文 献 综 述

1. 课题的意义

机床为现代复杂生产工具，是人类生产发展三大要素(人、工具、资源)中至为重要的一个要素。而机床的数字化、智能化又进一步地提高了人类的生产效率。数控机床就是一种集数字、智能控制于一身的现代化机床。数控机床具有加工精度高、加工效率高、加工质量稳定等特点[1][2]。因此它受到了广泛的应用。数控转台作为输出执行部分，直接关系到生产零件的精度和合格率[3]。

数控转台是加工中心、数控铣床、数控铣镗床等数控机床的重要功能部件之一。随着数控转台各项关键技术的研究和创新，国产数控转台发展速度较快，但在一些关键技术和指标上还存在差距，主要包括：转台的精度保持性、动态性能稳定性、整机可靠性。为全面提升数控转台性能及产业化质量，需要开展包括精度保持性与可靠性关键技术、转台数字化设计及结构优化等关键技术的研究工作，开发立卧式转台及水平数控转台的综合性能测试平台，实现对转台完整精度测量和综合性能测试；开发的便携式测试系统对产业化的转台进行精度保持性及系统可靠性数据采样，补充和完善产品全寿命周期数据库。

用软件模拟数控转台的力的加载对产业化所起的作用：① 可靠性实验，确保产品使用的稳定性；② 精度保持性实验，确保产品精度的稳定性；③ 整机的全性能检测，作为产品合格的验收平台；④ 关键性能参数的评估，为不同类型的主机提供优化参数。

1.1 数控机床（转台）的定义及工作原理

数控机床是一种装有程序控制系统的自动化机床。工作原理是数控装置内的计算机对以数字和字符编码方式所记录的信息进行一系列处理后，向机床进给等执行机构发出命令，执行机构则按其命令对加工所需各种动作，如刀具相对于工件的运动轨迹、位移量和速度等实现自动控制，从而完成工件的加工。

1.2国内外研究发展情况

1.2.1 国外研究现状

机床的可靠性技术是在20世纪70年代发源于前苏联，前苏联在机床行业的可靠性领域领先发展，当时创立的金属切削机床科学试验研究院是机床研究的权威机构，苏联政府组织研究院内的一些国际著名的机床专家学者进行机床可靠性的专门研究。1980年，美国国防部颁发了可靠性及维修性指令《可靠性及维修性》，深入开展机械、软件、光电器件以及微电子器件的可靠性研究工作。后来，美国一些专家学者提出了机械可靠性设计的研究，他们提出了机械概率设计的15个步骤。以美国为首的五国技术合作计划委员会提出，需要多方合作，对机械设备可靠性的预测方法进行一种新的尝试。在日本，则以民用产业为发展重心，推进机械可靠性的相关研究。日本成立了一个机械工业可靠性分会，分会人员由企业可靠性专家和院校的教授组成，他们成功的将影响分析、故障模式等技术引入到机械工业中。日本在数控机床的可靠性研究方面成功的获得了很大的提高，在数控机床的故障诊断以及加工监控研究方面非常具有代表性，企业界的观点认为，机械产品的可靠性是在长期的使用和维修经验中经过不断的改进所获得的。因此，在机械产品的设计过程，工程设计人员往往采用以经验为主6的方式进行产品设计，正是这种设计规范的实现才保证了机械产品的可靠性水平。当今可靠性研究的总体趋势是将可靠性工程与多种相关学科相结合，并且将其应用在机械产品设计的各个领域，从而推动可靠性研究的发展。在数控机床的可靠性研究中，数控转台的可靠性研究是其中十分重要的组成部分。数控转台是数控机床的关键功能部件，其可靠性直接影响整机的质量。而数控转台的质量主要体现在两个方面，包括故障率和换刀时间。数控转台的故障率可以占到整个加工中心的50%以上，因此研究数控转台的可靠性具有重要意义。经国外科技查新报告,德国Sauter公司和意大利的Baruffal-di公司,是世界著名的数控转台生产企业。经对比分析发现，Sauter公司生产的转台性能指标高于国际上其他公司，代表了数控车床用刀架的发展前沿。