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[關(guān)鍵詞]五軸數(shù)控機(jī)床;誤差;實(shí)時動態(tài)補(bǔ)償;運(yùn)動模型研究
[DOI]10.13939/ki.zgsc.2017.08.204
雙轉(zhuǎn)臺五軸數(shù)控機(jī)床是目前進(jìn)行精密、復(fù)雜工件加工的主要設(shè)備,其內(nèi)部同時存在移動軸和旋轉(zhuǎn)軸,一次裝夾即可完成形狀較為復(fù)雜的自由曲面加工作業(yè),縮短加工周期的同時,有效避免了多次加工可能造成的誤差問題,從根本上提高了工件加工質(zhì)量。在多種因素的共同影響下,五軸數(shù)控機(jī)床實(shí)際工作中不可避免地存在機(jī)床誤差,并且由于五軸數(shù)控機(jī)床多出兩根旋轉(zhuǎn)軸、內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜,導(dǎo)致其誤差元素眾多且更加復(fù)雜。處于工件加工質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性考慮,對五軸數(shù)控機(jī)床進(jìn)行誤差補(bǔ)償具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文針對五軸數(shù)控機(jī)床內(nèi)部軸的運(yùn)動進(jìn)行了細(xì)致分析,相應(yīng)提出了一種誤差補(bǔ)償方法,具體內(nèi)容如下。
1五軸數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析
雙轉(zhuǎn)臺五軸數(shù)控機(jī)床是五軸機(jī)床的一種常見形式,內(nèi)部擁有兩個旋轉(zhuǎn)軸和三個移動軸,旋轉(zhuǎn)軸均存在于工件運(yùn)動鏈一側(cè),具有總體剛性高、工藝性能優(yōu)良、坐標(biāo)行程范圍廣等特點(diǎn)。
2五軸數(shù)控機(jī)床軸的運(yùn)動分析
出于數(shù)控編程便捷性考慮,將工件坐標(biāo)系作為運(yùn)動分析過程中的基礎(chǔ)坐標(biāo)系,其中各運(yùn)動軸和刀具的運(yùn)動均表示成工件坐標(biāo)系中的變量。本組方法中,五軸數(shù)控機(jī)床的誤差補(bǔ)償,主要通過針對運(yùn)動軸輸入相應(yīng)的補(bǔ)償值,調(diào)整工件姿態(tài)和刀具位置實(shí)現(xiàn)。具體坐標(biāo)變化關(guān)系如圖1所示。
首先建立工件坐標(biāo)系、刀具坐標(biāo)系以及參考坐標(biāo)系,其中工件坐標(biāo)系OWxWyWzW,對應(yīng)刀位數(shù)據(jù)源文件;刀具坐標(biāo)Otxtytzt,表示與刀具固聯(lián)對應(yīng)的坐標(biāo)系,刀尖即為原點(diǎn);參考坐標(biāo)系Omxmymzm,參考坐標(biāo)系表示與旋轉(zhuǎn)軸C固聯(lián)對應(yīng)的坐標(biāo)系,A、C兩旋轉(zhuǎn)軸的交點(diǎn)就是該坐標(biāo)系的原點(diǎn)。
建立工件坐標(biāo)系之后,其中任意一點(diǎn)對應(yīng)矢量均可以用V表示,方向矢量和位置矢量可分別表示為(x,y,z)和(i,j,k)兩種形式,通過下標(biāo)具體區(qū)分不同的狀態(tài)和位置。
3雙轉(zhuǎn)臺五軸數(shù)控機(jī)床誤差的解耦補(bǔ)償分析
在機(jī)床實(shí)際工作過程中,工件加工精度是由工件和刀尖的相對位置決定的。對于工件加工的任意時刻,如掌握工件坐標(biāo)系中的刀尖O1的坐標(biāo)信息、參考坐標(biāo)系原點(diǎn)O的坐標(biāo)信息以及刀尖的實(shí)際方向矢量信息,即可借助坐標(biāo)系關(guān)系獲得五個運(yùn)動軸的實(shí)際位移值。對比五個運(yùn)動軸的理想位移值和實(shí)際位移值,如二者存在偏差則表示,此狀態(tài)下進(jìn)行加工會導(dǎo)致工件尺寸誤差,記為Δ。而各運(yùn)動軸實(shí)際位移值與理論位移值間的差值,就是具體的補(bǔ)償誤差,在相應(yīng)的數(shù)控程序中輸入方向相反、大小相同的補(bǔ)償值,即可抵消誤差,提高工件加工精度。
就雙轉(zhuǎn)臺五軸數(shù)控機(jī)床而言,對其操作進(jìn)行誤差補(bǔ)償?shù)碾y點(diǎn)主要在于,其同時擁有兩個旋轉(zhuǎn)軸。在機(jī)床工作過程中,其旋轉(zhuǎn)軸和移動軸同時進(jìn)行運(yùn)動,旋轉(zhuǎn)軸的工作轉(zhuǎn)動將直接影響工件在移動軸方向的實(shí)際運(yùn)動情況,也就是說即使移動軸坐標(biāo)與理論位置一致,在旋轉(zhuǎn)軸位置調(diào)整過程中,也會對工作臺位置造成影響,即在平移運(yùn)動和轉(zhuǎn)動運(yùn)動間存在耦合,對這一情況,簡單的軸補(bǔ)償不發(fā)滿足機(jī)床實(shí)際補(bǔ)償要求,必須充分考慮到移動軸和旋轉(zhuǎn)軸間的運(yùn)動影響關(guān)系,優(yōu)先進(jìn)行解耦處理,在進(jìn)行分布補(bǔ)償,才能有效提高誤差補(bǔ)償?shù)臏?zhǔn)確性和有效性。分步補(bǔ)償?shù)木唧w步驟為,先完成姿態(tài)補(bǔ)償,在完成位置補(bǔ)償,實(shí)際過程如圖2所示。
在圖2中,位置1表示工件理想位置,位置2表示工件實(shí)際位置。在實(shí)際補(bǔ)償過程中,先調(diào)整轉(zhuǎn)動軸對工件姿態(tài)進(jìn)行調(diào)整,使其方向矢量保持與理論狀態(tài)一致,即調(diào)整至位置3。受旋轉(zhuǎn)軸與運(yùn)動軸間的耦合影響,工件對應(yīng)的位置矢量也會發(fā)生一定的變化,此時通過調(diào)整移動軸即可完成位置補(bǔ)償,除原始位置誤差外,還需補(bǔ)償因轉(zhuǎn)動軸運(yùn)動導(dǎo)致的新誤差,最終完成對工件的誤差補(bǔ)償。
3.1姿態(tài)補(bǔ)償調(diào)整分析
姿態(tài)補(bǔ)償調(diào)整是指位置2調(diào)整至位置3的過程,利用坐標(biāo)系關(guān)系可表示為(ic,jc,kc)調(diào)整至(ie,je,ke),從而形成全新的刀尖矢量,記為Vc。
4仿真分析
曲面輪廓工件是雙轉(zhuǎn)臺五軸數(shù)控機(jī)床加工的典型零件。借助UG軟件構(gòu)建相應(yīng)的曲面輪廓工件實(shí)體造型,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行加工驗(yàn)證,記錄生成的刀位數(shù)據(jù)文件信息。
實(shí)際操作過程中,工作人員在加工工件輪廓表面選取采樣點(diǎn)10個,通過相應(yīng)的數(shù)學(xué)計(jì)算,得出準(zhǔn)確的零件尺寸誤差。隨后,根據(jù)本文闡述的分步誤差補(bǔ)償方法,建立相應(yīng)的誤差補(bǔ)償數(shù)學(xué)模型并編制相應(yīng)的補(bǔ)償程序。將采樣點(diǎn)的計(jì)算誤差參數(shù)依次輸入建立的模型程序,核算各采樣點(diǎn)的位置補(bǔ)償誤差和姿態(tài)補(bǔ)償誤差,隨后將補(bǔ)償誤差輸入至原始的刀位文件,并相應(yīng)生成修改完成的刀位文件,最終得到相應(yīng)的零件補(bǔ)償仿真模型。
仿真實(shí)踐分析可得出以下兩點(diǎn)結(jié)論:一是分步誤差補(bǔ)償方法可有效降低機(jī)床誤差最大值,同時使殘余誤差分布變得更加均勻,即有效減小均方差;二是就五軸聯(lián)動機(jī)床而言,對其進(jìn)行誤差補(bǔ)償還需綜合考慮不同軸的耦合關(guān)系,優(yōu)先進(jìn)行姿態(tài)誤差補(bǔ)償、隨后進(jìn)行位置誤差補(bǔ)償,以提高誤差補(bǔ)償準(zhǔn)確度。
5結(jié)論
綜上所述,五軸數(shù)控機(jī)床作為現(xiàn)階段進(jìn)行復(fù)雜工件加工的主要手段,在數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域占據(jù)重要地位。受其內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜性影響,進(jìn)行誤差補(bǔ)償具有一定的難度。本文從五軸數(shù)控機(jī)床中不同軸的運(yùn)動入手,相應(yīng)提出了先進(jìn)行姿態(tài)誤差補(bǔ)償、后進(jìn)行位置補(bǔ)償?shù)恼`差補(bǔ)償方法,經(jīng)仿真實(shí)踐證明,具有較高的可行性和有效性。
參考文獻(xiàn):
[1]張宏韜.雙轉(zhuǎn)臺五軸數(shù)控機(jī)床誤差的動態(tài)實(shí)時補(bǔ)償研究[D].上海:上海交通大學(xué),2011.
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[3]張宏韜,楊建國,姜輝,等.雙轉(zhuǎn)臺五軸數(shù)控機(jī)床誤差實(shí)時補(bǔ)償[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào),2010(21).
關(guān)鍵詞:數(shù)控機(jī)床;數(shù)控編程;后置處理
目前的數(shù)控機(jī)床自帶有編程程序,可是有時自帶的編程程序不能滿足復(fù)雜的編程需求,這就要求編程人員對數(shù)控編程作后置處理并傳輸。
1 基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)控編程需要處理的參數(shù)
要用網(wǎng)絡(luò)的數(shù)控方式編程,先需了解數(shù)控機(jī)床編程需要處理的對象。
數(shù)控編程要應(yīng)用多軸加工的方式處理對象。過去,機(jī)床會應(yīng)用兩軸加工的方法,即Z軸固定,X與Y軸為可變座標(biāo)軸,這種加工的方式過于粗放。目前人們應(yīng)用了五軸機(jī)床三軸聯(lián)動加工的方式。數(shù)控編程的編程對象即為五軸。數(shù)控編程的加工原理為右手笛卡爾坐標(biāo)系為標(biāo)準(zhǔn)加工;標(biāo)準(zhǔn)座標(biāo)軸原點(diǎn)為基礎(chǔ),該參數(shù)不可變,其余參數(shù)可變,數(shù)控編程需用程序控制可控參數(shù);數(shù)控編程要用程序描述的方式控制刀具行動。數(shù)控編程具體的處理對象為刀位軌跡、切削工具、加工方式這三項(xiàng)內(nèi)容。
數(shù)控編程人員要針對作業(yè)的需要了解編程后置處理的范圍,給出編程的方案、調(diào)整編程的參數(shù)、在計(jì)算機(jī)上做好編程模擬實(shí)驗(yàn),待編程模擬實(shí)驗(yàn)的結(jié)果滿足數(shù)控機(jī)床加工的需求后,方可將上傳數(shù)控機(jī)床加工的程序,讓數(shù)控機(jī)床以此程序?yàn)橐罁?jù)開展生產(chǎn)作業(yè)。
2 基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)控編程需要應(yīng)用的平臺
構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)平臺――要做好數(shù)控機(jī)床的后置處理與傳輸,需要網(wǎng)絡(luò)的支持。比如數(shù)控機(jī)床需要下載配套的后置配程軟件或者與之相關(guān)的插件等?,F(xiàn)代的數(shù)控機(jī)床都自帶有連接網(wǎng)絡(luò)的串行通信插口,在開展數(shù)控后置處理時,需讓數(shù)控機(jī)床連上網(wǎng)絡(luò)。
構(gòu)建硬件平臺――數(shù)控機(jī)床本身即為一個硬件系統(tǒng),只要數(shù)控機(jī)床編程人員仔細(xì)閱讀數(shù)控機(jī)床的說明書,就能掌握數(shù)控機(jī)床的硬件操作要點(diǎn)。比如RS-232串行口的數(shù)控機(jī)床可應(yīng)用摭展卡與數(shù)聯(lián)網(wǎng)連接。此時擴(kuò)展卡可將數(shù)控機(jī)床的通信協(xié)議轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)的通信協(xié)議,讓數(shù)控機(jī)床可以接受互聯(lián)網(wǎng)中的信息。如果數(shù)控機(jī)床自帶有DNC智能插口,那么數(shù)控機(jī)床可以直接接受互聯(lián)網(wǎng)的信息。
構(gòu)建軟件平臺――要完成數(shù)控機(jī)床的后置處理工作,就需要給數(shù)控機(jī)床一個后續(xù)編程的環(huán)境。為數(shù)控機(jī)床提供網(wǎng)絡(luò)環(huán)境與硬件環(huán)境的目的,實(shí)際上就是為了讓數(shù)控機(jī)床能夠下載DNC集成系統(tǒng),數(shù)控編程人員需在該集成系統(tǒng)中完成數(shù)控編程后置處理工作。如果數(shù)控機(jī)床沒有DNC集成系統(tǒng),就需下載該系統(tǒng);如果數(shù)控系統(tǒng)自帶DNC集成卡,則可僅需完成DNC集成系統(tǒng)的升級。
3 基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)控編程后置處理的方法
數(shù)控機(jī)床一般自帶有簡易編程的功能,只是人們應(yīng)用數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)復(fù)雜的機(jī)械時,可能現(xiàn)有的數(shù)控編程命令不能滿足人們特殊的生產(chǎn)需求,此時人們就要應(yīng)用編程后置處理的方法完善這類程序,這個過程,就要依靠數(shù)控機(jī)床的后處理器完成。數(shù)控機(jī)床的后處理器就是要把人們下達(dá)的特殊指令轉(zhuǎn)達(dá)為數(shù)控機(jī)床能夠理解的命令。數(shù)控機(jī)床的后處理器具有接口功能、NC程序生成功能、專家系統(tǒng)功能、反向仿真功能,應(yīng)用后置處理器,人們可以了解下達(dá)的指令是否可以滿足數(shù)控生產(chǎn)的需要。
當(dāng)人們設(shè)置好數(shù)控編程平臺以后,人們要用編程的方式完成數(shù)控機(jī)床的后置處理。過去,人們要應(yīng)用G語言為數(shù)控機(jī)床編程,這種編程方式不夠直觀,若未受過專業(yè)編程訓(xùn)練的工作人員可能不能完成編程操作。現(xiàn)在人們設(shè)計(jì)了一套宏命令指令串,這些指令串中自帶有數(shù)控操作命令,人們?nèi)绻瓿蓴?shù)控編程的后置處理工作,只需要給將這些宏命令串組合成程序指令,就可完成編程操作。以CAXA-ME軟件為例,該軟件自帶的宏命令串共計(jì)有35個:01――當(dāng)前后置文件名POST-NAME;02――當(dāng)前日期POST-DATE;03――當(dāng)前時間POST-TIME;(下略)……
數(shù)控機(jī)床編程人員只需要向宏字符串下達(dá)程序操作指令,編寫程序頭,下達(dá)換刀指令,即可應(yīng)用編程的方式完成特殊的數(shù)控操作。在這個過程中,編程人員需要通過編程的方式控制文件的長度、控置行號、控制編程的方法、數(shù)值的格式、圓弧的控制、做好文件擴(kuò)展名的設(shè)置。
以編程人員要編寫一個程序名為test1的文件,它的文件序號為1234為例,該程序的開始編號為100,而增量為2,刀具號為01號,主軸的轉(zhuǎn)速設(shè)置為每秒1500r,該程序的后置步驟可描述為表2:
數(shù)控編程人員處理完程序以后,可傳輸編寫的程序,該程序通過后置處理器的驗(yàn)證以后,若證實(shí)該程序能滿足數(shù)控生產(chǎn)的需求,該程序即可被應(yīng)用。
4 總結(jié)
數(shù)控編程人員以此方法可對數(shù)控機(jī)床的程序作后置處理與傳輸,應(yīng)用此方法,數(shù)控編程人員可編寫出較為復(fù)雜的數(shù)控生產(chǎn)程序。
參考文獻(xiàn):
[1]范興柱,王金偉,棟,樓佩煌,葉文華,戴勇.集成制造車間生產(chǎn)控制的小型DNC系統(tǒng)技術(shù)研究[J].機(jī)械制造與自動化,2001(05).
采用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行機(jī)械加工,最早是在40年代初,由美國北密支安的一個小型飛機(jī)工業(yè)承包商派爾遜斯公司(ParsonsCorporation)實(shí)現(xiàn)的。他們在制造飛機(jī)的框架及直升飛機(jī)的轉(zhuǎn)動機(jī)翼時,利用全數(shù)字電子計(jì)算機(jī)對機(jī)翼加工路徑進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,并考慮到刀具直徑對加工路線的影響,使得加工精度達(dá)到±0.0381mm(±0.0015in),達(dá)到了當(dāng)時的最高水平。
1952年,麻省理工學(xué)院在一臺立式銑床上,裝上了一套試驗(yàn)性的數(shù)控系統(tǒng),成功地實(shí)現(xiàn)了同時控制三軸的運(yùn)動。這臺數(shù)控機(jī)床被大家稱為世界上第一臺數(shù)控機(jī)床。
這臺機(jī)床是一臺試驗(yàn)性機(jī)床,到了1954年11月,在派爾遜斯專利的基礎(chǔ)上,第一臺工業(yè)用的數(shù)控機(jī)床由美國本迪克斯公司(Bendix-Cooperation)正式生產(chǎn)出來。
在此以后,從1960年開始,其他一些工業(yè)國家,如德國、日本都陸續(xù)開發(fā)、生產(chǎn)及使用了數(shù)控機(jī)床。
數(shù)控機(jī)床中最初出現(xiàn)并獲得使用的是數(shù)控銑床,因?yàn)閿?shù)控機(jī)床能夠解決普通機(jī)床難于勝任的、需要進(jìn)行輪廓加工的曲線或曲面零件。
然而,由于當(dāng)時的數(shù)控系統(tǒng)采用的是電子管,體積龐大,功耗高,因此除了在軍事部門使用外,在其他行業(yè)沒有得到推廣使用。
到了1960年以后,點(diǎn)位控制的數(shù)控機(jī)床得到了迅速的發(fā)展。因?yàn)辄c(diǎn)位控制的數(shù)控系統(tǒng)比起輪廓控制的數(shù)控系統(tǒng)要簡單得多。因此,數(shù)控銑床、沖床、坐標(biāo)鏜床大量發(fā)展,據(jù)統(tǒng)計(jì)資料表明,到1966年實(shí)際使用的約6000臺數(shù)控機(jī)床中,85%是點(diǎn)位控制的機(jī)床。
數(shù)控機(jī)床的發(fā)展中,值得一提的是加工中心。這是一種具有自動換刀裝置的數(shù)控機(jī)床,它能實(shí)現(xiàn)工件一次裝卡而進(jìn)行多工序的加工。這種產(chǎn)品最初是在1959年3月,由美國卡耐·;特雷克公司(Keaney&TreckerCorp.)開發(fā)出來的。這種機(jī)床在刀庫中裝有絲錐、鉆頭、鉸刀、銑刀等刀具,根據(jù)穿孔帶的指令自動選擇刀具,并通過機(jī)械手將刀具裝在主軸上,對工件進(jìn)行加工。它可縮短機(jī)床上零件的裝卸時間和更換刀具的時間。加工中心現(xiàn)在已經(jīng)成為數(shù)控機(jī)床中一種非常重要的品種,不僅有立式、臥式等用于箱體零件加工的鏜銑類加工中心,還有用于回轉(zhuǎn)整體零件加工的車削中心、磨削中心等。
1967年,英國首先把幾臺數(shù)控機(jī)床連接成具有柔性的加工系統(tǒng),這就是所謂的柔性制造系統(tǒng)(FlexibleManufacturingSystem——FMS)之后,美、歐、日等也相繼進(jìn)行開發(fā)及應(yīng)用。1974年以后,隨著微電子技術(shù)的迅速發(fā)展,微處理器直接用于數(shù)控機(jī)床,使數(shù)控的軟件功能加強(qiáng),發(fā)展成計(jì)算機(jī)數(shù)字控制機(jī)床(簡稱為CNC機(jī)床),進(jìn)一步推動了數(shù)控機(jī)床的普及應(yīng)用和大力發(fā)展。
80年代,國際上出現(xiàn)了1~4臺加工中心或車削中心為主體,再配上工件自動裝卸和監(jiān)控檢驗(yàn)裝置的柔性制造單元(FlexibleManufacturingCell——FMC)。這種單元投資少,見效快,既可單獨(dú)長時間少人看管運(yùn)行,也可集成到FMS或更高級的集成制造系統(tǒng)中使用。
目前,F(xiàn)MS也從切削加工向板材冷作、焊接、裝配等領(lǐng)域擴(kuò)展,從中小批量加工向大批量加工發(fā)展。
所以機(jī)床數(shù)控技術(shù),被認(rèn)為是現(xiàn)代機(jī)械自動化的基礎(chǔ)技術(shù)。
那什么是車床呢?據(jù)資料所載,所謂車床,是主要用車刀對旋轉(zhuǎn)的工件進(jìn)行車削加工的機(jī)床。在車床上還可用鉆頭、擴(kuò)孔鉆、鉸刀、絲錐、板牙和滾花工具等進(jìn)行相應(yīng)的加工。車床主要用于加工軸、盤、套和其他具有回轉(zhuǎn)表面的工件,是機(jī)械制造和修配工廠中使用最廣的一類機(jī)床。
古代的車床是靠手拉或腳踏,通過繩索使工件旋轉(zhuǎn),并手持刀具而進(jìn)行切削的。1797年,英國機(jī)械發(fā)明家莫茲利創(chuàng)制了用絲杠傳動刀架的現(xiàn)代車床,并于1800年采用交換齒輪,可改變進(jìn)給速度和被加工螺紋的螺距。1817年,另一位英國人羅伯茨采用了四級帶輪和背輪機(jī)構(gòu)來改變主軸轉(zhuǎn)速。
為了提高機(jī)械化自動化程度,1845年,美國的菲奇發(fā)明轉(zhuǎn)塔車床;1848年,美國又出現(xiàn)回輪車床;1873年,美國的斯潘塞制成一臺單軸自動車床,不久他又制成三軸自動車床;20世紀(jì)初出現(xiàn)了由單獨(dú)電機(jī)驅(qū)動的帶有齒輪變速箱的車床。
第一次世界大戰(zhàn)后,由于軍火、汽車和其他機(jī)械工業(yè)的需要,各種高效自動車床和專門化車床迅速發(fā)展。為了提高小批量工件的生產(chǎn)率,40年代末,帶液壓仿形裝置的車床得到推廣,與此同時,多刀車床也得到發(fā)展。50年代中,發(fā)展了帶穿孔卡、插銷板和撥碼盤等的程序控制車床。數(shù)控技術(shù)于60年代開始用于車床,70年代后得到迅速發(fā)展。
車床依用途和功能區(qū)分為多種類型。
普通車床的加工對象廣,主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量的調(diào)整范圍大,能加工工件的內(nèi)外表面、端面和內(nèi)外螺紋。這種車床主要由工人手工操作,生產(chǎn)效率低,適用于單件、小批生產(chǎn)和修配車間。
轉(zhuǎn)塔車床和回轉(zhuǎn)車床具有能裝多把刀具的轉(zhuǎn)塔刀架或回輪刀架,能在工件的一次裝夾中由工人依次使用不同刀具完成多種工序,適用于成批生產(chǎn)。
自動車床能按一定程序自動完成中小型工件的多工序加工,能自動上下料,重復(fù)加工一批同樣的工件,適用于大批、大量生產(chǎn)。
多刀半自動車床有單軸、多軸、臥式和立式之分。單軸臥式的布局形式與普通車床相似,但兩組刀架分別裝在主軸的前后或上下,用于加工盤、環(huán)和軸類工件,其生產(chǎn)率比普通車床提高3~5倍。
仿形車床能仿照樣板或樣件的形狀尺寸,自動完成工件的加工循環(huán),適用于形狀較復(fù)雜的工件的小批和成批生產(chǎn),生產(chǎn)率比普通車床高10~15倍。有多刀架、多軸、卡盤式、立式等類型
立式車床的主軸垂直于水平面,工件裝夾在水平的回轉(zhuǎn)工作臺上,刀架在橫粱或立柱上移動。適用于加工較大、較重、難于在普通車床上安裝的工件,一般分為單柱和雙柱兩大類。
鏟齒車床在車削的同時,刀架周期地作徑向往復(fù)運(yùn)動,用于鏟車銑刀、滾刀等的成形齒面。通常帶有鏟磨附件,由單獨(dú)電動機(jī)驅(qū)動的小砂輪鏟磨齒面。
專門車床是用于加工某類工件的特定表面的車床,如曲軸車床、凸輪軸車床、車輪車床、車軸車床、軋輥車床和鋼錠車床等。聯(lián)合車床主要用于車削加工,但附加一些特殊部件和附件后,還可進(jìn)行鏜、銑、鉆、插、磨等加工,具有“一機(jī)多能”的特點(diǎn),適用于工程車、船舶或移動修理站
看機(jī)床的水平主要看金屬切削機(jī)床,其他機(jī)床技術(shù)和復(fù)雜性不高,就是近幾年很流行的電加工機(jī)床,也只是方法的改變,沒什么復(fù)雜性和科技含量。
我國的數(shù)控磨床水平不錯,每年都有大量出口,因?yàn)樗唵?,基本屬于勞動密集型?/p>
金屬加工主要是去除材料,得到想得到的金屬形狀。去除材料,主要靠車和銑,車床發(fā)展為數(shù)控車床,銑床發(fā)展為加工中心。高精度多軸機(jī)床,可以讓復(fù)雜零件在精度和形狀上一次到位,例如,飛機(jī)上的一個復(fù)雜零件,以前由很多種工人:車工、銑工、磨床工、畫線工、熱處理工用好幾個月干,其中還有報(bào)廢的,最新的復(fù)合數(shù)控機(jī)床幾天甚至幾個小時就全干好了,而且精度比你設(shè)計(jì)的還高。零件精度高就意味著壽命長,可靠性好。
由普通發(fā)展到數(shù)控,一個人頂原來的十個,在精度上,更是沒法說,適應(yīng)性上,零件變了,換個程序就行。把人的因素也降為最低,以前在工廠,誰要時會車渦輪、蝸桿,沒個10年8年的不行,要是誰掌握了,那牛得很。現(xiàn)在用數(shù)控設(shè)備,只要你會編程,把參數(shù)輸進(jìn)去就可以了,很簡單,剛畢業(yè)的技校學(xué)生都會,而且批量的產(chǎn)品質(zhì)量也有保證。
自美國在50年代末搞出世界一臺數(shù)控車床后,機(jī)床制造業(yè)就進(jìn)入了數(shù)控時代,中國在六十年代也搞出了第一代數(shù)控機(jī)床,但后來中國進(jìn)入了什么年代,大家都知道。等80年代我們再去看世界的數(shù)控機(jī)床水平,差距就是20年了,其實(shí)奮起直追還有希望,但國營工廠不思進(jìn)取,到了90年代,我們再去看世界水平,已有30年的差距了。中國改革開放前走的是蘇聯(lián)的路子,什么叫蘇聯(lián)的路子,舉個例子來講:比如,生產(chǎn)一根軸,蘇聯(lián)的方式是建一個專用生產(chǎn)線,用多臺專用機(jī)床,好處是批量很容易上去,但一旦這根軸的參數(shù)發(fā)生了變化,這條線就報(bào)廢了,生產(chǎn)人員也就沒事做了。在1960-1980年代,國營工廠一個產(chǎn)品生產(chǎn)幾十年不變樣。到了1980年代后,當(dāng)時搞商品經(jīng)濟(jì),這些廠不能迅速適應(yīng)市場,經(jīng)營就困難了,到了90年代就大量破產(chǎn),大量職工下崗?,F(xiàn)代的生產(chǎn)也有大批量生產(chǎn),但主要是單件小批量,不管是那種,只要你的設(shè)備是數(shù)控的,適應(yīng)起來就快。專業(yè)機(jī)床的路子已經(jīng)到頭了,;西方走的路和前蘇聯(lián)不一樣,當(dāng)年的“東芝”事件,就是日本東芝賣給蘇聯(lián)了幾臺五軸聯(lián)動的數(shù)控銑床,讓蘇聯(lián)在潛艇的推進(jìn)螺旋槳上的制造,上了一個檔次,讓美國的聲納聽不到潛艇聲音了,所以美國要懲處東芝公司。由此也可見,前蘇聯(lián)的機(jī)床制造業(yè)也落后了,他們落后,我們就更不用說了。雖然,美國搞出了世界第一臺數(shù)控機(jī)床,但數(shù)控機(jī)床的發(fā)展,還是要數(shù)德國。德國本來在機(jī)械方面就是世界第一,數(shù)控機(jī)床無非就是搞機(jī)電一體化,機(jī)械方面德國已沒問題,剩下的就是電子系統(tǒng)方面,德國的電子系統(tǒng)工業(yè)本來就強(qiáng)大,所以在上世紀(jì)六、七十年代,德國就執(zhí)機(jī)床界的牛耳了。
但日本人的強(qiáng)項(xiàng)就是仿造,從上世紀(jì)70年代起,日本大量從德國引進(jìn)技術(shù),消化后大量仿造,經(jīng)過努力,日本在90年代起,就超越了德國,成為世界第一大數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)國,直到現(xiàn)在還是。他們在機(jī)床制造水平上,有一些也走在了世界前面,如在機(jī)床復(fù)合(一機(jī)多種功能)化方面,是世界第一。數(shù)控機(jī)床的核心就在數(shù)控系統(tǒng)方面,日本目前在系統(tǒng)方面也排世界第一,主要是它的發(fā)拿科公司。第一代的系統(tǒng)用步進(jìn)電機(jī),我們現(xiàn)在也能造,第二代用交流伺服電機(jī)?,F(xiàn)在的數(shù)控系統(tǒng)的核心就是交流伺服電機(jī)和系統(tǒng)內(nèi)的邏輯控制軟件,交流伺服電機(jī)我們國家目前還沒有誰能制造,這是一個光學(xué)、機(jī)械、電子的綜合體。邏輯控制軟件就是控制機(jī)床的各軸運(yùn)動,而這些軸是用伺服電機(jī)驅(qū)動的,一般的系統(tǒng)能同時控制3軸,高級系統(tǒng)能控制五軸,能控5軸的,五軸以上也沒問題。我們國家也由有5軸系統(tǒng),但“做秀”的成份多,還沒實(shí)用化。我們的工廠用的五軸和五軸以上機(jī)床,100%進(jìn)口。
機(jī)床是一個國家制造業(yè)水平高低的象征,其核心就是數(shù)控系統(tǒng)。我們目前不要說系統(tǒng),就是國內(nèi)造的質(zhì)量稍微好一點(diǎn)的數(shù)控機(jī)床,所用的高精度滾珠絲杠,軸承都是進(jìn)口的,主要是買日本的,我們自產(chǎn)的滾珠絲杠、軸承在精度、壽命方面都有問題。目前國內(nèi)的各大機(jī)床廠,數(shù)控系統(tǒng)100%外購,各廠家一般都買日本發(fā)那科、三菱的系統(tǒng),占80%以上,也有德國西門子的系統(tǒng),但比較少。德國西門子系統(tǒng)為什么用的少呢?早期,德國系統(tǒng)不太能適合我們的電網(wǎng),我們的電網(wǎng)穩(wěn)定性不夠,西門子系統(tǒng)的電子伺服模塊容易燒壞。日本就不同了,他們的系統(tǒng)就燒不壞。近來西門子系統(tǒng)改進(jìn)了不少,價格方面還是略高。德國人很不重視中國,所以他們的系統(tǒng)漢語化最近才有,不像日本,老早就有漢語化版的。
就國產(chǎn)高級數(shù)控機(jī)床而言,其利潤的主體是被外國人拿走了,中國只是掙了一個辛苦錢。
美國為什么沒有能成為數(shù)控機(jī)床制造大國呢?這個和他們當(dāng)時制定產(chǎn)業(yè)政策的人有關(guān),再加上當(dāng)時美國的勞動力貴,買比制造劃算。機(jī)床屬于投資大,見效慢,回報(bào)率底的產(chǎn)業(yè),而且需要技術(shù)積累。不太附和美國情況。但后來美國發(fā)現(xiàn),機(jī)床屬于戰(zhàn)略物資,沒有它,飛機(jī)、大炮、坦克、軍艦的制造都有問題,所以他們重新制定政策,扶植了一些機(jī)床廠,規(guī)定了一些單位只能買國產(chǎn)設(shè)備,就是貴也得買,這就為美國保留了一些數(shù)控機(jī)床行業(yè)。美國機(jī)床在世界上沒有什么競爭力。
歐洲的機(jī)床,除德國外,瑞士的也很好,要說超高精密機(jī)床,瑞士的相當(dāng)好,但價格也是天價。一般用戶用不起。意大利、英國、法國屬于二流,中國很少買他們的機(jī)床。西班牙為了讓中國進(jìn)口他們的機(jī)床,不惜貸款給中國,但買的人也很少??借錢總是要還的。
韓國、臺灣的數(shù)控機(jī)床制造能力比大陸地區(qū)略強(qiáng),不過水平差不多。他們也是在上世紀(jì)90年代引進(jìn)日本技術(shù)發(fā)展的。韓國應(yīng)該好一點(diǎn),它有自己制造的、已經(jīng)商業(yè)化了的數(shù)控系統(tǒng),但進(jìn)口到中國的機(jī)床,應(yīng)我們的要求,也換成了日本系統(tǒng)。我們對他們的系統(tǒng)信不過。韓國數(shù)控機(jī)床主要有兩家:大宇和現(xiàn)代。大宇目前在我國設(shè)有合資企業(yè)。臺灣機(jī)床和我們大體一樣,自己造機(jī)械部分,系統(tǒng)采購日本的。但他們的機(jī)床質(zhì)量差,壽命短,目前在大陸影響很壞。其實(shí)他們比我們國產(chǎn)的要好一點(diǎn)。但我們自己的差,我們還能容忍,臺灣的機(jī)床是用美金買來的,用的不好,那火就大了。臺灣最主要的幾家機(jī)床廠已打算把工廠遷往大陸,大部分都在上海。這些廠目前在國內(nèi)的競爭中,也打著“國產(chǎn)”的旗號。
近來隨著中國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展,也引起了世界一些主要機(jī)床廠商的注意,2000年,日本最大的機(jī)床制造商“馬扎克”在中國銀川設(shè)立了一家數(shù)控機(jī)床合資廠,據(jù)說制造水平相當(dāng)高,號稱“智能化、網(wǎng)絡(luò)化”工廠,和世界同步。今年日本另外一家大機(jī)床廠大隈公司在北京設(shè)立了一家能年產(chǎn)1000臺數(shù)控機(jī)床的控股公司,德國的一家很有名的企業(yè)也在上海設(shè)立了工廠。
目前,國家制定了一些政策,鼓勵國民使用國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床,各廠家也在努力追趕。國內(nèi)買機(jī)床最多的是軍工企業(yè),一個購買計(jì)劃里,80%是進(jìn)口,國產(chǎn)機(jī)床滿足不了需要。今后五年內(nèi),這個趨勢不會改變。不過就目前國內(nèi)的需要來講,我國的數(shù)控機(jī)床目前能滿足中低檔產(chǎn)品的訂貨。
美、德、日三國是當(dāng)今世上在數(shù)控機(jī)床科研、設(shè)計(jì)、制造和使用上,技術(shù)最先進(jìn)、經(jīng)驗(yàn)最多的國家。因其社會條件不同,各有特點(diǎn)。
1.美國的數(shù)控發(fā)展史
美國政府重視機(jī)床工業(yè),美國國防部等部門因其軍事方面的需求而不斷提出機(jī)床的發(fā)展方向、科研任務(wù),并且提供充足的經(jīng)費(fèi),且網(wǎng)羅世界人才,特別講究“效率”和“創(chuàng)新”,注重基礎(chǔ)科研。因而在機(jī)床技術(shù)上不斷創(chuàng)新,如1952年研制出世界第一臺數(shù)控機(jī)床、1958年創(chuàng)制出加工中心、70年代初研制成FMS、1987年首創(chuàng)開放式數(shù)控系統(tǒng)等。由於美國首先結(jié)合汽車、軸承生產(chǎn)需求,充分發(fā)展了大量大批生產(chǎn)自動化所需的自動線,而且電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)在世界上領(lǐng)先,因此其數(shù)控機(jī)床的主機(jī)設(shè)計(jì)、制造及數(shù)控系統(tǒng)基礎(chǔ)扎實(shí),且一貫重視科研和創(chuàng)新,故其高性能數(shù)控機(jī)床技術(shù)在世界也一直領(lǐng)先。當(dāng)今美國生產(chǎn)宇航等使用的高性能數(shù)控機(jī)床,其存在的教訓(xùn)是,偏重於基礎(chǔ)科研,忽視應(yīng)用技術(shù),且在上世紀(jì)80代政府一度放松了引導(dǎo),致使數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量增加緩慢,于1982年被后進(jìn)的日本超過,并大量進(jìn)口。從90年代起,糾正過去偏向,數(shù)控機(jī)床技術(shù)上轉(zhuǎn)向?qū)嵱?,產(chǎn)量又逐漸上升。
2.德國的數(shù)控發(fā)展史
德國政府一貫重視機(jī)床工業(yè)的重要戰(zhàn)略地位,在多方面大力扶植。,於1956年研制出第一臺數(shù)控機(jī)床后,德國特別注重科學(xué)試驗(yàn),理論與實(shí)際相結(jié)合,基礎(chǔ)科研與應(yīng)用技術(shù)科研并重。企業(yè)與大學(xué)科研部門緊密合作,對數(shù)控機(jī)床的共性和特性問題進(jìn)行深入的研究,在質(zhì)量上精益求精。德國的數(shù)控機(jī)床質(zhì)量及性能良好、先進(jìn)實(shí)用、貨真價實(shí),出口遍及世界。尤其是大型、重型、精密數(shù)控機(jī)床。德國特別重視數(shù)控機(jī)床主機(jī)及配套件之先進(jìn)實(shí)用,其機(jī)、電、液、氣、光、刀具、測量、數(shù)控系統(tǒng)、各種功能部件,在質(zhì)量、性能上居世界前列。如西門子公司之?dāng)?shù)控系統(tǒng),均為世界聞名,競相采用。
3.日本的數(shù)控發(fā)展史
日本政府對機(jī)床工業(yè)之發(fā)展異常重視,通過規(guī)劃、法規(guī)(如“機(jī)振法”、“機(jī)電法”、“機(jī)信法”等)引導(dǎo)發(fā)展。在重視人才及機(jī)床元部件配套上學(xué)習(xí)德國,在質(zhì)量管理及數(shù)控機(jī)床技術(shù)上學(xué)習(xí)美國,甚至青出于藍(lán)而勝于藍(lán)。自1958年研制出第一臺數(shù)控機(jī)床后,1978年產(chǎn)量(7,342臺)超過美國(5,688臺),至今產(chǎn)量、出口量一直居世界首位(2001年產(chǎn)量46,604臺,出口27,409臺,占59%)。戰(zhàn)略上先仿后創(chuàng),先生產(chǎn)量大而廣的中檔數(shù)控機(jī)床,大量出口,占去世界廣大市場。在上世紀(jì)80年代開始進(jìn)一步加強(qiáng)科研,向高性能數(shù)控機(jī)床發(fā)展。日本FANUC公司戰(zhàn)略正確,仿創(chuàng)結(jié)合,針對性地發(fā)展市場所需各種低中高檔數(shù)控系統(tǒng),在技術(shù)上領(lǐng)先,在產(chǎn)量上居世界第一。該公司現(xiàn)有職工3,674人,科研人員超過600人,月產(chǎn)能力7,000套,銷售額在世界市場上占50%,在國內(nèi)約占70%,對加速日本和世界數(shù)控機(jī)床的發(fā)展起了重大促進(jìn)作用。
4.我國的現(xiàn)狀
我國數(shù)控技術(shù)的發(fā)展起步于二十世紀(jì)五十年代,中國于1958年研制出第一臺數(shù)控機(jī)床,發(fā)展過程大致可分為兩大階段。在1958~1979年間為第一階段,從1979年至今為第二階段。第一階段中對數(shù)控機(jī)床特點(diǎn)、發(fā)展條件缺乏認(rèn)識,在人員素質(zhì)差、基礎(chǔ)薄弱、配套件不過關(guān)的情況下,一哄而上又一哄而下,曾三起三落、終因表現(xiàn)欠佳,無法用于生產(chǎn)而停頓。主要存在的問題是盲目性大,缺乏實(shí)事求是的科學(xué)精神。在第二階段從日、德、美、西班牙先后引進(jìn)數(shù)控系統(tǒng)技術(shù),從日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、奧、韓國、臺灣省共11國(地區(qū))引進(jìn)數(shù)控機(jī)床先進(jìn)技術(shù)和合作、合資生產(chǎn),解決了可靠性、穩(wěn)定性問題,數(shù)控機(jī)床開始正式生產(chǎn)和使用,并逐步向前發(fā)展。通過“六五”期間引進(jìn)數(shù)控技術(shù),“七五”期間組織消化吸收“科技攻關(guān)”,我國數(shù)控技術(shù)和數(shù)控產(chǎn)業(yè)取得了相當(dāng)大的成績。特別是最近幾年,我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,1998~2004年國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量和消費(fèi)量的年平均增長率分別為39.3%和34.9%。盡管如此,進(jìn)口機(jī)床的發(fā)展勢頭依然強(qiáng)勁,從2002年開始,中國連續(xù)三年成為世界機(jī)床消費(fèi)第一大國、機(jī)床進(jìn)口第一大國,2004年中國機(jī)床主機(jī)消費(fèi)高達(dá)94.6億美元,國內(nèi)數(shù)控機(jī)床制造企業(yè)在中高檔與大型數(shù)控機(jī)床的研究開發(fā)方面與國外的差距更加明顯,70%以上的此類設(shè)備和絕大多數(shù)的功能部件均依賴進(jìn)口。由此可以看出國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床特別是中高檔數(shù)控機(jī)床仍然缺乏市場競爭力,究其原因主要在于國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的研究開發(fā)深度不夠、制造水平依然落后、服務(wù)意識與能力欠缺、數(shù)控,系統(tǒng)生產(chǎn)應(yīng)用推廣不力及數(shù)控人才缺乏等。我們應(yīng)看清形勢,充分認(rèn)識國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的不足,努力發(fā)展先進(jìn)技術(shù),加大技術(shù)創(chuàng)新與培訓(xùn)服務(wù)力度,以縮短與發(fā)達(dá)國家之問的差距。
在20余年間,數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)有較大提高,主要表現(xiàn)在三大方面:培訓(xùn)一批設(shè)計(jì)、制造、使用和維護(hù)的人才;通過合作生產(chǎn)先進(jìn)數(shù)控機(jī)床,使設(shè)計(jì)、制造、使用水平大大提高,縮小了與世界先進(jìn)技術(shù)的差距;通過利用國外先進(jìn)元部件、數(shù)控系統(tǒng)配套,開始能自行設(shè)計(jì)及制造高速、高性能、五面或五軸聯(lián)動加工的數(shù)控機(jī)床,供應(yīng)國內(nèi)市場的需求,但對關(guān)鍵技術(shù)的試驗(yàn)、消化、掌握及創(chuàng)新卻較差。至今許多重要功能部件、自動化刀具、數(shù)控系統(tǒng)依靠國外技術(shù)支撐,不能獨(dú)立發(fā)展,基本上處于從仿制走向自行開發(fā)階段,與日本數(shù)控機(jī)床的水平差距很大。存在的主要問題包括:缺乏象日本“機(jī)電法”、“機(jī)信法”那樣的指引;嚴(yán)重缺乏各方面專家人才和熟練技術(shù)工人;缺少深入系統(tǒng)的科研工作;元部件和數(shù)控系統(tǒng)不配套;企業(yè)和專業(yè)間缺乏合作,基本上孤軍作戰(zhàn),雖然廠多人眾,但形成不了合力。我國數(shù)控技術(shù)的發(fā)展起步于二十世紀(jì)五十年代,通過“六五”期間引進(jìn)數(shù)控技術(shù),“七五”期間組織消化吸收“科技攻關(guān)”,我國數(shù)控技術(shù)和數(shù)控產(chǎn)業(yè)取得了相當(dāng)大的成績。特別是最近幾年,我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,1998~2004年國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量和消費(fèi)量的年平均增長率分別為39.3%和34.9%。盡管如此,進(jìn)口機(jī)床的發(fā)展勢頭依然強(qiáng)勁,從2002年開始,中國連續(xù)三年成為世界機(jī)床消費(fèi)第一大國、機(jī)床進(jìn)口第一大國,2004年中國機(jī)床主機(jī)消費(fèi)高達(dá)94.6億美元,國內(nèi)數(shù)控機(jī)床制造企業(yè)在中高檔與大型數(shù)控機(jī)床的研究開發(fā)方面與國外的差距更加明顯,70%以上的此類設(shè)備和絕大多數(shù)的功能部件均依賴進(jìn)口。由此可以看出國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床特別是中高檔數(shù)控機(jī)床仍然缺乏市場競爭力,究其原因主要在于國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的研究開發(fā)深度不夠、制造水平依然落后、服務(wù)意識與能力欠缺、數(shù)控,系統(tǒng)生產(chǎn)應(yīng)用推廣不力及數(shù)控人才缺乏等。我們應(yīng)看清形勢,充分認(rèn)識國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的不足,努力發(fā)展先進(jìn)技術(shù),加大技術(shù)創(chuàng)新與培訓(xùn)服務(wù)力度,以縮短與發(fā)達(dá)國家之問的差距。
2003年開始,中國就成了全球最大的機(jī)床消費(fèi)國,也是世界上最大的數(shù)控機(jī)床進(jìn)口國。目前正在提高機(jī)械加工設(shè)備的數(shù)控化率,1999年,我們國家機(jī)械加工設(shè)備數(shù)控華率是5-8%,目前預(yù)計(jì)是15-20%之間。一、什么是數(shù)控機(jī)床車、銑、刨、磨、鏜、鉆、電火花、剪板、折彎、激光切割等等都是機(jī)械加工方法,所謂機(jī)械加工,就是把金屬毛坯零件加工成所需要的形狀,包含尺寸精度和幾何精度兩個方面。能完成以上功能的設(shè)備都稱為機(jī)床,數(shù)控機(jī)床就是在普通機(jī)床上發(fā)展過來的,數(shù)控的意思就是數(shù)字控制。給機(jī)床裝上數(shù)控系統(tǒng)后,機(jī)床就成了數(shù)控機(jī)床。當(dāng)然,普通機(jī)床發(fā)展到數(shù)控機(jī)床不只是加裝系統(tǒng)這么簡單,例如:從銑床發(fā)展到加工中心,機(jī)床結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,最主要的是加了刀庫,大幅度提高了精度。加工中心最主要的功能是銑、鏜、鉆的功能。我們一般所說的數(shù)控設(shè)備,主要是指數(shù)控車床和加工中心。我國目前各種門類的數(shù)控機(jī)床都能生產(chǎn),水平參差不齊,有的是世界水平,有的比國外落后10-15年,但如果國家支持,追趕起來也不是什么問題,例如:去年,沈陽機(jī)床集團(tuán)收購了德國西思機(jī)床公司,意義很大,如果大力消化技術(shù),可以縮短不少差距。大連機(jī)床公司也從德國引進(jìn)了不少先進(jìn)技術(shù)。上海一家企業(yè)購買日本著名的機(jī)床制造商池貝。,近幾年隨著中國制造的崛起,歐洲不少企業(yè)倒閉或者被兼并,如馬毫、斯濱納等。日本經(jīng)濟(jì)不景氣,有不少在80年代很出名的機(jī)床制造商倒閉,例如:新瀉鐵工所。二、數(shù)控設(shè)備的發(fā)展方向六個方面:智能化、網(wǎng)絡(luò)化、高速、高精度、符合、環(huán)保。目前德國和瑞士的機(jī)床精度最高,綜合起來,德國的水平最高,日本的產(chǎn)值最大。美國的機(jī)床業(yè)一般。中國大陸、韓國。臺灣屬于同一水平。但就門類、種類多少而言,我們應(yīng)該能進(jìn)世界前4名。三、數(shù)控系統(tǒng) 由顯示器、控制器伺服、伺服電機(jī)、和各種開關(guān)、傳感器構(gòu)成。目前世界最大的三家廠商是:日本發(fā)那客、德國西門子、日本三菱;其余還有法國扭姆、西班牙凡高等。國內(nèi)由華中數(shù)控、航天數(shù)控等。國內(nèi)的數(shù)控系統(tǒng)剛剛開始產(chǎn)業(yè)化、水平質(zhì)量一般。高檔次的系統(tǒng)全都是進(jìn)口。華中數(shù)控這幾年發(fā)展迅速,軟件水平相當(dāng)不錯,但差就差在電器硬件上,故障率比較高。華中數(shù)控也有意向數(shù)控機(jī)床業(yè)進(jìn)軍,但機(jī)床的硬件方面不行,質(zhì)量精度一般。目前國內(nèi)一些大廠還沒有采用華中數(shù)控的。廣州機(jī)床廠的簡易數(shù)控系統(tǒng)也不錯。我們國家機(jī)床業(yè)最薄弱的環(huán)節(jié)在數(shù)控系統(tǒng)。
四、機(jī)床精度1、機(jī)械加工機(jī)床精度分靜精度、加工精度(包括尺寸精度和幾何精度)、定位精度、重復(fù)定位精度等5種。2、機(jī)床精度體系:目前我們國家內(nèi)承認(rèn)的大致是四種體系:德國VDI標(biāo)準(zhǔn)、日本JIS標(biāo)準(zhǔn)、國際標(biāo)準(zhǔn)ISO標(biāo)準(zhǔn)、國標(biāo)GB,國標(biāo)和國際標(biāo)準(zhǔn)差不多。3、看一臺機(jī)床水平的高低,要看它的重復(fù)定位精度,一臺機(jī)床的重復(fù)定位精度如果能達(dá)到0.005mm(ISO標(biāo)準(zhǔn).、統(tǒng)計(jì)法),就是一臺高精度機(jī)床,在0.005mm(ISO標(biāo)準(zhǔn).、統(tǒng)計(jì)法)以下,就是超高精度機(jī)床,高精度的機(jī)床,要有最好的軸承、絲杠。;4、加工出高精度零件,不只要求機(jī)床精度高,還要有好的工藝方法、好的夾具、好的刀具。五、目前世界著名機(jī)床廠商在我國的投資情況1、2000年,世界最大的專業(yè)機(jī)床制造商馬扎克(MAZAK)在寧夏銀川投資建了名為“寧夏小巨人機(jī)床公司”的機(jī)床公司,生產(chǎn)數(shù)控車床、立式加工中心和車銑復(fù)合中心。機(jī)床質(zhì)量不錯,目前效益良好,年產(chǎn)600臺,目前正在建2期工程,建成后可以年產(chǎn)1200臺。2、2003年,德國著名的機(jī)床制造商德馬吉在上海投資建廠,目前年組裝生產(chǎn)數(shù)控車床和立式加工中心120臺左右。3、2002年,日本著名的機(jī)床生產(chǎn)商大隈公司和北京第一機(jī)床廠合資建廠,年生產(chǎn)能力為1000臺,生產(chǎn)數(shù)控車床、立式加工中心、臥式加工中心。4、韓國大宇在山東青島投資建廠,目前生產(chǎn)能力不知。5、臺灣省的著名機(jī)床制造商友嘉在浙江蕭山投資建廠,年生產(chǎn)能力800臺。5、民營企業(yè)進(jìn)入機(jī)床行業(yè)情況1、浙江日發(fā)公司,2000年投產(chǎn),生產(chǎn)數(shù)控車床、加工中心。年生產(chǎn)能力300臺。2.2004年,浙江寧波著名的鑄塑機(jī)廠商海天公司投資生產(chǎn)機(jī)床,主要是從日本引進(jìn)技術(shù),目前剛開始,起點(diǎn)比較高。3.2002年,西安北村投產(chǎn),名字象日本的,其實(shí)老板是中國人,采用日本技術(shù)。生產(chǎn)小型儀表數(shù)控車床,水平相當(dāng)不錯。六、軍工企業(yè)技改情況軍工企業(yè)得到國家撥款開始于當(dāng)年“大使館被炸”,后來臺灣上臺后,大規(guī)模技改開始了,軍工企業(yè)進(jìn)入新一輪的技改高峰,我們很多軍工企業(yè)開始停止購買普通設(shè)備。尤其是近3年來,我們的軍工企業(yè)從歐洲和日本買了大批量的先進(jìn)數(shù)控機(jī)床。也從國內(nèi)機(jī)床廠哪里采購了大批普通數(shù)控機(jī)床,國內(nèi)機(jī)床廠商為了迎接這次大技改,也引進(jìn)了不少先進(jìn)技術(shù),爭取軍工企業(yè)的高端訂單。聽在軍工企業(yè)的朋友講,如果再能“頂”三年,我們的整體水平會上一個臺階。 其實(shí),總書記掌權(quán)以來,已經(jīng)把國防事業(yè)提到了和經(jīng)濟(jì)發(fā)展一樣的高度上,他說,我們要建立和經(jīng)濟(jì)發(fā)展相適應(yīng)的國防能力,相信再過10年,隨著我國國防工業(yè)和汽車行業(yè)的發(fā)展,我們國家會誕生世界水平的機(jī)床制造商,也將會超越日本,成為世界第一機(jī)床生產(chǎn)大國。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:軟PLC 數(shù)控機(jī)床 功能開發(fā)
中圖分類號:TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-9416(2013)04-0043-01
文章運(yùn)用PLC達(dá)成數(shù)控機(jī)床當(dāng)中除了高速插補(bǔ)的運(yùn)動軌跡的控制通過數(shù)控的核心程序進(jìn)行完成以外的全面的功能控制,明顯的體現(xiàn)在它的功能在控制上有著極高的靈活度:在允許的范圍之內(nèi)的數(shù)控軸配置,控制信號變動以及輔助信號控制等等,只需要采取更改PLC的編程,便能使具體的配置馬上生效,這樣也讓同樣的數(shù)控系統(tǒng)能夠較為靈活的運(yùn)用到不是相同配置的具體數(shù)控機(jī)床之上,并且能夠讓掌握一般PLC編程的用戶同樣能夠開展功能的維護(hù)以及設(shè)計(jì)、開發(fā)等相關(guān)工作。
1 數(shù)控機(jī)床中PLC系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)
PLC能夠獨(dú)立的通過I/O的接口和數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行連結(jié),同樣能夠通過總線和數(shù)控CPU進(jìn)行連結(jié)成嵌入式的PLC,亦或是和數(shù)控系統(tǒng)共同使用CPU形成軟PLC,共同使用I/O的接口和內(nèi)存,針對數(shù)控機(jī)床的相關(guān)功能做出控制。
PLC和CNC相互共同使用CPU,兩者之間彼此信號的傳送在CNC裝置的內(nèi)部進(jìn)行,而PLC和機(jī)床電氣的控制信號具體的傳送可以通過CNC接口實(shí)現(xiàn)。所以,這個PLC的部分被當(dāng)成CNC的基本功能進(jìn)行統(tǒng)一的設(shè)計(jì)與制造,在結(jié)構(gòu)上非常的緊湊;PLC的控制程序一旦經(jīng)過編制,然后傳送進(jìn)CNC的裝置內(nèi),就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)對于機(jī)床在功能信號上的控制。
2 基于功能控制的PLC的具體設(shè)計(jì)
2.1 設(shè)計(jì)的具體方案
這套設(shè)計(jì)中下列的一些數(shù)控機(jī)床的基本功能:
(1)數(shù)控機(jī)床在進(jìn)行軸數(shù)控制的靈活配置的功能;
(2)一旦發(fā)生突發(fā)的情況:超程、過載、掉電以及碰撞等一些處理急停的功能;
(3)機(jī)床的操作面板進(jìn)行控制的功能;
(4)主軸具體的起動、轉(zhuǎn)向、停止以及進(jìn)給軸控制的功能;
(5)冷卻液進(jìn)行起動以及停止的控制功能;
(6)進(jìn)行自動的控制功能。
另外,還可按照數(shù)控機(jī)床對于控制的要求,增設(shè)或是削減有關(guān)的功能。運(yùn)用較為結(jié)構(gòu)化的編程對每個功能PLC的子程序進(jìn)行編制,使PLC的主程序進(jìn)行調(diào)用,達(dá)成系統(tǒng)功能的擴(kuò)展。
2.2 PLC程序的具體設(shè)計(jì)
在PLC程序具體的設(shè)計(jì)思路中,全面的介紹了怎樣使用每個功能的子程序以及PLC程序具體的設(shè)計(jì)方法,另外,一旦機(jī)床的配置產(chǎn)生了變化,可以第一時間構(gòu)建起有關(guān)的控制程序。
(1)關(guān)于主程序的設(shè)計(jì)。數(shù)控機(jī)床在通電之后便開始主程序的執(zhí)行。第一步將系統(tǒng)初始化,然后將每個的部位實(shí)施第一次中心的操作,接著系統(tǒng)會進(jìn)入到監(jiān)控的狀態(tài),進(jìn)行機(jī)床的操作面板上控制信號的處理,如果是自動加工的指令便進(jìn)入數(shù)控核心的NCK程序,調(diào)用相關(guān)的軸使能的控制程序,同時起動冷卻,完成自動的加工。在進(jìn)行加工的時候如果產(chǎn)生了硬限位的保護(hù)等這類突發(fā)的狀況,則需要調(diào)用急停的程序終止系統(tǒng)的工作。
運(yùn)用PLC編程,能夠讓程序的設(shè)計(jì)很大程度上得到簡化。這里面運(yùn)用了模塊化程序的設(shè)計(jì),每個功能的模塊都要由主程序進(jìn)行調(diào)用,功能模塊可以按照數(shù)控機(jī)床具體的需求進(jìn)行不斷的擴(kuò)展以及靈活的配置,讓控制功能具備良好的柔性以及可靠性。
(2)關(guān)于軸使能控制的子程序。進(jìn)行各軸脈沖使能以及控制的使能信號的控制,監(jiān)控各軸具體的參考點(diǎn)的開關(guān)信號及按照主軸的命令對主軸使能的信號進(jìn)行控制,同時依據(jù)位置的調(diào)節(jié)器實(shí)際生效狀態(tài)觸發(fā)垂直軸的電機(jī)抱閘,避免由于垂直軸的自重導(dǎo)致下落。
以防進(jìn)給軸的超程以及做到零點(diǎn)定位的精準(zhǔn),每一個進(jìn)給軸都配備兩個硬限位的開關(guān)以及一個參考點(diǎn)的開關(guān),并且每一個軸都擁有脈沖的使能以及控制的使能等信號,所以要使用的開關(guān)量的信號非常多。
(3)關(guān)于子程序的初始化。初始化的程序在機(jī)床進(jìn)行通電之后第一個PLC的循環(huán)就被主程序所調(diào)用。按照機(jī)床具體配置的參數(shù)進(jìn)行數(shù)控核心接口信號的設(shè)定。針對伺服電機(jī)的觀點(diǎn)的編碼器實(shí)行格雷碼的初始化,這樣能夠明確機(jī)床控制的目標(biāo)具體的方式選擇以及軸選擇等。初始化的程序可以使PLC系統(tǒng)進(jìn)入到初始化的工作狀態(tài)。
3 程序的具體調(diào)試
(1)設(shè)置機(jī)床的類型。先將機(jī)床的參數(shù)設(shè)置成0,屏上顯示機(jī)床是通用的機(jī)床,能夠控制五軸的驅(qū)動;其次,將機(jī)床的參數(shù)設(shè)置成1,則屏上顯示機(jī)床是車床的配置,能夠?qū)崿F(xiàn)三軸驅(qū)動車床系統(tǒng)實(shí)際的應(yīng)用;然后,將機(jī)床的參數(shù)設(shè)置成2,則屏上顯示機(jī)床是銑床的配置,能夠?qū)崿F(xiàn)五軸驅(qū)動銑床系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用。
(2)設(shè)置機(jī)床的軸數(shù)。針對以上銑床的配置,能夠了解到是四個進(jìn)給軸與一個主軸,適用四坐標(biāo)的數(shù)控銑床的具體控制?,F(xiàn)在將機(jī)床的參數(shù)設(shè)置成是0,這樣就去掉了A軸,屏上顯示為機(jī)床的配置是X、Y、Z軸以及一個主軸,經(jīng)過這種設(shè)置以后,這個系統(tǒng)則能夠適用實(shí)際的配置是三個直線的進(jìn)給軸與一個主軸這種三坐標(biāo)的銑床具體的功能控制。
(3)各個進(jìn)給軸具體的使能控制??梢葬槍Ω鱾€進(jìn)給軸進(jìn)行運(yùn)動的控制以及方向的判斷;監(jiān)控的參考點(diǎn)的開關(guān)信號,不管運(yùn)動軸以什么樣的速度回到參考點(diǎn),而在參考點(diǎn)的周圍都可以變回成給定的回零的速度并且準(zhǔn)確的定位。
(4)主軸控制的調(diào)試。對主軸具體的使能信號進(jìn)行控制,能夠手動或自動的控制主軸的具體運(yùn)行,完成正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)以及定位。
(5)輔助功能的調(diào)試??梢允謩右约俺绦蜃詣拥恼{(diào)用并且控制冷卻與系統(tǒng)具體的使能信號,完成起動以及停止的操作。
4 結(jié)語
事實(shí)表明,運(yùn)用軟PLC開發(fā)數(shù)控機(jī)床具體的功能控制非常具有可行性以及合理性,功能比較完善、靈活通用、可靠性非常高以及操作便捷等優(yōu)點(diǎn),有著很高的使用價值。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:數(shù)控技術(shù),汽車制造,應(yīng)用
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.03.021
1 數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)
數(shù)字控制(Computerized Numerical Control)簡稱數(shù)控。是用數(shù)字化的代碼對加工對象的工作過程實(shí)現(xiàn)自動控制的一種方法。數(shù)控機(jī)床的操作和監(jiān)控全部在數(shù)控單元中完成,它是數(shù)控機(jī)床的大腦。與普通機(jī)床相比,數(shù)控機(jī)床有如下特點(diǎn):
(1)自動化程度高,勞動強(qiáng)度低。
(2)加工精度高,產(chǎn)品一致性好。
(3)多軸聯(lián)動,能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜工件的加工。
(4)機(jī)械傳動鏈短,結(jié)構(gòu)簡單,生產(chǎn)效率高。
2 數(shù)控技術(shù)在汽車制造中的應(yīng)用
(1)數(shù)控技術(shù)在汽車零部件生產(chǎn)中的應(yīng)用。近幾年來,經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度加快,汽車加工工業(yè)也得到一個很好的發(fā)展空間,并保持良好的發(fā)展勢頭,因而汽車零部件的加工制造技術(shù)也隨之快速發(fā)展,數(shù)字技術(shù)的出現(xiàn)可以有效地使原本發(fā)展平緩的汽車零部件生產(chǎn)技術(shù)得到更快速的發(fā)展。數(shù)控機(jī)床于最近幾年來在汽車零部件制造工藝上得到了大力推廣,使用數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)出來的汽車零部件的品質(zhì)在原有的基礎(chǔ)上又提升了一個檔次,同時還提高了加工生產(chǎn)的效率。極大的滿足現(xiàn)今競爭比較激烈的機(jī)械制造行業(yè)的市場要求,還能夠有效地降低生產(chǎn)成本,以此可以實(shí)現(xiàn)一次投入,長期收益的良好生產(chǎn)目標(biāo)。傳統(tǒng)的汽車加工工業(yè)主要講究規(guī)?;c效益化,然而隨著數(shù)控技術(shù)的出現(xiàn)及其在汽車加工制造業(yè)上得到廣泛應(yīng)用,使這一傳統(tǒng)規(guī)律被打破,從而實(shí)現(xiàn)了多品類、小批量、小規(guī)模、高效率的生產(chǎn)目標(biāo)。另外在數(shù)控技術(shù)中,虛擬現(xiàn)實(shí)控制技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)也都在汽車制造工藝中得到了廣泛的應(yīng)用。
發(fā)動機(jī)作為汽車的心臟,精度要求非常之高,而且加工工藝復(fù)雜。氣缸體是發(fā)動機(jī)的最大零件,也是其他零部件的主要支撐體。氣缸體需要先鑄造,再用數(shù)控加工中心銑“三孔四面”,然后還要使用數(shù)控鏜床進(jìn)行精鏜缸筒。活塞也是先行鑄造,再用數(shù)控加工,最后精磨。連桿則是先鍛造,再用數(shù)控加工。曲軸對動平衡要求非常高,凸輪軸的凸輪型線精度要求很高,必須使用數(shù)控機(jī)床加工。發(fā)動機(jī)上最復(fù)雜的氣缸蓋就更要使用多種數(shù)控機(jī)床加工了。發(fā)動機(jī)的油底殼采是沖壓而成,貌似和數(shù)控機(jī)床毫無關(guān)系,但是其沖壓模具卻是用數(shù)控機(jī)床加工出來的。
變速箱是汽車中重要的傳動機(jī)構(gòu),內(nèi)裝很多的軸類零件和裝在其上的齒輪。現(xiàn)在汽車加工工業(yè)中,變速箱中所有的軸和齒輪都數(shù)控機(jī)床加工制造的?,F(xiàn)在加工齒輪常采用插齒、剃齒、滾齒等工藝加工,數(shù)控機(jī)床在齒輪加工中有很大的優(yōu)勢,加工精度高,生產(chǎn)效率高。軸類零件在初步加工后,還要銑鍵槽,拉花鍵等,為了提高配合精度,都要使用數(shù)控機(jī)床。變速箱殼體鑄造完成后,還要在數(shù)控加工中心上銑端面、鉆軸孔,保證各軸間的間距。
驅(qū)動橋也是重要的傳動機(jī)構(gòu)。驅(qū)動橋中的主減速器兩個準(zhǔn)雙曲面齒輪則必須由數(shù)控機(jī)床加工。差速器中的錐齒輪也要在數(shù)控機(jī)床上加工。橋殼在鑄造后還有銑削端面及鉆孔,端面上的幾個螺栓孔則由由專用機(jī)床一次加工完成。
在汽車中還有很多難加工的零部件,它們用普通機(jī)床是無法加工的,只能用到數(shù)控機(jī)床加工。比如大批量汽車發(fā)動機(jī),變速箱,底盤主要零部件則需要五軸的數(shù)控加工中心加工。
在眾多機(jī)床中,車床以其結(jié)構(gòu)簡單,價格低廉,卻可以用于各種軸類、盤類零件的生產(chǎn),得以在機(jī)械零部件的生產(chǎn)加工中得到了廣泛應(yīng)用,尤其是數(shù)控車床,精度高、穩(wěn)定性強(qiáng)、故障率低,在汽車工業(yè)中頗受用戶的青睞,在汽車制造業(yè)中得到應(yīng)用廣泛,處于主導(dǎo)地位。數(shù)控車床在汽車制造業(yè)中可以用來加工軸類、盤類零件,如凸輪軸、曲軸、飛輪、輪轂、制動盤、一軸、二軸、齒輪、齒套,而軸類零件和盤類零件在整個汽車的零部件中,是占主導(dǎo)地位的。
(2)數(shù)控技術(shù)在汽車整車生產(chǎn)中的應(yīng)用。汽車整車生產(chǎn)中有四條線,即沖壓、焊接、涂裝和總裝線,無處不用到數(shù)控機(jī)床。在自動化生產(chǎn)線中應(yīng)用最多的則是數(shù)控技術(shù)控制的機(jī)械手和傳輸裝置,使工人裝配更精準(zhǔn)、方便、快捷。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展,也出現(xiàn)了一些不需要人工控制的全自動化生產(chǎn)線,最典型、應(yīng)用最廣泛的就是自動化車身前板生產(chǎn)線,完全由機(jī)器控制,不需人工干預(yù),增加了生產(chǎn)效率而且減少了對人體的傷害。還有自動焊接機(jī)器人,焊接質(zhì)量高,焊接速度快,是人工焊接的百倍以上。
3 數(shù)控技術(shù)在汽車工業(yè)中的發(fā)展前景
從整個汽車行業(yè)來看,數(shù)控技術(shù)在多品類加工、中小批量生產(chǎn)中,有很明顯的優(yōu)勢,因此在汽車制造行業(yè)中,有著尤為重要的地位。它不僅能加工各種機(jī)械構(gòu)件,還能完成汽車鈑金、底盤焊接、軸的鍛造、整車裝配、電火花、激光等特種加工。在加工中將給中加工能力很強(qiáng)的設(shè)備如數(shù)控立式/臥式銑削加工中心,萬能車削加工中心等用于柔性制造系統(tǒng)(FMS)中,很大程度地提高了其加工能力和柔性性能。數(shù)控技術(shù)日漸成為制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢,以數(shù)控機(jī)床構(gòu)成的柔性制造系統(tǒng)(FMS)和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)占據(jù)成為機(jī)械加工業(yè)的重要地位。
4 結(jié)論
汽車加工業(yè)由傳統(tǒng)的規(guī)模化、單一化生產(chǎn)方式向多樣化、中小批量的加工生產(chǎn)方式過渡,以企業(yè)為主導(dǎo)的生產(chǎn)方式逐步向以消費(fèi)者為主導(dǎo)的生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變,數(shù)控技術(shù)以及以其為主導(dǎo)的柔性制造系統(tǒng)(FMS)是適應(yīng)這種過渡期轉(zhuǎn)變的較好的生產(chǎn)制造方式。汽車生產(chǎn)中的數(shù)控技術(shù)以及以其為主導(dǎo)的柔性制造方式在具有產(chǎn)品制造優(yōu)越性的同時,也有利于將企業(yè)中相對獨(dú)立的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造等過程相互結(jié)合起來,發(fā)展數(shù)控技術(shù)以及以其為主導(dǎo)的柔性制造系統(tǒng)(FMS),可以使汽車生產(chǎn)企業(yè)受益匪淺,不斷提高其的綜合實(shí)力和市場競爭力。
參考文獻(xiàn):
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隨著國民經(jīng)濟(jì)快速的發(fā)展,汽車、船舶、工程機(jī)械、航空航天等行業(yè)將為我國機(jī)床行業(yè)提供巨大的需求。預(yù)計(jì)到2015年,我國數(shù)控機(jī)床所需的數(shù)控系統(tǒng)需求將達(dá)到40萬臺套以上(不包含進(jìn)口機(jī)床所配套數(shù)控系統(tǒng)),其中中高檔占比預(yù)計(jì)在60%左右,數(shù)控系統(tǒng)市場需求將超過92億元。
《高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備》國家科技重大專項(xiàng)要求,到2020年,我國將實(shí)現(xiàn)高檔數(shù)控機(jī)床主要品種立足于國內(nèi):航空航天、船舶、汽車、發(fā)電設(shè)備制造所需要的高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備80%實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化;國產(chǎn)中、高檔數(shù)控機(jī)床用的國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)市場占有率達(dá)到60%以上:高檔數(shù)控系統(tǒng)市場占有率將從現(xiàn)在的1%提高到20%。
正是基于這些需求,中國機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會副理事長、數(shù)控系統(tǒng)分會理事長陳吉紅表示,數(shù)控系統(tǒng)行業(yè)“十二五”努力的方向是:抓住行業(yè)發(fā)展的重要戰(zhàn)略機(jī)遇,以發(fā)展數(shù)控機(jī)床為主導(dǎo)、主機(jī)為龍頭、完善配套為基礎(chǔ),重點(diǎn)突破數(shù)控系統(tǒng)和功能部件薄弱環(huán)節(jié),加快高檔數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)化。依托科技重大專項(xiàng),堅(jiān)持科技進(jìn)步和自主創(chuàng)新。加強(qiáng)創(chuàng)新人才隊(duì)伍建設(shè),提升企業(yè)核心競爭力,推動我國由機(jī)床工具生產(chǎn)大國向強(qiáng)國轉(zhuǎn)變。
數(shù)控系統(tǒng)的三種發(fā)展模式
長期以來,我國數(shù)控系統(tǒng)與數(shù)控機(jī)床的發(fā)展呈現(xiàn)“兩張皮”的現(xiàn)象比較突出。兩者沒有形成互相支持、互相促進(jìn)和共同進(jìn)步的局面,也沒有形成開發(fā)與應(yīng)用產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟和利益共同體的戰(zhàn)略合作關(guān)系,這不僅制約我國數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和市場競爭力,更制約了我國數(shù)控系統(tǒng)行業(yè)的發(fā)展。
陳吉紅介紹說,目前,國際上發(fā)展數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)有三種模式,每種模式各有優(yōu)劣。
西門子模式:系統(tǒng)廠專業(yè)生產(chǎn)各種規(guī)格的數(shù)控系統(tǒng),提供各種標(biāo)準(zhǔn)型的功能模塊,為全世界的主機(jī)廠提供批量配套。這種模式的優(yōu)點(diǎn)是:主機(jī)廠和系統(tǒng)廠發(fā)揮各自的優(yōu)勢,有利于形成專業(yè)化、規(guī)?;a(chǎn)。缺點(diǎn)是:系統(tǒng)廠和主機(jī)廠主要是買賣關(guān)系,雙方結(jié)合不夠緊密主機(jī)廠為了保護(hù)自己的知識產(chǎn)權(quán),不太愿意將這些特色技術(shù)提供給系統(tǒng)廠。
哈斯模式:主機(jī)廠獨(dú)立開發(fā)數(shù)控系統(tǒng),并與其自產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床配套銷售。這種模式的優(yōu)點(diǎn)是:主機(jī)銷售帶動系統(tǒng)推廣;其缺點(diǎn)是:主機(jī)廠獨(dú)有品牌的數(shù)控系統(tǒng)很難被其他主機(jī)廠選用。
馬扎克模式:主機(jī)廠在系統(tǒng)廠提供開發(fā)平臺上,研發(fā)自主品牌的數(shù)控系統(tǒng),并與所自產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床配套銷售。這一模式既避免了“西門子模式”和“哈斯模式”可能出現(xiàn)的缺點(diǎn),又發(fā)揚(yáng)了其自身的優(yōu)點(diǎn)。這使得主機(jī)廠所需要的特殊控制要求、加工工藝和使用特色要求可方便地融入到數(shù)控系統(tǒng)中:主機(jī)廠用較少的投入,形成了自己的特色技術(shù)、知識產(chǎn)權(quán)和數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品;主機(jī)廠自主品牌的數(shù)控系統(tǒng)的推廣,還可以進(jìn)一步強(qiáng)化主機(jī)廠的機(jī)床品牌,增加用戶對主機(jī)廠的忠誠度;降低主機(jī)廠采購數(shù)控系統(tǒng)的成本同時帶動數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
“根據(jù)多年經(jīng)驗(yàn)分析,馬扎克模式是主機(jī)廠發(fā)展數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)最適合的模式,數(shù)控系統(tǒng)廠和機(jī)床廠以資產(chǎn)為紐帶,建立戰(zhàn)略合作關(guān)系,實(shí)現(xiàn)主機(jī)廠、系統(tǒng)廠、用戶多方共贏?!标惣t舉例說,“十一五”期間,華中數(shù)控積極與大連機(jī)床、北一機(jī)床、武重集團(tuán)、南通機(jī)床等重點(diǎn)機(jī)床企業(yè)建立戰(zhàn)略合作關(guān)系,大大促進(jìn)了中高檔國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展。如華中數(shù)控與大連機(jī)床以資產(chǎn)為紐帶,建立戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系,在華中數(shù)控系統(tǒng)開放式平臺的基礎(chǔ)上,大連機(jī)床集成了用戶工藝,開發(fā)特色功能和界面,研制了“大連數(shù)控”品牌的數(shù)控系統(tǒng)。這使得大連機(jī)床的整機(jī)性價比得到提高,用戶得到了實(shí)惠,也改變了大連機(jī)床以往中、高檔機(jī)床全部配置國外系統(tǒng)的狀況。
為與主機(jī)全面配套奠定基礎(chǔ)
“十一五”期間,國家啟動實(shí)施《高檔數(shù)控及基礎(chǔ)制造裝備》國家科技重大專項(xiàng),國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)水平和可靠性都取得了顯著提升。陳吉紅說,數(shù)控系統(tǒng)的研制與開發(fā)在關(guān)鍵技術(shù)方面取得了明顯突破,已在國產(chǎn)機(jī)床上得到應(yīng)用,為與主機(jī)全面配套奠定了基礎(chǔ)。
例如,“十一五”期間,華中數(shù)控研制的五軸聯(lián)動高檔數(shù)控系統(tǒng)填補(bǔ)國內(nèi)空白,打破國外封鎖,300臺五軸系統(tǒng)在軍工等重點(diǎn)行業(yè)使用。基于“高檔數(shù)控裝置”、“國產(chǎn)CPU”、“全數(shù)字驅(qū)動及電機(jī)”三個重大專項(xiàng)課題研制而成的華中HNC-8型總線式高檔數(shù)控系統(tǒng),采用開放式軟硬件體系結(jié)構(gòu)及總線技術(shù)。目前,華中8型數(shù)控系統(tǒng)已與10類44臺重大專項(xiàng)高檔數(shù)控機(jī)床配套應(yīng)用,主要技術(shù)指標(biāo)已與國外高檔數(shù)控系統(tǒng)相當(dāng)。
廣州數(shù)控研制的全數(shù)字高檔數(shù)控系統(tǒng)具有高速程序預(yù)處理、多通道多軸聯(lián)動控制、多通道及復(fù)合加工控制、等功能,系統(tǒng)基于工業(yè)以太網(wǎng),具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高速實(shí)時串行總線協(xié)議GSK—Link,支持EtherCAT,NCUC-Bus、GSK—Link三種協(xié)議的高速實(shí)時串行總線。
沈陽高精數(shù)控研制的高檔數(shù)控系統(tǒng)系統(tǒng),為基于多處理器,支持8通道、8軸聯(lián)動、64軸控制,最小控制分辨率1納米,具有7200段/秒、2000段前瞻的高速處理功能,可與5軸聯(lián)動高速加工中心等數(shù)控機(jī)床配套應(yīng)用。
大連光洋數(shù)控研制的總線數(shù)控系統(tǒng),強(qiáng)大的多通道控制能力;優(yōu)秀的五軸加工能力,支持多種五軸機(jī)床結(jié)構(gòu),支持斜面加工、定向退刀,支持3維刀具半徑補(bǔ)償;高速高精度控制。配合伺服驅(qū)動,可適配0.75~110KW交流同步伺服電機(jī)、交流異步主軸電機(jī)、力矩電機(jī)、直線電機(jī);基于新一代光纖現(xiàn)場總線。
技術(shù)與市場差距
“十一五”期間,國產(chǎn)高檔數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)有了突破,但和國外高檔數(shù)控系統(tǒng)相比,差距依然較大,陳吉紅認(rèn)為一方面是技術(shù)方面的差距。首先,產(chǎn)品在功能上存在差距:功能還不夠完善,在實(shí)際應(yīng)用中驗(yàn)證還不全面,在高速、高精、多通道控制、雙軸同步控制等技術(shù)上不足;第二,產(chǎn)品的系列化不足:產(chǎn)品品種不齊、規(guī)格不足、成套性差、機(jī)電接口不一,影響配套。第三,產(chǎn)品的應(yīng)用驗(yàn)證不夠:產(chǎn)品生產(chǎn)完成后驗(yàn)證考核數(shù)量、時間不夠,可靠性測試結(jié)果不能令人信服;第四,產(chǎn)業(yè)尚未起步:由以上等原因,導(dǎo)致產(chǎn)品的市場占有率偏低,用戶認(rèn)可度不高。
另一方面,是市場方面的差距。據(jù)工信部的《機(jī)床工具行業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》顯示,“十一五”期間,數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展滯后已成為制約行業(yè)發(fā)展的瓶頸。國產(chǎn)中檔數(shù)控系統(tǒng)國內(nèi)市場占有率只有35%,而高檔數(shù)控系統(tǒng)95%以上依靠進(jìn)口。
因此,為解決與國外高檔數(shù)控系統(tǒng)的差距,需要通過在數(shù)控系統(tǒng)的關(guān)鍵共性技術(shù)、應(yīng)用技術(shù)上取得突破,以此帶動國產(chǎn)中高檔數(shù)控系統(tǒng)的生產(chǎn)。陳吉紅建議說,首先,以利益為紐帶,整合國內(nèi)的技術(shù)和人力資源,集中國家的財(cái)力支持建立國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)軟件、硬件和共性技術(shù)研發(fā)平臺。建立技術(shù)研發(fā)管理機(jī)制,建立軟件開發(fā)的質(zhì)量管理體系(CMM)。
100%通過
考試說明:2020年秋期電大把該網(wǎng)絡(luò)課納入到“國開平臺”進(jìn)行考核,該課程共有4個形考任務(wù),針對該門課程,本人匯總了該科所有的題,形成一個完整的標(biāo)準(zhǔn)題庫,并且以后會不斷更新,對考生的復(fù)習(xí)、作業(yè)和考試起著非常重要的作用,會給您節(jié)省大量的時間。做考題時,利用本文檔中的查找工具,把考題中的關(guān)鍵字輸?shù)讲檎夜ぞ叩牟檎覂?nèi)容框內(nèi),就可迅速查找到該題答案。本文庫還有其他網(wǎng)核及教學(xué)考一體化答案,敬請查看。?
課程總成績
=
形成性考核×50%
+
終結(jié)性考試×50%
形考任務(wù)1
一、單項(xiàng)選擇題(每小題3分,共66分)
題目1
數(shù)控機(jī)床指的是(
),對機(jī)床的加工過程進(jìn)行自動控制的一類機(jī)床。
選擇一項(xiàng):
a.
裝備了PLC的機(jī)床
b.
裝備了APC的機(jī)床
c.
裝備了ATC的機(jī)床
d.
裝備了
NC或CNC
系統(tǒng)的機(jī)床
題目2
(
)屬于數(shù)控機(jī)床的機(jī)床本體。
選擇一項(xiàng):
a.
光柵尺
b.
伺服電機(jī)
c.
自動換刀裝置
d.
床身
題目3
(
)屬于數(shù)控機(jī)床的反饋裝置。
選擇一項(xiàng):
a.
液壓控制系統(tǒng)
b.
自動換刀裝置
c.
伺服電機(jī)
d.
光柵
題目4
(
)屬于數(shù)控機(jī)床的輔助裝置。
選擇一項(xiàng):
a.
床身
b.
裝置
c.
伺服電機(jī)
d.
立柱
題目5
(
)屬于數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)。
選擇一項(xiàng):
a.
自動換刀裝置
b.
數(shù)控裝置
c.
伺服電機(jī)
d.
進(jìn)給機(jī)構(gòu)
題目6
(
)是機(jī)床實(shí)現(xiàn)自動加工的核心。
選擇一項(xiàng):
a.
伺服系統(tǒng)
b.
機(jī)床本體
c.
反饋裝置
d.
數(shù)控系統(tǒng)
題目7
按照工藝用途分類,數(shù)控銑床屬于(
)數(shù)控機(jī)床。
選擇一項(xiàng):
a.
金屬切削類
b.
金屬成形類
c.
特種加工類
d.
其他類型
題目8
按照運(yùn)動軌跡控制分類,加工中心屬于(
)。
選擇一項(xiàng):
a.
點(diǎn)位控制
b.
輪廓控制
c.
直線控制
d.
遠(yuǎn)程控制
題目9
欲加工一條與X軸成60°的直線輪廓,應(yīng)采用(
)數(shù)控機(jī)床。
選擇一項(xiàng):
a.
點(diǎn)位控制
b.
以上答案都不對
c.
直線控制
d.
輪廓控制
題目10
全閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床比開環(huán)及半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床(
)。
選擇一項(xiàng):
a.
穩(wěn)定性好
b.
精度高
c.
精度低
d.
故障率低
題目11
(
)數(shù)控機(jī)床只有控制信息的前向通道,沒有檢測裝置,不具有反饋環(huán)節(jié)。結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)試方便、容易維修、成本較低,但其控制精度不高。
選擇一項(xiàng):
a.
開環(huán)控制
b.
輪廓控制
c.
半閉環(huán)控制
d.
全閉環(huán)控制
題目12
數(shù)控機(jī)床使用反饋裝置的作用是為了(
)。
選擇一項(xiàng):
a.
提高機(jī)床的靈活性
b.
提高機(jī)床的定位精度、加工精度
c.
提高機(jī)床的安全性
d.
提高機(jī)床的使用壽命
題目13
(
)數(shù)控機(jī)床的反饋裝置安裝在數(shù)控機(jī)床終端移動部件上,其加工精度高,移動速度快,但調(diào)試和維修比較復(fù)雜,成本高。
選擇一項(xiàng):
a.
半閉環(huán)控制
b.
全閉環(huán)控制
c.
開環(huán)控制
d.
點(diǎn)位控制
題目14
數(shù)控機(jī)床全閉環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng)與半閉環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng)的主要區(qū)別在于(
)。
選擇一項(xiàng):
a.
伺服控制單元
b.
位置控制器
c.
反饋單元的安裝位置
d.
數(shù)控系統(tǒng)性能優(yōu)劣
題目15
數(shù)控機(jī)床按運(yùn)動軌跡控制分為點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床、直線控制數(shù)控機(jī)床和(
)數(shù)控機(jī)床。
選擇一項(xiàng):
a.
輪廓控制
b.
金屬切削類
c.
金屬成形類
d.
遠(yuǎn)程控制
題目16
數(shù)控機(jī)床解決了在普通機(jī)床加工中存在的一系列缺點(diǎn)和不足,為(
)的精密復(fù)雜零件提供了自動化加工手段。
選擇一項(xiàng):
a.
單件、小批量生產(chǎn)
b.
大批量生產(chǎn)
c.
超大批量生產(chǎn)
d.
中批量生產(chǎn)
題目17
數(shù)控機(jī)床解決了在普通機(jī)床加工中存在的一系列缺點(diǎn)和不足,它的特點(diǎn)有加工精度高、(
)、自動化程度高、勞動強(qiáng)度低、生產(chǎn)效率高等。
選擇一項(xiàng):
a.
適合生產(chǎn)批量大的零件
b.
對加工對象的適應(yīng)性強(qiáng)
c.
適合生產(chǎn)裝夾困難或完全靠找正定位來保證加工精度的零件
d.
適合生產(chǎn)必須用特定的工藝裝備協(xié)調(diào)加工的零件
題目18
世界上第一臺數(shù)控機(jī)床是在(
)國研制成功的。
選擇一項(xiàng):
a.
英國
b.
德國
c.
日本
d.
美國
題目19
并聯(lián)機(jī)床是突破傳統(tǒng)機(jī)床結(jié)構(gòu)的最新一代的數(shù)控機(jī)床,(
)不是并聯(lián)機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)。
選擇一項(xiàng):
a.
控制簡單
b.
機(jī)械結(jié)構(gòu)比同等功能的傳統(tǒng)機(jī)床簡單
c.
便于制造,有利于降低制造成本
d.
以上答案都不對
題目20
在國內(nèi)外近年來生產(chǎn)的高速數(shù)控機(jī)床中,越來越多地采用圖1所示(
)。從而把機(jī)床主傳動鏈的長度縮短為零,實(shí)現(xiàn)了機(jī)床的“零傳動”。
選擇一項(xiàng):
a.
電主軸
b.
伺服電機(jī)
c.
電滾珠絲杠
d.
全數(shù)字交流伺服系統(tǒng)
題目21
在采用全數(shù)字伺服系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,采用圖2所示(
)直接驅(qū)動機(jī)床工作臺實(shí)現(xiàn)“零傳動”伺服進(jìn)給方式。
選擇一項(xiàng):
a.
步進(jìn)電機(jī)
b.
交流伺服電機(jī)
c.
直線電機(jī)
d.
異步電機(jī)
題目22
(
)不是數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)。
選擇一項(xiàng):
a.
抗振性差
b.
高效化裝置、高人性化操作
c.
高的靈敏度
d.
良好的熱穩(wěn)定性
二、判斷題(每小題2分共34分)
題目23
數(shù)控機(jī)床是采用數(shù)字控制技術(shù)對機(jī)床的加工過程進(jìn)行自動控制的一類機(jī)床。
選擇一項(xiàng):
對
錯
題目24
計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)承擔(dān)數(shù)控中的命令發(fā)生器和控制器的數(shù)控系統(tǒng)。
選擇一項(xiàng):
對
錯
題目25
伺服系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)體,是用于完成各種切割加工的機(jī)械部分。
選擇一項(xiàng):
對
錯
題目26
反饋裝置是數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床本體之間的電傳動聯(lián)系環(huán)節(jié)。
選擇一項(xiàng):
對
錯
題目27
開環(huán)控制系統(tǒng)一般適用于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床和舊機(jī)床數(shù)控化改造。
選擇一項(xiàng):
對
錯
題目28
閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床常采用步進(jìn)電機(jī)為驅(qū)動裝置的。
選擇一項(xiàng):
對
錯
題目29
采用開環(huán)控制系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的精度高于采用閉環(huán)系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床。
選擇一項(xiàng):
對
錯
題目30
通常一臺數(shù)控機(jī)床的聯(lián)動軸數(shù)一般會大于或等于可控軸數(shù)。
選擇一項(xiàng):
對
錯
題目31
可控軸數(shù)是指機(jī)床數(shù)控裝置能夠控制的坐標(biāo)數(shù)目,即數(shù)控機(jī)床有幾個運(yùn)動方向采用了數(shù)字控制。
選擇一項(xiàng):
對
錯
題目32
聯(lián)動軸數(shù)是指機(jī)床數(shù)控裝置控制各坐標(biāo)軸協(xié)調(diào)動作的坐標(biāo)軸數(shù)目。
選擇一項(xiàng):
對
錯
題目33
當(dāng)改變加工零件時,在數(shù)控機(jī)床上只要改變加工程序,就可繼續(xù)加工新零件。
選擇一項(xiàng):
對
錯
題目34
數(shù)控機(jī)床是為了解決單件、小批量、精度高、形狀復(fù)雜的零件加工的自動化要求而產(chǎn)生的。
選擇一項(xiàng):
對
錯
題目35
數(shù)控機(jī)床的使用提高生產(chǎn)效率,經(jīng)濟(jì)效益明顯,有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化。
選擇一項(xiàng):
對
錯
題目36
數(shù)控機(jī)床正在不斷采用最新技術(shù)成就,朝著高速化、高精度化、多功能化、智能化、系統(tǒng)化與高可靠性等方向發(fā)展。
選擇一項(xiàng):
對
錯
題目37
數(shù)字伺服系統(tǒng)指的是伺服系統(tǒng)中的控制信息用數(shù)字量來處理。
選擇一項(xiàng):
對
錯
題目38
機(jī)械動、靜摩擦的非線性不會導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床爬行。
選擇一項(xiàng):
對
錯
題目39
電滾珠絲桿是伺服電動機(jī)與滾珠絲桿的集成,采用電滾珠絲桿可以大大簡化數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)。
選擇一項(xiàng):
對
錯
形考任務(wù)2
一、單項(xiàng)選擇題(每小題2分,共64分)
題目1
經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床常采用(
),它的優(yōu)點(diǎn)是加工工藝性好,其刀架水平放置,有利于提高刀架的運(yùn)動精度,但這種結(jié)構(gòu)床身下部空間小,排屑困難。
選擇一項(xiàng):
a.
水平床身斜滑板
b.
水平床身
c.
立式床身
d.
傾斜床身
題目2
車削中心是以(
)為基本體,并在其礎(chǔ)上進(jìn)一步增加動力銑、鉆、鏜,以及副主軸的功能,以實(shí)現(xiàn)多工序復(fù)合加工的機(jī)床。
選擇一項(xiàng):
a.
全功能型數(shù)控車床
b.
鏜銑加工中心
c.
數(shù)控銑床
d.
經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床
題目3
采用經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床不具有的特點(diǎn)是(
)。
選擇一項(xiàng):
a.
只配備必要的數(shù)控系統(tǒng)
b.
CPU可采用單片機(jī)
c.
采用步進(jìn)電機(jī)伺服系統(tǒng)
d.
必須采用閉環(huán)控制系統(tǒng)
題目4
一般采用開環(huán)控制的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床沒有(
)。
選擇一項(xiàng):
a.
反饋裝置
b.
操作面板
c.
數(shù)控系統(tǒng)
d.
伺服電機(jī)
題目5
加工中心按照功能特征分類,可分為
(
)、鉆削和復(fù)合加工中心。
選擇一項(xiàng):
a.
刀庫+主軸換刀
b.
三軸
c.
臥式
d.
鏜銑
題目6
立式加工中心是指主軸軸線與工作臺(
)設(shè)置的加工中心,主要適用于加工板類、盤類、模具及小型殼體類復(fù)雜零件。
選擇一項(xiàng):
a.
平行
b.
傾斜
c.
以上都不是
d.
垂直
題目7
臥式加工中心是指主軸軸線與工作臺(
)設(shè)置的加工中心,主要適用于加工箱體類零件。
選擇一項(xiàng):
a.
平行
b.
以上都不是
c.
垂直
d.
傾斜
題目8
(
)集中了金屬切削設(shè)備的優(yōu)勢,具備多種工藝手段。有自動換刀裝置,能實(shí)現(xiàn)工件一次裝卡后完成銑、鏜、鉆、鉸、锪、攻螺紋等多道工序或全部工序的加工。
選擇一項(xiàng):
a.
數(shù)控銑床
b.
加工中心
c.
數(shù)控車床
d.
數(shù)控線切割機(jī)床
題目9
加工中心最突出的特征是是設(shè)置有(
)。
選擇一項(xiàng):
a.
自動交換工作臺
b.
自動換刀裝置
c.
自動排屑裝置
d.
主軸準(zhǔn)停裝置
題目10
加工中心集中了金屬切削設(shè)備的優(yōu)勢,具備多種工藝手段,能實(shí)現(xiàn)工件一次裝卡后的銑、鏜、鉆、鉸、锪攻螺紋等綜合加工。加工中心最大的特點(diǎn)是有(
)。
選擇一項(xiàng):
a.
自動換刀裝置
b.
自動交換工作臺
c.
主軸準(zhǔn)停裝置
d.
自動排屑裝置
題目11
圖1所示數(shù)控車床采用(
)結(jié)構(gòu),這種布局結(jié)構(gòu)具有機(jī)床外形美觀,占地面積小,易于排屑和冷卻液的排流,便于操作者操作和觀察,易于安裝上下料機(jī)械手,實(shí)現(xiàn)全面自動化等特點(diǎn)。
選擇一項(xiàng):
a.
水平床身
b.
立式床身
c.
傾斜床身
d.
水平床身斜滑板
題目12
數(shù)控車床采用(
),加工工藝性好,其刀架水平放置,有利于提高刀架的運(yùn)動精度,但這種結(jié)構(gòu)床身下部空間小,排屑困難。
選擇一項(xiàng):
a.
水平床身斜滑板
b.
傾斜床身
c.
水平床身
d.
立式床身
題目13
以多面孔系加工為主,工序集中且復(fù)雜的箱體類零件,一般選用(
)進(jìn)行加工。
選擇一項(xiàng):
a.
臥式加工中心
b.
數(shù)控車床
c.
車削中心
d.
立式加工中心
題目14
對箱體類,異形類,型腔模具工件,如果加工余量?。ň庸ぃ?,而且以單面孔系加工為主,工序集中的,一般選用(
)進(jìn)行加工。
選擇一項(xiàng):
a.
數(shù)控車床
b.
臥式加工中心
c.
車削中心
d.
立式加工中心
題目15
圖3所示加工中心,按主軸在加工時的空間位置進(jìn)行分類,屬于(
)。
選擇一項(xiàng):
a.
車削中心
b.
立式加工中心
c.
以上都不是
d.
臥式加工中心
題目16
在數(shù)控銑床的運(yùn)動分配與部件布局中,一般需要對工件的多個側(cè)面進(jìn)行加工,則主軸應(yīng)布局成(
)。
選擇一項(xiàng):
a.
臥式
b.
以上答案都不對
c.
傾斜式
d.
立式
題目17
數(shù)控電火花線切割機(jī)床加工的特點(diǎn)有(
)。
選擇一項(xiàng):
a.
金屬材料的硬度和韌性不影響加工速度
b.
不需要脈沖電源
c.
不能加工精細(xì)細(xì)小,形狀復(fù)雜的工件
d.
可以加工盲孔類和階梯型面類零件
題目18
電火花加工的原理是基于工具和工件(正、負(fù)電極)之間脈沖性火花放電時的電蝕現(xiàn)象來蝕除多余的金屬,以達(dá)到對零件的尺寸、形狀及表面質(zhì)量預(yù)定的加工要求。電火花加工最大的局限性是(
)。
選擇一項(xiàng):
a.
加工過程中沒有宏觀切削力
b.
只能用于加工金屬等導(dǎo)電材料“
c.
電火花加工屬不接觸加工
d.
易于實(shí)現(xiàn)加工過程自動化
題目19
常用數(shù)控電火花加工機(jī)床的加工局限性(
)。
選擇一項(xiàng):
a.
易于實(shí)現(xiàn)加工過程自動化
b.
只能用于加工金屬等導(dǎo)電材料
c.
加工過程中沒有宏觀切削力
d.
電火花加工屬不接觸加工
題目20
通常數(shù)控電火花加工機(jī)床可以加工(
)。
選擇一項(xiàng):
a.
陶瓷
b.
導(dǎo)電材料
c.
塑料
d.
非導(dǎo)電材料
題目21
數(shù)控電火花線切割機(jī)床屬于(
)。
選擇一項(xiàng):
a.
成型加工
b.
放電加工
c.
以上都不是
d.
切削加工
題目22
(
)是數(shù)控機(jī)床實(shí)現(xiàn)自動加工的核心,是整個數(shù)控機(jī)床的靈魂所在。
選擇一項(xiàng):
a.
輸入輸出裝置
b.
機(jī)床本體
c.
伺服裝置
d.
數(shù)控系統(tǒng)
題目23
數(shù)控系統(tǒng)中的CNC的中文含義是(
)。
選擇一項(xiàng):
a.
計(jì)算機(jī)數(shù)字控制
b.
計(jì)算機(jī)控制
c.
工程自動化
d.
硬件數(shù)控
題目24
CNC是由(
)承擔(dān)數(shù)控中的命令發(fā)生器和控制器的數(shù)控系統(tǒng)。
選擇一項(xiàng):
a.
晶體管電路
b.
電子管元件
c.
計(jì)算機(jī)
d.
可編程控制器
題目25
(
)是數(shù)控機(jī)床操作人員與數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行信息交換的窗口。
選擇一項(xiàng):
a.
人機(jī)界面
b.
數(shù)字控制
c.
伺服控制器
d.
可編程邏輯控制器
題目26
數(shù)控系統(tǒng)中的PLC是(
)。
選擇一項(xiàng):
a.
可編程控制器
b.
伺服控制器
c.
數(shù)字控制
d.
人機(jī)界面
題目27
(
)的作用是用來完成數(shù)控機(jī)床的邏輯控制。
選擇一項(xiàng):
a.
數(shù)控裝置
b.
人機(jī)界面
c.
伺服控制器
d.
可編程控制器
題目28
數(shù)控機(jī)床的插補(bǔ)功能,由(
)來完成。
選擇一項(xiàng):
a.
伺服控制器
b.
伺服電機(jī)
c.
人機(jī)界面
d.
數(shù)字控制
題目29
下列功能中,(
)是數(shù)控系統(tǒng)目前一般所不具備的。
選擇一項(xiàng):
a.
進(jìn)給功能
b.
控制功能
c.
插補(bǔ)功能
d.
刀具刃磨功能
題目30
(
)不是數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn)。
選擇一項(xiàng):
a.
較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性
b.
高可靠性
c.
具有靈活性
d.
不具有通用性
題目31
(
)是數(shù)控機(jī)床的核心關(guān)鍵部件,特別是對于高檔數(shù)控機(jī)床,它是決定機(jī)床裝備的性能、功能、可靠性和成本的關(guān)鍵因素。
選擇一項(xiàng):
a.
自動換刀裝置
b.
床身
c.
伺服電機(jī)
d.
數(shù)控系統(tǒng)
題目32
數(shù)控車床的機(jī)床本體與普通車床相比,在結(jié)構(gòu)上差別最大的部件是(
)。
選擇一項(xiàng):
a.
床身
b.
刀架
c.
主軸箱
d.
進(jìn)給傳動系統(tǒng)
形考任務(wù)3
一、單項(xiàng)選擇題(每小題2分,共64分)
題目1
經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床常采用(
),它的優(yōu)點(diǎn)是加工工藝性好,其刀架水平放置,有利于提高刀架的運(yùn)動精度,但這種結(jié)構(gòu)床身下部空間小,排屑困難。
選擇一項(xiàng):
a.
水平床身斜滑板
b.
水平床身
c.
立式床身
d.
傾斜床身
題目2
車削中心是以(
)為基本體,并在其礎(chǔ)上進(jìn)一步增加動力銑、鉆、鏜,以及副主軸的功能,以實(shí)現(xiàn)多工序復(fù)合加工的機(jī)床。
選擇一項(xiàng):
a.
全功能型數(shù)控車床
b.
鏜銑加工中心
c.
數(shù)控銑床
d.
經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床
題目3
采用經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床不具有的特點(diǎn)是(
)。
選擇一項(xiàng):
a.
只配備必要的數(shù)控系統(tǒng)
b.
CPU可采用單片機(jī)
c.
采用步進(jìn)電機(jī)伺服系統(tǒng)
d.
必須采用閉環(huán)控制系統(tǒng)
題目4
一般采用開環(huán)控制的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床沒有(
)。
選擇一項(xiàng):
a.
反饋裝置
b.
操作面板
c.
數(shù)控系統(tǒng)
d.
伺服電機(jī)
題目5
加工中心按照功能特征分類,可分為
(
)、鉆削和復(fù)合加工中心。
選擇一項(xiàng):
a.
刀庫+主軸換刀
b.
三軸
c.
臥式
d.
鏜銑
題目6
立式加工中心是指主軸軸線與工作臺(
)設(shè)置的加工中心,主要適用于加工板類、盤類、模具及小型殼體類復(fù)雜零件。
選擇一項(xiàng):
a.
平行
b.
傾斜
c.
以上都不是
d.
垂直
題目7
臥式加工中心是指主軸軸線與工作臺(
)設(shè)置的加工中心,主要適用于加工箱體類零件。
選擇一項(xiàng):
a.
平行
b.
以上都不是
c.
垂直
d.
傾斜
題目8
(
)集中了金屬切削設(shè)備的優(yōu)勢,具備多種工藝手段。有自動換刀裝置,能實(shí)現(xiàn)工件一次裝卡后完成銑、鏜、鉆、鉸、锪、攻螺紋等多道工序或全部工序的加工。
選擇一項(xiàng):
a.
數(shù)控銑床
b.
加工中心
c.
數(shù)控車床
d.
數(shù)控線切割機(jī)床
題目9
加工中心最突出的特征是是設(shè)置有(
)。
選擇一項(xiàng):
a.
自動交換工作臺
b.
自動換刀裝置
c.
自動排屑裝置
d.
主軸準(zhǔn)停裝置
題目10
加工中心集中了金屬切削設(shè)備的優(yōu)勢,具備多種工藝手段,能實(shí)現(xiàn)工件一次裝卡后的銑、鏜、鉆、鉸、锪攻螺紋等綜合加工。加工中心最大的特點(diǎn)是有(
)。
選擇一項(xiàng):
a.
自動換刀裝置
b.
自動交換工作臺
c.
主軸準(zhǔn)停裝置
d.
自動排屑裝置
題目11
圖1所示數(shù)控車床采用(
)結(jié)構(gòu),這種布局結(jié)構(gòu)具有機(jī)床外形美觀,占地面積小,易于排屑和冷卻液的排流,便于操作者操作和觀察,易于安裝上下料機(jī)械手,實(shí)現(xiàn)全面自動化等特點(diǎn)。
圖1
選擇一項(xiàng):
a.
水平床身
b.
立式床身
c.
傾斜床身
d.
水平床身斜滑板
題目12
數(shù)控車床采用(
),加工工藝性好,其刀架水平放置,有利于提高刀架的運(yùn)動精度,但這種結(jié)構(gòu)床身下部空間小,排屑困難。
圖2
選擇一項(xiàng):
a.
水平床身斜滑板
b.
傾斜床身
c.
水平床身
d.
立式床身
題目13
以多面孔系加工為主,工序集中且復(fù)雜的箱體類零件,一般選用(
)進(jìn)行加工。
選擇一項(xiàng):
a.
臥式加工中心
b.
數(shù)控車床
c.
車削中心
d.
立式加工中心
題目14
對箱體類,異形類,型腔模具工件,如果加工余量小(精加工),而且以單面孔系加工為主,工序集中的,一般選用(
)進(jìn)行加工。
選擇一項(xiàng):
a.
數(shù)控車床
b.
臥式加工中心
c.
車削中心
d.
立式加工中心
題目15
圖3所示加工中心,按主軸在加工時的空間位置進(jìn)行分類,屬于(
)。
選擇一項(xiàng):
a.
車削中心
b.
立式加工中心
c.
以上都不是
d.
臥式加工中心
題目16
在數(shù)控銑床的運(yùn)動分配與部件布局中,一般需要對工件的多個側(cè)面進(jìn)行加工,則主軸應(yīng)布局成(
)。
選擇一項(xiàng):
a.
臥式
b.
以上答案都不對
c.
傾斜式
d.
立式
題目17
數(shù)控電火花線切割機(jī)床加工的特點(diǎn)有(
)。
選擇一項(xiàng):
a.
金屬材料的硬度和韌性不影響加工速度
b.
不需要脈沖電源
c.
不能加工精細(xì)細(xì)小,形狀復(fù)雜的工件
d.
可以加工盲孔類和階梯型面類零件
題目18
電火花加工的原理是基于工具和工件(正、負(fù)電極)之間脈沖性火花放電時的電蝕現(xiàn)象來蝕除多余的金屬,以達(dá)到對零件的尺寸、形狀及表面質(zhì)量預(yù)定的加工要求。電火花加工最大的局限性是(
)。
選擇一項(xiàng):
a.
加工過程中沒有宏觀切削力
b.
只能用于加工金屬等導(dǎo)電材料“
c.
電火花加工屬不接觸加工
d.
易于實(shí)現(xiàn)加工過程自動化
題目19
常用數(shù)控電火花加工機(jī)床的加工局限性(
)。
選擇一項(xiàng):
a.
易于實(shí)現(xiàn)加工過程自動化
b.
只能用于加工金屬等導(dǎo)電材料
c.
加工過程中沒有宏觀切削力
d.
電火花加工屬不接觸加工
題目20
通常數(shù)控電火花加工機(jī)床可以加工(
)。
選擇一項(xiàng):
a.
陶瓷
b.
導(dǎo)電材料
c.
塑料
d.
非導(dǎo)電材料
題目21
數(shù)控電火花線切割機(jī)床屬于(
)。
選擇一項(xiàng):
a.
成型加工
b.
放電加工
c.
以上都不是
d.
切削加工
題目22
(
)是數(shù)控機(jī)床實(shí)現(xiàn)自動加工的核心,是整個數(shù)控機(jī)床的靈魂所在。
選擇一項(xiàng):
a.
輸入輸出裝置
b.
機(jī)床本體
c.
伺服裝置
d.
數(shù)控系統(tǒng)
題目23
數(shù)控系統(tǒng)中的CNC的中文含義是(
)。
選擇一項(xiàng):
a.
計(jì)算機(jī)數(shù)字控制
b.
計(jì)算機(jī)控制
c.
工程自動化
d.
硬件數(shù)控
題目24
CNC是由(
)承擔(dān)數(shù)控中的命令發(fā)生器和控制器的數(shù)控系統(tǒng)。
選擇一項(xiàng):
a.
晶體管電路
b.
電子管元件
c.
計(jì)算機(jī)
d.
可編程控制器
題目25
(
)是數(shù)控機(jī)床操作人員與數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行信息交換的窗口。
選擇一項(xiàng):
a.
人機(jī)界面
b.
數(shù)字控制
c.
伺服控制器
d.
可編程邏輯控制器
題目26
數(shù)控系統(tǒng)中的PLC是(
)。
選擇一項(xiàng):
a.
可編程控制器
b.
伺服控制器
c.
數(shù)字控制
d.
人機(jī)界面
題目27
(
)的作用是用來完成數(shù)控機(jī)床的邏輯控制。
選擇一項(xiàng):
a.
數(shù)控裝置
b.
人機(jī)界面
c.
伺服控制器
d.
可編程控制器
題目28
數(shù)控機(jī)床的插補(bǔ)功能,由(
)來完成。
選擇一項(xiàng):
a.
伺服控制器
b.
伺服電機(jī)
c.
人機(jī)界面
d.
數(shù)字控制
題目29
下列功能中,(
)是數(shù)控系統(tǒng)目前一般所不具備的。
選擇一項(xiàng):
a.
進(jìn)給功能
b.
控制功能
c.
插補(bǔ)功能
d.
刀具刃磨功能
題目30
(
)不是數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn)。
選擇一項(xiàng):
a.
較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性
b.
高可靠性
c.
具有靈活性
d.
不具有通用性
題目31
(
)是數(shù)控機(jī)床的核心關(guān)鍵部件,特別是對于高檔數(shù)控機(jī)床,它是決定機(jī)床裝備的性能、功能、可靠性和成本的關(guān)鍵因素。
選擇一項(xiàng):
a.
自動換刀裝置
b.
床身
c.
伺服電機(jī)
d.
數(shù)控系統(tǒng)
題目32
數(shù)控車床的機(jī)床本體與普通車床相比,在結(jié)構(gòu)上差別最大的部件是(
)。
選擇一項(xiàng):
a.
床身
b.
刀架
c.
主軸箱
d.
進(jìn)給傳動系統(tǒng)
形考任務(wù)4
一、單項(xiàng)選擇題(每小題4分,共64分)
題目1
(
)檢驗(yàn)又稱靜態(tài)精度檢驗(yàn),是綜合反映機(jī)床關(guān)鍵零部件經(jīng)組裝后的綜合幾何形狀誤差。
選擇一項(xiàng):
a.
幾何精度
b.
切削精度
c.
以上都不對
d.
定位精度
題目2
數(shù)控機(jī)床精度檢驗(yàn)中,(
)的檢驗(yàn)是表明所測量的機(jī)床各運(yùn)動部位在數(shù)控裝置控制下,運(yùn)動所能達(dá)到的精度。
選擇一項(xiàng):
a.
以上答案都不對
b.
定位精度
c.
切削精度
d.
幾何精度
題目3
下列(
)檢驗(yàn)屬于定位精度檢驗(yàn)。
選擇一項(xiàng):
a.
主軸軸向及徑向跳動
b.
X、Y、Z坐標(biāo)軸的相互垂直度
c.
主軸在Z軸方向移動的直線度
d.
直線運(yùn)動軸機(jī)械原點(diǎn)的返回精度
題目4
對加工中心的(
)檢驗(yàn),屬于定位精度檢驗(yàn)。
選擇一項(xiàng):
a.
圓弧銑削精度
b.
回轉(zhuǎn)軸原點(diǎn)的返回精度
c.
工作臺面的平行度
d.
X、Y、Z坐標(biāo)軸的相互垂直度
題目5
數(shù)控機(jī)床幾何精度檢查時首先應(yīng)該進(jìn)行(
)。
選擇一項(xiàng):
a.
連續(xù)切削試驗(yàn)
b.
安裝水平的檢查與調(diào)整
c.
連續(xù)空運(yùn)行試驗(yàn)
d.
數(shù)控系統(tǒng)功能試驗(yàn)
題目6
對數(shù)控銑床的(
)檢驗(yàn),屬于切削精度檢驗(yàn)。
選擇一項(xiàng):
a.
直線運(yùn)動重復(fù)定位精度
b.
回轉(zhuǎn)軸原點(diǎn)的返回精度
c.
斜線銑削精度
d.
X、Y、Z坐標(biāo)軸的相互垂直度
題目7
圖1所示(
),可用于數(shù)控機(jī)床的直線運(yùn)動定位精度檢驗(yàn)。
選擇一項(xiàng):
a.
球桿儀
b.
激光干涉儀
c.
三坐標(biāo)測量機(jī)
d.
精密水平儀
題目8
圖2所示(
)的工作原理是將其兩端分別安裝在機(jī)床的主軸與工作臺上(或者安裝在車床的主軸與刀塔上),測量兩軸插補(bǔ)運(yùn)動形成的圓形軌跡,并將這一軌跡與標(biāo)準(zhǔn)圓形軌跡進(jìn)行比較,從而評價機(jī)床產(chǎn)生誤差的種類和幅值。
選擇一項(xiàng):
a.
精密水平儀
b.
三坐標(biāo)測量機(jī)
c.
球桿儀
d.
激光干涉儀
題目9
將被測物體置于圖3所示(
)的測量空間,可獲得被測物體上各測點(diǎn)的坐標(biāo)位置,根據(jù)這些點(diǎn)的空間坐標(biāo)值,經(jīng)計(jì)算可求出被測的幾何尺寸、形狀和位置。
選擇一項(xiàng):
a.
球桿儀
b.
三坐標(biāo)測量機(jī)
c.
激光干涉儀
d.
精密水平儀
題目10
數(shù)控機(jī)床的使用條件有明確的要求,與數(shù)控機(jī)床的基本使用條件不符的是(
)。
選擇一項(xiàng):
a.
地基牢靠,有隔震措施
b.
保證一定的環(huán)境溫度和濕度
c.
無需保護(hù)接地
d.
穩(wěn)定的供電電源,有抗干擾措施
題目11
在數(shù)控生產(chǎn)技術(shù)管理中,除對操作、刀具、維修人員的管理外,還應(yīng)加強(qiáng)對(
)的管理。
選擇一項(xiàng):
a.
編程人員
b.
采購人員
c.
后勤人員
d.
職能部門
題目12
按報(bào)警號分類,數(shù)控系統(tǒng)的報(bào)警可分為(
)和用戶報(bào)警兩大類。
選擇一項(xiàng):
a.
系統(tǒng)故障
b.
可恢復(fù)性故障
c.
可重復(fù)故障
d.
機(jī)械故障
題目13
數(shù)控機(jī)床的故障按故障內(nèi)容分類,可分為(
)和電氣故障兩大類。
(
選擇一項(xiàng):
a.
隨機(jī)性故障
b.
機(jī)械故障
c.
可恢復(fù)性故障
d.
系統(tǒng)故障
題目14
數(shù)控機(jī)床的故障按故障特征分類,可分為(
)和有報(bào)警故障兩大類。
選擇一項(xiàng):
a.
可恢復(fù)性故障
b.
隨機(jī)性故障
c.
無報(bào)警故障
d.
機(jī)械故障
題目15
數(shù)控機(jī)床的故障按故障現(xiàn)象分類,可分為(
)和隨機(jī)性故障兩大類。
選擇一項(xiàng):
a.
可恢復(fù)性故障
b.
可重復(fù)故障
c.
機(jī)械故障
d.
系統(tǒng)故障
題目16
數(shù)控機(jī)床的故障按故障性質(zhì)分類,可分為(
)和不可恢復(fù)性故障兩大類。
選擇一項(xiàng):
a.
機(jī)械故障
b.
隨機(jī)性故障
c.
系統(tǒng)故障
d.
可恢復(fù)性故障
二、判斷題(每小題2分共36分)
題目17
數(shù)控機(jī)床的定位精度是表明所測量的機(jī)床各運(yùn)動部位在數(shù)控裝置控制下,運(yùn)動所能達(dá)到的精度。
選擇一項(xiàng):
對
錯
題目18
數(shù)控機(jī)床的幾何精度是表明所測量的機(jī)床各運(yùn)動部位在數(shù)控裝置控制下,運(yùn)動所能達(dá)到的精度。
選擇一項(xiàng):
對
錯
題目19
數(shù)控機(jī)床的切削精度檢驗(yàn)是對機(jī)床的幾何精度和定位精度在切削加工條件下的一項(xiàng)綜合檢查。
選擇一項(xiàng):
對
錯
題目20
三坐標(biāo)測量機(jī)作為一種檢測儀器,對零件和部件的尺寸、形狀及相互位置進(jìn)行檢測。
選擇一項(xiàng):
對
錯
題目21
球桿儀利用機(jī)床的兩軸聯(lián)動做圓弧插補(bǔ),通過分析圓弧的半徑變化和弧線的軌跡特征來判斷機(jī)床的誤差元素。
選擇一項(xiàng):
對
錯
題目22
激光干涉儀利用機(jī)床的兩軸聯(lián)動做圓弧插補(bǔ),通過分析圓弧的半徑變化和弧線的軌跡特征來判斷機(jī)床的誤差元素。
選擇一項(xiàng):
對
錯
題目23
平均排除故障時間是從出現(xiàn)故障直到故障排除恢復(fù)正常為止的平均時間。
選擇一項(xiàng):
對
錯
題目24
伺服電機(jī)與絲杠的聯(lián)軸節(jié)松動導(dǎo)致伺服電機(jī)與滾珠絲杠之間出現(xiàn)滑動,使得零件報(bào)廢屬于電氣故障。
選擇一項(xiàng):
對
錯
題目25
數(shù)控機(jī)床的故障按故障內(nèi)容分類,可分為可重復(fù)性故障和電氣故障。
選擇一項(xiàng):
對
錯
題目26
數(shù)控機(jī)床能否充分發(fā)揮作用,起到應(yīng)有的經(jīng)濟(jì)效益,是與生產(chǎn)管理、技術(shù)水平、人員配套、基礎(chǔ)元部件的及時供應(yīng)等有密切關(guān)系的。
選擇一項(xiàng):
對
錯
題目27
數(shù)控設(shè)備的選用只需要考慮其加工精度就可以了。
選擇一項(xiàng):
對
錯
題目28
用數(shù)控機(jī)床加工時,切削速度越高加工成本越低。
選擇一項(xiàng):
對
錯
題目29
數(shù)控機(jī)床使用時需要進(jìn)行保護(hù)接地。
選擇一項(xiàng):
對
錯
題目30
數(shù)控機(jī)床的基礎(chǔ)使用條件必須保證穩(wěn)定的供電電源,有抗干擾措施。
選擇一項(xiàng):
對
錯
題目31
數(shù)控機(jī)床工作地允許的海拔高度為1000m,當(dāng)超過這個指標(biāo)后,不僅伺服驅(qū)動系統(tǒng)的輸出功率下降,而且影響加工的效果。
選擇一項(xiàng):
對
錯
題目32
數(shù)控機(jī)床工作的環(huán)境溫度是沒有限制條件的。
選擇一項(xiàng):
對
錯
題目33
加工中心能在一次裝夾后實(shí)現(xiàn)多表面、多特征、多工位的連續(xù)、高效、高精度加工,即工序集中。
選擇一項(xiàng):
對
錯
題目34
五面加工中心具有立式和臥式加工中心的功能,通過回轉(zhuǎn)工作臺的旋轉(zhuǎn)和主軸頭的旋轉(zhuǎn),能在工件一次裝夾后,完成除安裝面以外的所有五個面的加工。
選擇一項(xiàng):
關(guān)鍵詞:順時針圓??;逆時針圓?。粓A弧插補(bǔ)指令
中圖分類號:G712 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-5727(2012)10-0131-04
學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)控機(jī)床編程技術(shù)時,對順時針圓弧插補(bǔ)指令G02和逆時針圓弧插補(bǔ)指令G03很難理解,因而難以正確使用,更難靈活運(yùn)用。多數(shù)教材對該內(nèi)容敘述簡單、分散。另外,部分教師的教學(xué)不夠詳細(xì)、深入,給學(xué)生正確理解并運(yùn)用順時針圓弧插補(bǔ)和逆時針圓弧插補(bǔ)指令造成了困難。怎樣才能使學(xué)生正確理解并運(yùn)用順時針和逆時針圓弧插補(bǔ)指令于數(shù)控編程中,筆者在教學(xué)實(shí)踐中對此作了探究。
正確理解和掌握數(shù)控編程基礎(chǔ)知識
數(shù)控編程基礎(chǔ)知識包括數(shù)控機(jī)床和工件的坐標(biāo)系,尺寸字G、M、F、S、T功能等。
弄清數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系的定義和規(guī)定 數(shù)控機(jī)床采用三維直角坐標(biāo)系即右手笛卡爾坐標(biāo)系?;咀鴺?biāo)軸為OX軸、OY軸、OZ軸(簡稱X軸、Y軸、Z軸),三坐標(biāo)軸正交,其交點(diǎn)O就是坐標(biāo)系原點(diǎn),+X、+Y、+Z的方向如圖1所示。
認(rèn)清坐標(biāo)軸正方向和右手各手指的關(guān)系 伸出右手,五指在同一掌平面,使拇指與食指等其余指垂直,再令中指和掌平面垂直,拇指的指向即是+X的方向,食指的指向即是+Y的方向,中指的指向即是+Z的方向。這就是右手笛卡爾坐標(biāo)系,如圖2所示。
遵守?cái)?shù)控機(jī)床坐標(biāo)系的各坐標(biāo)軸正方向的規(guī)定 數(shù)控機(jī)床各坐標(biāo)軸正方向,依右手笛卡爾直角坐標(biāo)系,順大拇指的指向?qū)?yīng)為X軸的正方向,沿食指的指向?qū)?yīng)為Y軸的正方向,中指的指向?qū)?yīng)為Z軸的正方向。
知道圓周進(jìn)給運(yùn)動正方向和各坐標(biāo)軸正方向的規(guī)定 圍繞X、Y、Z軸旋轉(zhuǎn)的圓周進(jìn)給坐標(biāo)軸分別用A、B、C表示,圓周進(jìn)給運(yùn)動正方向和各坐標(biāo)軸正方向的關(guān)系如圖3所示。
明白右手螺旋定則的內(nèi)容 伸出右手,五指在同一掌平面,先使拇指與其余指垂直,后把其余指自然彎曲成圓形,如圖4所示。
弄清圓周進(jìn)給運(yùn)動正方向和各坐標(biāo)軸正方向的關(guān)系 (1)右手握OX軸,拇指指向+X方向,食指和中指等的指向是圓周進(jìn)給運(yùn)動的+A方向。(2)右手握OY軸,拇指指向+Y方向,食指和中指等的指向是圓周進(jìn)給運(yùn)動的+B方向。(3)右手握OZ軸,拇指指向+Z方向,食指和中指等的指向是圓周進(jìn)給運(yùn)動的+C方向。
牢記數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動正方向的規(guī)定 無論數(shù)控機(jī)床是工件靜止、刀具運(yùn)動,還是工件運(yùn)動、刀具靜止,為便于數(shù)控編程,都規(guī)定:數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動,是刀具相對于靜止的工件做進(jìn)給切削的運(yùn)動。Z軸作為平行于機(jī)床主軸的坐標(biāo)軸,正方向?yàn)榈毒哌h(yuǎn)離工件的方向。X軸平行于裝夾平面且垂直于機(jī)床主軸,取水平方向,刀具遠(yuǎn)離主軸方向?yàn)檎较颉軸的正方向根據(jù)右手笛卡爾定律確定。旋轉(zhuǎn)運(yùn)動+A、+B、+C的方向,根據(jù)X、Y、Z軸正方向,按右手螺旋定則來確定。(1)對車床而言,Z軸與車床主軸軸線重合,沿著Z軸正方向移動將增大工件和刀具間的距離。X軸垂直于Z軸并平行于工件的裝夾面,刀具沿X軸正方向移動將增大工件和刀具間的距離。Y軸、X軸和Z軸遵守右手笛卡兒坐標(biāo)系。圖5是前置刀架數(shù)控車床從上往下看的坐標(biāo)系投影平面圖。其+Y的方向是垂直平面向里,用圓內(nèi)十字交叉表示;若+Y的方向是垂直平面向外,則用圓內(nèi)小圓黑點(diǎn)表示,編程用這個坐標(biāo)系。(2)對銑床而言,Z軸與主軸軸線重合,沿著Z軸正方向移動將增大工件和刀具間的距離,即刀具遠(yuǎn)離工件的方向?yàn)?Z方向。X軸垂直于Z軸,平行于工件的裝夾面,如果為單立柱式銑床,面對裝有刀具的主軸向立柱方向看,其左方為+X方向。Y軸與X軸和Z軸遵守右手笛卡爾坐標(biāo)系,如圖6所示。圖7是立式銑床從上往下看的坐標(biāo)系投影平面圖,編程用這個坐標(biāo)系。
區(qū)分加工圓弧時的
方向是順時針還是逆時針
加工平面 是由任意兩坐標(biāo)軸構(gòu)成的平面或投影平面。數(shù)控機(jī)床上加工平面為觀察者迎著第三坐標(biāo)軸的正方向所看到的平面。
加工方向判別方法 在加工平面內(nèi),根據(jù)其加工工件刀具運(yùn)動時的移動方向是順時針還是逆時針來區(qū)分。當(dāng)觀察者迎著第三坐標(biāo)軸的正方向看加工平面,發(fā)現(xiàn)加工工件時,刀具是作順時針回轉(zhuǎn)移動,就是順時針方向;反之,發(fā)現(xiàn)加工工件時,刀具是作逆時針回轉(zhuǎn)移動,就是逆時針方向。
判斷應(yīng)用順時針和逆時
針圓弧插補(bǔ)指令的方法
應(yīng)用順時針圓弧插補(bǔ)指令G02還是應(yīng)用逆時針圓弧插補(bǔ)指令G03的判斷方法是:在加工時,觀察者迎著第三坐標(biāo)軸的正方向看加工平面,刀具是作順時針回轉(zhuǎn)移動,就是順時針圓弧插補(bǔ),就使用G02指令;反之,若加工工件時,刀具是作逆時針回轉(zhuǎn)移動,就是逆時針圓弧插補(bǔ),就使用G03指令。
如加工圖8所示的圓弧,圓弧的起點(diǎn)在刀尖處,終點(diǎn)在圖上箭頭尖端,用G02還是G03指令?這是由X和Z軸組成的XZ平面,Y軸正方向是垂直平面向里,就要迎著Y軸的正方向看這個平面,即從里往外看XZ平面的圓弧回轉(zhuǎn)的方向是順時針還是逆時針。顯然,加工圖8所示圓弧,刀具是順時針回轉(zhuǎn),應(yīng)該用G02順時針圓弧插補(bǔ)指令。
關(guān)鍵詞:中職;數(shù)控機(jī)床;培訓(xùn);教學(xué)方法
中圖分類號:G712;G718.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1008-3561(2017)05-0048-01
隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高,各種先進(jìn)制造技術(shù)得到日益廣泛的應(yīng)用,生產(chǎn)企業(yè)需要大量善于進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新的應(yīng)用型人才,其中,數(shù)控機(jī)床操作技術(shù)工更是目前迫切需要的“灰領(lǐng)”人才。在這樣的背景下,數(shù)控培訓(xùn)方興未艾,許多職??绯鲂iT接受社會培訓(xùn)。因而如何盡快、有效地提高數(shù)控培訓(xùn)學(xué)員的知識水平與操作技能是一個重要課題。
一、形象比喻,通俗易懂
由于大多數(shù)學(xué)員是初次接觸數(shù)控機(jī)床,且文化程度較低,對一些基礎(chǔ)知識與概念的理解有困難,這時可以舉一些通俗易懂的例子來進(jìn)行教學(xué)。例如,數(shù)控機(jī)床的基本M成及工作原理可以以人作比喻:控制介質(zhì)相當(dāng)于語言、數(shù)控裝置相當(dāng)于大腦、伺服系統(tǒng)相當(dāng)于神經(jīng)系統(tǒng)和肌肉、檢測裝置相當(dāng)于感覺器官、機(jī)床本體相當(dāng)于人體骨架。比如在做隊(duì)列操時,人聽到“立正”口令時,將語音信號變換后傳遞給大腦,這個“立正”命令必須是人能聽懂并明白其含義的,否則無法做出反應(yīng)。大腦接受了“立正”命令信息后,馬上記憶起該命令的動作要求,即人站直、腿并攏、手放好,并通過感覺器官檢查動作是否準(zhǔn)確到位、符合要求,然后發(fā)出動作指令。這個指令是很微弱的腦電波信號,不足以刺激肌肉運(yùn)動,通過神經(jīng)系統(tǒng)放大并傳遞后刺激相應(yīng)部位的肌肉舒展或收縮,牽引骨骼運(yùn)動,這才最終完成了“立正”動作。如果聽不懂命令、不知道命令的含義、大腦不能正常思維或神經(jīng)系統(tǒng)有障礙、肌肉拉傷或萎縮、骨骼有損傷,那么人就不可能做出正確的動作。同樣,如果程序有誤、數(shù)控裝置有問題、伺服系統(tǒng)有故障、機(jī)床本體部件損壞,那么機(jī)床就無法正常運(yùn)轉(zhuǎn),也就不能加工出合格的零件。有時程序出錯,甚至?xí)斐蓢?yán)重事故。這樣一來就把基本概念講清楚了,學(xué)員也容易理解。其他如開環(huán)、閉環(huán)、半閉環(huán)控制方式、可控軸與聯(lián)動軸等都可以用類似的方法講解。
二、分析透徹,搞清概念
有些簡單卻重要的概念往往不被重視,包括專業(yè)人員,但又很容易出差錯,這些問題必須講清講透,否則學(xué)員一知半解,掌握不了要領(lǐng),導(dǎo)致在實(shí)際操作時出現(xiàn)失誤。例如,數(shù)控車床坐標(biāo)系的問題,數(shù)控車床同樣采用人人皆知的右手笛卡兒直角坐標(biāo)系,簡單易懂,但問題是如何在所用機(jī)床的實(shí)際坐標(biāo)系上判別圓弧的順逆時針走向。多數(shù)學(xué)校的工業(yè)訓(xùn)練中心和社會培訓(xùn)機(jī)構(gòu)因經(jīng)費(fèi)原因,一般采用經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床進(jìn)行培訓(xùn),而企業(yè)則多采用中高檔數(shù)控機(jī)床進(jìn)行生產(chǎn)。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床的刀架位置與中高檔數(shù)控車床不同,X軸及Y軸的正向正好相反。判斷圓弧的順逆時針走向應(yīng)對著Y軸正向看過去,而經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床的Y軸正向向下,判別朝向和視線方向相反,因此看起來是順時針其實(shí)是逆時針。這個基本概念很簡單,但也容易出錯,甚至在某些數(shù)控機(jī)床的操作說明書上也出現(xiàn)這類錯誤。其他如數(shù)控指令的用法,尤其是循環(huán)指令的功能與刀路、坐標(biāo)及刀具參數(shù)的設(shè)置等問題也必須要講清楚、準(zhǔn)確到位。
三、工藝是重點(diǎn),編程是基礎(chǔ)
初學(xué)者往往很重視編程,把精力都花在這上面,而忽視了加工工藝。其實(shí),數(shù)控機(jī)床是按照人所編的數(shù)控程序進(jìn)行自動加工的,程序里面包含了工藝因素,反映了編程者的工藝思路,所以說,程序編得好不好,完全取決于工藝排得好不好。因此,除了編程方法還需要介紹數(shù)控機(jī)床有別于普通機(jī)床的特點(diǎn)與要求,重點(diǎn)講解工藝分析、切削參數(shù)、刀具選擇、走刀路線等工藝性問題。數(shù)控培訓(xùn)也可嘗試創(chuàng)新教學(xué),在學(xué)員初步掌握基本編程及操作技能后,讓他們按照自己的興趣設(shè)計(jì)一個零件并進(jìn)行加工,從中可以發(fā)現(xiàn)許多工藝問題,尤其是刀具選擇和刀路安排,此時教師再指出錯誤并給予指導(dǎo),使學(xué)員印象深刻更易于接受,效果比教師單向講解要好得多。
四、掌握要領(lǐng),運(yùn)用技巧
接受培訓(xùn)的學(xué)員有些是普通機(jī)床的操作工,有一定的切削加工經(jīng)驗(yàn)。有些則剛?cè)〉贸跫壸C書,工作經(jīng)驗(yàn)很少,在習(xí)慣上往往還按照普通機(jī)床的操作過程來編制數(shù)控程序,這就需要在培訓(xùn)中反復(fù)強(qiáng)調(diào)數(shù)控機(jī)床的工藝特點(diǎn),指導(dǎo)學(xué)員逐漸接受、掌握數(shù)控機(jī)床有別于普通機(jī)床的一些工藝處理方法。對培訓(xùn)中出現(xiàn)的典型問題和特別容易出錯的地方,可召集學(xué)員進(jìn)行現(xiàn)場討論,讓大家相互汲取教訓(xùn),這樣做學(xué)員們既印象深刻,又能共同提高。培訓(xùn)使用的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床,采用的是開環(huán)系統(tǒng)和步進(jìn)電動機(jī),在運(yùn)行過程中極易失步且無法補(bǔ)償,故而精度較低、誤差較大,在操作中應(yīng)加以注意。編程時仍按圖紙規(guī)定的尺寸作為坐標(biāo)參數(shù),但在對刀設(shè)置坐標(biāo)時要留出一些余量,或修改調(diào)整刀補(bǔ)參數(shù),加工結(jié)束后按實(shí)際測得的零件尺寸重新設(shè)置坐標(biāo)或修改刀補(bǔ)參數(shù),再運(yùn)行精加工程序予以修正,這樣就能加工出合格的零件。
五、結(jié)束語
數(shù)控機(jī)床操作工為緊缺工種,社會需求量大,政策扶持力度大,考工不受年限,取得某級別資格后,可馬上申報(bào)高一級資格鑒定。因此,在培訓(xùn)中要加強(qiáng)學(xué)員的素質(zhì)教育,抓好基本技能的訓(xùn)練,給學(xué)員打好扎實(shí)的基礎(chǔ),使他們能夠盡快達(dá)到工作要求,提高專業(yè)技能。
參考文獻(xiàn):