数控机床的产生、发展与分类gflk.docx

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1、黑龙江广广播电视视大学毕业设计计（论文文）题目数控控机床基基本应用用姓名庄承承明教育层层次专科学号 00816604 专业数控技技术教师指导导分校直属分分校摘要世界制造造业转移移，中国国正在逐逐步成为为世界加加工厂。美国、德国、韩国等国家已经进入工业化发展的高技术密集时代与微电子时代，钢铁、机械、化工等重工业正逐渐向发展中国家转移。我国目前经济发展已经过了发展初期，正处于重化工业发展中期。未来来10年将是是中国机机械行业业发展最最佳时期期。美国国、德国国的重化化工业发发展期延延续了18年以上上，美国国、德国国、韩国国四国重重化工业业发展期期平均延延续了12年，我我们估计计中国的的重化工工业发展

2、展期将至至少延续续10年，直直到20115年。因因此，在在未来10年中，随随着中国国重化工工业进程程的推进进，中国国企业规规模、产产品技术术、质量量等都将将得到大大幅提升升，国产产机械产产品国际际竞争力力增强，逐逐步替代代进口，并并加速出出口。目目前，机机械行业业中部分分子行业业如船舶舶、铁路路、集装装箱及集集装箱起起重机制制造等已已经受益益于国际际间的产产业转移移，并将将持续受受益；电电站设备备、工程程机械、床床等将受受益于产产业转移移，加快快出口进进程关键词:数控；工业化化发展；刀具；机床目录第一章 数控机机床的产产生1第二章 数控机机床的发发展22.1 数控系系统的发发展22.2 机床的

3、的发展趋趋势2第三章 数控机机床的分分类33.1 按加工工工艺方方法分类类33.1.1金属属切削类类数控机机床33.2 按控制制运动轨轨迹分类类33.3 按驱动动装置的的特点分分类4第四章 数控车车的工艺艺与工装装削64.1. 合理理选择切切削用量量64.2 合理选选择刀具具64.3 合理选选择夹具具64.4 确定加加工路线线64.5 加工路路线与加加工余量量的联系系64.6 夹具安安装要点点7第五章 程序首首句妙用用与控制制尺寸精精度的技技巧85.1 程序首首句妙用用G000的技巧巧85.2 控制尺尺寸精度度的技巧巧8第六章 数控控技术116.1 数控机机床电气气控制系系统综述述116.2

4、数控机机床运动动坐标的的电气控控制12结 语语14致 谢谢15参考文献献16数控机床床的基本本应用一、数控控机床的的产生在机械制制造工业业中并不不是所有有的产品品零件都都具有很很大的批批量，单单件与小小批量生生产的零零件（批批量在10100件）约约占机械械加工总总量的80%以上。尤尤其是在在造船、航航天、航航空、机机床、重重型机械械以及国国防工业业更是如如此。为了满足足多品种种，小批批量的自自动化生生产，迫迫切需要要一种灵灵活的，通通用的，能能够适用用产品频频繁变化化的柔性性自动化化机床。数数控机床床就是在在这样的的背景下下诞生与与发展起起来的。它它为单件件、小批批量生产产的精密密复杂零零件提

5、供供了自动动化的加加工手段段。根据国家家标准，对机机床数字字控制的的定义：用数字字控制的的装置（简简称数控控装置），在在运行过过程中，不不断地引引入数字字数据，从从而对某某一生产产过程实实现自动动控制，叫叫数字控控制，简简称数控控。用计计算机控控制加工工功能，称称计算机机数控（commputteriizedd nuumerricaal，缩缩写）。数控机床床即使采采用了数数控技术术的机床床，或者者说装备备了数控控系统的的机床。从从应用来来说，数数控机床床就是将将加工过过程所需需的各种种操作（如如主轴变变速、松松加工件件、进刀刀与退刀刀、开车车与停车车、选择择刀具、供供给切削削液等）和和步骤，以以

6、及刀具具与工件件之间的的相对位位移量都都用数字字化的代代码来表表示，通通过控制制介质将将数字信信息送入入专用的的或通用用的计算算机，计计算机对对输入的的信息进进行处理理与运算算，发出出各种指指令来控控制机床床的伺服服系统或或其他执执行元件件，是机机床自动动加工出出所需要要的零件件。二、数控控机床的的发展（一）数数控系统统的发展展从年第第一台数数控机床床问世后后，数控控系统已已经先后后经历了了两个阶阶段和六六代的发发展，其其六代是是指电子子管、晶晶体管、集集成电路路、小型型计算机机、微处处理器和和基于工工控机的通通用CNC系统。其其中前三三代为第第一阶段段，称作作为硬件件连接数数控，简简称系统；

7、后三代代为第二二阶段，乘乘坐计算算机软件件数控，简简称系统统。（二）机机床的发发展趋势势数控机床床总的发发展趋势势是工序序集中、高高速、高高效、高高精度以以及方便便使用、提提高可靠靠性等。（1）工工序集中中 20世纪50年代末末期，在在一般数数控机床床的基础础上开发发了数控控加工中中心，即即自备刀刀具库的的自动换换刀数控控机床。在在加工中中心机床床上，工工件一次次装夹后后，机床床的机械械手可以以自动更更换刀具具，连续续的对工工件进行行多种工工序加工工。目前，加加工中心心机床的的刀具库库容量可可达到100多把刀刀具，自自动换刀刀装置的的换刀时时间仅需需0.52秒。加加工中心心机床使使工序集集中在

8、一一台机床床上完成成，减少少了由于于工序分分散，工工件多次次安装引引起的定定位误差差，提高高了加工工精度，同同时也减减少了机机床的台台数与占占地面积积，压缩缩了半成成品的库库存量，减减少了工工序间的的辅助时时间，有有效的提提高了数数控机床床的生产产效率和和数控加加工的经经济效益益。（2）高高速、高高效、高高精度高速、高高效、高高精度是是机械加加工的目目标，数数控机床床因其价价格昂贵贵，在上上述三方方面的发发展也就就更为突突出。（3）方方便使用用数控机床床制造厂厂把建立立友好的的人机界界面、提提高数控控机床的的可靠性性作为提提高竞争争能力的的主要方方面。三、数控控机床的的分类（一）按按加工工工艺

9、方法法分类1、金属属切削类类数控机机床与传统的的车、铣铣、钻、磨磨、齿轮轮加工相相对应的的数控机机床有数数控车床床、数控控铣床、数数控钻床床、数控控磨床、数数控齿轮轮加工机机床等。尽尽管这些些数控机机床在加加工工艺艺方法上上存在很很大差别别，具体体的控制制方式也也各不相相同，但但机床的的动作和和运动都都是数字字化控制制的，具具有较高高的生产产率和自自动化程程度。在普通数数控机床床加装一一个刀库库和换刀刀装置就就成为数数控加工工中心机机床。加加工中心心机床进进一步提提高了普普通数控控机床的的自动化化程度和和生产效效率。例例如铣、镗镗、钻加加工中心心，它是是在数控控铣床基基础上增增加了一一个容量量

10、较大的的刀库和和自动换换刀装置置形成的的，工件件一次装装夹后，可可以对箱箱体零件件的四面面甚至五五面大部部分加工工工序进进行铣、镗镗、钻、扩扩、铰以以及攻螺螺纹等多多工序加加工，特特别适合合箱体类类零件的的加工。加加工中心心机床可可以有效效地避免免由于工工件多次次安装造造成的定定位误差差，减少少了机床床的台数数和占地地面积，缩缩短了辅辅助时间间，大大大提高了了生产效效率和加加工质量量。2、特种种加工类类数控机机床除了切削削加工数数控机床床以外，数数控技术术也大量量用于数数控电火火花线切切割机床床、数控控电火花花成型机机床、数数控等离离子弧切切割机床床、数控控火焰切切割机床床以及数控控激光加加工

11、机床床等。3、板材材加工类类数控机机床常见的应应用于金金属板材材加工的的数控机机床有数数控压力力机、数数控剪板板机和数数控折弯弯机等。近年来，其其它机械械设备中中也大量量采用了了数控技技术，如如数控多多坐标测测量机、自自动绘图图机及工工业机器器人等。（二）按按控制运运动轨迹迹分类1、点位位控制数数控机床床位置的精精确定位位，在移移动和定定位过程程中不进进行任何何加工。机机床数控控系统只只控制行行程终点点的坐标标值，不不控制点点与点之之间的运运动轨迹迹，因此此几个坐坐标轴之之间的运运动无任任何联系系。可以以几个坐坐标同时时向目标标点运动动，也可可以各个个坐标单单独依次次运动。这类数控控机床主主要

12、有数数控坐标标镗床、数数控钻床床、数控控冲床、数数控点焊焊机等。点点位控制制数控机机床的数数控装置置称为点点位数控控装置。2、直线线控制数数控机床床直线控制制数控机机床可控控制刀具具或工作作台以适适当的进进给速度度，沿着着平行于于坐标轴轴的方向向进行直直线移动动和切削削加工，进进给速度度根据切切削条件件可在一一定范围围内变化化。直线控制制的简易易数控车车床，只只有两个个坐标轴轴，可加加工阶梯梯轴。直直线控制制的数控控铣床，有有三个坐坐标轴，可可用于平平面的铣铣削加工工。现代代组合机机床采用用数控进进给伺服服系统，驱驱动动力力头带有有多轴箱箱的轴向向进给进进行钻镗镗加工，它它也可算算是一种种直线

13、控控制数控控机床。数控镗铣铣床、加加工中心心等机床床，它的的各个坐坐标方向向的进给给运动的的速度能能在一定定范围内内进行调调整，兼兼有点位位和直线线控制加加工的功功能，这这类机床床应该称称为点位/直线控控制的数数控机床床。3、轮廓廓控制数数控机床床轮廓控制制数控机机床能够够对两个个或两个个以上运运动的位位移及速速度进行行连续相相关的控控制，使使合成的的平面或或空间的的运动轨轨迹能满满足零件件轮廓的的要求。它它不仅能能控制机机床移动动部件的的起点与与终点坐坐标，而而且能控控制整个个加工轮轮廓每一一点的速速度和位位移，将将工件加加工成要要求的轮轮廓形状状。常用的数数控车床床、数控控铣床、数数控磨床

14、床就是典典型的轮轮廓控制制数控机机床。数数控火焰焰切割机机、电火火花加工工机床以以及数控控绘图机机等也采采用了轮轮廓控制制系统。轮轮廓控制制系统的的结构要要比点位位/直线控控系统更更为复杂杂，在加加工过程程中需要要不断进进行插补补运算，然然后进行行相应的的速度与与位移控控制。现在计算算机数控控装置的的控制功功能均由由软件实实现，增增加轮廓廓控制功功能不会会带来成成本的增增加。因因此，除除少数专专用控制制系统外外，现代代计算机机数控装装置都具具有轮廓廓控制功功能。（三）按按驱动装装置的特特点分类类1、开环环控制数数控机床床这类控制制的数控控机床是是其控制制系统没没有位置置检测元元件，伺伺服驱动动

15、部件通通常为反反应式步步进电动动机或混混合式伺伺服步进进电动机机。数控控系统每每发出一一个进给给指令，经经驱动电电路功率率放大后后，驱动动步进电电机旋转转一个角角度，再再经过齿齿轮减速速装置带带动丝杠杠旋转，通通过丝杠杠螺母机机构转换换为移动动部件的的直线位位移。移移动部件件的移动动速度与与位移量量是由输输入脉冲冲的频率率与脉冲冲数所决决定的。此此类数控控机床的的信息流流是单向向的，即即进给脉脉冲发出出去后，实实际移动动值不再再反馈回回来，所所以称为为开环控控制数控控机床。开环控制制系统的的数控机机床结构构简单，成成本较低低。但是是，系统统对移动动部件的的实际位位移量不不进行监监测，也也不能进

16、进行误差差校正。因因此，步步进电动动机的失失步、步步距角误误差、齿齿轮与丝丝杠等传传动误差差都将影影响被加加工零件件的精度度。开环环控制系系统仅适适用于加加工精度度要求不不很高的的中小型型数控机机床，特特别是简简易经济济型数控控机床。2、环控控制数控控机床接对工作作台的实实际位移移进行检检测，将将测量的的实际位位移值反反馈到数数控装置置中，与与输入的的指令位位移值进进行比较较，用差差值对机机床进行行控制，使使移动部部件按照照实际需需要的位位移量运运动，最最终实现现移动部部件的精精确运动动和定位位。从理理论上讲讲，闭环环系统的的运动精精度主要要取决于于检测装装置的检检测精度度，也与与传动链链的误

17、差差无关，因因此其控控制精度度高。图图1-3所示的的为闭环环控制数数控机床床的系统统框图。图图中A为速度度传感器器、C为直线线位移传传感器。当当位移指指令值发发送到位位置比较较电路时时，若工工作台没没有移动动，则没没有反馈馈量，指指令值使使得伺服服电动机机转动，通通过A将速度度反馈信信号送到到速度控控制电路路，通过过C将工作作台实际际位移量量反馈回回去，在在位置比比较电路路中与位位移指令令值相比比较，用用比较后后得到的的差值进进行位置置控制，直直至差值值为零时时为止。这这类控制制的数控控机床，因因把机床床工作台台纳入了了控制环环节，故故称为闭闭环控制制数控机机床。闭环控制制数控机机床的定定位精

18、度度高，但但调试和和维修都都较困难难，系统统复杂，成成本高。3、半闭闭环控制制数控机机床半闭环控控制数控控机床是是在伺服服电动机机的轴或或数控机机床的传传动丝杠杠上装有有角位移移电流检检测装置置（如光光电编码码器等），通通过检测测丝杠的的转角间间接地检检测移动动部件的的实际位位移，然然后反馈馈到数控控装置中中去，并并对误差差进行修修正。通通过测速速元件A和光电编编码盘B可间接接检测出出伺服电电动机的的转速，从从而推算算出工作作台的实实际位移移量，将将此值与与指令值值进行比比较，用用差值来来实现控控制。由由于工作作台没有有包括在在控制回回路中，因因而称为为半闭环环控制数数控机床床。半闭环控控制数

19、控控系统的的调试比比较方便便，并且且具有很很好的稳稳定性。目目前大多多将角度度检测装装置和伺伺服电动动机设计计成一体体，这样样，使结结构更加加紧凑。4、混合合控制数数控机床床将以上三三类数控控机床的的特点结结合起来来，就形形成了混混合控制制数控机机床。混混合控制制数控机机床特别别适用于于大型或或重型数数控机床床，因为为大型或或重型数数控机床床需要较较高的进进给速度度与相当当高的精精度，其其传动链链惯量与与力矩大大，如果果只采用用全闭环环控制，机机床传动动链和工工作台全全部置于于控制闭闭环中，闭闭环调试试比较复复杂。混混合控制制系统又又分为两两种形式式：（1）开开环补偿偿型。它它的基本本控制选选

20、用步进进电动机机的开环环伺服机机构，另另外附加加一个校校正电路路。用装装在工作作台的直直线位移移测量元元件的反反馈信号号校正机机械系统统的误差差。（2）半半闭环补补偿型。它它是用半半闭环控控制方式式取得高高精度控控制，再再用装在在工作台台上的直直线位移移测量元元件实现现全闭环环修正，以以获得高高速度与与高精度度的统一一。其中中A是速度度测量元元件（如如测速发发电机），B是角度测量元件，C是直线位移测量元件。四、数控控车的工工艺与工工装削数控车床床加工工工艺与普普通车床床的加工工工艺类类似，但但由于数数控车床床是一次次装夹，连连续自动动加工完完成所有有车削工工序，因因而应注注意以下下几个方方面。

21、（一）合合理选择择切削用用量对于高效效率的金金属切削削加工来来说，被被加工材材料、切切削工具具、切削削条件是是三大要要素。这这些决定定着加工工时间、刀刀具寿命命和加工工质量。经经济有效效的加工工方式必必然是合合理的选选择了切切削条件件。切削条件件的三要要素：切切削速度度、进给给量和切切深直接接引起刀刀具的损损伤。伴伴随着切切削速度度的提高高，刀尖尖温度会会上升，会会产生机机械的、化化学的、热热的磨损损。切削削速度提提高20%，刀具具寿命会会减少1/2。进给条件件与刀具具后面磨磨损关系系在极小小的范围围内产生生。但进进给量大大，切削削温度上上升，后后面磨损损大。它它比切削削速度对对刀具的的影响小

22、小。切深深对刀具具的影响响虽然没没有切削削速度和和进给量量大，但但在微小小切深切切削时，被被切削材材料产生生硬化层层，同样样会影响响刀具的的寿命。用户要根根据被加加工的材材料、硬硬度、切切削状态态、材料料种类、进给量、切深等选择使用的切削速度。最适合的的加工条条件的选选定是在在这些因因素的基基础上选选定的。有有规则的的、稳定定的磨损损达到寿寿命才是是理想的的条件。然而，在在实际作作业中，刀刀具寿命命的选择择与刀具具磨损、被被加工尺尺寸变化化、表面面质量、切切削噪声声、加工工热量等等有关。在在确定加加工条件件时，需需要根据据实际情情况进行行研究。对对于不锈锈钢和耐耐热合金金等难加加工材料料来说，

23、可可以采用用冷却剂剂或选用用刚性好好的刀刃刃。（二）合合理选择择刀具1)粗车车时，要要选强度度高、耐耐用度好好的刀具具，以便便满足粗粗车时大大背吃刀刀量、大大进给量量的要求求。2)精车车时，要要选精度度高、耐耐用度好好的刀具具，以保保证加工工精度的的要求。3)为减减少换刀刀时间和和方便对对刀，应应尽量采采用机夹夹刀和机机夹刀片片。（三）合合理选择择夹具1)尽量量选用通通用夹具具装夹工工件，避避免采用用专用夹夹具；2)零件件定位基基准重合合，以减减少定位位误差。（四）确确定加工工路线加工路线线是指数数控机床床加工过过程中，刀刀具相对对零件的的运动轨轨迹和方方向。1)应能能保证加加工精度度和表面面

24、粗糙要要求；2)应尽尽量缩短短加工路路线，减减少刀具具空行程程时间。（五）加加工路线线与加工工余量的的联系目前，在在数控车车床还未未达到普普及使用用的条件件下，一一般应把把毛坯上上过多的的余量，特特别是含含有锻、铸铸硬皮层层的余量量安排在在普通车车床上加加工。如如必须用用数控车车床加工工时，则则需注意意程序的的灵活安安排。（六）夹夹具安装装要点目前液压压卡盘和和液压夹夹紧油缸缸的连接接是靠拉拉杆实现现的，液液压卡盘盘夹紧要要点如下下：首先先用搬手手卸下液液压油缸缸上的螺螺帽，卸卸下拉管管，并从从主轴后后端抽出出，再用用搬手卸卸下卡盘盘固定螺螺钉，即即可卸下下卡盘。五、程序序首句妙妙用与控控制尺

25、寸寸精度的的技巧（一）程程序首句句妙用G00的技巧巧目前我们们所接触触到的教教科书及及数控车车削方面面的技术术书籍，程程序首句句均为建建立工件件坐标系系，即以以G500 XZ作为程程序首句句。根据据该指令令，可设设定一个个坐标系系，使刀刀具的某某一点在在此坐标标系中的的坐标值值为(XZ)(本文工工件坐标标系原点点均设定定在工件件右端面面)。采用用这种方方法编写写程序，对对刀后，必必须将刀刀移动到到G50设定的的既定位位置方能能进行加加工，找找准该位位置的过过程如下下。1.对刀刀后，装装夹好工工件毛坯坯；2.主轴轴正转，手手轮基准准刀平工工件右端端面A；3. ZZ轴不动动，沿XX轴释放放刀具至至

26、C点，输输入G500 Z00，电脑脑记忆该该点；4.程序序录入方方式，输输入G011 W-8 FF50，将工工件车削削出一台台阶；5. XX轴不动动，沿Z轴释放放刀具至至C点，停停车测量量车削出出的工件件台阶直直径，输入G500 X，电脑脑记忆该该点；6.程序序录入方方式下，输输入G000 XZ，刀具具运行至至编程指指定的程程序原点点，再输输入G500 XZ，电脑脑记忆该该程序原原点。上述步骤骤中，步步骤6即刀具具定位在在XZ处至关关重要，否否则，工工件坐标标系就会会被修改改，无法法正常加加工工件件。有过过加工经经验的人人都知道道，上述述将刀具具定位到到XZ处的过过程繁琐琐，一旦旦出现意意外，

27、X或Z轴无伺伺服，跟跟踪出错错，断电电等情况况发生，系系统只能能重启，重重启后系系统失去去对G50设定的工工件坐标标值的记记忆，“复位、回回零运行行”不再起起作用，需需重新将将刀具运运行至XZ位置并并重设G50。如果果是批量量生产，加加工完一一件后，回G50起点继续加工下一件，在操作过程中稍有失误，就可能修改工件坐标系。鉴于上述程序首句使用G50建立工件坐标系的种种弊端，笔者想办法将工件坐标系固定在机床上，将程序首句G50 XZ改为G00 XZ后，问题迎刃而解。其操作过程只需采用上述找G50过程的前五步，即完成步骤1、2、3、4、5后，将刀具运行至安全位置，调出程序，按自动运行即可。即使发生断

28、电等意外情况，重启系统后，在编辑方式下将光标移至能安全加工又不影响工件加工进程的程序段，按自动运行方式继续加工即可。上述程序首句用 G00代替G50的实质是将工件坐标系固定在机床上，不再囿于G50 XZ程序原点的限制，不改变工件坐标系，操作简单，可靠性强，收到了意想不到的效果。中国金属加工在线（二）控控制尺寸寸精度的的技巧1、修改改刀补值值保证尺尺寸精度度由于第一一次对刀刀误差或或者其他他原因造造成工件件误差超超出工件件公差，不不能满足足加工要要求时，可可通过修修改刀补补使工件件达到要要求尺寸寸，保证证径向尺尺寸方法法如下：a.绝对对坐标输输入法根据“大大减小，小小加大”的原则，在在刀补001

29、004处修改改。如用用2号切断断刀切槽槽时工件件尺寸大大了0.11mm，而002处刀补补显示是是X3.8，则可可输入X3.7，减少2号刀补补。b.相对对坐标法法如上例，002刀补处处输入U-00.1，亦可可收到同同样的效效果。同理，对对于轴向向尺寸的的控制亦亦如此类类推。如如用1号外圆圆刀加工工某处轴轴段，尺尺寸长了了0.11mm，可在001刀补处处输入W0.1。2、精加加工消除除丝杆间间隙影响响保证尺尺寸精度度对于大部部分数控控车床来来说，使使用较长长时间后后，由于于丝杆间间隙的影影响，加加工出的的工件尺尺寸经常常出现不不稳定的的现象。这这时，我我们可在在粗加工工之后，进进行一次次半精加加工

30、消除除丝杆间间隙的影影响。如如用1号刀G71粗加工工外圆之之后，可可在001刀补处处输入U0.3，调用G70精车一一次，停停车测量量后，再再在001刀补处处输入U-00.3，再次次调用G70精车一一次。经经过此番番半精车车，消除除了丝杆杆间隙的的影响，保保证了尺尺寸精度度的稳定定。3、程序序编制保保证尺寸寸精度a.绝对对编程保保证尺寸寸精度编程有绝绝对编程程和相对对编程。相相对编程程是指在在加工轮轮廓曲线线上，各各线段的的终点位位置以该该线段起起点为坐坐标原点点而确定定的坐标标系。也也就是说说，相对对编程的的坐标原原点经常常在变换换，连续续位移时时必然产产生累积积误差，绝绝对编程程是在加加工的

31、全全过程中中，均有有相对统统一的基基准点，即即坐标原原点，故故累积误误差较相相对编程程小。数数控车削削工件时时，工件件径向尺尺寸的精精度一般般比轴向向尺寸精精度高，故故在编写写程序时时，径向向尺寸最最好采用用绝对编编程，考考虑到加加工及编编写程序序的方便便，轴向向尺寸常常采用相相对编程程，但对对于重要要的轴向向尺寸，最最好采用用绝对编编程。b.数值值换算保保证尺寸寸精度很多情况况下，图图样上的的尺寸基基准与编编程所需需的尺寸寸基准不不一致，故故应先将将图样上上的基准准尺寸换换算为编编程坐标标系中的的尺寸。如如图2b中，除除尺寸13.06mmm外，其其余均属属直接按按图2a标注尺尺寸经换换算后而

32、而得到的的编程尺尺寸。其其中，29.95mmm、16mmm及60.07mmm三个尺寸寸为分别别取两极极限尺寸寸平均值值后得到到的编程程尺寸。4、修改改程序和和刀补控控制尺寸寸数控加工工中，我我们经常常碰到这这样一种种现象：程序自自动运行行后，停停车测量量，发现现工件尺尺寸达不不到要求求，尺寸寸变化无无规律。如如用1号外圆圆刀加工工图3所示工工件，经经粗加工工和半精精加工后后停车测测量，各各轴段径径向尺寸寸如下：30.06mmm、23.03mmm及16.02mmm。对此此，笔者者采用修修改程序序和刀补补的方法法进行补补救，方方法如下下：a.修改改程序原程序中中的X30不变，X23改为X233.0

33、33，X16改为X166.044，这样样一来，各各轴段均均有超出出名义尺尺寸的统统一公差差0.006mmm；b.改刀刀补在1号刀刀刀补001处输入U-00.066。经过上述述程序和和刀补双双管齐下下的修改改后，再再调用精精车程序序，工件件尺寸一一般都能能得到有有效的保保证。数控车削削加工是是基于数数控程序序的自动动化加工工方式，实实际加工工中，操操作者只只有具备备较强的的程序指指令运用用能力和和丰富的的实践技技能，方方能编制制出高质质量的加加工程序序，加工工出高质质量的工工件。六、数控控技术（一）数数控机床床电气控控制系统统综述(1)数数据输入入装置将将指令信信息和各各种应用用数据输输入数控控

34、系统的的必要装装置。它它可以是是穿孔带带阅读机机(已很少少使用)，3.55in软盘驱动动器，CNC键盘(一般输输入操作作)，数控控系统配配备的硬硬盘及驱驱动装置置(用于大大量数据据的存储储保护)、磁带带机(较少使使用)、PC计算机机等等。(2)数数控系统统数控机机床的中中枢，它它将接到到的全部部功能指指令进行行解码、运运算，然然后有序序地发出出各种需需要的运运动指令令和各种种机床功功能的控控制指令令，直至至运动和和功能结结束。数控控系统都都有很完完善的自自诊断能能力，日日常使用用中更多多地是要要注意严严格按规规定操作作，而日日常的维维护则主主要是对对硬件使使用环境境的保护护和防止止系统软软件的

35、破破坏。(3)可可编程逻逻辑控制制器是机机床各项项功能的的逻辑控控制中心心。它将将来自CNC的各种种运动及及功能指指令进行行逻辑排排序，使使它们能能够准确确地、协协调有序序地安全全运行；同时将将来自机机床的各各种信息息及工作作状态传传送给CNC，使CNC能及时时准确地地发出进进一步的的控制指指令，如如此实现现对整个个机床的的控制。当代代PLC多集成成于数控控系统中中，这主主要是指指控制软软件的集集成化，而PLC硬件则在规模较大的系统中往往采取分布式结构。PLC与CNC的集成是采取软件接口实现的，一般系统都是将二者间各种通信信息分别指定其固定的存放地址，由系统对所有地址的信息状态进行实时监控，根

36、据各接口信号的现时状态加以分析判断，据此作出进一步的控制命令，完成对运动或功能的控制。不同同厂商的的PLC有不同同的PLC语言和和不同的的语言表表达形式式，因此此，力求求熟悉某某一机床床PLC程序的的前提是是先熟悉悉该机床床的PLC语言。(4)主主轴驱动动系统接接受来自自CNC的驱动动指令，经经速度与与转矩(功率)调节输输出驱动动信号驱驱动主电电动机转转动，同同时接受受速度反反馈实施施速度闭闭环控制制。它还还通过PLC将主轴轴的各种种现实工工作状态态通告CNC用以完完成对主主轴的各各项功能能控制。主轴轴驱动系系统自身身有许多多参数设设定，这这些参数数直接影影响主轴轴的转动动特性，其其中有些些不

37、可丢丢失或改改变的，例例如指示示电动机机规格的的参数等等，有些些是可根根据运行行状态加加以调改改的，例例如零漂等等。通常常CNC中也设设有主轴轴相关的的机床数数据，并并且与主主轴驱动动系统的的参数作作用相同同，因此此要注意意二者取取一，切切勿冲突突。(5)进进给伺服服系统接接受来自自CNC对每个运运动坐标标轴分别别提供的的速度指指令，经经速度与与电流(转矩)调节输输出驱动动信号驱驱动伺服服电机转转动，实实现机床床坐标轴轴运动，同同时接受受速度反反馈信号号实施速速度闭环环控制。它它也通过过PLC与CNC通信，通通报现时时工作状状态并接接受CNC的控制制。进给给伺服系系统速度度调节器器的正确确调节

38、是是最重要要的，应应该在位位置开环环的条件件下作最最佳化调调节，既既不过冲冲又要保保持一定定的硬特特性。它它受机床床坐标轴轴机械特特性的制制约，一一旦导轨轨和机械械传动链链的状态发发生变化化，就需需重调速速度环调调节器。(6)电电器硬件件电路随随着PLC功能的的不断强强大，电电器硬件件电路主主要任务务是电源源的生成成与控制制电路、隔隔离继电电器部分分及各类类执行电电器(继电器器、接触触器)，很少少还有继继电器逻逻辑电路路的存在在。但是是一些进进口机床床柜中还还有使用用自含一一定逻辑辑控制的的专用组组合型继继电器的的情况，一一旦这类类元件出出现故障障，除了了更换之之外，还还可以将将其去除除而由P

39、LC逻辑取取而代之之，但是是这不仅仅需要对对该专用用电器的的工作原原理有清清楚的了了解，还还要对机机床的PLC语言与与程序深深入掌握握才行。(7)机机床(电器部部分)包括所所有的电电动机、电电磁阀、制制动器、各各种开关关等。它它们是实实现机床床各种动作作的执行行者和机机床各种种现实状状态的报报告员。这里可能能的主要要故障多多数属于于电器件件自身的的损坏和和连接电电线、电电缆的脱脱开或断断裂。(8)速速度测量量通常由由集装于于主轴和和进给电电动机中中的测速速机来完完成。它它将电动动机实际际转速匹匹配成电电压值送送回伺服服驱动系系统作为为速度反反馈信号号，与指指令速度度电压值值相比较较，从而而实现

40、速速度的精精确控制制。这里里应注意意测速反反馈电压压的匹配配联接，并并且不要要拆卸测测速机。由由此引起起的速度度失控多多是由于于测速反反馈线接接反或者者断线所所致。(9)位位置测量量较早期期的机床床使用直直线或圆圆形同步步感应器器或者旋旋转变压压器，而而现代机机床多采采用光栅尺尺和数字字脉冲编编码器作作为位置置测量元元件。它它们对机机床坐标标轴在运运行中的的实际位位置进行行直接或或间接的的测量，将将测量值值反馈到到CNC并与指令令位移相相比较直直至坐标标轴到达达指令位位置，从从而实现现对位置置的精确确控制。位置置环可能能出现的的故障多多为硬件件故障，例例如位置置测量元元件受到到污染，导导线连接

41、接故障等等。(10)外部设设备一般般指PC计算机机、打印印机等输输出设备备，多数数不属于于机床的的基本配配置。使使用中的的主要问问题与输输入装置置一样，是是匹配问问题。（二）数数控机床床运动坐坐标的电电气控制制数控控机床一一个运动动坐标的的电气控控制由电电流(转矩)控制环、速速度控制制环和位位置控制制环串联联组成。(1)电电流环是是为伺服服电机提提供转矩矩的电路路。一般般情况下下它与电电动机的的匹配调调节已由由制造者者作好了了或者指指定了相相应的匹匹配参数数，其反反馈信号号也在伺伺服系统统内联接接完成，因因此不需需接线与与调整。(2)速速度环是是控制电电动机转转速亦即即坐标轴轴运行速速度的电电

42、路。速速度调节节器是比比例积分分(PII)调节器器，其P、I调整值值完全取取决于所所驱动坐坐标轴的的负载大大小和机机械传动动系统(导轨、传传动机构构)的传动动刚度与与传动间间隙等机机械特性性，一旦旦这些特特性发生生明显变变化时，首首先需要要对机械械传动系系统进行行修复工工作，然然后重新新调整速速度环PI调节器器。速度环的的反馈环环节见前前面“速度测测量”一节。(3)位位置环是是控制各各坐标轴轴按指令令位置精精确定位位的控制制环节。位位置环将将最终影影响坐标标轴的位位置精度度及工作作精度。这这其中有有两方面面的工作作：一是是位置测测量元件件的精度度与CNC系统脉脉冲当量量的匹配配问题。测测量元件

43、件单位移移动距离离发出的的脉冲数目经经过外部部倍频电电路和/或CNC内部倍倍频系数数的倍频频后要与与数控系系统规定定的分辨辨率相符符。例如如位置测测量元件件10脉冲/mm，数控控系统分分辨率即即脉冲当当量为0.0001mmm，则则测量元元件送出出的脉冲冲必须经经过100倍频方方可匹配配。二是是位置环环增益系系数Kv值的正正确设定定与调节节。通常常Kv值是作作为机床床数据设设置的，数数控系统统中对各各个坐标标轴分别别指定了了Kv值的设设置地址址和数值值单位。在在速度环环最佳化化调节后后Kv值的设设定则成成为反映映机床性性能好坏坏、影响响最终精精度的重重要因素素。Kv值是机机床运动动坐标自自身性能

44、能优劣的的直接表表现而并并非可以以任意放放大。关关于Kv值的设设置要注注意两个个问题，首首先要满满足下列列公式：Kv=vv/式中v坐标运运行速度度，m/mmin跟跟踪误差差，mm注意意，不同同的数控控系统采采用的单单位可能能不同，设设置时要要注意数数控系统统规定的的单位。例例如，坐坐标运行行速度的的单位是是m/mmin，则Kv值单位位为m/(mmminn)，若v的单位位为mm/s，则Kv的单位位应为mm/(mmms)。其次次要满足足各联动动坐标轴轴的Kv值必须须相同，以以保证合合成运动动时的精精度。通通常是以以Kv值最低低的坐标标轴为准准。位置置反馈(参见上上节“位置测测量”)有三种种情况：一

45、种是是没有位位置测量量元件，为为位置开开环控制制即无位位置反馈馈，步进进电机驱驱动一般般即为开开环；一一种是半半闭环控控制，即即位置测测量元件件不在坐坐标轴最最终运动动部件上上，也就就是说还还有部分分传动环环节在位位置闭环环控制之之外，这这种情况况要求环环外传动动部分应应有相当当的传动动刚度和和传动精精度，加加入反向向间隙补补偿和螺螺距误差差补偿之之后，可可以得到到很高的的位置控控制精度度；第三三种是全全闭环控控制，即即位置测测量元件件安装在在坐标轴轴的最终终运动部部件上，理理论上这这种控制制的位置置精度情情况最好好，但是是它对整整个机械械传动系系统的要要求更高高而不是是低，如如若不然然，则会

46、会严重影影响两坐坐标的动动态精度度，而使使得机床床只能在在降低速速度环和和位置精精度的情情况下工工作。影影响全闭闭环控制制精度的的另一个个重要问问题是测测量元件件的精确确安装问问题，千千万不可可轻视。(4)前前馈控制制与反馈馈相反，它它是将指指令值取取出部分分预加到到后面的的调节电电路，其其主要作作用是减减小跟踪踪误差以以提高动动态响应应特性从从而提高高位置控控制精度度。因为为多数机机床没有有设此功功能，故故本文不不详述，只只是要注注意，前前馈的加加入必须须是在上上述三个个控制环环均最佳佳调试完完毕后方方可进行行。结语制定符合合中国国国情的总总体发展展战略，确确立与国国际接轨轨的发展展道路，对

47、21世纪我国数控技术与产业的发展至关重要。本文在对数控技术和产业发展趋势的分析，对我国数控领域存在的问题进行研究的基础上，对21世纪我国数控技术和产业的发展途径进行了探讨，提出了以科技创新为先导，以商品化为主干，以管理和营销为重点，以技术支持和服务为后盾，坚持可持续发展道路的总体发展战略。在此基础上，研究了发展新型数控系统、数控功能部件、数控机床整机等的具体技术途径。我们衷心心希望，我我国科技技界、产产业界和和教育界界通力合合作，把把握好知知识经济济给我们们带来的的难得机机遇，迎迎接竞争争全球化化带来的的严峻挑挑战，为为在21世纪使使我国数数控技术术和产业业走向世世界的前前列，使使我国经经济继续续保持强强劲的发发展势头头而共同同努力奋奋斗！致谢时光匆匆匆如流水水，