面向精加工的数控技术研究及应用

0 引言

　　装备制造业特别是数控装备制造业作为国家综合经济实力以及科技水平的重要标志，是我国重要的战略性产业。随着我国社会经济的发展和进步，人们对于产品的要求也越来越多样化，柔性化制造已经成为制造业一个重要的发展方向，这使得数控机床的制造和发展也越来越快。数控技术是装备制造业的关键技术之一，在航空航天、电力电子以及石油化工等领域都有着广泛的应用。作为装备制造业的核心，数控系统体现了国家的综合实力，代表着国家的工业发展水平，具有很重要的现实意义。因此，在国家大力支持数控项目的背景下，笔者对数控技术尤其是面向精加工的数控技术进行的研究与探索，具有很大的工程应用价值。

1 数控系统的组成

　　数控系统是实现数字控制的装置，一般由4部分组成，包括输入/输出装置、数控装置、驱动控制装置和可编程控制器，其被控对象为机床本体.数控系统结构如图1所示。

　　输入装置可以将数控加工程序的信息输入到数控系统中，而输出装置则可以读取所输入的信息以及数控系统的工作状态等。数控装置是数控系统的核心，包括硬件和软件2部分.二者之间密不可分，前者是系统的工作平台，后者则是系统的灵魂。驱动控制装置按其驱动方式可分为进给轴伺服驱动和主轴驱动2种，前者包括位置控制单元、速度控制单元、电动机和测量反馈单元，其按照数控装置发出的命令来驱动机床受控部件;后者则是由速度控制单元来进行控制的。可编程控制器既可与数控装置相互独立，单独工作，也可与数控装置合二为一。

2 数控技术的国内外现状及发展趋势

　　虽然我国的数控机床制造业已经取得了很大的进步，但仍然存在着一些问题，例如技术水平较低，很多高技术产品仍需大批量进口等.与工业较发达的国家相比，我国机床的数控化率较低，并且现有数控机床的利用率也不高。不过，值得肯定的是，近几十年来，我国已经基本掌握了现代数控技术，并且拥有了自己的数控基地和大量的数控人才，我国的数控产业已初步形成。在未来的一段时间内，我国应加强对数控技术的研究，努力提高产品质量，从而带来巨大的经济效益。

　　美国、德国等国家的制造业在经历了20世纪90年代初的巨大变动后，发展趋势有了明显的回升，从而推动了世界制造业及其新技术的不断发展。目前，国外的绝大部分数控机床已经在使用32位系统，可实现多轴联动，能够加工各种复杂的工件，且产品加工精度较高。

　　数控系统将来的发展目标是可靠性更强、功能更多、操作舒适性更好、集成度更高、柔性以及开放性更强、成本更低。目前，数控技术正向高速度、高精度、高效率、智能控制化、多功能化、硬件模块化的方向发展。精加工能够大幅度提升生产效率，提高产品的质量等级，并能缩短生产周期，因而可以提高产品的市场竞争能力。因此，精度作为衡最数控机床的重要指标，是先进制造技术的重点研究对象.为了提高工件的加工精度，通常会在数控系统中采用误差补偿等相关技术，以减小因机床的热变形误差、几何误差以及重载荷误差等造成的工件加工误差。