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[關(guān)鍵詞]數(shù)控銑刀分類應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TG21文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1671－7597(2008)0110042－01

近年來，隨著數(shù)控機(jī)床的不斷發(fā)展，數(shù)控機(jī)床刀具種類越來越多，其劃分也越來越細(xì)，但無(wú)論樣式如何改變，從總體上看，數(shù)控加工刀具必須適應(yīng)數(shù)控機(jī)床高速、高效和自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)，而數(shù)控刀具中又以數(shù)控銑刀應(yīng)用最為廣泛，現(xiàn)就目前數(shù)控刀銑刀的類型總結(jié)如下。

一、數(shù)控銑刀的分類

（一）按制造銑刀所用的材料可分為

1．高速鋼刀具；

2．硬質(zhì)合金刀具；

3．金剛石刀具；

4．其他材料刀具，如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等。

（二）按銑刀結(jié)構(gòu)形式不同可分為

1．整體式：將刀具和刀柄制成一體。

2．鑲嵌式：可分為焊接式和機(jī)夾式。

3．減振式當(dāng)?shù)毒叩墓ぷ鞅坶L(zhǎng)與直徑之比較大時(shí)，為了減少刀具的振動(dòng)，提高加工精度，多采用此類刀具。

4．內(nèi)冷式：切削液通過刀體內(nèi)部由噴孔噴射到刀具的切削刃部；

5．特殊型式：如復(fù)合刀具、可逆攻螺紋刀具等。

（三）按銑刀結(jié)構(gòu)形式不同可分為

1．面銑刀（也叫端銑刀）：面銑刀的圓周表面和端面上都有切削刃，端部切削刃為副切削刃。面銑刀多制成套式鑲齒結(jié)構(gòu)和刀片機(jī)夾可轉(zhuǎn)位結(jié)構(gòu)，刀齒材料為高速鋼或硬質(zhì)合金，刀體為40Cr。鉆削刀具，包括鉆頭、鉸刀、絲錐等；

2．模具銑刀：模具銑刀由立銑刀發(fā)展而成，可分為圓錐形立銑刀、圓柱形球頭立銑刀和圓錐形球頭立銑刀三種，其柄部有直柄、削平型直柄和莫氏錐柄。它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是球頭或端面上布滿切削刃，圓周刃與球頭刃圓弧連接，可以作徑向和軸向進(jìn)給。銑刀工作部分用高速鋼或硬質(zhì)合金制造。

3．鍵槽銑刀：用于銑削鍵槽。

4．成形銑刀：切削刃與待加工面形狀一致。

二、常用數(shù)控銑刀

現(xiàn)就幾種目前比較常用的銑刀類型就其應(yīng)用場(chǎng)合加以說明。

（一）單刃銑刀

該刀具加工效率高，采用優(yōu)質(zhì)的硬質(zhì)合金作刀體，一般采用刃口銳磨工藝，以及高容量的排屑，使刀具在高速切割中有不粘屑，低發(fā)熱，光潔度高等特點(diǎn)。它廣泛應(yīng)用于工藝品、電子、廣告、裝飾和木業(yè)加工等行業(yè)，適合工廠批量加工以及高要求的產(chǎn)品。

（二）兩刃立銑刀和四刃立銑刀

該類刀具一般采用整體合金結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是擁有很強(qiáng)的穩(wěn)定性，刀具可在加工面上穩(wěn)固地工作，使加工質(zhì)量得以有效的保證。適用材料范圍廣，如碳素鋼、模具鋼、合金鋼、工具鋼、不銹鋼、鈦合金、鑄鐵、適用于一般模具、機(jī)械零件加工。（三）螺紋銑刀

隨著中國(guó)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展，螺紋銑刀越來越得到人們的認(rèn)可，它很好的加工性能，成為降低螺紋加工成本、提高效率、解決螺紋加工難題的有力加工刀具。由于目前螺紋銑刀的制造材料為硬質(zhì)合金，加工線速度可達(dá)80～200m/min，而高速鋼絲錐的加工線速度僅為10～30m/min，故螺紋銑刀適合高速切削，加工螺紋的表面光潔度也大幅提高。高硬度材料和高溫合金材料，如鈦合金、鎳基合金的螺紋加工一直是一個(gè)比較困難的問題，主要是因?yàn)楦咚黉摻z錐加工上述材料螺紋時(shí)，刀具壽命較短，而采用硬質(zhì)合金螺紋銑刀對(duì)硬材料螺紋加工則是效果比較理想的解決方案．可加工硬度為HRC58～62。對(duì)高溫合金材料的螺紋加工，螺紋銑刀同樣顯示出非常優(yōu)異的加工性能和超乎預(yù)期的長(zhǎng)壽命。對(duì)于相同螺距、不同直徑的螺紋孔，采用絲錐加工需要多把刀具才能完成，但如采用螺紋銑刀加工，使用一把刀具即可。在絲錐磨損、加工螺紋尺寸小于公差后則無(wú)法繼續(xù)使用，只能報(bào)廢；而當(dāng)螺紋銑刀磨損、加工螺紋孔尺寸小于公差時(shí)，可通過數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行必要的刀具半徑補(bǔ)償調(diào)整后，就可繼續(xù)加工出尺寸合格的螺紋。同樣，為了獲得高精度的螺紋孔，采用螺紋銑刀調(diào)整刀具半徑的方法，比生產(chǎn)高精度絲錐要容易得多。對(duì)于小直徑螺紋加工，特別是高硬度材料和高溫材料的螺紋加工中，絲錐有時(shí)會(huì)折斷，堵塞螺紋孔，甚至使零件報(bào)廢；采用螺紋銑刀，由于刀具直徑比加工的孔小，即使折斷也不會(huì)堵塞螺紋孔，非常容易取出，不會(huì)導(dǎo)致零件報(bào)廢；采用螺紋銑削，和絲錐相比，刀具切削力大幅降低，這一點(diǎn)對(duì)大直徑螺紋加工時(shí)，尤為重要，解決了機(jī)床負(fù)荷太大，無(wú)法驅(qū)動(dòng)絲錐正常加工的問題。

螺紋銑刀作為一種采用數(shù)控機(jī)床加工螺紋的刀具，成為一種目前廣泛被采用的實(shí)用刀具類型。

三、結(jié)論

數(shù)控銑刀的種類多種多樣，隨著數(shù)控行業(yè)的日益發(fā)展，數(shù)控銑刀的類型和應(yīng)用條件和場(chǎng)合也必將發(fā)生變化，我們?nèi)砸^續(xù)對(duì)其動(dòng)態(tài)進(jìn)行關(guān)注和研究，這是很有現(xiàn)實(shí)意義的。

參考文獻(xiàn)：

[1]梁海、黃華劍，螺紋銑刀在數(shù)控加工中心上的應(yīng)用[J].現(xiàn)代制造工程.2006，10：2931.

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案例工件加工面積較大，機(jī)加工會(huì)產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，內(nèi)應(yīng)力較大而未及時(shí)予以去除時(shí)，會(huì)導(dǎo)致工件在運(yùn)動(dòng)過程中容易產(chǎn)生變形甚至形成裂紋，因而需要熱處理去應(yīng)力，這就需要機(jī)加工時(shí)考慮熱處理后的裝夾、碰數(shù)問題，將整個(gè)加工過程分成兩個(gè)階段：熱處理前及熱處理后。熱處理前需去除大部分材料，只留精加工余量；熱處理后需要清除預(yù)留的材料，并得到在精度要求范圍內(nèi)的最終零件，精加工使用加工精度較高的德馬吉DMC64Iinear加工中心，有效行程640mm×600mm，數(shù)控系統(tǒng)為FANUC180i-MB，主軸最高轉(zhuǎn)速12000r/min。熱處理前的粗加工分正面、背面、及兩側(cè)面四個(gè)方位的加工，因熱處理去應(yīng)力后，工件會(huì)有所變形，需重新以一個(gè)準(zhǔn)確的參考基準(zhǔn)作為加工碰數(shù)基準(zhǔn)，像這種大滑塊一般以基準(zhǔn)角碰數(shù)，這就需要一個(gè)準(zhǔn)確的基準(zhǔn)角。粗加工時(shí)，預(yù)留頂面材料，其平面作為熱處理后研磨支撐平面，熱處理后可通過磨床，研磨加工出基準(zhǔn)角的三個(gè)基準(zhǔn)面，研磨量為0.2mm，保證其垂直度。熱處理后的精加工時(shí)，加工方位與熱處理前一樣，但因背部材料已去除，工件正面加工時(shí)（膠位面方向）如何裝夾是要考慮的問題。如果用虎鉗夾住尾部平位加工，其尾部平位與高度比為60∶322，大概為其總高度的1/6，有2/3的重量處于懸空狀態(tài)，且正面有較多的材料需要去除，受力不均勻，容易在角位處產(chǎn)生較大內(nèi)應(yīng)力，有可能會(huì)產(chǎn)生變形或裂紋，并且這么大的滑塊裝夾、拖表不方便，對(duì)機(jī)床要求也較高，需要考慮其他裝夾工藝。解決方案是在加工背部耐磨片槽時(shí)預(yù)留工藝凸臺(tái)，這樣在正面加工時(shí)可用工裝板及墊塊緊固裝夾固定，其好處是裝夾、對(duì)數(shù)方便，并能較好地平衡加工時(shí)的作用力，實(shí)用性強(qiáng)。熱處理后精加工時(shí)，因正面已粗加工，按精加工時(shí)的方法將無(wú)法裝夾固定，這時(shí)可考慮使用直角彎板裝夾，在數(shù)控銑床上去除工藝臺(tái)背面粗加工時(shí)，耐磨片槽后部有一大塊相邊區(qū)域需要去除材料，其尺寸達(dá)到261.5mm×174.8mm×280mm，常規(guī)的數(shù)控加工，需要用刀具一層層的切削，必定會(huì)占去較長(zhǎng)的加工時(shí)間，并且損耗刀具，生產(chǎn)效率不高。通過分析對(duì)比，用線切割加工較為合適，不但能得到一塊實(shí)用的材料，而且省下很多的時(shí)間，同時(shí)考慮工藝臺(tái)，這樣線割時(shí)將一起切割出來，留0.5mm作為熱處理后精加工余量，這樣背面方位加工只需加工耐磨片槽，大大節(jié)省時(shí)間，一舉多得。

2滑塊的數(shù)控加工

編程分熱處理前的粗加工及熱處理后的精加工，按不同的方位加工頂面方位、背面方位及正面方位。熱處理前粗加工需要去除大部分材料，考慮裝夾加工工藝，預(yù)留部分材料到熱處理后，粗加工整體留預(yù)量0.3mm。因篇幅關(guān)系，下文重點(diǎn)介紹正面方位的數(shù)控編程加工，編程軟件為UGNX7.5，機(jī)床使用德馬吉DMC64Iinear加工中心，數(shù)控系統(tǒng)為FANUC180i-MB，主軸最高轉(zhuǎn)速為12000r/min。正面裝夾如圖4所示，將已線切割余料的工件，通過螺釘與工裝板、墊塊緊固為整體，并固定于機(jī)床工作臺(tái)上，基準(zhǔn)角對(duì)刀。

（1）熱處理前粗加工

加工編程前先設(shè)定加工坐標(biāo)系、安全平面、材料毛坯及加工工件，粗加工使用型腔銑削加工，該模塊提供粗切單個(gè)或多個(gè)型腔、沿任意形狀切去大量毛坯材料以及可以加工出型芯的全部功能，最突出的功能是對(duì)非常復(fù)雜的形狀產(chǎn)生刀具運(yùn)動(dòng)軌跡，確定走刀方式。零件正面方位的型腔銑削粗加工，加工余量0.3mm，用40R6的圓鼻刀完成主體大部分材料的去除工作，切削模式為跟隨部件，封閉區(qū)域用螺旋進(jìn)刀，開放區(qū)域用圓弧進(jìn)刀，區(qū)域間的快速移刀為到達(dá)安全平面，區(qū)域內(nèi)為前一平面；切削深度為頂面開始深70mm，每刀公共深度為恒定0.3mm，主軸轉(zhuǎn)速為1800r/min，進(jìn)給為2000mm/min。再采用35R5的圓鼻刀完成次級(jí)窄角位的材料的去除工作，加工方法設(shè)置與上述40R6刀具一樣，控制切削范圍，使用參考刀具42R8，對(duì)40R6未能加工的區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)刀。接著可用更小的刀具進(jìn)行更小窄角位的材料去除工作，但因粗加工后需要熱處理去應(yīng)力，去應(yīng)力并不會(huì)增加材料硬度，部分更窄角位的余料對(duì)整體應(yīng)力影響不大，為減少工作量，提高加工效率，可不需要進(jìn)一步粗加工。

（2）熱處理后半精加工

熱處理后材料已去除應(yīng)力，可完全去除多余材料，但工件表面有變形，需通過磨床研磨加工，重新定好基準(zhǔn)。研磨好三個(gè)基準(zhǔn)面及工藝臺(tái)面后，按圖4所示正面裝夾好，整體固定于德馬吉DMC64Iinear加工中心上。因滑塊正面為產(chǎn)品的表面，要求較高，且正面各層陡峭不一樣，可通過切削層深度控制切削范圍，分段進(jìn)行加工，減少移刀時(shí)間，優(yōu)化刀路。如圖9所示，先用30R5圓鼻刀進(jìn)行半精加工，去除熱處理前的窄角位材料，切削模式使用輪廓銑加工，切削層深度0.3mm，切削余量為0.3mm，控制切削層深度為0～60mm，完成頂部較凸出部分的清角加工；接著用同樣的刀具及加工參數(shù)控制切削深度為60～70mm，完成中間較平表面的加工；延續(xù)刀具及加工方法，控制切削深度為70～140mm，完成側(cè)面垂直面的加工。完成上述刀路后，正面大部分余料已去除，但更窄角位處還有余量，延續(xù)上述的加工方法，使用型腔銑模塊輪廓銑進(jìn)一步清角，如圖10所示，先用16R0.8的圓鼻刀，再用10R5、6R3的圓鼻刀逐級(jí)遞減更換更小的刀具進(jìn)行清角，進(jìn)一步減少余量。完成窄角位半精加工后，延續(xù)半精加工的裝夾方法，在同一機(jī)床上進(jìn)行整體表面精加工，以減少裝夾對(duì)刀過程中的誤差。這里采用固定軸銑削加工，該模塊提供了完全和綜合的，用于產(chǎn)生3軸運(yùn)動(dòng)的刀具路徑，實(shí)際上它能加工任何曲面模型和實(shí)體模型，可以用功能很強(qiáng)的方法來選擇零件需要加工的表面或加工部位。有多種驅(qū)動(dòng)方法和走刀方式可供選擇，如沿邊界、徑向、螺旋線以及沿用戶定義的方向驅(qū)動(dòng)，此外，還可以容易地識(shí)別前道工序未能切除的區(qū)域和陡峭區(qū)，快速完成清除上一次加工的余量，提高工件的加工質(zhì)量，使精加工時(shí)均勻切削。

3結(jié)束語(yǔ)

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【論文摘要】：隨著計(jì)算機(jī)業(yè)的快速發(fā)展，數(shù)控技術(shù)也發(fā)生了根本性的變革，是近年來應(yīng)用領(lǐng)域中發(fā)展十分迅速的一項(xiàng)綜合性的高新技術(shù)，文章結(jié)合國(guó)內(nèi)外情況，分析了數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

1.引言

數(shù)控技術(shù)是一門集計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)、測(cè)量技術(shù)、現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)、微電子技術(shù)、信息處理技術(shù)等多學(xué)科交叉的綜合技術(shù)，是近年來應(yīng)用領(lǐng)域中發(fā)展十分迅速的一項(xiàng)綜合性的高新技術(shù)。它是為適應(yīng)高精度、高速度、復(fù)雜零件的加工而出現(xiàn)的，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、數(shù)字化、柔性化、信息化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化的基礎(chǔ)，是現(xiàn)代機(jī)床裝備的靈魂和核心，有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域和廣闊的應(yīng)用前景。

2.國(guó)內(nèi)外數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展概況

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)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(dá)國(guó)家投入巨資，對(duì)現(xiàn)代制造技術(shù)進(jìn)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(shù)是關(guān)鍵技術(shù)，它集微電子、計(jì)算機(jī)、信息處理、自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)控制等高新技術(shù)于一體，具有高精度、高效率、柔性自動(dòng)化等特點(diǎn)，對(duì)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。目前，數(shù)控技術(shù)正在發(fā)生根本性變革，由專用型封閉式開環(huán)控制模式向通用型開放式實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化基礎(chǔ)上，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了超薄型、超小型化；在智能化基礎(chǔ)上，綜合了計(jì)算機(jī)、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多學(xué)科技術(shù)，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動(dòng)修正、調(diào)節(jié)與補(bǔ)償各項(xiàng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理。

長(zhǎng)期以來，我國(guó)的數(shù)控系統(tǒng)為傳統(tǒng)的封閉式體系結(jié)構(gòu)，CNC只能作為非智能的機(jī)床運(yùn)動(dòng)控制器。加工過程變量根據(jù)經(jīng)驗(yàn)以固定參數(shù)形式事先設(shè)定，加工程序在實(shí)際加工前用手工方式或通過CAD/CAM及自動(dòng)編程系統(tǒng)進(jìn)行編制。CAD/CAM和CNC之間沒有反饋控制環(huán)節(jié)，整個(gè)制造過程中CNC只是一個(gè)封閉式的開環(huán)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在復(fù)雜環(huán)境以及多變條件下，加工過程中的刀具組合、工件材料、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速率、刀具軌跡、切削深度、步長(zhǎng)、加工余量等加工參數(shù)，無(wú)法在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下根據(jù)外部干擾和隨機(jī)因素實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整，更無(wú)法通過反饋控制環(huán)節(jié)隨機(jī)修正CAD/CAM中的設(shè)定量，因而影響CNC的工作效率和產(chǎn)品加工質(zhì)量。由此可見，傳統(tǒng)CNC系統(tǒng)的這種固定程序控制模式和封閉式體系結(jié)構(gòu)，限制了CNC向多變量智能化控制發(fā)展，己不適應(yīng)日益復(fù)雜的制造過程，因此，大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為我們國(guó)家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國(guó)力和國(guó)家地位的重要途徑。

3.數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

數(shù)控技術(shù)的應(yīng)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(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，他對(duì)國(guó)計(jì)民生的一些重要行業(yè)的發(fā)展起著越來越重要的作用。從目前世界上數(shù)控技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)來看，主要有如下幾個(gè)方面：

3.1高精度、高速度的發(fā)展趨勢(shì)

盡管十多年前就出現(xiàn)高精度高速度的趨勢(shì)，但是科學(xué)技術(shù)的發(fā)展是沒有止境的，高精度、高速度的內(nèi)涵也在不斷變化，目前正在向著精度和速度的極限發(fā)展。

效率、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。為此日本先端技術(shù)研究會(huì)將其列為5大現(xiàn)代制造技術(shù)之一，國(guó)際生產(chǎn)工程學(xué)會(huì)將其確定為21世紀(jì)的中心研究方向之一。在轎車工業(yè)領(lǐng)域，年產(chǎn)30萬(wàn)輛的生產(chǎn)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(diǎn)問題之一；在航空和宇航工業(yè)領(lǐng)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(duì)這些筋、壁進(jìn)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(jī)翼、機(jī)身等大型零件來替代多個(gè)零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯(lián)結(jié)方式拼裝，使構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和可靠性得到提高。這些都對(duì)加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。

3.25軸聯(lián)動(dòng)加工和復(fù)合加工機(jī)床快速發(fā)展

采用5軸聯(lián)動(dòng)對(duì)三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進(jìn)行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認(rèn)為，1臺(tái)5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的效率可以等于2臺(tái)3軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進(jìn)行高速銑削淬硬鋼零件時(shí)，5軸聯(lián)動(dòng)加工可比3軸聯(lián)動(dòng)加工發(fā)揮更高的效益。但過去因5軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)、主機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因，其價(jià)格要比3軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床高出數(shù)倍，加之編程技術(shù)難度較大，制約了5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的發(fā)展。當(dāng)前由于電主軸的出現(xiàn)，使得實(shí)現(xiàn)5軸聯(lián)動(dòng)加工的復(fù)合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，其制造難度和成本大幅度降低，數(shù)控系統(tǒng)的價(jià)格差距縮小。因此促進(jìn)了復(fù)合主軸頭類型5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床和復(fù)合加工機(jī)床（含5面加工機(jī)床）的發(fā)展。3.3智能化、開放式、網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢(shì)

21世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個(gè)方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如加工過程的自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動(dòng)生成；為提高驅(qū)動(dòng)性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動(dòng)識(shí)別負(fù)自動(dòng)選定模型、自整定等；簡(jiǎn)化編程、簡(jiǎn)化操作方面的智能化，如智能化的自動(dòng)編程、智能化的人機(jī)界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)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(yīng)用軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在的問題。

目前許多國(guó)家對(duì)開放式數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行研究，數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)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(yùn)行平臺(tái)上，面向機(jī)床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對(duì)象（數(shù)控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實(shí)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(gè)性的名牌產(chǎn)品。目前開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運(yùn)行平臺(tái)、數(shù)控系統(tǒng)功能庫(kù)以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當(dāng)前研究的核心。網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩年國(guó)際著名機(jī)床博覽會(huì)的一個(gè)新亮點(diǎn)。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對(duì)信息集成的需求，也是實(shí)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(chǔ)單元。國(guó)內(nèi)外一些著名數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概念和樣機(jī)，反映了數(shù)控機(jī)床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢(shì)。

4.結(jié)束語(yǔ)

隨著人們對(duì)數(shù)控技術(shù)重視，它的發(fā)展越發(fā)迅速。文中簡(jiǎn)要陳述當(dāng)前的發(fā)展趨勢(shì)，另外數(shù)控技術(shù)的正不斷走向集成化，并行化，仍有廣闊的發(fā)展空間。

參考文獻(xiàn)

[1]王立新.淺談數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)[J].赤峰學(xué)院學(xué)報(bào).2007.

[2]董淳.數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的新趨勢(shì)[J].可編程控制器與工廠自動(dòng)化.2006.

篇4

相信現(xiàn)如今大家的畢業(yè)論文已經(jīng)撰寫到尾聲了吧，但是撰寫論文時(shí)少不了遇到很多困難，那么你知道數(shù)控畢業(yè)論文致謝詞應(yīng)該怎么寫嗎？下面是學(xué)術(shù)參考網(wǎng)小編的分享，歡迎閱讀！

在本論文的撰寫過程中，從論文選題到搜集資料，從開題報(bào)告、寫初稿到反復(fù)修改，期間經(jīng)歷了發(fā)愁不知如何著手、急躁、彷徨，到最終完成論文的那種喜悅心情。如今，伴隨著這篇畢業(yè)論文的最終成稿，復(fù)雜的心情煙消云散，自己甚至還有一點(diǎn)成就感。鐘海雄老師他作為我的指導(dǎo)老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。在鐘海雄老師身上我不僅學(xué)到了許多的專業(yè)知識(shí)，更感受到他工作中的兢兢業(yè)業(yè)，生活中的平易近人。此外，鐘老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和忘我的工作精神值得我去學(xué)習(xí)。正是由于他在百忙之中多次審閱全文，對(duì)細(xì)節(jié)進(jìn)行修改，并為本文的撰寫提供了許多中肯而且寶貴的意見，本文才得以成型。在此向×老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。

隨著畢業(yè)論文的完成，意味著我即將告別這所學(xué)校，即將告別我的學(xué)生時(shí)代。心中有太多太多的不舍。但人應(yīng)該向前看，迎接下一個(gè)程途。很感謝這三年來在我的成長(zhǎng)道路上扶持過我，指點(diǎn)過我的人。感謝所有在大學(xué)期間傳授我知識(shí)的老師。同時(shí)我想特別感謝×××老師，她給了我很多幫助。趙老師在我眼里是個(gè)很有耐心很樂于幫助學(xué)生解決問題的老師，她平易近人，教學(xué)認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)。此外還要感謝我的家人以及我的同學(xué)們，是他們給了我關(guān)懷，幫助，給了我力量。同時(shí)還再次感謝我的指導(dǎo)老師——鐘海雄老師。

現(xiàn)在已經(jīng)是踏入社會(huì)。這就要求自己得多一份責(zé)任和承擔(dān)。我知道要面對(duì)的抉擇和困難會(huì)很多，但是不管前途多么的未知和艱難，我會(huì)毫無(wú)畏懼地前行!我相信我自己。

篇5

為了提高齒輪加工精度和加工效率，到了20世紀(jì)80年代以后，國(guó)內(nèi)外開始對(duì)齒輪加工機(jī)床進(jìn)行數(shù)控化改造和生產(chǎn)數(shù)控齒輪加工機(jī)床。特別是近年來，由于微電子技術(shù)的迅速發(fā)展和以現(xiàn)代控制理論為基礎(chǔ)的高精度、高速響應(yīng)交流伺服系統(tǒng)的出現(xiàn)，為齒輪加工數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展提供了良好的條件和機(jī)遇。我們將齒輪加工系統(tǒng)分為全功能和非全功能兩大類。

差動(dòng)掛輪箱

非全功能齒輪加工數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

配這類數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床進(jìn)給軸為數(shù)控軸，多采用伺服系統(tǒng)。由于80年代齒輪加工數(shù)控化剛開始起步，當(dāng)時(shí)數(shù)控技術(shù)無(wú)法滿足齒輪加機(jī)床展成分度鏈的高同步性的要求,因此展成分度鏈和差動(dòng)鏈仍為傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)。這種數(shù)控加工方式，調(diào)整比機(jī)械式齒輪加工機(jī)床要方便的多。它們可以通過幾個(gè)坐標(biāo)軸的聯(lián)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)齒向修形齒輪的加工，省去了傳統(tǒng)加工修形齒輪所需要的靠模等裝置，提高了生產(chǎn)率和加工精度。但是這類齒輪加工數(shù)控系統(tǒng)屬經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)，由于其展成分度鏈和差動(dòng)鏈仍為傳統(tǒng)的機(jī)械式，齒輪加工精度取決于機(jī)械傳動(dòng)鏈的精度。目前這種齒輪加工數(shù)控系統(tǒng)多用于對(duì)現(xiàn)有機(jī)械式齒輪加工機(jī)床的數(shù)控改造。

全功能齒輪加工數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

近年來，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展和高精度、高速響應(yīng)的伺服系統(tǒng)的出現(xiàn)，全功能數(shù)控齒輪加工機(jī)床已成為國(guó)際市場(chǎng)上的主流產(chǎn)品。全功能數(shù)控指不僅齒輪機(jī)床的各軸進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是數(shù)控的，而且機(jī)床的展成運(yùn)動(dòng)和差動(dòng)運(yùn)動(dòng)也是數(shù)控的。目前展成分度鏈和差動(dòng)鏈的數(shù)控處理方法不盡相同，有基于軟件插補(bǔ)以及基于硬件控制的兩種類型。

分度掛輪箱

基于軟件差補(bǔ)的齒輪加工數(shù)控系統(tǒng)

這類數(shù)控系統(tǒng)的刀具主軸一般采用變頻裝置控制，工件主軸通過數(shù)控指令經(jīng)伺服電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)。目前國(guó)產(chǎn)數(shù)控齒輪加工機(jī)床所配置的數(shù)控系統(tǒng)大多為國(guó)外知名品牌的通用數(shù)控系統(tǒng)，因而都是采用這種基于軟件插補(bǔ)的數(shù)控加工方式。

基于軟件插補(bǔ)方法的優(yōu)點(diǎn)是工件主軸的轉(zhuǎn)速完全由數(shù)控系統(tǒng)的軟件控制，因此，可以通過編制適當(dāng)?shù)能浖猛ㄓ玫牡毒邅砀呔瓤焖俚丶庸し菆A齒輪、修形齒輪，且加工精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的機(jī)械靠模加工方法。

目前，由于控制精度、動(dòng)態(tài)響應(yīng)等方面的原因，基于軟件插補(bǔ)的齒輪加工數(shù)控系統(tǒng)還不能勝任高速高精度磨齒機(jī)的要求。隨著計(jì)算機(jī)速度的不斷提高、新控制方法的出現(xiàn)和控制精度的提高，這種方法的應(yīng)用面越來越廣?；谟布刂频凝X輪加工數(shù)控系統(tǒng)在傳統(tǒng)齒輪機(jī)床的展成分度鏈中，刀具和工件是由同一個(gè)電動(dòng)機(jī)來拖動(dòng)的，傳動(dòng)鏈很長(zhǎng)，并常需要采用精度不易提高的傳動(dòng)元件(如錐齒輪、萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)等)，所以提高機(jī)床精度受到限制。

目前多采用光電盤脈沖分頻分度傳動(dòng)鏈。砂輪主軸以固定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，并帶動(dòng)發(fā)信元件(如光電盤)，光電盤信號(hào)經(jīng)數(shù)字分頻后，控制工件軸伺服電機(jī)以一定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)以實(shí)現(xiàn)精確分度傳動(dòng)關(guān)系。同時(shí)把機(jī)床的差動(dòng)鏈也納入控制系統(tǒng)。

基于硬件控制的齒輪加工數(shù)控系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：采用硬件控制，特別是采用高同步精度的鎖相伺服控制時(shí)，精度高，響應(yīng)速度快。缺點(diǎn)：機(jī)構(gòu)上比較復(fù)雜，比軟件插補(bǔ)的方式多一個(gè)硬件控制電路部分。硬件控制的電子齒輪比(差動(dòng)系數(shù)、主傳動(dòng)比)，目前還不能做到實(shí)時(shí)修改，即不能實(shí)時(shí)改變工件主軸的轉(zhuǎn)速，因而不能用于加工非圓齒輪等。

非全功能數(shù)控系統(tǒng)由于加工精度取決于機(jī)械傳動(dòng)鏈，仍存在交換掛輪，操作較繁，已較少使用。目前多用于現(xiàn)有機(jī)械式齒輪加工機(jī)床的數(shù)控化改造；基于軟件插補(bǔ)的齒輪加工數(shù)控系統(tǒng)具有柔性大的優(yōu)點(diǎn)，可以很方便地通過程序控制，能加工非圓齒輪和各種修形齒輪，因而在加工精度不高的滾齒機(jī)和插齒機(jī)中有廣泛的應(yīng)用；基于硬件控制的齒輪加工數(shù)控系統(tǒng)，由于展成運(yùn)動(dòng)是直接采用硬件控制，特別是采用跟蹤精度極高的鎖相伺服技術(shù)時(shí)，能很好地保證齒輪機(jī)床差動(dòng)和展成運(yùn)動(dòng)精度，響應(yīng)速度快，但柔性差，適于加工精度要求高的磨齒機(jī)。

全功能的齒輪加工數(shù)控系統(tǒng)在國(guó)際上已是主流產(chǎn)品，也必將在國(guó)內(nèi)成為主流產(chǎn)品。

磨削技術(shù)除向超精密、高效率和超硬磨料方向發(fā)展外，自動(dòng)化也是磨削技術(shù)發(fā)展的重要方向之一。

目前磨削自動(dòng)化在CNC技術(shù)日趨成熟和普及基礎(chǔ)上，正在進(jìn)一步向數(shù)控化和智能化方向發(fā)展，許多專用磨削軟件和系統(tǒng)已經(jīng)商品化。磨削是一個(gè)復(fù)雜的多變量影響過程，對(duì)其信息化的智能化處理和決策，是實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化和最優(yōu)化的重要基礎(chǔ)。目前磨削中人工智能的主要應(yīng)用包括磨削過程建模、磨具和磨削參數(shù)合理選擇、磨削過程監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)和控制、自適應(yīng)控制優(yōu)化、智能化工藝設(shè)計(jì)和智能工藝庫(kù)等方面。近幾年來，磨削過程建模、模擬和仿真技術(shù)有很大發(fā)展，并已達(dá)到適用水平。

我國(guó)在磨削過程建模與模擬，聲發(fā)射過程監(jiān)測(cè)與識(shí)別，工件表面燒傷及殘余應(yīng)力預(yù)報(bào)，磨削加工誤差在線檢測(cè)、評(píng)價(jià)與補(bǔ)償?shù)确矫娑加性S多成果，并已開發(fā)出了新型磨削機(jī)器人。

篇6

（一）企業(yè)調(diào)研

天津航空機(jī)電有限公司，天津市杰立信模具有限公司，天津龍舟工控設(shè)備有限公司，光電集團(tuán)有限公司，天津汽車模具有限公司，三星電子顯示器有限公司，中環(huán)三峰電子有限公司，東華醫(yī)療系統(tǒng)有限公司，天津索思儀表測(cè)控系統(tǒng)有限公司等十多家企業(yè)的數(shù)控技術(shù)專業(yè)的用人方向和崗位需求數(shù)據(jù)表明：目前，高職畢業(yè)生整體技能水平偏低、就業(yè)質(zhì)量不高，不能在技能上適應(yīng)企業(yè)的技術(shù)崗位。大中型企業(yè)對(duì)高職院校數(shù)控技術(shù)技能型人才的需求方向主要集中在：數(shù)控機(jī)床操作、數(shù)控編程與工藝、CAD／CAE／CAM設(shè)計(jì)、數(shù)控機(jī)床的維護(hù)與保養(yǎng)等。這也為數(shù)控技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)指明了方向。

（二）院校調(diào)研

針對(duì)需求方向，分析了多所院?，F(xiàn)開設(shè)相關(guān)職業(yè)技術(shù)課程如下：數(shù)控編程、數(shù)控操作、數(shù)控加工工藝、CAD／CAM（自動(dòng)編程）、數(shù)控原理、數(shù)控機(jī)床的維修與維護(hù)等。院校開設(shè)課程的合理性調(diào)查統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示：69％的被調(diào)查者認(rèn)為“數(shù)控加工工藝”與“數(shù)控編程”為專業(yè)核心課程；41％認(rèn)為“數(shù)控加工工藝與編程”課程應(yīng)加大實(shí)踐操作比例；61％認(rèn)為仿真加工與機(jī)床操作的課時(shí)應(yīng)增加；49％被調(diào)查者認(rèn)為目前最感興趣的課程為數(shù)控機(jī)床操作；認(rèn)為數(shù)控機(jī)床的維修與維護(hù)知識(shí)在未來數(shù)控行業(yè)更重要的占被調(diào)查總數(shù)的42％。數(shù)據(jù)表明，圍繞零件設(shè)計(jì)與加工及機(jī)床維修與保養(yǎng)等專業(yè)技能相關(guān)的課程，理論與實(shí)踐脫節(jié)，畢業(yè)生就業(yè)質(zhì)量不高，達(dá)不到應(yīng)有的教學(xué)效果，與現(xiàn)存教學(xué)模式和課程體系安排有直接的關(guān)系。院校教學(xué)調(diào)研中暴露的問題主要有：課程體系缺乏職業(yè)性；理論與實(shí)踐課程脫節(jié)；任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式趨于形式化。這就要求學(xué)校針對(duì)現(xiàn)行課程進(jìn)行調(diào)整，將理論內(nèi)容融于實(shí)際操作之中，重視操作技能的培養(yǎng)，重視關(guān)鍵能力的提高。

二、調(diào)研成果初探

教育部關(guān)于加強(qiáng)高職高專人才培養(yǎng)工作的意見中指出：高職教育的培養(yǎng)目標(biāo)為高素質(zhì)勞動(dòng)者和高技能專門人才。以“應(yīng)用”為主旨和特征構(gòu)建課程體系和教學(xué)模式；實(shí)踐教學(xué)的主要目的是培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)應(yīng)用能力。針對(duì)企業(yè)用人方向和現(xiàn)有課程中理論與實(shí)踐脫節(jié)的問題，我們結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，將數(shù)控技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)分為兩方面：零件設(shè)計(jì)與加工人員，機(jī)床維修與保養(yǎng)人員。根據(jù)這一目標(biāo)把本專業(yè)核心知識(shí)作模塊細(xì)分：機(jī)械制造基礎(chǔ)、數(shù)控車工實(shí)訓(xùn)、數(shù)控銑工實(shí)訓(xùn)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造、數(shù)控機(jī)床調(diào)試與維修。在教學(xué)上改進(jìn)單一的“理論＋實(shí)訓(xùn)”模式，根據(jù)企業(yè)的技能需求，采取“教、學(xué)、做”一體化的教學(xué)模式。

（一）教學(xué)改革實(shí)施

教師結(jié)合企業(yè)用人方向，制定教學(xué)目標(biāo)，針對(duì)數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修模塊進(jìn)行了大膽的教學(xué)改革嘗試。在數(shù)控機(jī)床維修實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，學(xué)生通過親自打開機(jī)床，自己動(dòng)手拆卸零部件，認(rèn)識(shí)各種零部件及其安裝結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，先形成感性認(rèn)知，后作理論理解，之后教師再引導(dǎo)學(xué)生對(duì)零部件做功能分類。先分出：機(jī)械部件、電器部件、液壓控制元件等，再結(jié)合不同零件進(jìn)行細(xì)化分析。機(jī)械部件又分為機(jī)床主體、主軸組件、導(dǎo)軌、滾珠絲杠螺母副等。與機(jī)械部分相關(guān)的理論，如零部件的工作原理、材料、裝配關(guān)系、強(qiáng)度與剛度的校核等，盡可能在學(xué)生拆卸零部件環(huán)節(jié)中進(jìn)行講解。液壓控制部件，主要明確液壓系統(tǒng)的控制原理，要求學(xué)生能夠看懂液壓回路圖，能分析執(zhí)行元件的工作過程。電器部分在學(xué)生直觀電器控制柜后，講解柜中的所有電器元件的功能、作用以及電路的連接，要求學(xué)生看懂電路圖。這樣，可以將學(xué)科知識(shí)重新整合，將理論融于實(shí)踐，使學(xué)生學(xué)有所獲，迅速掌握專業(yè)技能。例如，在講解機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)部分時(shí)，把滾珠絲杠螺母副作為教學(xué)的基本載體，演示部件運(yùn)動(dòng)過程，講解其傳動(dòng)原理，再講零件結(jié)構(gòu)，及其它相關(guān)類型的機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)并繪制其零件圖，從而學(xué)習(xí)零件的測(cè)量與繪制，認(rèn)識(shí)零件材料的區(qū)別及用途。有了實(shí)踐動(dòng)手經(jīng)驗(yàn)，再加上理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，再次讓學(xué)生動(dòng)手，將拆卸的機(jī)床復(fù)原。這樣，將所學(xué)多門課程的知識(shí)融合于實(shí)踐操作訓(xùn)練之中，達(dá)到獲取知識(shí)有深度、培養(yǎng)技能有特點(diǎn)的綜合目標(biāo)，滿足企業(yè)高素質(zhì)、技能型人才培養(yǎng)的需求。

（二）課程體系模塊化

課程改革中，我們堅(jiān)持“以服務(wù)為宗旨，以就業(yè)為導(dǎo)向，以能力為本位”的高等職業(yè)教育改革發(fā)展方向，不斷探索，將專業(yè)知識(shí)和技術(shù)技能融合為一體，對(duì)陳舊的單科課程重新整合，改為模塊化教學(xué)，建立“基于工作過程”教學(xué)模式，突出技術(shù)技能型人才培養(yǎng)的特點(diǎn)，制作了數(shù)控技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案。根據(jù)就業(yè)方向不同，將本專業(yè)知識(shí)與技能劃分為五個(gè)核心模塊：機(jī)械制造基礎(chǔ)、數(shù)控車工實(shí)訓(xùn)、數(shù)控銑工實(shí)訓(xùn)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造、數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修。每個(gè)核心模塊涉及不同的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)與實(shí)踐操作技能，面對(duì)不同的就業(yè)崗位。其中針對(duì)普通機(jī)加工人員，需要以機(jī)械制造基礎(chǔ)為核心模塊，包含：機(jī)械制圖與公差配合、材料及熱處理、普通機(jī)械加工實(shí)訓(xùn)（車、銑、鉗工）、刀具與機(jī)床、切削原理等為基本知識(shí)與技能；數(shù)控加工人員，分為兩個(gè)典型方向：數(shù)控車工和數(shù)控銑工，分別對(duì)應(yīng)兩個(gè)核心模塊，包括：數(shù)控加工工藝知識(shí)、數(shù)控加工編程知識(shí)、數(shù)控仿真軟件的應(yīng)用、數(shù)控機(jī)床操作等基本知識(shí)和技能；零件設(shè)計(jì)與自動(dòng)編程人員，核心模塊為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造，包括：機(jī)械制圖與公差配合、材料及熱處理、數(shù)控加工工藝、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（AutoCAD軟件應(yīng)用）、計(jì)算機(jī)輔助制造（UG三圍造型與自動(dòng)編程）等基本知識(shí)和技能；機(jī)床維修與保養(yǎng)人員，核心模塊為數(shù)控機(jī)床的調(diào)試與維修，包括：電工基礎(chǔ)知識(shí)（電器元件介紹、電路圖的繪制與識(shí)讀）、安全用電常識(shí)、機(jī)床電氣控制與PLC應(yīng)用、液壓與氣壓傳動(dòng)、數(shù)控機(jī)床與數(shù)控原理、數(shù)控機(jī)床使用及維護(hù)等基本知識(shí)和技能。綜上，構(gòu)建了數(shù)控技術(shù)專業(yè)以職業(yè)崗位（群）知識(shí)能力為核心的模塊化教學(xué)內(nèi)容，為實(shí)現(xiàn)理實(shí)結(jié)合的一體化教學(xué)提供了依據(jù)。

三、構(gòu)建高職院校數(shù)控技術(shù)專業(yè)技能型人才培養(yǎng)模式

（一）實(shí)施“三明治”人才培養(yǎng)模式

“三明治”人才培養(yǎng)模式由教育家杜威提出，其核心是：“從活動(dòng)中學(xué)，從經(jīng)驗(yàn)中學(xué)”，即把知識(shí)的學(xué)習(xí)與具體的活動(dòng)聯(lián)系起來，充分體現(xiàn)了學(xué)與做的結(jié)合，知與行的統(tǒng)一。遵循“三明治”精神，以“實(shí)踐—理論—實(shí)踐”教學(xué)模式組織專業(yè)課程教學(xué)，要求學(xué)生對(duì)所學(xué)專業(yè)知識(shí)，先有感性認(rèn)識(shí)，再上升到理論高度，最后用所學(xué)理論知識(shí)，指導(dǎo)實(shí)踐操作，解決實(shí)踐環(huán)節(jié)出現(xiàn)的一些問題，達(dá)到學(xué)有所用。在機(jī)械制造基礎(chǔ)模塊中，新模式教學(xué)將原有的車工實(shí)訓(xùn)、銑工實(shí)訓(xùn)及機(jī)械制造基礎(chǔ)課程深層次結(jié)合，將原有的實(shí)踐與理論知識(shí)點(diǎn)具體化。課程中先安排車工、銑工等實(shí)踐操作練習(xí)，其間，學(xué)生認(rèn)識(shí)機(jī)床、練習(xí)磨刀、加工小軸、六面體等，通過這些基本實(shí)操練習(xí)，學(xué)生了解切削加工的一般過程，理解刀具角度的定義及不同角度對(duì)加工的影響。先獲得車削、銑削加工的感性認(rèn)識(shí)；再學(xué)習(xí)切削原理知識(shí)，了解切削過程中的受力、變形、溫度變化、刀具磨損等現(xiàn)象發(fā)生的原因，從而能夠自己想辦法，改變切削條件，控制加工過程，使得切削狀態(tài)達(dá)到最佳，生產(chǎn)效率提高，加工質(zhì)量提高等等。學(xué)習(xí)理論過程，結(jié)合第一階段面臨的諸如“抗刀”等實(shí)際問題，重點(diǎn)分析原因，明確加工條件的重要性，在方向上為第二階段的實(shí)踐練習(xí)奠基，從而提升下一階段的實(shí)踐操作練習(xí)的技能。通過知識(shí)遷移，會(huì)舉一反三，學(xué)生根據(jù)零件質(zhì)量要求，合理選擇切削用量、刀具角度，加工出中等難度的零件，滿足企業(yè)需求。這種“實(shí)踐－－理論－－實(shí)踐”交替的“三明治”教學(xué)模式，為企業(yè)培養(yǎng)技能型人才提供了可靠保證。學(xué)生畢業(yè)后，基本上能夠動(dòng)手操作，憑借學(xué)到的專業(yè)知識(shí)分析研究產(chǎn)品的加工方法，改進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)，凸顯課程設(shè)置的職業(yè)化，對(duì)接崗位需求，能夠?yàn)槠髽I(yè)輸送高素質(zhì)高技能人才。

（二）編寫任務(wù)驅(qū)動(dòng)型教材

教學(xué)改革中注重深化基于工作過程的“做中學(xué)、學(xué)中做”的人才培養(yǎng)模式，與企業(yè)深度融合，使企業(yè)參與學(xué)生培養(yǎng)全過程，共同構(gòu)建基于工作過程的實(shí)踐教學(xué)課程體系。教學(xué)改革的核心任務(wù)是依據(jù)企業(yè)需求，編寫任務(wù)驅(qū)動(dòng)型教材。技能就像教材的骨骼一樣，而知識(shí)是肉，要根據(jù)骨骼的狀況來生長(zhǎng)。傳統(tǒng)教材以＂肉＂為主線，“骨頭”居次，這樣的教材基本是沒有技能訓(xùn)練的。任務(wù)驅(qū)動(dòng)型教材根據(jù)培養(yǎng)技能，分析學(xué)習(xí)需要，然后讓學(xué)生學(xué)習(xí)這些知識(shí)并掌握這種技能。任務(wù)驅(qū)動(dòng)型教材的特點(diǎn)是以任務(wù)為載體，以任務(wù)實(shí)施過程為線索，將專業(yè)知識(shí)穿插到任務(wù)實(shí)施過程中，在教師的指導(dǎo)下由學(xué)生自主完成任務(wù)，從而掌握所學(xué)知識(shí)點(diǎn)，并具備實(shí)踐操作能力。針對(duì)這五門核心課程，本著工學(xué)結(jié)合的原則，本課題選用企業(yè)代表性產(chǎn)品，編寫了任務(wù)驅(qū)動(dòng)教材，配合實(shí)際教學(xué)。數(shù)控實(shí)訓(xùn)課程是集數(shù)控加工工藝、數(shù)控編程等多門理論課知識(shí)于一體的操作性很強(qiáng)的綜合實(shí)訓(xùn)課程，是培養(yǎng)數(shù)控機(jī)床操作人員的核心課程。學(xué)生利用任務(wù)驅(qū)動(dòng)型教材，不僅懂得了相關(guān)專業(yè)知識(shí)點(diǎn)，而且具備一定的實(shí)踐操作能力，同時(shí)了解了企業(yè)常見的產(chǎn)品類型。任務(wù)驅(qū)動(dòng)型教材使學(xué)生在加工產(chǎn)品的過程中獲得成就感，有利于實(shí)踐技能的獲得。

（三）實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)法

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，以課本為中心的傳統(tǒng)教學(xué)模式不能滿足現(xiàn)今的教學(xué)要求；理實(shí)一體化教學(xué)因脫離企業(yè)項(xiàng)目和生產(chǎn)產(chǎn)品而流于形式。教師通過編寫與企業(yè)技能需求對(duì)接的任務(wù)驅(qū)動(dòng)型教材，開展與企業(yè)生產(chǎn)相關(guān)的產(chǎn)品項(xiàng)目教學(xué)法。“項(xiàng)目教學(xué)法”的特點(diǎn)是“以項(xiàng)目為主線、教師為指導(dǎo)、學(xué)生為主體”，改變了以往“教師講，學(xué)生聽”的被動(dòng)教學(xué)模式，創(chuàng)造了學(xué)生主動(dòng)參與、自主學(xué)習(xí)、開發(fā)創(chuàng)新的新型教學(xué)模式。項(xiàng)目教學(xué)法注重理論與實(shí)踐相結(jié)合。每一個(gè)項(xiàng)目中包含來自生產(chǎn)車間的實(shí)際產(chǎn)品，與之相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，仿真加工，車間操作，實(shí)訓(xùn)報(bào)告等多個(gè)環(huán)節(jié)的內(nèi)容，要求學(xué)生從認(rèn)識(shí)項(xiàng)目開始，結(jié)合相關(guān)知識(shí)分析項(xiàng)目、制定工藝、編寫程序、仿真加工、機(jī)床操作等最終加工出產(chǎn)品。通過轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式，將課堂理論教學(xué)轉(zhuǎn)為理實(shí)結(jié)合的一體化教學(xué)，營(yíng)造了實(shí)踐教學(xué)的學(xué)習(xí)環(huán)境，激發(fā)了學(xué)生的好奇心和創(chuàng)造力，培養(yǎng)了他們分析和解決實(shí)際問題的能力。教師通過對(duì)學(xué)生的指導(dǎo)，轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)的灌輸式的教育觀念和教學(xué)方式，從單純的知識(shí)傳遞者變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)的指導(dǎo)者和組織者。建立了全新的教學(xué)理念，提升了辦學(xué)目標(biāo)，通過項(xiàng)目教學(xué)法的實(shí)施，探索教學(xué)過程的組織形式，逐步完善核心課程在專業(yè)教學(xué)中的作用。

四、結(jié)語(yǔ)

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1.1機(jī)架結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析（1）材料選取與有限元模型的建立機(jī)架采用GB/T3094-2000里的冷拔異型鋼管，材料為Q235A鋼。其主要性能參數(shù)如下：抗拉強(qiáng)度σb=375MPa，屈服強(qiáng)度σs=235MPa，彈性模量E=2.1×1011Pa，泊松比μ=0.25，密度ρ=7850kg/m3[3]。為了適應(yīng)有限元計(jì)算，必須本體機(jī)構(gòu)機(jī)架進(jìn)行簡(jiǎn)化處理，略去許多不影響床身剛度的細(xì)微結(jié)構(gòu)（如小倒角，小圓弧，小凸臺(tái)，安裝螺紋孔等）。計(jì)算立柱，床鞍，主軸箱等構(gòu)件的重量并將上述重量均作為作用在床身上的附加質(zhì)量處理，即在相應(yīng)坐標(biāo)位置創(chuàng)建質(zhì)量單元模擬其質(zhì)量，或者作為作用在床身上的附加載荷處理。簡(jiǎn)化后的模型如圖2所示。本次網(wǎng)格劃分方式同上述Y軸有限元網(wǎng)格劃分方式。共得到18135個(gè)單元，75404個(gè)節(jié)點(diǎn)。劃分結(jié)果如圖3所示。（2）約束及載荷條件設(shè)置機(jī)架通過地腳螺釘與地基固定，簡(jiǎn)化為在地腳螺釘面上加全約束以達(dá)到約束的目的。機(jī)架受到的外力為運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的重力，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)工作時(shí)的反作用力，收到切削力作用時(shí)的扭矩。（3）有限元結(jié)果分析機(jī)架的變形對(duì)于運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的準(zhǔn)確定位與安裝以及精確加工來說影響較大，設(shè)計(jì)時(shí)比較關(guān)心。由圖4可知，最大變形主要發(fā)生在上端橫梁的兩支撐腿之間，最大變形量為0.077287mm，這是因?yàn)樯隙藱M梁的鋼管內(nèi)無(wú)加強(qiáng)筋加固，這樣就造成其抗彎和抗扭能力稍微薄弱。應(yīng)力最大處發(fā)生在機(jī)架上端橫梁中部上，大小為8.0461MPa，遠(yuǎn)小于材料的屈服強(qiáng)度值。綜上，機(jī)架的最大應(yīng)變和應(yīng)力都發(fā)生在上方橫梁處，但是各自的值都很小，都在企業(yè)機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)允許的誤差范圍以及材料的屈服強(qiáng)度范圍之內(nèi)，故此可知機(jī)架的結(jié)構(gòu)剛度和強(qiáng)度都能滿足機(jī)床的正常使用要求。

1.2機(jī)架模態(tài)分析對(duì)于長(zhǎng)期承受動(dòng)力載荷的結(jié)構(gòu)部件，一般需對(duì)其進(jìn)行模態(tài)分析。因?yàn)槟B(tài)分析不僅可以評(píng)價(jià)該結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性，還能夠清楚認(rèn)識(shí)該結(jié)構(gòu)振動(dòng)的形態(tài)，并了解其阻尼分布情況，進(jìn)而提前避免可能會(huì)引起的共振。由于機(jī)架是一個(gè)連續(xù)體，質(zhì)量和彈性是連續(xù)分布的，所以，應(yīng)具有無(wú)窮多個(gè)自由度，也就有無(wú)窮多階模態(tài)。由于激振力的頻率一般都不太高，因而，只有最低階的幾階頻率才有可能與本體機(jī)構(gòu)機(jī)架頻率接近或重合產(chǎn)生共振。高階模態(tài)的頻率已高于可能出現(xiàn)的激振頻率，一般不可能產(chǎn)生共振，對(duì)于加工質(zhì)量的影響不大，所以只研究最低階的幾階模態(tài)。本次研究對(duì)機(jī)架的前四階模態(tài)進(jìn)行了研究，其振型云圖見圖5。由上圖5可以看出，一階振型的共振頻率是53.49Hz，大于35.35Hz的數(shù)控機(jī)床最低設(shè)計(jì)安全頻率。一階振型越高，本體機(jī)構(gòu)機(jī)架的剛性越好。故此可知機(jī)架的設(shè)計(jì)能滿足機(jī)床的使用要求[5]。

2運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及有限元分析

與普通數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)相比，消失模數(shù)控加工運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)具有自己的特點(diǎn)，由于消失模加工的切削力較小，一般為10~50N左右，而且工件表面加工質(zhì)量高，因而切削刀具轉(zhuǎn)速很高，這就要求運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的重量要小，以便減小慣性力[6]。故此本次研究對(duì)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)采用輕量化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過有限元分析指導(dǎo)其結(jié)構(gòu)優(yōu)化與設(shè)計(jì)。

2.1運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上，采用龍門式大跨度結(jié)構(gòu)，具有5個(gè)運(yùn)動(dòng)軸，如圖6所示，雙X軸、單Y軸以及單Z軸均為絲杠傳動(dòng)，C軸固定于Z軸下方，A軸固定于C軸上。

2.2運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)主承載軸有限元分析在消失模數(shù)控加工成形設(shè)備的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中，Y軸的直線運(yùn)動(dòng)單元屬于運(yùn)動(dòng)部件，Z軸單元是Y軸單元的負(fù)載，而X軸作用于主體機(jī)構(gòu)機(jī)架上，故Y軸是運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的主承載軸。為滿足加工精度的要求，Y軸的基座必須具有足夠的剛度。而Y軸作為運(yùn)動(dòng)部件，為了降低慣性力需要降低自身重量。因此，主承載軸Y軸設(shè)計(jì)時(shí)，加入帶孔的筋板以加強(qiáng)橫梁的剛度，其不僅滿足了使用性能，而且達(dá)到了減重的目的。對(duì)于運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)主承載軸Y軸的結(jié)構(gòu)，在切削加工時(shí)，通常會(huì)產(chǎn)生些許變形，這對(duì)于機(jī)床的加工精度非常不利。為此在設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)時(shí)就需要合理布置橫梁加強(qiáng)筋及截面導(dǎo)軌的布置方式。為了能夠更好進(jìn)行運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)主承載軸結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)，采用有限元方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)的優(yōu)化是很必要的。

2.2.1主承載軸結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析（1）材料選取及有限元模型的建立考慮到輕量化設(shè)計(jì)要求，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)主承載軸Y軸也采取Q235A鋼，其主要性能參數(shù)如1.1。本次研究對(duì)主承載軸Y軸的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行幾何建模，建模過程中做了相應(yīng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，如忽略過渡圓角、螺紋孔以及直徑小于10mm孔等處，建立好的幾何模型如圖7所示。網(wǎng)格劃分運(yùn)用的是四面體與六面體結(jié)合的自動(dòng)網(wǎng)格劃分方式，并且采用了局部細(xì)化網(wǎng)格的方法來劃分，得到28313個(gè)單元，63153個(gè)節(jié)點(diǎn)。建立好的有限元模型如圖8所示。（2）邊界條件設(shè)置及加載對(duì)主承載軸Y軸的有限元模型施加了如下的邊界條件及載荷：考慮到運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的重力，施加了重力加速度條件；對(duì)主承載軸Y軸的底部施加了固定約束；考慮到主承載軸Y軸會(huì)在移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生加速度，對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)施加了最大為0.5mm/s的加速度載荷；Z軸通過滑塊固定于Y軸側(cè)面，Z軸和雙擺頭的重量對(duì)Y軸產(chǎn)生了力矩，故此對(duì)Y軸施加了力矩載荷。（3）有限元結(jié)果分析如圖9所示主承載軸Y軸的最大變形量為0.025454mm，發(fā)生在主承載軸Y軸正中間靠前面的部位。最大變形值在企業(yè)機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)允許的誤差范圍之內(nèi)。主承載軸Y軸的最大主應(yīng)力為4.091MPa，發(fā)生在主承載軸Y軸與Z軸的連接部位。最大應(yīng)力值小于Q235A材料的屈服強(qiáng)度235MPa。由上可知，在靜態(tài)受力分析中，受自重和Z軸重力對(duì)主承載軸Y軸的作用，最大應(yīng)力點(diǎn)和最大變形處都處于主承載軸Y軸與Z軸連接處，這是因?yàn)橹鞒休d軸Y軸在中間部位受到來自Z軸的扭轉(zhuǎn)力矩的緣故。綜上，Y軸的最大變形和最大主應(yīng)力都在允許范圍內(nèi)，故此其結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度皆能滿足機(jī)床的使用要求和許用條件。

2.2.2主承載軸模態(tài)分析由圖10看出，一階振型的共振頻率是95.882Hz，大于35.35Hz的數(shù)控機(jī)床最低設(shè)計(jì)安全頻率。一階振型越高，主承載軸Y軸的剛性越好。其次由于在高速切削設(shè)備中，主承載軸Y軸的振動(dòng)模態(tài)相對(duì)位移量的大小主要影響到加工精度，所以要求主承載軸Y軸的振動(dòng)模態(tài)相對(duì)位移量小。計(jì)算結(jié)果顯示主承載軸Y軸的變形量非常小，對(duì)加工精度的影響微乎其微[5]。

3小結(jié)

篇8

虛擬樣機(jī)產(chǎn)品涵蓋了真實(shí)產(chǎn)品的全部關(guān)鍵特性，是產(chǎn)品的多領(lǐng)域數(shù)字化模型的集合，而虛擬樣機(jī)技術(shù)就是一種以虛擬樣機(jī)為基礎(chǔ)的數(shù)字化設(shè)計(jì)方法。為降低成本，提高效率，我們就需要從源頭抓起，在產(chǎn)品研發(fā)的初始期就應(yīng)盡早發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的缺陷，在開始便加以改善，而通過對(duì)虛擬樣機(jī)技術(shù)的運(yùn)用，就可以快捷高效地達(dá)到該目的。相比較于傳統(tǒng)的技術(shù)，虛擬樣機(jī)技術(shù)更注重系統(tǒng)性，包括產(chǎn)品的整個(gè)生命線，對(duì)于各領(lǐng)域的虛擬化起到協(xié)同作用。在該技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)，研究的主要是創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法和虛擬樣機(jī)仿真技術(shù)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究有關(guān)于新產(chǎn)品的開發(fā)與應(yīng)用，已在方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)、修改、整機(jī)性能預(yù)測(cè)等多個(gè)方面進(jìn)行了應(yīng)用。

2、多軸聯(lián)動(dòng)復(fù)合數(shù)控機(jī)床的新型研發(fā)

多軸聯(lián)動(dòng)復(fù)合數(shù)控機(jī)床憑借其高精度，優(yōu)工藝以及廣用途，得到了愈來愈多的業(yè)界人士的高度關(guān)注，研制開發(fā)出了多類型具有不同作業(yè)功效的合成型數(shù)控機(jī)床。而比較具有代表性的多軸聯(lián)動(dòng)復(fù)合機(jī)有六軸聯(lián)動(dòng)混聯(lián)數(shù)控機(jī)床、六軸聯(lián)動(dòng)臥式復(fù)合數(shù)控機(jī)床、五軸聯(lián)動(dòng)復(fù)合激光加工機(jī)床，以下對(duì)其進(jìn)行逐個(gè)淺析。

（1）六軸聯(lián)動(dòng)混聯(lián)數(shù)控機(jī)床所謂混聯(lián)機(jī)床就是將串聯(lián)與并聯(lián)原理相結(jié)合。串聯(lián)原理，具有大作業(yè)尺度、簡(jiǎn)潔運(yùn)動(dòng)算法的優(yōu)越性;但其各軸的運(yùn)動(dòng)誤差積累、懸臂結(jié)構(gòu)難以達(dá)到更高的剛度、運(yùn)動(dòng)件質(zhì)量過大就會(huì)影響速度的提升。而并聯(lián)機(jī)構(gòu)則有效地彌補(bǔ)了串聯(lián)機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)誤差不累加，剛度也較高運(yùn)動(dòng)件質(zhì)量小，速度快。將這兩者相結(jié)合的混連數(shù)控機(jī)床取其利，去其弊，其發(fā)展與應(yīng)用前景都值得期待。

（2）六軸聯(lián)動(dòng)臥式復(fù)合數(shù)控機(jī)床HC80絕大部分的工序在一次裝夾過程中就可以完成,特別是對(duì)于有相對(duì)位置要求的工序。這種設(shè)計(jì)解決了物流長(zhǎng)度過長(zhǎng)、基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換過多，定位誤差過大，工裝夾具數(shù)量過大，占地面積過大，新產(chǎn)品實(shí)驗(yàn)周期過長(zhǎng)等一系列重大問題?？梢杂行У靥岣吡松a(chǎn)效率。

（3）五軸聯(lián)動(dòng)復(fù)合激光加工機(jī)床SLC-1是以三軸聯(lián)動(dòng)復(fù)合激光加工機(jī)床為基礎(chǔ)，進(jìn)行的進(jìn)一步的開發(fā)研究成果，可實(shí)現(xiàn)空間復(fù)雜曲面激光淬火、激光切割、激光焊接等激光加工。在創(chuàng)新過程中，將五軸和三軸的本質(zhì)區(qū)別作為了一個(gè)重點(diǎn)考慮方向。三軸加工時(shí)，在工件坐標(biāo)系中其刀具周線固定不變；而五軸加工中卻做了相應(yīng)的創(chuàng)新改變，刀具軸線設(shè)計(jì)成了相應(yīng)變化的，既保證了加工質(zhì)量也提高了切削效率，同時(shí)避免其它因素的影響。但需要注意的是，自主研發(fā)的開放式數(shù)控系統(tǒng)，隨著網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜程度的增加所需求解的非線性優(yōu)化問題也會(huì)復(fù)雜化，我們需要選擇最佳的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。隨著復(fù)合加工技術(shù)的發(fā)展大跨步發(fā)展，出現(xiàn)了多種組合的復(fù)合加工機(jī)床，有效地提高了加工效率。

3、機(jī)器人創(chuàng)新開發(fā)

機(jī)器人主要分為固定機(jī)器人和移動(dòng)機(jī)器人兩大類。其中的移動(dòng)機(jī)朱志榮陜西榮天電氣有限公司719000器人又可再分為輪式移動(dòng)機(jī)器人、履帶式移動(dòng)機(jī)器人、步足移動(dòng)機(jī)器人。自動(dòng)導(dǎo)航輪式移動(dòng)機(jī)器人包含了輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)和作業(yè)操作機(jī)構(gòu)。而對(duì)于只含輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)的AGWMR也可將其稱之為“自動(dòng)導(dǎo)航車”。

（1）自動(dòng)導(dǎo)航輪式移動(dòng)物流機(jī)器人研發(fā)的輪式移動(dòng)機(jī)器人主要分為兩類:①2自由度和3自由度的AGV，導(dǎo)航方法包括視覺、超聲波、無(wú)線遙控、激光掃描、陀螺、電子羅盤;②物流AGWMR，是由輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)和作業(yè)機(jī)器人相結(jié)合,其移動(dòng)機(jī)構(gòu)與AGV一樣，1~6個(gè)自由度的物流作業(yè)機(jī)器人組成了作業(yè)部分。

（2）自動(dòng)導(dǎo)航牽引車AGT50AGT50是輪式移動(dòng)機(jī)器人，具有牽引移動(dòng)功能，5000N的牽引力可以拖動(dòng)多輛無(wú)人駕駛的拖車行駛。其導(dǎo)航方式與AGV相同，可作為參考選擇配置。其自主開發(fā)的開放式數(shù)控系統(tǒng)，可以根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況智能性選擇可開環(huán)控制或閉環(huán)控制；其自動(dòng)校正定位功能使作業(yè)更安全準(zhǔn)確。

（3）作業(yè)機(jī)器人目前研發(fā)的作業(yè)機(jī)器人主要分為四大類，分別為:噴漆機(jī)器人、焊接機(jī)器人、切削機(jī)器人以及檢測(cè)機(jī)器人。其中焊接機(jī)器人采用激光焊縫跟蹤技術(shù)，而噴漆機(jī)器人采用的則是軌跡規(guī)劃技術(shù)。在大尺寸長(zhǎng)距離的情況下進(jìn)行作業(yè)時(shí)，如大型罐、大型集裝箱、長(zhǎng)管道等的噴漆、焊接、局部切削加工及檢測(cè)作業(yè)，上述機(jī)器人可以獨(dú)立進(jìn)行作業(yè)或者與AGV組成輪式移動(dòng)運(yùn)動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行作業(yè)。為滿足大尺寸、長(zhǎng)距離情況下的作業(yè)位置和姿態(tài)定位要求，可將AGV與作業(yè)機(jī)器人自身位姿定位相結(jié)合，因?yàn)檩喪揭苿?dòng)機(jī)器人的作業(yè)精度低于上述作業(yè)的精度要求。

4、結(jié)語(yǔ)

篇9

1.1數(shù)控機(jī)床的工作場(chǎng)地選擇

(1)避免陽(yáng)光的直接照射和其它熱輻射、避免太潮

濕或粉塵過多的場(chǎng)所,盡量在空調(diào)環(huán)境中使用,保持室溫20℃左右。由于我國(guó)處于溫帶氣候、受季風(fēng)影響、溫

度差異大,對(duì)于精度高、價(jià)格貴的數(shù)控機(jī)床,應(yīng)置于有空調(diào)的房間中使用。(2)要避免有腐蝕氣體的場(chǎng)所。因

腐蝕氣體易使電子元件變質(zhì),或造成接觸不良,或造成

元件短路,影響機(jī)床的正常運(yùn)行。(3)要遠(yuǎn)離振動(dòng)大的設(shè)備(如沖床、鍛壓設(shè)備等)。對(duì)于高精度的機(jī)床還應(yīng)采用防振措施(如防振溝等)。(4)要遠(yuǎn)離強(qiáng)電磁干擾源,使

機(jī)床工作穩(wěn)定。

1.2數(shù)控機(jī)床的電源

數(shù)控系統(tǒng)對(duì)電源要求較嚴(yán),一般要求工作電壓為220V±10%。針對(duì)我國(guó)供電工況,對(duì)于有條件的企業(yè),可

為數(shù)控機(jī)床采取專線供電或增設(shè)穩(wěn)壓裝置,以減少供電品質(zhì)差的影響,為數(shù)控系統(tǒng)的正常運(yùn)行提供有力保證。

1.3數(shù)控機(jī)床配置合適的自動(dòng)編程系統(tǒng)

手工編程對(duì)于外形不太復(fù)雜或編程量不大的零件

程序,簡(jiǎn)單易行。當(dāng)工件比較復(fù)雜時(shí)(如凸輪或多維空

間曲面等),手工編程周期長(zhǎng)(數(shù)天或數(shù)周)、精度差、易

出錯(cuò)。因此,快速、準(zhǔn)確地編制程序就成為提高數(shù)控機(jī)床使用率的重要環(huán)節(jié);為此,有條件的用戶最好配置必

要的自動(dòng)編程系統(tǒng),提高編程效率。

1.4數(shù)控機(jī)床配置必要的附件和刀具

為了充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的加工能力,必須配備必要

的附件和刀具。切忌花了幾十萬(wàn)元錢買來一臺(tái)數(shù)控機(jī)床,因缺少一個(gè)幾十元或幾百元的附件或刀具而影響整

機(jī)的正常運(yùn)行。由于單獨(dú)簽訂合同購(gòu)買附件的單價(jià)大大高于隨同主機(jī)一起供貨的附件單價(jià),因此,有條件的企業(yè)盡量在購(gòu)買主機(jī)時(shí)一并購(gòu)置易損部件及其它附件。

1.5加工前的準(zhǔn)備

加工前要審查工件的數(shù)控加工工藝性,應(yīng)重視生

產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作(包括工件數(shù)控加工工藝分析、加工程

序編制、工裝與刀具配置、原材料準(zhǔn)備及試切加工等)

以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間,充分提高數(shù)控機(jī)床的使用效率。

合理安排適合在數(shù)控機(jī)床加工的各種工件,安排好數(shù)控機(jī)床加工運(yùn)轉(zhuǎn)所需的節(jié)拍。

1.6為維修保養(yǎng)做好準(zhǔn)備

建立一支高水平的維修隊(duì)伍,保存好設(shè)備的完整

2.數(shù)控機(jī)床的常見故障

2.1故障發(fā)生的階段

故障是指設(shè)備或系統(tǒng)因自身原因而喪失規(guī)定功能的現(xiàn)象。發(fā)生故障具有相同的規(guī)律,一般分為三個(gè)區(qū)域:

(1)初期運(yùn)行區(qū),故障率較高,故障曲線呈上升趨勢(shì),此區(qū)故障多數(shù)屬于設(shè)計(jì)制造和裝配缺陷造成的。(2)正常

運(yùn)行區(qū),此時(shí)故障曲線趨近水平,故障率低,此區(qū)故障一

般是由操作和維護(hù)不良造成的偶發(fā)事故。(3)衰老區(qū),此區(qū)故障率大,故障曲線上升快,主要原因是運(yùn)行過久、機(jī)

件老化和磨損過度造成的。

2.2故障的分類

按結(jié)構(gòu)分為機(jī)械和電氣兩類;按故障源分為機(jī)械故障和控制故障兩類;就其數(shù)控系統(tǒng)而言分為硬件故障、軟件故障、干擾故障三類。要判斷是機(jī)械方面故障

還是控制系統(tǒng)故障,其分析方法是:先檢查控制系統(tǒng),

看程序能否正常運(yùn)行,顯示和其它功能鍵是否正常,有無(wú)報(bào)警現(xiàn)象等;再檢查電機(jī)和檢測(cè)元件,是否能正常運(yùn)轉(zhuǎn),有無(wú)間歇或抖動(dòng)現(xiàn)象,有無(wú)定位不準(zhǔn)等問題。如果沒有上述問題,則可初步判斷故障原因在機(jī)械方面,著重檢查傳動(dòng)環(huán)節(jié)。檢查傳動(dòng)環(huán)節(jié)時(shí)應(yīng)使電機(jī)斷電,用手動(dòng)并配合打表檢查機(jī)器。

3.數(shù)控系統(tǒng)的常見故障分析

(1)位置環(huán)。這使數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出控制指令,并與位

置檢測(cè)系統(tǒng)的反饋值相比較,進(jìn)一步完成控制任務(wù)的

關(guān)鍵環(huán)節(jié);它有很高的工作頻度,并與外設(shè)相聯(lián)接,容易發(fā)生故障。常見的故障有:1)位控環(huán)報(bào)警:可能是測(cè)量回路開路,測(cè)量系統(tǒng)損壞,位控單元內(nèi)部損壞。2)不

發(fā)指令就運(yùn)動(dòng),可能是漂移過高,正反饋,位控單元故

障,測(cè)量元件損壞。3)測(cè)量元件故障,一般表現(xiàn)為無(wú)反饋值;機(jī)床回不了基準(zhǔn)點(diǎn);高速時(shí)漏脈沖產(chǎn)生報(bào)警,可

能的原因是光柵或讀頭臟了;光柵壞了。

(2)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。它與電源電網(wǎng)、機(jī)械系統(tǒng)等相關(guān)聯(lián),工作中一直處于頻繁的啟動(dòng)和運(yùn)行狀態(tài),也是故

障多發(fā)部位。其主要故障有:1)系統(tǒng)損壞。一般由網(wǎng)絡(luò)電壓波動(dòng)太大或電壓沖擊造成。地區(qū)電網(wǎng)質(zhì)量不好,會(huì)給

機(jī)床帶來電壓超限,尤其是瞬間超限,若無(wú)專門的電壓監(jiān)控儀,則很難測(cè)到。在查找故障原因時(shí),要加以注意,

還有一些是由于特殊原因造成的損壞。2)加工時(shí)工件表面達(dá)不到要求,走圓弧插補(bǔ)軸換向時(shí)出現(xiàn)凸臺(tái),電機(jī)低

速爬行或振動(dòng),這類故障一般是由于伺服系統(tǒng)調(diào)整不當(dāng),各軸增益系統(tǒng)不相等或與電機(jī)匹配不合適引起,解

決辦法是進(jìn)行最佳化調(diào)節(jié)。3)保險(xiǎn)燒斷,或電機(jī)過熱,以至燒壞,這類故障一般是機(jī)械負(fù)載過大或卡死。

(3)電源部分。電源失效或故障的直接結(jié)果是造成系統(tǒng)的停機(jī)或毀壞整個(gè)系統(tǒng)。一般在歐美國(guó)家,這類問

題較少,在設(shè)計(jì)方面的因素考慮的不多;但在中國(guó)由于電源波動(dòng)較大、質(zhì)量差,還隱藏有高頻脈沖類的干擾,加上人為的因素(如突然拉閘斷電等),這些原因可造成電源故障失控或損壞。再者,數(shù)控系統(tǒng)部分運(yùn)行數(shù)

據(jù)、設(shè)定數(shù)據(jù)以及加工程序等一般存貯在RAM存貯器內(nèi),系統(tǒng)斷電后依靠電源的后備蓄電池或鋰電池保持。

因而,停機(jī)時(shí)間比較長(zhǎng),拔插電源或存貯器都可能造成數(shù)據(jù)丟失,使系統(tǒng)不能運(yùn)行。

(4)可編程序控制器邏輯接口。數(shù)控系統(tǒng)的邏輯控制(如刀庫(kù)管理,液壓?jiǎn)?dòng)等),主要由PLC實(shí)現(xiàn),必須采

集各控制點(diǎn)的狀態(tài)信息(如斷電器,伺服閥,指示燈等),它與外界繁多的各種信號(hào)源和執(zhí)行元件相連接,

變化頻繁,發(fā)生故障的可能性較多,故障類型較多。

(5)其它。由于環(huán)境條件,例如干擾,溫度,濕度超過允許范圍,操作不當(dāng),參數(shù)設(shè)定不當(dāng),都可能造成停

機(jī)或故障。不按操作規(guī)程拔插線路板,或無(wú)靜電防護(hù)措施等,也可能造成停機(jī)故障甚至毀壞系統(tǒng)。

4常見故障的排除方法

(1)初始化復(fù)位法。一般情況下,由于瞬時(shí)故障引起的系統(tǒng)報(bào)警,可用硬件復(fù)位或開關(guān)系統(tǒng)電源依次清

除故障;若系統(tǒng)工作存貯區(qū)由于掉電、拔插線路板或電池欠壓造成混亂,則必須對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化清除,清除前應(yīng)注意作好數(shù)據(jù)拷貝記錄;若初始化后故障仍無(wú)排除,則需進(jìn)行硬件診斷。

(2)參數(shù)更改、程序更正法。系統(tǒng)參數(shù)是系統(tǒng)功能的依據(jù),參數(shù)設(shè)定有誤可能造成系統(tǒng)的故障或某功能

無(wú)效。有時(shí)由于用戶程序錯(cuò)誤亦可造成故障停機(jī),對(duì)此可以采用系統(tǒng)的塊搜索功能進(jìn)行檢查,改正所有錯(cuò)誤,確保正常運(yùn)行。

(3)調(diào)節(jié)、最佳化調(diào)整法。調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單易行的辦法,可通過對(duì)電位計(jì)的調(diào)節(jié),修正系統(tǒng)故障。通過調(diào)節(jié)速度調(diào)

節(jié)器的比例系數(shù)和積分時(shí)間,可使伺服系統(tǒng)達(dá)到既有較高的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性,又不發(fā)生振蕩的最佳工作狀態(tài)。在現(xiàn)場(chǎng)沒有示波器或記錄儀的情況下,根據(jù)經(jīng)驗(yàn),先正向調(diào)節(jié)使電機(jī)起振,然后向反向慢慢調(diào)節(jié),直到消除震蕩即可。

(4)備件替換法。采用好的備件替換診斷出的壞線路板,并做相應(yīng)的初始化啟動(dòng),使機(jī)床迅速投入正常運(yùn)轉(zhuǎn),

然后將壞板修理或返修,這是目前最常用的排故辦法。

(5)改善電源質(zhì)量法。目前一般采用穩(wěn)壓電源,以改善電源波動(dòng)。對(duì)于高頻干擾可用電容濾波法,通過這

些預(yù)防性措施可減少電源板的故障。

(6)維修信息跟蹤法。一些大的制造公司根據(jù)實(shí)際工作中屬于設(shè)計(jì)缺陷造成的偶然故障,可以不斷修改和完善系統(tǒng)軟件或硬件。這些修改以維修信息的形式不斷提供給維修人員,以此做為故障排除的依據(jù),有利于正確徹底地排除故障。

礎(chǔ)上已設(shè)計(jì)了一套新型應(yīng)力應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng),該系統(tǒng)集

數(shù)據(jù)采集和處理功能于一體,減少了中間環(huán)節(jié),操作更便捷、更簡(jiǎn)單且測(cè)試結(jié)果更精確[22]。

結(jié)束語(yǔ)

SHPB裝置是研究材料動(dòng)載特性的理想工具,SHPB

測(cè)試裝置的發(fā)展是力學(xué)、材料學(xué)、計(jì)算機(jī)等技術(shù)在應(yīng)用

領(lǐng)域的綜合集成。各學(xué)科的協(xié)同發(fā)展將有力地推動(dòng)

SHPB技術(shù)應(yīng)用范圍的擴(kuò)大以及SHPB測(cè)試技術(shù)的提高。

參考文獻(xiàn)

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[2]KolskyH.Aninvestigationofthemechanicalpropertiesofmaterials

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篇10

機(jī)床建模是虛擬仿真加工系統(tǒng)的關(guān)鍵模型，是實(shí)際機(jī)床在虛擬仿真加工系統(tǒng)中的數(shù)字化模型，包括幾何模型和運(yùn)動(dòng)模型。幾何模型是在CAD系統(tǒng)中建立的，首先根據(jù)實(shí)測(cè)得到的機(jī)床部件尺寸，建立相應(yīng)的模型，然后再根據(jù)相互關(guān)系進(jìn)行“裝配”，形成機(jī)床的幾何模型。虛擬仿真加工系統(tǒng)中，通過改變機(jī)床幾何模型各運(yùn)動(dòng)零部件的相對(duì)位置來模擬加工中虛擬機(jī)床的切削運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)模型是處理機(jī)床幾何模型在數(shù)控程序控制下如何改變各運(yùn)動(dòng)零部件模型相對(duì)位置的模型，與機(jī)床的結(jié)構(gòu)緊密相關(guān)。以DMU125P五軸加工中心為例，在運(yùn)動(dòng)模型建立過程中，機(jī)床各部件都視為剛體，這樣機(jī)床的結(jié)構(gòu)可抽象為一個(gè)運(yùn)動(dòng)鏈模型。在運(yùn)動(dòng)鏈各組成環(huán)節(jié)的剛體上固接坐標(biāo)系，通過坐標(biāo)變換，可以分析整個(gè)運(yùn)動(dòng)鏈的運(yùn)動(dòng)形式，建立運(yùn)動(dòng)鏈的依賴關(guān)系，即運(yùn)動(dòng)鏈的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)關(guān)系，如圖3所示。

2虛擬仿真數(shù)控加工功能的實(shí)現(xiàn)

a)系統(tǒng)框架的建立

在虛擬仿真加工開始之前，針對(duì)工藝信息，選擇相應(yīng)的虛擬機(jī)床、虛擬刀具、虛擬夾具、工件模型組成虛擬仿真加工系統(tǒng)。在虛擬仿真加工中，虛擬機(jī)床在數(shù)控指令的驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)虛擬刀具、虛擬夾具、工件模型等模擬切削過程，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控程序的正確性和可靠性的驗(yàn)證，其系統(tǒng)框架如圖4所示。虛擬仿真加工系統(tǒng)主要包括數(shù)控程序檢查、數(shù)控程序翻譯、運(yùn)動(dòng)仿真、刀具軌跡檢查、碰撞檢測(cè)等模塊。

b)程序檢查模塊

數(shù)控程序檢查模塊包括詞法、語(yǔ)法檢查，主要檢查程序中是否有數(shù)控指令集外的非法字符、數(shù)控指令的參數(shù)是否有效、語(yǔ)法上是否合乎邏輯等。

c)程序翻譯模塊

數(shù)控程序翻譯模塊以機(jī)床的數(shù)控程序規(guī)范為基礎(chǔ)，用以提取G指令、M指令、坐標(biāo)、進(jìn)給速度、主軸轉(zhuǎn)速、換刀、循環(huán)定義等信息，轉(zhuǎn)換為仿真數(shù)控代碼。這樣在虛擬仿真加工中，才能控制虛擬仿真加工系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)仿真和狀態(tài)設(shè)置，為運(yùn)動(dòng)仿真模塊提供必要的信息。

d)運(yùn)動(dòng)仿真模塊

該模塊是虛擬仿真加工系統(tǒng)最關(guān)鍵的一個(gè)模塊，決定了后續(xù)的刀具軌跡檢查、碰撞檢查結(jié)果的正確性。在該模塊中，首先根據(jù)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)模型，建立虛擬仿真加工系統(tǒng)各運(yùn)動(dòng)組件(包括虛擬機(jī)床各運(yùn)動(dòng)零部件、虛擬刀具、虛擬夾具和工件模型)的運(yùn)動(dòng)模型(即變換矩陣);然后根據(jù)翻譯模塊所提供的坐標(biāo)值計(jì)算各運(yùn)動(dòng)組件的變換矩陣并應(yīng)用以改變各運(yùn)動(dòng)組件的位置，從而可以模擬虛擬仿真加工系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)，具體步驟如圖5所示。

e)刀具軌跡檢查模塊

該模塊主要用于刀軸矢量的檢查，以避免刀軸的劇烈變化。大多數(shù)的CAM系統(tǒng)都提供了加工仿真和刀位軌跡(刀具軌跡數(shù)據(jù)包括刀位數(shù)據(jù)和刀軸矢量)仿真檢查功能。但對(duì)多坐標(biāo)加工而言，加工仿真和僅顯示刀位軌跡是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求的。在虛擬仿真加工系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)模擬的過程中，該模塊在顯示刀位軌跡的同時(shí)，也顯示刀軸矢量，這樣可以準(zhǔn)確地檢查刀具相對(duì)于工件位置及刀軸的變化。

f)碰撞檢測(cè)模塊

對(duì)五坐標(biāo)加工而言，刀具相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡很復(fù)雜，難以預(yù)測(cè)，通常需要進(jìn)行仿真檢驗(yàn)數(shù)控程序中可能出現(xiàn)的碰撞干涉。大多數(shù)CAM系統(tǒng)提供的加工仿真功能僅考慮刀具與工件、夾具間的碰撞檢查，而不能檢查可能出現(xiàn)的刀具與工作臺(tái)間、主軸與工件、夾具間的碰撞。在該模塊中，根據(jù)經(jīng)運(yùn)動(dòng)仿真模塊處理后的各運(yùn)動(dòng)零部件的相對(duì)位置，全面檢查可能出現(xiàn)的碰撞。

3應(yīng)用實(shí)例

DECKELMAHO公司的DMU125P機(jī)床是五軸五聯(lián)動(dòng)加工中心，具有立臥轉(zhuǎn)換功能。在立式狀態(tài)下，其結(jié)構(gòu)形式如，a軸為工作臺(tái)擺動(dòng)，c軸為工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)。在臥式狀態(tài)下，主軸繞b軸旋轉(zhuǎn)90°，其他狀態(tài)與立式結(jié)構(gòu)相同。在該機(jī)床上進(jìn)行五軸五聯(lián)動(dòng)的加工時(shí)，刀具相對(duì)于工件的空間運(yùn)動(dòng)軌跡復(fù)雜，加工前必須進(jìn)行虛擬仿真加工。本文以VERICUT軟件為平臺(tái)，構(gòu)建了DMU125P加工中心的虛擬仿真加工系統(tǒng)，用來檢驗(yàn)數(shù)控加工程序、刀具軌跡與潛在的碰撞危險(xiǎn)。在構(gòu)建125P加工仿真環(huán)境時(shí)，首先根據(jù)運(yùn)動(dòng)鏈關(guān)系建立機(jī)床拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)關(guān)系;然后建立機(jī)床的數(shù)字模型;最后根據(jù)工件、刀具、夾具和機(jī)床的數(shù)字模型構(gòu)建虛擬仿真加工環(huán)境。

4結(jié)語(yǔ)