【正文】 加 工等復(fù)合，車磨復(fù)合，成形復(fù)合加工、特種復(fù)合加工等，復(fù)合加工的精度和效率大大提高。 ，在數(shù)控系統(tǒng)的性能上得到了較多體現(xiàn)。 使柔性化組合效率更高機(jī)器人與主機(jī)的柔性化組合得到廣泛應(yīng)用，使得柔性線更加靈活、功能進(jìn)一步擴(kuò)展、柔性線進(jìn)一步縮短、效率更高。 （ ）提升到目前的微米級(jí)（ ），有些品種已達(dá)到 左右。采用光、電、化學(xué)等能源的特種加工精度可達(dá)到納米級(jí)（ ）。 、高精度、大功率和智能化方向發(fā)展，并取得成熟的應(yīng)用。 對(duì)我國(guó)數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本估計(jì) 我國(guó)數(shù)控技術(shù)起步于 1958年，近 50年的發(fā)展歷程大致可分為 3個(gè)階段：第一階段從 1958年到 1979年，即封閉式發(fā)展階段。第二階段是在國(guó)家的“六五”、“七五”期間以及“八五”的前期，即引進(jìn)技術(shù)，消化吸收，初步建立起國(guó)產(chǎn)化體系階段。第三階段是在國(guó)家的“八五”的后期和“九五”期間，即實(shí)施產(chǎn)業(yè)化的研究，進(jìn)入市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)階段。在“九五”末期，國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá) 50％，配國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)（普及型）也達(dá)到了 10％。 ，基本掌握了現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)。 。蘭州電機(jī)廠、華中數(shù)控等一批伺服系統(tǒng)和伺服電機(jī)生產(chǎn)廠以及北京第一機(jī)床廠、濟(jì)南第一機(jī)床廠等若干數(shù)控主機(jī)生產(chǎn)廠。 、開發(fā)、管理人才的基本隊(duì)伍。雖然從縱向看我國(guó)的發(fā)展速度很快，但橫向比（與國(guó)外對(duì)比）不僅技術(shù)水平有差距，在某些方面發(fā)展速度也有差距，即一些高精尖的數(shù)控裝備的技術(shù)水平差距有擴(kuò)大趨勢(shì)。 ，與國(guó)外先進(jìn)水平大約落后 10～ 15年，在高精尖技術(shù)方面則更大。 ，對(duì)競(jìng)爭(zhēng)前數(shù)控技術(shù)的研究開發(fā)、工程化能力較弱；數(shù)控技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域拓展力度不強(qiáng)；相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的研究、制定滯后。 。 。 。 。機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)落后，水平較低，數(shù)控系統(tǒng)新標(biāo)準(zhǔn)研究不夠。我們以資源、環(huán)境、市場(chǎng)為代價(jià)，交換得到的可能僅僅是世界新經(jīng)濟(jì)格局中的國(guó)際“加工中心”和“組裝中心”，而非掌握核心技術(shù)的制造中心的地位，這樣將會(huì)嚴(yán)重影響我國(guó)現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。 2 發(fā)展策略 從我國(guó)基本國(guó)情的角度出發(fā)，以國(guó)家的戰(zhàn)略需求和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，以提高我國(guó)制造裝備業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)能力和產(chǎn)業(yè)化水平為目標(biāo)，用系統(tǒng)的方法，選擇能夠主導(dǎo) 21世紀(jì)初期我國(guó)制造裝備業(yè)發(fā)展升級(jí)的關(guān)鍵技術(shù)以及支持產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的支撐技術(shù)、配套技術(shù)作為研究開發(fā)的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)制造裝備業(yè)的跨躍式發(fā)展。重點(diǎn)解決數(shù)控系統(tǒng)和相關(guān)功能部件（數(shù)字化伺服系統(tǒng)與電機(jī)、高速電主軸系統(tǒng)和新型裝備的附件等）的可靠性和生產(chǎn)規(guī)模問(wèn)題。 在高精尖裝備研發(fā)方面，要強(qiáng)調(diào)產(chǎn)、學(xué)、研以及最終用戶的緊密結(jié)合，以“做得出、用得上、賣得掉”為目標(biāo)，按國(guó)家意志實(shí)施攻關(guān)，以解決國(guó)家之急需。目前德國(guó)和瑞士的機(jī)床精度最高，綜合起來(lái)，德國(guó)的水 平最高，日本的產(chǎn)值最大。中國(guó)大陸、韓國(guó)。但就門類、種類多少而言，我們應(yīng)該能進(jìn)世界前 4名 在競(jìng)爭(zhēng)前數(shù)控技術(shù)方面，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新，強(qiáng)調(diào)研究開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和產(chǎn)品，為我國(guó)數(shù)控產(chǎn)業(yè)、裝備制造業(yè)乃至整個(gè)制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。 . 合理選擇切削用量 對(duì)于高效率的金 屬切削加工來(lái)說(shuō)，被加工材料、切削工具、切削條件是三大要素。經(jīng)濟(jì)有效的加工方式必然是合理的選擇了切削條件。伴隨著切削速度的提高，刀尖溫度會(huì)上升，會(huì)產(chǎn)生機(jī)械的、化學(xué)的、熱的磨損。 進(jìn)給條件與刀具后面磨損關(guān)系在極小的范圍內(nèi)產(chǎn)生。它比切削速度對(duì)刀具的影響小。 用戶要根據(jù)被加工的材料、硬度、切削狀態(tài)、材料種類、進(jìn)給量、切深等選擇使用的切削速度。有規(guī)則的、穩(wěn)定的磨損達(dá)到壽命才是理想的條件。在確定加工條件時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行研究。 . 合理選擇刀具 1) 粗車時(shí)，要選強(qiáng)度高、耐用度好的刀具，以便滿足粗車時(shí)大背吃刀量、大進(jìn)給量的要求。 3) 為減少換刀時(shí)間和方便對(duì)刀，應(yīng)盡量采用機(jī)夾刀和機(jī)夾刀片。 確定加工路線 加工路線是指數(shù)控機(jī)床加工過(guò)程中，刀具相對(duì)零件的運(yùn)動(dòng)軌跡和方向。 5. 加工路線與加工余量的聯(lián)系 目前，在數(shù)控車床還未達(dá)到普及使用的條件下，一般應(yīng)把毛坯上過(guò)多的余量，特別是含有鍛、鑄硬皮層的余量安排在普通車床上加工。 . 夾具安裝要點(diǎn) 目前液壓卡盤和液壓夾緊油缸的連接是靠拉桿實(shí)現(xiàn)的，如圖 1。 11 . 數(shù)控車削加工中妙用 G00及保證尺寸精度的技巧 目前我們所接觸到的教科書及數(shù)控 車削方面的技術(shù)書籍，程序首句均為建立工件坐標(biāo)系，即以G50 Xα Zβ 作為程序首句。采用這種方法編寫程序，對(duì)刀后，必須將刀移動(dòng)到 G50設(shè)定的既定位置方能進(jìn)行加工，找準(zhǔn)該位置的過(guò)程如下。 上述步驟中，步驟 6 即刀具定位在 XαZβ 處至關(guān)重要，否則，工件坐標(biāo)系就會(huì)被修改，無(wú)法正常加工工件。如果是批量生產(chǎn)，加工完一件后，回 G50 起點(diǎn)繼續(xù)加工下一件，在操作過(guò)程中稍有失誤，就可能修改工件坐標(biāo)系。其操作過(guò)程只需采用上述找 G50 過(guò)程的前五步，即完成步驟 5 后，將刀具運(yùn)行至安全位置，調(diào)出程序，按自動(dòng)運(yùn)行即可。上述程序首句用 G00 代替G50 的實(shí)質(zhì)是將工件坐標(biāo)系固定在機(jī)床上，不再囿于 G50 Xα Zβ程序原點(diǎn)的限制，不改變工件坐標(biāo)系，操作簡(jiǎn)單，可靠性強(qiáng)，收到了意想不到的效果。如用 2號(hào)切斷刀切槽時(shí)工件尺寸 大了 ，而 002處刀補(bǔ)顯示是 ，則可輸入 ，減少 2號(hào)刀補(bǔ)。 同理，對(duì)于軸向尺寸的控制亦如此類推。 對(duì)于大部分?jǐn)?shù)控車床來(lái)說(shuō)，使用較長(zhǎng)時(shí)間后，由于絲桿間隙的影響，加工出的工件尺寸經(jīng)常出現(xiàn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象。如用1號(hào)刀 G71粗加工外圓之后， 可在 001刀補(bǔ)處輸入 ，調(diào)用 G70精車一次，停車測(cè)量后，再在001刀補(bǔ)處輸入 ，再次調(diào)用 G70精車一次。 程序編制保證尺寸精度 12 編程有絕對(duì)編程和相對(duì)編程。也就是說(shuō)，相對(duì)編程的坐標(biāo)原點(diǎn)經(jīng)常在變換，連續(xù)位移時(shí)必然產(chǎn)生累積誤差，絕對(duì)編程是在加工的全過(guò)程中，均有相對(duì)統(tǒng)一的基準(zhǔn)點(diǎn)，即坐標(biāo)原點(diǎn)，故累積誤差較相對(duì)編程小。 數(shù)值換算保證尺寸精度 很多情況下，圖樣上的尺寸基準(zhǔn)與編程所需的尺寸基準(zhǔn)不一致，故應(yīng)先將圖樣上的基準(zhǔn)尺寸換算為編程坐標(biāo)系中的尺寸。其中， 、 φ16mm 及 平均值后得到的編程尺寸。如用 1號(hào)外圓刀加工圖 3所示工件，經(jīng)粗加工和半精加工后停車測(cè)量，各軸段徑向尺寸如下： 、 及 。 經(jīng)過(guò)上述程序和刀補(bǔ)雙管齊下的修改后，再調(diào)用精車程序，工件尺寸一般都能得到有效的保證。 13 第三章 簡(jiǎn)單介紹下 FANUC 系統(tǒng) FANUC 簡(jiǎn)介 日本發(fā)那科公司 (FANUC)是當(dāng)今世界上數(shù)控系統(tǒng)科研、設(shè)計(jì)、制造、銷售實(shí)力最強(qiáng)大的企業(yè)，總?cè)藬?shù) 4549 人年 9 月數(shù)字 )，科研設(shè)計(jì)人員 1500 人。 FANUC 目前數(shù)控系統(tǒng)月生產(chǎn)能力超過(guò) 7000 套，大量出口，銷售額在世界市場(chǎng)上占 50％，在日本國(guó)內(nèi)占 70％。 掌握 數(shù)控機(jī)床 發(fā)展核心技術(shù)的 FANUC，不僅加快了 日本 本國(guó)數(shù)控機(jī)床的快速發(fā)展，而且加快了全世界數(shù)控機(jī)床技術(shù)水平的提高。 遠(yuǎn)見(jiàn)卓識(shí)，引進(jìn)技術(shù)、自主創(chuàng)新 早在 1956年，日本技術(shù)專家預(yù)見(jiàn)到未來(lái) 3c(Communication、 Computer、 Contr01)時(shí)代即將到來(lái)，一方面集聚有關(guān)人才，另一方面即著手開展這方面的發(fā)展工作。 FANUC 系統(tǒng)進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)有非常悠久的歷史，有多種型號(hào)的產(chǎn)品在使用，使用較為廣泛的產(chǎn)品有 FANUC 0、FANUC1 FANUC1 FANUC21 等。 系統(tǒng)在設(shè)計(jì)中大量采用模塊化結(jié)構(gòu)。 FANUC 系統(tǒng)設(shè)計(jì)了比較健全的自我保護(hù)電路。系統(tǒng)提供串行 RS232C 接口，以太網(wǎng) 接口，能夠完成 PC 和機(jī)床之間的數(shù)據(jù)傳輸。 FANUC 系統(tǒng)可以在較為寬泛的環(huán)境中使用，對(duì)于電壓、溫度等外界條件的要求不是特別高，因此適應(yīng)性很強(qiáng)。使用該系統(tǒng)的操作員隊(duì)伍十分龐大，因此有必要了解該系統(tǒng)的一些軟、硬件上的特點(diǎn)。 1. 剛性攻絲 主軸控制回路為位置閉環(huán)控制，主軸電機(jī)的旋轉(zhuǎn) 與攻絲軸（ Z 軸）進(jìn)給完全同步，從而實(shí)現(xiàn)高速高精度攻絲。比如定義了工件的最終輪廓，可以自動(dòng)生成多次粗車的刀具路徑，簡(jiǎn)化了車床編程。 4. 直接尺寸編程 可直接指定諸如直線的傾角、倒角值、轉(zhuǎn)角半徑值等尺寸，這些尺寸在零件圖上指定，這樣能簡(jiǎn)化部件加工程序的編程。 6. CNC 內(nèi)裝 PMC 編程功能 PMC對(duì)機(jī)床和外部設(shè)備進(jìn)行程序控制 7. 隨機(jī)存儲(chǔ)模塊 MTB(機(jī)床廠 )可在 CNC 上直接改變 PMC 程序和宏執(zhí)行器程序。 8. 顯示裝置 、 FANUC 0 系列硬件框架 1. 系統(tǒng)構(gòu)成 圖 6 系統(tǒng)硬件概要 圖 6 從總體上描述了系統(tǒng)板上應(yīng)該連接的硬件和應(yīng)具有的功能。具體的連接方式、方法請(qǐng)參照 FANUC 連接說(shuō)明書（硬件）的各章節(jié)。 3. 系統(tǒng)構(gòu)成 主軸電動(dòng)機(jī)的控制有兩種接口；模擬和數(shù)字 (串行傳送 )輸出。 （ 1） 模擬主軸接口 （ 2） 串行主軸接口 4. 數(shù)字伺服 伺服的連接分 A型和 B 型，由伺服放大器上的一個(gè)短接棒控制。 0i 和近期開發(fā)的系統(tǒng)用 B 型。兩種接法不能任意使用，與伺服軟件有關(guān)。 FANUC 簡(jiǎn)介 北京發(fā)那科機(jī)電有限公司 是由北京機(jī)床研究所與日本 FANUC 公司于 1992 年共同組建的合資公司，專門從事機(jī)床數(shù)控裝置的生產(chǎn)、銷售與維修。 日本 FANUC 公司是世界上最大的專業(yè)生產(chǎn)數(shù)控裝置和機(jī)器人、智能化設(shè)備的著名廠商。 FANUC為日本合資公司提供了全方位技術(shù) 支持。 北京發(fā)那科成立以來(lái)，本著 “用戶至上、服務(wù)為本、品質(zhì)第一 ”的理念，定位于 “您身邊的數(shù)控專家 ”，致力于為中國(guó)的數(shù)控機(jī)床提供品質(zhì)卓越，服務(wù)貼心的產(chǎn)品和服務(wù)。中國(guó)數(shù)控機(jī)床行業(yè)的發(fā)展?jié)摿θ匀缓芫薮?，中?guó)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展必將 經(jīng)歷騰飛的過(guò)程，而北京發(fā)那科是否還能保持在中國(guó)數(shù)控行業(yè)中的領(lǐng)先地位？北京發(fā)那科已逐漸認(rèn)識(shí)到光依靠 FANUC 的技術(shù)優(yōu)勢(shì)是不能長(zhǎng)久保持北京發(fā)那科的增長(zhǎng)勢(shì)頭的，只有形成北京發(fā)那科自己的獨(dú)特的產(chǎn)品和服務(wù)才能擁有長(zhǎng)久的競(jìng)爭(zhēng)力。 在數(shù)控機(jī)床加工過(guò)程中，由于加工對(duì)象復(fù)雜多樣，特別是輪廓曲線的形狀及位置千變?nèi)f化，加上材料不同、批量不同等多方面因素的影響，在對(duì)具體零件制定加工方案時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行具體分析和區(qū)別對(duì)待，靈活處理。 制定加工方案的一般原則為：先粗后精，先近后遠(yuǎn)，先內(nèi)后外，程序段最少，走刀路線最短以及特殊情況特殊處理。 當(dāng)粗加工工序安排完后，應(yīng)接著安排換刀后進(jìn)行的半精加工和精加工。 在安排可以一刀或多刀進(jìn)行的精加工工序時(shí)，其零件的最終輪廓應(yīng)由最后一刀連續(xù)加工而成。 2 先近后遠(yuǎn) 這里所說(shuō)的遠(yuǎn)與近，是按加工部位相對(duì)于對(duì)刀點(diǎn)的距離大小而言的。對(duì)于車削加工，先近后遠(yuǎn)有利于保持毛坯件或半成品件的剛性，改善其切削條件。這是因?yàn)榭刂苾?nèi)表面的尺寸和形狀較困難，刀具剛性相應(yīng)較差，刀尖 (刃 )的 耐用度易受切削熱影響而降低，以及在加工中清除切屑較困難等。 走刀路線泛指刀具從對(duì)刀點(diǎn) (或機(jī)床固定原點(diǎn) )開始運(yùn)動(dòng)起，直至返回該點(diǎn)并結(jié)束加工程序所經(jīng)過(guò)的路徑，包括切削加工的路徑及刀具引入、切出等非切削空行程。 優(yōu)化工藝方案除了依靠大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)外，還應(yīng)善于分析，必要時(shí)可輔以一些簡(jiǎn)單計(jì)算。如有的工件就必須先精加工后粗加工，才能保證其加工精度與質(zhì)量。 加工路線與加工余量的關(guān)系 在數(shù)控車床還未達(dá)到普及使用的條件下，一般應(yīng)把毛坯件上過(guò)多的余量，特別是含有鍛、鑄硬皮層的余量安排在普通車床上加工。安排一些子程序?qū)τ嗔窟^(guò)多的部位先作一定的切削 加工。但數(shù)控車床加工螺紋時(shí)，會(huì)受到以下幾方面的影響： （ 1）螺紋加工程序段中指令的螺距 (導(dǎo)程 )值，相當(dāng)于以進(jìn)給量（ mm/r）表示的進(jìn)給速度 F，如果將機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速選擇過(guò)高，其換算后的進(jìn)給速度 (mm/min)則必定大大超過(guò)正常值； （ 2）刀具在其 位移的始 /終，都將受到伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)升 /降頻率和數(shù)控裝置插補(bǔ)運(yùn)算速度的約束，由于升 /降頻特性滿足不了加工需要等原因，則可能因主進(jìn)給運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生出的 ―超前 ‖和 ―滯后 ‖而導(dǎo)致部分螺牙的螺距不符合要求； （ 3）車削螺紋必須通過(guò)主軸的同步運(yùn)行功能而實(shí)現(xiàn)，即車削螺紋需要有主軸脈沖發(fā)生器 (編碼器 )。 因此，車螺紋時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速的確定應(yīng)遵循以下幾個(gè)原則： （ 1）在保證生產(chǎn)效率