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1、酒泉 职业技 术学院毕业设计（论文）2010级 机电一体化技术 专业题 目：数控车床的维修毕业时间：二。一三年六月学生：杜晓宝指导教师：班 级： 机电一体化（3）班2012年12月20日职业技术学院10届各专业毕业论文（设计）成绩评定表杜晓宝 班级3专业机电一体化指导教师第一次指导意见年 月 日指导教 师第二 次指导意见年 月 日指导教师第三次指导意见年 月 日指导教师评语及评分成绩：签字（盖章）年 月 日答辩小 组评价 意见及 评分成绩：签字（盖章）年 月 日教学系 毕业实 践环节 指导小 组意见签字（盖章）年月日学院毕 业实践 环节指 导委员 会审核 意见签字（盖章）年月日说明：1.以上各
2、栏必须按要求逐项填写。2.此表附于毕业论文（设计）封面之后。数控车床维修摘要：在机械制造中，数控机床由于加工精度和效率高而逐渐取代普通机床 得到广泛应用。但数控机床在维修上明显比普通机床复杂，数控机床的故障不仅包 括硬件故障，还包括软件故障，所以对数控机床的维修，不仅要从硬件上加以判断， 还要结合软件来诊断故障原因。关键词： 数控的发展历史；数控的加工与结构；维修方法。目录摘要010.1目录010.2引言021数控车床的发展趋势应用情况021.1数控车床的重要性021.2数控车床的发展概况021.3数控车床的发展方向032.1数控车床的组成和工作原理042.2数控机床的机械结构063数控车床的
3、故障083.1数控车床的故障的定义093.2数控车床的故障的分类093.3产生故障的主要原因114.1数控车床的故障诊断125.1数控车床故障预防与保养17参考文献19引言数控技术，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称为数控系统 (Numerical Control
4、System)，数控系统的核心是数控装置(Numerical Controller) o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。机床控制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：I二类、锻压类、激光 加工类和其他特殊用途的专用数控机床等，凡是采用了数控技术进行控制的机床统 称NC机床。带有自动刀具交换装援(Automatic Tool Changer，A
5、TC)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，可以一次装夹完成多工序的加工，实现了工序的集中和工艺的复合，从而 缩短了辅助加工时间，提高了机床的效率，减少了零件安装、定位次数，提高了加： 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。一、数控机床的发展历史趋势(一) 数控机床的重要性数控机床是数值控制的工作母机的总称，它包括数控金属切削机床、锻压机床 等。它综合应用了现代机械制造技术、计算机技术、自动控制技术、精密测量技术、 液压气动技术、光电技术以及配套技术等领域中的最新成果，融合了 “高效、精密、
6、柔性、集成”四大特点，成为机床先进技术的具体体现。是国民经济的重要基础装 备，是机械、电子、汽车、石化和建筑等支柱产业及能源、交通、原材料、通讯等 基础产业实现生产现代化的重要手段。数控机床的广泛应用对社会生产力的提高起 着巨大的推动作用。数控机床的技术水平与拥有量是衡量一个国家工业现代化水平 的重要标志。而以数控机床为基础建立的柔性制造系统(FMS)和计算机集成制造系统 (C1MS 的发展程度，更是一个国家现代化技术和管理水平的综合反映。(二) 数控机床发展概况追求高效、高能、以最大限度满足用户需要是机床行业永久性的技术课题。世 界各国机床业为了扩大机床加工容和加强国际市场的竞争力，都以最大
7、限度地满足 用户的需要为最高宗旨，他们按照用户提出的各种技术指标和性能要求，不断开发 代表本身水平的新型机种，在竞争异常激烈的环境中求生存、求发展。由于数控机 床在国家经济发展中处于重要的战略地位，因此，世界各国政府都给予了极大关注。 工业发达国家如日本、美国、意大利等，通过制定产业政策，从产业结。1995-OS-17 收到稿件。构、技术发展路线、产品开发、投融资渠道、设备折旧制度、进口限制、 出口鼓励、培育市场、人员培训等方面给予大力支持。在这个历史背景下，近十年 来世界数控机床的年产量增加了近to倍，发展速度之快，是空前的。我国数控机床起步于1958年，到1981年以后开始有较大的发展。经
8、过“六五”、 “七五”、“八五”科技攻关和对部分数控机床主机、数控系统和相关配套件重点生 产企业进行技术改造使其已初具规模。近年来，我国数控机床的应用围已从飞机制 造、军工、仪器仪表、汽轮机等行业扩展到铁路、纺织、机械制造特别是汽车制造 等行业。全国约有90%的行业在应用数控机床。目前，我国数控机床的拥有量已达 23000余台。数控机床的产量也从1980年的692台增长到1993年的9+78台，不仅 是在产量和品种上有了很大增长，而且在加工工艺、控制技术等方面有了不少创新 和发展。从市的情况看，由第一机床总厂、中国科学院计算机技术研究所、中国科 学院电工研究所、铁道部机车车辆厂、微特电机厂联合
9、研制的五轴联动高档叶轮立 式加工中心达到世界先进水平，并打破了 “巴统”的限制，使我国加工中心生产又 出现了新的飞跃。由市磨床总厂自行开发研制的我国第一台大型精密数控强力成型 磨床，填补了国空白，达到国际同类机床80年代水平，不仅满足了国用户的迫切需 要，而且可替代进口，售价仅是进口的25%，具有重大的经济和社会效益。总之，我 国数控机床近年有了很大发展，但是与世界上各工业发达国家相比，差距仍然很大， 尚不能满足我国国民经济总的发展要求。在数量上、质量上、供货周期等诸多方面 还存在着很多问题。目前，基础机械已受到国家和社会各界的空前重视，并将以数控技术为代表的 机床工具工业列为特定振兴产业。机
10、械部制订的产业政策及机械工业振兴纲要以及 科技发展重点中，都把基础机械放到各项振兴的首位，这是机械工业有史以来第一 次鲜明地把工作母机的振兴作为机械工业振兴的重中之重。如何抓住这个有利时机， 加速我国数控机床的发展，是摆在我们面前的一个关键性问题。进入90年代后，随着我国汽车、能源、交通等产业建设速度的加快，给数控机 床的市场带来了空前的发展机遇。然而，据有关部门统计，1993年我国数控机床的 消费量为18525台，而国生产量仅为9478台，进口量竟达10751台，分别为三年前 消费量的7.6倍，生产量的3.6倍，进口量的24倍。从以上数据可以看出：我国数 控机床的市场需求旺盛，前景看好，同时
11、，处于发展中的我国数控机床制造业正承 受着巨大的冲击。市场竞争和不平衡的加剧，使我国数控机床处于生存危机之中。总之，我国数控机床面临的形势，一方面是前所未有的好机遇，另一方面，是 严重的生存与发展的挑战。可谓机遇与挑战并存，喜忧参半。（三）发展方向随着我国国民经济的迅猛发展，作为重要基础装备的数控机床，将会发挥越来 越大的作用，对数控机床的要求也将越来越高。为了使我国的数控机床具有参与国 际市场竞争的能力，就要适应国际大市场的需求，迈出更快更加坚实的步伐。今后 要把握发展趋向，从以下几个方面进行努力：1. 要向高精度、高效率发展。如加工中心重复定位精度达0.005毫米以下，主 轴速度10000
12、转/分以上，换刀时间在3秒以.进给速度达60米/分等。2. 向自动化、集成化多功能方向发展。组成柔性生产线FML.FMS.CIMSo3. 发展模块化柔性加工中心并组成柔性组合机床或柔性生产线。根据用户需 要，在短时间设计、制造出全新的产品。4. 发展经济型数控机床，向功能简化、结构紧凑、性能价格比高的方向发展， 以适应不同层次的市场需求。5. 产业结构向集团化发展，以主机厂为核心，铸、锻、焊、毛坯加工及各种功 能部件由中、小型企业专业化生产，以便实现规模经济生产。6. 逐步完善数控系统及相关配套产品的生产供应体系。提高我国数控系统的自 配能力。7. 将数控机床和数控系统的可靠性放在首位。建立起
13、包括研究开发、生产经营、 维修服务、质量检测、人才培训等环节的数控机床产业化体系。8. 走“外结合以我为主”的道路，提高自主开发能力，发展品种规格。综上所述，我国数控机床制造业经过多年的努力，在各个行业中正在发挥着重 要的作用。但随着我国国民经济的快速发展，数控机床的市场需求将越来越大并呈 现多层次化。因此，我们要认真分析数控机床生产上存在的问题，正视与先进国家 的差距，加速数控机床的发展步代，为使我国发展成为世界数控机床生产、使用和 出口大国的目标而努力奋斗。二、数控机床的加工原理与结构（一）数控机床的组成和工作原理数控机床由程序编制及程序载体、输入装置、数控装置（CNC）、伺服驱动及位 置
14、检测、辅助控制装置、机床本体等几部分组成。1. 程序编制及程序载体数控程序是数控机床自动加工零件的工作指令。在对加工零件进行工艺分析的 基础上，确定零件坐标系在机床坐标系上的相对位置，即零件在机床上的安装位置; 刀具与零件相对运动的尺寸参数；零件加工的工艺路线、切削加工的工艺参数以及 辅助装置的动作等。得到零件的所有运动、尺寸、工艺参数等加工信息后，用由文 字、数字和符号组成的标准数控代码，按规定的方法和格式，编制零件加工的数控 程序单。编制程序的工作可由人工进行；对于形状复杂的零件，则要在专用的编程 机或通用计算机上进行自动编程（APT）或CAD/CAM设计。编好的数控程序，存放在便于输入到
15、数控装置的一种存储载体上，它可以是穿孔纸 带、磁带和磁盘等，采用哪一种存储载体，取决于数控装置的设计类型。2. 输入装置输入装置的作用是将程序载体（信息载体）上的数控代码传递并存入数控系统。 根据控制存储介质的不同，输入装置可以是光电阅读机、磁带机或软盘驱动器等。 数控机床加工程序也可通过键盘用手工方式直接输入数控系统；数控加工程序还可 由编程计算机用RS232C或采用网络通信方式传送到数控系统中。零件加工程序输入过程有两种不同的方式：一种是边读入边加工（数控系统存较小 时），另一种是一次将零件加工程序全部读入数控装置部的存储器，加工时再从部存 储器中逐段逐段调出进行加工。3. 数控装置数控装置是数控机床的核心。数控装置从部存储器中取出或接受输入装置送来 的一段或几段数控加工程序，经过数控装置的逻辑电路或系统软件进行编译、运算 和逻辑处理后，输出各种控制信息和指令，控制机床各部分的工作，使其进行规定 的有序运动和动作。零件的轮廓图形往往由直线、圆弧或其他非圆弧曲线组成，刀具在加工过程中必须 按零件形状和尺寸的要求进行运动，即按图形轨迹移动。但输入的零件加工程序只 能是各线段轨迹的起点和终点坐标值等数据，不能满足要求，因此要进行轨迹插补， 也就是在线段的起点和终点坐标值之间进行“数据点的密化”，求出一系列中间点的 坐标值，并向相应坐标输出脉冲信
