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数控机床中防护结构探究-数控毕业论文

时间：2022-05-06 10:55:45 论文收藏本文下载本文

数控机床中防护结构探究-数控毕业论文(（精选2篇））由网友“再看就把你吃掉”投稿提供，下面是小编整理过的数控机床中防护结构探究-数控毕业论文，欢迎您阅读，希望对您有所帮助。

数控机床中防护结构探究-数控毕业论文

篇1：数控机床中防护结构探究-数控毕业论文

数控机床中防护结构探究-数控毕业论文

摘要：近年来，数控机床在各行业获得了广泛的应用，国内外的生产厂家对数控机床投入更多的精力。同时随着用户对环保、节能、外观等方面要求的提高，机床的防护也越来越受到各生产厂家的重视，机床防护在新型机床的设计中，占有了更多的比例。

关键词：数控机床;外防护;结构设计

引言：数控机床外防护主要制造材料是金属钣材，但由于不同功能的要求、使用要求以及材料特点，非金属材料在数控机床外防护的生产中也有重要应用，这些应用主要用于玻璃视窗、玻璃钢防护装置和塑钢门帘及树脂门把手等辅助部件。

1.数控机床外防护的设计

1.1 数控机床外防护的结构设计要与机床的总体结构设计相统一。数控机床外防护设计是机床整体设计的组成部分，要求处理好外防护与主机本体及内防护关系。

1.2 数控机床外防护的结构设计要与安全人机工程学设计理念相结合。数控机床外防护在结构设计时不仅要考虑其防护功能、作用原理，还要从安全性和人机工程学的角度出发。在满足数控机床外防护的结构功能的前提下，为操作者提供一个安全、舒适的工作环境。

1.3 数控机床外防护的结构设计要与制造工艺相结合。数控机床外防护的结构设计要考虑到生产的可加工性、现有设备的生产能力，以及检查、运输和维护的方便性。机床外防护的结构设计要简洁、美观、真正达到防漏水、防屑性能优良功能。

2.数控机床外防护类型及基本结构

2.1数控机床外防护类型

数控机床外防护是指将机床切屑区或工作区与周围环境隔离开来的安全防护装置。数控机床外防护根据所防护的范围可分为全封闭和半封闭防护。对于不同类型的数控机床其外防护所包括的内容不尽相同，例如，对于精密的数控机床来讲，其外防护的要求是全封闭类型。而经济型的数控机床，其外防护的要求只是对机床本体进行的，而液压站、电气箱等辅助设备均不包括在外防护内。

2.2 数控机床外防护基本结构

按数控机床外防护的区域划分，对于全封闭的数控机床外防护按其防护区域划分其结构如下：防护门(根据加工长度一般可分为单门、双门)、机床左侧防护罩、机床右侧防护罩、上顶罩、前罩体、后罩体、数控系统操作面板(CRT)及支撑立柱等。对于半封闭的数控机床外防护按其防护区域划分其结构如下：防护门(多为单门)、单侧罩体(防护主轴箱)、后罩体及数控系统操作面板(CRT)等。

数控机床外防护的常规结构如下：

(1)数控机床外防护的左、右防护罩结构无论是全封闭防护或是半封闭防护的数控机床，其外防护的左、右防护罩是根据空间的位置来划分的。为了防护罩安装和维护方便，一般在左、右防护罩体的侧面设有活动门。活动门大小应适当，活动门与罩体采用钢性较强的铰链联接，并安装有门锁。

(2)数控机床外防护的防护门结构数控机床防护门从外型上可分为直线型和弧形两种，其形状的选用与数控机床外观造型中整体形状相匹配。

在防护门的设计时，要保证其刚度和外观的平面度，因此，防护门内侧设置加强筋板，以防其凸凹不平。考虑到防护门美观性和整体的协调性，一般采用塞焊的工艺将加强筋固定在防护门的'内侧。

对于全封闭防护的数控机床，只有通过防护门的观察窗来观测机床的加工状况。因此，防护门上有两个重要的结构形式，一是观察窗玻璃的选择，二是门把手的选择，为便于防护门的推拉，所以在防护门上都设有门把手。门玻璃一般采用双层防爆玻璃，以防加工工程所产生的切屑造成防护门玻璃破碎，而引起对操作者的伤害。若门玻璃应采用有机玻璃时，建议采用螺钉紧固结构。

(3)后罩结构

对于全封闭防护的数控机床的后罩所包容的设备为电器柜、变压器、冷却装置等辅助设备，这样，使数控机床具有强烈的整体性。在后罩体门的设计上，要保证后罩门的美观性，门内侧应焊有加强筋板，采用塞焊连接。由于，后罩所包容的设备在工作中，都会产生热量。若这些热量不及时散发出去，会对数控机床的加工区内的温度有影响，引起温升而造成加工精度的降低。因此，要在后罩的门上开有大面积的散热通风孔。

2.3 数控机床外防护的结构划分

数控机床外防护按其防护结构划分，数控机床外防护可为围板式、框架与围板组合式两种结构形式。对于数控机床外防护结构形式的确定，是由数控机床自身的结构形式、规模的大小以及对防护的技术要求决定的。数控机床防护无论是围板式，或是框架与围板组合式，其结构都是由基础支架类、框架类和围板类组成的。

2.3.1 基础支架类

数控机床外防护装置的基础支架就是直接与机床主机基础件相连，用以支撑外防护装置的各个罩体部分。机床支架要有足够的承载能力(强度、刚度)、准确的几何形状。基础支架本身重量经、结构合理、受力效果好。基础支架的材料可用铸铁、也可用钢结构。截面尺寸要适当，必要时应进行强度较核。钢结构支架可以用钢板经机构定型后焊接，也可用钢板与型材结合焊接而成。基础支架类与基础主机基础件的连接固定一般用螺钉，螺钉需要较核，并且采用放松垫圈。

2.3.2 框架类

外防护装置中，框架是用来起支撑和定位作用的，因此，也要求框架应具有准确的形状和足够的强度和刚度。框架的结构形式：一般框架由各种型材组合焊接而成;板材折弯组合焊接而成;厚板材机械加工组合焊接而成。采用的型材有角钢、钢管、槽钢、“之”字钢等。

2.3.3 围板类

围板是附着在框架之上或围板之间相互连接固定于基础支架之上。围板的形式多种多样，围板的结构根据大小和复杂程度有所不同，因此，对围板的设计要求也有所不同。围板边缘必须折边，而且是两次折边，并且把合结构不外露。大的围板为了保证强度和刚度需要设置加强筋。围板的轮廓形状定型，把合孔位置度和平面度都要有要求。在围板的设计时，要考虑到安装以及运输方面的需求。另外，围板设计还要考虑安装的方便性和可行性。由于围板的连接都是设计在内侧，所以设计时要留出安装的空间，如：在适当的位置上设置活动窗口。围板的材料2mm最常用，材料多为冷轧钢板。

3.数控机床外防护设计规则

(1)要以人为本。

(2)外防护必须安全可靠。

(3)外防护要与机械装备配套设计。

(4)要简单、经济、方便。

参考文献：

[1]王玉林，苏全忠，曲远方.产品造型设计材料与工艺[M]，天津：天津大学出版社，1994

篇2：数控机床仿真在数控教学中的引用的优秀论文

数控机床仿真在数控教学中的引用的优秀论文

摘要：本文结合当今数控机床仿真软件的出现和我单位数控加工教学和培训的职能，及数控机床操作培训事故率多、对机床损坏大等特点论述对于初次接触数控机床的学生和学员结合数控机床仿真软件来进行基本操作培训。

关键词：虚拟数控机床数控教学与培训虚拟现实仿真

0 引言

随着数控加工在机械制造业中的广泛应用，数控操作者的大量培训便成为迫切的问题。在传统的操作培训中，数控编程和操作的有效培训必须在实际机床上进行，这既占用了设备加工时间，又具有风险，培训中的误操作经常会导致昂贵设备的损坏。

随着计算技术的发展，尤其是虚拟现实技术和理念的发展，产生了可以模拟实际设备加工环境及其工作状态的计算机仿真培训系统。它用计算机仿真培训系统进行培训，不仅可迅速提高操作者的素质，而且安全可靠、费用低。

与科学幻想相似，想象力和技术的相互结合造就了虚拟现实。培根在13世纪写的没有马的轿车和配备动力的机械的科幻故事就是这类结合的早期见证，凡尔纳在19世纪写了火箭和潜水艇的预言性科幻小说，特别是一些科幻作家们已做出的各种利用虚拟现实的基本概念的设想正在逐步变成了具体化。上世纪内所建树的几个技术性里程碑使得虚拟现实成为可能，电话、无线电、电视、半导体三极管和集成电路(微处理器芯片)和液晶显示器。尤其是计算机技术的飞速发展。一些早期的仿真尝试(例如第一台飞行模拟器、立体电影、电视游戏等)都已成为当今虚拟现实仿真的`先驱。当然虚拟现实技术的发展历程与电子学以及计算机产业的蓬勃发展是分不开的。

目前在国内已经有少数高等院校将计算机仿真初步运用于数控操作人才培训的教学之中，也产生了各种仿真教学系统。这些教学系统既能单机系统独立运行，又能在线运行。独立运行即机床模型方式，其培训设施只需一台微机，数控机床的模拟操作在显示屏显示的仿真面板上进行，而零件切削过程由机床模型三维动画演示，用这种方式进行初步培训是经济有效的；在线运行即机床工作方式，这种方式下教学系统将与实际机床连接，由硬件实现零件切削过程，这时除了操作者是用仿真面板操作外，其它则与实际机床的真实情况一样，简单来讲就是利用计算机和其他的专用硬件软件去产生一种真实场景的仿真，参与者可以通过与仿真场景的交互来体验一种接近于真实的场景的感觉。因此能进一步培训操作者的实际工作技能。

数控仿真系统的核心是虚拟数控机床，而虚拟数控机床又是虚拟制造技术中的一个执行单元，它不仅在数控加工过程中为产品设计提供了可制造性的分析，而且在数控系统的学习和培训中，为各类学校和企业技术人员提供了完善的学习和培训。该类系统完全模拟零件的切削过程，能检验数控指令正确与否，提供一套功能齐全的调试、编辑、修改和跟踪执行等功能。

1 虚拟数控系统功能

虚拟数控机床实际上是虚拟环境中数控机床的模型。与真实机床相比，虚拟数控机床应具有以下功能：

虚拟数控机床应具有与真实机床完全相同的结构。虚拟数控机床能模仿真实机床的任何功能而不致因为采用某种近似替代而导致某种结构和信息的失真或丢失．并应与真实机床有完全相同的界面风格，为技术人员的学习和培训提供保证。

虚拟数控机床强大的网络功能，为远程教育提供可能。

完善的图形和标准数据接口。用户既能在真实的环境中运行虚拟机床，又能观察它的各种远行参数，并能与其他CAD／CAM软件接口。

3平台的购建

虚拟数控机床是如何实现这些功能的呢？它一般是通过以下的构建平台来实现。

①Nc解释平台 NC解释平台包括NC解释器和NC验证器。任务分配数据库从任务调度中接受数控代码并将其翻译为虚拟机床的部件、刀具等运动的信息，并将其通过计算模块来模拟机床的响应，NC解释器能够被自由地配置从而能够模拟任何一种数控机床的CNC控制器。

②NC验证器，能够验证NC代码的语法正确性。

③刀具库刀具库应包括一台数控机床所需的刀具，并能自由配置刀具库中的刀具号．从而能模拟任何一种数控机床的换刀形式。

④仿真平台仿真平台包括刀具轨迹仿真、切削力仿真，加工精度仿真、三维动画仿真、加工工时统计分析，仿真平台是虚拟数控机床的核心技术。操作者可以在虚拟的环境中进行机床运动和切削过程等的仿真，从中获得相关的加工数据。如进给轴的位移量、换刀状态、主轴转速、加速度、进给量、加工时间等。通过加工过程的仿真，了解所设计工件的可加工性，验证NC代码的正确性以及评价和优化加工过程，并通过在线修改NC代码来优化NC代码。

⑤计算平台计算平台用来完成虚拟数控机床中各种计算，如根据NC代码计算加工零件新的几何形状，根据刀具的材料、运行时间、零件的材料性质和润滑介质的性质计算刀具的补偿量和热补偿量。这些计算结果是虚拟数控机床在应用于虚拟制造过程中的加工方案评价以及可制造性分

析所必须的。

⑥设计开发平台虚拟数控机床的设计平台是一个面向对象的数控软件库及其开发环境。通过对数控软件的标准化、规范化研究和其它CAD／CAM软件的数据交换，并对典型的零件进行封装，设计成具有稳定、通用接口的可重用的软件。

⑦操作运行平台和监控平台在虚拟环境中完全实现真实机床的操作，让使用者完全感受到真实机床的运行特性。在这些基础上的监控硬件和软件，用来控制简易机床．增加虚拟数控机床的真实感．并且可以进行典型零件的实验性试切加工，让使用者有一种身临其尽的感觉。尤其是在数控教学和培训过程中，初学数控编程者需要大量的编程练习，并进行实际调试。用试切法来检验数控加工程序显然不合理，而且也难于实现。如果利用仿真技术，这些问题可以轻松得到解决，从而避免编程时人为出错或工艺不合理造成工件报废。

4 总结

鉴于虚拟数控机床具备的功能，针对目前我单位数控教学课程和参加数控实习学生人数的增多，及数控设备较为精密、昂贵的特点。把数控加工仿真软件引入教学之中，用于数控机床操作与编程培训，这样既可以避免因误操作造成价格昂贵的数控机床的损坏，又可以使操作人员在对仿真数控机床操作过程中产生临场感和真实感。而且能够让同学们更快地熟悉和了解数控加工的工作过程，并且掌握每种数控机床的基本操作。更大的好处是在实现了同样效果的情况下将加工出错及事故发生率降低到了最小程度。

我单位目前的硬件设施基本具备，包括微机房、局域网和各类数控机床等。不久的将来在校园网接通之后，这种教学方式确实很有可能成为现实。尤其是在北航工程训练中心开设远程教育课程之后，相信这种教学方式必将成为一种必要的教学手段。

参考文献：

1．曾小惠，吴明华，潘铁虹．在线数控加工仿真教学系统的实现，1998

2．余勤科，岳应娟，刘宏．虚拟数控机床技术及其应用，2000

3．王晓楠，王仲海．虚拟现实技术及其应用，2002