數控切割機在機械制造系統運用的分析研究論文

時間：2025-09-04 00:33:22 數控畢業論文

　　引言

數控切割機在機械制造系統運用的分析研究論文

　　改革開放以來我國經濟迅速發展，近幾年我國成為公認的“世界工廠”，這些得益于我國制造業的快速發展，我們的機械制造在國際市場已經占據重要地位。數控切割機是機械制造業的基礎設備，可以說數控技術的水平一定程度上決定著機械制造業的發達水平。這些年數控系統不斷更新完善，但不得不承認現在市場出現了工大需求的現象，買家對產品的質量和價格也越來越苛刻，所以我們在購買時，技術人員必須了解數控機床的特點以及各組成部分，這對設備的維護有現實意義。

　　1 數控系統的簡介和組成

　　1.1數控技術的簡介

　　數控技術就是數字程序控制技術，利用現代化的數字計算技術實現對工業設備的控制。數控機床就是數控技術的具體載體，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，進而依靠傳輸機構傳遞給設備，實現設備的動作。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，數控技術實現了成批量生產，改善工人的工作環境，提高了安全系數。

　　數控技術在機械制造業的應用是人類二十世紀最重大的技術進步。數控技術也是人類進入現代化制造業的標志，這些最終得益于計算機以及控制技術的進步。不得不承認數控技術起源于美國等西方國家，大多數的技術也都源于西方，現在數控機床的生產廠家大多也是西方，國內的技術和設備雖有很大進步但產品還不是主流產品。數控技術在現在的發展主要分為兩個部分，一個是在控制技術上，也就是微控制器部分，從最早的單板機，現在更多使用PLC更適合工業生產，當然DSP和ARM的使用使控制技術更加的先進，在實時性和精確度上都大有改進。另一方面就被控制設備，現在激光技術已經可以使用，這使得切割技術和切割能力大為改進。

　　1.2 數控技術的組成

　　（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為例說明，工控機的主板上的CPU和PMAC組成雙微控制器系統。這兩個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、面板控制和信息的采集以及模數轉化。控制機部分則要完成對整個系統的管理，包括各個部分的協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的實時控制軟件程序，包括補模塊、伺服驅動模塊、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，主要實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單介紹，主要是因為它的組成受實際情況的限制，有些系統實際上非常簡單，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

　　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勢，下面我們介紹一下數控切割機幾點優勢。

　　2.1 可編程，軟操作

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

　　2.2 高精確度，誤差小

　　普通的機床工作依靠人工的經驗和目測，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，傳動機構都是無級變速，極大縮短的單個零件的加工時間。微控制器的工步都是毫秒級，指令的實現時間極短，現在的微控制器的頻率越來越高，速度也將更快。在程序和功率的支持下，數控機床更容易實現大批量的生產，這也是現代工業的要求。

　　3數控切割機在產品中的具體應用

　　火焰等離子數控切割機是目前比較常用的一類切割機，由于他們本身具備手工和自動化工作兩種工作方式，在實際的生產中有極大的優勢，既可用于小型的生產加工，也可以是大型設備的加工。下面我們給出一個具體的例子，首先是制圖，利用CAD對對象制圖，然后對CAD制圖進行技術處理，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，為進一步的處理做好準備。其次，設計工步，進行編程，生成機器碼，對控制器進行燒寫程序，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，進行數值計算。由于是自動編程，即圖形交互式編程，大部分的節點、基點坐標數值都由計算機算出，只需在問答式的對話框中設好穿孔點位置、引入引出線（長度和角度）即可，根據圖形界面提示，在輸出代碼前進行相應割嘴補償。最后，拷盤，復查，試制。在實際的產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，尤其是相似產品的大批量生產。

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

　　4結束語

　　數控系統的應用標志著新時代的機械加工技術的應用，極大促進了工業的發展。在新時代下，繼續改革和創新數控技術對我國機械制造業由中國生產到中國創造有現實意義。數控切割機是我們最常用的數控機械，是機械制造業的基礎設備之一。本文做著簡單介紹了數控技術的發展以及軟硬件的組成，簡單介紹了一些應用，對數控技術的變成部分本文并沒有重點介紹，主要基于現在各種跨平臺的編程操作過于混亂。

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