數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)與組成

一、引言

在現(xiàn)代化工業(yè)制造中，數(shù)控機(jī)床以其高精度、高效率、高自動(dòng)化的特點(diǎn)，成為制造業(yè)不可或缺的重要裝備。數(shù)控機(jī)床作為一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品，其特點(diǎn)與組成不僅體現(xiàn)了現(xiàn)代機(jī)床控制技術(shù)的發(fā)展方向，而且也為制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)提供了有力支持。本文將對(duì)數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)與組成進(jìn)行詳細(xì)介紹，以期為相關(guān)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用提供參考。

二、數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)

數(shù)控機(jī)床作為現(xiàn)代制造業(yè)的重要裝備，具有以下顯著特點(diǎn)：

高度柔性

數(shù)控機(jī)床的加工過(guò)程主要取決于加工程序，因此其具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。當(dāng)加工零件改變時(shí)，一般只需要更改數(shù)控程序，而無(wú)需制造和更換許多模具、夾具，也不必經(jīng)常重新調(diào)整機(jī)床。這種特點(diǎn)使得數(shù)控機(jī)床適用于所加工的零件頻繁更換的場(chǎng)合，特別適合單件、小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)及新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。因此，數(shù)控機(jī)床能顯著縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，節(jié)省大量工藝裝備的費(fèi)用。

加工精度高

數(shù)控機(jī)床的加工精度一般可達(dá)0.05—0.1mm，甚至更高。數(shù)控機(jī)床是按數(shù)字信號(hào)形式控制的，數(shù)控裝置每輸出一脈沖信號(hào)，則機(jī)床移動(dòng)部件移動(dòng)一具脈沖當(dāng)量（一般為0.001mm）。此外，機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)鏈的反向間隙與絲桿螺距平均誤差可由數(shù)控裝置進(jìn)行曲補(bǔ)償，因此數(shù)控機(jī)床定位精度比較高。

加工質(zhì)量穩(wěn)定、可靠

在相同的機(jī)床、相同的加工條件下，使用相同的刀具和加工程序，數(shù)控機(jī)床加工的零件走刀軌跡完全相同，從而保證了零件的一致性好，質(zhì)量穩(wěn)定。

生產(chǎn)率高

數(shù)控機(jī)床可有效地減少零件的加工時(shí)間和輔助時(shí)間。數(shù)控機(jī)床的主軸聲速和進(jìn)給量的范圍大，允許機(jī)床進(jìn)行大切削量的強(qiáng)力切削。此外，數(shù)控機(jī)床的移動(dòng)部件具有快速移動(dòng)和定位功能，配合加工中心的刀庫(kù)使用，可實(shí)現(xiàn)在一臺(tái)機(jī)床上進(jìn)行多道工序的連續(xù)加工，極大地提高了生產(chǎn)率。據(jù)統(tǒng)計(jì)，數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)率一般為普通機(jī)床的3~5倍。

自動(dòng)化程度高

數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)化程度較高，能減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度。同時(shí)，數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)化操作也有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化。

對(duì)操作人員的素質(zhì)要求較高

由于數(shù)控機(jī)床的操作和監(jiān)控全部在數(shù)控單元中完成，因此需要操作人員具備較高的技術(shù)水平和綜合素質(zhì)。此外，對(duì)維修人員的技術(shù)要求也更高。

三、數(shù)控機(jī)床的組成

數(shù)控機(jī)床一般由以下幾個(gè)部分組成：

機(jī)床主體

機(jī)床主體是數(shù)控機(jī)床的主要組成部分，也是機(jī)床的硬件。它包括床身及底座鑄件、主軸及變速箱、導(dǎo)軌及滑臺(tái)、潤(rùn)滑、排屑及冷卻等部分。機(jī)床主體用于完成各種切削加工的機(jī)械部件，其整體布局、外觀造型、傳動(dòng)系統(tǒng)、刀具系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及操作機(jī)構(gòu)等方面都已發(fā)生了很大的變化，以滿足數(shù)控機(jī)床的要求和充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)。

傳動(dòng)系統(tǒng)

傳動(dòng)系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的重要“脈絡(luò)”，主導(dǎo)機(jī)床各部分的有序進(jìn)行及完成機(jī)床的工作使命。它包括刀具、傳動(dòng)機(jī)械和輔助動(dòng)力系統(tǒng)。刀具部分包括保護(hù)裝置、刀庫(kù)和換刀裝置；傳動(dòng)機(jī)械包括滾珠絲杠、直線導(dǎo)軌和蝸桿副；輔助動(dòng)力系統(tǒng)包括液壓系統(tǒng)和啟動(dòng)系統(tǒng)。

數(shù)控系統(tǒng)

數(shù)控系統(tǒng)是機(jī)床的“靈魂”部分，也是機(jī)床完成各項(xiàng)功能和作業(yè)的精髓所在。數(shù)控系統(tǒng)基本分為兩類：驅(qū)動(dòng)裝置和控制及檢測(cè)裝置。驅(qū)動(dòng)裝置包括高速主軸、力矩電機(jī)、直線電機(jī)、普通電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)等；控制及檢測(cè)裝置包括CNC系統(tǒng)、可編程序控制器、進(jìn)給伺服控制模塊、位置檢測(cè)模塊等。CNC單元是數(shù)控機(jī)床的核心，它接受數(shù)字化信息，經(jīng)過(guò)數(shù)控裝置的控制軟件和邏輯電路進(jìn)行譯碼、插補(bǔ)、邏輯處理后，將各種指令信息輸出給伺服系統(tǒng)，伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行部件作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。

四、結(jié)論

數(shù)控機(jī)床以其高度柔性、高精度、高效率、高自動(dòng)化等特點(diǎn)，在現(xiàn)代制造業(yè)中發(fā)揮著重要作用。其組成部分包括機(jī)床主體、傳動(dòng)系統(tǒng)和數(shù)控系統(tǒng)等，這些部分共同協(xié)作，使得數(shù)控機(jī)床能夠高效、準(zhǔn)確地完成各種加工任務(wù)。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，數(shù)控機(jī)床將繼續(xù)發(fā)揮重要作用，為制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)提供有力支持。