数控车床加工精度提升方法探索

李绍友

(湖南化工职业技术学院，湖南 株洲 412000)

1 数控车床技术简介与发展现状评析

我国对于数控车床的研究始于20世纪后期，经历了漫长的发展与提升后，如今的数控车床已经广泛应用于各个加工企业，为我国工业生产提供了许多便利。最普遍的卧式数控机床具有价格实惠、生产成本低、效率高于人工等诸多优点，但目前仍然存在一些不足，例如加工精度有待提升。这其中有许多原因，例如我国数控机床技术起步较晚、技术上仍然落后于世界顶尖水平，自主创新能力较弱，另外在工业生产中缺乏高精尖技术人才，普通操作员在使用数控机床的过程中存在许多问题，无法发挥其真正作用，导致问题频出、加工精度低等[1]。

2 提升硬件设施

数控车床的机械结构和加工中心的机械结构示意图如下：

要想提升数控车床的加工精度，首先要从硬件着手，按照加工要求的精度标准对其作出调整和校对，先对数控车床加工零件的过程进行全方位监控，观察主轴、镶条、机床操纵台等的运转有无问题，同时观察机床的定位精度是否准确，是否存在方向偏差等影响零件精度的问题，如有，应当及时调整，对机械精密度进行修正，并优化数字控制。另外，还需要考虑机床产生的电子脉冲是否会影响磁场，使得滚珠丝杠的移动路径受到些许影响，进而产生加工误差；对于各个传动结构的配合过程，也要注意检查，若存在传动间隙，还应当及时完成修正。此外，还需加强对设备的管理，定期检修维护，不能等设备出现较大问题、影响生产时亡羊补牢；当车床中有零件损坏时，应当及时采用和各零件进行替换，或是尽可能使用原装零件，不可贪图蝇头小利，敷衍应付，否则可能会严重损坏机床内部结构，大大降低加工精度。

3 PLC智能芯片在数控机床中的应用

3.1 PLC智能芯片的起源与发展

PLC控制系统最初诞生于20世纪60年代，当时它是一种即时系统，专为工业生产而诞生，其结构类似微电脑，具备比较基础的部件，但又与电脑存在很大差异。此后，汽车制造业率先引入PLC控制系统，通过提升零件的精度与性能，使得汽车的质量大幅提高，为汽车制造业带来福音。之后数年内，该项技术以令人意想不到的速度发展，并迅速风靡全球，在它诞生后几年内，世界范围PLC控制器的数量以每年20%～30%的速率增长，市场之巨大令人惊叹。近年来，其在发达国家的市场趋近饱和，因而增长速度大大减缓，但在以我国为代表的发展中国家仍然保持着迅猛的增长势头，尤其是在制造业中，在新世纪智能化与自动化生产概念深入人心，工业生产方式发生了许多重大变革，于是有人创造性地提出自动监控系统构想，将PLC控制系统应用于数控机床，以实现自动化生产和高精度生产的目的[2]。其在数控机床中应用时的内部结构示意图如下：

图1

3.2 组成结构

在数控机床的操纵过程中，需要处理的数据信息大体分为两种类型，第一种是用于各个部分按照坐标轴运行的连续数字信息，它们可以由数控机床中原本就具有的控制系统来完成，而另一种信息则是控制刀具更换、主轴运动、零件装卸等活动的零散信息，PLC对这些数据作出收集、响应，以控制机床自动运转。

4 特点与优势

4.1 抗干扰能力强

随着信息技术的发展，目前生产工厂中引进了大量电子设备，它们都是用电磁波进行信息传递，根据波的特质，它们之间会相互干扰，尤其是波长相同时，会严重扰乱彼此，造成波携带的信息丢失、篡改等，但PLC芯片具有极为强大的抗干扰能力，几乎在任何一家存放着大量电子设备的工厂都能正常运作。此外，在数控机床进行切割等工作时，也会对磁场等外界条件产生影响，PLC芯片也不会受此影响而失灵，或者降低灵敏度。

4.2 配套齐全，功能完善，适用性强

相较于其它电子技术而言，PLC芯片的历史已称得上悠久，经历了漫长发展过程后，它已经逐渐渗入到工业生产和自动控制的各个领域，为满足不同消费者的需求，衍生出许多种类和型号，无论是大型机械设备，还是电子手表，都有相应提及的PLC芯片可供选择，这就意味着如今能够用于数控机床的芯片已经足够完善。另外，经过漫长的发展，PLC的功能愈发强大和完善，如今它已经能够在很短时间内处理庞大的数据，在数控领域发挥了巨大作用，完全可以应对数控机床运作时产生的数据变化。

4.3 界面简洁，容易学会

PLC的适用人群十分广泛，在许多工厂中，负责数控机床操作的人员并非高学历、高水平的专业人员，他们本身的知识水平十分有限，无法应对过于复杂的操作系统，而PLC的界面简洁易懂，没有过多赘余的功能，调整零件尺寸和加工路径时十分方便，容易控制精度，简单易学，IT知识薄弱的操作员也能够很快学会使用方法，此外，其编程语言也较为简练，更容易被接受。

4.4 体积小，重量轻，能耗低

PLC智能芯片正在向着微型化发展，应用于数控车床的产品已经出现尺寸小于10cm的型号，能耗极低，抗高温、抗粉尘、抗静电性能都十分强悍，很容易适应在数控机床内部的工作环境，不会占据太大空间，也不容易被环境干扰，因而它是数控机床中的理想控制装置。

5 数据库技术在数控机床中的应用

5.1 能够处理大量数据

大数据指的是通过各种形式和来源收集到的庞大数据组，其和新闻一样具有时效性和实时性。在数控机床的工作过程中，会涉及大量数据，例如零件的各方面尺寸数据、滚珠丝杠的移动路径等，每一个不同型号的零件，都会有数据方面的差异，利用数据库技术可以将其进行分类整理和储存，防止数据混淆，避免出现加工误差。

5.2 能够长时间保存数据

基于ORACLE的数据库技术具有强大的储存功能，过去的数控机床管理系统，可能由于空间不足而每过一段时间便自动进行旧数据清理，以腾出一定的空间，但基于ORACLE的数据库技术能够长时间甚至永久保存数据，只要不人为进行删除，哪怕经过数年，也能够从中调取所需数据，并且不会因为储存数据量的增加而减缓运行速度。也就是说，每种特定型号的零件只需录入一次数据，第二次只需调取数据，节省大量计算数据和规划加工路径、流程的时间。

5.3 数据的共享性

在使用数控机床加工零件时，可通过调取、分享不同零件的数据，实现多台机床共同完成工作，或者转移加工阵地，而基于ORACLE的数据库技术能够实现平台数据的共享，在调取资料时可直接由网络平台发送，不必派遣专人进行数据核实，大大提高了数据的传输效率。

6 结束语

随着经济和科技的不断发展，各行各业的自动化程度必然会逐步提升，人类将会从繁重的劳动中解放出来，只需对各种器械进行监管和控制，就能实现工业生产加工。但随着社会的发展，人们对于零件精度的要求逐渐提升，因此，厂家必须想方设法提高数控机床的加工精度，从硬件和软件两方面作出整改，减小误差，杜绝失误，为我国工业发展奠定良好的基础。