【正文】 熱變形誤差補(bǔ)償和空間誤差的綜合補(bǔ)償技術(shù)已成為研究的熱門。交流伺服電機(jī)已有每轉(zhuǎn)可產(chǎn)生 100萬個(gè)脈沖的編碼器，其檢測精度達(dá) μm 。 提高機(jī)床的加工精度，一般是通過減少數(shù)控系統(tǒng)誤差，采用補(bǔ)償技術(shù)來達(dá)到。 高精度化一直是數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展追求的目標(biāo)。將滾珠絲桿由直線電機(jī)技術(shù)替代，在保持 3～ 5μm的加工精度下，達(dá)到 37500～ 70000mm/min的加工速度。高速切削可通過高速運(yùn)算技術(shù)、快速插補(bǔ)運(yùn)算技術(shù)、超高速通信技術(shù)和高速主軸等技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。高速化與高精度化 受高生產(chǎn)率的驅(qū)使，高速化已是現(xiàn)代機(jī)床技術(shù)發(fā)展的重要方向之一。把握現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢具有重要意義。三坐標(biāo)測量機(jī)配置許多相應(yīng)的軟件針對不同的測量對象，如曲線測量程序、凸輪測量程序、表面測量程序等。 測量時(shí)當(dāng)測量頭碰到工件上各個(gè)測量點(diǎn)時(shí)，計(jì)算機(jī)發(fā)出采樣信號，此時(shí)的坐標(biāo)值由傳感器送給微機(jī)，經(jīng)處理后，得到誤差值，打印輸出。3/9/2023 31l CNC三坐標(biāo)測量機(jī) 三坐標(biāo)測量機(jī)是用來檢測箱體、工件、模具以及其他形狀復(fù)雜的物體。l 感覺系統(tǒng)：賦予機(jī)器人五官功能，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人對工作的自動(dòng)識(shí)別和適應(yīng)操作。并且可對工業(yè)機(jī)器人的動(dòng)作進(jìn)行監(jiān)視，出錯(cuò)或故障及時(shí)報(bào)警。l 動(dòng)力部分：為執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)部分提供動(dòng)力。l 執(zhí)行機(jī)構(gòu)：由機(jī)械結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)裝置等組成，能模仿人的手臂的動(dòng)作。l 工業(yè)機(jī)器人中由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、動(dòng)力部分和控制部分組成。3/9/2023 26計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)高頻脈沖電源伺服控制 伺服主軸頭工件工件冷卻液冷卻液工具電極工具電極數(shù)控電火花成形機(jī)床數(shù)控電火花成形機(jī)床3/9/2023 27計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)脈沖電源伺服系統(tǒng) 伺服驅(qū)動(dòng)變頻電路數(shù)控線切割機(jī)床鉬絲工件冷卻液工作臺(tái) 步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)滾筒導(dǎo)輪3/9/2023 28電火花線切割加工原理電火花線切割加工原理3/9/2023 29 數(shù)控技術(shù)在工業(yè)機(jī)器人中的應(yīng)用l 工業(yè)機(jī)器人中是一種能模擬人的手，按規(guī)定的運(yùn)動(dòng)軌跡和動(dòng)作要求實(shí)現(xiàn)操縱工具或?qū)崿F(xiàn)工件搬運(yùn)的自動(dòng)化裝置，可以在改善勞動(dòng)條件、保證生產(chǎn)安全，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率方面發(fā)揮重要作用。電極和工件間保持適當(dāng)?shù)拈g隙保證脈沖電源產(chǎn)生電火花，溫度可高達(dá) 1萬～ ，火花放電產(chǎn)生的電腐蝕，僅腐蝕正極，不腐蝕負(fù)極，在電腐蝕的作用下，加工出各種形狀的工件。（ 2）數(shù)控線切割機(jī)床 工件固定在工作臺(tái)上，與高頻脈沖電源正極連接，鉬絲與負(fù)極連接。在數(shù)控系統(tǒng)伺服控制下，使工具電極與工件保持可持續(xù)火花放電的間隙。電加工機(jī)床主要用來加工模具和難于加工的材料。2. 數(shù)控技術(shù)在電加工機(jī)床中的應(yīng)用 電加工機(jī)床是利用電極間的脈沖火花放電的電腐蝕作用來加工工件，火花放電時(shí)，通道中產(chǎn)生一萬多度的高溫，足以使電極表面的金屬局部融化（汽化），達(dá)到加工形狀、尺寸精度、表面粗糙和生產(chǎn)率的要求。具有各種補(bǔ)償功能以減少加工誤差。 銑削加工中心：在車床基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。又分為臥式加工中心和立式加工中心。（ 1）數(shù)控?cái)?shù)據(jù)的通信功能：（ 2）數(shù)控?cái)?shù)據(jù)的存儲(chǔ)功能：（ 3）數(shù)控?cái)?shù)據(jù)的管理功能：調(diào)度、生產(chǎn)計(jì)劃（ 4）無人運(yùn)轉(zhuǎn)功能：3/9/2023 23 數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用l 1. 數(shù)控技術(shù)在金屬切削機(jī)床的應(yīng)用（ 1）普通機(jī)床l 數(shù)控車床：用于軸類、盤類回旋體的加工l 數(shù)控銑床：用于較復(fù)雜的平面、曲面、殼體工件的加工l 數(shù)控鉆床：用于鉆孔為主的工序加工l 數(shù)控磨床：數(shù)控外園磨床、數(shù)控平面磨床、數(shù)控坐標(biāo)磨床l 數(shù)控齒輪機(jī)床：數(shù)控插齒機(jī)、數(shù)控滾齒機(jī)、數(shù)控磨齒機(jī)（ 2）加工中心 復(fù)雜工件，工序較多，希望一次裝夾后完成所有工序，以保證工件的相對位置的準(zhǔn)確性，這類工件適合在加工中心上進(jìn)行加工。可采集機(jī)床的工作狀態(tài)，在線檢測數(shù)據(jù)，對加工質(zhì)量和狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。l 其特點(diǎn)：可實(shí)現(xiàn)非實(shí)時(shí)分配數(shù)據(jù)，便于實(shí)現(xiàn)車間的監(jiān)控和管理。 如銑床，可利用傳感器檢測主軸電機(jī)的電流、扭矩或軸相推力作為過程參數(shù)，將信號送適應(yīng)控制器，改變機(jī)床的切削量。 3/9/2023 21l 適應(yīng)控制系統(tǒng)： 位置速度反饋輸入指令 位置速度指令 校正指令 過程參數(shù) 通過裝在機(jī)床上各部位的傳感器，將檢測到的加工參數(shù)（如切削負(fù)載、刀具磨損量、位移量等變化信息送適應(yīng)控制器，與設(shè)定信息比較發(fā)出指令自動(dòng)調(diào)整相關(guān)參數(shù)，使機(jī)床具備自適應(yīng)加工的能力。加工過程不是處于最佳狀態(tài)。所以連續(xù)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理的速度要高。（ 2）連續(xù)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)： 點(diǎn)位控制系統(tǒng)與連續(xù)控制系統(tǒng)點(diǎn)位控制系統(tǒng)與連續(xù)控制系統(tǒng)3/9/2023 19 直線插補(bǔ)運(yùn)算 圓弧插補(bǔ)運(yùn)算3/9/2023 20 連續(xù)控制系統(tǒng)的插補(bǔ)功能由插補(bǔ)器來實(shí)現(xiàn)，根據(jù)輸入的指令進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算，根據(jù)運(yùn)算結(jié)果，對各坐標(biāo)軸進(jìn)行脈沖分配，伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)機(jī)床工作臺(tái)完成規(guī)定運(yùn)動(dòng)，加工出工件輪廓。不同形狀的工件輪廓都可以直線或圓弧來逼近，一般的數(shù)控系統(tǒng)都具有直線和圓弧的插補(bǔ)功能。同時(shí)運(yùn)動(dòng)軌跡和速度要進(jìn)行控制。l 連續(xù)控制系統(tǒng)，又稱為輪廓控制系統(tǒng)。3/9/2023 18l 點(diǎn)位控制系統(tǒng)僅控制刀具相對工件的位置，刀具或工件在移動(dòng)過程不進(jìn)行切削，要保證點(diǎn)間相對位置的準(zhǔn)確，移動(dòng)速度要快速。3/9/2023 173)半閉環(huán)控制系統(tǒng) (Semiclosed Loop Control System)半閉環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)相類似，主要區(qū)別在電機(jī)軸上裝有表示角位移的編碼器，可控制電機(jī)做精確的角位移，不能糾正機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件產(chǎn)生的誤差。3/9/2023 162)閉環(huán)控制系統(tǒng) (Closed Loop Control System)閉環(huán)控制系統(tǒng)在機(jī)床運(yùn)動(dòng)方向上增加測量工作臺(tái)實(shí)際位移的傳感器，將工作臺(tái)實(shí)際位置的信息反饋給 CNC的比較器，如有誤差，由 CNC發(fā)指令，使工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)直至誤差消失。 開環(huán)控制系統(tǒng)沒有反饋裝置，不能消除步進(jìn)電機(jī)失步產(chǎn)生的誤差。 按數(shù)控系統(tǒng)的功能分類，可分為經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)、普及型數(shù)控系統(tǒng)、高檔型數(shù)控系統(tǒng)。（ 2）數(shù)控系統(tǒng)的類型： 根據(jù)伺服系統(tǒng)的控制原理，可分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)、半閉環(huán)控制系統(tǒng)。3/9/2023 14l 數(shù)控系統(tǒng)的組成和分類（ 1）數(shù)控系統(tǒng)： 是一種能控制機(jī)器運(yùn)動(dòng)的裝置。（ 5）機(jī)床：包括主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、輔助部分（液壓、氣動(dòng)、冷卻、潤滑部分等），刀庫、自動(dòng)換刀裝置，自動(dòng)托盤交換裝置等。它和機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部件組