李福春
哈尔滨飞机工业集团有限责任公司 黑龙江省哈尔滨市 150000
摘要:近年来，数控车床被广泛应用于机械制造等工业生产当中，为企业创收增盈，提高生产效率发挥着重要作用。工业生产中对于机械产品的精度要求较高，尤其是精密仪器制造等，更是对数控技术提出更加严格的要求。因此，如何提高数控车床的精度操作，准确无误地按照设计要求生产出合格产品，严格把控好质量关、安全关，具有十分重要的意义。
关键词：柔性夹具；数控机床；发展应用
中图分类号：TG659 文献标识码：A
引言
在我国机床应用的过程中，柔性夹具主要的技术基础就是组合夹具。柔性夹具应用范围非常广泛，能够在机床加工的过程中应用于不同的加工零部件产品，以及不同形式的零部件加工中，在不同型号以及不同种类的机床中，柔性夹具都能够进行有效的应用。但是在实际的应用过程中，柔性夹具在数控机床中的应用更加的明显，同时起到的作用也非常的突出。因此我国的数控机床在发展的过程中，柔性夹具是一个非常有前景的发展方向。
1 机械数控加工技术概述
数控技术借助于自动化控制与计算机技术来实现加工系统的控制，能够显著改善传统生产模式的状态，促进生产效率的提升。首先，从系统构成的角度上来看，机械加工过程中涉及到机械数控设备以及可编程控制设备，机床的单元控制与输出装置都可以满足数据管理的要求。数控技术加工装置则可以划分为软件、硬件两个部分，在生产实践中，工作人员主要根据 CNC 加工构件来选择合适的加工流程，进而满足最终的加工要求。其次，在运行原理方面，机械加工活动中，数控技术需要借助于数控加工中心来实现，中心可以作为计算机特殊工作设备，配合辅助设备来完成复杂的加工任务，该系统具有加工环境的特殊性，抗干扰能力较强，同时具有不错的环境适应特征，能够协助企业更好的完成各种加工任务。实际工作过程中，采取数控技术可以实现机床的科学管理，做好编程控制工作，采取不同类型的控制单元对机床进行控制与检验，根据用户指定的控制机床、主轴结构来达到最终的加工控制目标。
2 工件自动夹紧的整体思路
实践表明，为了使工件不发生位移和振动，需要加大柔性夹具的夹紧力，而为了使工件不变形，又需要确保夹紧力不能过大，夹紧力的确定必须在一定的范围，夹紧区域也需要精准定位。根据上述原则，工件自动夹紧的整体设计思路和流程如下：开始→加工表面选择（法向量法）→确定夹紧方式（线性加权法）→夹紧表面确定（网格划分、线性加权法）→夹紧点信息获取（自动装配理论）→选择夹紧组件与装配→命名并保存装配体→结束。
3 数控机床对于柔性夹具工艺以及装备的具体要求
3.1 工件加紧表面的网格化
从工件加工实践可知，工件夹紧表面存在无穷个候选夹紧点，如果逐个计算不现实，因此需将夹紧表面网格化，通过简化计算获得最佳夹紧点。正确的是利用Solid Works的API函数将表面轮廓线离散化，然后确定基准线段并离散化，进行等间距分割，并结合工件大小确定等级划分，然后确定间距大小。工件夹紧表面网格化的过程更直观的描述如下：以工件夹紧表面形状，先构建基准线，确定基线方向，将表面划分为两个不同方向的区域；以其他端点为起点向基线做垂直线，进而将工件夹紧面划分为多个区域，进行网格化处理；以两个定位销的距离为依据，分割基线，获得基点；在各划分区域内获取基点，并依据向量方向取点，获得点的个数；如果加工工件的夹紧面的轮廓有内环，在确定基点时需要将内环内的点排除。
3.2 神经网络—PID 控制
利用RBF神经网络和PID控制原理实现对柔性夹具角度的智能调整。RBF神经网络是一种具有单隐层的3层前馈网络，分别为输入层、隐含层和输出层。其中，从输入层到隐含层的映射呈非线性关系，而隐含层到输出层的映射呈线性关系，能够提升网络学习速度并避免出现局部极小值。PID控制是将额定控制值和实际控制值之间的偏差通过线性组合形成最终的输出控制量，对被控对象进行控制。神经网络—PID控制过程如下：kjv①选定RBF神经网络的输入层节点数目，隐含层节点数目，假设表示网络学习速率；②完成对弯曲轨迹的空间角的采样；③对采样信息进行归一化处理，将处理结果作为RBF神经网络的输入数据；④对RBF神经网络进行辨识输出，得到PID控制器的参数的增量；⑤计算PID控制器的输出值，完成对柔性夹具角度的调整。
3.3 加强几何精度管理
要通过加强过程管控来提高车床的加工精度。在车床正常工作状态下，要严格控制车刀的切削速度，以求达到设计加工的理想精度要求，切勿将切削速度固定在高速运转状态下，尽量减少空隙产生和偏振的影响，从而影响精度施工。在加工操作过程中，可以利用滚动钢制轨道的方式，促进切削工作更加流畅，结合钢制轨道的刚度情况，提高导轨自身稳定性，使得车床能够在稳定导轨平面自由滑动。同时，在车床设计之初，还应当考虑借助辅助设备对滑道进行加固，使其始终处于水平位置，导轨与基座之间应尽量减少缝隙，如果存在缝隙，还需要及时采取辅助物进行充填，确保通过提高车床设计的进一步合理性，来保证切削工作的平稳顺滑加工，减少故障率和精度下降。
3.4 夹紧元件的自动装配
在确定工件夹紧点的过程中，已经获知三个夹紧点的位置，因此在确定夹紧元件定位孔时，采用特征遍历技术来确定定位孔。在确定定位孔时需要利用一些规则，需要先确定夹紧组件的类型，分为两类：一是快速夹紧件，一面两孔；二是大型夹紧件，一面一孔。因此在进行夹紧元件定位孔的选择时，需要在基础板上找到三个夹紧点分别对应的唯一定位孔。在实践操作中，由于基础板的类型有多种，因此在遍历基础板上的孔时，对这些孔进行编码，每一个孔对应唯一的ID编码。以象限划分的方法，将基础板划分为四个部分，夹紧点则坐落于基础板象限的X、Y轴上，或者在四个象限内。在明确的夹紧点坐标情况下，对候选的定位孔进行象限内坐标编码，而且定位孔坐标必须满足其与夹紧点坐标一致的条件。在定位孔遍历时，为了尽可能地避免夹紧元件与工件的干涉，需要从基础板外围孔开始，从外围向内一层层地遍历孔。
4 发展方向
在机床传统夹具中，可调整夹具适合于一组或若干组相似零件的加工，一种零件加工完毕后，只需要调整或更换夹具上的少数零件，就能用于加工新的工件。可更换的调整件需要专门设计制造。专用夹具是特定用于某个零件和某工序的夹具。夹具为专用不可拆卸，故构成夹具的各组成部分均不能重复使用。而组合夹具是在夹具的元件和合件完全标准化的基础上，由一套预先制造好的标准元件和合件，按照组合化的原理，针对不同的工件迅速组装成各种专用夹具，使用完毕后再拆卸成元件和合件，如此不断重复使用。柔性夹具元件、合件具有较好的互换性和较高的精度及耐磨性。
结束语
综上所述，数控技术的应用不但可以确保企业生产效率，同样也可以做好质量管理与控制，满足生产实际数控管理要求。通过各个环节的精细化管理，可以实现加工流程的控制优化，满足工艺质量的调控要求。在完善机械加工体系的基础上，还需要进一步提升设计人员、实施操作人员的综合素质，提升人员队伍的建设水平，这样才能够真正意义上推广数控技术的应用效果，为促进机械生产加工行业的可持续健康发展奠定坚实的基础。
参考文献
[1] 邵雨露.现代机械加工中数控技术的应用研究[ J ] .中国设备工程，2017（13）：164- 165.
[2] 蒙文范.多车型柔性定位切换模块化设计[J].装备制造技术,2014