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数控技术的机电装置设计

发布时间:2023-02-12 04:14:41

1. 数控专业毕业设计

给你一些数控专业的题目,希望对你有所帮助(1)XX零件加工工艺分析与程序设计(数控车或数控铣或加工中心)包括零件图、工艺分析与程序设计、数控程序编制、零件加工过程中出现的问题、编程心得。(2)数控机床XX部件电气控制系统设计包括部件功能描述、实现原理设计、方案选择、线路图及零件图、设计说明等。(3)XX型数控机床参数设置技术包括机床简介、参数说明、设置技巧、注意事项等方面内容。(4)数控机床日常维护技术包括数控机床结构系统、维护原则、日常维护项目及原因分析等方面内容。(5)XX型数控机床XX故障分析与维修包括数控机床简单介绍、故障现象描述、故障可能产生原因理论分析、故障诊断过程及维修方法等方面内容。(6)数控工艺编程综合设计(7)数控机床维修(8)塑料模的设计与数控模拟加工(9)浅淡工艺结构合理性(10)减速箱的设计(11)粗镗活塞销孔专用机床及夹具设计(12)带式输送机传动装置设计(13)轴类零件的工艺设计(14)零件的数控编程设计(15)专用钻夹具的设计 网上有很多范文啊,可以上网查啊 毕业设计吗,做出自己的东西,有新意又有个性当然是最好啦!做不了那么好,那也没关系。不能做所有事情,却总能做些事情的加油,就能有收获啊! 毕业设计是完成高职数控技术专业培养目标所必须的实践性教学环节,毕业设计为6周。一、毕业设计的一般步骤数控技术专业毕业设计大体分为三个阶段:方案选择及分析阶段,设计阶段和实施阶段。方案分析阶段大致包括熟悉课题、收集资料和可行性分析等阶段,设计阶段包括总体和详细两个阶段。二、 编写毕业设计(论文)1. 目录和前言:简述本课题的背景和理论根据。2. 系统功能和使用说明(1) 环境要求(2) 叙述对所做课题的系统分析、设计思想和实现方法。详细说明本人所做的工作,鼓励有创意或改进(此点是论文的主题)。(3) 实验调试情况。系统在调试过程中出现的问题及解决方法。(4) 结论。对本系统作一个较全面的评价:包括主要功能、有何特点、存在的问题、改进意见等。(5) 列出参考文献。3. 编写要求(1) 毕业论文要条理清楚,文字通顺,整齐美观,用计算机打印。(2) 字数一般不少于3000字,包括图表。毕业设计 ( 论文 ) 说明书规范化要求1.书写格式要求:用电脑打印,符合下列次序: (1) 毕业设计( 论文) 题目; (2) 毕业设计( 论文) 评语; (3) 目录; (4) 内容摘要(100 字,最好用中英文) ; (5) 引言; (6) 正文; (7) 参考文献( 或资料) ; 2.文字要求:文字通顺,语言流畅,无错别字。3.图纸要求:图面整洁,布局合理,线条粗细均匀,圆弧连接光滑,尺寸标注规范,文字注释必须使用工程字书写。4.图表要求:所有曲线、图表、线路图、流程图、程序框图、示意图等不准徒手画,必须按国家规定标准或工程要求绘制。5.份量要求:毕业设计( 论文) 字数不少于 0.3万字。论文选题1、利用CAD/CAM软件加工复杂曲面零部件指导教师:刘立群学生:藏大鹏、范雪峰、张晓佩、张双林、刘标、范加俊、陈玮、姜冰葵、宁城儒、黄峰、朱珠2、数控机床故障诊断的技巧指导教师:常平树学生:许艳、邵佳、夏军先、刘立中、李治德、武连成、逯海珍、方仲之、邓源平、刘孝顶、除院生、姚英子3、结合实习内容,选择一台设备进行剖析,分析其工作原理、功能,绘制传动原理图。说明其特点并绘制必要的图样,以及在设计和使用中应注意的问题。指导教师:邵冶群学生:周春、周红花、韦小超、郑礼明、刘佳路、张婷婷、董军、邢二宽、张梦影、陶静静4、设计一台两级减速器用于皮带机传动,要求绘制传动原理图,编制设计计算书,进行一级齿轮和轴的强度校核,并用AUTOCAD绘制图样。其参数如下:输入转速1500r/min、公称输入功率160KW,公称传动比4。

2. 详细介绍一下数控技术和机电一体化

这是我们伟大的母校的招生简章上的,呵呵:
◆机电一体化
专业特色:本专业人才被国家列为二十一切纪社会发展最急需的十大专业人才之一,是学校覆盖面和就业领域最宽的专来。机电一体化技术是在机、光、电、自动控制和检测、计算机应用等学科相结合的基础上建立起来的一门综合性应用技术,该主专业主要培养能进行机电一体化技术应用,并具有初步设计开发能力的高级工程技术人才。学生经过三年的学习,能够掌握机、电、计算机等方面的基础知识和必备技能,在电子技术、微机(包括单片机)及其接口技术方面有较强的软、硬件开发应用能力,并能够独立进行微型智能化产品的开发与创新。
主干课程:电子技术、机械原理及设计、微机原理及接口技术、传感器检测及信号处理技术、汇编/高级语言程序设计、电机与控制、CAD/CAM/CAE、微机数控技术及应用、电气控制与PLC、机电一体化技术与系统等。
服务方向:学生主要在各类大中型企业、公司、服务机构等从事机电一体化产品的开发、研究、制造、安装调试、使用、维修、生产经营管理、营销技术及管理工作,并具有独立创业的能力。。
◆数控技术及应用(国家级教改试点专业)
专业特色:计算机技术与工程技术相结合是现代科技发展的一个重要方面。数控技术综合应用了计算机应用技术、现代控制技术、传感器检测技术等高新技术的最新成果,把传统制造业推进到了信息化制造时代,是现代工业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础,是一种知识密集型和资金密集型的技术,被国家列入"十五"期间重点发展的前沿技术。目前数控化率(设备拥有量中数控设备所占的比例)已成为衡量一个国家或企业制造技术水平和经济实力的重要指标之一。该专业主要培养数控技术和数控设备的研制、编程、维修、改造、营销,机电设备的数字控制、检测和数控设备的CAD/CAE/CAM应用开发等方面高级工程技术人才。数控技术专业毕业生一直是人力资源市场上最受欢迎的专业人才之一,工作条件好,待遇优厚,我校该专业毕业生一次就业率在97%以上。许多毕业生已成为所在单位的中高级管理人员和技术骨干,部分优秀者还被企业选送出国深造。
主干课程:电子技术、计算机应用、现代控制理论、微机原理与接口技术、机械设计基础、机械制造技术,机床电气控制与PLC、传感器与检测技术、微机数控技术、数控机床与编程、CAD/CAM/CAE技术等。
服务方向:毕业生主要在数控行业各级技术管理机构、教育机构、研究机构;各数数控软件开发公司;数控设备及其配套产品的生产企业;各类外资数控机构在华的办事处;各类数控产品的经销公司及技术咨询公司;通讯、电子、机械、轻工等行业各类大、中型企业从事技术及管理工作。

3. 数控专业具体是什么数控的工作具体是什么

数控技术专业也叫计算机数控技术。
数控技术专业是采用计算机实现数字程序控制的技术。这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的运动轨迹和外设的操作时序逻辑控制功能。由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置,使输入操作指令的存贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现,均可通过计算机软件来完成,处理生成的微观指令传送给伺服驱动装置驱动电机或液压执行元件带动设备运行。
学习数控一般需要掌握英语、高等数学、工程力学、电工学、机械制造技术、数控加工工艺、数控编程、电气控制与PLC、电工技术、电子技术、机械制图、计算机绘图(cad)、计算机基础、可编程控制器、机械制造工艺与夹具、数控机床、数控机床故障与维修、典型数控系统等。
偏向电的则有数字电路,模拟电路,单片机原理及接口和应用,C程序设计,VF,VB程序设计,计算机网络技术,数控系统,数控加工工艺,数控编程,自动控制理论,液压传动与气压传动等。
从事数控专业的工作具体可以分为3个层次:
1、蓝领层:即数控操作技工,精通机械加工和数控加工工艺知识,熟练掌握数控机床的操作和手工编程,了解自动编程和数控机床的简单维护维修,此类人员市场需求量大,适合作为车间的数控机床操作工人,但由于其知识较单一,其工资待遇不会大高。
2、灰领层:其一,数控编程员:掌握数控加工工艺知识和数控机床的操作,熟悉复杂模具的设计和制造专业知识,熟练掌握三维CAD/CAM软件,如UG、PRO/E等;熟练掌握数控自动编程、手工编程技术。此类人员需求量大,尤其在模具行业非常受欢迎,待遇也很高。其二,数控机床维护、维修人员:掌握数控机床的机械结构和机电联调,掌握数控机床的操作与编程,熟悉各种数控系统的特点、软硬件结构、PLC和参数设置。精通数控机床的机械和电气的调试和维修。此类人员需求量相对少一些,但培养此类人员非常不易,需要大量实际经验的积累,非常缺乏,其待遇也较高。
3、金领层:属于数控通才,具备并精通数控操作技工、数控编程员和数控维护、维修人员所需掌握的综合知识,并在实际工作中积累了大量实际经验,知识面很广。精通数控机床的机械结构设计和数控系统的电气设计,掌握数控机床的机电联调。能自行完成数控系统的选型、数控机床电气系统的设计、安装、调试和维修。能独立完成机床的数控化改造.是企业(特别是民营企业)的抢手人才,其待遇非常之高。

4. 需求一篇机电一体化方面的毕业设计

数控技术
装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度,数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业(如信息技术及其产业、生物技术及其产业、航空、航天等国防工业产业)的使能技术和最基本的装备。马克思曾经说过“各种经济时代的区别,不在于生产什么,而在于怎样生产,用什么劳动资料生产”。制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料,而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。当今世界各国制造业广泛采用数控技术,以提高制造能力和水平,提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。此外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资,不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业,而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。总之,大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。
数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术,数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品,即所谓的数字化装备,其技术范围覆盖很多领域:(1)机械制造技术;(2)信息处理、加工、传输技术;(3)自动控制技术;(4)伺服驱动技术;(5)传感器技术;(6)软件技术等。
1 数控技术的发展趋势

数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化,使制造业成为工业化的象征,而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大,他对国计民生的一些重要行业(IT、汽车、轻工、医疗等)的发展起着越来越重要的作用,因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看,其主要研究热点有以下几个方面

1.1 高速、高精加工技术及装备的新趋势
效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率,提高产品的质量和档次,缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一,国际生产工程学会(CIRP)将其确定为21世纪的中心研究方向之一。
在轿车工业领域,年产30万辆的生产节拍是40秒/辆,而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一;在航空和宇航工业领域,其加工的零部件多为薄壁和薄筋,刚度很差,材料为铝或铝合金,只有在高切削速度和切削力很小的情况下,才能对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料“掏空”的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装,使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。
从EMO2001展会情况来看,高速加工中心进给速度可达80m/min,甚至更高,空运行速度可达100m/min左右。目前世界上许多汽车厂,包括我国的上海通用汽车公司,已经采用以高速加工中心组成的生产线部分替代组合机床。美国CINCINNATI公司的HyperMach机床进给速度最大达60m/min,快速为100m/min,加速度达2g,主轴转速已达60 000r/min。加工一薄壁飞机零件,只用30min,而同样的零件在一般高速铣床加工需3h,在普通铣床加工需8h;德国DMG公司的双主轴车床的主轴速度及加速度分别达12*!000r/mm和1g。
在加工精度方面,近10年来,普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm,精密级加工中心则从3~5μm,提高到1~1.5μm,并且超精密加工精度已开始进入纳米级(0.01μm)。
在可靠性方面,国外数控装置的MTBF值已达6 000h以上,伺服系统的MTBF值达到30000h以上,表现出非常高的可靠性。
为了实现高速、高精加工,与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展,应用领域进一步扩大。

1.2 5轴联动加工和复合加工机床快速发展
采用5轴联动对三维曲面零件的加工,可用刀具最佳几何形状进行切削,不仅光洁度高,而且效率也大幅度提高。一般认为,1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床,特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时,5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因,其价格要比3轴联动数控机床高出数倍,加之编程技术难度较大,制约了5轴联动机床的发展。
当前由于电主轴的出现,使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化,其制造难度和成本大幅度降低,数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床(含5面加工机床)的发展。
在EMO2001展会上,新日本工机的5面加工机床采用复合主轴头,可实现4个垂直平面的加工和任意角度的加工,使得5面加工和5轴加工可在同一台机床上实现,还可实现倾斜面和倒锥孔的加工。德国DMG公司展出DMUVoution系列加工中心,可在一次装夹下5面加工和5轴联动加工,可由CNC系统控制或CAD/CAM直接或间接控制。

1.3 智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势
21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统,智能化的内容包括在数控系统中的各个方面:为追求加工效率和加工质量方面的智能化,如加工过程的自适应控制,工艺参数自动生成;为提高驱动性能及使用连接方便的智能化,如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等;简化编程、简化操作方面的智能化,如智能化的自动编程、智能化的人机界面等;还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。
为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。目前许多国家对开放式数控系统进行研究,如美国的NGC(The Next Generation Work-Station/Machine Control)、欧共体的OSACA(Open System Architecture for Control within Automation Systems)、日本的OSEC(Open System Environment for Controller),中国的ONC(Open Numerical Control System)等。数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上,面向机床厂家和最终用户,通过改变、增加或剪裁结构对象(数控功能),形成系列化,并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中,快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统,形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。
网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求,也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外一些著名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机,如在EMO2001展中,日本山崎马扎克(Mazak)公司展出的“CyberProction Center”(智能生产控制中心,简称CPC);日本大隈(Okuma)机床公司展出“IT plaza”(信息技术广场,简称IT广场);德国西门子(Siemens)公司展出的Open Manufacturing Environment(开放制造环境,简称OME)等,反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。

1.4 重视新技术标准、规范的建立

1.4.1 关于数控系统设计开发规范
如前所述,开放式数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性,美国、欧共体和日本等国纷纷实施战略发展计划,并进行开放式体系结构数控系统规范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定,世界3个最大的经济体在短期内进行了几乎相同的科学计划和规范的制定,预示了数控技术的一个新的变革时期的来临。我国在2000年也开始进行中国的ONC数控系统的规范框架的研究和制定。

1.4.2 关于数控标准
数控标准是制造业信息化发展的一种趋势。数控技术诞生后的50年间的信息交换都是基于ISO6983标准,即采用G,M代码描述如何(how)加工,其本质特征是面向加工过程,显然,他已越来越不能满足现代数控技术高速发展的需要。为此,国际上正在研究和制定一种新的CNC系统标准ISO14649(STEP-NC),其目的是提供一种不依赖于具体系统的中性机制,能够描述产品整个生命周期内的统一数据模型,从而实现整个制造过程,乃至各个工业领域产品信息的标准化。
STEP-NC的出现可能是数控技术领域的一次革命,对于数控技术的发展乃至整个制造业,将产生深远的影响。首先,STEP-NC提出一种崭新的制造理念,传统的制造理念中,NC加工程序都集中在单个计算机上。而在新标准下,NC程序可以分散在互联网上,这正是数控技术开放式、网络化发展的方向。其次,STEP-NC数控系统还可大大减少加工图纸(约75%)、加工程序编制时间(约35%)和加工时间(约50%)。
目前,欧美国家非常重视STEP-NC的研究,欧洲发起了STEP-NC的IMS计划(1999.1.1~2001.12.31)。参加这项计划的有来自欧洲和日本的20个CAD/CAM/CAPP/CNC用户、厂商和学术机构。美国的STEP Tools公司是全球范围内制造业数据交换软件的开发者,他已经开发了用作数控机床加工信息交换的超级模型(Super Model),其目标是用统一的规范描述所有加工过程。目前这种新的数据交换格式已经在配备了SIEMENS、FIDIA以及欧洲OSACA-NC数控系统的原型样机上进行了验证。

2 对我国数控技术及其产业发展的基本估计

我国数控技术起步于1958年,近50年的发展历程大致可分为3个阶段:第一阶段从1958年到1979年,即封闭式发展阶段。在此阶段,由于国外的技术封锁和我国的基础条件的限制,数控技术的发展较为缓慢。第二阶段是在国家的“六五”、“七五”期间以及“八五”的前期,即引进技术,消化吸收,初步建立起国产化体系阶段。在此阶段,由于改革开放和国家的重视,以及研究开发环境和国际环境的改善,我国数控技术的研究、开发以及在产品的国产化方面都取得了长足的进步。第三阶段是在国家的“八五”的后期和“九五”期间,即实施产业化的研究,进入市场竞争阶段。在此阶段,我国国产数控装备的产业化取得了实质性进步。在“九五”末期,国产数控机床的国内市场占有率达50%,配国产数控系统(普及型)也达到了10%。
纵观我国数控技术近50年的发展历程,特别是经过4个5年计划的攻关,总体来看取得了以下成绩。
a.奠定了数控技术发展的基础,基本掌握了现代数控技术。我国现在已基本掌握了从数控系统、伺服驱动、数控主机、专机及其配套件的基础技术,其中大部分技术已具备进行商品化开发的基础,部分技术已商品化、产业化。
b.初步形成了数控产业基地。在攻关成果和部分技术商品化的基础上,建立了诸如华中数控、航天数控等具有批量生产能力的数控系统生产厂。兰州电机厂、华中数控等一批伺服系统和伺服电机生产厂以及北京第一机床厂、济南第一机床厂等若干数控主机生产厂。这些生产厂基本形成了我国的数控产业基地。
c.建立了一支数控研究、开发、管理人才的基本队伍。
虽然在数控技术的研究开发以及产业化方面取得了长足的进步,但我们也要清醒地认识到,我国高端数控技术的研究开发,尤其是在产业化方面的技术水平现状与我国的现实需求还有较大的差距。虽然从纵向看我国的发展速度很快,但横向比(与国外对比)不仅技术水平有差距,在某些方面发展速度也有差距,即一些高精尖的数控装备的技术水平差距有扩大趋势。从国际上来看,对我国数控技术水平和产业化水平估计大致如下。
a.技术水平上,与国外先进水平大约落后10~15年,在高精尖技术方面则更大。
b.产业化水平上,市场占有率低,品种覆盖率小,还没有形成规模生产;功能部件专业化生产水平及成套能力较低;外观质量相对差;可靠性不高,商品化程度不足;国产数控系统尚未建立自己的品牌效应,用户信心不足。
c.可持续发展的能力上,对竞争前数控技术的研究开发、工程化能力较弱;数控技术应用领域拓展力度不强;相关标准规范的研究、制定滞后。
分析存在上述差距的主要原因有以下几个方面。
a.认识方面。对国产数控产业进程艰巨性、复杂性和长期性的特点认识不足;对市场的不规范、国外的封锁加扼杀、体制等困难估计不足;对我国数控技术应用水平及能力分析不够。
b.体系方面。从技术的角度关注数控产业化问题的时候多,从系统的、产业链的角度综合考虑数控产业化问题的时候少;没有建立完整的高质量的配套体系、完善的培训、服务网络等支撑体系。
c.机制方面。不良机制造成人才流失,又制约了技术及技术路线创新、产品创新,且制约了规划的有效实施,往往规划理想,实施困难。
d.技术方面。企业在技术方面自主创新能力不强,核心技术的工程化能力不强。机床标准落后,水平较低,数控系统新标准研究不够。
3 对我国数控技术和产业化发展的战略思考

3.1 战略考虑
我国是制造大国,在世界产业转移中要尽量接受前端而不是后端的转移,即要掌握先进制造核心技术,否则在新一轮国际产业结构调整中,我国制造业将进一步“空芯”。我们以资源、环境、市场为代价,交换得到的可能仅仅是世界新经济格局中的国际“加工中心”和“组装中心”,而非掌握核心技术的制造中心的地位,这样将会严重影响我国现代制造业的发展进程。
我们应站在国家安全战略的高度来重视数控技术和产业问题,首先从社会安全看,因为制造业是我国就业人口最多的行业,制造业发展不仅可提高人民的生活水平,而且还可缓解我国就业的压力,保障社会的稳定;其次从国防安全看,西方发达国家把高精尖数控产品都列为国家的战略物质,对我国实现禁运和限制,“东芝事件”和“考克斯报告”就是最好的例证。

3.2 发展策略
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。

参考文献:
〔1〕 中国机床工具工业协会 行业发展部.CIMT2001巡礼〔J〕.世界制造技术与装备市场,2001(3):18-20.
〔2〕 梁训王宣 ,周延佑.机床技术发展的新动向〔J〕.世界制造技术与装备市场,2001(3):21-28.
〔3〕 中国机床工具工业协会 数控系统分会.CIMT2001巡礼〔J〕.世界制造技术与装备市场,2001(5):13-17.
〔4〕 杨学桐,李冬茹,何文立,等?距世纪数控机床技术发展战略研究〔M〕.北京:国家机械工业局,2000.
对中国制造业信息化的战略思考

伴随中国加入WTO和经济全球化,中国正在成为世界制造业的中心。中国的制造业企业面临更加激烈的国际国内市场竞争,如何迅速提高企业的核心竞争力,很重要的一点,就是加快企业的信息化进程。 制造业信息化作为国民经济和社会信息化的核心,我国政府给予了高度的重视。国家科技部已正式启动制造业信息化重大专项,将投资八个亿大力推进制造业信息化关键技术研究及应用示范工程。 从八十年代中期企业逐步开始应用CAD软件,到国家在九十年代实施CAD应用工程,到企业广泛应用财务软件,我国的制造业企业在实施信息化的道路上已经度过了近二十年时间,取得了很多经验和教训。本文将对中国制造业企业在实施信息化过程中的深层次的战略问题进行深入的剖析,以帮助制造业企业能够在信息化的道路上少走弯路,使信息技术能够真正为企业经营服务,成为企业发展的原动力。 二.构成制造业信息化价值链的基本要素 国家和地方主管部门、制造业企业、咨询服务企业、系统软件供应商、制造业应用软件供应商、电脑与外设供应商、网络产品供应商、渠道与代理商和软件及系统集成商,是构成制造业信息化价值链的基本要素。制造业信息化价值链的每个基本要素之间都是相互联系、相互作用、相互影响的。每个环节出问题,都可能导致制造业信息化工程的失败。 图1 制造业信息化的价值链 1.国家和地方主管部门是制造业信息化工程的管理者和推动者,其职责是: 1)负责对国家和地方的信息化工作进行宏观引导与管理。 2)负责制定政策,实施项目和计划,以点带面,重点扶持,树立样板,推动信息化应用工程的发展。 3)负责推广先进的信息技术。 4)负责建立和维护公正的市场秩序和竞争机制,保证各个基本要素实现多赢。 2.制造业企业是信息化的最终客户,是主体,其他要素都是为这个客户服务的。 每个制造业企业,都需要根据自己的行业、规模、发展阶段、管理体制,来选择个性化的信息化解决方案。要实施好信息化工程,企业必须注意以下问题: 1)企业领导必须对信息化建立基本的认识,必须认识到,信息化是一个工具,是一种手段,需要为我所用,为企业的发展服务。 2)信息化是首长工程,企业领导必须把它当作一个企业发展的战略任务来抓,必须真抓实干。 3)信息化是一个复杂的系统工程,企业必须把信息化作为一个长期的分阶段实施的大项目来进行科学地管理。在项目实施前,必须对信息化工程这个大项目的实施所要解决的问题、每个阶段的目标、项目的人员组织、成本、考核标准进行计划。在实施过程中,必须进行监控,必须对每一个阶段的实施成果进行评估和分析。信息化工程这一关系到企业生死存亡的项目的成功实施,必须满足项目成功的三个基本条件,即实施周期、实施成本和实施效果。 4)任何一个试图提高效率、降低成本的革新,一开始总是会降低效率、提高成本。企业这个大系统需要一段时间的适应,才能把革新的成果融入企业,信息化工程也不例外。因此,对信息化过程中的困难和问题,制造业企业应有客观、理智的认识,企业领导要敢于冒有准备的风险。 5)信息化工程的关键,是企业能够在咨询服务商或者软件公司的帮助下,弄清自己的需求。信息化软件实际上是企业管理思想和理念的一种载体,如果软件本身所包含的管理思想和理念与制造业企业相冲突,信息化工程是不可能成功的。因此,企业需要有既懂管理,又能够清晰地描述自身企业的管理模式与信息化需求,并能够与咨询公司或软件企业进行交流和配合的管理人才队伍。 6)软件既然是一种工具,就必须有能够熟练使用这种工具的人。因此,企业需要培训一批能够熟练软件的应用人才队伍。 7)随着技术的发展,软件的应用平台日趋复杂。因此,企业需要有熟练掌握计算机硬件、网络和数据库的维护人才,确保系统正常运行。在国外,越来越多的企业将这类工作外包给专业的软件服务和集成商。 8)信息化建设需要消耗相当大的资金,因此,企业要充分考虑资金的获取渠道与方式,做好预算与成本控制,避免信息化工程因为资金问题而中途夭折。 3.咨询服务企业是制造业信息化的枢纽,其职责是: 1)帮助企业进行信息化需求的诊断和分析,制定制造业企业信息化的总体规划。 2)帮助企业进行信息化软件、硬件和系统集成方案的选型、实施与监理。 3)帮助企业进行多层次信息化人才的培训。 4)不断跟踪和研究制造业信息化领域的技术、市场、产品和服务的发展变化趋势,深入企业进行调查研究,为制造业企业推荐最合适的信息化解决方案。 4.制造业软件企业是制造业信息化的工具制造商,其职责是: 1)提供能够满足制造业企业功能需求,能够在企业的计算机和网络平台安全、可靠运行,并能实现与其它应用软件集成的软件产品。 2)软件产品应具备先进性、实用性、可靠性、兼容性、开放性、易学易用性等特性。 3)为制造业提供软件产品的安装、培训与服务。其中服务包含软件实施、软件升级、客户化开发、解决应用中的问题等。 5.软件服务和集成商是制造业信息化的桥梁,其职责是: 1)帮助企业进行信息化软件的客户化开发、培训和系统升级。 2)帮助企业实现不同应用系统的信息集成。 3)帮助企业维护整个信息系统,并解决信息备份、信息安全问题。 6.电脑与外设供应商、网络产品供应商和系统软件供应商组成了制造业信息化的基础的、与具体应用无关的平台。该平台必须保证整个信息化系统运行的可靠性、安全性和兼容性。 7.渠道与代理商负责帮助产品供应商进行产品的销售、服务与技术支持。大多数硬件与网络供应商和系统软件供应商以分销和渠道销售为主;而制造业应用软件公司则主要采用直销,自主从事产品的销售、服务和技术支持工作。 三.决定制造业信息化工程成败的关键因素 制造业信息化的价值链中的各个环节都是决定信息化工程成败的因素,而其中,政府主管部门、咨询服务体系和制造业软件企业,是最重要的因素。 首先,政府主管部门对于整个价值链的影响是巨大的,政府主管部门制定的政策如何、导向如何,对制造业信息化工程的成功至关重要。 在“九五”期间,国家科技部提出的CAD应用工程,就顺应了当时的企业信息化状况,带动了一大批企业甩掉图板,使用CAD软件,使企业真正尝到了信息化的甜头,激发了企业实现信息技术深化应用的热情。反之,有些地方和行业的主管部门,在推进信息化的过程中,采取了计划经济时代的一些地方保护、行业垄断等做法,规定企业只能用某某产品、某某软件,这就不利于信息技术的推广应用。 第二,在制造业信息化工程实施的过程中,有没有咨询服务企业的参与,参与的程度与方式如何,也是导致信息化成功的关键因素。 许多制造业企业在实施信息化工程时,考虑得比较多的是建网络、买软件和硬件,在购买前看演示时令人眼花缭乱的好功能,到了企业就是用不起来,数据格式不兼容、借口连不上等问题随着而来。有的企业甚至成了“软件展示厅”,买了一大堆软件,但还是一个混合物,没有真正实现“化合”,没有真正集成起来。究其原因,就是没有引进咨询服务企业,进行认真、仔细的需求分析,缺乏有实际指导意义的总体规划和实施及集成方案。 另一方面,咨询服务业在中国还处于起步阶段,还比较缺乏专业性的制造业信息化咨询企业,高校的专家、教授和研究生是从事咨询服务的主要力量。他们的优势是对国内外先进技术和发展趋势进行跟踪研究,但是往往缺乏在企业工作和实施项目的实际经验。 不少制造业软件企业除了为制造业企业提供应用软件之外,实际上也扮演了咨询服务的角色。企业常常要求制造业软件公司为企业制定信息化方案,甚至进行软件与系统集成等。但是,由于制造业软件企业是以卖自己的软件为目的,所以免不了王婆卖瓜,少数软件甚至用一些模糊、错误的概念来误导制造业企业。因此,制造业信息化呼唤专业、独立、中立的咨询服务企业,来真正站在企业的角度,制定合理的制造业信息化解决方案。 武汉市制造业信息化工程技术研究中心于2002年1月成立,它是在制造业信息化工程深化实施的过程中应运而生的,在全国首创了由政府引导、高校和企业投资、市场化运作的新型运作模式。工程中心致力于通过深入的研究,来为不同行业、不同规模、不同体制和不同发展阶段的制造业企业推荐最优化、最佳性能价格比的解决方案,使企业通过实现信息化,真正提升自己的核心竞争力和创新能力、显著降低成本,获得显著的经济和社会效益,避免信息化投资的失误。 第三,制造业应用软件的选型、实施、客户化开发与信息集成,也是制造业信息化工程成功与否的关键环节。 目前,我国的制造业企业没有执行统一的标准。许多企业采用行业标准、甚至是企业标准。连标准化程度最高的产品设计过程,也存在许多不同的要求,例如明细表的书写方式等。在后续的工艺编制环节,则根据企业的产品、行业的特点不同,需求差别更大。有的以装配工艺为主,有的以机加工工艺为主,有的以焊接工艺为主等。企业生成各种清单、报表的方式以及编码方式也是五花八门,各不相同。 企业的管理模式则差别更大,一些传统的大型制造业企业以纵向一体化为主,在整个企业集团建立了严格的分工,建立了内部的供应链,如一汽。而在一些民营经济发达的地区,如浙江、江苏、广东等地,则建立了横向一体化,形成了外部的供应链,如广东南海的铝行材供应链、重庆的摩托车供应链和浙江永康的小五金供应链等。不同的企业生产组织方式、产品特点、营销模式、采购方式不同,形成了不同的管理模式,因此,不可能用一种类型的管理软件来适应所有的企业。对于流程型企业,如石油、化工、钢铁企业,所使用的管理软件与离散型制造业又有根本的区别。 制造业的内部管理环节众多,差别巨大,因此,应用软件的选型、客户化开发和信息集成十分关键。每个应用软件都有不同的市场定位,适合于

5. 数控专业主要学什么

数控专业主要掌握的理论:制图、公差、机械加工工艺、机械设计、数控加工工艺、数控原理、数控编程、数控电控、数控机床维修、更高:CAXA电子图版、CAXA制造工程师、proe、ug等任选。

实习:车床、铣床、数控车、数控铣床(加工中心)的机床操作和软件仿真。

6. 机电一体化的毕业设计可以选择哪些题目

一、现代机电控制技术应用方面(包括系统设计或设计、维修技术难点分析的论文)

1.土高精度大屏幕LED日历时钟

2.键多功能数显键盘制作

3.交通灯控制系统

4.电梯控制系统

5.楼宇智能监控系统

6.数字温度计

7.多温度检测系统

8.LCD数字显示体温计

二、数控技术应用方面(包括典型零件数控工艺编制或数控加工难点、数控设备维修技术分析的论文)

1.土某一副典型冲压模具数控加工工艺

1.2某一副典型塑料模具数控加工工艺

3.3某一个汽车零件数控加工工艺

4.数控车床某一种故障分析与维修维护技术

5.数控铣床某一种故障分析与维修维护技术

6.加工中心某一种故障分析与维修维护技术

7.多种数控加工技术的综合应用经验

8.数控加-ET_艺与传统工艺的结合

9.结合产学研岗位的数控技术应用的其他设计(论文)

三、机电装置方面(包括系统设计或设计、维修技术难点分析的论文)

1.土某专用机械传动系统设计

2.某农产品加工机器设计

3.某轻工产品加工机器设计

4.某专用机器技术改造

5.典型机床维修技术

7. 机电一体化技术在数控机床中的应用

新专业啊
也有叫机械电子工程的

这个专业好找工作

机电工程系机电一体化专业专业主干课程介绍简介

1、机械设计基础
掌握通用机械零件的设计原理、方法和机械设计的一般规律,具有选用通用机械传动装置和初步具有设计简单机械的能力,具有运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料的能力,是机电专业的一门主干技术基础课。本课程为学生在今后的工作中解决机械技术问题打下一定的基础。
课程学习应达到以下要求:掌握常用机构的工作原理和运动特点,初步具有分析机构和选择传动方案的能力。掌握通用零部件的功能和结构特点,初步具有分析简单机械和设计机械传动装置的能力。具有运用标准、规范、手册、图册等有关技术资料的能力。

2、工程材料及机制基础
课程学习应达到以下要求:掌握机械加工工艺的基础知识,主要加工方法的基本原理,特点和应用范围。熟悉制订机械加工工艺规程的基本知识。具有确定零件加工方法和制订典型零件机械加工工艺规程的初步能力。具有综合运用工艺知识,分析零件切削加工与装配结构工艺性的初步能力。熟悉常用的机械工程材料的成分,组织结构,加工工艺与性能之间的关系及变化规律。掌握常用机械工程材料的性能与应用,具有选用常用机械工程材料和改变材料性能方法的初步能力。 掌握主要热成形方法和板料冲压的基本原理,特点和应用,熟悉影响产品质量的因素熟悉毛坏或零件的结构工艺性,并具有设计抟坏或零件结构的初步能力

3、电子技术
掌握模拟电路、数字电路的基本原理及分析方法,熟悉半导体、二极管、三极管、场效应管、放大电路、负反馈放大电路、集成放大电路、集成运算放大电路的线性与非线性应用、波形发生电路、功率放大电路、数字逻辑基础、逻辑门电路基本知识及D\A与A\D转换电路等基本知识。
课程学习应达到以下要求:对于模拟电子和数学电子的一些基本电路和应用电路具有建模能力和一定的分析设计能力,对于典型电路及其基本电路要求会计算重要电子电路参数,实验课应重点偏向于增强学生理论与实践相结合的能力,自己动手来加强对理论知识的了解及加深,计算能力,分析设计能力主要从考试及平时提问和作业来进行考核,实验则主要通过实验仪器的正确使用及连线,实验结果的是否实现来考核。

4、可编程控制器
可编程序控制器是以微处理器为基础,综合了计算机控制技术和通讯技术而发展起来的一种新型的、通用的自动控制装置,近来在工业生产过程中得到越来越广泛应用。本门课程作为机电工程技术专业的必修课。通过学习使学生掌握PLC的硬件和软件资源及其简单的系统设计,为学生将来在生产中的具体应用打下良好的基础。
课程学习应达到以下要求: 养成对小型控制系统要达到会分析被控对象的运动规律的分析能力。养成对小型控制系统要达到会选择可编程序控制器型号、外围设备及其相应的程序设计方法的设计能力。养成能运用所学的可编程序控制器软、硬件知识,对类似机床进给、换刀等小型系统进行自动控制系统设计的职业岗位综合能力。

5、单片机与接口技术
了解微机组成与结构,熟悉并掌握微机指令系统和汇编程序编制方法。熟悉扩展存储器、输入输出电路AD和DA等、接口电路的使用方法,具有分析、调试汇编程序和简单系统硬件能力。使学生从应用角度出发,在理论和实践上掌握单片机的基本组成,工作原理、基本接口及其接口扩展方法。使学生学习后具有单片机应用系统硬、软件的初步开发能力。
课程学习应达到以下要求:熟悉单片机的基本组成、基本特性。掌握单片机汇编语言程序设计的基本方法、熟悉上机调试过程。掌握单片机中断工作方式及中断处理过程。掌握单片机计数器/定时器各种工作方式及其应用程序设计。掌握单片机内置接口的基本原理及应用方法。掌握单片机存储器及I/O接口扩展的基本原理及其应用方法。

6、数控机床及编程
了解数控机床的基本组成和工作原理,熟悉数控机床的机械结构,掌握典型的机械传动和控制数控机床运动的插补原理及刀具补偿运算。了解数控编程的一般方法,熟悉数控编程指令,能对需要编程的机械零件进行必要的工艺分析和轨迹计算,能对典型的加工零件进行数控编程。
课程学习应达到以下要求:掌握数控技术的基本原理、掌握数控编程的方法、了解数控技术在生产中的使用情况,并通过大量实践操作,使学生对数控机床具有一定的实际操作能力,进入社会后能够迅速达到工厂、企事业单位用人要求。能设计简单的数控装置或将一些旧设备改进为简易数控机床。

7、伺服系统与机床电气控制
本课程是机电一体化专业的必修专业课。让学生初步了解机床电拖动系统的工作原理,简单的设计计算方法,提高分析与解读具体控制系统的能力,为全面掌握机床的控制和工作原理奠定基础。
课程学习应达到以下要求:掌握常用的可控整流电路的工作原理、特点与分析方法。了解开环与闭环控制系统的组成、控制原理及特点。掌握一阶、二阶系统的典型输入信号响应及系统稳定性和稳态误差分析。了解电器伺服系统的基本结构和工作原理,位置控制方案,步进电动机的结构和工作原理,驱动电路的结构特点。了解直流电动机/三相交流异步电动机的工作特性、转速调节方法,以及三相交流异步电动机的各种启动方法和特点。了解机床电器控制系统的基本设计方法及注意事项。掌握机床电器控制系统的常用元器件,基本控制环节,了解车床、铣床、钻床等常用机床的控制线路的结构和工作原理。

8、数控机床故障分析与维修
了解和掌握数控机床常见故障,熟悉引起故障的多种原因。掌握数控机床故障分析所需使用的常用设备仪器和常用手段及数控机床常见故障的维修方法,熟悉典型数控系统参数调整方法。初步掌握判断已损坏电路的能力。

9、《工程力学》
是机电工程技术专业的一门技术基础课程,为专业设备的机械运动分析和强度分析提供必要的理论基础。通过本课程的学习,使学生理解和掌握力学的基本概念、基本原理、基本方法,注重理论在工程实践中的应用,以利于培养学生分析问题、解决问题的能力。
课程的主要任务是:能从简单机构或结构中选取隔离体,画出受力图。能对构件进行静力分析,并能正确确定约束力。能正确应用截面法确定内力,并绘制简单内力图,确定危险截面。能分析和解决简单受力构件的强度、刚度、稳定问题。对弯扭组合的圆轴,能画出其计算简图,并能正确进行强度计算。了解常用材料在常温静载下的力学性能,破坏现象以及常用的测试方法。了解点、刚体的简单运动规律,并能进行简单运算。能应用动能定理和动静法分析简单的动力学问题。

10、《电工技术》课程
该门课程为机电一体化专业学生的一门专业基础课,通过本门课程的学习,应使学生对于电路基础知识常用电机以及继电一接触器控制,电工测量等理论知识掌握,同时还要注重培养学生的动手能力,强调重要内容的合理性和系统性。
课程的主要任务是:应使学生对于一般的交直流电路和磁路具有一定的分析和计算能力,在异步电路动机的工作原理中对于电路于磁路之间的相互结用,应有更深一层的理解,具有一定的建模能力,继电一接触器等构成的电气原理图中简单电路要求同学们具有一定的读图能力,能够对于简单电气控制进行分析,在实验中增加动手能力和与理论知识相结合的能力。
11、画法几何及机械制图课程
工程图样被喻为"工程界的语言",它是科技工作者借以表达和交流技术思想的重要工具,是工程技术部分的一项重要技术文件。本课程是一门技术基础课,研究用投影法绘制工程图样的理论和方法。其主要目的是培养制图、读图的基本技能和空间想象能力。
本课程的主要任务:研究投影法(主要是投影法)的基本理论;使学生对空间几何问题的图解法有初步了解;培养空间想象力和空间分析能力;培养绘制和阅读机械图样的能力;使学生对计算机绘图有初步的了解;有意识地培养学生的自学能力和创造能力及认真负责和严谨细致的工作作风。
12、计算机绘图
计算机绘图部分,是适应现代化建设的新技术,在本课程中应使每个学生对计算机绘图及其发展的意义的初步的了解,并基本掌握AutoCAD软件的二维绘图方法。
教学基本要求熟练掌握《机械制图国家标准》中有关图纸幅面、比例、字体、图线及尺寸标注的规定。掌握视图选择的基本原则,熟练掌握机件的各种常用表达方法和标注方法。了解零件图的作用、内容;零件的常见工艺结构。掌握零件的测绘方法,典型零件的画法及标注方法。熟练掌握螺纹紧固件连接装配图的画法及规定标记。了解齿轮等常用件的规定囝法和标注。了解装配图的作用与内容;零件的编号方法及明细表的画法。掌握AutoCAD软件绘图的基本方法。
13、《液压气动技术基础》
本课程为机电一体化专业人员的一门专业技术基础课,是工程技术人员必修课,通过本课程的学习,机类技术人员可获得必要的液压传动基础知识,熟悉液压控制阀的特点,对简单的液压回路具有设计能力。
对能力培养的要求
通过理论教学使学生具有设计简单液压系统的能力;具有分析典型液压系统工作原理的能力;具有正确使用液压控制阀的能力。掌握流体力学基础知识。掌握流体传动概念。重点掌握液压泵及液压马达的工作原理重点掌握单向阀、液控单向阀的导通原理掌握常用基本回路。了解气动元件。
14、工程检测技术
《工程检测技术》是机电一体化专业的一门技术基础课,强调动态测试中构成信号流程的基本理论、基本手段和基本技能。通过本课程的学习使学生能较正确地选用测试装置和初步掌握进行动态测试所需要的基本理论、基本知识和基本技能。
对能力培养的要求基本掌握测试系统静态、动态特性的描述方法和理想测试系统的条件。基本掌握常用传感器、信号的中间转换和显示记录的原理,并能够校正确地选用测试系统进行测试工作。能够对测试信号进行分析和处理,包括对测试信号进行时域分析、频域分析、幅值域分析等。

培养目标:
本专业培养学生从事数控加工、机械产品设计与制造、生产技术管理方面的高等工程技术应用型人才。要求学生能在生产现场从事产品制造、开发工作,或在技术部门从事工艺、管理工作。主要培养学生数控编程、加工及数控车床、数控铣床、数控加工中心及其它数控设备的操作维修、维护方面的理论知识和专业知识。并能获得国家劳动和社会保障部颁发的数控工艺员技术等级证书,车钳工等级证书。
主干课程设置:
机械制图及计算机绘图,工程力学,机械设计,单片机原理及接口技术,机械制造技术基础,电工电子基础,电气控制技术,数控机床控制技术和系统,数控机床原理及应用,数控机床编程与操作,CAD/CAM技术,机床夹具,数控机床维修技术。AUTOCAD平面绘图,MASTERCAM三维设计,PRO/E实体造型。以及金工实训,车钳工实训,数控车实训 。
就业情况:
本专业毕业生主要面向珠三角外资大中型企事业单位及国有企事业单位的操作、销售、工艺、设备维护等部门,主要培养数控机床操作人员、数控编程工艺人员、数控设备维修人员、数控设备营销人员。此外还能从事CAD/CAM软件应用,数控系统或设备的销售与技术服务工作,数控设备的安装调试及维护,以及车间生产组织与管理等工作.

8. 数控车床自动回转刀架机械结构及控制装置设计选题的意义

数控车床的刀架是机床的重要组成部分刀架用于夹持切削用的刀具,因此其结构直接影响机床的切削性能和切削效率。在一定程度上,刀架的结构和性能体现了机床的设计和制造技术水平。随着数控车床的不断发展,刀架结构形式也在不断翻新。其中按换刀方式的不同,数控车床的刀架系统主要有回转刀架、排式刀架和带刀库的自动换刀装置等多种形式。自1958年首次研制成功数控加工中心自动换刀装置以来,自动换刀装置的机械结构和控制方式不断得到改进和完善。自动换刀装置是加工中心的重要执行机构,它的形式多种多样,目前常见的有:回转刀架换刀更换主轴头换刀以与带刀库的自动换刀统。

9. 数控技术原理的原理分析

通俗的说,数控技术就是使用计算机来对其他设备实现控制的功能,是电子信息技术、软件开发等多种计算机技术的综合应用。以下是数控技术原理原理与应用探究,希望能提供帮助。
关键词:数控技术;机械加工;机床研究
1数控技术原理
1.1基本概念
所谓数控技术,就是指在使用数字信息的基础上,对机器的加工和活动进行控制的一种技术。在数控技术中,不但包括了以往经常使用的机械制造技术、计算机技术等,它还包含了很多先进的技术,比如可以预先进行编程,然后使用已经编译好的程序来对设备实现控制的作用。除此之外,数控技术还对CAD/工程化的方向的发展起到了很大的促进作用。
通俗的说,数控技术就是使用计算机来对其他设备实现控制的功能,是电子信息技术、软件开发等多种计算机技术的综合应用。如今,微电子已经得到了快速的发展,而随之产生的结果就是数控技术在先进的机械加工之中已然成为了主体。不单数控的系统性能得到了很好的实现,并且其功效也得到了很大的提升。因此,数控技术对于机械加工机床有重要的作用。
1.2工作原理
在数控技术的装置中,主要包含了计算机系统、接口单元(且这个接口单元适合数控机床的功能相匹配的),以及机床的么个功能的模块结构。在装置之中,计算机系统的作用就是通过网络来实现远程操作,从而对机床进行控制。这样不但能够使得工作台在计算机的控制下有着精准的定位,而且对于整个生产过程的加工效率的提升也有着很重要的作用。
除此之外,为了保证计算机可以按照预设的要求进行工作,就必须将工件的位置在进行加工之前对它采取固定措施,这时需要对工件加工的速度进行观察,使其适中。然后,在系统的输入端将一些数据输入进去,之后在电力作用下机床就能够在计算机的控制下,按照之前设计的路线进行准确的执行任务了。
整个对于机床的控制都是通过计算机来进行的,在工作的整个过程中我们所需要做的只是将预设的数据输入到控制的系统之后,之后计算机就能够自动的对这些数控进行处理,然后对机床进行控制,使其正常的加工。利用数控方式来对机器加工机床进行控制,可以使得机床完成很精准的工作,并且完成的效率很高。
2数控技术的应用
2.1工业中应用
在工业的生产中,数控技术得到了广泛的使用,主要是应用在对机械设备进行生产的生产线上。通过使用计算机,可以在对机械进行生产的装备中依次按照要求写入相应的代码,从而对生产实现精准的、有效的控制。
在工业生产中,数控技术往往是用来代替一些人工难以完成的任务,这是因为数控技术是基于计算机进行控制的,而计算机有着的高准确度的特点,所以数控技术不但能够使得生产的产品有着很高的质量,并且还可以消耗较少的成本,对于工业生产的促进有着很大的作用。使用数控技术应用到工业生产中,不但减少了差错率,而且能够节省劳动人员的数量,使得工作人员的环境也相应的得到了改善。
在使用数控技术的时候,如果出现了未知的错误,为了使得生产加工的程序能够继续执行下去,并且使得工作人员的安全得到保证,系统会将错误的信息回馈给计算机的系统,并且停止工作防止错误的继续执行。数控所有的这个特点,能够保证工业中生产的设备有着较好的质量,不会出现问题。
2.2机床中应用
在机械加工的技术中,数控的方式对它的发展起到了很大的作用。并且,机电一体化的系统中,数控有着核心的作用,所以它的使用对于机械加工机床的效率的提高也有着很好的效果。在机床的应用中,计算机能够通过它的数控系统来发送指令,机床中心收到了这些指令之后就可以按照指令的要求进行工作,这样机床就能够通过执行这些指令从而进行机械零件的加工了。
数控技术的使用,使得传统的加工方式得到了翻天覆地的变化。通过在系统中输入需要加工的零件的尺寸,系统对信息进行分析、执行之后就能实现零件的加工,实现了使用数控技术取代人工操作的功能。

10. 数控机床基础知识

数控机床基本概念

1.1.1 数控技术与数控

数控技术,简称数控(Numerical Control—NC),是利用数字化信息对机械运动及加工过程进行控制的一种方法。由于现代数控都采用了计算机进行控制,因此,也可以称为计算机数控(Computerized Numerical Control—CNC)。

为了对机械运动及加工过程进行数字化信息控制,必须具备相应的硬件和软件。用来实现数字化信息控制的硬件和软件的整体成为数控系统(Numerical Control System),数控系统的核心是数控装置(Numerical Controller)。

采用数控技术进行控制的机床,称为数控机床(NC机床)。它是一种综合应用了计算机技术、自动控制技术、精密测量技术和机床设计等先进技术的典型机电一体化产品,是现代制造技术的基础。控制机床也是数控技术应用最早、最广泛的领域,因此,数控机床的水平代表了当前数控技术的性能、水平和发展方向。

数控机床种类繁多,有钻 铣 镗床类、车削类、磨削类、电加工类、锻压类、激光加工类和其他特殊用途的专用数控机床等等,凡是采用了数控技术进行控制的机床统称为NC机床。

带有自动换刀装置ATC(Automatic Tool Changer—ATC)的数控机床(带有回转刀架的数控车床除外)称为加工中心(Machine Center—MC)。它通过刀具的自动交换,工件可以一次装、夹完成多工序的加工,实现了工序集中和工艺的复合,从而缩短了辅助加工时间,提高了机床的效率;减少了工件安装、定位次数,提高了加工精度。加工中心是目前数控机床中产量最大、应用最广的数控机床。

在加工中心的基础上,通过增加多工作台(托盘)自动交换装置(Auto Pallet Changer—APC)以及其他相关装置,组成的加工单元称为柔性加工单元(Flexible Manufacturing Cell—FMC)。FMC不仅是现了工序的集中和工艺的复合,而且通过工作台(托盘)的自动交换和较完善的自动监测、监控功能,可以进行一定时间的无人化加工,从而进一步提高了设备的加工效率。FMC既是柔性制造系统FMS(Flexible Manufacturing System)的基础,又可以作为独立的自动化加工设备使用,因此其发展速度较快。

在FMC和加工中心的基础上,通过增加物流系统、工业机器人以及相关设备,并由中央控制系统进行集中、统一控制和管理,这样的制造系统称为柔性制造系统FMS(Flexible Manufacturing System)。FMS不仅可以进行长时间的无人化加工,而且可以实现多品种零件的全部加工和部件装配,实现了车间制造过程的自动化,它是一种高度自动化的先进制造系统。

随着科技发展,为了适应市场需求多变的形势,对现代制造业来说,不仅需要发展车间制造过程的自动化,而且要实现从市场预测、生产决策、产品设计、产品制造直到产品销售的全面自动化。将这些要求综合、构成的完整的生产制造系统,称为计算机集成制造系统(Computer Integrated Manufacturing System-—CIMS)。CIMS将一个更长的生产、经营活动进行了有机的集成,实现了更高效益、更高柔性的智能化生产,是当今自动化制造技术发展的最高阶段。在CIMS中,不仅是生产设备的集成,更主要的是以信息为特征的技术集成和功能集成。计算机是集成的工具,计算机辅助的自动化单元技术是集成的基础,信息和数据的交换及共享是集成的桥梁,最终形成的产品,可以看成是信息和数据的物质体现。

1.1.2 数控系统及其组成

数控系统的基本组成

数控系统是所有数控设备的核心。数控系统的主要控制对象是坐标轴的位移(包括移动速度、方向、位置等),其控制信息主要来源于数控加工或运动控制程序。因此,作为数控系统的最基本组成应包括:程序的输入/输出装置、数控装置、伺服驱动这三部分。

输入/输出装置输入/输出装置的作用是进行数控加工或运动控制程序、加工与控制数据、机床参数以及坐标轴位置、检测开关的状态等数据的输入、输出。键盘和显示器是任何数控设备都必备的'最基本的输入/输出装置。此外,根据数控系统的不同,还可以配光电阅读机、磁带机或软盘驱动器等。作为外围设备,计算机是目前常用的输入/输出装置之一。

数控装置数控装置是数控系统的核心。它由输入/输出接口线路、控制器、运算器和存储器等部分组成。数控装置的作用是将输入装置输入的数据,通过内部的逻辑电路或控制软件进行编译、运算和处理,并输出各种信息和指令,以控制机床的各部分进行规定的动作。

在这些控制信息和指令中,最基本的是坐标轴的进给速度、进给方向和进给位移量指令。它经插补运算后生成,提供给伺服驱动,经驱动器放大,最终控制坐标轴的位移。它直接决定了刀具或坐标轴的移动轨迹。

此外,根据系统和设备的不同,如:在数控机床上,还可能有主轴的转速、转向和起、停指令;刀具的选择和交换指令;冷却、润滑装置的起、停指令;工件的松开、夹紧指令;工作台的分度等辅助指令。在数控系统中,它们是通过接口,以信号的形式提供给外部辅助控制装置,由辅助控制装置对以上信号进行必要的编译和逻辑运算,放大后驱动相应的执行器件,带动机床机械部件、液压气动等辅助装置完成指令规定的动作。

伺服驱动伺服驱动通常由伺服放大器(亦称驱动器、伺服单元)和执行机构等部分组成。在数控机床上,目前一般都采用交流伺服电动机作为执行机构;在先进的高速加工机床上,已经开始使用直线电动机。另外,在20世纪80年代以前生产的数控机床上,也有采用直流伺服电动机;对于简易数控机床,也有用作为执行器件。伺服放大器的形式决定于执行器件,它必须与驱动电动机配套使用。

以上是数控系统最基本的组成部分。随着数控技术的发展和机床性能水平的提高,对系统的功能要求也日益增强,为了满足不同机床的控制要求,保证数控系统的完整性和统一性,并方便用户使用,常用较为先进的数控系统,一般都带有内部可编程控制器作为机床的辅助控制装置。此外,在金属切削机床上,主轴驱动装置也可以成为数控系统的一个部分;在闭环数控机床上,测量、检测装置也是数控系统必不可少的。对于先进的数控系统,有时甚至采用计算机作为系统的人机界面和数据的管理、输入/输出设备,从而使数控系统的功能更强、性能更完善。

总之,数控系统的组成决定于控制系统的性能和设备的具体控制要求,其配置和组成具有很大的区别,除加工程序的输入/输出装置、数控装置、伺服驱动这三个最基本的组成部分外,还可能有更多的控制装置。图1-1的虚线框部分表示计算机数控系统。

NC、CNC、SV与PLC的概念

NC(CNC)、SV与PLC(PC、PMC)是数控设备中最为常用的英文缩写,在实际使用中,在不同的场合具有不同的含义。

NC(CNC)NC与CNC分别是数控(Numerical Control)与计算机数控(Computerized Numerical Control)的常用英文缩写。由于现代数控都采用了计算机控制,因此,可以认为NC和CNC的含义完全等同。在工程应用上,根据使用场合的不同,NC(CNC)通常有三种不同的含义:在广义上代表一种控制技术——数控技术;在狭义上代表一种控制系统的实体——数控系统;此外,还可以代表一种具体的控制装置——数控装置。

SVSV是伺服驱动(Servo Drive,简称伺服)的常用英文缩写。按日本JIS标准规定的术语,它是“以物体的位置、方向、状态作为控制量,追踪目标值的任意变化的控制机构”。简言之,它是一种能够自动跟随目标位置等物理量的控制装置。

在数控机床上,伺服驱动的作用主要有两个方面:一是使坐标轴按照数控装置给定的速度运行;二是使坐标轴按照数控装置给定的位置定位。

伺服驱动的控制对象通常是机床坐标轴的位移和速度;执行机构是伺服或;对输入指令信号进行控制和功率放大的部分常称为伺服放大器(亦称为驱动器、放大器、伺服单元等),它是伺服驱动的核心。

伺服驱动不仅可以和数控装置配套使用,而且还可以单独作为一个位置(速度)随同系统使用,故也常称为伺服系统。在早期的数控系统上,位置控制部分一般与CNC制成一体,伺服驱动只进行速度控制,因此,伺服驱动又常称为速度控制单元。

PLCPC是可编程序控制器(Programmable Controller)的英文缩写。随着个人计算机的日益普及,为了避免和个人计算机(亦称PC)混淆,现在一般都将可编程序控制器称为可编程序逻辑控制器(Programmalbe Logic Controller——PLC)或可编程序机床控制器(Programmable Machine Controller——PMC)。因此,在数控机床上,PC、PLC、PMC具有完全相同的含义。

PLC具有响应快、性能可靠、使用方便、编程和调试容易等特点,并可直接驱动部分机床电器,因此,被广泛用来作为数控设备的辅助控制装置。目前,大多数数控系统都带有内部PLC,用于处理数控机床的辅助指令,从而大大简化了机床的辅助控制装置。此外,在很多场合,通过PLC的轴控制模块、定位模块等特殊功能模块,还可以直接利用PLC,实现点位控制、直线控制以及简单的轮廓控制,组成数控专用机床或数控生产线。

1.1.3 数控机床的组成与加工原理

数控机床的基本组成

数控机床是最典型的数控设备。为了了解数控机床的基本组成,首先需要分析数控机床加工零件的工作过程。在数控机床上,为了进行零件的加工,可以通过如下步骤进行:

据被加工零件的图样与工艺方案,用规定的代码和程序格式,将刀具的移动轨迹、加工工艺过程、工艺参数、切削用量等编写成数控系统能够识别的指令形式,即编写加工程序。

将所编写的加工程序输入数控装置。

数控装置对输入的程序(代码)进行译码、运算处理,并向各坐标轴的伺服驱动装置和辅助机能控制装置发出相应的控制信号,以控制机床的各部件的运动。

在运动过程中,数控系统需要随时检测机床的坐标轴位置、行程开关的状态等,并与程序的要求相比较,以决定下一步动作,直到加工出合格的零件。

操作者可以随时对机床的加工情况、工作状态进行观察、检查,必要时还需要对机床动作和加工程序进行调整,以保证机床安全、可靠的运行。

由此可知,作为数控机床的基本组成,它应包括:输入/输出装置、数控装置、伺服驱动和反馈装置、辅助控制装置以及机床本体等部分(如图1-1所示)。

图1—1中的虚线框部分统称为数控系统,实现对机床主机的加工控制。目前数控系统大部分采用计算机数控(即CNC),图中的输入/输出装置、数控装置、伺服驱动和反馈装置构成的机床数控系统,作用在上面已经叙述。下面再简要介绍其他组成部分。

图1—1数控机床的组成

测量反馈装置它是闭环(半闭环)数控机床的检测环节,其作用是通过现代化的测量元件:脉冲编码器、旋转变压器、感应同步器、光栅、磁尺和激光测量仪等,将执行元件(如、刀架等)或工作台等的实际位移的速度和位移量检测出来,反馈回伺服驱动装置或数控装置,并补偿进给的速度或执行机构的运动误差,以达到提高运动机构精度的目的。检测装置的安装、检测信号反馈的位置,决定于数控系统的结构形式,伺服内装式脉冲编码器、测速机以及直线光栅等都是较常用的检测部件。

由于先进的伺服都采用了数字式伺服驱动技术(称为数字伺服),伺服驱动和数控装置间一般都采用总线进行连接;反馈信号在大多数场合都是与伺服驱动进行连接,并通过总线传送到数控装置。只有在少数场合或采用模拟量控制的伺服驱动(俗称模拟伺服)时,反馈装置才需要直接和数控装置进行连接。

辅助控制机构、进给传动机构它是介于数控装置和机床机械、液压部件之间的控制部件。其主要作用是接受数控装置输出的主轴转速、转向和启停指令;刀具选择交换;冷却、润滑装置的启停指令;工件和机床部件的松开、夹紧工作台转位等辅助指令信号,以及机床上检测开关的状态等信号,经必要的编译、逻辑判断、功率放大后直接驱动相应的执行元件,带动机床机械部件、液压气动等辅助装置完成指令规定的动作。它通常由PLC和强电控制回路构成,PLC在结构上可以与CNC一体化(内置式PLC),也可以相对独立(外置式PLC)。

机床本体就是数控机床的机械结构件,也是由主传动系统、进给传动系统、床身、工作台以及辅助运动装置、液压气动系统、润滑系统、冷却装置、排屑、防护系统等部分组成。但为了满足数控的要求,充分发挥机床性能,它在总体布局、外观造型、传动系统结构、刀具系统以及操作性能方面都已发生了很大的变化。机床机械部件包括床身、箱体、立柱、导轨、工作台、主轴、进给机构、刀具交换机构等。

数控加工的原理

在传统的金属切削机床上,加工零件时需要操作者根据图样的要求,通过不断改变刀具的运动轨迹和运动速度等参数,使刀具对工件进行切削加工,最终加工出合格零件。

数控机床的加工,其实质是应用了“微分”原理。其工作原理与过程可以简述如下(图1-2):

数控装置根据加工程序要求的刀具轨迹,将轨迹按机床对应的坐标轴,以最小移动量(脉冲当量)进行微分(图1-2中的△X、△Y),并计算出各坐标轴需要移动的脉冲数。

通数控装置的“插补”软 件或“插补”运算器,把要求的轨迹用以“最小移动单位”为单位的等效折线进行拟合,并找出最接近理论轨迹的拟合折线。

③数控装置根据拟合折线的轨迹,给相应的坐标轴连续不断地分配进给脉冲,并通过伺服驱动使机床坐标轴按分配的脉冲运动。图1-2数控加工原理示意图

由上可见:第一,只要数控机床的最小移动量(脉冲当量)足够小,所用的拟合折线就可以等效代替理论曲线。第二,只要改变坐标轴的脉冲分配方式,即可以改变拟合折线的形状,从而达到改变加工轨迹的目的。第三,只要改变分配脉冲的频率,即可改变坐标轴(刀具)的运动速度。这样就实现了数控机床控制刀具移动轨迹的根本目的。

以上根据给定的数学函数,在理想轨迹(轮廓)的已知点之间,通过数据点的密化,确定一些中间点的方法,称为插补。能同时参与插补的坐标轴数,称为联动轴数。显然,当数控机床的联动轴数越多,机床加工轮廓的性能就越强。因此,联动轴的数量是衡量数控机床性能的重要技术指标。

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