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国产数控系统的开发及其在中档加工中心上的应用

　普及型中档数控系统是我国机床市场需求的主体，也是数控机床产业结构优化的基础。当前，国产数控系统产业面临着十分严峻的形势，国内80%以上中高1档数控系统和数控机床依赖进口，广东数控车床供应商，数控系统产业发展的严重滞后，已经成为制约我国制造业发展的瓶颈。

　　由武汉华中数控股份有限公司、北京机电院高技术股份有限公司承担的科技部863课题《国产数控系统的开发及其在中档加工中心上的应用》，通过对三轴及三轴以上加工中心关键技术的研究、中试和与国产中档加工中心的批量配套，使国产数控系统的功能、性能和可靠性达到了国际同类产品先进水平，为国产中档数控加工中心的规模化生产奠定了基础。

　　一、创新的技术路线与研究成果

　　《国产数控系统的开发及其在中档加工中心上的应用》课题，瞄准国外数控系统和加工中心的先进水平，采用创新的技术路线：以软代硬、简化硬件，保障产品的品质；第二，建立开放式平台、适应用户个性化要求；第三，技术成套，降低成本，提高竞争力；第四，坚持将阶段研究成果迅速工程化，开发出适应于市场发展的数控系统新产品。在数控系统关键部件与加工中心主机一体化设计、开发和生产工艺体系方面，取得了六个方面的重大突破。

　　·高品质、高性能、高集成的世纪星HNC-21/22数控系统

　　华中世纪星HNC-21/22系列数控系统采用先进的开放式体系结构，内置高性能32位嵌入式工业PC，数控单元集成进给轴接口、主轴接口、手持单元接口、PLC接口、网络通讯接口于一体，具有高性能、配置灵活、结构紧凑、可靠性高的特点。可控制6个进给轴，最1大联动轴数为6轴，可与数控车、车削中心、数控铣、加工中心、数控专机、车铣复合机床等机床配套。

　　·HSV-16D全数字交流伺服驱动单元

　　HSV-16D全数字交流伺服驱动单元将电源模块和驱动模块集成为一体，采用最1新运动控制专用数字信号处理器(DSP)、大规模现场可编程逻辑阵列(FPGA)和智能化功率模块(IPM)等当今最1新1技术设计，具有结构小巧、造型美观、使用方便、可靠性高等特点。

　　·HSV-20S全数字交流伺服主轴驱动单元

　　HSV-20S全数字交流伺服主轴驱动单元采用AC380V电源直接输入，省去了常用的伺服变压器，具有结构紧凑、控制灵活、使用方便、可靠性高的特点。HSV-20S全数字交流伺服主轴驱动单元还具有较高的加减速响应性能和较宽的功率选择范围，可根据需求形成高可靠、高性能的交流主轴驱动系统。

　　·GK6交流永磁同步伺服电机

　　GK6交流永磁同步伺服电机采用高性能稀土永磁材料形成气隙磁场，由脉宽调制变频器控制运行，具有良好的力矩特性和宽广的调速范围。GK6系列电机采用自冷式，防护等级为IP64-IP67，GK6系列电机具有较宽的电网波动适应性，可广泛应用于数控机床的运动控制领域。

　　·GK7系列交流伺服主轴电机

　　GK7系列交流伺服主轴电机采用F级特殊绝缘结构及整机加工和高精度动平衡工艺，可与国内外各类高、中、低档交流伺服主轴驱动模块配套，进行闭环控制运行，可获得较高的运行特性。

　　·加工中心与数控系统的优化配套技术

　　在加工中心与数控系统配套技术方面，采用了先进的圆弧插补的过象限反向尖峰补偿技术，可进行数控系统的动态特性测试、伺服驱动系统的动态特性测试，具有蓝图编程功能、故障诊断功能、后台编辑功能和加工中心的PLC程序的模块化。

　　二、先进的生产质量保障体系

　　利用先进的技术提高产品的性能质量，是推广应用国产数控系统的关键。课题承担单位武汉华中数控股份有限公司是国内数控系统生产的龙头企业，拥有现代化的生产基地，先进的数控系统、伺服驱动装置生产线和数控电柜装配车间，具备建立了年产各类数控系统5000台套的生产能力。为解决数控系统功能、性能稳定性的关键技术，广东数控车床，本课题组重点做了如下工作：

　　建立先进的生产质量保障体系

　　建立了达到国家标准规定检测能力的质量检测中心，配置了先进的电磁兼容性和可靠性检测仪器设备150多台，如快速瞬变脉冲群1发生器、雷击浪涌脉冲发生器、静电放电检测仪、振动试验台、冲击试验台、高温运行实验室和高低温环境实验室等。通过这些有效的检测仪器和检测手段，对产品的结构、工艺等方面进行了改进，并在产品生产过程中强化质量控制，建立了ISO9001质量保证体系，大大提高了产品的质量。

　　第二、开展了数控系统的可靠性设计。

　　数控装置的设计采用标准化、模块化、规范化的设计方案，设计尽量采用标准的和互换性好的元器件和零部件，充分考虑工艺性、操作性、测试、包装、贮存、运输和维修等各种环境对数控装置的影响；严格元、器件的筛选工艺和装配工艺，元、器件全部使用工业级接插件，把好电路板焊接等环节的质量关。

　　数控系统软开发采用专用的工具进行项目管理，做到设计、修改可重现、可记录、可追溯;制定软件版本管理方法、安装工艺和检查工艺，杜绝软件使用的随意性和不可控制性；对软件产品把好设计、调试、集成多道测试程序关，广东数控车床直销商，保证软件产品的正确性和可检查性。

数控机床的导轨特点与性能选择

导轨性能的好坏，直接影响机床的加工精度、承载能力和使用性能。所以，导轨要满足以下基本要求：结构简单，有良好的导向精度、精度保持性、低速运动平稳性和工艺性好。导轨作为进给系统的重要环节，不同类型的机床，对导轨的要求也不同。

　　数控机床的导轨比普通机床的导轨要求要高：高速进给时不发生震动，低速进给时不出现爬行现象，灵敏度高，耐磨性好，可在长期重载下连续工作，精度保持性好等。机床用户选用机床时，根据自身情况针对以上要求选择机床导轨。机床常见的导轨形式有滑动导轨、滚动导轨和静压导轨。

　　滑动导轨、滚动导轨和静压导轨的特点

　　1滑动导轨

　　滑动导轨具有结构简单、制造方便、刚度好、抗震性强等优点，在一般的机床上应用最为广泛，常由铸铁件或镶钢导轨制成。为了提高导轨的耐磨性和精度，一般对导轨表面进行淬火，然后磨削加工。

　　2滚动导轨

　　滚动导轨是在导轨工作面之间安装滚动体，滚动体可以滚珠、滚柱和滚针，与导轨之间的接触为点接触或者线接触，所以，导轨的摩擦系数就小。动静摩擦系数基本相同，广东数控车床制造商，启动阻力小，低速运动平稳性好，定位精度高，微量位移准确，磨损小，精度保持性好，寿命长。其缺点是抗震性差，对防护要求高。滚动导轨尤其是直线滚动导轨，近年来被大量采用，随着数控机床往高速化发展，线性导轨应用越来越广泛。

　　3液压导轨

　　机床上使用的液压导轨主要是静压导轨。静压导轨通常在两个相对运动的导轨面间通入压力油，使运动件浮起。油压能随着外加负载的变化而自动调节，以保证导轨面间始终处于纯液体的摩擦状态，所以，以静压导轨的摩擦系数最1小，功率消耗小。这种导轨不易磨损，导轨的精度保持性好，寿命长。它的油膜厚度几乎不受速度的影响。油膜承载能力大、钢度高吸震性好，运行平稳，无爬行现象。静压导轨结构复杂，并需要过滤效果良好的液压装置，制造成本高。

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