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數(shù)控機床的設(shè)計范文第1篇

關(guān)鍵詞：數(shù)控機床；GPRS；遠(yuǎn)程監(jiān)控；系統(tǒng)設(shè)計

中圖分類號：TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）11-0020-03

數(shù)控機床作為一種新型高端產(chǎn)品應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)已非常廣泛，在GPRS廣泛應(yīng)用的今天，將GPRS監(jiān)控系統(tǒng)作為一種高效率、高性能的技術(shù)應(yīng)用到數(shù)控機床的使用中，對有效發(fā)揮數(shù)控機床生產(chǎn)效率將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的意義，除了可以迅速解決用戶現(xiàn)場問題外，制造商還可以得到直接用戶更多的一手資料，從而有效指導(dǎo)用戶使用并可以找到自己設(shè)計制造的不足。

1 數(shù)控機床使用的現(xiàn)狀及應(yīng)用GPRS的可能性

（1）隨著科技的進(jìn)步，許多行業(yè)都用先進(jìn)的科技手段來武裝自己，人們的日常生活已常用到GPRS。數(shù)控機床工作效率高、精度高，但其具有高新技術(shù)的難度，使得這類設(shè)備在維修時需要專業(yè)人員進(jìn)行檢查和處理，造成使用、維修費用增加。為降低數(shù)控機床的使用成本，在對數(shù)控機床進(jìn)行管理時采用GPRS遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)已經(jīng)成為新時期下數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢。

（2）目前的數(shù)控機床基本上形成了自動化運行模式，但管理方式上大多還按部就班，尤其在發(fā)生故障時仍采用文字和電話匯報的形式進(jìn)行解決、溝通，加上個人理解和語言表達(dá)的不同，信息常傳達(dá)不到位，以致不能在第一時間發(fā)現(xiàn)和解決故障。原始的人工管理方式的不足，抑制了數(shù)控機床優(yōu)越性的發(fā)揮。

（3）GPRS系統(tǒng)融合了通信、計算機網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程故障診斷及遠(yuǎn)程處理等先進(jìn)技術(shù)，有效地監(jiān)控數(shù)控機床工作，在報警的同時及時發(fā)現(xiàn)故障并作出診斷，從根本上解決了用戶人工控制難以解決的問題，節(jié)約了人工成本，提高了解決問題的效率。由于GPRS監(jiān)控系統(tǒng)可以在故障出現(xiàn)時第一時間接收到現(xiàn)場信息，進(jìn)行診斷和消除數(shù)控機床故障，這就減少了給生產(chǎn)造成的影響。另外，可以有效地延長數(shù)控機床的使用時間，能給企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟效益。

2 GPRS設(shè)計思想

2.1 系統(tǒng)整體設(shè)計

數(shù)控機床中的GPRS系統(tǒng)主要由四部分組成，其中包括GPRS網(wǎng)絡(luò)、Internet、數(shù)控機床監(jiān)控中心和監(jiān)控終端。Internet在數(shù)控機床監(jiān)控中心和監(jiān)控終端網(wǎng)絡(luò)中起到了連接作用，能夠?qū)?shù)控機床的具體工作情況傳送到監(jiān)控終端，可以有效解決人工控制中不易解決的問題，提高了工作的效率。

2.2 各部分的設(shè)計

數(shù)控機床的監(jiān)控中心：通過Internet，采用IP+UDP的協(xié)議同GPRS實現(xiàn)互動和對話，監(jiān)控中心的信息能及時地傳送給監(jiān)控終端，并接受監(jiān)控終端發(fā)出的監(jiān)控、警報、故障診斷等控制指令；Internet通過網(wǎng)絡(luò)將GPRS在監(jiān)控中心和監(jiān)控終端間緊密聯(lián)系在一起；GPRS網(wǎng)絡(luò)是整個監(jiān)控系統(tǒng)的載體，我國目前GPRS已經(jīng)被廣泛地運用到各個領(lǐng)域中，其最大的特點就是傳輸?shù)乃俣瓤?，高效?zhǔn)確。數(shù)控機床的監(jiān)控系統(tǒng)可以通過GPRS來實現(xiàn)數(shù)控機床監(jiān)控中心和監(jiān)控終端之間點對點專業(yè)報文數(shù)據(jù)的互傳；監(jiān)控終端是整套系統(tǒng)的核心，其主要作用是將數(shù)控機床監(jiān)控中心通過Internet發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行接收并處理；分析處理后將結(jié)果傳送到數(shù)控機床監(jiān)控中心，指揮數(shù)控機床按照新的指令運行。

3 數(shù)控機床中GPRS監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計分析

3.1 GPRS監(jiān)控系統(tǒng)采用的通信協(xié)議

要有相應(yīng)的通信協(xié)議來實現(xiàn)數(shù)控機床和監(jiān)控終端之間的協(xié)調(diào)。GPRS以媒介的形式將數(shù)控機床的監(jiān)控中心和監(jiān)控終端用Internet來進(jìn)行互聯(lián)，這樣能有效地采集數(shù)據(jù)并能夠第一時間發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，可以實現(xiàn)對監(jiān)控中心的遠(yuǎn)程監(jiān)控。對將要傳送的數(shù)據(jù)設(shè)定開始和結(jié)束的標(biāo)志，然后在監(jiān)控終端設(shè)定不同的序號，這些序號就是區(qū)分不同數(shù)控機床的標(biāo)志。監(jiān)控終端可以將GPRS技術(shù)通過通信協(xié)議來對整個數(shù)控機床進(jìn)行管理和控制。

3.2 監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計

在整個軟件系統(tǒng)模塊中，監(jiān)控終端和監(jiān)控中心是極其重要的兩個部分，在計算機上有不同的軟件運行，也有兩個系統(tǒng)來設(shè)計不同的數(shù)據(jù)庫，通過GPRS和Internet將整個系統(tǒng)聯(lián)系起來。其中監(jiān)控中心是由數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器和通信前置機三部分組合而成，從而實現(xiàn)信息之間的交換和聯(lián)系。監(jiān)控終端的功能是將數(shù)據(jù)從監(jiān)控中心搜集到自己的存儲器上，對數(shù)據(jù)進(jìn)行儲存并且進(jìn)行必要的分析，通過對數(shù)據(jù)的分析和對比可以發(fā)現(xiàn)數(shù)控機床的運行情況；如果沒有按照既定的軌跡運行，那么監(jiān)控終端會立即發(fā)出警報，同時會將相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行備份。

3.3 監(jiān)控終端程序設(shè)計

監(jiān)控終端程序的設(shè)計主要是完成初始化和網(wǎng)絡(luò)連接等操作，初始化函數(shù)主要完成芯片的引腳狀態(tài)和特殊功能寄存器的設(shè)置。對GPRS模塊進(jìn)行初始化設(shè)置，并在模塊中找到GPRS的命令模式，通過相應(yīng)的串口將指令發(fā)送給GPRS模塊，同時和數(shù)據(jù)信息中心相聯(lián)系。在建立連接以后，GPRS模塊可以通過GPRS網(wǎng)絡(luò)登錄到GGSN，并轉(zhuǎn)到在線模式中。這時串口發(fā)出的數(shù)據(jù)將會通過GPRS模塊傳送到GGSN中，形成雙方的信息互通。在系統(tǒng)方案中，系統(tǒng)主站服務(wù)器使用的是靜態(tài)IP，并且將IP地址寫入到GPRS模塊中，可以完成IP地址和主服務(wù)器之間的連接。在嵌入式環(huán)境下，根據(jù)具體的功能需求，可以對網(wǎng)絡(luò)的指令進(jìn)行函數(shù)封裝，通過創(chuàng)建相應(yīng)的聯(lián)系而實現(xiàn)其功能。

4 數(shù)控機床中GPRS監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計分析

監(jiān)控終端硬件的開發(fā)包括單片機的選擇和復(fù)位、時鐘電路、電源模塊和模塊接口電路，可以采用無線模塊撥號上網(wǎng)并開發(fā)相關(guān)的終端程序。GPRS終端監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要包括單片機最小系統(tǒng)、GPRS模塊、信號采集、天線、SIM卡和電源模塊。其中單片機部分采用的是控制芯片微處理器，結(jié)合軟件開發(fā)平臺，可以實現(xiàn)編程、調(diào)試、仿真，能夠保證GPRS終端的功能性、可維護性和可升級性。GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊選用的是一款尺寸較小的三頻模塊，此模塊支持標(biāo)準(zhǔn)的指令和協(xié)議，具有良好的溫度特性和穩(wěn)定的工作性能。模擬信號主要包括數(shù)控機床運行軸的控制電壓和數(shù)控機床的溫度等，其中控制電壓可以有效地對機床運行軸的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行判斷。數(shù)控機床的運行狀態(tài)和溫升等可以通過數(shù)字信號模塊進(jìn)行判斷，可以通過對定時器中斷方式來進(jìn)行信號的采集。電源模塊可以為單片機和GPRS模塊提供穩(wěn)定的電源，可以保證GPRS模塊對電流最大值的要求。

5 結(jié)語

相對于傳統(tǒng)人工控制方式，GPRS遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)可以有效地解決數(shù)控機床管理中出現(xiàn)的一些問題，處理效率較高。數(shù)控機床對GPRS監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用是以GPRS為媒介，將信息數(shù)據(jù)準(zhǔn)確快速地上傳到監(jiān)控終端，同時按照監(jiān)控終端的新指令工作，繼而由監(jiān)控終端集中控制數(shù)控機床的使用。對于一些大型的、較多使用數(shù)控機床的企業(yè)，應(yīng)該大力推廣GPRS監(jiān)控系統(tǒng)，從使用的效果來看，其具備良好的使用性，能給企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟效益。

參考文獻(xiàn)

[1]許東磊，鞠志鑫.數(shù)控機床中GPRS監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計[J].科技傳播，2013，（3）.

數(shù)控機床的設(shè)計范文第2篇

【關(guān)鍵詞】數(shù)控；控制器；系統(tǒng)；效率；質(zhì)量

中圖分類號： S611 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

現(xiàn)在的數(shù)控機床由于在汽車、國防、航空、航天等工業(yè)的廣泛應(yīng)用，數(shù)控機床加工的高速化業(yè)發(fā)展很快。近年來，數(shù)控機床主軸轉(zhuǎn)速已翻了幾翻。2O世紀(jì)8O年代中期，中等規(guī)格的加工中心主軸最高轉(zhuǎn)速為4000～6000RPM，90年代初提高到8000～12000RPM。到9O年代末，主軸轉(zhuǎn)速在20000 RPM以上的已不鮮見，有的已經(jīng)達(dá)到40000 RPM，有的主軸最高轉(zhuǎn)數(shù)已經(jīng)達(dá)到了3O00r/s，即180000RPM。智能化是2l世紀(jì)制造技術(shù)發(fā)展的一個總的方向，所渭智能加工就是基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，數(shù)字技術(shù)，電子技術(shù)和模糊控制的一種加工的更高級形式。智能加工是為了在加工過程中模擬人類智能的活動，以解決加工過程中許多不確定性因素，并利用人類智能進(jìn)行預(yù)見及干預(yù)這些不確定性，使加工過程實現(xiàn)高速安全化。

一、數(shù)控機床組成結(jié)構(gòu)及工作過程

（1）數(shù)控機床的組成。數(shù)控機床由輸入、輸出裝置、數(shù)控裝置、可編程控制器、伺服系統(tǒng)、檢測反饋裝置和機床本體等組成。（2）裝置過程。輸入設(shè)備是將不同的加工信息傳輸給計算機處理。由于數(shù)控機床發(fā)展早期階段，輸入設(shè)備是一個簡單的穿孔紙帶，目的是記錄信息數(shù)據(jù)，現(xiàn)已淘汰。數(shù)控機床設(shè)備是機床本體的核心，核心時的數(shù)據(jù)處理全部完工后，可以運行命令指揮數(shù)據(jù)的工作。其功能是接收送來的脈沖信號的，通過系統(tǒng)軟件或邏輯的過程中，執(zhí)行各個部分進(jìn)行規(guī)定的、有序的動作。主軸控制可編程控制器是通過命令處理控制轉(zhuǎn)速，控制主軸正反轉(zhuǎn)和停止，進(jìn)給保持，切削液開關(guān)，卡盤夾緊松開等動作;還涉及了關(guān)于機床開關(guān)外部控制。測試反饋裝置，主要是檢測速度和位移，并將信息傳遞給數(shù)控設(shè)備，實現(xiàn)閉環(huán)控制的反饋，以確保數(shù)控加工精度。（3）合理的安排。數(shù)控加工的準(zhǔn)備過程較復(fù)雜，內(nèi)容多，含對零件的結(jié)構(gòu)認(rèn)識、工藝分析、工藝方案的制訂、加工程序編制及使用方法等。首先要由編程人員或操作人員通過對零件圖作深入分析，特別是工藝分析，確定合適的加工工藝，其中也包含了裝夾方法的確定、工序劃分、走刀路線及其切削用量的選擇等。

二、機床數(shù)控系統(tǒng)需要解決的幾個問題

機床是由機械和電氣兩部分組成，在設(shè)計總體方案時應(yīng)從機電兩方面來考慮機床各種功能的實施方案，數(shù)控機床的機械要求和數(shù)控系統(tǒng)的功能都很復(fù)雜，所以更應(yīng)機電溝通，揚長避短。機床控制系統(tǒng)選件、裝配、程序編制及操作都應(yīng)該比較合理，精度和穩(wěn)定性都必須滿足使用要求。同時為便于調(diào)試和檢修，各項操作均設(shè)手動功能，如手動各軸快慢移動、主軸高低速旋轉(zhuǎn)、切削液及開關(guān)等。

在實際控制中如何既能提高定位速度，同時又能保證定位精度是一項需要認(rèn)真考慮并切實加以解決的問題。精度是機床必須保證的一項性能指標(biāo)。位置伺服控制系統(tǒng)的位置精度在很大程度上決定了數(shù)控機床的加工精度。因此位置精度是一個極為重要的指標(biāo)。為了保證有足夠的位置精度，一方面是正確選擇系統(tǒng)中開環(huán)放大倍數(shù)的大小，另一方面是對位置檢測元件提出精度的要求。因為在閉環(huán)控制系統(tǒng)中，對于檢測元件本身的誤差和被檢測量的偏差是很難區(qū)分出來的，反饋檢測元件的精度對系統(tǒng)的精度常常起著決定性的作用。

三、機床定位伺服控制系統(tǒng)分析

1 淺談數(shù)控機床

數(shù)控機床是一種高效率，高精度的自動化現(xiàn)代化設(shè)備，提高數(shù)控機床的可靠性，安全性已變得非常重要。可靠性評估主要指標(biāo)之一是可靠性。機床功能部件對數(shù)控機床的性能和功能有擁有開拓的非常重要的作用。

2 單步功能

單步動作為一種輔助工作方式常常在工作臺的調(diào)整中使用。機床的機械允許界限和實際加工要求的選擇決定于伺服系統(tǒng)最高速度，速度提高生產(chǎn)率也提高，但對驅(qū)動設(shè)施要求也就提高了 。

四、 PLC程序設(shè)計與操作

隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，可編程序控制器（PLC）的功能越來越強，使用越來越方便；但是，如果PLC的工作環(huán)境過于惡劣，如溫度過大、振動和沖擊過強，以及電磁干擾嚴(yán)重或安裝不等，都會直接影響整個控制系統(tǒng)的正常、安全和可靠運行，加上電路的抗干攏措施不力，而使整個控制系統(tǒng)的可靠性大大降低，甚至出現(xiàn)故障。因此，PLC系統(tǒng)的抗干擾能力是整個系統(tǒng)可靠運行的關(guān)鍵。工業(yè)PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計必須從硬件和軟件兩方面把可靠性放在第一位。

PLC控制系統(tǒng)通常由PLC和生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備組成。PLC包括中央處理器、主機箱、擴展機箱及相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與外部設(shè)備；生產(chǎn)現(xiàn)場包括繼電器、接觸器、各種開關(guān)、極限位置、安全保護、傳感器、儀表、接線端子、電動機、電源線、地線、信號線等。

在PLC控制系統(tǒng)故障中，PLC的故障僅占系統(tǒng)故障的5%。PLC控制系統(tǒng)的故障主要發(fā)生在生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備中，通常占系統(tǒng)故障的95%。與PLC相接的輸入、輸出設(shè)備的可靠性是影響PLC控制系統(tǒng)可靠性的主要原因。

PLC控制系統(tǒng)可簡單劃分為三部分：發(fā)訊元件(輸入部分)、記憶網(wǎng)絡(luò)(程序部分)和電氣執(zhí)行元件(輸出部分)。對于用繼電器控制的系統(tǒng)，影響系統(tǒng)可靠性的主要因素是中間繼電器組成的記憶網(wǎng)絡(luò)。對于PLC控制系統(tǒng)，高可靠性的PLC取代了中間繼電器組成的記憶網(wǎng)絡(luò)，克服了機械動作式中間繼電器可靠性不高的固有毛病，使系統(tǒng)可靠性大為提高。此時，與PLC自身的安全性與PLC輸入、輸出連接的"發(fā)訊元件"和"電氣執(zhí)行元件"的可靠性，己變成影響整個電氣系統(tǒng)可靠性的主要因素。提高"發(fā)訊元件"和"電氣執(zhí)行元件"可靠性的同時，也就提高了PLC的安全性，通常有兩種方法：一種是選用高質(zhì)量的元器件；另一種是對這些故障率較高的元器件進(jìn)行狀態(tài)檢測和故障診斷，但都受硬件條件和經(jīng)濟條件的影響而限制了應(yīng)用范用。

PLC具有豐富的軟元件(如內(nèi)部計時器、計數(shù)器、輔助繼電器等)，因此可以利用它來設(shè)計一些程序，屏蔽輸入元件的誤信號，防止輸出元件的誤動作。最實用的方法有(l)采用軟硬件互鎖設(shè)計，防止誤發(fā)訊和誤動作；(2)在輸入輸出端提高配線的可靠性，提高PLC的安全性。 PLC通過編程器輸入程序，達(dá)到控制目的。由于PLC的工作過程是循環(huán)性的，因此會快速的執(zhí)行程序。另外針對軟件故障，必須在設(shè)計上采用直接導(dǎo)入程序，執(zhí)行自動停止運行，這時機器會停止運作程序，有效地減少事故的發(fā)生。

小結(jié)

我國目前對數(shù)控技床的需求日益增加，國內(nèi)市場的需求量很大，所以我國機床企業(yè)必須奮發(fā)圖強，不斷擴大技術(shù)隊伍和提高人員的技術(shù)素質(zhì)，學(xué)習(xí)和引進(jìn)國外技術(shù)的先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，以便早日趕上世界先進(jìn)水平。

參考文獻(xiàn)

[1] 戴 同.CAD/CAPP/CAM基本教程.機械工業(yè)出版社.1997.4

[2] 薛勁松 宋 宏等.CIMS的總體設(shè)計.機械工業(yè)出版社.1997.4

[3] 數(shù)控加工編程的理論基礎(chǔ).劉雄偉.機械工業(yè)出版社.2000

數(shù)控機床的設(shè)計范文第3篇

關(guān)鍵詞：數(shù)控機床； 電氣控制系統(tǒng)； 設(shè)計

中圖分類號：TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-3315（2015）04-173-001

數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機床的核心，數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)直接影響著整個控制系統(tǒng)的性能。因此應(yīng)按照電氣控制的原理來進(jìn)行規(guī)范的設(shè)計，使得設(shè)計出的數(shù)控機床的電氣控制系統(tǒng)能夠保證數(shù)控機床安全可靠的運行。因此對數(shù)控機床的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計進(jìn)行分析是非常必要的。

一、控制系統(tǒng)中的硬件電路

控制系統(tǒng)的硬件電路主要包括電源電路、交流主傳動電路、交流進(jìn)給傳動電路、刀具交換裝置傳動電路等。電源電路在設(shè)計時需要根據(jù)電氣控制系統(tǒng)的具體要求來進(jìn)行，通過伺服變壓器輸出的交流電壓來伺服驅(qū)動風(fēng)機及模塊，通過控制變壓器輸出的交流電來帶動接觸器，然后通過直流電壓來供給Z軸制動器及電磁閥。交流主傳動電路是控制系統(tǒng)中非常重要的組成部分，并且對主軸的控制要求較高。其中主軸電機的選型可根據(jù)車削功率來進(jìn)行，其可以通過切削功率PC以及主傳動鏈的總效率？濁來進(jìn)行估算，即P=PC/？濁0。根據(jù)數(shù)控機床的規(guī)格即可選擇所需要的電動機的型號。對主軸電機的電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計時應(yīng)注意當(dāng)系統(tǒng)長時間超負(fù)荷工作時，會使得電機出現(xiàn)過載或過熱的情況，因此，數(shù)控機床會有設(shè)定的過熱溫度閾值，超過設(shè)定的溫度兩分鐘就會輸出過熱的信號，系統(tǒng)會根據(jù)信號發(fā)出相應(yīng)的報警。若出現(xiàn)其他的問題，如電動機內(nèi)部出現(xiàn)功率失常、轉(zhuǎn)速不匹配等微小的問題，就會被變頻器檢測到然后發(fā)送給CNC系統(tǒng)，并通過相應(yīng)的報警。若出現(xiàn)短路、斷電等外部因素，則由數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行解決。若出現(xiàn)突然的斷電情況，CNC、變頻器及PLC等的后備電源會及時存儲系統(tǒng)中的一些重要的程序和數(shù)據(jù)。若突然短路，漏電開關(guān)檢測到電流超過人體能夠承受的電流會自動斷開。并且主軸電機內(nèi)置有編碼器，編碼器可以檢測主軸的位置及速度，并且能控制主軸閉環(huán)速度，同時可利用PLC向CNC發(fā)送主軸的運行狀況，可以完整的控制主軸的功能。

在電氣控制系統(tǒng)中，進(jìn)給系統(tǒng)主要是定位加工中心的直線坐標(biāo)軸，并進(jìn)行切削進(jìn)給，進(jìn)給系統(tǒng)決定著機床的工作狀態(tài)及精度。進(jìn)給軸的采用方式主要有線軌及硬軌，采用硬軌的進(jìn)給軸的負(fù)載能力強，與機械的接觸面較大，阻力大，主要用于模具的加工。主要采用線軌的進(jìn)給軸的負(fù)載能力弱，與機械接觸面較小、阻力小，主要用于輕載切削。急停、監(jiān)控保護電路主要需要設(shè)定電機過載檢測、機床緊急停止等功能，并在機床的工作狀況出現(xiàn)問題時進(jìn)行報警，保證機床運行的可靠性。至于刀具交換裝置傳動電路，刀庫的運行由電動機驅(qū)動凸輪機構(gòu)來實現(xiàn)，同時通過接近開關(guān)進(jìn)行技術(shù)結(jié)合凸輪機械手來獲得準(zhǔn)確定位、快速換刀的效果。換刀時應(yīng)根據(jù)刀具的直徑來確定換刀的方式，避免產(chǎn)生相互干涉的現(xiàn)象發(fā)生，小直徑的刀具采用隨機的換刀方式，大直徑的換刀方式采用固定套換刀的方式。

二、PLC程序及參數(shù)的設(shè)定

PLC是數(shù)控機床電氣控制的重要組成部分，在數(shù)控機床的運行中發(fā)揮著不可忽視的作用，PLC程序在處理數(shù)控機床的信息時，需要的處理時間一般在幾十到幾百毫秒之間，這種處理速度能夠完成大多數(shù)信息的處理，但仍存在少量的信息需要更高的響應(yīng)速度。因此在進(jìn)行數(shù)控機床的電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計中，會將PLC程序設(shè)計為高級程序和低級程序兩部分，高級的部分用來處理系統(tǒng)中的一些緊急信號，低級的部分用來處理系統(tǒng)中的普通信息以及進(jìn)行程序的控制工作。參數(shù)是指完成數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)及機床功能需要設(shè)定的數(shù)值，在設(shè)計時應(yīng)詳細(xì)考慮加工中心對機構(gòu)功能的需求，充分發(fā)揮出數(shù)控機床的性能，設(shè)定出合理的參數(shù)，保證數(shù)控機床的安全運行。

三、數(shù)控機床的電氣布局和安裝

數(shù)控機床的電氣布局及安裝直接影響著電氣系統(tǒng)的安全運行，因此在進(jìn)行布局和安裝時應(yīng)考慮全面，規(guī)范操作。在進(jìn)行電氣的布局時應(yīng)注意便于電氣操作人員的維修和安裝，布局時需要分散強干擾源，將強電與弱電隔開，并保證容易受到干擾的器件和干擾源之間有足夠的距離。在進(jìn)行電氣控制系統(tǒng)的安裝時要科學(xué)、有序的進(jìn)行，安裝時應(yīng)根據(jù)實際的情況、器件的特性科學(xué)安排好其走線及連線，合理布局接口端子。并仔細(xì)檢查接口是否牢固，保證所有的電線聯(lián)結(jié)都符合要求。套線碼時若接線的方式是豎向，線碼的讀數(shù)從上向下，若接線的方式是橫向，讀數(shù)的方式則是從左向右。在給元器件上緊螺絲后需要標(biāo)記紅點。交流控制線及動力線用線的顏色是黑色或紅色，直流電源線用線的顏色是藍(lán)色。安裝元件時要按照一定的層次進(jìn)行，應(yīng)先在底板上安裝已經(jīng)做好的內(nèi)部線的模塊，然后將元器件間的細(xì)線安裝好，最后進(jìn)行粗線的元器件的安裝。連線的安裝應(yīng)注意原本沒有裝好線的元件在安裝到底板之后，需要根據(jù)電氣圖來進(jìn)行接線，并對照對應(yīng)的萬能端子排列接線，裝線的元件只需安裝相應(yīng)的萬能端子排列來進(jìn)行接線。最后做好控制系統(tǒng)各電路的檢測，保證數(shù)控機床能夠更加安全穩(wěn)定的運行。

綜上所述，數(shù)控機床的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計優(yōu)劣直接影響著控制系統(tǒng)的性能，并且對于提高數(shù)控機床的生產(chǎn)效率及質(zhì)量有著非常重要的作用。合理科學(xué)的設(shè)計出完善的電氣控制系統(tǒng)，降低機床工作的故障率，提高數(shù)控機床的加工效率和工作質(zhì)量，有效提高數(shù)控機床運行的安全性和可靠性，使數(shù)控機床能夠更好的滿足加工中心的生產(chǎn)需要。

參考文獻(xiàn)：

[1]化春雷.基于SINUMERIK840D的數(shù)控機床控制系統(tǒng)設(shè)計[J]機械制造，2011，（6）：53-54

數(shù)控機床的設(shè)計范文第4篇

關(guān)鍵詞:數(shù)控機床；可靠性技術(shù)；設(shè)計；應(yīng)用；

中圖分類號：S611文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

前言

目前，數(shù)控機床可靠性技術(shù)能夠體現(xiàn)機械制造業(yè)的發(fā)展水平，也在一定程度上反映國家的現(xiàn)代化水平。尤其是隨著我國現(xiàn)代制造業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)控機床在現(xiàn)代工業(yè)中的應(yīng)用也越來越廣泛，因而數(shù)控機床可靠性技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)中的作用也更加明顯。自上個世紀(jì)后期以來，我國加強了對數(shù)控機床可靠性技術(shù)的基礎(chǔ)性研究工作，進(jìn)而使我國的數(shù)控技術(shù)取得了較大的發(fā)展。但是，隨著國外大量的數(shù)控設(shè)備進(jìn)入到我國市場，我國國內(nèi)的數(shù)控機床市場受到很大的沖擊。因此，為了與國外的數(shù)控設(shè)備進(jìn)行競爭，有必要提高數(shù)控機床可靠性技術(shù)的設(shè)計。

一、可靠性指標(biāo)

可靠性是指在一定的條件和時間內(nèi)，完成某些任務(wù)的能力。數(shù)控機床的可靠性是指數(shù)控機床能夠在一定是時間和條件下完成機械制造的能力。但是，數(shù)控機床的可靠性不能通過單一的指標(biāo)進(jìn)行衡量，因而衡量數(shù)控機床的可靠性一般很難。目前，數(shù)控機床的可靠性都是采用定量的數(shù)據(jù)來表示。因此，在設(shè)計數(shù)控機床的可靠性時，需要采取很多方法對數(shù)控機床的可靠性進(jìn)行估計，當(dāng)數(shù)控機床應(yīng)用于某種機械設(shè)備的制造后，還需要對制造出來的機械設(shè)備進(jìn)行可靠性檢驗。

二、可靠性分析

2.1應(yīng)力分析

一般情況下，數(shù)控機床的零件在運行的過程中所承受的載力主要包括非正常載荷和工作載荷兩種。其中，非正常載荷是由于數(shù)控機床設(shè)計人員設(shè)計的不當(dāng)或者是由于數(shù)控機床制造人員不到位而造成的，而工資載荷是數(shù)控機床正常運行所必須的。因此，需要通過數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)設(shè)計盡量減少數(shù)控機床的非正常載荷，以達(dá)到應(yīng)力分析的目的。

2.2故障樹分析

故障樹是一種描述設(shè)備故障因果關(guān)系的一種方法，也是數(shù)控機床可靠性分析的常用方法之一。但是，數(shù)控機床在運行的過程中出現(xiàn)故障是很常見的現(xiàn)象，因而采取故障樹分析數(shù)控機床潛在的故障顯得至關(guān)重要。同時，由于故障樹方法分析數(shù)控機床存在的故障還具有簡單和形象的優(yōu)點，因而故障樹分析受到了廣泛的應(yīng)用。

2.3故障模式影響與危害性分析

故障模式影響與危害性分析是對數(shù)控機床故障影響分析和危害性分析的綜合，其目的是為了分析數(shù)控機床存在的故障和解決故障。但是，這種分析數(shù)控機床故障的技術(shù)是對數(shù)控機床的各個組成部分存在的故障進(jìn)行逐一分析，進(jìn)而對數(shù)控機床設(shè)計中存在的故障環(huán)節(jié)進(jìn)行全面改進(jìn)，為數(shù)控機床的可靠性設(shè)計提供有效的信息。因此，加強對數(shù)控機床的故障模式影響與危害性分析顯得很關(guān)鍵。

三、可靠性設(shè)計

3.1可靠性預(yù)計

數(shù)控機床的可靠性預(yù)計一般是根據(jù)人們對數(shù)控機床的故障數(shù)據(jù)、技術(shù)水平和零部件的可靠性等進(jìn)行預(yù)計，從而預(yù)計數(shù)控機床實際的可靠性程度。為了進(jìn)一步提高數(shù)控機床的可靠性，首先應(yīng)該對數(shù)控機床進(jìn)行可靠性預(yù)計，最后根據(jù)對數(shù)控機床可靠性預(yù)計的結(jié)果改進(jìn)數(shù)控機床原有的設(shè)計方案。因此，對數(shù)控機床的可靠性進(jìn)行預(yù)計是提高其可靠性的重要環(huán)節(jié)。

3.2可靠性分配

數(shù)控機床是指將數(shù)控機床的可靠性指標(biāo)按照一定的原則分配到不同的組成部分，從而使得數(shù)控機床的設(shè)計要求能夠到達(dá)其可靠性需要。通過對數(shù)控機床進(jìn)行可靠性分配，進(jìn)一步提高數(shù)控機床可靠性設(shè)計方案，尤其是對數(shù)控機床中不滿足可靠性要求的零部件進(jìn)行分析和分配，以提高數(shù)控機床的可靠性。

四、數(shù)控機床可靠性試驗技術(shù)

目前，數(shù)控機床的可靠性試驗技術(shù)一般包括可靠性設(shè)計和應(yīng)用兩個方面。由于數(shù)控機床的可靠性試驗是確保數(shù)控機床使用性能的重要手段，通過對數(shù)控機床的可靠性試驗，才能進(jìn)一步了解數(shù)控機床的可靠性指標(biāo)。同時，數(shù)控機床可靠性試驗是對數(shù)控機床進(jìn)行分析和評價的重要方面。這也是對數(shù)控機床可靠性設(shè)計過程中各個環(huán)節(jié)的可靠性進(jìn)行分析，從而提高數(shù)控機床的可靠性。因此，數(shù)控機床可靠性試驗技術(shù)是提高其可靠性的重要環(huán)節(jié)，因而加強對數(shù)控機床的可靠性試驗顯得很關(guān)鍵。

五、總結(jié)

總而言之，數(shù)控機床的可靠性技術(shù)的設(shè)計已經(jīng)發(fā)展成為一個合理的理論和方法，因而數(shù)控機床的可靠性不能離開其可靠性技術(shù)的設(shè)計。只有通過對數(shù)控機床的可靠性進(jìn)行分析，才能有效地提高數(shù)控機床的可靠性。同時，數(shù)控機床設(shè)計企業(yè)應(yīng)該從數(shù)控機床的設(shè)計選型、零部件設(shè)計和故障數(shù)據(jù)分析等多個方面進(jìn)行分析和研究，并及時對數(shù)控機床的可靠性進(jìn)行改進(jìn)，從而提高數(shù)控機床的整體性能。因此，現(xiàn)階段研究數(shù)控機床可靠性技術(shù)的設(shè)計和應(yīng)用具有非常重大的現(xiàn)實意義。

參考文獻(xiàn)

[1]楊兆軍，陳傳海，陳菲.數(shù)控機床可靠性技術(shù)的研究進(jìn)展[J].機械工程學(xué)報，2013，49（20）：130-138.

數(shù)控機床的設(shè)計范文第5篇

關(guān)鍵詞：機械；自動化；數(shù)控機床；模具工件表面加工；精度要求；設(shè)計方案

1 關(guān)于數(shù)控機床控制方式的分析

隨著當(dāng)下科技及工業(yè)體系的發(fā)展，自由曲面已經(jīng)實現(xiàn)了各個行業(yè)的應(yīng)用，比如常見的汽車外形、飛機機身等，還有一些就是小設(shè)備的應(yīng)用，比如電話座機零件。在數(shù)控機床應(yīng)用過程中，自由曲面件的應(yīng)用是一個大問題。數(shù)控機床進(jìn)行了程序控制系統(tǒng)的應(yīng)用，這種控制系統(tǒng)能夠邏輯性的進(jìn)行號碼及相關(guān)符號編碼指令的應(yīng)用，它是一種典型的機電一體化產(chǎn)品。在數(shù)控機床的應(yīng)用過程中，需要進(jìn)行數(shù)字化的代碼應(yīng)用，從而實現(xiàn)不同機床動作的規(guī)范，還需要進(jìn)行相關(guān)載體的應(yīng)用，將信息進(jìn)行數(shù)控系統(tǒng)的載入，從而有利于數(shù)控機床的高度自動化工作的開展。這就需要進(jìn)行加工工藝及加工表面方法的協(xié)調(diào)，保證機床操作的良好開展。

上述工作的開展都離不開對數(shù)控機床的控制原理的應(yīng)用，數(shù)控機床是一種高度自由化的機床，相對于普通的機床其加工表面形式及方法是協(xié)調(diào)的。最根本的不同就是在自動化控制原理及方法的應(yīng)用上。數(shù)控機床需要進(jìn)行數(shù)字化信息的控制應(yīng)用，這涉及到與加工零件相關(guān)的信息。也就是工件及刀具的相對運動軌跡的尺寸參數(shù)的應(yīng)用。

這些工作的開展，都離不開切削加工工藝參數(shù)的應(yīng)用，其主要涉及到主運動及進(jìn)給運動速度的協(xié)調(diào)，通過各種輔的操作，保證各種加工信息的協(xié)調(diào)，實現(xiàn)了規(guī)定文字、數(shù)字、符合等代碼的應(yīng)用，按照一定的格式需要進(jìn)行程序的編寫，這就需要進(jìn)行加工程序的應(yīng)用，進(jìn)行控制介質(zhì)的輸入，保證數(shù)控裝置的良好應(yīng)用。這些工作的開展，都要進(jìn)行數(shù)控裝置的分析及處理，進(jìn)行相關(guān)加工程序信號及指令，從而實現(xiàn)數(shù)控機床的加工。這就需要遵循相關(guān)的數(shù)控機床控制原理，進(jìn)行數(shù)控機床的系統(tǒng)的協(xié)調(diào)，保證其功能的實現(xiàn)。

2 數(shù)控機床組成及其優(yōu)化方案

為了提升工程的效益，進(jìn)行數(shù)控機床體系的健全是必要的，這需要針對數(shù)控機床應(yīng)用過程中的各種問題進(jìn)行分析，比如進(jìn)行數(shù)控機床構(gòu)成、程序編制等的分析，進(jìn)行程序載體等的分析，保證數(shù)控機床自動加工零件的良好應(yīng)用。這離不開良好的加工零件的工藝分析，保證零件坐標(biāo)的基礎(chǔ)坐標(biāo)體系的相對位置優(yōu)化。通過對機床及其零件的安裝位置的協(xié)調(diào)，更有利于提升刀具及零件的效益，保證其滿足尺寸參數(shù)的應(yīng)用需要。

這就需要實現(xiàn)機床安裝位置及零件的協(xié)調(diào)，保證刀具及零件的良好協(xié)調(diào)性，滿足尺寸參數(shù)的應(yīng)用需要，這離不開零件加工工藝體系的健全，實現(xiàn)其加工順序的協(xié)調(diào)性，實現(xiàn)切削加工工藝參數(shù)的健全，保證輔助裝置的良好工作。

在數(shù)控機床的應(yīng)用過程中，為提升工作效益，進(jìn)行數(shù)控代碼體系的健全是必要的，這涉及到電脈沖信號模式的應(yīng)用，將其進(jìn)行數(shù)控裝置的有效應(yīng)用，做好數(shù)控裝置及強電控制裝置的協(xié)調(diào)工作，這是數(shù)控機床良好工作的核心，從而進(jìn)行輸出位置的脈沖信號的回饋。當(dāng)然，這也需要進(jìn)行數(shù)控裝置系統(tǒng)軟件的應(yīng)用，做好邏輯電路的編譯工作。進(jìn)行相關(guān)機床部分的控制，需要做好規(guī)定運算及其相關(guān)的邏輯處理，進(jìn)行有關(guān)信號及其動作的協(xié)調(diào)。這離不開驅(qū)動系統(tǒng)及位置檢測裝置環(huán)節(jié)的應(yīng)用，保證伺服驅(qū)動系統(tǒng)體系的健全，實現(xiàn)驅(qū)動裝置的良好設(shè)置，從而滿足數(shù)控機床的進(jìn)給系統(tǒng)分析。

在這個環(huán)節(jié)中，機床的機械部分也扮演著重要的地位，數(shù)控機床的應(yīng)用部分是非常多的，比如主運動部件、進(jìn)給運動執(zhí)行部件，比較常見的應(yīng)用方式是工作臺、拖板及傳動部件，這些都是實現(xiàn)支撐性工作的關(guān)鍵，為了提升工作效益，進(jìn)行相關(guān)工作步驟的冷卻是必要的，需要保證輔助裝置的協(xié)調(diào)。在數(shù)控系統(tǒng)的優(yōu)化方案中，做好硬件部分的控制是必要的。數(shù)控銑床系統(tǒng)需要進(jìn)行銑床專用數(shù)控器的應(yīng)用，滿足半閉環(huán)數(shù)數(shù)控系統(tǒng)的工作要求，在基本結(jié)構(gòu)優(yōu)化過程中，進(jìn)行機床本體、銑床專用數(shù)據(jù)器等的協(xié)調(diào)是必要的。

在其系統(tǒng)硬件的應(yīng)用過程中，需要做好銑床專用數(shù)控器的應(yīng)用，做好信號板的控制工作，進(jìn)行交流伺服驅(qū)動器如交流伺服電機的應(yīng)用，從而實現(xiàn)無刷直流電機及無刷直流電機驅(qū)動器的應(yīng)用，以滿足實際工作的要求，其中也涉及到很多的工作步驟要求。

在數(shù)控系統(tǒng)操作過程中，做好軟件設(shè)計的工作是必要的，從而落實好銑床專用數(shù)控器的應(yīng)用方案，保證數(shù)控銑床的系統(tǒng)效益的提升，這里我們也要進(jìn)行銑床專用數(shù)控器參數(shù)的設(shè)置，針對其應(yīng)用程序，做好編輯輸入工作，滿足程序設(shè)計的諸多要求，按照其具體指令完成規(guī)定工作。在參數(shù)設(shè)置過程中，需要應(yīng)用到相關(guān)的參數(shù)設(shè)置方法，保證參數(shù)修改模式的更新應(yīng)用，做好參數(shù)修改效益的應(yīng)用工作。

需要進(jìn)行分辨率情況的分析，認(rèn)真的做好分析，更有利于進(jìn)行機械軸向轉(zhuǎn)動裝置的應(yīng)用，實現(xiàn)伺服電機回授脈波數(shù)的正常應(yīng)用。這離不開工作臺的良好設(shè)計，保證不同工廠的設(shè)置優(yōu)化，保證伺服馬達(dá)的良好安裝，從而滿足工作臺的工作需要，實現(xiàn)參數(shù)的良好設(shè)定，進(jìn)行工作臺方向的修正。進(jìn)行數(shù)控銑床的實際情況的不同軸電機旋轉(zhuǎn)方向的控制，滿足當(dāng)下馬達(dá)旋轉(zhuǎn)方向的設(shè)定要求。

在這個階段中，需要實現(xiàn)不同軸的最高進(jìn)給速度的控制，針對數(shù)控銑床的應(yīng)用趨勢，保證不同軸的行距的控制，進(jìn)行過高速度的控制，從而有效應(yīng)對其沖擊情況，保證電機工作的良好開展。這些工作的協(xié)調(diào)，離不開各軸的最高進(jìn)給速度的控制，滿足不同軸向的進(jìn)給速度控制需要。

在這些工作的優(yōu)化過程中，進(jìn)行程序的選擇是必要的，這里可以進(jìn)行H4C-M銑床專用數(shù)控器的應(yīng)用，在這些程序工作過程中，可以進(jìn)行相關(guān)程序編輯及執(zhí)行工作。在其程序選擇過程中，可以進(jìn)行編輯及程序選擇，進(jìn)入程序選擇模式，通過對輸入鍵及選取鍵的選擇，以滿足當(dāng)下工作的開展。

在實際操作中，進(jìn)行程序的畫面選擇也是必要的，從而滿足舊程序的應(yīng)用需要，在舊程序的修改及應(yīng)用中，需要針對不同情況，進(jìn)行工作方式的協(xié)調(diào)，進(jìn)行指令的增加或者修改，保證程序語句區(qū)的良好操作，保證其所增加指令的單節(jié)的移動。在數(shù)據(jù)輸入?yún)^(qū)進(jìn)行相關(guān)指令字?jǐn)?shù)的添加或修改。在程序語句區(qū)，需要將光標(biāo)移動到所刪除指令中，在數(shù)據(jù)輸入?yún)^(qū)，需要進(jìn)行相關(guān)指令所需字母的輸入。

在程序語句區(qū)，可以進(jìn)行單節(jié)的插入，將其光標(biāo)進(jìn)行所需單節(jié)程序的插入。在數(shù)據(jù)輸入?yún)^(qū)，可以進(jìn)行插入單節(jié)的第一個指令的字母或者是數(shù)字，再進(jìn)行輸入鍵的按下。從而保證單節(jié)的刪除。在程序語句區(qū)，需要將光標(biāo)移動到需要刪除的單節(jié)處，再進(jìn)行刪除鍵的按下。在數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用過程中，進(jìn)行機械部分的分析是必要的，從而進(jìn)行機床本身誤差及其所需要加工零件精度的分析，更好地落實好機床的誤差補償控制。

在數(shù)控銑床的工作應(yīng)用中，進(jìn)行數(shù)控技術(shù)、電子技術(shù)等的協(xié)調(diào)是必要的，這需要滿足機床設(shè)計的諸多理論，保證數(shù)控機床的加工工作，從而滿足機械設(shè)計制造的工作要求。為了實際工作的要求，需要協(xié)調(diào)好機械設(shè)計及自動化應(yīng)用方向。