數(shù)控機床工作原理精選(九篇)

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第1篇：數(shù)控機床工作原理范文

【關鍵詞】說課；數(shù)控機床；電氣控制；課程建設

1 課程標準

1.1 課程定位

本課程是數(shù)控技術專業(yè)的職業(yè)技能課。數(shù)控機床裝調(diào)與維修能力是該專業(yè)對口工作崗位要求學生具備的核心能力之一。因此，本課程的課程定位為：掌握數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)和工作原理，為從事操作、調(diào)試、維修數(shù)控機床相關工作奠定基礎。

1.2 課程目標

在課程銜接上，《數(shù)控機床電氣控制》的先導課程有：電工電子，PLC技術應用及實訓，數(shù)控原理與數(shù)控機床；后續(xù)課程為數(shù)控機床故障診斷與維修。所以該課程在課程體系中起承上啟下的作用，以期通過對該課程的學習達到以下三個目標：

1）知識目標：

掌握常用低壓電器、執(zhí)行電器及檢測裝置的工作原理；

掌握數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)的基本環(huán)節(jié)和基本電路的工作原理。

2）能力目標：

具有識讀簡單數(shù)控機床電氣原理圖和連接圖的能力；

具有安裝、調(diào)試與檢修簡單機床的電氣線路的能力。

3）素質(zhì)目標：

對從事機床電氣線路的維護、安裝和調(diào)試等工作充滿熱情；

養(yǎng)成良好的職業(yè)素養(yǎng)和強烈的責任感。

1.3 課程內(nèi)容設計

1.3.1 課程內(nèi)容設計理念

《數(shù)控機床電氣控制》課程是基于工作過程的理念設計的：根據(jù)職業(yè)能力確定教學目標、根據(jù)工作任務整合教學內(nèi)容、根據(jù)工作崗位設計教學情境、根據(jù)工作流程設計教學過程、根據(jù)職業(yè)標準設計評價標準。

遵循該理念，我們首先針對對口崗位深入企業(yè)調(diào)研，根據(jù)調(diào)研結(jié)果確定崗位所需的職業(yè)能力、工作任務與工作流程等，從而確定學習領域課程的學習目標、學習內(nèi)容與教學過程等。最終，我們設計了6個項目，分別為：數(shù)控機床電氣控制概述、數(shù)控機床常用電器、數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)、普通機床電氣控制、機床數(shù)控裝置、可編程邏輯控制器及其應用。

1.3.2 課程內(nèi)容組織與安排

我們以實際數(shù)控機床設備或機床配件為載體、遵循“行動導向”的認知規(guī)律，實施項目化教學。

1.3.3 課程重難點及解決辦法

課程重點為：

1）數(shù)控機床常用控制電器的結(jié)構(gòu)及原理；

2）數(shù)控機床電氣控制線路的基本環(huán)節(jié)。

課程難點為：

1）數(shù)控機床電氣原理圖的分析；

2）數(shù)控機床電氣故障分析及排除。

針對以上重難點，我們的解決辦法是：

1）認知規(guī)律，由簡單到復雜、由單一到綜合設計項目；

2）配合任務，講解關聯(lián)知識；配合進度，訓練技能方法；

3）理論與實踐相結(jié)合，加深對知識的理解。

2 教材及教學參考資料

2.1 教材及參考資料

教材選用的是大連理工大學出版社出版、新世紀高職高專教材編審委員會組編的《數(shù)控機床電氣控制》，教參一是化學工業(yè)出版社出版的《數(shù)控機床電氣控制》，為高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材；另一教參為西安電子科技大學出版的《數(shù)控機床電氣控制》，為高職高?！笆濉币?guī)劃教材。為了拓展學生的知識面、滿足不同層次學生的需求，還向?qū)W生了推薦了國家精品課程資源網(wǎng)及一些院校的省級和校級精品課程網(wǎng)站。

3 學情與學生學習方法的指導

目前學生普遍呈現(xiàn)理論基礎薄弱、學習熱情不高、喜歡動手操作及習慣老師監(jiān)管的現(xiàn)狀。針對這種現(xiàn)狀，我們在教學時，充分利用多媒體條件，圖文并茂激發(fā)其學習興趣；理論與實驗相結(jié)合，利用其喜歡動手的特點提高教學效果；過程性評價與終結(jié)性評價相結(jié)合，將壓力從期末向平時分散，改善學生自控力不足、習慣老師監(jiān)管的問題。

4 教學方法與手段

4.1 教學方法

該課程采用任務驅(qū)動法、分組討論法、講授法和情境教學法四種教學方法。

任務驅(qū)動法：提出任務目標，創(chuàng)建真實的教學環(huán)境，讓學生在一開始就得到啟發(fā)、產(chǎn)生興趣，從而提高學習的積極性。

分組討論法：提出任務后，讓學生進行分組討論，充分發(fā)揮其主體性。

講授法：通過多媒體課件演示電氣控制電路的工作原理，使學生掌握控制電路的基本組成及設計思路。

情境教學法：配合對實驗設備的操作，使教學內(nèi)容更加形象生動，理論聯(lián)系實際。

4.2 教學手段

本課程采多媒體教學教學法，以提高教學生動性和效率。同時，充分利用網(wǎng)絡資源，將課堂教學延伸到課外。此外，還積極組織學生參與比賽和考證，通過比賽和考證促進教學效果的提高。

4.3 考核標準

過程性評價與終結(jié)性評價相結(jié)合，將壓力從期末向平時分散。

5 教學程序設計

以機床工作臺的前進和后退控制為例來說明一個項目的教學程序設計。

首先，復習正轉(zhuǎn)控制的電氣原理，復習完后提出很多場合需要電動機能夠?qū)崿F(xiàn)正反轉(zhuǎn)，如機床工作臺的前進和后退，問如何實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制？（15分鐘）

第二，以正轉(zhuǎn)電路為基礎，分別從主電路和控制電路兩部分推導正反轉(zhuǎn)電路的原理圖。（25分鐘）

第三，正反轉(zhuǎn)電路的完善。

問題一：如果在按下正轉(zhuǎn)啟動按鈕時不小心按下反轉(zhuǎn)啟動按鈕，會成電路短路故障

問題一解決方法：在正轉(zhuǎn)接觸器的線圈KM1支路中串入反轉(zhuǎn)接觸器KM2的常閉觸頭，在KM2的線圈支路中串入KM1的常閉觸頭――這就是“互鎖”的概念

問題二：電動機由正轉(zhuǎn)變反轉(zhuǎn)或由反轉(zhuǎn)變正轉(zhuǎn)的操作中，必須先按停車按鈕SB1，難以提高生產(chǎn)效率。

問題二解決方法：在KM1的線圈電路中串入反轉(zhuǎn)啟動的常閉觸頭，在KM2的線圈電路中串入正轉(zhuǎn)啟動的常閉觸頭，實現(xiàn)正轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn)及反轉(zhuǎn)到正轉(zhuǎn)的直接切換――這就是“機械互鎖”的概念，并與前面的互鎖一起構(gòu)成“雙重互鎖”。

第四，電氣原理講解（25分鐘）。從正轉(zhuǎn)，正轉(zhuǎn)向反轉(zhuǎn)切換、停止三部分講解電氣原理。

第五，布置作業(yè)（5分鐘）。要求學生了解正反轉(zhuǎn)在其它場合的應用，尤其是在數(shù)控機床中的應用，從而拓展學生的認識。

課程特色：

1）課程基于工作過程設計課程，教學與實際貼切；

2）過程考核與綜合考核相結(jié)合，實施全過程監(jiān)控。

【參考文獻】

第2篇：數(shù)控機床工作原理范文

關鍵詞：單片機　數(shù)控機床　電氣控制

中圖分類號：THl7　文獻標識碼：A　文章編號：1007-3973(2010)01-029-01

隨著數(shù)控設備保有量的飛速增加，企業(yè)對數(shù)控設備應用、維護與維修人才的需求越來越大，素質(zhì)要求也越來越高。目前，各個高職院校開始培養(yǎng)數(shù)控設備應用與維護專業(yè)人才，但由于設備昂貴、數(shù)量有限，學生得不到系統(tǒng)的鍛煉，針對這種狀況，本文以單片機為核心，沒汁了基于單片機的數(shù)控機床電氣控制實訓平臺。

數(shù)控機床是典型的機電一體化設備，機床的維修涉及機械、電氣、液壓、自動控制等諸多領域的相關知識和技能，在這些領域中，電氣故障是出現(xiàn)頻率最高，較容易維修的故障，所以對數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)知識的掌握是成為一名專業(yè)數(shù)控機床維修人員的基本技能。

1　系統(tǒng)設計

本設計主要利用單片機進行數(shù)控機床輸入，輸出信號的模擬，實現(xiàn)對數(shù)控機床電氣控制柜里相關電氣設備的控制和相關輸出信號的模擬，幫助使用者熟練掌握數(shù)控機床電氣控制線路，從而能夠快速、準確地對電氣故障進行診斷與維修。

1.1　系統(tǒng)組成及工作原理

系統(tǒng)的組成如圖1所示，由數(shù)控機床模擬操作面板、單片機控制系統(tǒng)、機床電氣控制柜、執(zhí)行機構(gòu)和信號指示面板組成。圖中單片機控制系統(tǒng)是實訓平臺的核心；數(shù)控機床模擬操作面板是實訓平臺的信號輸入端，相當于數(shù)控機床的操作面板：執(zhí)行機構(gòu)主要是主軸電動機、刀架電動機等，信號指示面板主要是運行設備的信號指示和模擬信號的指示，模擬信號主要是利用信號燈來代替相應毆備的運行，如冷卻泵起動，相應的信號燈點亮，否則熄滅。

系統(tǒng)的工作原理：數(shù)控機床模擬操作面板發(fā)出控制命令，進入單片機控制系統(tǒng)，經(jīng)處理后發(fā)出驅(qū)動信號，驅(qū)動電氣控制柜里相應電氣設備動作，帶動執(zhí)行機構(gòu)運行，同時在信號指示面板上點亮相應指示燈，模擬執(zhí)行機構(gòu)的信號輸出直接由單片機控制系統(tǒng)到信號指示面板。

1.2　系統(tǒng)硬件

本實訓平臺的硬件核心是單片機控制系統(tǒng)，主要包括程序存儲器擴展電路、數(shù)據(jù)存儲器擴展電路、I／O口擴展電路、晶振電路、復位電路。選用STC89C52RC單片機作為系統(tǒng)的控制核心，程序存儲器擴展電路選用27128芯片，數(shù)據(jù)存儲器擴展電路選用6264芯片，I／O擴展電路選用8255和8155芯片分別作為的輸入和輸出信號接口電路，各擴展芯片之間利用74LSl38譯碼器進行選通，組成單片機控制系統(tǒng)的典型硬件電路。輸出接口電路經(jīng)放大電路驅(qū)動繼電器動作，控制電氣控制柜里相應的設備。

1.3　系統(tǒng)軟件

系統(tǒng)軟件利用單片機c語言程序進行編寫，開發(fā)出操作按鈕控制相應執(zhí)行機構(gòu)動作的程序，以實現(xiàn)對數(shù)控機床電氣控制實訓平臺模擬操作的目的。系統(tǒng)軟件設計的流程圖如圖2所示。

第3篇：數(shù)控機床工作原理范文

關鍵詞：數(shù)控機床 回零操作 工作原理 改進對策

中圖分類號：TG659 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）01（a）-0112-01

回零操作是數(shù)控機床在控制操作過程中必須執(zhí)行的重要環(huán)節(jié)，數(shù)控機床操作流程中關于開機回零問題有著明文規(guī)定，這主要是由于一旦機床斷電之后并不會對原有的坐標軸位置進行自動記憶與保存，遺失的原點與坐標需要通過回零操作來重新獲取。所謂的開機回零問題，正是讓數(shù)控機床的坐標重新回到原點位置，從這一參考點來執(zhí)行后續(xù)的任務控制與操作。類似間隙補償、刀具補償?shù)纫幌盗醒a償措施的作用發(fā)揮正是依賴于開機回零問題的有效落實。從檢測裝置與方法的不同可以將回零操作分為兩種，即柵格法回零和磁開關回零，后者由于定位漂移問題的干擾甚少采用，目前數(shù)控機床的開機回零問題主要是通過柵格法得以實現(xiàn)。

1 關于數(shù)控機床的開機回零問題

數(shù)控機床回零操作其目的旨在重新確立參考點與坐標軸的位置，能夠使各項控制操作任務重新回到零點坐標，從而完善自身的系統(tǒng)功能。值得注意的是，回零操作這一簡單的步驟不僅關系到數(shù)控機床的各項功能環(huán)節(jié)，例如精度補償、軸向補償?shù)?，同時還與數(shù)控機床的零件加工質(zhì)量之間存在著必然聯(lián)系。

1.1 回零操作的基本原理

回零操作是數(shù)控機床操作功能得以體現(xiàn)的重要步驟，其工作原理主要包括兩方面內(nèi)容：其一，手動操作使得坐標軸位置趨于零點方向，在完成回零操作之后數(shù)控機床的控制操作系統(tǒng)將尋找到另一參考點，當軸部壓塊觸碰到開關后機床便通過脈沖來實現(xiàn)對有效信息的查詢，直至零脈沖出現(xiàn)后才會終止這一回零過程。其二，機床坐標軸以最快速度向零點方向靠近，直至軸部下壓至零點開關，這時機床控制系統(tǒng)將以同等速度返回到坐標軸的零點位置，已完成必要的信息檢索工作。值得注意的是，這時的控制信號是由回零軸制動控制而并非系統(tǒng)脈沖，以此來完成整個回零操作。

1.2 回零操作的兩種方式

柵格法回零和磁開關回零作為數(shù)控機床回零操作的兩種主要方式，其執(zhí)行過程和效果也都不盡相同。作為數(shù)控機床回零操作的最常見方式，柵格法回零主要是通過脈沖編碼器和光柵尺來實現(xiàn)控制操作系統(tǒng)的有效回零，同時這一方法又被劃分為絕對柵格法與增量柵格法兩個部分。所謂的絕對柵格法回零主要是指數(shù)控機床只需在首次調(diào)試中完成必要的回零步驟便可將這一信息長期儲存于零點位置處，而無須此后重復操作。至于增量柵格法則相對來說較為復雜，不僅需要手動完成坐標軸的設置，更需要通過脈沖來完成對控制操作系統(tǒng)的信號控制，進而反向查詢零點開關位置，完成回零過程。關于第二種磁開關回零方式由于定位漂移現(xiàn)象的影響，無論是回零的準確度還是實施效果都遠遠不如上述第一種回零方式，因此關于磁感應開關回零此處不再贅述。

2 數(shù)控機床開機回零問題的故障診斷

面對數(shù)控機床在開機回零問題中出現(xiàn)的種種突發(fā)狀況，我們需要以冷靜的態(tài)度和嚴謹?shù)乃季S來面對和解決，從實際回零操作的方式選擇著手來分析可能導致回零操作故障產(chǎn)生的根本原因，并積極采取有效的改進策略來防止開機回零故障的再次發(fā)生。值得注意的是，現(xiàn)有數(shù)控機床系統(tǒng)中的危機預警裝置也能夠第一時間將數(shù)控機床設備中存在的問題暴露出來，以便采取有效的措施加以遏制。在實際數(shù)值沒有發(fā)生改變的狀況下造成回零故障的原因來自多方面，需要在實際的操作過程中得以分析與闡釋。筆者從實際的工作經(jīng)驗出發(fā)，將常見的數(shù)控機床回零故障總結(jié)為以下兩大方面：

第一，回零操作系統(tǒng)正常，但卻無法找到零點位置。從數(shù)控機床的預警指示燈鳴閃情況來看，控制操作系統(tǒng)顯然不存在問題，元器件安裝位置也與接口狀態(tài)相契合，但零點脈沖處卻沒有接收到指示信號。造成這類回零故障的原因主要有三個方面：其一，零點位置處的開關破損；其二，零點開關與信號接收系統(tǒng)間的電路遭到破壞；其三，控制操作系統(tǒng)內(nèi)的元件出現(xiàn)了破損問題。這時可有針對性的對零點位置的元件、開關和電路狀況進行及時故障排查。

第二，回零操作步驟正確，零點位置卻不準確。在對數(shù)控機床的控制脈沖和控制系統(tǒng)進行檢查時我們發(fā)現(xiàn)其操作過程皆屬正常，然而最終確定的零點位置卻存在著嚴重誤差，出現(xiàn)了壓塊的無規(guī)律漂移。造成這類回零故障的原因也可概括為三個方面：回零減速過快使得零點位置遠遠超過了實際范圍；零點偏移量的參數(shù)設計欠缺妥當；操作系統(tǒng)中機械結(jié)構(gòu)對零點位置的影響。這時我們可以通過對開關位置的排查、機械結(jié)構(gòu)的重置以及系統(tǒng)壓塊的重新設計來解決其中的回零操作問題。

數(shù)控機床回零故障的排查需要維修人員本身具備一定的機械操作與維修原理，能夠從故障現(xiàn)象追溯其中的本質(zhì)問題，定期對數(shù)控機床進行維護與保養(yǎng)。實則回零故障的發(fā)生概率一般較低，只要認真分析故障現(xiàn)場、核算準確電量參數(shù)、了解控制系統(tǒng)的運行原理，勢必能夠及時對回零故障作出準確判斷。

3 結(jié)語

針對數(shù)控機床開機回零問題中存在的種種弊端，我們必須從實際的回零方式著手，由外至內(nèi)，從現(xiàn)象深究本質(zhì)，一步步挖掘到問題的癥結(jié)所在。無論是數(shù)控機床的機械操作部分還是電氣操作部分都有著自身的實施原則，切忌在處理回零故障時采取囫圇吞棗的對策，使得故障現(xiàn)象更加模糊。關于數(shù)控機床會令問題的解決首先應當對開關、元器件、電路設備等環(huán)節(jié)進行實際檢查，觀察信號指示燈是否正常鳴閃，排除其中由于技術原因而導致的設施故障。此外，必要的回零參數(shù)和零點開關檢測也是必不可少的，回零參數(shù)的準確性很大程度上決定了數(shù)控機床的間隙與壓軸面工作狀況，是解決回零操作問題的必要步驟。最后，在對數(shù)控機床進行整體故障診斷時還需要分別對機械控制設備和電氣控制設備進行技術故障排查，切實從根本上解決數(shù)控機床的開機回零問題。

參考文獻

[1] 何林青.數(shù)控機床操作中兩個實用功能[J].機械工程師，2007（8）.

第4篇：數(shù)控機床工作原理范文

關鍵詞 在線測量技術；側(cè)頭系統(tǒng)；數(shù)控機床；誤差分析

中圖分類號P21 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2012）69-0021-02

隨著我國現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展和人們生活水平的迅速提高，各領域的生產(chǎn)企業(yè)和單位對于自動化加工設備的精度提出了更高的要求，因此，為了滿足生產(chǎn)加工企業(yè)單位對于產(chǎn)品加工精度的需求，需要采取更加可靠、有效的措施提高數(shù)控機床的加工精度。因此，本文分析和闡述了數(shù)控機床在現(xiàn)實生產(chǎn)加工工作中的誤差以及產(chǎn)生原因，并提出了利用在線測量（on-line measurement）技術改善和提高數(shù)控機床加工精度的方法，然后對當今常用的在線測量技術進行了系統(tǒng)的研究和分析，分析了主要工作原理。并且根據(jù)在線測量分析對數(shù)控機床誤差進行補償，以有效的提高數(shù)控機床實際生產(chǎn)工作中的加工精度和工作效率。

1在線測量（on-line measurement）技術

當今世界工業(yè)生產(chǎn)技術和加工制造業(yè)的飛速發(fā)展，以及數(shù)控技術的普及和應用日益廣泛，導致相關生產(chǎn)加工企業(yè)單位對于生產(chǎn)加工精度的要求也越來越嚴格，因此研究并設計出有效實用的方法提高數(shù)控機床的加工精度是十分重要的。本文根據(jù)對目前在線測量（on-line measurement）技術的研究和應用等情況進行分析，認為使用在線測量技術提高數(shù)控機床在實際生產(chǎn)中的加工精度，降低誤差是十分有效的。在線測量（on-line measurement）技術主要是通過應用計算機技術對生產(chǎn)加工的產(chǎn)品進行自動測量的技術。因此非常適合在現(xiàn)代生產(chǎn)加工工作中進行應用，以可靠、有效的提高數(shù)控機場的生產(chǎn)加工精度，可以實時、精確的對數(shù)控機床生產(chǎn)加工精度進行檢測，目前，在線測量（on-line measurement）技術已經(jīng)成為保證數(shù)控機床生產(chǎn)加工精度最有效的方法之一。

1.1在線測量（on-line measurement）技術的重要性

機械工業(yè)是當今制造業(yè)領域和先進生產(chǎn)加工技術的基礎，在當今市場競爭日益激烈的情況下，提高生產(chǎn)機械和設備的工作精度可以有效保證和提高生產(chǎn)制造業(yè)的生產(chǎn)加工精度，降低加工成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，有效相關企業(yè)單位提高市場競爭力。

因此，為了有效提高數(shù)控機床的生產(chǎn)加工精度，需要使用在線測量（on-line measurement）技術對數(shù)控機床生產(chǎn)加工的精確度進行實時檢測，并且對數(shù)控機床的各種誤差進行有效的補償。特別是使用數(shù)控機床生產(chǎn)加工高精度產(chǎn)品或零部件的情況下，在線測量（on-line measurement）技術就顯得更加重要。在使用數(shù)控機床生產(chǎn)加工精度要求比較高的產(chǎn)品時，對于數(shù)控機床各個軸向的控制精度和動作精度要求也隨之增高，如果使用在線測量（on-line measurement）技術，就可以在數(shù)控機床生產(chǎn)加工過程中，進行實時的加工精度檢測，對誤差進行及時有效的補償，在保證生產(chǎn)加工效率的同時有效保證了產(chǎn)品的精度，因此在保證和提高數(shù)控機床生產(chǎn)加工精度，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量等方面有非常重要的意義。

1.2在線測量（on-line measurement）技術的優(yōu)勢

使用傳統(tǒng)的測量方法對數(shù)控機床加工的零部件進行測量需要消耗非常多的工時，所以增加了生產(chǎn)周期，工作效率非常低。而使用在線測量（on-line measurement）技術對數(shù)控機床進行精度檢測和控制，可以在生產(chǎn)加工的同時完成測量工作，采用并行工程的方式進行工作。因此，不但可以保證數(shù)控機床的生產(chǎn)加工精度，而且還可以有效縮短工作周期，提高工作效率。

1.3在線測量技術在數(shù)控機床生產(chǎn)加工中的應用

首先對數(shù)控機床進行分析，并且在主軸上安裝測量儀器“測頭”的相關部件。然后工作人員將機床的控制方式改為手動，然后進行規(guī)定的操作，并且是側(cè)頭與加工工件的相關部位進行接觸，然后使用數(shù)控設備對部件相關部位的坐標值進行記錄并作為參考值。

2數(shù)控機床的誤差分析

在生產(chǎn)加工過程中以及精度檢測過程中，誤差都是客觀存在的，因此無法避免。但是，可以通過先進的生產(chǎn)加工技術和誤差控制補償技術有效的降低誤差并且控制在允許的范圍內(nèi)。通過對數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)和加工作業(yè)方法和過程、測量方法等各種具體因素進行分析和總結(jié)，可以將導致誤差的原因主要歸納為以下幾類：

2.1測量設備精確度導致的誤差

測量設備精確度導致的誤差，這種誤差的產(chǎn)生原因主要是由測量設備的錯誤引起的，測量設備在工作中，可能會由于各種原因產(chǎn)生偏差，比如：工作人員設定錯誤、測量設備質(zhì)量問題、測量設備操作錯誤、測量設備相關元器件或組件老化、測量設備不適合設計生產(chǎn)情況等。

2.2環(huán)境誤差

環(huán)境誤差是指，在實際生產(chǎn)工作中，由于具體的生產(chǎn)環(huán)境而導致的誤差。根據(jù)國家的相關規(guī)定，要求在溫度為20℃的條件下對環(huán)境誤差進行檢測，而且環(huán)境誤差具有變化較快，非線性等特點。

2.3 熱誤差

熱誤差是實際工作中最常見的誤差之一，并且至今也沒有特別有效的解決方法，只能通過檢測設備對熱誤差進行檢測，然后自動進行補償?shù)姆椒āＲ虼嗽谘a償熱誤差時，關鍵測量設備的精確度和靈敏度。所以，在線測量（on-line measurement）技術由于具有較高的靈敏度和精確度等優(yōu)勢，可以有效的檢測熱誤差，并進行有效的分析和補償。

3在線測量（on-line measurement）的工作特點

首先，由于在線測量裝置的測頭組件安裝在數(shù)控機床的主軸上，因此和道具一樣，可以看做為數(shù)控機床的末端組件。而需要加工的工件，可以認為是另一個實際生產(chǎn)加工中的末端組件，由于數(shù)控機床在進行具體加工作業(yè)時，主軸會帶動在線測量設備的測頭組件進行運動，因此主軸的運動與測頭的運動是同步的，這樣就可以時間對主軸精度的實時監(jiān)測和控制，通過及時的調(diào)整有效的控制和補償誤差。

其次，在線測量設備主要是通過安裝在主軸上的測頭對生產(chǎn)加工過程進行測量，但是具體的生產(chǎn)加工是由主軸上的刀頭完成的，因此測頭在對實際生產(chǎn)加工進行測量時，會受到切削力或切削熱等因素的影響。

4結(jié)論

本文對現(xiàn)代工業(yè)對于數(shù)控機床的工作精度需求進行論述，并且分析了在線測量（on-line measurement）技術的工作特點、工作原理、以及實際工作環(huán)境中應用的優(yōu)勢，并對誤差產(chǎn)生的原因進行總結(jié)。在線測量（on-line measurement）技術的工作特點作出了分析。希望對相關企業(yè)單位提高數(shù)控機床生產(chǎn)加工精度提供幫助。

參考文獻

第5篇：數(shù)控機床工作原理范文

關鍵詞：數(shù)控機床；電氣控制 ； 系統(tǒng)設計

中圖分類號： TG659 文獻標識碼： A 文章編號：

1、數(shù)控機床的特點

1.1對加工對象的適應性強，適應模具等產(chǎn)品單件生產(chǎn)的特點，為模具的制造提供了合適的加工方法。加工精度高，具有穩(wěn)定的加工質(zhì)量?？蛇M行多坐標的聯(lián)動，能加工形狀復雜的零件。

1.2加工零件改變時，一般只需要更改數(shù)控程序，可節(jié)省生產(chǎn)準備時間。機床本身的精度高、剛性大，可選擇有利的加工用量，生產(chǎn)率高，一般為普通機床的3~5倍。機床自動化程度高，可以減輕勞動強度。

1.3有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化 數(shù)控機床使用數(shù)字信息與標準代碼處理、傳遞信息，使用了計算機控制方法，為計算機輔助設計、制造及管理一體化奠定了基礎。對操作人員的素質(zhì)要求較高，對維修人員的技術要求更高?？煽啃愿?。

2、數(shù)控車床工作原理

使用數(shù)控機床時，首先要將被加工零件圖紙的幾何信息和工藝信息用規(guī)定的代碼和格式編寫成加工程序; 然后將加工程序輸入到數(shù)控裝置，按照程序的要求，經(jīng)過數(shù)控系統(tǒng)信息處理、 分配，使各坐標移動若干個最小位移量，實現(xiàn)刀具與工件的相對運動，完成零件的加工

3、數(shù)控車床的基本組成

3.1 數(shù)控車床組成 數(shù)控車床一般由輸入輸出設備、CNC 裝置（或稱CNC 單元）、伺服單元、驅(qū)動裝置（或稱執(zhí)行機構(gòu)）、可編程控制器PLC 及電氣控制裝置、輔助裝置、機床本體及測量反饋裝置組成。

3.11機床本體

數(shù)控機床的機床本體與傳統(tǒng)機床相似，由主軸傳動裝置、進給傳動裝置、床身、工作臺以及輔助運動裝置、液壓氣動系統(tǒng)、系統(tǒng)、冷卻裝置等組成。但數(shù)控機床在整體布局、外觀造型、傳動系統(tǒng)、刀具系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及操作機構(gòu)等方面都已發(fā)生了很大的變化，這種變化的目的是為了滿足數(shù)控機床的要求和充分發(fā)揮數(shù)控機床的特點。

3.12CNC 單元

CNC 單元是數(shù)控機床的核心，CNC 單元由信息的輸入、處理和輸出三個部分組成。CNC 單元接受數(shù)字化信息，經(jīng)過數(shù)控裝置的控制軟件和邏輯電路進行譯碼、插補、邏輯處理后，將各種指令信息輸出給伺服系統(tǒng)，伺服系統(tǒng)驅(qū)動執(zhí)行部件作進給運動。

3.13輸入輸出設備

輸入裝置將各種加工信息傳遞于計算機的外部設備。在數(shù)控機床產(chǎn)生初期，輸入裝置為穿孔紙帶，現(xiàn)已淘汰，后發(fā)展成盒式磁帶，再發(fā)展成鍵盤、磁盤等便攜式硬件，極大方便了信息輸入工作，現(xiàn)通用DNC 網(wǎng)絡通訊串行通信的方式輸入。 輸出指輸出內(nèi)部工作參數(shù)，一般在機床剛工作狀態(tài)需輸出這些參數(shù)作記錄保存，待工作一段時間后，再將輸出與原始資料作比較、對照，可幫助判斷機床工作是否維持正常。

3.14驅(qū)動裝置

驅(qū)動裝置把經(jīng)放大的指令信號變?yōu)闄C械運動，通過簡單的機械連接部件驅(qū)動機床，使工作臺精確定位或按規(guī)定的軌跡作嚴格的相對運動， 最后加工出圖紙所要求的零件。和伺服單元相對應，驅(qū)動裝置有步進電機、直流伺服電機和交流伺服電機等。

3.15可編程控制器

可編程控制器 是一種以微處理器為基礎的通用型自動控制裝置，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的。由于最初研制這種裝置的目的是為了解決生產(chǎn)設備的邏輯及開關控制， 故把稱它為可編程邏輯控制器。當PLC 用于控制機床順序動作時，也可稱之為編程機床控制器。PLC 己成為數(shù)控機床不可缺少的控制裝置。

3.16測量反饋裝置

測量裝置也稱反饋元件，包括光柵、旋轉(zhuǎn)編碼器、激光測距儀、磁柵等。通常安裝在機床的工作臺或絲杠上，它把機床工作臺的實際位移轉(zhuǎn)變成電信號反饋給CNC 裝置，供CNC 裝置與指令值比較產(chǎn)生誤差信號，以控制機床向消除該誤差的方向移動。

4、三面銑組合機床的電氣控制要求

三面銑組合機床有液壓泵、左銑削頭、右銑1削頭、右銑2削頭和立銑削頭五臺電機,均采用三相交流籠型異步電動機 ,設計要求如下:

4.1五臺電機均為單向旋轉(zhuǎn)。

4.2機床要求有單循環(huán)自動工作、單動力頭自動循環(huán)工作、點動三種工作方式,油泵電機在自動加工一個循環(huán)后不停機。

4.3單動力頭自動循環(huán)工作包括:左銑頭單循環(huán)工作、右1銑頭單循環(huán)工作、右2銑頭單循環(huán)工作、立銑頭單循環(huán)工作。還要考慮各銑頭單循環(huán)工作的加工區(qū)間。

4.4點動工作包括:四臺主軸電機均能點動對刀、滑臺快速(快進、快退)點動調(diào)整、松緊油缸的調(diào)整 (手動松開與手動夾緊 )。具備這四點運作就會順利進行.

4.5電源、油泵工作、工件夾緊與放松和加工等信號指示必須明確。

4.6照明電路必須清晰

5、電氣控制系統(tǒng)設計

5.1進給伺服驅(qū)動電氣控制系統(tǒng)設計

伺服系統(tǒng)是CNC裝置和機床的聯(lián)系環(huán)節(jié)。CNC裝置發(fā)出的控制信息，通過伺服驅(qū)動系統(tǒng)，轉(zhuǎn)換成坐標軸的運動，完成程序所規(guī)定的操作。伺服驅(qū)動系統(tǒng)是數(shù)控機床的重要組成部分，它是以機械為運動的驅(qū)動設備,電動機為控制對象,以控制器為核心,以電力電子功率變換裝置為執(zhí)行機構(gòu),在自動控制理論的指導下組成的電氣傳動自動控制系統(tǒng)。伺服驅(qū)動系統(tǒng)的性能對數(shù)控機床的性能在很大程度上有決定性的作用，所以對伺服驅(qū)動系統(tǒng)的要求也比較高。

5.2主軸電氣控制系統(tǒng)設計

主軸是零件加工的成型運動之一，它的精度對零件的加工精度有較大的影響。 主軸的功率消耗約占機床總功率70～80，其性能直接影響到機床的加工效率、加工材料范圍、加工質(zhì)量等。數(shù)控系統(tǒng)需要控制主軸的轉(zhuǎn)速、位置，通常系統(tǒng)的標準配置為數(shù)字主軸，具有控制精度高，動態(tài)響應好的特點。模擬主軸與傳統(tǒng)的齒輪變速箱相比其優(yōu)點是傳動鏈較短、回轉(zhuǎn)精度及機械效率高、工作平穩(wěn)噪音低、速度連續(xù)可調(diào)、制造成本低等。缺點是低速擋位扭距受到一定的限制，感覺動力不足。

6、結(jié)束語

對數(shù)控車床的工作原理以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的分析研究的基礎上，進行了數(shù)控車床的電氣系統(tǒng)設計，它具有高速、精密、可靠、經(jīng)濟等特點。車床的電氣系統(tǒng)設計是整個車床的核心部分，主要分為PLC輸入輸出設計、伺服驅(qū)動進給設計和主軸驅(qū)動設計等個方面。

參考文獻：

[1]魏杰. 數(shù)控機床結(jié)構(gòu) 北京化學工業(yè)出版社2009

[2]李清新 伺服系統(tǒng)與機床電氣控制北京機械工業(yè)出版社1994

[3]鄧星鐘 機電傳動控制武漢華中科技大學出版社2007

第6篇：數(shù)控機床工作原理范文

關鍵詞：數(shù)控技術及裝備 自動控制技術 可編程控制器

1　數(shù)控機床的概要

1.1　數(shù)控機床的產(chǎn)生

隨著社會生產(chǎn)和科學技術的不斷進步，各類工業(yè)新產(chǎn)品層出不窮，機械制造業(yè)作為國民工業(yè)的基礎，其產(chǎn)品更是日趨精密復雜，特別是在航天、航海、軍事等領域，所需的機械零件精度要求更高、形狀也更為復雜、多品種，并且往往批量較小，加工這類產(chǎn)品需要經(jīng)常改裝或調(diào)整設備，普通機床或?qū)I(yè)化精度高的自動化機床顯然無法適應這些要求。同時隨著市場競爭的日益加劇，企業(yè)生產(chǎn)也迫切需要進一步提高其生產(chǎn)效率、提高產(chǎn)品質(zhì)量及降低生產(chǎn)成本。一種新的生產(chǎn)設備――數(shù)控機床就誕生了。

1.2　數(shù)控機床的發(fā)展

1952年美國麻省理工學院成功地研制出一套三坐標聯(lián)動，利用脈沖乘法器原理的試驗性數(shù)控系統(tǒng)，并把它裝在一臺立式銑床上，當時用的電子元件是電子管，這就是第一代世界上的第一臺數(shù)控機床。

我國是從1958年開始研究數(shù)控技術，一直到60年代中期處于研制、開發(fā)時期，一些高等院校、科研院所研制出試驗樣機，開發(fā)也是從電子管開始的，1965年國內(nèi)開始研制晶體管數(shù)控系統(tǒng)。從70年代開始，數(shù)控技術在車、銑、鉆、鏜、磨、齒輪加工等領域全面展開。數(shù)控加工中心在北京研制成功。在這一時期，數(shù)控線切割機床由于結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、價格低廉，在模具加工中得到了推廣。

到20世紀80年代，總體發(fā)展趨勢是：

數(shù)控系統(tǒng)的可靠性不斷提高；增強通信功能；采用新型的自動編程系統(tǒng)；驅(qū)動裝置向交流、數(shù)字化方向發(fā)展；為便于裁剪、擴展和功能升級，滿足不同類型數(shù)控機床的需求，提高系統(tǒng)的集成度、縮小體積，采用模塊化結(jié)構(gòu)；廣泛采用32位CPU組成多微處理器系統(tǒng)；數(shù)控裝置由NC向CNC發(fā)展?？傊?，數(shù)控機床技術不斷發(fā)展，性能價格比也越來越高，可靠性越來越高，功能越來越完善，使用越來越方便。

1.3　數(shù)控機床的組成及工作原理

數(shù)控機床一般由機床本體、輔助裝置、伺服驅(qū)動系統(tǒng)、計算機數(shù)控裝置、控制介質(zhì)等部分組成。

1.3.1　控制介質(zhì)

要對數(shù)控機床進行控制，就必須在人與數(shù)控機床之間建立某種聯(lián)系，這種聯(lián)系的中間媒介物就是控制介質(zhì)，又稱為信息載體。在使用數(shù)控機床之前，先要根據(jù)零件圖上規(guī)定的尺寸、形狀和技術條件，編出工件的加工程序，將加工工件時刀具相對于工件的位置和機床的全部動作順序，按照規(guī)定的格式和代碼記錄在信息載體上。需要在數(shù)控機床上加工該工件時，把信息即工件加工程序輸入計算機控制裝置。常用的控制介質(zhì)有穿孔帶、穿孔卡、磁盤和磁帶等。

1.3.2　伺服驅(qū)動系統(tǒng)

為使工作臺按規(guī)定軌跡移動或精確定位，加工出符合圖樣要求的工件，把來自數(shù)控裝置的運動指令轉(zhuǎn)變成機床移動部件的運動，需要進行伺服驅(qū)動。

伺服系統(tǒng)由伺服控制電路、功率放大電路和伺服電機組成，常用的伺服電機有步進電機、直流伺服電機和交流伺服電機。伺服系統(tǒng)的性能是決定數(shù)控機床加工精度和生產(chǎn)效率的因素之一。

1.3.3　計算機數(shù)控裝置

數(shù)控裝置是數(shù)控機床的中樞。其作用是：從內(nèi)部存儲器中取出或接受輸入裝置送來的一段或幾段數(shù)控加工程序，輸出幾種控制信息和指令，控制機床各部分的工作，經(jīng)過數(shù)控裝置的邏輯電路或軟件進行編譯運算處理后，使其進行規(guī)定的有序運動。

1.3.4　輔助控制裝置

輔助控制裝置的作用是把計算機送來的輔助控制指令經(jīng)機床接口電路轉(zhuǎn)換成強電信號，用來控制主軸電機的起動、停止，主軸轉(zhuǎn)速調(diào)整，冷卻及泵起停，轉(zhuǎn)位換刀，工件和機床部件的松開和夾緊，分度工作臺的轉(zhuǎn)位分度等開關輔助動作。當今數(shù)控機床已廣泛采用可編程控制器作為輔助控制裝置。

1.3.5　機床本體

數(shù)控機床是高精度和高生產(chǎn)率的自動化加工機床，它與傳統(tǒng)的普通機床似，但數(shù)控機床在整體布局、外觀造型、傳動機構(gòu)及操作機構(gòu)等方面都發(fā)生了很大的變化。數(shù)控機床應具有更好的抗振性和剛度，要求相對運動面的摩擦系數(shù)要小，進給傳動部分之間的間隙要小。所以其設計要求比通用機床更嚴格，加工制造要求精密，并采用加強剛性、減小熱變形、提高精度的設計措施。

1.4　數(shù)控機床的特點

數(shù)控機床有以下的特點：

1.4.1　適應性強，適合加工單件或小批量復雜工件

在數(shù)控機床上改變加工工件時，只需要重新編制新工件的加工程序，就能實現(xiàn)新工件加工。數(shù)控機床加工工件時，只需要簡單的夾具，所以改變加工工件后，也不需要制作特別的工裝夾具，更不需要重新調(diào)整機床。因此數(shù)控機床特別適合單件、小批量及試制新產(chǎn)品的工件加工。

1.4.2　加工精度高

數(shù)控機床的脈沖當量普遍可達0.001mm/脈沖，傳動系統(tǒng)和機床結(jié)構(gòu)都具有很高的剛度和熱穩(wěn)性，工件加工精度高，進給系統(tǒng)采用消除間隙措施，并對反向間隙與絲杠螺距誤差等由計算機實現(xiàn)自動補償，所以加工精度高。由于數(shù)控機床是自動進行加工的，所以同一批工件的尺寸一致性好，加工質(zhì)量十分穩(wěn)定。

1.4.3　生產(chǎn)率高

工件加工所需時間包括機動時間和輔助時間。數(shù)控機床能有效地減少這兩部分時間。

數(shù)控機床剛性好，快速移動和停止采用了加速、減速措施，因此既能提高空行程運動速度，又能保證定位精度，有效地降低了加工時間。

數(shù)控機床更換工件時，不需要調(diào)整機床，同一批工件加工質(zhì)量穩(wěn)定，無需停機檢驗，故輔助時間大大縮短，生產(chǎn)效率有了更明顯的提高。

1.4.4　減輕勞動強度、改善勞動條件

數(shù)控機床加工是自動進行的，工件加工過程不需要人的干預，加工完畢后自動停車，這就使工人的勞動條件大為改善。

1.4.5　良好的經(jīng)濟效益

雖然數(shù)控機床很貴，分攤到每個工件上的設備費用較大，但是使用數(shù)控機床可節(jié)省許多其它費用。特別是不要設計專用工裝夾具，加工精度穩(wěn)定，減少了調(diào)度環(huán)節(jié)等，所以總體成本下降，可獲得良好的經(jīng)濟效益。

2　國產(chǎn)數(shù)控機床的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

2.1　國產(chǎn)數(shù)控機床與國際先進水平差距逐漸減小

數(shù)控機床是當代機械制造業(yè)的主流裝備，國產(chǎn)數(shù)控機床的發(fā)展經(jīng)歷了由成長期進入了成熟期，可提供市場各種數(shù)控機床，覆蓋超重型機床、高精度機床、特種加工機床、鍛壓設備、前沿高技術機床等領域，產(chǎn)品可與日、美、德、意等國齊駕齊驅(qū)。

2.2　國內(nèi)數(shù)控機床的發(fā)展趨勢

2.2.1　智能、高速、高精度化

新一代數(shù)控機床為提高生產(chǎn)率，向超高速方向發(fā)展，精密度已達微米級。

2.2.2　設計、制造綠色化

在不犧牲產(chǎn)品功能、質(zhì)量和成本的前提下，系統(tǒng)考慮產(chǎn)品開發(fā)、制造及其活動對環(huán)境的影響，對環(huán)境的負面影響最小，資源利用率最高。

2.2.3　復合化與系統(tǒng)化

由于產(chǎn)品開發(fā)周期越來越短，對制造速度的要求也相應提高，機床也朝高效能發(fā)展。

3　CNC裝置的工作原理

CNC裝置在其硬件環(huán)境支持下，按照系統(tǒng)監(jiān)控軟件的控制邏輯，對輸入、譯碼、刀具補償、速度規(guī)劃、插補運算、位置控制、I／O接口處理、顯示和診斷等方面進行控制。

CNC裝置的主要工作包括以下內(nèi)容：

3.1　輸入

輸入CNC裝置的有零件程序、控制參數(shù)和補償量等數(shù)據(jù)。

3.2　譯碼

在譯碼的過程中還完成對程序段的語法檢查。

3.3　插補

插補的任務是在一條給定起點和終點的曲線上進行“數(shù)據(jù)點的密化”。

3.4　進給速度處理

編程所給的刀具移動速度，是在各坐標的合成方向上的速度。

3.5　刀具補償

刀具補償包括刀具長度補償和刀具半徑補償。

3.6　位置控制

位置控制處在伺服回路的位置環(huán)上。

3.7　顯示

CNC裝置的顯示主要是為操作者提供方便。

3.8　I，O處理

主要處理CNC裝置面板開關信號、機床電氣信號的輸入、輸出和控制。

3.9　診斷

現(xiàn)代CNC裝置都具有聯(lián)機和脫機診斷的能力，對CNC裝置進行診斷、故障定位和修復。

4　結(jié)束語

為提高在市場的適應能力和競爭能力，現(xiàn)在各國制造業(yè)大都采用數(shù)控技術來提高制造能力和水平。另外世界各發(fā)達國家還將數(shù)控技術和裝備列為國家的戰(zhàn)略物資，所以用盡措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術及產(chǎn)業(yè)。目前，當前研究的核心是數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)、開放式數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及配置。大力發(fā)展以數(shù)控技術為核心的先進制造技術，為我國數(shù)控技術和產(chǎn)業(yè)走向世界的前列，使我國經(jīng)濟保持強勁的發(fā)展勢頭而共同努力奮斗！

參考文獻：

[1]張振國.數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)與應用.機械工業(yè)出版社，1990.

第7篇：數(shù)控機床工作原理范文

關鍵詞：提高；數(shù)控機床故障診斷與維修；教學效果

作者簡介：閆存富（1972-），男，河南安陽人，黃河科技學院工學院，副教授，工程師。（河南 鄭州 450063）

基金項目：本文系“鄭州地方高校新世紀教育教學改革及人才培養(yǎng)工程”、黃河科技學院教改項目的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）08-0060-02

“數(shù)控機床故障診斷與維修”是高等職業(yè)教育機械類專業(yè)的一門重要專業(yè)課。該課程的主要任務是使學生掌握數(shù)控機床故障診斷與維修方面的技能與知識，培養(yǎng)從事數(shù)控機床的設計、調(diào)試、檢測、維護、維修以及計算機輔助設計與制造等工作的高級技術人才。但由于數(shù)控機床結(jié)構(gòu)復雜，涉及機械、電氣、液壓、計算機控制等多個領域，故障原因復雜，學生學習難度較大，加強該課程教學模式的改革以提高該課程的教學質(zhì)量具有重要的現(xiàn)實意義。

本文針對當前“數(shù)控機床故障診斷與維修”教學中出現(xiàn)的問題，結(jié)合黃河科技學院的實際情況，依托鄭州市地方高校新世紀教育教學改革及人才培養(yǎng)工程課題和黃河科技學院教改項目對“數(shù)控機床故障診斷與維修”的教學方法進行了研究，并提出改進措施。

一、教學中存在的問題

當前“數(shù)控機床故障診斷與維修”課程大部分還是采用以教師講授為主的傳統(tǒng)教學模式，部分學校能采用多媒體上課，不能有效激發(fā)學生學習興趣，學生學完之后感覺稀里糊涂，教學效果不理想。教學中存在的問題可歸納為四個方面。

1.學生學習難度大，學習效果不理想

這種現(xiàn)象在高職學生中較為常見，主要有以下幾方面原因：

（1）隨著當前我國高等職業(yè)院校的擴招，學生生源的質(zhì)量及學生素質(zhì)普遍偏低，主要表現(xiàn)為理論知識基礎薄弱、學習積極性較差、學習方法欠佳等。

（2）“數(shù)控機床故障診斷與維修”課程涉及到機械、液壓、氣動、微機和PLC控制技術等方面的技術，涉及知識領域較多，是一門綜合性很強的專業(yè)課程，需要學生具有較強的主動學習能力，而學生在以前的學習過程中大部分都是被動的學習，主動思維能力沒有得到培養(yǎng)，所以學生感覺學習難度很大。

（3）由于“數(shù)控機床故障診斷與維修”課程涉及到多門專業(yè)課的知識，要求學生在學習過程中能夠?qū)⑺鶎W專業(yè)課知識綜合應用到本課程的學習當中，由于這些前置課程的學習過程中大部分學生只是被動地接受，而在教學中這些課程又都是單獨講授、分階段上課，學生難以將所學知識融會貫通并綜合運用，學生學習起來感覺難度較大也屬正?，F(xiàn)象。

2.教材內(nèi)容枯燥，學生缺乏學習的積極性

（1）作為一門專業(yè)基礎課，“數(shù)控機床故障診斷與維修”課程涉及的其他專業(yè)課內(nèi)容較多，且多為純理論性的內(nèi)容，教學內(nèi)容單調(diào)枯燥，缺少復合性、創(chuàng)新性和實戰(zhàn)性。

（2）在該課程的教學中，除了要求學生具有較扎實的專業(yè)課基礎外，對任課教師也提出了較高的要求。要求任課教師不僅要對教材有深入的了解，還要求任課教師具有豐富的實踐經(jīng)驗，而當前的實際情況是有些學校由于擴招導致師生比例失調(diào)，專業(yè)課教師本來就少，雙師型的教師則更少，講課方式單調(diào)，不能有效激發(fā)學生學習興趣。

（3）由于數(shù)控機床的種類繁多，當前大部分教材是對每一類機床都進行簡單介紹，缺乏深度。課程內(nèi)容較多，而理論課時又相對較少，如一般的普招本科學習時間為26個理論課時，專科為32學時，課時少，內(nèi)容多。往往是教師不停地講，學生卻感覺沒有重點，不知道應該掌握哪些具體內(nèi)容，學習效果差。

3.重理論輕實踐，學生實際動手能力較差

“數(shù)控機床故障診斷與維修”是一門實踐性很強的課程，但由于數(shù)控機床價格較貴，其成本較高，有些院校受資金的限制，能供學生實際練習的機床非常有限，實踐教學環(huán)節(jié)非常薄弱。而教師將重點放在理論教學上，強調(diào)學生掌握維修的基本理念、經(jīng)驗技術和動作技巧，學生在學習中以“模仿”為主。教師進行詳細講解、排除故障示范，而忽視了學生實踐操作及自主解決問題能力的培養(yǎng)。學生畢業(yè)后在工廠實際機床的維修中只能對書本上講過的維修案例進行簡單分析，而不能綜合運用現(xiàn)代化診斷設備進行故障診斷，不能將書本上所學的知識靈活應用到實踐中去。

4.實驗和實訓內(nèi)容重復較多，不利于學生動手能力的培養(yǎng)

該課程的主要教學目的是培養(yǎng)學生數(shù)控機床故障診斷與維修的能力，重視對學生實踐動手能力的培養(yǎng)。因此在“數(shù)控機床故障診斷與維修”課程的教學中都安排有實驗和實訓教學，但在實際教學中的效果卻不夠理想。一方面考慮課時和師資的因素，有的學校在教學過程中則干脆將學生的實驗課取消，理由是實訓內(nèi)容包含了實驗內(nèi)容，將實驗教學和實訓教學混為一體；另一方面，實驗內(nèi)容和實訓內(nèi)容重復較多，且任課教師中大多都是機械專業(yè)畢業(yè)，知識結(jié)構(gòu)偏重于機械，控制和電氣部分較薄弱，設計的實驗內(nèi)容也偏重于機械，不能全面反映數(shù)控機床的綜合問題。而且任課教師中青年教師較多，數(shù)控機床方面的實踐經(jīng)驗較少，實踐教學能力非常有限。

二、提高課程教學質(zhì)量的措施

在整個項目的實施過程中嘗試多種改革措施，經(jīng)過在教學中的實踐應用表明，教學效果較以前有了很大提高，具體改革措施可歸結(jié)為三個方面。

1.明確培養(yǎng)目標，合理選擇教學內(nèi)容

選擇教學內(nèi)容之前，首先要明確本課程的教學目的是通過對數(shù)控機床故障診斷與維修方面理論知識的學習，結(jié)合具體的維修案例和實踐教學工作，培養(yǎng)學生排除故障的實際動手能力，為社會輸送數(shù)控機床故障診斷與維修方面的技術人才。也就是說本課程的教學以培養(yǎng)學生的動手能力為目的。這一教學目標要求在教學過程中合理選擇教學內(nèi)容，分清主次，突出重點，避免面面俱到、什么都學不會的現(xiàn)象。如對于一些維修概念、方法和應遵循的原則可一帶而過；對機床的安裝、調(diào)試、機構(gòu)工作原理和故障維修實例則應進行詳細講解。

2.綜合運用多種教學方法，提高課堂教學質(zhì)量

當前很多學校也在進行教學方法改革，各種教學方法都各有其特點，但要注意合理、適度的采用。比如隨著多媒體技術的普及，很多教師在教學中都采用多媒體教學方式。不可否認多媒體教學有著信息量大、圖片形象逼真等優(yōu)點，但筆者認為如果應用方式不當就會得不到應有的效果。比如有的教師只是從其他地方將課件簡單拷貝過來，自己不進行消化吸收，上課時只是將課件結(jié)合課本進行簡單的復述，沒有加入自己的東西，可以想象這樣的課堂效果會是什么樣子。由于“數(shù)控機床故障診斷與維修”課程的特殊性，可針對不同的教學對象、不同的教學內(nèi)容采用不同的教學方法。比如在強調(diào)本課程的重要性時，為提高學生的學習積極性，可引用報刊、國家對該方面的正面報道，使學生了解國家的支持力度、社會對人才的需求情況及人才的待遇等來吸引學生。而在講解維修實例時則采用現(xiàn)場教學法為最佳；在分析結(jié)構(gòu)、工作原理時采用多媒體課件結(jié)合視頻動畫進行講解則效果會更好一些。對基礎較好的本科學生可重點講解原理、故障診斷方法及遵循的原則的具體應用，對知識點進行適當擴展，側(cè)重于理解；對于高職學生則盡量講得淺一點，不可進行過多的擴展，理論性較強而實際應用較少的教學內(nèi)容可只要求了解即可。如數(shù)控機床伺服系統(tǒng)中輪廓誤差，對其中的計算部分簡單提一下就行了，對其中復雜的理論推導則可以省略，而對這些結(jié)果的影響因素和實際應用可進行重點強調(diào)。

3.提高教師自身水平，加強實踐教學管理

“數(shù)控機床故障診斷與維修”課程的任課教師，不僅要提高理論水平和講課水平，還要提高自身的實踐動手能力。一方面，學校需要加強對教師的培訓；另一方面，教師也要努力加強該方面能力的培養(yǎng)，比如在帶學生實習時，除了給學生講解外，自己也要多觀察，向現(xiàn)場的工人師傅虛心請教自己不懂或有疑問的問題，并做好筆記。在這個學習過程中，要注意端正態(tài)度，不要只為了獲得證書之類的小本子，而是要針對自己的薄弱環(huán)節(jié)學到真正的東西，使自己的水平真正得到提高。如果條件許可的話，可直接到工廠學習，如直接參與工廠數(shù)控機床的安裝、調(diào)試和故障分析等活動，切實提高自己的實踐能力。教師應經(jīng)常關注國內(nèi)、國際有關數(shù)控機床的相關報道，以便及時了解數(shù)控機床的發(fā)展動態(tài)。

加強實踐教學管理方面主要包括兩個方面，一方面是加強對學生的出勤、考核管理；另一方面是實踐教學內(nèi)容的合理設置應緊扣教學目標，合理選擇教學內(nèi)容，使其實現(xiàn)相互補充，形成一個有機整體，注意避免實驗內(nèi)容和實訓內(nèi)容重復。實驗教學主要是對一些基本內(nèi)容（如機床結(jié)構(gòu)、刀架工作原理及絲杠間隙的調(diào)整等知識）的學習；實訓教學時要求學生對學過的知識點進行綜合應用，重點是加強對學生綜合能力的培養(yǎng)，要求較高。

三、結(jié)束語

隨著數(shù)控機床在我國得到廣泛應用，社會對數(shù)控機床故障診斷與維修方面人才的需求越來越迫切，提高“數(shù)控機床故障診斷與維修”課程的教學質(zhì)量具有重要的現(xiàn)實意義。學生學習難度大、教材內(nèi)容枯燥、學生學習積極性差、重理論輕實踐、實驗和實訓內(nèi)容重復較多、教師自身水平有限等是制約“數(shù)控機床故障診斷與維修”課程教學質(zhì)量的主要因素。明確培養(yǎng)目標、合理選擇教學內(nèi)容、嚴格按教學大綱授課、根據(jù)不同的授課對象和授課內(nèi)容靈活選用不同的教學方法、提高教師自身水平、加強實踐教學管理是提高該課程教學質(zhì)量的有效途徑。

參考文獻：

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[2]張輝，曲士英.德國先進職業(yè)教學理念的深層思考[J].黑龍江高教研究，2009，（6）.

[3]閆存富.項目教學法在“數(shù)控機床故障診斷與維修”中的應用[J].中國電力教育，2011，（28）.

第8篇：數(shù)控機床工作原理范文

【關鍵詞】 數(shù)控機床 故障診斷與維修 教學改革

數(shù)控機床是機械一體化在機械領域中的典型產(chǎn)品，它是將電力電子、自動化控制、電機、檢測、計算機、機床、液壓、氣動和加工工藝等技術集中于一體的自動化設備，具有高精度、高效率和高適應的特點?！稊?shù)控機床故障診斷與維修》是機電等多學科綜合的最典型課程之一，也是數(shù)控機床維修專業(yè)的一門最重要的專業(yè)課。該課程的理論性和實踐性很強，要求學生掌握數(shù)控機床的工作原理和結(jié)構(gòu)，掌握數(shù)控系統(tǒng)的組成、單片機技術、可編程控制器、機械加工技術、液壓氣動技術、傳感器檢測技術、網(wǎng)絡通訊技術、軟件調(diào)試技術、參數(shù)設置等方面的知識。

1 《數(shù)控機床故障診斷與維修》教學存在的問題

1.1 教學手段單一。數(shù)控機床是集機、電、液一體化的設備，技術先進、構(gòu)成復雜，因此設備出現(xiàn)問題較難解決，這要求機床的維修人員不但要有扎實的理論功底，而且還應具備較強的實踐操作能力和豐富的維修經(jīng)驗。但是在教學中，大多數(shù)教師僅限于一本教材、一支粉筆、一塊黑板的傳統(tǒng)教學模式，盡管也有一些關于機床維修的仿真教學軟件，但都比較簡單，不便于教學。

1.2 教學模式不成熟。目前大多數(shù)院校采用的教材形式單一、內(nèi)容陳舊、實踐性差，理論教學與實際脫節(jié)，教學缺乏目的性和針對性。

1.3 師資力量不足。目前高職院校的專業(yè)師資普遍存在著不同程度的數(shù)量不足和素質(zhì)不高的問題，尤其缺乏承擔數(shù)控機床維修工作的“雙師型”專業(yè)教師，嚴重制約著現(xiàn)代數(shù)控技術人才培養(yǎng)水平的提高。有的學校目前任課教師多數(shù)都是機械專業(yè)畢業(yè)，知識結(jié)構(gòu)偏重于機械，比較單一。

1.4 教學實訓設備缺乏。數(shù)控機床的維修教學迫切地需要數(shù)控設備支持，如果沒有適當?shù)膶嵺`操作鍛煉，學生是很難掌握故障維修的基本能力。盡管很多高職院校購置了大批的數(shù)控設備，但這些設備幾乎都用于數(shù)控加工的實訓，很少給機床維修提供實訓平臺。

2 《數(shù)控機床故障診斷與維修》教學的改革

2.1 改進教學手段和方法。在講授本門課程前，組織學生觀看最新的電教片，使學生了解新的專業(yè)技術知識，從而激發(fā)學生的學習興趣。另外，經(jīng)常制作一些多媒體課件用于輔助教學，使抽象的內(nèi)容變得形象具體，利于學生對知識的掌握。在講到數(shù)控機床中的重點部位時，可以組織學生到現(xiàn)場進行講解，便于學生對課程內(nèi)容的理解和掌握。在教學過程中，要注重培養(yǎng)學生解決實際問題的能力，激發(fā)學生的邏輯思維、發(fā)散思維能力，使學生養(yǎng)成橫向思維的習慣，同時將其他學科的知識貫穿在本課程的學習中，便于學生迅速掌握新知識。

2.2 制定教學大綱。從職業(yè)分析入手制定教學大綱。該大綱中的知識、能力和基本素質(zhì)結(jié)構(gòu)以及理論教學和實踐教學體系都應符合畢業(yè)生任職崗位的實際需要。要從了解到的數(shù)控技術應用人才的需求量與層次出發(fā)，合理構(gòu)建知識結(jié)構(gòu)，因需施教，不斷優(yōu)化教學大綱，使其較好地貼近畢業(yè)生崗位需求。根據(jù)數(shù)控維修工考核需要，調(diào)整教學大綱。2006年數(shù)控機床維修工被列入勞動和社會保障部的新職業(yè)，高職院校學生畢業(yè)前的數(shù)控維修工考級勢在必行。因此，《數(shù)控機床故障診斷與維修》教學一定要結(jié)合數(shù)控維修工的考核標準進行調(diào)整。

2.3 提高教師隊伍素質(zhì)。擔任《數(shù)控機床故障診斷與維修》課程教學的教師應該不斷完備自身的知識結(jié)構(gòu)，以適合該課程的教學特點。同時，在有條件的情況下，到數(shù)控機床廠家、權威機構(gòu)進行實踐、培訓，擴展知識層面，增加實踐閱歷。

2.4 調(diào)整教學內(nèi)容。根據(jù)教學大綱的要求，同時兼顧高職院校學生的特點進行教學內(nèi)容的調(diào)整。目前高職院校 《數(shù)控機床故障診斷與維修》教材有許多章節(jié)的理論性內(nèi)容太多，難度、深度較大，高職院校學生接受起來難度較大。因此，可以考慮對這一部分內(nèi)容進行刪減、調(diào)整，做到刪繁就簡，貼近實際。教材中的一些重點，如加工中心主軸部位、換刀裝置等，應該增加一些相應的圖紙，便于學生首先掌握好機床的工作原理，然后再進行故障的分析和判斷。依據(jù)不同專業(yè)培養(yǎng)目標需求調(diào)整教學內(nèi)容。對于數(shù)控技術應用專業(yè)的學生來說，重點應培養(yǎng)對于數(shù)控機床的使用、維護、保養(yǎng)能力和機床操作中常見故障的處理能力。其學習的重點是數(shù)控機床的安裝、調(diào)試、檢修、故障處理。只有根據(jù)培養(yǎng)目標的實際需要確定教學內(nèi)容，才能為實現(xiàn)專業(yè)培養(yǎng)目標發(fā)揮作用。

總之，開設《數(shù)控機床故障診斷與維修》課程的目的是培養(yǎng)學生成為在數(shù)控機床診斷與維修方面具有基本分析能力與解決問題能力的技術人才。其教學應該圍繞這個目的，采用適合該課程特點的教學模式、教學手段和教學方法，以滿足我國數(shù)控機床發(fā)展的人才需要。

參考文獻

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容序化的教育學解讀[J].教育研究，2005.8：53～57

2 孫偉宏等.從案例到反思:理實一體化教學的實踐與思考[J].江蘇

技術師范學院學報，2008.2：55～60

3 列越南.機床計算機數(shù)控及應用[M].機械工業(yè)出版社，1998

第9篇：數(shù)控機床工作原理范文

關鍵詞：數(shù)控機床；機械加工技術；應用

數(shù)控機床自問世以來，為機械加工行業(yè)帶來了翻天覆地的變化。數(shù)控機床具有很多優(yōu)點，比如加工出的產(chǎn)品柔性好、精度高，生產(chǎn)率比較高，勞動強度低，工作人員工作條件得到了改善。數(shù)控機床在機械應用中具有重要的作用，隨著我國的經(jīng)濟與生產(chǎn)水平逐漸追趕上國際水平，計算機技術的迅猛發(fā)展伴隨著目前設計技術的快速進步，數(shù)控機床機械應用技術的使用范圍也在不斷加深[1]，這些都為了更加適應生產(chǎn)生活的需要。所以對于數(shù)控機床機械加工技術進行分析和研究具有一定意義。

1數(shù)控機床的應用范圍和要求

1.1數(shù)控機床的使用范圍

數(shù)控機床的使用范圍很廣泛，可生產(chǎn)品種多且批量小的零件，也可應用于形狀特殊結(jié)構(gòu)復雜或者經(jīng)常更改形狀的產(chǎn)品，甚至對一些購買時價格貴且不能隨便報廢的產(chǎn)品也是可以使用數(shù)控機床的，這樣更能保證產(chǎn)品的質(zhì)量和效率。在一些需要批量大，對精度的要求又比較高的產(chǎn)品使用現(xiàn)代化的機電一體數(shù)控機床效果更好[2]。

1.2數(shù)控機床的使用要求

雖然數(shù)控機床機械應用具有諸多優(yōu)點，可以大大的提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，但是數(shù)控機床的使用過程中還是有很多要求的，只有滿足了這些要求，才能最大限度的發(fā)揮數(shù)控機床的作用。首先，數(shù)控機床使用對操作維修工作者的技術水平要求高，因為數(shù)控機床集合了計算機技術、機床結(jié)構(gòu)、自動控制等技術，同時也包含著精密測量和微電子技術[3]，因此，要求機床的操作者、維修者以及管理保養(yǎng)人員具有較高的專業(yè)技術素養(yǎng)，同時也要有較高的文化水平。因為數(shù)控機床的使用主要是根據(jù)程序進行生產(chǎn)加工，對程序的編制需要編程人員既有理論知識做支持又有實踐技巧。因此，數(shù)控機床的操作者必須要具備理論基礎，而且上崗前應該對該機床的結(jié)構(gòu)和工作原理進行相應培訓，在實際上機操作前也要進行專門的訓練。不僅僅是對工作人員有要求，在數(shù)控機床使用的過程中，要想保證機床正常的運轉(zhuǎn)，按時完成工作，就要對數(shù)控機床進行正確且有效的維護，因此維修人員也要有專門的培訓，之后才能允許其上崗。其次數(shù)控機床對夾具和刀具的要求較高，要求在生產(chǎn)單件或者生產(chǎn)批量不大時用通用夾具，如果大批量生產(chǎn)時可以使用專用夾具或者組合夾具，這樣可以大大的節(jié)省加工的時間。這些夾具能夠自動夾緊或松開。同時數(shù)控機床要求刀具精度高，使用壽命要長，尺寸穩(wěn)定變化小，這樣可以在機外預調(diào)，需要換刀時可以快速的更換，也要求刀具可以很好的控制切屑的折斷、卷出和排出，刀具也必須具有較好的可冷卻性能，減少刀具的磨損，提高產(chǎn)品的質(zhì)量。

2數(shù)控機床的機械加工特點

2.1柔性強

柔性就是平時所說的適應性，是指數(shù)控機床會針對生產(chǎn)產(chǎn)品的變化而變化的能力[4]。在數(shù)控機床上加工零件，需要之前輸入編制的程序，而如果想要改變加工的零件時，只需要重新編程，然后再輸入數(shù)控機床就行，而真正的生產(chǎn)過程則都是自動化，根本不需改變機床的任何硬件。這樣在生產(chǎn)結(jié)構(gòu)復雜的單件產(chǎn)品或者生產(chǎn)批量不夠大的產(chǎn)品時，甚至在試制新產(chǎn)品時就方便很多。數(shù)控機床的柔性，使得數(shù)控機床的生產(chǎn)得到迅速發(fā)展[5]。

2.2產(chǎn)品精度高，質(zhì)量穩(wěn)定

數(shù)控機床是全自動化機器，只要輸入固定的程序，所生產(chǎn)出來的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，合格率高。數(shù)控機床的傳動系統(tǒng)和機床結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)定性很高，剛度也很高，同一批零件生產(chǎn)出來的產(chǎn)品誤差很小，一致性得到大大提高。

2.3生產(chǎn)效率高

數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)剛性好，可以進行強力切削，提高了切削效率，節(jié)省了很多時間。從數(shù)控機床的夾具和刀具來說，工件裝配用時更短，刀具也可以根據(jù)需要隨時更換，并且在更換零件時不需要調(diào)整整個機床，這樣又省下了安裝和調(diào)試的時間。由于數(shù)控機床加工出的零件質(zhì)量高，一般不需要大量檢驗，只需要做首件檢驗，和工件關鍵尺寸的抽樣檢查就可以，節(jié)省下的時間又可以多生產(chǎn)產(chǎn)品，這樣生產(chǎn)效率便大大提高了。

3結(jié)束語

隨著世界經(jīng)濟的不斷發(fā)展，數(shù)控機床也進行著日新月異的發(fā)展，并且逐漸向著高速、高精度、綠色、網(wǎng)絡、智能化等方向發(fā)展。我國作為世界制造大國，主要依靠勞動力、價格、資源等方面的優(yōu)勢，可是從技術方面和自主研發(fā)方面與國外發(fā)達國家存在著差距。所以我們要不斷研發(fā)自己的先進技術，加強技術創(chuàng)新與人才培訓力度，爭取早日實現(xiàn)數(shù)控機床的轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)從低端到高端，從加工初級產(chǎn)品到高級產(chǎn)品的轉(zhuǎn)變，也實現(xiàn)創(chuàng)造與創(chuàng)新。

作者:劉莉莉 單位:遼寧軌道交通職業(yè)學院

參考文獻：

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[2]朱曉春.數(shù)控技術[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006.

[3]李立.數(shù)控機床[M].北京：高等教育出版社，2005.