数控机床特点与组成以及分类

1、数控机床特点与组成以及分类【数控英才网提供】数控机床是数字控制机床（Computer numerical control machine tools ）的简 称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控 制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作数控折弯机并 加工零件。特点数控机床的操作和监控全部在这个数控单元中完成，它是数控机床的大脑。 与普通机床相比，数控机床有如下特点：对加工对象的适应性强1，适应模 具等产品单件生产的特点，为模具的制造提供了合适的加工方法；加工精度高， 具有稳定的加工质量；可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件；加工零件改变时，一般只需要更改数控程序，可节省生产准备时间；机床本身 的精度高、刚性大，可选择有利的加工用量，生产率高（一般为普通机床的35 倍）；机床自动化程度高，可以减轻劳动强度；有利于生产管理的现代化数 控机床使用数字信息与标准代码处理、传递信息，使用了计算机控制方法，为计 算机辅助设计、制造及管理一体化奠定了基础；对操作人员的素质要求较高， 对维修人员的技术要求更高；可靠性高。组成在数控加工中，数控铣削

2、加工最为复杂，需解决的问题也最多。除数控铣削 加工之外的数控线切割、数控电火花成型、数控车削、数控磨削等的数控编程各 有其特点，伺服系统的作用是把来自数控装置的脉冲信号转换成机床移动部件 的运动。具体有以下部分构成：数控机床的构造.主机他是数控机床的主体，包括机床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件。他 是用于完成各种切削加工的机械部件。数控装置是数控机床的核心，包括硬件（印刷电路板、CRT显示器、键盒、纸带阅 读机等）以及相应的软件，用于输入数字化的零件程序，并完成输入信 数控机 床息的存储、数据的变换、插补运算以及实现各种控制功能。分类和应用 按工艺用途分类数控折弯机金属切削类数控机床，包括数控车床，数控钻床，数控铣床，数控磨床，数控镗 床发及加工中心这些机床都有适用于单件、小批量和多品种的零件加工，具有 很好的加工尺寸的一致性、很高的生产率和自动化程度，以及很高的设备柔性。 金属成型类数控机床；这类机床包括数控折弯机，数控组合冲床、数控弯管机、 数控回转头压力机等。数控特种加工机床；这类机床包括数控线（电极）切割机床、数控电火花 加工机床、数控火焰切割机、数控激光切割机床、专用组合

3、机床等。其他类型的数控设备；非加工设备采用数控技术，如自动装配机、多坐标 测量机、自动绘图机和工业机器人等。按运动方式分类点位控制：点位控制数控机床的特点是机床的运动部件只能够实现从一个 位置到另一个位置的精确运动，在运动和定位过程中不进行任何加工工序。如数 控钻床、数按坐标镗床、数控焊机和数控弯管机等。直线控制：点位直线控制的特点是机床的运动部件不仅要实现一个坐标位 置到另一个位置的精确移动和定位，而且能实现平行于坐标轴的直线进给运动或 控制两个坐标轴实现斜线进给运动。轮廓控制：轮廓控制数控机床的特点是机床的运动部件能够实现两个坐标 轴同时进行联动控制。它不仅要求控制机床运动部件的起点与终点坐标位置，而 且要求控制整个加工过程每一点的速度和位移量，即要求控制运动轨迹，将零件 加工成在平面内的直线、曲线或在空间的曲面。按控制方式分类数控车间开环控制：即不带位置反馈装置的控制方式。半闭环控制：指在开环控制伺服电动机轴上装有角位移检测装置，通过检测伺 服电动机的转角间接地 检测出运动部件的位移反馈给数控装置的比较器，与输 入的指令进行比较，用差值控制运动部件。闭环控制:是在机床的最终的运动

4、部件的相应位置直接直线或回转式检测装置， 将直接测量到的位移或角位移值反馈到数控装置的比较器中与输入指令移量进 行比较，用差值控制运动部件，使运动部件严格按实际需要的位移量运动。 按数控制机床的性能分类经济型数控机床；中档数控机床；高档数控机床；按所用数控装置的构成方式分类硬线数控系统；软线数控系统；数控机床的维护及检修概述数控机床延长元器件的寿命和零部件的磨损周期，预防各种故障，提高数控机床的平 均无故障工作时间和使用寿命。数控机床使用中应注意的问题：1.数控机床的使用环境：对于数控机床最 好使其置于有恒温的环境和远离震动较大的设备（如冲床）和有电磁干扰的设备。2. 电源要求，3.数控机床应有操作规程：进行定期的维护、保养，出现故障 注意记录保护现场等。4.数控机床不宜长期封存，5.注意培训和配备操作人员、 维修人员及编程人员。维护章程数控系统的维护：1.严格遵守操作规程和日常维护制度。2.防止灰尘 进入数控装置内：漂浮的灰尘和金属粉末容易引起元器件间绝缘电阻下降，从而 出现故障甚至损坏元器件。3.定时清扫数控柜的散热通风系统。4.经常监视 数控系统的电网电压：电网电压范围在额定值的

5、85%110%。5.定期更换存 储器用电池。6.数控系统长期不用时的维护：经常给数控系统通电或使数控机 床运行温机程序。7备用电路板的维护机械部件的维护：机械部件的维护 1 刀库及换刀机械手的维护：用手动方式往刀库 上装刀时，要保证装到位，检查刀座上的锁紧是否可靠；严禁把超重、超长 的刀具装入刀库，防止机械手换刀时掉刀或刀具与工件、夹具等发生碰撞；采用顺序选刀方式须注意刀具放置在刀库上的顺序是否正确。其他选刀方式也要注 意所换刀具号是否与所需刀具一致，防止换错刀具导致事故发生；注意保持 刀具刀柄和刀套的清洁；经常检查刀库的回零位置是否正确，检查机床主轴 回换刀点位置是否到位，并及时调整，否则不能完成换刀动作；开机时，应先使刀库和机械手空运行，检查各部分工作是否正常，特别是各行程开关和电 磁阀能否正常动作。2. 滚珠丝杠副的维护：定期检查、调整丝杠螺母副的轴向间隙，保证反 向传动精度和轴向刚度；定期检查丝杠支撑与床身的连接是否松动以及支撑 轴承是否损坏。如有以上问题要及时紧固松动部位，更换支撑轴承；采用润 滑脂的滚珠丝杠，每半年清洗一次丝杠上的旧油脂，更换新油脂。用润滑油润滑 的滚珠丝杠

6、，每天机床工作前加油一次；注意避免硬质灰尘或切屑进入丝 杠防护罩和工作过程中碰击防护罩，防护装置一有损坏要及时更换。3. 主传动链的维护：定期调整主轴驱动带的松紧程度；防止各种杂 质进入油箱。每年更换一次润滑油；保持主轴与刀柄连接部位的清洁。需及 时调整液压缸和活塞的位移量；要及时调整配重。4液压系统维护定期过滤或更换油液；控制液压系统中油液的温度； 防止液压系统泄漏；定期检查清洗油箱和管路；执行日常点检查制度。5.气动系统维护清除压缩空气的杂质和水分；检查系统中油雾器的供 油量； 保持系统的密封性；注意调节工作压力；清洗或更换气动 元件、滤芯；中国数控行业现状及前景“十五”期间，中国数控机床行业实现了超高速发展。其产量2001年为17521 台，2002 年 24803 台，2003 年 36813 台，2004 年 51861 台，2004 年产量是 2000 年的3.7倍，平均年增长39%； 2005年国产数控机床产量59639台，接近6万台 大关，是“九五”末期的4.24倍。“十五”期间，中国机床行业发展迅猛的主要原因 是市场需求旺盛。固定资产投资增速快、汽车和机械制造行业发展

7、迅猛、外商投 资企业增长速度加快所致。2006年，中国数控金切机床产量达到85756台，同比增长32.8%，增幅高于 金切机床产量增幅18.4个百分点，进而使金切机床产值数控化率达到37.8%,同 比增加2.3个百分点。此外，数控机床在外贸出口方面亦业绩骄人，全年实现出 口额3.34亿美元，同比增长63.14%，高于全部金属加工机床出口额增幅18.58 个百分点。2007年，中国数控金切机床产量达123,257台，数控金属成形机床产量达 3,011台；国产数控机床拥有量约50万台，进口约20万台。2008年10月，中 国数控机床产量达105,780台，比2007年同比增长2.96%。长期以来，国产数控机床始终处于低档迅速膨胀，中档进展缓慢，高档依靠 进口的局面，特别是国家重点工程需要的关键设备主要依靠进口，技术受制于人。 究其原因，国内本土数控机床企业大多处于“粗放型”阶段，在产品设计水平、质 量、精度、性能等方面与国外先进水平相比落后了 5-10年；在高、精、尖技术 方面的差距则达到了 10-15年。同时中国在应用技术及技术集成方面的能力也还 比较低，相关的技术规范和标准的研究制定相

8、对滞后，国产的数控机床还没有形 成品牌效应。同时，中国的数控机床产业目前还缺少完善的技术培训、服务网络 等支撑体系，市场营销能力和经营管理水平也不高。更重要原因是缺乏自主创新 能力，完全拥有自主知识产权的数控系统少之又少，制约了数控机床产业的发展。 国外公司在中国数控系统销量中的80%以上是普及型数控系统。如果我们能在普 及型数控系统产品快速产业化上取得突破，中国数控系统产业就有望从根本上实 现战略反击。同时，还要建立起比较完备的咼档数控系统的自主创新体系，提咼 中国的自主设计、开发和成套生产能力，创建国产自主品牌产品，提高中国高档 数控系统总体技术水平。“十一五”期间，中国数控机床产业将步入快速发展期，中国数控机床行业面 临千载难逢的大好发展机遇，根据中国数控车床1996-2005年消费数量，通过模 型拟合，预计2009年数控车床销售数量将达8.9万台，年均增长率为16.5%。根 据中国加工中心1996-2005年消费增长模型，预计2009年加工中心消费数量将 达2.8万台，较2005年年均增长率为17.8%。技术发展趋势高速、精密、复合、智能和绿色是数控机床技术发展的总趋势，近几年

9、来， 在实用化和产业化等方面取得可喜成绩。主要表现在：1.机床复合技术进一步扩展随着数控机床技术进步，复合加工技术日趋成熟，包括铣-车复合、 车铣复五轴联动加工中心合、车-镗-钻-齿轮加工等复合，车磨复合，成形复合 加工、特种复合加工等，复合加工的精度和效率大大提高。“一台机床就是一个 加工厂”、“一次装卡，完全加工”等理念正在被更多人接受，复合加工机床发展 正呈现多样化的态势。2. 数控机床的智能化技术有新的突破，在数控系统的性能上得到了较多 体现。如：自动调整干涉防碰撞功能、断电后工件自动退出安全区断电保护功能、 加工零件检测和自动补偿学习功能、高精度加工零件智能化参数选用功能、加工 过程自动消除机床震动等功能进入了实用化阶段，智能化提升了机床的功能和品 质。3. 机器人使柔性化组合效率更高机器人与主机的柔性化组合得到广泛应 用，使得柔性线更加灵活、功能进一步扩展、柔性线进一步缩短、效率更高。机 器人与加工中心、车铣复合机床、磨床、齿轮加工机床、工具磨床、电加工机床、 锯床、冲压机床、激光加工机床、水切割机床等组成多种形式的柔性单元和柔性 生产线已经开始应用。4 .精密加工技术有了新进展数控金切机床的加工精度已从原来的丝级 (0.01mm)提升到目前的微米级(0.001mm),有些品种已达到0.05pm左右。 超精密数控机床的微细切削和磨削加工，精度可稳定达到0.05pm左右，形状精 度可达0.01pm左右。采用光、电、化学等能源的特种加工精度可达到纳米级 (0.001pm)。通过机床结构设计优化、机床零部件的超精加工和精密装配、采用 高精度的全闭环控制及温度、振动等动态误差补偿技术，提高机床加工的几何精 度，降低形位误差、表面粗糙度等，从而进入亚微米、纳米级超精加工时代。 5功能部件性能不断提高功能部件不断向高速度、高精度、大功率和智能化方 向发展，并取得成熟的应用。全数字交流伺服电机和驱动装置，高技术含量的电 主轴、力矩电机、直线电机，高性能

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