数控设备的选型论文【1】

　　摘 要：设备是企业生产中最重要的物质基础，设备的选择，是企业设备管理的第一个环节，包括新建企业选择设备，老企业购置新设备和自行设计、制造专用设备，以及从国外引进技术装备，合理地选购设备，可以使企业以有限的设备投资获得最大的生产经济效益。

　　这是设备管理的首要环节。

　　关键词：数控;管理;设备

　　所谓设备选型：是企业管理的第一环节，即是从多个设备供应商多种可以满足相同需求的不同型号、规格的设备中，经过技术性、经济性等多方面的分析评价，选择最佳方案已作出购买决策。

　　合理需选购设备可以使有效的资金发挥最大的经济效益。

　　1 设备选型赢遵循的原则如下

　　1.1 设备的选型必须遵循生产上适用性、技术上可靠性、先进性、经济上合理性这一原则。

　　通俗的讲就是在最大限度的满足加工产品的工艺需求的前提下，在技术上体现出一定的的先进性，使所购买的设备具有一定的技术储备以满足未来的发展需求，避免选择试制型、过渡性、淘汰型、高耗能性、高污染型的设备，要注重技术改造的可持续发展，同时在价格上具有较高的性价比。

　　1.2 设备选型要根据产品的结构特点将必备的设备附件，配套软件等一并选配齐全，并充分考虑动力配套的设施要求以及安装位置环境和条件。

　　1.3 设备中涉及安全、环保、保密以及特种工艺等方面要求的，在技术交流、编写招标文件以及签署技术协议过程当中请专业部门全程参与。

　　2 设备选型的几点要素(以数控加工设备为例)

　　2.1 确定典型加工零件

　　根据技术改造内容和生产发展需求，确定有那些零件和那些工序准备用新的加工设备来完成，通过确定主要加工对象的典型零件族，进而了解产品的生产纲领、加工工艺以及加工零件的复杂程度，就可以确定拟采购设备的结构形式(立式、卧式、复合式等)、配套附件(双工位、刀库、花盘、顶尖、对刀仪、在线测量等)、规格(机床行程承重等)以及精度等级(普通级、精密级)。

　　在满足加工工艺要求的前提下设备越简单风险越小，车削加工中心和数控车床都可以加工轴类零件，但一台满足同样加工规格的车削中心价格要比数控车床贵几倍，如果没有进一步工艺要求，肯定选择数控车床风险较小。

　　同样在经济型和普通型数控车床中要尽量选择经济型数控车床;能够用数控车床解决的问题就不用配动力头的车削中心，能够用加工长度为1米的机床解决的就而不用配到2米，能够用普通精度的设备完成加工，就不用选精密级的设备这样才能在根本上有效地控制成本。

　　2.2 数控机设备主要特征规格的选择

　　机床特征规格包括：机床规格参数、机床主电机功率、主轴转速等。

　　数控机床的规格参数主要是机床的承重以及各个轴的行程，各轴的行程范围反应该机床允许的加工空间，是由典型工件的加工尺寸范围确定的，也就是说被加工零件的轮廓尺寸应该在机床的加工范围之内，因此机床的规格要考虑被加工零件的尺寸、加工范围、零件的夹具尺寸、工件是与机床换刀空间和防护罩等附件是否干涉、以及预留的一定的技术储备等几方面因素来确定。

　　机床主电机功率：主电机功率反映了该机床的切削刚性和主轴性能，从另外一个也反映了机床的整体刚度。

　　在同类规格机床上的电机可以有不同的配置：一般情况下，例如：轻型机床比标准星机床主电机功率可能要小1~2级，因此轻型机床的刚性和切削性能要差一些;主轴功率的大小基本是与机床规格和所要求的切削性能相匹配，要做到既不能小马拉大车，又不能造成功能浪费，电机的配置有时也可以按照用户的要求特殊定制，但是也带来价格的升高。

　　机床的主轴转速：目前一般加工中心主轴转速在(4000~8000)rpm，高速型机床立式可达(2万~7万)rpm;卧式机床可达(1万~2万)rpm，近年来数控机床高速化的趋势发展很快，在中小型数控机床中主轴箱的机械变速已较少采用，往往都采用功率较大的直流或交流可调速电机，直联电机，甚至采用电主轴结构，这样大大地提高了加工效率和加工质量，但是这也带来了相应的刀具以及配套成本的提高。

　　2.3 设备精度的选择

　　数控设备精度等级的选择取决于典型零件关键部位的加工精度。

　　数控机床按照精度可分为普通型和精密型，一般数控机床的精度检验都有20~30项，这些项目包括定位精度、重复定位精度、几何精度、试加工精度等;机床的定位精度和重复定位精度综合反映了机床各运动部件综合精度，定位精度是指在行程范围内任意一个点定位时的误差范围。

　　它直接反映了机床的加工精度能力，所以是数控机床最关键的技术指标;重复定位精度反映出机床的制造特性，是保证机床稳定可靠工作的基本指标，因此机床精度的确定既要考虑需要加工零件的精度要求，同时要和机床的水平、档次、规格相匹配。

　　目前全世界各国对这个指标的规定定义、测量方法、数据处理方式各有不同，常用的标准有美国标准、德国标准(VDI)，日本(JIS)、国际标准化标准(ISO)、中国标准(GB)，在这些标准当中最严格的是德国标准(VDI)、最低的是日本标准。

　　为了提高和改进机床的定位精度级重复定位精度，必须关注它的进给伺服系统采用全闭环方式还是半闭环方式，关心使用监测元件的精度及稳定性。

　　例如，采用半闭环伺服驱动的精度稳定性要受到一些外界因素的影响，因此机床的精度及精度保持性比全闭环的要差一些。

　　机床的几何精度与定位精度是匹配的，如精密级的定位精度的数控机床的几何精度也不能低于同级别的指标。

　　2.4 数控系统的选择：在选购数控机床时，同一种机床本体可配置多种数控系统。

　　目前数控系统种类、规格极其繁多，进口系统主要有日本FANUC、德国SINUMERIK、日本MITSUBISHI、法国NUM、意大利FIDIA、西班牙FAGOR、美国A-B等。

　　不同的数控系统针对不同的数控机床具有各自的优越性。

　　比如西门子系统用于数控加工中心来讲功能和强大;Fanuc系统用于数控车床界面很方便。

　　一般机床厂商提供的数控系统多数为主流数控系统，如西门子或Fanuc系统，主流数控相对来说技术成熟性好一些，在国内有较好的售后服务体系，因此用户选择数控系统相对于集中几家，以便于使用掌握和维修配件准备。

　　在可供选择的数控系统中性能高低差别很大，直接影响到设备的价格组成，因此不能片面追求高水平、新系统。

　　应该以满足主机性能为主，对系统的性能和价格进行综合的分析，选用一个合适的系统。

　　比如数控立车、卧车选用Siemens802D就可以满足使用要求，高一点最多配置到Siemens810D，而配置Siemens840D就完全没有必要，造成功能的浪费，且价格高出十多万元。

　　目前数控系统的种类、规格极其繁多，世界上比较著名的数控系统有日本的FANUC，德国的西门子，法国的NUM，意大利的FIDIA，英国的海登汉。

　　有一些机床制造商坚持使用自己研发的系统，针对他们的机床会更有优越性。

　　比如：日本的MAZAK，德国的IGM，美国PAR等公司，目前国内市场也研发了一些数控系统，比如有华中理工大学、辽宁蓝天集团、南京大方系统、北方凯奇系统、清华系统、KND系统等，但技术水平和稳定性与国际水平相比还有一定的差距。

　　选择数控系统的原则是：性能价格比要高、使用和维修方便、市场的寿命要长。

　　以上是选择设备时要考虑的主要因素。

　　对这些因素要结合企业具体的生产情况、资金情况、技术情况和管理情况统筹兼顾、全面地权衡利弊才能更好的做好设备选型工作。

　　参考文献

　　[1]张伦�.数控系统[M].机械工业出版社.

　　[2]林栾鸿.机床数控技术及应用[M].机械工业出版社.

　　数控车床改造论文【2】

　　摘要：C6136型车床经济型数控改造是改变机床进给量系统，主轴转速等加工实现自动化。

　　以便提高加工速度和精度，实现现代加工要求。

　　本设计由于功能适宜，价格便宜，用它来改造车床，投资少、见效快。

　　经济型数控系统功能强，可靠性稳定，功率增大，结构简单，维修方便，还大大提高生产效率，创造更大的经济效益。

　　本次设计为机床进给伺服系统机械部分设计和数控系统硬件电路设计等。

　　经济型数控是我国80年代科技发展的产物。

　　这种数控系统由于功能适宜，价格便宜，用它来改造车床，投资少、见效快，成为我国"七五"、"八五"重点推广的新技术之一。

　　关键词：自动化 伺服系统 硬件

　　一、为了满足市场和科学技术发展的需要，为了达到现代制造技术对数控技术提出的更高的要求，数控未来仍然继续向开放式、高速化和高精度化、智能化等方向发展

　　1、开放式。

　　为适应数控进线、联网、普及型个性化、多品种、小批量、柔性化及数控迅速发展的要求，最重要的发展趋势是体系结构的开放性，设计生产开放式的数控系统。

　　2、高速化。

　　机床向高速化方向发展，可充分发挥现代刀具材料的性能，不但可大幅度提高加工效率、降低加工成本，而且还可提高零件的表面加工质量和精度。

　　超高速加工技术对制造业实现高效、优质、低成本生产有广泛的适用性。

　　数控设备日常维护保养

　　1 引言

　　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，数控设备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴机械加工制造业的渗透形成的机电一体化产品，其技术范围覆盖制造业很多领域，是现代制造业的关键设备，是企业提高效率和竞争力的关键设备。

　　数控设备的正确操作和维护保养是正确使用数控设备的关键因素之一。正确的操作使用能够防止机床非正常磨损，避免突发故障；做好日常维护保养，可使设备保持良好的技术状态，延缓劣化进程，及时发现和消灭故障隐患，从而保证安全运行。

　　2 数控设备使用中应注意的问题

　　2.1 数控设备的使用环境

　　为提高数控设备的使用寿命，一般要求要避免阳光的直接照射和其他热辐射，要避免太潮湿、粉尘过多或有腐蚀气体的场所。精密数控设备要远离振动大的设备，如冲床、锻压设备等。

　　2.2 良好的电源保证

　　为了避免电源波动幅度大（大于±10%）和可能的瞬间干扰信号等影响，数控设备一般采用专线供电（如从低压配电室分一路单独供数控机床使用）或增设稳压装置等，都可减少供电质量的影响和电气干扰。

　　2.3 制定有效操作规程

　　在数控机床的使用与管理方面，应制定一系列切合实际、行之有效的操作规程。例如润滑、保养、合理使用及规范的交接班制度等，是数控设备使用及管理的主要内容。制定和遵守操作规程是保证数控机床安全运行的重要措施之一。实践证明，众多故障都可由遵守操作规程而减少。

　　2.4 数控设备不宜长期封存

　　购买数控机床以后要充分利用，尤其是投入使用的第一年，使其容易出故障的薄弱环节尽早暴露，得以在保修期内得以排除。加工中，尽量减少数控机床主轴的启闭，以降低对离合器、齿轮等器件的磨损。没有加工任务时，数控机床也要定期通电，最好是每周通电1——2次，每次空运行1小时左右，以利用机床本身的发热量 来降低机内的湿度，使电子元件不致受潮，同时也能及时发现有无电池电量不足报警，以防止系统设定参数的丢失。

　　3 数控机床的维护保养

　　数控机床种类多，各类数控机床因其功能，结构及系统的不同，各具不同的特性。其维护保养的内容和规则也各有其特色，具体应根据其机床种类、型号及实际使用情况，并参照机床使用说明书要求，制订和建立必要的定期、定级保养制度。下面是一些常见、通用的日常维护保养要点。

　　3.1 数控系统的维护

　　（1）严格遵守操作规程和日常维护制度

　　数控设备操作人员要严格遵守操作规程和日常维护制度，操作人员的技术业务素质的优劣是影响故障发生频率的重要因素。当机床发生故障时，操作者要注意保留现场，并向维修人员如实说明出现故障前后的情况，以利于分析、诊断出故障的原因，及时排除。

　　（2）防止灰尘污物进入数控装置内部

　　在机加工车间的空气中一般都会有油雾、灰尘甚至金属粉末，一旦它们落在数控系统内的电路板或电子器件上，容易引起元器件间绝缘电阻下降，甚至导致元器件及电路板损坏。有的用户在夏天为了使数控系统能超负荷长期工作，采取打开数控柜的门来散热，这是一种极不可取的方法，其最终将导致数控系统的加速损坏，应该 尽量减少打开数控柜和强电柜门。

　　（3）防止系统过热

　　应该检查数控柜上的各个冷却风扇工作是否正常。每半年或每季度检查一次风道过滤器是否有堵塞现象，若过滤网上灰尘积聚过多，不及时清理，会引起数控柜内温度过高。

　　（4）数控系统的输入/输出装置的定期维护

　　80年代以前生产的数控机床，大多带有光电式纸带阅读机，如果读带部分被污染，将导致读入信息出错。为此，必须按规定对光电阅读机进行维护。

　　（5）直流电动机电刷的定期检查和更换

　　直流电动机电刷的过度磨损，会影响电动机的性能，甚至造成电动机损坏。为此，应对电动机电刷进行定期检查和更换。数控车床、数控铣床、加工中心等，应每年检查一次。

　　（6）定期检查和更换存储用电池

　　一般数控系统内对cmos ram存储器件设有可充电电池维护电路，以保证系统不通电期间能保持其存储器的内容。在一般情况下，即使尚未失效，也应每年更换一次，以确保系统正常工作。电池的更换应在数控系统供电状态下进行，以防更换时ram内信息丢失。

　　（7）备用电路板的维护

　　备用的印制电路板长期不用时，应定期装到数控系统中通电运行一段时间，以防损坏。

　　3.2 机械部件的维护

　　（1）主传动链的维护

　　定期调整主轴驱动带的松紧程度，防止因带打滑造成的丢转现象；检查主轴润滑的恒温油箱、调节温度范围，及时补充油量，并清洗过滤器；主轴中刀具夹紧装置长时间使用后，会产生间隙，影响刀具的夹紧，需及时调整液压缸活塞的位移量。

　　（2）滚珠丝杠螺纹副的维护

　　定期检查、调整丝杠螺纹副的轴向间隙，保证反向传动精度和轴向刚度；定期检查丝杠与床身的连接是否有松动；丝杠防护装置有损坏要及时更换，以防灰尘或切屑进入。

　　（3）刀库及换刀机械手的维护

　　严禁把超重、超长的刀具装入刀库，以避免机械手换刀时掉刀或刀具与工件、夹具发生碰撞；经常检查刀库的回零位置是否正确，检查机床主轴回换刀点位置是否到位，并及时调整；开机时，应使刀库和机械手空运行，检查各部分工作是否正常，特别是各行程开关和电磁阀能否正常动作；检查刀具在机械手上锁紧是否可靠，发 现不正常应及时处理。

　　3.3 液压、气压系统维护

　　定期对各润滑、液压、气压系统的过滤器或分滤网进行清洗或更换；定期对液压系统进行油质化验检查、添加和更换液压油；定期对气压系统分水滤气器放水。

　　3.4 机床精度的维护

　　定期进行机床水平和机械精度检查并校正。机械精度的校正方法有软硬两种。其软方法主要是通过系统参数补偿，如丝杠反向间隙补偿、各坐标定位精度定点补偿、机床回参考点位置校正等；硬方法一般要在机床大修时进行，如进行导轨修刮、滚珠丝杠螺母副预紧调整反向间隙等。

　　以下是某加工中心日常保养维护（表1），可供制订有关保养制度时参考。

　　表1 加工中心日常保养一览表

　　4 结束语

　　数控设备是一种自动化程度高、结构较复杂的先进加工设备，要充分发挥数控设备的高效性，就必须正确的操作和精心的维护保养，以保证设备的正常运行和高的利用率。其集机、电、液于一身，因此数控设备对维修维护人员要求较高，除本文所提到常规维护保养外，还应根据具体数控设备的详细操作说明手册作具体的专门维护和保养