机床数控制造精选(九篇)

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第1篇：机床数控制造范文

【关键词】数控机床精度

【中图分类号】TG659 文献标识码：B 文章编号：1673-8500（2013）03-0032-02

前几年，我国很多单位从国外引进了很多中高档数控机床，有的服役期满，有的不能正常工作，处于闲置，造成巨大资源浪费。这些机床共同之处在于机械部分基本完好，精度较高，主要是由于数控系统出现问题而又难以购置配件，不能满足正常生产的需要和现代高精度、高速度和高可靠性的加工要求。如果利用进口数控系统对现有数控设备进行数控化改造，只需几十万元就能发挥现有设备的作用，而购置一台新的同性能的数控机床则需要几百万甚至上千万的资金，因此，对我国来说数控机床的数控化改造具有明显的经济效益与社会效益，非常迫切。文章基于此在论述了数控机床改造特点的基础上对于常见的提高数控机床改造精度的措施进行了较详细的阐述。

1 数控机床改造的特点

数控改造技术在机械加工行业中的应用越来越广泛，这主要是由于数控改造有以下几方面突出特点和优点：

1.1投资额少、交货期短同购置新机床相比，一般可以节省60%一80%的费用，改造费用低，特别是大型、特殊机床尤其明显。一般大型机床改造，只是新机床购置费用的1/3，交货期短。即使有些特殊情况，如高速主轴、托盘自动交换装置的制造与安装过于费工、费钱，改造成本也高2—3倍，但与购置新机床相比，也能节省投资50%左右。

1.2机械性能稳定可靠所利用的床身、立柱等基础件都是重而兼顾的铸造构件，而不是那种焊接构件，改造后的机床性能高、质量好，可以作为新设备继续使用多年。

1.3熟悉了解设备、便于操作维修购买新设备时，不了解新设备是否满足其加工要求。改造则不然，可以精确地计算出机床地加工能力，另外，由于多年使用，操作者对机床的特性早已了解，在操作使用和维修方面培训时间短，见效快。改造的机床一安装好，就可以实现全负荷运转。

1.4可采用最新的控制技术可根据技术革新的发展速度，及时地提高生产设备地自动化水平和效率，提高设备和档次，将旧设备改成当今水平的机床。充分利用现有的条件可以充分利用现有地基，不必像购置新设备时那样需要重-新构筑地基。因此可节约费用，降低改造成本，同时也可缩短生产准备周期。

1.5提高产品质量和工效可以解决复杂零件的加工精度控制，加工的产品尺寸一致性好、合格率高、废品率的、生产效率高。如经济型数控机床，一般可提高工效3 7倍。对复杂零件而言，难度越高，提高的工效越明显。此外还可以减轻工人的劳动强度，提高工人素质促进科技成果的普及和应用，为“体力型”向“智能”转变创造条件。

2 提高数控机床改造精度的常见方法

数控机床在设计上要达到高的静动态刚度，运动副之问的摩擦系数小，传动无间隙，功率大；便于操作和维修。机床数控改造时应尽量达到上述要求，还应对主要部件进行相应的改造使其达到一定的设计要求，才能获得预期的改造目的，常见的机床改造方法如下。

2.1修复机床导轨精度

导轨的作用是导向与承载。导轨在空载和在切削条件下运动时，都应具有足够的导向精度。是机床几何精度的基础，所以，机床在改造时，为了达到预期的精度要求，往往必须修复导轨精度。对不同形式导轨，大概修理方法如下：

2.1.1使用环氧型耐磨导轨涂层修复导轨精度：工作台导轨的涂层，就是床身导轨的拓印，它的配合精度必然很高，简化了工艺，缩短了制造周期。应用于机床改造更为便利，效果显著。

2.1.2铸铁导轨：铸铁导轨的精加工是用刮削的方法得到的，刮研显点为18-25点/平方厘米，同时，必须保证的可靠性。这样才能尽可能的减小摩擦，以及对位置控制精度的影响。

2.2恢复主轴精度

主轴是主轴组的重要组成部分。机床工作时，由主轴夹持着工件或刀具直接参加表面成形运动，对加工质量和生产率，有重要影响。所以，改造时必须修复主轴的精度。

对于精度超差的主轴拆卸以后应对其进行全面检查，以便确定修理方案。但大多需要更换主轴轴承、重新调整轴承的间隙调整和预紧。调整后应进行温升实验，温升超过规定值，应减少预紧量。当主轴轴承重新装配好后，用千分表和标准检验棒，检查主轴锥孔中心线是否和主轴的回转中心重合，如果相差较大，则必须用专用的磨头，重新磨削主轴锥孔，使其回转中心同主轴的回转中心完全重合。

2.3修复或更换滚珠丝杠

随着现代科技的发展，机械制造业正不断面临着高速度、高精度等新的挑战。滚珠丝杠作为当代数控机床进给的主要传动机构，以其长寿命、高刚度、高效率、高灵敏度、无间隙等显著特点而得以广泛应用，成为各类数控机床的重要配套部件，并己实现了标准化、通用化和商品化。基本上现代的数控机床都采用了滚珠丝杠，但在改造时，一定要恢复其传动精度，或干脆更换新的或更高精度的滚珠丝杠，只有这样才能保证改造后的定位精度，尤其是在半闭环系统中，丝杠不仅要起到传动作用，还要起到标尺的作用，编码器只是测量丝杠的转数，至于工作台实际行走的距离，相当于开环，只能靠滚珠丝杠本身的精度保证。

2.4利用精密仪器检测机床精度

可以结合具体的机床改造过程，利用先进的激光干涉仪测量系统，对机床的定位精度进行测量，并利用球杆仪快速检查机床精度，诊断误差来源，自动分析机床精度状态，检查出反向间隙、垂直度、直线度、周期误差、伺服不匹配、传动链磨损等，根据检测结果，进行必要的分析，再结合资金投入、新技术应用等因素确定必要的改造、修理方案。在调整机床参数时，尤其是伺服驱动参数，可根据球杆仪的检测结果，进行系统优化，使机床参数更合理，系统更稳定。

在改造完成后，利用激光干涉仪对定位精度进行测量，然后，根据情况进行适当的补偿，可以大大提高机床的定位精度和加工精度。

第2篇：机床数控制造范文

关键词：数控机床 概述 主轴 驱动 控制 策略

一、数控机床改造设计的意义概述

1、数控机床改造的意义

节省资金：机床的数控改造同购置新机床相比一般可节省60%左右的费用，大型及特殊设备尤为明显。一般大型机床改造只需花新机床购置费的1/3。即使将原机床的结构进行彻底改造升级也只需花费购买新机床60%的费用，并可以有效的利用现有地基。

性能稳定可靠：因原机床各基础件经过长期时效，几乎不会产生应力变形而影响精度。

提高生产效率：机床经数控改造后即可实现加工的自动化效率可比传统机床提高 3至5倍。对复杂零件而言难度越高功效提高得越多。且可以不用或少用工装，不仅节约了费用而且可以缩短生产准备周期。

2、车床的性能和精度的选择

并不是所有的旧机床都可以进行数控改造，机床的改造主要应具备两个条件：第一，机床基础件必须有足够的刚性。第二，改造的费用要合适，经济性好。在改装车床前，要对机床的性能指标做出决定。改装后的车床能加工工件的最大回转直径以及最大长度、主电动机功率等一般都不会改变。加工工件的平面度、直线度、圆柱度以及粗糙度等基本上仍决定于机床本身原有水平。

3、车床数控改造总体方案

目前机床数控改造技术已经日趋成熟，专用化的机床数控改造系统所具备的性能和功能一般均能满足车床的常规加工要求。较典型的车床数控改造方案可选择为：配置专用车床数控改造系统，采用伺服电机驱动进给运动、配置脉冲发生器实现螺纹加工功能、配置自动转位刀架实现自动换刀功能。比如某方案选择下列基本配置和功能：

1、采用KENT-18T车床数控系统。本系统控制电路采用了高速微处理器，超大规模定制型集成电路芯片，多层印刷电路板，从而极大地提高了系统的可靠性；在控制面板上，将CNC操作面板与机床操作面板集成为一体，极大地简化了联机。具有直线和圆弧插补、代码编程、刀具补偿和间隙补偿功能、数码管二坐标同时显示、自动转位刀架控制、螺纹加工等控制功能。

2、配有伺服电机驱动系统，脉冲当量或控制精度一般为：Z为0.01mm，X向为0.005mm（要与相应导程的丝杠相配套）。

3、主电机采用变频电机，固定在电机底座上，通过皮带轮、皮带传带给主轴，可使主轴得到由低速到高速的无级变速运动，并可实现正反向旋转。

4、具有单步或连续执行程序、循环执行程序、机械极限位置自动限位、超程报警，以及进给速度程序自动终止等各类数控基本功能。

二、数控机床主轴驱动及控制

1、主轴驱动系统概述

主轴驱动系统也叫主传动系统，是在系统中完成主运动的动力装置部分。主轴驱动系统通过该传动机构转变成主轴上安装的刀具或工件的切削力矩和切削速度，配合进给运动，加工出理想的零件。它是零件加工的成型运动之一，它的精度对零件的加工精度有较大的影响。

2、数控机床对主轴驱动系统的要求

机床的主轴驱动和进给驱动有较大的差别。机床主轴的工作运动通常是旋转运动，不像进给驱动需要丝杠或其它直线运动装置作往复运动。数控机床通常通过主轴的回转与进给轴的进给实现刀具与工件的快速的相对切削运动。在20纪60-70年代，数控机床的主轴一般采用三相感应电动机配上多级齿轮变速箱实现有级变速的驱动方式。随着刀具技术、生产技术、加工工艺以及生产效率的不断发展，上述传统的主轴驱动已不能满足生产的需要。现代数控机床对主轴传动提出了更高的要求：

首先，调速范围宽并实现无极调速

为保证加工时选用合适的切削用量，以获得最佳的生产率、加工精度和表面质量。特别对于具有自动换刀功能的数控加工中心，为适应各种刀具、工序和各种材料的加工要求，对主轴的调速范围要求更高，要求主轴能在较宽的转速范围内根据数控系统的指令自动实现无级调速，并减少中间传动环节，简化主轴箱。目前主轴驱动装置的恒转矩调速范围已可达1∶100，恒功率调速范围也可达1∶30，一般过载1.5倍时可持续工作达到30min。主轴调速范围：100至2800r/min。

其次，具有4象限驱动能力：要求主轴在正、反向转动时均可进行自动加、减速控制，并且加、减速时间要短。

另外，也要具有较高的精度与刚度，传动平稳，噪音低：数控机床加工精度的提高与主轴系统的精度密切相关。为了提高传动件的制造精度与刚度，采用齿轮传动时齿轮齿面应采用高频感应加热淬火工艺以增加耐磨性。最后一级一般用斜齿轮传动，使传动平稳。采用带传动时应采用齿型带。应采用精度高的轴承及合理的支撑跨距，以提高主轴的组件的刚性。在结构允许的条件下，应适当增加齿轮宽度，提高齿轮的重叠系数。变速滑移齿轮一般都用花键传动，采用内径定心。侧面定心的花键对降低噪声更为有利，因为这种定心方式传动间隙小，接触面大，但加工需要专门的刀具和花键磨床。

此外，也要保证有良好的抗振性和热稳定性：数控机床加工时，可能由于持续切削、加工余量不均匀、运动部件不平衡以及切削过程中的自振等原因引起冲击力和交变力，使主轴产生振动，影响加工精度和表面粗糙度，严重时甚至可能损坏刀具和主轴系统中的零件，使其无法工作。主轴系统的发热使其中的零部件产生热变形，降低传动效率，影响零部件之间的相对位置精度和运动精度，从而造成加工误差。因此，主轴组件要有较高的固有频率，较好的动平衡，且要保持合适的配合间隙，并要进行循环。

总之，机床的改造设计对于提升生产效率、工艺精度都有着十分重要的意义，需要我们认真对待，同时在设计、改造的过程中我们也要不断创新、不断进取，采取先进的生产工艺，使数控机床发挥其最佳的效应，创造出最高的生产效率！

参考文献：

第3篇：机床数控制造范文

总平面一次规划、分期实施，动力保障系统兼顾二期需求;目前一期项目南北2个厂区对外出入口(北侧为货运出入口、南侧为人员出入口)考虑未来建设二期工程后西移。场地地势基本平坦，在甲方未能提供场地周边城市道路的设计标高资料的条件下，督促甲方以芙蓉道与华祥路的交叉口中心为假设高程系统标高起算点(0．0)，实地测绘了周边道路的标高，顺利完成了竖向设计。因建筑室内外高差较小，为0．1m～0．15m，竖向设计中合理安排场地标高和排水组织。厂区内人流主要集中在厂前区以及各生产车间，车流主要是货物车流;厂区主出入口开设于南侧木兰道，在北侧芙蓉道开设货物出入口。小汽车停车位主要布置于研发中心楼前，靠近厂区主入口，共计36个车位;货车车位布设于物流区，靠近货物出入口，便于运输，流线短捷，约10个货车车位。

2建筑设计

建筑设计以经济适用美观为设计原则:平面设计功能分区明晰，各个流线互不干扰，符合工艺使用要求;研发中心在以上基础上增加了内部空间的趣味性和丰富性，增加了趣味中庭，创造了独特的空间品质。厂房建筑设计中摒弃传统厂房中条窗的开窗形式，结合结构构建和对采光要求的实际使用特点，利用模数，采用有规律的方形小天窗形式，既美观又实用，避免眩光。厂房配套附属用房，沿城市道路，故设计中着重推敲了此部分的建筑造型，创造出了新颖温馨的效果。研发中心，具有视觉冲击力的建筑造型，搭配浅灰色混凝土与通透幕墙，创造出独特的建筑艺术气息，结合了本工厂的生产性质，“精雕细琢”如同一个工艺品又像一个无声的广告，成为精雕公司企业文化与精神品质的最好展示。厂房及其辅助建筑采用浅灰色氟碳漆喷涂，经济实用的基础上，搭配大体量的造型，展示了精雕的风采，沿街办公面深灰与白色的对比，大体量建筑与幕墙的对比，具有整体连续感的建筑造型，倾斜的窗户窗台外立面，都展现了精雕作为一个行业内的资深企业，与众不同的企业文化和独特魅力。

3结构设计

本工程有精加工车间、重加工车间、装配车间、电控车间、物流厂房、研发中心、动力服务中心、大门等8个子项工程。其具体情况如下:1)精加工车间:长90m，宽78m;柱距:6m，车间跨度:1×24m+3×18m，柱顶标高为9．30m，轨顶标高为7．00m，吊车起重量为5t，A4级工作制。车间端头外有一贴建三层辅助用房，跨度7．20m，长75m，10×6．0m+7．5m柱距，檐口高度为11．70m，层高:一层4．50m，二、三层3．60m。2)重加工车间:长90m，宽78m;柱距:6m，车间跨度:1×24m+3×18m，柱顶标高为11．3m，轨顶标高为9．0m，吊车起重量为10t，A4级工作制。车间端头外有一贴建三层辅助用房，跨度7．20m，长66m，11×6．0m柱距，檐口高度为11．70m，层高:一层4．50m，二、三层3．60m。3)装配车间:长90m，宽84m;柱距:6m，车间跨度:4×18m+1×12m，柱顶标高为10．20m，轨顶标高为8．0m，吊车起重量为16t，A6级工作制。车间内有一贴建二层辅助用房，跨度6．00m，长60m，10×6．0m柱距，檐口高度为8．10m，层高:一层4．50m，二层3．60m。车间南侧外贴建一个三层部件装配车间，跨度12m，长90m，柱距15×6．0m，檐口高度15．20m，层高:一层6．00m，二层5．40m，三层4．00m。4)电控车间:长90m，宽36m;柱网:X向10×9．0m，Y向4×9．0m，檐口高度16．90m，共三层，层高:一层7．00m，二层6．00m，三层3．90m，一层有1t悬挂吊车。5)物流厂房:分单层及三层两部分厂房，单层厂房:跨度18m，长60m，柱距:10×6．0m，柱顶标高:10．20m，轨顶标高:8．0m，吊车起重量为20t，A5级工作制。三层厂房:柱网:X向5×15．0m，Y向6×9．0m+1×6．0m，一层有吊车，吊车起重量为8t，轨顶标高:5．50m，层高:一层8．00m，二层6．00m，三层4．50m，檐口高度:18．50m。6)动力服务中心:地下一层，层高4．8m，地上四层，层高:一层4．5m，二层～四层3．90m，檐口高度:16．20m，长86m，宽15．6m，柱网:X向1×4．0m+10×7．8m+1×4．0m，Y向2×7．8m。7)研发中心:地上四层，局部五层，层高:一层6．0m，二层～三层3．90m，四层3．60m，局部五层3．9m，檐口高度:17．40m，长度:X向78m，Y向54m，柱网:7．80m×7．80m。针对单层工业厂房的特点，我们本着经济实用、施工方便快捷的思想，采用钢筋混凝土排架结构，杯口独立柱基础，预制钢筋混凝土柱、预应力钢筋混凝土屋架、屋面梁及屋面板，由于采用了预应力构件，大大减小了结构的断面及配筋，使得整体结构既轻巧又美观大方。并且预制构件均在工厂加工，现场安装，既保证了构件质量又加快了施工速度。物流厂房为三层框架结构，柱距为15×9m，一层有8t吊车，二层楼面活荷载为1t，三层活荷载为0．6t。针对跨度大、荷载大的特点，为了既减小梁柱断面又保证使用功能，我们采用了钢骨混凝土梁柱，井字梁区格，大大减小了构件断面及提高了结构的承载能力。由于建筑造型的需要，研发中心楼面形状多处极不规则，斜屋面梁的空间关系错综复杂，为了满足建筑要求，我们进行了精心设计，为减小梁截面，采取梁加腋等措施，为将梁的空间关系在施工图中更好地表达清楚，我们在图中插入了梁柱空间关系透视图。对于建筑物端头一侧连续三层悬挑5．2m的结构，我们采取了型钢混凝土桁架的结构，满足了建筑及使用功能的要求。

4给排水设计

项目中四座车间厂房屋面采用虹吸雨水排水系统。虹吸雨水斗单斗排水量大，屋面开孔少，减少屋面漏水几率，减轻屋面防水压力;充分利用虹吸雨水斗布置灵活、管道不受坡度限制的特点，根据建筑布局将立管设在外墙柱子旁，平均两跨厂房屋面仅设一根立管，耗费管材少，厂房内部不设埋地管，不设雨水管道井，节省建筑空间，减少地面开挖，施工工程量大大减小，施工快捷简单，同时减少了室外雨水井的设置。

5暖通设计

5.1冷热源方式:充分利用广阔的场地和适宜的土壤条件，采用地埋管地源热泵系统夏季制冷冬季制热，并利用夜间低谷电采用水蓄能系统，冬季蓄热，夏季蓄冷，蓄能罐设置在地上。

5.2空调末端和气流组织:高大空间厂房采用无风管远程送风空气处理机组，并可调整喷口送风角度和送风量，保证厂房温度、风速场均匀，空调区按照分层空调设计。空调水系统:单层厂房平面尺寸较大，且末端设备阻力基本相同，采用水平同程系统。

5.3气流组织:喷口侧送风下回风，相对厂房分层空调是中送风下回风，厂房下部作为空调区，上部作为非空调区。

5.4厂房通风:厂房采用自然通风结合屋顶排风机的复合通风方式，能利用热压作用时采用门窗进风、屋顶天窗自然通风，不能满足时开启屋顶排风机机械通风。建筑布局利于穿堂风进行自然通风，建筑主进风面布置在夏季主导风向侧。

第4篇：机床数控制造范文

Abstract： Higher vocational colleges upgrading and transformation of training equipment are effective means to improve school's training level and increase the number of training equipment with high quality. Upgrading and transformation of machine tools can effectively improve the accuracy and performance and make them used in practical teaching. This paper is a subject about training equipment upgrading and transformation in higher vocational colleges. Taking C616 ordinary lathe as an example, this paper introduces reconstruction scheme of a complete horizontal lathe to numerical control lathe and the concrete implementation steps.

关键词： 数控；实训设备；改造

Key words： NC；training equipment；transformation

中图分类号：G71文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）18-0196-01

1课题提出的背景和意义

数控技术的应用越来越广泛，也带来了大量的人力资源的需求。根据教高[2006]16号文的精神，高职院校的人才培养目标是培养高素质技能型专门人才，培养的学生要具有实践能力、创造能力、就业能力、创业能力的要求。实践能力的锻炼，就成为了高职院校教学的重点。学生在学校的实训内容更是培养这类能力的关键。但是目前很多高职院校的实训设备，还跟不上科技的发展，设备的更新较慢，许多实训设备还是早期的普通机床，不少设备都面临报废。为了增加先进的实训设备并有效的节省资金，对现有设备的更新升级也就成了一个非常重要的课题。普通车床的数控化改造的课题正是在这种背景下提出来的。

2课题研究的目标

对C616普通车床进行升级改造，改造后提升机床的精度和各方面性能。能够完成数控机床的基本操作，可以进行数控机床相关的实训教学。

3课题的详细设计与实现

3.1 C616普通车床主轴箱的改造首先将主轴箱与进给箱之间的挂轮部分去掉，在输出轴一侧安装脉冲编码器，编码器主要用来保证主轴的旋转运动与刀架的切削进给的同步关系，既实现加工螺纹时主轴转一转，刀架Z坐标移动工件一个导程的运动关系。主轴变速采用分段无级调速的方式。利用原机床的主轴交流异步电动机加装变频器和数控单元构成一个变频调速系统。由于交流电动机有转速n与频率f，电动机的级对数p及转差率s之间的关系为n=60f（1-s）/p的特点，通过改变电源的频率f，改变电动机转速。此外主轴的正、反转和制动停止，都由数控指令直接控制电动机实现。

3.2 数控系统的选择及设计计算机数控装置（CNC）是数控机床的中心环节。它通过对加工程序的运行处理，发出控制信号，实现对加工过程的自动控制。采用广州数控GSK980TD车床数控系统。数控系统用摇臂从床身，伸出于床头上方。

3.3 进给系统的改造伺服进给机构的设计是机床数控化改造的主要部分，伺服驱动是机床的执行机构，它负责执行由CNC系统发出的运动命令。机床的伺服控制系统一般可分为开环控制、闭环控制和半闭环控制。开环系统的结构比较简单、造价较为低廉，但是精度、快速性较差；闭环系统精度高、快速性好，单对机床要求较高，造价也昂贵；半闭环系统的结构简单、调整方便，可以应用于中小型机床。从经济性和改造目标的角度考虑，本设计选择采用半闭环系统。

原机床上的进给箱、溜板箱的传动是通过齿轮来实现的，机床的主运动和进给运动都由一台电动机提供，这是不符合我们的设计需要的，所以本设计去掉了进给箱和溜板箱，而保留了大拖板和中拖板。本文的进给运动由进给伺服传动链完成。

原机床的进给丝杠是滑动丝杠，滑动丝杠的摩擦较大，转动效率、精度都较低。滚珠丝杠采用滚动摩擦形式，特点是动作灵敏、装配效率高、传动精度高。所以在充分考虑到改装的精度需求之后，本设计选用滚珠丝杠代替了滑动丝杠。

①纵向进给机构的改造：拆除原来机床的溜板箱、光杠与丝杠以及安装座，装上滚珠丝杠及其相应的安装装置，纵向驱动的伺服电机及减速箱安装在丝杠的右端，采用滚珠丝杠可以提高系统的精度和纵向进给的整体刚度。纵向运动直接由数控指令获得走刀量和螺距。Z轴的滚珠丝杠直径比原有的丝杠直径大，支承方式不变，这样的改造既能保证传动精度又能保证传动的稳定性。②横向进给机构的改造：拆除原来横向进给的丝杠，换上滚珠丝杠；保留原来的横向手柄机构，横向步进电机和减速箱安装在机床后侧。一般是电机经减速后驱动滚珠丝杠，使刀架横向运动。一般将电机通过法兰盘和大拖板连接起来，以保证其同轴度，提高传动精度。横向运动直接由数控指令获得走刀量和螺距。X轴选用的滚珠丝杠直径与原丝杠基本一致，但支承方式由原来的一端固定，一端悬空，改为一段固定，一端径向支撑，所以稳定性增强。③导轨改造：导轨的主要作用是支承和导向。它可以支承车床上的各部分运动部件沿着规定方向运动，所以它的精度和平稳性会直接影响到机床的加工精度和性能。改造过程中要对导轨的磨损度和加工精度进行相关检测，如果不符合设计需要，需要对导轨进行打磨或更换。

3.4 刀架部分的改造C616普通车床的刀架采用手动换刀方式，此种方式效率较低。改造中将原刀架改为四工位电动刀架，这样可以大幅度提高生产效率和定位精度。

3.5 部分的改造为了减少各运动部件的磨损，保证改造后机床的精度，提高机床的稳定性，可以对机床的系统进行改造，增添设备，对机床进行定时定量供油。

4课题成果验收

主要对机床进行各种手动测试，包括各轴运动，刀架，油泵，限位，会令等操作；功能试验，包括各种进给量，刀架转位，重复定位精度，反向间隙等测试；空转试验，长时间运转主轴温升等测试；带负荷试验，包括粗车，重切削，精车等试验。各项测试结果合格，直线度：0.01mm，圆柱度：0.005mm两端直径差：0.005mm等符合要求。

5结束语

对普通机床的升级改造，大大提高了机床的加工精度和使用性能。并可以在节约成本的基础上，增加学校数控类实训设备数量，为学生提供更多的接触和使用数控设备的机会。在改造的过程中，可以让学生参与进来，从而更直观的掌握数控机床的结构和原理，真正的提升了学生的实践能力、就业能力、创造能力、创业能力。

参考文献：

第5篇：机床数控制造范文

一、数控机床的优点与缺点

(一)数控机床的优点

对零件的适应性强，可加工复杂形状的零件表面。在同一台数控机床上，只需更换加工程序，就可适应不同品种及尺寸工件的自动加工，这就为复杂结构的单件、小批量生产以及试制新产品提供了极大的便利，特别是对那些普通机床很难加工或无法加工的精密复杂表面(如螺旋表面)，数控机床也能实现自动加工。

加工精度高，加工质量稳定。目前，数控机床控制的刀具和工作台最小移动量(脉冲当量)普遍达到0.0001mm，而且数控系统可自动补偿进给传动链的反向间隙和丝杠螺距误差，使数控机床达到很高的加工精度。此外，数控机床的制造精度高，其自动加工方式避免了生产者的人为操作误差，因此，同一批工件的尺寸一致性好，产品合格率高，加工质量稳定。

生产效率高。由于数控机床结构刚性好，允许进行大切削用量的强力切削，从主轴转速和进给量的变化范围比普通机床大，因此在加工时可选用最佳切削用量，提高了数控机床的切削效率，节省了机动时间。与普通机床相比，数控机床的生产效率可提高2—3倍。

良好的经济效益。使用数控机床进行单件、小批量生产时，可节省划线工时，减少调整、加工和检验时间，节省直接生产费用；同时还能节省工装设计、制造费用；数控机床加工精度高，质量稳定，减少了废品率，使生产成本进一步下降。此外，数控机床还可实现一机多用，所以数控机床虽然价格较高，仍可获得良好的经济效益。

自动化程度高。数控机床自动化程度高，可大大减轻工人的劳动强度，减少操作人员的人数，同时有利于现代化管理，可向更高级的制造系统发展。

(二)数控机床的缺点

数控机床的主要缺点如下：价格较高，设备首次投资大；对操作、维修人员的技术要求较高；加工复杂形状的零件时。手工编程的工作量大。

二、数控机床的种类

数控机床的种类很多，主要分类如下：

按工艺用途分类。按工艺用途，数控机床可分类如下。普通数控机床：这种分类方式与普通机床分类方法一样，铣床、数控锚床、数控钻床、数控磨床、数控齿轮加工机床等。加工中心机床：数控加工中心是在普通数控机床上加装一个刀库和自动换刀装置而构成的数控机床，它可在一次装夹后进行多种工序加工。

按运动方式分类。按运动方式，数控机床可分类如下：点位控制数控机床。数控系统只控制刀具从要有数控钻床、数控坐标锤床、数控冲剪床等。直线控制数控机床：数控系统除了控制点与点之间的准确位置以外，还要保证两点之间移动的轨迹是一条直线，而且对移动的速度也要进行控制。这类机床主要有简易数控车床、数控销、铣床等。轮廓控制数控机床：数控系统能对两个或两个以上运动坐标的位移及速度进行连续相关的控制，使合成的运动轨迹能满足加工的要求。这类机床主要有数控车床、数控铣床等。

按伺服系统的控制方式分类。按伺服系统的控制方式，数控机床可分类如下。开环控制系统的数控机床。闭环控制系统的数控机床。半闭环控制系统的数控机床。

按数控系统的功能水平分类。技功能水平分类，数控系统可分类如下。经济性数控机床。经济性数控机床大多指采用开环控制系统的数控机床价格便宜，适用于自动化程度要求不高的场合。中档数控机床。这类数控机床功能较全，价格适中，应用较广。高档数控机床。这类数控机床功能齐全，价格较贵。

三、数控机床控制技术的发展

机械设备最早的控制装置是手动控制器。目前，继电器—接触器控制仍然是我国机械设备最基本的电气控制形式之一。到了20世纪奶年代至50年代，出现了交磁放大机—电动机控制，这是一种闭环反馈系统，系统的控制精度和快速性都有了提高。20世纪60年代出现了晶体管——晶闸管控制，由晶闸管供电的直流调速系统和交流调速系统不仅调运性能大为改善，而且减少了机械设备和占地面积，耗电少，效率局，完全取代了交磁放大机—电动机控制系统。

在20世纪的60年代出现丁一种能够根据需要方便地改变控制程序，结构简单、价格低廉的自动化装置—顺序控制器。随着大规模集成电路和微处理器技术的发展及应用，在20世纪70年代出现了一种以微处理器为核心的新型工业控制器——可编程序控制器。这种器件完全能够适应恶劣的工业环境，由于它具备了计算机控制和继电器控制系统两方面的优点，故目前已作为一种标准化通用设备普通应用于工业控制。

随着计算机技术的迅速发展，数控机床的应用日益广泛，井进一步推动了数控系统的发展，产生了自动编程系统、计算机数控系统、计算机群控系统和天性制造系统。计算机集成制造系统及计算机辅助设计、制造一体化是机械制造一体化的高级阶段，可实现产品从设计到制造的全部自动化。

综上所述，机械设备控制技术的产生，并不是孤立的，而是各种技术相互渗透的结果。它代表了正在形成中的新一代的生产技术，已显示出并将越来越显示出强大的威力。

第6篇：机床数控制造范文

关键词：数控技术；一体；变化；核心

数控技术是衡量一个国家制造业现代化程度的核心标志，实现加工机床及生产过程数控化是当今制造业的发展方向，机械制造的竞争其实质是数控的竞争。《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》将“高档数控机床与基础制造装备”确定为16个科技重大专项之一。通过国家相关计划的支持，我国在数控机床关键技术研究方面有了较大突破，创造了一批具有自主知识产权的研究成果和核心技术。这主要体现在以下几个方面：

（1）中高档数控机床的开发取得了较大进展，在五轴联动、复合加工、数字化设计以及高速加工等一批关键技术上取得了突破，自主开发了包括大型、五轴联动数控加工机床，精密及超精密数控机床以及一大批专门化高性能机床，并形成了一批中档数控机床产业化基地。

（2）关键功能部件的技术水平、制造质量逐年稳步提高，功能逐步完善，部分性能指标接近国际先进水平，形成了一批具有自主知识产权的功能部件。开发出了高速主轴单元、高速滚珠丝杠、重载直线导轨、高速导轨防护装置、直线电机、数控转台、刀库与机械手、A/C 轴数控铣头、高速工具系统、数字化量仪等高性能功能部件样机，其中有的品种已实现小批量生产。

（3）中高档数控系统开发研究与应用取得一定成果。通过自主研发或与国外开展技术合作，在中档数控系统的开发和生产上取得明显进展。初步解决了多坐标联动、远程数据传输等技术难题；为适应数控系统的配套要求，相继开发出交流伺服驱动系统和主轴交流伺服控制系统，并形成了系列化产品。

1、与国外的差距

1.1高档数控机床的国内供应能力不足。尽管我国机床行业近年来取得了长足的发展，数控化率稳步提高，但机床消费和生产的结构性矛盾仍然比较突出。目前，国内对中高档机床的需求量逐渐超过低档机床。但国产数控机床以低档为主，高档数控机床绝大部分依赖进口。

1.2自主创新能力不足。长期以来，我国机床制造业的基础、共性技术研究工作主要在行业性的研究院所进行。能力薄弱，技术创新投入不足，引进消化吸收能力差，低水平生产能力过剩，自主创新能力不高，缺乏优秀技术人才。虽然国产数控机床制造商通过技术引进、海内外并购重组以及国外采购等获得了一些先进数控技术，但缺乏对基础共性技术的研究，忽视了自主开发能力的培育，企业的市场响应速度慢。

1.3 产品质量、可靠性及服务等能力不强。国产机床在质量、交货期和服务等方面与国外著名品牌相比存在较大的差距。在质量方面，国产数控系统的可靠性指标MTBF 与国际先进数控系统相差较大。国产数控车床、加工中心的MTBF 与国际上先进水平也有较大差距。在交货期方面，绝大多数企业由于任务重拖期交货。服务体系不健全，在市场开拓、成套技术服务、快速反应能力等方面不能满足市场快节奏和个性化的要求。

1.4 功能部件发展滞后。机床是由各种功能部件（主轴单元及主轴头、滚珠丝杠副、回转工作台和数控伺服系统等）在床身、立柱等基础机架上集装而成的，功能部件是数控机床的重要组成部分。数控机床整体技术与数控机床功能部件的发展是相互依赖、共同发展的，所以功能部件的创新也深深地影响着数控机床的发展。我国数控机床功能部件已有一定规模，电主轴、主轴单元、数控系统等也有专门的制造厂家，其中个别产品的制造水平接近国际先进水平。但整体上，我国机床功能部件发展缓慢、品种少、产业化程度低，精度指标和性能指标的综合情况还不过硬。目前，滚珠丝杠、数控刀架、电主轴等功能部件仅能满足中低档数控机床的配套需要。衡量数控机床水平的高档数控系统、高速精密电主轴、高速滚动功能部件等还依赖进口。

2、国内数控机床的发展趋势

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：

2.1 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，采用新型功能部件（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。一台机床的重复定位精度如果能达到0.005 mm（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。随着电脑辅助制造（CAM）系统的发展，精密度已达到微米级。

2.2 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。数控机床在制造时要考虑：节约资源的工艺设计；节约能源的工艺设计；环保型工艺设计等

2.3 复合化与系统化

第7篇：机床数控制造范文

关键词：华中世纪星；机床联网；数控实训

1 引言

从1952年美国麻省理工学院研制出第一台试验性数控系统，数控系统到现在已走过了60余年的历程。随着网络技术的成熟和发展，制造企业又提出了数字制造的概念。数字制造，又称“e-制造”，是机械制造企业现代化的标志之一。随着网络信息技术的大量采用，越来越多的用户在采购数控机床时要求具有远程通讯服务的功能。通过数控机床的联网，可以使数控机床具有双向、高速的联网通讯功能，保证信息流在车间各个部门间畅通无阻。数控机床的信息网络化既可以实现网络资源共享，又能实现数控机床的远程监控、控制、培训、管理，还可以实现数控机床故障的远程诊断和维护等。

2 机床联网的重要性分析

目前，我校数控综合加工实训车间有华中世纪星HNC-22M数控铣床一台，数控系统的软件版本为7.00。由于其版本过低，导致在数控实训时，计算机与数控机床之间的网络通讯、远程控制以及NC程序管理都无法实施。特别是当计算机与数控机床之间的RS232数据通信出现通讯故障时，数控机床的联网技术显得尤其重要。

3 机床联网的方案

数控机床的联网，主要指数控机床的系统与外部其他控制系统或上位计算机进行网络连接和网络控制。数控机床一般先与生产现场内部的局域网连接，再经因特网通向企业外部。下面是笔者解决华中世纪星HNC-22M机床与计算机联网问题的方案：

3.1 联网使用的网卡驱动

华中世纪星HNC-22M机床的数控系统是在MS-DOS的基础上建立的，标准的MS-DOS系统不包含网络功能，所以必须安装基于MS-DOS的网络客户端软件，才能让建立在MS-DOS上的华中世纪星HNC-22M机床访问Windows XP，或者Windows NT、Windows Server 2003等。在Windows NT Server的安装光盘中，有一款基于MS-DOS的网络客户端软件：MSClient。通过相应的网卡驱动的安装，可以驱动华中世纪星HNC-22M机床中的网卡功能。打开华中世纪星数控机床的电源并把系统上电，将MSClient软件的安装程序通过U盘拷贝至华中世纪星数控系统的C盘中，并执行setup.exe安装程序，选择数控机床相对应的网卡驱动及相关网络协议，如图1所示。

图1 MSClient软件安装界面

3.2 联网使用的网络协议

3.2.1 IPX协议：IPX协议是Novell NetWare自带的最底层网络协议，主要用来控制局域网内或局域网之间数据包的寻址和路由，只负责数据包在局域网中的传送，并不保证消息的完整性，也不提供纠错服务。

3.2.2 SPX协议：SPX协议是基于施乐的Xerox SPP协议，同样是由Novell公司开发的一种用于局域网的网络协议。在局域网中，SPX协议主要负责对整个传输的数据进行无差错处理，即纠错。SPX协议一般和上面介绍的IPX协议组合成IPX/SPX协议来使用，多用于Netware网络环境以及联网游戏。

3.2.3 NWLink IPX/SPX/NetBIOS是一种常用的兼容传输协议，是Windows XP的内置协议。它支持将Windows 2000 Server服务器连接到Novell NetWare服务器上。通过使用NWLink协议，Windows和NetWare客户可以访问在对方服务器上运行的客户或者服务器应用程序。

3.2.4 NetBEUI协议：NetBEUI是为IBM开发的非路由协议，用于携带NetBEUI通信。NetBEUI缺乏路由和网络层寻址功能，既是其最大的优点，也是其最大的缺点。因为它不需要附加的网络地址和网络层头尾，所以很快并有效适用于只有单个网络或整个环境都桥接起来的小工作组环境。

3.3 联网所需设备及材料

有两种情况可以使数控系统与计算机进行网络连接，即双机对联与局域网连接。各自需要的设备及材料如下表1所示：

表1 数控机床联网所需设备及材料

由于使用局域网连接方案要准备的设备有HUB和网线两根，连接时不论是从设备的摆放或者是连接的可靠性看都不如使用双机对联方式，故采用双机对联法。

3.4 联网使用的文件及配置

联网使用的文件可以通过软件安装的方式，将文件安装到华中世纪星数控系统的C盘中，也可以通过U盘拷贝的方式，直接将文件拷贝至C盘中。所使用文件如表2所示：

表2 数控机床联网所使用文件

3.5 将机床与Windows XP联网

首先，在Windows XP系统中更改计算机名为“CNC”，然后安装NetBEUI网络协议和启用Guest账户。此外，在Windows XP中的任意一个盘符下创建一个名为“PROG”的共享文件夹。最后，启动华中世纪星HNC-22M数控系统并接上键盘，按下ALT+X进入DOS状态，在DOS提示符下输入以下命令：“NET USE K：＼＼CNC＼PROG”，输入完成后按回车键。系统会提示映射成功，这样就建立了数控机床与计算机之间的网络联接，用户可以在机床上通过DOS命令来对计算机中的共享文件夹进行各种操作了。

4 机床联网后所带来的便利

通过华中世纪星HNC-22M数控机床与计算机的联网，我们获得了许多便利：（1）学生可以在二楼的数控仿真实验室中将编写好的数控加工程序传输至一楼实训车间的数控机床中，实现远程加工；（2）在对数控机床的进行维护时，如果需要对数控系统的参数进行备份，可以编写简单的批处理文件，实现数控系统的参数备份与恢复；（3）当数控机床RS232数据通讯出现故障时，可以作为一种替代方式解决机床到计算机的数据通讯问题；（4）实现了巨量数控加工程序的快速传输，例如通过数控机床RS232数据通讯传输一个大小为5M的加工程序，所需要的传输时间在10分钟左右，而采用机床网络传输仅需要几秒钟即可完成。以上这些便利条件，使得数控实训教学可以顺利开展，大大提高了教学效率。

5 结束语

信息网络化是数控机床发展的趋势之一，是实现现代化制造模式、全球制造的基础单元。数控机床联网技术的应用，给学生构建了一个现代化的网络制造环境，加深了学生对 “e-制造”技术的了解和认识，同时也为学生实训和教师科研提供了坚实的环境基础。

参考文献

[1]王建胜.基于DNC的数控机床联网方案[J].成组技术与生产现代化，2012，29（4）：41-44.

[2]王芊.数控机床联网的两种方案[J].数字技术与应用，2011，（10）：10-12.

[3]王亚鹏，孙凯，王晶.数控机床联网与网络化制造[J].辽宁工程技术大学学报：自然科学版，2010，29（A01）：117-118.

第8篇：机床数控制造范文

我国数控机床产业经过几十年的不断发展，特别是近几年受益于国家科技重大专项的强有力支持，数控机床产品加快升级的步伐，涌现出一大批中高档数控机床创新成果，形成了良好的发展基础。但是，在产品质量、产品研发、应用领域研究、品牌宣传、营销手段、服务专业化等方面，特别是为用户提供整套解决方案的能力方面还有很长的路要走。

数控技术的突飞猛进和高端市场的强力增长，为数控机床的技术进步提供了加速引擎。当前世界数控机床的发展主要有高精度与精度保持性，高速与高效，高可靠性，复合化与柔性化、绿色化以及智能化等几个趋势。其中，智能化是21世纪制造技术发展的大方向。机床的智能化使其有适应控制的能力，可实现优化加工程序，以最短时间达到最佳的加工质量，从而提高加工效率，降低劳动强度。智能化技术主要有：信息监视及维护监控技术、电气系统自适应控制技术、软件和诊断自动控制技术、加工过程自适应控制技术等。

差距仍存

当前我国高端数控机床正处于快速提升阶段。近几年，为航空、航天、汽车、船舶和发电设备等制造领域研发的高端数控机床品种已达100余种，但与国外先进机床制造企业相比还有较大差距。

一是制造装备和管理技术落后，产品质量及可靠性不高。精密制造设备品种少、精度保持性较低、自动化水平不高及环保性差。企业的质量争优意识还不够深化，质量安全保障体系不够完善，质量管理能力薄弱等，成为企业制造出的产品质量差、可靠性及精度保持性不好的一个主要原因。

二是技术水平和创新能力不高，产品整体竞争力不强。现阶段我国数控机床先进技术的来源多数是通过对国外先进技术的引进、消化和吸收，总体还处于技术跟踪状态，对消化、吸收和改进的投入远远不够。高效、柔性、精密机床主机及关键功能部件的设计技术、制造技术、试验技术、集成技术和用户工艺研究等方面的自主研发能力还有待加强，高性能数控系统及智能化技术还不够成熟；技术标准水平低、行业贯彻不够全面；产品性能与可靠性不高，品牌附加值低，影响了市场竞争力。

三是数控系统和功能部件的专业化配套体系不完善，仍依赖进口。对数控机床功能和性能起决定作用的中高档数控系统、精密大功率电主轴等关键功能部件，拥有自主知识产权的先进核心技术仍有待发展，因而未能形成完整的技术链和产业链，专业化分工不明确，尚难满足高端数控机床的应用需求，至今大部分依然靠国外进口。

四是制造过程和应用过程中的资源消耗大，机床综合利用率较低。数控机床的制造过程，是一个将原材料通过能源和资源的消耗转化为产品的过程。由于机床行业制造设备相对落后、工艺不够先进以及管理水平不高，使零件加工精度低、工时长、不合格品和废品率增高；制造过程中功耗较大，整个生产过程资源利用率低，导致制造成本居高不下。

同时，轻量化设计技术应用较少，产品节能和无害化方面考虑不足，导致产品在使用过程中综合能耗、物耗、污染物排放等仍然较高；加之对切削加工工艺优化及用户工艺研究方面做得还不够，使机床的综合利用率较低。

五是服务水平和服务质量较低，提供整体解决方案能力有待增强。数控机床是价值较高、使用寿命较长的产品，用户购置频率很低，致使许多机床企业重营销而轻服务，忽略了产品质量和生产效率的重要性。加之企业自身的管理能力和执行力较差，又缺少良好的品牌支撑，产品附加值和产品服务水平较低，无法带动企业的利润增长。

用户最关心的事是以最低成本购买机床，并能生产高质量的产品。国内数控机床企业在为用户加工提供全面解决方案以及合理的机床配置及优化的加工工艺方面，尚难满足以最低的单件制造成本加工出优质产品的需求。

破局之策

创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力，更是一个企业发展壮大的必由之路。我国数控机床企业迫切需要在基础共性技术和关键技术方面取得自主发展的突破，应注重发展节能、环保、可靠、高效和智能化的高性能产品，增加产品的技术含量，提升绿色设计和制造水平，创新服务模式，降低资源消耗，减少环境污染，注重经济效益和社会效益共同提高。

近些年，国家在重大技术装备、重大专项、共性技术研究、基础工艺及装备、装备进出口等方面，出台了一系列政策，惠及数控机床产业，起到了积极的推进作用。

数控机床企业应充分利用好国家的有利政策，以产品质量作为发展的根本，以技术创新推动产品的升级，以自主增长和对外合作相结合实现跨越式发展，以用户需求为准绳提升服务能力，努力打造具有自身独特内涵的企业文化和民族品牌，逐步实现由“生产型制造”向“服务型制造”的转变，不断提升现代制造服务的能力和水平，打造提供全寿命周期服务的数控机床产业。

制造业对数控机床的基本要求是精度高、效率高、能耗少、设备利用率高、环境友好等。因此数控机床应拥有宽泛的加工范围、很好的柔性并具有模块化、绿色化、信息化、智能化和低成本等特点，以满足制造业可持续发展的需要。

数控机床企业应积极投入产学研用结合的创新平台的建设，在试验基础上发展以集成创新为主导的创新设计。以新产品技术推动制造业工艺进步，以新材料新工艺技术拉动新产品研制，以基础共性技术研究奠定产品创新基础，以高精密工作母机的关键核心技术研发带动技术发展；以信息化、集成化、智能化和绿色化的技术进步提高生产效率，努力提高自主创新能力；以需求为导向，着力突破核心技术和关键共性技术，推进产品技术快速上升到新的高度。

要以企业为主体逐步建立工艺研究试验室，探索新加工方法和积累优化切削参数并建设相应数据库，进行控制系统的软件开发和应用试验研究，突破核心技术瓶颈，打破国外技术封锁和贸易壁垒，提高产品应用技术能力，为用户提供整体解决方案，提升用户使用信心。

数控机床企业应把用户服务过程规范化和流程化，把保证加工精度稳定性和减少故障率作为基本要求，把用户服务行为作为产品价值体现的延伸，把降低单件制造成本作为为用户服务的终极目标。

我国数控机床企业经过自身努力和国家推动，从提升机床制造水平和提高产品品质方面加强修炼内功，积极加强创新平台建设，为市场提供适销对路的先进产品；从采购、生产、销售、管理各个环节，精兵简政，有规划地利用有限资源，加强内部成本控制，提升市场竞争力；从企业宣传和用户服务方面，推销自己，拓展服务，创建良好的品牌效应，实现持续发展。

第9篇：机床数控制造范文

[关键词]数控机床；误差分析；位置精度

1.数控机床误差分析

1.1数控机床误差来源

机床加工零件的过程就是刀具与毛坯或工作台相对运动的过程，因此两者之间相对运动的准确程度直接影响零件的精度。加工精度的产生是多种因素共同影响的结果。

机床的误差的影响因素涉及机床组成零部件的几何误差、工艺误差和安装误差等。其中，机床的几何误差对机床精度的影响权重比例达25%。因此，研究机床的几何误差对提高机床的精度有重要意义。

1.2传动精度对机床精度的影响

位置精度是衡量数控机床性能的重要指标，包括数控机床加工精度、定位精度和重复定位精度。影响数控机床精度的因素很多，主要取决于机床的静态特性、动态特性和热态特性。主要因素有以下几个方面：⑴组成机床的零部件加工时产生的尺寸误差和装配过程中产生的装配误差，统称为几何误差；⑵机床内外的热源引起的热变形误差；⑶机床的刚度、机床质量及切削力不足引起的振动误差；⑷机床主轴和进给伺服系统产生的伺服跟随误差；⑸数据插补运算过程中产生的插补误差；⑹其它误差，如检测误差、外界环境变化引起的环境误差。

机床中常用的传动机构有：带传动、齿轮传动、齿轮-齿条传动、滚珠丝杠螺母幅。这些传动机构引起的误差也是机床传动误差的主要影响因素。

1.3主要性能差距

就机床机械结构方面，国内外数控机床的差别并不大，采用的生产技术也相差无几，而其最大的差别体现在伺服控制系统和核心传动功能部件的转动和进给速度、位置精度和可靠性方面，以及整个机床的制造装配工艺水平与整体质量，这是国外产品占有相当份额的原因所在。

国内外此类产品的主要性能差距有如下几个方面：⑴主轴转速；⑵快速进给速度；⑶位置精度；⑷其他性能。

2.提高位置精度的主要方法

提高数控机床的位置精度通常采用误差防止和误差补偿两种方法。误差防止法是通过机床合理设计、零部件加工、合理装配、机床环境控制和正确使用来减少或消除可能存在的误差源，此方法是保证数控机床位置精度的最基本、最有效的手段。误差补偿法是通过分析影响机床加工精度的不同类型误差的来源，进行机床误差数学建模，通过对机床机械系统的误差进行修正，从而提高机床的加工精度。

2.1误差防止法

数控机床的几何尺寸误差主要来自于机床零件的形状和装配误差，因此在机床零件的加工和装配过程中，改进工艺方法和提高零件质量，以达到减少几何误差的目的。此外，对于机床热变形误差和振动误差，通过校核数控机床结构的刚度和热传导特性可达到减少误差的目的。与普通机床相比，数控机床有插补误差和伺服误差，采用合理的插补计算和伺服控制方法，可以减少该项误差。

⑴几何误差。机床组成零部件的几何误差直接影响机床的加工精度和加工工件的误差，其中机床主轴、导轨和进给系统零部件的几何精度等级影响最大。因此，可以通过提高机床组成零部件的几何精度来提高机床的加工精度，尤其要从主轴、导轨和进给系统这三个主要组成部分着手做深入研究。随着静压轴承、动压轴承、气压轴承等的研制和应用，数控机床的主轴回转精度可达0.01μm。另外，滑动导轨、液体和气体静压导轨、动压导轨的使用，机床的直线度误差0.005μm/1000mm。

⑵热变形误差。热变形误差是机床的发热部位产生热量，热量通过各种介质向外传递，导致机床关键零件变形从而产生误差。热变形误差是继几何误差之后影响机床加工精度的第二大影响因素，热变形误差补偿是提高机床精度的重要途径之一，对热变形误差补偿的研究晚于对几何尺寸误差研究，目前减小热变形误差的方法主要有硬补偿和软补偿两种方法。根据热变形误差产生的过程可以看出，减少和防止热误差变形有以下三个途径：减少热源和控制热流、优化机床结构设计和改善热传导性能。在精密和超精密零件加工中，这些机床的几何精度比较高，因此，降低热变形误差已经成为提高加工精度的主要途径。一方面采用空气静压轴承、磁悬浮轴承，减少摩擦，进而减少由此引起的热量；另一方面，合理布置机床结构，尽量采用对称布置，加快温度场热平衡，将相变理论应用到机床基础件的方法来减小热平衡也是近年来研究的新思路。

⑶伺服跟随误差。进给伺服系统是数控机床的一个重要组成部分，其性能直接影响零件的加工质量和生产效率。伺服系统静、动态特性对数控机床的定位精度、加工精度和位移速度有直接影响，对伺服系统的要求主要是精度、快速性和稳定性三个方面。数控机床伺服系统是按照数控装置的控制指令实现，由步进电动机或伺服电动机与传动机构结合来传动，因此，引起伺服系统的变化复杂，进而影响到加工误差。在数控机床的控制系统中，各坐标轴伺服系统准确跟踪数控指令的能力十分关键。目前对伺服系统跟随误差的研究主要集中在单轴伺服系统和多轴伺服系统性能的提高和改善两个方面。由于伺服控制系统根据反馈方式不同，分为开环控制和闭环控制系统两种控制方法。

⑷插补误差。在数控加工过程中，对于复杂零件的加工，由于刀具运行轨迹非常复杂，计算工作量大，很难准确地满足数控加工的实时性要求。因此在实际加工中，根据加工时进给速度的要求，采用插补运算的方法，完成在起点到终点的数据点密化工作，从而形成坐标轴的运动轨迹。针对插补运算过程中存在的误差问题，采用二维非参数曲线插补算法、弧长接近参数值的五次样条曲线、二次泰勒级数展开式基础上的参数补偿等方法，来减小插补误差，提高插补计算精度。

⑸其它误差。①环境误差；②检测误差。

2.2 误差补偿法

误差补偿法既要涉及机床各种误差的正确测量，而且也存在机床误差的运动学建模的问题。运用现代测量工具和技术测得机床几何误差比较容易，但机床热误差的精确测量相当困难。

运动学建模是对于与机床运动相关的误差成分来建立数学模型，所有的误差均需要通过实测获得，在补偿过程时，误差补偿系统则根据运动学和误差模型以及实时反馈得到机床的最终误差，再进行实时补偿。

误差补偿法主要分为硬件补偿和软件补偿。以前的机床误差补偿研究多集中在修改后台程序方面，随着现代微处理器技术、数字控制技术和传感测量技术的快速发展，数控机床软件误差补偿技术已逐渐发展成为提高机床位置精度的主要手段。

结论

现代制造业逐渐进入高效率，高精度方向，数控机床和其他设备的性能要求也在不断增加。误差补偿技术提高数控机床主要手段的准确性，这已经是当前迫切需要解决的问题。

参考文献