第一篇：數(shù)控技術畢業(yè)設計論文

柳州職業(yè)技術學院畢業(yè)設計論文 第一章 緒論

1.1課題背景及意義

兩年多來通過對數(shù)控專業(yè)的學習和一段時間的實習，對數(shù)控機床和編程和操作有一定程度的了解和掌握，已經可以進行獨立的編程和操作，這時就需要一次來鍛煉自己，檢驗自己的掌握程度。這次設計就達到了這樣的目的，使自己更了解數(shù)控機床，對它的結構系統(tǒng)等有了一定更進一步的掌握，使自己的理論水平和實際操作水平更上一層樓。

1.1.2課題的意義

裝備工業(yè)的技術水平和現(xiàn)代程度決定著整個國民經濟的水平和現(xiàn)代化程度，數(shù)控技術及裝備是發(fā)展新興高新技術產業(yè)和尖端工業(yè)（如信息技術及其產業(yè)、生物技術及其產業(yè)、航空、航天等國防工業(yè)產業(yè)）的使能技術和最基本的裝備。馬克思曾經說過“各種經濟時代的區(qū)別，在于生產什么，而在于怎樣生產，用什么勞動資料生產”。制造技術和裝備就是人類生活的最基本的生產資料，而數(shù)控又是當今先進制造技術和裝備最核心和技術。當今世界各國制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術，以提高制造業(yè)能力和水平，提高對動態(tài)多變市場和適應能力和競爭能力。此外世界上各工業(yè)發(fā)達國家還將數(shù)控技術及數(shù)控裝備列為國家戰(zhàn)略物資，不僅采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術及其產業(yè)，而且在“高精尖”數(shù)控關鍵技術和裝備方面對我國實行封鎖和限制政策?？傊?，大力發(fā)展以數(shù)控技術為核心的先進制造業(yè)技術 1

已成為世界各發(fā)達國家加速經濟發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。

1.2數(shù)控機床的發(fā)展趨勢

隨著科學技術不斷發(fā)展，數(shù)控機床的發(fā)展越來越快，數(shù)控機床也正朝著高性能、高精度、高速高柔性化和模塊化方向發(fā)展。高性能：隨著數(shù)控系統(tǒng)集成度的增強，數(shù)控機床出實現(xiàn)多臺集中控制，甚至遠距離遙控。高精度：數(shù)控機床本身的精度和加工件的精度越來越高，而精度保持性要好。高速度：數(shù)控機床各軸運行的速度將大大加快。高柔性：數(shù)控機床的柔性化將向自動化程度更高的發(fā)展方向，將管理、物流及各相應輔機集成柔性制造系統(tǒng)。

數(shù)控機床要縮短周期和降低成本，就必然向模塊化方向發(fā)展，這既有利于制造商又有利于客戶。我國近幾年數(shù)控機床雖然發(fā)展較快，但與國際先進水平還有一定的差距，主要表現(xiàn)在：可靠性差，外觀質量差，產品開發(fā)周期長，應變能力差。為了縮短與世界水平的差距，有關專家建議機床企業(yè)應在以下6個方面著力研究：

1.加大力度實施質量工程，提高數(shù)控機床無故障率。

2.跟蹤國際水平，使數(shù)控機床向高效高精方面發(fā)展。

3.加大成套設計開發(fā)能力上求突破。

4.發(fā)揮服務優(yōu)勢，擴大市場占有率。

5.多品種制造，滿足不同層次的用戶。

6.模塊化設計，縮短開發(fā)周期，快速響應市場。

數(shù)控機床使用范圍越來越大，國際市場容量也越來越大，但競爭也會加劇，我們只緊跟先進技術進步的大方向，并不斷創(chuàng)新，才能趕超世界先進水平。

1.3課題任務

1.3.1課題

復雜零件的數(shù)控車削加工

1.3.2課題來源

學校畢業(yè)設計課題

1.3.3課題零件圖

1.3.4課題要做的零件要求

1.合金鋼4.0CrNi：具有較高的機械強度，熱處理性能好，淬火性好，在傳

遞大功率，要求結緊湊，耐磨性好，采用合金鋼。

2.毛壞是鑄件（了解鑄件的相關內容）

3.數(shù)控加工后形位加工公差尺寸表面粗糙度都要滿足圖紙要求。

4.數(shù)控工藝設計的每個參數(shù)都要有據(jù)可查，并寫清出處。

1.4設計與實習的要求及任務

1.4.1設計的要求及任務

1.基于Fanuc-0TD數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控車床進行加工零件；

2.用AutoCAD進行繪制零件圖；

3.詳細數(shù)控加工工藝分析；

4.零件的數(shù)控編程；.Fanuc-0TD模擬系統(tǒng)中進行模擬加工；

6.對零件的質量進行檢驗與分析；

1.4.2實習的要求及任務

1.數(shù)控加工、編程與操作

---某機床有的編程、操作及某零件的加工

2.數(shù)控設備及相關先進設備安裝、使用和維護

---某設備安裝、使用和維護

3.常規(guī)設備的機械設計

---某設備的機械設計

4.計算機軟件的應用

---某軟件的應用

5.電氣控制系統(tǒng)的設計

---某電氣控制系統(tǒng)的設計

1.5論文內容及關鍵問題

1.5.1論文的內容

1.熟悉Fanc-0TD數(shù)控系統(tǒng)

指令系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)的特點、精度與以前所學的區(qū)別；

2.熟悉AutoCAD軟件操作并進行繪制零件圖，用CAD對所要加工的零件進

行繪圖；

1.5.2論文的關鍵問題

1.毛壞的設定和材料的選擇。

2.夾具的設計（怎樣定位所加工的零件，設計出合理、簡單的夾具）

3.刀具的選擇（加工零件過程中要用到的刀，如外圓刀、鏜刀、鉆頭以及

刀具的參數(shù)、結構、國際）

4.切削用量的選擇（車成型面主軸的轉速，鉆孔主軸的轉速，鏜空主軸的轉速，切削主軸轉速，進給速度的確定，背吃刀量包括粗精加工，要根據(jù)機床的自身情況決定）。

5.零件加工的順序，先加工孔，再加工外圓面。加工零件的走刀路線。

6.程序的編寫，在編程序的過程中各個節(jié)點、基點的計算。

第二篇：數(shù)控技術畢業(yè)設計論文題目集合（推薦）

畢業(yè)論文、畢設計選擇題目

機床結構及操作研究

機床故障的修理及改造

CA6140型車床主運動機械傳動系統(tǒng)的結構設計 普通車床數(shù)控改造設計

套筒加工工藝及夾具設計

數(shù)控機床加工精度異常故障診斷分析

經濟型數(shù)控螺桿銑床的改制

汽車蓋板沖裁模設計

箱體零件生產過程

減速器中齒輪軸的數(shù)控加工

數(shù)控車零件工藝設計及程序編制

支撐筒的沖壓成型工藝及模具設計

墊片多工位級進模設計

基于普通機床的后托架及夾具設計開發(fā)

通孔壓鉚螺母柱凸輪的地位及其性能的討論數(shù)控車床的編程技巧

數(shù)控銑床的編程技巧

加工中心的編程技巧

普通車床的結構及傳動分析

普通銑床的結構及傳動分析

磨機的傳動裝置設計

球磨機的主減速機設計

X62W萬能銑床電氣控制系統(tǒng)的故障診斷

Z32搖臂鉆床大修計劃及典型零件修復工藝 氣動與PLC實驗裝置的設計

聲光顯示智力競賽搶答器

C615型車床仿型加工裝置的設計

C620車床仿型加工裝置的設計

C620車床電氣控制系統(tǒng)的故障診斷

CA6140車床電氣控制系統(tǒng)的故障診斷

Z32搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的故障診斷

直流電機控制系統(tǒng)

M7130磨床砂輪夾具設計

15T沖床設計

Φ300物料輸送機單級齒輪減速器設計

帶式輸送機的單級減速箱設計

PLC控制技術改造搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)

PLC控制技術改造臥式雙面擴孔組合機床電氣控制系統(tǒng) 離心機變頻調速系統(tǒng)的設計

交通信號燈PLC控制系統(tǒng)設計

黑板自動升降裝置的設計

CK6150車床大修計劃及典型零件修復工藝

數(shù)控加工工藝課程設計（軸類零件的加工）

攻絲組合機床設計

鉆孔組合機床設計

CA6140車床后拖架零件加工工藝及銑底面專用夾具設計CA6140普通車床的數(shù)控技術改造（機械部分）

CA6140普通車床床頭1軸軸承座夾具設計

CE7132仿形車床的PLC改造

WH212減速機殼體加工工藝及夾具設計

數(shù)控車床系統(tǒng)XY工作臺與控制系統(tǒng)設計

手機外殼的數(shù)控銑削加工

撥叉C加工工藝及夾具設計

設計“CA6140車床撥叉”零件的機械加工工藝及工藝設備CA6140車床后托架加工工藝設計

C6140撥叉零件的機械加工工藝規(guī)程及夾具設計

減速器箱體零件的加工工藝和工裝夾具

普通車床數(shù)控研究及改造設計

CA6140車床主運動機械變速傳動系統(tǒng)的結構設計

數(shù)控車床加工工藝

CA6140車床后托架加工工藝及夾具設計

實驗用減速器的設計

數(shù)控車床主傳動機構設計

中型四柱式液壓機及液壓系統(tǒng)設計

雙鉸接剪叉式液壓升降臺的設計

尾座體加工工藝及夾具設計

端蓋沖壓工藝及模具設計

CA6140車床后托架加工工藝及夾具設計

數(shù)控車零件工藝設計及程序編制

CA6140臥式車床上的法蘭盤

根據(jù)自己的實習崗位設計加工工藝及工裝夾具或進行技術革新

第三篇：數(shù)控技術論文

本科畢業(yè)論文（設計）

論文（設計）題目: “貴大?；铡盋AD/CAM實踐 學 院： 專 業(yè)： 班 級： 學 號： 學生姓名： 指導教師：

2008 年 6 月 1 日

貴州大學本科畢業(yè)論文（設計）誠信責任書

本人鄭重聲明：本人所呈交的畢業(yè)論文（設計），是在導師的指導下獨立進行研究所完成。畢業(yè)論文（設計）中凡引用他人已經發(fā)表或未發(fā)表的成果、數(shù)據(jù)、觀點等，均已明確注明出處。

特此聲明。

論文（設計）作者簽名：

日 期：

目 錄

摘 要 IV

Abstract V 編輯本段目 錄

第一章：數(shù)控技術和PRO/E軟件技術 3

1.1數(shù)控技術 3 1.1.1 數(shù)控技術的發(fā)展趨勢 3 1.2 FANUC數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控加工中心機床基礎知識 5 1.2.1坐標系/對刀點/換刀點 5 1.2.2常用基本指令 5 1.2.3編程方式 6 1.2.4對刀 7 1.2.5刀具長度補償設置 7 1.2.6刀具半徑補償設置 8 1.2.7機床操作面板的簡單介紹 8 1.3 PRO/E軟件技術 10 1.3.1PRO/E3.0軟件的介紹及其安裝 10 1.3.2 在PRO/E中校徽的特征建模 11 1.4 PRO/NC模塊簡介 13

1.5 數(shù)控自動加工的加工流程 14

1.6?；赵?Pro/NC中的編程實例 14 第二章：加工中心工藝方案的制定 23

2.1零件的工藝分析 23 2.1.1分析圖樣 23 2.2加工設備的選用 23 2.3零件的工藝設計和夾具的選擇 24 2.3.1加工方法的選擇以下是幾種常見的平面加工方法 24 2.3.2確定加工順序和工序 25

2.3.3確定裝夾方案和選用夾具 26

2.4選擇刀具 26

2.5切削用量的確定 27 第三章：零件的加工 28

3.1零件加工前機床的基本操作 28 3.1.1開機 28 3.1.2回機床原點 28 3.1.3機床的調試 28 3.2 CIMCO EDIT V5簡體中文版介紹 29 3.3程序DNC傳輸/模擬NC刀具 29 3.4加工程序的執(zhí)行方式 31 3.5加工程序試運行 31 3.6工件試切 32 3.7測量 32 設計總結 33 參考文獻 34 致謝 35 “貴大校徽”CAD/CAM實踐

編輯本段摘 要

隨著中國經濟的快速發(fā)展，“中國制造”開始行銷全球。2006年，中國制造業(yè)的GDP增加值達到10956億美元，首次在總量上超過日本，成為世界排名第二的制造大國；2007年，中國制造業(yè)的GDP增加值達到13000億美元。陜西渭河工模具總廠是機械電子行業(yè)工模具專業(yè)生產企業(yè)。從最初的研發(fā)試制到現(xiàn)在CAD/CAM的應用，設計和制造了許多典型的冷沖模具，在國內贏得了良好的聲譽。近年來，隨著CAD/CAM的不斷應用，我廠生產

了大批的精密沖壓模具，特別是多工位級進模和多工位傳遞模具，不論從設計上還是制造方面均可與進口模具相媲美。我廠應用CAD/CAM技術起步較早，不但是在設計和加工上應用了CAD技術，同時在工藝參數(shù)上，特別是復雜零件的幾何參數(shù)上也應用了CAD技術，被陜西省科技廳、國家科技部授予“CAD示范企業(yè)“稱號。近10年來，在模具設計上已經全部采用了CAD技術，部分加工上也應用了CAM技術。我廠模具設計應用平臺硬件是美國SGI工作站，軟件是美國EDS公司的UG軟件，近年來又購進了”電子圖板“設計軟件。同時，針對本廠所設計的范圍我們做了許多標準件的圖庫，此項工作大大地提高了設計速度。CAD/CAM技術在該廠應用面比較廣，但存在的不足主要有三點：一是由于軟件引進較早，且一直沒有升級，與現(xiàn)在的UG版本差11個版本。

關鍵詞: CAD/CAM，發(fā)展，制造

“Guizhou University school insignia” CAD/CAM practice

Abstract

Along with the Chinese economy fast development, “China makes” starts to sell the whole world In 2006, the Chinese manufacturing industry GDP increase in value achieved 1,095,600,000,000 US dollars, for the first time surpass Japan in the total quantity, becomes the world to be listed the second manufacture great nation;In 2007, the Chinese manufacturing industry GDP increase in value amounts to 1,300,000,000,000 US dollars..The Shaanxi Weihe River jig has the main plant is the mechanical electronic profession labor mold specialized production enterprise.Trial produces from the initial research and development to the present CAD/CAM application, designed and makes many models to flush the mold coldly, in domestic has won the good prestige.In recent years, along with the CAD/CAM unceasing application, my factory has produced large quantities of precise ramming mold, specially the multi-location level enters the mold and the multi-location transmission mold, no matter makes the aspect from the design to be possible to compare favorably with with the import mold.My factory applies the CAD/CAM technology start early, not only has applied the CAD technology in the design and the processing, simultaneously in the craft parameter, specially in the complex components geometry parameter also has applied the CAD technology, by the Shanxi Province science and technology hall, National Technical department is awarded “CAD the demonstration enterprise ” title.In the recent 10 years, already completely used the CAD technology in the mold design, in the part processing have

also applied the CAM technology.My factory mold design applies the platform hardware is American SGI Workstation, the software is American EDS Corporation's UG software, in recent years has purchased “ the electronic chart board ” design software.At the same time, we has made many standard letter map storages in view of this factory design scope, this work enhanced the design speed greatly.The CAD/CAM technology quite is broad in my factory application surface, but exists the insufficiency mainly has three points: One is as a result of the software introduction early, also has not promoted, misses 11 editions with the present UG edition.Key word: CAD/CAM, development, manufacture 編輯本段前 言

隨著計算機技術的發(fā)展，計算機輔助設計/計算機輔助制造（CAD/CAM）技術在工程設計、制造等領域中具有重要影響的高新技術。CAD/CAM技術自動加工的實現(xiàn)對社會產生了巨大的經濟效益。

在20世紀60年代初，麻省理工學院研究生發(fā)表了《人機對話圖形通信》，推出了二維SKETCHPAD系統(tǒng)，系統(tǒng)允許設計者在圖形顯示器前操作光筆和鍵盤，同時可以在顯示器上顯示圖形，由此為CAD/CAM技術提供了理論基礎。20世紀60年代到20世紀70年代中期是CAD/CAM技術走向成熟的階段，隨著計算機硬件的發(fā)展，三維幾何軟件也相應發(fā)展起來。到了20世界90年代，CAD/CAM技術從單一的模式、單一的功能走向集成化和智能化。使用CAD/CAM各子系統(tǒng)之間進行數(shù)據(jù)交換，從而出現(xiàn)了面向對象的技術、并行工程的思想、人工智能技術等。我國CAD/CAM技術從20世紀70年代開始以來，經過不斷的發(fā)展和推廣使用，取得了良好的經濟效益和社會效益，以Pro/Engineer、Unigraphics、Solidworks為代表的CAD/CAM軟件技術是目前最完善的CAD/CAM技術。

我國CAD/CAM技術的應用大多以繪圖設計為突破口，在硬件和軟件升級方面不夠到位。在設計中，是基于Pro/Engineer這個軟件來寫的。機械專業(yè)的學生，只有掌好相關軟件握的技術，才能更好地做好產品設計、加工的一體化，最終達到機械理論知識和實際操作的有機結合。在Pro/Engineer這個軟件中，尤其是Pro/Engineer Wildfire的PRO/NC模塊的應用，把自動編程技術表現(xiàn)的淋漓盡致。在校徽的加工中，對PRO/NC模塊進行了詳細的介紹。在NC制造設置（包括NC機床定義、夾具設置、刀具設定等）、NC加工方法、NC序列設置、加工軌跡的演示、后置處理等都做了描述。

軟件支撐是遠遠不能搞好加工的，先進的硬件設備對生產加工的效率是很重要的?，F(xiàn)代加工設備各式各樣，品種繁多。像車床、銑床、磨床、鉆床、加工中心機床等。為了減少人的體力勞動和自動化的生產，數(shù)控加工走向了我們，目前的數(shù)控機床廣泛應用于加工行業(yè)當中。數(shù)控設備的出現(xiàn)，使CAD/CAM技術得到了前所未有的發(fā)展，軟/硬件得到了有機的結合。在本設計中用的選用的是數(shù)控加工中心，它有許多的優(yōu)點：減少了裝夾的次數(shù)；減少了機床的數(shù)量，從而減少了生產空間；縮短了生產周期等等。在?；盏募庸み^程中，本書用了較大篇幅對加工過程做了詳細的描述。尤其在加工的工藝性設計方面做了大量的分析，使整個加工過程清晰可見，在自動加工編程中實現(xiàn)了零件的最終形成。在本設計中，我們同時看到了自動編程優(yōu)于手工編程，尤其是在現(xiàn)代加工技術中，對復雜零件的加工更體現(xiàn)出它的優(yōu)點。本設計在第一章對數(shù)控技術和PRO/E軟件技術做了簡單概述，對FANUC數(shù)控系統(tǒng)VMC1100B數(shù)控加工中心機床的編程知識做了詳細的介紹，PRO/ENC模塊中的加工操作過程也用了大量的圖來說明，更具直觀。在第一章，加工中心工藝方案的制定。得到了?；丈a的工藝要求。為第一章的PRO/ENC模塊得到參數(shù)。從而得到第三章要加工的最終產品。在這里我要感謝周崢嶸等老師的指導，為我的畢業(yè)設計提供了良好的條件。編輯本段第一章：數(shù)控技術和PRO/E軟件技術 1.1數(shù)控技術

1.1.1 數(shù)控技術的發(fā)展趨勢

數(shù)控技術的應用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術的不斷發(fā)展和應用領域的擴大，他對國計民生的一些重要行業(yè)（it、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用，因為這些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢。從目前世界上數(shù)控技術及其裝備發(fā)展的趨勢來看，其主要研究熱點有以下幾個方面。

（一）、高速、高精加工技術及裝備的新趨勢

效率、質量是先進制造技術的主體。高速、高精加工技術可極大地提高效率，提高產品的質量和檔次，縮短生產周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術研究會將其列為5大現(xiàn)代制造技術之一，國際生產工程學會（cirp）將其確定為21世紀的中心研究方向之一。在轎車工業(yè)領域，年產30萬輛的生產節(jié)拍是40秒/輛，而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點問題之一；在航空和宇航工業(yè)領域，其加工的零部件多為薄壁和薄筋，剛度很差，材料為鋁或鋁合金，只有在高切削速度和切削力很小的情況下，才能對這些筋、壁進行加工。近來采用大型整體鋁合金坯料“掏空”的方法來制造機翼、機身等大型零件來替代多個零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯(lián)結方式拼裝，使構件的強度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。從emo2001展會情況來看，高速加工中心進給速度可達80m/min，甚至更高，空運行速度可達100m/min左右。目前世界上許多汽車廠，包括我國的上海通用汽車公司，已經采用以高速加工中心組成的生產線部分替代組合機床。美國cincinnati公司的hypermach機床進給速度最大達60m/min，快速為100m/min，加速度達2g，主軸轉速已達60 000r/min。加工一薄壁飛機零件，只用30min，而同樣的零件在一般高速銑床加工需3h，在普通銑床加工需8h；德國dmg公司的雙主軸車床的主軸速度及加速度分別達12*!000r/mm和1g。在加工精度方面，近10年來，普通級數(shù)控機床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密級加工中心則從3～5μm，提高到1～1.5μm，并且超精密加工精度已開始進入納米級(0.01μm)。在可靠性方面，國外數(shù)控裝置的mtbf值已達6 000h以上，伺服系統(tǒng)的mtbf值達到30000h以上，表現(xiàn)出非常高的可靠性。為了實現(xiàn)高速、高精加工，與之配套的功能部件如電主軸、直線電機得到了快速的發(fā)展，應用領域進一步擴大。

（二）、5軸聯(lián)動加工和復合加工機床快速發(fā)展

采用5軸聯(lián)動對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認為，1臺5軸聯(lián)動機床的效率可以等于2臺3軸聯(lián)動機床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時，5軸聯(lián)動加工可比3軸聯(lián)動加工發(fā)揮更高的效益。但過去因5軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)、主機結構復雜等原因，其價格要比3軸聯(lián)動數(shù)控機床高出數(shù)倍，加之編程技術難度較大，制約了5軸聯(lián)動機床的發(fā)展。當前由于電主軸的出現(xiàn)，使得實現(xiàn)5軸聯(lián)動加工的復合主軸頭結構大為簡化，其制造難度和成本大幅度降低，數(shù)控系統(tǒng)的價格差距縮小。因此促進了復合主軸頭類型5軸聯(lián)動機床和復合加工機床（含5面加工機床）的發(fā)展。在emo2001展會上，新日本工機的5面加工機床采用復合主軸頭，可實現(xiàn)4個垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5軸加工可在同一臺機床上實現(xiàn)，還可實現(xiàn)傾斜面和倒錐孔的加工。德國dmg公司展出dmuvoution系列加工中心，可在一次裝夾下5面加工和5軸聯(lián)動加工，可由cnc系統(tǒng)控制或cad/cam直接或間接控制。

（三）、智能化、開放式、網(wǎng)絡化成為當代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢

21世紀的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個方面：為追求加工效率和加工質量方面的智能化，如加工過程的自適應控制，工藝參數(shù)自動生成；為提高驅動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機參數(shù)的自適應運算、自動識別負載自動選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。

為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應用軟件的產業(yè)化生產存在的問題。目前許多國家對開放式數(shù)控系統(tǒng)進行研究，如美國的ngc(the next

generation work-station/machine control)、歐共體的osaca(open system architecture for control within automation systems)、日本的osec(open system environment for controller)，中國的onc(open numerical control system)等。數(shù)控系統(tǒng)開放化已經成為數(shù)控系統(tǒng)的未來之路。所謂開放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運行平臺上，面向機床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結構對象（數(shù)控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應用和技術訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實現(xiàn)不同品種、不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng)，形成具有鮮明個性的名牌產品。目前開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結構規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運行平臺、數(shù)控系統(tǒng)功能庫以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當前研究的核心。網(wǎng)絡化數(shù)控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡化將極大地滿足生產線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求，也是實現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎單元。國內外一些著名數(shù)控機床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關的新概念和樣機，如在emo2001展中，日本山崎馬扎克（mazak)公司展出的“cyberproduction center”（智能生產控制中心，簡稱cpc)；日本大隈（okuma）機床公司展出“it plaza”（信息技術廣場，簡稱it廣場)；德國西門子(siemens)公司展出的open manufacturing environment（開放制造環(huán)境，簡稱ome）等，反映了數(shù)控機床加工向網(wǎng)絡化方向發(fā)展的趨勢。1.2 FANUC數(shù)控加工基礎知識

在這一節(jié)中我們了解FANUC數(shù)控加工中心作的一些基礎知識。由于內容的要求，我們只作簡要的講解。

1.2.1坐標系/對刀點/換刀點

坐標系：主要坐標系分為機床坐標系和工件坐標系，前者由廠家設定，工件坐標系：又叫編程坐標系，用來確定工件各要素的位置。

刀點：主要分為對刀點和換刀點，前者刀具相對工件運動的起點（又叫程序起點或起刀點）。后者是換刀的位置點，在加工中心有換刀的程序，在加工零件的時候，我們只要調刀就可以執(zhí)行。

1.2.2常用基本指令

在?；盏募庸み^程中，我們要用到這些基本指令：進給功能字F用于指定切削的進給速度。主軸轉速功能字S用于指定主軸轉速。刀具功能字T用于指定加工時所用刀具的編號。輔助功能字M用于指定數(shù)控機床輔助裝置的開關動作。準備功能G指令，用于刀具的運動路線。如下表1.1是G代碼表。

表1.1

G功能字含義表（FANUC—OM系統(tǒng)）

G00 快速移動點定位 G70 粗加工循環(huán)

G01 直線插補 G71 外圓粗切循環(huán)

G02 順時針圓弧插補 G72 端面粗切循環(huán) G03 逆時針圓弧插補 G73 封閉切削循環(huán) G04 暫停 G74 深孔鉆循環(huán)

G17 XY平面選擇 G75 外徑切槽循環(huán)

G18 ZX平面選擇 G76 復合螺紋切削循環(huán) G19 YZ平面選擇 G80 撤消固定循環(huán) G32 螺紋切削 G81 定點鉆孔循環(huán) G40 刀具補償注銷 G90 絕對值編程

G41 刀具半徑補償—左 G91 增量值編程 G42 刀具半徑補償—右 G92 螺紋切削循環(huán)

G43 刀具長度補償—正 G94 每分鐘進給量

G44 刀具長度補償—負 G95 每轉進給量

G49 刀具長度補償注銷 G96 恒線速控制

G50 主軸最高轉速限制 G97 恒線速取消

G54~G59 加工坐標系設定 G98 返回起始平面

GG65 用戶宏指令 G99 返回R平面

1.2.3編程方式

在編程的過程中，有兩種編程方式：一種是手工編程；另一種是數(shù)控自動編程，自動數(shù)控編程又分為：圖形數(shù)控自動變成、語言數(shù)控自動編程和語音數(shù)控自動編程三種。手工編程的特點是耗費時間長，容易出現(xiàn)錯誤，無法勝任復雜形狀零件的編程。國外資料統(tǒng)計，手工編程時間與機床實際加工時間平均比是30/1。20%─30%機床不能開動的原因是由于手工編程的時間較長引起的。在這節(jié)我們以FANUC系統(tǒng)的編程知識來講解，在這個設計中，我們是以圖形數(shù)控自動編程來展開的。

手工編程過程總結：程序的輸入：打開程序保護鎖，按下PROG鍵，方式開關選擇到編輯狀態(tài)，DIR檢查內存占用情況，輸入OXXXX，按INSERT鍵（報警的話，說明該文件名存），按RESET復位，重新輸入文件名。當我們建立了文件名后，文件名要單獨占一行，每行的結束要用“；”（按EOB，在按INSERT插入），如果順序號沒有出來，我們可以把順序號的功能打開（按OFFSET SETTING鍵，選擇SETTING，移動光標鍵，下面有個順序號，參數(shù)是“0”，說明沒有順序號，所以我們將它改為“1”，打如INPUT，注意只有在MDI方式下才能改參數(shù)，否則要報警），進行程序的輸入。程序比較長的時候，我們可以將程序號的間隔調小，操作如下：MDI方式下按OFFSET SETTING鍵，按PAGE，找到“10”所在的參數(shù)號，將“10”改為“5”，按INPUT鍵。程序輸入完后，我們可以進行程序的修改：替換（在鍵盤緩沖區(qū)輸入要替換的字符，按下ALTER鍵），刪除（刪除單個字符，光標移動到要刪除的字符按DELETE；刪除一段，將光標移動到要刪除的那

一段上），程序輸入完了后鎖上。程序的檢索，例如檢索O313按下面步驟進行操作方式在編輯狀態(tài)下—按PRGRM（進入程序畫面）—輸入查找的程序號O313—按箭頭向下的光標鍵找O313程序號。程序的刪除，例如刪除O313按下面步驟進行：操作方式在編輯狀態(tài)下—打開程序保護鎖—按PRGRM（進入程序畫面）—輸入刪除的程序號O313—按箭頭向下的光標鍵找O313程序號—鍵入刪除的程序號O313—按DELET—操作完畢、鎖上程序保護鎖—按功能軟件上的LID查看O313程序是否在程序例表中。

1.2.4對刀

對刀的方法直接影響工件的加工精度。所以對于不同的加工零件，我們要選擇不同的對刀方法。

X和Y向對刀，對于圓柱孔（或圓柱面）零件時：

（1）我們采用杠桿百分表（或千分表）對刀，這種對刀方法精度高，但是比較麻煩。

（2）采用尋邊器對刀，對于精度不太高，比較直觀。

X和Y向對刀，當對刀點為互相垂直直線的交點時：

（1）采用刀具試切對刀。（2）采用尋邊器對刀，精度高。

在Z向對刀，Z向對刀數(shù)據(jù)與刀具在刀柄上的裝夾長度及工件坐標系的Z向零點位置有關，它確定工件坐標系的零點在機床坐標系中的位置。加工中心采用長度補償來做。為了損傷工件表面，在本設計中我們采用采用對刀桿對刀。移動機床將刀桿分別從X、Y慢慢靠近工件，若X方向顯示的是X1，Y方向顯示的是Y1。再反方向得到X2，Y2則分別記下此數(shù)據(jù)。我們采用G54坐標系，記下X、Y的值，按POS鍵，輸入到G54坐標系中。程序原點X、Y的計算方法如下：

X=（X1－X2）/2 Y=（Y1－Y2）/2

Z軸偏值：將株洲移動到工件的上表面，并與工件有微量的切削，紀錄此值。按SYSTEM→SFF/SET→偏值，把Z軸的工件坐標值輸入到對應的刀號的刀偏表長度補償中。把計算的結果輸入工件偏置畫面中的G54中。

1.2.5刀具長度補償設置

加工中心上使用的刀具很多，每把刀具的長度和到 Z 坐標零點的距離都不相同，這些距離的差值就是刀具的長度補償值，在加工時要分別進行設置，并記錄在刀具明細表中，以供機床操作人員使用。一般有兩種方法：

1、機內設置 這種方法不用事先測量每把刀具的長度，而是將所有刀具放入刀庫中后，采用 Z 向設定器依次確定每把刀具在機床坐標系中的位置，具體設定方法又分兩種。（1）第一種方法 將其中的一把刀具作為標準刀具，找出其它刀具與標準刀具的差值，作為長度補償值。具體操作步驟如下： ①將所有刀具放入刀庫，利用 Z 向設定器確定每把刀具到工件坐標系 Z 向零點的距離，如圖 1.1所示的 A、B、C，并記錄下來； ②選擇其中一把最長（或最短）、與工件距離最?。ɑ蜃畲螅┑牡毒咦鳛榛?/p>

準刀，如圖 5-2 中的 T03（或 T01），將其對刀值 C（或 A）作為工件坐標系的 Z 值，此時 H03=0 ； ③確定其它刀具相對基準刀的長度補償值，即 H01= ±│ C-A │，H02= ±│ C-B │，正負號由程序中的 G43 或 G44 來確定。④將獲得的刀具長度補償值對應刀具和刀具號輸入到機床中。

圖1.1

1.2.6刀具半徑補償設置

進入刀具補償值的設定頁面，移動光標至輸入值的位置，根據(jù)編程指定的刀具，鍵入刀具半徑補償值，按 INPUT 鍵完成刀具半徑補償值的設定。操作如下：按SYSTEM→SFF/SET→輸入刀具的半徑補償值。

1.2.7機床操作面板的簡單介紹

下圖1.2操作面板是FANUC—0I系統(tǒng)的操作面板，圖1.3是操作棉板的功能鍵板。

圖1.2

圖1.3

顯示現(xiàn)在機床坐標的位置（絕對坐標、相對坐標、相對坐標）。

程序功能鍵，顯示編輯的程序或正在運行的程序。

刀具補償表，設定工件坐標系，參數(shù)等。

換檔鍵，在編輯中進行字母和數(shù)字的切換。

取消鍵，用于刪除已輸入存儲器里的最后一個字符。

輸入?yún)?shù)和補償值。程序的刪除。

程序的插入，在程序的修改過程中經常用到。替換鍵，程序的編輯、修改。

圖形顯示鍵，觀察刀具在加工過程中的圖形顯示。報警信息顯示按鈕。

頁面鍵有兩個，用來進行頁面的前/后翻。機床參數(shù)鍵。

1.3 PRO/E軟件技術

1.3.1PRO/E3.0軟件的介紹及其安裝

Pro/E（Pro/Engineer操作軟件）是美國參數(shù)技術公司（Parametric Technology Corporation，簡稱PTC）的重要產品。在目前的三維造型軟件領域中占有著重要地位，并作為當今世界機械CAD/CAE/CAM領域的新標準而得到業(yè)界的認可和推廣，是現(xiàn)今最成功的CAD/CAM軟件之一。Pro/E第一個提出了參數(shù)化設計的概念，并且采用了單一數(shù)據(jù)庫來解決牲的相關性問題。另外，它采用模塊化方式，用戶可以根據(jù)自身的需要進行選擇，而不必安裝所有模塊。Pro/E的基于特征方式，能夠將設計至生產全過程集成到

一起，實現(xiàn)并行工程設計。它不但可以應用于工作站，而且也可以應用到單機上。Pro/E采用了模塊方式，可以分別進行草圖繪制、零件制作、裝配設計、鈑金設計、加工處理等，保證用戶可以按照自己的需要進行選擇使用。2006年4月發(fā)布的Pro/ENGINEER Wildfire 3.0(野火3.0),它將Pro/E 的版本上升到了前所未有的高度。它相對與以前的版本，在功能上更加的強大，更加適應“人本”性。

Pro/E3.0安裝操作如下：

1.運行虛擬光驅，再將BIN文件裝入光驅，自動運行安裝程序（下載版必須由虛擬光驅運行）。

2.選擇國家:中國。

3.接受協(xié)議。

4.開始安裝服務器。

5.填入你本機的ID（ID如上圖遮蓋處的PTC主機ID，區(qū)分大小寫）點crack文件中的generate，得到license.dat文件，拷貝文件到你找得到的地方。

6.指定安裝目錄和許可證，之后點安裝按鈕。

7.上一步安裝完成后，重新啟動電腦后。查看服務器是否運行(控制面板＞管理工具＞服務)，下圖所示即為已經運行(注：到了這里，這個服務一定要成功并保持運行，否則安裝好了也無法使用)。

8.再次運行安裝程序，選擇安裝Pro/ENGINEER。

9.選擇安裝語種，但中文默認是已經安裝的。注意：野火３.0中已經不再使用lang=chs也能顯示中文（建議安裝所有模塊，除了幫助文件，否則很多模塊無法運行）。

10.填寫主機名，這一步與2.0是不同的。

11.點擊下一步，一直安裝到提示插入第2張光盤，第3張光盤。安裝完成后。

1.3.2 在PRO/E中?；盏奶卣鹘?/p>

貴大?；杖缦聢D1.4所示

圖1.4

（一）、在Pro/ENGINEER Widfire中單擊菜單欄中的新建按鈕，打開“新建文件”對話框，文件類型選擇為“零件”，子類型選擇“實體”，取消使用默認模板，單擊“確定”按鈕，在“名稱”對話框中選擇“mmns-part-solid”單擊確定按鈕后進入零件設計模式。

（二）、單擊特征工具欄中的拉伸按鈕，系統(tǒng)彈出“拉伸”特征操控板，在操控板中打開“放置”上滑面板，單擊“定義”按鈕，彈出“草繪”對話框，選擇TOP,RIGHT分別作為“草繪”平面和參考平面。單擊“確定”進入“草繪”界面。

（三）、繪制一個200 200的正方形,單擊確定按鈕 回到“拉伸”特征操控板,輸入拉伸高度為7,單擊確定按鈕 得到一個正方體。

（四）、在主菜單中選擇“視圖（V）→顏色和外觀”在外觀編輯器中選擇一種顏色，在“指定”按鈕中選擇“曲面”指定長方體的前面單擊確定，然后選擇外觀編輯器中的“映射→貼花”在下一層菜單中的“外觀放置”中選擇“ ”按鈕來增加“紋理”，然后雙擊增加的圖片，單擊“關閉”再單擊“關閉”完成“貼花”的命令如圖1.5所示：

圖1.5

（五）、在菜單欄中單擊拉伸按鈕，系統(tǒng)彈出“拉伸”特征操控板，在操控板中打開“放置”上滑板，單擊“定義”按鈕，選擇長方體的TOP和RIGHT分別作為“草繪”平面和參考

平面。單擊“確定”進入“草繪”界面。

（六）、在“草繪”狀態(tài)下單擊樣條曲線按鈕，用樣條曲線去逼近中間貴字圖形的輪廓。進行修改，達到滿意后，單擊完文字按鈕，選取行的第二點，確定文本高度和方向，同時出現(xiàn)文本框如圖1.6，在輸入?yún)^(qū)中輸入“GUIZHOUUNIVERSITY”，選擇沿曲線放置，選擇曲線圓，單擊完成，進行修改，達到滿意后，用同樣的方法輸入“貴州大學”，然后單擊樣條曲線按鈕，用樣條曲線去逼近中間文字圖形的輪廓，進行修改，達到滿意后，如圖1.7保存XIAOHUI.prt。成后單擊確定按鈕，回到上一級對話框輸入拉伸深度為2，單擊確定按鈕完成建模。最后的三維圖形如1.8圖：

圖1.6

圖1.7 圖1.8 1.4 PRO/NC模塊簡介

PRO/E是由美國參數(shù)科技公司（PTC）開發(fā)，是一個全方位的三維產品開發(fā)綜合性軟件，集成了零件設計、產品、裝配、模具開發(fā)、數(shù)控加工、鈑金設計、鑄造件設計、造型設計、自動測量、機構仿真、應力分析、電路布線等功能模塊與一體。廣泛應用與電子、機械、模具、工藝設計、汽車、航天、服裝等行業(yè)。是當今世紀最為流行的CAD/CAM軟件之一。PRO/NC模塊能生成驅動數(shù)控機床加工PRO/E零件所必須的數(shù)據(jù)和信息，能夠生成數(shù)控加工的全過成。PRO/E系統(tǒng)的全相關統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫能將設計模型變化體現(xiàn)到加工信息當中去,利用它所提供的工具將設計模型處理成ASCII碼刀位數(shù)據(jù)文件，這些文件經過后處理變成數(shù)據(jù)加工數(shù)據(jù)。PRO/NC生成的數(shù)控加工文件包括刀位數(shù)據(jù)文件、刀具清單、操作報告、中間模型、機床控制文件等。PRO/NC模塊應用范圍比較廣，包括數(shù)控車、數(shù)控銑、加工中心等。下表1.2是具體的應用范圍。

表1.2

模塊名稱 應用范圍

PRO/ENC—車床 一個轉塔車床及鉆孔加工

二個轉塔車床及鉆孔加工

PRO/ENC—銑床 二軸半銑床加工

3~5軸銑床加工

PRO/ENC—銑削/車削 2~5軸車銑綜合加工

PRO/ENC—Wendm 2軸或4軸線切割加工

1.5 數(shù)控自動加工的加工流程

PRO/NC進行數(shù)控加工時，先用PRO/E的造型模塊將零件的幾何圖形繪制在計算機上，形成零件的設計模型，然后直接調用PRO/E的數(shù)控編程模塊，定義操作，選擇加工方法、定義刀具、加工參數(shù)和加工區(qū)域，進行刀具軌跡處理，并由計算機的自動對零件加工軌跡的各個節(jié)點進行計算和處理。從而生成刀位數(shù)據(jù)文件；經過相應的后置處理，自動生成數(shù)控加工程序，并在計算機上動態(tài)的顯示其刀具的加工軌跡如圖1.9流程：

設計模型 → 制造模型 ← 毛坯

夾具設置 → 制造設置數(shù)據(jù) ← 機床數(shù)據(jù)和

刀具數(shù)據(jù)

↓

操作設置

↓

定義NC工序

↓

生成刀位數(shù)據(jù)文件 ↓

后置處理 ↓

動態(tài)仿真 ↓

→ → → ↓ ↑ ↓ ↓ ↓

修改← N ← 正確→ Y → NC機床

圖1.9

1.6?；赵?Pro/NC中的編程實例

在建立好模型的基礎上，利用Pro/NC進行數(shù)控加工的自動編程。下面的實例將對加工的一般過程進行說明：

1．在Pro/ENGINEER Widfire中打單擊系統(tǒng)工具中新建按鈕，打開“新建文件”對話框，選擇文件類型為“制造”，子類型選擇“NC組件”，取

消使用默認模板，單擊“確定”按鈕，在“文件選項”對話框中選擇“mmns-mfg-nc”單擊確定按鈕后進入制造加工模式。

2．在【菜單管理器】中選擇 → →，選擇設計模XIAOHUI.prt。在系統(tǒng)彈出的【元件放置】對話框，選擇，在缺省的狀態(tài)下放置參考模型。

3．在【菜單管理器】中選擇 → →，在消息提示區(qū)中輸入工件的名稱XH，單擊在，在創(chuàng)建特征下拉菜單中單擊，在實體選向中單擊，在放置選向中，單擊放置，再單擊定義，系統(tǒng)彈出草繪對話框如圖1.10，選擇如圖1.11的平面來作為參照。單擊，按做CTRL，選擇如圖1.12所示的平面作為參照平面，單擊參照對話框的關閉。單擊，畫210mm 210mm的矩形。單擊，在框中輸入10.00，單擊 和，完成的圖形如圖1.13。

圖1.10 圖1.11

4．在【菜單管理器】中選擇【制造設置】命令，系統(tǒng)彈出如圖1.14所示。同時彈出操作設置對話框，如圖1.15。用來對機床、刀具、機床坐標系和退刀平面的設置。

圖1.11 圖1.12

圖1.13 圖1.14

5．單擊對話框中的 圖標, 再單擊，選擇。出現(xiàn)刀具設置對話框，如圖1.16所示。在刀具設置對話框中輸入刀具的材料、長度等參數(shù)。

圖1.15 圖1.16

設置好后單擊，單擊。加工零點設置：單擊加工零點處的，選擇 坐標，系，拾取模型于其內創(chuàng)建坐標系，選擇整個圖形，圖形出現(xiàn)紅色線條，這時出來坐標對話框，按住CTRL選擇如圖1.17的三個面創(chuàng)建坐標，單擊，根據(jù)具體的機床進行設置。設置后如下圖1.18所示。

1.17 圖1.18

6.退刀面設置，單擊退刀曲面的，在退刀選取中單擊，輸入Z深度，如圖1.19，圖1.19

單擊，在操作設置對話框中單擊，則操作OP010已經成功創(chuàng)建。

7.參數(shù)設置，在【菜單管理器】中選擇 → →，單擊，序列設置如圖1.20，單擊刀具設置對話框的。在制造參數(shù)下拉菜單中選擇，完成設置如圖1.21所示。

圖1.20 圖1.21

單擊 → → → → →，單擊。在序列坐標中單擊，選取 坐標系。重復對刀面的設置。

8.創(chuàng)建加工窗口，在定義窗口的下拉菜單中選擇，在消息提示區(qū)輸入窗口的名稱，單擊，在銑削窗口下拉菜單中選擇，選取垂直曲面、邊或頂點，截面將相對于它們進行尺寸標注和約束，選擇要創(chuàng)建窗口的圖形，選擇如下參照，單擊關閉。單擊，畫加工窗口，204mm 204mm的矩形。單擊，單擊加工窗口的。單擊 →。

9.軌跡演示，單擊，計算CL軌跡，單擊 圖1.22所示。

圖1.22

圖1.23

選擇圖1.22中的 按鈕，則可以見到刀具的走刀路線。

10.數(shù)控后處理系統(tǒng)

Pro/ENGINEER系統(tǒng)所生成的ASCII格式的刀位（CL，Cutter Location）數(shù)據(jù)文件，并不是能被數(shù)控機床所識別。在特定的數(shù)控機床和刀位數(shù)據(jù)之間需要一個“翻譯”，將CL數(shù)據(jù)轉化為MCD文件。這個轉換的過程就是后置處理。由于數(shù)控系統(tǒng)沒有一個完全統(tǒng)一的標準，不同廠家采用不同的數(shù)控代碼，其代碼功能之間并不兼容。因此，同樣一個機械零件，同樣的CL數(shù)據(jù)，在不同的機床上加工，其結果是不一樣的。為了使Pro/NC生成的刀位數(shù)據(jù)能夠適應不同的機床，就需要建立一個文件將目前所有廠商的數(shù)控系統(tǒng)保存起來，這種文件就是選配文件。當用戶指定了機床的數(shù)據(jù)系統(tǒng)后，后置處理程序就能從選配文件中調用相關數(shù)據(jù)，滿足配置選項的要求。

（一）創(chuàng)建刀位數(shù)據(jù)文件

從菜單管理器的【制造】菜單中選擇【CL數(shù)據(jù)】命令，分別選擇“輸出”“選取一”“NC序列”“1.粗加工,Operation OP010”選擇【軌跡】菜單中的【文件】命令，設置如圖1.24所示單擊完成，完成“保存副本”后系統(tǒng)彈出對話框直接單擊完成。在后置處理列表中選擇第一個處理器。出現(xiàn)圖1.25，在其中輸入程序起始號，輸入后系統(tǒng)顯示處理完成后的信息窗口，單擊回車，關閉信息窗口這就完成了程序的生成。

圖1.24

單擊 的。

圖1.25

用記事本打開如下圖1.26

圖1.26 編輯本段第二章：加工中心工藝方案的制定 2.1零件的工藝分析

2.1.1分析圖樣

（1）尺寸標注方法分析

（2）零件圖的完整性與正確性分析（3）零件技術要求分析（4）零件材料分析

有機玻璃屬于高分子聚合物，由聚甲基丙烯酸甲酯聚合而成，英釋名叫“亞克力”。代號是PMA。密度是1.19－1.20g/cm3，硬度相當于鋁，沒有固定熔點，在90攝氏度開始軟化，在104攝氏度呈熔融狀態(tài)。透明度高為92％，透過的紫外線多達73％，與普通玻璃相比，機械強度、韌性是普通玻璃的10倍以上，重量僅1/2，抗碎裂性是12—18倍，有突出的耐候性、耐老化性，溶于三氯甲烷（氯仿），用油性記號筆在上面畫線不易脫落。2.2加工設備的選用

在這里我們選擇的是南通VMC1100B數(shù)控加工中心機床，技術參數(shù)如下表2.1

表2.1 VMC1100B 行程 Unit 參數(shù) X軸行程 mm 1100 Y軸行程 mm 560 Z軸行程 mm 575 主軸端面至工作臺面距離 mm 200-775 工作臺中心至立柱導軌面距離 mm 590 工作臺面積 mm 550×1200 工作臺最大承重 kg 800 T型槽槽寬 mm 4×18H8 主軸轉速 rpm 8000 主軸孔錐度-BT-40(7:24)x、y軸快速位移 m/min 24 z軸快速位移 m/min 18 進給速度范圍 m/min 1—15 刀具數(shù) pcs 24 刀具最大外徑/相鄰無刀 mm 100/180 刀具最大長度 mm 300 換刀時間(刀-刀)sec 1.8 主軸電機 kw 11/15 X/Y/Z電機 kw 3/3/4 定位精度x mm 0.032 定位精度y、z mm 0.025 重復定位精度x mm 0.018 重復定位精度y、z mm 0.015 機床總高 mm 3162 占地面積(長×寬)mm 3340×3065

機床重量(毛重)kg 8200 2.3零件的工藝設計和夾具的選擇

2.3.1加工方法的選擇以下是幾種常見的平面加工方法

下圖2.1是平面加工的精度和所用的加工方法。（注明：Ra的數(shù)值是微米）

圖2.1

由于在數(shù)控加工中心上加工零件，加工精度是很高的。所以我們根據(jù)加工的要求選擇方

法省去了半精加工和精加工，粗銑直接就可以達到我們的要求了。加工工序的劃分：

（1）：按所用刀具進行劃分

（2）：按安裝次數(shù)劃分

（3）：按粗、精加工劃分

（4）：按加工部位劃分

在本設計中我們采用的是粗、精加工來劃分，所以我們劃分為一個階段即粗加工階段。

2.3.2確定加工順序和工序

工藝順序的安排原則：先加工基準面

（1）一般情況下先加工平面，后加工孔

（2）先加工主要表面，再加工次要表面

（3）先安排粗加工工序，再安排精加工工序

對于我們要加工的零件來說，由于零件的特殊性，我們加工的只有內外輪廓，所以我們在選擇加工工藝順序是就簡單了，直接一道工序就完成了。

2.3.3確定裝夾方案和選用夾具

（一）、定位原理

我們采用六點定位原理進行工件的定位，要使工件沿某個方向的位置確定，即要限制該方向上的自由度，當工件的六個自由度被夾具限制即確定了工件的正確位置。

（二）、裝夾方式

由于加工零件的要求我們選擇夾具中裝夾，它是由夾具上的定位元件來確定工件的位置，由夾具上的夾緊裝置進行夾緊。夾具安裝在機床上，并用夾緊元件進行夾緊。這樣易于保證加工精度要求，操作簡單方便，效率高，應用十分廣泛。由于數(shù)控加工的要求，我們對夾具的要求很多，比如精度要求、定位要求、空間要求、快速重調要求。在本設計中有現(xiàn)成的夾具。我們采用壓板裝夾工件，原因是：在加工中心上，由工藝分析得到我們的加工內容，銑出的平面平行于工作臺，所以只要把基準安裝得與工

作臺平行和貼合，就能銑出準確度較高的平面，尤其是垂直進給時，由于工作臺的“零位”準確度的影響，其精度更高，從而避免了夾具本身精度的影響。

準備材料有壓板、墊鐵、T形螺栓（或T形螺母）等。

使用壓板時應注意：

1.壓板的位置要安排得適當，要壓在工件剛性最好的地方，夾緊力的大小也應該適當，不然剛性差的零件容易產生變形

2.墊鐵必須正確地放在壓板下，高度要與工件相同或略高于工件，否則會降低壓緊效果。

3.壓板螺栓必須盡量靠近工件，并且螺栓到工件的距離應小于螺栓到墊鐵的距離，這樣 就能增大壓緊力。

4.螺栓要擰緊，否則會應壓力不夠而使工件運動，以免損壞工件、機床和刀具。

5.在工件的光潔表面與壓板之間，必須安置墊片，這樣可以避免光潔表面因受壓而損傷。

6.避免出現(xiàn)欠定位。

2.4選擇刀具

加工中心對刀具的基本要求是：

1.良好的切削性能：能承受高速切削和強力切削并且性能穩(wěn)定；

2.較高的精度：刀具的精度指刀具的形狀精度和刀具與裝卡裝置的位置精度；

3.配備完善的工具系統(tǒng)：滿足多刀連續(xù)加工的要求。

加工中心所使用刀具的刀頭部分與數(shù)控銑床所使用的刀具基本相同，數(shù)控機床上的刀具選擇比較嚴格，有些刀具是專用的。要求：工件材質，加工輪廓類型，機床允許的切削用量以及剛性和耐用度等。編程時，要規(guī)定刀具的結構尺寸和調整尺寸。對自動換刀的數(shù)控機床，在刀具裝到機床上以前，要在機外預調裝置(如對刀儀對刀)中，根據(jù)編程確定的參數(shù)，調整到規(guī)定的尺寸或測出精確的尺寸。在加工前，將刀具有關尺寸輸入到數(shù)控裝置。在銑削的加工中，我們經常用到立銑刀。直徑小的立銑刀一般制成帶柄的形式，比如直柄立銑刀（2-7mm）。立銑刀直徑的選擇主要應考慮工件加工尺寸的要求，并保證刀具所需功率在機床額定功率范圍以內。如系小直徑立銑刀，則應主要考慮機床的最高轉數(shù)能否達到刀具的最低切削速度（60m/min）。立銑刀半徑可以按以下經驗來算：R=（0.8-0.9）min, 其中R表示立銑刀半徑，rmin表示零件內輪廓的最小曲率半徑。銑刀齒數(shù)應該根據(jù)工件材料和加工要求選擇，一般銑削脆性材料或半精加工、精加工時，選擇細齒銑，粗加工則選擇粗齒銑刀。由于銑削的是有機玻璃，所以采用順銑，順銑可以減小表面粗糙度。粗齒直柄立銑刀的選擇如表2.2

表2.2

直徑

(mm)總長

(mm)切削部分長度(mm)柄部直徑(mm)前角(°)后角(°)螺旋角(°)齒數(shù)

2（2.5）32 6 3 15 18 40-45 3 3 36 8 3 15 18 40-45 3 4 40 10 4 15 18 40-45 3 ? ? ? ? ? ? ? ?

2.5切削用量的確定

(1)主軸轉速的確定：主軸轉速與切削速度關系為：N=1000V/ЛD

V刀具的切削速度m/min，N主軸轉速r/min，D刀具直徑mm在這里可以得出我們加工刀具的直徑D=mm。

(2)刀具進給速度與齒數(shù)的關系為：F=Fz*N*Z

F刀具的切削速度m/min，F(xiàn)z刀具的每齒進給量mm/r，N 主軸的轉速r/min，Z刀具的齒數(shù)在這里可以得出刀具進給速度F =m/min。編輯本段第三章：零件的加工 3.1零件加工前機床的基本操作

3.1.1開機

在開機前應該檢查輔助裝置的工作狀態(tài)是否滿足要求：潤滑油油池的油面高度、氣泵的壓力、電器柜的門是否關上。然后將電源開關由OFF打到ON，按下接通鍵（接通數(shù)控系統(tǒng)的電源）接通侍服驅動電源（急停開關順時針旋轉使它復位，按下機床復位鍵）。

3.1.2回機床原點

方式選擇開關選回零（手動選擇，按回零軸的正方向，回零成功則回零指示燈亮）：先Z軸回零，然后Y軸回零，最后X軸回零。按POS鍵，看機床坐標系是不是零。

3.13機床的調試

機床功能調試是指機床試車調整后，檢查和調試機 床各項功能的過程。調試前，首先應檢查機床的數(shù)控 系統(tǒng)及可編程控制器的設定參數(shù)是否與隨機表中的數(shù) 據(jù)一致。然后試驗各主要操作功能、安全措施、運行 行程及常用指令執(zhí)行情況等，如手動操作方式、點動 方式、編輯方式（EDIT）、數(shù)據(jù)輸入方式（MDI）、自動運行方式（MEMOTY）、行程的極限保護（軟件 和硬件保護）以及主軸掛檔指令和各級轉速指令等是

否正確無誤。最后檢查機床輔助功能及附件的工作是 否正常，如機床照明燈、冷卻防護罩和各種護板是否 齊全；切削液箱加滿切削液后，試驗噴管能否噴切削 液，在使用冷卻防護罩時是否外漏；排屑器能否正常 工作；主軸箱恒溫箱是否起作用及選擇刀具管理功能 和接觸式測頭能否正常工作等。對于帶刀庫的數(shù)控加工中心，還應調整機械手的位 置。調整時，讓機床自動運行到刀具交換位置，以手 動操作方式調整裝刀機械和卸刀機械手對主軸的相對 位置，調整后緊因故中調整螺釘和刀庫地腳螺釘，然 后裝上幾把接近允許質量的刀柄，進行多次從刀庫到 主軸位置的自動交換，以動作正確、不撞擊和不掉刀 為合格。3.2 CIMCO EDIT V5簡體中文版介紹

我們用這CIMCO EDIT V5簡體中文版這個軟件，下圖3.1是這個軟件界面的標題欄部分。

圖3.1 3.3程序DNC傳輸/模擬NC刀具

在數(shù)控機床的程序輸入操作中，如果采用手動數(shù)據(jù)輸入的方法往CNC中輸入，一是操作、編輯及修改不便；二是CNC內存較小，程序比較大時就無法輸入。為此，我們必須通過傳輸（電腦與數(shù)控CNC之間的串口聯(lián)系，即DNC功能）的方法來完成。我們針對這種情況，選用這種方法。計算機→電纜→機床控制面板，具體的操作如下：

機床操作：

選擇EDIT編輯模式→按PRGRM（程序鍵）→輸入O××××（程序名）→INPUT鍵

計算機操作：

選擇FILE →COMMUNIC →選擇要傳輸?shù)某绦颉鶨NTER

現(xiàn)在計算機數(shù)控機床已經配有軟盤驅動器，這樣只需將加工程序存在軟盤中，然后用軟盤驅動器把加工的程序讀入機床內存即可，操作方便。本機床RS232通訊口與外設計算1.機連機進行程序的傳輸或DNC操作時必須注意以下事項：

2.外設計算機與數(shù)控機床要有同一接地點，并保證可靠接地。

3.通訊電纜兩端須裝有光電隔離部件，以分別保護數(shù)控系統(tǒng)和外設計算機。

4.通電情況下，不允許插拔通訊電纜。

5.雷雨季節(jié)須注意打雷期間應將通訊電纜拔下，盡量避免雷擊，引起接口損壞。

2.FANUC系統(tǒng)串口線路的連接

FANUC系統(tǒng)數(shù)控機床的DNC采用9孔插頭（與電腦的COM1或COM2相連接）及25針插頭（與數(shù)控機床的通信接口相連接）用網(wǎng)絡線連接。25針串行接口的編號見圖1；9孔串口與25針串口的焊接關系見圖3.5。

圖3.5孔串口與25針串口的焊接關系

單擊文件→打開→選擇我們保存的NC生成的程序→單擊打開，出現(xiàn)NC程序如圖3.2。

單擊程序模擬→在下拉菜單中選擇窗口文件模擬。單擊圖3.3中的播放，看其加

工是否滿足我們的要求。在其中，我們可以進行窗口的旋轉、平移、縮放等。滿意后，模擬圖形如圖3.4所示。

圖3.3

圖3.2

圖3.4 3.4加工程序的執(zhí)行方式

對于執(zhí)行的加工程序大于機床內存空間，則要采用DNC方式，即將機床與計算機連接，計算機的內存作為存儲緩沖區(qū)，加工程序由計算機一邊傳輸，機床一邊執(zhí)行。

機床操作：

打開DNC→輸入加工參數(shù)→選擇AUTO→（自動執(zhí)行模式）→按（START）啟動鍵

計算機操作：

選擇FILE→COMMUNIC→選擇要傳輸?shù)某绦颉鶨NTER 3.5加工程序試運行

執(zhí)行加工程序，但不做切削工件。目的是檢查程序是否符合數(shù)控系統(tǒng)的要求，在執(zhí)行過程中，刀具軌跡、機床動作是否正確，使用工裝是否合理。

操作如下：

1.裝夾，找正工件。

2.按照程序及工藝文件的要求，將刀具對號裝入刀庫。3.對刀、輸入工件坐標系及刀具補償值等參數(shù)。4.沿+Z向平移工件坐標系到安全高度。5.將切削進給速度調至低檔。6.啟動機床。

7.逐步提高切削進給速度。

3.6工件試切

目的是：

1.檢查程序數(shù)據(jù)是否正確，切削用量是否合理。2.加工精度是否能達到保證。

3.工藝是否合理，加工變形是否能得到控制。4.檢查加工的工件是否滿足加工要求。

3.7測量

我們用游標卡尺來測量，看看加工出來的零件是否滿足我們的加工要求，如果測量結果達到設計要求目的，說明加工成功。在測量零件是應該注意：

1.機床遠離工件，主軸停止運動。

2.冷卻液關掉。

3.要把飛邊去掉。

當我們加工完零件后，把程序存好檔，保護鎖鎖好，以免他人改動，將機床調整平衡，以免機床自身的重量使機床變形，為下次回零做好準備。清理干凈機床，最后關掉機床電源。編輯本段設計總結

在大四的最后一個學期，我過得既充實又繁忙.從選題的那天起，我就開始了我的畢業(yè)設計。在畢業(yè)設計的這段時間里，我有很多的感觸，它帶給我的價值是巨大的，這將對我的以后工作產生重要的影響。

給我最深的就是：一個人不可能做好一件大事，它必須是所有智慧的融合。讓我最深刻的就是PRO/E的貼花。我的設計題目是“貴大?；铡盋AD/CAM實踐。我要求把貴大?；盏膱D案放到PRO/E的草繪中去，然后進行描線。但是就不知道怎么做。在網(wǎng)上也找過了。后來在指導老師的提示下，我終于完成了這項工作。還有個就是，我對復雜零件的編程不是很害怕了。因為PRO/E可以幫助我完成那些煩瑣的過程，只要求對零件的建模熟練就差不多了。當然基礎的東西是不能丟的。

在這次的設計中，老師“放手”我們去做。在這過程中我學會了獨立的思考問題和發(fā)現(xiàn)問題。像NC程序的生成，開始的時候我去了好幾次的計算機房，但是怎么也生不出程序來，后來我才發(fā)現(xiàn)我選擇的坐標不對。經過幾次的摸索，我終于找到了問題的答案。

通過這次的設計，對辦公自動化、CAD2004、pro/e、HYPERSNAP6、CIMCO EDIT V5等軟件的基本運用有了更深刻的了解。對我們所學習的專業(yè)知識有了更清楚的認識，是我不知不覺的喜歡上了我們的專業(yè)。現(xiàn)在我可以說，我完全可以單獨完成一個簡單產品的設計加工。在這里我也深刻的知道，我在實踐方面是很不夠的，這將在以后的工作中慢慢去領悟、學習。編輯本段參考文獻

［１］朱天明主編 專業(yè)色彩搭配圖典[M] 化學工業(yè)出版社

［２］韓鴻鸞主編 數(shù)控銑工加工中心操作[M] 機械工業(yè)出版社

［３］陳宏鈞主編 典型零件機械加工生產實例[M] 機械工業(yè)出版社

［４］徐衡主編 FANUC系統(tǒng)數(shù)控銑床和加工中心培訓教程[M] 化學工業(yè)出版社

［５］劉新佳主編 切削加工簡明適用手冊零點工作室[M] 化學工業(yè)出版社

［６］劉新佳主編 切削加工簡明適用手冊零點工作室[M] 化學工業(yè)出版社

［７］上海市金屬切削技術協(xié)會主編 金屬切削手冊[M] 上?？茖W技術出版社

［８］PRO/ENGINEER Wildfire3.0[M] 機械工業(yè)出版社等

致謝

畢業(yè)設計能順利完成，是因為在設計當中我得到了許多人的幫助。首先非常感謝我的指導教師周崢嶸。從課題的選取、研究、到總體設計的結束。他都幫助我解決了不少困難。為了我們的畢業(yè)設計，他到處給我們找資料，鼓氣。在設計中我遇到的一個大問題就是沒有設計電腦，周老師就把學校的設備給我們拿出來搞設計。我羨慕周老師，為了帶我們畢業(yè)生搞設計，他天天都要學習。每個學生的課題不一樣，但是他對每一個課題都要有獨到的見解。他平易近人，鼓勵我們積極的投入到設計中。隨時監(jiān)導我們的設計。在此，我向你表示我真誠的謝意！工程實訓中心的許多老師從設計的開始到我們的畢業(yè)設計的結束，教我們的機床操作。在設計中還有幫助我的身邊同學。在此，我感謝幫助我的人。當然還有我的父母。10多年的默默辛勞，我要對你們說：“你們的付出是偉大的，你們的付出沒有白費，因為我很爭氣?！?/p>

2008年6月

第四篇：數(shù)控技術論文

淺談數(shù)控技術的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

（天津電大 理工學院 2011秋數(shù)控技術專業(yè)張春亮）

摘要：隨著計算機技術的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的制造業(yè)開始了根本性變革，各工業(yè)發(fā)達國家投入巨資，對現(xiàn)代制造技術進行研究開發(fā)，提出了全新的制造模式。在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，數(shù)控技術是關鍵技術，它集微電子、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術于一體，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點，對制造業(yè)實現(xiàn)柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用數(shù)控技術的應用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術的不斷發(fā)展和應用領域的擴大，他對國計民生的一些重要行業(yè)（IT、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用，因為這些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢

一、數(shù)控技術的介紹

數(shù)控技術是用數(shù)字信息對機械運動和工作過程進行控制的技術，數(shù)控裝備是以數(shù)控技術為代表的新技術對傳統(tǒng)制造產業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機電一體化產品，即所謂的數(shù)字化裝備。數(shù)控技術是綜合了計算機技術、微電子技術、自動化技術、電力電子技術及現(xiàn)代機械制造技術等的柔性制造自動化技術。數(shù)控技術也叫計算機數(shù)控技術(Computer Numerical Control)，目前它是采用計算機實現(xiàn)數(shù)字程序控制的技術。這種技術用計算機按事先存貯的控制程序來執(zhí)行對設備的控制功能。由于采用計算機替代原先用硬件邏輯電路組成的數(shù)控裝置，使輸入數(shù)據(jù)的存貯、處理、運算、邏輯判斷等各種控制機能的實現(xiàn)，均可通過計算機軟件來完成。

二、我國數(shù)控技術的發(fā)展現(xiàn)狀及戰(zhàn)略思考

20世紀人類社會最偉大的科技成果是計算機的發(fā)明與應用，計算機及控制技術在機械 制造設備中的應用是世紀內制造業(yè)發(fā)展的最重大的技術進步。自從1952年美國第1臺數(shù)控銑床問世至今已經歷了50多個年頭。數(shù)控設備包括：車、銑、加工中心、鏜、磨、沖壓、電加工以及各類專機，形成龐大的數(shù)控制造設備家族，每年全世界的產量有10～20萬臺，產值上百億美元。目前，國際上最大的數(shù)控系統(tǒng)生產廠是日本FANUC公司，1年生產5萬套以上系統(tǒng)，占世界市場約40％左右，其次是德國的西門子公司約占15％以上，再次是德海德漢爾、西班牙發(fā)格、意大利菲地亞、法國的NUM、日本的三菱、安川。國產數(shù)控系統(tǒng)廠家主要有華中數(shù)控、北京航天機床數(shù)控集團、北京凱恩帝、北京凱奇、沈陽藝天、廣州數(shù) 控、南京新方 達、成都廣泰等，國產數(shù)控生產廠家規(guī)模都較小，年產都還沒有超過300～400套。

長期以來，國產數(shù)控機床始終處于低檔迅速膨脹，中檔進展緩慢，高檔依靠進口的局面，特別是國家重點工程需要的關鍵設備主要依靠進口，技術受制于人。究其原因，國內本土數(shù)控機床企業(yè)大多處于“粗放型”階段，在產品設計水平、質量、精度、性能等方面與國外先進水平相比落后了5-10年；在高、精、尖技術方面的差距則達到了10-15年。同時中國在應用技術及技術集成方面的能力也還比較低，相關的技術規(guī)范和標準的研究制定相對滯后，國產的數(shù)控機床還沒有形成品牌效應。同時，中國的數(shù)控機床產業(yè)目前還缺少完善的技術培訓、服務網(wǎng)絡等支撐體系，市場營銷能力和經營管理水平也不高。更重要原因是缺乏自主創(chuàng)新能力，完全擁有自主知識產權的數(shù)控系統(tǒng)少之又少，制約了數(shù)控機床產業(yè)的發(fā)展。國外公司在中國數(shù)控系統(tǒng)銷量中的80%以上是普及型數(shù)控系統(tǒng)。如果我們能在普及型數(shù)控系統(tǒng)產品快速產業(yè)化上取得突破，中國數(shù)控系統(tǒng)產業(yè)就有望從根本上實現(xiàn)戰(zhàn)略反擊。同時，還要建立起比較完備的高檔數(shù)控系統(tǒng)的自主創(chuàng)新體系，提高中國的自主設計、開發(fā)和成套生產能力，創(chuàng)建國產自主品牌產品，提高中國高檔數(shù)控系統(tǒng)總體技術水平。

從國際上來看，對我國數(shù)控技術水平和產業(yè)化水平估計大致如下：技術水平上，與國外先進水平大約落后10～15年，在高精尖技術方面則更大；產業(yè)化水平上，市場占有率低，品種覆蓋率小，還沒有形成規(guī)模生產，功能部件專業(yè)化生產水平及成套能力較低，外觀質量相對差，可靠性不高，商品化程度不足，國產數(shù)控系統(tǒng)尚未建立自己的品牌效應，用戶信心不足；可持續(xù)發(fā)展的能力上，對競爭前數(shù)控技術的研究開發(fā)、工程化能力較弱；數(shù)控技術應用領域拓展力度不強；相關標準規(guī)范的研究、制定滯后。

分析存在上述差距的主要原因有：認識方面，對國產數(shù)控產業(yè)進程艱巨性、復雜性和長期性的特點認識不足；對市場的不規(guī)范、國外的封鎖加扼殺、體制等困難估計不足；對我國數(shù)控技術應用水平及能力分析不夠；體系方面。從技術的角度關注數(shù)控產業(yè)化問題的時候多，從系統(tǒng)的、產業(yè)鏈的角度綜合考慮數(shù)控產業(yè)化問題的時候少；沒有建立完整的高質量的配套體系、完善的培訓、服務網(wǎng)絡等支撐體系；機制方面。不良機制造成人才流失，又制約了技術及技術路線創(chuàng)新、產品創(chuàng)新，且制約了規(guī)劃的有效實施，往往規(guī)劃理想，實施困難；技術方面。企業(yè)在技術方面自主創(chuàng)新能力不強，核心技術的工程化能力不強。機床標準落后，水平較低，數(shù)控系統(tǒng)新標準研究不夠。

我國是制造大國，在世界產業(yè)轉移中要盡量接受前端而不是后端的轉移，即要掌握先進制造核心技術，否則在新一輪國際產業(yè)結構調整中，我國制造業(yè)將進一步“空芯”。我們以資源、環(huán)境、市場為代價，交換得到的可能僅僅是世界新經濟格局中的國際“加工中心”和“組裝中心”，而非掌握核心技術的制造中心的地位，這樣將會嚴重影響我國現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展進程。我們應站在國家安全戰(zhàn)略的高度來重視數(shù)控技術和產業(yè)問題，首先從社會安全看，因為制造業(yè)是我國就業(yè)人口最多的行業(yè)，制造業(yè)發(fā)展不僅可提高人民的生活水平，而且還可緩解我國就業(yè)的壓力，保障社會的穩(wěn)定；其次從國防安全看，西方發(fā)達國家把高精尖數(shù)控產品都列為國家的戰(zhàn)略物質，對我國實現(xiàn)禁運和限制，“東芝事件”和“考克斯報告”就是最好的例證。

從我國基本國情的角度出發(fā)，以國家的戰(zhàn)略需求和國民經濟的市場需求為導向，以提高我國制造裝備業(yè)綜合競爭能力和產業(yè)化水平為目標，用系統(tǒng)的方法，選擇能夠主導21世紀初期我國制造裝備業(yè)發(fā)展升級的關鍵技術以及支持產業(yè)化發(fā)展的支撐技術、配套技術作為研究開發(fā)的內容，實現(xiàn)制造裝備業(yè)的跨躍式發(fā)展。強調市場需求為導向，即以數(shù)控終端產品為主，以整機（如量大面廣的數(shù)控車床、銑床、高速高精高性能數(shù)控機床、典型數(shù)字化機械、重點行業(yè)關鍵設備等）帶動數(shù)控產業(yè)的發(fā)展。重點解決數(shù)控系統(tǒng)和相關功能部件（數(shù)字化伺服系統(tǒng)與電機、高速電主軸系統(tǒng)和新型裝備的附件等）的可靠性和生產規(guī)模問題。沒有規(guī)模就不會有高可靠性的產品；沒有規(guī)模就不會有價格低廉而富有競爭力的產品；當然，沒有規(guī)模中國的數(shù)控裝備最終難以有出頭之日。在高精尖裝備研發(fā)方面，要強調產、學、研以及最終用戶的緊密結合，以“做得出、用得上、賣得掉”為目標，按國家意志實施攻關，以解決國家之急需。在競爭前數(shù)控技術方面，強調創(chuàng)新，強調研究開發(fā)具有自主知識產權的技術和產品，為我國數(shù)控產業(yè)、裝備制造業(yè)乃至整個制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎。

三、數(shù)控技術的發(fā)展趨勢

從目前世界上數(shù)控技術及其裝備發(fā)展的趨勢來看，數(shù)控系統(tǒng)正在向電氣化、電子化、高速化、精密化等方面高速發(fā)展，其主要研究熱點有以下幾個方面：

1、高速、高效、高精度、高可靠性

要提高加工效率，首先必須提高切削和進給速度，同時，還要縮短加工時間;要確保加工質量，必須提高機床部件運動軌跡的精度，而可靠性則是上述目標的基本保證。效率、質量是先進制造技術的核心。高速、高精加工技術可極大地提高效率，提高產品的質量和檔次，縮短生產周期和提高市場競爭能力。為了實現(xiàn)高速、高精加工，與之配套的功能部件如電主軸、直線電機得到了快速的發(fā)展，應用領域進一步擴大。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統(tǒng)以及帶高分辨率絕對式檢測元件的交流數(shù)字伺服系統(tǒng)，同時采取了改善機床動態(tài)、靜態(tài)特性等有效措施，機床的高速高精高效化已大大提高

2、復合加工、多軸化

多軸聯(lián)動加工，以減少工序輔助時間為主要目的的復合加工，正朝著多軸、多系列控制功能方向發(fā)展。數(shù)控機床的工藝復合化是指工件在一臺機床上一次裝夾后，通過自動換刀、旋轉主軸頭或轉臺等各種措施，完成多工序、多表面的復合加工，采用5軸聯(lián)動對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進行切削，不僅表面光潔度高，而且效率也大幅度提高。機床復合技術進一步擴展，隨著技術進步，復合加工技術日趨成熟，包括銑-車復合、車銑復合、車-鏜-鉆-齒輪加工等復合，車磨復合，成形復合加工、特種復合加工等，復合加工的精度和效率大大提高?！耙慌_機床就是一個加工廠”、“一次裝卡，完全加工”等理念正在被更多人接受，復合加工的多軸機床發(fā)展正呈現(xiàn)多樣化的態(tài)勢。

3、智能化

隨著工業(yè)自動化的需求，數(shù)控系統(tǒng)的智能化程度在不斷的得到提高。智能化不僅貫穿在生產加工的全過程，還要貫穿在產品的售后服務和維修中。其內容包括以下幾個方面：為追求加工效率和加工質量方面的智能化，如加工過程的自適應控制，工藝參數(shù)自動生成；為提高驅動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機參數(shù)的自適應運算、自動識別負載自動選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。今后的數(shù)控系統(tǒng)將計算機智能技術，網(wǎng)絡技術、多媒體技術、CAD／CAM、伺服控制、自適應控制、動態(tài)數(shù)據(jù)管理及動態(tài)刀具補償、動態(tài)仿真等高新技術融于一體，形成嚴密的制造過程，即稱為智能閉環(huán)控制體系，這種技術是利用傳感器獲得適時的信息，以增強制造者取得最佳產品的能力。智能數(shù)控系統(tǒng)通過對影響加工精度和效率的物理量進行檢測、建模、提取特征、自動感知加工系統(tǒng)的內部狀態(tài)及外部環(huán)境，快速做出實現(xiàn)最佳目標的智能決策，對進給速度、切削深度、坐標移動、主軸轉速等工藝參數(shù)進行實時控制，使機床的加工過程處于最佳狀態(tài)。自動調整干涉防碰撞功能、斷電后工件自動退出安全區(qū)斷電保護功能、加工零件檢測和自動補償學習功能、高精度加工零件智能化參數(shù)選用功能、加工過程自動消除機床震動等功能進入了實用化階段，智能化提升了機床的功能和品質。

4、柔性化

柔性是指數(shù)控設備（如雕刻機cnc router）適應加工對象變化的能力。柔性化包含兩方面：數(shù)控系統(tǒng)本身的柔性，數(shù)控系統(tǒng)采用模塊化設計，功能覆蓋面大，可裁剪性強，便于滿足不同用戶的需求；群控系統(tǒng)的柔性，同一群控系統(tǒng)能依據(jù)不同生產流程的要求，使物料流和信息流自動進行動態(tài)調整，從而最大限度地發(fā)揮群控系統(tǒng)的效能。柔性自動化技術重點是以提高系統(tǒng)的可靠性、實用化為前提，以易于聯(lián)網(wǎng)和集成為目標。數(shù)控機床向柔性自動化系統(tǒng)發(fā)展的趨勢是:一方面從點(數(shù)控單機等)、線(柔性制造系統(tǒng)等)向面(工段車間制造島等)、體(分布式網(wǎng)絡集成制造系統(tǒng)等)的方向發(fā)展，另一方面向注重應用性和經濟性方向發(fā)展。

5、網(wǎng)絡化

數(shù)控技術的網(wǎng)絡化便于遠距離操作和監(jiān)控，也便于遠程診斷故障和進行調整，不僅利于數(shù)控系統(tǒng)生產廠對其產品的監(jiān)控和維修，也適于大規(guī)?，F(xiàn)代化生產的無人化車間實行網(wǎng)絡管

理，還適于在操作人員不宜到現(xiàn)場的環(huán)境(如對環(huán)境要求很高的超精密加工和對人體有害的環(huán)境)中工作。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡化將極大地滿足生產線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求，也是實現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎單元。通過機床聯(lián)網(wǎng)，可在任何一臺機床上對其它機床進行編程、設定、操作、運行，不同機床的畫面可同時顯示在每一臺機床的屏幕上。

6、軟硬件開放化

用戶可根據(jù)自己的需要，對數(shù)控系統(tǒng)軟件進行二次開發(fā)，用戶的使用范圍不再受生產商的制約。為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應用軟件的產業(yè)化生產存在的問題,目前許多國家對開放式數(shù)控系統(tǒng)進行研究。數(shù)控系統(tǒng)開放化已經成為數(shù)控系統(tǒng)的未來之路。所謂開放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運行平臺上，面向機床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結構對象（數(shù)控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應用和技術訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實現(xiàn)不同品種、不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng)，形成具有鮮明個性的名牌產品。目前開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結構規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運行平臺、數(shù)控系統(tǒng)功能庫以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當前研究的核心。

當今世界各國制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術，以提高制造能力和水平，提高對動態(tài)多變市場的適應能力和競爭能力。此外世界上各工業(yè)發(fā)達國家還將數(shù)控技術及數(shù)控裝備列為國家的戰(zhàn)略物資，不僅采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術及其產業(yè)，而且在“高精尖”數(shù)控關鍵技術和裝備方面對我國實行封鎖和限制政策?？傊?，大力發(fā)展以數(shù)控技術為核心的先進制造技術已成為世界各發(fā)達國家加速經濟發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。

參考文獻：

[1]周德儉.使用PC的開放式計算機數(shù)控系統(tǒng)——CNC的發(fā)展方向.機電一體化，1997(7)

[2]黃金秋.基于開放式結構的高性能數(shù)控系統(tǒng)的研制.制造技術與機床，1998(8)

第五篇：數(shù)控技術專業(yè)畢業(yè)設計課題

數(shù)控技術專業(yè)畢業(yè)設計課題

1、FANUC0i-MATE MD型數(shù)控加工中心主軸參數(shù)設置技術()、()、()

2、FANUC0i-MATE MD型數(shù)控加工中心刀庫故障診斷與維修()、()、()

3、基于UG軟件在手柄模具設計中的應用()、()、()

4、宏程序在數(shù)車編程中的應用()、()、()

5、子程序在數(shù)銑、加工中心編程中的應用()、()、()

6、刀具半徑補償指令在數(shù)銑、加工中心編程中過切原因的分析()、()、()

7、數(shù)控機床返回參考點的控制及常見故障分析()、()、()

8、數(shù)控仿真軟件在典型數(shù)車零件加工中的應用()、()、()

9、CAXA軟件在數(shù)控車削加工中的應用()、()、()

10、影響薄壁零件加工精度的因素及工藝措施()、()、()

11、?；盏臄?shù)控加工工藝編制()、()、()

12、數(shù)控加工中常用對刀方法的分析()、()、()

13、企業(yè)中數(shù)控設備放置規(guī)則與管理研究()、()、()

14、數(shù)控設備的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢研究()、()、()

15、PLC在數(shù)控機床中的應用()、()、()

16、典型軸類零件的數(shù)控加工工藝編制與加工()、()、()

17、典型零件的數(shù)控加工工藝與傳統(tǒng)加工工藝比較()、()、()

18、數(shù)控加工中刀具的選擇與工藝制定研究()、()、()

19、步進電動機、伺服電動機在數(shù)控機床中的應用與維護()、()、()

20、數(shù)控機床日常維護及保養(yǎng)()、()、()

21、位置檢測裝置在數(shù)控機床中的應用與維護()、()、()