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数控机床加工与操作方法学 生 姓 名： 学 号： 专 业 班 级： 指 导 教 师： 年 月 日 摘要 数控技术是现代制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础，离开了数控技术，先进制造技术就成了无本之木。数控技术的广泛使用给机械制造业生产方式、生产结构、管理方式带来深刻的变化，它的关联效益和辐射能力更是难以估计。数控技术及数控装备已成为关系国家战略和体现国家综合国力水平的重要基础性产业，其水平高低是衡量一个国家制造业现代化程度的核心标志，实现加工机床及生产过程数控化，已经成为当今制造业的发展方向。 本论文主要介绍数控机床的定义，数控机床初学者的要求，机床加工前的准备工作，数控机床的程序指令，数控机床对刀操作方法，数控机床的工作原理和结构，加工特点，机床加工几何精度要求，数控机床的优点和缺点，数控机床与计算机实现自动技术，机床维修和生产安全要求。目 录摘 要I目 录II一、数控技术的概念与特点1二、数控机床加工前的准备要求22.1数控技术常用术语大全4 2.2数控机床工作原理和结构简介72.3数控机床加工特点8 2.4数控车床是怎样操作的10三、数控机床产生几何误差的因素14 3.1 普遍认为数控机床的几何误差由以下几方面原因引起14 3.2几何误差补偿技术15四、计算机数控系统16 5、 数控机床的分类与发展18 5.1数控机床分类18 5.2数控机床发展 19六、数控机床维修中应注意的事项 20七、数控加工安全规则21结 论22致 谢23参 考 文 献24一、数控加工技术概念与特点简单的说就是利用数字化控制系统在加工机床上完成整个零件的加工。这一类的机床称为数控机床。这是一种现代化的加工手段。同时数控加工技术也成为一个国家制造业发展的标志。利用数控加工技术可以完成很多以前不能完成的曲面零件的加工，而且加工的准确性和精度都可以得到很好的保证。总体上说，和传统的机械加工手段相比数控加工技术具有以下特点（既有优缺点）： （1） 数控机床优点 1、加工效率高。 利用数字化的控制手段可以加工复杂的曲面。而加工过程是由计算机控制，所以零件的互换性强，加工的速度快。 2、加工精度高。 同传统的加工设备相比，数控系统优化了传动装置,提高分辨率,减少了人为误差，因此加工的效率可以得到很大的提高。 3、劳动强度低。 由于采用了自动控制方式，也就是说加工的全部过程是由数控系统完成，不像传统加工手段那样烦琐，操作者在数控机床工作时，只需要监视设备的运行状态。所以劳动强度很低。 4、适应能力强。 数控加工系统就像计算机一样，可以通过调整部分参数达到修改或改变其运作方式，因此加工的范围可以得到很大的扩展。 5、工作环境好。 数控加工机床是机械控制、强电控制、弱电控制为一体高科技产物，对机床的运行温度、湿度及环境都有较高的要求。 (二)数控机床的缺点 数控机床的主要缺点如下：价格较高，设备首次投资大；对操作、维修人员的技术要求较高；加工复杂形状的零件时,手工编程的工作量大。 二、数控机床零件加工前的准备要求1. 机床位置环境要求 机床的位置应远离振源、应避免阳光直接照射和热辐射的影响，避免潮湿和气流的影响。如机床附近有振源，则机床四周应设置防振沟。否则将直接影响机床的加工精度及稳定性，将使电子元件接触不良，发生故障，影响机床的可靠性。 2. 电源要求 一般数控车床安装在机加工车间，不仅环境温度变化大，使用条件差，而且各种机电设备多，致使电网波动大。因此，安装数控车床的位置，需要电源电压有严格控制。电源电压波动必须在允许范围内，并且保持相对稳定。否则会影响数控系统的正常工作。 3. 温度条件 数控车床的环境温度低于30摄氏度，相对温度小于80%。一般来说，数控电控箱内部设有排风扇或冷风机，以保持电子元件，特别是中央处理器工作温度恒定或温度差变化很小。过高的温度和湿度将导致控制系统元件寿命降低，并导致故障增多。温度和湿度的增高，灰尘增多会在集成电路板产生粘结，并导致短路。 4. 按说明书的规定使用机床 用户在使用机床时，不允许随意改变控制系统内制造厂设定的参数。这些参数的设定直接关系到机床各部件动态特征。只有间隙补偿参数数值可根据实际情况予以调整。 用户不能随意更换机床附件，如使用超出说明书规定的液压卡盘。制造厂在设置附件时，充分考虑各项环节参数的匹配。盲目更换造成各项环节参数的不匹配，甚至造成估计不到的事故。 使用液压卡盘、液压刀架、液压尾座、液压油缸的压力，都应在许用应力范围内，不允许任意提高。 数控车削的工艺与工装 数控车床加工的工艺与普通车床的加工工艺类似，但由于数控车床是一次装夹，连续自动加工完成所有车削工序，因而应注意以下几个方面。 1. 合理选择切削用量 对于高效率的金属切削加工来说，被加工材料、切削工具、切削条件是三大要素。这些决定着加工时间、刀具寿命和加工质量。经济有效的加工方式必然是合理的选择了切削条件。 2. 合理选择刀具 1) 粗车时，要选强度高、耐用度好的刀具，以便满足粗车时大背吃刀量、大进给量的要求。 2) 精车时，要选精度高、耐用度好的刀具，以保证加工精度的要求。 3) 为减少换刀时间和方便对刀，应尽量采用机夹刀和机夹刀片。 3. 合理选择夹具 1) 尽量选用通用夹具装夹工件，避免采用专用夹具； 2) 零件定位基准重合，以减少定位误差。 4. 确定加工路线 加工路线是指数控机床加工过程中，刀具相对零件的运动轨迹和方向。 1) 应能保证加工精度和表面粗糙要求； 2) 应尽量缩短加工路线，减少刀具空行程时间。 5. 加工路线与加工余量的联系 目前，在数控车床还未达到普及使用的条件下，一般应把毛坯上过多的余量，特别是含有锻、铸硬皮层的余量安排在普通车床上加工。如必须用数控车床加工时，则需注意程序的灵活安排。 6. 夹具安装要点 目前液压卡盘和液压夹紧油缸的连接是靠拉杆实现的，如图1。液压卡盘夹紧要点如下：首先用扳手卸下液压油缸上的螺帽，卸下拉管，并从主轴后端抽出，再用搬手卸下卡盘固定螺钉，即可卸下卡盘。 刀具上的 修光刃 指的是在刀具刀刃后面副偏角方向磨出的一小段与刀尖平行的刀刃 主要用于刀刃切削后进行一次二次切削 相当于精加工过程 去处毛刺等伤痕 目的是提高工件的表面粗糙度 多应用于进行精加工的刀具上 2.1、数控技术常用术语大全所选用的数控术语主要参考国际标准ISO 2806和中华人民共和国国家标准GB 81291987 以及近年新出现的一些数控词汇1）计算机数值控制 （Computerized Numerical Control, CNC） 用计算机控制加工功能，实现数值控制。2）轴（Axis）机床的部件可以沿着其作直线移动或回转运动的基准方向。3）机床坐标系（ Machine Coordinate Systern ）固定于机床上，以机床零点为基准的笛卡尔坐标系。4）机床坐标原点（ Machine Coordinate Origin ）机床坐标系的原点。5）工件坐标系（ Workpiece Coordinate System ）固定于工件上的笛卡尔坐标系。6）工件坐标原点（ Wrok-piexe Coordinate Origin）工件坐标系原点。7）机床零点（ Machine zero ）由机床制造商规定的机床原点。8）参考位置（ Reference Position ）机床启动用的沿着坐标轴上的一个固定点，它可以用机床坐标原点为参考基准。9）绝对尺寸（Absolute Dimension)绝对坐标值（Absolute Coordinates）距一坐标系原点的直线距离或角度。10）增量尺寸（ Incremental Dimension ) 增量坐标值（Incremental Coordinates）在一序列点的增量中，各点距前一点的距离或角度值。11）最小输人增量（Least Input Increment） 在加工程序中可以输人的最小增量单位。12）命令增量（Least command Increment）从数值控制装置发出的命令坐标轴移动的最小增量单位。13）插补 （InterPolation）在所需的路径或轮廓线上的两个已知点间根据某一数学函数（例如：直线，圆弧或高阶函数）确定其多个中间点的位置坐标值的运算过程。14）直线插补（Llne Interpolation）这是一种插补方式，在此方式中，两点间的插补沿着直线的点群来逼近，沿此直线控制刀具的运动。15）圆弧插补（Circula : Interpolation）这是一种插补方式，在此方式中，根据两端点间的插补数字信息，计算出逼近实际圆弧的点群，控制刀具沿这些点运动，加工出圆弧曲线。16）顺时针圆弧（Clockwise Arc）刀具参考点围绕轨迹中心，按负角度方向旋转所形成的轨迹方向旋转所形成的轨迹17）逆时针圆弧（Counterclockwise Arc）刀具参考点围绕轨迹中心，按正角度方向旋转所形成的轨迹。18）手工零件编程（Manual Part Prograrnmiog）手工进行零件加工程序的编制。19）计算机零件编程（Cornputer Part prograrnrnlng）用计算机和适当的通用处理程序以及后置处理程序准备零件程序得到加工程序。20）绝对编程（Absolute Prograrnming）用表示绝对尺寸的控制字进行编程。21）增量编程（Increment programming）用表示增量尺寸的控制字进行编程。22）宇符（Character）用于表示组织或控制数据的一组元素符号。23）控制字符（Control Character）出现于特定的信息文本中，表示某一控制功能的字符。24）地址（Address）一个控制字开始的字符或一组字符，用以辨认其后的数据。25）程序段格式（Block Format）字、字符和数据在一个程序段中的安排。26）指令码（Instruction Code) /机器码（Machine Code）计算机指令代码，机器语言，用来表示指令集中的指令的代码。27）程序号（Program Number）以号码识别加工程序时，在每一程序的前端指定的编号 .28）程序名（Prograo Name）以名称识别加工程序时，为每一程序指定的名称。29）指令方式（Command Mode）指令的工作方式。30）程序段（Block）程序中为了实现某种操作的一组指令的集合31）零件程序（P art Program）在自动加工中，为了使自动操作有效按某种语言或某种格式书写的顺序指令集。零件程序是写在输人介质上的加工程序，也可以是为计算机准备的输人，经处理后得到加工程序。32）加工程序（Machine Program）在自动加工控制系统中，按自动控制语言和格式书写的顺序指令集。这些指令记录在适当的输人介质上，完全能实现直接的操作。33）程序结束（End of Program）指出工件加工结束的辅助功能34）数据结束（End of Data）程序段的所有命令执行完后，使主轴功能和其他功能（例如冷却功能）均被删除的辅助功能。35）程序暂停（Progrom Stop）程序段的所有命令执行完后，删除主轴功能和其他功能，并终止其后的数据处理的辅助功能.36）准备功能（Preparatory Functton）使机床或控制系统建立加工功能方式的命令37）辅助功能（MiscellaneouS Function）控制机床或系统的开关功能的一种命令。38）刀具功能（Tool Funetion）依据相应的格式规范，识别或调人刀具。39）进给功能（Feed Function）定义进给速度技术规范的命令。40）主轴速度功能（Spindle Speed Function）定义主轴速度技术规范的命令。41）进给保持（Feed Hold）在加工程序执行期问，暂时中断进给的功能。42）刀具轨迹（Tool Path）切削刀具上规定点所走过的轨迹。43）零点偏置（Zero Offset）数控系统的一种特征它容许数控测量系统的原点在指定范围内相对于机床零点移动，但其永久零点则存在数控系统中。44）刀具偏置（Tool Offset）在一个加工程序的全部或指定部分，施加于机床坐标轴上的相对位移该轴的位移方向由偏置值的正负来确定.45）刀具长度偏置（Tool Length Offset）在刀具长度方向卜的偏晋46）刀具半径偏置（Tool Radlus OffseO）刀具在两个坐标方向的刀具偏置。47）刀具半径补偿（Cutter Compensation）垂直于刀具轨迹的位移，用来修正实际的刀具半径与编程的刀具半径的差异48）刀具轨迹进给速度（Tool Path Feedrate）刀具上的基准点沿着刀具轨迹相对于工件移动时的速度，其单位通常用每分钟或每转的移动量来表示。49）固定循环（Fixed Cycle , Canned Cycle）预先设定的一些操作命令，根据这些操作命令使机床坐标轴运动，主轴工作，从而完成固定的加工动作。例如，钻孔、铿削、攻丝以及这些加工的复合动作。50）子程序（Subprogram）加工程序的一部分，子程序可由适当的加工控制命令调用而生效51）工序单（Planning sheet）在编制零件的加工工序前为其准备的零件加工过程表。52）执行程序（Executlve Program）在 CNC 系统中，建立运行能力的指令集合53）倍率（Override）使操作者在加工期间能够修改速度的编程值（例如，进给率、主轴转速等）的手工控制功能。54）伺服机构（Servo-Mwchanisnt）这是一种伺服系统，其中被控量为机械位置或机械位置对时间的导数.55）误差（Error）计算值、观察值或实际值与真值、给定值或理论值之差56）分辨率（Resolution）两个相邻的离散量之间可以分辨的最小间隔2.2、数控机床工作原理和结构简介1. 数控机床工作原理按照零件加工的技术要求和工艺要求，编写零件的加工程序，然后将加工程序输入到数控装置，通过数控装置控制机床的主轴运动、进给运动、更换刀具，以及工件的夹紧与松开，冷却、润滑泵的开与关，使刀具、工件和其它辅助装置严格按照加工程序规定的顺序、轨迹和参数进行工作，从而加工出符合图纸要求的零件。2. 数控机床结构数控机床主要由控制介质、数控装置、伺服系统和机床本体四个部分组成。数控机床的加工过程 1）控制介质 控制介质以指令的形式记载各种加工信息，如零件加工的工艺过程、工艺参数和刀具运动等，将这些信息输入到数控装置，控制数控机床对零件切削加工。 2）数控装置 数控装置是数控机床的核心，其功能是接受输入的加工信息，经过数控装置的系统软件和逻辑电路进行译码、运算和逻辑处理，向伺服系统发出相应的脉冲，并通过伺服系统控制机床运动部件按加工程序指令运动。 3）伺服系统 伺服系统由伺服电机和伺服驱动装置组成，通常所说数控系统是指数控装置与伺服系统的集成，因此说伺服系统是数控系统的执行系统。数控装置发出的速度和位移指令控制执行部件按进给速度和进给方向位移。每个进给运动的执行部件都配备一套伺服系统，有的伺服系统还有位置测量装置，直接或间接测量执行部件的实际位移量，并反馈给数控装置，对加工的误差进行补偿。 4）机床本体 数控机床的本体与普通机床基本类似，不同之处是数控机床结构简单、刚性好，传动系统采用滚珠丝杠代替普通机床的丝杠和齿条传动，主轴变速系统了齿轮箱，普遍采用变频调速和伺服控制。 2.3、数控机床加工特点数控机床已越来越多的应用于现代制造业，并发挥出普通机床无法比拟的优势，数控机床主要有以下几特点： 1.传动链短，与普通机床相比主轴驱动不再是电机皮带齿轮副机构变速，而是采用横向和纵向进给分别由两台伺服电机驱动运动完成，不再使用挂轮、离合器等传统部件，传动链大大缩短。 2.刚性高，为了与数控系统的高精度相匹配，数控机床的刚性高，以便适应高精度的加工要求。 3.轻拖动，刀架（工作台）移动采用滚珠丝杠副，摩擦小，移动轻便。丝杠两端的支承式专用轴承，其压力角比普通轴承大，在出厂时便选配好；数控机床的润滑部分采用油雾自动润滑，这些措施都使得数控机床移动轻便。二、数控机床加工特点 1.自动化程度高，可以减轻操作者的体力劳动强度。数控加工过程是按输入的程序自动完成的，操作者只需起始对刀、装卸工件、更换刀具，在加工过程中， 主要是观察和监督机床运行。但是，由于数控机床的技术含量高，操作者的脑力劳动相应提高。 2.加工零件精度高、质量稳定。数控机床的定位精度和重复定位精度都很高，较容易保证一批零件尺寸的一致性，只要工艺设计和程序正确合理，加之精心操作，就可以保证零件获得较高的加工精度，也便于对加工过程实行质量控制。 3.生产效率高。数控机床加工是能再一次装夹中加工多个加工表面，一般只检测首件，所以可以省区普通机床加工时的不少中间工序，如划线、尺寸检测等，减少了辅助时间，而且由于数控加工出的零件质量稳定，为后续工序带来方便，其综合效率明显提高。 4.便于新产品研制和改型。数控加工一般不需要很多复杂的工艺装备，通过编制加工程序就可把形状复杂和精度要求较高的零件加工出来，当产品改型，更改设计时，只要改变程序，而不需要重新设计工装。所以，数控加工能大大缩短产品研制周期，为新产品的研制开发、产品的改进、改型提供了捷径。 5.可向更高级的制造系统发展。数控机床及其加工技术是计算机辅助制造的基础。 6.初始投资较大。这是由于数控机床设备费用高，首次加工准备周期较长，维修成本高等因素造成。 7.维修要求高。数控机床是技术密集型的机电一体化的典型产品，需要维修人员既懂机械，又要懂微电子维修方面的知识，同时还要配备较好的维修装备。 三、适合数控机床加工的零件 1.最适合多品种中小批量零件。随着数控机床制造成本的逐步下降，现在不管是国内还是国外，加工大批量零件的情况也已经出现。加工很小批量和单件生产时，如能缩短程序的调试时间和工装的准备时间也是可以选用的。 2.精度要求高的零件。有于数控机床的刚性好，制造精度高，对刀精确，能方便的进行尺寸补偿，所以能加工尺寸精度要求高的零件。 3.表面粗糙度值小的零件。在工件和刀具的材料、精加工余量及刀具角度一定的情况下，表面粗糙度取决于切削速度和进给速度。普通机床是恒定转速，直径不同切削速度就不同，像数控车床具有恒线速切削功能，车端面、不同直径外圆时可以用相同的线速度，保证表面粗糙度值既小且一致。在加工表面粗糙度不同的表面时，粗糙度小的表面选用小的进给速度，粗糙度大的表面选用大些的进给速度，可变性很好，这点在普通机床很难做到。 4.轮廓形状复杂的零件。任意平面曲线都可以用直线或圆弧来逼近，数控机床具有圆弧插补功能，可以加工各种复杂轮廓的零件。 四、数控机床的管理使用 数控机床的使用好坏既需要操作者的精心使用，又必须依靠科学的管理，完善的管理制度、科学的生产模式是提高生产效率的有效手段。 1.建立健全完善的管理制度，有效控制、监督数控机床相关人员的工作，使机床的操作、运行全过程受控。 2.加强技术人员、技术工人管理人员的培训。数控加工的培训是一向长期的工作，是一个不断提高的过程。通过培训工艺人员可以编制更加简化的数控加工工艺、简化程序、缩短加工时间；技术工人可以提高操作技能；管理人员可以更加了解数控设备的特点、过程控制，以现代生产管理理念实施管理。 3.科学组织生产。改进停工待料，生产能力不平衡问题，提高数控机床的开工率，合理安排生产节拍，合理分配生产任务。利用零件加工的相似性，将待加工零件进行分类，从而在工艺编制、生产计划及调度中合理安排，提高设备生产能力的平衡度。科学的生产批次将极大限度的降低机床调整时间比例、工装准备时间比例，可提高批量效率。 4.为了发挥数控机床的价值，操作者必须正确的掌握数控机床操作原则。按机床操作规程正确操作机床；按工艺和程序要求加工零件；加工前协调零件、刀具、压板等尺寸避免干涉和碰撞；提高技术素质，减少装刀、找正等非加工时间；正确维护保养各种辅具确保精度可靠。2.4、数控车床是怎样操作的1. 手工编程操作 将编制的加工程序输入数控系统，具体的操作方法是：先通过机械操作面板启动数控机床，接着由CRT/MDI面板输入加工程序，然后运行加工程序。 1）启动数控机床操作 机床启动按钮ON 程序锁定按钮OFF 2）编辑操作 选择MDI方式或EDIT方式 按（PRGRM）健 输入程序名键入程序地址符、程序号字符后按（INSRT）键。 键入程序段 键入程序段号、操作指令代码后按（INPUT）键。 3）运行程序操作 程序锁定按钮ON 选择自动循环方式 2. 调用程序操作 调用已储存在数控系统中的加工程序，具体的操作方法先通过机械操作面板启动数控机床，接着调用系统内的加工程序，然后运行程序。 1）启动数控机床操作 机床启动按钮ON 程序锁定按钮OFF 2）调用程序操作 选择MDI方式或EDIT方式 按（PRGRM）键 调用程序键入程序地址符、程序号字符后按（INPUT）键。 3）运行程序操作 程序锁定按钮ON 选择自动循环方式 按自动循环按钮 3. 数控车床对刀操作 数控车床对刀方法有三种：试切削对刀法、机械对刀法和光学对刀法。1 数控车床对刀方法试切削对刀法对刀原理 假设刀架在外圆刀所处位置换上切割刀，虽然刀架没有移动，刀具的坐标位置也没有发生变化，但两把刀尖不在同一位置上，如果不消除这种换刀后产生的刀尖位置误差，势必造成换刀后的切削加工误差。 2 数控车床对刀原理换刀后刀尖位置误差的计算：X=X1-X2 Z=Z1-Z2 根据对刀原理，数控系统记录了换刀后产生的刀尖位置误差X、Z，如果用刀具位置补偿的方法确定换刀后的刀尖坐标位置，这样能保证刀具对工件的切削加工精度。 基准刀对刀操作 用外圆车刀切削工件端面，向数控系统输入刀尖位置的Z坐标。 用外圆车刀切削工件外圆，测量工件的外圆直径，向数控系统输入该工件的外圆直径测量值，即刀尖位置的X坐标。 3 基准刀对刀操作 一般刀对刀操作 用切割刀的刀尖对准工件端面和侧母线的交点，向数控系统输入切割刀刀尖所在位置的Z坐标和X坐标。这样，数控系统记录了两把刀尖在同一位置上的不同坐标值，计算出换刀后一般刀与基准刀的刀尖位置偏差，并通过数控系统刀具位置偏差补偿来消除换刀后的刀尖位置偏差。 4 对刀操作 刀位偏置值的修改与应用 如果车削工件外圆后，工件的外圆直径大了0.30mm。对此，我们可不用修改程序，而通过修改刀位偏置值来解决，即在X方向把刀具位置的偏置值减小0.30mm，这样 方便地解决了切削加工中产生的加工误差。 三、数控机床产生几何误差的因素 3.1 、普遍认为数控机床的几何误差由以下几方面原因引起 1.1 机床的原始制造误差 是指由组成机床各部件工作表面的几何形状、表面质量、相互之间的位置误差所引起的机床运动误差,是数控机床几何误差产生的主要原因。 1.2 机床的控制系统误差 包括机床轴系的伺服误差(轮廓跟随误差),数控插补算法误差。 1.3 热变形误差 由于机床的内部热源和环境热扰动导致机床的结构热变形而产生的误差。 1.4切削负荷造成工艺系统变形所导致的误差 包括机床、刀具、工件和夹具变形所导致的误差。这种误差又称为“让刀”,它造成加工零件的形状畸变,尤其当加工薄壁工件或使用细长刀具时,这一误差更为严重。 1.5 机床的振动误差 在切削加工时,数控机床由于工艺的柔性和工序的多变,其运行状态有更大的可能性落入不稳定区域,从而激起强烈的颤振。导致加工工件的表面质量恶化和几何形状误差。 1.6 检测系统的测试误差 包括以下几个方面: (1)由于测量传感器的制造误差及其在机床上的安装误差引起的测量传感器反馈系统本身的误差; (2)由于机床零件和机构误差以及在使用中的变形导致测量传感器出现的误差。 1.7 外界干扰误差 由于环境和运行工况的变化所引起的随机误差。 1.8 其它误差 如编程和操作错误带来的误差。 上面的误差可按照误差的特点和性质,归为两大类:即系统误差和随机误差。 数控机床的系统误差是机床本身固有的误差,具有可重复性。数控机床的几何误差是其主要组成部分,也具有可重复性。利用该特性,可对其进行“离线测量”,可采用“离线检测开环补偿”的技术来加以修正和补偿,使其减小,达到机床精度强化的目的。 随机误差具有随机性,必须采用“在线检测闭环补偿”的方法来消除随机误差对机床加工精度的影响,该方法对测量仪器、测量环境要求严格,难于推广。3.2、几何误差补偿技术 针对误差的不同类型,实施误差补偿可分为两大类。随机误差补偿要求“在线测量”,把误差检测装置直接安装在机床上,在机床工作的同时,实时地测出相应位置的误差值,用此误差值实时的对加工指令进行修正。随机误差补偿对机床的误差性质没有要求,能够同时对机床的随机误差和系统误差进行补偿。但需要一整套完整的高精度测量装置和其它相关的设备,成本太高,经济效益不好。 进行了温度的在线测量和补偿,未能达到实际应用。系统误差补偿是用相应的仪器预先对机床进行检测,即通过“离线测量”得到机床工作空间指令位置的误差值,把它们作为机床坐标的函数。机床工作时,根据加工点的坐标,调出相应的误差值以进行修正。要求机床的稳定性要好,保证机床误差的确定性,以便于修正,经补偿后的机床精度取决于机床的重复性和环境条件变化。数控机床在正常情况下,重复精度远高于其空间综合误差,故系统误差的补偿可有效的提高机床的精度,甚至可以提高机床的精度等级。 四、计算机数控系统数字控制（Numerical Control NC）是一种借助数字、字符或其它符号对某一工作过程（如加工、测量、装配等）进行可编程控制的自动化方法。 数控技术（Numerical Control Technology）采用数字控制的方法对某一工作过程实现自动控制的技术。数控机床（Numerical Control Machine Tools） 是采用数字控制技术对机床的加工过程进行自动控制的一类机床。它数控技术典型应用的例子。数控系统（Numerical Control System）实现数字控制的装置。计算机数控系统（Computer Numerical Control CNC ）以计算机为核心的数控系统。 数控机床以其精度高、效率高、能适应小批量多品种复杂零件的加工等优点，在机械加工中得到日益广泛的应用。概括起来，数控机床的加工有以下几方面的优点。（1）适应性强。适应性即所谓的柔性，是指数控机床随生产对象变化而变化的适应能力。在数控机床上改变加工零件时，只需重新编制程序，输入新的程序后就能实现对新的零件的加工；而不需改变机械部分和控制部分的硬件，且生产过程是自动完成的。这就为复杂结构零件的单件、小批量生产以及试制新产品提供了极大的方便。适应性强是数控机床最突出的优点，也是数控机床得以生产和迅速发展的主要原因。（2）精度高，质量稳定。数控机床是按数字形式给出的指令进行加工的，一般情况下工作过程不需要人工干预，这就消除了操作者人为产生的误差。在设计制造数控机床时，采取了许多措施，使数控机床的机械部分达到了较高的精度和刚度。数控机床工作台的移动当量普遍达到了0.010.0001mm，而且进给传动链的反向间隙与丝杠螺距误差等均可由数控装置进行补偿，高 档数控机床采用光栅尺进行工作台移动的闭环控制。数控机床的加工精度由过去的0.01 mm提高到0.005mm甚至更高。定位精度九十年代初中期已达到0.002mm0.005mm。此外，数控机床的传动系统与机床结构都具有很高的刚度和热稳定性。通过补偿技术，数控机床可获得比本身精度更高的加工精度。尤其提高了同一批零件生产的一致性，产品合格率高，加工质量稳定。（3）生产效率高。零件加工所需的时间主要包括机动时间和辅助时间两部分。数控机床主轴的转速和进给量的变化范围比普通机床大，因此数控机床每一道工序都可选用最有利的切削用量。由于数控机床结构刚性好，因此允许进行大切削用量的强力切削，这就提高了数控机床的切削效率，节省了机动时间。数控机床的移动部件空行程运动速度快，工件装夹时间短，刀具可自动更换，辅助时间比一般机床大为减少。数控机床更换被加工零件时几乎不需要重新调整机床，节省了零件安装调整时间。数控机床加工质量稳定，一般只作首件检验和工序间关键尺寸的抽样检验，因此节省了停机检验时间。在加工中心机床上加工时，一台机床实现了多道工序的连续加工，生产效率的提高更为显著。（4）能实现复杂的运动。普通机床难以实现或无法实现轨迹为三次以上的曲线或曲面的运动，如螺旋桨、汽轮机叶片之类的空间曲面；而数控机床则可实现几乎是任意轨迹的运动和加工任何形状的空间曲面，适应于复杂异形零件的加工。（5）良好的经济效益。数控机床虽然设备昂贵，加工时分摊到每个零件上的设备折旧费较高。但在单件、小批量生产的情况下，使用数控机床加工可节省划线工时，减少调整、加工和检验时间，节省直接生产费用。数控机床加工零件一般不需制作专用夹具，节省了工艺装备费用。数控机床加工精度稳定，减少了废品率，使生产成本进一步下降。此外，数控机床可实现一机多用，节省厂房面积和建厂投资。因此使用数控机床可获得良好的经济效益。（6）有利于生产管理的现代化。数控机床使用数字信息与标准代码处理、传递信息，特别是在数控机床上使用计算机控制，为计算机辅助设计、制造以及管理一体化奠定了基础。5、 数控机床加工的分类与发展5.1、数控机床的分类统数控机床的种类很多，主要分类如下： 按工艺用途分类。按工艺用途，数控机床可分类如下。普通数控机床：这种分类方式与普通机床分类方法一样，铣床、数控锚床、数控钻床、数控磨床、数控齿轮加工机床等。加工中心机床：数控加工中心是在普通数控机床上加装一个刀库和自动换刀装置而构成的数控机床，它可在一次装夹后进行多种工序加工。 按运动方式分类。按运动方式，数控机床可分类如下：点位控制数控机床。数控系统只控制刀具从要有数控钻床、数控坐标锤床、数控冲剪床等。直线控制数控机床：数控系统除了控制点与点之间的准确位置以外，还要保证两点之间移动的轨迹是一条直线，而且对移动的速度也要进行控制。这类机床主要有简易数控车床、数控销、铣床等。轮廓控制数控机床：数控系统能对两个或两个以上运动坐标的位移及速度进行连续相关的控制，使合成的运动轨迹能满足加工的要求。这类机床主要有数控车床、数控铣床等。 按伺服系统的控制方式分类。按伺服系统的控制方式，数控机床可分类如下。开环控制系统的数控机床。闭环控制系统的数控机床。半闭环控制系统的数控机床。 按数控系统的功能水平分类。技功能水平分类，数控系统可分类如下。经济性数控机床。经济性数控机床大多指采用开环控制系统的数控机床价格便宜，适用于自动化程度要求不高的场合。中档数控机床。这类数控机床功能较全，价格适中，应用较广。高档数控机床。这类数控机床功能齐全，价格较贵。5.2、数控机床的技术发展 机械设备最早的控制装置是手动控制器。目前，继电器接触器控制仍然是我国机械设备最基本的电气控制形式之一。到了20世纪奶年代至50年代，出现了交磁放大机电动机控制，这是一种闭环反馈系统，系统的控制精度和快速性都有了提高。20世纪60年代出现了晶体管晶闸管控制，由晶闸管供电的直流调速系统和交流调速系统不仅调运性能大为改善，而且减少了机械设备和占地面积，耗电少，效率局，完全取代了交磁放大机电动机控制系统。 在20世纪的60年代出现丁一种能够根据需要方便地改变控制程序，结构简单、价格低廉的自动化装置顺序控制器。随着大规模集成电路和微处理器技术的发展及应用，在20世纪70年代出现了一种以微处理器为核心的新型工业控制器可编程序控制器。这种器件完全能够适应恶劣的工业环境，由于它具备了计算机控制和继电器控制系统两方面的优点，故目前已作为一种标准化通用设备普通应用于工业控制。 随着计算机技术的迅速发展，数控机床的应用日益广泛，井进一步推动了数控系统的发展，产生了自动编程系统、计算机数控系统、计算机群控系统和天性制造系统。计算机集成制造系统及计算机辅助设计、制造一体化是机械制造一体化的高级阶段，可实现产品从设计到制造的全部自动化。 综上所述，机械设备控制技术的产生，并不是孤立的，而是各种技术相互渗透的结果。它代表了正在形成中的新一代的生产技术，已显示出并将越来越显示出强大的威力。 生产技术的发展对产品性能要求越来越高，产品改型频繁，采用多品种小批量生产方式的企业越来越多，这就要求数控机床向高速化、高招度化、复合化、系统化、智能化发展。 六、数控机床维修注意事项1数控机床维修中应注意的事项;(1)从整机上取出某块线路板时，应注意记录其相对应的位置，连接的电缆号，对于固定安装的线路板，还应按前后取下相应的压接部件及螺钉作记录。拆卸下的压件及螺钉应放在专门的盒内，以免丢失，装配后，盒内的东西应全部用上，否则装配不完整。 (2)电烙铁应放在顺手的前方，远离维修线路板。烙铁头应作适当的修整，以适应集成电路的焊接，并避免焊接时碰伤别的元器件。 (3)测量线路间的阻值时，应断电源，测阻值时应红黑表笔互换测量两次，以阻值大的为参考值。 (4)线路板上大多刷有阻焊膜，因此测量时应找到相应的焊点作为测试点，不要铲除焊膜，有的板子全部刷有绝缘层，则只有在焊点处用刀片刮开绝缘层。 (5)不应随意切断印刷线路。有的维修人员具有一定的家电维修经验，习惯断线检查，但数控设备上的线路板大多是双面金属孔板或多层孔化板，印刷线路细而密，一旦切断不易焊接，且切线时易切断相邻的线，再则有的点，在切断某一根线时，并不能使其和线路脱离，需要同时切断几根线才行。(6)不应随意拆换元器件。有的维修人员在没有确定故障元件的情况下只是凭感觉那一个元件坏了，就立即拆换，这样误判率较高，拆下的元件人为损坏率也较高。进口泵 阀门 (7)拆卸元件时应使用吸锡器及吸锡绳，切忌硬取。同一焊盘不应长时间加热及重复拆卸，以免损坏焊盘。 (8)更换新的器件，其引脚应作适当的处理，焊接中不应使用酸性焊油。(9)记录线路上的开关，跳线位置，不应随意改变。进行两极以上的对照检查时，或互换元器件时注意标记各板上的元件，以免错乱，致使好板亦不能工作。 (10)查清线路板的电源配置及种类，根据检查的需要，可分别供电或全部供电。应注意高压，有的线路板直接接入高压，或板内有高压发生器，需适当绝缘，操作时应特别注意。七、数控加工安全规则1 、进入车间实习时，要穿好工作服，大袖口要扎紧，衬衫要系入裤内。不得穿凉鞋、拖鞋、高跟鞋、背心、裙子和戴围巾进入车间。注意：不允许戴手套操作机床； 2 、注意不要移动或损坏安装在机床上的警告标牌； 3 、注意不要在机床周围放置障碍物，工作空间应足够大； 4 、某一项工作如需要俩人或多人共同完成时，应注意相互间的协调一致； 5 、不允许采用压缩空气清洗机床、电气柜及 NC 单元； 6 、应在指定的机床或计算机上进行操作。未经允许，其它机床设备、工具或电器开关等均不得乱动。 结论通过我这几年的数控专业的学习，了解了我国的机械工业发展取得的辉煌的成就。但和发达国家相比还有一段距离，我在大学四年的系统我已经基本掌握了数控专业技能，能过自己独立操作，工艺分析和工艺编程。也可以对机床电器做最基本的电路分析和机床的故障排查等，一个高职大学生应具备的专业技能素质，系统学习了机械制造、机械制图、电子电工、机械CAD、数控原理与结构，数控编程等专业课程。我希望自己在以后的工作中锻炼自己，检验自己的掌握程度。这次设计就达到了这样的目的，使自己更了解数控机床，对它的结构系统等有了更进一步的掌握，使自己的理论水平和实际操作水平更上一层楼。 致谢非常感谢校领导和教员，给咱们创造了一个学习的时机，让我在毕业的最后一段时间里学到了很多常识, 本次的预设是五年来学习过程当中涵盖面最广的一次预设，它不仅体现了咱们对预设思虑，更重要的是对咱们五年来所学常识应用到了实践，使我晓得了在今后过程当中的一般步骤和要领，这几个月紧张的毕业预设,使我在理论和下手能力上都有了进一步的提高。此次毕业预设的顺利完成离不开指导教员的大力撑持,在这里，我特别要感谢我的指导教员，是他将最新的毕业预设信息报信给咱们，并且在本身紧张的工作中，还只管即便抽出时间体贴咱们的预设进度环境，督促咱们抓紧学习。在全般预设中，用到了以前所学的常识，最开始高老师就教给了咱们碰到问题，如何去分析问题、处理完成问题的要领，使咱们得益非浅，从确定预设题目迄今完成毕业预设论文的过程当中，尤其是在课题预设的前期筹办工作和预设的过程当中，高老师提出了许许多多宝贵的预设意见，在短暂的相处时间里，渊博的常识、敏感的思路和脚结壮地的工作风纪给我留下了深刻的印象，这也将对我不长的工作，起到很大的鼓舞效用，将使得我终身得益，谨此向高老师抒发我发自内心的感谢和崇高的敬意！ 在此，我还要感谢机电系所有老师，正是由于他们的鼓励和撑持，才使我不畏坚苦，迎难而上，不断地克服一个又一个的坚苦，直到毕业预设的尘埃落定。此次毕业预设不单单是我对本身所学的常识进行了强化,更重要的是我在此基础上有学到了许多新的常识,对以前不太懂得的、不太理解的也都认识了许多。最后，发自内心感谢西安铁路职业技术学院机电工程系老师多年来的辛劳造就和教诲。 参考文献1胡占齐， 杨莉主编.机床数控技术.北京：机械工业出版社，20022王润孝， 秦现生主编.机床数控原理与系统.西安：西北工业大学出版社，20033卢小平主编.数控加工与编程.西安：电子科技大学出版社，1999袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂