淺析數控機床自動化設計與制造

王立言 中國礦業大學徐海學院

所謂的數字控制，即一種基于數字化技術來控制物體的方式。而數控機床自然也是指基于數字控制技術而控制的機床。鑒于計算機技術又是數控技術的重要基礎，故數控技術又有計算機數控技術之稱。

一、數控加工中心的組成及特點

（一）數控加工中心的組成

1.數控加工中心主要由三部分組成，分別為立柱、工作臺與床身。而作為加工中心的基礎結構，其主要承載著加工中心的靜荷載及加工動荷載的功效。而為保證足夠的加工強度，故打造的過程通常也是采用除燥的方式。

數控加工中心的基礎性結構共有三部分，分貝為立柱、工作臺及床身。而就上述三大組成部分而言，因其需要承載機床加工時產生的動載荷，故通常是以鑄造的房還是來保證其擁有足夠的強度。

2.主軸部件。組成主軸的零部件主要包含了主軸箱、電動機、軸承等。其中，最主要的功率輸出部件便是主軸，而為保證主軸輸出的精準度，其一切動作及指令均是由數控系統來加以控制。

3.數控系統。該系統的主要作用便是通過調用各種動作來完成加工，而組成該系統的主要裝置，如CNC裝置、伺服驅動系統及面板操作系統等，因其均具備信息輸入、數據處理等功能，故也是科技最集中的部分。

4.自動換刀系統。機床加工過程必然涉及到刀具的更換，而自動換刀系統則能通過數控指令來控制旋轉臺，讓旋轉臺結合相關信息并從刀庫中提取相應的刀具并完成更換。當然，上述過程均是自主、獨立進行，而整個過程所涉及到的部件則包含了刀庫與旋轉臺等。

5.輔助裝置。作為加工中心的輔助部件，其雖未直接參與到產品的加工過程中，但卻發揮著無可替代的重要作用諸如提高加工的效率與精度等。而諸多潤滑、排屑、渡壓、檢測等，其均屬于加工中心輔助部件的范疇。

（二）數控機床特點

1.全封閉防護、工序集中。在加工中心加工期間，為防止不安全事故發生，則必須確保防護門處于關閉裝填。雖然，加工中心的運行過程涉及到眾多主軸、進給軸以及聯動軸，但不同軸均是基于其自身的程度在進行多角度、多位置的旋轉。而在眾多軸的自動化運作時，也便形成了高精度的集中加工。

2.多把刀具自動交換、工作臺同時加工。雖自動環道系統能可自動完成道具更換，到仍需在更換前確保刀庫之中擁有足夠的刀具。除此之外，系統還能同時指揮多工作臺同時加工，如此使得機床加工的效率亦有了顯著提升 。

3.功能強大、實現自動化與高精度。除了產品加工外，加工中心還擁有眾多復合型功能，諸如于工作臺旋轉期間，加工中心能可保證不斷供給刀具來擴充加工范圍。與此同時，基于加工中心對切削參數的選擇與分析，還能提升主軸的轉速與精度，繼而在保證良好的刀具性能同時還能縮短切削時間。

二、車床自動化設計加工

為確保車床的自動化設計能最大限度滿足產品的加工需求，則相關的自動化設計亦需結合人們意愿。具體而言，即指加工過程需務必結合人的指令來實現 。以此方有助于提升車床的自動化加工效率。

（一）數控車床的主體

1.主軸。就數控車床而言，影響車床主軸回轉精度的最關鍵因素便是加工精度，而車床的加工效率則在極大程度上取決于主軸的運轉功率及回轉速度。至于車床的自動化速度則主要是由車床主軸的變速自動化及回轉速度所決定。當前數控機床的主軸箱可自動調速，且主軸箱的傳動部件得到了相應的簡化，如此使得加工過程自動化亦得到了顯著提升。

2.導軌。導軌主要是對機床的加工過程提供指導，以此確保運動的準確及有效。而就目前而言，我國除了部分定型數控床是使用貼塑導軌外，其與絕大多數的數控機床均是采用金屬型的滑動導軌。而相較于金屬型滑動導軌、貼塑最大的優勢便在于擁有較強的耐磨性與耐腐蝕性。

（二）數控裝置和伺服系統

數控與普通起床之間最大的區別便是數控機床擁有數控裝置及伺服系統。其中，數控裝置主要作用在于調配整個系統，而伺服系統則負責配合數控裝置。

1.數控裝置。作為計算機系統之核心，數控裝置最核心的作用便是接收各類信息，繼而根據信息反饋來發出相關命令及“指揮”各部件完成相應的工序。

2.伺服系統。就數控機床的伺服系統而言，其主要服務對象為驅動電路。正是基于伺服系統能準確獲取并執行各類命令，故在整個數控機床的加工過程中均發揮著無可替代的重要作用。

總之，數控機床的加工中心主要指的是計算機、氣動等現代技術及控制理論的控制中心，這樣通過以數控技術作支撐，這樣便能夠更好的突出眾多功能，諸如刀庫自動換刀、多工序加工等，從而達到節能、省時的目標。