数控钻床范文精选

摘 要：数控是当今加工中最常谈的词语，是机械行业中高质量、高精度、高效率的加工方法，钻床也向着数控化转化，数控钻床是通过普通钻床衍生而来的，数控钻床和数控机床一样是分为控制系统和机床本体，它的优点就是实现钻孔的自动化，但对于数控钻床的工作台也要随之改变，在硬件上实现整个设备的更新，实现加工连续性，加工精度高。

关键词：数控钻床；控制系统；工作台设计

1 数控钻床

数控钻床的种类有很多，分类也不同，形式上也有区分，在加工上可以实现钻、扩、铰等工序，对孔类加工的精度也高，工作台可以实现左右、上下移动，主轴在加工时候也可以实现自动和非自动，在设计上实现数控和非数控。

在对数控钻床的设计上可以通过以下几个方面进行分析：

（1）机床台面的设计，在数控钻床的台面设计上，要保证它的稳定性和一定的刚性，要避免钻床在进行钻削时候由于钻削力对床身造成的震动，所以在床身的设计中有些设计者，选用大理石作为床身。

（2）转轴的速度，在钻床的刀具中，有些对合金零件进行钻削时候，刀具也相对于一般刀具比较硬，这样的刀具不合适替换，所以对于这样的刀具要保护，不能因为钻削速度使刀具损坏，所以钻床的转轴速度要保证钻削的速度，同时也要不能浪费资源。

（3）钻床的移动精度，数控钻床的主要加工目的就是加工孔，所以在加工时候保证两孔之间的位置公差是非常重要的，所以数控钻床的移动精度要非常高。

该设计主要以数控机床的应用和设计为主线，根据对数控机床加工的基本要求来拟定控制系统设计总体方案，主要在微机系统设计方面。采用MCS-51系列的8031单片机，通过单片机控制系统设计和编写程序，实现步进电机正反转及转速控制，步进电机加减速程序设计。此设计的设计思路同样可以用于其他非数控机床的数控改造上，通过改造可以实现多种机床的自动化改造，降低劳动强度，提高生产效率和加工精度。

单片机 步进电机 控制程序

一、钻床数控改造总体方案设计

1.钻床的结构

以Z406钻床的为例，外形如图1所示。

2.改造总体方案

我们对它进行数控改造，主要增加一个程控的X,Y工作台和增加刀具的主轴的程控装置，使其钻孔的位置精度提高到0.01mm。

轴齿轮拆去，换上自己重新设计的轴齿轮，轴齿轮右侧有个原位控制开关，其作用是当Z向刀具主轴返回原位时，向单片机发出到达原位信号。

【摘 要】大批量加工有内孔的回转体工件时，在保证质量的前提下，为了使加工工序集中、降低加工成本和提高生产效率，设计并制作了在数控车床上用于自动钻孔的夹具，装上钻夹头上装有直柄的钻头，可以实现自动钻削加工。

【关键词】数控车床 钻孔夹具 弹簧夹筒

中图分类号：TG751.2 文献标识码：A 文章编号：1009―914X（2013）35―365―01

前言：

在普通车床上加工套类零件需要钻孔时，通常是将钻头直接套在尾座套筒上，或附加变径套或采用钻夹头等装夹进行钻孔，工人的劳动强度比较大，生产效率比较低。随着数控技术的发展，如今数控车床被广泛应用，我国在20 世纪七八十年代开始大力推广，尤其是适合我国国情的经济型数控系统，开始在机械制造等多个领域使用，但多数经济型数控车床，其尾座不能自动控制运动，钻孔操作跟普通车床一样，如广州数控设备厂生产的CSK6140-T 型数控车床。这样，在中、小批量生产套类零件时，其生产效率相对低下，工人的劳动强度大，加工质量难以保证。本文就上述情况考虑，自行设计一种专用夹具，此类问题就能迎刃而解。

一、夹具设计的思路启发

在数控车床的刀架上装上车刀后，可以通过数控系统里的加工程序控制车刀的运动轨迹，加工出外圆、槽和螺纹等等。同理，我们可以把钻头装在刀架上，通过加工程序控制钻头的运动进行钻孔。但是钻头的装夹部分有直柄和锥柄，这两种柄部都不能直接装在刀架上，为此，我设计了自动钻孔夹具。钻头或铰刀等刀具安装在车床的刀架上，问题就迎刃而解了。

二、拟定夹具的结构方案

摘 要：数控钻床是实现工件上各种类型孔的自动定位和钻削的高精度机床，广泛应用于工业和电子行业的零件加工，本文探讨如何精确、准确地定位控制零件的位置问题。

关键词：数控钻床 自动定位 控制

一、数控钻床机械传动系统定位控制

图1是数控钻床机械传动部分的示意图。

图1

在数控钻床机械传动系统中，因为钻头只能作垂直方向的升、降运动，所以加工点的定位是靠工作台沿x、y两个坐标方向的移动来实现的，而工作台在x、y方向的运动是由两个步进电动机 Mx 和My 分别驱动的。

步进电动机的工作原理和一般的交流电动机或直流电动机不同。例如，在一个五相步进电动机中，有五个在空间位置上相互错开的绕组，如果按一定的顺序向五个绕组轮流输入电流脉冲，则每输入一个脉冲步进电动机就转一个角度（例如转1.5°）。因此，只要控制加给Mx 和My 的脉冲数，就可以控制工作台在x、y方向的移动距离。我们把每输入一个脉冲后工作台移动的直线距离叫做脉冲位移当量（简称脉冲当量），用δ表示。

假定现在刀具中心线的位置在A点，而下一个孔的加工位置在B点，这时，工作台必须沿x方向移动x，沿y方向移动y。因此，系统应该给步进电动机Mx 送x/δ个脉冲，给步进电动机 My送y/δ个脉冲。同时，还可以通过控制脉冲的频率实现对运动速度的控制。

摘 要：本文主要论述利用PLC控制技术对普车钻床电气控制系统进行改造，使普车钻床电气控制系统具有数控控制技术。

关键词：PLC 普车钻床 数控控制 改造

一、数控钻床设计要求

数控钻床加工控制要求：一是主运动由三相交流异步电动机带动，只需要正转，不需要变速；二是进给运动由伺服电动机带动，便于实现位置的准确控制；三是工件的转位运动由步进电动机带动，实现分度；四是工件的夹紧与放松由气动装置实现；五是所有执行元件都由PLC控制完成。运动控制系统主要由运动控制器、电气伺服机构、机械装置与检测装置、驱动器、操作面板组成。

二、钻床数控系统的设计

1.钻床系统的改造

改进后的数控钻床控制系统主要由主电动机、步进电动机、步进电动机驱动器、伺服电动机、伺服电动机驱动器以及FX2N-1PG等组成，如图1所示。利用三菱PLC及定位控制型脉冲输出模块FX2N-1PG来实现数控专用钻床的程序控制；由步进电动机来实现工件加工过程中的转位，通过专用定位脉冲输出端口向步进电动机发送控制脉冲实现分度。伺服电动机拖动滑台带动刀具的进给运动，伺服驱动器的控制由FX2N-1PG来实现，由PLC发送控制命令，控制伺服驱动系统按照一定的速度和位移量进行运动，这个运动需要原点复位。

2.数控钻床的控制程序设计思路

摘要：通常的普通钻床钻孔的精度和效率受工人的熟练和疲劳程度等人力因素影响较大，要想达到高精度和高效率就十分不容易。基于此问题，开发了新型数控钻床，它可以按照输入的进刀曲线连续工作，始终保持高精度和高效率。本作品通过单片机控制步进电机，实现对印刷电路板的精确定位和自动钻孔，例如对电视机的主控制板进行钻孔。

关键词：单片机技术；C语言编程；步进电机

中图分类号：TP27 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 (2012) 06-0183-01

一、现状背景

单片机无疑是现代电子技术中一颗璀璨的明星，它不断地更新着人类的生产、生活方式。成为推动社会进步、经济发展的重要元素。单片机以革命性的姿态应用于工业测控系统，同时又广泛应用于家用电器、机电一体化以及仪器仪表行业等领域。单片机重要的意义在于，单片机的应有已经从根本上改变了传统的控制系统设计思路和设计方法。此数控钻床就是从这一点考虑出发而制作的。在平时的电路板制作过程中，都要对做好的电路板进行钻孔，而由于人为因素影响较大，在钻孔时不能保证钻孔质量。基于此问题我们制作了数控钻床，缩短产品开发周期。

通常的普通钻床钻孔的精度和效率受工人的熟练和疲劳程度等人力因素影响较大，要想达到高精度和高效率就十分不容易。因此针对此问题，研究了新型数控钻床，它可以按照输入的进刀曲线连续工作，始终保持高精度和高效率。

二、功能介绍

1.人性化的操作界面：钻床仅仅只有五个按键，操作简单，一目了然，非常方便。

摘要：夹具是金属切削加工过程中不可缺少的工艺装置，合理地选择和使用夹具能够提高金属加工的质量，提高生产效率，降低企业的生产成本。基于此，文章以广州数控设备厂生产的CZK6132A型数控车床为例，详细地阐述数控车床钻孔刀夹的设计。

关键词：数控车床；钻孔刀夹；夹具设计；弹簧夹筒

中图分类号：TG519 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）12-0028-02

通常来说，在加工套类零件的过程中，车床上都会根据需求钻孔，而以往钻孔采用的一般方法都是将钻头直接套在尾座的套筒上或采用钻夹头、附加变径套等，这种传统的做法往往需要消耗很大的劳动强度，且生产效率不高。近几年，随着科技的发展，数控车床逐渐被应用到机械制造等多个领域中，但是大部分数控车床的尾座并不能自行控制运动，其钻孔、铰孔及扩孔等操作往往采用普通车床的方法。这样一来生产中、小批量的套类零件过程，不仅需要消耗很大的劳动强度，还会降低零件生产的效率，影响其质量。由此可见，数控车床的钻孔刀夹设计就显得尤为重要。

1 夹具的设计构思

目前，零件的加工一般都是在数控车床上进行，数控车床会根据所加工的零件的实际需求及其轮廓轨迹，并通过严谨科学的数据编程，实现对刀架动作的自动控制。对此，夹具的设计就相对简化了，即只要能设计制造出一种专用夹具，保证将钻头等刀具顺利安置在数控车床的刀

架上。

2 夹具结构设计方案

【摘 要】本文在印刷电路板高速数控钻床详细分析基础上，研究了印刷电路板高速数控钻床的功能定位，提出了进行总体布局主要考虑的因素、整体布局方案和设计方案，分析了钻床的整体结构和参数，研究了钻床的整个设计过程，这对于设计制造出高水平印刷电路板高速数控钻床至关重要。

一、功能定位分析

印刷电路板高速数控钻床是具有国际先进水平，用于高速钻削印刷电路板的电子设备。一个企业在开发一种新的印刷电路板高速数控钻床之初，需要综合考虑国内外同类产品的性能特点、技术参数、发展现状、技术水平等，并要考虑到设备在市场上的实际应用范围和应用地域等。本文结合作者几年的印刷电路板高速数控钻床学习经验，提出印刷电路板高速数控钻床的设计浅论，与君共勉。首先确定印刷电路板高速数控钻床应具有的功能，具体如下：

（1） 印刷电路板高速数控钻床用于印刷电路板微小孔的加工，钻孔直径范围需要确定。

（2） 为了满足钻孔加工，印刷电路板钻孔机床需要满足以下几个运动：第一，相互垂直的XY两个方向的直线运动，实现XY的定位。第二，垂直于XY平面的Z方向的直线运动以实现钻孔过程。第三，钻头的高速旋转运动时切削的主运动。第四，钻孔的辅助运动，包括换刀运动、刀具检测运动等。具体过程如下：钻孔时，印刷电路板高速数控钻床首先通过数控系统进行文件处理，即将数据文件转换为该机床系统能够接收的数据格式，并对之进行编辑、优化，直至成为正式的加工文件。然后通过数控系统发送钻孔命令，进行钻孔。钻孔过程较为简单，当驱动系统驱动XY轴到达目标点时，Z向下钻机构实现下钻动作。钻孔过程中还要进行自动换刀和刀具检测等钻孔辅助运动，这一运动比较复杂，要经过以下过程：第 N-1库区钻孔完毕-开始换刀-Z 轴回零-机械手抓刀（刀库）-机械手放刀（刀盘1）-主轴放刀（刀盘2）-刀具侦测-机械手抓刀（刀盘2）-机械手放刀（刀库）-主轴抓刀（刀盘1）-主轴对刀-换刀完毕-第N库区钻孔开始。

（3） 为了提高钻孔精度，三轴均安装高精度的光栅尺以实现全闭环控制，并且控制每次的进给量为预先设定值。

（4） 在印刷电路板钻削过程中，由于钻头与工件的相互作用会产生轴向力和扭矩，力的大小与钻削参数密切相关，直接影响钻头寿命、孔壁质量等，严重的会造成加工中钻头和工件的报废，因此根据钻削过程中受力的大小来优化钻削加工参数，这对于降低印刷电路板的钻孔加工成本具有重要意义，所以所开发钻床需要具备测定钻削力的功能，而要实现这一功能，需要综合考虑力传感器的安装位置和安装方法，并且不能以牺牲钻床的主要功能为代价。

（5） 目前市场上的印刷电路板高速数控钻床除了钻削外，大多还具备铣削等多种功能。为了能够满足印刷电路板高速数控钻床的基本功能和扩充功能，同时为了满足不同孔径的加工需要和提高钻床利用率，设备要具备快速更换主轴的功能，而不是像大多数生产中那样主轴固定后就不再更换或者很难更换。

[摘 要]结合生产实际以及PCB数控钻床行程短，精度高的特点，分析了影响数控钻床精度的因素，以及工艺参数，刀具、工装的选择等实际加工因素，给出了提高PCB数控钻孔精度的方法和措施。

[关键词]PCB板孔加工、数控钻床、工艺参数、动态精度

中图分类号：TG527 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）40-0395-01

随着我国信息产业的快速发展，PCB板的需求量不断扩大，并且向轻、小、薄的方向发展。同时对PCB的孔径要求越来越小，给PCB孔加工精度提出了更高的要求。

一、 印制电路技术要求

PCB是电子设备中基础部件。目前电子产品对PCB的技术要求越来越高，并在不同的应用领域中有其具体性能的要求。归纳起来为：基材薄，线宽/线距细，孔小而多，单位面积输入/输出数更多更密，无故障工作时间更长、更可靠。因此要求PCB生产要有高性能材料、高精度设备、高水平工艺和高技术人才以适应新一代电子设备的发展需要。

根据PCB的技术要求，可以归纳出印制电路板孔位加工的特点：

（1）导通孔的数量多，要求加工运行速度快；

当前由于电站设备、海水淡化、化工设备和空调等行业迅猛发展,这些行业的板材需钻、扩成千上万甚至数万个孔。这些孔的公差及孔距均有相当高的要求。一般钻床无论从速度、精度和效率均难以达到如此高的要求(孔公差为±0.05mm)。美国、日本等发达国家均研制多轴龙门钻床,而我国只有沈阳生产二轴数控外排屑钻床。为了满足电站锅炉制造的需要,有关厂进口了多台数控龙门钻床,每台高达数百万美元。为填补国内空白,上海精密机械制造有限公司,组织力量研制成功27轴大型数控龙门钻床,其精度、效率均达到世界先进水平。该机床可向二端延伸制成5轴，7轴，13轴,也可向高端35轴拓展(只有美国制造过)。

1、ZKM27技术参数

钻轴总数量27

轴加工范围对φ30以下孔的定位,钻,扩,铰孔

工作台尺寸7500×5000mm

最大加工面积7000×4500mm

X轴行程7000mm

Z轴行程630mm