第一篇：機電一體化專業(yè)簡介(本科)

機電一體化專業(yè)簡介（本科）

機電一體化技術(shù)是將機械技術(shù)、電工電子技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、傳感器技術(shù)、接口技術(shù)、信號變換技術(shù)等多種技術(shù)進行有機地結(jié)合，并綜合應用到實際中去的綜合技術(shù)，現(xiàn)代化的自動生產(chǎn)設備幾乎可以說都是機電一體化的設備。

研究將電子器件的信息處理和控制功能附加或融合在機械 裝置中的一種復合化技術(shù)。俗稱機電一體化。機械電子學(mechatronics）是由機械學(mechanics）和電子學(electronics）兩個詞結(jié)合而成的新詞。其全稱為機械電子工程學，英語為mechanical and electronical engineering。機械電子學主要研究目的是把機械技術(shù)與微電子技術(shù)和信息技術(shù)有機地結(jié)合為一體，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的最優(yōu)化。機械電子學可以充分發(fā)揮機械技術(shù)、微電子技術(shù)和信息技術(shù)的各自的長處和特點，促進機械產(chǎn)品的更新?lián)Q代。機械電子學系統(tǒng)主要由機械主體、傳感器、信息處理和執(zhí)行機構(gòu)等部分組成。較高級的系統(tǒng)不但有硬件，而且還有相應的軟件，利用軟件技術(shù)可以實現(xiàn)硬件難以實現(xiàn)的功能，使機械系統(tǒng)增加柔性。典型的機械電子系統(tǒng)有數(shù)控機床、加工中心、工業(yè)機器人等。機械電子學技術(shù)除用于單個機器、設備或一般的生產(chǎn)系統(tǒng)的技術(shù)改造之外，還用于柔性制造系統(tǒng)、計算機集成制造系統(tǒng)、工廠自動化、辦公自動化、家庭自動化等方面。

培養(yǎng)目標

1、培養(yǎng)學生具有機、電、液一定的理論知識和較強的實踐技能。

2、具有機械加工設備的初步操作技能和數(shù)控加工、數(shù)控編程的能力。

3、具備從事機電技術(shù)必需的理論知識和綜合職業(yè)能力的機電設備、自動化設備和生產(chǎn)線的運行與維護人員，并具有設備改造能力的高等技術(shù)綜合性應用型人才。

專業(yè)素質(zhì)課程簡介

1、機械制圖：是機械類學科的技術(shù)基礎(chǔ)課程。按照《技術(shù)制圖》和《機械制圖》國家標準，以機械圖樣的繪制和識讀為主線，介紹制圖和識圖的基本知識和方法，主要內(nèi)容包括制圖的基礎(chǔ)知識、視圖投影原理、組合體三視圖、軸測投影、機械圖樣的表達方法、標準件和常用件、零件圖和裝配圖。

2、工程力學：主要內(nèi)容有平面匯交力系，力矩，平面力偶系，平面一般力系，摩擦和空間力系；材料力學基本概念，軸向拉伸與壓縮，剪切，扭轉(zhuǎn)，彎曲應力，彎曲變形，應力狀態(tài)與強度理論，組合變形，壓桿穩(wěn)定等。

3、電力電子技術(shù)：主要包括電力電子器件、電力電子電路和電力電子裝置及其系統(tǒng)。電力電子器件以半導體為基本材料，最常用的材料為單晶硅；它的理論基礎(chǔ)為半導體物理學；它的工藝技術(shù)為半導體器件工藝。近代新型電力電子器件中大量應用了微電子學的技術(shù)。電力電子電路吸收了電子學的理論基礎(chǔ)，根據(jù)器件的特點和電能轉(zhuǎn)換的要求，又開發(fā)出許多電能轉(zhuǎn)換電路。這些電路中還包括各種控制、觸發(fā)、保護、顯示、信息處理、繼電接觸等二次回路及外圍電路。

就業(yè)方向

1、從事機電一體化液體灌裝生產(chǎn)線及商品包裝自動化機械運行、維護、管理、技術(shù)改造等工作的機電一體化高等技術(shù)應用性專門人才.可在大型啤酒、飲料、食品及商品包裝生產(chǎn)企業(yè)從事現(xiàn)代化自動機與生產(chǎn)線的維護和管理工作，也可在相關(guān)的自動機與生產(chǎn)線的生產(chǎn)廠家或設計部門、營銷單位從事技術(shù)工作.2、機電一體化專業(yè)（計算機輔助設計與制造方向)從事機電產(chǎn)品的計算機輔助設計（CAD）與計算機輔助制造（CAM），并熟練使用和維修數(shù)控加工設備的機電一體化高等技術(shù)應用性專門人才.可在模具設計也制造、機械加工、塑料、五金、電子產(chǎn)品、計算機生產(chǎn)等企業(yè)從事數(shù)控機床的加工工藝設計編程，數(shù)控機床的調(diào)試、維護及加工操作，從事生產(chǎn)和技術(shù)管理工作，也可以從事國內(nèi)外數(shù)控設備的營銷工作.3、機電一體化專業(yè)（模具CAD/CAM方向）

從事利用計算機技術(shù)和數(shù)控加工技術(shù)對模具進行設計和制造等工作的機電一體化高等技術(shù)應用性專門人才.可在模具、機械、五金、塑料、家電等生產(chǎn)企業(yè)從事模具計算機輔助設計與制造等方面的技術(shù)工作，也可在企事業(yè)單位從事與本專業(yè)有關(guān)的經(jīng)營、管理工作.4、機電一體化專業(yè)（機電CAD技術(shù)方向）

在機電一體化產(chǎn)品、設備的設計、制造、維修、管理、技術(shù)改造與服務過程中專門從事用電腦繪圖設計、信息處理和資料管理的高等技術(shù)應用性專門人才.可在機械設計、制造與裝備行業(yè)、模具制造業(yè)，輕工、家用電器、電子制造業(yè)從事設計、制造、技術(shù)改造、產(chǎn)品營銷、設備管理與維護等工作.

第二篇：機電一體化專業(yè)簡介

機械電子工程專業(yè)[機電一體化]

機械電子工程專業(yè)又名機電一體化是在大規(guī)模集成電路和微型計算機為代表的微電子技術(shù)高度發(fā)展,向傳統(tǒng)機械工業(yè)領(lǐng)域迅速發(fā)展?jié)B透,機械電子技術(shù)深度結(jié)合的基礎(chǔ)上,綜合應用機械、微電子、自動控制、信息、傳感測試、電力電子、接口、信號轉(zhuǎn)變等技術(shù)以及軟件編程等群體技術(shù)，合理配置機械本體、執(zhí)行機構(gòu)、動力驅(qū)動單元、傳感測試元件、控制元件、微電子技術(shù)、加工、處理、生產(chǎn)、線路以及接口元件等硬件元素，并使之在軟件程序和微電子電路邏輯的有序規(guī)則運動，在高功能、高質(zhì)量、高可靠性、低功耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值的系統(tǒng)功能技術(shù)。

由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng)則成為一個以微電子技術(shù)為主導的現(xiàn)代高技術(shù)支持下的機電一體化系統(tǒng)或機電一體化產(chǎn)品。機電一體化技術(shù)的發(fā)展，使傳統(tǒng)的機械如虎添翼，有可能超越操作機械和動力機械范疇，進入智能化、柔性化、信息化、多功能化、全自動化、微機數(shù)字化控制的新時代，不僅極大地解放了人類的體力勞動，還極大地解放了人類的腦力勞動，因此機電一體化已成為當今世界工業(yè)發(fā)展的主要趨勢，其典型產(chǎn)品為數(shù)控機床、工業(yè)機器人、航天航空飛機器、新型家電產(chǎn)品、各種現(xiàn)代新興工業(yè)控制系統(tǒng)和裝置等等。哈爾濱理工大學機電一體化是部級重點學科，首批碩士學位授權(quán)點。

本專業(yè)培養(yǎng)從事機械制造工藝與設備，新工藝，新技術(shù)的設計實驗研究工作的高級工程技術(shù)人才。本專業(yè)學生除了基礎(chǔ)課程之外，還系統(tǒng)學習計算機原理及應用、計算機繪圖、電工技術(shù)、電子技術(shù)、機械控制工程、測試技術(shù)、機械制造工藝學、數(shù)控技術(shù)、ＣＡＤ／ＣＡＭ／ＣＡＰＰ，先進制造技術(shù)等課程。本專業(yè)畢業(yè)生可從事機械、電子、輕紡、儀器儀表、航空及其他機械及電子制造行業(yè)產(chǎn)品設計、工藝設備設計、工藝規(guī)程設計、數(shù)控技術(shù)、新工藝、新技術(shù)開發(fā)等技術(shù)工作，也可在高等學校和科學研究單位從事教學和科學研究工作。

第三篇：機電一體化技術(shù)專業(yè)簡介

機電一體化技術(shù)專業(yè)簡介

機電一體化技術(shù)專業(yè)的建設立足于寧夏社會經(jīng)濟的發(fā)展需求，依據(jù)寧夏機電制造行業(yè)的職業(yè)崗位需求，以學生的職業(yè)崗位能力培養(yǎng)為目標，培養(yǎng)機電設備操作、機電設備裝配、機電設備維修、機電設備管理等崗位，具有良好職業(yè)道德、較強專業(yè)技能和可持續(xù)發(fā)展能力的高素質(zhì)技能型人才。

機電一體化技術(shù)專業(yè)師資力量雄厚，師資隊伍結(jié)構(gòu)合理，專職教師共21名，其中專業(yè)帶頭人2名，骨干教師6名，專業(yè)教師13名，具有“雙師”素質(zhì)教師17名，聘用行業(yè)、企業(yè)技術(shù)人才和能工巧匠為主的兼職教師25名，形成了一支職業(yè)能力較強，教育教學能力過硬，具有較高理論和實踐教學水平的專兼結(jié)合的優(yōu)秀教學團隊。

第四篇：機電一體化本科畢業(yè)論文

[在此處鍵入]

數(shù)控機床精度調(diào)整與恢復 / 37 [在此處鍵入]

摘要

在機械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機械工業(yè)的滲透所形成的機電一體化，使機械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發(fā)展階。技術(shù)的飛速發(fā)展，極大地提高了勞動生產(chǎn)率； 提高了產(chǎn)品的質(zhì)量； 減輕了人們的勞動強度，使人們從繁重的勞動中解放出來，去從事更有效的勞動；由于技術(shù)的發(fā)展的需要，許多生產(chǎn)過程依靠人們的腦力和體力直接操作是難以實現(xiàn)的，還有許多生產(chǎn)過程則因人的生理所限而不能由人工操作。在這種情況下，自動控制更加顯示出其巨大的作用，本文以數(shù)控機床的自動控制為主，精度補償為輔，深入淺出的介紹了一些知識，希望能在今后的工作中對大家有所幫助

關(guān)鍵詞：機電一體化；自動控制技術(shù)；精度補償 / 37 [在此處鍵入]

ABSTRACT

In the field of mechanical engineering, because of the rapid development of microelectronics technology and computer technology & the electromechanical integration which formed by permeation of mechanicalindustry, these made the technology structure of mechanical industry、industrial organization、function and composition、production mode and managementsystem got the great changes, made industrialproduction step into a newdevelopmentstage which is characterizedby “electromechanicalintegration” from the stage of “Mechanical electrification”.The rapid development of technology, improved the labor productivity greatly;improved the quality of the products;reduced the labor intensity of people, made people liberated from the heavy labor and engaged in a more effective work;due to the need of the development of technology, many production processes which relied on people's physical strength mental to operate directly is very difficult, and there are many production processes cannot be operated manually because of the physiology.In this situation, the automatic control shows its important role, this article is centered on automatic control of CNC machine, supplementedby precision compensation, introduces some knowledge, hope it can be help in your future work.Keywords: electromechanicalintegration;automatic control technology;precision compensation / 37

摘要 ABSTRACT 第一章緒論

1.1引言

1.2機電一體化概要

第二章典型機電一體化產(chǎn)品的發(fā)展趨勢

1數(shù)控機床

2自動機與自動生產(chǎn)線 3機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢

第三章機電一體化技術(shù)在機械加工企業(yè)中應用

1FIDIA系統(tǒng)在加工中的優(yōu)勢 2什么是FIDIA高速銑削 3FIDIA刀具技術(shù) 4FIDIA機床技術(shù) 5FIDIA數(shù)控系統(tǒng)性能 6FIDIA加工工藝 / 37

第四章雷尼紹激光干涉儀

1激光干涉儀測量原理 2激光干涉儀的硬件組成 3激光干涉儀的軟件組成 4激光干涉儀光路調(diào)整 5激光干涉儀生成檢測程序

第五章FIDIA數(shù)控機床的精度補償

1.數(shù)控機床精度檢測補償步驟步驟 2.選擇儀器進行測量

3.檢測螺距誤差使用的測量方法 4.選擇補償方法進行數(shù)據(jù)分析 5.實例

結(jié)論 參考文獻 致謝/ 37

第一章 緒論

1.1引言

現(xiàn)代科學技術(shù)的不斷發(fā)展，極大地推動了不同學科的交叉與滲透，導致了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。在機械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機械工業(yè)的滲透所形成的機電一體化，使機械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，數(shù)控機床是機電一體化的集中體現(xiàn)，其高速化和高精度化再與編程軟件相互配合可以完成復雜型面的3D加工，但是在長期的工作中我們發(fā)現(xiàn)當數(shù)控機床使用一段時間以后由于各傳動部件的磨損（主要是滾珠絲杠上面的滾珠磨損）造成機床精度的下降，進而影響到產(chǎn)品的合格率，所以定期檢查回復出廠精度是機床的精度是最終產(chǎn)品是否合格的關(guān)鍵，也是數(shù)控機床的重要組成部分，本文以機電一體化所學習的知識為基礎(chǔ)，以用雷尼紹激光干涉儀為測量工具對FIDIA系統(tǒng)數(shù)控機床為對象對數(shù)控機床的激光檢查和補償，恢復出廠精度胃實例，寫出此論文，希望可以在今后的工作中對大家有所幫助。

1.2機電一體化概要

機電一體化是指在機構(gòu)得主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術(shù)，將機械裝置與電子化設計及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。

機電一體化發(fā)展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術(shù)的不但發(fā)展，還將被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為：機電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，綜合運用機械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標和優(yōu)化組織目標，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值，并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng)，則成為一個機電一體化系統(tǒng)或機電一體化產(chǎn)品。

80年代，信息技術(shù)嶄露頭角。微處理機的性能提高，為更高級的機電一體化產(chǎn)品所采用，典型的機電一體化產(chǎn)品如數(shù)控機床、工業(yè)機器人和汽車的電子控制系統(tǒng)等。微機作為關(guān)鍵技術(shù)引入了飛行器系統(tǒng)后，使機械—電子系統(tǒng)在高度控制、排氣控制、振動控制和保險氣袋等方面獲得廣泛應用。/ 37

信息技術(shù)驅(qū)使機械系統(tǒng)在不同程度上利用數(shù)據(jù)庫，連洗衣機和其他消費品也用上了數(shù)據(jù)庫驅(qū)動系統(tǒng)。這樣，對機電一體化的系統(tǒng)設計方法的探索、成型和系統(tǒng)集成以及并行工程設計和控制的實施日顯重要。此外，光學也進入了機電一體化，產(chǎn)生了“光機電一體化”的新領(lǐng)域。

進入90年代，通信技術(shù)進入了機電一體化，機器可像機器人系統(tǒng)那樣遙控和虛擬現(xiàn)實多媒體等技術(shù)緊密聯(lián)系的計算機控制的網(wǎng)絡化機電一體化日益普及。有些機電一體化機械可兩用，有的在性能上更是多用途的，尤其是微傳感器和執(zhí)行器技術(shù)的發(fā)展，和半導體技術(shù)以光刻為基礎(chǔ)的方法以及和傳統(tǒng)機電一體化微型化方法的結(jié)合，開創(chuàng)了以精密工程和系統(tǒng)集成為特點的機電一體化新分支“微機電一體化”。雖然微加工方法尚未成熟，但將逐漸成為集成控制系統(tǒng)的一個組成部分。之后，機電一體化隨著自動化技術(shù)的發(fā)展而日益發(fā)展，穩(wěn)步進入了21世紀。機電一體化是機械、微電子、控制、計算機、信息處理等多學科的交叉融合，其發(fā)展和進步有賴于相關(guān)技術(shù)的進步與發(fā)展，其主要發(fā)展方向有數(shù)字化、智能化、模塊化、網(wǎng)絡化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化 / 37

第二章典型機電一體化產(chǎn)品的發(fā)展趨勢

1數(shù)控機床

目前我國是全世界機床擁有量最多的國家（近320萬臺），但數(shù)控機床只占約5％且大多數(shù)是普通數(shù)控（發(fā)達國家數(shù)控機床占10％）。近些年來數(shù)控機床為適應加工技術(shù)的發(fā)展，在以下幾個技術(shù)領(lǐng)域都有巨大進步。

（1）高速化

由于高速加工技術(shù)普及，機床普遍提高了各方面的速度。車床主軸轉(zhuǎn)速有3000～4000r/min提高到8000～10000r/min；銑床和加工中心主軸轉(zhuǎn)速由4000～8000r/min提高到12000～40000r/min以上；快速移動速度由過去的10～20m/min提高到48m/min，60m/mni，80m/min，120m/min；在提高速度的同時要求提高運動部件起動的加速度，由過去一般機床的0.5G（重力加速度）提高到1.5G～2G，最高可達15G；直線電機在機床上開始使用，主軸上大量采用內(nèi)裝式主軸電機。

（2）高精度化

數(shù)控機床的定位精度已由一般的0.01～0.02mm提高到0.008左右；亞微米級機床達到0.0005mm左右；納米級機床達到0.005～0.01um；最小分辨率為1nm（0.000001mm）的數(shù)控系統(tǒng)和機床已問世。

數(shù)控中兩軸以上插補技術(shù)大大提高，納米級插補使兩軸聯(lián)動出的圓弧都可以達到1u的圓度，插補前多程序預讀，大大提高了插補質(zhì)量，并可進行自動拐角處理等。

（3）復合加工，新結(jié)構(gòu)機床大量出現(xiàn)

如5軸5面體復合加工機床，5軸5聯(lián)動加工各類異形零件。同時派生出各種新穎的機床結(jié)構(gòu)，包括6軸虛擬軸機床，串并聯(lián)絞鏈機床等，采用特殊機械結(jié)構(gòu)，數(shù)控的特殊運算方式，特殊編程要求。

（4）使用各種高效特殊功能的刀具使數(shù)控機床“如虎添翼 / 37

如內(nèi)冷轉(zhuǎn)頭由于使高壓冷卻液直接冷卻轉(zhuǎn)頭切削刃和排除切屑，在轉(zhuǎn)深孔時大大提高效率。加工剛件切削速度能達1000m/min，加工鋁件能達5000m/min。

（5）數(shù)控機床的開放性和聯(lián)網(wǎng)管理

數(shù)控機床的開放性和聯(lián)網(wǎng)管理已是使用數(shù)控機床的基本要求，它不僅是提高數(shù)控機床開動率、生產(chǎn)率的必要手段，而且是企業(yè)合理化、最佳化利用這些制造手段的方法。因此，計算機集成制造、網(wǎng)絡制造、異地診斷、虛擬制造、并行工程等等各種新技術(shù)都在數(shù)控機床基礎(chǔ)上發(fā)展起來，這必然成為21世紀制造業(yè)發(fā)展的一個主要潮流。

2.自動機與自動生產(chǎn)線

在國民經(jīng)濟生產(chǎn)和生活中廣泛使用的各種自動機械、自動生產(chǎn)線及各種自動化設備，是當前機電一體化技術(shù)應用的又一具體體現(xiàn)。如：2000～80000瓶/h的啤酒自動生產(chǎn)線；18000～120000瓶/h的易拉罐灌裝生產(chǎn)線；各種高速香煙生產(chǎn)線；各種印刷包裝生產(chǎn)線；郵政信函自動分撿處理生產(chǎn)線；易拉罐自動生產(chǎn)線；FEBOPP型三層共擠雙向拉伸聚丙烯薄膜生產(chǎn)線等等，這些自動機或生產(chǎn)線中廣泛應用了現(xiàn)代電子技術(shù)與傳感技術(shù)。如可編程序控制器，變頻調(diào)速器，人機界面控制裝置與光電控制系統(tǒng)等。我國的自動機與生產(chǎn)線產(chǎn)品的水平，比10多年前躍升了一大步，其技術(shù)水平已達到或超過發(fā)達國家上一世紀80年代后期的水平。使用這些自動機和生產(chǎn)線的企業(yè)越來越多，對維護和管理這些設備的相關(guān)人員的需求也越來越多。

3.機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢

以微電子技術(shù)、軟件技術(shù)、計算機技術(shù)及通信技術(shù)為核心而引發(fā)的數(shù)字化、網(wǎng)絡化、綜合化、個性化信息技術(shù)革命，不僅深刻地影響著全球的科技、經(jīng)濟、社會和軍事的發(fā)展，而且也深刻影響著機電一體化的發(fā)展趨勢。專家預測，機電一體化技術(shù)將向以下幾個方向發(fā)展：

（1）光機電一體化方向 / 37

一般機電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機械結(jié)構(gòu)等部件組成。引進光學技術(shù)，利用光學技術(shù)的先天特點，就能有效地改進機電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)。

（2）柔性化方向

未來機電一體化產(chǎn)品，控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的“冗余度”，有較強的“柔性”，能較好地應付突發(fā)事件，被設計成“自律分配系統(tǒng)”。在這系統(tǒng)中，各子系統(tǒng)是相互獨立工作的，子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務，同時具有本身的“自律性”，可根據(jù)不同環(huán)境條件做出不同反應。其特點是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具有“行動”是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統(tǒng)的能力（柔性），又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個系統(tǒng)。

（3）智能化方向

今后的機電一體化產(chǎn)品“全息”特征越來越明顯，智能化水平越來越高。這主要得益于模糊技術(shù)與信息技術(shù)（尤其是軟件及芯片技術(shù)）的發(fā)展。/ 37

第三章機電一體化技術(shù)在機械加工企業(yè)中應用

隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展，社會對機械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、性能、精度、效率和品種的要求越來越高，單件與中小批量產(chǎn)品的比重越來越大（目前已占到以上），傳統(tǒng)的通用專用機床和工藝裝備已經(jīng)不能很好地適應高質(zhì)量、高效率、多樣化加工的要求，因而，以微電子技術(shù)和計算機技術(shù)為基礎(chǔ)的數(shù)控技術(shù)，將機械技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、傳感檢測技術(shù)、信息處理技術(shù)、網(wǎng)絡通信技術(shù)和成組技術(shù)等有機地結(jié)合在一起，使機器制造行業(yè)的生產(chǎn)方式和機器制造技術(shù)發(fā)生了深刻的、革命性的變化。當今機床行業(yè)的計算機數(shù)控化已成為技術(shù)進步的大趨勢。數(shù)控機床是電子信息技術(shù)和傳統(tǒng)機械加工技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，它集現(xiàn)代精密機械、計算機、通訊、液壓氣動、光電等多學科有效提高了加工質(zhì)量和效率，實現(xiàn)了柔性自動化（相對于傳統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)上的大批量生產(chǎn)的剛性自動化），并向智能化、集成化方向發(fā)展。所以，可以毫不夸張地說，（計算機）數(shù)控技術(shù)，是現(xiàn)代先進制造技術(shù)的基礎(chǔ)和核心。數(shù)控機床在機械制造業(yè)中得到日益廣泛的應用（美國的數(shù)控機床已占機床總數(shù)的80%以上），是因為它有效地解決了復雜、精密、小批多變的零件加工問題，能滿足高質(zhì)量、高效益和技術(shù)的趨勢與潮流，也是現(xiàn)代機械制造企業(yè)在市場競爭激烈的條件下生存與發(fā)展的必然要求。在數(shù)控機床發(fā)展過程中，值得一提的是數(shù)控加工中心的出現(xiàn)。這是一種具有自動換刀裝置的數(shù)控機床，它能實現(xiàn)一次裝夾并進行多工序加工。這種機床在刀庫中裝有鉆頭、絲錐、鉸刀、鏜刀等刀具，通過程序指令自動選擇刀具，并利 用機械手將刀具裝在主軸上，這樣可大大縮短零件裝卸時間和換刀時間。數(shù)控加工中心現(xiàn)在用機械手將刀具裝在主軸上，這樣可大大縮短零件裝卸時間和換刀時間。數(shù)控加工中心現(xiàn)在用機械手將刀具裝在主軸上，這樣可大大縮短零件裝卸時間和換刀時間。數(shù)控加工中心現(xiàn)在已已經(jīng)成為數(shù)控機床中一個非常重要的品種，不僅有立式、臥式等鏜銑類加工中心用于箱體類零件的加工，還有車削加工中心用于回轉(zhuǎn)體零件加工以及磨削加工中心等。這些高性能、高精度、高自動化的數(shù)控機床就組成了完整的數(shù)控機床家族隨著社會生產(chǎn)和科學技術(shù)的進步，數(shù)控技術(shù)不僅應用于機床的控制，還用于控制其他的設。備，諸如數(shù)控線切割機、數(shù)控繪圖機、數(shù)控測量機、數(shù)控沖剪機等，僅數(shù)控機床就有數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控鉆床、數(shù)控磨床、數(shù)控鏜床以及數(shù)控加工中心等。/ 37

器機軸模塊x412PE1124x主22電W6PAPM2頭碼1VMD1銑編D62U側(cè)軸主塊模源電wk55214x塊器模碼5P11軸EMP124xP編主機2軸DMDWA電12主1V頭62U銑立塊模源電wk55B1GT41RxRC131x121xUPC CMM141x151xUPC CLP軸1111x121x131x141xC113x123x33x機電機軸電u軸W軸1W3UPC CN113x123x3x器碼編軸1園111x121x3131x141xU113x123x3機x電軸軸CcGNIE軸14RL31ZUU111x121x131x141x113x123x39xESDXAOEEMM T機IUC12141x121x131x141x113x123xRIC121x419EXE12 / 37

/ 37

起源于意大利的FIDIA數(shù)控系統(tǒng)是基于WINDOWS平臺的操作系統(tǒng)，由于系統(tǒng)屬于開放式系統(tǒng)，安裝使用及編程操作都非常簡單方便，由于有以上優(yōu)點在我國的軍事設備加工企業(yè)使用比較廣泛。

1.FIDIA系統(tǒng)在加工中的優(yōu)勢

今天的機械加工行業(yè)，競爭日趨激烈，產(chǎn)品更新加快、模具交貨期愈短、使用材料更加復雜，這些已成為機械加工中最為顯著的特征。高速銑削作為模具制造中最為重要也是最為先進的一項制造技術(shù)，集高效、優(yōu)質(zhì)、低耗于一身，在機械行業(yè)中受到的重視程度不言而喻。國內(nèi)只有為數(shù)不多的機械企業(yè)，對高速銑削設備、技術(shù)有實際的應用，而部分已使用高速銑削的企業(yè)因技術(shù)人員沒有真正掌握相關(guān)技術(shù)，造成加工效果不甚理想。而高速銑削的優(yōu)勢到底體現(xiàn)在哪？高速銑削又有哪些特點？高速銑削能給我們帶來哪些好處？下面結(jié)合FIDIA高速機床的特點簡要介紹一下。/ 37

2.什么是FIDIA高速銑削

高速銑削不能按照任何特定的速度值來定義，獲得很高數(shù)值的轉(zhuǎn)速或線速度不是它本身的目標。與之相反，高速銑削描述了使用速度的方法。在高速銑削加工里，速度是一種催化劑。當高速主軸和高進給下的精確定位有機結(jié)合時，高速切削開始顯現(xiàn)出實用價值。在模具加工里，高速切削讓使用小直徑刀具和小切深成為現(xiàn)實，所以槽和復雜細節(jié)的加工可通過銑削來代替EDM。此外，高速切削加工獲得的光潔表面使得取消手工拋光成為可能。

高速銑削應用要求的不僅是機床的速度，而且還在于使用的工藝。這個工藝與傳統(tǒng)切削要求有顯著區(qū)別，高速銑削涉及到CNC機床、刀柄刀具、冷卻系統(tǒng)及CAM數(shù)控編程等諸多因素。這個工藝甚至涉及到更綜合更全面地了解機床在不同速度下的行為特征。下面從刀具技術(shù)、機床技術(shù)、數(shù)控系統(tǒng)性能和加工工藝等幾個方面分析高速加工與普通加工的異同。

3.FIDIA刀具技術(shù)

高速加工用的刀具必須與工件材料的化學親和力小，具有優(yōu)良的力學性能，化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，良好的抗沖擊和熱疲勞特性。普通加工的刀具夾緊技術(shù)也不再符合高速加工，F(xiàn)IDIA 機床采用HSK刀柄。刀柄錐部和端面同時與主軸內(nèi)錐孔和端面接觸雙定位，且此類刀柄采用的是內(nèi)漲式夾緊技術(shù)，保障了主軸高速運轉(zhuǎn)的安全性。

4.FIDIA機床技術(shù)

高速加工機床為了適應高速加工時主軸轉(zhuǎn)速高，進給速度快，機床運動部件加速度高等要求，在主軸單元、進給系統(tǒng)、CNC系統(tǒng)和機械系統(tǒng)等方面比普通數(shù)控機床具有更高的要求。FIDIA 高速銑削加工中心具備卓越的系統(tǒng)功能和很好的機械結(jié)構(gòu)，為加工高質(zhì)量的模具提供了可靠的保證。典型的金字塔式結(jié)構(gòu)，寬的導軌和低的重心，適合線性軸的高速運動。坐標的運動速度可在0.1秒內(nèi)由0加速到30m/min。FIDIA高速機床采用FIDIA傳統(tǒng)式的工作臺固定不動。這樣機床承重比同規(guī)格的運動式工作臺要大；機床的運動單元的慣量是常數(shù)，線性軸電機一直在最佳的工作狀態(tài)下運行，即不因改變加工模具/ 37

的大小而改變電機的特性；還有就是考慮到高速運動的特殊性，在保證機床足夠剛性的前提下盡量減少運動慣量，以便最大程度提高坐標固有頻率，從而得到更高的閉環(huán)增益，使得機床在高速加工中的跟蹤誤差趨于最小值，最終提高加工的精度和質(zhì)量。FIDIA高速加工機床在數(shù)控系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)動擺頭及反饋光柵都應用FIDIA技術(shù)。FIDIA作為最終用戶的源供應商，確保了整機的質(zhì)量和可靠性。

5.FIDIA數(shù)控系統(tǒng)性能

FIDIA在數(shù)控系統(tǒng)及計算、數(shù)字化仿形的系統(tǒng)集成技術(shù)、復雜型面的銑削加工等方面一直處于市場領(lǐng)先地位。從1974年開始FIDIA就致力于開發(fā)新的CNC算法以提高銑加工的性能。在過去十幾年中，F(xiàn)IDIA一直在對軸控制技術(shù)進行改進以減少加工過程中的軌跡誤差。通過這些算法從而減少了加工時的動態(tài)誤差，同時也提高了加工進給速度和表面加工質(zhì)量。

Look-ahead（向前看）功能可根據(jù)不同條件進行調(diào)整：機床類型、加工工件的類型、加工要求（粗加工、半精加工或精加工）。可以通過G代碼來調(diào)用不同的動態(tài)參數(shù)從而優(yōu)化加工性能。

通過Active Tuning(主動調(diào)協(xié))、Active Damping（有源阻尼）、Jerk Control(階躍控制)等功能，能優(yōu)化和增強高速切削機床加工性能，減少加工時間和提高工件表面加工質(zhì)量。

這些功能能減小動態(tài)軌跡誤差，能在高速進給速度的條件下提高加工精度和完美的表面加工質(zhì)量。

Active Tuning和Active Damping能設置與高速機床特性相匹配的最佳數(shù)值并且不會在控制回路中產(chǎn)生失穩(wěn)。

“階躍”式的加速度會引起振蕩，F(xiàn)IDIA引入“Jerk Control（跳動控制）”技術(shù)提供漸變的坐標加速度。快速平滑的加速能提高加速區(qū)域加工質(zhì)量。

6.FIDIA加工工藝

和普通加工相比，可以縮短加工時間，提高生產(chǎn)效率和機床利用率，工件熱變形小，加工精度高，表面質(zhì)量好，加工工藝范圍廣，適合加工薄壁、剛性較差、容易產(chǎn)生熱變形/ 37

的零件。FIDIA 高速加工機床刀具冷卻采用油霧半干式冷卻，使用非毒性的植物潤滑油，最小潤滑油供量。在工件表面形成一層薄薄的油膜，與傳統(tǒng)的使用冷卻液或氣冷的方式相比，可大大提高工件表面質(zhì)量。

近十年來，F(xiàn)IDIA在驅(qū)動技術(shù)和控制系統(tǒng)的長足進步，推動了自身高速加工中心結(jié)構(gòu)的不斷創(chuàng)新和性能的不斷提高。對提高加工中心的高速度、高動態(tài)和高精度起了決定性的作用。在模具加工機床的多種結(jié)構(gòu)創(chuàng)新中，不僅應用回轉(zhuǎn)工作臺，而且還應用擺動和回轉(zhuǎn)主軸頭，由此構(gòu)成各種不同類型的五軸加工中心。FIDIA五軸龍門式高速精密銑削中心為加工大型模具提供了技術(shù)支持。/ 37

第四章雷尼紹激光干涉儀

1.激光干涉儀測量原理

ML10 激光器的光束會射入線性干涉鏡，再分為兩道光束。一道光束（稱為參考光束）射向連接分光鏡的反射鏡，而第二道光束（測量光束）則通過分光鏡射入第二個反射鏡。這兩道光束回再反射回分光鏡，重新匯聚之后返回激光頭，其中會有一個探測器監(jiān)控兩道光束間的干涉。在線性測量時，其中一個光學元件保持不變，而另一個則沿著線性軸移動。定位測量是通過監(jiān)控測量及參考光束間光路差異的變化來執(zhí)行的（請注意，兩個光學元件間的差分測量與 ML10 激光器的位置無關(guān)）。此種測量可與待測機床的標尺讀數(shù)比較，獲得機床精度的任何誤差。/ 37

通常，反射鏡設置為移動的光學元件，而干涉鏡則作為固定的元件，這些元件可以調(diào)換，但會縮小測量的最大量程，從 40 m(133 ft)縮小為 15 m(49 ft)。因此在長軸上，線性干涉鏡通常保持固定，而移動其它反射鏡以執(zhí)行測量。在較短的軸上，如果方便，這些角色可以互相交換

2.激光干涉儀的硬件組成

本次我們使用的儀器為：Renishaw 激光器測量系統(tǒng)

ML10 是一種單頻HeNe激光器，內(nèi)含對輸出激光束穩(wěn)頻的電子線路及對由測量光學鏡產(chǎn)生的干涉條紋進行細分和計數(shù)處理。其主要作用簡單概括為：發(fā)射紅外線以及返收紅外線供特定的軟件做分析，記錄相關(guān)的數(shù)據(jù)

（1）三腳架

三腳架及云臺可用來安裝 ML10 激光器，將 ML10 激光器設置在不同的高度，并充分控制ML10 激光束的準直。對于大多數(shù)機床校準設置，建議將 ML10 激光器安裝在三腳架和云臺上。三腳架、安裝云臺和 ML10 激光器三合一體，可為 ML10 光束準直提供下列調(diào)整： ?高度調(diào)整 ?水平平移調(diào)整 ?角度偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)調(diào)整 ?角度俯仰調(diào)整

（2）EC10 環(huán)境補償裝置

EC10 環(huán)境補償裝置可以補償激光器光束波長在氣溫、氣壓、及相對濕度影響之下的變化。大多數(shù)機床會隨著溫度變化膨脹或收縮，可能導致校準發(fā)生誤差，為了避免校準誤差，線性測量軟件納入一種稱為熱膨脹補償或“歸一化”的數(shù)學修正，應用在線性激光讀數(shù)上。軟件使用膨脹系數(shù)將測量加以歸一（膨脹系數(shù)需手動輸入），并使用 EC10 來測量平均機床溫度。/ 37

修正的目的是要評估在 20 °C(68 °F)的溫度下執(zhí)行校準時應得的激光器校準結(jié)果。可用來輸入被校準的機床或?qū)ο蟮臒崤蛎?/p>

系數(shù)。通常都會輸入機床反饋系統(tǒng)的膨脹系數(shù)。例如，11.7ppm/°C(6.50ppm/°F)是使用鋼制滾珠絲杠及園編碼器反饋系統(tǒng)的一個典 型數(shù)值。

（3）線性測量鏡組

線性測量鏡組可用于測量線性定位精度。線性測量鏡組組件包括下列要件 分光鏡 兩個線性反射鏡

兩個光靶以助于光學準直

注：當您組合一個分光鏡和線性反射鏡后，便成為一個線性干涉鏡。（4）用于將鏡組安裝到機床機床上的安裝組件

鏡組安裝組件是用來將 Renishaw 測量鏡組安裝到CMM 或機床上。本系統(tǒng)的設計可以輕易地交換不同的測量鏡組，無需重新準直激光器。其它組件包括：

三個安裝桿（安裝桿有 M8 螺絲釘可擰上底板、標準磁基或其它 Renishaw 裝置）M8 適配器（可連接標準磁基或 Renishaw 的 CMM 探頭）兩個底板

兩個安裝塊和安裝螺釘（可將光學元件連接至安裝桿）

鏡組安裝組件不包括任何可將安裝的鏡組夾上待測機床的元件，要這么做需視不同的機床而異。一種通用的方式是用磁性安裝塊直接將鋼制底板或/和安裝桿裝上機床。安裝組件的安裝桿和底板都是磁性不銹鋼所制，因此可以用磁性安裝塊來加以牢固。/ 37

3.激光干涉儀的軟件組成

（1）Renishaw Laser10 是配套Renishaw 激光器測量系統(tǒng)的軟件

此軟件的資源管理器窗口：這里面包括該儀器所有功能的配套軟件，其中線性測長是我們本次研究的軟件。

（2）線性測量軟件

用戶通過有關(guān)數(shù)據(jù)采集設置程序，顯示目標生成，采集初始化和自動數(shù)據(jù)采集對話框。倘若您已在會話中定義了目標，就可以選 擇創(chuàng)建新目標或者修改既有的目標。目標

目標設置對話框。倘若您已在會話中定義了目標，您可以選擇創(chuàng)建新目標或者修改已有的目標。編輯

會顯示編輯目標數(shù)值對話框，容許您更改已定義的目標位置。保存

會顯示另存為對話框，容許您給要保存的目標設置定義一個文件 開始

在您定義目標并設置自動采集后開始數(shù)據(jù)采集過程。繼續(xù)在中斷后繼續(xù)數(shù)據(jù)采集過程。環(huán)境設置

會顯示環(huán)境設置對話框，容許您手動設定環(huán)境參數(shù)或選擇使用 EC10裝置進行自動補償。自動采集設置

會顯示自動數(shù)據(jù)采集設置對話框，容許您在其中輸入數(shù)據(jù)采集參數(shù)，如最小暫停期間以及過速步長尺寸。/ 37

數(shù)據(jù)

會顯示數(shù)據(jù)編輯對話框，容許您在其中編輯在每一個目標按運行或按目標位置所記錄的誤差值。

分析啟動 Renishaw Laser10 分析軟件。

附加功能/將角度轉(zhuǎn)換為直線度是一個 DOS 實用程序，可將角度數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)換為直線度 數(shù)據(jù)文件。

附加功能/轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)文件是一個 DOS 實用程序，可從采集的數(shù)據(jù)中去除斜率。它也能夠縮放及給所采集的數(shù)據(jù)添加偏移量。附加功能/將數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)換為電子表格一個 DOS 實用程序，可將數(shù)據(jù)文件從 Renishaw 文件格式轉(zhuǎn)換為 Lotus 123 電子表格。該格式也能用Microsoft Excel 讀取。附加功能/環(huán)境監(jiān)控軟件一個 DOS 實用程序，可顯示材料溫度、氣溫、氣壓和濕度并以電子數(shù)據(jù)表格式記錄。組件/將數(shù)據(jù)采集到 Lotus 123 電子數(shù)據(jù)表文件

選中時，會加載一個軟件組件，可用于將激光讀數(shù)、誤差、環(huán)境數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)以電子數(shù)據(jù)表文件格式保存。每一次數(shù)據(jù)采集軟件內(nèi)采集到一個數(shù)據(jù)點時，便會記錄該數(shù)據(jù)。通信/設置 RS232 會顯示Renishaw 通信對話框，您便能夠按機床所配備的控制器類型設置通信參數(shù)。通信/終端

會顯示Renishaw 通信終端窗口，您便能夠測試及監(jiān)控通過 RS232 接口的文件傳送。

配置

數(shù)據(jù)文件目錄容許您定義保存 Renishaw 數(shù)據(jù)文件的默認目錄。環(huán)境設置

會顯示環(huán)境設置對話框，容許您定義默認的膨脹系數(shù)值以及用來顯示環(huán)境參數(shù)的單位。測量單位 / 37

會顯示單位設置對話框，容許您定義單位類型（英制或公制），以及用來顯示激光測量值及誤差值讀數(shù)的分辨率。角度因子僅適用于角度測量模式。

會顯示角度因子對話框，容許您在其中輸入有關(guān)所用角度鏡組的詳細信息。工具欄

會顯示一個對話框，容許您在其中更改工具欄的外觀。您可以添加或刪除按鈕并更改它們的顯示順序。

設備選擇 Renishaw PC10 或 PCM10 配 ML10 PC10/ML10 仿真

GPIB 接口通過串口的Bobe盒Federal Gauge/RS232容許您選擇計算機上所連接或安裝的接口類型。接口地址

會顯示端口地址選擇對話框，容許您給計算機上所配備的接口卡設定端口地址。加載配置文件

當開始一個采集會話時，軟件會從默認文件CURRENT.RCF 內(nèi)讀取配置。該選項會顯示打開對話框，容許您在其中從自己先前創(chuàng)建的文件中選擇一個配置。保存配置文件

該選項會顯示另存為對話框，容許您在其中將一個自定義配置保存到與CURRENT.RCF 文件相同的目錄。語言選擇

該選項容許您用不同的語言，如中文、德語、英語、法語、意大利語、或西班牙語等等

4.激光干涉儀光路調(diào)整 / 37

4.1水平光束調(diào)整

沿著運動軸將機床推離激光頭，直到您看到光束開始移開光靶。當只有一半的光束仍然擊中白點時停止移動機床。請注意光束現(xiàn)在偏離中心多遠。用三腳架臺左后方的小旋鈕，調(diào)整激光頭的角度偏轉(zhuǎn)，以使光

束橫掃過白色光靶。繼續(xù)移動光束，直到它位于相反方向離中心的距離相同

現(xiàn)在，用三腳架臺左邊中間的大旋鈕，調(diào)整激光頭水平平移，使光束返回光靶的水平中心線。

4.2垂直光束調(diào)整

請注意激光束在目標上的垂直位置。

使用激光頭后方的指形輪組來調(diào)整，使光束垂直掃過目標。調(diào)整指形輪組，直到光束位于相反方向離目標中心的距離相同的位置

現(xiàn)在，使用三腳架中心主軸上的高度調(diào)整輪來將激光頭上下移動，直到光束再一次擊中目標中心。注：此時，可能有必要進行另外一次較小的水平回轉(zhuǎn)調(diào)整，以使激光束返回到該目標的中心。/ 37

現(xiàn)在沿著運動軸繼續(xù)推離機床。當您看到激光頭移開目標時再一次停止。重復激光器準直調(diào)整，直到您達到軸的末端。

達到軸的末端時，將機床移回激光器，來到軸的起點。

若光束不再位于光靶中心，則水平平移激光器，使光束回到光靶的垂直中心線。然后，垂直平移激光頭，使光束回到光靶的中心。注：此時，可能有必要進行另外一個較小的水平回轉(zhuǎn)調(diào)整，以使激光束返回到該光靶的中心。重復步驟，直到光束在整個運動軸范圍內(nèi)都能保持在光靶的中心。

提示：若光線已經(jīng)與待校準軸平行，只需將激光頭水平平移用于擊準光靶的中心，那么我們可以使用手輪微調(diào)鏡子的位子來實現(xiàn)；若是垂直平移，我們可以手動調(diào)整鏡子的高度來實現(xiàn)。（不過這個調(diào)整必須很小心，若光束回到光靶中心則馬上固定）5.激光干涉儀生成檢測程序

激光干涉儀在檢測的時候時按照我們在第一步設定的目標點運動的，即從0 到450MM 每30MM為一個點，因此機床在運動的時候必須和軟件設置的一致，所以我們必須生成檢測程序。

程序的生成方法圖下：

選擇定義工具欄下的零件程序下的產(chǎn)生按鍵

在彈出的窗口中輸入文件名，并且選擇程的序存放路徑按保存 需要我們選擇的為：數(shù)控系統(tǒng)的型號。

我們針對我們當前檢測機床的數(shù)控系統(tǒng)型號作正確的選擇，接著彈，這個窗口要求我們填寫與程序相關(guān)的數(shù)據(jù)，我們?nèi)缦滤咎顚懀?程序號：0001 軸名為：Z 運行次數(shù)為：1 選擇方向為：雙向 / 37

暫停周期為：4 秒 越程為：4.0000 毫米 零件程序類型：線性

進給量：1500 ；軸方式為：普通 名詞解釋： 程序號 該程序的序號 軸名

待校準軸的名稱這里記住是大寫運行次數(shù)：我們希望該程序運行多少次 選擇方向

在軸上行走的方向時一來一回的間隔點還是只去這樣走回時不走暫停周期：等待軟件記錄數(shù)據(jù)的時間，這里要根據(jù)電腦的性能作調(diào)整 越程

這里是為了消除方向間隙而設置的，一般選擇默認，也可以自行設置 零件程序類型

選擇運行的方式，因為我們是走直線的所以我們選擇線性

進給量 機床運動的速度

到這里的時候我們已經(jīng)完成了程序的生成，我們使用文本格式打開文件可以看到程序如下：

:G01 G90 F1500 G01 Z004.000 / 37

G04 F1.G01 Z000.000 G04 F4.G01 Z-030.000 G04 F4.G01 Z-60.000 G04 F4.G01 Z-90.000 G04 F4.G01 Z-95 G04 F1.G01 Z-090.000 G04 F4.G01 Z-060.000 G04 F4.G01 Z-030.000 G04 F4.G01 Z000.000 G04 F4.M30

6.激光干涉儀分析測得的數(shù)據(jù)

程序會自動檢測和記錄數(shù)據(jù)，檢測完畢后我們的任務是分析數(shù)據(jù)，下圖是我們檢測Z軸得到的數(shù)據(jù)圖：

打開一個文件進行分析。打印出選中的分析圖。

復制一個選中的分析圖或數(shù)據(jù)表頁，將它粘貼入另一個文件，如在 Microsoft Word 內(nèi)創(chuàng)建的文本報告。/ 37

繪制圖按鈕用分析菜單選中的類型顯示一個分析圖副件。若按下單一/多重繪制圖按鈕，您可以顯示一個以上的分析圖副本，如您可以同時顯示一個標準 ISO 230-2 1997 分析圖以及一個 ISO 230-2 1997 三聯(lián)體繪制圖。

按下時，會激活鼠標的“抓取最靠近的目標”光標功能。讓您設定 X 和Z軸的顯示單位類型。讓您設定 X 軸和Z軸的刻度值。

這些都是縮放按鈕，可用來設定顯示選中繪制圖的放大倍數(shù)。會顯示一個幫助窗口，其中包含本 Renishaw Laser10 校準系統(tǒng)用戶手冊的信息庫。退出分析軟。

數(shù)據(jù)分析軟件位于Renishaw Laser10 文件夾中 我們分析速據(jù)的時候在軟件中的操作如下：

先打開保存好的數(shù)據(jù)文件，之后選擇菜單欄上的數(shù)據(jù)分析如下圖所示： / 37

之后我們選擇速據(jù)分析欄下的誤差補償圖標，如上圖所示，接著會彈出一個窗口如下圖/ 37

名詞解釋

圖表型選擇：各點的補償值以什么形式出現(xiàn)

補償類型選擇：這個是根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)自身的情況定的 補償分辨率：最小數(shù)值顯示到多少位

正負符號轉(zhuǎn)換：選擇顯示的為補差值還是誤差值 參考點位置：我們作為參考點的位置離開始點多遠 補償起點：從什么地方開始補償 補償終點：補償?shù)慕K止點

補償間隔：這個和我們的移動間隔是一致的 我們這里將這里的數(shù)據(jù)設置為： 圖表型選擇：各自補償 補償類型選擇：絕對補償 補償分辨率：1 正負符號轉(zhuǎn)換：誤差值 參考點位置：0 補償起點：0 補償終點：-450 補償間隔：30 / 37

第五章 FIDIA數(shù)控機床的精度補償

數(shù)控機床的定位精度主要取決于高精度的滾珠絲杠。但絲杠總有一定螺距誤差，因此在加工過程中會造成零件的外形輪廓偏差。

螺距誤差是指由螺距累積誤差引起的常值系統(tǒng)性定位誤差。檢測螺距誤差之后將檢測得到的數(shù)據(jù)進行分析，最后將分析得到的數(shù)據(jù)存放到數(shù)控系統(tǒng)中。這樣做的目的在于減少加工過程中造成零件的外形輪廓偏差，——提高機床的精度。

螺距誤差補償?shù)幕驹砭褪菍?shù)控機床某軸上的指令位置與高精度位置測量系統(tǒng)所測得的實際位置相比較，計算出在數(shù)控加工全行程上的誤差分布曲線，再將誤差以表格的形式輸入數(shù)控系統(tǒng)中。這樣數(shù)控系統(tǒng)在控制該軸的運動時，會自動考慮到誤差值，并加以補償。采用螺距誤差補償功能應注意：螺距誤差補償功能的實現(xiàn)方法又有增量型和絕對型之分。所謂補償就是指通過特定方法對機床的控制參數(shù)進行調(diào)整，其參數(shù)調(diào)整方法也依各數(shù)控系統(tǒng)不同而各有差異。

1.數(shù)控機床精度檢測補償步驟步驟

安裝高精度位移檢測裝置。

編制簡單的程序，在整個行程中順序定位于一些位置點上。所選點的數(shù)目及距離則受數(shù)控系統(tǒng)的限制。

記錄運動到這些點的實際精確位置。

將各點處的誤差標出，形成不同指令位置處的誤差表。多次測量，取平均值。

將該表輸入數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控系統(tǒng)將按此表進行補償。檢測補正效果

2.選擇儀器進行測量

我們選擇的儀器為：Renishaw 激光器測量系統(tǒng)，此儀器檢測的范圍包括：

/ 37

(1)線性測量(2)角度測量(3)平面度測量(4)直線度測量(5)垂直度測量(6)平行度測量

3.檢測螺距誤差使用的測量方法

線性測量正符合我們檢測螺距誤差的要求。因此，我們此次使用的 檢測方法——線性測量.線性測量

是激光器最常見的一種測量。激光器系統(tǒng)會比較軸位置數(shù)顯上的讀數(shù)位置與激光器系統(tǒng)測量的實際位置，以測量線性定位精度及重復性。線性測量的光學設置要設置線性測量，將一個線性反射鏡連接到具有兩個緊螺紋的分光鏡上。這個組合要件被稱為“線性干涉鏡”，可以作為激光束的參考路徑。線性干涉鏡位于 ML10 激光器和線性反射鏡之間的光束路徑，如分光鏡管上標有兩個箭頭以顯示其方位。箭頭應指向兩個反射鏡.激光由發(fā)生器產(chǎn)生后經(jīng)過線性反射鏡折返被激光干涉儀接收原件所接收經(jīng)過儀器分析后產(chǎn)生數(shù)值并顯示出來。

4.選擇補償方法進行數(shù)據(jù)分析

（1）增量型誤差

增量型誤差是指：以被補償軸上相鄰兩個補償點間的誤差差值為依據(jù)來進行補償

（2）絕對型誤差

/ 37

絕對型是誤差是指：以被補償軸上各個補償點的絕對誤差值為依據(jù)來進行補償 檢測機床的螺距誤差。因此我們主要的任務在于：

我們在檢測螺距誤差時，必須先將反向間隙測出來，等補上反向誤差后再檢測螺距誤差，這樣才能準確卻的檢測螺誤差。

注意：方向間隙在檢測的時候我們只雙向檢測一次，但螺距誤差我們一般是雙向檢測3—5 次 取平均值。

我們在補正螺距誤差或者是反向間隙后，一般做兩次驗證，看是否還存在誤差，若在5 個微米的范圍內(nèi)微正常數(shù)據(jù)。

5.實例

以本公司FIDIA系統(tǒng)的MECOF龍門銑床X軸補償程序為例 當激光干涉儀調(diào)試完成后

（1）用機床執(zhí)行本程序

G01 G90 F1000 G01 X-4.0 G04 H1 G01 X0.0 G04 H3 G01 X100.0 G04 H3 G01 X105 G04 H1 G01 X100.0 G04 H3 G01 X0.0 G04 H3

/ 37

M99（2）執(zhí)行程序后根據(jù)激光測距儀生成的誤差補償文件進行補償（3）再次用機床執(zhí)行本程序

（4）補償前一定注意先清除以前的補償文件

結(jié)論

從數(shù)據(jù)中得知機床反向間隙在沒有補償之前的數(shù)據(jù)為26 個微米，補償后為0 個微米

/ 37

螺距離誤差在補償之前的誤差范圍在5～-20 之間，補償后在3～-8 之間。精度得到了大大的提升，因此激光干涉儀在提高機床精度方面的功能是無可厚非的。

由于不同類型的數(shù)控系統(tǒng)都有自己獨特的地方，所以我在調(diào)試之前必須對該系統(tǒng)的螺距誤差的相關(guān)參數(shù)做一番研究和了解，這樣才能順利的完成。本文僅以FIDIA系統(tǒng)為藍本分析了數(shù)控機床精度補償?shù)倪^程，希望同學們在學習知識的同時能夠鍛煉數(shù)控技術(shù)實踐操作能力，以便能夠在以后的工作學習中盡快地掌握數(shù)控機床技術(shù)，更快更好地適應機械行業(yè)發(fā)展的需要。由于我的能力有限，不足之處請各位老師多加指正。

綜上所述，機電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，從本文中可以發(fā)現(xiàn)它是許多科學技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。當然，與機電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，本文中論述的數(shù)控機床精度補償恢復只是一個實例，并且隨著科學技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。

但是隨著科學技術(shù)的進步，對人才的要求會越來越高，例如數(shù)控機床只是機電一體化的一個分支，但是它又要求我們對機械、液壓、PLC、編程、傳感器、計算機、網(wǎng)絡等技術(shù)都有一定的了解。這就要求我們要不斷的學習知識不斷地充實自己，只有自己不斷地進步才能不被社會所淘汰。

參考文獻

激光干涉儀說明書北京Renishawbeijing@renishaw.com

/ 37

激光干涉儀參考手冊北京Renishaw beijing@renishaw.com 飛陽i5 系統(tǒng)安裝與維護手冊沈陽機床股份有限公司 F0系統(tǒng)安裝與維護手冊

FIDIA S.p.A.San Mauro Torinese意大利第五版2003年1月 菲迪亞M 級菲迪亞C 級用戶及編程手冊

FIDIA S.p.A.San Mauro Torinese意大利第三版2007年1月 張玉龍，李萍.泡沫塑料加工350問.北京：中國紡織出版社 張宇.機械工程英語.北京：機械工業(yè)出版社 丁學恭.PLC控制系統(tǒng)設計.機電工程技術(shù)第35卷 廖常初.可編程序控制器應用技術(shù).重慶：重慶大學出版社

董景新，趙長德，郭美鳳，等.控制工程基礎(chǔ)（第三版）.北京：清華大學出版社 可編程序控制器SN系列用戶手冊（第一版）.江蘇：光洋電子（無錫）有限公司 阮龍德.PLC、變頻器、觸摸屏綜合應用實訓.中國電力出版社

方大千，朱麗寧.變頻器、軟啟動器及PLC實用技術(shù)手冊.北京：化學工業(yè)出版社 周美蘭，周封，王岳宇.PLC電氣控制與組態(tài)設計（第二版）.北京：科學出版社 顏聲遠.人機界面設計與評價.北京：國防工業(yè)出版社 馮清秀，鄧星鐘.機電傳動控制.武漢：華中師范大學出版社，胡學林.可編程控制器原理及應用（第二版）.北京：電子工業(yè)出版社 黃惟一，胡生清.控制技術(shù)與系統(tǒng)（第二版）.北京：機械工業(yè)出版社 呂強，孫銳，李學生.機電一體化原理及應用.北京：國防工業(yè)出版社

致謝

在論文完成之際，我的心情萬分激動。從論文的選題、資料的收集到論文的撰寫編排整個過程中，我得到了許多的熱情幫助。本課題在選題及研究過程中得到牛老師的悉心指

/ 37

導。牛老師多次詢問研究進程，并為我指點迷津，幫助我開拓研究思路，精心點撥、熱忱鼓勵。牛老師一絲不茍的作風，嚴謹求實的態(tài)度，踏踏實實的精神，不僅授我以文，而且教我做人，雖歷時數(shù)月，卻給以終生受益無窮之道。對牛老師的感激之情是無法用言語表達的。

首先要感謝我的導師牛玉成老師以及學校、學院的各級領(lǐng)導。是牛玉成將我領(lǐng)入了數(shù)控機床精度恢復的大門，并對我的研究提出了很多寶貴的意見，使我的研究工作有了目標和方向；同時，他嚴謹細致、一絲不茍的作風一直是我工作、學習中的榜樣；他循循善誘的教導和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。而院、校各級領(lǐng)導也在我設計的進行過程中給予了諸多關(guān)注，讓我時刻充滿動力。

時光匆匆如流水，轉(zhuǎn)眼便是電大學畢業(yè)時節(jié)，春夢秋云，聚散真容易。離校日期已日趨臨近，畢業(yè)論文的的完成也隨之進入了尾聲。從開始進入課題到論文的順利完成，一直都離不開老師、同學、父母及朋友給我熱情的幫助，在這里請再次接受我誠摯的謝意！

/ 37

第五篇：機電一體化專業(yè)

機電一體化專業(yè) 上海交通大學機械與動力工程學院成立于2002年1月，有機械工程學院和動力與能源工程學院組建而成，擁有教授85名，副教授101名，博士生導師110名（包括兼職），中國工程院院士1名，教育部“長江學者”特聘教授7名，擁有4個國家重點學科，1個國家重點實驗室，1個教育部重點實驗室。2009年，機械工程學科在全國一級學科評估中排名第一。

機械設計制造及其自動化在社會發(fā)展、國防建設和科技進步方面一直發(fā)揮著不可替代的重要作用，機械工業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的裝備部，也是科技人才需求大戶。在我國建設新型工業(yè)化國家和創(chuàng)新型社會的偉大事業(yè)中，機械專業(yè)的人才需求將會更加突出。為此，上海交通大學在繼續(xù)辦好全日制的機械設計制造及其自動化專業(yè)基礎(chǔ)上，面向機械從業(yè)人員，由上海交通大學繼續(xù)教育學院開辦機械設計制造及其自動化（機電一體化）專業(yè)網(wǎng)絡教育，培養(yǎng)更多的從事機械行業(yè)的第一線的高級技術(shù)與管理人才。

本專業(yè)方向旨在培養(yǎng)具備機械電子基礎(chǔ)知識與應用能力，能在工業(yè)生產(chǎn)第一線從事機械電子領(lǐng)域的設計、開發(fā)、應用、運行管理和維護等工作的高級工程技術(shù)人才。學生主要學習機械工程、電子技術(shù)、機電控制等方面的理論和知識，接受運用機電一體化理論與方法分析和解決實際工程問題的訓練，具有機械電子系統(tǒng)的開發(fā)、應用與管理的能力。

【專業(yè)課程體系主要包括】

<機械原理>主要研究機械系統(tǒng)的運動學和動力學問題及機械系統(tǒng)方案設計的基本理論，包括各種機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析、運動分析和受力分析問題，常用機構(gòu)的設計問題，機器動力學問題和機構(gòu)的選型及機械運動系統(tǒng)設計的問題。

<機械設計>機械設計是一門培養(yǎng)學生具有機械設計能力的技術(shù)基礎(chǔ)課，培養(yǎng)學生掌握通用機械零件的設計原理、方法和機械設計一般規(guī)律，具有設計一般簡單機械的能力，具有應用標準、規(guī)范、手冊、圖冊等技術(shù)資料的能力，掌握典型機械零件的實驗方法。

<機電控制技術(shù)>學習機電系統(tǒng)工程基礎(chǔ)、可編程邏輯控制、計算機接口和電機調(diào)速等基本技術(shù)，掌握數(shù)字系統(tǒng)分析與設計和機械-電子-控制-軟件耦合分析與設計等基本方法，培養(yǎng)分析問題和解決問題的綜合能力。

<機械工程應用軟件>講述工程軟件和計算機圖形學的基礎(chǔ)理論知識，介紹機械工程各個軟件的應用基礎(chǔ)，引領(lǐng)學生入門，掌握機械工程相關(guān)應用軟件的基本使用方法。

<機械工程測試技術(shù)>講授非電量電測法的基本原理和測試技術(shù)，常用的傳感器、中間變換電路及記錄儀器的工作原理及其靜、動態(tài)特性的評價方法和測試信號的分析、處理，培養(yǎng)學生正確分析、選用測試系統(tǒng)及裝置。

<數(shù)控加工技術(shù)>以數(shù)控加工工藝方案制訂和編制加工程序為基礎(chǔ)，主要教授數(shù)控加工過程中有關(guān)工藝分析、數(shù)值計算、基本編程功能指令和數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心的加工程序編制方法，并向計算機輔助設計、制造、工藝分析和FMS應用拓展。

<機器人技術(shù)>通過一些專題介紹，幫助學生了解機器人學目前國際各個研究領(lǐng)域的主要問題，同時通過具體研究方法的介紹，使學生掌握機器人研究領(lǐng)域一般的研究手段和理論，為后續(xù)研究工作提供借鑒。