数控装置技术指标的检测技术分析.docx

1 绪 论
本课题的来源、目的和意义
本课题的来源
本课题来源于国家科技重大专项中:“开放式全数字高档数控装置
( 2009ZX04009-011 )”和“基于多种国产 CPU 芯片的跨平台高档数控装置
(2009ZX04009-021)”两项。
本课题的目的和意义
目前对数控装置的技术指标以及其各个模块功能的综合检测,一般采用在数控机床上直接加工包含各种几何特征的综合试件,用最终加工试件的几何尺寸来评判数控装置的性能。然而影响最终试件几何尺寸精度的因素很多,除数控装置本身的技术指标外还有:机床机械精度、位置伺服系统误差、测试用量具量仪的误差等。因此该检测模式对不同的被测数控装置进行检测有不确定性和不一致性的缺陷。
另外,受到“Test Driven Improvement”测试驱动开发改进思想的影响,即测试
—开发—重构:先设计开发模块的测试方法,然后设计模块并测试通过,最后对模块进行重构。该设计思想强调测试先行,通过接近用户需求的测试来推动功能模块的开发。可以有效的避免由于开发人员不熟悉应用实际而造成的偏差,提高项目开发的进度。因此国内外数控装置的生产和研发机构,越来越重视数控装置技术指标和综合性能检测设备的研发。
数控装置技术指标和综合性能检测技术的研究及相关检测设备的研制,有助于数控装置的生产厂商和研究机构全面的了解自己产品性能。通过全面分析各项技术指标的检测结果,对于解决限制数控装置性能提升的技术瓶颈、提高国产数控装置的综合性能和缩小与国外高档数控装置的技术差距等方面的工作都有重大的意义; 检测设备的研制也有利于促进数控装置各个功能模块的开发,使得一线的开发人员更加的贴近生产应用,可以进一步提高国产数控装置的市场占有率;同时,检测设备的应用有助于明确数控装置的重要技术指标,使得数控装置的用户可以根据检测
的指标参数有的放矢的选择满足自己实际需求的产品;该检测设备对于规范和统一
数控装置技术指标行业标准也有一定的推动作用。本课题的主要任务就是解决以上分析的现阶段数控装置技术指标和综合性能检
测所存在的这些问题。研究在有效的避免机电系统和机床加工等不确定和不一致因素影响的条件下,能够完成数控装置数据层次、仿真层次和机床层次,三个层次的技术指标项的综合检测。并通过数字化检测平台的应用,基于“测试驱动改进”的开发思想,推动技术指标性能的提升和数控装置功能模块的完善。
数控装置的发展趋势
我国是制造大国,是世界级的制造工厂。机械制造业的发展直接影响着国计民生和国防力量。因此,在“十二五”规划中对于制造业,国家明确提出要从制造大国向制造强国转变的方针。实现这一方针的出路就是提高我国制造业的技术水平, 首当其冲的就是努力缩小国产高档数控装置与国外先进水平的差距[1]。我们知道数控装置是机床的“大脑”和控制枢纽。只有提高了国产高档数控装置的综合性能,才有利于我国制造业的长远发展。
数控装置技术指标检测技术的研究有利于数控装置整体性能的提升。在研发检测设备的过程中,必须了解我国数控装置的发展历程。国产数控装置的研发经过五个“五年计划”,从最先的技术引进、消化吸收,到科技、产业化的攻关,在到最后扩大国有数控装置的市场占有率,我国的数控技术有了长足的发展[2]。但是和国外的先进技术相比,仍然有相当大的差距。国家科技重大专项《高档数控机床与基础制造装备》中提出了国产高档数控装置的研发任务。
目前数控装置主要是朝着高速度、高精度、高智能化和高可靠性的方向发展。所谓高速度,是指在高性能控制板和良好算法的支持下,使得数控机床各轴能够在高速运转的情况下加工以提高加工效率;高精度则是指在数控装置的控制下,数控机床加工的零部件要有良好的轮廓精度和定位精度;高智能化是数控装置应该具有一些人工智能的模块,使得数控装置的使用更简便,例如一些智能监控功能、智能故障诊断功能和智能编程功能等;高可靠性则是指在长时期的机床加工过程中,数控装置的各项功能模块能够可靠、稳定的工作。
数控装置检测技术的研究现状及发展趋势
高档数控机床是制造业的基础,是国家的战略物资,而数控装置是高档数控机床的核心组成部分,决定着数控机床的功能和性能。随着制造业的蓬勃发展,对数控装置的技术指标、综合性能以及可靠性等方面都提出了更高的要求。同时也促进了数控装置技术指标和综合性能检测水平的发展。在国家大力促进国产数控装置发展和高档数控装置研发的背景下,迫切的需要能够客观、准确、便捷的对数控装置的技术指标和综合性能进行检测和评价的设备,有助于数控装置的生产厂商和研发单位全面的了解自己的产品和薄弱环节,以利于国产数控装置整体综合性能的提高。
目前数控装置的检测技术主要朝着以下三个大的方向发展:
(1) 通过在