计算机数控机床改造应用

1、putting people first and respecting employees is the key to success from beginning to end.同学互助一起进步（页眉可删）计算机数控机床改造应用 计算机数控机床改造应用，带来计算机数控机床改造应用的相关论文范文，欢迎阅读。计算机数控机床改造应用【1】摘要：将普通机床改造成为数控机床，是企业提高自身自动化程度的一种重要手段。就如何实现改造进行分析并提供方法和思路，_主要阐述数控化改造的研究内容和关键技术和方法。关键词：计算机 机床 数控化 改造 方案数控技术是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机

2、械设备动作控制的技术。数控一般是采用通用或专用计算机实现数字程序控制，因此数控也称为计算机数控(computer numerical control)，简称cnc。计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的运动轨迹和外设的操作时序逻辑控制功能。由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置，使输入操作指令的存贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现，均可通过计算机软件来完成，处理生成的微观指令传送给伺服驱动装置驱动电机或液压执行元件带动设备运行。1.数控机床概述数控机床就是将加工过程中的各种操作(如主轴变速、进刀与退刀、开车与停车、选择刀具等)和步骤，以及刀具与工件之间的相对位移量都用数

3、字化的代码或程序来表示，通过控制介质(如穿孔纸带或磁带、磁盘等)将数字信息送入专用的或通用的计算机，计算机对输入的信息进行处理与运算，来控制机床的伺服系统或其它执行元件，使机床自动加工出所需要的工件。2.机床的数控化改造方案2.1进行改造项目的可行性评估2.1.1 对其价值做出评估。例如一台加工中心，主要构成的机电部件有：系统及操作子系统;伺服系统包括电动机;机床电气;机械本体床身、立柱、导轨和丝杠等;刀库机械手系统;自动工作台交换系统等。每一个子系统根据实际情况，都可以做出相应的价值评估。2.1.2 评估改造后能达到的目标，即有什么样的机床准确度和使用性能。2.1.3 进行成本的估算，即投入

4、资金的评估。投入资金多少与制订改造目标高低密切相关。投人的改造费用主要由下列项目构成：数控系统及相关伺服系统;机床电气及附件更换;机床机械元部件准确度修复和维修保养;机床辅助系统如液压系统、冷却系统等维修保养;机床外观质量的修复;机床改造后的调试检测;机床改造所需的技术劳务费。在受改造费用限制时，可以修改改造目标，降低一些要求以减少投入费用。2.1.4 对改造方案进行风险评估。在做改造方案时，不可能对设备进行现状大解剖，不可能拿到机床现状准确测试数据，因此在以后实施改造工作中还会碰到意料之外的问题。因此必须做出风险评估和制订相应对策。一般做法是在工程项目费中，设置不可预见费用。2.1.5 性能

5、价格比评估。为了在经济上有定量分析的依据，常选一台现在市场上性能相似的商品价格作为标准进行比较。2.2 数控系统的选择数控系统是机床的核心，在选择时要对其性能、经济性及维修服务等进行综合考虑。数控系统主要有3种类型：步进电机拖动的开环系统;异步电动机或直流电机拖动，光栅测量反馈的闭环数控系统;交/直流伺服电机拖动，编码器反馈的半闭环数控系统。其中步进电机拖动的开环系统的伺服驱动装置主要是步进电机、功率步进电机等。该系统的位移准确度主要决定于步进电机的角位移准确度，齿轮丝杠等传动元件的节距准确度，所以系统的位移准确度较低。但该系统结构简单，调试维修方便，工作可靠，成本低，易改装成功。2.3 伺服

6、系统的选择伺服系统是数控机床的重要组成部分，它既是数控系统cnc系统与刀具、主轴间的信息传递环节，又是能量放大与传递的环节。它的性能在很大程度上决定了数控机床的性能。例如，数控机床的最高移动速度、跟踪度、定位度等重要指标均取决于伺服系统的动态。伺服系统按控制方式分为开环控制系统、半闭环控制系统和闭环控制系统三类。在普通机床的数控化改造中，一般选用价格较低的开环控制系统。2.4 机床机械部件的改造一台新的数控机床，在设计上要达到很高的动态刚度;运动副之间的摩擦系数小，传动无间隙;功率大;便于操作和维修。机床数控改造时应尽量达到此要求，并注意下述几方面。2.4.1 导轨副。对数控车床来说，导轨除应

7、具有普通车床导向度和工艺外，还要有良好的耐摩擦、磨损特性，并减少因摩擦阻力而致死区。2.4.2 齿轮副。一般机床的齿轮主要集中在主轴箱和变速箱中。为了保证传动精度，数控机床上使用的齿轮准确度等级都比普通机床高。2.4.3 滑动丝杠与滚珠丝杠。丝杠传动直接关系到传动链准确度。丝杠的选用主要取决于加工件的准确度要求和拖动扭矩要求。2.4.4 联轴器。为了消除传动系统中的反向间隙,提高重复定位度，伺服驱动元件所用的联轴器多数采用无键连接，如锥销刚性联轴器,锥环联轴器等。2.4.5 回转刀架。一般改装的车床多数采用四工位自动回转刀架。2.4.6 安全防护。改造效果必须以安全为前提。在机床改造中要根据实

8、际情况采取相应的措施，切不可忽视。3.数控系统开发方法3.1 基于单片机的数控系统基于单片机的经济型数控系统一般采用步进电机作为驱动元件，步进电机采用脉冲方式工作，基本原理是：系统中的键盘用于向计算机输入和编辑零件加工程序;采用数码管显示加工数据及机床状态等信息;存储器用来存放监控程序、键盘扫描程序、显示驱动程序及用户控制代码程序等;功率放大器用来对计算机送来的脉冲进行功率放大，以驱动步进电机带动负载运行。需要完成的具体任务有：3.1.1 硬件系统的结构设计。一般采用51系统单片机作为主控制器，在此基础上扩展一些必要的器件如rom、键盘等。3.1.2 软件设计。包括：监控与操作软件,用来实现人

9、机对话、系统监控、指挥整个系统软件协调工作等，包括系统的初始化、命令处理循环、零件加工程序的编辑修改等;步进电机控制软件，包括：通电状态代码和电动机正、反转的实现;步进电机转速的控制。3.2 基于arm与运动控制器的数控系统3.2.1 系统硬件结构。系统硬件采用主从式双cpu结构模式。主cpu为arm处理器，用于键盘、显示，网络通讯等管理工作,而从cpu即为运动控制芯片，专门负责运动控制的处理工作。arm处理器通过总线操作，把命令写入运动控制芯片，使运动控制芯片来完成运动控制。3.2.2 操作系统及编程语言。为了最大地利用系统硬件资源，并且还要保证实时性，所以使用了c/os多任务实时操作系统。

10、使用到c/os操作系统,通过它实现多任务实时控制。程序的编程语言为c语言以及arm汇编语言。3.3 基于pc机的数控系统近年来，以工业pc机为核心的控制系统已广泛地被工业控制领域所接受。采用工业pc机在win-dows操作系统下通用的数控系统，已成为数控系统发展的潮流。基于工业pc机的数控系统采用的是标准的pc硬件和操作系统，因此易于进行模块化和开放式的设计。4.结论进行机床数控化改造要将改造的重点放在电气、控制系统的改造上，机械部分只对影响准确度的重点部件进行改造。这样可缩短改造周期，降低改造成本，并利于对系统进行再次升级。随着社会的不断发展以及技术的不断进步，数控技术的发展，必将带动数控机

11、床改造技术的进步与发展。参考文献：1赵中敏.机床数控化改造的研究j.煤矿机电，.2杨有君.数控技术m.北京：机械工业出版社，.数控技能型人才的就业前景【2】摘要:科学技术突飞猛进,国际竞争日益激烈,世界制造业将逐步向我国转移。数控技术在机械制造业中起着非常重要的作用。高素质新型数控技能型人才最终成为了竞争中的最关键的因素。因此,数控技能性各种人才就业前景非常广泛。关键词:数控技术 高精度 高柔性 就业前景1、引言随着科学技术的发展,机械产品结构越来越合理,其性能,精度和效率日益提高,更新换代频繁,生产类型由大批量生产向小批量生产转化。因此,机械产品的加工相应地提出了高精度,高柔性与高度自动化的

12、要求。2、数控技术在机械制造业中的地位在机械制造业中,单件中小批量生产的零件约占机械加工总量的百分之八十以上,尤其是造船,航天,航空,机床,重型机械及国防部门,其生产特点是加工批量小,改型频繁,零件形状复杂和精度要求高,加工这类零件产品需要经常改装或调整设备,对于专用化程度高的自动化机床来说,这种改装和调整甚至是不可能实现的。由于数控机床综合应用了电子计算机,自动控制,伺服驱动,精密检测与新型机械结构等方面的技术成果,具有高柔性,高精度与高度自动化的特点,因此采用数控加工手段,解决了机械加工制造业中常规加工技术难以解决,甚至无法解决的单件,小批量,特别是复杂型面的零件加工。应用数控技术是机械加

13、工业的一次技术革命,使机械制造业的发展进入了一个新的阶段,提高了机械制造业的制造水平,为社会提供高质量,多品种及高可靠性的机械产品。因此,数控技术各层次人才就业岗位非常多,人才需求非常广泛。3、数控各个层次人才紧缺目前,我国数控技术工程人员缺口达80多万人,一些企业开出月薪8000元都找不到高级数控机床技术人员.具有全面数控知识的技工年薪更是高达20余万元,数控技术人才就业前景良好。数控人才市场需求在发达国家中非常紧缺,数控机床已经大量普遍使用.且我国制造业与国际先进工业国家相比存在着很大的差距,机床数控化率还不到2%,对于我国现有的有限数量的数控机床(大部分为进口产品)也未能充分利用.原因是

14、多方面的,数控人才的缺乏无疑是主要原因之一,由于数控技术是最典型的、应用最广泛的机电光一体化综合技术,因此我国迫切需要大量的从研究开发到使用维修的各个层次的技术人才。数控机床摒弃了原来手工生产方式,提高了生产效率与精度,降低了工作强度.在发达国家数控机床已经普遍大量使用,而我国数控技术应用推广同发达国家相比差距很大。目前我国机床的数控化率仅为1.9%,而日本高达30%,美国超过了40%.国家规划在20_年前,使数控化率达10%以上,我国数年内将增加40-50万台数控机床,相应需要60-80万数控专业技术人才。我国目前不仅仅是数控化比率低,就是现有的数控机床由于缺乏专门人才而未被充分利用,据教育

15、部和劳动部年对专业人才的评估,我国数控专业人才的缺口在六十万左右,人才需求每年以30%增长,数控专业是真正的“技能紧缺型”专业,就业前景十分广阔,待遇极其可观。近年来,我国模具企业大量采购数控设备,在有些地区有数控知识的高级技工年薪高达30万元。4、数控技术人才层次的划分(1)蓝领层:即数控操作技工,精通机械加工和数控加工工艺知识,熟练掌握数控机床的操作和手工编程,了解自动编程和数控机床的简单维护维修,此类人员市场需求量大,适合作为车间的数控机床操作工人,但由于其知识较单一,其工资待遇不会大高。(2)灰领层:数控机床维护、维修人员:掌握数控机床的机械结构和机电联调,掌握数控机床的操作与编程,熟

16、悉各种数控系统的特点、软硬件结构、plc和参数设置.精通数控机床的机械和电气的调试和维修.此类人员需求量相对少一些,但培养此类人员非常不易,需要大量实际经验的积累,目前非常缺乏,其待遇也较高。数控编程员:掌握数控加工工艺知识和数控机床的操作,熟悉复杂模具的设计和制造专业知识,熟练掌握三维cad/cam软件,如ug、pro/e等;熟练掌握数控自动编程、手工编程技术.此类人员需求量大,尤其在模具行业非常受欢迎,待遇也很高。(3)金领层:属于数控通才,具备并精通数控操作技工、数控编程员和数控维护、维修人员所需掌握的综合知识,并在实际工作中积累了大量实际经验,知识面很广.精通数控机床的机械结构设计和数

17、控系统的电气设计,掌握数控机床的机电联调.能自行完成数控系统的选型、数控机床电气系统的设计、安装、调试和维修.能独立完成机床的数控化改造.是企业(特别是民营企业)的抢手人才,其待遇非常之高。5、数控技能型人才的就业前景数控加工具有高柔性、高精度、高效率特点,同时可以大大减轻操作者的劳动强度.发展数控加工是当前我国机械制造技术改造的必由之路.由于我国处于数控加工技术的大力发展阶段,大量的数控机床和先进的加工手段的快速引进,却没有大量熟练数控技术操作的人员参与,因此造成该行业严重缺乏人才.数字控制技术已经广泛应用于工业控制的各个领域。尤其是机械制造业中,普通机械正逐渐被高效率、高精度、高自动化的数控机械所代替.企业对较高层次的第一线应用型人才的需求