鉴于我国国情,相对廉价的经济型数控车床仍被大量生产、使用。此类数控车床也能达到一定的加工精度,却越来越满足不了人们对零件的加工精度日新月异的要求。因此,提高经济型数控车床的加工精度的研究将成为势之所趋。即使目前具有闭环控制系统的数控车床,也因其控制系统的控制和检测终端在工作台上,不能消减刀具的磨损和热变形及工件的热变形等因素对加工精度的影响,而难以满足零件的精密加工的要求。为此,本文建设性地提出把控制和检测终端放在被加工工件上,创新了闭环控制的理念,为提高数控机床的加工精度开辟了一条新的途径。要实现数控车床工艺系统的全闭环控制功能,离不开在线检测技术和数控技术结合。基于现代检测技术,应用CCD传感器对正在加工的工件轴径进行实时在线检测,将检测值反馈给数控系统,然后将检测值和理论值进行比较,当检测值与理论值相差在规定数值之内时继续进行下一步进给车削,反之,数控系统发送指令,调整刀具的进给量,把工件的轴径值加工在允许的范围内,从而实现数控车床工艺系统的闭环控制。然而此工艺系统中的CCD光学系统及其安装方式和数控车床的振动成为影响检测精度的主要因素。在光源的选择上,由于激光能满足单色性好、相干性好、光束准直度高等要求。而普通光源发出的光既不是平行光,又不是点光源发出的光,即使采用经过透镜系统准直形成近似平行光。所以本系统采用激光作为光源。在此基础上,为了使光源的光线高度的平行,在光学系统中的合适的位置添加一光阑,形成远心光路,这样就矫正了平行光存在着一定的发散角,从而进一步提高测量精度。CCD器件在数控车床上的安装方式保证了工件在空间六个自由度里只有在Z轴的转动以及在Y轴的平动的方向上的振动才影响成像质量。然后通过MTF法分析得出:工件的角位移对像质的影响远远大于线位移的影响。以上措施及设计方法无不以提高数控车床的加工精度为中心,从而最大限度保证了车床的精密加工。文中还对实际存在的误差进行详细分析,然后一一指出各造成误差的因素并给出减小误差的措施。文章最后在把线检测技术和数控技术结合起来对经济型数控车床进行全闭环总体设计,建立了数学模型,并从控制论观点出发对系统进行了动态和稳态性能分析。数控车床全闭环系统的研究和分析为开发高精度数控机床提供了理论基础。本文突破了现有的闭环控制的思维,开创性地提出了包括被加工工件全闭环控制的数控车床工艺系统,实现了对被加工工件的实时、在线检测。进一步地提高了数控车床的检测和加工精度。这样对数控机床的发展也有较好的推动与启示作用。