從20世紀中葉數控技術出現以來，數控機床給機械制造業(yè)帶來了革命性的變化。數控加工具有如下特點：加工柔性好，加工，，減輕操作者勞動強度、勞動條件，有利于生產管理的現代化以及經濟效益的提高。數控機床是一種高度機電一體化的產品，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、價格昂貴不允許報廢的關鍵零件、要求復制的零件、需要縮短生產周期的急需零件以及要求100%檢驗的零件。數控機床的特點及其應用范圍使其成為國民經濟和建設發(fā)展的重要裝備。

進入21世紀，我國經濟與接軌，進入了一個蓬勃發(fā)展的新時期。機床制造業(yè)既面臨著機械制造業(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競爭的壓力，加速推進數控機床的發(fā)展是解決機床制造業(yè)持續(xù)發(fā)展的一個關鍵。隨著制造業(yè)對數控機床的大量需求以及計算機技術和現代設計技術的進步，數控機床的應用范圍還在不斷擴大，并且不斷發(fā)展以更適應生產加工的需要。本文簡要分析了數控機床高速化、化、復合化、智能化、開放化、網絡化、多軸化、綠色化等發(fā)展趨勢，并提出了我國數控機床發(fā)展中存在的一些問題。

數控機床的發(fā)展趨勢

1高速化

隨著汽車、、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)進給率：在分辨率為0.0lμm時，較大進給率達到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(tǒng)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(tǒng)，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時仍能獲得高達24~240m/min的進給速度；

(4)換刀速度：目前加工中心的刀具交換時間普遍已在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，其刀到刀的換刀時間僅0.9s。

2化

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

(1)提高CNC系統(tǒng)控制精度：采用高速插補技術，以微小程序段實現連續(xù)進給，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(tǒng)采用前饋控制與非線性控制等方法；

(2)采用誤差補償技術：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，對設各的熱變形誤差和空間誤差進行綜合補償。研究結果表明，綜合誤差補償技術的應用可將加工誤差減少60%一80%；

(3)采用網格解碼器檢查和提高加工中心的運動軌跡精度，并通過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，使其性能長期穩(wěn)定，能夠在不同運行條件下完成多種加工任務，并零件的加工質量。

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)主傳動系統(tǒng)。

(3)進給運動傳動系統(tǒng)。

(4)實現主軸回轉、定位的裝置。

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

(6)刀架或自動換刀裝置(ATC)。

(7)工作臺交換裝置(APC)。

(8)功能裝置，如刀具破損監(jiān)控、精度檢查和監(jiān)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(tǒng)故障維修兩部分。

1. 機械故障維修的特點

機械故障維修的顯著特點是先簡后精，即先簡易維修后維修。

簡易維修是由現場維修人員使用一般的檢查工具或通過感覺器官的問、看、聽、摸、嗅等對機床進行故障診斷。例如，可以使用較常用的萬用表瞼測電路的通斷。簡易診斷能測定放障部位，監(jiān)測劣化趨勢，選擇有疑難問題的故障進行診斷。

是維修根據簡易診斷中提出的疑難故障，由專職維修人員利用測試乎段進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(tǒng)故障維修的特點

先機械后電氣。即首先檢查機械部分是否正常，行程開關是否靈活，氣動、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、看、聽、摸等方法，由外向內逐一進行檢查。

先簡單后復雜。先簡單后復雜，當出現多種故障相互交織掩蓋、一時無從下手時，應先解決容易的問題，后解決難度較大的問題。常常在解決簡單故障的過程中，難度大的問題也可能變得容易，或者在排除簡單故障時受到啟發(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，要先考慮較常見的可能原因，然后再分析很少發(fā)生的原因。