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自动化机床论文范文1
关键词：电气控制；PLC技术；自动化；无人值守
1 引言
随着可编程逻辑控制器（PLC）技术的逐渐发展，很多工业生产要求实现自动化控制的功能，都采用PLC来构建自动化控制系统，尤其是对于一些电气控制较为复杂的电气设备和大型机电装备，PLC在电气化和自动化控制方面具有独到的优势，如顺序控制，可靠性高，稳定性好，易于构建网络化和远程化控制，以及实现无人值守等众多优点。基于此，PLC技术逐渐成为工业电气自动化控制的主要应用技术。
本论文主要结合数控机床的电气化功能的改造，详细探讨数控机床电气化改造过程中基于PLC技术的应用，以及PLC技术在实现数控机床自动化控制功能上的应用，以此和广大同行分享。
2 数控机床的电气化改造概述
2.1 数控机床的主要功能
数控机床是实现机械加工、制造和生产中应用的最为广泛的一类机电设备。数控机床依托数控化程序，实现对零部件的自动切削和加工。但是目前我国仍然有超过近1000万台的数控机床，主要依靠手动控制完成切削加工，无法实现基本的电气化和自动化控制。为此，本论文的主要的目的是基于PLC控制技术，实现数控机床的电气化改造，主要实现以下功能：
（1） 数控机床的所有电机、接触器等实现基于PLC的自动化控制；
（2）数控机床的进给运动由PLC控制自动完成，无需人工手动干预；
（3） 自动检测零部件切削过程中的相关参数，如加工参数、状态参数等等；
（4） 结合上位机能够实现对数控机床的远程控制，以达到无人值守的目的。
2.2 电气化改造的总体方案
结合上文对于数控车床的电气化、自动化改造的功能要求，确定了采用上位机与下位机结合的自动化改造方案。该方案总体结构分析如下：
（1） 上位机借助于工控机，利用工控机强大的图像处理能力，重点完成数控车床的生产组态画面显示，以及必要的生产数据的传输、保存、输出，同时还要能够实现相关控制指令的下达，确保数控车床能够自动完成所有切削加工生产任务。
（ 2）下位机采用基于PLC技术的电气控制模式，由传感器、数据采集板卡负责采集数控车床的生产数据、环境数据、状态数据等所有参数，由PLC实现对相关数据的计算，并传输给上位机进行相关数据的图形化显示和保存；另一方面，PLC控制系统还接收来自于上位机的控制指令，实现对数控车床的远程控制。
（3） 对于数控车床最为关键的控制――进给运动的控制，利用PLC+运动控制板卡的模式实现电气化和自动化的控制。具体实现方式为：选用合适的运动控制板卡，配合PLC的顺序控制，对进给轴电机实现伺服运动控制，从而实现对数控车床进给运动的自动化控制。
3 数控车床电气化自动控制改造的实现
3.1 系统改造结构设计
数控车床的电气化自动控制改造，其整体结构如下图1所示，其整体结构主要由以下几个部分构成：
3.1.1 底层设备
底层设备主要包括两个方面，首先是实现数控车床自动切削加工运转等基本功能的必要电气、机电设备，如电源模块、电机模块等，这些机电设备能够保证数控车床的基本功能的稳定可靠的实现；其次，底层设备还包括各类传感器，比如监测电机转速、温度的速度传感器和温度传感器，监测进给轴运动进给量的光栅尺等，这些传感类和数据采集类设备为实现数控车床自动化控制提供了基础数据源。
3.1.2 本地PLC站
本地PLC站主要负责接收底层传感设备传送过来的传感参数、状态参数及其他检测参数，通过内部程序的运算，判断整个数控车床的工作状态，并将其中的重点参数上传到远程控制终端进行数据的图形化显示、存储、输出打印等操作；另一方面，本地PLC站同时还接收来自于远程控制终端所下达的控制指令，比如停机、启动等控制指令，PLC站通过对相应执行器（比如电机）的控制，从而实现自动化控制的功能。
3.1.3 远程控制终端
远程控制终端主要是依赖于工控机实现的上位机数据管理和状态监控，需要专门开发一套面向数控车床加工、生产和自动控制的软件程序，以实现对数控车床的远程化、网络化、自动化控制，真正实现无人值守的功能。
基于PLC的数控车床电气自动化改造框图
3.2 PLC电气控制系统的设计实现
本研究论文以CK6140普通数量机床为具体研究对象，详细探讨其电气化、自动化控制的改造。通过上文对机床改造方案和结构功能的分析，可以确定整个机床电气化、自动化改造，一共需要实现14个系统输入，9个系统输出。结合控制要求，这里选用日本三菱公司的FX2N-48MR型PLC，输入回路采用24V直流电源供电方式。根据对数控机床的各模块控制功能的分析，选用合适的接触器、继电器、开关、辅助触点等电气控制元件，与PLC共同实现对电气设备的控制，比如PLC通过接触器控制电机模块，PLC通过继电器控制电磁阀等部件，从而完成基于PLC控制的数控车床电气化改造。
4 结语
随着电气设备的越来越复杂，工业生产对于电气控制的要求也越来越高，基于PLC的自动化控制技术得到了广泛的应用，逐渐成为了当前工业自动化生产控制中的主流技术之一。采用PLC技术最大的优势在于实现自动化控制同时具有较高的可靠性和抗干扰能力，极大的避免了由于采用单片机技术而造成的系统不稳定现象。本论文结合电气控制详细探讨了PLC自动化技术的应用，给出了具体的系统设计实例，对于进一步提高PLC自动化技术的工业化应用具有很好的指导和借鉴意义。
自动化机床论文范文2
数控机床
课程体系
论文摘要:本文根据当前社会需隶的数控人才所需的知识结构，对机械制造及自动化专业“金属切削机床与数控机庆.课程的教学内容进行了重组和优化，构建了理论教学为引导，实验教学为补充，实训教学为提高的“教学一体化”的人才培养模式，通过采用专职教师与兼职教师相结合，来改变师资队伍的结构.
1前言
数控技术是制造业实现自动化，柔性化、集成化生产的基础.数控技术的应用是提高制造业的产品质里和劳动生产率必不可少的重要手段;加人世贸组织后，中国正在逐步变成“世界制造中心”，为了增强竞争能力.中国制造业开始广泛使用先进的数控技术。这迫切需要既能利用计算机进行机械产品的辅助设计，又能应用数控技术进行制造的人才，作为培养具备机械设计制造基础知识与应用能力，能在工业生产第一线从事机械制造领域内的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理和经营销售等方面工作的高级工程技术人才的机械设计制造及其自动化专业如何适应发展的需要，根据社会对数控技术人才的需求进行余属切削机床与数控机床课程的教学改革，这是我们必须要深入研究的问题。
z数控人才的需求和知识结构
当前社会需求的数控人才主要有三种类型:,>0蓝领层”数控技术人才:承担数控机床的具体操作及日常简单维护工作的技术工人，z>0灰领层’数控技术人才:承担数控编程的工艺员和数控机床维护、维修人员;3)“金领层，数控技术人才:具备井精通数控操作、数控工艺编程和数控机床维护维修所需要的绘合知识，积累了大量实际经验，知识面广。133229.COm这三种类型的数控人才所要求的知识结构也各不相同，“蓝领型.:以传统的机械制造技术为墓础，掌握“数控机床原理及应用基础’和“数控加工编程技术’，掌握"cad/cam’软件.‘灰领型编程工艺员，:应具有良好的数学基础，熟悉产品的三维设计，产品的加工工艺:“灰领型维修人员，:以机、电、光和液(气)控制技术为基础，掌握数控机床维护与维修的技术和技能。“金领型”:有较扎实的专业基础，较全面地掌握数控设备的相关原理与技术，具备数控设备研制与开发能力，掌握网络技术，有较高的外语水平。
3构建与社会需求相适应的宽口径课程体系
根据“金属切削机床与数控机床.在系列课程中的地位和作用，从社会需求出发，对教学内容进行了重组和优化。课程采取理论教学为引导，实验教学为补充，实训教学为提高的“教学一体化”模式.
(1)通用机床突出重点，贯彻少而精的原则
通用机床部分，我们重点讲授车床、铣床和滚齿机的传动原理，传动系统的分析和主要结构.磨床和其它类型通用机床部分通过布置思考题，让学生自学然后通过课堂讨论，使学生弄清磨床和其它类型通用机床与车床、铁床和滚齿机在结构上的主要差别，进而熟悉通用机房的工艺范围，为制订零件的加工工艺和机床的维护，维修和产品的开发奠定一定的基础。
(z)数控机床突出实践性
在数控机床理论教学中不过于强调系统性和完整性，重在其应用。简要地讲述数控机床的基本组成及其工作原理，介绍数控机床主传动系统、进给传动系统典型结构及附件，着重讲述数控加工工艺设计，cnc车床及其车削中心、cnc铰铁床及其加工中心，cnc线切割机床的手工编程技术及其操作，采用多煤体或录像进行教学，最大限度的展示生产一线的环境，将数控机床图片、所使用的刀具图片，机床附件、加工过程等展示给学生，将抽象的枯燥的概念和技术要领用形象生动的过程模拟来表现，使课堂教学更加生动和形象，便于学生理解和掌握所学的知识。
为了培养学生对数控设备的检修、调试、故隆分析能力和数控加工现场解决问题的能力，将数控机床的安装、调试、保养与维修作为一个专题来学习，借助大盘现实案例教学来阐述常见故障产生的原因及排除方法，或采用现场教学等灵活的方式进行。
(3)课程设计，加强综合性
课程设计是理论教学中重要的一个实践性环节，其目的是对所学知识的一个概括和应用，是对学生各个方面能力的一个综合评价，为了真正使同学们具备编制数控机床加工工艺规程的能力;具备选择工艺参数、编制数控机床加工程序的能力，具备操纵、调试和维护数控机床的能力，我们要求学生利用一周时间先进行程序编制工作，然后上机操作，亲自进行程序的输入，调试、运行，把课堂学习的知识在模书墩作软件上加以验证，使实际操作能力得到锻炼和提高。课程设计完成后要求每人上交一份总结报告，包含工艺过程分析(路线安排+程序原点+工装十切削用量)、数控程序清单及设计心得等内容。
(4)依托职业学校资源，加强实训教学
工科专业学生理应姓“工’，应面向工程，面向生产，面向经济建设实际，因此，所培养的人除了具备应有的专业知识外，还必须具备应有的实践能力包括必要的操作技能，既生产技能与实验技能，这是工科专业学生所必需的工程素质。而实践教学及基地建设往往对硬件设施和软件条件提出严格要求，受财力、人力等办学条件方面的限制，机械制造及自动化专业数控硬件设施和软件条件一般比高职数控专业相对要薄弱一些，我们充分利用职业学校资源进行实践教学.通过与安徽省蚌埠市机械高级技工学校合作，做到资源共享，开展实训教学。各训练项目按照相应的职业资格标准实施，通过考核评定成绩，实训教学结束时组织学生参与加劳动与社会保障部门组织的考核，取得相应的职业资格证书，同时取得相应的课程成绩和学分。
自动化机床论文范文3
随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。目前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理。
长期以来，我国的数控系统为传统的封闭式体系结构，CNC只能作为非智能的机床运动控制器。加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定，加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节，整个制造过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。在复杂环境以及多变条件下，加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数，无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整，更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM中的设定量，因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。由此可见，传统CNC系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构，限制了CNC向多变量智能化控制发展，己不适应日益复杂的制造过程，因此，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为我们国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。
2.数控技术的发展趋势
数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业的发展起着越来越重要的作用。从目前世界上数控技术发展的趋势来看，主要有如下几个方面：
2.1高精度、高速度的发展趋势
尽管十多年前就出现高精度高速度的趋势，但是科学技术的发展是没有止境的，高精度、高速度的内涵也在不断变化，目前正在向着精度和速度的极限发展。
效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一，国际生产工程学会将其确定为21世纪的中心研究方向之一。在轿车工业领域，年产30万辆的生产节拍是40秒/辆，而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一；在航空和宇航工业领域，其加工的零部件多为薄壁和薄筋，刚度很差，材料为铝或铝合金，只有在高切削速度和切削力很小的情况下，才能对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料"掏空"的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装，使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。
2.25轴联动加工和复合加工机床快速发展
采用5轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳几何形状进行切削，不仅光洁度高，而且效率也大幅度提高。一般认为，1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床，特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时，5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因，其价格要比3轴联动数控机床高出数倍，加之编程技术难度较大，制约了5轴联动机床的发展。当前由于电主轴的出现，使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化，其制造难度和成本大幅度降低，数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床（含5面加工机床）的发展。
2.3智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势
21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。
目前许多国家对开放式数控系统进行研究，数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上，面向机床厂家和最终用户，通过改变、增加或剪裁结构对象（数控功能），形成系列化，并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中，快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统，形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外一些著名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机，反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。
3.结束语
随着人们对数控技术重视，它的发展越发迅速。文中简要陈述当前的发展趋势，另外数控技术的正不断走向集成化，并行化，仍有广阔的发展空间。
参考文献
[1]王立新.浅谈数控技术的发展趋势[J].赤峰学院学报.2007.
[2]董淳.数控系统技术发展的新趋势[J].可编程控制器与工厂自动化.2006.
[3]张亚力.简述数控发展的新趋势[J].国土资源高等职业教育研究.2005.
[4]陈芳.数控技术的发展和途径[J].科技资讯.2008.
自动化机床论文范文4
关键词：高职；机械类专业；毕业设计；创新实践；教学研究
中图分类号：G712文献标识码：A文章编号：1672-5727（2012）06-0019-02
毕业设计是带有研究性质的专题研究、分析、设计、报告，是完成教学任务、培养合格人才的一个重要实践性教学环节。通过毕业设计，可以培养学生的开发和设计能力，提高综合运用所学知识和技能能力及分析、解决实际问题的能力，检验学生的学习效果，具有重要意义。毕业设计旨在使学生对所学的基础理论和专业知识进行一次全面、系统的回顾与总结，通过对具体题目的分析，使理论与实践相结合，巩固和发展所学理论知识，掌握正确的思维方法和基本技能，提高独立思考能力，培养团结协作精神，形成利用所学知识分析、解决实际问题的能力，促使学生养成严谨的科学态度和工作作风。我院2008级机械制造与自动化专业学生的毕业设计内容主要是围绕机电产品零部件的制造生产工艺及夹具设计、加工某零件对夹具（刀具、量具、工具）的设计开发或改进设计，给出设计课题，让学生根据具体零件对夹具（刀具、量具、工具）的设计开发或改进设计进行分析探讨，既有实际意义，又能指导学生未来的工作。根据我院2008级机械制造与自动化专业学生的实际知识、能力现状，笔者大胆地对毕业设计教学活动进行了创新，并取得了一定的成效。
毕业设计选题的创新笔者作为指导教师，给学生的毕业设计课题主要包括具体零件加工用夹具、刀具、量具、工具的设计或改进设计。毕业设计课题的内容很实，每个学生独立完成一个课题，学生感到既熟悉又新鲜更实用。旨在使学生历练毕业设计的整个过程，掌握进行机械设计的方法，也就是说对所学的基础理论和专业知识进行一次全面、系统的回顾和总结，通过对具体题目的分析，使理论与实践相结合，巩固和发展所学理论知识，掌握正确的思维方法和基本技能。本阶段的主要任务是对所选课题进行全面了解，发现需要解决的问题，或根据个人的情况，结合具体课题的应用需要，草拟出毕业设计题目：（1）零部件的制造生产工艺及夹具设计；（2）专用量具的设计开发或改进设计；（3）新型刀具的设计开发或改进设计；（4）专用工具的设计开发或改进设计；（5）实训中心工具箱改进设计。要分别对每个课题列表进行详细说明，对学生应具备的能力提出具体要求，如需要有较强的绘图能力等。然后供学生选择，类似于毕业设计指导教师与学生的双向选择。在毕业设计选题阶段，指导教师给出的课题要描述清楚，做到既要实用，又要学生熟悉，真正使选择该课题的学生从毕业设计一开始就有兴趣，愿意克服困难，积极主动想办法完成。
毕业设计资料收集、分析计划阶段的创新根据课题所涉及的内容和论点，学生要有针对性地进行学习，查询相关资料和文献，对资料进行收集归类。要求每个学生准备一个资料袋，在搜集到的每一份资料上注明出处，便于以后的参考文献标注。查找资料可以通过学院的教学资源库，如万方数据、中国知网、维普以及图书馆的专业书和工具书等，通过复印标注、整理、编号、归类。对收集到的资料要进行研读，筛选出符合自己需要的优秀实用的资料，从中找出并标注出较好的设计理念，启发课题设计内容构思，确定课题设计概要目标，并与指导教师交流。该阶段在酝酿时间上不能过于强求。如某学生选做实训中心加工工具箱改进设计，一周后拿不出自己的设计思想，很着急且无从下手。我问他：你觉得实训中心加工工具箱有哪些不足？他列出：工具箱笨重搬动不便、门打开容易挂伤、图纸摆放不便于阅读、分层不合理、工具箱的外形不合理、茶杯没有摆放位置等。我指出可针对以上不足对工具箱进行可行性改进设计。最后该学生的毕业设计发表在《煤矿机械》杂志上，并获得国家实用新型专利授权。又如某学生选做车床卡盘扳手的改进设计，由于资料收集少，难以完成。我问他：你觉得车床卡盘扳手有哪些不足？他列出：不安全、麻烦（刀架、卡盘两个扳手）等。我要求他针对以上问题设计出一种多功能车床安全卡盘扳手，其设计成果发表于2012年1月的《机床与液压》杂志上，并获得了国家实用专利授权。
毕业设计阶段、修改阶段的创新毕业设计阶段要求先绘制零件图、装配图的草图，请同组的学生指出错误，指导教师再从视图表达、尺寸标注、技术要求方面提出修改意见。每位学生的设计图要修改3～4次，都要经过同组学生互审后再由指导教师审查。这样，在相互交流中，学生在绘图过程中一些常见的错误在毕业设计过程中慢慢得到了纠正。绘图顺序一般是先用手工草图绘制进行交流修改，再用CAD画出完整的图定稿，必要时再用PRO-E生成造型图。教师在指导学生进行视图表达时，应参照国家制图标准，遵循用简洁的图示完整地表达自己设计意图的原则。学生的视图表达有时略显稚嫩，指导教师要多鼓励。毕业设计论文撰写要制定总体设计计划，编制论文组成结构，细分各分论点，草拟论文稿。指导教师要对课题题目、文摘、关键词、目录、图、表、计算、参考文献标注、英文翻译等进行细致的规范和指导，并检查论文格式、错别字、病句、字体设置、段落设置等。总而言之，毕业设计的整个过程和论文书写的质量直接影响到毕业设计的成败，指导教师要严格把握审核毕业设计的课题，审查文本结构，指导毕业设计论文细节的处理。
毕业设计成果展示创新在学院毕业答辩委员会的领导下，机械工程系统一安排了答辩，并推荐优秀毕业设计参加系里的公开答辩，对答辩安排和分组以答辩公告的形式进行公告，以使学生的毕业设计成果得到充分展示，让同专业学生能有相互学习交流、比较、优秀成果共享的平台。笔者指导机械制造与自动化专业2008级即2011届毕业的13名学生进行毕业设计，截至2011年4月底，我将其中6位学生的毕业设计通过改编向有关刊物投稿，已被全部录用。分别为：《新型机械加工机床工具箱的设计》（《煤矿机械》2011年第五期）；《千分尺的改进设计与应用》（《煤矿机械》2011年第七期）；《机械加工机床工具箱的改进设计》（《煤矿机械》2011年第九期）；《多功能游标卡尺的改进设计》（《煤矿机械》2011年第十一期）；《安全卡盘扳手设计与应用》（《机床与液压》2012年第一期）；《可转位复合刀具的设计》（《机床与液压》2012年第二期）。还有两项设计获得实用新型专利授权（即上述两个学生设计的车床工具箱和多功能车床安全卡盘扳手）对学生的优秀毕业设计给予充分展示，一方面，是对优秀毕业设计学生的认可鼓励，另一方面，可为下届学生树立榜样。同时，将学生优秀的毕业设计改编成论文，发表在中文核心期刊上，或者使其获得专利授权，得到社会认可，也可以对社会做出贡献，学生在毕业后找工作时，也为自己增添了成功的砝码。
总之，笔者带领学生进行的毕业设计创新实践教学尝试取得了良好的效果：巩固了学生所学的基础理论和专业知识；提高了学生运用所学专业知识独立思考的能力；培养了学生以正确的思维方法利用所学知识分析、解决实际问题的基本技能；增强了学生对机械行业国内外发展现状的认识并拓展了专业知识和写作能力；使学生掌握了文献检索、资料查询的基本方法以及获取新知识的能力；通过参与实际工作使学生进一步了解了社会，具备了一定的实际工作能力。
参考文献：
[1]罗太景，丁雷.新型机械加工机床工具箱的设计[J].煤矿机械，2011，32（5）：114-116.
[2]罗太景，姜辰峰.千分尺的改进设计与应用[J].煤矿机械，2011，34（7）：177-178.
[3]罗太景，宋杰钰.机械加工机床工具箱的改进设计[J].煤矿机械，2011，36（9）.
[4]罗太景，吴杰.多功能游标卡尺的改进设计[J].煤矿机械，2011，（11）.
[5]罗太景，裴武兴.安全卡盘扳手设计与应用[J].机床与液压，2012，（1）.
[6]罗太景，周国柱.可转位复合刀具的设计[J].机床与液压，2012，（2）.
自动化机床论文范文5
论文关键词：仿古地板，数控机床，自动化加工
近年来，仿古地板在国内外市场走俏，由于其独特的纹理、色泽，带给人们的视觉与触感都明显不同于普通地板。与传统概念上的木地板相比，仿古地板色彩多变，以重色、深色为主，显得厚重许多，在展现出木材本质特性的基础上，加入了木制品受自然影响后日积月累形成的天然属性，给予人更贴近自然的木质环境享受。
为了实现仿古地板表面纹理历史积淀的厚重感，地板制造过程中在木材纹理的基础上，人为地添加了手工雕刻的斑节、凹凸等“不和谐”元素。以实现仿古地板自然、多变的感官效果。由于手工加工存在着诸多的弊病，如工人劳动强度大，操作技术要求高，加工效率低，生产成本高等，若能将数控加工技术应用到仿古地板的加工中，取代大部分的手工加工，则有利于实现其机械化、高效化生产，降低工人劳动强度和生产成本。
1 仿古地板的加工方式及其现状
目前流行的仿古地板样式中，其凹凸表面的加工方式主要有随机刨削、纹理刨削、拉丝、喷
砂、碳化、酸蚀等。随机刨削加工主要用于纹理不明显的地板加工中，通过在地板表面随机刨削出凹槽，显示出地板的凹凸感；纹理刨削加工分两种，一种是对纹理明显且粗大（如呈山形纹理的弦向板）的地板，通过人工沿深色纹理刨削的方法，使地板显现出自然的浮的凹凸感，另一种是在纹理不明显的板面上刨削出名贵木材纹理；拉丝加工主要用于纹理明显但细密（如呈直线形的径向板）的地板，通过拉丝加工可实现深色凹、浅色凸的效果。
单一加工方式获得的仿古效果一般很不明显，故多会采用混合加工方式的手工加工，以增强、丰富其凹凸感与自然美。而随机刨削加工和纹理刨削深色加工均采用纯手工操作，即工人用手工刮刀凭经验控制刮刀力度和路径，加工出不同的纹理和凹凸触感。不难看出，在现阶段仿古地板加工中，手工刮板工序至关重要，正是由于手工加工的随机性，使仿古地板展现出其独特的唯一性数控机床，为消费者所青睐。
本文探讨仿古地板数控加工的可行性，提出了基于数控技术的三种仿古地板凹凸面加工方法，并进行了加工实验，为改善仿古地板的加工现状，实现高效、高质、绿色加工开拓新方法。
2 仿古地板的数控加工设计
仿古地板表面的凹凸质感，主要是将木地板表面加工出约0-0.2mm深度的随机、自然、光滑的凹凸纹理。如果采用普通的机械加工（如靠模铣），可生产凹凸纹理的板面，但由于是固定仿形，纹理单一，缺乏变化，不能实现自然的效果；而采用数控机床作为加工设备，利用随机数控软件、设计刀具走刀路径和专用铣刀，则可以产生多种纹理的凹凸组合，代替手工刮板工序。
根据木质地板和数控加工的特点，可以设计三种数控仿古加工：随机路径凹凸面数控加工、仿真纹理数控加工和原纹理凹凸数控加工。
2.1 随机路径凹凸面数控加工设计
随机路径凹凸面数控加工是在纹理不清晰的地板面上加工出随机的凹凸面，使之产生特有的、经年累月、风霜侵蚀的古韵。为确保每块地板都有纹理凹凸感，且每块地板凹凸的纹理各不相同，在对数控机床进行刀具路径编程时，需要编制多种不同的刀具路径，并随机改变刀具的走刀方向。由于每个路径程序的部分参数都可以在一定范围内进行调整（如铣刀垂直板面的吃刀量可以在0-0.2mm间变动、刀具进给速度变化改变表面粗糙度、刀具路径中部分轨迹缺省等），且路径程序本身具有多样性，使得数控加工足以克服靠模加工制品表面凹凸形状单一的不足，生产出同人工刮板效果相同的仿古地板。
如图1所示，通过计算机辅助软件绘制好曲线区域后，将区域雕刻形成沿矢量加工的刀具路径，形成仿真图像并进行加工。原本平整光滑的板面经过数控机床的刨削加工，产生了一定的凹凸感。
图1 随机凹凸面设计图及其仿真效果
这种通过设计多种刀具路径程序，并在一定范围内修改加工参数的数控加工方式，可以避免地板纹理的单一和重复，且减少了因手工工序所需的用工人数，仅需要个别技术人员定期维护和检修数控机床，保障其顺畅工作即可。这样的生产车间利于管理，车间可实现连续性工作，并且减少了因个别刮板工人经验不足而造成刮板质量问题。
当然，为了实现地板纹理的多样性，这种数控加工方式在路径程序设计方面对技术人员提出了更高的要求，即要设计出尽可能多的路径方案，以满足不同规格不同材质的地板样式需求。
2.2 仿真纹理数控加工设计
仿真纹理数控加工是在纹理不清晰的地板面上加工出名贵木材的纹理，“以假乱真”，提高了地板的档次。通过对不同名贵木材纹理收集整理，建立纹理数据库，并基于此形成加工路径，通过随机改变路径的可变参数，使纹理既真实又独特，达到高档木材的纹理视觉效果和仿古感觉。
如图2和图3所示，通过仿真纹理数控加工，板面形成了与天然木纹理相差无几的纹理结构。
图2 仿真纹理设计图及其仿真效果（山峰形纹理）
图3 仿真纹理设计图及其仿真效果（树瘤纹理）
2.3 原纹理凹凸数控加工设计
由于木材的纹理是天然形成的，具有纹理的唯一性，根据其纹理雕刻而成的仿古地板，其凹凸组合也必将是唯一的，而且更具天然效果核心期刊。
为获取木地板的纹理图像，数控机床上料工段地板输送装置上需安装图像获取设备（如摄像机），获取到的图像资料经后期图像处理，依一定顺序传达给数控系统数据库。通过CAD/CAM计算机辅助设计软件，根据纹理信息特征设计产生刀具路径，即仿古地板凹凸表面加工路径，进行加工。在设计时，可采取不同的刀具吃刀量变化方式，使凹凸感富于变化。
如图4所示，地板图像经过适当的处理，即可获得数控系统软件可用的纹理特征信息。通过改变吃刀量的值域范围（如可以采用纹路与纹路之间递增、递减或是交替深浅的加工方式）来进行加工，即便是两块纹理相似的地板，也可以加工出完全不同的凹凸感。
图4 木地板的纹理处理效果图
这种利用木材天然纹理生成刀具路径的数控加工方式，不仅能实现纹理凹凸多样化，节约了用工成本，提高了企业管理效率，加强机床工作的连续性。在加工过程中，设计人员仅需把握好持刀量参数的变化即可，真正实现了仿古地板的机械化自动加工。
3 仿古地板数控加工实验
本实验利用电脑软件进行纹理设计并形成刀具走刀路径，设计图如图1、2、3所示，采用通用步进数控雕刻机进行数控加工。试材为柞木面板的多层复合地板。加工效果与仿真图像一致，能够达到预期效果。实际加工效果如图5、6、7所示。
图5 试件1数控机床，随机凹凸数控加工
图6 试件2，仿真纹理数控加工（山峰形纹理）
图7 试件3，仿真纹理数控加工（树瘤纹理）
4 经济测算及可行性分析
目前地板生产企业从事仿古地板加工的技工少有数十人，多有数百人，一般技工月工资为0.3万元至0.6万元，如果按平均工资0.4万元/月计算，则100名技工每年需支付工资0.4×100×12=480万元。而数控设备仅初次投资较大，但使用人工数量将大大减少。就目前的技术水平和市场售价，预计满足要求的专用数控机床的可在120万元/套内实现，可完成80%以上的加工。设备投资可以在1年左右收回。
一个熟练的技工完成一块910mm×130mm仿古地板的简单凹凸面加工约耗时204s，生产效率约为18块/时·人，而纹理相对复杂的加工，仅为9块/时·人。本次试验采用单头步进数控雕刻机进行数控加工。910mm×130mm地板完成简单纹理加工（图5）耗时316s，生产效率为12块/时。对于复杂纹理的加工（图6、7）耗时425s，即9块/时，数控加工生产率与手工加工平均水平基本持平。本次试验中采用的雕刻机并非专用数控设备，由于步进数控系统加工速度低，工件装卡慢，致使加工效率低，如果开发出专用数控系统，采用专用软件、交流伺服数控系统和专用进料装置，其生产率可以成倍提升。
数控加工采用软件产生纹理和凹凸面并自动完成加工，排除了人工操作存在的技能高低、容易疲劳等不利因素。数控机床在加工时的有效工作时间长，辅助时间短。而一个工人一天最多工作10小时，且在工作时间内高效工作时间只有4小时左右。而数控机床一天可工作20个小时以上，在时间上是人工工作量的两倍，在工作效率上至少是人工的5倍。
5 结论
经过初步探讨和实验，利用数控加工技术代替手工仿古地板表面加工有一定的可行性；利用数控技术对铣削刀具进行随机控制，不仅可以实现手工刮板的纹理和凹凸触感，还可以全面提高生产效率，实现仿古地板的自动化连续生产，减少用工量，降低生产成本，在质量相当的情况下，提高生产效率。在实际生产中，通过数控加工技术的应用，可以代替80%以上的手工工序，只需少量的技师对木地板再进行进一步的个性化修饰即可。
参考文献
[1]王小怡.周清华:中国地板走向工艺时代.建材与装修情报.2009，5：40-45.
[2]施边.麦道品牌价值实现全面升级[N]. 中国建材报, 2007，（2007-05-28）.
[3]柯颂，司徒添旺.“生活家”厂小闯劲大[N]. 中山日报，2006，（2006-03-13）.
[4]生活家·巴洛克地板.铸就中国地板品牌新高度——新生活家木制品（中山）有限公司新厂开业[J]. 国际木业，2007，（03）.
[5]林金明.雕刻CAD/CAM的技术研究及实现. 硕士学位论文，福建，华侨大学，2002，10.
[6]彭丹丹.高速高精度数控雕刻机控制技术的研究.硕士学位论文，合肥工业大学，2005，5.
[7]江小勇.雕刻机数控代码自动生成的研究.硕士学位论文，南京，海河大学，2007，4.
[8]肖玲.木工数控雕刻机的探讨.中国木材工业，1999，7（4）：31-32.
自动化机床论文范文6
关键词：Pro/E数控加工基础；处理技术
Abstract: processing foundation treatment technology is the formation of parameter on the machining process and system in the process of cutter location file for processing, and related to the system of NC machining file binding, can control the machine instruction generation. Data processing technique in foundation treatment throughout the geometric model design, tool selection, processing parameter design, tool path design, data of machine tool products processing, Pro/E can generate data and information in association with a CNC machining, the tool can help processing personnel to handle design model in accordance with the scientific the tool, and the generation of ASCII cutter location data file, this paper mainly analyzes the processing technique based on the Pro/E CNC machining based.
Keywords: Pro/E CNC machining; processing technology
中图分类号：TP391173文献标识码：A文章编号：
1、引言
对于数控加工系统而言，加工基础处理技术直接影响着系统的性能，加工基础处理技术是对加工工艺的参数以及系统处理过程中形成的刀位文件进行处理，并与数控加工系统中相关的文件结合，生成能够控制机床的指令。数据加工基础处理技术贯穿于零件几何模型的设计、刀具的选择、加工参数的设计、刀具轨迹的设计、数据机床产品的加工过程中，从这一层面可以看出，数控加工基础处理技术是整个系统的关键环节，但是，由于一些客观因素的影响，处理基础并不能对所有的数控机床生成正确的文件，对于系统中没有的机床类型，只能生成一种缺省的文件，可以对文件进行直接的编辑，可以生成数控机床可以处理的指令，本文主要分析建立于Pro/E数控加工基础的处理技术。
2 、模具数控加工
Pro/E可以生成一种与数控机床加工相关的数据和信息，该种工具可以帮助加工人员按照科学的工具来处理设计模型，生成ASCII刀位数据文件，并将这些数据文件进行加工和处理即可变成正确的加工工序。Pro/E的工艺流程包括加工模型的建立、操作环境的设定、NC系列的定义、刀位数据文件的生成、NC代码的生成、数控机床的驱动。Pro/E的NC模块生成数据加工程序的流程则包括数控车削、电火花切割和数控铣削。
3、 数控加工基础的处理技术
数控加工基础的处理技术主要使用后处理器进行处理，后处理器是一种可以用于处理APT或者CAD系统的刀位数据文件的一种应用程序，刀位数据文件包含零件加工过程中的所有指令，后处理器可以将这种加工指令翻译为加工机床能够识别的数据信息。一般情况下，计算机辅助制造系统包括刀具路径文件生成以及机床数控代码指令生成两部分，使用CAD软件，就可以根据加工对象的特征、加工环境的要求、工艺设计的特点生成刀具路径文件，并从该种路径文件中提取出有关的加工信息，继而根据数控系统的特点来进行先关的分析、处理和判断，并生成数控机床可以识别的程序。
4、后处理程序的编制方式
后处理程序是数控软件的厂家根据控制系统的不同设置的专用处理软件，用户可以根据自己的实际情况来进行选购，目前，专用的处理程序很多，以APT专用后置处理程序为例，已经超过了上千种，但是在购买该种软件后，用户难以自己改变，因此，用户也可以根据自己的实际情况来自行编制后置的处理程序，编制方法包括以下几种：
4.1 高级语言编写方式
这种编写方式是一种常用的编制方式，但是要求较高，编制起来相对困难，编制的工作量也较大，后期的修改也较为困难，因此，必须一定数量有经验的软件制作人员方可完成。
4.2 厂家提供软件编制工具包
很多数控软件的厂家都会提供一个专用的软件编制工具包，工具包中有完整的语法规则，用户可以编制好针对数控机床的处理程序，这种程度编制的方式较为简单，程序格式也具有很好的灵活性。
4.3 厂家提供通用后置处理软件
很多数控软件厂家也会提供一种通用的后置处理软件，根据这种软件，用户变可以使用人机对话的方式，来分析问题和解决问题，并确定好具体的参数，这就形成了数控机床专用的处理软件。
随着数控技术的进步，各个厂家也相继推出了具备完善功能的控制器系统，这就对整个技术提出了更高的要求，为了使用控制器系统的发展，必须要不断提升现阶段下的处理技术，提高技术的通用性和开放性。这种后置的处理过程可以生成机床指令，就目前来看，Pro/E已经配备了很多世界知名厂商的处理文件，但是其系统仍然具有一定的有限性，为了保证数控机床可以处理相应的工艺文件，可以使用相关的方式来扩展处理功能。
4.4 配置文件的制作
关于配置文件的制作可以使用刀位数据文件，该种文件包含加工工艺参数、刀具运动轨迹等相关的数据信息，为了保证配置文件的信息可以使用不同机床的需求，必须要明确机床数控系统的实际要求，将这些要求作为文件存放，以便满足配置的需求。关于配置文件的制作，包括文件的命名、文件的制作等各个方面。关于文件的制作，包括三个阶段，即基本准备阶段、文件初始化阶段以及选配参数设置阶段。在配置文件时，必须要全面的了解数控系统和加工机床的相关信息，掌握与之有关的参数和资料，待以上工作完成后，便可以利用Pro/E软件来进行文件的制作。
参考文献：
[1]田普建; 曾珊琪; 丁毅.Pro/E环境下注塑模设计及数控加工[期刊论文].陕西第二届数控机床及自动化技术专家论坛论文集,2011,03(18)
