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数控铣床安全心得体会

时间:2015-08-14 12:44

求数控加工实训总结和心得...

总结 “累并快乐着”――用这句话来形容短短4周的机械加工实习再恰当不过。

这次实习带给我们的不仅仅是经验,它还培养了我们吃苦的精神和严谨认真的作风。

此次机械加工实习使我们学到了很多书中无法学到的东西。

它使我们懂得观察生活,勇于探究生活,也为我们多方面去认识和了解生活提供了一个契机。

它是生活的一种动力,促进我们知、情、意、行的形成和协调的发展,帮助自我完善。

有些老师不只教我们机加实习的内容,还教我们如何学习,如何做人,让我们学到了课本上学不到的知识。

机械加工实习有苦也有乐.“天将降大任于斯人也,必先苦其心志,劳其筋骨,饿其体肤,方成大任也

”这句古人的话用来形容我们的机加工实习是再好不过了

经过了数控车、普车、钳工的磨练,我们终于完成了这门让人欢喜让人忧的机械加工实习课程。

我们在实习中充实地度过了,学到了更多的机械加工知识。

通过这次实习让我们明白了我们需要实际学习掌握的技能还很多、很多。

社会需要人才,社会需要的是有能力的人才,需要的是拥有能力的技术人才。

我们只有参加更多的实践,才能保证能胜任单位安排的工作,在社会竞争中能有自己的位置。

机械加工实习对于我们从来没有实际生产经验的学生来说,这不仅是找工作的一项必修课,更是一个挑战、一个机遇。

它让我们切身的感受到作为一名工人的苦与乐,同时检验了自己所学的知识。

机械加工实习更让我深深地体会到人生的意义,实践是真理的检验标准,通过这次实习,我了解到很多工作常识,也得到意志上的锻炼,有辛酸也有快乐,这将是我以后工作中的一笔宝贵的财富,对我以后的工作将有很大的影响 现在想想过去的这段难忘时光,其中滋味,只有亲身经历的人才能体会得到。

通过学习,我们了解了许多机械加工操作的原理和过程,大致掌握了一些操作工艺与方法,还有以前的那些陌生的专业名词现在听来都是那么熟悉亲切

机械加实习给我们带来的那些经验与感想,对于我们每一个人的工作学习生活来说都是一笔价值连城的财富。

对我们来说,机械加工实习是一次很好的学习、锻炼的机会,甚至是我们生活态度的教育的一次机会! 任何理论和知识只有与实习相结合,才能发挥出其作用。

而作为思想可塑性大的我们,不能单纯地依靠书本,还必须到实践中检验、锻炼、创新;去培养科学的精神,良好的品德,高尚的情操,文明的行为,健康的心理和解决问题的能力。

通过这次虽短而充实的实习我懂得了很多。

一起实习的同学也让我受益非浅。

毫无私心的帮助,真诚的相互鼓励加油,一起分担工作的压力,更一起分享成功带来的喜悦,机加实习更象是一个集体活动,拉近我们彼此的距离,填补了曾经存在的距离,集体主义的魅力得到了彻彻底底的展现

大学里连同班同学相处的机会都很少,感谢机加实习给了我们这样一个机会.为期4周的机加实习在金属的回响中落下了大幕,总的来说这次为期4周的实习活动是一次有趣且必将影响我今后学习工作的重要的经验。

老板让我们写每月的工作总结,,我是做数控机床的,在车间里是个小小的组长,但是月工作总结该怎么写啊,

数控专业学习指南————心得体会老师用五轴数控机床加工工件的视频把我带入数控专业学习指南课程的学习。

当时给人的感觉可以用震撼来形容,非常复杂的一个工件只装夹两次就完全加工好了,并且精度、表面粗糙度都很高,这是普通机床无法完成的。

这个视频中机床实现了自动换刀,自动装夹工件,自动走刀,机床主轴、工做台都实现了空间联动,数控机床与普通机床相比它切削速度高、切削时间短、工序循环时间短、工件产生热量少、刀具寿命高、换刀次数少、加工精度高、生产效率高、可以加工具有复杂型面的工件、可以减轻工人劳动强度等,我想这就是数控技术给制造业带来的好处。

视频给了我门直观认识,老师又从什么是数控技术

数控专业前途如何

数控专业人才层次等方面给了我们详细的讲解。

现在,数控技术也叫计算机数控技术,目前它是采用计算机实现数字程序控制的技术。

这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的控制功能。

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,使输入数据的存贮、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.近年来,随着计算机技术的发展,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

总结数控机床中有哪些传感器,分别用来检测什么信号,其工作原理?

数控机床综合械、自动化、计、测量、微电子新技术,使用了多种传感器,本文介绍的是各样的传感器在数控机床上的应用。

1 引 言 由于高精度、高速度、高效率及安全可靠的特点,在制造业技术设备更新中,数控机床正迅速地在企业得到普及。

数控机床是一种装有程序控制系统的自动化机床,能够根据已编好的程序,使机床动作并加工零件。

它综合了机械、自动化、计算机、测量、微电子等最新技术,使用了多种传感器,本文介绍的是各种各样的传感器在数控机床上的应用。

2 传感器简介 传感器是一种能够感受规定的被测量,并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置,其输入信号(被测量)往往是非电量,输出信号常常为易于处理的电量,如电压等。

传感器种类很多,分类标准不一样,叫法也不一样,常见的有电阻传感器、电感式传感器、电容式传感器、温度传感器、压电式传感器、霍尔传感器、热电偶传感器、光电传感器、数字式位置传感器等。

在数控机床上应用的传感器主要有光电编码器、直线光栅、接近开关、温度传感器、霍尔传感器、电流传感器、电压传感器、压力传感器、液位传感器、旋转变压器、感应同步器、速度传感器等,主要用来检测位置、直线位移和角位移、速度、压力、温度等。

3 数控机床对传感器的要求 (1)可靠性高和抗干扰性强; (2)满足精度和速度的要求; (3)使用维护方便,适合机床运行环境; (4)成本低。

不同种类数控机床对传感器的要求也不尽相同,一般来说,大型机床要求速度响应高,中型和高精度数控机床以要求精度为主。

4 位移的检测 位移检测的传感器主要有脉冲编码器、直线光栅、旋转变压器、感应同步器等。

4.1 脉冲编码器的应用 脉冲编码器是一种角位移(转速)传感器,它能够把机械转角变成电脉冲。

脉冲编码器可分为光电式、接触式和电磁式三种,其中,光电式应用比较多。

在图1中,X轴和Z轴端部分别配有光电编码器,用于角位移测量和数字测速,角位移通过丝杠螺距能间接反映拖板或刀架的直线位移。

4.2 直线光栅的应用 直线光栅是利用光的透射和反射现象制作而成,常用于位移测量,分辨力较高,测量精度比光电编码器高,适应于动态测量。

在进给驱动中,光栅尺固定在床身上,其产生的脉冲信号直接反映了拖板的实际位置。

用光栅检测工作台位置的伺服系统是全闭环控制系统。

4.3 旋转变压器的应用 旋转变压器是一种输出电压与角位移量成连续函数关系的感应式微电机。

旋转变压器由定子和转子组成,具体来说,它由一个铁心、两个定子绕组和两个转子绕组组成,其原、副绕组分别放置在定子、转子上,原、副绕组之间的电磁耦合程度与转子的转角有关。

4.4 感应同步器的应用 感应同步器是利用两个平面形绕组的互感随位置不同而变化的原理制成的。

其功能是将角度或直线位移转变成感应电动势的相位或幅值,可用来测量直线或转角位移。

按其结构可分为直线式和旋转式两种。

直线式感应同步器由定尺和滑尺两部分组成,定尺安装在机床床身上,滑尺安装于移动部件上,随工作台一起移动;旋转式感应同步器定子为固定的圆盘,转子为转动的圆盘。

感应同步器具有较高的精度与分辨力、抗干扰能力强、使用寿命长、维护简单、长距离位移测量、工艺性好、成本较低等优点。

直线式感应同步器目前被广泛地应用于大位移静态与动态测量中,例如用于三坐标测量机、程控数控机床、高精度重型机床及加工中心测量装置等。

旋转式感应同步器则被广泛地用于机床和仪器的转台以及各种回转伺服控制系统中。

5 位置的检测 位置传感器可用来检测位置,反映某种状态的开关,和位移传感器不同。

位置传感器有接触式和接近式两种。

5.1 接触式传感器的应用 接触式传感器的触头由两个物体接触挤压而动作,常见的有行程开关、二维矩阵式位置传感器等。

行程开关结构简单、动作可靠、价格低廉。

当某个物体在运动过程中,碰到行程开关时,其内部触头会动作,从而完成控制,如在加工中心的X、Y、Z轴方向两端分别装有行程开关,则可以控制移动范围。

二维矩阵式位置传感器安装于机械手掌内侧,用于检测自身与某个物体的接触位置。

5.2 接近开关的应用 接近开关是指当物体与其接近到设定距离时就可以发出“动作”信号的开关,它无需和物体直接接触。

接近开关有很多种类,主要有自感式、差动变压器式、电涡流式、电容式、干簧管、霍尔式等。

接近开关在数控机床上的应用主要是刀架选刀控制、工作台行程控制、油缸及汽缸活塞行程控制等。

在刀架选刀控制中,如图2所示,从左至右的四个凸轮与接近开关SQ4~SQ1相对应,组成四位二进制编码,每一个编码对应一个刀位,如0110对应6号刀位;接近开关SQ5用于奇偶校验,以减少出错。

刀架每转过一个刀位,就发出一个信号,该信号与数控系统的刀位指令进行比较,当刀架的刀位信号与指令刀位信号相符时,表示选刀完成。

霍尔传感器是利用霍尔现象制成的传感器。

将锗等半导体置于磁场中,在一个方向通以电流时,则在垂直的方向上会出现电位差,这就是霍尔现象。

将小磁体固定在运动部件上,当部件靠近霍尔元件时,便产生霍尔现象,从而判断物体是否到位。

6 速度的检测 速度传感器是一种将速度转变成电信号的传感器,既可以检测直线速度,也可以检测角速度,常用的有测速发电机和脉冲编码器等。

测速发电机具有的特点是:(1)输出电压与转速严格成线性关系;(2)输出电压与转速比的斜率大。

可分成交流和直流两类。

脉冲编码器在经过一个单位角位移时,便产生一个脉冲,配以定时器便可检测出角速度。

在数控机床中,速度传感器一般用于数控系统伺服单元的速度检测。

7 压力的检测 压力传感器是一种将压力转变成电信号的传感器。

根据工作原理,可分为压电式传感器、压阻式传感器和电容式传感器。

它是检测气体、液体、固体等所有物质间作用力能量的总称,也包括测量高于大气压的压力计以及测量低于大气压的真空计。

电容式压力传感器的电容量是由电极面积和两个电极间的距离决定,因灵敏度高、温度稳定性好、压力量程大等特点近来得到了迅速发展。

在数控机床中,可用它对工件夹紧力进行检测,当夹紧力小于设定值时,会导致工件松动,系统发出报警,停止走刀。

另外,还可用压力传感器检测车刀切削力的变化。

再者,它还在润滑系统、液压系统、气压系统被用来检测油路或气路中的压力,当油路或气路中的压力低于设定值时,其触点会动作,将故障信号送给数控系统。

8 温度的检测 温度传感器是一种将温度高低转变成电阻值大小或其它电信号的一种装置。

常见的有以铂、铜为主的热电阻传感器、以半导体材料为主的热敏电阻传感器和热电偶传感器等。

在数控机床上,温度传感器用来检测温度从而进行温度补偿或过热保护。

在加工过程中,电动机的旋转、移动部件的移动、切削等都会产生热量,且温度分布不均匀,造成温差,使数控机床产生热变形,影响零件加工精度,为了避免温度产生的影响,可在数控机床上某些部位装设温度传感器,感受温度信号并转换成电信号送给数控系统,进行温度补偿。

此外,在电动机等需要过热保护的地方,应埋设温度传感器,过热时通过数控系统进行过热报警。

9 刀具磨损的监控 刀具磨损到一定程度会影响到工件的尺寸精度和表面粗糙度,因此,对刀具磨损要进行监控。

当刀具磨损时,机床主轴电动机负荷增大,电动机的电流和电压也会变化,功率随之改变,功率变化可通过霍尔传感器检测。

功率变化到一定程度,数控系统发出报警信号,机车停止运转,此时,应及时进行刀具调整或更换。

10 结束语 以上介绍的传感器在数控机床上的应用是目前的状况,但随着传感器和数控机床的发展,有些传感器将被淘汰,如旋转变压器等,而新的传感器将不断出现,会使数控机床更加完善,自适应更强。

数控车床操作实训心得:在线等800-1000字谢谢

为期 X 周的数控加工实习转眼就结束了,但是带给我的感受却永远的留在了我的心。

总的来说,这次为期两周的实习活动是一次有趣的,且必给了我今后的学习工作上的重要的经验。

在以后的时间里也恐怕不会再有这样的机会去让我们去体验这样的生活,也恐怕难有这样的幸运去体验身边的每一样东西到底是如何制造出来的了。

随着科学的迅猛发展,新技术的广泛应用,会有很多领域是我们未曾接触过的,只有敢于去尝试才能有所突破,有所创新。

就像我们接触到的加工中心、车床,虽然它的危险性很大,但是要求每个同学都要去操作而且要加工出产品,这样就锻炼了大家敢于尝试的勇气。

数控加工实习带给我们的,不全是我们所接触到的那些操作技能,也不仅仅是通过几项工种所要求我们锻炼的几种能力,更多的则需要我们每个人在实习结束后根据自己的情况去感悟,去反思,勤时自勉,有所收获,使这次实习达到了他的真正目的。

我们知道,“数控加工实习”是一门实践性的技术基础课,是高等院校工科学生学习机械制造的基本工艺方法和技术,完成工程基本训练的重要必修课。

它不仅可以让我们获得了机械制造的基础知识,了解了机械制造的一般操作,提高了自己的操作技能和动手能力,而且加强了理论联系实际的锻炼,提高了工程实践能力,培养了工程素质。

对我们来说,数控加工实习是一次很好的学习、锻炼的机会,甚至是我们生活态度的教育的一次机会!在这次实训中,让我体会最深的是理论联系实际,实践是检验真理的唯一标准。

理论知识固然重要,可是无实践的理论就是空谈。

真正做到理论与实践的相结合,将理论真正用到实践中去,才能更好的将自己的才华展现出来。

我以前总以为看书看的明白,也理解就得了,经过这次的实训,我现在终于明白,没有实践所学的东西就不属于你的。

俗话说:“尽信书则不如无书”我们要读好书,而不是读死书。

任何理论和知识只有与实习相结合,才能发挥出其作用。

而作为思想可塑性大的我们,不能单纯地依靠书本,还必须到实践中检验、锻炼、创新;去培养科学的精神,良好的品德,高尚的情操,文明的行为,健康的心理和解决问题的能力。

在这次车床操作过程中,但是由于时间较短,没能熟练的掌握编程。

以后要认真学习,提高编程水平,并加强操作水平的提高。

总之,本次数控实训确实比以前提高了水平,尤其在实际操作方面,遗憾的是时间有些短。

通过本次实训我也发现了自己的不足,主要是操作水平以及实践经验方面有欠缺。

两周的数控实训带给我们的,不全是我们所接触到的那些操作技能,也不仅仅是通过几项工种所要求我们锻炼的几种能力,更多的则需要我们每个人在实训结束后根据自己的情况去感悟,去反思,勤时自勉,有所收获,使这次习实达到了它的真正目的。

试用期工作总结和转正申请,急急急

我是开纵切数控机床的。

这里有范文模板可以参考:,打开就能看到。

希望可以帮到你,望采纳我的回答。

数控专业毕业论文总结怎么写

数控技术和数控装备是制造工业现的重要基础。

这个基础是否牢固直接影响到一个的经济发展和综合国力,关系到一个国家的战略地位。

因此,世界上各工业发达国家均采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业。

在我国,数控技术与装备的发展亦得到了高度重视,近年来取得了相当大的进步。

特别是在通用微机数控领域,以PC平台为基础的国产数控系统,已经走在了世界前列。

但是,我国在数控技术研究和产业发展方面亦存在不少问题,特别是在技术创新能力、商品化进程、市场占有率等方面情况尤为突出。

在新世纪到来时,如何有效解决这些问题,使我国数控领域沿着可持续发展的道路,从整体上全面迈入世界先进行列,使我们在国际竞争中有举足轻重的地位,将是数控研究开发部门和生产厂家所面临的重要任务。

为完成此任务,首先必须确立符合中国国情的发展道路。

为此,本文从总体战略和技术路线两个层次及数控系统、功能部件、数控整机等几个具体方面探讨了新世纪的发展途径。

1 总体战略 制定符合中国国情的总体发展战略,对21世纪我国数控技术与产业的发展至关重要。

通过对数控技术和产业发展趋势的分析和对我国数控领域存在问题的研究,我们认为以科技创新为先导,以商品化为主干,以管理和营销为重点,以技术支持和服务为后盾,坚持可持续发展道路将是一种符合我国国情的发展数控技术和产业的总体战略。

1.1 以科技创新为先导 中国数控技术和产业经过40多年的发展,从无到有,从引进消化到拥有自己独立的自主版权,取得了相当大的进步。

但回顾这几十年的发展,可以看到我们在数控领域的进步主要还是按国外一些模式,按部就班地发展,真正创新的成分不多。

这种局面在发展初期的起步阶段,是无可非议的。

但到了世界数控强手如林的今天和知识经济即将登上舞台的新世纪,这一常规途径就很难行通了。

例如,在国外模拟伺服快过时时,我们开始搞模拟伺服,还没等我们占稳市场,技术上就已经落后了;在国外将脉冲驱动的数字式伺服打入我国市场时,我们就跟着搞这类所谓的数字伺服,但至今没形成大的市场规模;近来国外将数字式伺服发展到用网络(通过光缆等)与数控装置连接时,我们又跟着发展此类系统,前途仍不乐观。

这种老是跟在别人后面走,按国外已有控制和驱动模式来开发国产数控系统,在技术上难免要滞后,再加上国外公司在我国境内设立研究所和生产厂,实行就地开发、就地生产和就地销售,使我们的产品在性能价格比上已越来越无多大优势,因此要进一步扩大市场占有率,难度自然就很大了。

为改变这种现状,我们必须深刻理解和认真落实“科学技术是第一生产力”的伟大论断,大力加强数控领域的科技创新,努力研究具有中国特色的实用的先进数控技术,逐步建立自己独立的、先进的技术体系。

在此基础上大力发展符合中国国情的数控产品,从而形成从数控系统、数控功能部件到种类齐全的数控机床整机的完整的产业体系。

这样,才不会被国外牵着鼻子,永远受别人的制约,才有可能用先进、实用的数控产品去收复国内市场,打开国际市场,使中国的数控技术和数控产业在21世纪走在世界的前列。

1.2 在商品化上狠下工夫 近几年我国数控产品虽然发展很快,但真正在市场上站住脚的却不多。

就数控系统而言,国产货仍未真正被广大机床厂所接受,因此出现国产数控系统用于旧机床改造的例子较多,而装备新机床的却很少,机床厂出产的国产数控机床大多数用的都是国外的系统。

这当然不是说旧机床的数控化改造不重要,而是说明从商品的角度看,我们的数控系统与国外相比还存在相当大的差距。

影响数控系统和数控机床商品化的主要因素除技术性能和功能外,更重要的就是可靠性、稳定性和实用性。

以往,一些数控技术和产品的研究、开发部门,所追求的往往是一些体现技术水平的指标(如多少通道、多少轴联动、每分钟多少米的进给速度等等),而对影响实用性的一些指标和一些小问题却不太重视,在产品的稳定性、鲁棒性、可靠性、实用性方面花的精力相对较少。

从而出现某些产品鉴定时的水平都很高,甚至也获各种大奖。

但这些高指标、高性能的产品到用户哪儿却由于一些小问题而表现不尽人意,最后丧失了信誉,打不开市场。

这说明,高指标、高性能的样机型的产品离用户真正需要的实用、可靠的商品是有相当大的距离的,将一个高指标、高性能的产品变为一个有市场的商品还需作出大量艰苦的努力。

另一方面,数控系统和数控机床不像家电类产品那样易于大批量生产,应用环境也不那么简单。

数控产品是在生产环境中使用,面临的是五花八门的工艺问题。

如果开发部门对这些问题掌握得不透,就难以将产品设计得很完善。

而且数控产品的某些问题在开发、试用,甚至鉴定时都难以发现。

这就造成,同样型号的数控机床在有的用户那儿运行得很好,而在别的用户那儿却表现欠佳。

或者同样型号的数控机床用于加工某些零件工作得很好,但用于加工其他零件时却不尽人意。

出现这种情况,有时是用户操作人员的水平问题,但有时就是数控产品本身潜在问题的暴露。

为解决这一问题,国外一些公司设立了专门机构来测试考验自己的产品,如为考验新开发的数控系统,厂家自己设计和从生产实际中收集了大量零件程序,让数控系统运行各种各样的程序,一旦发现问题,即立即反馈给开发部门予以解决。

经过这样的测试考验过程后,数控系统的潜在问题就大为减少。

以往,我们的产品就很少进行这样严格的全面的自我测试考验。

好些问题要等到用户去给我们挑出来。

这样,即使一个小问题也将严重影响国产数控产品的声誉。

因此,我们应充分重视上述问题,在商品化上切实狠下工夫,将其作为数控产业的主干来抓,贯穿于技术研究、产品开发、试制、生产等的全过程中,从而将我们已有的技术水平较高的数控产品变成真正有市场的好商品。

1.3 将管理和营销作为产业发展重点 经过20来年市场风雨的冲击,国人已越来越认识到,技术固然重要,但在市场经济的环境下,要在激烈的全球竞争中获胜,管理和营销就显得更为重要。

例如,我国台湾生产的数控机床不但占领了大陆市场的相当大的份额,而且还打进了美国市场。

是台湾数控机床的技术和质量超过美国了吗

显然不是。

那他们靠的是什么

重要的一条就是在企业管理和产品营销上下了工夫。

而我们长期以来把主要精力放在开发技术和提高水平上,忽视了经营管理、市场开拓、产品营销等方面的工作,结果在新技术、新产品开发出来以后,在产品质量提高以后,企业仍然处于产品销售不畅的困境〔1〕。

国内外的经验说明,数控产品的竞争力不仅取决于技术,更取决于经营管理能力和营销能力。

因此,从现在起我们应将管理和营销作为产业发展重点,真正摆脱计划经济时代所遗留下来的思维方式和工作习惯的束缚,建立适应市场的高效、灵敏的运行机制和有效的激励机制。

通过这种机制,一方面切实加强企业管理,激发企业负责人和广大职工的负责精神、创造精神和献身精神,努力提高产品的竞争能力;另一方面充分调动企业内外、行业内外一切积极因素,大力加强市场开拓力度,奋力打通营销渠道。

可以坚信,有过硬竞争力的产品,再加上北京开关厂那样的“找、挣、钻、抢”精神,我们就一定能在市场竞争中取得胜利。

1.4 大力加强技术支持和服务 数控系统和数控机床作为典型的高技术产品,对用户的技术支持和服务是相当重要的。

以前国产数控产品丧失信誉的原因,除可靠性问题外,另一大问题就是缺乏有力的技术支持和服务。

用户花了很多钱买的数控机床或数控系统,一旦出现问题却叫天天不应,叫地地不灵,以后谁还敢买我们的产品。

因此,应将对用户的技术支持和服务当成重要的日常工作来抓,使我们在市场上向纵深挺进时,有一个强大后方。

因此,为了取得数控产品市场竞争的全面胜利,必须建立以技术支持和服务为核心的强大后方。

当然,为赢得主动,后方也须主动出击。

目前,利用先进的信息技术手段(如网络和多媒体),将为建立新一代立体化的技术支持和服务体系开辟新的途径。

1.5 坚持可持续发展道路 可持续发展是下一世纪企业发展的重要战略,我国数控产业要有大的发展也必须坚持走可持续发展的道路。

绿色是实现可持续发展的重要途径,其主要思想是清洁和节约。

为此应大力加强绿色数控产品的开发,加速促进数控产品、数控产业以及整个制造业的绿色化,主要战略措施应考虑以下几方面:①有效减少产品制造及使用过程中的环境污染。

如减少数控机床的铸件结构,消除铸造对环境的污染;将数控机床主轴的润滑以油气润滑、喷油润滑等取代油雾润滑,减少对生产环境的污染;在精密数控机床及其运行环境的温度控制中取消氟利昂制冷的恒温技术;以电传动代替机械传动,减少噪声污染。

②大幅度降低资源消耗和能源消耗。

如以软件代替硬件,从而减少硬件制造的资源和能源消耗及污染,并减少产品寿命结束后硬件装置的拆卸回收问题;以永磁驱动代替感应驱动,提高效率和功率因数,节约能源;以电传动代替机械传动,提高效率,减少能源消耗。

③加强用数控技术改造传统机床。

这既符合运用信息技术和自动化技术改造传统产业,使传统产业生产技术和装备现代化这一产业可持续发展的目标得以实现,又可取得巨大的经济效益。

我国拥有普通机床数百万台,加强用数控技术改造传统机床将成为下世纪我国数控领域的重要发展方向。

④大力发展绿色数控机床。

绿色数控机床应是材料消耗少、能耗低、无污染,寿命长且便于拆卸回收的新型机床。

例如,以并联结构代替串联结构就是开发绿色数控机床的一条途径,这是因为并联结构机床消耗的金属材料仅为常规串联结构机床的几分之一,其加工量也比常规机床大幅度减少,特别是消除了大型结构件的铸造,这将显著降低机床制造过程中的能源消耗和对环境的污染。

此外,并联结构机床有利于采用电传动,效率高,可有效降低使用中的能源消耗。

国际标准化组织制定了ISO14000环境管理标准,全球环境问题“法律化”的趋势正在进一步发展,可持续发展将成为企业通向国际市场的通行证〔2〕。

因此,我们的数控产品要在下一世纪走向国际市场,我们的企业就必须“从我做起,从现在做起”。

2 技术途径 2.1 发展具有中国特色的新一代PC数控系统 数控系统是各类数控装备的核心,因此通过科技创新首先发展具有中国特色的新型数控系统,将是推动数控产业化进程的有效技术途径。

实践证明,10年来我们所走的PC数控道路是完全正确的。

PC机(包括工业PC)产量大、价格便宜,技术进步和性能提高很快,且可靠性高(工业PC主机的MTBF已达30年〔3〕)。

因此,以其作为数控系统的软硬件平台不但可以大幅度提高数控系统的性能价格比,而且还可充分利用通用微机已有软硬件资源和分享计算机领域的最新成果,如大容量存储器、高分辨率彩色显示器、多媒体信息交换、联网通讯等。

此外,以通用微机作为数控平台还可获得快速的技术进步,当PC机升级换代时,数控系统也可相应升级换代,从而长期保持技术上的优势,在竞争中立于不败之地。

目前,PC数控系统的体系结构有2种主要形式:(1)专用数控加PC前端的复合式结构;(2)通用PC加位控卡的递阶式结构。

另外还有一种正在发展的数字化分布式结构。

其方案是将由DSP等组成的数字式伺服通过以光缆等为介质的网络与数控装置连接起来,组成一完整的数控系统。

这种系统虽然性能很好,但由于开发和生产成本太高,近期难以被国内广大用户所接受。

我们认为,上述结构并不是符合中国国情的最好方案,适合中国国情的应是将所有数控功能全软件化的集成式结构,因为这种结构的硬件规模最小,不但有利于降低系统成本,而且更重要的是可以有效提高系统的可靠性。

几十年的经验表明,可靠性好坏是国产数控系统能否发展的关键。

虽然影响数控系统可靠性的因素很多,但过大的硬件规模和较低的硬件制造工艺水平往往对可靠性造成最大的威胁。

以往,国产数控系统在总体设计时由于种种原因的限制,不得不选用技术指标不太高的普通CPU,这样,为完成数控的复杂功能往往需要由多个CPU来组成系统,有时还需另加一些专用或通用硬件电路来实现数控系统的一些高实时性功能(如细插补、位置伺服控制等),从而造成系统硬件规模庞大。

对于数控系统这种批量不大的产品,在国内现有工艺条件下,很难从硬件制造的角度保证系统的可靠性,因而使得国产数控系统在生产现场的表现不佳,对国产数控系统的形象和声誉造成严重影响,使得不少用户现在还心有余悸。

因此,我们在开发新型数控系统时,应优先选用新型高性能CPU(如高主频的Pentium II、Pentium III等)作为系统的运算和控制核心,并尽量用软件来实现数控的所有功能。

这样,可大幅度减小系统硬件的规模。

此外,还应在软件设计、电源设计、接插件设计与选用、接地与屏蔽设计和施工等方面采用强抗扰高可靠性设计与制造技术,从而全面提高系统的可靠性。

由于一个新型高性能CPU可以代替数十个普通CPU(如80286、80386等),因此,在基于高性能CPU的PC平台上不仅可以完成数控系统的基本功能(如信息处理、刀补计算、插补计算、加减速控制等)和开关量控制功能(内装PLC),而且还可以完成伺服控制功能。

这样,以前由DSP完成的数字化伺服控制功能(如位置控制、速度控制、矢量变换控制等)均可由PC中的CPU完成,从而实现内装式伺服控制,这不仅有效缩小了数控部分的硬件规模,而且还大幅度缩小了伺服控制部分硬件规模。

这种具有内装PLC和内装伺服控制的全软件化集成式数控系统,其硬件规模将达到最小化,整个数控系统除一个PC平台外,剩下的只有驱动机床运动的功率接口和反馈接口。

这既有效提高了系统可靠性,又消除了信息传递瓶颈,提高了系统性能,同时还可显著降低系统成本,使系统(包括电机)售价将可降至现有数控系统的一半左右。

显然,这种高性能、高可靠性、低成本的新型数控系统将具有极强的竞争力,有望为开创中国数控的新局面作出贡献。

此外,集成化PC数控系统还有一大优点,就是容易实现开放式结构。

这是因为,这种系统的硬件本身已经是完全开放的,构成开放式数控系统的工作完全在软件上,只要制定好标准和协议,从信息处理、轨迹插补、加减速控制、开关量控制到伺服控制都可以实现开放,从而可大大方便用户的使用。

2.2 推进数控功能部件的专业化生产 解决数控系统问题后,如何实现数控机床的模块化设计与制造便是我国机床制造企业快速响应市场需求,在竞争中获胜的另一关键。

要实现数控机床的模块化设计制造,必须解决数控机床功能部件的专业化生产问题。

目前我国在这方面离实际需求还有相当大的差距。

因此,在今后的若干年内,我们必须大力促进数控机床功能部件的开发和专业化生产。

其要点如下: (1)新型永磁电主轴单元 电主轴已成为国际市场上最热门的数控机床功能部件。

但目前这类产品几乎都为感应异步型,存在以下突出问题:①转子上存在绕组,有大电流流过,因此转子发热严重,直接影响主轴精度;②低速出力小且转矩脉动大,难以满足宽范围切削要求;③效率和功率因素低,不仅电机体积和重量大而且要求逆变器容量大、耗能多;④控制系统复杂、成本高。

因此,利用我国稀土永磁材料的优势,开发新型大功率、高效率、宽调速范围永磁同步型交流电主轴单元,将可有效解决现有电主轴存在的问题,形成具有中国特色的新一代电主轴产品。

由于永磁电主轴的机械结构和控制系统都较感应异步型电主轴简单,因此易于进行专业化大规模生产。

当然,这还要攻克主轴支承(陶瓷轴承、流体动静压轴承、磁悬浮轴承)技术、高精度高速动平衡技术、高速驱动、检测与控制技术、高可靠性安全保证技术等关键技术。

(2)廉价的高性能伺服系统 目前,一套进给交流伺服系统(驱动器+电机)的价格一般都在万元以上,主轴伺服系统的价格高达数万元,已成为降低国产数控机床成本的一大障碍。

因此,应配合新型集成化国产数控系统的发展,大力开发廉价的高性能内装式伺服系统。

由于内装式伺服的硬件部分只有电机和功率接口,充分利用我国的永磁资源优势,通过专业化生产可以把电机的造价降下来,而采用智能化的IPM模块作为功率接口也很便宜,因此将内装式进给伺服的价格控制在数千元以内,将内装式主轴伺服的价格控制在2万元以内,将是完全可能的。

(3)直线交流伺服系统 直线交流伺服系统是下一世纪数控机床不可缺少的功能部件,目前我国还没有成熟产品,因此应加强研究、开发和推广应用。

考虑到常规机床的防磁问题较难解决,而并联机床的防磁相对容易,因此可为常规结构机床开发感应异步型直线电机,为并联结构机床开发永磁同步型直线电机,从而扬长避短,构成符合实际应用要求的新型高速高精度进给系统。

在此基础上,可进一步开发将驱动与支承合二为一的磁悬浮工作台。

(4)零传动数控转台与摆头 数控转台与摆头是多坐标数控机床的关键部件,传统的采用高精度蜗杆蜗轮等传动的转台与摆头不仅制造难度大、成本高,而且难以达到高速加工所需的速度和精度,因而必须另辟蹊径开发新型零传动(无机械传动链)数控转台和摆头,以促进我国高速高精度多坐标数控机床的发展。

(5)高速高精度检测装置 高速高精度是下世纪数控机床发展的主题,这不但需要高性能的控制和驱动,同时还需要高品质的检测环节,因此应在现有技术基础上,进一步开发0.1 μm以上精度的高速(60 m\\\/min以上)线位移传感器和100万脉冲\\\/r的角位移传感器,此类技术国外对我国是封锁的。

2.3 加速数控机床的全国产化,打好市场翻身仗 数控产业化的最终成功将体现在数控机床的全国产化和市场占有率上。

在上述总体战略指导下,采取抓两头(低价位数控机床和高速高效数控机床)、带中间(普通数控机床)、促重型(重型关键装备)的方针,将是在国内市场上快速收复失地,在国际市场上稳步进军,最终打赢国产数控机床市场翻身仗的一种有效战术和策略。

关于普通数控机床的发展已有许多文章作了专门论述,因此下面仅就低价位数控机床、高速高效数控机床和重型数控机床的发展问题作一讨论。

(1)大力发展低价位数控机床 低价位机床是功能满足用户要求(无功能浪费)、技术指标适中、可靠性好、价格便宜的普及型数控机床。

这类机床已成为国际市场上数控机床的发展趋势之一,也是国内众多用户渴求的产品,其市场前景相当广阔。

然而,如果采用国外数控系统(包括伺服)按照传统思路来发展低价位机床,是很难将价格降至广大用户所能接受的水平的。

因此,采用本文提出的新型集成化国产数控系统来发展高性能的低价位数控机床,将是一条最有希望成功的道路。

只要有一定批量,由此构成的全国产普及型数控车床的售价完全可以控制在10万元以内,三坐标数控铣床可控制在15万元左右,加工中心可控制在20万元左右。

此价位的国产数控机床将是具有较强竞争力的。

(2)加速开发高速高效数控机床 高速高效是数控机床发展的另一大潮流。

发展高速高效数控机床的技术途径可有以下几条:①通过提高切削速度和进给速度,从而达到成倍提高生产效率,有效提高零件的表面加工质量和加工精度并解决常规加工难以解决的某些特殊材料(如铝钛合金、模具钢、淬硬钢)和特殊形状零件(如复杂薄壁零件)的高效加工问题。

②通过工艺复合,减少工件的安装次数,有效缩短搬运和装夹时间。

例如,将五面五轴加工中心与立车复合构成万能加工中心,可实现一次装卡完成零件的大部分(或全部)加工。

③采用高速高精度圆周铣加工孔和以螺旋轨迹插补实现不钻底孔的直接攻丝等新加工方法,大幅度减少换刀次数,提高加工效率。

④为数控机床开发智能寻位加工功能,消除对精密夹具和人工找正的依赖,有效缩短单件小批加工的准备时间。

在我国现实条件下如果沿用传统思路是难以实现上述途径的,因此,必须立足国情,结合实际勇于创新,大胆探索新的道路。

考虑到常规数控机床在总体结构上基本上采用工件和刀具沿各自导轨共同运动的方案,一方面由于机床传动环节刚性不足和导轨中的摩擦阻力较大,使运动部件难以获得高的进给速度;另一方面由于工件、夹具和工作台的总质量比较大,使之难以获得高的加速度。

此外,传统机床结构是一种串联开链结构,组成环节多、结构复杂,并且由于存在悬臂部件和环节间的联接间隙,不容易获得高的总体刚度,因此难以适应高速高效加工的特殊要求。

为此,开发国产高速高效数控机床时,可采用工件固定,以直线电机组成并联短链直接驱动主轴和刀具运动、将高速高精度传动与高刚度支撑合二为一的适合于高速高效加工中心的新型结构。

采用该结构的高速高效数控机床不但速度高、刚度高,如果在传动与控制上处理得当,可以达到比常规机床更高的加工精度和加工质量,而且具有机械结构简单,零部件通用化、标准化程度高,制造成本低,易于经济化批量生产等显著优点。

因此,沿此思路发展高速高效数控机床将是一条符合国情、易于取得成功的道路。

(3)突破重型数控机床的设计制造技术 重型数控机床(特别是多坐标重型数控机床)是国民经济和国防生产中的重大关键设备,属于战略物资,真正先进的重型数控机床国外是不可能卖给我们的,因此,在我国下世纪数控产品的发展中必须依靠自己的力量进行解决。

发展重型数控机床必须有过硬的基础,我们在数控机床国产化的进程中应不断总结经验,加强基础技术和关键技术研究,充分发挥我国产学研相结合的优势,各部门通力合作、共同努力,争取在下世纪初取得突破性进展。

目前,在发展重型数控机床中除需加强基础理论研究外,还应加强其关键技术研究。

例如,重型机床的控制就是需要加以特殊解决的关键问题。

因重型机床加工的工件特别昂贵不允许报废,为了确保机床工作可靠,在数控系统中可采用双(或多)CPU冗余工作方案,以确保运算和控制的绝对正确,并在出现故障时自动诊断、自动修复或自动替补,确保加工不出问题。

此外,在电源上可采取双蓄电池供电的全隔离供电方案,即一组电池在给系统供电时,可对另一组电池进行充电,电网与控制系统是完全隔离的。

这就彻底消除了重型车间中电网电压波动厉害、干扰严重对数控系统造成的影响,从而有效保证系统的可靠性。

又如,重型数控机床的驱动也是一大关键问题。

当行程长度超过5 m,普通滚珠丝杆就难以胜任大负荷的传动,因此目前一般采用预加负载的双齿轮-齿条机构、静压蜗杆-蜗母条机构、四足(或双足)爬行进给机构等来实现长行程传动。

但这些方案存在结构复杂、速度和加速度低、动态性能差、难以达到高精度、维护保养复杂等问题。

为此可发展阵列式高效直线电机直接驱动技术和空间并联机构驱动技术,以新的途径来解决重型数控机床的高速、高精度驱动问题。

除此之外,机床结构的优化设计、长行程精密检测、重力变形补偿、切削力变形补偿、热变形补偿等也是重型数控机床中必须解决的关键问题,必须予以充分重视。

3 结语 制定符合中国国情的总体发展战略,确立与国际接轨的发展道路,对21世纪我国数控技术与产业的发展至关重要。

本文在对数控技术和产业发展趋势的分析,对我国数控领域存在的问题进行研究的基础上,对21世纪我国数控技术和产业的发展途径进行了探讨,提出了以科技创新为先导,以商品化为主干,以管理和营销为重点,以技术支持和服务为后盾,坚持可持续发展道路的总体发展战略。

在此基础上,研究了发展新型数控系统、数控功能部件、数控机床整机等的具体技术途径。

我们衷心希望,我国科技界、产业界和教育界通力合作,把握好知识经济给我们带来的难得机遇,迎接竞争全球化带来的严峻挑战,为在21世纪使我国数控技术和产业走向世界的前列,使我国经济继续保持强劲的发展势头而共同努力奋斗

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