基于影響數控機床加工的機械工程問題解決方案的分析報告

王楠

一、實踐目的

隨著21世紀的“智能化/自動化”的熱潮，隨著創新科技的發展，數控機床的發展已經到達了一個成熟期。中國在鑄造機床工業獲得了較大的成功，但其發展仍然面臨許多障礙，技術創新仍然是國類機床鑄造中的一大傷害。與國外相比，我國鑄造工業遠遠落后于他們的加工工業水平，從而導致基本的部件技術水平、運轉速度、產品精度和可靠性等眾多方面都呈現出了明顯不足。

中國鑄造機床企業在自主創新的意識方面不足，理論研究基礎有限，導致我國鑄造機床技術發展進度緩慢。要解決這類問題，必須對用戶行業產品技術的特點和要求展開深入的研究，開發具有技術特點的高層次加工設備，重視基礎理論工作研究，使中國鑄造工具機床行業能夠更持久的發展。國家政策大力支持建設高新技術項目和建設新興企業，把握住時機，并在企業內發布了一系列政策，如“調整振興”和“自主創新”，以改進企業機床技術，確保產品質量準確，為鑄造機床行業的高速發展保證了良好的環境和市場。

作為國家基礎產業和戰略性產業的機床工具行業，“十二五”的規劃里提出來明確采納了自主創新戰略，將其作為規劃中最重要組成部分，并強調需要通過技術創新項目支持和指導產業發展。中國機床工具產業的發展應以創新、研發、引進技術消化吸收和再創新以及整合現有技術創新等為基礎，來達到關鍵的技術攻破和工業現代化。構建和完善以企業為主要目標，以市場為導向，結合生產和研究，建設和改進技術創新體系;強調增加研發投資;促進關鍵技術和共性技術的研究，尋求基礎技術和共性技術研究的突破，從而將產品開發的技術水平提高。

二、數控機床的用途，結構分析

數控機床由輸入輸出設備、CNC裝置（或稱CNC單元）、伺服單元、驅動裝置（或稱執行機構）、可編程控制器PLC及電氣控制裝置、輔助裝置、機床本體及測量反饋裝置組成。如下圖是數控機床的組成框圖。

數控機床結構原理圖如圖2所示。

機床本體

數控機床的機床本體與傳統機床在某些程度上相似，由主軸傳動裝置、進給傳動裝置、床身、等組成。數控機床在布局、外觀、刀具等系統的結構以及操作機構等方面具有較大的變化，目的是讓數控機床發揮其最大特點。

（1）CNC單元

CNC單元是數控機床的關鍵樞紐，CNC單元由主要負責完成信息輸入、處理和輸出的工作。單元處理數字化信息再由數控裝置的控制系統和邏輯電路進行譯碼、插補、處理后，將所得出的結果向伺服系統輸出，再由伺服系統執行完成

（2）輸入/輸出

設備輸入功能把信息傳遞到主機的外部設備。數控機床生產前，用穿孔紙帶的輸入的方式已被舍棄，逐步發展為磁帶、U盤等移動硬件，對信息輸入工作帶來便利，DNC網絡通訊作為串行通信的方式輸入。輸出是將內部工作參數（包括機床是否正常運行、問題檢修等）向外導出至所用的設備上，機床在啟動時需要把數據輸出并另行記錄保存，等運行時長足夠后，再次輸出與上次的數據進行對比，通過數據可以幫助檢測機床是否可以正常運行。

（3）伺服單元

伺服單元包括兩部分：驅動器、驅動電機，同時與機床上的執行部件和機械傳動部件共四大部分，形成數控機床的進給系統。用來負責數控裝置上的脈沖信號給轉換成機床可進行移動的部件的動作模式。于步進電機而言，每個脈沖信號工作一次，可讓機床移動部件移動一點。不同的進給運動執行部件都有各自相應的伺服組織，伺服系統對機床的性質和功能至關重要。

（4）驅動裝置

驅動裝置負責將得到的指令轉成機械運動，將機械連接部件進行驅動機床，讓后臺可以精準無誤確定位置，或嚴格按照標準進行工作，生產圖紙所要求的零件。與伺服單元對比，驅動裝置有交流伺服電機等。統稱為伺服驅動系統，負責機床工作中的動力來源，CNC中的指令必須要靠伺服驅動系統才能得以完成，可見數控機床的核心內容當屬伺服驅動系統。

（5）可編程控制器

可編程控制器（PC，Programmable ?Controller）是以微處理器為基礎的通用型自動控制裝置，主要用途在工業環境中。設計初衷是讓生產設備上的邏輯開關得到控制，所以也可叫做編程邏輯控制器（PLC，Programmable ?Logic Controller）。PLC在控制機床作業時，稱為編程機床控制器（PMC，Programmable ?Machine ?Controller）。PLC是數控機床中的核心裝置。CNC和PLC結合，可對對數控機床進行控制。

（6）測量反饋裝置

測量裝置也稱反饋元件，含有激光測距儀、磁柵等內容。一般可在機床的工作臺或絲杠上看到，它負責將機床臺面的位移制作成電信號交給CNC裝置，CNC裝置與指令值比較得出誤差值，從而使控制機床離開誤差的地方步入正軌。

三、影響數控機床加工的機械以及其他方面問題的分析以及處理及優化工程問題，以及處理方法。

（1），機床在使用前

一，機床在使用前，在保證運輸的情況下，在安裝時需要很好的調整機床的整體水平，要保證工作臺在移動的整個行程中都必須要在水平允許范圍內以及所有的地腳都受力平均。否則在機床高速運作過程影響機床加工（水平能在一定范圍內影響機床加工問題）。

二，機床在完成水平調整后，需要預熱機床主軸以及幾軸，運行潤滑。后才能正常調整機床幾何精度，三軸機床需要檢查以及調整XY垂直度/YZ垂直度/XZ垂直度，工作臺的平行度，主軸精度/主軸與工作臺的垂直度等。這能保證機床加工的幾何三維精度準確度。（機床幾何精度以及主軸精度的檢查及調整需要專用的測量工具，正方形大理石，條石，主軸測試棒，表座以及千分表。）

四、結束語

實習結束后，讓我獲得了較大的成長，實習也讓我積累了一些新的知識與經驗，同時也加強了自身的綜合素質與能力?，F在，實習結束了，我依然還是需要保持著非常好的狀態，也有了一些心得。因為對于這項實習我一直都是以一種認真的態度來對待的，這實踐期間下來讓我真正鍛煉了自己的心態與解決問題的能力，在學校無法體驗這樣的感覺，通過本次實習，我的知識更加豐富了，也加深了對知識的掌握程度，也讓我明白，用最積極的狀態去面對每天的工作才是正確的處理工作的態度，在實習當中，也讓我學習吸取了很過專業工作上面的經驗與技巧，學校主要就是教授理論知識，對于實踐很少涉及，我能夠在阿奇夏米爾公司這里實習對我來說非常重要，用這種方式去提高自己最好不過了，現在實習結束了，回顧起這期間的每一件事，每一個瞬間，都讓我受益匪淺，讓我明白了生活或者工作都需要敢于并善于溝通。

參考文獻：

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[3]李瑞琴.機械原理[M].國防：工業出版社，2008，

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