從20世紀中葉數控技術(shù)出現以來(lái)，數控機床給機械制造業(yè)帶來(lái)了革命性的變化。數控加工具有如下特點(diǎn)：加工柔性好，加工，，減輕操作者勞動(dòng)強度、勞動(dòng)條件，有利于生產(chǎn)管理的現代化以及經(jīng)濟效益的提高。數控機床是一種高度機電一體化的產(chǎn)品，適用于加工多品種小批量零件、結構較復雜、精度要求較高的零件、需要頻繁改型的零件、價(jià)格昂貴不允許報廢的關(guān)鍵零件、要求復制的零件、需要縮短生產(chǎn)周期的急需零件以及要求100%檢驗的零件。數控機床的特點(diǎn)及其應用范圍使其成為國民經(jīng)濟和建設發(fā)展的重要裝備。

進(jìn)入21世紀，我國經(jīng)濟與接軌，進(jìn)入了一個(gè)蓬勃發(fā)展的新時(shí)期。機床制造業(yè)既面臨著(zhù)機械制造業(yè)需求水平提升而引發(fā)的制造裝備發(fā)展的良機，也遭遇到加入世界貿易組織后激烈的市場(chǎng)競爭的壓力，加速推進(jìn)數控機床的發(fā)展是解決機床制造業(yè)持續發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵。隨著(zhù)制造業(yè)對數控機床的大量需求以及計算機技術(shù)和現代設計技術(shù)的進(jìn)步，數控機床的應用范圍還在不斷擴大，并且不斷發(fā)展以更適應生產(chǎn)加工的需要。本文簡(jiǎn)要分析了數控機床高速化、化、復合化、智能化、開(kāi)放化、網(wǎng)絡(luò )化、多軸化、綠色化等發(fā)展趨勢，并提出了我國數控機床發(fā)展中存在的一些問(wèn)題。

數控機床的發(fā)展趨勢

1高速化

隨著(zhù)汽車(chē)、、航空航天等工業(yè)的高速發(fā)展以及鋁合金等新材料的應用，對數控機床加工的高速化要求越來(lái)越高。

(1)主軸轉速：機床采用電主軸(內裝式主軸電機)，主軸較高轉速達200000r/min；

(2)進(jìn)給率：在分辨率為0.0lμm時(shí)，較大進(jìn)給率達到240m/min且可獲得復雜型面的加工；

(3)運算速度：微處理器的發(fā)展為數控系統向高速、方向發(fā)展提供了，出CPU已發(fā)展到32位以及64位的數控系統，頻率提高到幾百兆赫、上千兆赫。由于運算速度的提高，使得當分辨率為0.1μm，0.01μm時(shí)仍能獲得高達24~240m/min的進(jìn)給速度；

(4)換刀速度：目前加工中心的刀具交換時(shí)間普遍已在is左右，高的已達0.5s。德國Chiron公司將刀庫設計成籃子樣式，以主軸為軸心，刀具在圓周布置，其刀到刀的換刀時(shí)間僅0.9s。

2化

數控機床精度的要求現在已經(jīng)不局限于靜態(tài)的幾何精度，機床的運動(dòng)精度、熱變形以及對振動(dòng)的監測和補償越來(lái)越獲得重視。

(1)提高CNC系統控制精度：采用高速插補技術(shù)，以微小程序段實(shí)現連續進(jìn)給，使CNC控制單位化并采用高分辨率位置檢測裝置，提高位置檢測精度(日本已裝有106脈腳轉的內藏位置檢測器的交流伺服電機，其位置檢測精度可達到0.01μm/脈沖)，位置伺服系統采用前饋控制與非線(xiàn)性控制等方法；

(2)采用誤差補償技術(shù)：采用反向間隙補償、絲桿螺距誤差補償和刀具誤差補償等技術(shù)，對設各的熱變形誤差和空間誤差進(jìn)行綜合補償。研究結果表明，綜合誤差補償技術(shù)的應用可將加工誤差減少60%一80%；

(3)采用網(wǎng)格解碼器檢查和提高加工中心的運動(dòng)軌跡精度，并通過(guò)仿真預測機床的加工精度，以機床的定位精度和重復定位精度，使其性能長(cháng)期穩定，能夠在不同運行條件下完成多種加工任務(wù)，并零件的加工質(zhì)量。

數控機床的機械結構主要由下列部分組成：

(1)機床的基礎件，又稱(chēng)為機床大件，通常是指床身、底座、立柱、橫梁、滑座和工作臺等。

(2)主傳動(dòng)系統。

(3)進(jìn)給運動(dòng)傳動(dòng)系統。

(4)實(shí)現主軸回轉、定位的裝置。

(5)實(shí)現某些部件動(dòng)作和輔助功能的系統和裝置，如液壓、氣動(dòng)、潤滑、冷卻、排屑、防護等。

(6)刀架或自動(dòng)換刀裝置(ATC)。

(7)工作臺交換裝置(APC)。

(8)功能裝置，如刀具破損監控、精度檢查和監控裝置。

(9)各種反饋裝置和元件。

數控機床故障維修一般分機械故障維修和數控系統故障維修兩部分。

1. 機械故障維修的特點(diǎn)

機械故障維修的顯著(zhù)特點(diǎn)是先簡(jiǎn)后精，即先簡(jiǎn)易維修后維修。

簡(jiǎn)易維修是由現場(chǎng)維修人員使用一般的檢查工具或通過(guò)感覺(jué)器官的問(wèn)、看、聽(tīng)、摸、嗅等對機床進(jìn)行故障診斷。例如，可以使用較常用的萬(wàn)用表瞼測電路的通斷。簡(jiǎn)易診斷能測定放障部位，監測劣化趨勢，選擇有疑難問(wèn)題的故障進(jìn)行診斷。

是維修根據簡(jiǎn)易診斷中提出的疑難故障，由專(zhuān)職維修人員利用測試乎段進(jìn)行的定量檢測與分析，找出故障位置、原因和數據，以確定較合理的修理方法。

2 數控系統故障維修的特點(diǎn)

先機械后電氣。即首先檢查機械部分是否正常，行程開(kāi)關(guān)是否靈活，氣動(dòng)、液壓部分是否存在阻塞現象等等。然后再檢查電氣部分。

先外部后內部。即當數控機床發(fā)生故障后，維修人員應先采用問(wèn)、看、聽(tīng)、摸等方法，由外向內逐一進(jìn)行檢查。

先簡(jiǎn)單后復雜。先簡(jiǎn)單后復雜，當出現多種故障相互交織掩蓋、一時(shí)無(wú)從下手時(shí)，應先解決容易的問(wèn)題，后解決難度較大的問(wèn)題。常常在解決簡(jiǎn)單故障的過(guò)程中，難度大的問(wèn)題也可能變得容易，或者在排除簡(jiǎn)單故障時(shí)受到啟發(fā)，從而有了解決復雜故障的辦法。

先一般后。在排除某一故障時(shí)，要先考慮較常見(jiàn)的可能原因，然后再分析很少發(fā)生的原因。