温控技术论文模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇温控技术论文，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

篇1

2影响数控机床机械技术加工效率的相关因素

1）规章制度不完善。

近些年，数控机床取得了一定的发，但是针对某些方面仍然存在一定的问题，一些设备与零件仍然存在很大的问题，在实际的工作之中数控机床还没有制定合理科学的规章制度保障数控机床的正常工作，这是影响数控机床发展最为主要的因素之一。

2）编制程序有失规范。

数控机床与传统机床相比较最为突出的有点就是增加了数字与计算机控制的部分，这就必然需要相关软件的支撑，由此可见，软件的编制程序对于提高数控机床机械技术加工效率也有着十分重要的理论意义与现实价值。程序的编制在很大程度上可以对数控机床机械技术加工效率产生最为直接的影响。

3提高数控机床机械技术加工效率的策略

3.1软件系统

1）专业操作人员。

在实际的工作之中，专业的操作人员对于提高控机床机械技术加工效率有着十分重要的作用，他们是对数控机床软件进行实际操作的人员，其专业能力与业务素养对于控机床机械技术加工效率有着直接的关系。因此，加工企业应该充分的重视数控机床操作人员业务能力的提高。具体的实施方式有很多，其中比较重要的方式可以分为以下几种：①加工企业应该针对操作人员进行定期的培训，不断的提高他们的综合素质与业务能力，让员工掌握相关的理论知识与注意事项；②应该不断引进相关的专业人才整体提高数控机床操作人员的整体素质，保障数控机床机械技术加工效率的提高。

2）进一步规范操作流程。

与普通机床相比，数控机床在的操作流程更加复杂，操作工艺相对较多。因此，在实际的工作之中，为了进一步提高数控机床机械技术加工效率，我们应该严格的规范数控机床的操作流程，减少数控机床工作之中的冗杂流程，制度严格的工作步骤与检验步骤，真正实现数控机床工作的科学化与规范化，以此来提高数控机床机械技术加工效率。

3）创新管理模式。

数控机床有着其自身的特点，其中最为突出的特点就是需要进行科学的管理，只有这样才能更好的发挥数控机床的优势，促进加工企业的不断发展与进步。因此，在实际的工作之中一定要注重数控机床管理模式的创新，对不同工艺的数控机床制定不同的管理模式，实现管理模式的与时俱进，只有这样才能更好的促进数控机床机械技术加工效率的提高。

3.2硬件方面

在提高数控机床机械技术加工效率过程中最为重要的方式就是注重硬件方面措施的采取，要充分的分析数控机床的工作特点，针对其具体的工作环境采取相应的措施，在实际的工作中需要注意的方面很多其中比较重要的方面主要是以下几个方面。

1）恒定的电网供电水平。

数控机床依靠科技技术与电脑尖端技术，对电网供电系统有着极为苛刻的限制。就目前应用较为广泛的数控机床来说，其装置内部欠压保护装置的报警系统在不稳定的电网系统中很难维持恒定的工作状态，要解决这个问题最直接的办法就是根据运行中数控机床的自身特性，有方向有策略的针对的配置交流稳压器，以减少高峰及低谷时段供电不稳定对整个加工高效所产生的后果。

2）加强对设备选型的研究。

在实际的工作中，我们应该注重加强数控机床设备选型的研究，尤其是针对数控系统方面也更是需要重视。在具体的工作之中，应该根据工作的具体环境和具体条件，结合生产的产品等因素对设备的型号进行选择。另外，一个加工企业购买多种控机床的过程中应该买一个厂家出产额设备，方便维修，有利于工艺之间的连接，从而实现数控机床机械技术加工效率的提高。

3）做好机床的维护和管理。

数控机床的管理与维护对于保障数控机床正常工作，提高数控机床的使用寿命有着极其重要的作用与价值。机床是对数控机床进行维护和保养最为重要的方式之一，要结合机床实际的工作环境与工作状态，对机床进行适当的保养。另外，还应该针对不同型号的机床选择不同的油，只有这样才能保障机床的正常工作，提高数控机床机械技术加工效率。

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目前，我国机械制造领域逐步实现了由以往机械制造向着现代化、自动化以及智能化的机械制造加工不断转变。在实施机械制造精细化、复杂化处理加工以及高危险性生产过程中，均能够完成机械设施应用控制的全面自动化。由于机械自动化手段技术可符合该类施工应用设备仪器的精密性标准，因此可确保施工操作处理人员的人身安全，保护国家财产完整性，实现国有资产的保值增值，使机械生产加工效率全面提升，并可令机械生产的大规模化以及大批量性变成可能。其在一定层面上使以往传统机械生产加工模式的缺陷有效的得到弥补。

2、机械数控技术实践应用

2、1机械数控技术在机械制造领域中的实践应用

随着现代信息技术、计算机系统的广泛普及，进一步为机械数控技术的快速发展以及广泛应用提供了深层次运作的空间。机械制造领域之中的数控技术更是受到了大众的全面重视。该环境下，机械数控铣床、钻床技术、数控磨床与切割机床手段得到了快速发展。再者，机械数控冲床与弯管机在各领域中也实现了广泛的应用。车削中心与数控板材加工处理中心则有了一定程度的提升。以上机械设施处理加工技术手段加快了CAD技术的更新发展步伐，令其向着工程化的方向不断发展。加之微电子技术的有效渗透与合理应用，使得机械数控综合技术水平迅猛提升，渐渐完成了机械数控机床加工体系刀具的高效自动化转换，并实现了工件的全面更新。机械制造领域之中，较多数控机床生产车间均引入了托盘站，令机械制造以及柔性化生产单元的应用发展变成可能。在该基础之上则完成了自动化的操控数控机床系统目标，使得传动带实现了高效的自动化控制，并引入了工业机器人完成自动化管理。上述单元共同组成了现代化机械制造管理系统，并创建形成了相应的柔性数控系统制造生产线。伴随自动化手段以及现代化网络技术的广泛应用，渐渐构成了集成化的机械数控技术系统，并令机械制造发展整体向着更优质、更健康的方向跨越式提升。

2、2机械数控技术在工业以及煤矿领域的实践应用

纵观当前形势我们明确，在工业化生产建设的阶段中，通常采用的机械数控手段会互相协作施工，而在食品加工较多生产线之中以及印刷造纸过程中，应用机械数控手段更加丰富。在危险性较高的生产环境之下以及施工条件相对复杂的环境下，机械数控技术的应用极为常见。通过机械数控手段可令基本的工业建设生产条件更加健全完善、快速更新。在该基础之上，则可为具体生产部门工作人员创建安全有力的保障，令工业生产机械化水平、产业化程度全面提升。另外，机械数控技术的有效应用在确保生产加工质量上也颇有贡献。可有效的减少企业劳动生产综合强度，进而实现适中任务量的人性化管理目标。再者，应用机械技术还可缩短生产时间，保质保量的完成任务。针对实际加工生产来讲，机械数控技术可借助计算机系统实现对较多工业生产体系的自动化管控，进而令整体工业生产环节均按照原本的流程开展。可应用具体的传感器装置检测体系做常规性的验证。在发掘系统出现错误、运行操作包含缺陷之时，则应就不同状况进行调节以实现相对稳定的目标。

2、3机械数控技术在汽车工业领域的实践应用

有效的引入机械数控手段可使汽车工业生产、加工零部件工序紧凑，提升工作效率。在一定层面可为汽车产业赢取市场竞争主动发挥重要影响作用。特别是高效快速的机械数控机床的丰富应用，令现代化汽车生产线成功组建，体现了快速高效的生产加工特征。另外，机械数控技术手段的应用还令汽车产业持续的扩充生产规模，各类复杂汽车零件的加工生产更新了以往传统单一的加工操作模式，令目前的机械数控技术手段向着更加规范高效的方向发展。

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1.3产业技术相关的转变模式。产业技术的转变主要涉及到两种因素，一种是科学技术的发展，一种是社会的进步与人们的需求。在产业技术转变模式的研究中，部分学者认为科学技术的进步是决定产业技术转变的主要因素，技术的研究和开发能够推动产业的发展，而另外一部分学者则是认为社会的发展与人们对于产品的需求才是产业技术转变的主要动力。在实际的产业技术发展中，离不开科学技术的进步，更离不开社会大众的需求，认清两者之间的关系，才能够不断地进行创新，使产业技术走上正确的发展道路。

2、实现我国数控机床行业技术创新的路径

2.1正确定位我国数控机床行业所面对的产品。数控机床行业所面对的产品，应当改变过往的定位模式，摒弃以前以低价来获得市场竞争力的方法。为了能够改变这一现状，我国的制造业需要引进更为先进的大型数控机床设备，以此来为企业制造服务。企业应当能够重新审视我国的市场对于产品的需求，掌握市场对产品需求的变化规律，明确影响产品在市场中竞争力的因素，以此来开拓更为广阔的市场。做好正确的产品定位，就能够选用更为合适的数控机床，并且运用更为先进的数控机床行业技术，以此来实现技术的创新。产品的定位应当以市场需求的预测为主，而不能只是跟随他人的脚步，那样永远只能落后一步，而无法实现创新。

2.2选择以集成创新为主的技术路线。所谓的集成创新，就是企业自主地控制产业创新的整个过程，通过自主地研究开发新技术，来组成数控机床产业创新的核心。集成创新不仅要求企业能够及时地引进先进的设备，更需要具有专业技能的人才。并且集成创新周期较长，需要企业内部的技术人员进行密切的配合，通过对数控机床行业技术的深入研究，对技术创新方案进行深刻的探讨，集合整个技术开发团队的智慧，研究出具有先进技术含量和创新特色的产品；另外，集成创新需要企业有大量的资金投入，从外部技术源获得必要的知识产权、所需的元件或子系统，以保证研究工作的顺利进行。

2.3结合国家、企业、学校、科研院各方面的力量共同实现技术创新。数控机床行业技术创新由于涉及到的学科众多，对于技术开发人员的要求极高，并且要有大量的资金、人力、物力、时间的投入。因此，仅仅依靠企业来进行技术的创新，是很难做到的，换言之，仅仅依靠高校、科研院也无法完全实现技术的创新。而要想完成创新的任务，就必须使产业、学校、科研院进行相应的结合，再加之国家的政策、资金方面的支持，使多方面的力量能够融合到一起，使各个不同领域的人才进行技术上的交流，共同研究开发具有创新性的数控机床行业技术，并且能够实现其实用性，促进技术产品的产业化，尽快地将科学技术转化为社会大众所需要的产品，完成以科学技术促进社会经济发展的目标。

2.4壮大装备制造行业的规模。目前，我国的数控机床行业正在不断地发展过程中，涉及到该产业的企业也非常多，然而，能够在市场竞争中具有较强的竞争力，能够自主实现技术创新的企业却非常少，大多数的企业规模小、技术落后、研究开发能力薄弱，技术创新的实现较为困难，难以形成强大的竞争力与国外的数控机床企业进行抗衡。因此，各个数控机床企业应当联合到一起，形成大规模的产业集群，多个企业的联合，不仅能够实现生产力的大幅度提升，还能够实现人才的相互融合，推动行业技术的创新，促进数控机床行业的飞速发展。

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机床向高速化方向发展，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。

20世纪90年代以来，欧、美、日各国争相开发应用新一代高速数控机床，加快机床高速化发展步伐。高速主轴单元(电主轴，转速15000－100000r/min)、高速且高加/减速度的进给运动部件(快移速度60~120m/min，切削进给速度高达60m/min)、高性能数控和伺服系统以及数控工具系统都出现了新的突破，达到了新的技术水平

。随着超高速切削机理、超硬耐磨长寿命刀具材料和磨料磨具，大功率高速电主轴、高加/减速度直线电机驱动进给部件以及高性能控制系统(含监控系统)和防护装置等一系列技术领域中关键技术的解决，为开发应用新一代高速数控机床提供了技术基础。

目前，在超高速加工中，车削和铣削的切削速度已达到5000~8000m/min以上；主轴转数在30000转/分(有的高达10万r/min)以上；工作台的移动速度(进给速度)：在分辨率为1微米时，在100m/min(有的到200m/min)以上，在分辨率为0.1微米时，在24m/min以上；自动换刀速度在1秒以内；小线段插补进给速度达到12m/min。

2、高精度

从精密加工发展到超精密加工，是世界各工业强国致力发展的方向。其精度从微米级到亚微米级，乃至纳米级(<10nm)，其应用范围日趋广泛。

当前，在机械加工高精度的要求下，普通级数控机床的加工精度已由±10μm提高到±5μm；精密级加工中心的加工精度则从±3~5μm，提高到±1~1.5μm，甚至更高；超精密加工精度进入纳米级(0.001微米)，主轴回转精度要求达到0.01~0.05微米，加工圆度为0.1微米，加工表面粗糙度Ra=0.003微米等。这些机床一般都采用矢量控制的变频驱动电主轴(电机与主轴一体化)，主轴径向跳动小于2µm，轴向窜动小于1µm，轴系不平衡度达到G0.4级。

高速高精加工机床的进给驱动，主要有“回转伺服电机加精密高速滚珠丝杠”和“直线电机直接驱动”两种类型。此外，新兴的并联机床也易于实现高速进给。

滚珠丝杠由于工艺成熟，应用广泛，不仅精度能达到较高(ISO34081级)，而且实现高速化的成本也相对较低，所以迄今仍为许多高速加工机床所采用。当前使用滚珠丝杠驱动的高速加工机床最大移动速度90m/min，加速度1.5g。

滚珠丝杠属机械传动，在传动过程中不可避免存在弹性变形、摩擦和反向间隙，相应地造成运动滞后和其它非线性误差，为了排除这些误差对加工精度的影响，1993年开始在机床上应用直线电机直接驱动，由于是没有中间环节的“零传动”，不仅运动惯量小、系统刚度大、响应快，可以达到很高的速度和加速度，而且其行程长度理论上不受限制，定位精度在高精度位置反馈系统的作用下也易达到较高水平，是高速高精加工机床特别是中、大型机床较理想的驱动方式。目前使用直线电机的高速高精加工机床最大快移速度已达208m/min，加速度2g，并且还有发展余地。

3、高可靠性

随着数控机床网络化应用的发展，数控机床的高可靠性已经成为数控系统制造商和数控机床制造商追求的目标。对于每天工作两班的无人工厂而言，如果要求在16小时内连续正常工作，无故障率在P(t)＝99%以上，则数控机床的平均无故障运行时间MTBF就必须大于3000小时。我们只对一台数控机床而言，如主机与数控系统的失效率之比为10:1(数控的可靠比主机高一个数量级)。此时数控系统的MTBF就要大于33333.3小时，而其中的数控装置、主轴及驱动等的MTBF就必须大于10万小时。

当前国外数控装置的MTBF值已达6000小时以上，驱动装置达30000小时以上，但是，可以看到距理想的目标还有差距。

4、复合化

在零件加工过程中有大量的无用时间消耗在工件搬运、上下料、安装调整、换刀和主轴的升、降速上，为了尽可能降低这些无用时间，人们希望将不同的加工功能整合在同一台机床上，因此，复合功能的机床成为近年来发展很快的机种。

柔性制造范畴的机床复合加工概念是指将工件一次装夹后，机床便能按照数控加工程序，自动进行同一类工艺方法或不同类工艺方法的多工序加工，以完成一个复杂形状零件的主要乃至全部车、铣、钻、镗、磨、攻丝、铰孔和扩孔等多种加工工序。就棱体类零件而言，加工中心便是最典型的进行同一类工艺方法多工序复合加工的机床。事实证明，机床复合加工能提高加工精度和加工效率，节省占地面积特别是能缩短零件的加工周期。

5、多轴化

随着5轴联动数控系统和编程软件的普及，5轴联动控制的加工中心和数控铣床已经成为当前的一个开发热点，由于在加工自由曲面时，5轴联动控制对球头铣刀的数控编程比较简单，并且能使球头铣刀在铣削3维曲面的过程中始终保持合理的切速，从而显着改善加工表面的粗糙度和大幅度提高加工效率，而在3轴联动控制的机床无法避免切速接近于零的球头铣刀端部参予切削，因此，5轴联动机床以其无可替代的性能优势已经成为各大机床厂家积极开发和竞争的焦点。

最近，国外还在研究6轴联动控制使用非旋转刀具的加工中心，虽然其加工形状不受限制且切深可以很薄，但加工效率太低一时尚难实用化。

6、智能化

智能化是21世纪制造技术发展的一个大方向。智能加工是一种基于神经网络控制、模糊控制、数字化网络技术和理论的加工，它是要在加工过程中模拟人类专家的智能活动，以解决加工过程许多不确定性的、要由人工干预才能解决的问题。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的智能化，如自适应控制，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、自动识别负载自动选定模型、自整定等；

简化编程、简化操作的智能化，如智能化的自动编程，智能化的人机界面等；

智能诊断、智能监控，方便系统的诊断及维修等。

世界上正在进行研究的智能化切削加工系统很多，其中日本智能化数控装置研究会针对钻削的智能加工方案具有代表性。

7、网络化

数控机床的网络化，主要指机床通过所配装的数控系统与外部的其它控制系统或上位计算机进行网络连接和网络控制。数控机床一般首先面向生产现场和企业内部的局域网，然后再经由因特网通向企业外部，这就是所谓Internet/Intranet技术。

随着网络技术的成熟和发展，最近业界又提出了数字制造的概念。数字制造，又称“e-制造”，是机械制造企业现代化的标志之一，也是国际先进机床制造商当今标准配置的供货方式。随着信息化技术的大量采用，越来越多的国内用户在进口数控机床时要求具有远程通讯服务等功能。机械制造企业在普遍采用CAD/CAM的基础上，越加广泛地使用数控加工设备。数控应用软件日趋丰富和具有“人性化”。虚拟设计、虚拟制造等高端技术也越来越多地为工程技术人员所追求。通过软件智能替代复杂的硬件，正在成为当代机床发展的重要趋势。在数字制造的目标下，通过流程再造和信息化改造，ERP等一批先进企业管理软件已经脱颖而出，为企业创造出更高的经济效益。

8、柔性化

数控机床向柔性自动化系统发展的趋势是：从点(数控单机、加工中心和数控复合加工机床)、线(FMC、FMS、FTL、FML)向面(工段车间独立制造岛、FA)、体(CIMS、分布式网络集成制造系统)的方向发展，另一方面向注重应用性和经济性方向发展。柔性自动化技术是制造业适应动态市场需求及产品迅速更新的主要手段，是各国制造业发展的主流趋势，是先进制造领域的基础技术。其重点是以提高系统的可靠性、实用化为前提，以易于联网和集成为目标；注重加强单元技术的开拓、完善；CNC单机向高精度、高速度和高柔性方向发展；数控机床及其构成柔性制造系统能方便地与CAD、CAM、CAPP、MTS联结，向信息集成方向发展；网络系统向开放、集成和智能化方向发展。

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天津航空机电有限公司，天津市杰立信模具有限公司，天津龙舟工控设备有限公司，光电集团有限公司，天津汽车模具有限公司，三星电子显示器有限公司，中环三峰电子有限公司，东华医疗系统有限公司，天津索思仪表测控系统有限公司等十多家企业的数控技术专业的用人方向和岗位需求数据表明：目前，高职毕业生整体技能水平偏低、就业质量不高，不能在技能上适应企业的技术岗位。大中型企业对高职院校数控技术技能型人才的需求方向主要集中在：数控机床操作、数控编程与工艺、CAD／CAE／CAM设计、数控机床的维护与保养等。这也为数控技术专业人才培养指明了方向。

（二）院校调研

针对需求方向，分析了多所院校现开设相关职业技术课程如下：数控编程、数控操作、数控加工工艺、CAD／CAM（自动编程）、数控原理、数控机床的维修与维护等。院校开设课程的合理性调查统计数据显示：69％的被调查者认为“数控加工工艺”与“数控编程”为专业核心课程；41％认为“数控加工工艺与编程”课程应加大实践操作比例；61％认为仿真加工与机床操作的课时应增加；49％被调查者认为目前最感兴趣的课程为数控机床操作；认为数控机床的维修与维护知识在未来数控行业更重要的占被调查总数的42％。数据表明，围绕零件设计与加工及机床维修与保养等专业技能相关的课程，理论与实践脱节，毕业生就业质量不高，达不到应有的教学效果，与现存教学模式和课程体系安排有直接的关系。院校教学调研中暴露的问题主要有：课程体系缺乏职业性；理论与实践课程脱节；任务驱动教学模式趋于形式化。这就要求学校针对现行课程进行调整，将理论内容融于实际操作之中，重视操作技能的培养，重视关键能力的提高。

二、调研成果初探

教育部关于加强高职高专人才培养工作的意见中指出：高职教育的培养目标为高素质劳动者和高技能专门人才。以“应用”为主旨和特征构建课程体系和教学模式；实践教学的主要目的是培养学生的技术应用能力。针对企业用人方向和现有课程中理论与实践脱节的问题，我们结合学生的学习兴趣，将数控技术专业培养目标分为两方面：零件设计与加工人员，机床维修与保养人员。根据这一目标把本专业核心知识作模块细分：机械制造基础、数控车工实训、数控铣工实训、计算机辅助设计与制造、数控机床调试与维修。在教学上改进单一的“理论＋实训”模式，根据企业的技能需求，采取“教、学、做”一体化的教学模式。

（一）教学改革实施

教师结合企业用人方向，制定教学目标，针对数控机床维护与维修模块进行了大胆的教学改革尝试。在数控机床维修实训教学中，学生通过亲自打开机床，自己动手拆卸零部件，认识各种零部件及其安装结构特点，先形成感性认知，后作理论理解，之后教师再引导学生对零部件做功能分类。先分出：机械部件、电器部件、液压控制元件等，再结合不同零件进行细化分析。机械部件又分为机床主体、主轴组件、导轨、滚珠丝杠螺母副等。与机械部分相关的理论，如零部件的工作原理、材料、装配关系、强度与刚度的校核等，尽可能在学生拆卸零部件环节中进行讲解。液压控制部件，主要明确液压系统的控制原理，要求学生能够看懂液压回路图，能分析执行元件的工作过程。电器部分在学生直观电器控制柜后，讲解柜中的所有电器元件的功能、作用以及电路的连接，要求学生看懂电路图。这样，可以将学科知识重新整合，将理论融于实践，使学生学有所获，迅速掌握专业技能。例如，在讲解机床机械结构部分时，把滚珠丝杠螺母副作为教学的基本载体，演示部件运动过程，讲解其传动原理，再讲零件结构，及其它相关类型的机械传动结构并绘制其零件图，从而学习零件的测量与绘制，认识零件材料的区别及用途。有了实践动手经验，再加上理论知识的学习，再次让学生动手，将拆卸的机床复原。这样，将所学多门课程的知识融合于实践操作训练之中，达到获取知识有深度、培养技能有特点的综合目标，满足企业高素质、技能型人才培养的需求。

（二）课程体系模块化

课程改革中，我们坚持“以服务为宗旨，以就业为导向，以能力为本位”的高等职业教育改革发展方向，不断探索，将专业知识和技术技能融合为一体，对陈旧的单科课程重新整合，改为模块化教学，建立“基于工作过程”教学模式，突出技术技能型人才培养的特点，制作了数控技术专业人才培养方案。根据就业方向不同，将本专业知识与技能划分为五个核心模块：机械制造基础、数控车工实训、数控铣工实训、计算机辅助设计与制造、数控机床维护与维修。每个核心模块涉及不同的专业基础知识与实践操作技能，面对不同的就业岗位。其中针对普通机加工人员，需要以机械制造基础为核心模块，包含：机械制图与公差配合、材料及热处理、普通机械加工实训（车、铣、钳工）、刀具与机床、切削原理等为基本知识与技能；数控加工人员，分为两个典型方向：数控车工和数控铣工，分别对应两个核心模块，包括：数控加工工艺知识、数控加工编程知识、数控仿真软件的应用、数控机床操作等基本知识和技能；零件设计与自动编程人员，核心模块为计算机辅助设计与制造，包括：机械制图与公差配合、材料及热处理、数控加工工艺、计算机辅助设计（AutoCAD软件应用）、计算机辅助制造（UG三围造型与自动编程）等基本知识和技能；机床维修与保养人员，核心模块为数控机床的调试与维修，包括：电工基础知识（电器元件介绍、电路图的绘制与识读）、安全用电常识、机床电气控制与PLC应用、液压与气压传动、数控机床与数控原理、数控机床使用及维护等基本知识和技能。综上，构建了数控技术专业以职业岗位（群）知识能力为核心的模块化教学内容，为实现理实结合的一体化教学提供了依据。

三、构建高职院校数控技术专业技能型人才培养模式

（一）实施“三明治”人才培养模式

“三明治”人才培养模式由教育家杜威提出，其核心是：“从活动中学，从经验中学”，即把知识的学习与具体的活动联系起来，充分体现了学与做的结合，知与行的统一。遵循“三明治”精神，以“实践—理论—实践”教学模式组织专业课程教学，要求学生对所学专业知识，先有感性认识，再上升到理论高度，最后用所学理论知识，指导实践操作，解决实践环节出现的一些问题，达到学有所用。在机械制造基础模块中，新模式教学将原有的车工实训、铣工实训及机械制造基础课程深层次结合，将原有的实践与理论知识点具体化。课程中先安排车工、铣工等实践操作练习，其间，学生认识机床、练习磨刀、加工小轴、六面体等，通过这些基本实操练习，学生了解切削加工的一般过程，理解刀具角度的定义及不同角度对加工的影响。先获得车削、铣削加工的感性认识；再学习切削原理知识，了解切削过程中的受力、变形、温度变化、刀具磨损等现象发生的原因，从而能够自己想办法，改变切削条件，控制加工过程，使得切削状态达到最佳，生产效率提高，加工质量提高等等。学习理论过程，结合第一阶段面临的诸如“抗刀”等实际问题，重点分析原因，明确加工条件的重要性，在方向上为第二阶段的实践练习奠基，从而提升下一阶段的实践操作练习的技能。通过知识迁移，会举一反三，学生根据零件质量要求，合理选择切削用量、刀具角度，加工出中等难度的零件，满足企业需求。这种“实践－－理论－－实践”交替的“三明治”教学模式，为企业培养技能型人才提供了可靠保证。学生毕业后，基本上能够动手操作，凭借学到的专业知识分析研究产品的加工方法，改进生产技术，凸显课程设置的职业化，对接岗位需求，能够为企业输送高素质高技能人才。

（二）编写任务驱动型教材

教学改革中注重深化基于工作过程的“做中学、学中做”的人才培养模式，与企业深度融合，使企业参与学生培养全过程，共同构建基于工作过程的实践教学课程体系。教学改革的核心任务是依据企业需求，编写任务驱动型教材。技能就像教材的骨骼一样，而知识是肉，要根据骨骼的状况来生长。传统教材以＂肉＂为主线，“骨头”居次，这样的教材基本是没有技能训练的。任务驱动型教材根据培养技能，分析学习需要，然后让学生学习这些知识并掌握这种技能。任务驱动型教材的特点是以任务为载体，以任务实施过程为线索，将专业知识穿插到任务实施过程中，在教师的指导下由学生自主完成任务，从而掌握所学知识点，并具备实践操作能力。针对这五门核心课程，本着工学结合的原则，本课题选用企业代表性产品，编写了任务驱动教材，配合实际教学。数控实训课程是集数控加工工艺、数控编程等多门理论课知识于一体的操作性很强的综合实训课程，是培养数控机床操作人员的核心课程。学生利用任务驱动型教材，不仅懂得了相关专业知识点，而且具备一定的实践操作能力，同时了解了企业常见的产品类型。任务驱动型教材使学生在加工产品的过程中获得成就感，有利于实践技能的获得。

（三）实施项目教学法

调查发现，以课本为中心的传统教学模式不能满足现今的教学要求；理实一体化教学因脱离企业项目和生产产品而流于形式。教师通过编写与企业技能需求对接的任务驱动型教材，开展与企业生产相关的产品项目教学法。“项目教学法”的特点是“以项目为主线、教师为指导、学生为主体”，改变了以往“教师讲，学生听”的被动教学模式，创造了学生主动参与、自主学习、开发创新的新型教学模式。项目教学法注重理论与实践相结合。每一个项目中包含来自生产车间的实际产品，与之相关的知识点，仿真加工，车间操作，实训报告等多个环节的内容，要求学生从认识项目开始，结合相关知识分析项目、制定工艺、编写程序、仿真加工、机床操作等最终加工出产品。通过转变学习方式，将课堂理论教学转为理实结合的一体化教学，营造了实践教学的学习环境，激发了学生的好奇心和创造力，培养了他们分析和解决实际问题的能力。教师通过对学生的指导，转变了传统的灌输式的教育观念和教学方式，从单纯的知识传递者变为学生学习的指导者和组织者。建立了全新的教学理念，提升了办学目标，通过项目教学法的实施，探索教学过程的组织形式，逐步完善核心课程在专业教学中的作用。

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关键词：数控机床开放式数控系统电动机

Abstract：Thenumericalcontrollathecalledthenumericalcontrol(Numericalcontrol,iscalledNC)theenginebed.Itisbasedonthenumericalcontrol,hasusedthenumericalcontroltechnology,isloadedwiththeprocedurecontrolsystemtheenginebed.Itisbythemainengine,CNC,thedrive,thenumericalcontrolenginebedauxiliaryunit,theprogrammingmachineandothersomeappurtenancesiscomposed.

Thisdesignincludingthemainmovementofenginebeddesign,longitudinalentersforthedesign,alsoincludesthegearmoduluscomputationandtheexamination,themainaxlerigidityexaminationandsoon.

Keyword：numericalcontroltoolOpen-architecturemotor

当前的世界已进入信息时代，科技进步日新月异。生产领域和高科技领域中的竞争日益加剧，产品技术进步、更新换代的步伐不断加快。现在单件小批量生产的零件已占到机械加工总量的80%以上，而且要求零件的质量更高、精度更高，形状也日趋复杂化，这是摆在机床工业面前的一个突出问题。为了解决复杂、精密、单件小批量以及形状多变的零件加工问题，一种新型的机床——数字控制(Numericalcontrol)机床的产生也就是必然的了。

此次设计是数控机床主传动系统的设计，其中包括机床的主运动设计，纵向进给运动设计，还包括齿轮模数计算及校核，主轴刚度的校核等。

数控车床是基于数字控制的，它与普通车床不同，因此数控车床机械结构上应具有以下特点：

1．由于大多数数控车床采用了高性能的主轴，因此，数控机床的机械传动结构得到了简化。

2．为了适应数控车床连续地自动化加工，数控车床机械结构，具有较高的动态刚度，阻尼精度及耐磨性，热变形较小。

3．更多地采用高效传动部件，如滚动丝杆副等。CNC装置是数控车床的核心，用于实现输入数字化的零件程序，并完成输入信息的存储，数据的变换，插补运算以及实现各种控制功能。

2.2总体方案的拟定

1．根据设计所给出的条件，主运动部分z=18级，即传动方案的选择采用有级变速最高转速是2000r/min，最低转速是40r/min，。

2．纵向进给是一套独立的传动链，它们由步进电机，齿轮副，丝杆螺母副组成，它的传动比应满足机床所要求的。

3．为了保证进给传动精度和平稳性，选用摩擦小、传动效率高的滚珠丝杆螺母副，并应有预紧机构，以提高传动刚度和消除间隙。齿轮副也应有消除齿侧间隙的机构。

4．采用滚珠丝杆螺母副可以减少导轨间的摩擦阻力，便于工作台实现精确和微量移动，且方法简单。

主运动设计

参数的确定

一.了解车床的基本情况和特点---车床的规格系列和类型

1.通用机床的规格和类型有系列型谱作为设计时应该遵照的基础。因此，对这些基本知识和资料作些简要介绍。本次设计中的车床是普通型车床，其品种，用途，性能和结构都是普通型车床所共有的，在此就不作出详细的解释和说明了。

2.车床的主参数（规格尺寸）和基本参数（GB1582-79，JB/Z143-79）：

最大的工件回转直径D（mm）是400；刀架上最大工件回转直径D1大于或等于200；主轴通孔直径d要大于或等于36；主轴头号（JB2521-79）是6；最大工件长度L是750～2000；主轴转速范围是：32～1600；级数范围是：18；纵向进给量mm/r0.03～2.5；主电机功率（kw）是5.5～10。

传动件的设计

传动方案确定后，要进行方案的结构化，确定个零件的实际尺寸和有关布置。为此，常对传动件的尺寸先进行估算，如传动轴的直径、齿轮模数、离合器、制动器、带轮的根数和型号等。在这些尺寸的基础上，画出草图，得出初步结构化的有关布置与尺寸；然后按结构尺寸进行主要零件的验算，如轴的刚度、齿轮的疲劳强度等，必要时作结构和方案上的修改，重新验算，直到满足要求。

对于本次设计，由于是毕业设计，所以先用手工画出草图，经自己和指导老师的多次修改后，再用计算机绘出。

一.三角带传动的计算

三角带传动中，轴间距A可以较大。由于是摩擦传递，带与轮槽间会有打滑，亦可因而缓和冲击及隔离震动，使传动平稳。带传动结构简单，但尺寸，机床中多用于电机输出轴的定比传动。

目录

第一章引言1

第二章设计方案论证与拟定2

2.1总体方案的论证2

2.2总体方案的拟定2

2.3主传动系统总体方案图及传动原理2

第三章设计计算说明5

3.1主运动设计5

3.1.1参数的确定5

3.1.2传动设计6

3.1.3转速图的拟定8

3.1.4带轮直径和齿轮齿数的确定12

3.1.5传动件的设计19

3.2纵向进给运动设计38

3.2.1滚珠丝杆副的选择38

3.2.2驱动电机的选用42

结论47

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一般而言，计量技术机构建立管理体系时，主要依据的标准和规范有：ISO9001：2008、JJF1033-2008、JJF1069-2012、ISO/IEC17025：2005、ISO/IEC17020：2004、《实验室资质认定评审准则》等。在ISO9001：2008质量体系管理过程中，需要根据实际要求，对质量手册、程序文件、质量记录、作业指导书等体系文件进行修订。在开展内审、外审活动时，除了需要进行质量活动的过程管理，还需要做好历次质量活动文件质量的归档和整理，以及历次不符合项等数据的统计。JJF1033-2008、JJF1069-2012、ISO/IEC17025：2005等规范涉及计量标准的管理。在日常计量标准管理中，从新建项目申请通过，到计量标准新建标资料的建档、已有计量标准的动态维护，以及JJF1033-2008、JJF1069-2012、CNAS申请（考核）资料的输出，所有这些管理过程涉及面广，各类考核规范要求各异，包含材料繁多，期间还涉及申报材料的审核、回退、批准、归档等过程，每个步骤需要严格按照考核规范的要求进行。此外，体系管理过程中需要涉及很多项目的统计分析。诸如质量简报内容、政府委托的各类考核、各类项目所依据的规程、各类检定员的资质统计等。

1.2制约因素

体系管理包含机构日常运行各个方面，而体系所依据的各个规范之间难免有交叉重复的要素，日常管理中难免会有重复操作及遗漏。例如JJF1033-2008与ISO/IEC17025：2005中对于计量标准器及配套设备的管理都有相应的要求，当设备因评价不符合需要变更时，需要分别根据两个技术规范的要求进行相应类似操作（如图1所示）。这样既增加了工作量，又加大了出错概率。图1管理要素交叉示例类似这些问题都不利于体系的有效运作，进而会影响机构的检测质量。检测质量一方面关系到能否满足客户的检测要求，另一方面从机构自身的角度来说，检测质量也关系到计量技术机构的生命，关系到机构自身的发展。因此，如何完善体系管理是机构始终需要重视的工作。

1.3体系管理信息化

体系管理虽然包含内容庞杂，但大多有法（标准、规范）可依。在管理过程中可以将不同的考核规范要求分门别类，各类管理要素结构化罗列。因此，可以通过计算机技术，将体系管理信息化。1）文件材料电子化。将管理过程中所涉及的材料电子化，一并进入管理信息系统，实现无纸化管理；2）材料格式的模板化。各类材料模板依据考核规范的要求固化到系统中，操作时可直接调用模板输入；3）管理要素系统化。将各类考核规范的要求固化到系统中，包含所有必需的管理要素；4）操作流程系统化。将日常操作中的材料提交、审核、回退、审批、修改、归档等操作流程固化到系统中，提高效率。

2实现目标

通过对体系管理各要素及要素间关联性的分析研究，将体系管理各要素纳入信息系统，可以实现以下目标。1）管理要素全覆盖。各管理要素在系统中进行管理，结合系统的工作提醒、提前预警等功能，减少工作遗漏，做到全面覆盖。2）闭环管理。在系统中，某一项工作从发起到流程审批，直到最后的、归档，各节点环环相扣，并可设置各节点完成时限，形成完整的闭环管理。3）实时动态管理。诸如计量标准、仪器设备、人员持证项目等都会有有效时限，系统可以针对这些有时限要求的要素提前预警。涉及某一岗位的所有待处理工作都会在系统中有待办提醒，便于管理人员及时对各项工作进行实时管理。4）无纸化办公。依据各项考核标准所形成的考核材料会形成很多文档，除了最后确定的申报版本需要形成纸质材料外，前期内部流转及最后归档的文档都可以尽量电子化，这样既可以实现无纸化办公，同时电子文档也可以实现高效检索。

3系统实现

3.1设计原则

3.1.1实用性

开发的系统必须满足实用性需求，做到使用方便，输入数据量尽量小，界面直观，易学易用，不同业务之间界面转换速度快。

3.1.2功能完整性

所提出的业务都能够在计算机平台上完成，对于同一类型的业务，由于输入要求或地址模式等条件的不同，将设计不同的功能模块。

3.1.3高性能

系统在性能上做到实时性强、数据容量小、响应速度快、稳定性高、出错率低、容错性好等优点。

3.1.4数据安全性

安全性永远是数据库的重要课题，必须采取多种措施保证数据库的安全。

3.1.5美观化设计

在满足实用性的条件下，界面设计做到美观大方，大小适中，排列整齐，各种控制键的中文名字简单明了，不同的业务甚至不同的功能有不同的界面。美观的界面配色柔和，减轻视觉疲劳，给员工一个良好的计算机工作环境。

3.1.6系统可扩展性

在满足一期方案的基础上，考虑今后系统可能新增功能带来的系统软硬件的变化，为系统的扩充预留接口。

3.2系统结构和功能

系统结构如图2所示。主要包括体系文件、质量活动、项目管理、统计分析。

3.2.1体系文件

质量手册、程序文件、作业指导书、质量记录等体系文件在系统中保持最新版本，体系文件出现更新时，在系统中完成审批流程并归档。

3.2.2质量活动

外审、内审、管理评审、附加评审等质量管理活动纳入系统管理。系统具备各类质量活动的按期提醒功能。在系统中进行质量活动计划的制定和审批、质量活动计划的、质量活动过程的流转、质量活动结果的输出、质量活动需改进项的管理。

3.2.3项目管理

包括新项目申请及不同项目定位的材料管理，包括计量标准管理、法定授权、资质认定、实验室认可、检查机构认可等内容。材料按照不同考核规范的要求在系统中设置模板，直接在系统中输入或以附件的形式提交。各类考核申请、复查等所需的材料可以从系统自动输出word版本，打印即可用。建标完成后具备动态管理的功能，可以预警将到期的计量标准，并提醒相关负责人关注。所有资料在系统中归档，便于检索。

3.2.4统计分析

通过对系统内各功能模块相关信息的抓取汇总，生成各类统计内容。包括通过汇总质量活动的相关内容，生成质量简报；统计历次外审、内容、管理评审、附加审核等活动的不符合项出现次数、出现范围、整改完成情况等内容；统计许可证考核情况；统计能源计量审查情况；统计检定、校准、检测、检查对应项目及所依据的规程；统计各类人员资质等。

3.3主要数据库设计

3.3.1仪器设备

实现仪器设备的动态信息化管理，实时监测计量标准器及配套设备的使用情况，提前提醒相关人员按期送检标准器。设备信息与计量标准等其他相关模块自动关联，设备更新后其他部门相应更新。主要字段包括名称、型号、测量范围、不确定度或准确度等级或最大允许误差、制造厂、出厂编号、末次检定或校准日期、检定及校准机构、检定或校准证书号等。

3.3.2人员资质

实时维护各类人员所拥有的相应资质信息，包括检定员、各类考评员、注册计量师、内审员等信息。人员资质信息统一更新后，自动关联的相应考核模块信息也同步更新。主要字段包括姓名、所属部门、资质类型、取证时间、证书到期时间、证书编号等。

3.3.3检测方法

提供检定规程、校准规范、国家标准等计量技术规范的查询、阅读、更新功能。检测方法与计量标准等相关内容保持同步更新。主要字段包括规程/规范编号、年号、名称等。

3.3.4可开展项目

提供项目的检索、查询、更新等功能。可以生成检定、校准、检测、检查项目对照表，并作为各类考核材料中可开展项目的数据来源。主要字段包括项目名称、测量范围、测量不确定度/准确度等级/最大允许误差、依据文件名称、依据文件编号等。

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前言

数控车床是机电一体化的典型产品，是集机床、计算机、电机及其拖动、自动控制、检测等技术为一身的自动化设备。其中主轴运动是数控车床的一个重要内容，以完成切削任务，其动力约占整台车床的动力的70%～80%。基本控制是主轴的正、反转和停止，可自动换档和无级调速。

在目前数控车床中，主轴控制装置通常是采用交流变频器来控制交流主轴电动机。为满足数控车床对主轴驱动的要求，必须有以下性能:(1)宽调速范围，且速度稳定性能要高;(2)在断续负载下，电机的转速波动要小;(3)加减速时间短;(4)过载能力强;(5)噪声低、震动小、寿命长。

本文介绍了采用数控车床的主轴驱动中变频控制的系统结构与运行模式，并阐述了无速度传感器的矢量变频器的基本应用。

第1章变频器矢量控制阐述

70年代西门子工程师F.Blaschke首先提出异步电机矢量控制理论来解决交流电机转矩控制问题。矢量控制实现的基本原理是通过测量和控制异步电动机定子电流矢量，根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制，从而达到控制异步电动机转矩的目的。具体是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量(励磁电流)和产生转矩的电流分量(转矩电流)分别加以控制，并同时控制两分量间的幅值和相位，即控制定子电流矢量，所以称这种控制方式称为矢量控制方式。矢量控制方式又有基于转差频率控制的矢量控制方式、无速度传感器矢量控制方式和有速度传感器的矢量控制方式等。这样就可以将一台三相异步电机等效为直流电机来控制，因而获得与直流调速系统同样的静、动态性能。矢量控制算法已被广泛地应用在siemens，AB，GE，Fuji等国际化大公司变频器上。

采用矢量控制方式的通用变频器不仅可在调速范围上与直流电动机相匹配，而且可以控制异步电动机产生的转矩。由于矢量控制方式所依据的是准确的被控异步电动机的参数，有的通用变频器在使用时需要准确地输入异步电动机的参数，有的通用变频器需要使用速度传感器和编码器。目前新型矢量控制通用变频器中已经具备异步电动机参数自动检测、自动辨识、自适应功能，带有这种功能的通用变频器在驱动异步电动机进行正常运转之前可以自动地对异步电动机的参数进行辨识，并根据辨识结果调整控制算法中的有关参数，从而对普通的异步电动机进行有效的矢量控制。

第2章数控车床主轴变频的系统结构与运行模式

2.1主轴变频控制的基本原理

由异步电机理论可知，主轴电机的转速公式为:

n=(60f/p)×(1-s)

其中P—电动机的极对数，s—转差率，f—供电电源的频率，n—电动机的转速。从上式可看出，电机转速与频率近似成正比，改变频率即可以平滑地调节电机转速，而对于变频器而言，其频率的调节范围是很宽的，可在0～400Hz(甚至更高频率)之间任意调节，因此主轴电机转速即可以在较宽的范围内调节。

当然，转速提高后，还应考虑到对其轴承及绕组的影响，防止电机过分磨损及过热，一般可以通过设定最高频率来进行限定。

图2-1所示为变频器在数控车床的应用，其中变频器与数控装置的联系通常包括:(1)数控装置到变频器的正反转信号;(2)数控装置到变频器的速度或频率信号;(3)变频器到数控装置的故障等状态信号。因此所有关于对变频器的操作和反馈均可在数控面板进行编程和显示。

2.2主轴变频控制的系统构成

不使用变频器进行变速传动的数控车床一般用时间控制器确认电机转速到达指令速度开始进刀，而使用变频器后，机床可按指令信号进刀，这样一来就提高了效率。如果被加工件如图2-2所示所示形状，则由图2-2中看出，对应于工件的AB段，主轴速度维持在1000rpm，对应于BC段，电机拖动主轴成恒线速度移动，但转速却是联系变化的，从而实现高精度切削。

在本系统中，速度信号的传递是通过数控装置到变频器的模拟给定通道(电压或电流)，通过变频器内部关于输入信号与设定频率的输入输出特性曲线的设置，数控装置就可以方便而自由地控制主轴的速度。该特性曲线必须涵盖电压/电流信号、正/反作用、单/双极性的不同配置，以满足数控车床快速正反转、自由调速、变速切削的要求。第3章无速度传感器的矢量控制变频器

3.1主轴变频器的基本选型

目前较为简单的一类变频器是V/F控制(简称标量控制)，它就是一种电压发生模式装置，对调频过程中的电压进行给定变化模式调节，常见的有线性V/F控制(用于恒转矩)和平方V/F控制(用于风机水泵变转矩)。

标量控制的弱点在于低频转矩不够(需要转矩提升)、速度稳定性不好(调速范围1:10)，因此在车床主轴变频使用过程中被逐步淘汰，而矢量控制的变频器正逐步进行推广。

所谓矢量控制，最通俗的讲，为使鼠笼式异步机像直流电机那样具有优秀的运行性能及很高的控制性能，通过控制变频器输出电流的大小、频率及其相位，用以维持电机内部的磁通为设定值，产生所需要的转矩。

矢量控制相对于标量控制而言，其优点有:(1)控制特性非常优良，可以直流电机的电枢电流加励磁电流调节相媲美;(2)能适应要求高速响应的场合;(3)调速范围大(1:100);(4)可进行转矩控制。

当然相对于标量控制而言，矢量控制的结构复杂、计算烦琐，而且必须存贮和频繁地使用电动机的参数。矢量控制分无速度传感器和有速度传感器两种方式，区别在于后者具有更高的速度控制精度(万分之五)，而前者为千分之五，但是在数控车床中无速度传感器的矢量变频器的控制性能已经符合控制要求，所以这里推荐并介绍无速度传感器的矢量变频器。

3.2无速度传感器的矢量变频器

无速度传感器的矢量变频器目前包括西门子、艾默生、东芝、日立、LG、森兰等厂家都有成熟的产品推出，总结各自产品的特点，它们都具有以下特点:(1)电机参数自动辩识和手动输入相结合;(2)过载能力强，如50%额定输出电流2min、180%额定输出电流10s;(3)低频高输出转矩，如150%额定转矩/1HZ;(4)各种保护齐全(通俗地讲，就是不容易炸模块)。

无速度传感器的矢量控制变频器不仅改善了转矩控制的特性，而且改善了针对各种负载变化产生的不特定环境下的速度可控性。图3-1所示，为某品牌无速度传感器变频器产品在低频和正常频段时的转矩测试数据(电机为5.5kW/4极)。从图中可知，其在低速范围时同样可以产生强大的转矩。在实验中，我们同样将2Hz的矢量变频控制和V/F控制变频进行比较发现，前者具有更强的输出力矩，切削力几乎与正常频段(如30Hz或50Hz)相同。3.3矢量控制中的电机参数辨识

由于矢量控制是着眼于转子磁通来控制电机的定子电流，因此在其内部的算法中大量涉及到电机参数。从图3-2的异步电动机的T型等效电路表示中可以看出，电机除了常规的参数如电机极数、额定功率、额定电流外，还有R1(定子电阻)、X11(定子漏感抗)、R2(转子电阻)、X21(转子漏感抗)、Xm(互感抗)和I0(空载电流)。

参数辨识中分电机静止辨识和旋转辨识2种，其中在静止辨识中，变频器能自动测量并计算顶子和转子电阻以及相对于基本频率的漏感抗，并同时将测量的参数写入;在旋转辨识中，变频器自动测量电机的互感抗和空载电流。

在参数辨识中，必须注意:(1)若旋转辨识中出现过流或过压故障，可适当增减加减速时间;(2)旋转辨识只能在空载中进行;(3)如辨识前必须首先正确输入电机铭牌的参数。

3.4数控车床主轴变频矢量控制的功能设置

从图1-1中可以看出，使用在主轴中变频器的功能设置分以下几部分:

1矢量控制方式的设定和电机参数;

2开关量数字输入和输出;

3模拟量输入特性曲线;

4SR速度闭环参数设定。

第4章结束语

对于数控车床的主轴电机，使用了无速度传感器的变频调速器的矢量控制后，具有以下显著优点:大幅度降低维护费用，甚至是免维护的;可实现高效率的切割和较高的加工精度;实现低速和高速情况下强劲的力矩输出。

参考文献

1.王侃夫.数控机床控制技术与系统[M].北京:机械工业出版社,2002.

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关键词：数控机床；普通机床

我国数控机床在近十余年来已经取得了较大的发展和普及，尤其是经济型数控机床发展更快，在一些地区和行业初步形成了规模。然而，其服务与发展相比还不相称，明显滞后于发展。必须建立系统的综合服务体系，数控机床才能健康持续地发展。

数控机床是在普通机床的基础上发展起来的，不妨先看看普通机床的服务。由于普通机床的发展和使用历史已经悠久，很自然地形成了它的服务体系，而且已经是一个成熟的、有效的体系。正因为如此，人们习以为常，反而不觉得它的存在。如果归纳一下，这个体系至少有3个要素：

培训上岗普通机床的操作者和调试维修人员通常都拜过师傅，由师傅带教的。“师傅带徒弟”就是培训；“满师”就是考核合格，才有资格上岗。

人员专业化“机修工”是一个常见的职业工种，已经普及和渗透到企业、社会。对于普通机床的调试、维修、保养等均有这些专职人员司职。用户一般可以做到小修大修不出厂，有问题自我消化，很少再找生产厂的。

服务社会化其一是服务机构社会化，“机修厂”是遍布各地的常见单位，它提供各类机床的专业维修服务，且不受机床的生产厂家、型号规格的限制；其二是技术教育社会化，各级各类工科技术学校都设置机修专业，输送合格的通用人才。另外，“师傅带徒弟”的方式依然存在。

数控机床是典型的机电一体化产品，除普通机床作基础外，一般配备有数控系统、自动刀架、编码器，有的还有变频器、自动送料装置等，集中了机械、电子技术于一体。因而数控机床更加需要完善的、有效的、及时的服务。

然而，我国的数控机床从机床厂刚出来就有先天不足。这是因为我国的机床厂自身机械技术力量虽然较强，但是电子技术方面较弱，电子类技术人员普遍匮乏，而配套部分又恰恰最需要运用电子技术。机床厂对数控机床的服务从主观上和客观上都没有做好准备，更加谈不上服务体系。数控机床生产厂无法独立承担全面的技术服务，因而配套部分的服务依赖于配套厂就不足为奇了。这样，一方面把服务体系割裂开来，另一方面只要用户方面反映一点问题，机床厂就要拉上配套厂一帮人去，结果往往又是一点小问题，劳民伤财，配套厂是“有苦难言”。

数控机床的用户，绝大部分属于机械加工业，客观上也有电子技术力量薄弱的问题，往往只会简单操作而缺乏配套部分的维修知识，出现一些故障就束手无策，甚至停机待修，影响生产。中、高挡数控机床的人员配备相对还好一点，普及的经济型数控机床的人员配备则不够理想，不少就是普通机床的操作人员，未经过严格培训考核就上机操作。大家都知道没有经过培训取得“汽车驾驶证”的人是严禁开汽车的。对于技术含量很高的数控机床（即便是经济型）怎么能允许未经培训考核就上岗操作呢？汽车有了故障，驾驶员大多能作前期诊断和处理，汽车修理厂也随处可见，修理十分方便。而数控机床有了故障，自己不能处理，还只能找生产厂或配套厂。说到底，还是人们对数控机床服务的认识没有到位，观念没有更新，服务体系没有构建起来。

尽管随着数控机床的发展，机床厂也在不断提高和完善自己的服务，提高自身素质，强调用户培训，服务状况有所改善。但是由于起点不高，认识不深，自身条件不足，还不能从根本上解决服务问题。

因此必须尽快构建与数控机床发展相适应的综合服务体系，才能加快数控机床的发展和普及。

根据我国数控机床发展的现状，参考其他比较成熟的服务体系，我国的数控机床的综合服务体系在下列要点上必须达成共识：

1必须由数控机床厂主动承担全面服务，即由机床厂承担包括机床、配套部分在内的全部服务，改变目前机床厂和各个配套厂分散服务的状况。因为

机床厂是产品的最终完成者，直接面对用户，承担全面服务是理所当然。

机床厂既然生产数控机床，对数控系统是属于必须掌握的核心技术，没有这个基础是很难参与竞争的；而其他配套件如刀架、传感器等技术对于熟悉数控技术的人来说是不难掌握的。机床厂不能长期依赖配套厂服务，否则无从提高自身素质和能力，增强竞争力。

控机床及其配套部分的技术已经比较成熟，质量稳定提高，用户反映的问题集中在调试和维修上，由机床厂指导用户使用和维修是最合适的。

数控机床使用中反映的问题是相互关联和影响的，初期很难判断问题在那个部分。如回转刀架动作失灵，就要检查刀架、数控系统、机床电器。如果分别由配套厂来检查和证明自己配套部分没有问题，或是发现问题解决了，各自的时间和费用已经浪费了。这种看似滑稽的情况，其实是经常发生的。

机床厂实行综合的全面服务，提高服务人员技术素质后，可以精简人员，提高效率。同时，减少配套单位的服务，也会得到相应的经济补偿，有利于降低成本。机床厂承担全面服务后，同样可以协调与配套单位的相互配合。

2要强调培训考核后上岗，建立针对不同层面的培训体系

机床厂自身要培养出一支掌握机电一体化技术的队伍，以适应生产、检验、服务工作。尤其要使服务人员能独立承担数控机床的调试及维修工作。

机床厂要强调对用户进行培训，要形成制度。培训考核合格后方可允许操作数控机床。培训要求是使用户能正确使用、规范操作、能处理常见故障。拥有数控机床较多的用户，应尽量培训出专职维修人员，能独立排除故障，做到修理基本不出厂门。

由机床行业与教育部门协调，继续并加强在各类大、中专学校、技工职业学校办好机电一体化专业，为社会输送和储备合格人才。不断补充和完善针对数控机床服务的内容。已经从事此项工作的，要给以再学习的机会和条件。

实践已经证明，谁抓住了培训谁就主动，谁就发展得快一点。数控系统生产厂家对培训的认识和行动要早些。而只有机床厂抓住了培训，才算是数控机床发展的关键！

3逐步在数控机床的用户集中地建立数控机床维修点

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通过将计算机技术、通信技术、传感技术以及光、机、电等诸多技术与现代制造技术融合在一起，以实现数字化对机械进行加工以及运动工程进行控制制的技术成为数控技术。目前数控技术主要利用事先编制好的程序，通过计算机来实现对设备的控制。因此数控技术具有效率高、自动化程度高、精密度高等优点。数控加工技术的具体加工特点如下：①对于换批加工和新产品的研发，只需通过改变数控机器内的参数便可实现，因此对产品的改良和新产品的研发带来了很大便利。②缩短加工时间，提高效率。数控技术可以实现一次装夹完成多道工序的加工。这样既保证了加工精度又大大缩短反复装夹浪费的时间。③提高产品品质。利用数控技术可以实现对复杂零件及零件曲面任意形式的加工，这是普通机床难以完成的。④模块化、标准化加工。通过对数控技术的模块化设计，可以大大减少换刀时间及安装时间，从而实现对一种部件的模块化、标准化加工。

1.2数控技术优势

现代数控技术融合了计算机技术、电子技术、自动化技术，具有高精度、高效率等特点而日益成为现代机械加工控制技术的发展方向。另外，现代数控加工技术能将各个单独系统组成模块形成自动化生产线，从而为实现大批量、高效率、自动化加工零件带来可能。自动化生产的同时也可以大大降低生产成本。

2现代机械加工中数控技术的应用

数控技术因其优势而被广泛使用，也很快得到人们的认可。其在机械加工领域的应用体现在以下方面：

2．1数控技术在工业中的应用

数控系统一般由控制单元、驱动单元和执行单元三部分组成。工业生产中数控技术主要运用在机器设备生产线上，以实现大规模集成化生产。如：传统工业如食品加工、造纸印刷行业等；以及恶劣劳动环境下如重工业金属冶炼、化工行业、农药加工、资源开采等方面。数控技术的应用有助于实现大规模自动化生产，因此在恶劣复杂条件下，数控技术有助于改善劳动条件、减少劳动强度、保障人员安全等优点，再加上数控技术高精度、高效率的特点在兼顾质量的同时保持效率。通过编制计算机程序，来控制计算机发出指令到驱动单元，然后由驱动单元带动执行机构实现自动化加工生产。通过传感系统和检测技术控制零件的加工精度以保证质量，若出现错误和故障，传感器和检测系统就会发出故障信号给计算机系统，计算机系统控制发出报警信号，并自动控制系统停止工作以保护机器。

2．2数控技术在机床设备中的应用

数控技术在机床设备加工中的应用更是普遍，现代数控技术是机床设备加工工艺实现现代机电一体化组成中不可或缺的部分。数控技术在机床加工中应用是机床加工工艺发生了革命性的变化。首先数控技术对机床加工设备的控制能力发生质的飞跃。如今我们可以控制设备实现对物件任意形式的加工。通过将刀具、工件之间相对位置、主轴、刀具、速度以及冷却泵的启停等各种设备按照既定动作编排到计算机上，然后计算机发出控制指令实现对所需要部件的加工。

2．3数控技术在汽车工业中的应用

现代汽车工业对零部件的要求极为苛刻，传统加工技术已无法满足现代汽车工业的要求。如今现代数控技术在汽车工业零部件加工和组装中处于支配地位。数控技术使汽车使得汽车两大加工中心合为一体，实现一体式流水线自动加工生产，同时数控技术还具有快速控制，使得加工中心具有高速性。这种“高柔性”与“高效率”的结合，不仅满足了产品更新换代的要求，而且能实现多品种，中小批量的高效生产的特点。数控技术中的虚拟制造技术、柔性制造技术和集成制造技术等，在汽车制造工业中得到了广泛深入的应用。

2．4数控技术在煤矿机械加工中的应用

煤炭在我国能源结构中占有重要地位，尤其今年来采煤业发展突飞猛进。作为采煤业必不可少的设备采棉机决定煤炭企业的效率。采煤业以其复杂环境、恶劣条件使得传统加工工艺已越来越无法满足现代采煤业的要求。传统机械加工难以实现单件的下料问题，而数控技术通过对材料进行切割就很轻松地解决了这个问题，它代替了过去流行的仿型法，使用龙骨板程序对象为采煤机叶片和滚筒，从而进一步优化了套料的选用方案。数控技术在采煤机上的应用优势体现在以下几个方面：①切割速度快，提高了采煤效率。数控技术的快速控制使采煤机的快速切割成为可能，切割叶片能在一定时间内完成更多的采集提高了采煤速度。②提高采煤机自动化，降低劳动强度和人工采矿的危险性。自动数控技术在采煤机上的使用不但提高采煤机自动化而且降低劳动强度和危险性。③提高加工质量和效率。数控气割机可自动可调的补偿切缝，一些零件的焊接坡口可直接割出，从而提高了生产效率。另外它允许对构件的实际轮廓进行程序控制，这样就可以通过调节切缝的补偿值来精确地控制毛坯件的加工余量，更好地配置资源，实现最优化生产。

2.5数控技术在兵器工业机械中的应用

传统兵器工业机械加工已经成熟且自成一体。如果全面更换使用现代数控机床技术，既不经济又不现实。因此充分利用现有资源将原有加工机床与现代数控技术结合在一起，这样既可以节省成本又可以提高加工精度以满足兵器工业机械加工现代化要求。对于加工工艺要求不高的部件我们可以运用传统机床进行加工生产，对于加工工艺要求较高的部件我们可以运用数控机床进行加工生产，这样避免了资源的浪费。数控机床以其高精密性、高稳定性、可复制性因此能满足兵器工业机械加工的规模化和大量生产。对传统机床的改造赋予其现代数控技术使普通机床变成了全新概念的数控机床，最终达到投入资金少，方便操作，功能和精度都普遍提高的效果。因此现代数控技术必将为兵器加工工业带来新的飞跃。