现代数控机床的评价综述

摘要： 分析综合评价体系在现代数控机床中的作用。以闻邦椿教授提出的产品的全功能和全性能综合设计法为基础，确定现代数控机床的指标体系。采用理论评价、试验检验和用户使用的方法对指标进行分析。构建一个适用于现代数控机床的综合质量评价体系。

Abstract： Comprehensive evaluation system is analyzed on modern CNC machine tool. The index system is determined based on the full function and full-performance integrated design method of the products by Prof. Wen Bangcun. The index of modern CNC machine tool is analyzed with theoretical evaluation， the mechanical product's test and user's test. The comprehensive evaluation system is constructed about modern CNC machine tool.

关键词：数控机床；质量评价；机械设计

Key words： CNC machine tool；evaluation method；mechanical design

中图分类号：TH11 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）13-0029-02

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收稿日期：2012年9月20日。

作者简介：郭凯（1980-），男，辽宁盘锦人，沈阳理工大学讲师，博士后，研究方向为机械设计及理论。

0 引言

所谓评价，一般是指按照目标测定对象的属性，并把它变成主观效用（满足主体要求的程度）的行为，即明确价值的过程。从另一个角度说，评价是指从评价对象主体中提取本质属性，用以度量评价对象的行为过程，使之转换成主观或客观的价值尺度[1]。

在产品使用的过程中直接检验其功能与性能的好坏是产品质量的最理想的评价方法，但对设计者或企业来说，应该太晚了，因为一旦在使用中出现重大问题，会给企业的信誉造成不良影响，另一方面会给用户造成重大损失。所以在产品设计工作过程中对产品质量进行评价在有关技术文献中还没有介绍较完善的产品质量的评价方法，是一项必要的工作。但直到现在，对产品的质量无法进行严格的把关，这样给产品设计工作带来了较大的随意性。因此，研究并提出产品质量的评价准则和评价体系，无论是在理论上还是现实上都有一定的价值。

目前零件的加工要求越来越高，一般的低档数控机床已经很难满足要求，与美国、德国、日本、意大利、西班牙等发达国家相比还有差距。目前高档的数控机床的重要部件都依赖于国内外进口。面对数控机床的广泛应用和改进质量的要求，这就急需国内数控机床的新产品开发和已有产品的质量改进，从而提高竞争力。将科学、客观地评价体系融入到数控机床的产品开发中[2，3]，已成为提高其产品质量的重要一环。

1 现代数控机床的评价指标

一般而言，指标的范围越宽，数量越多，方案的差异越明显，评价指标的制定是一项很复杂的工作，但这样指标的确定也就越困难，同时也越有利于判断和评价，以闻邦椿提出的产品的全功能和全性能综合设计法为基础[4，5]，如图1。通过相关专家、使用用户分析讨论，确定产品质量评价指标体系。

2 现代数控机床的评价方法

从产品的开发过程来看，如图2。这个过程可分为：立项、设计、制造、出厂、用户使用。通过产品的评价体系对其开发过程进行评价，采用通过理论和专家评价、试验检验和通过用户检验三种评价方案。

2.1 采用理论方法系统评价 通过采用多种不同的理论评价方法[6-10]的计算，分别得出评价结果，这些结果只能被认为是接近实际的客观结果，如图3。将其与现代数控机床产品的试验和用户使用得出的结论分析比较，从中找出适合机床的理论评价方法。

2.2 通过试验检验评价

2.2.1 现代数控机床的功能检验

为了全面检查机床的功能及工作可靠性，数控机床在安装调试后应在一定负载（或空载）下进行较长时间的自动运行考验。检验时要按照机床配置的数控系统说明书或合同的规定，用手动方式或程序方式检测该机床应具备的主要功能。

2.2.2 现代数控机床的性能检验：主要包括主轴系统、进给系统、自动换刀系统、其他电器装置、安全装置、装置、气液装置及各附属装置等。

2.2.3 精度检测

具体包括几何精度、位置精度、工作精度。

2.3 通过用户检验评价 采取走访老用户，了解机床的使用情况，定期进行精度检测，检测机床误差并及时矫正螺距，反向间隙等。并对使用过程中出现的故障进行维修，数据跟踪。

3 结论

在现代数控机床的开发过程中，利用产品质量评价体系来为设计人员提供数据和建议，提出改进产品质量的方案，通过三种评价方案的对比分析和总结经验教训。

到目前为止，已经出现了多种的综合评价方法，但仍有不少的问题正在不断研究和完善之中，这并不意味着综合评价方法和理论已十分完善，有些问题还有待于进一步的解决。

参考文献：

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[2]王立平.关于国产数控机床发展的几点思考[J].航空制造技术，2010，（4）：51-52.

[3]陈炳锟. 数控机床可靠性试验设计及评估方法研究[D].吉林：吉林大学，2012：41-52.

[4]闻邦椿，张国忠，柳洪义.面向产品广义质量的综合设计理论与方法[M]. 北京： 科学出版社， 2006： 47-66.

[5]WEN B C， REN Z H， LI H. Several considerations regarding the development of equipment manufacturing industry[C]. The Proceedings of the China Association for Science and Technology. Xinjiang， 2005，2（1）：243-251.

[6]Daisuke Kono， Thomas Lorenzer， Sascha Weikert. Evaluation of modeling approaches for machine tool design[J]. Precision Engieering， 2010， 34（3）： 399-407.

[7]L Andolfatto， S Lavernhe， J R R Mayer. Evaluation of servo， geometric and dynmic erro sources on five-axis high-speed machine tool[J]. International Journal of Machine Tools and manufacture， 2011， 51： 787-796.

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[10]Toal A S， King A J， Johnson K， et al. The unique character of involvement in multi-site evaluation settings[J]. Evaluation and Program Planning， 2009， 32（2）： 91-98.