当前转型升级是我国制造业发展的主模式,实施“数控一代”是支撑制造业转型升级的重要技术措施。本课题以校企横向合作项目为背景,针对国内现有多棱面水晶制造设备生产效率低、操作者劳动强度大、存在能源浪费等不足,结合数控机床高速、高效、绿色、复合化发展趋势,以提高多棱面水晶磨抛加工质量、加工自动化水平和生产效率为目标,对工位组合式四工位高效多棱面水晶磨抛一体机进行了研究和开发,主要研发工作体现在:(1)调研国内外水晶磨抛装备的发展现状,分析现有水晶加工装备存在的不足,从多棱面水晶的加工工艺特点出发,结合企业需求,提出了一种工位组合式多棱面水晶磨削和抛光一体化加工技术方案,在设计计算的基础上运用CREO软件建立了水晶数控磨抛一体机的三维建模,并对数控伺服执行机构进行相应的计算和选型。(2)基于开放式数控系统的设计理念,根据水晶磨抛一体机的控制要求,采用“可编程控制器+人机界面”系统方案,进行了机床主要电路的设计和控制接口的配置。(3)制定了水晶磨抛一体机加工工艺,根据加工工艺要求,对磨抛一体机的控制系统软件进行设计开发,在Windows环境下,采用DOPSoft软件进行人机界面的设计。主要包括人机界面的一般设置、控制命令设置、通讯设置、开机画面设置、加工操作模块设置和机床参数模块设置。在满足水晶加工工艺的基础上,完成了 PLC程序的编写,实现了人机的友好交互,仿真试验表明可保证磨抛一体机可靠稳定地运行。本课题研发的水晶数控磨抛一体机集磨削和抛光为一体,可实现不同形状多棱面水晶磨抛一体化加工,对于提高多棱面水晶磨抛自动化水平,提高生产效率和产品质量,降低能源消耗,提升企业核心竞争力等方面具有重要意义。课题研发对其他专用数控装备研发具有一定的参考价值。