基于影响数控机床加工的机械工程问题解决方案的分析报告

王楠

一、实践目的

随着21世纪的“智能化/自动化”的热潮，随着创新科技的发展，数控机床的发展已经到达了一个成熟期。中国在铸造机床工业获得了较大的成功，但其发展仍然面临许多障碍，技术创新仍然是国类机床铸造中的一大伤害。与国外相比，我国铸造工业远远落后于他们的加工工业水平，从而导致基本的部件技术水平、运转速度、产品精度和可靠性等众多方面都呈现出了明显不足。

中国铸造机床企业在自主创新的意识方面不足，理论研究基础有限，导致我国铸造机床技术发展进度缓慢。要解决这类问题，必须对用户行业产品技术的特点和要求展开深入的研究，开发具有技术特点的高层次加工设备，重视基础理论工作研究，使中国铸造工具机床行业能够更持久的发展。国家政策大力支持建设高新技术项目和建设新兴企业，把握住时机，并在企业内发布了一系列政策，如“调整振兴”和“自主创新”，以改进企业机床技术，确保产品质量准确，为铸造机床行业的高速发展保证了良好的环境和市场。

作为国家基础产业和战略性产业的机床工具行业，“十二五”的规划里提出来明确采纳了自主创新战略，将其作为规划中最重要组成部分，并强调需要通过技术创新项目支持和指导产业发展。中国机床工具产业的发展应以创新、研发、引进技术消化吸收和再创新以及整合现有技术创新等为基础，来达到关键的技术攻破和工业现代化。构建和完善以企业为主要目标，以市场为导向，结合生产和研究，建设和改进技术创新体系;强调增加研发投资;促进关键技术和共性技术的研究，寻求基础技术和共性技术研究的突破，从而将产品开发的技术水平提高。

二、数控机床的用途，结构分析

数控机床由输入输出设备、CNC装置（或称CNC单元）、伺服单元、驱动装置（或称执行机构）、可编程控制器PLC及电气控制装置、辅助装置、机床本体及测量反馈装置组成。如下图是数控机床的组成框图。

数控机床结构原理图如图2所示。

机床本体

数控机床的机床本体与传统机床在某些程度上相似，由主轴传动装置、进给传动装置、床身、等组成。数控机床在布局、外观、刀具等系统的结构以及操作机构等方面具有较大的变化，目的是让数控机床发挥其最大特点。

（1）CNC单元

CNC单元是数控机床的关键枢纽，CNC单元由主要负责完成信息输入、处理和输出的工作。单元处理数字化信息再由数控装置的控制系统和逻辑电路进行译码、插补、处理后，将所得出的结果向伺服系统输出，再由伺服系统执行完成

（2）输入/输出

设备输入功能把信息传递到主机的外部设备。数控机床生产前，用穿孔纸带的输入的方式已被舍弃，逐步发展为磁带、U盘等移动硬件，对信息输入工作带来便利，DNC网络通讯作为串行通信的方式输入。输出是将内部工作参数（包括机床是否正常运行、问题检修等）向外导出至所用的设备上，机床在启动时需要把数据输出并另行记录保存，等运行时长足够后，再次输出与上次的数据进行对比，通过数据可以帮助检测机床是否可以正常运行。

（3）伺服单元

伺服单元包括两部分：驱动器、驱动电机，同时与机床上的执行部件和机械传动部件共四大部分，形成数控机床的进给系统。用来负责数控装置上的脉冲信号给转换成机床可进行移动的部件的动作模式。于步进电机而言，每个脉冲信号工作一次，可让机床移动部件移动一点。不同的进给运动执行部件都有各自相应的伺服组织，伺服系统对机床的性质和功能至关重要。

（4）驱动装置

驱动装置负责将得到的指令转成机械运动，将机械连接部件进行驱动机床，让后台可以精准无误确定位置，或严格按照标准进行工作，生产图纸所要求的零件。与伺服单元对比，驱动装置有交流伺服电机等。统称为伺服驱动系统，负责机床工作中的动力来源，CNC中的指令必须要靠伺服驱动系统才能得以完成，可见数控机床的核心内容当属伺服驱动系统。

（5）可编程控制器

可编程控制器（PC，Programmable  Controller）是以微处理器为基础的通用型自动控制装置，主要用途在工业环境中。设计初衷是让生产设备上的逻辑开关得到控制，所以也可叫做编程逻辑控制器（PLC，Programmable  Logic Controller）。PLC在控制机床作业时，称为编程机床控制器（PMC，Programmable  Machine  Controller）。PLC是数控机床中的核心装置。CNC和PLC结合，可对对数控机床进行控制。

（6）测量反馈装置

测量装置也称反馈元件，含有激光测距仪、磁栅等内容。一般可在机床的工作台或丝杠上看到，它负责将机床台面的位移制作成电信号交给CNC装置，CNC装置与指令值比较得出误差值，从而使控制机床离开误差的地方步入正轨。

三、影响数控机床加工的机械以及其他方面问题的分析以及处理及优化工程问题，以及处理方法。

（1），机床在使用前

一，机床在使用前，在保证运输的情况下，在安装时需要很好的调整机床的整体水平，要保证工作台在移动的整个行程中都必须要在水平允许范围内以及所有的地脚都受力平均。否则在机床高速运作过程影响机床加工（水平能在一定范围内影响机床加工问题）。

二，机床在完成水平调整后，需要预热机床主轴以及几轴，运行润滑。后才能正常调整机床几何精度，三轴机床需要检查以及调整XY垂直度/YZ垂直度/XZ垂直度，工作台的平行度，主轴精度/主轴与工作台的垂直度等。这能保证机床加工的几何三维精度准确度。（机床几何精度以及主轴精度的检查及调整需要专用的测量工具，正方形大理石，条石，主轴测试棒，表座以及千分表。）

四、结束语

实习结束后，让我获得了较大的成长，实习也让我积累了一些新的知识与经验，同时也加强了自身的综合素质与能力。现在，实习结束了，我依然还是需要保持着非常好的状态，也有了一些心得。因为对于这项实习我一直都是以一种认真的态度来对待的，这实践期间下来让我真正锻炼了自己的心态与解决问题的能力，在学校无法体验这样的感觉，通过本次实习，我的知识更加丰富了，也加深了对知识的掌握程度，也让我明白，用最积极的状态去面对每天的工作才是正确的处理工作的态度，在实习当中，也让我学习吸取了很过专业工作上面的经验与技巧，学校主要就是教授理论知识，对于实践很少涉及，我能够在阿奇夏米尔公司这里实习对我来说非常重要，用这种方式去提高自己最好不过了，现在实习结束了，回顾起这期间的每一件事，每一个瞬间，都让我受益匪浅，让我明白了生活或者工作都需要敢于并善于溝通。

参考文献：

[1]毕承恩.现代数控机床[M]. 机械工业出版社，2019

[2]张思第，杨清林.数控铣床与加工中心操作工实用技术手册[M].苏州：苏州科学技术出版社，2020

[3]李瑞琴.机械原理[M].国防：工业出版社，2008，

[4]李连进.简明机械设计手册[M].化学工业出版社，2017

身份证号码：210381198807112311  江西工程职业学院