，对于进口的数控设备或数控系统调整前一定要先读懂随 17 机说明书，通电前要仔细检查输入电源电压是否正确，频率开关是

45、否己置于 “50HZ”位置。 （2）电源电压波动范围的确认 一般数控系统允许的电压波动范围为额定值的 85%-110%，而欧美的一些 系统要求更高一些。如果电源电压波动范围超过数控系统的要求，就必须配备 交流稳压电源，否则影响数控机床的精度和稳定性。 （3）输入电源电压相序的确认 目前数控机床的进给控制单元和主轴控制单元的供电电源，大都采用晶闸 管控制元件，如果相序不对，接通电源，可能使进给控制单元的输入熔丝烧断。 相序的检查可采用两种方法：一种是用相序表测量， 第二种是用双线示波器来观察二相之间的波形。 2）确认直流电源输出端是否对地短路，如有短路必须排除，否则会烧坏直 流稳压电源单元。 3

46、）接通数控柜电源，检查各输出电压，波动太大会影响系统工作稳定性。 4）检查各熔断器的质量和规格是否符合要求，以保护设备安全。 5）确认数控系统与机床的接口 现代的数控系统一般都具有自诊断功能，在 CRT 画面上可以显示出数控系 统与机床接口以及数控系统内部的状态。在带有可编程控制器（PLC）时，一般 可根据厂家提供的梯形图说明书（内含诊断地址表） ，通过自诊断画面确认数控 系统与机床之间的接口信号状态是否正确。 6）参数的设定 整机购进的数控机床，出厂时，都随机附有一份参数表（有的还附有一份 参数纸带或磁带） 。调整时，必须对照参数表进行一次核对，使机床具有最佳工 作性能。一般可通过按压 MD

47、I/CRT 单元上的“PARAM” （参数）键来进行。如果 参数有不符，可按照机床维修说明书提供的方法进行设定和修改。 通过以上步骤，数控系统调整完毕。此时，可切断数控系统电源，连接电 动机的动力线，恢复报警设定，准备通电试车。 5. 通电试车 18 1）接通电源供电 对于大型设备，为了更加安全，应采取分别供电。通电后观察无异常现象 后，用手动方式陆续起动各部件，检查安全装置是否起作用，能否正常工作， 能否达到额定的工作指标。起动液压系统时，先判断液压泵电动机的转动方向 是否正确，液压泵工作后液压管路中是否形成油压，各液压元件是否正常工作， 有无异常噪声，各接头有无渗漏，液压系统冷却装置能否正

48、常工作等。总之， 根据机床说明书资料粗略检查机床主要部件，功能是否正常、齐全。 2）在接通电源时，应同时作好按压急停按扭的准备，以便随时准备切断电 源。如伺服电动机的反馈信号接反了或断线，均会出现机床“撞车”现象，这 时就需要立即切断电源，检查接线是否正确。 2、机床精度和功能的调试 1）用地脚螺栓和垫铁精调机床床身的水平，找正水平后，移动机床上的立 柱、溜板和工作台等，观察各坐标全行程内机床的水平变化情况，并相应调整 机床几何精度使之在公差范围之内。在调整时，主要以调整垫铁为主，必要时 可稍微改变导轨上的镶条和预紧滚轮等。 2）调整机械手和主轴、刀库的相对位置。用手动方式分步进行刀具交换动

49、作，检查抓刀、装刀、拔刀等动作是否准确恰当。调整中，采用校对检验进行 检测，有误差时可调整机械手的行程或移动机械手支座或刀库位置等。 3）带 APC 交换工作台的机床要把工作台运动到交换位置，调整托盘沿与交 换台面的相对位置，达到工作台自动交换时动作平稳、可靠、正确。然后在工 作台面上装上 70%80%的允许负载，进行多次自动交换动作，达到正确无误后 紧固各有关螺钉。 4）仔细检查数控系统和 PLC 装置中参数设定值是否符合随机资料中规定数 据，然后试验各主要操作功能、安全措施、常用指令执行情况等。例如，各种 运动方式（手动、点动、自动方式等） ，主轴换档指令，各级转速指令等是否正 确无误。 3、机床试运行 数控机床在安装调试后，应在一定负载或空载下进行较长一段时间的自动 运行考验。国家标准 GB9061-88 中规定：自动运行考验的时间，数控车床为连 续运转 16h，加工中心为连续运转 32h。在自动运行期间，不应发生除操作失误 引起以外的任何故障。如故障排除时间超过了规定时间，则应调整后再次重新 进行运转考验。 三、控机床的验收 19 对于新购置的数控设备，都要对数控装置以及与其配套的进给、主轴伺服 驱动单元进行