第一篇：数控毕业论文13
摘 要
数控是先进制造技术的基础技术。数控加工在现代化生产中显示出很大的优越性。
网络在数控中的广乏应用必定带来制造技术的飞跃发展，尤其是在航空、军事、民用、航天中带了质的变化。我国在上面的研究还处于开始阶段。
本文主要讲述了DNC的发展和在数控中的应用，简述了它的概念，定义。介绍了远程终端在数控中的起的作用，主要还是介绍的关于DNC在制造中的一些应用。
关键词：数控技术、DNC、CAM、CAD、无线通信、NC数据
I
目 录
前 言.......................................................1 第1章 数控技术概述.........................................2
1.1 数控及数控技术的基本概念.............................2
1.1.1 数字控制(数控)及数控技术..................................................2 1.1.2 数控系统.................................................................................2 1.1.3 数控系统的分类.....................................................................2 1.2 数控加工技术的发展历程...............................3 第2章 常用CAD/CAM软件简介.................................5
2.1 MASTER CAM............................................5 2.2 CIMATRON E.............................................5 2.3 PRO/ENGINEER.........................................5 2.4 UG...................................................6 第3章 概 述...............................................7 第4章 什么是DNC............................................9 第5章 DNC系统简介.........................................10
5.1 控制系统体系的结构..................................10 5.2 DNC系统的地位及功能.................................11 5.3 DNC系统软件体系结构.................................12 5.4 DNC系统软件的数据模型...............................12 5.5 DNC系统的物理配置基本结构...........................14 第6章 数控机床网络DNC的几种模式..........................15
6.1 串行通讯RS-232C模式................................15 6.2 现场总线模式........................................18 6.3 局域网模式..........................................20 第7章 数控机床网络DNC基本功能............................22
7.1 通讯功能............................................22 7.2 控制功能............................................23 第8章 数控机床网络DNC发展方向............................25
8.1 新型网络通讯技术....................................25 8.2 无线通信技术........................................25 8.3信息的高度集成......................................25 第9章 总结及创新探讨......................................27
9.1 研究市场 开拓创新....................................27 9.2 资源创新............................................28 9.3 开发手段创新........................................28
II
9.4 开发组织形式的创新..................................28 9.5 保护和利用知识产权..................................29 9.6 试验方法和手段的创新................................29 参考文献...................................................31III
前 言
在大学三年里我学到了很多东西，也失去了太多。总的来说，我的大学生活是美好的，在这里我学到了以前从没有想过的、见过的。在这的三年，也让我有了走入社会的资本。
在下面的论文里介绍了我学到的和我自己步入社会后又接触到的，学校里学习的那些设计软件让我有比别人多的筹码，但是，在工作以后也认识到了自己在学习中的不足，所以为了以后能够站住脚跟，拥有自己的一片天地，我还要学习多接触一下关于数控方面的先进技术和理论。在论文里面主要介绍了数控网络方面的内容，让我明白以后该努力的方向，了解了数控远程控制的一些基本内容，一些柔性单元的应用，在二零零七年初去汇金铸造厂实习，让我见到了较先进的数控设备，感到了自己的渺小和无知，也学到了一些东西，同时为自己祖国在数控系统方面的落后而感到悲哀，我们会努力的。
在学校里老师们的淳淳教导让我们明白了许多做人的道理，在学习上的传授更让我们受益。
第1章 数控技术概述
第1章 数控技术概述
1.1 数控及数控技术的基本概念
1.1.1 数字控制(数控)及数控技术
机床中的数字控制专指用数字化信号对机床的工作过进行的可编程自动控制，简称为数控(NC)。这种用数字化信息进行自动控制的技术就叫数控技术。1.1.2 数控系统
数控系统是实现数控技术相关功能的软硬件模块的有机集成系统，是数控技术的载体。能自动阅读程序，译码，使机床按指令运动并加工零件
1.1.3 数控系统的分类
计算机数控系统：
计算机数控系统是以计算机为核心的数控系统，由装有数控系统程序的专用计算机、输入输出设备、可编程逻辑控制器(PLC)、存储器、主轴驱动及进给驱动装置等部分组成，习惯上又称为CNC系统 开放式CNC系统
定义：一个开放式CNC系统，应保证使开发的应用软件能在不同厂商提供的不同的软硬件平台上运行，且能与其他应用软件系统协调工作 开放式CNC系统的五个特征：
(1)对使用者是开放的：可采用先进的图形交互方式支持下的简易编
第1章 数控技术概述
程方法，使得数控机床的操作更加容易
(2)对机床制造商是开放的：应允许机床制造商在开放式CNC系统软件的基础上开发专用的功能模块及用户操作界面。
(3)对硬件的选择是开放的：即一个开放式CNC系统应能在不同的硬件平台上运行。
(4)对主轴及进给驱动系统是开放的：即能控制不同厂商提供的主轴及进给驱动系统。
(5)对数据传输及交换等是开放的
1.2 数控加工技术的发展历程
1949年美国Parson公司与麻省理工学院开始合作历时三年研制出能进行三轴控制的数控铣床样机，取名“NumericalControl”。
1953年麻省理工学院开发出只需确定零件轮廓、指定切削路线，即可生成NC程序的自动编程语言。
1959年美国Keaney&Trecker公司开发成功了带刀库，能自动进行刀具交换，一次装夹中即能进行铣、钻、镗、攻丝等多种加工功能的数控机床，这就是数控机床的新种类 —— 加工中心。
1968年英国首次将多台数控机床、无人化搬运小车和自动仓库在计算机控制下连接成自动加工系统，这就是柔性制造系统FMS。
1974年微处理器开始用于机床的数控系统中，从此CNC(计算机数控系统)软线数控技术随着计算机技术的发展得以快速发展。
1976年美国Lockhead公司开始使用图像编程。利用CAD(计算机辅助设计)绘出加工零件的模型，在显示器上“指点”被加工的部位，输入所需的工艺参数，即可由计算机自动计算刀具路径，模拟加工状态，获得NC程序。
第1章 数控技术概述
DNC(直接数控)技术始于20世纪60年代末期。它是使用一台通用计算机，直接控制和管理一群数控机床及数控加工中心，进行多品种、多工序的自动加工。DNC群控技术是FMS柔性制造技术的基础，现代数控机床上的DNC接口就是机床数控装置与通用计算机之间进行数据传送及通讯控制用的，也是数控机床之间实现通讯用的接口。随着DNC数控技术的发展，数控机床已成为无人控制工厂的基本组成单元。
20世纪90年代，出现了包括市场预测、生产决策、产品设计与制造和销售等全过程均由计算机集成管理和控制的计算机集成制造系统CIMS。其中，数控是其基本控制单元。
20世纪90年代，基于PC—NC的智能数控系统开始得到发展，它打破了原数控厂家各自为政的封闭式专用系统结构模式，提供开放式基础，使升级换代变得非常容易。充分利用现有PC机的软硬件资源，使远程控制、远程检测诊断能够得以实现。
我国虽然早在1958年就开始研制数控机床，但由于历史原因，一直没有取得实质性成果。20世纪70年代初期，曾掀起研制数控机床的热潮，但当时是采用分立元件，性能不稳定，可靠性差。1980年北京机床研究所引进日本FANUC5、7、3、6数控系统，上海机床研究所引进美国GE公司的MTC—1数控系统，辽宁精密仪器厂引进美国Bendix公司的DynapthLTDl0数控系统。在引进、消化、吸收国外先进技术的基础上，北京机床研究所又开发出BS03经济型数控和BS04全功能数控系统，航天部706所研制出MNC864数控系统。
第2章 常用CAD/CAM软件简介
第2章 常用CAD/CAM软件简介
2.1 Master CAM Master CAM是一种应用广泛的中低档CAD/CAM软件，由美国CNC Software公司开发，V5.0以上运行于Windows或Windows NT。该软件三维造型功能稍差，但操作简便实用，容易学习。新的加工任选项使用户具有更大的灵活性，如多曲面径向切削和将刀具轨迹投影到数量不限的曲面上等功能。这个软件还包括新的C轴编程功能，可顺利将铣削和车削结合。其它功能，如直径和端面切削、自动C轴横向钻孔、自动切削与刀具平面设定等，有助于高效的零件生产。其后处理程序支持铣削、车削、线切割、激光加工以及多轴加工。另外，Master CAM提供多种图形文件接口，如SAT、IGES、VDA、DXF、CADL以及STL等。
2.2 Cimatron E Cimatron是Cimatron Technologies公司开发的，可运行于DOS、Windows或NT，是早期的微机CAD/CAM软件。其CAD部分支持复杂曲线和复杂曲面造型设计，在中小型模具制造业有较大的市场。在确定工序所用的刀具后，其NC模块能够检查出应在何处保留材料不加工，对零件上符合一定几何或技术规则的区域进行加工。通过保存技术样板，可以指示系统如何进行切削，可以重新应用于其它加工件，即所谓基于知识的加工。该软件能够对含有实体和曲面的混合模型 进行加工。它还具有IGES、DXF、STA、CADL等多种图形文件接口。
2.3 Pro/ENGINEER
Pro/ENGINEER是美国参数技术公司(PTC)开发的CAD/CAM软件，在第2章 常用CAD/CAM软件简介
我国也有较多用户。它采用面向对象的统一数据库和全参数化造型技术，为三维实体造型提供了一个优良的平台。其工业设计方案可以直接读取内部的零件和装配文件，当原始造型被修改后，具有自动更新的功能。其MOLDESIGN模块用于建立几何外形，产生模具的模芯和腔体，产生精加工零件和完善的模具装配文件。新近发布的20.0版本，提供最佳加工路径控制和智能化加工路径创建，允许NC编程人员控制整体的加工路径直到最细节的部分。该软件还支持高速加工和多轴加工，带有多种图形文件接口。
2.4 UG
Unigraphics(UG)是美国EDS公司发布的CAD/CAE/CAM一体化软件。广泛应用于航空航天、汽车、通用机械及模具等领域。国内外已有许多科研院所和厂家选择了UG作为企业的CAD/CAM系统。UG可运行于Windows NT平台，无论装配图还是零件图设计，都从三维实体造型开始，可视化程度很高。三维实体生成后，可自动生成二维视图，如三视图、轴侧图、剖视图等。其三维CAD是参数化的，一个零件尺寸修改，可致使相关零件的变化。该软件还具有人机交互方式下的有限元解算程序，可以进行应变、应力及位移分析。UG的CAM模块提供了一种产生精确刀具路径的方法，该模块允许用户通过观察刀具运动来图形化地编辑刀轨，如延伸、修剪等，其所带的后处理程序支持多种数控机床。UG具有多种图形文件接口，可用于复杂形体的造型设计，特别适合大型企业和研究所使用。第3章 概述
第3章 概 述
数控机床网络DNC技术在我国经过二十多年的发展，也经历了从纸带到单机，再到简单网络，最后发展成为高级网络的艰苦历程。纸带方式已经基本完全抛弃；在机床数量较少时，有些用户还在使用单机通讯模式；当机床数量发展到一定数量时，机床用户一般都采用了网络DNC的方式，但是，通过大量的调查，我们发现，我国数控机床的网络DNC目前主要存在着两种结构，一种是采用单台计算机对应单台机床的方式，这些计算机再通过局域网联结，其结构如图1-1所示；另一种是采用单台计算机对应多台机床的方式，其结构如图1-2所示。（这里主要讨论RS232模式的网络通讯，不考虑机床以太网络和总线方式的通讯）。虽然这两种模式在技术层面上相差悬殊，但据我们所知，采用单对单模式的用户还是相当多的，“存在就是合理的”，为此，我们还是在下面就这两种结构的DNC作一详细的比较分析说明，以供广大机床用户参考。
图1-1 单机对单机模式 第3章 概述
图1-2 单机对多机模式
目前，广大数控机床用户对实行数控机床网络DNC的管理已经达成了共识，但在真正实施过程中应该做到什么程度，取得何种效果还是不明确，在目前国内数控机床网络DNC领域还存在着一些鱼目混珠的现象，而且DNC又处在一个高速发展的阶段，各种新的网络结构、高新技术不断涌现，更容易让广大数控机床用户眼花缭乱，本文试图在此作一个简明的介绍。第4章 什么是DNC
第4章 什么是DNC 用一台通用计算机直接控制和管理一群数控机床进行零件加工或装配的系统。
DNC功能是什么意义？1980年国际标准ISO2806对于DNC定义为“direct numerical control(直接数控)”。其概念为：“此系统使一群数控机床与公用零件程序或加工程序存储器发生联系。一旦提出请求，它立即把数据分配给有关机床”。有时也称为“群控’”。这种技术在70年代到80年代的研制及应用表明，由于系统复杂，可靠性差，因此得不到发展。在1994年颁布的 ISO2806定义 DNC为“distributed numerical control(分布式数控)”。因此DNC(Distributed Numerical Control)是实现CAD/CAM和计算机辅助生产管理系统集成的纽带，是机械加工自动化的又一种形式。
目前，DNC系统的研究尚存在以下有待解决的技术问题有：①DNC系统体系结构的开放性不强。国内大部分DNC系统局限于单一供应商的制造设备，平台之间可移植性差，不同应用程序互操作能力有待提高，不利于系统集成；②DNC系统通信结构多为点对点式，或采用局域网加点对点式，不能很好地解决通信竞争问题；③DND系统与NCP和CAD的接口功能还很弱；④DNC系统控制软件可重用性不强，需要进行面向对象设计和实现。本文提出了基于CORBA(通用对象请求代理结构)的车间层控制系统中DNC系统，给上述问题以很好的解答，并实现了软件的编制及联机调式。
第5章 DNC系统简介
第5章 DNC系统简介
5.1 控制系统体系的结构
DNC系统是基于CORBA车间层控制系统的一个功能单元，现在的企业面对的是一个多变的需求环境，因而车间层控制系统面对的加工任务也是多变的。这种变化包括生产零件的品种、类型、规格、产量和交货期等多个因素的变化以及加工工艺路线随生产任务的不同而变化等。这就需要一个在时间和空间上都开放的车间层控制系统体系结构，以运行于不同硬件环境的异构计算机系统中，同时又能适应新技术的发展，容纳新设备的增加。
在基于CORBA的车间层控制系统中，构造车间信息集成和共享的公共平台是核心问题之一，我们采用基于客户/服务器结构的分布式控制平台(如Orbix)，既可以将传统的递阶控制结构变换成更适合信息集成的分布或控制结构，又可适应不同产品制造过程(离散制造或连续制造)中统一的生产管理和组织要求。
车间层控制系统总体结构分为三层：底层为系统支持层，由分布式计算环境和异构网络集成系统两个子层构成，提供底层的计算机系统、网络系统和数据系统等系统级功能；中间层为开放式分布处理层，提供统一的集成通信服务，由开放式分布处理平台和应用程序接口组成，最上层为信息集成层，支持多客户/服务器的分布式多数据库集成系统，将现有的应用和数据信息集成到系统中。为实现控制结构的分布、数据库的分布以及系统功能的分布，提出的车间层控制系统软件采用基于CORBA规范的分布式对象体系结构。
第5章 DNC系统简介
CORBA规范主要特点是实现软件总线结构。所谓软件总线的功能，就是起到类似于计算机系统硬件总线的作用，只要将应用模块按总线规范作成软插件，插入总线即可实现集成运行。实现软件总线的核心系统称为ORB(对象请求代理器)，它不仅支持标准的OMG对象模型，还具有分布进程管理和通信管理功能。此外，CORBA定义了IDL(Interface Definition Language)语言，以描述软件总线上的插销。IDL提供了对成员系统的封装和成员系统之间隔离，任何成员系统作为一个对象，通过IDL对其接口参数进行定义和说明，就可接到ORB上，为其它系统提供服务或向其它系统提出请求，达到即插即用效果。
车间层控制系统划分为许多独立的功能单元，每个功能单元对应于一个包含功能接口定义和实体的抽象对象，每类对象的接口由属性和操作组成，由IDL定义的其它功能单元可以透明访问的服务以调用该对象的私有数据，具体功能的实现被封装在实体里。我们将每类对象按照功能划分成若干个子对象，将其设计成为可以直接插在CORBA软件总线上的对象插件。这些对象插件按照各层客户/服务器结构组成整个平台系统。这种结构可以带来长远的利益，既能迅速增加对新的DBMS的应用、增加新的用户界面，又能升级支持各种新功能。
5.2 DNC系统的地位及功能
DNC系统作为车间层控制系统的一个功能单元。
DNC系统功能包括①NC程序及数据的传递，以某种通信协议(如Philip532等)实现通信功能；②机床状态采集和上报；③根据工序计划，自动分配NC程序及数据到相应机床；④刀具数据的分配与传递。
第5章 DNC系统简介
DNC系统软件的功能模型，其中NC数据管理的主要功能是对数控数据进行管理，主要有数控数据的显示、插入、修改、删除、更新、锁定(不允许更改)和打印等操作；NC数据执行的主要功能有：数控数据在计算机和机床之间的传送、删除机床上的数控数据、启动机床上的数控程序、随时从机床设备获得工作状态信息并存入数据库，作为运行数据采集模块评价加工过程的根据；DNC通讯接口通过DNC协议和数据链路协议建立单元控制系统和CNC的连接。
5.3 DNC系统软件体系结构
基于CORBA的DNC系统软件的实现平台建立在车间层控制系统平台的基础上。我们将DNC系统体系结构划分为三层的客户/服务器结构，以将表示逻辑、业务逻辑和数据处理逻辑明确划分开来。为此，表示层用来表示信息和收集数据，此处为由VB实现的可移植的DNC人机接口；业务层响应用户(或其它的业务服务)发来的请求，执行某种业务任务，此处为由VC＋＋来实现DNC应有程序及NC数据管理应用程序；数据层包括数据的定义、维修、访问和更新以及管理，并响应业务服务的数据请求，此处为经IDL功能接口定义封装的NC局部数据库(Access)服务器。这些层并不一定与网络上的具体物理位置相对应，它们只是概念上的层，借助这些概念可以开发出健壮的、基于组件的应用程序。
使用图3所示模型，可以把应用程序的需求分解成明确定义的服务。在定义了服务之后，需要进一步创建具体的物理组件来实现它们。根据性能和维护的需求、工作量、网络带宽以及其它因素，可以在网络上灵活地部署这些组件。
5.4 DNC系统软件的数据模型
第5章 DNC系统简介
DNC系统软件中涉及到数据实体包含四类：①与制造设备硬件相关的数据实体(如机床等)；②与人机通讯相关的数据实体(如通讯协议实体和串口通讯实体)；③数控数据实体(如NC程序号、刀具号、工序号)；④输入操作指令或派工单实体。采用面向对象方法将上述实体抽象成为类，可分为能力单元类、NC机床类、NC控制器类、通讯协议类、终端服务器类、串口通讯类、NC程序类等。
DNC应用程序中的对象从这些类中继承下来，每个对象的方法即该对象的成员函数根据相应的功能需求来定义。下面以NC机床类的定义为例：
∥ncmach.h-NC Machine Class definations ∥NC Machines are part processors.For this class,a part is loaded, ∥a NC file is downloaded to the device,and the machine is started.class MACHINE－TOOL｛
char* CurrentNCFile;∥currently loaded NC file int FixtureStatus;∥fixture status public: MACHINE－TOOL();char* getCurrentNCFile();void setCurrentNCFile(charF);Int getFixtureStatus();void setFixtureStatus(int S);virtual int processPart(char PartName);
第5章 DNC系统简介
virtual int downloadNCFile(charFile);virtual int stopMachine();virtual in graspPart();virtual int releasePart();｝；
5.5 DNC系统的物理配置基本结构
基于CORBA的车间层控制系统需要两种层次的互连。第一层是利用计算机局域网技术和协议软件把由异构计算机组成的车间层控制器、设备控制器等互连起来，第二层是在这一互连的基础上，实现各节点、各被控的异构制造设备(如加工中心、机器人、PLC等)之间的信息交互，这种交互通过制造信息规范(MMS)实现。作为车间层控制系统的一个重要组成部分，本文DNC系统的物理配置基本结构如下图所示，主计算机通过网络介质(具有独立IP地址的终端服务器)分别连接多台CNC系统实现NC程序的装卸、刀具数据的传递、操作命令的下达和状态信息的反馈。这是一种通过局域网连接起来的通信结构，它具有包括物理层、数据链路层、传输层及应用层等的四层结构，其中数据链路层采用LSV2通讯协议，传输层采用DNC协议(如SINUMERIK或PHILIPS协议)。
第6章 数控机床网络DNC的几种模式
第6章 数控机床网络DNC的几种模式
目前，数控机床网络DNC一般采用三种网络接口，即：基于串行通讯RS-232C模式，以太网络模式和现场总线模式，以下分别做一简要说明。
6.1 串行通讯RS-232C模式
目前，在DNC市场上通过RS-232C口通讯产品存在着两种类型(包括三种结构)的产品，即带机床操作盒和不带机床操作盒两种，其结构分别说明如下：
(1)带机床操作盒模式，如图2-1所示：
图5-1 DNC网络结构图形式一
这种连接方式是九十年代中期出现的模式，在当时大家还普遍使用单机传输的年代此方式是一种创新，可以说它代表了当时我国DNC产品的最高水平。MOXA C320Turbo 卡（或其它多路串行通讯卡）是通过ISA（或PCI）插卡的方式与计算机连接，再通过一根带屏蔽的10芯电缆线
第6章 数控机床网络DNC的几种模式
接通讯模块，每个通讯模块带8个通讯口，可以多个通讯模块级联，最多可以8个，每个计算机又可以扩展4个ISA（或PCI）插卡，这样一台计算机最多可以扩展256个RS-232口。通讯模块与计算机之间距离不能太长，一般在十几米左右。程序的上传和下载是通过操作机床操作盒来实现的（当然，数控端也还要进行相关的上传下载操作）。(2)新型带机床操作盒模式，如图2-2所示：
图5-2 DNC网络结构图形式二
注意,此图与上一图的一个最大的区别是：MOXA的多路串口服务器变为CN2516（或其它多路串口服务器），它是一个局域网络上的一个节点，通过HUB或交换机来与NC程序管理计算机相连的，这样，它可以放在车间的任一固定位置上，大大减少了车间到计算机室之间的布线，只需一根网线即可，另外，CN2516还可以多台计算机上安装其驱动程序，多台计算机同时监视控制，给用户的维护工作也带来方便。(3)现代模式（不带机床操作盒），如图2-3所示：
第6章 数控机床网络DNC的几种模式
图5-3 DNC网络结构图形式三
此类型是在上一类型的基础上变化而来,它去掉了机床操作盒,连接更简单,其它通讯功能完全一样，甚至可以做得更强，更方便。目前市场上大部分DNC厂商提供的产品均是基于此模式下的。
由于去掉了机床操作盒，程序发送和接受程序的文件名称等通讯信息就需要由CNC来发送，一般的做法是：在CNC上编制一个特殊的程序（此程序并不真正执行，所以并不需要关注它是否符合语法规则），其中包含一些特征字符串来表达发送程序或接收程序，比如：
（A）程序请求 % O1000（/GETXXXX）（其中XXXX代表需要请求下传的文件名称）M30 % 编制好此文件后，先将此文件发送给计算机，计算机接收到此文件
第6章 数控机床网络DNC的几种模式
后就进行分析，如果是请求文件下载指令，就生成一个程序下载队列，等待机床发送开始下传指令后就将请求程序下传。
（B）程序发送
程序发送时，只需在原程序中加入特征字符行即可，此代表你希望在计算机上保存的文件名称。例如： % O1000（/NAME XXXX）（XXXX代表希望在计算机上保存的文件名称）
„ M30 % 当前文件上传到计算机上后，计算机如果分析到特征字符/NAME（特征字符的型式应根据系统的特殊要求而定，在此仅作示意），就将当前文件保存到其后的字符串所代表的文件中，如果未找到特征字符则保存到“O1000.NC”中（即程序号前加字母O）。
6.2 现场总线模式
虽然目前在数控车间DNC系统中应用最为广泛的就是RS-232串行通讯接口，但是当DNC主机连接的CNC设备比较多时，就存在着连线多、通讯复杂的问题，而且串行接口可靠性差、速度低，基于这些问题，迫使人们去寻求更好的解决方案。
现场总线（Field Bus）是应用在工业现场、在微机化控制设备之间实现双向串行多节点数字通信的系统，是国际上20世纪90年代蓬勃发
第6章 数控机床网络DNC的几种模式
展起来的新技术。它的应用形成了新型的网络集成式分布控制系统。它能同时满足过程控制自动化和制造自动化的需要。由于现场总线是基于数字通信的，因此在现场与控制室之间能进行多变量双向通讯。为解决数据大量高速传输、实时性、通讯距离等问题，发展高速化数据通讯技术及大量使用现场总线（Field Bus）就成为必须。未来十年集成系统将是Field Bus时代。现场总线采用了三层网络结构——物理层、数据链路层和应用层，其体系结构如图2-4所示。目前现场总线已有好多种类，应用较多的有CAN(Controller Area Network)、LON（Local Operating Network）、Profibus等。下面仅以CAN总线方式说明现场总线在DNC中的应用。
图2-4 现场总线的体系结构
作为工业现场控制的网络系统，可靠性和实时性是最主要的要求，CAN总线在这方面有很多独到的特点：首先为满足可靠性要求，CAN总线采用了循环冗余码校验、框架检测、确认信号出错检测、总线监控、位
第6章 数控机床网络DNC的几种模式
填充等几种错误检测和纠错措施，从而达到了很高的可靠性，平均误码率小于10-13；其次，CAN采用了独特的位仲裁技术，比CSMA/CD网（IEEE802.3）和令牌网(IEEEE802.4)具有更高的实时性；此外CAN总线传输速率可达1Mbps，远距离传输可达10km，接口简单，安装方便，系统成本低。传输介质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维。CAN总线的拓扑结构如图2-5所示。
6.3 局域网模式
随着计算机应用技术和网络技术的迅速发展，数控系统的功能也得到了极大的提高，由此，在近几年中，在DNC领域又出现了一种新型的数控机床网络DNC型式---基于以太网络的DNC。
由于技术的不断发展，网络和开放概念的不断深入，技术的开放性被大家一致认同，世界上各著名数控系统制造商纷纷投资研制DNC通讯接口，提供符合MAP标准的DNC网络接口选件和通讯软件，如FANUC的0I（MB）以上的数控系统均具有DNC网络接口选件，并提供了开发接口库，第三方开发商可以在此基础上进行二次开发，由此可以形成功能强大的真正的DNC，可以对数控机床进行全面的控制。采用局域网通讯方式大大提高了NC程序管理的效率，同时，通过TCP/IP通讯协议进行网络通讯的局域网模式即将成为一种普及的方式，其系统连接如下图所示：
第6章 数控机床网络DNC的几种模式
图2-6 局域网式DNC系统结构图
现场总线方式和局域网方式能够长距离连接多种现场设备，但是现场总线必须有自己的专用协议，必须采用相应的开发工具和开发平台，价格比较昂贵，且不同的厂商不同的设备间难以做到互操作。
第7章 数控机床网络DNC基本功能
第7章 数控机床网络DNC基本功能
其实，数控机床网络DNC采用什么网络结构并不是最重要的，关键是DNC系统能给用户提供什么样的服务，用户从中能获得多大的效益。由DNC本身的定义来看，其在生产现场所扮演的角色也是不断发展变化的，由对设备“直接数字控制”演变成“分布式数字控制”，DNC的基本功能主要归纳如下：
7.1 通讯功能
NC程序的双向传输：所有数控设备实施联网集中管理，利用网络进行NC程序（包括机床参数，刀补文件，宏程序等）的双向传输，从而实现NC程序的海量存储、集成化管理。
客户/服务器结构：将每台数控机床定义为客户端设备，利用数控系统自身的通讯端口（如RS－232，以太网络，现场总线等）、通讯功能，操作工可在数控机床端进行数据的双向传输以及访问管理服务器端数据的全部操作，服务器端对数控端的操作请求自动进行相关处理而无需人为干预。
群控与距离：单台计算机管理数控机床群；通讯距离可达到几公里。DNC网络的并发操作：保证所有入网数控设备可在同一时刻进行并发式的通讯传输。
DNC在线加工：全客户端方式的DNC在线加工，可保证诸如断点续传、子程序调用等功能均可由操作工在数控端实现。
交互式事件响应机制：数控端的每一项操作都应有消息反馈，即无论操作是否正确，操作工在数控设备端都能够得到提示信息文件。
第7章 数控机床网络DNC基本功能
数据共享：让操作工可在本地数控设备访问其它数控设备或虚拟机床信息，方便零件的转移加工。
支持长文件名称：NC程序名称在WINDOWS平台上实现长文件名管理，并在程序传输时与程序号自动转换。
通讯日志：记录工作者所有通讯过程，并对记录的信息进行分类查询。
信息采集：通过机床的宏程序变量输出功能，实现机床加工信息的实时采集，并可以实时汇总机床使用效率、零件加工工时、刀具使用寿命等信息。
网络通讯平台：利用DNC通讯网络发送加工任务、刀具信息、工艺信息和加工成绩汇报等，以实现生产信息的初步集成。
7.2 控制功能
在普通的RS-232C串行通讯口的网络模式下，DNC无法做到对数控机床的实时控制，一般来说只有采用以太网式DNC或采用现场总线式DNC才可以达到此目的，其主要控制功能如下： CNC网络设置：
设置联网CNC的IP地址、端口地址 CNC状态监视：
加工状态：加工中、空闲、报警、故障信息
联网状态：联机、脱机
位置信息：绝对位置、相对位置、机械位置、剩余移动量、进给速度
第7章 数控机床网络DNC基本功能
历史记录：报警历史记录、操作履历 CNC远程控制
显示各种机床参数 设置各种机床参数
显示NC程序各种信息：如内存大小，程序数等 选择NC程序：选择当前加工程序、查找任意NC程序 编辑NC程序：编辑CNC系统中的NC程序 删除NC程序：直接删除CNC系统中的NC程序 清除报警历史记录 清除操作履历
系统复位：通过远程CNC复位 远程启动：通过远程启动加工 远程暂停：通过远程暂停加工
第8章 数控机床网络DNC发展方向
第8章 数控机床网络DNC发展方向
数控机床DNC网络技术将在单项技术的基础上，应用计算机网络通信技术，实现信息的高度集成，并向CIMS方向发展。DNC网络今后发展的要点如下：
8.1 新型网络通讯技术
正如上面讨论的那样，新型网络通讯技术有两种，即以太网络和现场总线方式，对数控系统制造商来说，向开放式系统发展，即将PC微机技术融合到数控系统中，应用界面MS-WINDOWS化，充分利用PC微机主流操作系统MS-WINDOWS庞大的软件资源，使数控系统联网通信更加便捷。目前越来越多的CNC制造商为其CNC提供了以太网络接口和现场总线接口。开放式数控系统有两种方式：
PC-CNC：在PC微机的基础上融合CNC功能。CNC-PC：在CNC系统融合PC微机的功能。
8.2 无线通信技术
采用无线通信技术，实现计算机与数控机床间通讯无线化，以减少现场施工，缩短工期。无线Modem技术指标如下所示：
带RS-232C接口
2.4GHZ，无需办理频率申请。
高速（119Kbps）、高可靠性。
有效通信距离100～200m。
8.3信息的高度集成
第8章 数控机床网络DNC发展方向
采集更完备的机床信息，为车间生产管理提供第一手信。智能分析采集的信息。对设备进行实时控制。与ERP，PDM，MES等系统真正无缝联结。
第9章 总结及创新探讨
第9章 总结及创新探讨
上面所介绍的几种DNC模式，近十年来笔者都曾进行了大量的实验、开发，有些模式已形成了成熟的产品。以上所述内容如有不当之处敬请批评指正。
总之，在我国，数控机床网络DNC经过十多年来的发展，经历了艰难曲折的发展道路，如今在高新技术不断发展的年代取得了长足的进步，但是，目前除了基于RS-232C串口通讯的模式下出现了有限的几款优秀DNC产品外，在局域网络和现场总线方式下只是作了一些有限的探讨，还未出现成熟的产品，还需要广大同仁再接再励，为我国制造业作出更大的贡献！衷心祝愿数控机床网络DNC之花在广袤的制造业市场上灿烂地开放！
要想在激烈竞争的国际工程机械行业占有一席之地，必须加强产品创新，加速实现主导产品的机电液一体化，增加产品的技术含量，开发出具有国际领先水平的高附加值产品。产品创新设计必须紧紧围绕产品上市时间、产品质量、产品成本及服务来开展。本文在产品创新方法方面进行了一些探讨。
9.1 研究市场 开拓创新
在计划经济年代，企业只是单纯的生产部门。所生产的产品汕国家包销，企业没有或很少有市场意识，创新动力不足，造成产品几十年不变。在市场经济下，竞争日趋激烈，企业只有推出被市场接受的产品，才能生存下去。因此，企业必须下大力气研究分析市场、开拓市场，从市场和客户处取得新产品开发和老产品改造的需求信息，通过技术创新
第9章 总结及创新探讨
不适应市场竞争和客户需求的产品，要求做好产品规划，开展产品创新开发和技术创新研究，以增加企业的实力、发展后劲和竞争能力。
9.2 资源创新
人力资源（人及其组织）是影响产品创新设计的关键。必须采取有效措施发挥技术人员的创造能力，建立吸引高层技术人才并让其在技术研究及产品开发中发挥核心作用的用人机制，站在企业长远发展的战略高度合理使用和培养高层次技术人才。为实现企业的近、远期目标，建立相应的技术开发体系（组织），实施多层次的技术开发，并有相应机构对技术开发经费的使用及项目进行管理和评估。
9.3 开发手段创新
传统的产品设计方法大多是模仿或经验设计，设计手段落后。初级CAD的应用主要在计算机绘图、改图、编制明细表等方面，而三维CAD设计、有限元分析、优化设计、可靠性设计、信息与电子技术等现代设计理论方法在工程机械产品设计开发中的应用仍然很少，造成品种单
一、结构陈旧，由此带来产品市场竞争力不强，企业经济效益低下。
提高和增强企业的产品开发手段，是增强技术创新能力的有效方法。信息及其它高新技术的发燕尾服和成熟应用，为企业产品开发手段创新开辟了有效的途径。随时着以CAD技术为代表的信息技术在产品开发中的深入应用，将开创崭新的产品开发模式—数字化产品设计，由此带来设计观念、设计方法、组织形式的全面创新，将迎来工程机械产品设计的现代化。
9.4 开发组织形式的创新
第9章 总结及创新探讨
在信息技术的支持下，产品开发的组织形式正向并行设计模式发展。所谓并行设计是对产品开发中的每一个过程都尽早考虑相关的各种因素。并行设计改变了传统的串行工作方法，使得在设计阶段就可能有制造和行销服务人员的介入和彼此信息交互，可以避免失误，避免反复，拉强综合协同，以提高产品开发全过程（设计/工艺/制造/市场/服务）的质量，缩短产品开发周期和降低产品整个生命周期的成本。并行设计是对传统产品开发组织方式的创新，是激烈的市场信息竞争的必然产物。
9.5 保护和利用知识产权
企业产品创新开发就是要应用和体现自身的专有技术，并以专利的形式来保护创新成果。企业在新产品开发与技术研究的各个环节，对专利应有强烈的意识。决策技术开发方向时，要广泛了解国内外专利发展动态；研究开发新产品时，应检索专利文献，以提高创新开发起点，确保项目具有先进水平；研究开发新技术和新产品过程中，要注意技术保密，并及时申请专利，以保护企业的知识产权；开发新产品过程中，应利用新技术（包括专利技术）为企业服务。
9.6 试验方法和手段的创新
激烈的市场竞争，要求新产品的性能和可靠性试验，必须改变过去用户试验的落后模式，对创新成果要认真进行台架试验和工业性可靠性试验。通过试验方法和手段的创新，提高企业自主创新能力，提高产品的可靠性和市场竞争力。
工业化国家在工程机械发展过程中，十分重视产品的工业性可靠试验，设置建造各种试验台和试验室，不仅对各部件的材料、强度、物理、化学特性等进行多项试验研究，而且从系统和整机上进行各种性能、环
第9章 总结及创新探讨
境和新技术的应用试验研究和基础试验研究，如进行结构疲劳强度、土壤—机器系统、牵引动力学、电子控制技术、液压与液力传达室动、人机工程、振动、环境和噪声、节能等试验研究。
产品是企业发展的龙头。因此，抓住产品创新就是抓住了企业的生命线，而企业的创新能力是企业取胜的关键。
参考文献
参考文献
1、韩江 网络数控系统的概念及其技术内容 中国机械工程，2001(10)，1～5
2、张洁 智能化数控加工单元的远程操作与控制系统 中国机械工程，1998(12)，7～22
3、周奇 基于网络的数控制造技术 机电工程，2002，24～27
4、贾振原 远程控制快速成型加工技术研究 大连理工大学学报，2001，7～24
5、王建峰 一种基于Internet 的远程监控系统 制造业信息化，2002(3)，7～24
6、史旭明 基于PC 的开放式数控系统在Intranet 中的应用 组合机床与自动化加工技术，2001，7～31
第二篇：数控毕业论文
毕业论文
题目 浅析数控机床故障诊断与维修 专业 班级 学生 指导教师
数控加工与维护工程 王海波
摘
要
本文简要介绍了数控机床在日常工作中常出现的故障及其解决方法！还有在平日的工作中如何更好的去维护我们的机床！数控机床是一种价格昂贵的精密设备，这影响到我们加工出来的工件的精度和工件是否合格！所以，对于机床的维护也是很重要的！
科学技术的发展，对机械产品提出了高精度、高复杂性的要求，而且产品的更新换代也在加快，这对机床设备不仅提出了精度和效率的要求，而且也对其提出了通用性和灵活性的要求。数控机床就是针对这种要求而产生的一种新型自动化机床。数控机床集微电子技术、计算机技术、自动控制技术及伺服驱动技术、精密机械技术于一体，是高度机电一体化的典型产品。它本身又是机电一体化的重要组成部分，是现代机床技术水平的重要标志。数控机床体现了当前世界机床技术进步的主流，是衡量机械制造工艺水平的重要指标，在柔性生产和计算机集成制造等先进制造技术中起着重要的基础核心作用。因此，如何更好的使用数控机床是一个很重要的问题。由于数控机床是一种价格昂贵的精密设备，因此，其维护更是不容忽视。
关键词：数控故障、检测、维护、解决方法
目 录
第一章数控机床
1.1 数控机床的概述 1.2 数控机床的特点
1.3数控机床使用中应注意的事项
第二章 数控机床各部故障分析及维修
1.1数控机床主轴伺服系统故障检查及维修 1.2机床PLC初始故障的诊断 1.3数控设备检测元件故障及维修
第三章 数控机床的维护 总结 致谢 参考文献
第一章 数控机床
1.数控加工的概念
首先，要知道数控机床一般的故障出现在什么地方或者是如何去解决问题，我们就必须得熟练的了解数控机床的工作原理及特点等相关的一些知识！这样我们才能在遇到这些问题的时候得心应手。数控机床的工作原理就是将加工过程所需的各种操作（如主轴变速、工件的松开与夹紧、进刀与退刀、开车与停车、自动关停冷却液）和步骤以及工件的形状尺寸用数字化的代码表示，通过控制介质（如穿孔纸带或磁盘等）将数字信息送入数控装置，数控装置对输入的信息进行处理与运算，发出各种控制信号，控制机床的伺服系统或其他驱动元件，使机床自动加工出所需要的工件。所以，数控加工的关键是加工数据和工艺参数的获取，即数控编程。数控加工一般包括以下几个内容：(1)对图纸进行分析，确定需要数控加工的部分；
(2)利用图形软件（如CAXA制造工程师）对需要数控加工的部分造型；
(3)根据加工条件，选择合适的加工参数，生成加工轨迹（包括粗加工、半精加工、精加工轨迹）；(4)轨迹的仿真检验；(5)生成G代码；(6)传给机床加工。2.数控机床的特点(1)具有高度柔性
在数控机床上加工零件，主要取决于加工程序，它与普通机床不同，不必制造、更换许多工具、夹具，不需要经常调整机床。因此，数控机床适用于零件频繁更换的场合。也就是适合单件、小批生产及新产品的开发，缩短了生产准备周期，节省了大量工艺设备的费用。(2)加工精度高
数控机床的加工精度，一般可达到0.005～0.1mm，数控机床是按数字信号形式控制的，数控装置每输出一个脉冲信号，则机床移动部件移动一个脉冲当量（一般为0.001mm），而且机床进给传动链的反向间隙与丝杠螺距平均误差可由数控装置进行补偿，因此，数控机床定位精度比较高。(3)加工质量稳定、可靠
加工同一批零件，在同一机床，在相同加工条件下，使用相同刀具和加工程序，刀具的走刀轨迹完全相同，零件的一致性好，质量稳定。(4)生产率高
数控机床可有效地减少零件的加工时间和辅助时间，数控机床的主轴转速和进给量的范围大，允许机床进行大切削量的强力切削，数控机床目前正进入高速加工时代，数控机床移动部件的快速移动和定位及高速切削加工，减少了半成品的工序间周转时间，提高了生产效率。(5)改善劳动条件
数控机床加工前经调整好后，输入程序并启动，机床就能自动连续的进行加工，直至加工结束。操作者主要是程序的输入、编辑、装卸零件、刀具准备、加工状态的观测，零件的检验等工作，劳动强度极大
降低，机床操作者的劳动趋于智力型工作。另外，机床一般是封闭式加工，即清洁，又安全。(6)利于生产管理现代化
数控机床的加工，可预先精确估计加工时间，所使用的刀具、夹具可进行规范化、现代化管理。数控机床使用数字信号与标准代码为控制信息，易于实现加工信息的标准化，目前已与计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）有机地结合起来，是现代集成制造技术的基础。3.数控机床使用中应注意的事项
使用数控机床之前，应仔细阅读机床使用说明书以及其他有关资料，以便正确操作使用机床，并注意以下几点：
(1)机床操作、维修人员必须是掌握相应机床专业知识的专业人员或经过技术培训的人员，且必须按安全操作规程及安全操作规定操作机床；
(2)非专业人员不得打开电柜门，打开电柜门前必须确认已经关掉了机床总电源开关。只有专业维修人员才允许打开电柜门，进行通电检修；
(3)除一些供用户使用并可以改动的参数外，其它系统参数、主轴参数、伺服参数等，用户不能私自修改，否则将给操作者带来设备、工件、人身等伤害；
(4)修改参数后，进行第一次加工时，机床在不装刀具和工件的情况下用机床锁住、单程序段等方式进行试运行，确认机床正常后再使用机床；
(5)机床的PLC程序是机床制造商按机床需要设计的，不需要修改。不正确的修改，操作机床可能造成机床的损坏，甚至伤害操作者；(6)建议机床连续运行最多24小时，如果连续运行时间太长会影响电气系统和部分机械器件的寿命，从而会影响机床的精度；(7)机床全部连接器、接头等，不允许带电拔、插操作，否则将引起严重的后果。
第二章 数控机床各部故障分析及维修
1.数控机床主轴伺服系统故障检查及维修
在维修主回路采用错位选触无环流可逆调速驱动系统的数控车床中所遇到的部分故障及处理方法。
①.故障现象：1.8m卧车在点动时，花盘来回摆动。
检查：测量驱动控制系统中的±20V直流稳压电源的纹波为4V峰峰值，大大超过了规定的范围。
分析：在控制系统的放大电路中，高、低通滤波器可以滤掉，如：测速机反馈，电流反馈，电压反馈中的各次谐波干扰信号，但无法滤除系统本身直流电源电路中的谐波分量，因它存在于整个系统中，这些谐波进入放大器就会使放大器阻塞，使系统产生各种不正常的现象。在点动状态下，因电机的转速较低，这些谐波已超过了点动时的电压值，造成了系统的振荡，使主轴花盘来回摆动，而且一旦去除谐波信号，故障马上消失。
处理：将电压板中的100MF和1000MF滤波电容换下焊上新电容，并测量纹波只有几个毫伏后将电源板安装好，开机试运行，故障消除。
②.故障现象：5m立车在运行加工中发出哐哐声后，烧保险。
检查：发现5FC5FG、5RG5RQ正反组全无脉冲输出(线路见图2)，测量结果，IC7反相器损坏，又发现1FG1FC输出波形较其他波形幅值低得多。
分析：5m立车主驱动直流电机的驱动电压由晶闸管全控桥反并联整流电路提供。12路触发脉冲中，有两路消失，另一路触发脉冲的幅值较其它正常触发脉冲要短三分之一，当出现哐哐的齿轮撞击声时，误以为液压马达联轴节处出现了问题，但过了一会儿两路保险丝烧坏，实际上，在这次故障的前一段时间里已烧过两次保险，当时只认为是偶然的电网不稳造成，因换上保险丝后，故障就消除了。由于5m立车加工运行时的转速较低，虽然可控硅整流电路是桥式整流，但是线路中触发脉冲丢失和幅值小同时存在时，也会造成电流不连续，输出的电压不稳，从而使电机的转速不稳。一开始出现的哐哐声，实际就是转速不稳的表现。由于电流断续而引起的烧保险故障能发生在运行后停车和正常运行的任何时刻。
处理：将放大管T1(另一组触发电路中的放大管，功能如图2中的T7)及反相器IC7换下，故障消除。
2． 机床PLC初始故障的诊断
机床PLC初始故障的诊断为了保护机床和维修方便，PLC有显示和检测机床故障的能力。一旦发生故障，维修人员就能根据机床的故障显示号去确定故障类别，予以排除。但在实际加工过程中，我们发现有时PLC同时显示几个故障，它们是由某一个故障引起的连锁故障，排除了初始的引发故障，其它故障报警就消失了。可是从机床PLC显示的所有报警故障中，维修人员并不知道哪个故障是初始引发故障，维修人员只能逐个故障去查，这就增加了维修难度。机床PLC初始故障诊断功能，通过PLC程序，准确判断出初始故障的报警号。维修中，首先排除初始故障，其它引发故障自行消失，这样就极大地方便了机床的维修，提高了机床维修的快速性和准确性。2 初
始故障诊断原理设计的PLC程序不单单是把各个故障都能检测和显示出来，还能把最关键的初始故障自动判断出来。
初始故障诊断原理：以3个故障为例，其中设置了3个故障检测位，分别为R500.0、R510.0、R520.0；3个初始故障检测位为R500.2、R510.2、R520.2；F149.1为系统复位信号。初始状态时，无报警出现，故障检测位都为“0”，初始故障检测位也都为“0”，复位信号F149.1为“0”。在3个故障中假设首先发生第二个故障。在程序扫描的第一个周期内，其对应的故障检测位R510.0变为“1”，R500.2、R520.2、F149.1初始值为“0”，初始故障检测位R510.2变为“1”，通过自锁保持为“1”，直到故障被排除，系统复位信号发出后“1”状态才被解除。在程序扫描的第二个周期内，R510.2保持为“1”，实现了对R500.1、R520.1的封锁，即使此时另外某一个故障检测位为“1”，也不能导致其初始故障检测位变为“1”。通过此PLC程序的控制，就能从同时发生的众多故障里准确地判断出初始故障。在JCS018数控机床中，遇到了多个故障同时发生的问题，如换刀报警和液压报警同时出现。维修时，先检查液压控制部分，然后才能确认故障出在换刀过程中。检查后我们才知道换刀的动力由液压驱动来提供。PLC控制程序设计中，当遇到换刀故障时，为防止更大的意外发生，在报警的同时也断开了液压控制，因此换刀故障发生时出现了两个报警信息。为遵循原机床的设计思路，而又能准确地发出报警信息，给JCS018数控机床增加了对初始故障的检查功能。按照前面的程序分析，换刀和液压故障检测位分别为R500.0和R510.0，初始故障可从初始故障检测位
R500.2和R510.2读出。当该机床再发生类似故障时，就能很快地判断出初始故障。
3．数控设备检测元件故障及维修
检测元件是数控机床伺服系统的重要组成部分，它起着检测各控制轴的位移和速度的作用，它把检测到的信号反馈回去，构成闭环系统。测量方式可分为直接测量和间接测量：直接测量就是对机床的直线位移采用直线型检测元件测量，直接测量常用的检测元件一般包括：直线感应同步器、计量光栅、磁尺激光干涉仪。间接测量就是对机床的直线位移采用回转型检测元件测量，间接测量常用的检测元件一般包括：脉冲编码器、旋转变压器、圆感应同步器、圆光栅和圆磁栅。
当机床出现如下故障现象时，应考虑是否是由检测元件的故障引起的：
①.机械振荡（加／减速时）：
(1)脉冲编码器出现故障，此时检查速度单元上的反馈线端子电压是否在某几点电压下降，如有下降表明脉冲编码器不良，更换编码器。
(2)脉冲编码器十字联轴节可能损坏，导致轴转速与检测到的速度不同步，更换联轴节。
(3)测速发电机出现故障，修复，更换测速机。
②.机械暴走（飞车）：
在检查位置控制单元和速度控制单元的情况下，应检查：
(1)脉冲编码器接线是否错误，检查编码器接线是否为正反馈，A相和B相是否接反。
(2)脉冲编码器联轴节是否损坏，更换联轴节。
(3)检查测速发电机端子是否接反和励磁信号线是否接错。
③.主轴不能定向或定向不到位：
在检查定向控制电路设置和调整，检查定向板，主轴控制印刷电路板调整的同时，应检查位置检测器（编码器）是否不良，此时测编码器输出波形。
④.坐标轴振动进给：
在检查电动机线圈是否短路，机械进给丝杠同电机的连接是否良好，检查整个伺服系统是否稳定的情况下，检查脉冲编码是否良好、联轴节联接是否平稳可靠、测速机是否可靠。
检测元件是一种极其精密和容易受损的器件，一定要从下面几个方面注意，进行正确的使用和维护保养。
(1)．不能受到强烈振动和摩擦以免损伤代码板，不能受到灰尘油污的污染，以免影响正常信号的输出。
(2)．工作环境周围温度不能超标，额定电源电压一定要满足，以便于集成电路片子的正常工作。
(3)．要保证反馈线电阻，电容的正常，保证正常信号的传输。
(4)．防止外部电源、噪声干扰，要保证屏蔽良好，以免影响反馈信号。
(5)．安装方式要正确，如编码器联接轴要同心对正，防止轴超出允许的载重量，以保证其性能的正常。
总之，在数控设备的故障中，检测元件的故障比例是比较高的，只要正确的使用并加强维护保养，对出现的问题进行深入分析，就一定能降低故障率，并能迅速解决故障，保证设备的正常运行。
第三章 数控机床的维护
数控系统是数控机床的核心部件，因此，数控机床的维护主要是数控系统的维护。数控系统经过一段较长时间的使用，电子元器件性能要老化甚至损坏，有些机械部件更是如此，为了尽量地延长元器件的寿命和零部件的磨损周期，防止各种故障，特别是恶性事故的发生，就必须对数控系统进行日常的维护。概括起来，要注意以下几个方面。1.制订数控系统日常维护的规章制度
根据各种部件特点，确定各自保养条例。如明文规定哪些地方需要天天清理（如CNC系统的输入／输出单元——光电阅读机的清洁，检查机械结构部分是否润滑良好等），哪些部件要定期检查或更换（如直流伺服电动机电刷和换向器应每月检查一次）。2.应尽量少开数控柜和强电柜的门
因为在机加工车间的空气中一般都含有油雾、灰尘甚至金属粉末。一旦它们落在数控系统内的印制线路或电器件上，容易引起元器件间绝缘电阻下降，甚至导致元器件及印制线路的损坏。有的用户在夏天为了使数控系统超负荷长期工作，打开数控柜的门来散热，这是种绝不可取的方法，最终会导致数控系统的加速损坏。正确的方法是降低数控系统的外部环境温度。因此，应该有一种严格的规定，除非进行必要的调整和维修，不允许随便开启柜门，更不允许在使用时敞开柜门。3.定时清扫数控柜的散热通风系统
应每天检查数控系统柜上各个冷却风扇工作是否正常，应视工作环境状况，每半年或每季度检查一次风道过滤器是否有堵塞现象。如果过
滤网上灰尘积聚过多，需及时清理，否则将会引起数控系统柜内温度高（一般不允许超过55℃），造成过热报警或数控系统工作不可靠。4.经常监视数控系统用的电网电压
FANUC公司生产的数控系统，允许电网电压在额定值的85%～110%的范围内波动。如果超出此范围，就会造成系统不能正常工作，甚至会引起数控系统内部电子部件损坏。5.定期更换存储器用电池
FANUC公司所生产的数控系统内的存储器有两种：(1)不需电池保持的磁泡存储器。
(2)需要用电池保持的CMOS RAM器件，为了在数控系统不通电期间能保持存储的内容，内部设有可充电电池维持电路，在数控系统通电时，由+5V电源经一个二极管向CMOS RAM供电，并对可充电电池进行充电；当数控系统切断电源时，则改为由电池供电来维持CMOS RAM内的信息，在一般情况下，即使电池尚未失效，也应每年更换一次电池，以便确保系统能正常工作。另外，一定要注意，电池的更换应在数控系统供电状态下进行。6.数控系统长期不用时的维护
为提高数控系统的利用率和减少数控系统的故障，数控机床应满负荷使用，而不要长期闲置不用，由于某种原因，造成数控系统长期闲置不用时，为了避免数控系统损坏，需注意以下两点：
(1)要经常给数控系统通电，特别是在环境湿度较大的梅雨季节更应如此，在机床锁住不动的情况下（即伺服电动机不转时），让数控系
统空运行。利用电器元件本身的发热来驱散数控系统内的潮气，保证电子器件性能稳定可靠，实践证明，在空气湿度较大的地区，经常通电是降低故障率的一个有效措施。
(2)数控机床采用直流进给伺服驱动和直流主轴伺服驱动的，应将电刷从直流电动机中取出，以免由于化学腐蚀作用，使换向器表面腐蚀，造成换向性能变坏，甚至使整台电动机损坏。
总
结
进入21世纪，随着数控技术的飞速发展，数控设备已遍布全世界，不仅工业发达国家已广泛采用，就是发展中国家也大量使用。我国自改革开放以来也引进了不少先进的设备，这些设备的特点是以大规模集成电路为主的数控设备，这些设备功能强，生产效率高，但是复杂，它涉及机械、电器、液压、气动、光学、与计算机技术等许多领域，尤其在故障论断、状态检测方面涉及数字测试技术与计算机网络技术。
在数控机床维修中推广应用新技术、新工艺、新材料，做好数控的技术改造和局部改装设计管理工作，搞好数控机床维修用工、检、量具的管理，搞好数控设备维修的质量管理等工作。只有这样，才能做好数控机床的维修工作，保障数控机床的正常运行，从而保障企业生产的顺利运行。所以，无论是CNC系统，机床强电，还是机械、液压、气路等，只要有可能引起该故障的原因，都要尽可能全面地列出来，进行综合判断和筛选，然后通过必要的实验达到确诊和最终排除故障的目的。
致
谢
经过半年的忙碌和工作，本次毕业论文已经接近尾声，作为一个本科生的毕业论文，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有导师的督促指导，以及一起工作的同学们的支持，想要完成这个设计是难以想象的。
在论文写作过程中，得到了
老师的亲切关怀和耐心的指导，她严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，老师都始终给了我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜，她不仅在学业上给我以为精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，除了敬佩老师的专业水平外，她的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向
老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意！最后我还要感谢真培养我长大含辛茹苦的父母，谢谢你们！
最后我还要感谢
年来对质我的栽培。
参考文献
【1】
张超英，谢富春编.《数控编程技术.》
【2】
张超英，罗学科编.《数控加工技术综合实训》
【3】
数控技术培训系列教程.《世纪星数控系统编程操作说明书》
【4】 全国数控培训网络天津分中心编.《数控编程》
第三篇：数控毕业论文
[日期：2009-11-29]
模具毕业论文
[字体：大 中 小]
来源：河南郑州长城学校 作者：未知
模具设计毕业论文
模具设计毕业论文成形加工是现代工业生产中应用广泛的优质、高效、低耗、适应性很强的生产技术，或称成型工具、成型工装产品，是技术含量高、附加值高、使用广泛的新技术产品，是价值很高的社会财富。模具设计毕业论文由于模具生产技术的现代化，在现代工业生产中，模具已广泛应用于电动机和电器产品、电子计算机产品、仪表、家用电器产品与办公设备、汽车、军械、通用机械等产品的生产中。模具技术水平的高低，模具设计毕业论文已成为衡量一个国家制造水平高低的重要标志，并在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。
模具设计毕业论文
一、目前，随着汽车及轻工业的迅速发展，模具设计制造日益受到人们的广泛关注，已成为一个行业。将高新技术应用于模具设计与制造，已成为快速制造优质模具的有力保证：1）、CAD/DAE/CAM的广泛应用，显示了用信息技术带动和提升模具工业的优越性。在欧美，CAD/DAE/CAM已成为模具企业普遍应用的技术。在CAD的应用方面，已经超越了甩掉图板、二维绘图的初级阶段，目前3D设计已达到了70℅--89℅，PRO/E、UG、CIMATRON等软件的应用很普遍。2）、为了缩短制造周期，提高市场竞争力，普遍采用高速切削加工技术。3）、快速成型技术与快速制模技术获得普遍应用。有SLA、SLS、FDM、LOM等各种类型的快速成型设备。
模具设计毕业论文
二、国外工业先进国家都拥有上万个模具企业与支持模具企业或为模具企业提供生产装备的企业相组成的强大的产业基础。这是为适应社会产品工业化规模生产的重要条件和特点。如汽车的工业化规模生产需要一大批专业性模具企业为其提供模具，同时根据汽车零件的生产技术要求，这些模具企业还配有相应的先进技术装备，包括数控和计算机数控机床、CAD/CAM系统，以及各种工艺装备。
模具设计毕业论文
三、成形加工的社会效益很高，是高技术含量的社会产品，其价值和价格主要取决于模具材料、加工、外购件的劳动与消耗三项直接发生的费用和模具设计与试模等技术费用，后者，是模具价值和市场价格的主要组成部分，其中一部分技术价值计入了市场价格，而更大一部分价值，则是模具用户和产品用户受惠变为社会效益。如电视机用模，其模具费用仅为电视机产品价格的1/3000～1/5000，尽管模具的一次投资较大，但在大批量生产的每台电视机的成本中仅占极小的部分，甚至可以忽略不计，而实际上，很高的模具价值为社会所拥有，变成了社会财富。所以本模具设计具有非常重要的现实意义。
模具设计毕业论文
四、本模具设计是为成形加工某车型中一个支柱端头上的封闭板，该零件左、右对称，生产中要求左、右件数量相等。而且该零件本身属不对称的异形件，存在双向的弯曲（翻边）成形，单件冲压时存在着横向不平衡力，影响模具寿命和冲压质量，将左、右件合在一套模具上一次冲压成形，就能消除横向不平衡力，同时，也提高了冲件质量和生产效率。据此，拟定该零件的冲压工艺为“落料——双向弯曲（翻边）成形，并设计了落料和成形两套模具。在使用AutoCAD进行模具设计时，可以方便、快捷地调用工艺资料，达到了提高产品质量，缩短周期，降低成本，增加经济效益的目的，具有非常重要的现实意义。因此，成形加工广泛应用于汽车制造业，有助于推动我国汽车行业的发展。
第四篇：数控毕业论文
江苏省徐州机电工程高等职业学校2011届毕业论文
基于Master CAM的自动编程与加工
06高职数控2班
摘要：通过典型零件分析MasterCAM在零件造型，设计方法和编辑技巧。讨论二维轮廓刀具路径的生成方法。MasterCAM作为高端CAD/CAM软件在实际加工中有着广泛应用。
关键词：MasterCAM 刀具路径
数控加工
自动编程
加工工艺
一、自动编程的特点
使用Mastercam 实现DNC加工, DNC（直接数控）是指用一台计算机直接控制多台数控机床，其技术是实现CAD/CAM的关键技术之一。由于本工件较大，处理的数据多，所生成的程序长，数控机床的磁泡存储器已不能满足程序量的要求，这样就必须采用DNC加工方式，利用RS-232串行接口，将计算机和数控机床连接起来。利用Mastercam的Communic功能进行通讯，而不必考虑机床的内存不足问题,经大量的实践，用Mastercam软件编制复杂零件的加工程序极为方便，而且能对加工过程进行实时仿真，真实反映加工过程中的实际情况。
1.基本特点：(1)数学处理能力强
对轮廓形状不是由简单的直线、圆弧组成的复杂零件，特别是空间曲面零件，以及几何要素虽不复杂，但程序量很大的零件，计算工作相当繁琐，采用手工编制程序的方法是难以完成的。例如，对一般二次曲线廓形，手工编程必须采取直线或圆弧逼近的方法，算出各节点的坐标值，其中列算式、解方程，虽说能借助计算器进行计算，但工作量之大是难以想象的。而自动编程借助于系统软件强大的数学处理能力，计算机能自动计算出加工该曲线的刀具轨迹，快速而又准确。自动编程系统还能处理手工编程难以胜任的二次曲面和特殊曲面。
(2)快速、自动生成数控程序
对非圆曲线的轮廓加工，手工编程即使解决了节点坐标的计算，也往往因为节点数过多，程序段很大而使编程工作又慢又容易出错。自动编程的优点之一，就是在完成计算刀具运动轨迹之后，后置处理程序能在极短的时间内自动生成数控加工程序，且该数控加工程序不会出现语法错误。当然自动生成数控加工程序的速度还取决于计算机硬件的档次，档次越高，速度越快。
(3)后置处理程序灵活多变
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由于数控系统的指令形式不尽相同，机床的辅助功能也不一样，伺服系统的特性也有差别。因此，同一个零件在不同的数控机床上加工，数控加工程序也应该是不一样的。但在前置处理过程中，大量的数学处理，轨迹计算却是一致的。这就是说，前置处理可以通用化，只要稍微改变一下后置处理程序，就能自动生成适用于不同数控机床的数控程序来。后置处理相比前置处理，工作量要小得多，程序简单得多，因而它灵活多变。对于不同的数控机床，取用不同的后置处理程序，等于完成了一个新的自动编程系统，极大地扩展了自动编程系统的使用范围。
(4)程序自检、纠错能力强、复杂零件的数控加工程序往往很长，要一次编程成功，不出一点错误是不现实的。手工编程时，可能出现书写有错误，算式有问题，也可能程序格式出错，靠人工检查一个个的错误是困难的，费时又费力。采用自动编程，程序有错主要是原始数据不正确而导致刀具运动轨迹有误，或刀具与工件干涉，或刀具与机床相撞，等等。自动编程能够通过系统先进的、完善的诊断功能，在计算机屏幕上对数控加工程序进行动态模拟，连续、逼真地显示刀具加工轨迹和零件加工轮廓，发现问题能及时对数控加工程序中产生错误的位置及类型进行修改，快速又方便。现在，往往在前置处理阶段计算出刀具运动轨迹以后立即进行动态模拟检查，确定无误以后再进入后置处理阶段，生成正确的数控加工程序来。
(5)便于实现与数控系统的通讯
二、自动编程的应用场合
1.自动编程特点：编程工作的大部分或全部由计算机完成的过程称自动编程。编程人员只要根据零件图纸和工艺要求，用规定的语言编写一个源程序或者将图形信息输入到计算机中，由计算机自动地进行处理，计算出刀具中心的轨迹，编写出加工程序清单，并自动制成所需控制介质。由于走刀轨迹可由计算机自动绘出，所以可方便地对编程错误及时修正。
2.适用场合：但对于形状复杂或轮廓不是由直线、圆弧组成非圆曲线零件;或者是空但程序量很大，因计算相当繁琐，手工编程困难且易出错，必须采用自动编程的方法。
三、手动编程的应用场合
1.手动编程特点：从零件图样分析及工艺处理、数值计算、书写程序单、制穿孔纸带直至程序的校验等各个步骤，均由人工完成，则属手工编程。
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2.适用场合：对于点位加工或几何形状不太复杂的零件来说，编程计算较简单，程序量不大，手工编程即可实现。但对于形状复杂或轮廓不是由直线、圆弧组成非圆曲线零件
3.自动编程和手动编程相比较
1）手动编程没有自动编程应用广泛、手动编程只适合零件比较简单、程序单比较短的工件。而自动编程对轮廓形状不是由简单的直线、圆弧组成的复杂零件，特别是空间曲面零件，以及几何要素虽不复杂，但数控机床程序量很大的零件，计算则相当繁琐，采用手工程序编制是难以完成的工件。
2）手动编程没有自动编程效率高、准确度高
3）手动编程容易出错数字容易出错
四、常见的自动编程方法
数控编程有很多软件最常用的有常见自动编程的方法主要有ug，pro-E，mastercam，caxa等，ug应用最广。自动编程实际上是进行一系列设置后进行刀具模拟，然后在把刀位数据用某一处理器生成G代码。它有不同的加工类型，比如说轮廓铣削，曲面铣削，刻模.....，主要用在加工中心，线切割等，车床基本不用，除非是不规则曲线，加工中心上也主要是加工不规则曲面，或者是复杂的轮廓
（1）PRO / E软件
1）铸造模具厂金属模具和压铸模具的加工企业现在使用PRO/E软件进行设计，利用其实体参数化的功能。PRO/E的开发比较早目前在机加工和模具制造方面使用比较多（特别是日企和台企），其特点在于参数化设计和曲面建模方面的专长，但缺点是其操作不怎么人性化
（2）UG软件
1）UG的功能比较强大，既有强大的绘图功能，又有很强的编程后处理功能，还有电极拆分，分模等扩展模块，所以被很多人用到。
（3）CIMATRON/DELCAM等软件
1）而数控编程软件则使用CIMATRON和DELCAM,在实际工作中使用的效果比较好。
（4）Mastercam软件
五、国内外Master CAM技术发展状况
CAD/CAM(计算机辅助设计及制造)技术产生于19世纪50年代后期发达国家的航空和军事工业中，随着计算机软硬件技术和计算机图形学技术的发展而迅
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速成长起来。1989年美国国家工学院将CAD/CAM技术评为当代（1964~1989）十项最杰出的工程技术成就之一。30多年来CAD技术和系统有了飞速的发展，CAD/CAM技术的应用已迅速成军事工业向民用工业扩展，由大型企业向中型小企业推广，由高技术领域的应用向日用家电、轻工产品的设计和制造中普及，对设计和制造业产生了革命性的影响，而且这一技术正在从发达国家“流向”发展中国家。
六、选择Mastercam作为课题的原因
Mastercam具有强劲的曲面粗加工及灵活的曲面精加工功能。
Mastercam提供了多种先进的粗加工技术，以提高零件加工的效率和质量。Mastercam还具有丰富的曲面精加工功能，可以从中选择最好的方法，加工最复杂的零件。Mastercam的多轴加工功能，为零件的加工提供了更多的灵活性。可靠的刀具路径校验功能 Mastercam可模拟零件加工的整个过程，模拟中不但能显示刀具和夹具，还能检查刀具和夹具与被加工零件的干涉、碰撞情况。它提供400种以上的后置处理文件以适用于各种类型的数控系统，我厂采用的是FANUC系统，机床为四轴联动卧式铣床。根据机床的实际结构，我们编制了专门的后置处理文件，绳槽曲面加工刀具路径NCI文件经后置处理后生成加工程序。
七、利用Mastercam仿真加工
1.主要分为五个步骤：
（1）零件模型建立，首先在Solidworks环境下建立零件CAD三维模型，利用IGES、STEP、STL等文件格式输出到MasterCAM环境中，或者在MasterCAM系统的零件模型建模模块中直接建立零件三维模型；
（2）零件工艺规划，在MasterCAM的ToolPath菜单下的JobSetup模块设置毛坯尺寸、边界、刀具尺寸、刀具基准点、进给率、快进路径和切削加工方式等内容；前两项工作为图形化数控编程的前置处理；
（3）刀位轨迹的计算与生成，选择刀位轨迹生成命令，系统自动计算节点数据，并将其转换为刀位文件；
（4）刀位轨迹的仿真验证，验证刀位轨迹的成形正确性和刀具工件间的干涉情况，保证加工零件形状的正确性和避免刀具运动碰撞；如果发现程序错误，则重新设置工艺规划参数；
（5）后置处理，将刀位文件转换具体加工中心能支持的数控程序代码。2.所选零件图及分析
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该零件比较简单，主要部分为铣削，四个等直径通孔为钻削。由于毛坯余量较小，无需进行粗加工，直接精加工。
3.实验报告
（1）给出在数控编程全过程的详细流程，表达出关键环节、参数。1）铣削上表面：铣削深度3mm。
2）铣削外平面：铣削深度2mm。
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3）铣中心孔：铣削深度2mm。
4）钻角上四个孔：通孔。
（2）给出零件CAD模型三维图界面，说明零件结构要求。如果是在江苏省徐州机电工程高等职业学校2011届毕业论文
Solidworks下建立的模型，给出模型转换文件格式及其特点。
在Solidworks中，将零件图保存为IGS的格式，然后在Mastercam中打开。打开以后，以曲面的形式出现，还要用solid from surfaces命令将面转化为实体。Slidworks软件建模效率高且简单易学，导入Mastercam接口技术成熟，很方便。
（3）给出工艺规划界面，说明刀具、材料、加工参数。
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选用直径6.0mm的铣刀。
选用直径为4.0mm的钻头。材料选为45号钢。
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（4）截取部分刀位文件、数控文件（文件头、部分主体、文件尾）； 文件头： % O0000(PROGRAM NAME25-11-10 TIME=HH:MM1 DIA.OFF.1 DIA.0 DIA.OFF.0 DIA.-4.)N2640 T0 M6 N2642 G0 G90 G54 X-20.Y-20.A0.S5729 M3 N2644 G43 H0 Z30.N2646 G99 G83 Z-2.R30.Q2.F1375.N2648 X20.N2650 Y20.N2652 X-20.N2654 G80 N2656 M5 N2658 G91 G28 Z0.N2660 G28 X0.Y0.A0.N2662 M30 % 加工，迅速生成NC代码。特别对一些造型复杂的零件，更是大大地缩短了编程时间，提高了程序的正确性和安全性，降低了生产成本，提高了工作、生产效率。
注意：
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1、根据数控设备系统的不同，应选择不同的系统作后处理，或将后处理的NC代码做人为修改后再应用到对应的数控设备。
2、以上程序完全由MasterCAM软件后处理编辑器生成，论文中对其格式未作修改。
八、结束语
使用MasterCAM软件可以方便快捷地设计出各种零件、模具的几何模型，并进行模拟
九、参考文献
[1]刘立.数控车床编程与操作.北京：北京理工大学出版社.2006.8 [3] 胡素云，孙中柏《MasterCAMX2数控加工实例精解》 机械工业出版社，2008年
[4] 翟肖墨《数控机床加工技术》 机械工业出版社，2002年
第五篇：数控毕业论文
数控车床产品零件加工
摘要
科学技术和社会的蓬勃发展，对机械加工产品的质量，品种和生产率提出了越来越高的要求。数控加工技术就是实现产品加工过程自动化的现代化的措施之一，应用数控加工技术能提高加工质量和 生产率，解决若干普通机械加工所解决不了的的加工技术问题，大大降低加工成本，提高综合经济效益，还能极大改善工人的劳动条件，提高工人的素质。
机床数控是以数字的形式实现自动加工控制的一门技术，其指令的数字和文字编码的方式，记录在控制介质上，经过计算机和处理后，对机床各种动作的顺序位移量及速度实现自动控制。
机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量，节约能源，降低消耗的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度，加工操作，安全生产，技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。
工艺规程的编制是直接指导产品或零件制造的工艺过程和操作方法的工艺文件，他直接对企业的产品质量、效益、竞争能力起着重要的作用。
机械工业是国民经济各部门的装备部，国民经济各部门的生产技术水平和经济效益，在很大程度上取决与机械工业所能提供装备的技术性能、质量和可靠性，因此，机械工业的技术水平和规模是衡量一个国家科技水平和经济实力的重要标志。
近年来，世界各国都把提高产业竞争力和发展技术、抢占未来经济制高点作为科技发展提出更高的要求，特别是制造技术更加得到了重视。所以，我们要振兴机械工业，使之成为国民经济的支柱产业。从而确定机械工业在国民经济中的重要地位，同时也向机械工业提出更高的要求。
关键词 : 零件的制造工艺性;对刀点手工编程;自动编程机床坐标系;
Science, technology and society, the vigorous development of mechanical processing product quality, variety and productivity put forward more and more high demand.Nc machining technology is to realize the modernization process automation products processing, one of the measures applied nc machining technology can improve the processing quality and productivity, solve several ordinary mechanical processing not settled by the processing technical problems, and greatly reduce processing cost, improve the overall economic benefit, but also can greatly improve labor conditions, enhances the quality of workers.The machine tool CNC based on digital form a realization of automatic processing control technologies, the door of digital and text coded instructions, recorded in control the way through computer medium, and dealing with various action of machine, after the order of displacement and speed the realization of automatic control.The machining process is to realize the product design, assure product quality, to save energy and reduce consumption is the important means of enterprise production preparation, plan scheduling, processing operations, the safety in production, technology detection and improve labor organization, also be the important basis on the variety, quality of enterprise, on level, accelerate update products, improving economic efficiency technology guarantee.Procedure preparation is direct guidance products or parts manufacturing process and operating method of the process documents, he directly to enterprise's product quality, efficiency, competition ability play an important role.Machinery industry is the armaments department sectors of the national
economy，national
economic
sectors
of manufacturing technology level and economic benefits, to a great extent, depends on machinery industry can provide equipment technical performance, quality and reliability, therefore, machinery industry technology level and scale is the measure of a country's scientific and technological level and economic strength important symbol.In recent years, all countries in the world to promote industrial competitiveness and development technology, preempted future economic commanding heights as technology development put forward higher request, especially the manufacturing technology more get the attention.So, we must promote machinery industry, has become a pillar industry of the national economy.Thus determine machinery industry in the national economy, but also the important position to put forward higher requirement of mechanical industry.Keywords: parts manufacturing technology;The knife point manual programming;Automatic programming machine coordinate system;
目录
第一章 数控机床的产生发展与策略 第二章 数控加工的基本概念
2.1 基本概念............................................................................................................................8 2.2手工编程..............................................................................................................................8 2.3自动编程..............................................................................................................................9 2.3.1自动编程的定义........................................................................................................9 2.3.2编辑本段基本步骤.................................................................................................11 2.3.3编辑本段功能代码.................................................................................................11 2.3.4编辑本段程序格式.................................................................................................12 2.4机床坐标系的确定......................................................................................................13 2.5坐标轴方向的确定........................................................................................................13 2.6机床原点的设置.............................................................................................................14 第三章 图由与编程
3.1图样分析（1）..............................................................................................................15 3.1.1 工艺分析..................................................................................................................15 第四章 数控铣削加工工艺
4.1 零件图样的工艺分析.................................................................................................19 4.2 加工方法选择及加工方案的确定......................................................................21 4.2.1 修改程序和刀补控制尺寸..................................................................................21 4.2.1加上方法的选择原则.............................................................................................22 4.2.2加工方案确定..........................................................................................................22 第五章 机床简单故障排除方法与简单维修中的注意事项 结语 致谢 参考文献
第一章 数控机床的产生发展与策略
在机械制造工业中并不是所有的产品零件都具有很大的批量，单件与小批量生产的零件（批量在10～100件）约占机械加工总量的80%以上。尤其是在造船、航天、航空、机床、重型机械以及国防工业更是如此。
为了满足多品种，小批量的自动化生产，迫切需要一种灵活的，通用的，能够适用产品频繁变化的柔性自动化机床。数控机床就是在这样的背景下诞生与发展起来的。它为单件、小批量生产的精密复杂零件提供了自动化的加工手段。
根据国家标准ＧＢ／Ｔ８１２９－１９９７，对机床数字控制的定义：用数字控制的装置（简称数控装置），在运行过程中，不断地引入数字数据，从而对某一生产过程实现自动控制，叫数字控制，简称数控。用计算机控制加工功能，称计算机数控（computerized numerical，缩写ＣＮＣ）。
数控机床即使采用了数控技术的机床，或者说装备了数控系统的机床。从应用来说，数控机床就是将加工过程所需的各种操作（如主轴变速、松加工件、进刀与退刀、开车与停车、选择刀具、供给切削液等）和步骤，以及刀具与工件之间的相对位移量都用数字化的代码来表示，通过控制介质将数字信息送入专用的或通用的计算机，计算机对输入的信息进行处理与运算，发出各种指令来控制机床的伺服系统或其他执行元件，是机床自动加工出所需要的零件。
从我国基本国情的角度出发，以国家的战略需求和国民经济的市场需求为导向，以提高我国制造装备业综合竞争能力和产业化水平为目标，用系统的方法，选择能够主导21世纪初期我国制造装备业发展升级的关键技术以及支持产业化发展的支撑技术、配套技术作为研究开发的内容，实现制造装备业的跨跃式发展。
强调市场需求为导向，即以数控终端产品为主，以整机（如量大面广的数控车床、铣床、高速高精高性能数控机床、典型数字化机械、重点行业关键设备等）带动数控产业的发展。重点解决数控系统和相关功能部件（数字化伺服系统与电机、高速电主轴系统和新型装备的附件等）的可靠性和生产规模问题。没有规模就不会有高可靠性的产品；没有规模就不会有价格低廉而富有竞争力的产品；当然，没有规模中国的数控装备最终难以有出头之日。
在高精尖装备研发方面，要强调产、学、研以及最终用户的紧密结合，以“做得出、用得上、卖得掉”为目标，按国家意志实施攻关，以解决国家之急需。
在竞争前数控技术方面，强调创新，强调研究开发具有自主知识产权的技术和产品，为我国数控产业、装备制造业乃至整个制造业的可持续发展奠定基础。
第二章 数控加工的基本概念
2.1 基本概念
数控编程是数控加工准备阶段的主要内容，通常包括分析零件图样，确定加工工艺过程；计算走刀轨迹，得出刀位数据；编写数控加工程序；制作控制介质；校对程序及首件试切。总之,它是从零件图纸到获得数控加工程序的全过程。常用方法
2.2手工编程
1.定义
手工编程是指编程的各个阶段均由人工完成。利用一般的计算工具，通过各种数学方法，人工进行刀具轨迹的运算，并进行指令编制。
这种方式比较简单，很容易掌握，适应性较大。适用于中等复杂程度程序、计算量不大的零件编程，对机床操作人员来讲必须掌握。
2.编程步骤
人工完成零件加工的数控工艺
分析零件图纸
制定工艺决策
确定加工路线
选择工艺参数
计算刀位轨迹坐标数据
编写数控加工程序单
验证程序
3.优点
主要用于点位加工（如钻、铰孔）或几何形状简单（如平面、方形槽）零件的加工，计算量小，程序段数有限，编程直观易于实现的情况等。
4.缺点
对于具有空间自由曲面、复杂型腔的零件，刀具轨迹数据计算相当繁琐，工作量大，极易出错，且很难校对，有些甚至根本无法完成。
2.3自动编程
2.3.1自动编程的定义
1.定义
对于几何形状复杂的零件需借助计算机使用规定的数控语言编写零件源程序，经过处理后生成加工程序，称为自动编程。
随着数控技术的发展，先进的数控系统不仅向用户编程提供了一般的准备功能和辅助功能，而且为编程提供了扩展数控功能的手段。FANUC6M数控系统的参数编程，应用灵活，形式自由，具备计算机高级语言的表达式、逻辑运算及类似的程序流程，使加工程序简练易懂，实现普通编程难以实现的功能。
数控编程同计算机编程一样也有自己的“语言”,但有一点不同的是,现在电脑发展到了以微软的Windows为绝对优势占领全球市场.数控机床就不同了,它还没发展到那种相互通用的程度,也就是说,它们在硬件上的差距造就了它们的数控系统一时还不能达到相互兼容.所以,当我要对一个毛坯进行加工时,首先要以我们已经拥有的数控机床采用的是什么型号的系统.2.常用自动编程软件
（1）UG
Unigraphics 是美国Unigraphics Solution公司开发的一套集CAD、CAM、CAE 功能于一体的三维参数化软件，是当今最先进的计算机辅助设计、分析和制造的高端软件，用于航空、航天、汽车、轮船、通用机械和电子等工业领域。
UG软件在CAM领域处于领先的地位，产生于美国麦道飞机公司，是飞机零件数控加工首选编程工具。
UG 优点
提供可靠、精确的刀具路径
能直接在曲面及实体上加工
良好的使用者界面，客户也可自行化设计界面
多样的加工方式，便于设计组合高效率的刀具路径
完整的刀具库
加工参数库管理功能
包含二轴到五轴铣削、车床铣削、线切割
大型刀具库管理
实体模拟切削
泛用型后处理器等功能
高速铣功能
CAM客户化模板
（2）Catia
Catia是法国达索（Dassault）公司推出的产品，法制幻影系列战斗机、波音737、777的开发设计均采用Catha。
CATIA 据有强大的曲面造型功能，在所有的CAD三维软件位居前列，广泛应用于国内的航空航天企业、研究所，以逐步取代UG成为复杂型面设计的首选。
CATIA具有较强的编程能力，可满足复杂零件的数控加工要求。目前一些领域采取CATIA设计建模，UG编程加工，二者结合，搭配使用。
（3）Pro/E 是
美国 PTC（参数技术有限公司）开发的软件，是全世界最普及的三维 CAD/CAM（计算机辅助设计与制造）系统。广泛用于电子、机械、模具、工业设计和玩具等民用行业。具有零件设计、产品装配、模具开发、数控加工、造型设计等多种功能。
Pro/E在我国南方地区企业中被大量使用，设计建模采用PRO-E，编程加工采用MASTERCAM 和 CIMATRON 是目前通行的做法。
（4）C（imatronCAD/CAM系统
以色列Cimatron公司的CAD/CAM/PDM产品，是较早在微机平台上实现三维CAD/CAM全功能的系统。该系统提供了比较灵活的用户界面，优良的三维造型、工程绘图，全面的数控加工，各种通用、专用数据接口以及集成化的产品数据管理。CimatronCAD/CAM系统在国际上的模具制造业备受欢迎，国内模局制造行业也在广泛使用。
（5）Mastercam
美国CNC公司开发的基于PC平台的CAD/CAM软件，它具有方便直观的几何造型 Mastercam提供了设计零件外形所需的理想环境，其强大稳定的造型功能可设计出复杂的曲线、曲面零件。Mastercam具有较强的曲面粗加工及的曲面精加工的功能，曲面精加工有多种选择方式，可以满足复杂零件的曲面加工要求，同时具备多轴加工功能。由于价格低廉，性能优越，成为国内民用行业数控编程软件的首选。
（6）FeatureCAM
美国DELCAM公司开发的基于特征的全功能CAM软件，全新的特征概念，超强的特征识别，基于工艺知识库的材料库，刀具库，图标导航的基于工艺卡片的编程模式。全模块的软件，从2~5轴铣削，到车铣复合加工，从曲面加工到线切割加工，为车间编程提供全面解决方案。DELCAM软件后编辑功能相对来说是比较好的。
近年来国内一些制造企业正在逐步引进，以满足行业发展的需求，属新兴产品。
（7）CAXA制造工程师
CAXA制造工程师是北京北航海尔软件有限公司推出一款全国产化的CAM产品，为国产CAM软件在国内CAM市场中占据了一席之地。作为我国制造业信息化领域自主知识产权软件优秀代表和知名品牌，CAXA已经成为我国CAD/CAM/PLM业界的领导者和主要供应商。CAXA制造工程师是一款面向二至五轴数控铣床与加工中心、具有良好工艺性能的铣削/钻削数控加工编程软件。该软件性能优越，价格适中，在国内市场颇受欢迎。
（8）EdgeCAM
英国Pathtrace公司出品的具有智能化的专业数控编程软件，可应用于车、铣、线切割等数控机床的编程。针对当前复杂三维曲面加工特点，EdgeCAM设计出更加便捷可靠的加工方法，目前流行于欧美制造业。英国路径公司正在进行中国市场的开发和运作，为国内的制造业的客户提供更多的选择。
（9）VERICUTVERICUT
美国CGTECH公司出品的一种先进的专用数控加工仿真软件。VERICUT 采用了先进的三维显示及虚拟现实技术，对数控加工过程的模拟达到了极其逼真的程度。不仅能用彩色的三维图像显示出刀具切削毛坯形成零件的全过程，还能显示出刀柄、夹具,甚至机床的运行过程和虚拟的工厂环境也能被模拟出来，其效果就如同是在屏幕上观看数控机床加工零件时的录像。
编程人员将各种编程软上生成的数控加工程序导入VERICUTVERICUT中，由该软件进行校验，可检测原软件编程中产生的计算错误，降低加工中由于程序错误导致的加工事故率。目前国内许多实力较强的企业，已开始引进该软件来充实现有的数控编程系统，取得了良好的效果。
随着制造业技术的飞速发展，数控编程软件的开发和使用也进入了一个高速发展的新阶段，新产品层出不穷，功能模块越来越细化，工艺人员可是在微机上轻松地设计出科学合理并富有个性化的数控加工工艺，把数控加工编程变得更加容易、便捷
2.3.2编辑本段基本步骤
1.分析零件图确定工艺过程，对零件图样要求的形状、尺寸、精度、材料及毛坯进行分析，明确加工内容与要求；确定加工方案、走刀路线、切削参数以及选择刀具及夹具等。
.数值计算，根据零件的几何尺寸、加工路线、计算出零件轮廓上的几何要素的起点、终点及圆弧的圆心坐标等。
3.编写加工程序，在完成上述两个步骤后，按照数控系统规定使用的功能指令代码和程序段格式，编写加工程序单。
4.将程序输入数控系统，程序的输入可以通过键盘直接输入数控系统，也可以通过计算机通信接口输入数控系统。
5.检验程序与首件试切，利用数控系统提供的图形显示功能，检查刀具轨迹的正确性。对工件进行首件试切，分析误差误差产生的原因，及时修正，直到试切出合格零件，虽然,每个数控系统的编程语言和指令各不相同,但其间也有很多相通之处
.2.3.3编辑本段功能代码
字与字的功能 ：
1、字符与代码：
字符是用来组织、控制或表示数据的一些符号，如数字、字母、标点符号、数学运算符等。国际上广泛采用两种标准代码：（1）ISO国际标准化组织标准代码（2）EIA美国电子工业协会标准代码
2、字
在数控加工程序中，字是指一系列按规定排列的字符，作为一个信息单元存储、传递和操作。字是由一个英文字母与随后的若干位十进制数字组成，这个英文字母称为地址符。
如：“X2500”是一个字，X为地址符，数字“2500”为地址中的内容。
3、字的功能： 组成程序段的每一个字都有其特定的功能含义，以下是以FANUC-0M数控系统的规范为主来介绍的。
（1）顺序号字N
顺序号又称程序段号或程序段序号。顺序号位于程序段之首，由顺序号字N和后续数字组成。其作用为校对、条件跳转、固定循环等。使用时应间隔使用，如N10 N20 N30„„
（2）准备功能字G
准备功能字的地址符是G，又称为G功能或G指令，是用于建立机床或控制系统工作方式的一种指令。G00～G99
（3）尺寸字
尺寸字用于确定机床上刀具运动终点的坐标位置。
其中，第一组 X，Y，Z，U，V，W，P，Q，R 用于确定终点的直线坐标尺寸；第二组 A，B，C，D，E 用于确定终点的角度坐标尺寸；第三组 I，J，K 用于确定圆弧轮廓的圆心坐标尺寸。在一些数控系统中，还可以用P指令暂停时间、用R指令圆弧的半径等。（4）进给功能字F
进给功能字的地址符是F，又称为F功能或F指令，用于指定切削的进给速度。对于车床，F可分为每分钟进给和主轴每转进给两种，对于其它数控机床，一般只用每分钟进给。F指令在螺纹切削程序段中常用来指令螺纹的导程。
（5）主轴转速功能字S
主轴转速功能字的地址符是S，又称为S功能或S指令，用于指定主轴转速。单位为r/min。
（6）刀具功能字T
刀具功能字的地址符是T，又称为T功能或T指令，用于指定加工时所用刀具的编号,如T01。对于数控车床，其后的数字还兼作指定刀具长度补偿和刀尖半径补偿用，如T0101。
（7）辅助功能字M
辅助功能字的地址符是M，后续数字一般为1～3位正整数，又称为M功能或M指令，用于指定数控机床辅助装置的开关动作，如M00～M99。
2.3.4编辑本段程序格式
一个数控加工程序是若干个程序段组成的。程序段格式是指程序段中的字、字符和数据的安排形式。程序段格式举例：
N30 G01 X88.1 Y30.2 F500 S3000 T02 M08； N40 X90；（本程序段省略了续效字“G01，Y30.2，F500，S3000，T02，M08”，但它们的功能仍然有效）
在程序段中，必须明确组成程序段的各要素：
移动目标：终点坐标值X、Y、Z；
沿怎样的轨迹移动：准备功能字G；
进给速度：进给功能字F；
切削速度：主轴转速功能字S；
使用刀具：刀具功能字T；
机床辅助动作：辅助功能字M。程序格式
（1）程序开始符、结束符
程序开始符、结束符是同一个字符，ISO代码中是%，EIA代码中是EP，书写时要单列段。
（2）程序名
程序名有两种形式：一种是英文字母O（%或P）和1～4位正整数组成；另一种是由英文字母开头，字母数字多字符混合组成的程序名(如TEST1 等)。一般要求单列一段。
（3）程序主体
程序主体是由若干个程序段组成的。每个程序段一般占一行。
（4）程序结束
程序结束可以用M02或M30指令。一般要求单列一段。
加工程序的一般格式举例：
% // 开始符
O2000 // 程序名
N10 G54 G00 X10.0 Y20.0 M03 S1000 // 程序主体
N20 G01 X60.0 Y30.0 F100 T02 M08
N30 X80.0
„„
N200 M30 // 程序结束
% // 结束符
2.4机床坐标系的确定
（1）机床相对运动的规定
在机床上，我们始终认为工件静止，而刀具是运动的。这样编程人员在不考虑机床上工件与刀具具体运动的情况下，就可以依据零件图样，确定机床的加工过程
（2）机床坐标系的规定
标准机床坐标系中X、Y、Z坐标轴的相互关系用右手笛卡尔直角坐标系决定。
在数控机床上，机床的动作是由数控装置来控制的，为了确定数控机床上的成形运动和辅助运动，必须先确定机床上运动的位移和运动的方向，这就需要通过坐标系来实现，这个坐标系被称之为机床坐标系。
例如铣床上，有机床的纵向运动、横向运动以及垂向运动。在数控加工中就应该用机床坐标系来描述。
标准机床坐标系中X、Y、Z坐标轴的相互关系用右手笛卡尔直角 坐标系决定：
（1）伸出右手的大拇指、食指和中指，并互为90°。则大拇指代表X坐标，食指代表Y坐标，中指代表Z坐标。
（2）大拇指的指向为X坐标的正方向，食指的指向为Y坐标的正方向，中指的指向为Z坐标的正方向。
围绕X、Y、Z坐标旋转的旋转坐标分别用A、B、C表示，根据右手螺旋定则，大拇指的指向为X、Y、Z坐标中任意轴的正向，则其余四指的旋转方向即为旋转坐标A、B、C的正向。
（3）运动方向的规定
增大刀具与工件距离的方向即为各坐标轴的正方向，下图为数控车床上两个运动的正方向。
2.5坐标轴方向的确定
（1）Z坐标
Z坐标的运动方向是由传递切削动力的主轴所决定的，即平行于主轴轴线的坐标轴即为Z坐标，Z坐标的正向为刀具离开工件的方向。（2）X坐标
X坐标平行于工件的装夹平面，一般在水平面内。确定X轴的方向时，要考虑两种情况：
1）如果工件做旋转运动，则刀具离开工件的方向为X坐标的正方向。
2）如果刀具做旋转运动，则分为两种情况： Z坐标水平时，观察者沿刀 具主轴向工件看时，+X运动方向指向右方；Z坐标垂直时，观察者面对刀具主轴向立柱看时，+X运动方向指向右方。下图所示为数控车床的X坐标。
（3）Y坐标
在确定X、Z坐标的正方向后，可以用根据X和Z坐标的方向，按照右手直角坐标系来确定Y坐标的方向。
2.6机床原点的设置
机床原点是指在机床上设置的一个固定点，即机床坐标系的原点。它在机床装配、调试时就已确定下来，是数控机床进行加工运动的基准参考点。
（1）数控车床的原点
在数控车床上，机床原点一般取在卡盘端面与主轴中心线的交点处。同时，通过设置参数的方法，也可将机床原点设定在X、Z坐标的正方向极限位置上。
（2）数控铣床的原点
主轴下端面中心，三轴正向极限位置。，第三章 图由与编程、3.1图样分析（1）
3.1.1 工艺分析
（1）技术要求分析。如图4-1所示，零件主要包括凹凸圆弧面圆柱面﹑退刀槽﹑外螺纹﹑内孔等。
（2）制定装夹方案﹑定位基准﹑加工起点﹑换刀点。确定零件的定位基准装夹方案。①定位基准：工件轴心线为基准。
②装夹方案：车一刀毛坯表面，夹已加工表面，伸出80mm。将图纸方向旋转180度粗精加工外轮廓；调头夹已加工表面55直径（夹保护垫圈），钻孔。③设在工件图纸端面，加工起点和换刀点可以设在同一点，在工件右端面80mm，X向轴心线80mm的位置。（3）制定加工工艺路线，确定刀具及切削用量。
（4）刀具选择:T0101(30度外圆刀)﹑T0202(外螺纹刀)﹑T0303（3cm切断刀）﹑ T0404(镗刀)3.1.2数控加工程序 N0010 N0020 N0030 N0040 N0050 N0060 N0070 N0080 N0090 N0100 N0110 N0120 N0130 N0140 N0150 N0160 N0170 N0180 N0190 N0200 N0210 N0220 N0230 N0240 N0250 N0260 N0270 N0280 N0290 N0300 N0310 调转工件N0010 N0020 N0030 N0040 N0050 N0060 N0070 G50X80Z80M03S900T0101 G99 G00X62Z2 G71U2R1 G71P60Q80U0.5W0.1F0.15 G00X47Z2 G01X55Z-2 Z-23 G70P60Q80 G00X80Z80 M00 T0303 M03S1000 G00X62Z-26 G01X51 G00X62 Z-28 G01X51 G00X62 Z2 G00X80Z80T0404 M03S300 G00X80Z80T0404F0.2 G00X19Z2 Z0 G01X19.9375Z-22.2887 X21Z-22 Z-2 G01X25Z2 G00X80Z80T0100 M30 G50X80Z80M03S900T0101 G99 G00X56Z2 G0155.5 Z-58 G00X65Z2 G71U2R1 N0080 N0090 N0100 N0110 N0120 N0130 N0140 N0150 N0160 N0170 N0180 N0190 N0200 N0210 N0220 N0230 N0240 N0250 N0260 N0270 N0280 N0290 N0300 N0310 N0320 N0330 N0340 N0350 N0360 N0370 N0380 N0390 N0400 N0410 N0420 N0430 N0440 N0450 N0460 N0470 G71P90Q190U0.5W0.1F0.15 G00X24 G01X32Z-2 Z-18 X36 X40Z-20 Z-30 G02X41Z-41R6 G01X45Z-71 G03X51Z-92R21 G01Z-94 G00X60 G70P100Q190 M00 M03S600T0303 G00X50Z-18 G01X26 G00X80 Z80 M03S320T0202 G00X40Z2 G92X31.8Z-15.5 X31.5 X31.25 G00X80Z80 G00X19Z2 Z-44.4434 X20 G01X23Z Z-13.0622 X30Z0 G00X19Z2 Z-43.5580 G01X22.8917Z-42.82 Z-13.0622 X32Z0 Z2 G00X80Z80 T0100 M30
第四章 数控铣削加工工艺
4.1 零件图样的工艺分析
数控铣削加工工艺分析是数控铣削加工的一项重要工作，工艺分析的合理与否，直接影响到零件的加工质量，生产效率和加工成本，在数控工艺分析时，首先要对零件图样进行工艺分析，分析零件各加工部位的结构工艺性是否符合数控加工的特点，其主要内容包括：
（1）零件图样尺寸标注应符合编程的方便
在数控加工图上，宜采用以同一基准引注尺寸或直接给出坐标尺寸。这种标注方法，既便于编程，也便于协调设计基准、工艺基准、检测基准与编程零点的设置和计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．算。
（2）零件轮廓结构的几何元素条件应充分
在编程时要对构成零件轮廓的所有几何元素进行定义。在分析零件图时，要分析各种几何元素的条件是否充分，如果不充分，则无法对被加工的零件进行编程或造型。
（3）零件所要求的加工精度、尺寸公差应能否得到保证
虽然数控机床加工精度很高，但对一些特殊情况，例如薄壁零件的加工，由于薄壁件的刚性较差，加工时产生的切削力及薄壁的弹性退让极易产生切削面的振动，使得薄壁厚度尺寸公差难以保证，其表面粗糙度也随之增大，根据实践经验，对于面积较大的薄壁，当其厚度小于3mm时，应在工艺上充分重视这一问题。
（4）零件内轮廓和外形轮廓的几何类型和尺寸是否统一
在数控编程，如果零件的内轮廓与外轮廓几何类型相同或相似，考虑是否可以编在同一个程序，尽可能减少刀具规格和换刀次数，以减少辅助时间，提高加工效率。需要注意的是，刀具的直径常常受内轮廓圆弧半径R限制。
（5）零件的工艺结构设计能否采用较大直径的刀具进行加工
采用较大直径铣刀来加工，可以减少刀具的走刀次数，提高刀具的刚性系统，不但加工效率得到提高，而且工件表面和底面的加工质量也相应的得到提高。
（6）零件铣削面的槽底圆角半径或底板与缘板相交处的圆角半径r不宜太大
rrdD图（4-1）
由于铣刀与铣削平面接触的最大直径d=D-2r，其中D为铣刀直径。当D一定时，圆角半径r（如图（3-1）所示）越大，铣刀端刃铣削平面的能力越差，效率也就越低，工艺性也越差。当r大到一定程度时甚至必须用球头铣刀加工，这是应当避免的。当D越大而r越小，铣刀端刃铣削平面的面积就越大，加工平面的能力越强，铣削工艺性当然也越好。有时，铣削的底面面积较大，底部圆弧r也较大时，可以用两把r不同的铣刀分两次进行切削。
（7）保证基准统一原则
若零件在铣削完一面后再重新安装铣削面的另一面，由于基准不统一，往往会因为零件重新安装而接不好刀，加工结束后正反两面上的轮廓位置及尺寸的不协调。因此，尽量利用零件本身具有的合适的孔或以零件轮廓的基准边或专门设置工艺孔（如在毛坯上增加工艺凸台或在后续工序要去除余量上设置基准孔）等作为定位基准，保证两次装夹加工后相对位置的准确性。
（8）考虑零件的变形情况
当零件在数控铣削过程中有变形情况时，不但影响零件的加工质量，有时，还会出现蹦刀的现象。这时就应该考虑铣削的加工工艺问题，尽可能把粗、精加工分开或采用对称去余量的方法。当然也可以采用热处理的方法来解决。
4.2 加工方法选择及加工方案的确定
4.2.1 修改程序和刀补控制尺寸
(1）加工方法选择
根据零件的种类和加工内容选择合适的数控机床和加工方法。(1)机床的选择
平面轮廓零件的轮廓多由直线、圆弧和曲线组成，一般在两坐标联动的数控铣床上加工；具有三维曲面轮廓的零件，多采用三坐标或三坐标以上联动的数控铣床。(2)粗、精加工的选择
经粗铣的平面，尺寸精度可达IT11～IT13级（指两平面之间的尺寸），表面粗糙度（或Ｒａ值）可达6.3μm～25μm。
经粗、精铣的平面，尺寸精度可达IT8～IT10级，表面粗糙度Ｒａ值可达1.6μm～6.3μm。
（3）孔的加工方法选择
在数控机床上孔加工的方法一般有钻削、扩削、铰削和镗削等。孔加工方案的确定，应根据加工孔的加工要求，尺寸、具体的生产条件，批量的大小以及毛坯上有无预加孔合理选用。
(4)加工精度为IT9级，当孔径小于10ｍｍ时，可采用钻→铰加工方案；当孔径小于30mm时，可采用钻→扩加工方案；当孔径大于30mm时，可采用钻→镗加工方案。工件材料为淬火钢以外的金属。
(5)加工精度为IT8级，当孔径小于20mm时，可采用钻→铰加工方案；当孔径小于20mm时，可采用钻→扩→铰加工方案，同时也可以采用最终工序为精镗的方案。此方案适用于加工除工件材料为淬火钢以外的金属，(6)加工精度为IT7级，当孔径小于12mm时，可采用钻→粗铰→精铰加工方案；当孔径在12mm至60mm之间时，可采用钻→扩→粗铰→精铰加工方案。对于加工毛坯己铸出或锻出毛坯孔的孔加工，一般采用粗镗→半精镗→孔口倒角一精镗加工方案。
(7）孔精度要求较低且孔径较大时，可采用立铣刀粗铣→精铣加工方案。有空刀槽时可用锯片铣刀在半精镗之后、精镗之前铣削完成，也可用镗刀进行单刃螳削，但单刃镗削效率低。
(8）有同轴度要求的小孔，须采用饶平端面→打中心孔→钻→半精镗→孔口倒角→精镗（或 铰）加工方案。为提高孔的位置精度，在钻孔工步前须安排锪平端面和打中心孔工步。孔口倒角安排在半精加工之后、精加工之前，以防孔内产生毛刺。（9）螺纹的加工
螺纹的加工根据孔径大小而定，一般情况下，直径在Ｍ５ｍｍ～Ｍ２０ｍｍ之间的螺纹，通常采用攻螺纹的方法加工。直径在Ｍ６mm以下的螺纹，在数控机床上完成底孔加工后，通过其他手段来完成攻螺纹。因为在数控机床上攻螺纹不能随机控制加工状态，小直径丝锥容易拆断。直径在Ｍ２５mm以上的螺纹，可采用镗刀片镗削加工或采用圆弧插补（G02或G03）指令来完成。
4.2.1加上方法的选择原则
在保证加工表面精度和表面粗糙度要求的前提下，尽可能提高加工效率。由于获得同一级精度及表面粗糙度的加工方法一般有许多，因而在实际选择时，要结合零件的形状、尺寸和热处理要求全面考虑。此外，还应考虑生产率和经济性的要求，以及工厂的生产设备等实际情况。
4.2.2加工方案确定
确定加工方案时，首先应根据主要表面的尺寸精度和表面粗糙度的要求，初步确定为达到这些要求所需要的加工方法，即精加工的方法，再确定从毛坯到最终成形的加工方案。
在加工过程中，工件按表面轮廓可分为平面类和曲面类零件，其中平面类零件中的斜面轮廓又分为有固定斜角和变斜角的外形轮廓面。外形轮廓面的加工，若单纯从技术上考虑，最好的加工方案是采用多坐标联动的数控机床，这样不但生产效率高，而且加工质量好。但由于一般中小企业无力购买这种价格昂贵、生产费用高的机床，因此应考虑采用2.5轴控制和３轴控制机床加工。
2.5轴控制和3轴控制机床上加工外形轮廓面，通常采用球头铣刀，轮廓面的加工精度主要通过控制走刀步长和加工带宽度来保证。加工精度越高，走刀步长和加工带宽度越小，编程效率和加工效率越低。
如图（5-2）所示，球头刀半径为R，零件曲面上曲率半径为ρ，行距为Ｓ，加工后曲面表面残留高度为Ｈ。则有：
S2H(2RH)R
式中，当被加工零件的曲面在ａb段内是凸的时候取“＋”号，是凹的时候取“-”号。
图（4-2）行距的计算图
第五章 机床简单故障排除方法与简单维修中的注意事项
5.1故障排除方法
（1）初始化复位法：一般情况下，由于瞬时故障引起的系统报警，可用硬件复位或开关系统电源依次来清除故障，若系统工作存贮区由于掉电，拔插线路板或电池欠压造成混乱，则必须对系统进行初始化清除，清除前应注意作好数据拷贝记录，若初始化后故障仍无法排除，则进行硬件诊断。
（2）参数更改，程序更正法：系统参数是确定系统功能的依据，参数设定错误就可能造成系统的故障或某功能无效。有时由于用户程序错误亦可造成故障停机，对此可以采用系统的块搜索功能进行检查，改正所有错误，以确保其正常运行。
（3）调节，最佳化调整法：调节是一种最简单易行的办法。通过对电位计的调节，修正系统故障。如某厂维修中，其系统显示器画面混乱，经调节后正常。如在某厂，其主轴在启动和制动时发生皮带打滑，原因是其主轴负载转矩大，而驱动装置的斜升时间设定过小，经调节后正常。
最佳化调整是系统地对伺服驱动系统与被拖动的机械系统实现最佳匹配的综合调节方法，其办法很简单，用一台多线记录仪或具有存贮功能的双踪示波器，分别观察指令和速度反馈或电流反馈的响应关系。通过调节速度调节器的比例系数和积分时间，来使伺服系统达到即有较高的动态响应特性，而又不振荡的最佳工作状态。在现场没有示波器或记录仪的情况下，根据经验，即调节使电机起振，然后向反向慢慢调节，直到消除震荡即可。
（4）备件替换法：用好的备件替换诊断出坏的线路板，并做相应的初始化启动，使机床迅速投入正常运转，然后将坏板修理或返修，这是目前最常用的排故办法。
（5）改善电源质量法：目前一般采用稳压电源，来改善电源波动。对于高频干扰可以采用电容滤波法，通过这些预防性措施来减少电源板的故障。
（6）维修信息跟踪法：一些大的制造公司根据实际工作中由于设计缺陷造成的偶然故障，不断修改和完善系统软件或硬件。这些修改以维修信息的形式不断提供给维修人员。以此做为故障排除的依据，可正确彻底地排除故障 6.2、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。（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。
最后，我觉得：维修不可墨守陈规，生搬理论的东西，一定要结合当时当地的实际情况，开阔思路，逐步分析，逐个排除，直至找到真正的故障原因。
综上所述，数控技术的发展是与现代计算机技术、电子技术发展同步的，同时也是根据生产发展的需要而发展的。现在数控技术已经成熟，发展将更深更广更快。
结
语
跟着社会主义的脚步，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。以上就是本次设计的全过程。这次设计不仅使我对所设计的零件有了更深的了解，还使我学到了许多在书本上学不到的东西，这对我以后走上社会，走向工作岗位都有十分重要的意义，通过毕业设计的锻炼，我们运用所学知识的能力、解决问题的能力、创新设计的能力都得到了很好的锻炼和加强。
在这次的设计中我遇到了很多的问题，在老师不厌其烦的指导终于完成这次毕业论文的设计，通过这次的毕业论文设计，让我了解了我在学习和思考方式上的不足，也懂的了书到用时方很少的道理，学海无涯，而人的生命有限，在人生有限的时间里，我希望用知识把我们今后的人生道路装饰的五彩纷飞。
人生苦短，把握现在，展望未来，莫要老来悔当初
致
谢
时光飞逝如白驹过隙，不知不觉到毕业时节，回望在校几年酸甜苦辣，不知为何即将走进社会的我没有当初想象的那么开心，思考许久我恍然大悟原来是我对学校的不舍，因为在这有我尊敬的老师和校领导们，还有这几年陪我一起生活和学习的的同学们。
首先我要感谢我的父母是他们给予了我生命，让我来到了这世上，教我为人处事还给了我无私的爱，我感觉我很幸福，我在此只想对你们说我爱你们
在此我要感谢教导我学习的恩师们，没你们的谆谆教诲和耐心辅导，我就不会掌握那么多知识，知识造就人生，也再造人生，我会用您教导的知识去创造辉煌的人生。
不管一个人取得多么值得骄傲的成就，都应该饮水思源，应当记住自己的老师为他的成长播下最初等种子。——居里夫人
在此我还要感谢陪伴我的同学们，以为有你们的存在让我不在孤单寂寞，让我知道了什么是友情，毕业之后可能各奔东西，但无论相隔多远我们的友情我都会永远记在心里，在次祝你一路顺风。
成功不是将来才有的，而是从决定去做的那刻起，持续积累而成。失败是什么？没有什么，只是更走近成功一步；成功是什么？就是走过了所有通向失败的路，只剩下一条路，那就是成功的路。
还有许多人，也许他们只是我生命中匆匆的过客，但他们对我的支持和帮助依然在我记忆中留底了深刻的印象。在此无法一一罗列，但对他们，我始终心怀感激。最后，我要向在百忙之中抽时间对本文进行审阅、评议和参加本人论文答辩的各位师长表示感谢！
参考文献
1．《数控加工工艺学》 2．《机械制造工艺学》
3.作者：李佳 《数控机床及应用》 4.数控车削编程
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