導語：如何才能寫好一篇數控銑床，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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提高數控銑床維修管理的水平，提高數控銑床的維修質量，將網絡技術應用于數控銑床的維修管理系統設計中。首先，分析數控銑床常見故障及維修方法；其次，進行數控銑床網絡維修管理系統的整體設計，設計了系統的功能模塊；然后，研究了數控銑床網絡維修管理系統的關鍵技術，主要討論系統的層次結構、系統的數據庫設計以及系統的技術支持。

關鍵詞：

數控銑床；網絡；維修管理系統

0引言

數控銑床是集機、電、液于一體的高科技裝備，結構、加工工藝性、加工零件都非常復雜，因此，數控銑床的維修也有著非常強的專業性和非常大的難度。一旦數控銑床發生故障，將導致停產。為了能夠提高數控銑刀的維修效率，加強數控銑床維修的規范化管理水平，降低維修成本，將網絡技術和數控銑床的維修結合起來構建基于網絡的數控銑床維修管理系統是非常有效的一種方式，通過構建的網絡維修管理系統能夠及時地獲取數控銑床的使用狀態，同時也能夠實時地監控數控銑床的運行狀況，能夠第一時間發現數控銑床的故障源，從而能夠制定合理的、可行的維修計劃，一旦數控銑床發生故障時將使用有效的維修方案[1]。

1數控銑床常見故障的維修

（1）數控銑床的導軌故障及維修。數控銑床導軌的故障主要包括導軌研傷、加工面在接刀處不平、導軌無法運動以及導軌工作臺抖動等故障，這些故障的產生不僅有導軌本身的原因，而且和滾珠絲杠、主軸伺服電機和機床地基有關，因此，在維修數控機床導軌故障的維修過程中，應該注意間隙的調整、導軌的、導軌的可靠防護以及滾動導軌的預緊。（2）數控銑床拉刀的故障及維修。數控銑床的拉刀故障主要包括電氣回路故障、液壓故障和機械故障。在進行拉刀故障維修的過程中，首先準備好相關的操作說明、機械和電氣說明書、維修手冊及維修記錄，并且準備好維修所需的工具。其次，進行現場檢查，檢查數控銑床的故障情況。通過相關操作判斷是電路故障或開關損壞，如果是前者對電路進行維修，如果是后者則換新開關，逐一排查可能的故障，最終能夠恢復數控銑床的功能[2]。（3）數控銑床的主軸故障及維修。數控銑床的主軸系統故障主要包括：換刀機構故障，不能順利拆裝刀具。主軸自動停止工作，銑床自動停機。刀具夾緊后不能正常轉動。針對數控銑床的故障，主要采取的維修方法有：調整齒側間隙，增加定位的可靠性。通過提高回位彈簧的壓緊力，調整傳感器的安裝位置，修正齒輪軸的轉位大小。重新安裝傳感器的定位板等。（4）數控銑床冷卻系統的故障及維修。數控銑床冷卻系統故障包括：冷卻液無法噴出，冷卻系統的控制面板和報警裝置失靈，冷卻泵和冷卻電機失靈等。處理這些故障可以將冷卻按鈕關閉，檢查檢測按鈕是否正常，如果按鈕損壞，可以更換新按鈕。檢查電機是否正常，如果不正常，可以更換新的電機。檢查接觸器線圈是否失靈，如果損壞應及時更換。檢查繼電器是否正常，如果有故障則進行維修。

2數控銑床網絡維修管理系統的整體設計

將網絡技術應用于數控銑床的維修管理系統之中，從而能夠節省人力物力財力，數控銑床的維修者不受操作系統的制約，通過網絡對數控銑床的加工狀態進行監控，將數控銑床的故障數據記錄下來，通過分析數控銑床的故障數據，確定最佳的維修方案。（1）數控銑床網絡維修管理系統的功能設計。根據數控銑床的實際使用狀況，構建數學模型進行分析。為了確保系統的可靠性，針對不同的角色分配不同使用功能。數控銑床的網絡維修管理系統主要功能：收集數控銑床的運行狀態數據，實時監控數控銑床的運行狀態，采集數控銑床的故障信息，統計數控銑床維修信息以及采集數控銑床操作者的信息。管理系統功能框架如圖1所示[3]。（2）數控銑床網絡維修管理系統的模塊設計。根據數控銑床維修的實際需求，建立維修管理系統主要模塊，如信息檢索模塊、運行參數模塊、故障診斷模塊、維修信息模塊以及幫助模塊。通過構建數據庫對數控銑床的維修進行有效管理[4]。信息檢索模塊主要包括：數控銑床的基本原理、數控銑床的維護和維修知識等信息，在數控銑床的維修過程中，維修人員可以方便檢索所需信息，從而為數控銑床的維修提供信息支持。信息檢索模塊的信息形式主要包括文字、圖像、視頻等。信息的檢索可以通過人機交互方式來實現，例如彈出對話框、信息導航、信息注釋、多媒體等方式。運行參數模塊，包括數控銑床運行過程中相關技術參數的數字化形式。該模塊能夠反映數控銑床的使用狀況，維修人員通過該模塊能夠對數控銑床以往的運行狀態參數進行收集、分析和管理，從而能夠為維修方案的制定提供有利的依據。故障診斷模塊采取了專家知識庫，能夠對數控銑床的故障進行診斷和維修。根據數控銑床的基本工作原理，利用人工神經網絡進行故障診斷，整理出數控銑床的典型故障，設計出故障分析的專家知識庫。維修人員通過數據庫能夠便捷地確定數控銑床的故障類型和故障位置，從而能夠確定最佳的維修方案。維修信息模塊包括數控銑床的維修次數、維修部位以及維修過程等信息。維修人員可以通過查詢數控銑床的維修信息進行維修決策，能夠為維修人員提供較好的參考，為數控銑床的維修提供依據。幫助模塊主要是為維修人員在使用維修管理系統時遇到困難提供幫助，維修人員可以通過幫助中不同問題的解決方法更加有效地使用該管理系統。

3數控銑床網絡維修管理系統的關鍵技術

3.1數控銑床網絡維修管理系統層次結構

數控銑床的網絡維修管理系統利用網絡技術，將Web和數據庫技術融合在一起，構造網絡計算模型，并且融入到網絡技術中，構成了相應的瀏覽器，利用這種方式能夠進行動態網頁的設計，能夠提高維修管理系統的人機交互性?；诰W絡的數控銑床維修管理系統主要包括3個層次。（1）瀏覽器層。該層的功能是實現維修人員和系統后臺的交互，維修人員能夠通過瀏覽器查詢和維修相關的信息。維修人員通過網絡服務器，提出查詢指令，網絡服務器根據協議將維修人員所需要的信息通過文本、圖片、視頻等方式傳輸給維修人員。（2）網絡服務器層。該層具有接口功能，網絡服務器開啟后可以和數據庫進行通信，然后將數據信息傳輸給維修人員。（3）數據庫服務器層。該層在接收到維修人員的檢索指令后可以進行相關計算。

3.2數控銑床網絡維修管理系統的數據庫設計

依據數控銑床維修信息量和瀏覽器層的查詢次數，利用中等規模的數據庫服務器可以滿足數控銑床維修管理系統的需求，因此，可以采用SQLServer。數據庫的設計首要任務就是對維修管理系統的數據進行有效地分析，從而設計出數控銑床網絡維修管理系統的數據庫結構，通過關系數據庫構建不同表之間的關聯，并且設計合理的數據類型。數控銑床網絡維修管理系統數據表主要包括：數控銑床零部件的清單表、維修零件的出入庫清單表、維修人員信息表、維修用零部件庫存清單表、以往的故障數據表、以往的維修記錄表等，通過數據集將所有數據表統計到一個數據庫內。依據不同功能模塊的實際情況設計出各表的索引、規則、主外鍵等，使系統各個功能模塊統一使用數據表，確保數據的統一性。通過授權機制，確保數控銑床網絡維修管理系統的可靠性，針對不同類別的用戶設置不同的使用權限，對數據表進行輸入、輸出、更新等操作。

3.3數控銑床網絡維修管理系統的技術支持

當維修人員在進行數控銑床維修的過程中遇到技術難題時，數控銑床網絡維修管理系統能夠提出不同方式的技術支持，能夠確定最優的數控銑床維修方案。維修人員能夠通過查詢數據庫獲得所需要的文件信息，能夠輸出數控銑床的故障信息，能夠和維修專家進行技術溝通。

3.4數控銑床網絡維修管理系統的文檔庫設計

數控銑床網絡維修管理系統的文檔主要包括維修人員上傳的技術文件、系統管理者上傳的相關數據表或者維修專家上傳的經驗性的技術文件，主要以文本、圖片、視頻和音頻的形式存在。

4結論

將網絡技術融合到數控銑床維修管理系統的設計中，為數控銑床的維修人員提供一個規范化的維修管理平臺，能夠提高數控銑床維修技術的提升以及維修效果的提高。將數控銑床維修相關的資料以數字化的形式存儲起來，能夠憑借網絡的便捷性及時查詢，為數控銑床的維修提供數據平臺，將該系統應用于實際的維修中能夠促進數控銑床維修管理水平的提升，提高數控銑床的維修效率和維修質量，能夠確保裝備制造業的可靠發展。

參考文獻

［1］羅蕊.數控銑床的故障診斷與維修［J］.自動化應用，2016（5）：21-22.

［2］趙紅燕.XK5032A數控銑床的工作原理及電氣故障維修［J］.數控機床市場，2014（8）：62-63.

［3］高強.Web的煤礦設備維修管理系統設計［J］.煤炭技術，2015（4）：258-260.

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關鍵詞：數控銑床；工裝夾具設計；改進

中圖分類號：TG751 文獻識別碼：A 文章編號：1001-828X（2016）009-000-02

數控銑床應用較為廣泛，其可以用于平面、斜面和成型面加工。工裝夾具主要是根據工件加工過程的某道工序要求以及相關生產需要等進行具體設計的[1]。而夾具設計質量對工件質量、生產效率以及生產成本等影響較大。夾具設計應簡單實用，可制造性好，便于裝配維修。但實際生產過程中，工裝夾具的質量和效率限制著數控銑床的大量應用，如何采用合理改進方法解決機床夾具設計中存在的問題意義重大。

一、數控銑床工裝夾具設計的要點

數控銑床實際加工過程對工裝夾具的要求相對簡單，一般只需要工裝夾具做到有效定位和夾緊作用。根據數控銑削加工工藝要求，對數控銑床工裝夾具進行相關設計，其設計過程應遵循以下4個要點：首先是夾具開敞程度，通常工件實際加工過程中，應確保工件待加工面完全暴露，需盡可能增加夾具開敞程度。這使得工件加工面與夾緊機構的元件保持合適的安全距離以及夾緊機構的元件位置相對較低，以防止銑床主軸套筒和刀具與夾具發生相互干涉。其次是保證機床零件安裝方位與使用的數控機床和編程坐標系保持一致，工裝夾具應采用不定向安裝設計，保證零件定位面與數控機床間坐標可以相互轉換。最后是夾具設計時，應重點考慮夾具的剛性和穩定性問題，保證夾具的剛性和穩定性符合數控銑床加工要求。同時也需明確是否進行更換夾緊點以及更換方式的問題，實際加工過程中夾緊點更換以及更換方式都有可能對工件或夾具定位精度造成嚴重影響，因此實際設計過程中，應對夾緊點更換方式進行重點設計，從而確保工件或夾具定位精度。除上述的數控銑床工裝夾具設計的要點外，還需考慮數控銑床的加工效率和操作性的問題，應采用合理化設計保證加工過程簡單實用、操作靈活方便，可有效降低人工勞動強度和生產安全。

二、數控銑床工裝夾具設計的相關問題研究

數控銑床工裝夾具設計的要點可以歸納為以下4點：首先是保證夾具的夾緊力適當，不會損傷工件，如夾緊力過大可能導致工件變形，而夾緊力過小則會夾不穩工件。同時也需要考慮夾具材料材質問題，如夾具材料過硬可能劃傷工件。工件夾緊過程中，確保工件受力點間的受力均衡，避免工件傾斜。同時夾緊力應盡量在接近切削部位及剛性好的主支承點位置上。所以調整夾緊力方向與切削力、工件重力方向基本一致，可有效降低夾緊力，夾緊力方向也應垂直于工件剛度最大的方向，保證工件不會變形。其次是根據工序坐標圖，明確程序原點、起刀點和走刀路線等位置。工裝夾具設計過程中，工作人員應在工藝圖中注明程序原點、起刀點和走刀路線等坐標位置，進而建立工件與機床坐標系統兩者之間的轉換關系，確保下一步夾具安裝情況示意圖的繪制工作。接下來是確保夾具制造效率的提高。夾具制造過程應大量使用組合夾具、模塊化夾具和成組夾具，從而有效提高夾具制造效率，縮短工件生產周期以及降低生產成本[2]。同時為保證機動和輔助時間重合，可使用氣動、液壓和組合夾緊裝置，同時也可使用聯動夾緊機構或者可調換夾具。最后夾具設計應進行夾具防碰撞檢驗，工裝夾具設計過程中，應根據各個加工要求設置夾具以防止刀具與夾具碰撞。同時合理設計加工的起刀點與走刀路線，避免夾具與刀具或機床干涉，設計人員可通過設計模擬仿真軟件檢驗刀具和夾具間的干涉情況，可進行有效的防碰撞計算，將計算結果編入加工程序。

三、數控銑床工裝夾具的設計步驟與內容

首先進行工件分析，確定加工工藝與工序。這工作需要了解工件的特點、材料性質以及相應的技術要求。同時對加工余量、精度、定位和表面情況進行分析，也需要考慮定位基準和前后工序連接情況，綜合分析后確定出合理的加工路線。設計夾具過程中走刀次數的確定至關重要，其次數確定可參考刀具、機床的參數。加工過程應盡可能一次裝夾和加工成形，有效縮短加工生產實際，提高生產效率和加工精度。其次盡量加快裝夾速度，可在數控銑床加工工件過程中，使用多位、多件夾具，加快裝夾速度以及縮短加工時間。再次是對刀點的選擇，通常為了簡化程序計算，對刀點選擇應根據零件的定位基準，以便進行機床找正檢測，盡可能的減小加工誤差。一般加工人員將對刀點選擇在工件的基準上。接下來刀具和切削用量進行合理化選擇，保證刀具的形狀和尺寸符合夾具設計要求，避免機床超程、撞刀情況。同時機床的切削用量的選擇應根據加工方式，如機床進行粗加工時，生產效率的有效提高是基礎條件，通常其切削量和切削力相對較大，因此應重點考慮工件裝夾穩定性和夾具負荷。若機床進行半精加工和精加工時，工件裝夾的精度是切削用量選擇的重要參數。最后是夾具設計的標準化與通用化，夾具設計的標準化可保證各零部件采用統一標準，可提高夾具制造的精度與生產效率。夾具設計的通用化，其具體指夾具設計不再以單一產品為設計對象，而是可進行類似產品的設計和生產。因此夾具設計階段，應根據零件的結構特征、尺寸、用途和加工精度進行具體分類，以便于夾具的通用性的有效提高。

四、數控銑床工裝夾具的設計改進方法

1.多個工件實現一次裝夾

工裝夾具設計采用壓縮空氣作為動力源，對夾具進行松開以及夾緊操作，這極大方便工作人員的手工換刀作用，而加裝自動控制裝置則可進行自動換刀，這種換刀可進行多種表面的次序加工。但這種換刀過程耗時較長，如自動換刀出現故障概率較大，這個加工過程中的較大比例的故障都出現在自動換刀裝置。因此基于加工要求的基礎上，對換刀次數進行適當的設計改進，縮短加工時間，降低故障頻次以及提高數控機床的安全穩定性。針對這種情況進行的設計優化為多個工件一次裝夾設計，實現對加工工藝的優化調整，盡可能的減少換刀次數。根據工件加工尺寸要求和數控機床設計行程，工裝夾具設計成每次裝夾10個工件，工件數可根據實際需求進行調整，對其進行A、B兩孔擴鉸作業。首先將10個工件排列成兩行，每行5個工件，具體如圖1所示，使用A孔擴孔刀依次對10個工件的A孔進行擴孔[3]。A孔擴孔刀換為B孔擴孔刀后，依次對10個工件的B孔進行擴孔。擴孔作業完成后將B孔擴孔刀換為A孔鉸刀，依次對10個工件的A孔進行鉸孔。作業完成后將A孔鉸刀換為B孔鉸刀，依次對10個工件的A孔進行鉸孔。從換刀次數來看，10個工件進行擴鉸作業只需進行4次換刀操作，這最大限度的節約加工時間。

2.多件裝夾工裝夾具設計要求

多件裝夾工裝夾具設計要求具體可包括以下四點：首先是確定工件數量和相應布置方式，這需實際參考工件形狀尺寸、數控機床尺寸、機床行程以及生產批量等相關技術參數。同時也應對工件距離進行合理設計，確保該距離方便進行工件裝卸和清除作業。同時多個工件一次裝夾后，需要保證工件的敞開性以便進行工件的集中加工作業。其次應保證各定位元件間距離相對精確，如圖2所示，工裝夾具每組定位元件圓柱銷與菱形銷距離為a1和b1，該距離參數可由工件尺寸進行具體確定。不同定位元件間距離，如兩圓柱銷距離a2和b2，該距離數值的精確度應相對較高，保證機床移動元件完成相應程序移動后，各工件仍保持原來的精確位置。接下來是有效的夾緊方式，夾緊元件結構相對簡單以保證刀具運動過程的安全性，同時也可采用聯動夾緊方式，該方式同時夾緊多個工件，縮短工件加工時間。通常一個壓板可同時夾緊2個工件，但目前數控銑床使用的是工序集中加工方式，實際區分粗、精加工工件較為困難，因此其夾緊力較大，這會在工件表面留下壓板的壓痕。該問題的有效解決方案是壓板與工件接觸部位間焊上一定厚度銅層。最后是立式數控銑床使用工裝夾具的問題。立式數控銑床實際使用過程中，加工切屑容易大量積累在工件和夾具表面。設計工裝夾具時，應重點考慮加工切屑問題，其對工序集中以及連續加工的自動控制裝置的穩定運行至關重要。通過相應設計使得切屑及時清除和收集，保證自動刀具切削以及定位元件精度。通常有效的解決方式是使用切削液沖刷或者壓縮空氣吹掃加工切屑。

五、結語

通過本文對數控銑床工裝夾具設計要點的闡述，對數控銑床工裝夾具設計相關問題、設計步驟與內容以及設計改進方法進行具體分析。不難看出，工裝夾具設計對于數控銑床加工生產至關重要，在數控銑床工裝夾具設計應對可能的影響因素進行全面分析，并從實際生產細節出發，對工裝夾具設計進行適當的優化改進，才能使得工裝夾具設計更符合實際生產要求，從而有效推動數控機床技術的大規模應用。

參考文獻：

[1]欒琪，唐永亮，趙長祜.淺談工裝夾具設計過程中的注意事項[J].中國機械，2013，（13）.

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隨著我國社會主義市場經濟的發展，綜合國力得到提升，我國的數控機床技術也得到了一定程度的推動，在數控銑床當中刀具中心與切割工件無法有效結合。在實際的加工過程當中，刀具半徑補償的應用能夠使得復雜的工作程序簡化，促進工作效率。本文針對數控銑床當中的刀具半徑補償的應用進行相應的分析，并針對相應的問題提出合理化建議。

前言

在數控銑床的操作過程中，由于工件與刀具之間存在一定的軌跡差異，這使得在編程過程中應該注意刀心軌跡，增加了實際的編程難度。刀具半徑補償的應用在很大程度上緩解了編程難度，提升了工作效率。

1.刀具半徑補償的用法和注意的問題

刀具半徑補償的應用，是數控銑床的一大變革，提升了數控銑床的工作效率，并且簡化了手工編程的繁瑣程度，在一定的程度上創新了數控銑床的加工的模式。在實際的數控銑床操作過程中應該注意編程的格式問題和有關使用過程的注意事項。

1.1編程格式

數控銑床具有手工編程和自動編程功能，每一個編程方式控制的效果都不相同，要根據相應的銑削要求進行編程格式的調整。其中數控銑床當中的銑削刀具半徑補償分為左補償和右補償兩種模式，并且應該根據要求代碼進行工具的選擇。據有關標準要求，道具中心沿著前進的方向進行運動，貼近零件的右邊輪廓稱之為刀具半徑補償的右補償，當刀具沿著前進的方向進行運動的過程中，貼近輪廓的左邊稱之為刀具半徑補償的左補償。其中左補償用G41定義，右補償用G42定義，在不需要進行半徑補償時用G40進行取消補償工作。

1.2注意事項

1.2.1在刀具半徑補償的過程中，使用刀具補償應該注意在之前刀具半徑補償取消的時候才能進行刀具半徑補償的操作。

1.2.2在進行刀具半徑補償的過程中應該注意在同一平面進行補償操作。在相應的補償平面應該有相應的控制。對零件進行刀具補償的過程中，應該以G17控制XY補償平面，以G18控制YZ補償平面，以G19控制Xz補償平面。通過相應的指令進行操控。

1.2.3在刀具補償的過程中，其中間必須具有一定的可活動范圍。D是存放刀具補償數據的存儲器相應地址，其可控存儲地址為D01-D99，所以對補償數值的存儲應該從D01開始進行。刀具補償數值的大小需要人工進行輸入，并且要輸入指定的存儲器當中。D01中輸入0即表示使用D01號存儲器，補償數值就是0，以此來確保刀具補償半徑的正常運行。

1.2.4在刀具半徑補償進行操作的過程中，刀具半徑補償建立指令需要在G00和G01兩個指令當中進行，不能夠在其余G代碼指令中進行（如G02、G03等），否則會影響刀具半徑補償的正常建立，造成補償上出現問題，影響數控銑床刀具補償功能發揮其效應。

1.2.5在數控銑床的實際操作當中，其主要補償編程指令由G40、G41、G42進行系統的操作和控制。這三者之間的操控應該重視操作的規范性，不能多個指令同時出現。由于數控銑床的系統中只能夠進行兩組數值的預判，所以不能夠出現兩個z軸的同時出現。這樣的狀況會直接的影響工作流程和工作效率。

2.數控銑床刀具半徑補償的應用

數控銑床刀具半徑補償的應用能夠有效的簡化數控銑床的系統繁瑣程度，在實際的操作過程中，簡化了工作流程，提升了工作效率。在數控銑床的操作過程中，會出現多種情況。刀具半徑補償雖然是一項優化并且先進的技術，但是也要根據相應環境進行分析和研究，在適當的場合進行刀具半徑補償應用。

2.1刀具的正常使用

在實際的操作過程中，刀具半徑補償的應用對于刀具的磨損會非常嚴重，這與刀具的正確使用和刀具本身的質量有著重要的關系。在刀具磨損嚴重的情況之下，更換刀具的過程就顯得尤為重要。在刀具的更換過程不重視操作會導致刀具的直徑受到影響，打亂設定好的編程程序，所以這樣的方式應該進行規避。在原有的基礎之上進行更換刀具，在系統之上輸入刀具的準確參數，并進行相應設置，這樣就避免了刀具更換帶來的編程的變化，影響銑床的正常工作，影響工作效率。由此可見，在實際的操作過程中，刀具的正常使用和更換尤為重要。這就要求數控操作人員應該進行刀具半徑補償參數實際操作的掌握，理解刀具半徑補償的相關知識。只有這樣，才能夠順利的進行數控銑床的使用和生產，促進生產效率的提升。

2.2增強刀具使用效率

刀具的使用具有一定的消耗，頻繁的更換刀具會造成一定程度的繁瑣和影響工作效率，在刀具的使用過程中應該重視其使用效率。在數控銑床進行加工的時候，人為地操作改變刀具半徑的補償值至關重要。在實際操作中，刀具磨損后，相應操作人員可以通過變更半徑的方式進行刀具的再次使用，在刀具相同的情況下達到精細加工的效果。刀具的效率能夠提升機床的工作效率，對于刀具半徑的調整，能夠減少編程程序的繁瑣程度。因此，操作人員對于數控銑床刀具半徑補償的理解程度對整個生產有著重要的影響，并確保了數控銑床工作的正常進行。

2.3型面不同時的應用

在實際的銑床操作中能夠遇到各種型面的加工物件。在加工過程中的刀具半徑補償的應用也十分重要。在實際的操作當中可以根據指令達到一定要求，使用G42指令得到A軌跡運動，根據G41指令控制B軌跡。也就是說明，A軌跡加工模型凸點，B軌跡加工模型凹點。根據下圖可以看見相應的原理。

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關鍵詞：數控銑床；螺旋下刀；宏程序

用立銑刀在加工內腔輪廓時，數控銑床加工中常采用的方法有螺旋下刀和斜線下刀。目前，高檔數控系統都具有螺旋下刀和斜線下刀的功能，低配置的數控系統沒有這些功能。通過分析立銑刀螺旋下刀的相關切削參數，采用編制宏程序的方法，解決了三軸數控銑床螺旋下刀的問題。

1 螺旋下刀的分析

1.1刀具傾斜角度分析。

立銑刀的端刃部分旋轉后形成一環狀體，螺旋下刀時，刀具走過的路徑為螺旋線。將螺旋線展開，可以把刀具看作是沿一斜線下刀，處于前方的刀刃與處于后方的刀刃間存在切深差如圖1所示，此切深差隨著刀軌與工件上表面的夾角的增大而增大，當此切深差超過立銑刀端刃的容屑區域內側刃長時，工件上的殘留材料就會擠壓刀具，影響刀具壽命，嚴重時會損壞刀具。斜線下刀的刀軌與工件上表面的夾角的極限如圖2所示，因而計算公式為：

?茲=arctan（h/d） （1）

1.2螺旋下刀的螺旋升角。采用螺旋下刀時，刀具走過的路徑為螺旋線。將螺旋線展開，如圖3所示，螺旋升角的正切值 ，其中Δz為螺旋線的螺距，即刀具在XY平面每切一圈，Z方向的進刀距離，C為螺旋線在XY平面上投影圓的周長。由此可見，螺旋下刀時，刀具的運行方向為單向，因此可采用（1）中θ值作為螺旋升角是否合適的判別值，即α值須小于θ值。

1.3螺旋下刀的螺旋半徑。

刀具在加工過程，端刃旋轉形成一環狀區域。螺旋下刀過程中，刀具沿一柱面上的螺旋線走刀，螺旋線在底面上的投影為一圓。當刀具連續運行時，端刃旋轉形成的環狀區域在底面上的投影情況。

設立銑刀直徑D，端刃頭部容屑區直徑d。當螺旋半徑取R=0時，即刀具沿Z軸直線下刀，顯然，在刀具端部的容屑區會產生材料殘留；當螺旋半徑0＜R＜d時，端刃內側形成的包絡線如圖4所示，即端刃切削區域仍不能完全覆蓋容屑區域，在刀具容屑內仍會有材料殘留；當螺旋半徑d≤R＜D時，端刃切削區域能完全覆蓋容屑區域，不會在容屑區內產生材料殘留；當R≥D時，端刃切削區域能夠完全覆蓋容屑區域，但在螺旋路徑中心處會產生材料殘留，但此時形成的材料殘留在刀具外部，而不在端刃容屑區內。

可見，當R≥d時，在容屑區內不會有殘留材料影響刀具的正常切削。同時，考慮到零件尺寸對螺旋半徑取值的限制，因而R值不應過大。

2 在FUNAC 0i系統中，用宏程序實現螺旋下刀

2.1螺旋下刀的參數分析。

C=2?仔R （2）

前面分析得知，螺旋下刀時，螺旋升角α的取值可參考式（1）的θ值，因此得：

Z=C×tan?琢=C×■ （3）

由式（2）、（3）可得

Z=■ （4）

柱面螺旋線參數方程為：

X=Rcost Y=Rsint Z=■

其中R為螺旋半徑，t為周向角度自變量，P為螺旋線的螺距。據上述分析，Z的方程可寫成：

Z=■=■=-■=-■

在加工中，隨著周向角度自變量t的變化，刀具沿螺旋路線切削，當深度Z到達預設深度時，螺旋下刀停止。螺旋下刀宏程序流程圖如圖5所示。

2.2加工實驗。以圖6工件為例，選用?覬12立銑刀加工。h取0.7mm，d取3mm，螺旋半徑R取6mm，預設深度L為5mm。刀具加工起點坐標選（X6，Y0），按逆時針方向加工。

宏程序中的參數含義及初值的設定：

宏程序[1-2]如下：

O0002

G54 G0 X6. YO S800 M03；

Z10.；

#1=0.7；

#2=3.；

#3=6.；

#4=0；

#5=-10.；

N1 #6=#3*COS[#4]；

#7=#3*SIN[#4]；

#8=-0.0174*#3*#1*#4/#2；

G1 X[#6 ]Y[#7] Z[#8 ]F300；

#4=#4+0.1；

IF [#8GT#5]GOTO1；

…；進刀至預設深度后，螺旋進刀結束。

小結

實驗表明，將宏程序作為一個固定的子程序存儲在機床內，用G65來調用該子程序，從而使FANUC 0i系統具有螺旋下刀固定循環功能，解決了用立銑刀無法進行型腔輪廓加工的問題。用不同的刀具加工時，只需改變相應的參數，就可以實現內圓柱面和外圓柱面以及指定深度的加工。方法簡單，操作容易。

參考文獻

[1]勞動和社會保障部教材辦公室組織.數控機床編程與操作[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2005.

篇5

關鍵詞：數控銑床 批量加工 夾具 加工效率 簡單實用

在數控加工中，工件的裝夾定位尤為重要，工件裝夾定位需要花費一定的時間進行調校，如果工件裝夾定位不合理就會出現加工困難，甚至會出現工件報廢，在批量加工時這個問題更加突出。為了保證產品質量，改善勞動條件，提高勞動生產率及降低勞動成本，在生產工藝過程中，除使用機床設備外，還要大量使用各種工藝裝備，它包括：夾具、模具、刀具、輔助工具及測量工具等，這就需要設計各種機械加工夾具。在此，筆者闡述針對某調節角度零件進行數控銑批量加工時夾具的設計過程，通過設計應用專用夾具，實現數控銑快速對多個專門工件的裝夾加工，大大減少了裝夾工件繁瑣的操作，節約了反復對刀的時間，提高了加工效率和銑削加工質量。

一、零件加工工藝分析

筆者學校數控加工組接到加工一批零件任務， 要求在一定時間內制作一批PLC調節角度零件，如圖l所示。

圖1 調節角度零件

調節角度零件的加工工藝要求如下：

一是工件表面加工要求完整，局部不得有缺陷；

二是直徑Ф12mm通孔的粗糙度要求Ra3.2μm，R2.5mm圓弧槽處粗糙度要求Ra12.5μm。

這批零件雖然只需加工直徑Ф12mm通孔和R2.5mm圓弧槽，但是因為零件中兩個加工孔都處于不同的加工方向，按常規的加工過程需要反復定位，使加工時容易出現誤差，難以滿足工藝要求，而且操作復雜，效率低。為此，筆者根據零件的公差及精度要求，設計能夠進行多件銑削的專門夾具，滿足零件的加工需求，提高工作效率。

二、多件銑削夾具的設計與應用

1.多件銑削夾具設計思路及工作原理

在生產實踐中，我們應用夾具的定位原理和夾緊原理解決生產中的難題，可以使加工零件完全達到工藝要求，保證產品質量，而且可以大大提高工作效率，減少輔助時間。筆者構思設計制作了一套用夾具體定位、壓塊夾緊的多件銑削夾具（圖2），它可以滿足零件定位和夾緊的要求。

圖2 多件銑削夾具

夾具體要同時裝夾4個工件，制作工藝手段要簡單、周期要短、成本要低。為了保證兩工件凹位之間的強度，其間距尺寸大于10mm，夾具體寬度為180mm，材料45#鋼。如圖3所示為多件銑削夾具的夾具體。

圖3 多件銑削夾具體

在裝夾工件時，用壓塊分別由兩個六角螺栓將工件固定在夾具體上，完成快速裝夾。在加工工件斜面時，可通過夾具體的旋轉軸，將夾具體斜面旋轉放平，再通過預設的程序進行平面加工。加工完成后，松開兩個六角螺栓（輕輕松開一點，使其能輕松拆卸即可），快速更換另外四個待加工工件。這套多件銑削夾具大大減少了裝夾、定位的時間，提高了加工效率。

2.多件銑削夾具結構組成、加工及定位原理

（1）結構組成。多件銑削夾具的結構組成包括：夾具體、壓塊、六角螺栓。

（2）夾具體加工。①先用虎鉗夾緊毛坯，找正。②加工夾具體頂面和側面，使左平面加工達到尺寸要求，右斜面留出加工余量待以后進行平面加工。③翻轉工件，加工夾具體底面，斜面留出加工余量待以后進行平面加工。④精加工夾具體的斜面，裝夾斜面進行斜面的平面精加工。⑤粗、精加工夾具體的凹位。為保證裝夾準確、方便，配合位置設計成滑動配合。在夾具體凹位，加工工件的圓弧槽位置，設置加工退料方孔，方便工件的放置與拆卸。在工件Ф12mm孔加工位置，設置直徑Ф15mm的退料孔，如圖4所示。⑥加工旋轉軸。加工夾具體旋轉軸，左右對齊，符合精度要求。⑦加工夾具體配套零件：底板、旋轉座。加工底板要設置退料孔，旋轉座的裝配精度要符合要求，與夾具體安裝配合良好。

圖4 夾具體退料孔

（3）定位原理。夾具的底板用壓塊固定在機床工作臺上，夾具體用壓塊固定在底板上。通過三面定位原理，先將工件安裝在夾具體的凹位處，工件底面和夾具體凹位頂面對齊，工件側面和夾具體的凹位側面對齊，工件左面和夾具體的凹位左面對齊，然后用壓塊將工件夾緊在夾具體上。

3.多件銑削夾具的使用

每個待加工工件都是依靠夾具體的凹槽進行定位的，槽底是壓緊工件的支撐點，我們利用壓塊和螺栓，將每個零件毛坯壓在夾具體的凹槽內。在裝夾放置工件毛坯時，只需將工件依靠凹槽內的滑移進出，使裝夾更方便快捷。針對待加工工件可能出現厚度差別導致壓塊壓不緊工件的問題，我們通過使用壓塊和橡膠環墊結合的方式使每個工件都裝夾牢固。應用這種裝夾方式可使夾緊力著力點靠近切削力點，從而增加工件的剛性，有效地減小了工件在加工過程中因受銑削力影響而產生的變形。由于待加工零件只需要加工一個通孔和圓弧槽，上述所具備的壓緊元件和定位方式完全可以滿足定位需求，因此使裝夾工作變得輕松、可靠。

（1）工件加工的坐標設置。首先將夾具體固定在底板左面（如圖5左圖所示），待加工件Ф12mm通孔位置為X軸設置為零，夾具體Y軸中心為零，工件表面為Z軸設置為零，在UG加工軟件中繪制好相應位置的4個圓。然后旋轉夾具體并固定在底板的右面（如圖5右圖所示），移動銑刀找出待加工圓弧槽位置的X軸坐標，并繪制在加工文件中，編制好相應的刀路程序以便調用加工。

（2）開始加工，首先加工直徑Ф12mm通孔，先用Ф10mm鉆頭鉆孔（四個工件），然后更換Ф5mm平面銑刀進行精加工Ф12mm內孔。由于加工材料是鑄鋁件，我們可以考慮直接用Ф12mm平面銑刀進行挖槽和加工Ф5mm內孔，這樣就可以避免因換刀設置所造成的麻煩。

圖5 多件銑削夾具的定位原理圖

（3）旋轉夾具體并固定在底板的右邊，加工R2.5mm圓弧槽。加工完成后，拆卸工件。在裝夾新工件時，先進行R2.5mm圓弧槽加工，然后再回旋夾具體到左邊，加工直徑mm通孔，完成兩套工件裝夾加工的循環操作過程。

（4）在加工之前，要預先在軟件中繪制好每個加工圖形，先試切加工樣品，以免出現錯誤，同時要隨時檢查刀具的磨損情況，并及時更換刀具。

在實際生產應用中，多件銑削夾具制作工藝簡單，元件少而精，配套零件費用低，實際操作方便。由于一批零件裝夾加工只需要找正一次，因此極大地提高了裝夾速度，大大提高了生產效率，同時零件的加工精度也有了保證。

三、結語

在數控銑床上進行多件加工時，設計合理的輔助加工夾具，既能滿足加工零件的質量和技術要求，又能縮短裝夾、定位時間，提高工作效率，降低生產成本，減少廢品的發生。此類輔助加工夾具可廣泛地運用于數控銑床加工中心操作，能夠取得滿意的效果。

參考文獻：

篇6

關鍵詞： 數控銑床；人機界面；設計原則

1. 數控銑床系統人機界面分類

人機界面主要用于完成人機交互處理，即在用戶的主導下利用各種交互設備完成數控系統的連接、工作模式選擇、調試運行管理和維修等工作。數控銑床系統人機界面包括程序控制界面、數據輸入界面和交互輸出界面三類。

1.1 程序控制界面

程序控制界面的作用是接收用戶命令，完成對數控系統運行的控制。

在設計時，需要有命令語言、菜單、窗口和直接控制等形式。設計菜單形式時，在顯示器的屏幕上提供一組可選的項目，使用者可以通過各種輸入設備進行選擇。窗口形式的界面需要同時顯示多進程、多任務的運行情況，在一個顯示屏幕上提供多個視域，各個視域可完成或顯示不同的內容。

1.2 數據輸入界面

數據輸入界面用于向數控系統提供數據輸入，在設計時，應為用戶提供數據輸入格式，提供缺省值，提供容錯和修改功能，并向用戶回送輸入結果。

數據輸入界面需要包括刀具參數設置、系統參數設置和數控加工程序編輯等子界面。

1.3 交互輸出界面

交互輸出界面的作用是組織數控系統的輸出，向用戶提供系統運行的信息。交互輸出信息應包括：響應信息、提示信息、運行信息、出錯信息、幫助信息。

2. 數控銑床人機界面設計原則

2.1界面風格選擇原則

考慮到大多數用戶對于標準Windows系統較熟悉，在界面設計中盡量兼容標準Windows界面的特征。位圖按鈕可在操作中實現高亮度、突起、凹陷等效果，使界面表現形式更靈活，同時可以方便用戶對控件的識別。界面里使用的對話框、編輯框、組合框等都選用Windows標準控件，對話框中的按鈕也使用標準按鈕。

2.2系統界面布局原則

數控銑床人機界面的布局設計應按照人因工程學的要求，實現簡潔、平衡和風格一致。

典型的界面分為3部分：標題菜單部分、圖形顯示區以及按鈕部分。根據一致性原則，保證屏幕上所有對象，如窗口、按鈕、萊單等風格的一致。各級按鈕的大小、凹凸效果和標注字體、字號都保持一致，按鈕的顏色和界面底色保持一致。

2.3文字的應用原則

界面設計中常用字體有中文的宋體、楷體，英文的扭鍆等，因為這些字體容易辨認、可讀性好考慮到一致性，數控銑床軟件界面所有的文本都選用中文宋體，文字的大小根據控件的尺寸選用了大小兩種字號，使顯示信息清晰并保證風格統一。

人體工程學要求界面的文本用語簡潔，盡量用肯定句和主動語態，英文詞語避免縮寫。數控銑床人機界面中應用的文本有兩類：標注文本和交互文本。標注文本是寫在按鈕等控件上，表示控件功能的文字，所以盡量使用了描述操作的動詞。交互文本是人與計算機以及計算機與總控制臺等系統交互信息所需要的文本，包括輸人文本和輸出文本。

交互文本使用的語句為了在簡潔的同時表達清晰，盡量采用用戶熟悉的句子和禮貌的表達方式如“請檢查交流電壓”、“系統警告裝置鎖定”。對于信｀息量大的情況，采用上下滾動而不用左右滾屏，因為這樣更符合人的操作習慣。

2.4界面設計色彩使用原則

人機界面設計中色彩的選擇也是非常重要的。人眼對顏色的反應比對文字的反應要快，所以不同的信息用顏色來區別比用文字區別的效果要好，不同色彩給人的生理和心理的感覺是不同的，所以色彩選擇是否合理也會對操作者的工作效率產生影響。

在特定的區域，不同顏色的使用效果是不同的。例如：前景顏色要鮮明一些使用戶容易識別，而背景顏色要暗淡一些以避免對眼睛的刺激。

使用顏色時應注意幾點：

（1）限制同時顯示的顏色數一般同一界面不宜超過4或5種，可用不同層次及形狀來配合顏色增加的變化。

（2）界面中活動對象顏色應鮮明，而非活動對象應暗淡，對象顏色應不同，前景色宜鮮艷一些，背景則應暗淡。中性顏色（如淺灰色）往往是最好的背景顏色，淺色具有跳到面前的傾向，而黑色則使人感到退到了背景之中。

（3）避免不兼容的顏色放在一起（如黃與藍，紅與綠等），除非作對比時用。

3. 界面的層次結構設計原則

選擇界面的概念取決于多個界面。可將界面設計為循環，如果運行大量界面，必須設計一個合理的結構體系來打開界面。設計時應選擇簡單而統一的層次結構以便用戶能夠快速了解如何打開界面。界面的層次結構設計原則如下：

3.1單一界面信息量簡潔

用戶一次處理的信息量是有限的，所以大量信息堆積在屏幕上會影響界面的友好性。為了在提供足夠的信息量的同時保證界面的簡明，在設計上采用了控件分級和分層的布置方式。分級是指把控件按功能劃分成多個組，每一組按照其邏輯關系細化成多個級別。

3.2借助分級思想

用一級按鈕控制二級按鈕的彈出和隱藏保證了界面的簡潔。分層是把不同級別的按鈕縱向展開在不同的區域，區域之間有明顯的分界線。在使用某個按鈕彈出下級按鈕的同時對其他同級的按鈕實現隱藏，使邏輯關系更清晰。

3.3三層結構

設計人機界面時一般采用3個層面組成。

層面1是總覽界面，該層面要包含不同系統部分在系統所顯示的信息，以及如何使這些系統部分協同工作。

層面2是過程界面，該層面包含指定過程部分的詳細信息，并顯示哪個設備對象屬于該過程部分，該層面還顯示了報警對應的設各對象。

層面3是詳細界面，該層面提供各個設備對象的信息，例如控制器、控制閥、控制電機等，并顯示消息、狀態和過程值。如果合適的話，還包含與其他設備對象工作有關的信息。

4. 參考文獻

[1]何加銘主編．嵌入式32位微處理器系統設計與應用．電子工業出版社．2006年

篇7

目前很多企業都采用數控加工來實現自動化，數控銑床的應用越來越廣泛。如何保證和提高數控銑床的加工質量顯得非常重要。

二、數控銑的工藝分析

數控銑床是在普通銑床的基礎上發展起來的，兩者的加工工藝基本相同。工藝分析是對零件進行數控加工的前期準備。如果工藝分析不周全，工藝處理不合理，會導致數控加工時出現錯誤，嚴重的會出現廢品。因此，保證和提高零件的加工質量和生產效率的關鍵是正確、合理地對零件進行工藝分析。認真仔細地分析零件圖，確定工件的裝夾方式，正確選擇數控機床，確定數控加工刀具、正確選擇切削用量，正確設置進退刀方式等是工藝分析的重要內容。故數控銑床在加工時應注意以下幾個方面。第一，正確合理地選擇夾具：其一，盡量選用通用夾具裝夾工件，避免采用專用夾具，數控銑零件大多為方形或箱體零件，可采用平口鉗或壓板進行裝夾；其二，裝夾時應盡量采用基準重合原則，可以避免基準不重合誤差。[1]第二，合理選擇刀具。銑刀的種類有很多，根據零件的形狀、零件的加工精度及表面質量的要求以及生產效率等因素合理選擇刀具：一是根據零件特征，加工平面和臺階面應選擇面銑刀，加工凹槽應選擇立銑刀，加工型腔、三維曲面等應選擇球頭銑刀等；二是根據加工方式，粗加工時應選擇強度高、可轉位刀片刀具，以便滿足粗銑時大背吃刀量、大進給量的要求，同時通過更換刀片降低成本。精加工時應選精度高、耐用度好的刀具，以保證加工精度的要求；三是合理選擇銑削用量。在銑削過程中所選用的切削用量稱為銑削用量。銑削用量的要素包括銑削速度Vc、進給率f、背吃刀量ap和銑削寬度ae,銑削時，由于采用的銑削方式和選用的銑刀不同，背吃刀量ap和銑削寬度ae的表示也不同：其一，背吃刀量或銑削寬度的選擇。背吃刀量或銑削寬度的選取主要由加工余量和對表面質量的要求決定。在工件表面粗糙度值要求較大時，粗銑一次進給就可以達到要求；在工件表面粗糙度值要求較小時，可分粗銑和半精銑兩步進行；在工件表面粗糙度值要求很小時，可分粗銑、半精銑和精銑三步進行；其二，進給量和進給速度的選取。切削時的進給速度應與主軸轉速和背吃刀量等切削用量相適應，不能顧此失彼。工件剛度差或刀具強度低時，應取小值。加工精度和表面粗糙度要求較高時，進給量應選得小些，但不能選得過小，過小的進給量反而會使表面粗糙度增大。輪廓加工中，選擇進給量時還應注意輪廓拐角處的“超程”和“欠程”問題。另外，在切削過程中，由于切削力的作用，使機床、工件和刀具的工藝系統產生變形，從而使刀具產生滯后，在拐角處會產生欠程現象，采用增加減速程序段或暫停程序的方法減少由此產生的欠程現象。選取切削速度時應按以下原則：粗銑時切削負荷大，Vc應取小值；精銑時，為減小表面粗糙度值，Vc取大值；采用可轉位硬質合金銑刀時，Vc可取較大值；實際銑削后，如發現銑刀壽命太低，應適當降低Vc。[2]第三，合理選擇切削液。切削液的作用是為了提高切削加工效果。切削液的種類也很多，在加工中應按實際的材料、加工方法以及機床等因素綜合考慮后再選擇。例如高速鋼刀具熱硬性差，一般應使用切削液；切削銅、鋁及其合金，不能使用含硫的切削液；切削鎂合金，不能使用水基切削液，以免引起燃燒。第四，確定加工路線。加工路線是指刀具相對零件的運動軌跡和方向。刀具在切入和切離工件時，應沿外輪廓曲線延長線的切向切入和切離工件，以避免在切入和切出處產生刀具的刻痕而影響表面質量，保證零件外輪廓曲線平滑過渡。內輪廓的加工主要是要解決Z向切深進刀的問題，通常加工內輪廓的Z向進刀方式主要有以下幾種：垂直切深進刀、在工藝孔中進刀、三軸聯動斜線進刀、三軸聯動螺旋形進刀。與此同時，在保證加工精度和表面粗糙度的前提下，應盡量縮短加工路線，減少刀具空行程時間。第五，加工余量的確定。加工余量可通過經驗估算法、查表修正法、分析計算法來確定，確定加工余量應遵從以下原則：一是總加工余量和工序余量要分別確定；二是大零件取大余量。零件越大，切削力、內應力引起的變形越大，所以對余量要求也越大；三是余量要充分，防止因毛坯表面缺陷未能完全切除即達到規定的尺寸要求而致使工件報廢；四是，采用最小加工余量原則。在保證加工精度和加工質量的前提下，余量越小越好，以縮短加工時間，同時減少材料消耗，降低加工成本。

三、編制程序保證尺寸精度

第一，修改程序保證尺寸。在數控加工中，人們經常采用這樣的方式進行加工：程序自動運行后，進行測量，發現工件尺寸達不到要求，而且尺寸變化無規律。針對這種情況，可利用修改程序的方法來保證加工質量。如圖中要求Φ30mm，實際測量為Φ30.06mm，可在軟件中將加工余量減少0.03（單邊值）。第二，修改刀補保證尺寸。若加工中尺寸變化有規律，如X和Y向的尺寸全部都比圖中尺寸大0.1mm，可通過修改刀補的方法保證加工精度。具體方法是：將該號刀的刀補減小0.05mm。

四、結束語

總之，要保證零件在數控銑床上的加工質量和加工效率，必須充分對零件進行合理的工藝分析、按圖紙要求編寫加工程序，掌握數控銑床的操作技能，并進行全程控制。

作者:何越進 單位:廣東省佛山市南海技師學院

參考文獻：

篇8

本文論述低成本地、更便捷地更換數控銑床上絕對編碼器的電池，使數控銑床的穩定性更好，獲得更高的效益。通過對絕對編碼器的電池改造，使用常用的電池和電池盒代替機床原有的電池，從而達到此目的。

數控銑床是一種數字控制的機床，它是通過計算數值換成代碼控制機床的動作，自動地將零件加工出來。數控銑床較好地解決了復雜、精密、小批量、多品種的零件加工問題，是一種柔性的、高效能的高精度自動化機床。因此，數控銑床需要認真地維修及保養，以實現它最大的價值，定時更換絕對編碼器的電池是非常有必要的。

二、分析改造原因

數控機床上常用的數控伺服系統編碼器可分為相對編碼器和絕對編碼器；使用絕對編碼器，當斷電后，其內部保持電源仍然給編碼器供電，因此，斷電后旋轉伺服電機，其內部是會記下坐標位置的，再次上電后的坐標不會變。而相對編碼器，其內部無保持電源，斷電后其坐標系不再存在，所以相對編碼器必須在重新上電后回原點或原點預置。

絕對編碼器由機械位置決定每個位置的唯一性，它無需記憶，無需找參考點，而且不用一直計數，什么時候需要知道位置，什么時候就去讀取它的位置。這樣，編碼器的抗干擾特性、數據的可靠性大大提高了。由于絕對編碼器在定位方面明顯地優于相對編碼器，所以已經越來越多地應用于數控機床上，但是在數控系統上相對編碼器不需要電池儲存記憶，而絕對編碼器上需要電池儲存記憶。

以FANUC OI數控銑床系統為例：

以佛山市三水區理工（技工）學校為例，我校共有9臺采用絕對編碼器的數控銑床/加工中心機床，機床的利用率是很低的，每天有3/4的r間都需要電池供電保持記憶，特別每當遇到寒暑假后，機床就會開始報警電壓低，所以在我校的使用條件下電池的使用壽命就很短，從而導致頻繁地更換電池。從不同途徑購買相應的電池便宜的四十幾元一組，貴的上百元一組，而且通常電池的壽命在一年以內，這樣導致了在使用過程中成本增加，而市面上比較難購買到指定的電池，需向專門店才能買到。所以如果采用原裝電池的更換方式，機床的使用壽命將降低，成本將增大，購買周期將變長。下面介紹一種成本低且方便的改造方式。

三、改造方法

原裝電池分析：原裝的電池由4節3V的干電池組成，通過串聯和并聯的方式組成輸出電壓為6V的電池組合（如圖1），并通過一個專用的接口與機床進行連接。

改造步驟：

第一步，從網上購買4節5號電池盒，電池盒的要求是4節串聯在一起的盒子，購買電池盒是為了以后使用中當電池沒電后可以很方便地更換電池而應用的；或是直接將4顆5號電池直接按照原裝電池的方法首尾串聯在一起，這種方法就不需要另外增加其他零配件，只是在后期使用中每次更換電池盒里面的電池就行。

第二步，利用從機床上拆下來的舊電池電線接口換裝到電池盒上去，就可以達到電池盒與機床系統的連接；需要注意的是在焊接電線的時候要注意區分正負極，電極錯誤可能會導致不能使用或是數控系統的短路。

四、改造的注意事項

（1）將改裝后的電池盒裝上電池后利用電壓表進行電壓檢測，機床對電池的要求是6V，確保達到機床的要求；

（2）使用的電池應是干電池，不能使用可充電電池，充電電池的電壓相對比較不穩定，可能會影響到機床記憶的儲存；

（3）考慮到數控系統是比較昂貴的設備，在選擇電池盒的時候盡可能選擇可靠性高的。

篇9

關鍵詞： 數控銑床編程 刀具半徑補償指令

一、刀具半徑補償的概念

在數控銑床上進行輪廓加工時，由于銑刀的刀位點通常是定在刀具中心上，若編程時直接按圖紙上的零件輪廓線進行，又不考慮而銑刀有一定的半徑，就會使刀具中心（刀位點）的運動軌跡和圖紙上的零件輪廓軌跡不重合，這樣由刀具圓周刃口所切出來的實際輪廓尺寸，就必然大于或小于圖紙上的零件輪廓尺寸一個刀具半徑值，因而造成過切或少切現象。為此必須使刀具沿工件輪廓的法向偏移一個刀具半徑，這就是所謂的刀具半徑補償指令。應用刀具半徑補償功能時，只需按工件輪廓軌跡進行編程，然后將刀具半徑值輸入數控系統中，執行程序時，系統會自動計算刀具中心軌跡，進行刀具半徑補償，從而加工出符合要求的工件形狀，使編程工作大大簡化。

二、刀具半徑補償指令G40、G41、G42的格式

平面選擇指令G17（XY平面）、G18（XZ平面）、G19（YZ平面）。

G40取消刀補、G41左刀補、G42右刀補，G40、G41、G42都是模態代碼，可以相互注銷。刀補位置的左右是順著編程軌跡前進的方向進行判斷的，G41刀具中心將走在編程軌跡前進方向的左側，G42刀具中心將走在編程軌跡前進方向的右側。

D為刀具補償代碼，有D00-D99共100個地址號可用。刀補值可在MDI方式下鍵入。

X、Y及其坐標值還是按G00及G01格式進行確定。所不同的是，無刀具半徑補指令時刀具中心是走在程序路線上；有刀具半徑補償指令時刀具中心是走在程序路線的一側，刀具刃口走在程序路線上。

刀補動作：刀徑補償在整個程序中的應用共分為刀補引入、刀補方式進行中和刀補解除三個過程。如圖1所示：當執行N2程序段時，運算裝置同時先行讀入N3、N4兩段，在N2的終點做出一個矢量，其方向方向與N4的前進方向垂直向左，大小等于刀具半徑值。在刀補進行階段也是每段都先行讀入兩段，按“交點運算”規則確定運動的終點。

%1000

N1 G54 G90 G17 G00 M03

N2 G41 X20 Y10 D01 刀補引入

N3 G01 Z-10F100

N4 G01 Y50

N5 X50 刀補進行中

N6 Y20

N7 X10

N8 G00 Z10

N9 G40 X0 Y0 M05 取消刀補

N10 M30

三、刀具半徑補償指令使用注意事項

1.刀補的引入和取消必須在G00或G01方式下進行，必須是在補償平面內不為零的直線移動。在刀補進行的中間軌跡中允許有圓弧軌跡。

2.在指定刀補平面執行刀補時，不能出現連續兩段僅第三軸的移動指令，否則將出現過切或少切現象。

3.D00-D99為刀具補償號，D00意味著取消刀具補償。刀具補償值在加工或運行之前必須設定在補償存儲器中，這樣刀補才起作用。

4.建立補償的程序段一般應在切入工件之前完成，撤消刀具半徑補償的程序段一般應在切出工件之后完成。

四、刀具半徑補償功能的應用特點

在零件加工過程中，采用刀具半徑補償功能，可大大簡化編程的工作量。具體體現在以下三個方面：

1.實現根據編程軌跡對刀具中心軌跡的控制?？杀苊庠诩庸ぶ杏捎诘毒甙霃降淖兓?如由于刀具損壞而換刀等原因)而重新編程的麻煩。在零件的自動加工過程中，刀具的磨損、重磨甚至更換經常發生，應用刀補值的變化可以完全避免在刀具磨損、重磨或更換時重新修改程序的工作。假設原來設置的刀補值為r，經過一段時間的加工后，刀具半徑的減小量為，此時，可僅修改該刀具的刀補值：由原來的r改為r-，而不必改變原有的程序即可滿足加工要求。

2.減少粗、精加工程序編制的工作量。由于輪廓加工往往不是一道工序能完成的，在粗加工時，均要為精加工工序預留加工余量。加工余量的預留可通過修改偏置參數實現，而不必為粗、精加工各編制一個程序。

在粗加工時，可將刀具實際半徑再加上精加工余量作為刀具半徑補償值輸入，而在精加工時只輸入刀具實際半徑值，這樣可使粗、精加工采用同一個程序，其補償方法為：設精加工余量為，刀具半徑為r，如圖2所示：首先，人工輸入刀具偏置值為r+，即可完成粗加工到圖示點劃線的位置；在精加工時，輸入刀具的半徑值r，即可完成最終的輪廓精加工。

3.改變刀補值對零件進行加工修正

將刀具半徑補償與子程序結合應用，不但可簡化編程，進行粗、精加工，而且可以進行加工的修正，以保證加工品質。

五、編程實例

例：按銑凸臺外輪廓鉆銑4-Φ12通孔的工藝路線，編寫圖3數控加工程序。

主程序

O0006；

G40 G49 G80 G90；

G54 G00 X-55.0 Y-50.0；

M03 S500；

G43 G00 Z50.0 H01；

Z5.0；

G01 Z-6.0 F100；

G41 G01 X-20.0 Y-40.0 D01 M08；粗加工D01刀補值大一些

M98 P1111；

G41 G01 X-20.0 Y-40.0 D02 M08； 半精加工

M98 P1111；

M00程序暫停，測量工件尺寸

G41 G01 X-20.0 Y-40.0 D03 M08； 精加工

M98 P1111；

G00 Z10.0；

G99 G81 X30.0 Y30.0 Z-23.0 R5.0 F40；孔加工循環

Y-30.0；

X-30.0 Y30.0；

Y-30.0；

G80 G49 G00 Z120.0 M09；

M05；

M30；

子程序

O1111；

G01Y10.F100；

G02X-10.Y20.R10.；

G01X10.0；

G02X20.0Y10.0R10.；

G01Y-10.0；

G02X10.0Y-20.R10.；

G01X-10.

G02X-20.Y-10.R10.0；

G03X-40.0Y10.R20.；

G40G01Y-42.；

M99；

篇10

關鍵詞： 數控銑床 常見問題 解決辦法

《金工實習》是一門實踐基礎課，是機械類各專業學生學習工程材料及機械制造基礎等課程必不可少的先修課，可以使學生更好地了解傳統的機械制造工藝和現代機械制造技術。隨著裝備制造業的發展，數控技術在金屬加工領域的應用越來越廣泛，數控實訓在《金工實習》中的比重也越來越大。在珠海市頒發的《2008―2009年珠海市緊缺技工工種目錄》中，即包括數控車工、數控銑工?？梢娫黾訑悼丨h節的實訓，不僅有助于學生更好地熟悉數控工藝及編程知識和數控機床的操作技能，對學生畢業后的就業工作也大有好處。筆者所在的學校是一所以培養應用型人才為主的獨立學院，對于學生的動手能力極為重視，相應地增加了數控實訓的課時數，而且與市勞動局合作開展了數控車、數控銑床操作高級工的考評工作，使學生能在實訓過程中真正學到了一些實用的技術。

在數控銑床實訓過程中，經常有學生在一些環節掌握不牢或搞混，筆者總結如下。

1.概念不清

（1）分不清刀具半徑左/右補償。

在數控銑床上進行輪廓的銑削加工時，由于刀具半徑的影響，刀具中心軌跡和工件輪廓不重合。為了避免計算刀具中心軌跡、直接按照零件圖樣上的輪廓尺寸編程，可使用數控系統提供的刀具半徑補償功能。刀具半徑補償分為左補償G41和右補償G42，其中當刀具中心軌跡沿前進方向位于零件輪廓左邊時稱為左補償，反之稱為右補償。當不需要進行刀具半徑補償時，使用G40取消刀具半徑補償。

（2）對刀具長度補償理解不到位。

刀具長度補償可以使刀具在Z方向上的實際位移量大于或小于程序的給定值，這樣在數控編程過程中就無需考慮刀具長度，避免加工運行過程中要經常換刀而每把刀具長度的不同會給工件坐標系的設定帶來的困難。刀具長度補償指令是G43和G44，其中G43為刀具長度正補償，G44是刀具長度負補償。指令G49用于取消刀具長度補償。

2.數控銑床操作不熟練

（1）數控銑床對刀不熟練。

數控銑床對刀的目的是把機床坐標系和工件編程坐標系統一起來，其對刀操作分為X、Y向對刀和Z向對刀。對刀的準確程度將直接影響加工精度。對刀方法一定要同零件加工精度要求相適應。根據使用的對刀工具的不同，常用的對刀方法分為以下幾種：試切對刀法、百分表對刀法、采用尋邊器和Z軸設定器等工具對刀法、頂尖對刀法、專用對刀器對刀法等。另外根據選擇對刀點位置和數據計算方法的不同，又可分為單邊對刀、雙邊對刀、轉移間接對刀法、分中對刀法等。我系在實訓中主要采用光電式尋邊器和Z軸設定器進行分中對刀。步驟如下：

①開機，向右旋起急停按鈕。在“回零”狀態下使機床回到參考點。

②將工件在工作臺上定位并夾緊，把光電式尋邊器裝到機床主軸上。在MDI方式下輸入“M03 S500；”，執行該指令使主軸以500轉/分的速度正轉。

③使用光電式分中棒進行X、Y向對刀。先對工件進行X向分中，將機床運動模式旋轉到“手輪”，調整運動速率為X100，使尋邊器迅速移動到工件附近(離工件左側20mm左右，尋邊器的測頭要低于工件的上表面)，調整手輪運動速率為X10，通過手輪緩慢地移動工作臺，使尋邊器測頭和工件左側接觸，尋邊器上的燈亮，表示尋邊器已經和工件接觸。反向稍微移動使燈熄滅，再將手輪的移動倍率降低到X1，繼續移動工作臺，使尋邊器的燈剛好亮起來，這時尋邊器剛好和工件接觸，在面板上輸入X，在屏幕下方點擊“起源”按鈕，把當前位置設置為相對零點。再向上抬高尋邊器高于工件上表面，移動尋邊器用同樣的方法接觸工件的右側，這時X向的相對坐標會有一個讀數A，把A除以2，向上移動尋邊器高于工件上表面，移動機床使X向的相對坐標變為A/2，這時就找到了工件X向的中心，在G54坐標系設定中移動光標到X，通過面板輸入“X0.”，之后點擊屏幕下方的測量鍵，把當前X向的位置設定為加工坐標系X向的零點。用同樣的方法找到Y向的中心設置為Y向的坐標零點。

④使用Z軸設定器進行Z方向對刀。停止主軸，將尋邊器取下，把要使用的刀具裝到主軸上、Z軸設定器放到工件上表面。向下移動刀具緩慢和Z軸設定器接觸，當接觸之后Z軸設定器的燈會亮起來，這時記下當前機床的Z坐標，再用此值減去Z軸設定器的高度，把計算后的值填到相應的長度補償寄存器中即可。

（2）由于不熟練導致的錯誤。

①在進行刀具長度補償設置時，有些學生在把補償值輸入到機床的長度補償寄存器時分不清【輸入】鍵與【+輸入】鍵的區別，錯按【+輸入】鍵，把要輸入的數值與寄存器當前值進行疊加，導致在加工時很容易撞刀。

②在進行程序手動輸入操作時，有些學生由于不認真，忘掉數字前面的負號或忘掉小數點，解決此種問題的辦法就是在正式運行程序時先將機床鎖住，通過數控機床的圖形功能觀察走刀路線是否正確。

③不熟悉機床坐標系的設定規則。機床坐標系采用的是右手直角笛卡爾坐標系，是假定工作臺不動，刀具相對于工作臺運動的方向進行設定的。對于多數數控銑床來說其運動方式都是主軸旋轉實現主運動并在Z方向升降，而X、Y方向的運動是通過工作臺的移動實現的，所以機床在實際運動過程中，在X、Y方向的運動和我們習慣的方向正好相反，這樣就使一些不熟練的學生由于走錯方向導致機床超程報警或撞刀。

3.編程錯誤或加工工藝不合理

（1）在進行手動編程練習時，經常有學生省略整數數據后面的小數點。

如“X50.”被寫成“X50”，如果有小數點，表示的單位是mm，而沒有小數點的單位則是μm。

（2）加工順序安排不合理。

在加工如下所示的零件時，如果按照1-2-3-4-5-6的順序加工，由于5、6孔與1、2、3、4孔定位方向相反，在X方向反向間隙會使定位誤差增加，而影響5、6孔與其他孔的位置精度。而如果按照1-2-3-4路線在加工完孔4后向左移動一段距離到P點，然后折回來加工5、6孔，這樣方向一致，可避免反向間隙的引入，提高5、6孔與其他孔的位置精度。

以上問題是筆者針對數控銑床實訓過程中出現的問題進行的總結。另外，進行數控實訓，安全始終是第一位的。我們必須要求學生謹記安全操作規程，切不可麻痹大意。

參考文獻：