關于數控機床的幾點思考

岳松柏

摘要：文章首先介紹了數控機床的優(yōu)點與缺點，接著闡述了數控機床的種類，最后指出了數控機床控制技術的發(fā)展與數控機床控制技術的發(fā)展趨勢。

關鍵詞：數控機床控制技術

數控機床是機電一體化的典型產品，數控機床控制技術是集計算機及軟件技術、自動控制技術、電子技術、自動檢測技術、液壓與氣動技術和精密機械等技術為一體的多學科交叉的綜合技術。隨著科學技術的高速發(fā)展，機電一體化技術迅猛發(fā)展，數控機床在企業(yè)普遍應用，對生產線操作人員的知識和能力要求越來越高。

一、數控機床的優(yōu)點與缺點

(一)數控機床的優(yōu)點

對零件的適應性強，可加工復雜形狀的零件表面。在同一臺數控機床上，只需更換加工程序，就可適應不同品種及尺寸工件的自動加工，這就為復雜結構的單件、小批量生產以及試制新產品提供了極大的便利，特別是對那些普通機床很難加工或無法加工的精密復雜表面(如螺旋表面)，數控機床也能實現自動加工。

加工精度高，加工質量穩(wěn)定。目前，數控機床控制的刀具和工作臺最小移動量(脈沖當量)普遍達到0.0001mm，而且數控系統可自動補償進給傳動鏈的反向間隙和絲杠螺距誤差，使數控機床達到很高的加工精度。此外，數控機床的制造精度高，其自動加工方式避免了生產者的人為操作誤差，因此，同一批工件的尺寸一致性好，產品合格率高，加工質量穩(wěn)定。

生產效率高。由于數控機床結構剛性好，允許進行大切削用量的強力切削，從主軸轉速和進給量的變化范圍比普通機床大，因此在加工時可選用最佳切削用量，提高了數控機床的切削效率，節(jié)省了機動時間。與普通機床相比，數控機床的生產效率可提高2—3倍。

良好的經濟效益。使用數控機床進行單件、小批量生產時，可節(jié)省劃線工時，減少調整、加工和檢驗時間，節(jié)省直接生產費用；同時還能節(jié)省工裝設計、制造費用；數控機床加工精度高，質量穩(wěn)定，減少了廢品率，使生產成本進一步下降。此外，數控機床還可實現一機多用，所以數控機床雖然價格較高，仍可獲得良好的經濟效益。

自動化程度高。數控機床自動化程度高，可大大減輕工人的勞動強度，減少操作人員的人數，同時有利于現代化管理，可向更高級的制造系統發(fā)展。

(二)數控機床的缺點

數控機床的主要缺點如下：價格較高，設備首次投資大；對操作、維修人員的技術要求較高；加工復雜形狀的零件時。手工編程的工作量大。

二、數控機床的種類

數控機床的種類很多，主要分類如下：

按工藝用途分類。按工藝用途，數控機床可分類如下。普通數控機床：這種分類方式與普通機床分類方法一樣，銑床、數控錨床、數控鉆床、數控磨床、數控齒輪加工機床等。加工中心機床：數控加工中心是在普通數控機床上加裝一個刀庫和自動換刀裝置而構成的數控機床，它可在一次裝夾后進行多種工序加工。

按運動方式分類。按運動方式，數控機床可分類如下：點位控制數控機床。數控系統只控制刀具從要有數控鉆床、數控坐標錘床、數控沖剪床等。直線控制數控機床：數控系統除了控制點與點之間的準確位置以外，還要保證兩點之間移動的軌跡是一條直線，而且對移動的速度也要進行控制。這類機床主要有簡易數控車床、數控銷、銑床等。輪廓控制數控機床：數控系統能對兩個或兩個以上運動坐標的位移及速度進行連續(xù)相關的控制，使合成的運動軌跡能滿足加工的要求。這類機床主要有數控車床、數控銑床等。

按伺服系統的控制方式分類。按伺服系統的控制方式，數控機床可分類如下。開環(huán)控制系統的數控機床。閉環(huán)控制系統的數控機床。半閉環(huán)控制系統的數控機床。

按數控系統的功能水平分類。技功能水平分類，數控系統可分類如下。經濟性數控機床。經濟性數控機床大多指采用開環(huán)控制系統的數控機床價格便宜，適用于自動化程度要求不高的場合。中檔數控機床。這類數控機床功能較全，價格適中，應用較廣。高檔數控機床。這類數控機床功能齊全，價格較貴。

三、數控機床控制技術的發(fā)展

機械設備最早的控制裝置是手動控制器。目前，繼電器—接觸器控制仍然是我國機械設備最基本的電氣控制形式之一。到了20世紀奶年代至50年代，出現了交磁放大機—電動機控制，這是一種閉環(huán)反饋系統，系統的控制精度和快速性都有了提高。20世紀60年代出現了晶體管——晶閘管控制，由晶閘管供電的直流調速系統和交流調速系統不僅調運性能大為改善，而且減少了機械設備和占地面積，耗電少，效率局，完全取代了交磁放大機—電動機控制系統。

在20世紀的60年代出現丁一種能夠根據需要方便地改變控制程序，結構簡單、價格低廉的自動化裝置—順序控制器。隨著大規(guī)模集成電路和微處理器技術的發(fā)展及應用，在20世紀70年代出現了一種以微處理器為核心的新型工業(yè)控制器——可編程序控制器。這種器件完全能夠適應惡劣的工業(yè)環(huán)境，由于它具備了計算機控制和繼電器控制系統兩方面的優(yōu)點，故目前已作為一種標準化通用設備普通應用于工業(yè)控制。

隨著計算機技術的迅速發(fā)展，數控機床的應用日益廣泛，井進一步推動了數控系統的發(fā)展，產生了自動編程系統、計算機數控系統、計算機群控系統和天性制造系統。計算機集成制造系統及計算機輔助設計、制造一體化是機械制造一體化的高級階段，可實現產品從設計到制造的全部自動化。

綜上所述，機械設備控制技術的產生，并不是孤立的，而是各種技術相互滲透的結果。它代表了正在形成中的新一代的生產技術，已顯示出并將越來越顯示出強大的威力。

四、數控機床控制技術的發(fā)展趨勢

生產技術的發(fā)展對產品性能要求越來越高，產品改型頻繁，采用多品種小批量生產方式的企業(yè)越來越多，這就要求數控機床向高速化、高招度化、復合化、系統化、智能化發(fā)展。

高速化和高精度化。數控系統智能化、信息化。數控系統開放化。