-1-數(shù)控機(jī)床數(shù)控機(jī)床是20世紀(jì)50年代初期發(fā)展起來的一種應(yīng)用數(shù)控技術(shù)解決機(jī)械加工過程的新型自動化機(jī)床。隨著現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)向更高層次發(fā)展，它已成為柔性制造單元()、柔性制造系統(tǒng)()以及計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(I)的基礎(chǔ)裝備之一。作為數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵技術(shù)，數(shù)控技術(shù)是機(jī)械專業(yè)的工科大學(xué)生必備的專業(yè)技能之一。一、數(shù)控機(jī)床的組成機(jī)床的數(shù)控技術(shù)包括機(jī)床、數(shù)控系統(tǒng)和外圍技術(shù)，其組成見表：-2-數(shù)控機(jī)床一般由控制介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、測量反饋裝置和機(jī)床主機(jī)組成?，F(xiàn)對各組成部分簡介如下：1、控制介質(zhì)數(shù)控機(jī)床加工時，所需的各種控制信息要靠某種中間載體攜帶和傳輸，這種載體稱作控制介質(zhì)?？刂平橘|(zhì)是存儲數(shù)控加工所需的全部動作和刀具相對于工件位置信息的媒介物，它記載著零件的加工程序?？刂平橘|(zhì)有多種，如穿孔帶、穿孔卡、磁帶及磁盤等，也可通過通信接口直接輸入所需各種信息，采用何種控制介質(zhì)則取決于數(shù)控裝置的類型。2、數(shù)控裝置數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的核心，是高技術(shù)密集型產(chǎn)品。它集成了微電子技術(shù)、信息技術(shù)、自動控制技術(shù)、驅(qū)動技術(shù)、監(jiān)控檢測技術(shù)、軟件工程技術(shù)和機(jī)械加工工藝知識。數(shù)控機(jī)床正是它的控制下，按照給定的程序自動地對機(jī)械零件進(jìn)行加工。自20世紀(jì)50年代數(shù)控機(jī)床問世以來，數(shù)控裝置已由NC發(fā)展到CNC。特別是微處理器和微型計(jì)算機(jī)在數(shù)控裝置上成功的應(yīng)用后，使計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置的性能和可靠性不斷提高，成本不斷下降，其高性能價格比促進(jìn)了數(shù)控機(jī)床的迅速發(fā)展。裝置由硬件和軟件組成。CNC的硬件為一專用計(jì)算機(jī)，由軟件來實(shí)現(xiàn)部分或全部數(shù)控功能，通過改變軟件很容易更改或擴(kuò)展其功能。裝置的基本功工作有：輸入、譯碼、刀具補(bǔ)償、進(jìn)給速度處理、插補(bǔ)、位置控制、處理、顯示和診斷等，它具備的主要功能如下：(1)多坐標(biāo)控制（多軸聯(lián)動）(2)實(shí)現(xiàn)多種函數(shù)的插補(bǔ)；(3)多種程序輸入（人機(jī)對話、手動數(shù)據(jù)輸入，由上級計(jì)算機(jī)及其它計(jì)算機(jī)設(shè)備的借口輸入），以及編輯和修改。(4)信息轉(zhuǎn)換；(5)補(bǔ)償（刀具半徑補(bǔ)償，刀具長度補(bǔ)償，傳動間隙補(bǔ)償，螺距誤差補(bǔ)償?shù)龋?3-(6)多種加工方式選擇；(7)故障自診顯示；(8)通信和聯(lián)網(wǎng)。3、伺服系統(tǒng)機(jī)床伺服系統(tǒng)是數(shù)控裝置與機(jī)床的連接環(huán)節(jié)，它是以機(jī)床移動部件的位置和速度作為控制量的自動控制系統(tǒng)，用來接受數(shù)控裝置（或計(jì)算計(jì)）插補(bǔ)生成的進(jìn)給脈沖或進(jìn)給位移量，驅(qū)動機(jī)床執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動。它包括主軸驅(qū)動單元（主要是速度控制）、進(jìn)給驅(qū)動單元、主軸電機(jī)和進(jìn)給電機(jī)等。一般來說，數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)要求有良好的快速相應(yīng)性能，進(jìn)給速度范圍要大，靈敏而準(zhǔn)確的跟蹤指令功能和轉(zhuǎn)速，在較大范圍內(nèi)有良好的工作穩(wěn)定性?，F(xiàn)在用的是直流伺服系統(tǒng)和交流伺服系統(tǒng)，且交流伺服系統(tǒng)正在取代直流伺服系統(tǒng)。4、測量反饋裝置該裝置可以包括在伺服系統(tǒng)中。它由檢測元件和相應(yīng)的電路組成，其作用主要是檢測速度和位移，并將信息反饋回控制系統(tǒng)，構(gòu)成閉環(huán)控制。無測量反饋裝置的系統(tǒng)成為開環(huán)系統(tǒng)。常用的測量元件有脈沖編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器、感應(yīng)同步器、光柵、磁尺及激光位移監(jiān)測系統(tǒng)。5、機(jī)床主機(jī)主機(jī)是數(shù)控機(jī)床的主體，包括床身、箱體、導(dǎo)軌、主軸、進(jìn)給機(jī)構(gòu)等機(jī)械部件。數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)有下面幾個特點(diǎn)：（1）由于采用了高性能的主軸進(jìn)給伺服驅(qū)動裝置，簡化了數(shù)控機(jī)床的機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)，傳動鏈較短。（2）數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)具有較高的動態(tài)特性、動態(tài)剛度、阻尼精度、耐磨性以及抗熱變形性能，適應(yīng)連續(xù)自動化加工。（3）較多地采用高效傳動件，如滾珠絲杠副、直線滾動導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌等。-4-二、數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)1、工對象改型的適應(yīng)性強(qiáng)由于在數(shù)控機(jī)床上改變加工件時，只需要重新編制程序，更換一條新的穿孔紙帶或者手動輸入就能實(shí)現(xiàn)對零件的加工。它不同于傳統(tǒng)的機(jī)床，不需要制造、更換許多工具、夾具和模具，更不需要重新調(diào)整機(jī)床。因此數(shù)控機(jī)床可以很快的從加工一種零件轉(zhuǎn)變?yōu)榧庸ち硪环N零件，這就為單件、小批量以及試制新產(chǎn)品提供了極大的便利。它縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，而且節(jié)省了大量工藝裝備費(fèi)用。對于使用點(diǎn)位控制系統(tǒng)的多孔零件的加工，當(dāng)需要修改設(shè)計(jì)，改變其中某些孔的位置和尺寸時，只需局部修改增刪孔帶的相應(yīng)部分，花費(fèi)很短的生產(chǎn)準(zhǔn)備時間就可以把修改后的新產(chǎn)品制造出來，為產(chǎn)品結(jié)果的不斷攻心提供了有利條件。精度高數(shù)控機(jī)床是按以數(shù)字形式給出的指令進(jìn)行加工的，由于目前數(shù)控裝置的脈沖當(dāng)量普遍達(dá)到了0.001mm，而且進(jìn)給傳動鏈的反向間隙與絲杠螺距誤差等均可由數(shù)控裝置進(jìn)行補(bǔ)償，因此，數(shù)控機(jī)床能達(dá)到較高的加工精度。對于中小型數(shù)控機(jī)床，定位精度普遍可達(dá)到0.03mm，重復(fù)定位精度為0.01mm.。因?yàn)閿?shù)控及傳動系統(tǒng)與機(jī)床的結(jié)構(gòu)都具有很高的剛度和熱穩(wěn)定性，而且提高了它的制造精度，特別是數(shù)控機(jī)床的自動加工方式避免了生產(chǎn)者的人為操作誤差，同一批加工零件的尺寸一致性好，產(chǎn)品合格率高，加工質(zhì)量十分穩(wěn)定。在采用點(diǎn)位控制系統(tǒng)的鉆孔加工中，由于不需要使用鉆模板與鉆套，鉆模板的坐標(biāo)誤差造成的影響也不復(fù)存在。又由于加工中排除切削的條件得以改善，可以進(jìn)行有效的冷卻，被加工孔的精度及表面質(zhì)量都有所提高。對于復(fù)雜零件的輪廓加工，在編制程序是已考慮到對進(jìn)給速度的控制，可以做到在曲率變化時，刀具沿輪廓的切向進(jìn)給速度基本不變，被加工表面就可獲得較高的精度和