数控机床工装与工件匹配检验及加工控制方法

徐洋

摘 要：针对机床智能过度参与导致的数控机床零件、工装和机械工件匹配识别中的各种问题，提出了数控工装匹配误差检测和机床工件识别以及工件加工过程控制的解决方案。本发明自动实现了机床生产过程管理系统平台、加工机床控制系统平台和自动数控机床之间的自动在线远程通信，构建了一套内置于自动加工机床控制系统平台的自动数控机床的自动工装及配套工件在机配套启动检验监控系统，实现了检验任务的远程接收、工装及配套工件在机配套检测和工件的现场配套检测;在加工和工件匹配检测过程中，通过与自动数控机床工件启动远程控制系统的集成，可以根据工件匹配检测的结果远程控制自动加工机床启动的操作过程。可有效实现工业数控机床内工装与特殊工件材料匹配的自動检测，更有效避免数控加工中材料匹配不准确直接导致的数控加工事故。为机床企业实现数控加工设备生产全过程实时自动监控、加工自动调度和生产任务流程优化等功能提供了大量的基础实用数据。

关键词：工装及工件;匹配检验;数控机床;加工控制

引言：实现信息技术、制造和质量管理系统的无缝互联，必将是中国制造业快速发展的必然趋势。计算机系统技术、传感系统技术、自动控制系统技术等先进机械制造工程技术的广泛深入应用研究，为企业实现高效、优质、安全、可靠的流体成型材料加工创造了一切有利条件，推动了新一代机械制造技术和设备的不断发展和应用。在大型数控机床这种快节奏、小批量、复杂、多任务的加工过程中，对各种任务及其对应的工装和工件有多种要求，一台或多台大型数控机床使用的工装和工件往往有很大的技术相似性;因此，各种工装、工件及其加工参数、加工程序能够准确匹配和校核，是机床加工安全可靠的重要技术保证。

一、工装及工件匹配检验方法

1.1工装及工件匹配检验方法的提出

在指定生产加工过程中，首先由指定生产加工任务完成管理执行部门负责下达指定生产加工任务，各生产加工部门执行管理单位负责接收生产任务，制定生产加工计划。然后根据生产加工计划，由各加工部门和各机床加工操作人员共同完成生产加工前的安全准备工作，包括上传下达加工技术规范文件、设定加工设备参数、编制加工操作规程、加工前准备工装位置、重要工件定位等;最后，机床操作人员应在生产加工前检查确认安全准备和工作条件，完全准确后方可开始生产加工。可以看出，在数控机床安装加工的规划和准备过程中，涉及各种物质和气流的主要准备工作是各种工装和其他工件的安装准备。

1.2数控机床工装及工件准备匹配检验

数控机床配套工装及相关工件配套设备机床配套系统的检验数据是数控系统获取的机床加工安装任务以及加工任务所需的机床工装及相关工件设备信息。任务信息通过无线网络传输直接存储在机床匹配检测数据存储模块中。在加工物料的准备过程中，物料在每条生产线的加工控制中心的平台系统中被逐一分配，并通过物料传感器系统被逐一识别。如果这次分发的材料有任何错误，系统会在出现材料匹配错误时及时报警，并重复分发，逐一识别整个过程，直到匹配错误完全发生。

作为工件固定时加工的辅助过程，加工的辅助时间应尽可能减少。在数控车床上使用组合夹具可以提高工件固定的效率，大大节省辅助加工的时间。同时，组合夹具能够适应多个零件的固定，具有较好的经济效益。在加工中很难区分一些工件的方向。组合夹具可以在夹具上设置标记，防止工件错位。工件的固定应简单，易于拆装，定位准确。数控机床切削参数的主要参数是主轴转速、进给速度、进给速度和切削速度。在工件加工中，第一步是进行粗加工，这需要很大的进给速度和切削速度。数控车床的代码程序是加工过程的“灵魂”，控制着设备的具体运行状态。编程代码要根据工件的加工要求来编制，合理的编程可以最大化数控车床的加工性能。编程完成后，需要在计算机上模拟，确认无误后导入设备进行实际操作。最后，检查成品工件的尺寸。

二、数控车床工件加工品质控制优化方案

2.1提高工人的操作能力

直装式铣刀和反装式铣刀的加工精度得到了提高。在数控车床的实际加工过程中，刀具自动控制系统是各种工件加工中非常重要的一部分，在车床操作中具有很大的技术难度。提高受控刀具装夹和工件标定的精度，可以有效地、大幅度地提高受控工件的整体加工质量。目前，刀具的对称操作可分为自动对称操作和手动对称操作，后者是最常用的对称操作方式。在加工过程中，极有可能时不时间接发生非标加工的损伤现象，直接导致加工刀具的非常规磨损。因此，要积极到各地提高企业工人的机械实际操作能力，加强工人在实际操作中单手加工和对向加工操作技能的综合训练，为不断提高企业工件加工工艺质量水平打下坚实的基础。

2.2运用仿真软件提高数控程序的准确性与合理性

随着我国现代科学技术和信息技术的不断发展，越来越多的工件模拟加工仿真程序软件出现在今天人们的视野中。数控车床系统中的工件模拟加工仿真程序软件，可以有效帮助车床设计人员准确校准加工程序代码的编写正确性，在了解实际的车床加工程序之前，可以直观地观察工件加工的全过程。通过观察整个工件程序仿真后的切削过程，可以及时发现工件程序的代码结构是否有误，即可以直接看到工件程序的代码结构是否合理，并以此代码为基础对工件源程序的代码处理进行综合优化，从而有效提高整个工件的切削加工质量

2.3升级技术提高监控能力

将企业生产工装管控信息平台与内部生产加工管理信息系统、数控管理系统和各种设备传感检测装置有机集成，构建生产工装与配套工件材料匹配的实时检测监控系统，有效实现生产工装与配套工件实时识别设备信息的实时采集、提取和综合分析的全过程， 并根据生产加工过程任务所涉及的配套设备和材料，形成实时的配套检验，从而提高加工过程的安全监控和管理能力。 通过与机床数控系统的高度集成，利用传统数控机床转轴相对运动小的特点，可以更加经济方便地实现对机床上各种工装和特殊工件的检测。通过自动识别检测结果，控制二次处理系统的启动过程，消除系统无法手动参与导致的二次处理启动事故。通过与不同机床材料夹紧控制机构的自动识别，利用机床信息数据缓存的识别方式，大大避免了多次自动识别机床材料。

数控机床要求定位精度的两种检验方法仔细统计分析后检验定位精度非常重要。从机床结构设计的角度可以清楚地看到，数控机床的主要加工定位误差大多是由机床定位精度的降低引起的，而直接影响机床定位精度的主要加工环节是数控机床的高速进给传动系统。主要包括整个机械传动电路结构和机械控制电路系统。数控机床定位进给系统的随动结构对定位精度的直接影响与机床结构设计中需要采用的数控随动定位装置的种类繁多有关。开环传动系统、闭环传动系统和半闭环传动系统的振动因素不同。因此，例如在全封闭开环传动系统中，由于安装了位移精度检测器，避免了安装在滚珠丝杠上的螺母的定位精度对齿轮定位精度的振动影响，而在其半开环传动系统中，不会有较大的振动影响。另外，直接影响我国数控机床速度随动工作精度的因素很多，情况比较复杂。

结束语：中国数控车床设备是目前我国现代机械制造中最基本的车床加工设备，具有高精度、高效率和加工自动化管理程度高等三大优势。优化我国数控车床的制造工件和加工质量，将更有利于促进我国现代机械制造技术水平的全面稳步提高，并能有效提升我国机械制造业在全球市场的领先地位。

参考文献：

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