数控机床的构成与特点

1.数控机床的构成

数控机床是典型的机电一体化产品，主要由机床本体、数控系统及其他辅助部件组成，如图1-1所示。

（1）机床本体

如图1-2所示，机床本体是数控机床的主体，主要由床身、主运动机构、进给运动机构、辅助运动机构以及其他系统如冷却、润滑等机构组成。机床本体包含了导轨、滚珠丝杠等各种功能部件，它们不仅要实现由数控系统控制的各种运动，而且还要承受包括切削力在内的各种力。因此，机床本体必须保持良好的几何精度、足够的刚性、小的热变形、低的摩擦阻力，才能有效地保证数控机床的加工精度。

图1-1 数控机床的构成

图1-2 数控机床本体

a）数控车床本体结构 b）数控铣床本体结构

（2）数控系统

数控系统主要由数控装置、伺服系统等组成，是数控机床的控制核心，用来输入、存储零件加工程序，并根据零件加工程序进行计算、插补等处理，发出各种控制信号，控制机床各部件的动作，完成零件的加工。图1-3所示为FANUC 0i-M数控系统的基本构成部件。

（3）辅助部件

辅助部件主要是联络于机床本体和数控系统之间，辅助数控系统对数控机床的控制和检测，如各种控制开关、继电器等。(www.xing528.com)

图1-3 FANUC 0i-M数控系统

2.数控机床的特点

（1）自动化程度高，具有广泛的适应性和较高的灵活性

数控机床能够在程序的控制下自动实现零件的加工功能，加工过程一般不需要人工干预，可大大降低工人的劳动强度。更换了加工对象后，只需要重新编制和输入加工程序即可实现加工；在某些情况下，甚至只要修改程序中部分程序段或利用某些特殊指令就可实现加工。这为单件、小批量、多品种生产，产品改型和新产品试制提供了极大的方便，大大缩短生产准备及试制周期。

（2）加工精度高

数控机床多采用闭环（半闭环）位置控制，并且能够根据软件进行间隙补偿和螺距误差补偿，因此加工精度较高。一般情况下，数控机床床身的结构刚性和热稳定性较好，制造精度较高。机床加工过程减小了操作者的人为操作误差，产品加工质量稳定、合格率高，同批次加工的零件几何尺寸一致性好。另外，高档数控机床还能实现多轴联动，可以加工普通机床很难加工甚至不可能加工的复杂曲面。

（3）生产率高

数控机床一般采用功率大、转速高的动力系统，且能实现平滑无级调速，容易选择较大合理的切削用量，减小了走刀过程。加工过程还可以选择最有利的加工参数，实现多道工序连续加工；可实现一人看管多机，大大提高生产率。另外，由于采用了加速、减速措施，使机床移动部件能快速移动和定位，可节省加工过程中的刀具空行程的时间。

（4）有利于管理现代化

现代数控机床多数具有网络化、集成化的功能，不仅是生产车间的基础设备，也是制造网络的一个功能节点。数控机床具有与上位主机之间通过以太网交换管理信息、与控制系统服务中心之间通过Internet传递维护数据、通过Internet作为对外加工代理交换制造数据、通过现场总线与车间其他现场设备及I/O装置通信等功能，有利于实现计算机控制与管理，为实现计算机集成制造系统（CIMS）、工厂自动化（FA）和制造网络创造了条件。

但是，数控机床前期投资较大，使用、维护和维修费用较高。另外，生产准备如工艺确定、程序编制等工作较复杂，对使用人员技术要求较高。