机床数控制造范文

导语：如何才能写好一篇机床数控制造，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：数控机床；电气柜；制造技术；稳定性；抗干扰能力 文献标识码：A

中图分类号：TG659 文章编号：1009-2374（2017）05-0028-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.05.013

1 导言

数控机床电气柜是整体数控机床电气系统的重要组成部分，电气柜的品质决定了数控运行的稳定性和抗干扰能力。本文主要阐述的是电气柜制造相关要求规范。

2 器件安装规范

电气件的型号、规格、数量及安装位置应与设计图纸和工艺文件一致。器件安装前后应保持外观洁净、无损坏。器件安装要水平或垂直，水平和垂直度误差≤2mm。电盘内器件的安装高度应在合理范围内，以便于器件的安装、连接和拆卸。

3 导线制作规范

导线的选择原则有以下五点：

第一，导线颜色的选择应与设计图纸和工艺文件一致；当设计图纸和工艺文件无明确要求时，遵循表1所示：

第三，导线线径

第四，导线线径≥10mm2时，线号规格为Φ1.5，使用扎带捆绑在预绝缘端子护套下端或绝缘软套管下端，见图1和图2所示：

第五，压接端子的选择应与导线线径和器件连接点相匹配；断路器、接触器、继电器、非弹簧式端子等器件接线应优先采用U型端子，电机等不经常拆卸的器件接线端子采用O型端子；保护接地必须使用O型端子。

4 配线连接规范

4.1 接线一般要求

4.1.1 连接的导线应确保绝缘层无破损。

4.1.2 导线连接的位置应与设计图纸和工艺文件一致。

4.1.3 导线连接后应确保在可视范围内无导体。

4.1.4 尽量保证强电部件连接线和弱电部件连接线分离开，减少交叉，走线整齐美观。

4.2 接线外观要求

4.2.1 连接后的线号文字面向外。

4.2.2 配线长度应适合实际走线距离，保持直线敷设，不能因过长而迂回敷设；6mm2及以下配线长度误差控制在20mm以内，10mm2及以上配线长度误差应控制在10mm以内。

4.2.3 线槽外的导线成束采用扎带捆绑见图3，捆扎间隔100mm，转角处必须捆扎；交、直流应分束捆扎，见图4。

4.2.4 线槽内的导线不得超过线槽空间容量的60%。

4.2.5 线槽出线时选择就近的槽口。

4.2.6 侧壁走线使用扎带固定线束，固定间隔≤200mm，转角处必须固定。

4.2.7 所有扎带捆绑后应沿根部剪断。

4.2.8 导线连接至器件的走线形式如下：

直线连接：接线点与线束在同一平面，见图5。

弧线连接：接线点与线束不在同一平面，保证同一排器件弯曲弧度一致，见图6。

4.3 接线安全要求

4.3.1 走线应与发热器件保持距离，禁止在变压器表面或电器件散热口处走线。

4.3.2 对于柜内不连接器件的散线终端（用户现场使用），采用绝缘胶带分别包裹各终端。

4.3.3 不经过总电源开关切断的电路，附近应粘贴警告标识。

4.3.4 连接时确保线号和绝缘软套管包裹在端子压接部分，不能套接至端子连接部分。

4.3.5 各电气装置接地点必须单独引线接地，不能串联过渡。

4.3.6 每个接地点只能连接1根导线。

4.3.7 所有柜门均应连接保护接地线，不能制作成螺旋形式。

5 成品电气柜功能检验技术要求

5.1 安全要求

5.1.1 试验前必须穿好绝缘鞋，并在被测电柜侧壁张贴试验警示标识。

5.1.2 试验前检测试验用仪器、仪表功能正常。

5.1.3 通电过程确保身体各部分不接触带电部分、不能修改电路连接。

5.1.4 检测完毕后要先断开电源，再进行其他

操作。

5.2 通电前的检测

5.2.1 确认器件的型号、规格、数量及安装位置与布局图纸或摆件工艺文件一致，并且无外观损坏。

5.2.2 确认器件连接的线号与原理图、接线图或配线工艺文件一致，并且线号字体向外。

5.2.3 检测进线电源电压值原理图要求，并连接至电气柜总电源进线位置。

5.2.4 断开所有电气开关、数控系统部分的信号和供电连接。

5.3 短路检测

5.3.1 检测短路须断开变压器、稳压电源供电回路的开关。

5.3.2 检测并确认三相供电回路的任意相间、任意相与零之间无短路；三相供电回路的任意相与交流控制回路220V、110V及24V、0V之间无短路。

5.3.3 检测并确认交流控制回路220V与110V之间及交流控制电力路与零之间无短路。

5.3.4 检测并确认24V与0V之间无短路。

5.4 通电后的检测

5.4.1 检测并确认变压器和稳压电源的输出符合产品原理要求。

5.4.2 按电气原理图控制要求逐项给定控制信号（给定信号的电压应符合原理要求）。

5.4.3 不能同时给定互锁信号。

5.4.4 给定信号后，观察并确认回路中的器件动作符合原理要求；z测并确认各回路输出端电压符合原理要求。

5.4.5 检测结束后恢复所有连接，断开所有电气开关。

6 结语

本文通过对于数控机床电气柜制造过程制定明确的规范要求和检测方法，有效地提升了电气柜品质，希望能够为相关工作人员提供借鉴和参考。

参考文献

[1] 机械电气安全 机械电气设备（第1部分）：通用技术条件（GB 5226.1-2008）[S].

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1.1数控机床的优点

(1)自动化。车轴加工的工作在没有引入数控机床前,一直是有专业的加工师傅手工来完成的,其加工过程中极易出现位置差不准确,弧面精度差,形状不统一,废品率高,成品率低等质量问题。随着数控机床的应用,却完美的解决了上述问题,由于数控机床其操作系统是由计算机来控制的,在进行机床加工时,通过电脑编写相应的操作程序输入操作系统,就可以加工出对应的零件,灵活性极强。(2)精度高。数控机床生产设备精度较高。比如,对新型的铁路货车而言,其车轴的各个直径之间的过度是由各个半径不同的圆弧构成的,这是由人为控制的普通机床上不可能实现的精度需求,此时就必须使用数控机床来实现对其的加工。

1.2数控技术的应用

数控技术在加工货车车轴零件中的应用,指的是把车轴零件的工艺参数、工艺过程、刀具的移位量、数控机床的运动等信息及参数用数控的语言编写到程序单中,并对其进行校核的过程。数控机床编程的内容及顺序主要包括:分析车轴零件的图样、确定加工的工艺过程、对其进行数学处理、编写加工程序清单、加工控制介质、输入程序、程序校验、车轴工件试切。在实际应用中,对数控机床进编制程序有人工与自动两种方式。人工编程也是自动编程的基础。一般而言,对零件的加工数据与工艺等编程多为人工编程,在对复杂性较高的零件比如货车车轴进行编制程序时多使用的是人工编制方法。

2数控机床加工货车车轴的过程分析

在对货车的车轴进行加工时,车轴的毛坯进行自动加工的工序前已经完成了定位成孔工序,车轴的周身部分直径与整体长度都已经进行过定尺,在后续的加工过程中不再需要做大范围的改动。毛坯车轴在自控加工中主要是对其进行组装、粗车、精车、轴颈磨削、滚压等工序,最终使车轴满足设计要求。其中,车轴的防尘板与轮座等部件的加工余量较大。为提高生产效率,可以按照加工精度来进行分机床流水作业,在数控机床上进行精车作业,作业时注意为后续的加工工序留有余量。

2.1确定夹装方案

车轴加工前,首先要确定其装夹的方案。针对货车车轴要求的加工工艺和基本尺寸参数,在数控机床中使用托架来进行车轴定位。车轴装夹后,以定位孔作为标准位置,数控机床的后端和前端都是活顶尖。装夹的后尾处向前进行并顶进锁死后,由主轴上拨叉来带动车轴进行旋转。由于机床的中部设有托架,因此车削工序只能分步完成,先车削一端再车削另一端。在进行车削时需要时刻注意车轴前端和拨叉前处的接触间隙,以防止由于顶尖孔的加深而导致车轴端面把拨叉顶死,而导致加工精度降低。

2.2明确进给线路

车轴加工其次还应其进给的线路,这也是整个加工过程中控制车轴运动轨迹最重要的要素之一。进给线路主要是为了确定机床的刀具从开始到加工零件之间的运行轨迹,也就是其进刀和退刀的点和路径,这也是编制的核心内容。合理的进给路线可以有效减少空刀的进程,从而提高机床效率。特别是在循环加工零件时,不但可以提高效率还可以延长机床刀具的使用寿命。车轴在完成粗车时,只是在车轴的中心孔位置和端面进行了定位。因此在对车轴机械能精细加工工序时,可以从车轴的两个端面出发,向车轴的中心进行加工。设定进给线路,也就是使机床按照每一个步骤的工序对程序的指令进行选择,这也是编制程序最基本的步骤。比如:直线插补、快速移动、保证速度、平面顺时针移动等等指令,将这些指令合理、有序地结合起来,就可以完成对数控加工进给路线的设定。

2.3确定系统的坐标系

在车削车轴之前,首先要在车轴确定好加工的原点位置,并以此建一个车轴的坐标系统。车轴建立坐标系可以简化编程,使尺寸换算简单化,从而降低误差。在实际应用中,为提高车轴的加工精度,方便编制加工程序,一般将加工的原点设定在车轴前端面和轴线的交叉点处,这样就可以保证程序基准、组装、设计等的统一。

2.4选取道具

在完成对车轴加工工序的编程后,还应考虑选择何种刀具。因为刀具的接触点在实际加工中不是理想化的一个点而是一个圆弧,因此在做斜面加工、倒角、圆弧切削等工序时,都会或多或少出现加工过量或不足的问题。因此在加工过程中需要利用对程序的设定以使用刀具来进行加工补偿,通过针对不同的刀具来选择不同的补偿指令来控制刀尖的运动方式,从而避免出现切削不足或者过量的情况。

2.5选择切削用量

选择车削用量,指的是限定刀具在切削过程中的进给量、深度、速度等参数。在加工过程中应按照设计标准及工艺手册要求选择合适切削用量,来配合加工车轴。如要达到Ra1.7标准就要设定车削深度为0.5到0.7mm,设定进给量为0.2到0.3mm/r。需要注意的是,切削速度则需要按照车轴与车刀材料来设定。

3结语

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关键词： 双主轴 数控螺纹铣 对置结构

随着中国制造业的不断升级换代，人力成本快速上升。传统的螺纹制造设备效率低，人力成本高，不能形成自动化流水操作，已经远远不能满足快速、高效生产螺纹的需求。面对钢铝复合采暖散热器在国内的大量制造，对双头G1正反牙螺纹管件的需求以每日百万计，传统的数控螺纹车床车该螺纹仅为每分钟2-3个（单头），效率极低，迫切需要新的加工理念与设备。为了改变目前这一状况，我们研究、设计出SXSL-2型双头螺纹铣专用设备。

1.总体布局

本设备为机电液一体化设计。设备采用了双主轴对置结构，配置自动上下料接口，方便生产线的组成，具有结构紧凑、布局先进合理、操作方便等优点。主机部分主要由左床身、右床身、左主轴箱、右主轴箱、拖板、工作台、自动夹具、上下料口等部件组成，数控螺纹铣设备结构见图1所示。

2.设备性能特点

数控螺纹铣为卧式双主轴数控螺纹铣，采用四轴控制，四轴可自动定位。专用夹具将螺纹管件自动夹紧，夹具体带着螺纹件随着拖板及工作台做X、Y向插补运动，左右主轴箱分别实现Z向进给运动，左右主轴同时并一次性完成片石加热器连接管的两端螺纹的加工，实现工件装夹后一次性完成多道工序加工，缩短原有工序二次装夹二次加工的时间，大大提高加工效率。

数控螺纹铣选用国产蓝天数控系统GJ301M，通过5.5kW的主轴电动机及皮带传动将动力传递到左右主轴上。各轴向采用进口精密级丝杠螺母副及导轨，采用高精度丝杆专用支撑轴承，并对滚珠丝杆进行预拉伸，确保丝杆传动精度，使设备具备动态性能好、无爬行、定位精度高及性能稳定可靠等特点。

数控螺纹铣每分钟加工双头螺纹6至8个，比传统设备效率大大提高五六倍，适合大批量大批次螺纹加工。一台数控螺纹铣可抵传统设备约五台。对直径25以上的内螺纹效率远远优于数控车床和攻丝机；对30以上的外螺纹，效率远远优于数控车床；目前大螺距外螺纹数控车削速度慢，搓丝机和滚牙机无法完成甚至很难完成。数控螺纹铣对大螺距外螺纹也可以轻松快速加工。由于数控螺纹铣加工参量由控制箱自由设定，自动加工精度可控达到0.01mm，并自动检测螺纹部件。对操作员工技能要求不高，普通员工简单培训即可完成高要求的螺纹加工。

与传统设备比较，高效、高精度、双头同时加工、结构紧凑、布局合理的数控螺纹铣流水线，是全新一代螺纹加工设备，可极大节省人力成本、加工时间及大大节约加工场地，为企业带来丰厚回报。

3.设备的关键技术

本设备各功能部件布局紧凑合理，外观造型宜人，功能齐全，上下料方便。设备操作站采用旋转式结构，操作简单，安全，在设计制造中解决以下关键问题。

（1）加工排屑。因为片石加热器连接管两端加工导致排屑困难，为了解决这个问题，在主轴上配置主轴中心出水功能，靠主轴中心出水将切削排除管件中心孔。片石加热器连接管两端内孔螺纹为正反牙螺纹，所以，我们在选用主轴配置旋转接头时，对主轴旋转接头分别提出要求。主轴在加工过程中一个正向旋转，一个反向旋转，所用高速旋转接头一个左旋，一个右旋。主轴及主轴高速旋转接头均选用台湾知名品牌，根据要求进行定制，满足设备的技术需求。

（2）左右主轴同轴度。为实现片石加热器连接管两端内孔螺纹的同时加工，本设备的左右主轴同轴对置，并且双主轴可在轴向移动中进行工件的上下料。由于工件的两端螺纹的同时加工，这就对左右主轴的同轴度、主轴转速的同步及Z向进给同步提出很高的要求，同轴度允差≤0.01mm。为解决这个问题，设计时，在左右床身加工时采用连接座、左右床身组合加工；左、右主轴箱一次装夹，一次性加工；通过一次装夹加工，保证左右主轴箱安装基准面的一致性要求。装配过程以左右床身导轨安装靠面为基准，通过修配基准靠面，从而达到左右主轴的同轴要求；主轴转速及Z向进给要求同步，为解决两主轴转速及Z向进给同步问题，设计时分别在左右主轴及主轴箱上安装分辨率为1024的增量式编码器，用于速度反馈。

（3）自动夹具。为了能快速便捷的与自动化生产线对接，必须实现工件的自动装夹。因为双主轴对置结构，双主轴同时加工，所以对夹具的夹紧要求比较高。夹具结构如图2所示。工件自进料道落下，取料气缸伸出与夹紧块配合夹紧工件，夹紧气缸伸出，取料气缸同步退回，将工件推送到V型块所在的工作位。工件到位夹紧后，工件就位指令反馈给系统，其他各轴配合完成工件的两端螺纹加工。零件加工完毕，夹紧气缸退回，工件自动落至出料盘。在此过程中，夹紧气缸的出力要求比较大，夹紧气缸如果力道不够，将导致工件在加工过程中受切屑力的影响发生震动及跑位，工件及刀具容易遭到损坏。

4.结语

该产品经生产现场考验证明，性能可靠稳定，完全满足客户需求，得到客户好评。本产品不仅减少了制造零件种类，优化了零件的加工工艺，使产品成本得到有效控制，而且占地面积小，提高了客户及我公司产品的市场竞争力。

参考文献：

[1]李才儿.单向螺纹铣刀发加工大直径螺纹.新技术新工艺，2013.

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关键词：数控车床 升级改造 精度

数控专业是一个较大的专业。为了培养学生的实际操作能力，数控车床的数量较多。而随着时间的推移以及专业的发展，数控车床往往新旧并存，早期的设备，系统老化，精度差，且使用过程中容易出现故障，对教学效果造成较大影响。如果直接弃旧换新，就会造成浪费，这些问题急需得到解决。

一、数控车床改造的可行性及优点

随着科学技术的发展，特别是电子技术的进步，数控系统出现了跨越式的发展。而数控车床改造技术也日益成熟。这些都为职业院校数控设备的改造升级提供了可行性。同时，数控车床改造，相对于购置新设备，成本更低，节约政府采购资金；数控系统升级，可以更贴近当下生产实际，完善机床功能（比如加工程序的图形模拟），从而提高教学质量；教师通过参与机床的改造实施过程，对数控车床的结构与功能进一步熟悉，可以提高教师的科研水平和机床维修操作技能。

数控车床改造，还有如下优点：

1.投资少，交货期短

在达到同样设备技术水平情况下，改造所需费用仅为购置新机的1/3左右；由于技术升级所涉及的相关零部件全是标准件且技术要求更加明确，故交货期可缩短至2～3个月。

2.可根据实际使用情况，合理增删功能

作为旧机床的实际使用者，对相关技术要求了解透彻，但数控车床在教学上的应用与企业的应用存在一定的差别。因此，旧机床的升级改造更能发挥院校的主观能动性，因地制宜增删功能，使得产品贴合需求，做到有的放矢。

3.使用者更加了解机床结构，便于维修保养

虽然经过部分改造，但在操作使用和维修保养等方面，不再需要长时间培训，待机床改造调试完毕，便可迅速投入教学实践，一旦出现故障，也能迅速解决，减少维修成本。

二、数控车床改造的流程

数控车床的升级改造主要是对旧式数控车床进行改造。由于此类机床的数控系统比较落后，可根据旧数控车床的机械结构状况和驱动要求的大小，采用新数控系统进行改造。通过增删旧数控车床的功能，提高机床精度及安全性能。具体改造流程如下：

1.确定总体改造方案及数控系统升级

联系旧机床生产厂家，确定技术改造方案和改造后的数控系统（一般考虑应用较广的FANUC或西门子系统）。

2.判断机械零部件的使用情况

数控车床调运至厂家，完成机床的拆分与清洗，判断机械零部件的使用情况，确定哪些零部件需要更换或修配。

3.机械零部件的更换或再修配

对于数控车床来说，部分基础件可以通过再加工重新利用，比如床身通过淬火、磨削后直接利用；床头箱与床身的结合面重新磨削后的再利用。部分传动件磨损严重，需要更换，比如床头箱前后轴承的更换；X、Z轴丝杠及轴承的更换。

4.机床电气、液压系统的改造

系统升级改造，由原来的手动改为自动；一般电气元件老化比较严重，相对来说电气元件更新换代也比较快，通过更换全部电气元件成本不会太高，但各方面性能提升明显，部分下走线可以改为上走线，安全性又大大提高；限位升级改造，由原来的硬限位改为绝对位置式软限位。最后是外观美观改造，整机重新刷油漆；整机调试并出检验报告。

三、提高数控车床升级改造精度的常见方法

1.修复机床导轨精度

导轨的作用是对刀架进行承载并导向，其导向精度是机床集合精度的基础。对于数控车床来说，其导轨往往是铸铁导轨，精加工时采用刮削方式，刮研显点应为18～25点/cm2。同时，应保证的可靠性，比如手动改为自动，这样就能提高位置控制精度。

2.修复主轴精度

数控车床工作时，主轴夹持工件形成主运动，其回转精度对加工质量有重要影响，精度的提高可以通过主轴的磨削、更换主轴轴承以及轴承间隙调整达到。当主轴轴承重新装配好后，应检查主轴锥孔中心线和回转中心是否重合。

3.传动精度的提高

传动精度的保证主要取决于丝杠的传动精度，可以通过更换X、Z轴丝杠及轴承达到目的。而滚珠丝杠作为标准化、通用化的部件，以其长寿命、高刚度、高效率、无间隙等特点得以广泛应用。在滚珠丝杠的调试安装中应特别注意其预紧力，因为其决定反向间隙，而反向间隙对机床精度影响非常大，调试后，反向间隙应小于5丝。

随着数控技术的发展，数控设备也必将与时俱进，不断更新。改造升级不仅可以降低成本、缩短交货期，还给专业教师提供了难得的实践内容，一举多得。

参考文献：

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关键词：发展;趋势;现状;方向;数控机床

引言

数控技术和数控装备是各个国家工业现代化的重要基础。我国数控技术与世界先进国家。相比还有一定的差距，因此了解数控技术国内外的发展状况对我国数控领域的发展有非常重要的意义。

数控技术（简称NC即NumericalContro1）应用于生产中已有二十多年的历史了，它使传统的制造业发生了质的变化，尤其是近年来.微电子技术和计算机技术的发展给NC技术带来了新的活力。数控机床是现代制造业的主流设备，是体现现代机床技术水平、现代机械制造业工艺水平的重要标志，是关系国计民生、国防尖端建设的战略物资。因此世界上各工业发达国家均采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业。

1.数控车床的发展趋势

根据2004年10月，完成的《数控机床产业发展专项规划》。国内数控机床大致发展趋势表现在以下几方面：

1.1智能、高速、高精度化

新一代数控机床为提高生产效率，向超高速方向发展，采用新型功能部（如电主轴、直线电机、LM直线滚动系统等）主轴转速达15，000r/min以上。计算机技术及其软件控制技术在机床产品技术中占的比重越来越大，计算机系统及其应用软件的复杂化，带来了机床系统及其硬件结构的简化，数控机床的智能化程度日趋提高。

1.2设计、制造绿色化

绿色设计是一种综合考虑了产品设计、制造、使用和回收等整个生命周期的环境特性和资源效率的先进设计理论和方法。它在不牺牲产品功能、质量和成本的前提下，系统考虑产品开发、制造及其活动对环境的影响，从而使得产品在整个生命周期中对环境的负面影响最小，资源利用率最高。数控机床在设计时要考虑：绿色材料设计;可拆卸性设计;节能性设计;可回收性设计;模块化设计;绿色包装设计等。绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源消耗的现代制造模式，通过绿色生产过程生产出绿色产品。

1.3复合化与系统化

工件一次装夹，能进行多种工序复合加工，可大大地提高生产效率和加工精度，是机床一贯追求的。由于产品开发周期愈来愈短，对制造速度的要求也相应提高，机床也朝高效能发展。机床已逐渐发展成为系统化产品，用一台电脑控制一条生产线的作业。产品对外观曲线要求的提高，机床五轴加工、六轴加工已日益普及，机床加工的复合化已是不可避免的发展趋势。

1.4数控系统控制性能向智能化方向发展

随着人工智能在计算机领域的渗透和发展，数控系统引入了自适应控制、模糊系统和神经网络的控制机理，不但具有自动编程、前馈控制、模糊控制、学习控制、自适应控制、工艺参数自动生成、三维刀具补偿、运动参数动态补偿等功能，而且人机界面极为友好，并具有故障诊断专家系统，使自诊断和故障监控功能更趋完善。

1.5数控系统向网络化方向发展

数控系统的网络化，主要指数控系统与外部的其他控制系统或上位计算机进行网络连接和网络控制。数控系统一般首先面向生产现场和企业内部的局域网，然后再经由因特网通向企业外部，这就是所谓的Intranet技术。随着网络技术的成熟和发展，最近业界又提出了数字制造的概念。数字制造，又称“E一制造”，是机械制造企业现代化的标志之一，也是国际先进机床制造商当今标准配置的供货方式。随着信息化技术的大量采用，越来越多的国内用户在进口数控机床时要求具有远程通讯服务等功能。

1.6数控系统向高可靠性方向发展

随着数控机床网络化应用的日趋广泛，数控系统的高可靠性已经成为数控系统制造商追求的目标。对于每天工作两班的无人工厂而言，如果要求在16h内连续正常工作，无故障率在99%以上，则数控机床的平均无故障运行时间（MTBF）就必须大于3000h。如主机与数控系统的失效率之比为10：l（数控的可靠比主机高一个数量级），数控系统的MTBF就要大于3h，而其中的数控装置、主轴及驱动等的MTBF就必须大于105h。对整条生产线而言，可靠性要求还要更高。

1.7数控系统向复合化方向发展

在零件加工过程中，有大量的无用时间消耗在工件搬运、上下料、安装调整、换刀和主轴的升速、降速上，为了尽可能降低这些无用时间，人们希望将不同的加工功能整合在同一台机床上，因此具有复合功能的机床成为近年来发展很快的机种。柔性制造范畴的机床复合加工概念是指将工件一次装夹后，机床便能按照数控加工程序自动进行同一类工艺方法或不同类工艺方法的多工序加工，以完成一个复杂形状零件的主要乃至全部加工工序。

1.8数控系统向多轴联动化方向发展

加工自由曲面时，三轴联动控制的机床无法避免切速接近于零的球头铣刀端部参与切削，进而对工件的加工质量造成破坏性影响，而五轴联动控制对球头铣刀的数控编程比较简单，并且能使球头铣刀在铣削三维曲面的过程中始终保持合理的切速，从而显著改善加工表面的粗糙度，大幅度提高加工效率。因此多轴联动控制的加工中心和数控铣床已经成为当前的一个开发热点。

2.结语

目前，数控机床的发展日新月异，高速化、高精度化、复合化、智能化、开放化、并联驱动化、网络化、极端化、绿色化已成为数控机床发展的趋势和方向。中国作为一个制造大国，主要还是依靠劳动力、价格、资源等方面的比较优势，而在产品的技术创新与自主开发方面与国外同行的差距还很大。中国的数控产业不能安于现状，应该抓住机会不断发展，努力发展自己的先进技术，加大技术创新与人才培训力度，提高企业综合服务能力，努力缩短与发达国家之间的差距。力争早日实现数控机床产品从低端到高端、从初级产品加工到高精尖产品制造的转变，实现从中国制造到中国创造、从制造大国到制造强国的转变。

参考文献：

[1]王爱玲.现代数控机床.北京：国防工业出版社，2003

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关键词:数控化改造；数控系统；伺服系统

中图分类号：TG502文献标识码： A 文章编号：

1 前言

制造业是国民经济的基础产业和支柱产业,是推动国家技术进步的主要力量。我国制造业水平与发达国家相比,总体水平偏低,为改变这种落后状况,必须提高制造业的装备水平,特别是机床的数控化率。购置数控机床是提高数控化率的途径,对旧机床进行数控化改造,也是提高机床数控化率的重要途径之一。机床数控化改造,是在机床上增加数控装置,使其具有一定的自动化能力,以实现预定的加工工艺目标。它是根据生产实际需要提出,并随着机床行业以及技术的不断进步而发展起来的,它的内容是应用成熟的数控技术和经验,以适应生产的具体要求为目的,对现有机床的局部结构进行改造,并安装新部件、新装置、新附件,用计算机控制机床的工作,提高机床的技术性能指标,使之全部或局部达到新数控机床的水平。

2 数控化改造的内容

机床数控化改造是指以可使用的普通旧机床作为毛坯,通过改造手段将其改造为具有数控机床功能的、且与同类新数控机床性能相近的数控机床,其改造的主要内容如下:

2 . 1 精度的恢复和机械传动部分的改进

随着机床使用年数的增加,机床的机械传动部件,如导轨、丝杠、轴承等都有不同程度的磨损。因此,机床改造过程中首要任务是对旧机床进行类似于通常的机床大修,以恢复机床精度,达到新机床的制造标准。但是机床数控化后对机床精度的要求与普通机床的大修是有区别的,即整个机床精度的恢复与机械传动部分的改进,都要为满足数控机床的结构特点和数控自动化加工的要求来进行。数控机床的主轴驱动系统和进给驱动系统分别采用交、直流主轴电动机和伺服电动机驱动。这两类电动机调速范围大,并可无极变速,因此使主轴箱、进给变速箱及其传动系统大为简化。由电动机直接连接主轴或滚珠丝杠。目前数控机床进给系统中常用的机械传动装置主要有滚珠丝杠副、静压蜗杆蜗母条和预加载荷双齿轮齿条三种。机床采用的导轨是新材料低摩擦因数的导轨,如滑动导轨、滚动导轨和静压导轨。另外,在机床上还要加一些辅助装置,如冷却系统、空气过滤器、自动换刀装置、排屑装置等。

2. 2 选定数控系统

根据要进行数控化改造机床的控制要求,选择合适的数控系统是至关重要的。选择时,除了考虑各项功能满足要求外,还一定要确保系统工作可靠性。一般以性能价格比来选取,并适当考虑售后服务和故障维修等有关情况。如选用企业内已有数控机床中相同型号的数控系统,对今后操作、编程、维修等都带来较大的方便。伺服驱动系统的选取,也按改造数控机床的性能要求决定。若采用同一家公司配套供应的数控系统和伺服驱动系统,改造产品的质量和维修更容易得到保证。

当前生产数控系统的公司比较多,国外的公司如SIEMENS公司、FANUC公司、国内的公司如广州数控GSK公司、华中数控系统有限公司等。一般,进口系统较国产系统性能稳定,但价格昂贵,将其用于机床改造,有些得不偿失。国产系统在目前市场上有各种经济型和标准型数控系统供应。其中,经济型数控系统具有结构简单,操作方便,技术易于掌握及制造成本低等优点,系统性能相对较差,可靠性不高;另外,随着生产技术的不断发展,标准型数控系统制造成本越来越低,售价也在不断降低,所以在系统选择上一般可以考虑国产标准型数控系统,例如广州数控系统或华中数控系统。

在选择数控系统时,应了解系统的控制轴数,特别是联动轴数。因为这与数控系统的价格有直接关系。对只需点位控制的机床,就不要求控制联动轴,有需要进行轮廓控制的场合,才需要选用有联动功能的系统。例如,改造钻床时,可选两个控制轴的点位控制系统,不要求两轴联动;改装车床时,则需要两轴联动;改装要加工空间曲面的铣床时,则需要三轴联动。

2. 3 伺服系统设计

伺服系统分为开环、半闭环和闭环系统三种。开环控制系统主要由驱动控制单元、执行元件和机床组成。闭环伺服驱动由执行元件、驱动控制单元、机床以及反馈检测单元、比较控制环节组成。在普通机床的数控化改造中一般采用步进电动机和交流伺服电动机。交流伺服电动机调速方便,体积小,目前广泛用于数控机床的传动系统。与步进电动机相比, 其精度高、价格昂贵,考虑到改造本身是经济型改造,因此一般选用步进电动机作为驱动装置。检测反馈单元一般用光栅、脉冲编码器等。在选择驱动装置时,一定要考虑其运转性能与电动机的匹配,同时也要考虑其接口数据与数控装置接口数据的匹配。目前国内外的数控系统厂家,都开发了与自己系统配套的驱动器,如广州数控适配DA98系列驱动器,华中适配HSV系列驱动器,FANUC(发那科)本身开发了集成程度很高的多轴驱动器,所以一般优先考虑配套的驱动器。

2 . 4 电气系统的改造设计

在进行机床数控化改造时,原机床的电气控制部分一般只能报废,重新按数控化改造要求进行设计制作。数控机床的强电控制部分设计中要特别注意的是,数控系统各接口信号的特点和形式要相配,并且在设计过程中应尽量简化强电控制线路。

在电气控制系统的改造设计中,应该遵循:机床在满足控制要求的前提下,设计方案力求简单、经济,不宜盲目追求自动化和高指标,力求控制系统操作简单、车床使用与维修方便。机床中的主轴电动机、冷却泵电动机、刀架电动机等均需系统自动控制。数控机床中电气控制系统除了对机床辅助运动和辅助动作控制外,还包括对保护开关、各种行程、极限开关的控制, 以及在操作盘上所有按键、操作指示灯等的控制。改造后的电气控制系统,不仅保留了机床传统控制系统的优点,同时具有体积小、功能强、通用性和灵活性强、使用维护方便等特点。

2. 5 整机联接调试

旧机床上述各个部件的改造过程完成后,就可对组装后改造机床各个部件进行调试。一般先对电气控制部分进行调试,看单个动作是否正常,然后再进机调试阶段。

3 结语

由于机床数控化改造有多种方案,机床类型不同,改造的内容也不同,所以上述机床改造内容并非一成不变,而要根据实际情况选取合适的方式,以使普通机床数控化改造后的性能与新的同类数控机床相近或相同。另外,在机床数控化改造完成后,还应注意培训数控机床的操作人员和编程人员,以使改造后的数控机床能够尽快发挥作用。

参考文献

[1] 罗永顺.机床数控化改造技术[M].北京:机械工业出版社.

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【关键词】数控机床 培养兴趣 未来前景

The first class of the numerical control machine

Wang Yurong

【Abstract】The first lesson of the numerical control machine should be started from cultivating students’ interest, how to learn well the numerical control and the future foreground of the numerical control machine, elucidated the developing course of the numerical control machine and the wide use of the numerical controlling technology. Teachers should lead students to master the knowledge on the machine, know about the electric control technology, to be good at the operating skill, to do some simple programme and to apply the computer office technology. Collecting knowledge can prepare for learning well the numerical control machining and look into the future of it.

【Keywords】Numerical control machine Cultivating interest Future foreground

随着我国机加工业向大规模集约化的发展,数控技术越来越多的运用到机床,这样就需要大批数控加工的技术人员、编程的技术人员以及数控机床的操作人员,技工学校就是培养这些技术人员的摇篮。

如何为技工学校的学生上好数控机床第一课?我从以下三个方面入手:

1.培养学生学习兴趣。

1.1 数控机床的发展过程。什么是数控机床?数字控制机床(Numerical Control Machine Tools)简称数控机床,这是一种将数字计算技术应用于机床的控制技术。它把机械加工过程中的各种控制信息用代码化的数字表示,通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号,控制机床的动作,按图纸要求的形状和尺寸,自动地将零件加工出来。数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题,是一种柔性的、高效能的自动化机床,代表了现代机床控制技术的发展方向,是一种典型的机电一体化产品。

数控机床综合应用了自动控制、计算机、微电子、精密测量和机床结构等方面的最新成就。

从1952年至今,数控机床按照控制机的发展,已经历了五代。

1959年,由于在计算机行业中研制出晶体管元件,因而在数控系统中广泛采用晶体管和印刷电路板,从而跨入了第二代。

1965年,出现小规模集成电路,由于它体积小、功耗低,使数控系统的可靠性得以进一步提高,数控系统发展到第三代。

以上三代系统,都是采用专用控制计算机的硬接线数控系统,我们称之为硬线系统,统称为普通数控系统(NC)。

随着计算技术的发展,小型计算机的价格急剧下降,激烈地冲击着市场。数控系统的生产厂家认识到,采用小型计算机来取代专用控制计算机,经济上是合算的,许多功能可以依靠编制专用程序存在计算机的存储器中,构成所谓控制软件而加以实现,提高了系统的可靠性和功能特色。这种数控系统,称为第四代系统,即计算机数控系统(CNC)。

计算机技术的发展是日新月异的,就在1970年前后,美国英特尔(Intel)公司开发和使用了四位微处理器,微处理芯片渗透到各个行业,数控技术也不例外。我们把以微处理机技术为特征的数控系统称为第五代系统(MNC)。

1.2 数控技术的广泛运用。数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业的使能技术和最基本的装备。世界各国信息产业、生物产业、航空、航天等国防工业广泛采用数控技术,以提高制造能力和水平,提高对市场的适应能力和竞争能力。工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资,不仅大力发展自己的数控技术及其产业,而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。因此大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。

数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术,数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品,即所谓的数字化装备,如数控机床等。其技术涉及多个领域:①机械制造技术;②信息处理、加工、传输技术;③自动控制技术;④伺服驱动技术;⑥传感器技术;⑥软件技术等。

数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化,使制造业成为工业化的象征,而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大,对国计民生的一些重要行业国防、汽车等的发展起着越来越重要的作用,这些行业装备数字化已是现展的大趋势,如:桥式三、五坐标高速数控龙门铣床、龙门移动式五座标AC摆角数控龙门铣床、龙门移动式三座标数控龙门铣床等。

2.如何学好数控技术。数控专业是机械制造技术、电子技术与计算机应用技术相结合的专业,培养适应现代制造业需要,德、智、体、美全面发展,具有较扎实的基础理论知识,熟练掌握各种专业技能,职业素质优良,专业技术适用,实践能力突出,能在数控技术领域面向数控加工、模具设计与制造、CAD/CAM技术等多个不同方向发展,在生产第一线从事数控设备的操作、编程维护以及生产组织和管理等方面工作的高等技术应用型人才。

在学习数控机床前,先积累一些必备的知识,要求较系统地掌握本专业领域的基本理论知识,主要包括机械制图、工程力学、机械基础、车工工艺学、工件的装夹与定位、机械设计理论与制造技术、电工电子技术、计算机应用技术、数控技术、CAD/CAM技术等学科的基础理论和应用知识。

2.1 要掌握机加工知识。在学习时应初步掌握普通机床的加工工艺,装夹、定位,加工工序的安排等。这样对普通的技工学校学生要求就高了很多,要想学好数控机床的加工,在理论和实践两方面都要有大量的积累。建议同学先多了解数控机床的信息知识,增加兴趣。

2.2 要了解电气控制技术。数控机床是电气自动化程度非常高的设备,如进刀量、加工量等全部依靠的是编码器控制,各种定位等主要依靠光、电、磁等各种传感器控制。不掌握足够的电气控制技术不仅难以正确操作设备,就是一些简单的故障也难以排除,因此更谈不上利用数控机床加工出合格的工件。

2.3 要熟练计算机操作技术。目前,最新的数控机床都是利用微型计算机控制和操作的。其操作系统使用的就是计算机操作系统,不掌握一定的计算机操作技术根本谈不上去学习和使用数控机床。因此学习和使用数控机床首先必须具备的条件就是会熟练使用计算机操作系统。

2.4 要会简单计算机编程。数控机床所加工的工件形状和工件的加工步骤以及加工顺序全部依靠给计算机输入指令来进行操作的,这些指令就是通过编写操作程序来完成的。因此学习数控机床首先要熟记各种操作指令,然后根据加工工件的要求和加工的顺序将指令编写成操作程序,这些操作程序就是通过计算机来指挥机床进行机加工作业的。不懂得指令的含义或不会把指令变成程序就无法指挥数控机床进行机加工。

2.5 要能运用计算机办公技术(CAD/CAM)。数控机床的出现主要是为了适应越来越复杂的加工工件要求的,而目前很多工件用常规的人工设计已无法完成,即使设计出来,它的图纸也难以识别。如飞机发动机、各种汽轮机等。这些复杂的工件都需要使用计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助加工(CAM)。如果不了解CAD/CAM等常规的知识也无法熟练操作数控机床。

3.数控加工未来前景。

3.1 人才缺乏,人才宝贵(我国材料科学研究领先,但机加工技术落后)。目前,我国制造业已开始广泛使用先进的数控技术,但掌握数控技术的机电复台型人才奇缺,其中仅数控机床的操作、编程、维修人员就短缺60多万人。我国数控技术人才不仅数量上奇缺,数控技术是集机械、电子、信息和管理等学科于一体的新兴交叉学科,数控技术的发展对人才的知识、能力、素质结构提出了新的要求,高起点地培养从事数控加工、模具制造、CAD/CAM技术的机电复合型人才,以满足制造业发展对人才的需求。

3.2 未来普通机床逐步向数控机床发展。未来的机加工技术将越来越向高效、复杂化、高精度方向发展。普通机床已无法完成其加工要求,这样一来,普通机床将逐步被数控机床所取代。

数控机床与普通机床相比较,有以下优点:

①自动化程度高,具有很高的生产效率,而且可以大大降低工人的劳动强度。

②对加工对象的适应性强,可以适合加工普通机床无法完成的复杂工件。

③加工精度高,质量稳定,不受操作工人的情绪影响,对人员的依赖性小。

④易于建立与计算机间的通信联络,容易实现群控。

最经济的是普通机床可以改装为数控机床,这样由普通机床向数控机床发展的步伐又可更快一步。

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这几年来，机床行业向国民经济各部门提供了一大批先进适用的数控机床。向航天等国防尖端、造船、大型发电设备制造、冶金设备制造、机车车辆制造等重要用户提供了一批高质量的数控机床和柔性制造单元。如武汉重型机床厂和北京第二机床厂分别与大连理工大学合作，先后为航天部门提供了大型数字化仿形三轴联动和四轴联动控制的数控立车和数控镗铣床、为打破国外限制，发展国家航天事业作出了贡献。

研华ARK系列嵌入式工控机在数控机床系统中的应用

项目简介：采用嵌入工业计算机技术的数控机床具有广泛的适应性，利用其满足客户需求的计算能力以及具有的网络控制能力，使内嵌嵌入式工控机的机床在加工对象改变时只需要改变输入的程序指令；提升加工性能比一般自动机床高，可以精确加工复杂型面，因而适合于加工中小批量、改型频繁、精度要求高、形状又较复杂的工件，并能获得良好的经济效果随着数控技术的发展，采用数控系统的机床品种日益增多，有车床、铣床、镗床、钻床、磨床、齿轮加工机床和电火花加工机床等。

趋势意义：实现数控机床联网后，将在数控程序管理和程序传输方面有了明显改善。满足客户需要的嵌入式工控机系统ARK系列将为我国制造业作出更大的贡献!

新型四轴数控车床

项目简介：根据国内外市场需求而开发的新产品MJ―860DT四轴数控车床。该机是一种采用双液压卧式回轮刀架面对面同轴线对置安装的四轴数控车床，液压尾座套筒纵向编程移动，有效解决了在车削长套筒类零件并采用内涨式夹具时的快速装夹效率问题。该机床具有强大的金属去除能力和高效加工效率，特别适宜长轴类零件和军工行业大型弹体零件的高效、精密车削。

趋势意义：以重切削、高刚性、高效率为其显著特点。该机床的开发成功填补了国内此类数控车床产品的空白。

线路板数控铣床的铣技术

项目简介：线路板数控铣床的铣技术包括选择走刀方向、补偿方法、定位方法、框架的结构、下刀点。都是保证铣加工精度的重要方面。系统介绍走刀方向、补偿方法，定位方法和下刀点，框架及下刀点等。当铣刀切入板材时，有一个被切削面总是迎着铣刀的切削刃，而另一面总是逆着铣刀的切削刃。定位方法可分为两种；一是内定位，二是外定位。定位对于工艺制定人员也十分重要，一般在线路板前期制作时就应确定定位的方案。内定位是通用的方法。所谓内定位是选择印制板内的安装孔，插拨孔或其它非金属化孔作为定位孔。下刀点和加工顺序选择的好，能使框架保持最大的强度最快的速度。选择的不好，框架容易变形而使印制板报废。

趋势意义：国内先进

机床主轴制动控制方式的改进设计

项目简介：对机床主轴制动控制方式进行了改进设计，判断主轴旋转状态，不采用延时2．5s，即认定主轴电动机停止旋转的控制方式，而是实时监控主轴旋转状态，当主轴旋转低于一定转速时，立即发出主轴停止完了信号。PLC实现主轴能耗制动的控制方法。

趋势意义：采用改进的控制方式用PLC控制机床主轴的制动，能够可靠地判别机床主轴的旋转状态，避免了机床的误动作，节约了主轴加工的辅助时间，使机床的保护性能更趋于完善。

数控刨床自动对刀和刀具磨损自动补偿方法

项目简介：研究了结构简单、操作方便的自动对刀和刀具磨损自动补偿装置。数控刨床自动对刀和刀具磨损自动补偿装置结构非常简单，由对刀块、绝缘体和底座三部分组成。整个装置由底座通过螺钉固定在工作台上。对刀装置与工作台一起通过x向的伺服电机做水平方向的移动，刀具由z向伺服电机控制做上下移动。对刀块和底座各有一个接线端。该对刀方法具有对刀装置结构简单、成本低、操作方便的特点，可以同时解决刀具的自动对刀和刀具磨损的自动补偿问题，且对刀和刀具磨损补偿的精度高。．

趋势意义：该对刀方法具有很强的使用性，在刨床数控系统中有较高的推广应用价值。该对刀方法已在作者研制的刨床数控系统中应用，并取得了很好的使用效果。

全数字总线开放式高档数控系统

项目简介：全数字总线开放式高档数控系统的主要技术指标包括：控制轴数32个；联动8轴以上，实现5坐标联动；6个通道；具有16位模拟量伺服接口等15项先进功能。全数字总线开放式高档数控系统在中国机床产业与数控系统制造技术方面创造了多个第一：数控系统的全集成配套；实际加工工件的总线式数控加工中心；完全自主知识产权和国产化；加工层管理层的网络化操作；采用最少硬件的开放式高档数控系统。

趋势意义：辽宁省科学技术厅和中国机床工具工业协会组织行业专家对上述成果作出鉴定，结论是全数字总线开放式高档数控系统具有国际先进水平，填补了国内高档机床数控系统的技术空白。

高速高精度的全功能数控车床QTNl00―Ⅱ

项目简介：采用先进电主轴技术的QTN 100―Ⅱ，主轴转速达6000rpm，可适应从低速重载切削到高速高功率的切削；它采用了平滑高增益的伺服控制和高效能的AC伺服电机以实现快速而无震动的加减速，其x轴和z轴的快速移动速度分别达30m／rain和33m／min。该机床配置高速高精度的12位刀塔，高速的刀具交换大幅提高了生产效率，其刀塔单步分度仅需0．18秒。而且，由伺服电机驱动的智能尾架，不但可以方便准确地对位置进行自动控制，还能对尾座的推力进行自动调整。?QTN 100―Ⅱ配备有刀具测量装置，可通过使用棒料送料器实现成套零件的加工、自动工件收集器等自动化功能选项。此外，机床还配置了MAZAK公司最新的MAZATROL MATRIX数控系统，采用人机对话式的编程方式，具有干涉检查、智能安全保护、震动抑制和声音提醒等功能。

趋势意义：国际先进

大型零件国产数控机床加工生产线开发研究

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采用数字技术进行机械加工，最早是在40年代初，由美国北密支安的一个小型飞机工业承包商派尔逊斯公司（ParsonsCorporation）实现的。他们在制造飞机的框架及直升飞机的转动机翼时，利用全数字电子计算机对机翼加工路径进行数据处理，并考虑到刀具直径对加工路线的影响，使得加工精度达到±0.0381mm（±0.0015in），达到了当时的最高水平。

1952年，麻省理工学院在一台立式铣床上，装上了一套试验性的数控系统，成功地实现了同时控制三轴的运动。这台数控机床被大家称为世界上第一台数控机床。

这台机床是一台试验性机床，到了1954年11月，在派尔逊斯专利的基础上，第一台工业用的数控机床由美国本迪克斯公司（Bendix-Cooperation）正式生产出来。

在此以后，从1960年开始，其他一些工业国家，如德国、日本都陆续开发、生产及使用了数控机床。

数控机床中最初出现并获得使用的是数控铣床，因为数控机床能够解决普通机床难于胜任的、需要进行轮廓加工的曲线或曲面零件。

然而，由于当时的数控系统采用的是电子管，体积庞大，功耗高，因此除了在军事部门使用外，在其他行业没有得到推广使用。

到了1960年以后，点位控制的数控机床得到了迅速的发展。因为点位控制的数控系统比起轮廓控制的数控系统要简单得多。因此，数控铣床、冲床、坐标镗床大量发展，据统计资料表明，到1966年实际使用的约6000台数控机床中，85%是点位控制的机床。

数控机床的发展中，值得一提的是加工中心。这是一种具有自动换刀装置的数控机床，它能实现工件一次装卡而进行多工序的加工。这种产品最初是在1959年3月，由美国卡耐·;特雷克公司（Keaney&TreckerCorp.）开发出来的。这种机床在刀库中装有丝锥、钻头、铰刀、铣刀等刀具，根据穿孔带的指令自动选择刀具，并通过机械手将刀具装在主轴上，对工件进行加工。它可缩短机床上零件的装卸时间和更换刀具的时间。加工中心现在已经成为数控机床中一种非常重要的品种，不仅有立式、卧式等用于箱体零件加工的镗铣类加工中心，还有用于回转整体零件加工的车削中心、磨削中心等。

1967年，英国首先把几台数控机床连接成具有柔性的加工系统，这就是所谓的柔性制造系统（FlexibleManufacturingSystem——FMS）之后，美、欧、日等也相继进行开发及应用。1974年以后，随着微电子技术的迅速发展，微处理器直接用于数控机床，使数控的软件功能加强，发展成计算机数字控制机床（简称为CNC机床），进一步推动了数控机床的普及应用和大力发展。

80年代，国际上出现了1～4台加工中心或车削中心为主体，再配上工件自动装卸和监控检验装置的柔性制造单元（FlexibleManufacturingCell——FMC）。这种单元投资少，见效快，既可单独长时间少人看管运行，也可集成到FMS或更高级的集成制造系统中使用。

目前，FMS也从切削加工向板材冷作、焊接、装配等领域扩展，从中小批量加工向大批量加工发展。

所以机床数控技术，被认为是现代机械自动化的基础技术。

那什么是车床呢？据资料所载，所谓车床，是主要用车刀对旋转的工件进行车削加工的机床。在车床上还可用钻头、扩孔钻、铰刀、丝锥、板牙和滚花工具等进行相应的加工。车床主要用于加工轴、盘、套和其他具有回转表面的工件，是机械制造和修配工厂中使用最广的一类机床。

古代的车床是靠手拉或脚踏，通过绳索使工件旋转，并手持刀具而进行切削的。1797年，英国机械发明家莫兹利创制了用丝杠传动刀架的现代车床，并于1800年采用交换齿轮，可改变进给速度和被加工螺纹的螺距。1817年，另一位英国人罗伯茨采用了四级带轮和背轮机构来改变主轴转速。

为了提高机械化自动化程度，1845年，美国的菲奇发明转塔车床；1848年，美国又出现回轮车床；1873年，美国的斯潘塞制成一台单轴自动车床，不久他又制成三轴自动车床；20世纪初出现了由单独电机驱动的带有齿轮变速箱的车床。

第一次世界大战后，由于军火、汽车和其他机械工业的需要，各种高效自动车床和专门化车床迅速发展。为了提高小批量工件的生产率，40年代末，带液压仿形装置的车床得到推广，与此同时，多刀车床也得到发展。50年代中，发展了带穿孔卡、插销板和拨码盘等的程序控制车床。数控技术于60年代开始用于车床，70年代后得到迅速发展。

车床依用途和功能区分为多种类型。

普通车床的加工对象广，主轴转速和进给量的调整范围大，能加工工件的内外表面、端面和内外螺纹。这种车床主要由工人手工操作，生产效率低，适用于单件、小批生产和修配车间。

转塔车床和回转车床具有能装多把刀具的转塔刀架或回轮刀架，能在工件的一次装夹中由工人依次使用不同刀具完成多种工序，适用于成批生产。

自动车床能按一定程序自动完成中小型工件的多工序加工，能自动上下料，重复加工一批同样的工件，适用于大批、大量生产。

多刀半自动车床有单轴、多轴、卧式和立式之分。单轴卧式的布局形式与普通车床相似，但两组刀架分别装在主轴的前后或上下，用于加工盘、环和轴类工件，其生产率比普通车床提高3～5倍。

仿形车床能仿照样板或样件的形状尺寸，自动完成工件的加工循环，适用于形状较复杂的工件的小批和成批生产，生产率比普通车床高10～15倍。有多刀架、多轴、卡盘式、立式等类型

立式车床的主轴垂直于水平面，工件装夹在水平的回转工作台上，刀架在横粱或立柱上移动。适用于加工较大、较重、难于在普通车床上安装的工件，一般分为单柱和双柱两大类。

铲齿车床在车削的同时，刀架周期地作径向往复运动，用于铲车铣刀、滚刀等的成形齿面。通常带有铲磨附件，由单独电动机驱动的小砂轮铲磨齿面。

专门车床是用于加工某类工件的特定表面的车床，如曲轴车床、凸轮轴车床、车轮车床、车轴车床、轧辊车床和钢锭车床等。联合车床主要用于车削加工，但附加一些特殊部件和附件后，还可进行镗、铣、钻、插、磨等加工，具有“一机多能”的特点，适用于工程车、船舶或移动修理站

看机床的水平主要看金属切削机床，其他机床技术和复杂性不高，就是近几年很流行的电加工机床，也只是方法的改变，没什么复杂性和科技含量。

我国的数控磨床水平不错，每年都有大量出口，因为它简单，基本属于劳动密集型。

金属加工主要是去除材料，得到想得到的金属形状。去除材料，主要靠车和铣，车床发展为数控车床，铣床发展为加工中心。高精度多轴机床，可以让复杂零件在精度和形状上一次到位，例如，飞机上的一个复杂零件，以前由很多种工人：车工、铣工、磨床工、画线工、热处理工用好几个月干，其中还有报废的，最新的复合数控机床几天甚至几个小时就全干好了，而且精度比你设计的还高。零件精度高就意味着寿命长，可靠性好。

由普通发展到数控，一个人顶原来的十个，在精度上，更是没法说，适应性上，零件变了，换个程序就行。把人的因素也降为最低，以前在工厂，谁要时会车涡轮、蜗杆，没个10年8年的不行，要是谁掌握了，那牛得很。现在用数控设备，只要你会编程，把参数输进去就可以了，很简单，刚毕业的技校学生都会，而且批量的产品质量也有保证。

自美国在50年代末搞出世界一台数控车床后，机床制造业就进入了数控时代，中国在六十年代也搞出了第一代数控机床，但后来中国进入了什么年代，大家都知道。等80年代我们再去看世界的数控机床水平，差距就是20年了，其实奋起直追还有希望，但国营工厂不思进取，到了90年代，我们再去看世界水平，已有30年的差距了。中国改革开放前走的是苏联的路子，什么叫苏联的路子，举个例子来讲：比如，生产一根轴，苏联的方式是建一个专用生产线，用多台专用机床，好处是批量很容易上去，但一旦这根轴的参数发生了变化，这条线就报废了，生产人员也就没事做了。在1960－1980年代，国营工厂一个产品生产几十年不变样。到了1980年代后，当时搞商品经济，这些厂不能迅速适应市场，经营就困难了，到了90年代就大量破产，大量职工下岗。现代的生产也有大批量生产，但主要是单件小批量，不管是那种，只要你的设备是数控的，适应起来就快。专业机床的路子已经到头了，;西方走的路和前苏联不一样，当年的“东芝”事件，就是日本东芝卖给苏联了几台五轴联动的数控铣床，让苏联在潜艇的推进螺旋桨上的制造，上了一个档次，让美国的声纳听不到潜艇声音了，所以美国要惩处东芝公司。由此也可见，前苏联的机床制造业也落后了，他们落后，我们就更不用说了。虽然，美国搞出了世界第一台数控机床，但数控机床的发展，还是要数德国。德国本来在机械方面就是世界第一，数控机床无非就是搞机电一体化，机械方面德国已没问题，剩下的就是电子系统方面，德国的电子系统工业本来就强大，所以在上世纪六、七十年代，德国就执机床界的牛耳了。

但日本人的强项就是仿造，从上世纪70年代起，日本大量从德国引进技术，消化后大量仿造，经过努力，日本在90年代起，就超越了德国，成为世界第一大数控机床生产国，直到现在还是。他们在机床制造水平上，有一些也走在了世界前面，如在机床复合（一机多种功能）化方面，是世界第一。数控机床的核心就在数控系统方面，日本目前在系统方面也排世界第一，主要是它的发拿科公司。第一代的系统用步进电机，我们现在也能造，第二代用交流伺服电机。现在的数控系统的核心就是交流伺服电机和系统内的逻辑控制软件，交流伺服电机我们国家目前还没有谁能制造，这是一个光学、机械、电子的综合体。逻辑控制软件就是控制机床的各轴运动，而这些轴是用伺服电机驱动的，一般的系统能同时控制3轴，高级系统能控制五轴，能控5轴的，五轴以上也没问题。我们国家也由有5轴系统，但“做秀”的成份多，还没实用化。我们的工厂用的五轴和五轴以上机床，100％进口。

机床是一个国家制造业水平高低的象征，其核心就是数控系统。我们目前不要说系统，就是国内造的质量稍微好一点的数控机床，所用的高精度滚珠丝杠，轴承都是进口的，主要是买日本的，我们自产的滚珠丝杠、轴承在精度、寿命方面都有问题。目前国内的各大机床厂，数控系统100％外购，各厂家一般都买日本发那科、三菱的系统，占80％以上，也有德国西门子的系统，但比较少。德国西门子系统为什么用的少呢？早期，德国系统不太能适合我们的电网，我们的电网稳定性不够，西门子系统的电子伺服模块容易烧坏。日本就不同了，他们的系统就烧不坏。近来西门子系统改进了不少，价格方面还是略高。德国人很不重视中国，所以他们的系统汉语化最近才有，不像日本，老早就有汉语化版的。

就国产高级数控机床而言，其利润的主体是被外国人拿走了，中国只是挣了一个辛苦钱。

美国为什么没有能成为数控机床制造大国呢？这个和他们当时制定产业政策的人有关，再加上当时美国的劳动力贵，买比制造划算。机床属于投资大，见效慢，回报率底的产业，而且需要技术积累。不太附和美国情况。但后来美国发现，机床属于战略物资，没有它，飞机、大炮、坦克、军舰的制造都有问题，所以他们重新制定政策，扶植了一些机床厂，规定了一些单位只能买国产设备，就是贵也得买，这就为美国保留了一些数控机床行业。美国机床在世界上没有什么竞争力。

欧洲的机床，除德国外，瑞士的也很好，要说超高精密机床，瑞士的相当好，但价格也是天价。一般用户用不起。意大利、英国、法国属于二流，中国很少买他们的机床。西班牙为了让中国进口他们的机床，不惜贷款给中国，但买的人也很少??借钱总是要还的。

韩国、台湾的数控机床制造能力比大陆地区略强，不过水平差不多。他们也是在上世纪90年代引进日本技术发展的。韩国应该好一点，它有自己制造的、已经商业化了的数控系统，但进口到中国的机床，应我们的要求，也换成了日本系统。我们对他们的系统信不过。韩国数控机床主要有两家：大宇和现代。大宇目前在我国设有合资企业。台湾机床和我们大体一样，自己造机械部分，系统采购日本的。但他们的机床质量差，寿命短，目前在大陆影响很坏。其实他们比我们国产的要好一点。但我们自己的差，我们还能容忍，台湾的机床是用美金买来的，用的不好，那火就大了。台湾最主要的几家机床厂已打算把工厂迁往大陆，大部分都在上海。这些厂目前在国内的竞争中，也打着“国产”的旗号。

近来随着中国的经济发展，也引起了世界一些主要机床厂商的注意，2000年，日本最大的机床制造商“马扎克”在中国银川设立了一家数控机床合资厂，据说制造水平相当高，号称“智能化、网络化”工厂，和世界同步。今年日本另外一家大机床厂大隈公司在北京设立了一家能年产1000台数控机床的控股公司，德国的一家很有名的企业也在上海设立了工厂。

目前，国家制定了一些政策，鼓励国民使用国产数控机床，各厂家也在努力追赶。国内买机床最多的是军工企业，一个购买计划里，80％是进口，国产机床满足不了需要。今后五年内，这个趋势不会改变。不过就目前国内的需要来讲，我国的数控机床目前能满足中低档产品的订货。

美、德、日三国是当今世上在数控机床科研、设计、制造和使用上，技术最先进、经验最多的国家。因其社会条件不同，各有特点。

1.美国的数控发展史

美国政府重视机床工业，美国国防部等部门因其军事方面的需求而不断提出机床的发展方向、科研任务,并且提供充足的经费，且网罗世界人才，特别讲究“效率”和“创新”，注重基础科研。因而在机床技术上不断创新，如1952年研制出世界第一台数控机床、1958年创制出加工中心、70年代初研制成FMS、1987年首创开放式数控系统等。由於美国首先结合汽车、轴承生产需求，充分发展了大量大批生产自动化所需的自动线，而且电子、计算机技术在世界上领先，因此其数控机床的主机设计、制造及数控系统基础扎实，且一贯重视科研和创新，故其高性能数控机床技术在世界也一直领先。当今美国生产宇航等使用的高性能数控机床，其存在的教训是，偏重於基础科研，忽视应用技术，且在上世纪80代政府一度放松了引导，致使数控机床产量增加缓慢，于1982年被后进的日本超过，并大量进口。从90年代起，纠正过去偏向，数控机床技术上转向实用，产量又逐渐上升。

2.德国的数控发展史

德国政府一贯重视机床工业的重要战略地位，在多方面大力扶植。，於1956年研制出第一台数控机床后，德国特别注重科学试验，理论与实际相结合，基础科研与应用技术科研并重。企业与大学科研部门紧密合作，对数控机床的共性和特性问题进行深入的研究，在质量上精益求精。德国的数控机床质量及性能良好、先进实用、货真价实，出口遍及世界。尤其是大型、重型、精密数控机床。德国特别重视数控机床主机及配套件之先进实用，其机、电、液、气、光、刀具、测量、数控系统、各种功能部件，在质量、性能上居世界前列。如西门子公司之数控系统，均为世界闻名，竞相采用。

3.日本的数控发展史

日本政府对机床工业之发展异常重视，通过规划、法规(如“机振法”、“机电法”、“机信法”等)引导发展。在重视人才及机床元部件配套上学习德国，在质量管理及数控机床技术上学习美国，甚至青出于蓝而胜于蓝。自1958年研制出第一台数控机床后，1978年产量(7,342台)超过美国(5,688台)，至今产量、出口量一直居世界首位(2001年产量46,604台，出口27,409台，占59%)。战略上先仿后创，先生产量大而广的中档数控机床，大量出口，占去世界广大市场。在上世纪80年代开始进一步加强科研，向高性能数控机床发展。日本FANUC公司战略正确，仿创结合，针对性地发展市场所需各种低中高档数控系统，在技术上领先，在产量上居世界第一。该公司现有职工3,674人，科研人员超过600人，月产能力7,000套，销售额在世界市场上占50%，在国内约占70%，对加速日本和世界数控机床的发展起了重大促进作用。

4.我国的现状

我国数控技术的发展起步于二十世纪五十年代，中国于1958年研制出第一台数控机床，发展过程大致可分为两大阶段。在1958~1979年间为第一阶段，从1979年至今为第二阶段。第一阶段中对数控机床特点、发展条件缺乏认识，在人员素质差、基础薄弱、配套件不过关的情况下，一哄而上又一哄而下，曾三起三落、终因表现欠佳，无法用于生产而停顿。主要存在的问题是盲目性大，缺乏实事求是的科学精神。在第二阶段从日、德、美、西班牙先后引进数控系统技术，从日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、奥、韩国、台湾省共11国(地区)引进数控机床先进技术和合作、合资生产，解决了可靠性、稳定性问题，数控机床开始正式生产和使用，并逐步向前发展。通过“六五”期间引进数控技术，“七五”期间组织消化吸收“科技攻关”，我国数控技术和数控产业取得了相当大的成绩。特别是最近几年，我国数控产业发展迅速，1998～2004年国产数控机床产量和消费量的年平均增长率分别为39.3%和34.9%。尽管如此，进口机床的发展势头依然强劲，从2002年开始，中国连续三年成为世界机床消费第一大国、机床进口第一大国，2004年中国机床主机消费高达94.6亿美元，国内数控机床制造企业在中高档与大型数控机床的研究开发方面与国外的差距更加明显，70%以上的此类设备和绝大多数的功能部件均依赖进口。由此可以看出国产数控机床特别是中高档数控机床仍然缺乏市场竞争力，究其原因主要在于国产数控机床的研究开发深度不够、制造水平依然落后、服务意识与能力欠缺、数控,系统生产应用推广不力及数控人才缺乏等。我们应看清形势，充分认识国产数控机床的不足，努力发展先进技术，加大技术创新与培训服务力度，以缩短与发达国家之问的差距。 

 在20余年间，数控机床的设计和制造技术有较大提高，主要表现在三大方面：培训一批设计、制造、使用和维护的人才；通过合作生产先进数控机床，使设计、制造、使用水平大大提高，缩小了与世界先进技术的差距；通过利用国外先进元部件、数控系统配套，开始能自行设计及制造高速、高性能、五面或五轴联动加工的数控机床，供应国内市场的需求，但对关键技术的试验、消化、掌握及创新却较差。至今许多重要功能部件、自动化刀具、数控系统依靠国外技术支撑，不能独立发展，基本上处于从仿制走向自行开发阶段，与日本数控机床的水平差距很大。存在的主要问题包括：缺乏象日本“机电法”、“机信法”那样的指引；严重缺乏各方面专家人才和熟练技术工人；缺少深入系统的科研工作；元部件和数控系统不配套；企业和专业间缺乏合作，基本上孤军作战，虽然厂多人众，但形成不了合力。我国数控技术的发展起步于二十世纪五十年代，通过“六五”期间引进数控技术，“七五”期间组织消化吸收“科技攻关”，我国数控技术和数控产业取得了相当大的成绩。特别是最近几年，我国数控产业发展迅速，1998～2004年国产数控机床产量和消费量的年平均增长率分别为39.3%和34.9%。尽管如此，进口机床的发展势头依然强劲，从2002年开始，中国连续三年成为世界机床消费第一大国、机床进口第一大国，2004年中国机床主机消费高达94.6亿美元，国内数控机床制造企业在中高档与大型数控机床的研究开发方面与国外的差距更加明显，70%以上的此类设备和绝大多数的功能部件均依赖进口。由此可以看出国产数控机床特别是中高档数控机床仍然缺乏市场竞争力，究其原因主要在于国产数控机床的研究开发深度不够、制造水平依然落后、服务意识与能力欠缺、数控,系统生产应用推广不力及数控人才缺乏等。我们应看清形势，充分认识国产数控机床的不足，努力发展先进技术，加大技术创新与培训服务力度，以缩短与发达国家之问的差距。

2003年开始，中国就成了全球最大的机床消费国，也是世界上最大的数控机床进口国。目前正在提高机械加工设备的数控化率，1999年，我们国家机械加工设备数控华率是5－8％，目前预计是15－20％之间。一、什么是数控机床车、铣、刨、磨、镗、钻、电火花、剪板、折弯、激光切割等等都是机械加工方法，所谓机械加工，就是把金属毛坯零件加工成所需要的形状，包含尺寸精度和几何精度两个方面。能完成以上功能的设备都称为机床，数控机床就是在普通机床上发展过来的，数控的意思就是数字控制。给机床装上数控系统后，机床就成了数控机床。当然，普通机床发展到数控机床不只是加装系统这么简单，例如：从铣床发展到加工中心，机床结构发生变化，最主要的是加了刀库，大幅度提高了精度。加工中心最主要的功能是铣、镗、钻的功能。我们一般所说的数控设备，主要是指数控车床和加工中心。我国目前各种门类的数控机床都能生产，水平参差不齐，有的是世界水平，有的比国外落后10－15年，但如果国家支持，追赶起来也不是什么问题，例如：去年，沈阳机床集团收购了德国西思机床公司，意义很大，如果大力消化技术，可以缩短不少差距。大连机床公司也从德国引进了不少先进技术。上海一家企业购买日本著名的机床制造商池贝。，近几年随着中国制造的崛起，欧洲不少企业倒闭或者被兼并，如马毫、斯滨纳等。日本经济不景气，有不少在80年代很出名的机床制造商倒闭，例如：新泻铁工所。二、数控设备的发展方向六个方面：智能化、网络化、高速、高精度、符合、环保。目前德国和瑞士的机床精度最高，综合起来，德国的水平最高，日本的产值最大。美国的机床业一般。中国大陆、韩国。台湾属于同一水平。但就门类、种类多少而言，我们应该能进世界前4名。三、数控系统 由显示器、控制器伺服、伺服电机、和各种开关、传感器构成。目前世界最大的三家厂商是：日本发那客、德国西门子、日本三菱；其余还有法国扭姆、西班牙凡高等。国内由华中数控、航天数控等。国内的数控系统刚刚开始产业化、水平质量一般。高档次的系统全都是进口。华中数控这几年发展迅速，软件水平相当不错，但差就差在电器硬件上，故障率比较高。华中数控也有意向数控机床业进军，但机床的硬件方面不行，质量精度一般。目前国内一些大厂还没有采用华中数控的。广州机床厂的简易数控系统也不错。我们国家机床业最薄弱的环节在数控系统。

四、机床精度1、机械加工机床精度分静精度、加工精度（包括尺寸精度和几何精度）、定位精度、重复定位精度等5种。2、机床精度体系：目前我们国家内承认的大致是四种体系：德国VDI标准、日本JIS标准、国际标准ISO标准、国标GB，国标和国际标准差不多。3、看一台机床水平的高低，要看它的重复定位精度，一台机床的重复定位精度如果能达到0.005mm(ISO标准.、统计法),就是一台高精度机床，在0.005mm(ISO标准.、统计法)以下，就是超高精度机床，高精度的机床，要有最好的轴承、丝杠。;4、加工出高精度零件，不只要求机床精度高，还要有好的工艺方法、好的夹具、好的刀具。五、目前世界著名机床厂商在我国的投资情况1、2000年，世界最大的专业机床制造商马扎克（MAZAK）在宁夏银川投资建了名为“宁夏小巨人机床公司”的机床公司，生产数控车床、立式加工中心和车铣复合中心。机床质量不错，目前效益良好，年产600台，目前正在建2期工程，建成后可以年产1200台。2、2003年，德国著名的机床制造商德马吉在上海投资建厂，目前年组装生产数控车床和立式加工中心120台左右。3、2002年，日本著名的机床生产商大隈公司和北京第一机床厂合资建厂，年生产能力为1000台，生产数控车床、立式加工中心、卧式加工中心。4、韩国大宇在山东青岛投资建厂，目前生产能力不知。5、台湾省的著名机床制造商友嘉在浙江萧山投资建厂，年生产能力800台。5、民营企业进入机床行业情况1、浙江日发公司，2000年投产，生产数控车床、加工中心。年生产能力300台。2．2004年，浙江宁波著名的铸塑机厂商海天公司投资生产机床，主要是从日本引进技术，目前刚开始，起点比较高。3．2002年，西安北村投产，名字象日本的，其实老板是中国人，采用日本技术。生产小型仪表数控车床，水平相当不错。六、军工企业技改情况军工企业得到国家拨款开始于当年“大使馆被炸”，后来台湾上台后，大规模技改开始了，军工企业进入新一轮的技改高峰，我们很多军工企业开始停止购买普通设备。尤其是近3年来，我们的军工企业从欧洲和日本买了大批量的先进数控机床。也从国内机床厂哪里采购了大批普通数控机床，国内机床厂商为了迎接这次大技改，也引进了不少先进技术，争取军工企业的高端订单。听在军工企业的朋友讲，如果再能“顶”三年，我们的整体水平会上一个台阶。 其实，总书记掌权以来，已经把国防事业提到了和经济发展一样的高度上，他说，我们要建立和经济发展相适应的国防能力，相信再过10年，随着我国国防工业和汽车行业的发展，我们国家会诞生世界水平的机床制造商，也将会超越日本，成为世界第一机床生产大国。

参考文献：

1.《机床与液压》20041No171995-2005TsinghuaTongfang OpticalDiscCo¸,Ltd¸Allrightsreserved

4.《机床数控系统的发展趋势》黄勇陈子辰浙江大学

5.《中国机械工程》

6.《数控机床及应用》作者：李佳

7.《机械设计与制造工程》2001年第30卷第1期

8《机电新产品导报》2005年第12期

9.《瞭望》2007年第37期

10.机械》2007年第34卷第8期

篇10

【关键词】数控加工；加工精度；影响因素

随着现代制造业的快速发展，对机械产品的精度要求越来越高。数控机床的出现大大增强了机械制造的能力，为经济和社会进步做出了重大贡献。数控机床搭配了可程序化控制的自动控制系统，在驱动方式和加工结构等功能方面都有较大幅度的改变，能够更加精准、快速地完成更为复杂、精密的零件加工。数控机床在加工的过程中能够更大程度上保证产品输出质量，并提高加工速度，整体上提高了机械制造的能力和生产效率。数控机床虽然有着诸多优点，但在加工过程中也会受到一些因素干扰，进而对产品质量产生影响。

1、数控机床的工作原理

数控机床在很大程度上提高了机床加工的精度和效率，同时装有可编程控制的自动化系统和多工位刀塔，能够进行多种复杂、精密的零件加工，具有实用性强、加工精度高、自动化程度高等特点，数控机床的工作原理如图1所示。

数控机床在工作时，主要是按照相应的顺序对待加工工件进行处理，结合参数和数控要求的数控语言，对加工程序进行编制，之后输入，计算机数字化控制）装置中，对加工程序进行进一步的处理和完善，之后向系统发出命令，由系统驱动机床部件推动刀具运动，从而实现对于零件的加工。

2、数控机床加工精度的影响因素

由数控机床的组成可以知道，通常情况下影响数控加工精度的主要因素包括两部分，一是机床本身所具有的机械精度，一是机床所配备的伺服控制系统的驱动精度。综合实践来分析，在众多影响数控加工精度的因素中：机床本身制造误差大约占到1/2，设备加工过程中误差所占比例约为1/3，检测误差所占比例约为1/6。

2.1伺服系统驱动因素

通过对数控机床的原理分析可知，伺服系统是数控机床的中枢控制部分，主要是通过将驱动机床的部件转化为零件进行加工。伺服系统的功能实现又是通过电机驱动丝杠完成的，丝杠的传动精度就成为伺服系统的控制精度。数控加工设备通常采用半闭环控制伺服进给系统控制，在产品加工过程中，丝杠收到伺服系统信号需要反向运转时会有短暂的空转状态，这一空转现象会引起反向间隙误差，进而影响数控加工精度。此外数控设备在传动过程中容易受到外界振动和载荷的影响，继而出现弹性形变，引发弹性间隙误差。

2.2刀具参数变化因素

数控机床的加工过程靠的是刀具在程序控制下完成对产品的切削、铣磨等，以最终完成对产品的加工过程。在车刀切削的过程中，车刀存在主偏角和刀尖圆弧半径，在切削棒料零件时，车刀的轴线会产生细微的偏差，如果不对偏差加以考虑，当主偏角不断减小时偏差会不断增大。因此，在数控设备加工过程中刀具的参数对于加工精度也有着一定的影响，需要在程序编程的过程中按照产品的特征，将刀具轴线所产生的偏差加以分析，对刀具产生的位移长度进行修正。此外，在数控机床运转时，车刀的刀尖圆弧半径、主偏角、刀尖与零件中心的高度偏差等都可能影响数控机床的加工精度，需要在编程时进行考虑和分析。

3、提高数控加工精度的措施

3.1伺服系统误差及抑制

数控加工过程中伺服系统的精确度对加工质量的影响是直接的，对于伺服系统方面引起的误差必须高度重视。为了更好地抑制伺服系统误差，应从机床的设计阶段就采取相应的措施，如采用动态性能优越的驱动装置，增强伺服装置的抗压、抗载能力等。当数控设备的伺服装置选定后，还应该在系统参数设置方面进行优化，可以选择尽可能高的位置环增益，以保证各进给轴的位置开环增益相等。伺服系统对直线、圆弧加工的影响及抑制方法：①速度误差不影响单轴直线加工时停止位置的准确性，只是在时间上实际位置达到指令位置有些滞后，但不影响精度。②当各进给轴位置开环增益不相等时，以45°时加工误差最大。③加工圆弧时，为抑制伺服系统引起的轮廓加工误差，首先应设置各进给轴位置开环增益相等，且尽可能大。

3.2提高床身导轨的几何精度

现代科技在机械制造行业的广泛应用，数控加工设备也逐渐呈现出高速、高效、高精度的趋势。数控加工技术发展的同时也对数控设备的结构提出了相应的要求，比如数控机床底座铸件的重量及承重、承压要求，数控导轨的精度、抗压、防震设计等。一般来说，全功能数控车床为了保证各方面功能实现，会使用斜床造型来简化铸件整体结构，降低机床自身重量。基于力学角度考虑，采用斜床后的机床多采用封闭式筒形结构，如此会大大提升机床整体的抗扭与抗弯强度，以确保设备在复杂的工况作业下，能够始终维持良好的稳定性。再者，从刀位的的移动速度来看，随着速度的加快要求导轨具备更好的抗负荷能力；为了保证数控车床在高负荷切削的条件下拥有良好的精度保持性和较高的刚性，可以采用镶钢滑动导轨副结构，以确保导轨获得最佳的几何精度。

4、结束语

数控机床的加工精度是保证产品质量的前提条件，如何进一步确保数控加工精度已经成为机械制造业重点关注的课题。随着我国机械制造业的飞速发展，数控加工设备作为其中重要的生产设备，在制造业中占有重要的地位。数控加工过程中，影响其加工精度的因素众多，需要针对不同原因引起的加工误差采取对应的措施，以最大程度的保证数控加工质量。

参考文献

[1]夏莹.数控机床加工精度影响因素分析及对策研究[J].科技传播，2013（12）：98-99.

[2]丁美玲.数控机床加工精度的影响因素分析及对策[J].机电信息，2014（15）：75-77.