数控磨床对数控系统控制的要求及发展

【编者按】数控系统是数字控制系统的简称，根据计算机存储器中存储的控制程序，执行部分或全部数值控制功能，并配有接口电路和伺服驱动装置的专用计算机系统。通过利用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制，它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和开关量。

数控磨床行业独特需求，机床生产厂也积极开发机械部分，對磨床的数控系统，提出独特控制要求。主要有：

（1）斜轴控制：在轴向倾斜时，也可进行直线和圆弧插补。

（2）主轴摆动：在磨削中经常出现的运行循环，用外部信号中断执行程序，砂轮切入，砂轮修整等专用准备功能，编制固定循环程序。其不仅能使用外部测量装置，还能当连接上一个合适的测量头时能直接去控制装置与最终尺寸进行比较。

（3）强化固定磨削方法：根据磨削零件不同形状，有四种不同的磨削方法，具有砂轮轴角度倾斜控制功能，荒磨、粗磨、精磨、无火花磨削一整套磨削循环，砂轮修整补偿功能，修整器相对于被修整轮法线方向控制功能，修整滚轮外缘圆弧半径补偿功能，系统解析度可设定为0.1μm，属于紧凑型数控系统。

（4）平面和成型磨削机床数控系统，对轴控扩展要求灵活；最多可控制9个坐标，其中6个坐标可联动，最小脉冲当量、移动当量和检测当量均为0.1μm，平磨上还采用了线性位置传感器[光栅尺，感应同步器]的全闭环方式。

（5）平磨制造厂自行开发软件，使用之更适合平面和成型磨削，如德国JUNG公司，采用该公司专用软件，用JUNG?KONTUR?编程语言对砂轮进行成型修整，并有图形辅助操作功能。?日本冈本公司开发了OPL语言用于磨削加工，等等。

（6）直线电机、动平衡等技术、工艺的日益发展，又大大提高了机床的工效，适宜的测量技术应用对数控系统的开发利用，

坐标CNC成型磨床，其垂直和横向为数控轴，纵向为液压控制，砂轮修整采用安装在工作台上的金刚石滚轮，适用范围较广；三坐标CNC平面和成型磨床，床身用天然花岗岩制成，几何精度高，导轨用直线滚动导轨，机械驱动无反冲，从而保证工件有较好的表面光洁度；改进产品，床身选用人造花岗岩制作，纵向用静压导轨传动，垂直和横向导轨为预加荷直线滚动导轨，滚珠丝杠传动，三轴CNC控制及全数字AC伺服电机，0.5μm的分辩率。当代最新技术的磨床产品，发展为多种高效专用磨床，且具有可倾斜磨头，连续修整，斜切入磨削功能。

目前，随半导体集成度的不断提高，新推出的系统在结构上越来越紧凑，功能上增加了高速通讯，远程诊断，多机联网等等；操作界面向簡單化发展，系統结构向紧凑型进步。執行速度快，单节预读处理数可达1000块，具有AART（预适应调节技术）及参数优化学习功能，可使跟随误差趋近于零，软件加工路径滤波器可降低切削过程中，因加速度变化过大所产生的机械共振，从而改善表面粗糙度；配用数字伺服，具备+、-10V类比伺服界面，PLC程序设计有梯形图、结构语句、功能块、指令码、流程图等五种语法，便于设计和维护；具有计算机远程通讯，即时远程维护功能。

對於数控系統的提供者，就採用靈活，開放的機構，最大程度的滿足行業需求，融合多种技术应用，为加强机床的自动控制功能如虎添翼。同时也是中达数控在磨床行业的发展方向。现代制造业正从降低劳动力成本、产品成本，提高企业整体效率和质量的竟争，发展到全面满足顾客要求、积极开发新产品的竟争。知识——技术——产品的升级周期越来越短，产品批量越来越小，对质量、性能的要求更高，同时社会对环境保护、绿色制造的意识不断加强。因此敏捷先进的制造技术将成为企业赢得竟争的重要途径。计算机信息技术和制造自动化技术的结合越来越紧密，作为自动化柔性生产重要基础的数控机床在生产机床中所占比例将越来越多。

平面磨床相对于车床、铣床等采用数控系统较晚，是因为它对数控系统的特殊要求。近十几年来，借助CNC技术，磨床上砂轮的连续修整，自动补偿，自动交换砂轮，多工作台，自动传送和装夹工件等操作功能得以实现，数控技术在平面磨床上逐步普及。近來国内大型机床展览会上，CNC磨床在整个磨床展品中已占大多数，全功能CNC平磨，已经成主流，在开发高档数控平磨的同时，开始积极发展中、低档数控平磨。

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