第一篇：數(shù)控機床誤差實時補償技術(shù)總結(jié)

數(shù)控機床誤差實時補償技術(shù)

數(shù)控機床實時誤差補償技術(shù)的學習總結(jié)

第1章

緒論

制造業(yè)的高速發(fā)展和加工業(yè)的快速提高，對數(shù)控機床加工精度的要求日益提高。一般來說，數(shù)控機床的不精確性是由以下原因造成：

[1] 機床零部件和結(jié)構(gòu)的幾何誤差； [2] 機床熱變形誤差； [3] 機床幾何誤差；

[4] 切削力（引起的）誤差； [5] 刀具磨損誤差；

[6] 其它誤差源，如機床軸系的伺服誤差，數(shù)控插補算法誤差。

其中熱變形誤差和幾何誤差為最主要的誤差，分別占了總誤差的45％、20％。提高機床加工精度有兩種基本方法：誤差防止法和誤差補償法（或稱精度補償法）。

誤差防止法依靠提高機床設(shè)計、制造和安裝精度，即通過提高機床本書的精度來滿足機械加工精度的要求。由于加工精度的提高受制于機床精度，因此該方法存在很大的局限性，并且經(jīng)濟上的代價也很昂貴。誤差補償法是認為地造出一種新的誤差去抵消當前成為問題的原始誤差，以達到減小加工誤差，提高零件加工精度目的的方法。誤差補償法需要投入的費用很小，誤差補償技術(shù)是提高機床加工精度的經(jīng)濟和有效的手段，其工程意義非常顯著。

誤差補償技術(shù)（Error Compensation Technique，簡稱ECT）是由于科學技術(shù)的不斷發(fā)展對機械制造業(yè)提出的加工精度要求越來越高、隨著精密工程發(fā)展水平的日益提高而出現(xiàn)并發(fā)展起來的一門新興技術(shù)。誤差補償技術(shù)具有兩個主要特性：科學性和工程性。1．機床誤差補償技術(shù)可分為下面七個基本內(nèi)容：

[1] 誤差及誤差源分析；

[2] 誤差運動綜合數(shù)學模型的建立；

[3] 誤差檢測；

[4] 溫度測點選擇和優(yōu)化布置技術(shù)； [5] 誤差元素建模技術(shù)；

[6] 誤差補償控制系統(tǒng)及實施； [7] 誤差補償實施的效果檢驗。2．數(shù)控機床誤差補償?shù)牟襟E：

[1] 誤差源的分析和檢測；

[2] 誤差綜合數(shù)學模型的建立； [3] 誤差元素的辨識和建模； [4] 誤差補償?shù)膱?zhí)行； [5] 誤差補償效果的評價。

3．數(shù)控機床誤差補償技術(shù)研究的現(xiàn)狀：

[1] 過長的機床特性檢測和辨識時間； [2] 溫度測點布置位置優(yōu)化； [3] 誤差補償模型的魯棒性； [4] 誤差補償系統(tǒng)及實施；

[5] 五軸數(shù)控機床多誤差實時補償問題。4．數(shù)控機床誤差補償技術(shù)研究的發(fā)展趨勢：

[1] 多誤差高效檢測方法；

數(shù)控機床誤差實時補償技術(shù)

[2] 多誤差的綜合補償； [3] 多軸誤差的實時補償；

[4] 實時補償控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化、群控化； [5] 補償?shù)闹悄芑c開放化。

第2章

數(shù)控機床誤差及其形成機理

一、誤差的概念

1.機床誤差－機床工作臺或刀具在運動中，理想位置和實際位置的差異（機床誤差－位置誤差）,或就稱機床位置誤差。機床精度-機床工作臺或刀具在運動中，理想位置和實際位置的相符程度。2.加工誤差－由刀具與工件相對運動中的非期望分量引起的。

3.運動誤差--機床運動元件（如刀具與工件）之間的相對運動所造成的誤差。

4.機床幾何誤差--是指機床上零、部件的制造與安裝過程中因幾何尺寸、位置等產(chǎn)生的偏差，造成機床上某些零件位置產(chǎn)生偏差，從而使得機床在刀具和工件相對運動中產(chǎn)生位置誤差，最終表現(xiàn)在機床的加工精度上。運動誤差--機床運動元件（如刀具與工件）之間的相對運動所造成的誤差。5.熱（變形）誤差--機床溫度變化引起變形造成的機床零件間相對位置及形狀等誤差。

6.力（變形）誤差--機床受力（包括切削力、工件和夾具重力、裝夾力，機床部件本身重力，等等）引起變形造成的機床零件間相對位置及形狀等誤差，也稱剛度誤差。7.加工誤差－由刀具與工件相對運動中的非期望分量引起的。

二、誤差的分類

1.分類一：靜態(tài)誤差、準靜態(tài)誤差、動態(tài)誤差、高頻誤差 2.分類二：位置誤差、非位置誤差

三、數(shù)控機床幾何誤差元素

1.移動副誤差元素分析

根據(jù)一個物體在空間運動有六個自由度，故機床移動部件在導軌上移動時共有6項誤差，其中包括3項移動誤差和3項轉(zhuǎn)動誤差，同時還存在3個垂直度誤差。

Z-AXIS21 Error ComponentsVerticalPitch ?xyStraightness ?zyYaw??Roll ?yyzyHorizontalStraightness ?xyX-ZY-ZYLinearX-AXIS-AXISDisplacement ?yyX-Y SquarenessSxy

2.轉(zhuǎn)動副誤差元素分析

轉(zhuǎn)動副繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時存在六個誤差元素，包括三個移動誤差和三個轉(zhuǎn)角誤差。數(shù)控機床誤差實時補償技術(shù)

3.主軸誤差元素

機床主軸旋轉(zhuǎn)時存在五個誤差元素，包括三個移動誤差和兩個轉(zhuǎn)角誤差。

四、機床熱變形機理

金屬材料具有熱脹冷縮的特性，當機床處于工作狀態(tài)時，由于機床運動部件產(chǎn)生摩擦熱、切削熱以及外部熱源等引起工藝系統(tǒng)變形，這種變形成為熱變形。

五、機床熱變形形態(tài)及對策(一)機床熱變形狀況

1、普通車床的主軸箱溫度高，其右邊溫度高于左邊，主軸軸線被抬高并右高左低的傾斜；床身溫度上高下低，故彎曲而中凸。

2、升降臺銑床的主軸處溫高，機床中部溫高，故主軸被抬高并傾斜，立柱外翻；工作臺溫度上高下低，故彎曲而中凸。

3、臥式磨床主軸箱右側(cè)處溫高，故主軸向內(nèi)傾斜。

4、立式磨床的立柱左側(cè)溫高，主軸被抬高并傾斜，立柱外翻。

5、龍刨或龍門銑的主軸右側(cè)及床身上部溫度高，故立柱向外傾斜，床身向上彎曲。(二)控制機床熱變形的對策

1、優(yōu)化機床設(shè)計，減小熱變形

2、強制冷卻，控制機床溫升

3、設(shè)置輔助熱源

4、補償技術(shù)

5、控制溫度環(huán)境

第3章

機床誤差綜合數(shù)學模型 數(shù)控機床誤差實時補償技術(shù)

一、機床誤差綜合數(shù)學模型建模的具體步驟：

1、建立坐標系

2、建立誤差轉(zhuǎn)換矩陣

3、建立刀具坐標系和工件坐標系之間的關(guān)系

二、機床誤差綜合模型的建模方法：

1、設(shè)定坐標系

2、誤差運動轉(zhuǎn)換矩陣

3、TXYZ型加工中心的綜合數(shù)學模型

第4章

機床誤差檢測技術(shù)

一、機床誤差檢測技術(shù)

檢測機床幾何精度傳統(tǒng)的常用檢測工具有：精密水平儀、直角尺、平尺、平行光管、千分表或測微儀和高精度主軸芯棒等。

二、溫度測點布置技術(shù)

(一)溫度測點的選擇

在機床熱誤差的補償中，溫度測點的布置是關(guān)鍵和難點。選擇適當?shù)臏囟葴y點不但能減少用于建模的測點數(shù)目，簡化建模過程和熱誤差模型，而且還可提高機床熱誤差模型的精度。在幾乎所有應(yīng)用的熱誤差補償系統(tǒng)中，溫度測點位置的確定在一定程度上是根據(jù)經(jīng)驗進行試湊的過程，我們稱試湊法。它通常是先基于工程判斷，在機床的不同位置安裝大量的溫度傳感器，再采用統(tǒng)計相關(guān)分析來選出少量的溫度傳感器用于誤差分量的建模。具體步驟如下框圖：

(二)溫度測點布置策略

1、主因素策略

主因素策略的意思是用于熱誤差建模的各溫度測點數(shù)據(jù) Tij 應(yīng)與熱誤差數(shù)據(jù) Ej 有一定的聯(lián)系，即具有一定的相關(guān)性，用數(shù)學式子表達為： 數(shù)控機床誤差實時補償技術(shù)

其中：i=1, 2,..., m, m為溫度測點數(shù)；

j=1, 2,..., n, n為測量數(shù)據(jù)個數(shù)。

2、能觀測性策略

能觀測性策略是指所選溫度點的溫度信號能否具有一定精度地表達機床熱誤差。對于機床熱動態(tài)過程，一般有：

T?AT?BQ ?L?CT?DQ其中T為機床溫度矩陣，△ L為熱誤差（輸出）矩陣，Q為熱源（輸入）矩陣，A、B、C、D分別為常數(shù)矩陣。

狀態(tài)完全能觀測（即溫度T能表達熱誤差△L）的充分必要條件是其能觀測性矩陣

G = [CT

ATCT

…(AT)n-1CT

] 滿秩。由此可得下列結(jié)論：

(1)可觀測性條件或溫度對于熱誤差的表達與溫度傳感器在機床上的位置緊密有關(guān)；(2)只要布置合適，少量的溫度測點也能表達熱誤差；

(3)為了保證可觀測性或用溫度表達熱誤差，溫度傳感器應(yīng)避免布置在特征函數(shù)的零點位置上。

第5章 機床誤差元素建模技術(shù)

數(shù)控機床的誤差因素有很多,其中幾何誤差和熱誤差是影響數(shù)控機床精度的主要誤差因素.一般情況下,幾何誤差和熱誤差混雜,給建模造成一定的難度。由于幾何誤差和坐標誤差與坐標位置有關(guān)，熱誤差與溫度有關(guān)，而實際檢測到的誤差是幾何誤差和熱誤差的復合誤差，因此可把以上誤差分為僅與機床坐標位置有關(guān)的幾何誤差因素、僅與機床溫度有關(guān)的熱誤差因素、與機床溫度和位置坐標都有關(guān)的復合誤差因素三類。機床誤差元素建模技術(shù)

1、僅與機床溫度有關(guān)的熱誤差元素建模

由于機床熱誤差在很大程度上取決于諸如加工條件、加工周期、冷卻液的使用以及周圍環(huán)境等等多種因素，而且機床熱誤差呈現(xiàn)非線性及交互作用，所以僅用理論分析來精確建立熱誤差數(shù)學模型是相當困難的。最為常用的熱誤差建模方法為實驗建模法，即根據(jù)統(tǒng)計理論對熱誤差數(shù)據(jù)和機床溫度值作相關(guān)分析用最小二乘原理進行擬合建模。(1)最小二乘建模(2)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模(3)模糊理論建模(4)正交實驗設(shè)計建模(5)綜合最小二乘建模(6)遞推最小二乘建模

數(shù)控機床誤差實時補償技術(shù)

2、僅與機床坐標有關(guān)的幾何誤差元素建模

依據(jù)剛體假設(shè)，可使用機床運動軸位置坐標的多項式模型對某些幾何誤差院元素進行擬合，即：

Eg(p)= a0 + a1p + a2p+.… 其中：

p 為 p 軸的位置坐標，p 是 x、y 或 z。

應(yīng)用多項式擬合法的原理建模。

3、與機床溫度和坐標有關(guān)的誤差元素建模

第6章 補償控制系統(tǒng)一、補償控制方式

誤差補償實施是移動刀具或工件使刀具和工件之間在機床空間誤差的逆方向上產(chǎn)生一個大小與誤差接近的相對運動而實現(xiàn)的。機床誤差補償控制方式一般可分為以下三種：閉環(huán)反饋補償控制方式、開環(huán)前饋補償控制方式和半閉環(huán)前饋補償控制方式。

1、閉環(huán)（反饋）補償控制方式

閉環(huán)反饋補償控制在機械加工過程中直接補償實際測量值和理論值之間的誤差。

2、開環(huán)（前饋）補償控制方式

開環(huán)前饋補償控制利用預先求得的加工誤差數(shù)學模型，預測誤差而進行補償。

3、半閉環(huán)（前饋）補償控制方式

半閉環(huán)前饋補償控制選擇幾個比較容易檢測，又能表征系統(tǒng)狀態(tài)、環(huán)境條件的參量作為誤差數(shù)學模型的變量，建立加工誤差和這些參量的并反映規(guī)律的關(guān)系式。

比較以上三種補償系統(tǒng)，閉環(huán)反饋補償控制系統(tǒng)的優(yōu)點是補償精度最高，而缺點是系統(tǒng)制造成本也最高；開環(huán)前饋補償控制系統(tǒng)的優(yōu)點是系統(tǒng)制造成本最低，而補償精度也最低；半閉環(huán)前饋補償控制系統(tǒng)的功能與價格比最佳，故根據(jù)我國的具體情況，以經(jīng)濟、技術(shù)、實用和精度等綜合考慮，選用半閉環(huán)前饋補償控制系統(tǒng)是相對最優(yōu)的控制方式。

二、誤差補償控制系統(tǒng)的補償實施策略

在早期的誤差補償研究中，誤差是通過離線修改數(shù)控代碼而實現(xiàn)的。該方法相當耗時，且假定離線辨識的誤差在實際加工中保持相同。近年來，開發(fā)了兩種不同的策略來實施誤差補償：反饋中斷策略、原點平移策略。

1、反饋中斷策略

反饋中斷策略是將相位信號插入伺服系統(tǒng)的反饋環(huán)中而實現(xiàn)的。補償用計算機獲取編碼器的反饋信號，同時，該計算機還根據(jù)誤差運動綜合數(shù)學模型計算機床的空間誤差，且將等同于空間誤差的脈沖信號與編碼器信號相加減。伺服系統(tǒng)據(jù)此實時調(diào)節(jié)機床拖板的位置。

該技術(shù)的優(yōu)點是無需改變CNC控制軟件，可用于任何CNC機床，包括一些具有機床運動副位置反饋裝置的老型號CNC機床。然而，該技術(shù)需要特殊的電子裝置將相位信號插入伺服環(huán)中。這種插入有時是非常復雜的，需要特別小心，以免插入信號與機床本身的反饋信號相干涉。

2、原點平移策略

補償用計算機計算機床的空間誤差，這些誤差量作為補償信號送至CNC控制器，通過I/O口平移控制系統(tǒng)的參考原點，并加到伺服環(huán)的控制信號中以實現(xiàn)誤差量的補償。這種補償既不影響坐標值，也不影響CNC控制器上執(zhí)行的工件程序，因而，對操作者而言，該方法是不可見的。原點平移法不用改變?nèi)魏蜟NC機床的硬件，但它需要改變CNC控制器中的可編程控制器（PLC）單元，以便在CNC端可以接收補償值。這種改變在老型號的CNC控制器中也許是不可能的。數(shù)控機床誤差實時補償技術(shù)

第7章 車削中心熱誤差實時補償應(yīng)用實例

一、車削中心熱誤差實時補償應(yīng)用實例

1、問題的提出

隨著加工進行，機床溫度升高，機床各部件產(chǎn)生熱變形，由此使得刀具與工件的相對位置變化而造成工件尺寸的變化。

2、溫度場、熱誤差的檢測和分析

(1)溫度傳感器布置及試驗系統(tǒng)的建立(2)熱誤差測量試驗

(3)一系列影響熱誤差的單因素試驗

3、熱誤差模態(tài)分析

4、熱誤差建模

5、補償控制系統(tǒng)及補償效果檢驗

二、數(shù)控雙主軸車床幾何誤差和熱誤差綜合實時補償應(yīng)用

1、幾何和熱誤差綜合數(shù)學模型的簡化

2、誤差元素檢測和建模

(1)溫度傳感器的布置

(2)與機床拖板位置有關(guān)誤差元素的檢測和建模(3)與機床拖板位置無關(guān)誤差元素的檢測和建模

3、誤差補償系統(tǒng)

4、誤差補償效果檢驗

(1)主軸熱漂誤差檢驗(2)對角斜線檢驗

(3)實際補償切削效果檢驗

學習心得體會

在提高機床加工精度有兩種基本方法中，誤差防止法是靠提高機床設(shè)計、制造和安裝精度，即通過提高機床本書的精度來滿足機械加工精度的要求。由于加工精度的提高受制于機床精度，因此該方法存在很大的局限性，并且經(jīng)濟上的代價也很昂貴。誤差補償法是認為地造出一種新的誤差去抵消當前成為問題的原始誤差，以達到減小加工誤差，提高零件加工精度目的的方法。誤差補償法需要投入的費用很小，誤差補償技術(shù)是提高機床加工精度的經(jīng)濟和有效的手段，其工程意義非常顯著。所以，誤差補償技術(shù)必然成為提高機床加工精度的最重要辦法，成為研究的前沿和主流。我們通過本課程對誤差補償技術(shù)進行學習非常有必要，為進一步的學習研究打好基礎(chǔ)。

通過對本課程的學習及對該課本的研讀，我了解到了誤差補償技術(shù)的基本原理及其研究的歷史、現(xiàn)狀和發(fā)展狀況；掌握了數(shù)控機床的誤差及其形成機理；學習了機床誤差綜合數(shù)學模型的建立；掌握了機床誤差檢測技術(shù)和誤差元素的建模技術(shù)；學習了數(shù)控機床誤差實時補償技術(shù)，同時了解了它的一些應(yīng)用實例。除此之外，老師在實驗室也給我們演示了機床誤差的產(chǎn)生、測量和補償?shù)鹊取？梢哉f，通過對本課程的學習，我在數(shù)控機床誤差補償技術(shù)方面具備一定的基礎(chǔ)和實踐能力，對以后的深入學習研究有很大的幫助。同時，我衷心感謝老師詳細的講解和指導！

第二篇：數(shù)控機床總結(jié)

1;1952年，美國麻省理工學院研制出一套實驗實驗性數(shù)字控制系統(tǒng)，并把它裝在一臺立式銑床上，成功實現(xiàn)了三軸聯(lián)動控制。這臺數(shù)控機床被稱為世界上第一臺數(shù)控機床，是第一代數(shù)控機床，其控制采用笛子管。

2：數(shù)控機床的加工特點：1適應(yīng)性強，適合于單件加工，特別是中小批量復雜零件的加工。2加工精度高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。3生產(chǎn)效率高。4能實現(xiàn)復雜的運動。5良好的經(jīng)濟效益6自動化程度高7有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化。

3：按加工工藝分類：1金屬切削類數(shù)控機床2特種加工類數(shù)控機床3金屬成型類數(shù)控機床4測繪類數(shù)控機床。

4：按控制運動軌跡分類;1點位控制數(shù)控機床2直線控制數(shù)控機床3輪廓控制數(shù)控機床 5：按驅(qū)動裝置的特點分類：開環(huán)控制數(shù)控機床2閉環(huán)控制數(shù)控機床3半閉環(huán)控制數(shù)控機床 6:主軸支撐軸承大多采用滾動軸承，包括深溝球軸承，角接觸球軸承，圓錐滾子軸承，推力軸承和圓柱滾子軸承等。

7:電氣方式主軸定向控制特點是：1高精確性和剛性，完全可以滿足加工中心機床上所要求的換刀動作。2主軸定向的可靠性很高3無需機械零部件。沒有磨損等情況，只需簡單地連接位置編碼器或磁性傳感器。4減少停機定向時間，只需簡單的強電程序順序控制即可。5工件定位方便而準確。6鏜孔結(jié)束時，可按主軸旋轉(zhuǎn)方向進行主軸定向，因此工件不會被刀具打壞。同時，可按相對工件某一固定方向裝卸刀具，易于編程。

8滾動螺旋機構(gòu)按其循環(huán)方式不同，可分為外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)兩種形式。1外循環(huán)滾珠絲杠2內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠

9一套完整的滾動支承的設(shè)計內(nèi)容包括兩個內(nèi)容：一個是軸承本身的設(shè)計，由于常用的的滾動軸承絕大多數(shù)以標準化，并由于專門的工程大量制造，因而對使用者來說，這一部分內(nèi)容，只是根據(jù)具體工作條件，正確選擇軸承的類型和尺寸；另一個則是軸承組合的設(shè)計，它包括安裝。調(diào)整，潤滑，密封等一系列內(nèi)容設(shè)計。

其基本原理是使絲杠上的兩個螺母間產(chǎn)生軸向相對位移，已達到消除間隙和產(chǎn)生預緊力的目的。其結(jié)構(gòu)形式有以下三種：1雙螺母墊片調(diào)隙式2雙螺母螺紋調(diào)隙式3雙螺母齒差調(diào)隙式 10換刀動作順序過程如下：

第三篇：數(shù)控機床技術(shù)的最新發(fā)展

數(shù)控機床技術(shù)的最新發(fā)展

機制13班鐘宏聲 20*** 摘要：本文簡述了當今時代對數(shù)控機床技術(shù)的需求以及我國與世界先進國家的差距，重點闡述了數(shù)控機床技術(shù)的最新發(fā)展情況并對我國發(fā)展數(shù)控技術(shù)提出了相應(yīng)的建議。關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù)最新發(fā)展 Abstract：This article describes the needs of the technology of Nunerical Control in the model and the gap between China and the advanced counties in the world, it describes the current developing situation of the technology of Nunerical Control amply and puts propose at the development of the technology of Nunerical Control in China.Key words：the technology of Nunerical Control, the current developing situation.一、引言

隨著科學技術(shù)的發(fā)展，機械產(chǎn)品的形狀和結(jié)構(gòu)不斷改進，對零件加工質(zhì)量也提出了越來越高的要求。隨著社會對產(chǎn)品的多樣化需求的增強，產(chǎn)品種類不斷增多，更新?lián)Q代的速度也越來越快，這使得數(shù)控機床在生產(chǎn)中的應(yīng)用越來越廣泛，同時對數(shù)控機床的數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動系統(tǒng)及主機結(jié)構(gòu)提出了更高的要求。特別是柔性制造系統(tǒng)的迅猛發(fā)展和計算機集成技術(shù)的不斷成熟，對數(shù)控機床的可靠性、通信功能、人工智能和自適應(yīng)控制技術(shù)的應(yīng)用提出了更高的要求，高速、精密、復合、智能和綠色是數(shù)控機床技術(shù)發(fā)展的總趨勢。

二、我國數(shù)控機床技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

當今世界工業(yè)國家數(shù)控機床的擁有量反映了這個國家的經(jīng)濟能力和國防實力。目前我國是全世界機床擁有量最多的國家（近３００萬臺），但我們的機床數(shù)控化率僅達到１．９％左右，這與西方工業(yè)國家一般能達到２０％的差距太大。日本不到８０萬臺的機床卻有近１０倍于我國的制造能力。數(shù)控化率低，已有數(shù)控機床利用率、開動率低，這是發(fā)展我國２１世紀制造業(yè)必須首先解決的最主要問題。每年我們國產(chǎn)全功能數(shù)控機床３０００～４０００臺，日本１年產(chǎn)５萬多臺數(shù)控機床，每年我們花十幾億美元進口７０００～９０００臺數(shù)控機床，即使這樣我國制造業(yè)也很難把行業(yè)中數(shù)控化率大幅度提上去。我國數(shù)控機床制造業(yè)在８０年代曾有過高速發(fā)展的階段，許多機床廠從傳統(tǒng)產(chǎn)品實現(xiàn)向數(shù)控化產(chǎn)品的轉(zhuǎn)型。但總的來說，技術(shù)水平不高，質(zhì)量不佳。從１９９５年“九五”以后國家從擴大內(nèi)需啟動機床市場，加強限制進口數(shù)控設(shè)備的審批，投資重點支持關(guān)鍵數(shù)控系統(tǒng)、設(shè)備、技術(shù)攻關(guān)，對數(shù)控設(shè)備生產(chǎn)起到了很大的促進作用，尤其是在１９９９年以后，國家向國防工業(yè)及關(guān)鍵民用工業(yè)部門投入大量技改資金，使數(shù)控設(shè)備制造市場一派繁榮。但也反映了下列問題：

（１）低技術(shù)水平的產(chǎn)品競爭激烈；

（２）高技術(shù)水平、全功能產(chǎn)品主要靠進口；

（３）配套的高質(zhì)量功能部件、數(shù)控系統(tǒng)附件主要靠進口；（４）應(yīng)用技術(shù)水平較低，聯(lián)網(wǎng)技術(shù)沒有完全推廣使用；

（５）自行開發(fā)能力較差，相對有較高技術(shù)水平的產(chǎn)品主要靠引進圖紙、合資生產(chǎn)或進口件組裝。

三、數(shù)控機床技術(shù)的最新發(fā)展成果近幾年來，數(shù)控機床技術(shù)在實用化和產(chǎn)業(yè)化等方面取得可喜的成績，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

（1）復合化。復合化加工通過增加機床的功能，減少工件加工過程中的定位裝夾次數(shù)及對刀等輔助工藝時間，從而提高機床生產(chǎn)率。復合化加工還可以減少輔助程序，減少夾具和加工機床數(shù)量，對降低整體加工和機床維護費用也有利。復合化包含工序復合化和功能復合化。數(shù)控機床復合化發(fā)展的趨勢是盡可能將零件所有的工序集中在一臺機床上加工。復合加工的另一領(lǐng)域是與非刀具切削的復合，例如切削加工與激光加工技術(shù)的復合。

隨著數(shù)控機床技術(shù)進步，復合加工技術(shù)日趨成熟，包括銑——車復合加工、車——鏜——鉆——齒輪加工等復合加工、車磨復合加工、成形復合加工、特種復合加工等，復合加工的精度和效率大大提高。“一臺機床就是一個加工廠”、“一次裝卡，完全加工”等理念正在被更多人接受，復合加工機床發(fā)展正呈現(xiàn)多樣化的態(tài)勢。

（2）智能化。智能化加工是一種基于知識處理理論和技術(shù)的加工方式，發(fā)展智能加工的目的是要解決加工過程中眾多不確定性的、要求人工干預才能解決的問題。計算機軟硬件技術(shù)的發(fā)展，人工智能技術(shù)的發(fā)展促進了機床數(shù)控系統(tǒng)智能化的進程。

數(shù)控加工智能化趨勢有兩個方面：一方面是采用自適應(yīng)控制技術(shù)，以提高加工質(zhì)量和效率。把精細的程序控制和連續(xù)的適應(yīng)調(diào)節(jié)結(jié)合起來，使系統(tǒng)的運行達到最優(yōu)。其主要的追求目標是：保護刀具和工件，適應(yīng)材料的變化，改善尺寸控制，提高加工精度，保持穩(wěn)定的質(zhì)量，尋求最高的生產(chǎn)率和最低的成本消耗，簡化零件程序的編制，降低對操作人員經(jīng)驗和熟練程度的要求等；另一方面是在現(xiàn)代數(shù)控機床上裝備有多種監(jiān)控和檢測裝置，對工件、刀具等進行監(jiān)測，實時監(jiān)視加工的全部過程，發(fā)現(xiàn)工件尺寸超差、刀具磨損或崩刃破損，便立即報警，并給予補償或調(diào)換刀具。在故障診斷中，除了采用專家系統(tǒng)外，還將模糊數(shù)學、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用其中，取得了良好的效果。

（3）高柔性化。柔性是指機床適應(yīng)加工對象變化的能力。提高數(shù)控機床柔性化正朝著兩個方向努力：一是提高數(shù)控機床的單機柔性化，二是向單元柔性化和系統(tǒng)柔性化發(fā)展。機器人使柔性化組合效率更高，機器人與主機的柔性化組合使得柔性更加靈活、功能進一步擴展、加工效率更高。機器人與加工中心、車銑復合機床、磨床、齒輪加工機床、工具磨床、電加工機床、鋸床、沖壓機床、激光加工機床等組成多種形式的柔性生產(chǎn)線，并以開始應(yīng)用。（4）高精度化。精密化是為了適應(yīng)高新技術(shù)發(fā)展的需要，也是為了提高普通機電產(chǎn)品的性能、質(zhì)量和可靠性，減少其裝配時的工作量從而提高裝配效率的需要。目前數(shù)控機床的加工精度已從原來的絲級（0.01mm）提升到目前的微米級（0.001mm），有些品種已達到0.01um左右。超精密數(shù)控機床的微細切削和磨削加工，精度可穩(wěn)定達到0.05um左右，形狀精度可達到0.01um左右。采用光、電、化學等能源的特種加工精度可達到納米級（0.001um），主軸回轉(zhuǎn)精度要求達到0.01-0.05um，加工圓度為0.1um，加工表面粗糙度Ra=0.003um等。通過機床結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化、機床零部件的超精加工和精密裝配、采用高精度的全閉環(huán)控制、溫度和振動等動態(tài)誤差補償技術(shù)，提高機床加工的幾何精度，降低形位誤差、表面粗糙度等，從而進入亞微米、納米級超精加工時代。

（5）高速化。電主軸的發(fā)展實現(xiàn)了主軸的高轉(zhuǎn)速，直線電動機的發(fā)展實現(xiàn)了坐標軸的高速移動，如加工主軸轉(zhuǎn)速超過了每分鐘1萬轉(zhuǎn)，工作臺快速移動速度超過了100m/min。功能部件不斷向高速度、高精度、大功率和智能化方向發(fā)展，并取得成熟的應(yīng)用。目前我國立式加工中心主軸最高轉(zhuǎn)速由6000-8000r/min提高到10000-15000r/min，最高可達24000r/min；快速進給從16m/min提高到24-40m/min，最高可達60m/min。采用直線電機驅(qū)動時可達到最高300m/min。加速度達到3G至10G的水平。數(shù)控車床主軸最高轉(zhuǎn)速從3000r/min提高到4500r/min，車削中心最高達7000r/min；快速進給從8m/min提高到15m/min，最高可達40m/min；國際上工業(yè)發(fā)達國家生產(chǎn)的高速加工中心主軸最高轉(zhuǎn)速高達20000-100000r/min。全數(shù)字交流伺服電動機和驅(qū)動裝置，高技術(shù)含量的電主軸、力矩電機、直線電動機，高性能的直線滾動組件，高精度主軸單元等功能部件推廣應(yīng)用，極大地提高了數(shù)控機床的技術(shù)水平。（6）多功能化。現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)由于采用了多CPU結(jié)構(gòu)和分級中斷控制方式，因此在一臺數(shù)控機床上可以同時進行零件加工和程序編制。同時為了適應(yīng)自動化技術(shù)的不斷發(fā)展，適應(yīng)工廠自動化越來越大的要求，為了使數(shù)控機床更易于進入柔性制造系統(tǒng)和計算機集成制造系統(tǒng)的控制網(wǎng)絡(luò)中，機床數(shù)控系統(tǒng)的接口數(shù)據(jù)交換能力和通信能力在不斷加強。一般的數(shù)控系統(tǒng)都具有RS-232C和RS-422高速遠距離串行接口，通過網(wǎng)卡連成局域網(wǎng)，可以實現(xiàn)幾臺數(shù)控機床之間的數(shù)據(jù)通信，也可以直接對幾臺數(shù)控機床進行控制。如SIMMENS公司的Sinumeric850/880系統(tǒng)設(shè)置有SINEC H1網(wǎng)絡(luò)接口和MAP網(wǎng)絡(luò)接口，通過網(wǎng)絡(luò)接口可將數(shù)據(jù)系統(tǒng)連接到SINMENS的SINEC H1網(wǎng)絡(luò)和MAP工業(yè)局域網(wǎng)絡(luò)中。FANUC公司的FANUC15系統(tǒng)也配置了類似的網(wǎng)絡(luò)接口，為了便于接入工業(yè)局域網(wǎng)，還可配置MAP 3.0接口板。

（7）性能可靠化。由于現(xiàn)代機床CNC系統(tǒng)的模塊化、標準化、通用化和系列化，便于組織批量生產(chǎn)，有利于保證產(chǎn)品質(zhì)量。現(xiàn)代CNC系統(tǒng)大量采用大規(guī)模或超大規(guī)模集成電路，采用專用芯片及混合式集成電路，提高了集成度，減少了元器件的數(shù)量，降低了功耗，從而提高了可靠性。通過完善的故障診斷功能，實現(xiàn)對系統(tǒng)內(nèi)軟硬件及外部設(shè)備的故障診斷和報警。利用報警提示及時排除故障；利用容錯技術(shù)，對重要部件采用“冗余”設(shè)計來實現(xiàn)故障自恢復；利用監(jiān)控檢測技術(shù)，對發(fā)生超程、刀具損壞、過熱、干擾、斷電等各種意外自動進行相應(yīng)保護，從而保證數(shù)控機床可靠的工作。當前國外數(shù)控裝置的平均無故障運行時間（MTBF）以達到6000小時以上，驅(qū)動裝置達30000小時以上，可靠性大為增強。（8）插補和補償方式多樣化。目前數(shù)控機床已可實現(xiàn)多種插補方式如直線插補、圓弧插補、圓柱插補、空間橢圓曲面插補、螺紋插補、極坐標插補、2D+2螺旋插補、NANO插補、NURBS插補、樣條插補等。同時還可實習多種補償功能如間隙補償、垂直度補償、象限誤差補償、螺距和測量系統(tǒng)誤差補償、與速度相關(guān)的前饋補償、溫度補償、帶平滑接近和退出以及相反點計算的刀具半徑補償?shù)取?/p>

（9）微型化。隨著微型技術(shù)在科研、軍事領(lǐng)域的應(yīng)用需求日益增大，微型機械與微機電系統(tǒng)的研究已成為必然趨勢。目前工業(yè)發(fā)達國家在數(shù)控系統(tǒng)微型化上已經(jīng)取得了許多成果。日本Fanuc公司生產(chǎn)的加工加工微型零件的ROBOnanoui五軸聯(lián)動加工中心以及在這臺加工中心上用微型單晶金剛石立銑刀可加工出直徑為1mm的人臉浮雕；精微塑性成型加工技術(shù)成功地制造出多種微型器件，例如螺紋直徑為20-50um的微小螺絲；日本還研發(fā)出重量約34kg，體積為625mm×490mm×380mm的微型機械制造廠。

（10）滿足用戶需求多元化。用戶界面是數(shù)控系統(tǒng)和用戶之間對話的接口，由于用戶需求不同，故開發(fā)用戶界面工作量極大，成為計算機軟件研制中最困難的部分之一。當前INTERNET、虛擬現(xiàn)實、科學計算可視化及多媒體等技術(shù)也對用戶界面提出了更高要求。柔性的用戶界面極大地方便了非專業(yè)用戶的使用，人們可以通過窗口和菜單進行操作，便于藍圖編程和快速編程、三維彩色立體動態(tài)圖形顯示、圖形模擬、圖形動態(tài)跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實現(xiàn)。同時實現(xiàn)了科學計算可視化，這對縮短產(chǎn)品設(shè)計周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本具有重要的意義。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，可視化技術(shù)可用于CAD/CAM，在自動編程設(shè)計、參數(shù)自動設(shè)定、刀具補償和刀具管理數(shù)據(jù)的動態(tài)處理和顯示以及加工過程的可視化仿真演示方面給用戶帶來了極大的方便。多媒體技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使計算機具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息能力，可以做到信息處理綜合化、智能化，在實時監(jiān)控系統(tǒng)和生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備的故障診斷、生產(chǎn)參數(shù)監(jiān)測等方面有著重大應(yīng)用價值。

（11）加工過程綠色化。隨著日趨嚴格的環(huán)境與資源約束，制造加工的綠色化越來越重要，而中國的資源、環(huán)境問題尤為突出。因此，近年來不用或少用冷卻液、實現(xiàn)干切削、半干切削節(jié)能環(huán)保的機床不斷出現(xiàn)，并在不斷發(fā)展當中。在21世紀，綠色制造的大趨勢將使各種節(jié)能環(huán)保機床加速發(fā)展，占領(lǐng)更多的世界市場。

（12）造型宜人化。造型宜人化是一種新的設(shè)計思想和理念。它將功能設(shè)計、人機工程學與工業(yè)美學有機地結(jié)合起來，是技術(shù)與經(jīng)濟、文化、藝術(shù)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，其核心是使產(chǎn)品變?yōu)楦喵攘Φ纳唐罚龑藗冞M入一種新的工作環(huán)境。（13）系統(tǒng)開放化。隨著技術(shù)、市場、生產(chǎn)組織結(jié)構(gòu)的快速變化，對數(shù)控機床，特別是數(shù)控系統(tǒng)提出許多更新、更高的要求，特別是數(shù)控系統(tǒng)的重構(gòu)能力、設(shè)計模式、開放性設(shè)計有了很多新的需要。為了適應(yīng)新需要，數(shù)控系統(tǒng)的開放化模式的形成和發(fā)展已成必然趨勢。歐美和日本針對此趨勢在自動化領(lǐng)域的開放式體系結(jié)構(gòu)上做了不少開發(fā)研究工作。

美國政府為了增強其制造業(yè)的持久發(fā)展能力和國際市場的競爭力，在1989到1994年期間由國防部委托馬丁-馬瑞塔航天研究所開展NGC計劃研究。NGC計劃的主要技術(shù)課題是開放系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和中性語言。這標志著數(shù)控系統(tǒng)進入了開放化時代。美國的GM、Ford、Cnysler公司與數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠商合作，開展了OMAC項目研究，目的是開展以PC為基礎(chǔ)的開放式模塊化數(shù)控系統(tǒng)，實現(xiàn)開放性、模塊化、可塑性和可維護性。1991年10月，歐洲開始了ESPRIT中的一項自動化系統(tǒng)中的開放式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)規(guī)范的研究計劃，即OSACA計劃。

日本于1994年12月成立了通產(chǎn)省外圍組織IROFA下屬的NC開放化政策委員會，有11家企業(yè)參加，以開放型NC裝置的定義及參考模型的制作為主要研究課題。同年，由東芝機械、豐田工機、山崎、日本IBM、三菱電機和SML發(fā)起成立了OSE研究會。其主要工作是制定開放式數(shù)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和安裝規(guī)約，進行實驗驗證和標準化活動。目前已經(jīng)取得了豐碩的成果。

四、結(jié)束語

高技術(shù)數(shù)控系統(tǒng)是實現(xiàn)制造技術(shù)和裝備現(xiàn)代化的基石，是保證國防工業(yè)和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略物資，工業(yè)發(fā)達的國家至今仍限制向中國出口。當前，我國自主研發(fā)高檔數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化速度已經(jīng)嚴重制約了自主高端數(shù)字化裝備的研制，在航空航天、船舶、發(fā)電設(shè)備等所需的大型專用數(shù)控機床及工藝裝備基本依賴進口，已在很大程度上制約了國民經(jīng)濟的發(fā)展，威脅到了國防安全，我們應(yīng)看清形勢，充分認識國產(chǎn)數(shù)控機床的不足，努力發(fā)展先進技術(shù)，加大技術(shù)創(chuàng)新與培訓服務(wù)力度，以縮短與發(fā)達國家之間的差距。參考文獻：

[1]周延佑機床技術(shù)發(fā)展的新動向[J] 世界制造技術(shù)與裝備市場，2013 [2]何文立數(shù)控機床技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略研究[M] 北京：國家機械工業(yè)局，2000 [3]黃偉數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用[M] 北京：清華大學出版社，2011 [4]任玉田新編機床數(shù)控技術(shù)[M] 北京：北京理工大學出版社，2008

第四篇：數(shù)控機床聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用

數(shù)控機床聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用

CAD/CAM一體化技術(shù)和局域網(wǎng)技術(shù)普及和應(yīng)用，目前多數(shù)企業(yè)新產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)、工藝過程編制和數(shù)控機床程序編制效率和質(zhì)量上都到了明顯提高，企業(yè)技術(shù)管理與生產(chǎn)管理已經(jīng)進入了網(wǎng)絡(luò)化時代。而與CAD/CAM密切相關(guān)數(shù)控機床管理仍然處于原始狀態(tài)，成為制約企業(yè)現(xiàn)代化管理水平提高瓶頸。我公司與北京雷梯斯特控制技術(shù)公司合作，成功解決了這個問題，實現(xiàn)了全公司數(shù)控機床網(wǎng)絡(luò)化管理，使企業(yè)管理水平到了新提高。

一、數(shù)控機床聯(lián)網(wǎng)前主要問題

1.程序傳輸方面

一些程序量要求相對較少數(shù)控機床，一直是采用最原始手工鍵盤輸入方式，這種方法弊病是：（1）效率低；（2）占用機時長；（3）易出錯。

而一些程序輸入量比較大數(shù)控機床，則使用一個臺式計算機放機床邊專門用于程序傳輸。這種方法缺點是：（1）環(huán)境惡劣，計算機維護困難。（2）通訊軟件為DOS版本，升級換代困難；（3）一臺計算機針對一臺數(shù)控機床，設(shè)備資源浪費；（4）操作方法復雜，對操作者素質(zhì)要求高；（5）多人操作一臺計算機，程序文件管理混亂。

另外我們曾經(jīng)用筆記本電腦進行程序傳輸，頻繁對傳輸電纜進行插拔操作，筆記本電腦串行接口極易被燒毀。

2.程序管理方面

（1）FAUNC系統(tǒng)，其程序號只能使用Oxxxx；西門子系統(tǒng)，其程序號只能使用%MPFxxxx，因程序號碼資源有限，同一個程序號有可能對應(yīng)多個零件圖號，應(yīng)用中易產(chǎn)生混亂。

（2）使程序號與零件圖號相互對應(yīng)，必須有專人負責對程序進行記錄管理，此項工作繁雜、易出錯。

以上弊端嚴重影響著我公司數(shù)控加工生產(chǎn)效率，迫切需要尋找一種改善數(shù)控機床現(xiàn)狀有效方法，對其進行系統(tǒng)化管理。

二、針對問題制定解決方案

進行多方面調(diào)研，認為目前我公司內(nèi)部局域網(wǎng)已經(jīng)發(fā)展到了一定規(guī)模，尤其是CAD/CAM一體化應(yīng)用已經(jīng)非常普遍，數(shù)控機床走網(wǎng)絡(luò)化管理道路是解決問題最佳選擇。

我們選擇了北京雷梯斯特控制技術(shù)公司開發(fā)CNC LINK4.0數(shù)控機床聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，雙方合作對我公司所有數(shù)控設(shè)備逐一進行調(diào)試聯(lián)接，最終接入局域網(wǎng)進行統(tǒng)一管理。

1． 系統(tǒng)組成機床聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)包括：（1）網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、（2）局域網(wǎng)線、（3）CAD/CAM計算機、（4）CNCLINK-4.0管理系統(tǒng)、（5）聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)主控機、（6）遠程通訊接口、（7）通訊電纜、（8）數(shù)控機床

其中網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、局域網(wǎng)線、CAD/CAM系統(tǒng)和數(shù)控機床是企業(yè)已存資源；CNCLINK-4.0系統(tǒng)管理機是一臺安裝了聯(lián)網(wǎng)專用軟件工業(yè)級PC計算機，可以將客戶管理端軟件安裝局域網(wǎng)任何一臺計算機上作為管理工作站；聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)管理機是一臺專用計算機，運行UNIX操作系統(tǒng)，其作用是接受各工作戰(zhàn)調(diào)度，向網(wǎng)絡(luò)上所有數(shù)控機床發(fā)送指令，實現(xiàn)機床信息統(tǒng)一管理；遠程通訊接口設(shè)備是專用于主控機與機床間通訊多串口分配器，其特點是可實現(xiàn)遠距離傳輸而無信號損失；通訊電纜是普通4芯屏蔽電纜，兩端加光電隔離器以避免干擾信號。

2．機床聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)主要功能

（1）徹底擺脫手工輸入程序和單機輸入程序局面，實現(xiàn)長距離自動程序傳輸。

（2）用于管理PC機可以放置局域網(wǎng)任何位置，不受距離影響，而主控機距離數(shù)控機床最遠距離允許達到1500M。

（3）并行傳輸程序，即一臺主控機可以同時面向我單位目前16臺數(shù)控機床進行數(shù)據(jù)通訊。

（4）操作簡單，無需借助其他設(shè)備或編程員幫助，操作工人機床操作面板上輸入相應(yīng)指令，就可以上傳或下載零件加工程序。

（5）主控機24小時工作，隨時對網(wǎng)絡(luò)上數(shù)控機床實施管理及數(shù)據(jù)通訊，不會影響機床三班倒或節(jié)假日加班運行。

（6）傳輸可靠性高，專用軟件本身有數(shù)據(jù)校驗功能，傳輸過程中一般不會出現(xiàn)錯誤，特殊情況下如有錯誤計算機立即報警。軟件同時具有上傳和下載文件檢查功能，每個文件上傳后均可返回一個檢查文件，確保數(shù)據(jù)安全。

（7）程序可WINDOWS平臺上實現(xiàn)長文件名管理，可以實現(xiàn)文件名與零件號統(tǒng)一管理方式，徹底改變了程序號對NC程序管理束縛。

（8）借助軟件傳輸日志功能可查看數(shù)據(jù)傳輸日期、時間、文件名、上傳下載等內(nèi)容，記錄操作者操作過程及出錯信息。

（9）每臺數(shù)控機床均可訪問或下載本機床目錄和公共目錄下NC程序。

（10）對具有DNC功能數(shù)控系統(tǒng)，可以網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)DNC加工。

（11）數(shù)控機床聯(lián)網(wǎng)數(shù)量不受限制。從系統(tǒng)示意圖中可以看出，聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)主控機是安裝企業(yè)局域網(wǎng)上，從原理講上網(wǎng)上可以安裝任意多個主控機，而每個主控機又可以聯(lián)接32臺數(shù)控機床。

三、方案實施后效果

實現(xiàn)數(shù)控機床聯(lián)網(wǎng)后，我公司數(shù)控程序管理和程序傳輸方面有了明顯改善。聯(lián)網(wǎng)前數(shù)控程序基本處于初級管理狀態(tài)，編程員工藝員提出任務(wù)書編制程序。較短程序，程序完成后編程員將程序單打印，放專用程序袋中保存，每臺機床對應(yīng)一個程序袋，操作者需要程序時由編程員負責復印或打印并發(fā)給操作者使用。較長程序，則由編程員自己保存計算機硬盤中，需要時由編程員負責拷貝成軟盤并交給操作者使用。

數(shù)控機床聯(lián)網(wǎng)后，依賴于專用網(wǎng)絡(luò)管理軟件功能，所有編制好程序均放對應(yīng)于每臺機床目錄下，每個程序零件圖號編制名字，不會發(fā)生重名現(xiàn)象，操作者隨時指令了解網(wǎng)絡(luò)上程序并下載使用。

聯(lián)網(wǎng)前后對比有下面幾點明顯改變：

1． 縮短傳輸程序時間，也就是節(jié)約了昂貴數(shù)控機床機時費用。

2． 準確性高，零件程序重復使用時重新傳輸也可以保證絕對正確。

3． 操作者勞動強度減低，只需機床面板輸入簡單指令就完成了程序傳輸。

4． 修改容易，首次使用程序現(xiàn)場進行了修改，上傳后可供下次調(diào)用。

5． 程序管理實現(xiàn)了統(tǒng)一化。

6． 責任清楚，一旦出現(xiàn)問題，很容易分析出編程原因或操作原因。

四、應(yīng)用實例

1． 數(shù)控十米元車

主要加工對象是汽輪機低壓轉(zhuǎn)子，目前已編制了三個產(chǎn)品低壓轉(zhuǎn)子成熟程序，程序總數(shù)量809個，總長度214K，已經(jīng)超出了機床存儲器容量，實現(xiàn)機床網(wǎng)絡(luò)化管理后，編程員將這些程序存儲聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)主控機中，當機床更換加工零件時，工人加工對象，程序清單下載程序，無需編程員再做任何輔助工作。

2． 數(shù)控落銑床

主要加工對象是汽輪機汽缸、低壓轉(zhuǎn)子銑棕樹型葉根槽、轉(zhuǎn)子聯(lián)軸器孔等，其特點是零件繁雜，程序種類多，不易管理，機床聯(lián)網(wǎng)使程序管理有序化，方便了操作者隨時調(diào)用。

潤揚大橋項目是我公司承接國家重點建設(shè)項目，工期非常緊，其中散索鞍座是曲面零件，其曲面加工安排這臺機床采用四軸聯(lián)動方式銑成，零件尺寸大，程序量也很大，程序總數(shù)量62個，總長度1944K，遠遠超出機床存儲器容量。工期緊，要求機床24小時不停機加工。采用了數(shù)控機床聯(lián)網(wǎng)技術(shù)后，實現(xiàn)了程序隨時傳輸。鑄造毛坯余量不均勻，需要經(jīng)常實際修改程序，編程員只需CAD/CAM計算機上將余量稍做修改，生成新程序并放網(wǎng)絡(luò)主控機上，操作者就可以立即下載運行，聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)為保證該國家重點項目制造周期起了關(guān)鍵作用。

3． 數(shù)控兩米立車

主要加工對象是汽輪機聯(lián)軸器、隔葉件等曲面回轉(zhuǎn)體零件，程序種類多，程序數(shù)量大。有一次操作失誤，機床存儲器中零件程序被全部刪，有機床聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，工人從網(wǎng)上很快將程序全部重新下載，沒有而耽誤生產(chǎn)。

4． CK7530元車

這是一臺新安裝帶6把刀庫數(shù)控車床，最初運行階段，編程員和操作者都需要有一個適應(yīng)過程，有大量數(shù)控程序需要調(diào)整。借助于機床網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，很方便實現(xiàn)了這項很煩瑣工作，待全部程序調(diào)整好后，將其放網(wǎng)絡(luò)上，以后就可以重復調(diào)用。

五、結(jié)束語

目前我廠安裝運行CNCLINK4.0數(shù)控機床聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)是基于RS232串口通訊技術(shù)而建立網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，數(shù)控技術(shù)發(fā)展，具備以太網(wǎng)上運行數(shù)控系統(tǒng)逐漸到了廣泛應(yīng)用，今后數(shù)控機床聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)將與企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)成為一個統(tǒng)一系統(tǒng)，其維護與管理將變更為快捷方便。

第五篇：數(shù)控機床主軸軸承相關(guān)技術(shù)調(diào)研（范文）

數(shù)控機床主軸軸承相關(guān)技術(shù)調(diào)研數(shù)控機床主軸軸承及軸承知識相關(guān)技術(shù)研究背景及意義

大量的研究表明，熱誤差是影響數(shù)控機床加工精度的主要因素之一，約占機床總誤差的 40%~70%，作為精密機床和儀器的重要組成部分，主軸是提供精確回轉(zhuǎn)基準的核心部件。由于軸承和主軸電機在運轉(zhuǎn)過程中會發(fā)熱，因此主軸在徑向和軸向都會產(chǎn)生一定的熱應(yīng)變，且轉(zhuǎn)速越高，發(fā)熱越嚴重，熱變形也越大。高速高精度數(shù)控車床，由于轉(zhuǎn)速高、精度高、切削速度快等特點。一般都要求其主軸頭部的徑跳和端跳均不超過 2μm。當發(fā)熱量過大或溫升超過一定值時，主軸將無法正常工作，由主軸熱變形引起的誤差嚴重影響機床的加工精度或儀器的測量精度，造價員考試。因此，對主軸軸承的熱特性分析展開研究，降低由此造成的熱誤差，具有重要的軸承知識及相關(guān)性理論及實踐意義的。2 數(shù)控機床主軸軸承建模方法國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

對主軸系統(tǒng)熱特性的研究，近年來主要集中在主軸軸承的熱特性研究上，如日本的 Ohishi 等人用試驗方法研究空氣靜壓軸承主軸單元的溫度分布，測量出主軸和軸承座孔的變形量，韓國的 Kim 等人分析了軸承發(fā)熱對主軸系統(tǒng)剛度的影響，對主軸系統(tǒng)的冷卻區(qū)和控制方法進行優(yōu)化設(shè)計，國內(nèi)廣東工業(yè)大學的張伯霖等人也對高速電主軸的熱特性進行試驗與分析，并對影響高速主軸單元熱態(tài)特性的主要因素及其變化規(guī)律進行了有益的探索，清華大學的高賽、曾理江等人分析總結(jié)了前人幾種測量主軸熱誤差方法的優(yōu)缺點，提出了使用單光束干涉儀對立式加工中心主軸熱誤差進行非接觸式的實時測量，測得延 Z 軸最大熱誤差達到 50μm；浙江大學的曹永杰和傅建中通過采用高精度 CCD 激光位移位移傳感器和渦電流位移傳感器對主軸熱誤差實時測量，測得立式銑床主軸延 Y 軸的軸向熱變形為 41μm，東北大學的張耀滿對沈陽機床廠生產(chǎn)的 CHH6125 高速數(shù)控車削中心主軸軸承附近的熱變形區(qū)進行了有限元分析，并分析得到第一主軸最大熱變形達到 33μ m，第二主軸最大熱變形為 21μm。清華大學相偉宏、鄭力、劉大成等人通過實驗的方法測得 TH6350 臥式鏜銑加工中心主軸系統(tǒng)前軸承附近主軸溫度最高，東南大學的郭策，孫慶鴻等人建立了高速高精度數(shù)控車床主軸部件溫度場的有限元模型，通過模型模擬及實際測量試驗，發(fā)現(xiàn)主軸系統(tǒng)最高溫度出現(xiàn)在前支撐軸承處，合肥工業(yè)大學的朱珍等人建立了主軸工作狀態(tài)下的穩(wěn)態(tài)溫度場和熱變形的三維熱分析有限元模型，通過模擬分析可知前軸承支撐處的熱應(yīng)力最大，以上研究結(jié)果表明，數(shù)控機床中，影響主軸系統(tǒng)的主要熱源為主軸軸承摩擦產(chǎn)生的熱量。