項(xiàng)目1-數(shù)控機(jī)床概述

項(xiàng)目1數(shù)控機(jī)床概述1.1技能解析1.2項(xiàng)目的引出1.3數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展1.4數(shù)控機(jī)床的組成和工作過(guò)程1.5數(shù)控機(jī)床的分類1.6數(shù)控機(jī)床的性能指標(biāo)與功能1.7數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及其應(yīng)用1.8實(shí)訓(xùn)1.1技能解析

(1)了解國(guó)際、國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生、發(fā)展水平及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

(2)熟悉數(shù)控機(jī)床的組成和工作過(guò)程，掌握數(shù)控機(jī)床的分類、性能指標(biāo)與功能、加工特點(diǎn)及其應(yīng)用。

1.2項(xiàng)?目?的?引?出

隨著汽車(chē)工業(yè)和輕工業(yè)消費(fèi)品的高速增長(zhǎng)，機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，其精度日趨提高，性能不斷改善，產(chǎn)品研制生產(chǎn)周期越來(lái)越短，傳統(tǒng)的加工設(shè)備和制造方法已難以適應(yīng)這種多樣化、柔性化、高效和高質(zhì)量的復(fù)雜零件加工要求。制造機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)設(shè)備——機(jī)床，也必然要適應(yīng)高效率、高精度和高自動(dòng)化(“三高”)的要求。在機(jī)械產(chǎn)品中，單件與小批量產(chǎn)品占到70%～80%。生產(chǎn)這類產(chǎn)品的機(jī)床不僅要滿足“三高”要求，而且還要具有較強(qiáng)的適應(yīng)產(chǎn)品變化的能力。特別是一些由曲線、曲面組成的復(fù)雜零件，若采用通用機(jī)床加工，則只能借助畫(huà)線和樣板等用手工操作的方法，或利用靠模和仿形機(jī)床來(lái)加工，其加工精度和生產(chǎn)效率都受到了很大的限制。數(shù)控機(jī)床是綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、自動(dòng)檢測(cè)及精密機(jī)械等高新技術(shù)的產(chǎn)物，是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。在數(shù)控機(jī)床上，工件加工全過(guò)程由數(shù)字指令控制，它不僅能提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，還能大大改善工人的勞動(dòng)條件。因此，發(fā)展數(shù)控機(jī)床是當(dāng)前我國(guó)機(jī)械制造業(yè)技術(shù)改造的必由之路，是未來(lái)工廠自動(dòng)化的基礎(chǔ)。

1.3數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展

1.3.1數(shù)控機(jī)床的誕生

1947年，美國(guó)帕森斯(PARSONS)公司為了精確制造直升飛機(jī)機(jī)翼、槳葉和框架，開(kāi)始研究用三坐標(biāo)曲線數(shù)據(jù)控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)加工飛機(jī)零件；1948年，在研制加工直升飛機(jī)葉片輪廓檢驗(yàn)用樣板的機(jī)床時(shí)，首先提出了應(yīng)用電子計(jì)算機(jī)控制機(jī)床來(lái)加工樣板曲線的設(shè)想。后來(lái)受美國(guó)空軍委托，帕森斯公司與麻省理工學(xué)院伺服機(jī)構(gòu)研究所合作進(jìn)行研制工作。1952年，麻省理工學(xué)院(MIT)伺服機(jī)構(gòu)研究所用實(shí)驗(yàn)室制造的控制裝置與辛辛那提(Cincinnati)

Hydrotel公司的立式銑床成功地實(shí)現(xiàn)了三軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控運(yùn)動(dòng)，以及控制銑刀連續(xù)空間曲面加工。該設(shè)備綜合應(yīng)用了電子計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、伺服驅(qū)動(dòng)、精密檢測(cè)與新型機(jī)械結(jié)構(gòu)等多方面的技術(shù)成果，是一種新型的機(jī)床，可用于加工復(fù)雜曲面零件。該銑床的研制成功是機(jī)械制造行業(yè)中的一次技術(shù)革命，使機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)嶄新的階段，由此揭開(kāi)了數(shù)控加工技術(shù)的序幕。1.3.2數(shù)控機(jī)床的發(fā)展過(guò)程

1．?dāng)?shù)控階段(1952—1970年)

采用數(shù)字邏輯電路制成一臺(tái)機(jī)床專用的計(jì)算機(jī)作為數(shù)控系統(tǒng)，被稱為硬件連接數(shù)控(Hard-WiredNC)，簡(jiǎn)稱為數(shù)控(NC)。隨著元器件的發(fā)展，這個(gè)階段經(jīng)歷了三代，即1952年開(kāi)始第一代數(shù)控系統(tǒng)——電子管、繼電器、模擬電路元件；1959年開(kāi)始第二代數(shù)控系統(tǒng)——晶體管、數(shù)字電路元件；1965年開(kāi)始第三代數(shù)控系統(tǒng)——小規(guī)模集成電路。

2．計(jì)算機(jī)數(shù)控階段(1970至今)

直到1970年，通用小型計(jì)算機(jī)已出現(xiàn)并成批生產(chǎn)，其運(yùn)算速度比20世紀(jì)五六十年代有了大幅度的提高，且比邏輯電路專用計(jì)算機(jī)的成本低、可靠性高，于是將它移植過(guò)來(lái)作為數(shù)控系統(tǒng)的核心部件，從此進(jìn)入了計(jì)算機(jī)數(shù)控(簡(jiǎn)稱CNC)階段。

1971年，美國(guó)Intel公司在世界上第一次將計(jì)算機(jī)的兩個(gè)最核心的部件——運(yùn)算器和控制器，采用大規(guī)模集成電路技術(shù)集成在一塊芯片上，稱之為微處理器(Micro-Processor)，又稱為中央處理單元(簡(jiǎn)稱CPU)。1974年，微處理器被應(yīng)用于數(shù)控系統(tǒng)。這是因?yàn)樾⌒陀?jì)算機(jī)的強(qiáng)大功能，對(duì)于控制一臺(tái)機(jī)床綽綽有余，故不及采用微處理器經(jīng)濟(jì)合理，而且當(dāng)時(shí)小型計(jì)算機(jī)的可靠性也不理想。雖然早期微處理器的速度和功能都還不夠高，但可以通過(guò)多處理器來(lái)解決。因?yàn)槲⑻幚砥魇峭ㄓ糜?jì)算機(jī)的核心部件，故仍稱該技術(shù)為計(jì)算機(jī)數(shù)控。到了1990年，PC機(jī)(個(gè)人計(jì)算機(jī)，國(guó)內(nèi)習(xí)慣稱為微機(jī))的性能已發(fā)展到很高的階段，可滿足作為數(shù)控系統(tǒng)核心部件的要求，而且PC機(jī)的生產(chǎn)批量很大，價(jià)格便宜，可靠性高，數(shù)控系統(tǒng)從此進(jìn)入了基于PC的階段。1.3.3我國(guó)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展過(guò)程

我國(guó)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展過(guò)程大致可分為兩大階段。

1958至1979年為第一階段，由于我國(guó)微電子、計(jì)算機(jī)等基礎(chǔ)理論薄弱，機(jī)、電、液、氣各種元件技術(shù)不過(guò)關(guān)，在第一階段中對(duì)數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)、發(fā)展條件缺乏認(rèn)識(shí)，因而數(shù)控機(jī)床的研究舉步維艱。1958年我國(guó)開(kāi)始研制數(shù)控機(jī)床，1975年研制出第一臺(tái)加工中心。

1979年至今為第二階段，我國(guó)從西方國(guó)家引進(jìn)數(shù)控機(jī)床

先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行合作、合資生產(chǎn)，通過(guò)邊仿、邊學(xué)、邊造、邊用，逐步掌握了數(shù)控機(jī)床的一些技術(shù)、特點(diǎn)與發(fā)展規(guī)律，發(fā)展比較迅速。經(jīng)過(guò)“六五”期間引進(jìn)數(shù)控技術(shù)，“七五”期間組織消化吸收“科技攻關(guān)”，我國(guó)的數(shù)控技術(shù)和數(shù)控產(chǎn)業(yè)取得了相當(dāng)大的成績(jī)。

2006年，國(guó)家又提出大力加強(qiáng)自主創(chuàng)新，中國(guó)的數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)研發(fā)漸入佳境?！笆濉逼陂g，中國(guó)數(shù)控機(jī)床行業(yè)實(shí)現(xiàn)了超高速發(fā)展，平均年增長(zhǎng)39%?！笆晃濉逼陂g，中國(guó)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)步入了快速發(fā)展期。盡管如此，進(jìn)口機(jī)床的發(fā)展勢(shì)頭依然強(qiáng)勁。這主要是因?yàn)殚L(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床始終處于低檔迅速膨脹、中檔進(jìn)展緩慢、高檔依靠進(jìn)口的局面，特別是國(guó)家重點(diǎn)工程需要的關(guān)鍵設(shè)備主要依靠進(jìn)口，技術(shù)受制于人。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，數(shù)控機(jī)床的核心技術(shù)——數(shù)控系統(tǒng)，由顯示器、伺服控制器、伺服電動(dòng)機(jī)和各種開(kāi)關(guān)、傳感器構(gòu)成。國(guó)內(nèi)能制造的中、高端數(shù)控機(jī)床，更多處于組裝和制造環(huán)節(jié)，普遍未掌握核心技術(shù)。國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵零部件和關(guān)鍵技術(shù)主要依賴于進(jìn)口。1.3.4數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)

1．高速、高效、高精度、高可靠性

要提高加工效率，首先必須提高切削速度和進(jìn)給速度，同時(shí)還要縮短加工時(shí)間；要確保加工質(zhì)量，就必須提高機(jī)床部件運(yùn)動(dòng)軌跡的精度，而可靠性則是上述目標(biāo)的基本保證。為此，必須要有高性能的數(shù)控裝置作保證。高速、高效：機(jī)床向高速化方向發(fā)展，可充分發(fā)揮現(xiàn)代刀具材料的性能，不但可大幅度提高加工效率、降低加工成本，而且還可提高零件的表面加工質(zhì)量和精度。新一代數(shù)控機(jī)床(含加工中心)只有通過(guò)高速化大幅度縮短切削工時(shí)才可能進(jìn)一步提高生產(chǎn)率。超高速加工(特別是超高速銑削)與新一代高速數(shù)控機(jī)床(特別是高速加工中心)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用緊密相關(guān)。隨著超高速切削機(jī)理、超硬耐磨長(zhǎng)壽命刀具材料和磨料磨具、大功率高速電主軸、高加/減速度直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)進(jìn)給部件以及高性能控制系統(tǒng)(含監(jiān)控系統(tǒng))和防護(hù)裝置等一系列技術(shù)領(lǐng)域中關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題的解決，新一代高速數(shù)控機(jī)床也在投入到開(kāi)發(fā)及應(yīng)用中。目前，數(shù)控機(jī)床主軸轉(zhuǎn)數(shù)可以達(dá)到30?000?r/min(有的高達(dá)100?000r/min)以上；工作臺(tái)的移動(dòng)速度(進(jìn)給速度)，在分辨率為1?μm時(shí)可達(dá)到100?m/min(有的達(dá)到200?m/min)以上，在分辨率為0.1?μm時(shí)可達(dá)到24?m/min以上；自動(dòng)換刀速度在1?s以內(nèi)；小線段插補(bǔ)進(jìn)給速度達(dá)到12?m/min。高精度：為了滿足用戶的需要，近十多年來(lái)，普通級(jí)數(shù)控機(jī)床的加工精度已由?±10μm提高到?±5μm，精密級(jí)加工中心的加工精度則從?±3～?±5μm提高到?±1～?±1.5μm。

高可靠性：高可靠性是指數(shù)控系統(tǒng)的可靠性要高于被控設(shè)備的可靠性在一個(gè)數(shù)量級(jí)以上。對(duì)于每天工作兩班的無(wú)人工廠而言，如果要求在16小時(shí)內(nèi)連續(xù)正常工作，無(wú)故障率P(t)?=?99%以上的話，則數(shù)控機(jī)床的平均無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間(MeanTimeBetweenFailure，MTBF)就必須大于3000小時(shí)。當(dāng)前國(guó)外數(shù)控裝置的平均無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間MTBF值已達(dá)6000小時(shí)以上，驅(qū)動(dòng)裝置達(dá)30?000小時(shí)以上。

2．模塊化、智能化和柔性化

模塊化：人們按照各種不同的功能開(kāi)發(fā)出不同的數(shù)控機(jī)床組合，并使之像標(biāo)準(zhǔn)件一樣有著互換性，這種方式叫做模塊化。為了適應(yīng)數(shù)控機(jī)床多品種、小批量的特點(diǎn)，機(jī)床結(jié)構(gòu)模塊化，數(shù)控功能專門(mén)化，機(jī)床性能價(jià)格比顯著提高并加快優(yōu)化。個(gè)性化是近幾年來(lái)數(shù)控機(jī)床特別明顯的發(fā)展趨勢(shì)。智能化：微機(jī)的引入使得數(shù)控機(jī)床具有擬人智能特征和“智能成分”。智能數(shù)控系統(tǒng)通過(guò)對(duì)影響加工精度和效率的物理量進(jìn)行檢測(cè)、建模、提取特征、自動(dòng)感知加工系統(tǒng)的內(nèi)部狀態(tài)及外部環(huán)境，快速作出實(shí)現(xiàn)最佳目標(biāo)的智能決策，對(duì)進(jìn)給速度、切削深度、坐標(biāo)移動(dòng)、主軸轉(zhuǎn)速等工藝參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，使機(jī)床的加工過(guò)程處于最佳狀態(tài)。智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個(gè)方面，分別如下：為追求加工效率和加工質(zhì)量的智能化，如自適應(yīng)控制、工藝參數(shù)自動(dòng)生成；為提高驅(qū)動(dòng)性能及連接方便的智能化，如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動(dòng)識(shí)別負(fù)載和自動(dòng)選定模型、自整定等；簡(jiǎn)化編程及操作方面的智能化，如智能化的自動(dòng)編程、智能化的人機(jī)界面等；智能診斷、智能監(jiān)控方面的智能化，如方便而系統(tǒng)的診斷及維修等。柔性化：也就是靈活性，是指數(shù)控機(jī)床具備更好的應(yīng)對(duì)加工對(duì)象經(jīng)常變化的能力。與普通機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床工藝能力更強(qiáng)，加工對(duì)象變更時(shí)，不需要改變機(jī)床硬件(或稍作調(diào)整)，只需要改變數(shù)控程序就可完成加工。數(shù)控機(jī)床向柔性自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)是：從點(diǎn)(數(shù)控單機(jī)、加工中心和數(shù)控復(fù)合加工機(jī)床)、線(FMC柔性制造單元(FlexibleManufacturingCell)、FMS柔性制造系統(tǒng)(FlexibleManufacturingSystem)、FTL模糊拓?fù)渚€(FuzzyTopologicalLinear)、FML柔性制造線(FlexibleManufacturingLine))向面(工段車(chē)間獨(dú)立制造島、FA工廠生產(chǎn)自動(dòng)化(FactoryAutomation))、體(CIMS計(jì)算機(jī)集成制造(ComputerIntegratedManufacturingSystem)、分布式網(wǎng)絡(luò)集成制造系統(tǒng))的方向發(fā)展。

3．開(kāi)放性

開(kāi)放性是指人們可以通過(guò)增加硬件設(shè)備和開(kāi)發(fā)軟件功能來(lái)擴(kuò)充數(shù)控系統(tǒng)的功能。為了適應(yīng)數(shù)控進(jìn)線、聯(lián)網(wǎng)、普及型個(gè)性化、多品種、小批量、柔性化及數(shù)控迅速發(fā)展的要求，最重要的發(fā)展趨勢(shì)是體系結(jié)構(gòu)的開(kāi)放性，設(shè)計(jì)并生產(chǎn)開(kāi)放式的數(shù)控系統(tǒng)。開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)以其極大的優(yōu)越性，已經(jīng)成為未來(lái)數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。1.4數(shù)控機(jī)床的組成和工作過(guò)程

1.4.1數(shù)控機(jī)床的組成

數(shù)控機(jī)床是利用數(shù)控技術(shù)，準(zhǔn)確地按照事先編制好的程序，自動(dòng)加工出所需工件的機(jī)電一體化設(shè)備。在現(xiàn)代機(jī)械制造中，特別是在航空、造船、國(guó)防、汽車(chē)模具及計(jì)算機(jī)工業(yè)中，該設(shè)備得到了廣泛應(yīng)用。數(shù)控機(jī)床的組成通常包括程序載體、CNC裝置、伺服系統(tǒng)、檢測(cè)與反饋裝置、輔助裝置、機(jī)床本體等，如圖1-1所示。圖1-1數(shù)控機(jī)床的組成框圖

1．程序載體

隨著時(shí)代發(fā)展，現(xiàn)代已經(jīng)采用DNC直接數(shù)控輸入方式，把零件程序保存在上級(jí)計(jì)算機(jī)中，CNC系統(tǒng)一邊加工一邊接收來(lái)自計(jì)算機(jī)的后續(xù)程序段。DNC方式多用于采用CAD/CAM軟件設(shè)計(jì)的復(fù)雜工件并直接生成零件程序的情況。

2．CNC裝置

CNC裝置又稱計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置，是數(shù)控機(jī)床的核心，由硬件和軟件組成。它主要包括微處理器(CPU)、存儲(chǔ)器、局部總線、外圍邏輯電路和輸入/輸出控制等。CNC裝置接受的是輸入裝置送來(lái)的脈沖信號(hào)，信號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)控裝置的系統(tǒng)軟件或邏輯電路進(jìn)行編譯、運(yùn)算和邏輯處理后，輸出各種信號(hào)和指令，控制機(jī)床的各系統(tǒng)，使其進(jìn)行規(guī)定的、有序的動(dòng)作。硬件由輸入/輸出接口電路、微處理器、存儲(chǔ)器等組成。軟件是為了實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)各項(xiàng)控制功能而開(kāi)發(fā)的專用軟件，又稱系統(tǒng)軟件。數(shù)控裝置的工作是在硬件支持下執(zhí)行軟件的全過(guò)程，它接受輸入裝置送來(lái)的脈沖信號(hào)，經(jīng)過(guò)數(shù)控裝置的控制軟件和邏輯電路進(jìn)行編譯、運(yùn)算和邏輯處理，然后將各種信息指令輸出給伺服系統(tǒng)使機(jī)床各部分按照指令進(jìn)行動(dòng)作。

3．伺服系統(tǒng)

數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的重要組成部分，包括進(jìn)給驅(qū)動(dòng)、主軸驅(qū)動(dòng)，用于實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給伺服控制和主軸伺服控制。伺服系統(tǒng)的作用是把來(lái)自數(shù)控裝置的運(yùn)動(dòng)指令信息，經(jīng)功率放大、整形處理后，轉(zhuǎn)換成機(jī)床執(zhí)行部件的直線位移或角位移運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)機(jī)床移動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)，使工作臺(tái)和主軸按規(guī)定的軌跡運(yùn)動(dòng)，加工出符合要求的產(chǎn)品。由于伺服系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的最后環(huán)節(jié)，其性能將直接影響數(shù)控機(jī)床的精度和速度等技術(shù)指標(biāo)，因此，對(duì)數(shù)控機(jī)床的伺服驅(qū)動(dòng)裝置，要求具有良好的快速反應(yīng)性能，準(zhǔn)確而靈敏地跟蹤數(shù)控裝置發(fā)出的數(shù)字指令信號(hào)，并能忠實(shí)地執(zhí)行來(lái)自數(shù)控裝置的指令，提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)跟隨特性和靜態(tài)跟蹤精度。伺服系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩大部分。驅(qū)動(dòng)裝置由主軸驅(qū)動(dòng)單元、進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元和主軸伺服電動(dòng)機(jī)、進(jìn)給伺服電動(dòng)機(jī)組成。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、直流伺服電動(dòng)機(jī)和交流伺服電動(dòng)機(jī)是常用的驅(qū)動(dòng)裝置。

每個(gè)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的部件都配有一套伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，相對(duì)于每一個(gè)脈沖信號(hào)，執(zhí)行部件都有一個(gè)相應(yīng)的位移量，稱之為脈沖當(dāng)量，脈沖當(dāng)量值越小，加工精度就越高。

4．檢測(cè)與反饋裝置

速度檢測(cè)元件：速度檢測(cè)元件的作用是測(cè)量執(zhí)行部件的運(yùn)動(dòng)速度。一般采用安裝在電機(jī)軸上的測(cè)速發(fā)電機(jī)或光電編碼器來(lái)作為速度檢測(cè)元件。測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出電壓與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速成正比。光電編碼器通過(guò)檢測(cè)單位時(shí)間光電編碼器所發(fā)出的脈沖數(shù)或檢測(cè)所發(fā)出脈沖的周期來(lái)完成數(shù)字化的速度檢測(cè)，測(cè)速精度高。位置檢測(cè)元件：位置檢測(cè)元件可分為直接測(cè)量和間接測(cè)量。對(duì)機(jī)床工作臺(tái)的直線位移采用直線檢測(cè)的裝置稱為直線測(cè)量，是閉環(huán)控制；通過(guò)回轉(zhuǎn)型檢測(cè)裝置測(cè)量伺服電機(jī)或滾珠絲杠的回轉(zhuǎn)角間接地測(cè)量出移動(dòng)部件的實(shí)際位移稱為間接測(cè)量，是半閉環(huán)控制。

5．輔助裝置

(1)自動(dòng)換刀裝置。自動(dòng)換刀裝置有三種基本類型，一種自動(dòng)換刀裝置是由刀庫(kù)、選刀裝置、刀具自動(dòng)裝卸機(jī)構(gòu)、刀具交換機(jī)構(gòu)等部分組成，常用于加工中心；另一種自動(dòng)換刀裝置是回轉(zhuǎn)刀架換刀，常用于數(shù)控車(chē)床；還有一種自動(dòng)換刀裝置是多主軸轉(zhuǎn)塔頭換刀，常用于數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床。

(2)自動(dòng)交換工作臺(tái)裝置。自動(dòng)交換工作臺(tái)裝置常有回轉(zhuǎn)式和往復(fù)式，能大幅度節(jié)省工件的裝卸時(shí)間。

(3)自動(dòng)對(duì)刀裝置。自動(dòng)對(duì)刀裝置用于測(cè)量刀具的幾何尺寸和參數(shù)，進(jìn)行刀具長(zhǎng)度和直徑的補(bǔ)償。自動(dòng)對(duì)刀裝置能節(jié)省機(jī)床校刀的時(shí)間。自動(dòng)對(duì)刀裝置可分為數(shù)控車(chē)床對(duì)刀儀、數(shù)控鏜銑床對(duì)刀儀和加工中心對(duì)刀儀。

(4)自動(dòng)排屑裝置。自動(dòng)排屑裝置常有傳送帶式或螺旋式，可迅速排除切屑，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間無(wú)人看管的自動(dòng)加工。

6．機(jī)床本體

(1)采用具有高剛度、高抗震性及較小熱變形的機(jī)床新結(jié)構(gòu)。通常用提高結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的靜剛度、增加阻尼、調(diào)整結(jié)構(gòu)件質(zhì)量和固有頻率等方法來(lái)提高機(jī)床主機(jī)的剛度和抗震性，使機(jī)床主體能適應(yīng)數(shù)控機(jī)床連續(xù)自動(dòng)地進(jìn)行切削加工的需要。采取改善機(jī)床結(jié)構(gòu)布局、減少發(fā)熱、控制溫升及熱位移補(bǔ)償?shù)却胧?，可減少熱變形對(duì)機(jī)床主機(jī)的影響。

(2)廣泛采用高性能的主軸伺服驅(qū)動(dòng)和進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)裝置，使數(shù)控機(jī)床的傳動(dòng)鏈縮短，簡(jiǎn)化了機(jī)床機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的

結(jié)構(gòu)。

(3)采用高傳動(dòng)效率、高精度、無(wú)間隙的傳動(dòng)裝置和運(yùn)動(dòng)部件，如滾珠絲杠螺母副、塑料滑動(dòng)導(dǎo)軌、直線滾動(dòng)導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌等。1.4.2數(shù)控機(jī)床的工作過(guò)程

數(shù)控機(jī)床是用數(shù)字指令進(jìn)行控制的機(jī)床，機(jī)床的所有運(yùn)動(dòng)，包括主運(yùn)動(dòng)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)與各種輔助運(yùn)動(dòng)都是用輸入數(shù)控裝置的數(shù)字信號(hào)來(lái)控制的，其加工過(guò)程可用如圖1-2所示的框圖來(lái)描述。圖1-2數(shù)控機(jī)床的工作過(guò)程具體地說(shuō)，首先必須將工件的幾何數(shù)據(jù)和工藝數(shù)據(jù)等加工信息按規(guī)定的代碼和格式編制成數(shù)控加工程序并記錄在程序介質(zhì)上，然后輸入數(shù)控裝置，經(jīng)過(guò)譯碼、數(shù)據(jù)處理、插補(bǔ)處理，發(fā)出控制指令(包括各坐標(biāo)軸的進(jìn)給速度、進(jìn)給方向和進(jìn)給位移量，各狀態(tài)控制的I/O信號(hào)等)，各指令經(jīng)過(guò)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換、放大去驅(qū)動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)，帶動(dòng)各軸運(yùn)動(dòng)，并進(jìn)行反饋控制，使各軸精確走到要求的位置。

1.5數(shù)控機(jī)床的分類

1.5.1按工藝用途分類

1．金屬切削類數(shù)控機(jī)床

金屬切削類數(shù)控機(jī)床是指以切除多余金屬材料為主要工藝方法并用數(shù)字信息控制加工過(guò)程的機(jī)床，主要有數(shù)控車(chē)床、數(shù)控銑床、數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床、數(shù)控磨床和加工中心等。盡管這些數(shù)控機(jī)床在加工工藝方法上存在很大差別，具體的控制方式也各不相同，但機(jī)床的動(dòng)作和運(yùn)動(dòng)都是數(shù)字化控制的，具有較高的生產(chǎn)率和自動(dòng)化程度。

在普通數(shù)控機(jī)床上加裝一個(gè)刀庫(kù)和換刀裝置就成為了數(shù)控加工中心機(jī)床。加工中心機(jī)床進(jìn)一步提高了普通數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)化程度和生產(chǎn)效率。例如銑、鏜、鉆加工中心，它是在數(shù)控銑床基礎(chǔ)上增加了一個(gè)容量較大的刀庫(kù)和自動(dòng)換刀裝置形成的，工件一次裝夾后，可以對(duì)箱體零件的四面甚至五面大部分加工工序進(jìn)行銑、鏜、鉆、擴(kuò)、鉸以及攻螺紋等多工序加工，特別適合箱體類零件的加工。加工中心機(jī)床可以有效地避免由于工件多次安裝造成的定位誤差，減少了機(jī)床的臺(tái)數(shù)和占地面積，縮短了輔助時(shí)間，大大提高了生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量。

2．金屬成型類數(shù)控機(jī)床

金屬成型類數(shù)控機(jī)床是指以金屬成型加工為主要工藝內(nèi)容(如沖壓、彎管、裁剪)的數(shù)控機(jī)床。主要有數(shù)控折彎?rùn)C(jī)、數(shù)控彎管機(jī)和數(shù)控轉(zhuǎn)頭壓力機(jī)等。

3．?dāng)?shù)控特種加工機(jī)床

特種加工是指利用電能、電化學(xué)能、光能、聲能或與機(jī)械能組合等形式，去除毛坯或工件上多余材料的加工方法。實(shí)現(xiàn)這些不同于傳統(tǒng)工藝方法的數(shù)控機(jī)床就是數(shù)控特種加工機(jī)床。特種加工機(jī)床主要有數(shù)控電火花線切割機(jī)床、數(shù)控電火花成型機(jī)床、數(shù)控沖床和數(shù)控激光切割機(jī)床等。

4．其他類型數(shù)控機(jī)床

其他類型數(shù)控機(jī)床是指一些采用數(shù)控技術(shù)的非加工設(shè)備，如自動(dòng)裝配機(jī)、多坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、自動(dòng)繪圖機(jī)和工業(yè)機(jī)器人等。1.5.2按控制運(yùn)動(dòng)的方式分類

1．點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床

點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)是在刀具相對(duì)于工件移動(dòng)的過(guò)

程中，不進(jìn)行切削加工，它對(duì)運(yùn)動(dòng)的軌跡沒(méi)有嚴(yán)格要求，只需實(shí)現(xiàn)一點(diǎn)到另一點(diǎn)坐標(biāo)位置的準(zhǔn)確移動(dòng)，幾個(gè)坐標(biāo)軸之間的運(yùn)動(dòng)沒(méi)有任何聯(lián)系。如圖1-3(a)所示為點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床加工示意圖。圖1-3按運(yùn)動(dòng)軌跡分類數(shù)控機(jī)床加工

2.點(diǎn)位直線控制數(shù)控機(jī)床

點(diǎn)位直線控制數(shù)控機(jī)床不僅要求具有準(zhǔn)確的定位功能，還要求從一點(diǎn)到另一點(diǎn)按直線運(yùn)動(dòng)進(jìn)行切削加工，刀具相對(duì)于工件移動(dòng)的軌跡是平行機(jī)床各坐標(biāo)軸的直線或兩軸同時(shí)移動(dòng)構(gòu)成45°的斜線(因?yàn)閮奢S進(jìn)給速度相同，所以不能沿任意斜率方向)。如圖1-3(b)所示為點(diǎn)位直線控制數(shù)控機(jī)床加工示意圖。

3．輪廓控制數(shù)控機(jī)床

輪廓控制數(shù)控機(jī)床能夠?qū)蓚€(gè)或兩個(gè)以上的坐標(biāo)軸進(jìn)行連續(xù)的切削加工控制，它不僅能控制機(jī)床移動(dòng)部件的起點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)，而且能按需要嚴(yán)格控制刀具移動(dòng)的軌跡，以加工出任

意斜線、圓弧、拋物線及其他函數(shù)關(guān)系的曲線或曲面。如圖

1-3(c)所示為輪廓控制數(shù)控機(jī)床加工示意圖。屬于這類機(jī)床的有數(shù)控車(chē)床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床、數(shù)控電火花線切割機(jī)床和加工中心等。1.5.3按控制軸數(shù)分類

數(shù)控機(jī)床工作時(shí)要對(duì)多個(gè)坐標(biāo)軸進(jìn)行控制。數(shù)控系統(tǒng)能夠控制的坐標(biāo)軸數(shù)目稱為可控軸數(shù)。該指標(biāo)與數(shù)控系統(tǒng)的運(yùn)算能力、運(yùn)算速度以及內(nèi)存容量等有關(guān)。數(shù)控系統(tǒng)控制幾個(gè)坐標(biāo)軸按需要的函數(shù)關(guān)系同時(shí)協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)稱為坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)。數(shù)控機(jī)床的聯(lián)動(dòng)軸數(shù)是指機(jī)床數(shù)控裝置控制的坐標(biāo)軸同時(shí)達(dá)到空間某一點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)目。目前有兩軸聯(lián)動(dòng)、三軸聯(lián)動(dòng)、四軸聯(lián)動(dòng)、五軸聯(lián)動(dòng)等。三軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床可以加工空間復(fù)雜曲面；四軸聯(lián)動(dòng)、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床可以加工葉輪、螺旋槳等零件。1.5.4按伺服系統(tǒng)分類

1．開(kāi)環(huán)控制數(shù)控機(jī)床

開(kāi)環(huán)控制數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒(méi)有測(cè)量反饋裝置，數(shù)控裝置發(fā)出的指令信號(hào)流是單向的，所以不存在系統(tǒng)穩(wěn)定性問(wèn)題。因?yàn)闊o(wú)位置反饋，所以精度不高，其精度主要取決于伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能。開(kāi)環(huán)控制數(shù)控機(jī)床的工作原理如圖1-4所示。開(kāi)環(huán)控制數(shù)控機(jī)床是將控制機(jī)床工作臺(tái)或刀架運(yùn)動(dòng)的位移距離、位移速度、位移方向和位移軌跡等參量通過(guò)輸入裝置輸入CNC裝置，CNC裝置根據(jù)這些參量指令計(jì)算出進(jìn)給脈沖序列，并進(jìn)行功率放大，形成驅(qū)動(dòng)裝置的控制信號(hào)。最后，由驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)或刀架按所要求的速度、軌跡、方向和移動(dòng)距離，加工出形狀、尺寸與精度符合要求的零件。圖1-4開(kāi)環(huán)控制數(shù)控機(jī)床工作原理框圖

2．半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床

半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床的工作原理如圖1-5所示，利用伺服電動(dòng)機(jī)采樣的旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行控制而不檢測(cè)工作臺(tái)的實(shí)際位置。因此，絲杠的螺距誤差和齒輪或同步帶輪等引起的誤差難以消除。半閉環(huán)控制數(shù)控系統(tǒng)環(huán)路內(nèi)不包括或只包括少量機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)，因此控制性能穩(wěn)定。而機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)的誤差，大部分可用誤差補(bǔ)償?shù)姆椒ㄏ?，因而仍可獲得滿意的精度。圖1-5半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床工作原理框圖

3．全閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床

全閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床的工作原理如圖1-6所示，其采樣點(diǎn)從機(jī)床的運(yùn)動(dòng)部件上直接引出，通過(guò)采樣工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)部件對(duì)實(shí)際位置進(jìn)行檢測(cè)，可以消除整個(gè)傳動(dòng)環(huán)節(jié)的誤差和間隙，因而具有很高的位置控制精度。但是由于位置環(huán)內(nèi)的許多機(jī)械環(huán)節(jié)的摩擦特性、剛性和間隙都是非線性的，因此故障容易造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定，造成調(diào)試?yán)щy。這類系統(tǒng)主要用于精度要求很高的鏜銑床、超精車(chē)床和螺紋車(chē)床等。圖1-6全閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床工作原理框圖1.5.5按功能水平分類

1．經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床

經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床是指采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的開(kāi)環(huán)控制的數(shù)控機(jī)床。這種機(jī)床一般精度較低、價(jià)格便宜、功能簡(jiǎn)單，適用于自動(dòng)化程度要求不高的場(chǎng)合。

2．全功能型數(shù)控機(jī)床

全功能型數(shù)控機(jī)床的功能齊全、價(jià)格較貴，適用于加工復(fù)雜的零件。

3．精密型數(shù)控機(jī)床

精密型數(shù)控機(jī)床采用閉環(huán)控制，它不僅具有全功能型數(shù)控機(jī)床的全部功能，而且機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)較快，適用于精密和超精密加工。

1.6數(shù)控機(jī)床的性能指標(biāo)與功能

1.6.1數(shù)控機(jī)床的主要性能指標(biāo)

1．?dāng)?shù)控機(jī)床的精度

精度是數(shù)控機(jī)床的重要技術(shù)指標(biāo)之一。數(shù)控機(jī)床的精度主要是指定位精度和重復(fù)定位精度，精度的高低主要由分辨率與脈沖當(dāng)量決定。

1)定位精度和重復(fù)定位精度

定位精度是指數(shù)控機(jī)床工作臺(tái)等移動(dòng)部件的實(shí)際運(yùn)動(dòng)位置與指令位置的一致程度，其不一致的差量即為定位誤差。定位誤差包括伺服系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)、進(jìn)給系統(tǒng)等誤差，還包括移動(dòng)部件導(dǎo)軌的幾何誤差等。定位誤差將直接影響零件加工的位置精度。重復(fù)定位精度是指在同一臺(tái)數(shù)控機(jī)床上，應(yīng)用相同程序、相同代碼加工一批零件，所得到的連續(xù)結(jié)果的一致程度。

重復(fù)定位精度受伺服系統(tǒng)特性、進(jìn)給系統(tǒng)的間隙與剛性以及摩擦特性等因素的影響。一般情況下，重復(fù)定位精度是成正態(tài)分布的偶然性誤差，它影響一批零件加工的一致性，是一項(xiàng)非常重要的性能指標(biāo)。

2)分辨率與脈沖當(dāng)量

分辨率是指可以分辨的最小位移間隔。對(duì)于測(cè)量系統(tǒng)而言，分辨率是可以測(cè)量的最小位移；對(duì)控制系統(tǒng)而言，分辨率是可以控制的最小位移增量，即數(shù)控裝置每發(fā)出一個(gè)脈沖信號(hào)，反映到機(jī)床移動(dòng)部件上的移動(dòng)量，一般稱為脈沖當(dāng)量。脈沖當(dāng)量是設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床的原始數(shù)據(jù)之一，其數(shù)值的大小決定數(shù)控機(jī)床的加工精度和表面質(zhì)量。脈沖當(dāng)量越小，數(shù)控機(jī)床的加工精度和加工表面質(zhì)量越高。

2．?dāng)?shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)性能指標(biāo)

1)主軸轉(zhuǎn)速

以中等規(guī)格的數(shù)控機(jī)床為例，數(shù)控車(chē)床從過(guò)去的1000～2000?r/min提高到4000～6000?r/min，加工中心從過(guò)去的2000～3000r/min提高到現(xiàn)在的10?000r/min以上。在高速加工的數(shù)控機(jī)床上，通常采用電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子和主軸一體的電主軸，可以使主軸達(dá)到每分鐘數(shù)萬(wàn)轉(zhuǎn)。這樣對(duì)各種小孔加工以及提高零件加工質(zhì)量和表面質(zhì)量都極為有利。

2)進(jìn)給速度和加速度

數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給速度和切削速度一樣，是影響零件加工質(zhì)量、加工效率和刀具壽命的主要因素。目前國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給速度可達(dá)10～15m/min，國(guó)外一般可達(dá)15～30m/min。

進(jìn)給加速度是反映進(jìn)給速度提速能力的性能指標(biāo)，也是反映機(jī)床加工效率的重要指標(biāo)。國(guó)外廠家生產(chǎn)的加工中心加速度可達(dá)2g。

3)坐標(biāo)行程

數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)軸X、Y、Z的行程大小，構(gòu)成數(shù)控機(jī)床的空間加工范圍，即加工零件的大小。

4)刀庫(kù)容量和換刀時(shí)間

刀庫(kù)容量是指刀庫(kù)能存放加工所需要的刀具數(shù)量。目前常見(jiàn)的中小型加工中心多為16～60把，大型加工中心達(dá)100把以上。換刀時(shí)間指有自動(dòng)換刀系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床，將主軸上使用的刀具與裝在刀庫(kù)上的下一工序需用的刀具進(jìn)行交換所需要的時(shí)間。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床的換刀時(shí)間可達(dá)到4～5s。刀庫(kù)容量和換刀時(shí)間對(duì)數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)率有直接影響。1.6.2數(shù)控機(jī)床的主要功能

1．準(zhǔn)備功能

準(zhǔn)備功能也稱為G功能，它是確定數(shù)控機(jī)床工作方式或控制系統(tǒng)工作方式的一種命令。

準(zhǔn)備功能包括數(shù)控軸的基本移動(dòng)、程序暫停、平面選擇、坐標(biāo)設(shè)定、刀具補(bǔ)償、基準(zhǔn)點(diǎn)返回、固定循環(huán)、公英制轉(zhuǎn)換等。

2．輔助功能

輔助功能也叫M功能，它是控制機(jī)床或系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)功能的一種命令。各種型號(hào)的數(shù)控裝置具有的輔助功能差別很大，常用的輔助功能有程序停、主軸正/反轉(zhuǎn)、冷卻液接通和斷開(kāi)、換刀等。

3．插補(bǔ)功能

要進(jìn)行軌跡加工，數(shù)控系統(tǒng)必須從一條已知起點(diǎn)和終點(diǎn)的曲線上自動(dòng)進(jìn)行“數(shù)據(jù)點(diǎn)密化”的工作，這就是插補(bǔ)。

數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)工件加工程序中提供的數(shù)據(jù)，如曲線的種類、起點(diǎn)、終點(diǎn)等進(jìn)行運(yùn)算。根據(jù)運(yùn)算結(jié)果，分別向各坐標(biāo)軸發(fā)出進(jìn)給脈沖。進(jìn)給脈沖通過(guò)伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)或刀具做相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)，加工出零件的輪廓。插補(bǔ)功能包括直線插補(bǔ)功能、圓弧插補(bǔ)功能等。

4．進(jìn)給速度、主軸轉(zhuǎn)速功能

進(jìn)給功能、主軸轉(zhuǎn)速功能用來(lái)設(shè)定進(jìn)給速度和主軸轉(zhuǎn)速。另外，數(shù)控機(jī)床控制面板上一般設(shè)有進(jìn)給速度、主軸轉(zhuǎn)速的倍率開(kāi)關(guān)，用來(lái)在程序執(zhí)行中根據(jù)加工狀態(tài)和程序設(shè)定值隨時(shí)調(diào)整實(shí)際進(jìn)給速度和主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速，以達(dá)到最佳的切削效果。

5．刀具功能

刀具功能使數(shù)控機(jī)床可以實(shí)現(xiàn)刀具的自動(dòng)選擇和自動(dòng)換刀。

6．補(bǔ)償功能

(1)刀具的尺寸補(bǔ)償：如刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償、刀具半徑補(bǔ)償和刀尖圓弧補(bǔ)償。這些功能可以補(bǔ)償?shù)毒吣p以及換刀時(shí)對(duì)準(zhǔn)正確位置，簡(jiǎn)化編程。

(2)絲杠的螺距誤差補(bǔ)償和反向間隙補(bǔ)償或者熱變形補(bǔ)償：通過(guò)事先檢測(cè)出絲杠螺距誤差和反向間隙，并輸入到CNC系統(tǒng)中，在實(shí)際加工中進(jìn)行補(bǔ)償，從而提高數(shù)控機(jī)床的加工精度。

7．程序管理功能

程序管理功能是指對(duì)加工程序的檢索、編制、修改、插入、刪除、更名、鎖住、在線編輯(即后臺(tái)編輯，在執(zhí)行自動(dòng)加工的同時(shí)進(jìn)行編輯)以及程序的存儲(chǔ)、通信等。

8．自診斷功能

為了防止故障的發(fā)生或在發(fā)生故障后可以迅速查明故障的類型和部位，以減少停機(jī)時(shí)間，CNC系統(tǒng)中設(shè)置了各種診斷程序，對(duì)其軟件、硬件故障進(jìn)行自我診斷。診斷程序一般可以包含在系統(tǒng)程序中，在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行檢查和診斷；也可以作為服務(wù)性程序，在系統(tǒng)運(yùn)行前或故障停機(jī)后進(jìn)行診斷，查找故障的部位，有的CNC可以進(jìn)行遠(yuǎn)程通信診斷。

9．通信功能

為了適應(yīng)柔性制造系統(tǒng)(FMS)和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)的需求，CNC裝置通常具有RS232C通信接口，有的還備有DNC接口，也有的CNC還可以通過(guò)制造自動(dòng)化協(xié)議(MAP)接入工廠的通信網(wǎng)絡(luò)。

10．字符、圖形顯示功能

CNC控制器可以配置單色或彩色CRT、LCD，通過(guò)軟件和硬件接口實(shí)現(xiàn)字符和圖形的顯示。該功能通?？梢燥@示程序、參數(shù)、各種補(bǔ)償量、坐標(biāo)位置、故障信息、人機(jī)對(duì)話編程菜單、零件圖形及刀具實(shí)際移動(dòng)軌跡的坐標(biāo)等。

1.7數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及其應(yīng)用

1.7.1數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)

(1)對(duì)加工對(duì)象的適應(yīng)性強(qiáng)。在數(shù)控機(jī)床上改變加工零件時(shí)，只需重新編制(更換)程序，輸入新的程序就能實(shí)現(xiàn)對(duì)新零件的加工，這就為復(fù)雜結(jié)構(gòu)的單件、小批量生產(chǎn)以及試制新產(chǎn)品提供了極大的便利。

(2)加工精度高。數(shù)控機(jī)床是按數(shù)字形式給出的指令進(jìn)行加工的。目前數(shù)控機(jī)床的脈沖當(dāng)量普遍達(dá)到了0.001?mm，而且進(jìn)給傳動(dòng)鏈的反向間隙與絲杠螺距誤差等均可由數(shù)控裝置進(jìn)行補(bǔ)償，因此，數(shù)控機(jī)床能達(dá)到很高的加工精度。

(3)生產(chǎn)效率高。數(shù)控機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量的變化范圍比普通機(jī)床大，因此，數(shù)控機(jī)床的每一道工序都選用最有利的切削用量。由于數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)剛性好，因此允許進(jìn)行大切削量的強(qiáng)力切削，這就提高了數(shù)控機(jī)床的切削功率，節(jié)省了機(jī)動(dòng)時(shí)間。

數(shù)控機(jī)床更換被加工零件時(shí)幾乎不需要重新調(diào)整機(jī)床，故節(jié)省了零件安裝、調(diào)整時(shí)間。數(shù)控機(jī)床加工質(zhì)量穩(wěn)定，一般只做首件檢驗(yàn)和工序間關(guān)鍵尺寸的抽樣檢驗(yàn)，因此節(jié)省了停機(jī)檢驗(yàn)時(shí)間。

(4)經(jīng)濟(jì)效益好。在單件、小批量生產(chǎn)的情況下，使用數(shù)控機(jī)床加工，可節(jié)省劃線工時(shí)，減少調(diào)整、加工和檢驗(yàn)時(shí)間，節(jié)省了直接生產(chǎn)費(fèi)用；使用數(shù)控機(jī)床加工零件時(shí)一般不需要制作專用夾具，節(jié)省了工藝裝備費(fèi)用；數(shù)控機(jī)床加工精度穩(wěn)定，減少了廢品率，使生產(chǎn)成本進(jìn)一步下降。

(5)自動(dòng)化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度低。數(shù)控機(jī)床對(duì)零件的加工是按事先編好的程序自動(dòng)完成的，操作者除了安放穿孔帶或操作鍵盤(pán)、裝卸工件、關(guān)鍵工序的中間檢測(cè)以及觀察機(jī)床運(yùn)行之外，不需要進(jìn)行繁雜的重復(fù)性手工操作，勞動(dòng)強(qiáng)度與緊張程度均可大為減輕，加上數(shù)控機(jī)床一般都具有較好的安全防護(hù)、自動(dòng)排屑、自動(dòng)冷卻和自動(dòng)潤(rùn)滑裝置