數控切割機在機械制造系統運用的分析研究論文

　　引言

　　改革開(kāi)放以來(lái)我國經(jīng)濟迅速發(fā)展，近幾年我國成為公認的“世界工廠(chǎng)”，這些得益于我國制造業(yè)的快速發(fā)展，我們的機械制造在國際市場(chǎng)已經(jīng)占據重要地位。數控切割機是機械制造業(yè)的基礎設備，可以說(shuō)數控技術(shù)的水平一定程度上決定著(zhù)機械制造業(yè)的發(fā)達水平。這些年數控系統不斷更新完善，但不得不承認現在市場(chǎng)出現了工大需求的現象，買(mǎi)家對產(chǎn)品的質(zhì)量和價(jià)格也越來(lái)越苛刻，所以我們在購買(mǎi)時(shí)，技術(shù)人員必須了解數控機床的特點(diǎn)以及各組成部分，這對設備的維護有現實(shí)意義。

　　1 數控系統的簡(jiǎn)介和組成

　　1.1數控技術(shù)的簡(jiǎn)介

　　數控技術(shù)就是數字程序控制技術(shù)，利用現代化的數字計算技術(shù)實(shí)現對工業(yè)設備的控制。數控機床就是數控技術(shù)的具體載體，它把對設備的控制信息用機器碼形式輸入微機控制中心，再由控制中心解讀機器碼，進(jìn)而依靠傳輸機構傳遞給設備，實(shí)現設備的動(dòng)作。數控切割機也就是終端控制設備是切割機，利用切割機切割各種零件。數控技術(shù)解決了人工不能控制復雜的零件加工，提高了設備的精確度，尤其是精密儀器的制造。同時(shí)，數控技術(shù)實(shí)現了成批量生產(chǎn)，改善工人的工作環(huán)境，提高了安全系數。

　　數控技術(shù)在機械制造業(yè)的應用是人類(lèi)二十世紀最重大的技術(shù)進(jìn)步。數控技術(shù)也是人類(lèi)進(jìn)入現代化制造業(yè)的標志，這些最終得益于計算機以及控制技術(shù)的進(jìn)步。不得不承認數控技術(shù)起源于美國等西方國家，大多數的技術(shù)也都源于西方，現在數控機床的生產(chǎn)廠(chǎng)家大多也是西方，國內的技術(shù)和設備雖有很大進(jìn)步但產(chǎn)品還不是主流產(chǎn)品。數控技術(shù)在現在的發(fā)展主要分為兩個(gè)部分，一個(gè)是在控制技術(shù)上，也就是微控制器部分，從最早的單板機，現在更多使用PLC更適合工業(yè)生產(chǎn)，當然DSP和ARM的使用使控制技術(shù)更加的先進(jìn)，在實(shí)時(shí)性和精確度上都大有改進(jìn)。另一方面就被控制設備，現在激光技術(shù)已經(jīng)可以使用，這使得切割技術(shù)和切割能力大為改進(jìn)。

　　1.2 數控技術(shù)的組成

　�。�1）硬件系統。數控系統的硬件部分是工作的基礎部分，它首先基于工業(yè)PC機，在PC機的控制主板上留有許多擴展槽，可以插入選用的控制模塊，插入模塊即可組成控制中心。在這里我們以PMAC為例說(shuō)明，工控機的主板上的CPU和PMAC組成雙微控 制器系統。這兩個(gè)CPU各有自己的工作，PMAC主要是完成對機床的控制，包括機械軸的運動(dòng)、面板控制和信息的采集以及模數轉化�？刂茩C部分則要完成對整個(gè)系統的管理，包括各個(gè)部分的協(xié)調以及控制部分的輸入。對于PMAC部分還必須有相應的輸入輸出接口，以及伺服驅動(dòng)單元，伺服電機、編碼器等，對于工控機還要有足夠的存儲空間，另外控制部分對電源的要求很高，電力部分以及備用電源也是必不可少的。

　�。�2）軟件組成，現在的數控系統大多數都是前后臺的結構，對于軟件部分也相應的分為前臺和后臺程序。前臺部分多為PMAC的實(shí)時(shí)控制軟件程序，包括補模塊、伺服驅動(dòng)模塊、PLC監控模塊、加工程序解釋模塊、數據采集及數字化加工模塊等，當然這部分很靈活，根據實(shí)際的需要可以添加其他的部分。后臺程序主要是為了管理服務(wù)，主要實(shí)現控制程序的初始化，參數輸入以及系統管理、CPU間的通訊等等。

　　對于數控系統的組成這里只是大體的簡(jiǎn)單介紹，主要是因為它的組成受實(shí)際情況的限制，有些系統實(shí)際上非常簡(jiǎn)單，而一些大型的控制系統都有自己特殊部分。

　　2 數控切割機的特點(diǎn)

　　數控切割機之所以能夠取代普通的切割機床得益于它在軟硬件的優(yōu)勢，下面我們介紹一下數控切割機幾點(diǎn)優(yōu)勢。

　　2.1 可編程，軟操作

　　數控機床利用現在的微機控制技術(shù)，可意根據加工對象的改變實(shí)時(shí)的改變程序，或者加工目的的不同改變程序。硬件本身并不需要進(jìn)行大的改動(dòng)，普通的機床可能在改變對象時(shí)需要對硬件的某些部分進(jìn)行改變，甚至進(jìn)行大的改動(dòng)。

　　2.2 高精確度，誤差小

　　普通的機床工作依靠人工的經(jīng)驗和目測，但是一些零件的誤差可能是0.01mm，人是很難目測的，即便是千分尺的話(huà)可能還有0.0001的誤差。另外普通機床本身的機械部件精確度也不高，加工的零部件就更難要求精確度。數控機床的精確地是由微控制器控制的，以及該靈敏度的傳感器檢測，極大地提高了精確度，減小了誤差。

　　2.3 高效率，成批量

　　數控機床的功率一般都比較大，剛性也好，傳動(dòng)機構都是無(wú)級變速，極大縮短的單個(gè)零件的加工時(shí)間。微控制器的工步都是毫秒級，指令的實(shí)現時(shí)間極短，現在的微控制器的頻率越來(lái)越高，速度也將更快。在程序和功率的支持下，數控機床更容易實(shí)現大批量的生產(chǎn)，這也是現代工業(yè)的要求。

　　3數控切割機在產(chǎn)品中的具體應用

　　火焰等離子數控切割機是目前比較常用的一類(lèi)切割機，由于他們本身具備手工和自動(dòng)化工作兩種工作方式，在實(shí)際的生產(chǎn)中有極大的優(yōu)勢，既可用于小型的生產(chǎn)加工，也可以是大型設備的加工。下面我們給出一個(gè)具體的例子，首先是制圖，利用CAD對對象制圖，然后對CAD制圖進(jìn)行技術(shù)處理，對制圖的處理一定仔細這是加工前的第一步，而且對數據的處理也要科學(xué)合理，對數據的精確度要有足夠的重視。把dwg的文件轉換成dxf的文件，為進(jìn)一步的處理做好準備。其次，設計工步，進(jìn)行編程，生成機器碼，對控制器進(jìn)行燒寫(xiě)程序，當然通常這些都有機器完成。對數控系統初始化，試運行，以及對管理系統的輸入輸出檢查。最后，進(jìn)行數值計算。由于是自動(dòng)編程，即圖形交互式編程，大部分的節點(diǎn)、基點(diǎn)坐標數值都由計算機算出，只需在問(wèn)答式的對話(huà)框中設好穿孔點(diǎn)位置、引入引出線(xiàn)（長(cháng)度和角度）即可，根據圖形界面提示，在輸出代碼前進(jìn)行相應割嘴補償。最后，拷盤(pán)，復查，試制。在實(shí)際的產(chǎn)品中一些步驟也可以刪減，因為一些重復的工作可能降低效率，尤其是相似產(chǎn)品的大批量生產(chǎn)。

　　再簡(jiǎn)單介紹一下實(shí)際控制方案，還是舉一個(gè)實(shí)際的例子，機床本體不更換，繼續使用；縱向驅動(dòng)由單邊改為雙邊，加裝電機、減速箱、齒輪齒條；同時(shí)原單邊驅動(dòng)的電機、減速箱也要更換；橫向傳動(dòng)系統增加鋼帶箱和從動(dòng)溜板；同時(shí)更換電機、減速箱；升降機構拆掉原來(lái)的絲杠換為新的精密絲杠；對導軌面重新修刮去掉銹斑；大車(chē)架再進(jìn)行焊接加固。

　　4結束語(yǔ)

　　數控系統的應用標志著(zhù)新時(shí)代的機械加工技術(shù)的應用，極大促進(jìn)了工業(yè)的發(fā)展。在新時(shí)代下，繼續改革和創(chuàng )新數控技術(shù)對我國機械制造業(yè)由中國生產(chǎn)到中國創(chuàng )造有現實(shí)意義。數控切割機是我們最常用的數控機械，是機械制造業(yè)的基礎設備之一。本文做著(zhù)簡(jiǎn)單介紹了數控技術(shù)的發(fā)展以及軟硬件的組成，簡(jiǎn)單介紹了一些應用，對數控技術(shù)的變成部分本文并沒(méi)有重點(diǎn)介紹，主要基于現在各種跨平臺的編程操作過(guò)于混亂。

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