數(shù)控機(jī)床在初期的檢查標(biāo)準(zhǔn)

一、松開(kāi)刀架、滑枕的夾緊螺釘，用手移動(dòng)看其是否靈活。

二、向滑枕平衡油缸及橫梁夾緊機(jī)構(gòu)的油缸排氣。

三、開(kāi)動(dòng)油泵，察看油壓是否正常。

四、檢驗(yàn)數(shù)控機(jī)床電氣開(kāi)關(guān)工作是否正常，液壓和潤(rùn)滑油路是否，操縱系統(tǒng)的工作情況是否符合要求，在達(dá)到此條所有要求的前提下，機(jī)床方可工作。

五、檢驗(yàn)數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)，進(jìn)給系統(tǒng)及各移動(dòng)部件由低速到的空運(yùn)轉(zhuǎn)及空行程是否在穩(wěn)定的工況。

數(shù)控機(jī)床雖然也有普通機(jī)床所具有的床身、立柱、導(dǎo)軌、工作臺(tái)、刀架等部件，但為了與數(shù)控機(jī)床的高加工精度、切削相匹配，對(duì)機(jī)床主機(jī)部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還提出了高剛度、低慣量、低摩擦、高諧振頻率、適當(dāng)?shù)淖枘岜鹊纫?，因此?shù)控機(jī)床的關(guān)鍵部件在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中與普通機(jī)床相比有重大變化。主傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各種刀具和工件所需的切削功率，且在盡可能大的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)確定恒功率輸出，同時(shí)為使數(shù)控機(jī)床能獲得佳的切削速度，主傳動(dòng)須在較寬的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。現(xiàn)行數(shù)控機(jī)床采用的直流或交流無(wú)級(jí)調(diào)速主軸電機(jī)，較普通機(jī)床的機(jī)械分級(jí)變速傳動(dòng)鏈大為簡(jiǎn)化。

在實(shí)際應(yīng)用中，機(jī)床可按照內(nèi)部控制程序自動(dòng)化運(yùn)行，常用于控制冷卻設(shè)備、開(kāi)關(guān)和刀具等，并可將數(shù)字指令轉(zhuǎn)換為機(jī)械運(yùn)行語(yǔ)言，從而實(shí)現(xiàn)內(nèi)部程序設(shè)計(jì)對(duì)機(jī)床動(dòng)作的控制。機(jī)床之所以被應(yīng)用于多個(gè)，是因?yàn)樗哂卸喾矫娴膽?yīng)用優(yōu)點(diǎn)：①在規(guī)定加工時(shí)間內(nèi)的加工速率較不錯(cuò)，可縮短生產(chǎn)周期；②機(jī)床具有良好的適應(yīng)性，可加工一些形狀比較復(fù)雜的零件；③由于生產(chǎn)時(shí)間有限，機(jī)床利用內(nèi)部的編程程序規(guī)范化了零件的生產(chǎn)流程，從而為生產(chǎn)管理提供了方便；④運(yùn)用機(jī)床加工的零件的精度較不錯(cuò)，結(jié)構(gòu)形式比較標(biāo)準(zhǔn)，具有互換性；⑤機(jī)床的加工生產(chǎn)流程比較規(guī)范，零件質(zhì)量較不錯(cuò)；⑥機(jī)床的加工生產(chǎn)速率和自動(dòng)化程度較不錯(cuò)，加工速度不慢，且可加工多樣化的零件。

在機(jī)器中主要用來(lái)支撐傳動(dòng)零件如齒輪、帶輪，傳送運(yùn)動(dòng)及扭矩，如機(jī)床主軸；用來(lái)裝夾工件，如心軸。除了刨床、拉床等主運(yùn)動(dòng)為直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)床外，大多數(shù)機(jī)床都有主軸部件。主軸部件的運(yùn)動(dòng)精度和構(gòu)造剛度是確定加工質(zhì)量和切削速率的重要要素。權(quán)衡主軸部件性能的指標(biāo)主要是旋轉(zhuǎn)精度、剛度和速度順應(yīng)性。

一、速度順應(yīng)性：允許的高轉(zhuǎn)速，主要決議于軸承的構(gòu)造和光滑，以及散熱條件。

二、動(dòng)、靜剛度：主要決議于主軸的彎曲剛度、軸承的剛度和阻尼。

三、旋轉(zhuǎn)精度：主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)在影響加工精度的方向上呈現(xiàn)的徑向和軸向跳動(dòng)，主要決議于主軸和軸承的制造和裝配質(zhì)量。

機(jī)床的設(shè)計(jì)、制造和使用3個(gè)階段，是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。當(dāng)前，國(guó)產(chǎn)機(jī)床制造企業(yè)存在諸多問(wèn)題：在設(shè)計(jì)階段，機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)多參照展會(huì)和技術(shù)手冊(cè)，仿制同類型機(jī)床，其靜、動(dòng)剛度需通過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式估算、反復(fù)修正和改進(jìn)才能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，這種被動(dòng)設(shè)計(jì)方式周期長(zhǎng)、投入大、缺乏主動(dòng)性。

在機(jī)床制造階段，機(jī)床幾何精度由于缺乏主動(dòng)設(shè)計(jì)手段，往往需要裝配過(guò)程的反復(fù)調(diào)試、矯正予以。另外，國(guó)產(chǎn)機(jī)床機(jī)械系統(tǒng)的裝配工藝也沒(méi)有定量化的指導(dǎo)原則，批量生產(chǎn)的機(jī)床精度一致性得不到，其動(dòng)態(tài)特性差異很大，無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)知。對(duì)于伺服控制系統(tǒng)，國(guó)內(nèi)企業(yè)只能參考提供的調(diào)試手冊(cè)，對(duì)對(duì)象本身的運(yùn)行機(jī)理并不清楚，一些功能模塊不知如何使用，總是處在被動(dòng)境地。在機(jī)床使用階段，由于國(guó)內(nèi)機(jī)床制造企業(yè)缺乏對(duì)用戶工藝的了解研討，而數(shù)控機(jī)床用戶也僅僅關(guān)注加工生產(chǎn)，缺乏對(duì)機(jī)床特性和加工性能的認(rèn)識(shí)，在加工工藝的制定和參數(shù)選擇上，多憑工藝人員的習(xí)慣和經(jīng)驗(yàn)，缺乏理論性、定量化的指導(dǎo)原則，造成機(jī)床加工速率很低、人力和物力資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。

在為數(shù)不多的企業(yè)實(shí)驗(yàn)室中，相關(guān)人員被商用軟件束縛了思維和手腳，一臺(tái)機(jī)床的設(shè)計(jì)與分析全部依賴商用軟件，盡管軟件操作嫻熟，但對(duì)軟件背后的力學(xué)、電磁學(xué)、控制論等基礎(chǔ)理論知識(shí)缺乏深究，也無(wú)法研制出一臺(tái)好的數(shù)控機(jī)床。當(dāng)前，需清醒地認(rèn)識(shí)到，僅僅熟練掌握商用軟件的使用根本無(wú)法幫助掌握機(jī)床設(shè)計(jì)、制造的核心技術(shù)。另外，不是一蹦而就的，而是對(duì)知識(shí)、技術(shù)長(zhǎng)期積累的必然結(jié)果，這在數(shù)控機(jī)床這種技術(shù)密集型產(chǎn)品上愈是如此。

數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的控制核心，是實(shí)現(xiàn)前瞻、加減速和插補(bǔ)、規(guī)劃進(jìn)給速度以及輸出控制指令。守舊插補(bǔ)器是基于恒進(jìn)給速度設(shè)計(jì)，加速度不連續(xù)，易對(duì)伺服進(jìn)給系統(tǒng)產(chǎn)生沖擊，引起系統(tǒng)振動(dòng)。為了生成平滑的指令速度和加速度，以樣條插補(bǔ)技術(shù)和小線段連續(xù)插補(bǔ)技術(shù)為代表的加速度連續(xù)或限制插補(bǔ)技術(shù)了發(fā)展和應(yīng)用。但是，這些方法沒(méi)有考慮到伺服進(jìn)給系統(tǒng)的特性和機(jī)械慣性作用，在高精場(chǎng)合下，伺服系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)無(wú)法準(zhǔn)確及時(shí)復(fù)現(xiàn)指令輸入。因此，數(shù)控技術(shù)的核心問(wèn)題是考慮伺服驅(qū)動(dòng)、進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)械特性的速度規(guī)劃和聯(lián)動(dòng)控制策略，此外還需考慮結(jié)構(gòu)禍合對(duì)各軸運(yùn)動(dòng)的影響，通過(guò)分析加速度、慣性力與目標(biāo)點(diǎn)軌跡偏差之間的關(guān)系，將加速度作為優(yōu)化目標(biāo)，提出的速度規(guī)劃方法。

多軸聯(lián)動(dòng)是數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床的本質(zhì)區(qū)別。在多軸聯(lián)動(dòng)加工過(guò)程中，各進(jìn)給軸絕大多數(shù)時(shí)間處在頻繁加減速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，勻速運(yùn)動(dòng)所占比例很小，而且各軸之間的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)性能又各不相同，這就導(dǎo)致對(duì)多軸聯(lián)動(dòng)過(guò)程的目標(biāo)軌跡控制變得困難。因此，在運(yùn)動(dòng)下實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)控制是數(shù)控機(jī)床面臨的主要挑戰(zhàn)，下面主要從機(jī)械系統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和數(shù)控系統(tǒng)3個(gè)方面闡述其聯(lián)動(dòng)控制的核心技術(shù)問(wèn)題。