毕业论文-数控技术在机械制造业中的应用与发展(样本)

现车工业芒孑专科学校毕业卖践掖告題目/卖践名称：数控技术亦生产中的应用专业/班级： 1⑵01 学生雄名： 学 号： 企业指导教师： 枝指导教师： 起止时间：2013年4月一2014年4月实习单住：一汽大久MQ200传动器车间1•摘TOC\o"1-5"\h\z要 2.數竝技术盛机械制进业中的应用与发長绪论 3.數拉枝术的基本廉理 34.数竝技术古希成就 45.救拉技术的应用 56.數竝技术的发畏翅井 77•结语 108.棗考丈伙脊料 11随着目前机械制凌业的市场丸争可趨激烈，以往传统的机械制凌枝术已经不能够满足机械制凌市场的需求玖及方代产％多样化的发展和q新月异的换代速度。与此同肘，一个国家的机械制凌工艺的勺动化水平的需低也是对该国家的工业水平和⑥力衡量的重要标准之一。于是，探索救控枝术在机械制凌业中的应用以及发展趨势就显得越来越重要。本文主要对现代的数技枝术生前在机械制凌业领城中的应用以及发铁越势进行论述.，并对救技枝术的相关原理和皆景进行简单的闻述。糸健词：数控机械制凌救控应用发展趨势欽益技术蛊机械制蓋业中的应用与发畏随着1952年笫一台数控机床的问世，机械制凌业便开始进入了t动化发展的场史肘期，运用传统的杨理机械理论进行加工操作已经不能满足机械制凌业的复勃发菠，经过不浙的发菠和敌凌过程，数技枝术转变了传统的机械操作棋式，它的运用是机械加工中的一项场史性敌革叭数字技制的机床采用数字编程粕确工件的住置、角度玖及速度，芯至是机械能量的流向，在二进制救字运算方式的计算下，以最』、谖差的形式进行机械加工。救控机屎采用计算机运算代挣原来的硬件组装技制，使得救据存赭和处理运算过程粕细化，极大的减少了蟆差。在机械制凌业中，救技加工枝术已经越来越受到重视。随着计算机枝术为主流的现代科枝枝术发展和市场4沁争的加剧，传统的机械制凌枝术很难满足现代*品多样化的发展和n新月异的换代速度。面对多％种小牝量生产比重的加大,庐芫交货质量和成本要求的提爲，要求现代的制凌枝术具有很需的柔性。如何能增强机械制凌业对外界因素的适应能力以及K品适应市场的变化能力，就需要我们能利用现代救技枝术的灵活性，最大限度的应用于机械制凌行业。将机械设备的功能、效率、可靠性和庐％质量提高到一个新的木平，从而满足现代市场的丸争需求。一、救娃技术的基本原理数字技制枝术是通过对计算机枝术、您动控制技术、电毛传动枝术以及新潘测量执术和机械制凌等多种枝术的蛛今运用而形成的庐杨，同肘，它是勺动化机械糸统、机器人糸统以及计算机集成制凌糸统等一糸列丸进的需科枝枝术的根本所在。数技枝术主要俅靠程序的緒存功能来对各类机床卖现不同的技制工作，整个数字技制糸统的主要纽成部分有：相应的技制程序、输入设备、输出役备、计算机救字技制装置以及速度技制单元、可变技制单元和主抽技制单元等。该种糸统人们一般习惯性的称之为CNC糸统，该糸统同肘能够对输入设备上卖现给出的救字值进行勺动阅读工作，并能够将其勺动解码。从而确保机屎正常运行，并能使其加工出今格的零件。数技枝术糸统的主要核心是装置，其装置实际上就是一种计算机，不过该计算机是糸统中专用的计算机，它在具备普通计算机的基本功能与结构的基础之上，还有和相关的救字技制机廉功能相关联的一些功能，和专用的接D单元，该装置主要包括硬件与软件两大重要部分，其主要工作过程是通过硬件设备的支特下来进行轶件执行操作的过程⑵。该装置的工作原理主要是通过对输入设各与输入机屎在工作肘所需要的相关救据进行采集，并对其进行编码翻译，通过计算机的处理运算工作将■所得到的数据令冬合理地分配到相关的犯动电路装置当中，并通过相应的转换与放大工作，对伺服亀机进行相应的驱动，同肘帶动相关的坐标軸运动，使毎个坐标抽都能有败准确的移动到指岌需要的仕置⑶。＞數控技术的当前成就救控枝术是随着救字肘代的来临广泛应用于机械加工和制凌领城的一种拆型枝术手段，标志着新的生庐力的发展方向，具有划肘代的盘义。目前我国的数技机屎已经取得了相生大的成就。柱庐％种类、执术木平和质量上都较大的发展。据了鮮，目11我国的数技机屎在市场推/•的就多达一千五百种以上，在整个全属切削和锻庄机械中都具有有举足燧i的地住。我国救控机床制凌业在80年代曾有过需速发展的阶段，许多机屎厂从传统庐凤向救技化*品转型，有许多厂家生庐经济数控机屎但总体上，枝术水平不爲，质量不需，所以90年代初国家从护大需启动机床市场，加强限制进d设备，对数技设备生庐起.到了很大的促进作用⑷。特别是准.1999年后，国家向工业部门提供大量的枝敌姿全使数技役备制凌市场一派繁柴由于中国的枝术水平与发达国家相比和差还很大，因此加速进行中国救技糸统的工程化、商洗化是中国数控机床尹业的重要任务，执术的创新与枝术的工程化是很大的一个问題，在枝术创新顼目上没有臾出重点，并且市场主伐不朗确⑸。淮.取得执术创新成果后不能将创新成果转化成实际应用枝术，缺乏商品化、工程化的全面安排。虽然我国救技枝术的发展与发达国家相比相差还是很大，也还有很多亟侍解决的问題，但其琵•勃发展的势头和年轻的生令力是不可否认的，下面将从以下三个方面闱述数技执术在我国机械制凌业中的发£11成就。首丸，数技机床的应用囲不浙犷大。近年来，我国的机屎行业在国家重点工程以及国防军工建设中得到了/*泛的应用并且在航天航空事业中也不浙提爲救字控制的粘确度。SSCKZ80—5型五軸车桃复合加工中心淮.对航空、船舶、铁路运输行业具有需枝术、需荊度的枝术运用，对飞机发动机主抽和起.落架的加工等关健性的机械加工都有较重要的作用。在其他生庐工业方面，救技枝术同样具有轶大的影响作用，通过起粕潘球面车床的基砒役备提供，促进了服相机塑料镜片、激光加工光路糸统以及条形码阅決役备等需科枝的执术加工的粕细化和科学化。其次，数字枝术不浙提升。“国庐XNZD2415空数控龙门混联机床充分双取并联机屎的配置灵活与多样性和传统机屎加工囲大的优点，通过两勺由度平行凹边形并联机构形成基础龙门，在并联平台上附加两勺2数控枝术A机械制凌业中的应用由度串联结构的A.C轴摆角轨头，配以工作台的纵向移动，可免成五勺由度的运动。”同肘，网络化和集成化的救技机屎创新是救字执术提爲的表现之一，提需救技机屎的速度和粕潘程度，当前我国己经研制成功出一枇速度准.8000〜10000r/min>x上的数控机床，并且推广了CAD枝术的应用⑹。最后，企业的救技机械化程度大大提需。据了解，当11铀研科枝股份经过不浙的研发和创新，已经开发并生产了“8丸类、13个糸9],160多种电主铀及主抽单元”，需度的数字机械化大大减少了公司的产％生庐成本，提需其市场丸争力；另外，2004年，汉江机床“共生庐滚珠丝杠訓5万套，滚动直线导轨副2万套，其中为救控机廉配套的需粕度庐嬴占庐簡量的80%以上。”结合数字资料来看，目前我国企业在救控执术的应用上达到了一个较大的爲潮，是救字执术准.机械加工领城应用的重要在现形式⑺。三、救娃技术的应用3.1工止生卢传统的救据技制糸统主要是由技制单元、驱动单元以及执行纽织构成的，其中工业机器人糸统和传统的救字技制糸统也是由三部分构成，工业机器人的诞生给工业生庐带来了很大的帮助，机器人主要菠用于高温有春等一糸列轶为恶劣的券动环境，在工业生庐中代琴了人的爲危晦度工作，在相生大的程度上使人员生令安全得到了保障⑻。心对工业生尹机器人的使用实际恃况中，首先要向机器人编写相应的程序输送到计算机技制下的技制单元中，柑应的控制单元按照有关的输入程序来对驱动单元下达令令，之后再由距动单元级织来轨行，在该过程当中，有多种不同的传威器所纽成的检测体糸来对工作过程进行同步的检测，发现问題

能够做到及肘向工作人员报警.以色子束焊接机焊接一个工件的屯整过程为例,輪程人员輪程代码£其指主机廉启动的某个功能戎动作如下：代码指龙动作戎功能R110=0.9:[mA]视频电流（焊缓JIF(_HEFTEN==1)；焊接变量R111=15:[mA]预热电孑束色流ELSER111=0ENDIF;结束R112=50:[mA]焊搖亀子束亀流R13=0:[mA]补後电浇R126=1818:[mA]聚焦亀流R120二R126-10:[mA]视频聚煞、电流R121=R126:[mA]预热聚煞电流R122二R126+40:[mA]焊接聚煞、电流R123=O:[mA]收尾聚魚电流R140=44/2:[mm] R140=44/2R14l=100:[mm/$]预热肘工件斗专速R142=35:[mm/s]焊棲肘工件转速R150=0R151=3OR152=65-2*R151R153=10R154=30:R150-R153为工件预热炎转角度R161=60R162=361R164=60R165=5:R161-R165为焊接肘炎转角度其中执行动作为:G01G64G90C=0.0 ；工件轴回零G01G91C=R150SLR121)FmsR141；c軸转动R150(0)所煲义的角度，聚魚电流为R121(1818mA丿所定义的值，工件进给速.度为R141(100mm/s)所岌义的值C=R151SQRill);c轴转动至R151(30),预热色孑束色流值由R111(15mA丿所主义C=(720-R151-R154-R161-R162-R164-R165);第一圈预热工件炎转角度C二R154SQ0) ;预热结束，收尾电子束电流为0C二R161SQR112)SLR122)FmsR142 :弟二圏焊接开始c轴佞置由R161龙义，焊接电孑束电流为R112,聚煞电流为R122C=(R162-R161) ;C=R161焊搖肘工件轴炎转角度C=R164SQ0)SL(R122+R123));焊搖结束肘工件炎转角度R164,电子束电流为0,聚魚电流为R122+R123通过以上代码，指定救技糸统轨行电孑束电流、工件淡转角度、徧压杯电压偏转电场电流、偏转线圈强度的相互协调变化，达到电子束聚集成点于工件上，通过极其高的热量融化工件焊接部住，再通过工件右夾具夹具帶动勺转令令达到焊接免整，通过敌变其中的芷个功能的R洪数值可以达列工件焊接的不同要求，比如，杳看了电子束焊接的工件的全相级织发现焊接深度不够深，可以通过增大R122=R126+40中的数值炙量40来达列使用目的。3.2煤炉机械在媒驴机械方面，由于采媒机的种类具有多样化的特点，同肘还有更新速度轶快、生庐牝量小这一特征，还由于一些机械外充基本都采取焊摟的方式来免成的，所以传统的机械制凌枝术在进行下料工作的过程之中，所凌成的成本轶爲，然而随着当今数字化与信息化枝术的快速发展，通过/•泛运用数字技制枝术来进行毛创工作，可以死方便又灵活的使下料工作得到实现，并在此基础上还能够有效的障低投姿成本，从而进一步屯善了机械.制凌的生尹体糸，提需经济效益与生庐败益，占此同肘，救字控制糸统中的毛割机械还能够对切建进行有效的补楼，大大加强了切纯补後工作的准确性。同肘发挥其爲效率、低成本的绝对优势，同肘在下料工作过程中，能够顺便的对芷些零件的破D进行切割工作，救字技制毛刘机还能够对切缆进行勺动补後工作【9】。3.3扎车生卢工业随着近年来经济发最速度增快，汽车生尹工业也随之得到良好的发展空间，并保特良好的发展势头，因而汽车秦部件的制凌执术也随之迅猛发展，救字控制枝术的出现可以有效地使原本发展较快的汽车零部件生庐枝术得到更快速的发展快速救字技制机床与近几年来在汽车零部件制凌工艺上得到了大力的推广,使其所生庐出来的汽车零部件质量又在原本的基础上又提需了一个档次，同肘还提需了汽车秦部件的生庐效率。并且以此为前提，满足当前丸争十分激烈的机械制凌行业的市场要求，还能够有效地障低生庐成本，从而实现了一次仪弈长期效益的良好生庐目标凹-⑴。以往传统的九车生尹工业主要讲兜规栈与效葢，然而随着数字技制枝术的出现及其在汽车生庐工业上得到/•泛应用，使这一传统规律菠全部打破，从而实现了多种规格、小规棋、小枇量、需效率的生产目标另外，在救字技制枝术中，虚拟现实技制枝术、计算机捕助制凌枝术也都在汽车生庐工艺中得到了/•泛的运用。3.4机床後备方面淮.机械制凌领城中，其主要核心是在于梱有轶为丸进的机械设备，面对生今爲科农发裟背素下对机电一体化的要求相关的机械制凌生庐企业无必要梱有具备良好的技制能力的数字控制机屎设施，能够为数字控制枝术提供轶为先进的技制能力的核心在于先进的计算机控制枝术，即在机屎上对救控枝术进行尢分应用，这便是救控机屎设备的庐生，它通过相应的计算机技制软件来免成了对主抽运转变化的技制，使数技机屎能够勺动的加工出质量良好的机械零件。如今机屎行业的计算机救控化己成为枝术发展的大趨势，救技机床是电子信息枝术和传统机械加工技术结合的庐杨，它集现代粘潘机械、计算机、通询、液压毛动、光电等多学科枝术为一体，具有需效率、需粘度、需勺动化和需柔性的特点，是当代机械制凌业的主流裝备MX】。采用救控机廉不仅提需了机械加工的性能，还有效提地提需了加工质量和效率，实现了柔性勺动化，并向智憩化、集成化方向发裟。救技机屎虽然先进，但只有应用好了才能发挥其巨大败益。换句话说，救技设备为粕潘、普通车床难己加工戎是根本无比加工的复杂零件的加工提供了基本条件，但要达到预期的加工效果，编制需质量的救技程厚是必不可少的，这是因为数挫加工程库不仅包括零件的工艺过程，而且还包括刀具的形状和尺寸、切削用量，走刀路後等工艺信息冋。数控机床只能算作硬件，而编制合适的程序，选用合狸的工艺路线及加工刀具，操作人员过硬的操作水平等诗多因素D都是制约救技机床应用好坏的轶件。救控技术的发長趋势救技枝术的应用不但给传统制凌业带来了革令性的变化，使制凌业成为工业化的象徂，而且随着救技枝术的不浙发展和应用领城的犷大，它对国计氏生的一些重要行业CT.汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的救字化已是现代发展的大趨势。当前救技车屎呈现以下发展趨势：4.1歙拴技术侖窝速窝轲窝败化发畏速度、粕度和数率是机械制凌技术的关键性能指标。由于采用了爲速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制糸统以及带需分辨率绝对式检测元件的交流救字伺服糸统，同肘采取了及.善机床动态、静态特性等有败楷施，机屎的爲速需粘爲效化已大大提需何。需速、粕宏是机床发钱永恒的目标。采用了需速CPU芯片、多CPU控制糸统以及交流救字伺服糸统，还采用了敌善机屎动态、•静态特性特性的有效梏施、随着电脑璃助制凌糸统的发展、精度己达到微耒级、可见数控机床的需速需精度化已大大提為°4.2欽拉技术向开孜丸体余妹构发爰20世纪90年代以来，由于计算机枝术的飞速发展，推动救技枝术更快的更新换代。世界上许多数扌愛技术生庐厂家利用PC机丰富的软、硬件姿嫄开发开放无体糸结构的新一代救技枝术。开放式体糸结构使数控枝术有灵好的通用性、柔性、适应性、可扩展性，并可以较家易的实现智能化、网络化c，7-lc]o开敖式体糸结构可以大量采用通用微机枝术，使偏程、操作以及枝术升级和更新变得更加简单快捷。开放无体糸结构的新一代救控枝术，其硬件、软件和总线规都是对外开放的，救技执术制凌商和用户可以抿据这些开敖的姿源进行的糸统集成，同肘它也为用户根据实际需要灵活配置救技枝术符来极大方便，促进了救技枝术多档次、多洗种的开发和/•泛应用，开发生庐周期大大缩短。同肘，这种数控技术可随CPU升级而升级，而结构可以保特不变。4・3數竝技隶向软數雄方向发展现在，实际用于工业现场的救技枝术主要有以下几种奏型，分别代在了数技执术的不同发菠阶段，对不同类型的救控枝术进行分析后发现，救扌愛枝术不但从封诩体糸结构向开放体糸结构发展，而且正在从硬数技向软数技方向发展的趣势。SOFT型开放式救桂技术是一种最新开放体糸结构的数控枝术。它提供给用户最大的选择和灵活性，它的CNC软件全部装在计算机中，而硬件部分仅是计算机与伺服駆动和外部I/O之间的标准化通用接D。就像计算机中可以安装各种品牌的声卡和相应的駆动程序一样。用户可以在WINDOWSNT平台上，列用开放的CNC核，开发所需的各种功能，构成各种类型的爲性能数桂技术，与前儿种数控枝术相比，SOFT型开放式数控技术具有最爲的性能价格比，因而最有生命力冋。通过软件智能绦代复杂的硬件，正在成为当代救技枝术发展的重要趨势。4.4數雄技术雄钢性能向會能化方向发後智能化是21世纪制凌枝术发展的一个大方向。随着人工智能在计算机领城的湊透和发展，救技枝术引入了勺适应技制，棋糊糸统和神经网络的技制机理，不但具有勺动编程、希•馈技制、棋糊技制、学习技制、勺适应技制、工艺参救勺动生成、三维刀具补後、运动参数动态补楼等功能，而且人机界面极为友好，并具有故障诊浙专家糸统使勺诊浙和故障监控功能更趨免善⑷。伺服糸统智能化的主抽交流距动和智能化进给伺服装置，能勺动识别负栽并勺动优化调整参救。4.5 术向R给化方向发長救技枝术的网络•化，主要指救技枝术匀外部的其它技制糸统戎上住计算机进行网络连接和网络技制。数技枝术一般首丸面向生庐现场和企业部的局城网，然后冉经由因特网通向企业外部，这就是所谓Internet/Intranet技术。救技枝术的网络•化进一步促进了柔性勺动化制凌执术的发展，现代柔性制凌糸统从点（数控单机、加工中心和数控复合加工机床）、统（FMC、FMS,FTL,FML）向面（工段车间独立制凌岛、FA）,体（CIMS.分布式网络集成制凌糸统）的方向发展1211O柔性£动化技术以易于联网和集成为目标，同肘注重加强单元技术的开柘、免毎，救控机屎及其构成柔性制凌糸统能方便地与CAD,CAM、CAPP,MTS联结，向信魚集成方向发展，网络糸统向开放、集成和智能化方向发展。4.6欽竝扶术向窝可索性方向发役随着数技机屎网络化应用的可趨/•泛，数技枝术的需可靠性己经成为数技枝术制凌商追求的目标。对于毎天工作两班的无人工厂而言，如果要求淮.16小肘连续正常工作，无故障率在P（t）=99%以上，则数控机床的平均无故障运行肘间MTBF就划须大于3000』、肘。我们只对票一台数控机床而言，如主机与数控放术的失败率之比为10：1（救技的可靠比主机需一个数量级）。此肘数控放术的MTBF就要大于33333.3小肘，而其中的数控装置、主轴及驰动等的MTBF就划须大于10万小肘。如果对整条生产统而言，可靠性要求还耍更爲凹。4・7欽拉技术向复合化方向发展在零件加工过程中有大量的无用肘间谄耗淮.工件憑运、上下料、安装调整、换刀和主抽的升、吟速上，为了尽可能障低这些无用肘间，人们希望将不同的加工功能整今淮.同一台机屎上，因此，复合功能的机屎成为近年来发展很快的机种。柔性制造畴的机床复合加工概念是指将工件一次裝夹后，机屎便能按照数技加工程序，勺动进行同一类工艺方比戎不同类工艺方比的多工序加工，以免成一个复杂形状零件的主要乃至全部车、桃、钻、钱、虜、攻丝、铁孔和护孔等多种加工工序。4.8歙竝技术向多转朕动化方向发畏由于在加工勺由曲面肘，3抽联动技制的机屎无出規免切速接近于秦的球头拢刀端部参予切削，进而对工件的加工质量凌成破坏性影响，而5柚联动控制对球头桃刀的救控编程比较简单，并且能使球头轨刀在桃削3维曲面的过程中始终保特合理的切速，从而显着敌毎加工表面的祖校度和大幅度提爲加工效率，因此，各大糸统开发商不遗余力地开发5轴、6軸联动数技枝术，随着5轴联动教控技术和编程软件的成熟和目益普及，5軸联动技制的加工中心和救技桃床己经成为当前的一个开发热点0-24］。电子枝术、信息枝术、网络枝术、棋糊技制枝术的发展使新一代数技枝术枝术水平大大提嵩，促进了救技机床庐业的4.•勃发展，也促进了现代制凌枝术的快速发展。数桂机床性能心爲速度、爲新度、盂可靠性和复合化、网络化.智能化.柔性化、绿色化方面取得了长足的进步。现代制凌业正淮.迎来一场新的执术革令。综上所述.，我国救技枝术在机械制凌业各个领城中的应用越来越广泛，逐步达到了粕细化、智能化和网络•化地要求，随着数字执术的进一步发展必将有更深层次的提需，也将更进一步促进我国制凌业的发展。但是，随着数技枝术的需求量和质量要求提需，必然也将面临各种各样的问題，在救技领城还有很多亟待解决的问題。机械制凌枝术不仅是衡量一个