数控毕业论文

数控机床精度的检测论文

时间:2022-07-01 10:31:31 数控毕业论文 我要投稿

数控机床精度的检测论文(精选13篇)

  在日复一日的学习、工作生活中,大家都有写论文的经历,对论文很是熟悉吧,通过论文写作可以培养我们独立思考和创新的能力。如何写一篇有思想、有文采的论文呢?下面是小编帮大家整理的数控机床精度的检测论文(精选13篇),希望对大家有所帮助。

数控机床精度的检测论文(精选13篇)

  数控机床精度的检测论文 篇1

  摘 要:现代数控机床集合了电子计算机、伺服系统、自动控制系统、精密测量系统及新型机构等先进技术,能够加工形状复杂、精密、小批量零件,并且具有加工精度高、生产效率高、适应性强等特点。

  随着我国制造业的快速发展,数控机床在机械制造业已得到广泛应用,且对数控机床的精度要求也越来越高。

  如何检测数控机床的精度,正成为各行业用户在验收与维护数控机床时非常关注的问题。

  关键词:数控机床;几何精度;定位精度;切削精度;检测与注意事

  机床的精度主要包括机床的几何精度、机床的定位精度和机床的切削精度。

  现根据我在日常工作中所积累的经验,就这些精度的检测项目、检测方法及注意事项进行综合的说明。

  1、数控机床的几何精度

  数控机床的几何精度反映机床的关键机械零部件(如床身、溜板、立柱、主轴箱等)的几何形状误差及其组装后的几何形状误差,包括工作台面的平面度、各坐标方向上移动的相互垂直度、工作台面X、Y坐标方向上移动的平行度、主轴孔的径向圆跳动、主轴轴向的窜动、主轴箱沿z坐标轴心线方向移动时的主轴线平行度、主轴在z轴坐标方向移动的直线度和主轴回转轴心线对工作台面的垂直度等。

  常用检测工具有精密水平尺、精密方箱、千分表或测微表、直角仪、平尺、高精度主轴芯棒及千分表杆磁力座等。

  1.1 检测方法:

  数控机床的几何精度的检测方法与普通机床的类似,检测要求较普通机床的要高。

  1.2 检测时的注意事项:

  (1) 检测时,机床的基座应已完全固化。

  (2) 检测时要尽量减小检测工具与检测方法的误差。

  (3) 应按照相关的国家标准,先接通机床电源对机床进行预热,并让沿机床各坐标轴往复运动数次,使主轴以中速运行数分钟后再进行。

  (4) 数控机床几何精度一般比普通机床高。

  普通机床用的检具、量具,往往因自身精度低,满足不了检测要求。

  且所用检测工具的精度等级要比被测的几何精度高一级。

  (5) 几何精度必须在机床精调试后一次完成,不得调一项测一项,因为有些几何精度是相互联系与影响的。

  (6) 对大型数控机床还应实施负荷试验,以检验机床是否达到设计承载能力;在负荷状态下各机构是否正常工作;机床的工作平稳性、准确性、可靠性是否达标。

  另外,在负荷试验前后,均应检验机床的几何精度。

  有关工作精度的试验应于负荷试验后完成。

  2、数控机床的定位精度

  数控机床的定位精度,是指所测机床运动部件在数控系统控制下运动时所能达到的位置精度。

  该精度与机床的几何精度一样,会对机床切削精度产生重要影响,特别会影响到孔隙加工时的孔距误差。

  目前通常采用的数控机床位置精度标准是ISO230-2标准和国标GB10931-89。

  测量直线运动的检测工具有:标准长度刻线尺、成组块规、测微仪、光学读数显微镜及双频激光干涉仪等。

  标准长度测量以双频激光干涉仪的测量结果为准。

  回转运动检测工具有360齿精密分度的标准转台或角度多面体、高精度圆光栅和平行光管等。

  目前通用的检测仪为双频激光干涉仪。

  2.1 检测方法(用双频激光干涉仪时)

  (1)安装与调节双频激光干涉仪。

  (2)预热激光仪,然后输入测量参数。

  (3)在机床处于运动状态下对机床的定位精度进行测量。

  (4)输出数据处理结果。

  2.2 检测时的注意事项:

  (1)仪器在使用前应精确校正。

  (2)螺距误差补偿,应在机床几何精度调整结束后再进行,以减少几何精度对定位精度的影响。

  (3)进行螺距误差补偿时应使用高精度的检测仪器(如激光干涉仪),以便先测量再补偿,补偿后还应再测量,并应按相应的分析标准(VDI3441、JIS6330或GB10931-89)对测量数据进行分析,直到达到机床的定位精度要求。

  (4)机床的螺距误差补偿方式包括线性轴补偿和旋转轴补偿这两种方式,可对直线轴和旋转工作台的定位精度分别补偿。

  3、切削精度

  检查机床切削精度的检查,是在切削加工条件下对机床几何精度和定位精度的综合检查,包括单项加工精度检查和所加工的铸铁试样的精度检查(硬质合金刀具按标准切削用量切削)。

  检查项目一般包括:镗孔尺寸精度及表面粗糙度、镗孔的形状及孔距精度、端铣刀铣平面的精度、侧面铣刀铣侧面的直线精度、侧面铣刀铣侧面的圆度精度、旋转轴转900侧面铣刀铣削的直角精度、两轴联动精度等。

  参考文献

  [1]何龙著.数控设备调试与维护[M].重庆:西南交通大学出版社,2006,(8).

  [2]王侃夫著.数控机床故障诊断及维护[M].北京:机械工业出版社,2001,(5).

  [3]孙伟著.数控设备故障诊断与维修技术[M].北京:国防工业出版社,2006,(8).

  数控机床精度的检测论文 篇2

  1、数控机床技术在我国现阶段的发展情况

  本世纪高新技术的研发与应用为国际机械制造业带来了巨大的发展空间,尤其是我国的机械制造业在规模扩大生产,提高机械设备与零件的出口配额和比重方面有明显变化。首先,对国外生产的大型机床、重型机床的进口配额明显变少,而国内市场上生产和销往国外的大型机床、重型机床比例有所增加。为了继续向国内市场客户提供优质、中等档位的数控机床及其零部件,并借此机会开拓国际市场,我国机械制造业在未来时期的规划目标是实现国内数控机床技术的持续发展,保证以数控机床技术为代表的机械制造业在稳步发展的基础上,实现固定资产的持续增值,继续拉动机械制造产品与技术的出口,为国家经济增长提供有力帮助。

  2、数控机床的设计要点分析

  2.1数控机床的人文设计理念

  数控机床技术的开发与利用一方面应当满足机械制造的标准,具备机床设备的良好运作性能,还应当将人体结构的、四肢运动范围等因素包含进去,让数控机床设计为工作者提供方便、愉快的操作条件。

  2.2数控机床的界面设计

  数控机床的零部件安置、外部造型设计与应当充分考虑到工作者的生理机能和人体结构,考虑到工作者的视线范围等因素,在追求数控机床界面外观上的创新漂亮、现代化,同时也要将数控机床设计为为适合工作者视觉辨认的颜色,为机械操作提供便利条件。

  2.3数控机床的外部设计

  数控机床的外部设计中体现着美学设计的原理和标准。举例说明,数控机床的设计应当符合人体结构和生理机能,机床操作按钮、操作零部件的摆列和排列应当结合工作者的视线习惯并处于工作者的通常视线范围中,从而提高数控机床操作的准确性和便捷性。让数控机床操作者在最短时间内迅速、有效、精准地提高操作水平。数控机床的操作按钮、显示灯、操作方向应当彼此之间相互配合,并且符合机床设备的操作精准、便捷有效等特点。在数控机床外部设计中,应当注意保持同种性质的操作按钮、操作显示灯、操作部件的运用方向具备一致性。首先,数控机床的整体颜色搭配应当简洁、美观。机床设备在功能上、材质上一方面需要实现美观大方整洁,一方面也要与机械制造环境相协调,帮助数控机床稳定安装,给员工和提供一个愉快、宁静的工作氛围。所以数控机床在颜色设计中应当偏重稳定和安静,避免使用容易引起焦躁、不安、兴奋或者阴沉、忧郁的颜色,为工作人员身心愉悦创造条件。数控机床的颜色搭配应当保持明亮、温馨的颜色,防止刺激或者不良影响使用者的内心情绪。不宜大面积采用刺激和兴奋作用强的热色调色彩,以免使操作者心神不安。

  3数控机床技术与现代工业理念的结合应用

  3.1数控机床技术中的节能环保理念

  本世纪经济水平的不断提高从一定程度上破坏了自然生态环境。在设计工业产品的同时,应当有利于自然环境的保护与维系。设计数控机床的过程中,针对机械设备的生产制造、流通运输、设计原材料的应用、设计功能的实现、机床设备使用的全部流程和环节加强管理,使用绿色清洁、节能环保的原材料,在生产、运输、使用的过程中避免或者最大程度降低对环境的污染与破坏,为人类与自然生态环境的和谐稳定相处创造良好的条件。为了保证数控机床设计中符合节能、环保理念,需要从两个方面进行处理:一是,数控机床设计中使用的原材料应当是可回收的、对环境没有污染的清洁原材料,并且数控机床设备的零部件应当可以从整体设备上拆卸下来,并能够重新更换、单独维修或者回收使用,一方面节约了机床设备维修和重新生产的成本,另一方面也体现了对客户利益的维护,如果机器设备存在故障,可以单独拆卸、替换的零部件能够降低维修工作的复杂性,便于维护、修理,降低了维护产品的成本,也降低了客户对机床设备的使用和维护资金的支出。

  3.2数控机床技术中的人文精神

  人文精神理念的中心思想主要变现为对人类精神、价值观念、人格身份、尊严自由等方面的保护和维系,是对人类精神文化及其成果的维护。数控机床设计中,将人性化需求始终作为产品设计的最高标准,机械设备应用与评价的标准在于是否能够为人类提供好的服务,是否能够满足人类生活与生产的需求。因此数控机床的设计标准、生产要求应当考虑到操作者的工作需求和工作安全。首先,数控机床的操作系统、操作程序、操作按钮等零部件应当符合人体生理机能,同时数控机床的系统操作界面设计应当考虑操作者所在的工作环境与场所,考虑到操作者的身高、体型、操作范围等具体情况。

  3.3数控机床技术中的文化、品牌理念

  数控机床作为机械制造行业的重要产品,应当具备实践使用功能,同时也应当具备品牌和文化功能。数控机床设计中的文化与品牌理念能够提升产品的内涵和价值,为我国机械制造产品进入国际市场,为国内企业打造专属于自身的、有历史传承价值的机械制造产品提供可能。数控机床中的文化与品牌理念,一方面体现了企业的公司文化、公司价值追求、公司经营的历史和经营理念,一方面也代表着企业公司的形象,代表着公司对产品的质量追求和价值目标,体现着公司在产品中投入的科技研究、设计风格、经营策略、生产质量,是多项产品概念和价值的融合。综上所述,随着我国与国际间在各领域中交流合作的增多,国内机床企业需要及时进行产业结构优化与资源整合,有关设计人员应当把握好数控机床的外部设计、界面设计要点,将节能环保、人文精神和文化品牌理念等现代工业理论结合到数控机床的设计之中。

  数控机床精度的检测论文 篇3

  摘要:本文根据自身实践和理论研究,对数控机床中的闭环控制系统进行了具体的论述,重点阐述了伺服闭环控制系统的主要特点,以及PID控制方法在速度闭环控制方面的应用,并以FANUC机床位具体案例,详细的分析了PID参数的调试方法,对闭环控制在数控机床中的推广应用提供了有力的技术支撑。

  关键词:数控机床的论文

  1、引言

  在现代化的设备生产中,数控机床的应用变得越来越广泛,而且对数控机床加工精度和速度的要求也越来越高。为了更高精度、更高自动化水平的控制数控机床的加工,需要在加工过程中加入反馈调节,从而对机床加工过程中的误差因素进行实时调节,使误差不会随时间的延续进行累积,即在数控机床上实施闭环控制。目前,在数控机床上应用闭环控制系统的设备很多,并且这些机床在加工复杂精密零件时取得了很好的效果。本文根据自身实践经验和理论研究,对闭环控制在数控机床中的应用理论及具体案例进行了详细的论述,为闭环控制在数控机床中的应用和推广提供了有力的技术支撑。

  2、闭环控制在数控机床中的应用

  2.1数控机床中的闭环控制特点

  在数控系统中,伺服控制系统必须具备较好的稳定性、动态特性、稳态特性、鲁棒性等。在所有的伺服系统中,稳定性是其最根本的要求,系统的稳定性有两种重要的作用,一是能自动排除外界对系统的干扰,能在有外部干扰的环境下,精确调节定位,二是自动恢复稳定状态,不管系统处于什么样的初始状态,都能够快速准确的进行定位;在闭环伺服控制系统中,动态特性是其最重要的衡量指标,它主要表现在系统的响应速度和振幅,在通常状态下,系统的最大振幅就表达这系统的控制精度,振幅越小,精度越高,而系统的响应速度是影响振幅的重要因素,系统的响应速度越快,系统的过渡时间就越小,系统的误差就越小,控制精度也就越高;稳态特性闭环控制系统的正常工作状态特性,主要是是指控制系统经过过渡阶段后,进入稳定状态的情况下,其最终输出的稳态指与预期的稳定指相符合的程度,通常情况下,伺服闭环控制系统会因为自身结构、内部摩擦力、外界干扰等非线性的因素导致系统的实际的稳态值与期望值存在一定的误差,这种误差就是稳态误差,稳态误差是衡量闭环控制精度的重要指标,而通过加入稳态误差补偿,可以有效的调整伺服控制系统的控制精度和跟踪速度;鲁棒性的主要作用是帮助闭环控制系统控制误差,其主要特点是在系统的约束条件发生变化时,保持系统自身的功能特性不变,即对于具有较好鲁棒性特征的闭环控制系统,即使参数发生了变化,控制自身仍有保持稳定性不变,系统的响应速度和振幅也不会随参数变化而变化,如鲁棒性好的数控机床长期使用造成的机械零件磨损不会导致机床自身误差的增大。

  2.2闭环控制系统中的PID控制技术

  PID控制技术是闭环控制中最早发展起来的一门技术,它以算法简单、可靠性高、调整方便、鲁棒性好等优点在工业控制领域广泛应用,尤其在一些被控对象的结构和参数有一定的不确定性,没法得到精确的数学模型的情况下,可以采用PID控制技术依据现场调试和经验确定系统控制器的结构和参数。在实际工程应用中,也有仅采用PI控制和PD控制的控制系统。PID控制技术是一种线性调节技术,它将系统的偏差分为比例、积分、微分三类运算对被控量进行具体的调节。它对速度的调节主要是根据速度指令(rt)与传感器反馈的回来的实际y(t)进行比较构成控制的偏差e(t),并将此偏差按比例(P)、积分(I)、微分(D)的方式进行线性组合,最终形成控制量u(t)对驱动器进行控制,从而达到对电机速度的精确控制的目的,具体列公式如下:

  2.3闭环控制系统在数控机床中的应用

  在数控机床的闭环控制系统中,PID控制技术的应用非常广泛。本文以FANCOi机床为例,其控制器的调试就主要分为比例增益、积分增益、微分增益三个部分,具体调试过程如下:首选将驱动器设置成速度控制模式控制,对便于对伺服驱动器参数进行优化调节。伺服驱动器的调节参数就是比例常数Kp、微分参数Kd和积分参数Ki,根据实践经验和现场控制需要,手动对PID的三项控制常数进行具体的调节。首先,确定速度比例增益常数Kp的值。当闭环控制系统安装完毕后,第一步是对比例增益常数Kp就进行调节,因为在三个增益参数中,比例增益对振幅起到最主要的作用,确定比例参数的值后,再对积分增益Ki和微分增益Kd进行调节,调节比例参数的方式是在对先将积分增益Ki和微分增益Kd设置为零,再从零逐渐增加比例参数Kp的值,观察伺服电机停止时的振荡情况以及电机转速的忽快忽慢现象,如果随着Kp值的增加,系统产生振荡现象,就降低Kp值,消除振荡,稳定转速,从而初步确定Kp的值。在确定Kp的值后,保持Kp不变,从零逐渐增加系统的积分增益常数Ki的值,观察积分增益的效应现象,当积分增益参数超过临界值后就会导致控制系统的振动不稳定,这时将Ki值进行回调,消除振荡,稳定转速,此时的Ki值就是初步确定的控制系统参数。最后,对控制系统的微分增益进行具体的调节。微分增益的调节可以有效的降低控制系统的振幅,它的主要工作原理是对系统进行预先控制,就是在系统的振荡发生之前对其进行校正,在实际调节时,从零开始逐步增加Kd的值,从而改善旋转速度的稳定性。

  3、结论

  本文根据自身实践和理论研究,对伺服闭环控制系统的特点进行了论述,并对PID控制技术的原理以及实际生产中的参数调节方法进行了具体的阐述,不仅为闭环控制技术在数控机床中应用提供了有力的技术支撑,也为闭环控制系统在数控机床中的推广应用提供了有效的理论依据。

  参考文献:

  [1]包杰,李亮,何宁.基于PC的开放式数控系统微铣削伺服控制的研究[J].机械科学与技术,2009,28(9):1230-1234

  [2]关键,舒志兵.基于PCI总线的全闭环交流伺服控制系统[J].机床与液压,2008,36(7):283-285.

  [3]王列虎,皮佑国.数控机床中直接位置闭环控制系统的研究[J].组合机床与自动化加工技术,2011,(2):50-52.

  数控机床精度的检测论文 篇4

  1、合理地使用数控机床

  1.1数控机床的工作场地选择

  (1)避免阳光的直接照射和其它热辐射、避免太潮湿或粉尘过多的场所,尽量在空调环境中使用,保持室温20℃左右。由于我国处于温带气候、受季风影响、温度差异大,对于精度高、价格贵的数控机床,应置于有空调的房间中使用。

  (2)要避免有腐蚀气体的场所。因腐蚀气体易使电子元件变质,或造成接触不良,或造成元件短路,影响机床的正常运行。

  (3)要远离振动大的设备(如冲床、锻压设备等)。对于高精度的机床还应采用防振措施(如防振沟等)。

  (4)要远离强电磁干扰源,使机床工作稳定。

  1.2数控机床的电源

  数控系统对电源要求较严,一般要求工作电压为220V±10%。针对我国供电工况,对于有条件的企业,可为数控机床采取专线供电或增设稳压装置,以减少供电品质差的影响,为数控系统的正常运行提供有力保证。

  1.3数控机床配置合适的自动编程系统

  手工编程对于外形不太复杂或编程量不大的零件程序,简单易行。当工件比较复杂时(如凸轮或多维空间曲面等),手工编程周期长(数天或数周)、精度差、易出错。因此,快速、准确地编制程序就成为提高数控机床使用率的重要环节;为此,有条件的用户最好配置必要的自动编程系统,提高编程效率。

  1.4数控机床配置必要的附件和刀具

  为了充分发挥数控机床的加工能力,必须配备必要的附件和刀具。切忌花了几十万元钱买来一台数控机床,因缺少一个几十元或几百元的附件或刀具而影响整机的正常运行。由于单独签订合同购买附件的单价大大高于随同主机一起供货的附件单价,因此,有条件的企业尽量在购买主机时一并购置易损部件及其它附件。

  1.5加工前的准备

  加工前要审查工件的数控加工工艺性,应重视生产技术准备工作(包括工件数控加工工艺分析、加工程序编制、工装与刀具配置、原材料准备及试切加工等)以缩短生产准备时间,充分提高数控机床的使用效率。合理安排适合在数控机床加工的各种工件,安排好数控机床加工运转所需的节拍。

  1.6为维修保养做好准备建立一支高水平的维修队伍,保存好设备的完整

  2、数控机床的常见故障

  2.1故障发生的阶段故障是指设备或系统因自身原因而丧失规定功能的现象。发生故障具有相同的规律,一般分为三个区域:

  (1)初期运行区,故障率较高,故障曲线呈上升趋势,此区故障多数属于设计制造和装配缺陷造成的。

  (2)正常运行区,此时故障曲线趋近水平,故障率低,此区故障一般是由操作和维护不良造成的偶发事故。

  (3)衰老区,此区故障率大,故障曲线上升快,主要原因是运行过久、机件老化和磨损过度造成的。

  2.2故障的分类

  按结构分为机械和电气两类;按故障源分为机械故障和控制故障两类;就其数控系统而言分为硬件故障、软件故障、干扰故障三类。要判断是机械方面故障还是控制系统故障,其分析方法是:先检查控制系统,看程序能否正常运行,显示和其它功能键是否正常,有无报警现象等;再检查电机和检测元件,是否能正常运转,有无间歇或抖动现象,有无定位不准等问题。如果没有上述问题,则可初步判断故障原因在机械方面,着重检查传动环节。检查传动环节时应使电机断电,用手动并配合打表检查机器。

  3、数控系统的常见故障分析

  (1)位置环。这使数控系统发出控制指令,并与位置检测系统的反馈值相比较,进一步完成控制任务的关键环节;它有很高的工作频度,并与外设相联接,容易发生故障。常见的故障有:

  1)位控环报警:可能是测量回路开路,测量系统损坏,位控单元内部损坏。

  2)不发指令就运动,可能是漂移过高,正反馈,位控单元故障,测量元件损坏。

  3)测量元件故障,一般表现为无反馈值;机床回不了基准点;高速时漏脉冲产生报警,可能的原因是光栅或读头脏了;光栅坏了。

  (2)伺服驱动系统。它与电源电网、机械系统等相关联,工作中一直处于频繁的启动和运行状态,也是故障多发部位。其主要故障有:

  1)系统损坏。一般由网络电压波动太大或电压冲击造成。地区电网质量不好,会给机床带来电压超限,尤其是瞬间超限,若无专门的电压监控仪,则很难测到。在查找故障原因时,要加以注意,还有一些是由于特殊原因造成的损坏。

  2)加工时工件表面达不到要求,走圆弧插补轴换向时出现凸台,电机低速爬行或振动,这类故障一般是由于伺服系统调整不当,各轴增益系统不相等或与电机匹配不合适引起,解决办法是进行最佳化调节。

  3)保险烧断,或电机过热,以至烧坏,这类故障一般是机械负载过大或卡死。

  (3)电源部分。电源失效或故障的直接结果是造成系统的停机或毁坏整个系统。一般在欧美国家,这类问题较少,在设计方面的因素考虑的不多;但在中国由于电源波动较大、质量差,还隐藏有高频脉冲类的干扰,加上人为的因素(如突然拉闸断电等),这些原因可造成电源故障失控或损坏。再者,数控系统部分运行数据、设定数据以及加工程序等一般存贮在RAM存贮器内,系统断电后依靠电源的后备蓄电池或锂电池保持。因而,停机时间比较长,拔插电源或存贮器都可能造成数据丢失,使系统不能运行。

  (4)可编程序控制器逻辑接口。数控系统的逻辑控制(如刀库管理,液压启动等),主要由PLC实现,必须采集各控制点的状态信息(如断电器,伺服阀,指示灯等),它与外界繁多的各种信号源和执行元件相连接,变化频繁,发生故障的可能性较多,故障类型较多。

  (5)其它。由于环境条件,例如干扰,温度,湿度超过允许范围,操作不当,参数设定不当,都可能造成停机或故障。不按操作规程拔插线路板,或无静电防护措施等,也可能造成停机故障甚至毁坏系统。

  4、常见故障的排除方法

  (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排除,则需进行硬件诊断。

  (2)参数更改、程序更正法。系统参数是系统功能的依据,参数设定有误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,确保正常运行。

  (3)调节、最佳化调整法。调节简单易行的办法,可通过对电位计的调节,修正系统故障。通过调节速度调节器的比例系数和积分时间,可使伺服系统达到既有较高的动态响应特性,又不发生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,先正向调节使电机起振,然后向反向慢慢调节,直到消除震荡即可。

  (4)备件替换法。采用好的备件替换诊断出的坏线路板,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,以改善电源波动。对于高频干扰可用电容滤波法,通过这些预防性措施可减少电源板的故障。

  (6)维修信息跟踪法。一些大的制造公司根据实际工作中属于设计缺陷造成的偶然故障,可以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,有利于正确彻底地排除故障。并在此础上已设计了一套新型应力应变测试系统,该系统集数据采集和处理功能于一体,减少了中间环节,操作更便捷、更简单且测试结果更精确。

  5、结束语

  SHPB装置是研究材料动载特性的理想工具,SHPB测试装置的发展是力学、材料学、计算机等技术在应用领域的综合集成。各学科的协同发展将有力地推动SHPB技术应用范围的扩大以及SHPB测试技术的提高。

  数控机床精度的检测论文 篇5

  摘要:故障诊断技术已经有30多年的发展历史,但作为一门综合性新学科《故障诊断学》,还是近些年发展起来的。从不同的角度出发,设备故障诊断的理论和方法很多,其中故障诊断专家系统方法是近年来故障诊断领域最显着的成就之一,其内容包括诊断知识的表达、诊断推理方法、不确定性推理及诊断知识的获取等。

  关键词:数控机床 故障树分析

  一、数控机床故障的诊断研究意义所在

  故障诊断始于机械设备故障诊断,主要指制造设备和制造过程的状态监测与故障诊断。制造设备主要指加工机床、夹具、量具和刀具;制造过程指制造工艺过程、工艺参数。机械设备运行时的状态监测与故障诊断包含两方面内容:一是对设备的运行状态进行监测;二是在发现异常情况后对设备的故障进行分析、诊断。

  设备故障诊断是随设备管理和设备维修发展起来的。欧洲各国在欧洲维修团体联盟(FENMS)推动下,主要以英国倡导的设备综合工程学为指导;美国以后勤学为指导;日本吸收二者特点,提出了全员生产维修(TPM)的观点。

  美国自1961年开始执行阿波罗计划后,出现一系列因设备故障造成的`事故,导致1967年在美国宇航局(NASA)倡导下,由美国海军研究室(ONR)主持成立了美国机械故障预防小组(MFPG),并积极从事技术诊断的开发。美国诊断技术在航空、航天、军事、核能等尖端部门仍处于世界领先地位。

  英国在上世纪60—70年代,以机器保健和状态监测协会(MHMG&CMA)为最先开始研究故障诊断技术,在摩擦磨损、汽车和飞机发电机监测和诊断方面具领先地位。

  日本的新日铁自1971年开发诊断技术,1976年达到实用化。日本诊断技术在钢铁、化工和铁路等部门处领先地位。

  我国在故障诊断技术方面起步较晚,1979年才初步接触设备诊断技术,近年来得到迅速发展。目前国内对装备的故障诊断技术,尤其是板级故障诊断技术的研究有了较大的进展。经过二十多年的研究与发展,我国的故障诊断技术己广泛应用于军工、化工、工业制造等领域,如数控机床、汽车、发电、船舶、飞机、卫星、核反应堆等。

  二、现代故障诊断技术概述

  1、故障诊断主要内容

  故障诊断的实质是在诊断对象出现故障的前提下,通过来自外界或系统本身的信息输入,经过处理,判断出故障种类,定为故障部位(元部件),进而估计出故障可能时间、严重程度、故障原因等,甚至还可以提供评价、决策以及进行维修的建议。

  现代故障诊断的主要内容应包括实时监测技术,故障分析(诊断)技术和故障修复方法三个部分。从信息获取到故障定位,再到故障的排除,作为单独的技术领域发展的同时,又作为故障诊断的技术共同协调发展。

  2、数控机床故障诊断常用的方法

  (1)直观法。由维修人员利用感觉器官,观察故障发生时的各种声、光、味等异常现象,查看CNC机床系统的各个模块和线路,有无烧毁和损伤痕迹,迅速将故障范围缩小到一个模块或一块印刷线路板。这是一种最基本和常用的方法。

  (2)CNC系统自诊断法。数控系统的自诊断功能,已经成为衡量数控系统性能的重要指标,数控系统的自诊断功能实时监视数控系统的工作状态。一旦发生异常情况,立即在CRT上显示报警信息,或通过发光二极管指示故障的原因、故障模块,这是CNC机床故障诊断维修中最有效和直接的一种方法。

  (3)功能程序测试法。功能程序测试法就是将数控系统的常用功能和特殊功能用手工编程或自动编程的方法,编制成一个功能测试程序,送入数控系统,然后让数控系统运行这个测试程序,借以检查机床执行这些功能的准确性和可靠性,进而判断出故障发生可能的部位和故障原因。

  (4)模块交换法。所谓模块交换法就是在分析出故障大致起因的情况下,利用备用的印刷线路板、模板、集成电路芯片或元件替换有疑点的部分,将功能相同的模板或单元相互交换,观察故障的转移情况,从而快速判断故障部位的方法。

  (5)原理分析法。根据CNC组成原理,从系统各部件的工作原理着手进行分析和判断,从逻辑关系上分析电路故障疑点的逻辑电平和特征参数,从而确定故障部位的方法。这种方法对维修人员要求很高,必须熟悉整个系统或每个部件的工作原理,才能对故障部位进行定位。

  (6)PLC程序法。根据PLC报警信息,查阅有关PLC程序,对照报警点相应的模块程序,比较相关I/O元件的逻辑状态,判断故障。

  数控机床的故障诊断的方法还有参数检查法、测量比较法、敲击法、局部升温法、隔离法和开环检测法等,这些方法各有特点,维修时常同时采用几种方法综合运用,分析并逐步缩小故障范围,以达到排除故障的目的。

  3、数控机床故障诊断技术发展趋势

  (1)针对数控车床不完整信息和不精确信息的处理利用,更强调信息融合策略和处理技术,知识的表示方法;

  (2)针对现代数控设备复杂化、集成化、自动化程度的提高以及可持续工作能力和可靠性要求的提高,更强调多智能技术的融合,系统级诊断技术,混合智能诊断技术的研究;

  (3)针对专家系统知识获取的瓶颈问题,更强调自适应能力和自学习能力的研究,在线诊断技术、多传感器技术的研究。

  三、数控机床故障的诊断展望

  数控机床的故障诊断一直是困扰操作、维修人员的难题。由于数控机床的安全性和工作可靠性对于生产单位的效益直接产生很大的影响,专家系统在故障诊断领域中的应用,实现了基于人类专家经验知识的设备与系统故障诊断技术。

  CNC机床作为一个复杂多变的非线性系统,充分考虑自然情况的变化以及人为误操作,如何结合模糊技术以及人工智能方面的优点,总结出更加智能的故障诊断方法,将是以后需要努力的方向。

  随着设备自动化的进一步提高,其故障诊断也变得更加的复杂,特别是对于工程机械来说,要解决作业过程中的所有故障是十分困难的。鉴于此情况,在技术实力雄厚的科研院所建立远程故障诊断系统,通过Internet与工程机械操作现场连接,建立一个实时故障检测系统,及时地发现作业过程的故障,迅速地进行诊断。在本地的故障诊断系统无法解决时,利用Internet访问远程故障诊断中心,通过技术实力雄厚的科研院所来解决这些故障,及时地恢复生产,也有效地实现了技术资源共享,因此基于Internet的远程故障诊断系统将是一个重要的发展方向。

  数控机床精度的检测论文 篇6

  摘要:针对进口和国产大型通用数控机床的维修和保养方面需要注意的问题,结合多年从事数控机床维修保养和管理的经验,建立一套针对数控机床的维保体系。

  关键词:数控机床;机床维修;机床维保

  引言

  在离散型加工、机床生产企业中,大型龙门铣镗加工中心、大型落地镗铣加工中心、大型龙门平面磨床等通用性加工母机是机床生产企业中的主力军,这些机床存在唯一性、高精度、自动化等特点。这些大型机床可能是企业或地区唯一的大行程、高精度机床,为了确保大型机床的有效开机率和功能完好性,需要对机床进行全方位的维保工作。

  1、维保体系建立的意义

  维保体系是建立在对机床核心功能、辅助功能全面了解和对机床运行轨迹、信号的全面统计基础上,并通过对机床常见故障剖析和备件库的建立等来进一步完善。在实际工作中,对每台机床建立各自的维保体系,对机床预防性故障的检修具有指导意义。在维保工作中,为保证机床的有效使用,减少停机次数和时间,应根据机床的实况进行针对性的预防性检修。维保体系建立后,既可以作为设备维修新员工的培训、熟悉机床的资料;也可以在维修中根据维修实况不断填充、丰富维修档案,提高整体维修水平;最重要的是在智能制造的发展中,可以作为MES(ManufacturingExecu-tionSystem,制造企业生产过程执行系统)维修体系的基础档案。根据机床特点及结合多年工作检验,建立了实用性的机床维保体系模型,图1。

  2、维保体系内容

  2.1机床结构部分

  (1)机床主体。包括床身、立柱、导轨、丝杠、滑枕等,尤其需注意斜铁、拖链的安装位置。

  (2)液压系统。包括液压站、油箱液压功能阀体、供油系统、回油系统等。需确认机床液压系统中每个泵、电机、阀体的位置和功能,并和图纸一一对应,便于维保时根据故障表象就可准确找到所查元件。

  (3)刀库系统。包括刀库门、机械手、刀套、刀链、链轮传动组合、刀位信号开关等。需重点关注刀库门和机械手运行步骤、各步骤信号开关的位置和报警信号。

  (4)气动系统。包括滤水和润滑三联件、气动阀、气压缸等。需重点确认各气动阀的位置和功能。

  (5)润滑系统。包括润滑泵组合、管路布局、分油器、各润滑终点等。需重点确认分油器及对应润滑终点的位置和功能。

  (6)电气系统。包括电柜冷却、电柜内部组件、操作面板、内部分线盒等。需重点关注各类电机控制的功能电路组成、频繁动作的继电器和接触器、具有保护功能的断路器。机床结构的辅助部分包括排屑器系统和切削液系统。这些辅助部分发生故障时一般不会影响机床的正常使用,仅会给机床的使用带来不便。

  2.2常见故障点

  (1)机械部分故障点:几何精度超差、反向间隙超差、机床运行抖动、护罩进给的异响等。大型机床几何精度发生变化多是因为温度和新装机床的内应力,所以机床的几何精度检查时需充分考虑温度和内应力的因素;反向间隙主要是因为滚珠丝杠和丝母的磨损或松动造成的,为保证加工精度需定期检查并调整反向间隙,在进行调整时,首先进行机械调整,达到最优效果后再用数控系统补偿误差;机床运行抖动多为相对运行中摩擦阻力增大造成的,斜铁或润滑的异常是本类故障的重要原因;护罩运行异响多为润滑不足,踩踏或异常冲击造成护罩的变形,需在日常使用中加强对护罩的保护。

  (2)液压系统故障点:压力异常、温度升高、管路漏油、滤芯堵塞、冲击异响等。压力的准确和稳定是液压功能实现的基础,压力调整可在设定值的上下5%,需在液压表上做出设定压力值的标记,以便点检巡查中检查压力值是否正常;液压站液压油的最高温度是60℃,>60℃时需及时报修;温升变化时重点检查液压泵的前后有无剧烈温升、机床供油和回油有无大幅温差,同步需检查液压泵的电机温度应≤80℃;管路漏油是机床使用中常见的故障,如管头松动、油管老化开裂、密封圈失效、油封失效等;擦拭陈油即可查到漏点滤芯,应定期清洁和更换滤芯,并记录更换后压力的变化;液压冲击和异响是液压系统中难以消除的故障点,需要专业的液压工程师给予辅助处理。

  (3)刀库系统故障点:刀库门卡顿、机械手卡顿、检测开关信号异常、卡爪掉刀等。刀库门需保证运行轨道、气缸的清洁和润滑;机械手运行步骤要牢记与心,每个步骤运行轨迹及对应的检测开关均需做详细统计;一旦机械手卡位,能根据机械手运行轨迹和报警信息对应的监测开关及时确定并排除故障点;卡爪掉刀主要是机械手抓刀时对应的卡刀机构异常,卡刀机构故障多为运行机构进入杂物或缺少润滑造成。

  (4)换头系统故障点:附件头支架位置偏移,检测开关信号异常、滑枕装头位置异常等。较为先进的数控机床均能自动更换附件头,部分机床同时配有多个附件头,所以机床换头的正常运行也是保障机床运行的重要组成部分。附件头支架位置偏移主要是支架长期使用中结构变形、导轨润滑不足、动力的气压或液压的压力异常等原因造成;换头过程中对应的检测信号位置和报警信息均需做好统计,以便处理换头中的故障点;滑枕装头位置异常多为主轴定位异常和滑枕换头过程中各暂停点位置异常。

  (5)润滑系统故障点:润滑管路断裂、润滑管路堵塞。通过手动打压时压力的上升速度确认内部润滑管路是否存在断裂;加油周期有无剧烈变化也是判断内部润滑状态的重要依据,加油周期剧烈变短多为油管断裂,加油周期逐步变长多为内部管路堵塞。

  (6)电气系统故障点:电柜温度过高、工作环境湿度过高、常用触头的疲劳损坏、已发故障的复发隐患等故障点。

  (7)气动系统故障点:管路漏气、气路有水、气缸缺少润滑油。

  (8)排屑器故障点:铁屑或杂物掉入卡死、底部积屑过多卡死、链板拉长、轴承或变速箱缺少润滑等。

  (9)切削液故障点:回水和供水滤网滤芯堵塞、切削液泄漏、切削液变质、液位开关升降异常等。

  2.3已发故障统计与解决方案

  (1)可避免故障的类型与对策。机床使用和维保中因为操作失误或检修不足造成的故障,可通过各种手段避免。使用中常见故障:机床运行中撞击、超速运行、进给轴超程、换头异常未及时停止、换刀异常未及时停止、排屑器内掉入杂物卡死、切削液滤网未及时清洁等。维保中常见故障:导轨和丝杠润滑不足、传动齿轮箱润滑不足、液压压力异常、漏气漏水漏油、换头换刀位置异常等。采取措施:要求操作者按照操作规定进行操作,严禁违规操作;要求维修人员按维保说明书对机床进行定期检修,并切实检查到位。

  (2)可预测故障的类型与对策。可预测故障是根据机床运行中发生异响、振动等表象,依据维修人员的工作经验对机床可能出现的故障进行预测,并进行必要的检修和备件准备,协调合理的维修时间,组织进行维修。

  (3)重要故障维修记录。复杂和重要的维修情况,具有耗时长、要求高、工作量大等特点。例如,变速箱轴承、齿轮的更换,大型电机的更换,复杂液压故障的排查、主轴的拆装、机床的搬迁、机床的项修和大修等。重要维修要建立针对性维修档案,如维修要点拍照、维修过程记录、难点和注意事项的说明等,均可以为日后类似的维修提供技术支持和资料储备。

  2.4备件库建设

  (1)消耗性备件库:边使用边补充。液压油、导轨润滑油脂、过滤棉、清洁用品等日常维保中经常使用的消耗型辅料或通用备件,使用后需及时补充,严禁因补充不及时而影响维保的有序进行。

  (2)常用备件库:需计划性存储。接头、气管、滤芯、溢流阀、液压表、气压表、刮屑板等维保中常用型备件,需要必备。同时部分已损备件修复后也可以纳入常用备件库,以防止再次发生。

  (3)不常用备件数据库:备件采购信息库。电源模块、液压泵、伺服电机、导轨滑块等单价较高,且不经常损坏的备件,可以建立涵盖备件型号、厂家、供应商、供货周期等电子档案的数据库,一旦相应备件出现故障时,可以及时提取备件信息进行快速采购。

  2.5维保人才的培养

  (1)主观能动性。维保中的关键环节就是提高维保人员的个人主观能动性。积极主动的去完成机床的检查和保养,发现故障隐患及时消除或上报,按照各类制度进行点检和保全,针对机床的运行状态多和操作者交流,以保障机床的正常运行。

  (2)个人专业素养:自学+培训。维保人员个人能力的培养和提高也是提高维保水平的重要环节。维保人员为了更好的完成本职工作,需要看懂机床说明书,并对机床的实际结构进行了解和研究。一方面公司应针对维修人员的技能做定期定向的培训,组织维修人员进行内部讨论,促进工作经验的交流;另一方面应为维保人员提供合适的外出培训机会,开拓员工的视野和思路。维保人员需要自觉提高工作水平,以应对逐步复杂化、综合化的维保情况。

  (3)管理者的重视与支持:资金和物质。管理者的重视与支持是维保工作顺利推进的主动力。适当的奖惩制度和项目特批奖金,可有效激发员工的积极性和主动性,为员工提供足够的使用工具和工作环境也是管理者应做好的工作。管理者要想员工之所想为其服好务,用合适的管理制度激发维保人员的工作激情。

  3、总结

  维保体系的建立总体而言是通过各种方法减少故障的发生概率、做好各类预想性检查、建立完善的维修档案、合理地储备机床备件,即通过各种手段保证数控机床的正常运行。维保工作要以机床说明书为依据和起点建立适合自己的维保体系;统计和储备各类信息,以备不时之需;积极主动的切实做好机床的保养工作,推行针对性的检修方案,保障数控机床的正常运行。

  参考文献

  [1]罗蕊.数控铣床的故障诊断与维修[J].自动化应用,2016(5):21-23.

  [2]宋亚飞.数控机床验收调试方法及注意事项分析[J].企业技术开发:中旬刊,2012,31(20):93-95.

  [3]张立.设备备件管理与成本控制[J].企业科技与发展,2013(12):135-137.

  数控机床精度的检测论文 篇7

  1、要注重学生自我学习意识和能力的培养,这是学生形成有理论基础的技能的源动力

  在教学上要发挥学生的主导学习地位,充分提供和调动学生自主学习的可能性。这是创新能力培养的雏形。这与教学的方法和教学设计息息相关。加强考核措施督促学生学习,如要求学生看书,在书上要有重点标记,要能分清各章节间的联系,每一章节里,甚至每一段里说明的是什么问题?鼓励学生多参看其他资料,对下功夫读书的(如书上有因翻看变数多而发黑,且有较详细的标注的)同学在过程考核上多加分。对上课积极发言,实习时积极动手和动脑的同学多加分,对认真完成作业、书写工整、有自己的观点、不照抄照搬的多加分。在讲课过程中。也要及时指导学生看书,指导学生书中有用的知识点是怎样和项目对接上的。这也要求教师在教学设计上将项目与教材有效衔接。对学生读书能力的培养也很重要,它是学生自主学习的前提。学会读书益处颇多,不但能形成理论知识体系,而且为能具有自我阅读资料的能力做了一定的铺垫。而这是提高维修技能的必要手段。学会读书的学生必然是愿意读书的学生,愿意读书的学生必然是能读懂书的学生,能读懂书必然要想办法教明白学生。这不仅是授课教师的水平问题,还与教师的责任心,课程设置的内容及前后课程的安排有关。

  2、教材处理与教学方法合理运用同样

  对学生形成有理论基础的技能有重要作用在校生虽然形成的是初级技能,但是应该是学生一生中与其技能相关理论知识的主要来源地,学生在校学习的理论知识是他日后自学的基础,因此如何传授知识,如何使理论知识与其技能相衔接至关重要。合理处理教材内容,讲清楚教材对学生能力培养非常重要。有理论基础的技能是可持续发展的技能,这也是高职学生的培养目标,这种理论的来源一定是准确、可理解并能有一定的文本材料(如教材)以供查阅,这就要求在实训室上课时教师要适时抓住时机联系实际讲清楚书本上的知识点,这有助于学生理解。同时要指导学生在书中做好标注,便于学生日后复习巩固,加深理解。这样才能在很短的学时内,提高学生理论联系实际的能力。教学方法很多,在本门课程理论教学中主要采用了小范围对比与大范围对比两种方法。对比法能清晰地使学生对教材编排有深入的理解,对学生的实践操作也有指导意义。举例如下。数控机床的控制主要是针对主轴和进给轴,要从它们的驱动要求,驱动器的类别,驱动器的接线及参数设置、常规操作方面加以介绍。要从它们与数控装置的连接,包括控制指令信号的种类与性质、反馈原件与反馈信号的区别等方面进行介绍。这些内容贯穿整个教材,要从全局角度进行大范围对比讲授。教学中大量运用了循环渗透教学法,循环渗透教学法不是简单地重复,要有不同的去反复提醒学生,使学生对它们的异同有深入的认识。

  (1)第一次课就介绍数控系统的组成,明确开环、半闭环、闭环的含义、组成形式和对数控机床控制作用的不同。从而使学生明确数控机床的分类和发展的方向。

  (2)第四章介绍进给伺服时,对开环、半闭环、闭环三种控制形式进一步说明,对三个环是否采用检测元件、检测元件的安装位置要求,检测元件工作原理及应用场合、三种控制环应用场合、调试的难易程度、控制精度的对比做进一步讲解。可见前面的铺垫不但能完善教学过程,而且启下。同时对伺服驱动器的内部有位置环、速度环、电流环三个控制环路进行介绍。使学生对自控原理在数控机床控制中的应用有一定的理解,这样的适时比较,可使学生明确这两个三环的本质区别。使知识结构在递进和加强。

  (3)第四章中步进驱动器与伺服驱动器之间对比,如接口数量,电源性质:包括电源的电压高低;电源是交流还是直流;电源接入的数量,除强电电源外,是否需控制电源,是否有先上控制电的要求等;第五章中有数控机床主传动系统的要求、主轴驱动系统的要求、主轴传动的要求。应明确三者之间的包容关系,明确它们之间的侧重与联系。显然这里应用小范围对比讲授为好。这里不但要对比讲授,还要指导学生看书,以便学生理清头绪、读懂教材,学会看书。这也对学生的自身素质提高有很重要的影响。

  3、采用理论和实际相结合使学生理解

  所学知识,为技能培养做好理论铺垫教材中内容与实际设备上有很多可以相联系的地方,举例如下。

  (1)导线的颜色线缆的种类,中间继电器的结构与作用,断路器的型号选择。

  (2)开关电源变压器的结构与作用,变频器的恒压频比控制。

  (3)步进驱动器细分后运行的噪声、平稳性。

  (4)系统对部件的控制过程的设计与实施,如按下主轴正转按键,KA1得电,利用其常开点的闭合对变频器设置好的启停信号点位输入正的24V电压。而且通过输出继电器板的信号灯亮灭的指示、用万用表测量PLC输入输出点位等实际操作,可明确主轴启停控制过程、逻辑信号的传递过程及检测方法。

  (5)急停回路的设计与接线。这里不光有接线,还涉及PLC的点位,PLC输入信号中外部允许输入信号的形成,外部允许信号对系统各部分的控制作用等。通过此部分的讲练,学生对看懂机床的原理图与接线图,对PLC的输入与输出的形成与控制会有较直观的理解。另外,为提高教学效果对教学中对无法直接在设备上直观看到的现象,可以搜集整理一些视频资料以辅助教学。也提醒鼓励学生搜集资料的方法,为离校后学生自主学习提供必要指导。教师也确实应提高自己的理论与实践水平,多找机会接触其他的系统和设备,使课程讲得灵活有趣,这同样可以提高学生的经验水平。

  数控机床精度的检测论文 篇8

  摘要:伺服电机比步进电机性能更优越,随着现代电机控制理论的发展,伺服电机控制技术成为了机床数控系统的重要组成部分,并正朝着交流化、数字化、智能化方向发展。

  关键词:数控系统伺服电机直接驱动

  中图分类号:TP2文献标识码:A文章编号:1671-7597(2008)0820116-01

  近年来,伺服电机控制技术正朝着交流化、数字化、智能化三个方向发展。作为数控机床的执行机构,伺服系统将电力电子器件、控制、驱动及保护等集为一体,并随着数字脉宽调制技术、特种电机材料技术、微电子技术及现代控制技术的进步,经历了从步进到直流,进而到交流的发展历程。本文对其技术现状及发展趋势作简要探讨。

  一、数控机床伺服系统

  (一)开环伺服系统。开环伺服系统不设检测反馈装置,不构成运动反馈控制回路,电动机按数控装置发出的指令脉冲工作,对运动误差没有检测反馈和处理修正过程,采用步进电机作为驱动器件,机床的位置精度完全取决于步进电动机的步距角精度和机械部分的传动精度,难以达到比较高精度要求。步进电动机的转速不可能很高,运动部件的速度受到限制。但步进电机结构简单、可靠性高、成本低,且其控制电路也简单。所以开环控制系统多用于精度和速度要求不高的经济型数控机床。

  (二)全闭环伺服系统。闭环伺服系统主要由比较环节、伺服驱动放大器,进给伺服电动机、机械传动装置和直线位移测量装置组成。对机床运动部件的移动量具有检测与反馈修正功能,采用直流伺服电动机或交流伺服电动机作为驱动部件。可以采用直接安装在工作台的光栅或感应同步器作为位置检测器件,来构成高精度的全闭环位置控制系统。系统的直线位移检测器安装在移动部件上,其精度主要取决于位移检测装置的精度和灵敏度,其产生的加工精度比较高。但机械传动装置的刚度、摩擦阻尼特性、反向间隙等各种非线性因素,对系统稳定性有很大影响,使闭环进给伺服系统安装调试比较复杂。因此只是用在高精度和大型数控机床上。

  (三)半闭环伺服系统。半闭环伺服系统的工作原理与全闭环伺服系统相同,同样采用伺服电动机作为驱动部件,可以采用内装于电机内的脉冲编码器,无刷旋转变压器或测速发电机作为位置/速度检测器件来构成半闭环位置控制系统,其系统的反馈信号取自电机轴或丝杆上,进给系统中的机械传动装置处于反馈回路之外,其刚度等非线性因素对系统稳定性没有影响,安装调试比较方便。机床的定位精度与机械传动装置的精度有关,而数控装置都有螺距误差补偿和间隙补偿等项功能,在传动装置精度不太高的情况下,可以利用补偿功能将加工精度提高到满意的程度。故半闭环伺服系统在数控机床中应用很广。

  二、伺服电机控制性能优越

  (一)低频特性好。步进电机易出现低速时低频振动现象。交流伺服电机不会出现此现象,运转非常平稳,交流伺服系统具有共振抑制功能,可涵盖机械的刚性不足,并且系统内部具有频率解析机能,可检测出机械的共振点,便于系统调整。

  (二)控制精度高。交流伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证。例如松下全数字式交流伺服电机,对于带17位编码器的电机而言,驱动器每接收217=131072个脉冲电机转一圈,即其脉冲当量为360°/131072=9.89秒。是步距角为1.8°的步进电机的脉冲当量的1/655。

  (三)过载能力强。步进电机不具有过载能力,为了克服惯性负载在启动瞬间的惯性力矩,选型时需要选取额定转矩比负载转矩大很多的电机,造成了力矩浪费的现象。而交流伺服电机具有较强的过载能力,例如松下交流伺服系统中的伺服电机的最大转矩达到额定转矩的三倍,可用于克服启动瞬间的惯性力矩。

  (四)速度响应快。步进电机从静止加速到额定转速需要200~400毫秒。交流伺服系统的速度响应较快,例如松下MSMA400W交流伺服电机,从静止加速到其额定转速仅需几毫秒。

  (五)矩频特性佳。步进电机的输出力矩随转速升高而下降,且在较高转速时转矩会急剧下降,所以其最高工作转速一般在300~600RPM。交流伺服电机为恒力矩输出,即在其额定转速(一般为2000RPM或3000RPM)以内,都能输出额定转矩。

  三、伺服电机控制展望

  (一)伺服电机控制技术的发展推动加工技术的高速高精化。80年代以来,数控系统逐渐应用伺服电机作为驱动器件。交流伺服电机内是无刷结构,几乎不需维修,体积相对较小,有利于转速和功率的提高。目前交流伺服系统已在很大范围内取代了直流伺服系统。在当代数控系统中,交流伺服取代直流伺服、软件控制取代硬件控制成为了伺服技术的发展趋势。由此产生了应用在数控机床的伺服进给和主轴装置上的交流数字驱动系统。随着微处理器和全数字化交流伺服系统的发展,数控系统的计算速度大大提高,采样时间大大减少。硬件伺服控制变为软件伺服控制后,大大地提高了伺服系统的性能。例如OSP-U10/U100网络式数控系统的伺服控制环就是一种高性能的伺服控制网,它对进行自律控制的各个伺服装置和部件实现了分散配置,网络连接,进一步发挥了它对机床的控制能力和通信速度。这些技术的发展,使伺服系统性能改善、可靠性提高、调试方便、柔性增强,大大推动了高精高速加工技术的发展。

  另外,先进传感器检测技术的发展也极大地提高了交流电动机调速系统的动态响应性能和定位精度。交流伺服电机调速系统一般选用无刷旋转变压器、混合型的光电编码器和绝对值编码器作为位置、速度传感器,其传感器具有小于1μs的响应时间。伺服电动机本身也在向高速方向发展,与上述高速编码器配合实现了60m/min甚至100m/min的快速进给和1g的加速度。为保证高速时电动机旋转更加平滑,改进了电动机的磁路设计,并配合高速数字伺服软件,可保证电动机即使在小于1μm转动时也显得平滑而无爬行。

  (二)交流直线伺服电机直接驱动进给技术已趋成熟。数控机床的进给驱动有“旋转伺服电机+精密高速滚珠丝杠”和“直线电机直接驱动”两种类型。传统的滚珠丝杠工艺成熟加工精度较高,实现高速化的成本相对较低,所以目前应用广泛。使用滚,珠丝杠驱动的高速加工机床最大移动速度90m/min,加速度1.5g。但滚珠丝杠是机械传动,机械元件间存在弹性变形、摩擦和反向间隙,相应会造成运动滞后和非线性误差,所以再进一步提高滚珠丝杠副移动速度和加速度比较难了。90年代以来,高速高精的大型加工机床中,应用直线电机直接驱动进给驱动方式。它比滚珠丝杠驱动具有刚度更高、速度范围更宽、加速特性更好、运动惯量更小、动态响应性能更佳,运行更平稳、位置精度更高等优点。且直线电机直接驱动,不需中间机械传动,减小了机械磨损与传动误差,减少了维护工作。直线电机直接驱动与滚珠丝杠传动相比,其速度提高30倍,加速度提高10倍,最大达10g,刚度提高7倍,最高响应频率达100Hz,还有较大的发展余地。当前,在高速高精加工机床领域中,两种驱动方式还会并存相当长一段时间,但从发展趋势来看,直线电机驱动所占的比重会愈来愈大。种种迹象表明,直线电机驱动在高速高精加工机床上的应用已进入加速增长期。

  参考文献:

  [1]《交流伺服电机控制技术的研究》,中国测试技术,郑列勤,2006.5.

  [2]《数控机床及其使用维修》,机械工业出版社,卢斌,2005.2.

  [3]《伺服电机控制技术》,机电技术,张初生,2006.5.28.

  数控机床精度的检测论文 篇9

  1.数控机床的维护

  对于数控机床来说,合理的日常维护措施,可以有效的预防和降低数控机床的故障发生几率。

  首先,针对每一台机床的具体性能和加工对象制定操作规程建立工作、故障、维修档案是很重要的。包括保养内容以及功能器件和元件的保养周期。

  其次,在一般的工作车间的空气中都含有油雾、灰尘甚至金属粉末之类的污染物,一旦他们落在数控系统内的印制线路或电子器件上,很容易引起元器件之间绝缘电阻下降,甚至倒是元器件及印制线路受到损坏。所以除非是需要进行必要的调整及维修,一般情况下不允许随便开启柜门,更不允许在使用过程中敞开柜门。

  另外,对数控系统的电网电压要实行时时监控,一旦发现超出正常的工作电压,就会造成系统不能正常工作,甚至会引起数控系统内部电子部件的损坏。所以配电系统在设备不具备自动检测保护的情况下要有专人负责监视,以及尽量的改善配电系统的稳定作业。

  当然很重要的一点是数控机床采用直流进给伺服驱动和直流主轴伺服驱动的,要注意将电刷从直流电动机中取出来,以免由于化学腐蚀作用,是换向器表面腐蚀,造成换向性能受损,致使整台电动机损坏。这是非常严重也容易引起的故障。

  2.数控机床一般的故障诊断分析

  2.1检查

  在设备无法正常工作的情况下,首先要判断故障出现的具体位置和产生的原因,我们可以目测故障板,仔细检查有无由于电流过大造成的保险丝熔断,元器件的烧焦烟熏,有无杂物断路现象,造成板子的过流、过压、短路。观察阻容、半导体器件的管脚有无断脚、虚焊等,以此可发现一些较为明显的故障,缩小检修范围,判断故障产生的原因。

  2.2系统自诊断

  数控系统的自诊断功能随时监视数控系统的工作状态。一旦发生异常情况,立即在CRT上显示报警信息或用发光二级管指示故障的大致起因,这是维修中最有效的一种方法。近年来随着技术的发展,兴起了新的接口诊断技术,JTAG边界扫描,该规范提供了有效地检测引线间隔致密的电路板上零件的能力,进一步完善了系统的自我诊断能力。

  2.3功能程序测试法

  功能程序测试法就是将数控系统的常用功能和特殊功能用手工编程或自动变成的方法,编制成一个功能测试程序,送人数控系统,然后让数控系统运行这个测试程序,借以检查机床执行这些功能的准确定和可靠性,进而判断出故障发生的可能原因。

  2.4接口信号检查

  通过用可编程序控制器在线检查机床控制系统的接回信号,并与接口手册正确信号相对比,也可以查出相应的故障点。

  2.5诊断备件替换法

  随着现代技术的发展,电路的集成规模越来越大技术也越来越复杂,按常规方法,很难把故障定位到一个很小的区域,而一旦系统发生故障,为了缩短停机时间,在没有诊断备件的情况下可以采用相同或相容的模块对故障模块进行替换检查,对于现代数控的维修,越来越多的情况采用这种方法进行诊断,然后用备件替换损坏模块,使系统正常工作,尽最大可能缩短故障停机时间。上述诊断方法,在实际应用时并无严格的界限,可能用一种方法就能排除故障,也可能需要多种方法同时进行。最主要的是根据诊断的结果间接或直接的找到问题的关键,或维修或替换尽快的恢复生产。3数控机床故障诊断实例

  由于数控机床的驱动部分是强弱电一体的,是最容易发生问题的。因此将驱动部分作简单介绍:驱动部分包括主轴驱动器和伺服驱动器,有电源模块和驱动模块两部分组成,电源模块是将三相交流电有变压器升压为高压直流,而驱动部分实际上是个逆变换,将高压支流转换为三相交流,并驱动伺服电机,完成个伺服轴的运动和主轴的运转。因此这部分最容易出故障。以CJK6136数控机床和802S数控系统的故障现象为例,主要分析一下控制电路与机械传动接口的故障维修。

  如在数控机床在加工过程中,主轴有时能回参考点有时不能。在数控操作面板上,主轴转速显示时有时无,主轴运转正常。分析出现的故障原因得该机床采用变频调速,其转速信号是有编码器提供,所以可排除编码器损坏的可能,否则根本就无法传递转速信号了。只能是编码器与其连接单元出现问题。两方面考虑,一是可能和数控系统连接的ECU连接松动,二是可能可和主轴的机械连接出现问题。由此可以着手解决问题了。首先检查编码器与ECU的连接。若不存在问题,就卸下编码器检查主传动与编码器的连接键是否脱离键槽,结果发现就是这个问题。修复并重新安装就解决了问题。

  数控机床故障产生的原因是多种多样的,有机械问题、数控系统的问题、传感元件的问题、驱动元件的问题、强电部分的问题、线路连接的问题等。在检修过程中,要分析故障产生的可能原因和范围,然后逐步排除,直到找出故障点,切勿盲目的乱动,否则,不但不能解决问题。还可能使故障范围进一步扩大。总之,在面对数控机床故障和维修问题时,首先要防患于未燃,不能在数控机床出现问题后才去解决问题,要做好日常的维护工作和了解机床本身的结构和工作原理,这样才能做到有的放矢。

  参考文献

  [1]陈蕾、谈峰,浅析数控机床维护维修的一般方法[J],机修用造,2004(10)

  [2]邱先念,数控机床故障诊断及维修[J],设备管理与维修,2003(01)

  [3]王超,数控机床的电器故障诊断及维修[J],芜湖职业技术学院学报,2003(02)

  [4]王刚,数控机床维修几例[J],机械工人冷加工,2005(03)

  [5]李宏慧、谢小正、沙成梅,浅谈数控机床故障排除的一般方法[J],甘肃科技,2004(09)

  [6]万宏强、姚敏茹,基于网络的数控机床设备远程故障诊断技术的框架研究[J],精密制造与自动化,2004(04)

  数控机床精度的检测论文 篇10

  摘要:随着我国科技水平的进步,我国在矿业数控机床生产中对PLC机电一体化技术进行了广泛的应用,不仅使矿业的生产质量得到提高,还使数控机床不断朝着智能化的方向发展,有助于实现我国的现代化建设目标。当下,如何将PLC机电一体化技术广泛地应用到数控机床的生产中,是当今社会普遍关注的话题。本文对PLC机电一体化技术在数控机床中的应用展开探讨,希望对相关的研究人员提供一定的借鉴意义。

  关键词:PLC机电一体化技术;数控机床;机械设计

  机电一体化技术是一种先进的生产技术,在数控机床生产中的应用较为广泛。PLC是一种具有自动化特征的设计运算操作系统,可编程存储器是PLC运行的核心部件,凭借着系统内部强大的记忆存储功能实现对不同元件传达相应的控制指令,使PLC机电一体化技术具有先进性的特征。目前,我国的数控机床中以及广泛的应用PLC机电一体化技术,极大地减轻了劳动人员的工作量还在一定程度上提高了数控机床的先进化、智能化以及数字化的发展水平,对今后我国的工业发展成以及社会经济发展具有一定的推动作用。

  1、我国数控机床发展中存在的问题

  1.1数控化水平较低

  机床的数控化比率可以很好地体现出一个国家的数控化水平,就目前我国的机床数控化比率而言,较一些发达国家还有一定的差距,我国的数控化比率在生产方面占30%左右,消费方面占50%左右,而发达国家的生产已经高达70%,因此还有很长的一段距离。据不完全统计,我国的经济型数控机床占据国产机床品种的一半,平均转速为2000转/秒,而一些大型的、精度较高的机床却不足国产机床的3%,不足一些先进国家的1/20,造成此种现象的主要原因是我国没有先进的核心部件开发,且开发时间较长,所以导致其核心零部件都是依靠进口,对我国的数控化水平造成严重的影响。

  1.2严重缺乏核心技术据资料显示

  在2002年到2008年间,我国的机床出口及消费水平均在世界排名的第一位,看似机床业的发达程度较高,实际利润却很低,经济型机床是主要的出口来源,而一些大型的高端的机床利润较低。出现这种现象的主要的原因是我国缺乏对机床研究的核心技术,核心部件的制造研发能力较低,无法实现技术产业互,与发达国家存在着明显的差距。且我国现目前的中高端的机床产业主要是对部件进行制造,还无法真正的掌握核心技术,一些高端的技术需要依靠国外的进口,其价值就占据机床成本的60%,对我国的数控机床的发展带来严重的阻碍[1]。

  1.3产品性能不高

  决定数控机床产品性能的主要因素是零部件的精度、以及转速等等来决定的。但当下我国数控机床零部件的精度普遍较低,一些零部件加工厂所制造出的精度还满足不了客户的要求,特别是重复定位精度上,仅有一小部分产品可以达到欧洲国家的标定位精度。还有就是在转速方面,我国的产品在移动速度、换刀刀速度以及轴转速方面同发达国家还有一定的差距,如一些国外的加工中心的速度均可达到40米/分钟,最高达到90米/分钟,而国内的平均水平却在30米/分钟,极少部分可以达到60米/分钟,与数控机床相比无论在进给速度还是轴转速以及连续工作时间上都有很大的差距。

  2、数控机床对机械设计技术的广泛应用

  机械设计技术可以为PLC机电一体化技术的实施提供一定的基础保障,随着电子信息技术的进步,实现了同PLC机电一体化技术的高度融合,极大的提升了使用效率。新形势下也对机电设备提出了更高的要求,使机械设备逐渐朝着精度准确、材质更轻盈的方向发展,因此,应不断的对传统机械设计技术进行升级更新,以满足当下我国对工业发展的需要。数控机床可以对零件进行加工,对我国的工业生产有着重要的作用,但随着我国工业化的发展,一些较为老旧的数控机床生产已经无法与现代工业发展相适应,而数控机床中对PLC机电一体化技术的广泛应用,不仅提高了数控机床的功能、质量还实现了对数控机床坐标轴以及主传动的合理控制,使机床本体的运行效率得到极大的提高,为今后的生产活动奠定基础。数控机床中对机械设计技术的应用主要表现在以下几方面:

  ①为了避免切削液的外溅而产生的浪费现象,应将应用功能添加到数控机床的防护装置上,使工业生产的安全性得到极大的提高;

  ②将自动排屑装置安装在数控机床上,使机床的生产效率得到了极大的提高,对数控机床的稳定运行提供一定的保障;

  ③将机械设计技术广泛的应用到数控机床中,极大的提高了主轴的运转速度,使数控机床运行的安全性与稳定性得到极大的提高,生产质量也得到一定的保障;

  ④将数控机床中广泛的应用机械设计,可以对自动换刀功能进行广泛推广,不仅提高了矿业加工效率还实现了数控机床的连续加工,还使得数控机床的工作质量得到进一步提高,为我国矿工业的发展创造有利的条件;

  ⑤数控机床中广泛的对机械设计进行应用,使主传动与进给传动可以独立运行,大大提高了数控机床的工作效率[2]。

  3、数控机床中对自动化技术的广泛应用

  在数控机床中广泛的应用自动控制技术,不但可以使提高数控机床的自动运行能力,还极大的降低了工业成本的支出,大大提高了数控机床的运行成本以及运行效率。同时,PLC机电一体化需要计算机技术的辅助运行,有助于实现数控机床的自动化功能,如自动查询、自动输入等,极大的提高了数控机床的信息化、智能化的程度,还有助于提高了数控机床的工作效率。如果电器机床中广泛的应用PLC机电一体化技术,不仅可以拓展电器机床的发展空间还有助于获得良好的运行效果,对生产工艺有着一定的促进作用,使电气机床运行的可靠性以及安全性得到一定的提高。因此,在应用过程中,矿业生产企业应与机床的实际生产环境相结合,对其进行科学的开发,使其PLC的控制系统具有很强的智能性以及兼容性等特征,提高数控机床的工作效率以及使用单位的经济效益[3]。

  4、执行与驱动技术在数控机床中的应用

  驱动装置以及执行元件作为驱动技术中的两个重要的运行载体,在PLC机电一体化技术以及数控机床中的应用具有一定的现实意义。数控机床在运行的过程中,数控装置与执行原件会自动连接,进而能够有效的接收控制系统所发出的指令,有助于提高机床的工作效率。同时,执行原件还可通过机械外接口与执行机构进行合理连接,保障了使数控机床的主传动与进给传动功能,对动作的完成具有一定的规范作用。由此,我们可以得出合理的应用驱动技术,不仅可以提高数控机床的整体操作效果,还可以对数控机床的控制能力进行加强,提高了系统的运行能力。在数控机床中,伺候系统主要对中心系统进行传达与接收,进而可以很好的规范数控机床的运行能力。提高数控机床完成工作的效率,使工业生产质量得到有效的保障,为我国社会经济的发展奠定基础[4]。

  5、结语

  综上所述,在数控机床中广泛的对PLC机电一体化进行应用,不仅丰富了数控机床的应用能力,提高机床的生产质量,还使得机床的运行效率得到极大的提高,为我国工业的发展创造有利的条件。因此,应将PLC机电一体化技术在矿业数控机床生产中进行大力的推广应用,加强对技术人员能力的培训,不断的规范生产流程,使我国现代工业得到快速发展。

  参考文献:

  [1]李玉.机电一体化技术的现状和发展趋势[J].工程技术(全文版),2016(08):237.

  [2]琚爱云,王忠利.浅析机电一体化技术在数控机床上的应用[J].郑州铁路职业技术学院学报,2008,20(01):18-19.

  [3]陈辉,王磊.机电一体化技术的现状及发展趋势[J].机械,2008,35(07):1-4.

  [4]李瑞琴,邹慧君.机电一体化产品概念设计理论研究现状与发展展望[J].机械设计与研究,2003,19(03):10-13.

  数控机床精度的检测论文 篇11

  摘要:文章首先介绍了数控机床的优点与缺点,接着阐述了数控机床的种类,最后指出了数控机床控制技术的发展与数控机床控制技术的发展趋势。

  关键词:数控机床 控制技术

  数控机床是机电一体化的典型产品,数控机床控制技术是集计算机及软件技术、自动控制技术、电子技术、自动检测技术、液压与气动技术和精密机械等技术为一体的多学科交叉的综合技术。随着科学技术的高速发展,机电一体化技术迅猛发展,数控机床在企业普遍应用,对生产线操作人员的知识和能力要求越来越高。

  一、数控机床的优点与缺点

  (一)数控机床的优点

  对零件的适应性强,可加工复杂形状的零件表面。在同一台数控机床上,只需更换加工程序,就可适应不同品种及尺寸工件的自动加工,这就为复杂结构的单件、小批量生产以及试制新产品提供了极大的便利,特别是对那些普通机床很难加工或无法加工的精密复杂表面(如螺旋表面),数控机床也能实现自动加工。

  加工精度高,加工质量稳定。目前,数控机床控制的刀具和工作台最小移动量(脉冲当量)普遍达到0。0001mm,而且数控系统可自动补偿进给传动链的反向间隙和丝杠螺距误差,使数控机床达到很高的加工精度。此外,数控机床的制造精度高,其自动加工方式避免了生产者的人为操作误差,因此,同一批工件的尺寸一致性好,产品合格率高,加工质量稳定。

  生产效率高。由于数控机床结构刚性好,允许进行大切削用量的强力切削,从主轴转速和进给量的变化范围比普通机床大,因此在加工时可选用最佳切削用量,提高了数控机床的切削效率,节省了机动时间。与普通机床相比,数控机床的生产效率可提高2—3倍。

  良好的经济效益。使用数控机床进行单件、小批量生产时,可节省划线工时,减少调整、加工和检验时间,节省直接生产费用;同时还能节省工装设计、制造费用;数控机床加工精度高,质量稳定,减少了废品率,使生产成本进一步下降。此外,数控机床还可实现一机多用,所以数控机床虽然价格较高,仍可获得良好的经济效益。

  自动化程度高。数控机床自动化程度高,可大大减轻工人的劳动强度,减少操作人员的人数,同时有利于现代化管理,可向更高级的制造系统发展。

  (二)数控机床的缺点

  数控机床的主要缺点价格较高,设备首次投资大;对操作、维修人员的技术要求较高;加工复杂形状的零件时。手工编程的工作量大。

  二、数控机床的种类

  数控机床的种类很多,主要分类

  按工艺用途分类。按工艺用途,数控机床可分类如下。普通数控机床:这种分类方式与普通机床分类方法一样,铣床、数控锚床、数控钻床、数控磨床、数控齿轮加工机床等。加工中心机床:数控加工中心是在普通数控机床上加装一个刀库和自动换刀装置而构成的数控机床,它可在一次装夹后进行多种工序加工。

  按运动方式分类。按运动方式,数控机床可分类点位控制数控机床。数控系统只控制刀具从要有数控钻床、数控坐标锤床、数控冲剪床等。直线控制数控机床:数控系统除了控制点与点之间的准确位置以外,还要保证两点之间移动的轨迹是一条直线,而且对移动的速度也要进行控制。这类机床主要有简易数控车床、数控销、铣床等。轮廓控制数控机床:数控系统能对两个或两个以上运动坐标的位移及速度进行连续相关的控制,使合成的运动轨迹能满足加工的要求。这类机床主要有数控车床、数控铣床等。

  按伺服系统的控制方式分类。按伺服系统的控制方式,数控机床可分类如下。开环控制系统的数控机床。闭环控制系统的数控机床。半闭环控制系统的数控机床。

  按数控系统的功能水平分类。技功能水平分类,数控系统可分类如下。经济性数控机床。经济性数控机床大多指采用开环控制系统的数控机床价格便宜,适用于自动化程度要求不高的场合。中档数控机床。这类数控机床功能较全,价格适中,应用较广。高档数控机床。这类数控机床功能齐全,价格较贵。

  三、数控机床控制技术的发展

  机械设备最早的控制装置是手动控制器。目前,继电器—接触器控制仍然是我国机械设备最基本的电气控制形式之一。到了20世纪奶年代至50年代,出现了交磁放大机—电动机控制,这是一种闭环反馈系统,系统的控制精度和快速性都有了提高。20世纪60年代出现了晶体管——晶闸管控制,由晶闸管供电的直流调速系统和交流调速系统不仅调运性能大为改善,而且减少了机械设备和占地面积,耗电少,效率局,完全取代了交磁放大机—电动机控制系统。

  在20世纪的60年代出现丁一种能够根据需要方便地改变控制程序,结构简单、价格低廉的自动化装置—顺序控制器。随着大规模集成电路和微处理器技术的发展及应用,在20世纪70年代出现了一种以微处理器为核心的新型工业控制器——可编程序控制器。这种器件完全能够适应恶劣的工业环境,由于它具备了计算机控制和继电器控制系统两方面的优点,故目前已作为一种标准化通用设备普通应用于工业控制。

  随着计算机技术的迅速发展,数控机床的应用日益广泛,井进一步推动了数控系统的发展,产生了自动编程系统、计算机数控系统、计算机群控系统和天性制造系统。计算机集成制造系统及计算机辅助设计、制造一体化是机械制造一体化的高级阶段,可实现产品从设计到制造的全部自动化。

  综上所述,机械设备控制技术的产生,并不是孤立的,而是各种技术相互渗透的结果。它代表了正在形成中的新一代的生产技术,已显示出并将越来越显示出强大的威力。

  四、数控机床控制技术的发展趋势

  生产技术的发展对产品性能要求越来越高,产品改型频繁,采用多品种小批量生产方式的企业越来越多,这就要求数控机床向高速化、高招度化、复合化、系统化、智能化发展。

  高速化和高精度化。数控系统智能化、信息化。数控系统开放化。

  数控机床精度的检测论文 篇12

  摘要:数控机床由于其自身的技术优势,现今应用也越来越广泛。本文简述了数控机床在安装调试和维护方面的常见技术问题,主要针对于大型机床的安装与调试以及维护需要注意的技术要点,并提出相关应需注意的几点问题。

  关键词:大型数控机床 安装 调试 维护

  一、数控机床的安装

  (一)大型数控机床装前地基与环境准备 机床的安装首先应与制造厂签订约束合同,签订合同后即可向有关厂商索要机床安装图、安装技术以及包括整机用电摄取材料等。诸如对于大型机床(包括精密机床)就需要打好地基,在此同时,应用牢靠的地脚螺钉加固,而对于大型精密机床则还需要在地基周围做好防震沟。另外,电网用电的控制电压应在-15%―+10%的范畴之内,否则应调控电网电压或者配置交流稳压器。

  (二)机床初始就位 当机床拆箱后,应找出文件技术资料与机床装箱单,依据装箱单清点机床的技术零件、检查电缆与资料等是否齐全。按照技术资料指示,安装好大部分的机床零件并同时在机床就位,把就位用的垫铁、垫板以及地脚螺丝相应对号入座。

  (三)安装连接 连接组装之前,应把外表部件清理洁净,并把部件与安装连接导轨、运用面相关防锈蚀的材料剔除,然后进行连接整机。连接时应当注意将立柱、数控装置柜以及电器柜应用部件装在床身上;至于刀库以及其他定位元件应当恢复到拆前状态,以便利于精度调试。另外,机床组件安装后,应当把电缆、油管与气管进行连接,在连接过程中要注意防止污染物从接口进入管路,这是因为管路连接工作做不得当会使试车工作相对麻烦,管路出现故障后,返修量较大,拆卸相当麻烦,给安装人员带来不便。

  (四)机床数控系统连接 数控系统连接工作时,首先应当做好检查工作,检查系统本体与其进给速度的伺服电动机、主轴控制的控制单元等,同时还应检查床体本身的控制台插件是否松动,接触性质是否良好等。另外,外部电缆连接时,应当格外检查电动机动力线与其反馈线、主轴电动机的反馈信号连接能力,并要实际验证是否符合连接规范。最好还要检查数控柜的外接输出电压与各线路之间的电压是否正常,直流电压是否在电压波动范围内。

  二、大型数控车床通电调试即通电试车

  机床调试前,应适当做好调试维护机床基本工作,并按相关技术规范说明对机床油箱润滑点处上规定油脂,同时用煤油对洗液压油箱加以清洗。在机床试车调试过程中,应对大型机床的各个部件分布进行供电,之后再全面供电加以试验。通电调试主要检查机床安装装置是否正确无误,是否能够达到正常额定通电电压的指标进行正常工作。如当启动液压系统时,首先应检查液压泵电动机的转向以及其系统压力、元件等是否运行。 然后对机床的床身水平加以调整,先粗调其几何精度,接下再调整各运动部件与主机相对应的位置,如刀库、换刀校正、以及APC托盘站和机床工作区的交换位置等。上述校正工序之后,就需用高效快干水泥浇注主机与机床各个部件的地脚螺栓,以预留口注平为准。 当机床通电试车无故障时,应做好按压急停的准备工作,从而防患于未然,及时切断供电系统电源。另外,机床各个轴的运作情况也要留意,最好手动连续进给移动各轴,通过机床显示器的CRT、DPL的系统运作显示数据判断其移动运作方向是否正常等,从而通过显示器的反馈调试参数的相关操作指令,判断机床内部系统是否正常运行。当运行良好无系统毛病或无故障时,还需对机床进行一次回基准点操作,因为机床的基准,是机床以后工作对加工程序的基准位置,因此就有必要检查基准点的功能、位置是否达到要求标准。

  三、机床日常维护与保养

  机床日常维护是实现机床不断保养加强机床使用寿命的这一必要工作。同时这一过程可以有效避免机床日后加工时发生的故障以及对潜在因素产生的故障加以防控,因此,数控机床的日常维护是日后机床有效加工运行的可靠保障。数控机床定期保养的项目通常有:

  (1) 凭借机床日常的运行信息以及机床专用的调试工具,对其驱动系统的空载电流加以有效检查。空载电流所指的就是机床不运行加工时的需求电流。检查发现电流较以往增大时则说明系统在一定程度上存有机械故障可能。因此,应当开启机床防护罩,检查机床各部件的润滑滞涩问题以及是否有磨损迹象,同时要对导轨的液位加以检查,看其是否满足润滑液的规定要求。

  (2)检查电气柜的运行状况。由于电气柜的冷却技术是通过风扇加强空气的周围循环实现的,平时就要要对进气口的滤气材料加以留意,看是否需要更换,并定期对其部件外部加以清洁,从而降低机床运行时硬件部件的连带故障。

  (3)机床工作轴之间的间隙检查,反向间隙轴如果超过出厂设定,则表明滚珠丝杠可能磨损以及其配合能力有问题。因此,最基本有效的措施就是对基本部件加以调整。凭借对机床系统的反向间隙补偿值加以调整,可有效减少反向间隙或消除反向间隙,这种方法可能会掩盖机械上存在的问题。对于过大的反向间隙,应尽量采取补偿措施,否则数控机床的动态特性会受到很大影响。另外,对机床州的定位坐标轴精度要加以检查。定位精度有问题通常是丝杠出现磨损以及装机故障的表现。因此,最佳的解决方案是先解决机械上存在的问题。

  (4)检查刀具冷却使用的冷却液是否充足,是否过期老化,应该根据情况加注或更换冷却剂。

  (5)检查液压系统的过滤器是否需要清洗或更换,检查气动系统的滤清器是否需要清洗或更换。

  (6)检查车床主轴的皮带是否磨损。

  结语: 总之,大型数控机床的安装与调试及其维护过程是实现机床正常运行的前提保证,同时也能促进机床充分发挥其效用,另外,企业应配置设备管理机构并提升其管理监督能力,并按照企业对机床设备管理规程严格执行相关制度,从而保证机床的运行效率与质量,为企业生产带来不断增加的生产效益。

  数控机床精度的检测论文 篇13

  摘要:随着我国经济的快速发展,我国科学技术也得到了极大的提升。其中数控机床作为目前社会经济发展中一种主要的生产形式,可以说对于我国经济的发展有着直接的影响。但是由于数控机床技术的复杂性而且应用了较多的新型技术,再加上相关的技术应用比较不成熟,导致相关的数控机床在实际的应用生产中极易出现各种各样的故障,进而使得数控机床的应用以及生产受到极其不利的影响。因此相关的工作人员在实际的管理中,必须对数控设备进行正确操作和维护、保养,进而有效地降低数控机床生产使用中出现故障的概率。基于此,本文主要针对数控机床电气的抗干扰进行分析,对目前阶段数控机床电气系统中出现的故障进行分析,并提出相应的改善措施。

  关键词:数控机床;电气系统;抗干扰;探讨分析;维修技术

  前言

  在我国经济发展的强力推动下,再加上相关的数控机床技术的快速发展,使得目前阶段数控机床的应用已经变得越来越普及,各个领域中都有相应的应用。虽然数控机床的广泛应用在一定程度上对我国经济的发展有着促进作用,但是与此同时也暴露出了很多的问题,其中最为严重的问题就是数控机床在实际的使用中极易出现这样那样的故障,进而使得其相关的应用生产受到极其不利的影响,甚至会对企业主体的正常运行造成极其不利的影响。因此相关的数控机床维护技术就变得尤为重要了,基于此相关的管理人员在实际的工作中一定要加强对数控机床的维护力度,进而杜绝其在实际生产中出现故障的现象。

  1、数控机床电气控制系统概述

  一个完整的数控机床电气控制系统主要包括数据输入装置、数控系统、可编程逻辑控制器、主轴驱动系统、电器硬件电路、机床、集装主轴与电动机的脉冲编码器以及测量系统8个部分组成。第一,数据输入装置,其主要作用就是将各类数据输入数控系统,然后让后续的装置进行相应的处理;第二是数控系统,从某种程度上来说,这是数控机床最重要的组成部分,其主要对接收到的数控指令程序进行相应的处理,而后得到一定的结果,再将得到的结果有顺序的发出;第三是可编程逻辑控制器,如果我们将数控系统当作人类的大脑,那么可编程逻辑控制器就是人类的小脑,其将帮助数控系统完成后续的一些控制机床的操作;第四是主轴驱动系统,其主要接受相关的驱动指令进行后续的处理,对相应的速度和转矩进行合理的调节,并发出相应的指令来驱使主机进行相关的指令,同时还能及时进行反馈并且有效控制电气闭环速度;第五是电器硬件电路,其将会随着PLC的功能而逐渐增强,主要对电路生成的电源以及隔离部分继电器和相应的执行各种类型的电气装置进行控制;第六是机床,相对来说其构成十分复杂,主要包括电动机、制动器以及各种开关等等,只有确保其能正常地运行,进而才能实现各种机床操作的执行和各种机床状态的报告;第七则是集装主轴与电动机的脉冲编码器,其主要是将电动机实际具有的转速匹配电压数值输送给伺服驱动系统成为反馈速度信号;第八则是所谓的测量系统,其主要由光栅尺组成,主要对运行中的机床坐标轴中具有的实际位置组织进行直接或者间接的测量,然后将产生一定的信号反馈给后续的控制系统。

  2、目前阶段数控机床电气控制系统中存在的一些干扰因素

  相比较而言,数控机床电气控制系统所处的工作环境一般都会比较复杂,而由于其工作环境的复杂性,又往往会产生很多的电磁干扰信号,通过特定的途径将这些信号输入电气控制系统,进而使得其起实际运行受到极其不利的影响。其中能够传播各种干扰源的途径可以根据数控机床电气控制系统具有的干扰分为以下两种:第一种是由数控机床电气控制系统内部产生的各种干扰因素;第二种则是由数控机床电气控制系统外部产生的各种干扰因素。其中内部的干扰因素主要是由系统设计,结构布局及相关的生产工艺所决定的,主要分为接地不良或者多点接地造成的公共阻抗引起的干扰、电源滤波造成的一些谐波干扰、寄生振荡引起的干扰以及分布参数电容及长线传输造成的干扰和不同电流信号之间产生的感应干扰。而所谓的外部干扰源则主要是指那些与系统设计、结构布局及相关的生产工艺无关的一些干扰因素,其是由数控机床的使用条件以及其工作所处的外界环境因素所造成的,主要分为气象条件、周围电气设备、各种电磁场造成的干扰因素。以物理的角度来看待这两种干扰因素,其实二者之间存在很多的共通之处,而且消除这两种干扰因素的方法从本质上来讲也是大同小异。

  3、数控机床电气控制系统中的电气隔离技术分析

  3.1采用光电耦合的相关抗干扰技术

  所谓的光电隔离电路,其实就是在数控机床实际的工作生产中利用光传送相关的信号,对其线路的抗干扰能力进行提高。在这个过程中,工作人员必须要对相关的抗干扰信号进行充分的研究分析,尽可能消除相关的干扰因素。目前此项技术大都只应用于强弱电接口电路中。除此之外在数控机床电气控制系统中,被测控系统往往会与设备之间进行遭遇,而二者一旦相遇又会产生一定的干扰因素,这样一来就会导致相关的信号产生畸变或者失真。而且有时还会由于应用一些远距离设备传输电缆信号,导致相关的设备之间产生地线电位差,最终导致线路出现干扰差模电压,使得数控机床在实际的运行生产中受到极其不利的影响。因此为了能够强化传输中具有的可靠性,相关的工作人员在实际的生产过程中应采用光电耦合技术实施隔离,将电路中存在的连接电气分别隔开,切断有可能产生的环路,进而对电路的抗干扰性进行有效的提高。

  3.2采用脉冲变压器具的相关抗干扰技术

  一般情况下,由于数控机床电气系统自身具有的一些特点,其脉冲变压器具有较少的匝数,相比较而言采用这样的方式会使得其电容分布变得更小,因此在实际的生产工作中可以将其当作一种良好的脉冲信号的隔离部件,进而对相关的干扰信号进行有效地消除。

  3.3应用交流电源的相关抗干扰技术

  通常情况下,交流电网中都会产生大量的高频干扰与谐波使得数控机床在实际的运行中受到极其不利的影响。如果在实际的生产中采用具有隔离作用的变压器,就能对交流电源之中的干扰噪声进行有效的抑制。除此之外相关的工作人员还应在绕组之间设置屏蔽层,进而实现对噪声进行抑制的目的,尽量消除干扰,对设备自身的抗干扰性能进行有效地抑制。

  3.4应用直流电源的相关抗干扰技术

  当控制装置与电气电子设备内部的子系统之间需要进行隔离时,它们各自的直流电源供电之间需要进行隔离,其隔离方式:一是在交流侧应用隔离变压器;二是利用直流电压隔离器。

  结语

  综上所述,数控机床的计算机控制系统不同于普通的计算机系统,相比较而言,数控机床的计算机控制系统的工作环境会比较差,而且干扰因素也比较多,再加上在实际的生产工作中还必须进行实时控制,因此这样一来要想确保数控机床在实际的生产应用中不会出现质量问题,那么就必须对数控机床的计算机控制系统的可靠性以及稳定性进行有效的提高。而要想对其工作稳定性以及可靠性进行提高,除了要对其本身的可靠性以及抗干扰能力进行提高外,还必须要本着提高整机可靠性的原则,对相关的接地、屏蔽等各种抗干扰措施做周密的考虑和严格的工艺设计,进而为数控机床稳定的运行打下良好的基础。

  参考文献

  [1]陆伟.数控机床电气系统的特点及维修关键技术分析[J].电子技术与软件工程,2015(17):134-135.

  [2]孙丽萍.基于现场工作数据的数控机床电气系统故障分析[J].精密制造与自动化,2015(3):47-49.

  [3]沈春波.数控机床电气控制系统中的电气隔离技术[J].科技创新与应用,2013(1):31.

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