數(shù)控機(jī)床論文示例
數(shù)控機(jī)床論文示例
無(wú)論是在學(xué)習(xí)還是在工作中,大家或多或少都會(huì)接觸過(guò)論文吧,論文寫作的過(guò)程是人們獲得直接經(jīng)驗(yàn)的過(guò)程。那么,怎么去寫論文呢?下面是小編精心整理的數(shù)控機(jī)床論文示例,希望能夠幫助到大家。
數(shù)控機(jī)床論文示例 篇1
摘要:本文根據(jù)自身實(shí)踐和理論研究,對(duì)數(shù)控機(jī)床中的閉環(huán)控制系統(tǒng)進(jìn)行了具體的論述,重點(diǎn)闡述了伺服閉環(huán)控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn),以及PID控制方法在速度閉環(huán)控制方面的應(yīng)用,并以FANUC機(jī)床位具體案例,詳細(xì)的分析了PID參數(shù)的調(diào)試方法,對(duì)閉環(huán)控制在數(shù)控機(jī)床中的推廣應(yīng)用提供了有力的技術(shù)支撐。
關(guān)鍵詞:數(shù)控機(jī)床的論文
1引言
在現(xiàn)代化的設(shè)備生產(chǎn)中,數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用變得越來(lái)越廣泛,而且對(duì)數(shù)控機(jī)床加工精度和速度的要求也越來(lái)越高。為了更高精度、更高自動(dòng)化水平的控制數(shù)控機(jī)床的加工,需要在加工過(guò)程中加入反饋調(diào)節(jié),從而對(duì)機(jī)床加工過(guò)程中的誤差因素進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié),使誤差不會(huì)隨時(shí)間的延續(xù)進(jìn)行累積,即在數(shù)控機(jī)床上實(shí)施閉環(huán)控制。目前,在數(shù)控機(jī)床上應(yīng)用閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)備很多,并且這些機(jī)床在加工復(fù)雜精密零件時(shí)取得了很好的效果。本文根據(jù)自身實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和理論研究,對(duì)閉環(huán)控制在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用理論及具體案例進(jìn)行了詳細(xì)的論述,為閉環(huán)控制在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用和推廣提供了有力的技術(shù)支撐。
2閉環(huán)控制在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用
2.1數(shù)控機(jī)床中的閉環(huán)控制特點(diǎn)
在數(shù)控系統(tǒng)中,伺服控制系統(tǒng)必須具備較好的穩(wěn)定性、動(dòng)態(tài)特性、穩(wěn)態(tài)特性、魯棒性等。在所有的伺服系統(tǒng)中,穩(wěn)定性是其最根本的要求,系統(tǒng)的穩(wěn)定性有兩種重要的作用,一是能自動(dòng)排除外界對(duì)系統(tǒng)的干擾,能在有外部干擾的環(huán)境下,精確調(diào)節(jié)定位,二是自動(dòng)恢復(fù)穩(wěn)定狀態(tài),不管系統(tǒng)處于什么樣的初始狀態(tài),都能夠快速準(zhǔn)確的進(jìn)行定位;在閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)中,動(dòng)態(tài)特性是其最重要的衡量指標(biāo),它主要表現(xiàn)在系統(tǒng)的響應(yīng)速度和振幅,在通常狀態(tài)下,系統(tǒng)的最大振幅就表達(dá)這系統(tǒng)的控制精度,振幅越小,精度越高,而系統(tǒng)的響應(yīng)速度是影響振幅的重要因素,系統(tǒng)的響應(yīng)速度越快,系統(tǒng)的過(guò)渡時(shí)間就越小,系統(tǒng)的誤差就越小,控制精度也就越高;穩(wěn)態(tài)特性閉環(huán)控制系統(tǒng)的正常工作狀態(tài)特性,主要是是指控制系統(tǒng)經(jīng)過(guò)過(guò)渡階段后,進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)的情況下,其最終輸出的穩(wěn)態(tài)指與預(yù)期的穩(wěn)定指相符合的程度,通常情況下,伺服閉環(huán)控制系統(tǒng)會(huì)因?yàn)樽陨斫Y(jié)構(gòu)、內(nèi)部摩擦力、外界干擾等非線性的因素導(dǎo)致系統(tǒng)的實(shí)際的穩(wěn)態(tài)值與期望值存在一定的誤差,這種誤差就是穩(wěn)態(tài)誤差,穩(wěn)態(tài)誤差是衡量閉環(huán)控制精度的重要指標(biāo),而通過(guò)加入穩(wěn)態(tài)誤差補(bǔ)償,可以有效的調(diào)整伺服控制系統(tǒng)的控制精度和跟蹤速度;魯棒性的主要作用是幫助閉環(huán)控制系統(tǒng)控制誤差,其主要特點(diǎn)是在系統(tǒng)的約束條件發(fā)生變化時(shí),保持系統(tǒng)自身的功能特性不變,即對(duì)于具有較好魯棒性特征的閉環(huán)控制系統(tǒng),即使參數(shù)發(fā)生了變化,控制自身仍有保持穩(wěn)定性不變,系統(tǒng)的響應(yīng)速度和振幅也不會(huì)隨參數(shù)變化而變化,如魯棒性好的數(shù)控機(jī)床長(zhǎng)期使用造成的機(jī)械零件磨損不會(huì)導(dǎo)致機(jī)床自身誤差的增大。
2.2閉環(huán)控制系統(tǒng)中的PID控制技術(shù)
PID控制技術(shù)是閉環(huán)控制中最早發(fā)展起來(lái)的一門技術(shù),它以算法簡(jiǎn)單、可靠性高、調(diào)整方便、魯棒性好等優(yōu)點(diǎn)在工業(yè)控制領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,尤其在一些被控對(duì)象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)有一定的不確定性,沒(méi)法得到精確的數(shù)學(xué)模型的情況下,可以采用PID控制技術(shù)依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和經(jīng)驗(yàn)確定系統(tǒng)控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)。在實(shí)際工程應(yīng)用中,也有僅采用PI控制和PD控制的控制系統(tǒng)。PID控制技術(shù)是一種線性調(diào)節(jié)技術(shù),它將系統(tǒng)的偏差分為比例、積分、微分三類運(yùn)算對(duì)被控量進(jìn)行具體的調(diào)節(jié)。它對(duì)速度的調(diào)節(jié)主要是根據(jù)速度指令(rt)與傳感器反饋的回來(lái)的實(shí)際y(t)進(jìn)行比較構(gòu)成控制的偏差e(t),并將此偏差按比例(P)、積分(I)、微分(D)的方式進(jìn)行線性組合,最終形成控制量u(t)對(duì)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行控制,從而達(dá)到對(duì)電機(jī)速度的精確控制的目的,具體列公式如下:
2.3閉環(huán)控制系統(tǒng)在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用
在數(shù)控機(jī)床的閉環(huán)控制系統(tǒng)中,PID控制技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛。本文以FANCOi機(jī)床為例,其控制器的調(diào)試就主要分為比例增益、積分增益、微分增益三個(gè)部分,具體調(diào)試過(guò)程如下:首選將驅(qū)動(dòng)器設(shè)置成速度控制模式控制,對(duì)便于對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)器參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)節(jié)。伺服驅(qū)動(dòng)器的調(diào)節(jié)參數(shù)就是比例常數(shù)Kp、微分參數(shù)Kd和積分參數(shù)Ki,根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)控制需要,手動(dòng)對(duì)PID的三項(xiàng)控制常數(shù)進(jìn)行具體的調(diào)節(jié)。首先,確定速度比例增益常數(shù)Kp的值。當(dāng)閉環(huán)控制系統(tǒng)安裝完畢后,第一步是對(duì)比例增益常數(shù)Kp就進(jìn)行調(diào)節(jié),因?yàn)樵谌齻(gè)增益參數(shù)中,比例增益對(duì)振幅起到最主要的作用,確定比例參數(shù)的值后,再對(duì)積分增益Ki和微分增益Kd進(jìn)行調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)比例參數(shù)的方式是在對(duì)先將積分增益Ki和微分增益Kd設(shè)置為零,再?gòu)牧阒饾u增加比例參數(shù)Kp的值,觀察伺服電機(jī)停止時(shí)的振蕩情況以及電機(jī)轉(zhuǎn)速的忽快忽慢現(xiàn)象,如果隨著Kp值的增加,系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩現(xiàn)象,就降低Kp值,消除振蕩,穩(wěn)定轉(zhuǎn)速,從而初步確定Kp的值。在確定Kp的值后,保持Kp不變,從零逐漸增加系統(tǒng)的積分增益常數(shù)Ki的值,觀察積分增益的效應(yīng)現(xiàn)象,當(dāng)積分增益參數(shù)超過(guò)臨界值后就會(huì)導(dǎo)致控制系統(tǒng)的振動(dòng)不穩(wěn)定,這時(shí)將Ki值進(jìn)行回調(diào),消除振蕩,穩(wěn)定轉(zhuǎn)速,此時(shí)的Ki值就是初步確定的控制系統(tǒng)參數(shù)。最后,對(duì)控制系統(tǒng)的微分增益進(jìn)行具體的調(diào)節(jié)。微分增益的調(diào)節(jié)可以有效的降低控制系統(tǒng)的振幅,它的主要工作原理是對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)先控制,就是在系統(tǒng)的振蕩發(fā)生之前對(duì)其進(jìn)行校正,在實(shí)際調(diào)節(jié)時(shí),從零開始逐步增加Kd的值,從而改善旋轉(zhuǎn)速度的穩(wěn)定性。
3結(jié)論
本文根據(jù)自身實(shí)踐和理論研究,對(duì)伺服閉環(huán)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)進(jìn)行了論述,并對(duì)PID控制技術(shù)的原理以及實(shí)際生產(chǎn)中的參數(shù)調(diào)節(jié)方法進(jìn)行了具體的闡述,不僅為閉環(huán)控制技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中應(yīng)用提供了有力的技術(shù)支撐,也為閉環(huán)控制系統(tǒng)在數(shù)控機(jī)床中的推廣應(yīng)用提供了有效的理論依據(jù)。
參考文獻(xiàn):
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數(shù)控機(jī)床論文示例 篇2
摘要:故障診斷技術(shù)已經(jīng)有30多年的發(fā)展歷史,但作為一門綜合性新學(xué)科《故障診斷學(xué)》,還是近些年發(fā)展起來(lái)的。從不同的角度出發(fā),設(shè)備故障診斷的理論和方法很多,其中故障診斷專家系統(tǒng)方法是近年來(lái)故障診斷領(lǐng)域最顯著的成就之一,其內(nèi)容包括診斷知識(shí)的表達(dá)、診斷推理方法、不確定性推理及診斷知識(shí)的獲取等。
關(guān)鍵詞:數(shù)控機(jī)床 故障樹分析
一、數(shù)控機(jī)床故障的診斷研究意義所在
故障診斷始于機(jī)械設(shè)備故障診斷,主要指制造設(shè)備和制造過(guò)程的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷。制造設(shè)備主要指加工機(jī)床、夾具、量具和刀具;制造過(guò)程指制造工藝過(guò)程、工藝參數(shù)。機(jī)械設(shè)備運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷包含兩方面內(nèi)容:一是對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè);二是在發(fā)現(xiàn)異常情況后對(duì)設(shè)備的故障進(jìn)行分析、診斷。
設(shè)備故障診斷是隨設(shè)備管理和設(shè)備維修發(fā)展起來(lái)的。歐洲各國(guó)在歐洲維修團(tuán)體聯(lián)盟(FENMS)推動(dòng)下,主要以英國(guó)倡導(dǎo)的設(shè)備綜合工程學(xué)為指導(dǎo);美國(guó)以后勤學(xué)為指導(dǎo);日本吸收二者特點(diǎn),提出了全員生產(chǎn)維修(TPM)的觀點(diǎn)。
美國(guó)自1961年開始執(zhí)行阿波羅計(jì)劃后,出現(xiàn)一系列因設(shè)備故障造成的事故,導(dǎo)致1967年在美國(guó)宇航局(NASA)倡導(dǎo)下,由美國(guó)海軍研究室(ONR)主持成立了美國(guó)機(jī)械故障預(yù)防小組(MFPG),并積極從事技術(shù)診斷的開發(fā)。美國(guó)診斷技術(shù)在航空、航天、軍事、核能等尖端部門仍處于世界領(lǐng)先地位。
英國(guó)在上世紀(jì)60—70年代,以機(jī)器保健和狀態(tài)監(jiān)測(cè)協(xié)會(huì)(MHMG&CMA)為最先開始研究故障診斷技術(shù),在摩擦磨損、汽車和飛機(jī)發(fā)電機(jī)監(jiān)測(cè)和診斷方面具領(lǐng)先地位。
日本的新日鐵自1971年開發(fā)診斷技術(shù),1976年達(dá)到實(shí)用化。日本診斷技術(shù)在鋼鐵、化工和鐵路等部門處領(lǐng)先地位。
我國(guó)在故障診斷技術(shù)方面起步較晚,1979年才初步接觸設(shè)備診斷技術(shù),近年來(lái)得到迅速發(fā)展。目前國(guó)內(nèi)對(duì)裝備的故障診斷技術(shù),尤其是板級(jí)故障診斷技術(shù)的研究有了較大的進(jìn)展。經(jīng)過(guò)二十多年的研究與發(fā)展,我國(guó)的故障診斷技術(shù)己廣泛應(yīng)用于軍工、化工、工業(yè)制造等領(lǐng)域,如數(shù)控機(jī)床、汽車、發(fā)電、船舶、飛機(jī)、衛(wèi)星、核反應(yīng)堆等。
二、現(xiàn)代故障診斷技術(shù)概述
1、故障診斷主要內(nèi)容
故障診斷的實(shí)質(zhì)是在診斷對(duì)象出現(xiàn)故障的前提下,通過(guò)來(lái)自外界或系統(tǒng)本身的信息輸入,經(jīng)過(guò)處理,判斷出故障種類,定為故障部位(元部件),進(jìn)而估計(jì)出故障可能時(shí)間、嚴(yán)重程度、故障原因等,甚至還可以提供評(píng)價(jià)、決策以及進(jìn)行維修的建議。
現(xiàn)代故障診斷的主要內(nèi)容應(yīng)包括實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù),故障分析(診斷)技術(shù)和故障修復(fù)方法三個(gè)部分。從信息獲取到故障定位,再到故障的排除,作為單獨(dú)的技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展的同時(shí),又作為故障診斷的技術(shù)共同協(xié)調(diào)發(fā)展。
2、數(shù)控機(jī)床故障診斷常用的方法
(1)直觀法。由維修人員利用感覺(jué)器官,觀察故障發(fā)生時(shí)的各種聲、光、味等異常現(xiàn)象,查看CNC機(jī)床系統(tǒng)的各個(gè)模塊和線路,有無(wú)燒毀和損傷痕跡,迅速將故障范圍縮小到一個(gè)模塊或一塊印刷線路板。這是一種最基本和常用的方法。
。2)CNC系統(tǒng)自診斷法。數(shù)控系統(tǒng)的自診斷功能,已經(jīng)成為衡量數(shù)控系統(tǒng)性能的重要指標(biāo),數(shù)控系統(tǒng)的自診斷功能實(shí)時(shí)監(jiān)視數(shù)控系統(tǒng)的工作狀態(tài)。一旦發(fā)生異常情況,立即在CRT上顯示報(bào)警信息,或通過(guò)發(fā)光二極管指示故障的原因、故障模塊,這是CNC機(jī)床故障診斷維修中最有效和直接的一種方法。
。3)功能程序測(cè)試法。功能程序測(cè)試法就是將數(shù)控系統(tǒng)的常用功能和特殊功能用手工編程或自動(dòng)編程的方法,編制成一個(gè)功能測(cè)試程序,送入數(shù)控系統(tǒng),然后讓數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)行這個(gè)測(cè)試程序,借以檢查機(jī)床執(zhí)行這些功能的準(zhǔn)確性和可靠性,進(jìn)而判斷出故障發(fā)生可能的部位和故障原因。
。4)模塊交換法。所謂模塊交換法就是在分析出故障大致起因的情況下,利用備用的印刷線路板、模板、集成電路芯片或元件替換有疑點(diǎn)的部分,將功能相同的模板或單元相互交換,觀察故障的轉(zhuǎn)移情況,從而快速判斷故障部位的方法。
。5)原理分析法。根據(jù)CNC組成原理,從系統(tǒng)各部件的工作原理著手進(jìn)行分析和判斷,從邏輯關(guān)系上分析電路故障疑點(diǎn)的邏輯電平和特征參數(shù),從而確定故障部位的方法。這種方法對(duì)維修人員要求很高,必須熟悉整個(gè)系統(tǒng)或每個(gè)部件的工作原理,才能對(duì)故障部位進(jìn)行定位。
。6)PLC程序法。根據(jù)PLC報(bào)警信息,查閱有關(guān)PLC程序,對(duì)照?qǐng)?bào)警點(diǎn)相應(yīng)的模塊程序,比較相關(guān)I/O元件的邏輯狀態(tài),判斷故障。
數(shù)控機(jī)床的故障診斷的方法還有參數(shù)檢查法、測(cè)量比較法、敲擊法、局部升溫法、隔離法和開環(huán)檢測(cè)法等,這些方法各有特點(diǎn),維修時(shí)常同時(shí)采用幾種方法綜合運(yùn)用,分析并逐步縮小故障范圍,以達(dá)到排除故障的目的。
3、數(shù)控機(jī)床故障診斷技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
。1)針對(duì)數(shù)控車床不完整信息和不精確信息的處理利用,更強(qiáng)調(diào)信息融合策略和處理技術(shù),知識(shí)的表示方法;(2)針對(duì)現(xiàn)代數(shù)控設(shè)備復(fù)雜化、集成化、自動(dòng)化程度的提高以及可持續(xù)工作能力和可靠性要求的提高,更強(qiáng)調(diào)多智能技術(shù)的融合,系統(tǒng)級(jí)診斷技術(shù),混合智能診斷技術(shù)的研究;(3)針對(duì)專家系統(tǒng)知識(shí)獲取的瓶頸問(wèn)題,更強(qiáng)調(diào)自適應(yīng)能力和自學(xué)習(xí)能力的研究,在線診斷技術(shù)、多傳感器技術(shù)的研究。
三、數(shù)控機(jī)床故障的.診斷展望
數(shù)控機(jī)床的故障診斷一直是困擾操作、維修人員的難題。由于數(shù)控機(jī)床的安全性和工作可靠性對(duì)于生產(chǎn)單位的效益直接產(chǎn)生很大的影響,專家系統(tǒng)在故障診斷領(lǐng)域中的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了基于人類專家經(jīng)驗(yàn)知識(shí)的設(shè)備與系統(tǒng)故障診斷技術(shù)。
CNC機(jī)床作為一個(gè)復(fù)雜多變的非線性系統(tǒng),充分考慮自然情況的變化以及人為誤操作,如何結(jié)合模糊技術(shù)以及人工智能方面的優(yōu)點(diǎn),總結(jié)出更加智能的故障診斷方法,將是以后需要努力的方向。
隨著設(shè)備自動(dòng)化的進(jìn)一步提高,其故障診斷也變得更加的復(fù)雜,特別是對(duì)于工程機(jī)械來(lái)說(shuō),要解決作業(yè)過(guò)程中的所有故障是十分困難的。鑒于此情況,在技術(shù)實(shí)力雄厚的科研院所建立遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng),通過(guò)Internet與工程機(jī)械操作現(xiàn)場(chǎng)連接,建立一個(gè)實(shí)時(shí)故障檢測(cè)系統(tǒng),及時(shí)地發(fā)現(xiàn)作業(yè)過(guò)程的故障,迅速地進(jìn)行診斷。在本地的故障診斷系統(tǒng)無(wú)法解決時(shí),利用Internet訪問(wèn)遠(yuǎn)程故障診斷中心,通過(guò)技術(shù)實(shí)力雄厚的科研院所來(lái)解決這些故障,及時(shí)地恢復(fù)生產(chǎn),也有效地實(shí)現(xiàn)了技術(shù)資源共享,因此基于Internet的遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)將是一個(gè)重要的發(fā)展方向。
數(shù)控機(jī)床論文示例 篇3
摘要:文章首先介紹了數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn),接著闡述了數(shù)控機(jī)床的種類,最后指出了數(shù)控機(jī)床控制技術(shù)的發(fā)展與數(shù)控機(jī)床控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。
關(guān)鍵詞:數(shù)控機(jī)床 控制技術(shù)
數(shù)控機(jī)床是機(jī)電一體化的典型產(chǎn)品,數(shù)控機(jī)床控制技術(shù)是集計(jì)算機(jī)及軟件技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、電子技術(shù)、自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)、液壓與氣動(dòng)技術(shù)和精密機(jī)械等技術(shù)為一體的多學(xué)科交叉的綜合技術(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展,機(jī)電一體化技術(shù)迅猛發(fā)展,數(shù)控機(jī)床在企業(yè)普遍應(yīng)用,對(duì)生產(chǎn)線操作人員的知識(shí)和能力要求越來(lái)越高。
一、數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)
(一)數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)
對(duì)零件的適應(yīng)性強(qiáng),可加工復(fù)雜形狀的零件表面。在同一臺(tái)數(shù)控機(jī)床上,只需更換加工程序,就可適應(yīng)不同品種及尺寸工件的自動(dòng)加工,這就為復(fù)雜結(jié)構(gòu)的單件、小批量生產(chǎn)以及試制新產(chǎn)品提供了極大的便利,特別是對(duì)那些普通機(jī)床很難加工或無(wú)法加工的精密復(fù)雜表面(如螺旋表面),數(shù)控機(jī)床也能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加工。
加工精度高,加工質(zhì)量穩(wěn)定。目前,數(shù)控機(jī)床控制的刀具和工作臺(tái)最小移動(dòng)量(脈沖當(dāng)量)普遍達(dá)到0.0001mm,而且數(shù)控系統(tǒng)可自動(dòng)補(bǔ)償進(jìn)給傳動(dòng)鏈的反向間隙和絲杠螺距誤差,使數(shù)控機(jī)床達(dá)到很高的加工精度。此外,數(shù)控機(jī)床的制造精度高,其自動(dòng)加工方式避免了生產(chǎn)者的人為操作誤差,因此,同一批工件的尺寸一致性好,產(chǎn)品合格率高,加工質(zhì)量穩(wěn)定。
生產(chǎn)效率高。由于數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)剛性好,允許進(jìn)行大切削用量的強(qiáng)力切削,從主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量的變化范圍比普通機(jī)床大,因此在加工時(shí)可選用最佳切削用量,提高了數(shù)控機(jī)床的切削效率,節(jié)省了機(jī)動(dòng)時(shí)間。與普通機(jī)床相比,數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)效率可提高2—3倍。
良好的經(jīng)濟(jì)效益。使用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行單件、小批量生產(chǎn)時(shí),可節(jié)省劃線工時(shí),減少調(diào)整、加工和檢驗(yàn)時(shí)間,節(jié)省直接生產(chǎn)費(fèi)用;同時(shí)還能節(jié)省工裝設(shè)計(jì)、制造費(fèi)用;數(shù)控機(jī)床加工精度高,質(zhì)量穩(wěn)定,減少了廢品率,使生產(chǎn)成本進(jìn)一步下降。此外,數(shù)控機(jī)床還可實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用,所以數(shù)控機(jī)床雖然價(jià)格較高,仍可獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。
自動(dòng)化程度高。數(shù)控機(jī)床自動(dòng)化程度高,可大大減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,減少操作人員的人數(shù),同時(shí)有利于現(xiàn)代化管理,可向更高級(jí)的制造系統(tǒng)發(fā)展。
(二)數(shù)控機(jī)床的缺點(diǎn)
數(shù)控機(jī)床的主要缺點(diǎn)價(jià)格較高,設(shè)備首次投資大;對(duì)操作、維修人員的技術(shù)要求較高;加工復(fù)雜形狀的零件時(shí)。手工編程的工作量大。
二、數(shù)控機(jī)床的種類
數(shù)控機(jī)床的種類很多,主要分類
按工藝用途分類。按工藝用途,數(shù)控機(jī)床可分類如下。普通數(shù)控機(jī)床:這種分類方式與普通機(jī)床分類方法一樣,銑床、數(shù)控錨床、數(shù)控鉆床、數(shù)控磨床、數(shù)控齒輪加工機(jī)床等。加工中心機(jī)床:數(shù)控加工中心是在普通數(shù)控機(jī)床上加裝一個(gè)刀庫(kù)和自動(dòng)換刀裝置而構(gòu)成的數(shù)控機(jī)床,它可在一次裝夾后進(jìn)行多種工序加工。
按運(yùn)動(dòng)方式分類。按運(yùn)動(dòng)方式,數(shù)控機(jī)床可分類點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床。數(shù)控系統(tǒng)只控制刀具從要有數(shù)控鉆床、數(shù)控坐標(biāo)錘床、數(shù)控沖剪床等。直線控制數(shù)控機(jī)床:數(shù)控系統(tǒng)除了控制點(diǎn)與點(diǎn)之間的準(zhǔn)確位置以外,還要保證兩點(diǎn)之間移動(dòng)的軌跡是一條直線,而且對(duì)移動(dòng)的速度也要進(jìn)行控制。這類機(jī)床主要有簡(jiǎn)易數(shù)控車床、數(shù)控銷、銑床等。輪廓控制數(shù)控機(jī)床:數(shù)控系統(tǒng)能對(duì)兩個(gè)或兩個(gè)以上運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)的位移及速度進(jìn)行連續(xù)相關(guān)的控制,使合成的運(yùn)動(dòng)軌跡能滿足加工的要求。這類機(jī)床主要有數(shù)控車床、數(shù)控銑床等。
按伺服系統(tǒng)的控制方式分類。按伺服系統(tǒng)的控制方式,數(shù)控機(jī)床可分類如下。開環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床。閉環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床。半閉環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床。
按數(shù)控系統(tǒng)的功能水平分類。技功能水平分類,數(shù)控系統(tǒng)可分類如下。經(jīng)濟(jì)性數(shù)控機(jī)床。經(jīng)濟(jì)性數(shù)控機(jī)床大多指采用開環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床價(jià)格便宜,適用于自動(dòng)化程度要求不高的場(chǎng)合。中檔數(shù)控機(jī)床。這類數(shù)控機(jī)床功能較全,價(jià)格適中,應(yīng)用較廣。高檔數(shù)控機(jī)床。這類數(shù)控機(jī)床功能齊全,價(jià)格較貴。
三、數(shù)控機(jī)床控制技術(shù)的發(fā)展
機(jī)械設(shè)備最早的控制裝置是手動(dòng)控制器。目前,繼電器—接觸器控制仍然是我國(guó)機(jī)械設(shè)備最基本的電氣控制形式之一。到了20世紀(jì)奶年代至50年代,出現(xiàn)了交磁放大機(jī)—電動(dòng)機(jī)控制,這是一種閉環(huán)反饋系統(tǒng),系統(tǒng)的控制精度和快速性都有了提高。20世紀(jì)60年代出現(xiàn)了晶體管——晶閘管控制,由晶閘管供電的直流調(diào)速系統(tǒng)和交流調(diào)速系統(tǒng)不僅調(diào)運(yùn)性能大為改善,而且減少了機(jī)械設(shè)備和占地面積,耗電少,效率局,完全取代了交磁放大機(jī)—電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)。
在20世紀(jì)的60年代出現(xiàn)丁一種能夠根據(jù)需要方便地改變控制程序,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉的自動(dòng)化裝置—順序控制器。隨著大規(guī)模集成電路和微處理器技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用,在20世紀(jì)70年代出現(xiàn)了一種以微處理器為核心的新型工業(yè)控制器——可編程序控制器。這種器件完全能夠適應(yīng)惡劣的工業(yè)環(huán)境,由于它具備了計(jì)算機(jī)控制和繼電器控制系統(tǒng)兩方面的優(yōu)點(diǎn),故目前已作為一種標(biāo)準(zhǔn)化通用設(shè)備普通應(yīng)用于工業(yè)控制。
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展,數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用日益廣泛,井進(jìn)一步推動(dòng)了數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展,產(chǎn)生了自動(dòng)編程系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)群控系統(tǒng)和天性制造系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、制造一體化是機(jī)械制造一體化的高級(jí)階段,可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到制造的全部自動(dòng)化。
綜上所述,機(jī)械設(shè)備控制技術(shù)的產(chǎn)生,并不是孤立的,而是各種技術(shù)相互滲透的結(jié)果。它代表了正在形成中的新一代的生產(chǎn)技術(shù),已顯示出并將越來(lái)越顯示出強(qiáng)大的威力。
四、數(shù)控機(jī)床控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展對(duì)產(chǎn)品性能要求越來(lái)越高,產(chǎn)品改型頻繁,采用多品種小批量生產(chǎn)方式的企業(yè)越來(lái)越多,這就要求數(shù)控機(jī)床向高速化、高招度化、復(fù)合化、系統(tǒng)化、智能化發(fā)展。
高速化和高精度化。數(shù)控系統(tǒng)智能化、信息化。數(shù)控系統(tǒng)開放化。
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