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数控加工专业介绍
数控加工专业介绍
数控加工技术是一门涉及计算机应用、机械制造技术、机械电子技术等多个学科的新兴技术。
它是一种将计算机技术与机械技术、机械电子技术相结合的新兴技术，它克服了传统机械加工技术中机械精度低、加工时间长、材料耗费大的缺点，实现了快速、精确、高效的加工。
数控加工技术是一门集科学研究、设计、制造、操作、维护于一体的技术。
它根据计算机语言输入的加工程序，利用机床自动完成产品的设计、制造和加工，实现统一规划、精确控制的加工技术。
它已经成为现代机械加工技术的主要手段之一，在机械加工行业得到广泛应用。
数控加工技术主要包括数控设备组成、数控系统构造、数控程序开发及编写、工艺编制、模拟、刀具等加工前准备等内容。
要达到高效率、高精度、低耗能的要求，需要对数控设备、数控系统进行充分的认识，熟悉数控程序的编写原理，熟练掌握工艺编制、模拟及刀具的加工前准备等知识。
数控加工技术主要用于制造机械零部件、机械组合件、机械装配件及微型零件等产品的加工，可以满足微米级的加工精度要求，并具有加工特殊形状与复杂形状件的优势，具有自动化、高效、精度高等特点。
数控加工技术已经在航空航天、汽车、机械制造、模具制造、测
量技术、农业机械、医疗器械、电子机械等行业得到广泛应用，发挥着重要的作用，在科技发展中发挥着重要的作用。
数控加工技术基本工作原理
数控加工技术的基本工作原理如下：
1. 数控编程：首先由工程师使用CAD（计算机辅助设计）软
件绘制出产品的图纸，然后通过CAM（计算机辅助制造）软
件对图纸进行数控编程。
编程包括定义刀具路径、刀具类型、切削速度、进给速度等加工参数。
2. 数控系统：数控加工机床上搭载了数控系统，它是控制加工过程的关键。
数控系统由硬件和软件组成，可以接受编程信息并将其转换为机床控制指令。
数控系统还负责监测加工过程中的机床状态，如位置、速度、力等。
3. 传动系统：传动系统用于驱动机床执行加工操作。
通常采用伺服电机或步进电机作为驱动源，通过传动装置，如滚珠丝杠、齿轮传动等将电机的运动转换为工件或刀具的运动。
4. 控制刀具路径：数控系统会根据编程信息，通过驱动系统将刀具沿着预定的路径进行移动。
这些路径可以是直线、弧线或复杂的轮廓，通过精确控制刀具路径来实现所需形状的加工。
5. 实时监测与反馈：数控系统会实时监测加工过程中的各项参数，并根据反馈信息调整刀具的移动速度、进给速度等，以保证加工质量和效率。
6. 加工过程：在加工过程中，刀具会根据编程指令进行切削、铣削、钻孔等操作，将工件逐渐变形成所需的形状和尺寸。
7. 加工完成与自动化：加工完成后，数控系统会通过各项检测来验证产品的质量。
在批量生产中，还可以通过自动换刀装置等自动化设备实现连续生产。
数控加工技术数控加工技术是一种现代化的制造技术，它通过计算机控制数控机床进行加工，具有高精度、高效率、高灵活性等特点。
近年来，随着数字化、智能化的快速发展，数控加工技术在各个领域得到了广泛应用，对推动工业制造的发展起到了重要作用。
数控加工技术的核心是数控机床，它是通过计算机控制的运动系统来完成加工操作。
相比传统的机床，数控机床具有更高的精度和更大的加工范围。
在数控机床中，通过输入加工程序和工艺参数，计算机就能够准确地控制机床的移动、定位和加工力度，实现复杂零件的精密加工。
数控加工技术的应用范围非常广泛。
在航空航天、汽车、电子、机械制造等行业中，数控加工技术已经成为不可或缺的工具。
例如，在航空航天领域，数控加工技术被广泛应用于制造发动机零部件、航空铝合金和航天器结构等关键部件。
数控加工技术能够准确地加工复杂形状的零件，提高零件的质量和精度，确保航空器的安全性和可靠性。
在汽车制造领域，数控加工技术能够快速、高效地加工各种汽车零部件。
例如，汽车发动机缸体、曲轴、燃油喷嘴等关键部件的加工，都离不开数控加工技术。
数控加工技术的应用使得汽车制造工艺更加先进，产品质量更加稳定，同时也提高了工作效率和产能。
电子行业也是数控加工技术的重要应用领域。
电子产品的外壳、散热器、电路板等零部件的加工，需要高精度的加工设备和精密的加工工艺。
数控加工技术能够满足这些要求，保证电子产品的稳定性和可靠性。
在机械制造领域，数控加工技术的应用也非常广泛。
机械零件的加工通常需要高精度和复杂的形状，传统的机床往往无法满足这些要求。
而数控加工技术通过计算机的精确控制，可以实现高精度、高效率的加工，提高机械制造的精度和质量。
除了以上这些传统领域外，数控加工技术还在新兴领域中起着重要作用。
例如，3D打印技术中的数控加工技术，能够实现复杂零件的快速打印和制造。
在医疗行业中，数控加工技术也被用于制作高精度的医疗器械和人体模型，为手术和治疗提供更好的辅助。
数控加工技术概述数控加工技术概述随着现代制造业的快速发展，数控加工技术已成为制造业中不可或缺的重要领域。
数控加工技术通过计算机、数控机床等高科技设备，可以实现对各种形状材料的加工，其高精度、高效率的加工特性，不仅能够大幅提升生产效益，也为制造业的现代化提供了强有力的支持。
一、数控加工技术的概念数控加工技术（NC）是一种在机床上利用计算机技术管理、控制加工过程中所有参数的加工技术。
数控加工技术中，通过预先编写加工程序并输入到计算机中，实现加工过程中各轴坐标的自动控制和精确位置的计算，从而控制机床的加工过程。
数控加工技术使得加工过程变得高效、精确、复杂度高，并且具有高度可重启动性和记忆功能。
二、数控加工技术的应用范围1.钢铁加工数控加工技术广泛应用于机械、汽车、轨道交通、航空航天、电子、仪器仪表、化工、生物、医疗器械和电力等领域。
例如，在钢铁加工中，数控加工可以用于车削、铣削、钻孔、车外径等加工过程，可以进行多轴复合运动控制，实现不同轮廓的加工。
数控加工技术可以有效地提高加工质量和效率，缩短加工周期，减少人力和资源消耗，从而提高企业竞争力和经济效益。
2.模具制造在模具制造领域，数控加工同样发挥着重要作用。
数控加工可以应用于各种模具的制造和加工过程中，例如铣模、卡盘、砂轮、钻头、车刀等。
相比传统模具加工方式，数控加工技术可以降低数量大、精度高、形状复杂的模具的加工难度，提高产品的标准化和批量化程度。
3.光电信息在光电信息领域，数控加工技术也有广泛的应用。
例如光纤通信器件、激光加工器件、光学零部件的加工需要高精度的数控加工，此外，机械零部件中的光学元器件等也需要高精度的数控加工。
三、数控加工技术的发展趋势自20世纪60年代以来，随着计算机技术的迅速发展，数控加工技术也得到了快速发展。
目前，随着人工智能技术的不断进步，传感器技术、机器视觉技术、云计算、大数据等辅助技术的加入，数控加工技术的应用前景越来越广阔。
数控加工技术数控加工技术秉持着一种高效、精确、灵活的理念，广泛应用于机械制造行业。
实质上，数控加工技术指的是利用数控机床来进行各种工件的加工和成型过程。
通过预先编程的方式，将加工要求以指令的形式输入到数控设备中，机床便能按照指令的要求自动完成工件的加工过程。
下面，我们将系统地介绍数控加工技术的原理、应用领域、发展趋势和未来展望。
首先，让我们来了解一下数控加工技术的原理。
数控机床通过控制系统实现对机床运动部分的精确控制，最终达到加工工件的要求。
其中，控制系统是数控技术的核心部分，由计算机和各种控制装置组成。
通过编写加工程序，将加工数据、加工路径和刀具参数等信息输入到控制系统中，并通过数学运算和逻辑控制来实现对机床的指令控制。
这种指令控制方式使得加工过程更加精确、高效。
数控加工技术在各个领域都有广泛的应用。
首先是航空航天领域。
航空航天领域对零部件的精度要求非常高，而数控加工技术能够保证工件尺寸和形状的精确度，在这一领域得到了广泛的应用。
其次是汽车制造领域。
在汽车制造过程中，需要生产大量的汽车零部件，数控加工技术可以高效、批量地进行生产，提高生产效率。
另外，在电子器件制造、机械零配件生产等领域，数控加工技术也得到了广泛应用。
随着科技的不断进步，数控加工技术也在不断发展。
一方面，数控机床的精度和稳定性不断提高，大大增强了加工精度和效率。
另一方面，数控编程软件也在不断创新，使得编程更加简单、便捷。
此外，智能化技术也逐渐应用于数控加工过程中，如自动修补、自动检测等功能的加入，提升了数控加工技术的智能化水平。
未来，数控加工技术将展现更广阔的应用前景。
首先，随着工业4.0的推进，数控加工技术将与物联网、大数据等技术相结合，形成智能制造的新模式。
数控机床之间的信息互联互通，能够实现生产过程的自动优化和监控。
其次，随着高新技术的发展，如激光技术、光学技术等的引入，数控加工技术将进一步拓展应用范围，实现对更加复杂、精细工艺的加工。
数控加工技术课程报告学院：机械与汽车工程学院专业：机械设计制造及其自动化姓名：尹荣栋学号：1245522128日期：2015-05-15江苏科技大学数控加工技术报告高精度、误差补偿数控加工技术的研究高精度是数控技术研究的重要目标。
随着数控技术和数控机床的发展，对数控机床的加工精度及其测量技术提出了越来越高的要求。
目前，误差补偿技术已成为现代精密工程的重要技术支柱之一。
随着现代计算机技术、数控技术及测量系统的高速发展，误差补偿技术更是如虎添翼，有了更加广泛的应用前景。
特别在我国，随着我国工业和国民经济的高速发展，对数控机床质量的要求也越来越高，因而对数控机床补偿技术的研究会更深入，数控机床补偿技术的应用会更广泛。
关键词：数控加工；误差测量；误差补偿AbstractHigh accuracy is an important goal of research on NC technology. With the development of CNC technology and CNC machine tools, put forward higher requirements on machining accuracy of NC machine tool and measuring technology. Atpresent, the error compensation technology has become one of the important pillars of modern technology of precision engineering. With the rapid development of modern computer technology, numerical control technology and measurement system, error compensation technology is be a tiger with wings added more widely applied in the future, with the. Especially in our country, with the rapid development of our country's industry and economy, the CNC machine tool quality requirements are increasingly high, so the research of CNC machine tool compensation technology will be more in-depth, application of CNC machine tool compensation technology will be more widely.Keywords: NC machining; measurement error; error compensation引言1952年，美国麻省理工学院与帕森斯公司进行合作，发明了世界上第一台三坐标数控铣床，标志着NC技术的开创和机械制造的一个新的、数值控制时代的开始。
目前，我国是全世界机床拥有量最多的国家（近300万台），但我们的机床数控化率仅达到1.9％左右，这与西方工业国家一般能达到20％的差距太大。
日本不到80万台的机床却有近10倍于我国的制造能力。
数控化率低，已有数控机床利用率、开动率低，这是发展我国21世纪制造业必须首先解决的最主要问题。
目前国际上最大的数控系统生产厂是日本FANUC公司，１年生产5万套以上系统，占世界市场约40％左右，其次是德国的西门子公司约占15％以上，再次是德海德汉尔，西班牙发格，意大利菲地亚，法国的NUM，日本的三菱、安川。
国产数控系统厂家主要有华中数控、北京航天机床数控集团、北京凯恩帝、北京凯奇、沈阳艺天、广州数控、南京新方达、成都广泰等，国产数控生产厂家规模都较小，年产都还没有超过300～400套。
随着科学技术的飞速发展，社会对产品多样化的要求日益强烈，产品更越来越快，多品种、中小批量生产的比重明显增加；同时，随着航空工业、汽车工业和轻工消费品生产高速增长，复杂形状的零件越来越多，精度要求也越来越高；此外，激烈的市场竞争要求产品研制生产周期越来越短，传统的加工设备和制造方法已难于适应这种多样化、柔性化与复杂形状零件的高效高质量加工要求。
数控机床精度检测及误差补偿1、误差来源影响机床加工精度的误差源主要表现为1)机床系统的空间误差，它包括：由于机构几何误差、热误差、承载变形误差引起刀具与工件作用点上的相对位置偏差；由于伺服系统的跟踪误差、进给传动机构误差和位置检测误差等引起的位移误差。
2)刀具系统的位置误差，主要由换刀、刀具的尺寸调整误差、受力变形、热伸长和磨损等因素引起的。
3)工件和夹具系统的位置误差，主要由装夹弹性变形、切削热和工件材质不均匀等随机误差引起的误差。
4)检测系统的测试误差，主要指加工过程中实时检测、或工序间检测的测试误差。
5)外界干扰误差，主要指环境条件的扰动和运动工况的波动所引起的随机误差。
根据国外最新的研究成果，误差权重分配如表 2.1所示。
从表中可以看出，几何误差、热变形误差、载荷误差以及刀具误差占到数控机床总误差的60％．70％。
2精度检测机床原始误差参数的精确测定是误差模型准确计算的关键。
为了对数控机床的误差进行全面准确的预测和补偿或准确、全面评价机床性能，必须知道机床的所有误差元素在各种条件下、各种环境下以及在各个时刻的值，这远非一件易事。
为此国内外学者专家进行了不遗余力的研究，研究出了许多误差检定方法。
误差检测与辨识不仅是误差评定的基础，是机床精度评定工作的重要内容，而且是进行机床精度预报和误差补偿的又一关键技术。
精度检测是用合适的误差测量仪器直接测量出所要检定的误差成分，它有单项误差检测和综合误差检测之分。
误差检测不需要误差辨识模型，因此最可靠、最直观，也最便于应用。
一般情况下，机床单项几何误差的检测不是很困难，可以使用诸如激光干涉仪、机械方法、或其它光学方法进行高精度测量，但是机床热变形误差、弹性变形误差以及振动误差等由于多种因素的复杂影响，以及测量仪器研制、安装、性能等方面的制约，直接检测要困难得多，例如机床热变形误差就受到加工周期、冷却液的使用、零部件热特性以及周围环境等诸多因素的复杂影响，因此这类误差往往多采用间接估计的方法。
机床包括坐标测量机的动态误差也可以使用激光干涉仪直接检测。
在机床综合性能评价或综合误差补偿中，有时需要或只需要进行综合误差检测。
另外，综合误差检测也是辨识机床原始误差的一个重要途径，因此综合误差检测误差占有显著的地位。
近20年来，机床综合误差检测的研究主要集中在研制新型机床运动精度检测仪上，并取得了很大突破，用于机床运动误差检测的常用仪器已形成了系列。
由于条件的限制，很难对机床的各种指标都进行检测，但应用激光干涉仪对机床的位置精度和重复位置精度的检测是比较容易实现的，并且以此作为机床精度检测的一种常用发法。
国家标准GB／T1 7421-2-2000130规定了通过测量机床的单独轴线来检验和评定数控机床的定位精度和重复定位精度的方法。
主要指标是：1．轴线的重复定位精度R；2．轴线的定位精度A；3．轴线的反向差值B；4．平均位置偏差M。
其中，以重复定位精度R和反向差值B对加工精度的影响最为明显。
机床的重复定位精度是指重复定位时坐标轴的实际位置和理想位置的符合程度，重复位置精度的不准确会导致工件的尺寸误差。
而重复定位精度R的高低在很大程度上取决于滚珠丝杠的螺距累积误差和位置检测系统的误差。
反向差值是指机床在同一位置往返移动时重合程度，反向差值过大会直接影响工件的加工精度。
影响反向差值B的因素有：由于测量轴线与被测机床运动坐标标准装置轴线(滚珠丝杠或光栅尺)存在偏置造成，运动部件移动时产生偏角，运动部件往返移动时产生阿贝误差B；滚珠丝杠副的加工误差；传动链各个部件的间隙误差；被测机床传动链连接和紧固元件松动等。
3误差补偿数控机床的加工精度最终仍由刀具与工件之间的相对位置决定，其影响因素很多，而机床的动态误差和几何误差是影响加工精度的主要因素。
提高精度主要有两种途径，一是“硬件”方法，即提高机床部件的加工、装配精度，此方法不仅受到加工机床精度等级的制约，而且随着加工精度的提高，加工成本呈指数级数增加，效益不高。
二是“软件”的方法，该种方法充分利用数控机床的可编程、智能性，通过对误差的补偿而达到“低精度机床加工高精度工件”的效果。
采用软件的误差补偿技术是一项有效而经济的手段。
数控机床软件误差补偿技术由于无需对数控机床硬件进行改造，便可较大幅度提高数控机床的加工精度。
目前，对该方法的研究在数控机床上已得到广泛的应用，一般出厂时数控系统都已配有各自的误差补偿软件。
当前行之有效的是对机床各轴的定位误差补偿，通过修正数控系统反馈增值表IFC(Incremental Feed Correction)，达到提高机床的定位精度的目的。
现有的数控系统，如HEIDENHAIN、SIMENZ、FUANC，国内的华中I、II、世纪星等，都有这一功能，并且可补偿的点数有增加的趋势；充分利用这一补偿功能，可达事半功倍之效。
Mikron UCP 800五轴数控机床的精度检测及误差补偿方法利用英国雷尼绍(RENISHAW)公司MLl0激光干涉仪，对配有HEIDENHAIN iTNC 530数控系统的Mikron UCP 800数控机床的定位精度和重复定位精度进行精度检测和误差补偿。
1)MLl0激光干涉仪原理及测试系统雷尼绍MLIO激光干涉仪为机床检定提供了一种高精度仪器，它精度高，达到土1.1PPM(在0～40℃下)，测量范围大(线性测长40m，位选80m)。
测量速度快(60m/min)，分辨率高(0．001pm)，便携性好。
由于雷尼绍激光干涉仪具备自动线性误差补偿能力，可方便检测出机床精度。
2)检测与误差补偿数控机床误差补偿系统该系统组成如图2．3所示：数控机床、MLl 0激光干涉仪、误差测量接口、误差补偿接口、计算机和打印机等。
图中数控机床是以MIKRON UCP 800五轴联动数控铣床为误差补偿对象，MLIO激光干涉仪用于测量误差，计算机是系统的核心。
通过测量接口可用双频激光干涉仪自动测量数控机床的定位误差，误差数据可通过打印机输出。
再根据误差分析结果，依靠HEIDENHAIN iTNC530数控系统自带的补偿软件进行精度补偿。
误差补偿这项工作应该是在机床几何精度(床身水平、平行度、垂直度等)调整完成后进行的，这样可以尽量减少几何精度对定位精度的影响。
