王建昆

摘 要：本文主要講《中國制造2025》規(guī)劃九項(xiàng)戰(zhàn)略任務(wù)和重點(diǎn)中特別提到要大力推動(dòng)和發(fā)展高精度數(shù)控機(jī)床技術(shù)?！吨袊圃?025》必將加速我國由制造大國向制造強(qiáng)國邁進(jìn)。檢測機(jī)構(gòu)要充分認(rèn)識(shí)到我國制造業(yè)格局和經(jīng)濟(jì)發(fā)展環(huán)境將要發(fā)生的重大變化，認(rèn)清形勢主動(dòng)作為積極為高精度數(shù)控機(jī)床技術(shù)的發(fā)展提供優(yōu)質(zhì)高效的檢測服務(wù)。

關(guān)鍵詞：中國制造；數(shù)控機(jī)床；檢測機(jī)構(gòu)；檢測服務(wù)；人才為本

中圖分類號(hào)：X830 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）01-0086-02

最近國務(wù)院發(fā)布《中國制造2025》規(guī)劃九項(xiàng)戰(zhàn)略任務(wù)重點(diǎn)中特別提到要大力推動(dòng)和發(fā)展高精度數(shù)控機(jī)床技術(shù)?！吨袊圃?025》規(guī)劃是我國全面推行制造強(qiáng)國戰(zhàn)略第一個(gè)十年行動(dòng)綱領(lǐng)，是對(duì)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、實(shí)現(xiàn)智能制造的整體謀劃?！吨袊圃?025》規(guī)化提出堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、質(zhì)量為先、綠色發(fā)展、人才為本的基本方針，堅(jiān)持市場導(dǎo)向、政府引導(dǎo)、立足當(dāng)前、著眼長遠(yuǎn)、整體推進(jìn)、重點(diǎn)突破、自主發(fā)展、開放合作的基本方針，《中國制造2025》必將加速我國由制造大國向制造強(qiáng)國邁進(jìn)。因此，檢測機(jī)構(gòu)要充分認(rèn)識(shí)到我國制造業(yè)格局和經(jīng)濟(jì)發(fā)展環(huán)境將要發(fā)生的重大變化，認(rèn)清形勢主動(dòng)作為積極為高精度數(shù)控機(jī)床技術(shù)的發(fā)展提供完善高效的檢測服務(wù)。下面從三個(gè)方面探討檢測機(jī)構(gòu)如何做好高精度數(shù)控機(jī)床的檢測服務(wù)工作。

1 檢測機(jī)構(gòu)要做好數(shù)控機(jī)床的檢測服務(wù)要特別重視人才的選拔和培養(yǎng)

打鐵需要自身硬，要選拔高素質(zhì)的專業(yè)技術(shù)人才并有計(jì)劃的進(jìn)行培養(yǎng)，對(duì)人才的選拔和培養(yǎng)一定要考慮今后開展數(shù)控機(jī)床的檢測工作的可持續(xù)性。人才的培養(yǎng)主要通過自主學(xué)習(xí)和走出去學(xué)習(xí)，走出去學(xué)習(xí)主要是到數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)廠的生產(chǎn)車間去學(xué)習(xí)。下面為方便數(shù)控機(jī)床檢測人員學(xué)習(xí)，將數(shù)控機(jī)床的基本知識(shí)介紹如下，為檢測人員深入到數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)廠家現(xiàn)場學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。

1.1 到生產(chǎn)廠家主要學(xué)習(xí)數(shù)控機(jī)床的工作原理及各種功能

了解數(shù)控機(jī)床是由輸入輸出設(shè)備、數(shù)控裝置（CNC）、伺服單元、驅(qū)動(dòng)裝置（或稱執(zhí)行機(jī)構(gòu)）、可編程控制器（PLC）及電氣控制裝置、輔助裝置、機(jī)床本體及測量裝置組成。具體來說：（1）數(shù)控機(jī)床輸入和輸出裝置是機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)和操作人員進(jìn)行信息交流、實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話的交互設(shè)備。輸入裝置的作用是將程序載體上的數(shù)控代碼變成相應(yīng)的電脈沖信號(hào)，傳進(jìn)并存人數(shù)控裝置內(nèi)。目前，數(shù)控機(jī)床的輸入裝置有鍵盤、磁盤驅(qū)動(dòng)器、光電閱讀機(jī)等，其相應(yīng)的程序載體為磁盤、穿孔紙帶。輸出裝置是顯示器，有CRT顯示器或彩色液晶顯示器兩種。輸出裝置的作用是：數(shù)控系統(tǒng)通過顯示器為操作人員提供必要的信息，顯示的信息可以是正在編輯的程序、坐標(biāo)值以及報(bào)警信號(hào)等。（2）數(shù)控裝置（CNC裝置），是計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的核心，由硬件和軟件兩部分組成的。它接收的是輸入裝置的脈沖信號(hào)，信號(hào)經(jīng)過數(shù)控裝置的系統(tǒng)軟件或邏輯電路的編譯、運(yùn)算和邏輯處理后，輸出各種信號(hào)和指令，控制機(jī)床的各個(gè)部分，使其進(jìn)行規(guī)定的、有序的動(dòng)作。這些控制信號(hào)中最基本的信號(hào)是各坐標(biāo)軸（即進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的各執(zhí)行部件）的進(jìn)給速度、進(jìn)給方向和位移量指令（送到伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行部件作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)），還有主軸的變速、換向和啟停信號(hào)，選擇和交換刀具的刀具指令信號(hào)，控制冷卻液、潤滑油啟停，控制工件和機(jī)床部件松開、夾緊，控制分度工作臺(tái)轉(zhuǎn)位的輔助指令信號(hào)等。數(shù)控裝置主要包括微處理器（CPU）、存儲(chǔ)器、局部總線、外圍邏輯電路以及與CNC系統(tǒng)其他組成部分聯(lián)系的接口等。（3）可編程邏輯控制器（PLC），數(shù)控機(jī)床通過CNC和PLC共同完成控制功能，其中，CNC主要完成與數(shù)字運(yùn)算和管理等有關(guān)的功能，如零件程序的編輯、插補(bǔ)運(yùn)算、譯碼、刀具運(yùn)動(dòng)的位置伺服控制等。而PLC主要完成與邏輯運(yùn)算有關(guān)的一些動(dòng)作，它接收CNC的控制代碼M（輔助功能）、S（主軸轉(zhuǎn)速）、T（選刀、換刀）等開關(guān)量的動(dòng)作信息，對(duì)開關(guān)量動(dòng)作信息進(jìn)行譯碼，轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)，控制輔助裝置完成機(jī)床相應(yīng)的開關(guān)動(dòng)作，如工件的裝夾、刀具的更換、冷卻液的開關(guān)等一些輔助動(dòng)作。它還接收機(jī)床操作面板的指令，一方面直接控制機(jī)床的動(dòng)作（如手動(dòng)操作機(jī)床），另一方面將一部分指令送往數(shù)控裝置，用于加工過程的控制。在FANUC系統(tǒng)中，專門用于控制機(jī)床的PLC記作PMC，稱為可編程機(jī)床控制器。伺服單元接收來自數(shù)控裝置的速度和位移指令。這些指令經(jīng)伺服單元變換和放大后，通過驅(qū)動(dòng)裝置轉(zhuǎn)變成機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的速度、方向和位移。因此，伺服單元是數(shù)控裝置與機(jī)床本體的聯(lián)系環(huán)節(jié)，它把來自數(shù)控裝置的微弱指令信號(hào)放大成控制驅(qū)動(dòng)裝置的大功率信號(hào)。伺服單元分為主軸單元和進(jìn)給單元等，伺服單元就其系統(tǒng)而言又有開環(huán)泵統(tǒng)、半閉環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)之分。（4）驅(qū)動(dòng)裝置。驅(qū)動(dòng)裝置把經(jīng)過伺服單元放大的指令信號(hào)變?yōu)闄C(jī)械運(yùn)動(dòng)，通過機(jī)械連接部件驅(qū)動(dòng)機(jī)床工作臺(tái)，使工作臺(tái)精確定位或按規(guī)定的軌跡作嚴(yán)格的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，加工出形狀、尺寸與精度符合要求的零件。目前常用的驅(qū)動(dòng)裝置有直流伺服電機(jī)和交流伺服電機(jī)，交流伺服電機(jī)正逐漸取代直流伺服電機(jī)。伺服單元和驅(qū)動(dòng)裝置合稱為伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，它是機(jī)床工作的動(dòng)力裝置，計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置的指令要靠伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)付諸實(shí)施，伺服驅(qū)動(dòng)裝置包括主軸驅(qū)動(dòng)單元（主要控制主軸的速度）、進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元（主要控制進(jìn)給系統(tǒng)的速度和位置）。伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的重要組成部分。從某種意義上說，數(shù)控機(jī)床的功能主要取決于數(shù)控裝置，而數(shù)控機(jī)床的性能主要取決于伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。（5）機(jī)床本體。即數(shù)控機(jī)床的機(jī)械部件，包括主運(yùn)動(dòng)部件、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)執(zhí)行部件（工作臺(tái)、拖板及其傳動(dòng)部件）和支承部件（床身、立柱等），還包括具有冷卻、潤滑、轉(zhuǎn)位和夾緊等功能的輔助裝置。加工中心類的數(shù)控機(jī)床還有存放刀具的刀庫、交換刀具的機(jī)械手等部件，數(shù)控機(jī)床機(jī)械部件的組成與普通機(jī)床相似。由于數(shù)控機(jī)床高速度、高精度、大切削用量和連續(xù)加工的要求，其機(jī)械部件在精度、剛度、抗振性等方面要求更高。此外，為保證數(shù)控機(jī)床功能的充分發(fā)揮，還有一些輔助系統(tǒng)，如冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、液壓（或氣動(dòng)）系統(tǒng)、排屑系統(tǒng)、防護(hù)系統(tǒng)等。