數(shù)控機(jī)床是數(shù)字控制機(jī)床（Computer numerical control machine tools）的簡稱，是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動(dòng)化機(jī)床。該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，用代碼化的數(shù)字表示，通過信息載體輸入數(shù)控裝置。經(jīng)運(yùn)算處理由數(shù)控裝置發(fā)出各種控制信號，控制機(jī)床的動(dòng)作，按圖紙要求的形狀和尺寸，自動(dòng)地將零件加工出來。

數(shù)控機(jī)床較好地解決了復(fù)雜、精密、小批量、多品種的零件加工問題，是一種柔性的、高效能的自動(dòng)化機(jī)床，代表了現(xiàn)代機(jī)床控制技術(shù)的發(fā)展方向，是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。

數(shù)控機(jī)床的操作和監(jiān)控全部在這個(gè)數(shù)控單元中完成，它是數(shù)控機(jī)床的大腦。與普通機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床有如下特點(diǎn)：

1、對加工對象的適應(yīng)性強(qiáng)，適應(yīng)模具等產(chǎn)品單件生產(chǎn)的特點(diǎn)，為模具的制造提供了合適的加工方法；

2、加工精度高，具有穩(wěn)定的加工質(zhì)量；

3、可進(jìn)行多坐標(biāo)的聯(lián)動(dòng)，能加工形狀復(fù)雜的零件；

4、加工零件改變時(shí)，一般只需要更改數(shù)控程序，可節(jié)省生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間；

5、機(jī)床本身的精度高、剛性大，可選擇有利的加工用量，生產(chǎn)率高（一般為普通機(jī)床的3~5倍）；

6、機(jī)床自動(dòng)化程度高，可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度；

7、有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化。數(shù)控機(jī)床使用數(shù)字信息與標(biāo)準(zhǔn)代碼處理、傳遞信息，使用了計(jì)算機(jī)控制方法，為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、制造及管理一體化奠定了基礎(chǔ)；

8、對操作人員的素質(zhì)要求較高，對維修人員的技術(shù)要求更高；

9、可靠性高。

數(shù)控機(jī)床與傳統(tǒng)機(jī)床相比，具有以下一些特點(diǎn)。

1、具有高度柔性

數(shù)控機(jī)床（圖2）

在數(shù)控機(jī)床上加工零件，主要取決于加工程序，它與普通機(jī)床不同，不必制造，更換許多模具、夾具，不需要經(jīng)常重新調(diào)整機(jī)床。因此，數(shù)控機(jī)床適用于所加工的零件頻繁更換的場合，亦即適合單件，小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)及新產(chǎn)品的開發(fā)，從而縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，節(jié)省了大量工藝裝備的費(fèi)用。

2、加工精度高

數(shù)控機(jī)床的加工精度一般可達(dá)0.05—0.1MM，數(shù)控機(jī)床是按數(shù)字信號形式控制的，數(shù)控裝置每輸出一脈沖信號，則機(jī)床移動(dòng)部件移動(dòng)一具脈沖當(dāng)量（一般為0.001MM），而且機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)鏈的反向間隙與絲桿螺距平均誤差可由數(shù)控裝置進(jìn)行曲補(bǔ)償，因此，數(shù)控機(jī)床定位精度比較高。

3、加工質(zhì)量穩(wěn)定、可靠

加工同一批零件，在同一機(jī)床，在相同加工條件下，使用相同刀具和加工程序，刀具的走刀軌跡完全相同，零件的一致性好，質(zhì)量穩(wěn)定。

4、生產(chǎn)率高

五軸聯(lián)動(dòng)加工中心

數(shù)控機(jī)床可有效地減少零件的加工時(shí)間和輔助時(shí)間，數(shù)控機(jī)床的主軸聲速和進(jìn)給量的范圍大，允許機(jī)床進(jìn)行大切削量的強(qiáng)力切削。數(shù)控機(jī)床正進(jìn)入高速加工時(shí)代，數(shù)控機(jī)床移動(dòng)部件的快速移動(dòng)和定位及高速切削加工，極大地提高了生產(chǎn)率。另外，與加工中心的刀庫配合使用，可實(shí)現(xiàn)在一臺機(jī)床上進(jìn)行多道工序的連續(xù)加工，減少了半成品的工序間周轉(zhuǎn)時(shí)間，提高了生產(chǎn)率。

5、改善勞動(dòng)條件

數(shù)控機(jī)床加工前是經(jīng)調(diào)整好后，輸入程序并啟動(dòng)，機(jī)床就能有自動(dòng)連續(xù)地進(jìn)行加工，直至加工結(jié)束。操作者要做的只是程序的輸入、編輯、零件裝卸、刀具準(zhǔn)備、加工狀態(tài)的觀測、零件的檢驗(yàn)等工作，勞動(dòng)強(qiáng)度大降低，機(jī)床操作者的勞動(dòng)趨于智力型工作。另外，機(jī)床一般是結(jié)合起來，既清潔，又安全。

6、利用生產(chǎn)管理現(xiàn)代化

數(shù)控機(jī)床的加工，可預(yù)先精確估計(jì)加工時(shí)間，對所使用的刀具、夾具可進(jìn)行規(guī)范化，現(xiàn)代化管理，易于實(shí)現(xiàn)加工信息的標(biāo)準(zhǔn)化，已與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造（CAD/CAM）有機(jī)地結(jié)合起來，是現(xiàn)代化集成制造技術(shù)的基礎(chǔ) ^[1]  。

基本組成

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數(shù)控機(jī)床的基本組成包括加工程序載體、數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動(dòng)裝置、機(jī)床主體和其他輔助裝置。下面分別對各組成部分的基本工作原理進(jìn)行概要說明。

加工程序載體

高速數(shù)控機(jī)床

數(shù)控機(jī)床工作時(shí)，不需要工人直接去操作機(jī)床，要對數(shù)控機(jī)床進(jìn)行控制，必須編制加工程序。零件加工程序中，包括機(jī)床上刀具和工件的相對運(yùn)動(dòng)軌跡、工藝參數(shù)（進(jìn)給量主軸轉(zhuǎn)速等）和輔助運(yùn)動(dòng)等。將零件加工程序用一定的格式和代碼，存儲在一種程序載體上，如穿孔紙帶、盒式磁帶、軟磁盤等，通過數(shù)控機(jī)床的輸入裝置，將程序信息輸入到CNC單元。

數(shù)控裝置

數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的核心?，F(xiàn)代數(shù)控裝置均采用CNC（Computer Numerical Control）形式，這種CNC裝置一般使用多個(gè)微處理器，以程序化的軟件形式實(shí)現(xiàn)數(shù)控功能，因此又稱軟件數(shù)控（Software NC）。CNC系統(tǒng)是一種位置控制系統(tǒng)，它是根據(jù)輸入數(shù)據(jù)插補(bǔ)出理想的運(yùn)動(dòng)軌跡，然后輸出到執(zhí)行部件加工出所需要的零件。因此，數(shù)控裝置主要由輸入、處理和輸出三個(gè)基本部分構(gòu)成。而所有這些工作都由計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)程序進(jìn)行合理地組織，使整個(gè)系統(tǒng)協(xié)調(diào)地進(jìn)行工作。

1）輸入裝置：將數(shù)控指令輸入給數(shù)控裝置，根據(jù)程序載體的不同，相應(yīng)有不同的輸入裝置。主要有鍵盤輸入、磁盤輸入、CAD/CAM系統(tǒng)直接通信方式輸入和連接上級計(jì)算機(jī)的DNC（直接數(shù)控）輸入，現(xiàn)仍有不少系統(tǒng)還保留有光電閱讀機(jī)的紙帶輸入形式。

（1）紙帶輸入方式?？捎眉垘Ч怆婇喿x機(jī)讀入零件程序，直接控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)，也可以將紙帶內(nèi)容讀入存儲器，用存儲器中儲存的零件程序控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)。

（2）MDI手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入方式。操作者可利用操作面板上的鍵盤輸入加工程序的指令，它適用于比較短的程序。

在控制裝置編輯狀態(tài)（EDIT）下，用軟件輸入加工程序，并存入控制裝置的存儲器中，這種輸入方法可重復(fù)使用程序。一般手工編程均采用這種方法。

在具有會話編程功能的數(shù)控裝置上，可按照顯示器上提示的問題，選擇不同的菜單，用人機(jī)對話的方法，輸入有關(guān)的尺寸數(shù)字，就可自動(dòng)生成加工程序。

（3）采用DNC直接數(shù)控輸入方式。把零件程序保存在上級計(jì)算機(jī)中，CNC系統(tǒng)一邊加工一邊接收來自計(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。

不同類型的數(shù)控機(jī)床(13張)

2）信息處理：輸入裝置將加工信息傳給CNC單元，編譯成計(jì)算機(jī)能識別的信息，由信息處理部分按照控制程序的規(guī)定，逐步存儲并進(jìn)行處理后，通過輸出單元發(fā)出位置和速度指令給伺服系統(tǒng)和主運(yùn)動(dòng)控制部分。CNC系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)包括：零件的輪廓信息（起點(diǎn)、終點(diǎn)、直線、圓弧等）、加工速度及其他輔助加工信息（如換刀、變速、冷卻液開關(guān)等），數(shù)據(jù)處理的目的是完成插補(bǔ)運(yùn)算前的準(zhǔn)備工作。數(shù)據(jù)處理程序還包括刀具半徑補(bǔ)償、速度計(jì)算及輔助功能的處理等。

3）輸出裝置：輸出裝置與伺服機(jī)構(gòu)相聯(lián)。輸出裝置根據(jù)控制器的命令接受運(yùn)算器的輸出脈沖，并把它送到各坐標(biāo)的伺服控制系統(tǒng)，經(jīng)過功率放大，驅(qū)動(dòng)伺服系統(tǒng)，從而控制機(jī)床按規(guī)定要求運(yùn)動(dòng)。

伺服與測量反饋系統(tǒng)

伺服系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的重要組成部分，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)的作用是把接受來自數(shù)控裝置的指令信息，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)。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，并能忠實(shí)地執(zhí)行來自數(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。

測量元件將數(shù)控機(jī)床各坐標(biāo)軸的實(shí)際位移值檢測出來并經(jīng)反饋系統(tǒng)輸入到機(jī)床的數(shù)控裝置中，數(shù)控裝置對反饋回來的實(shí)際位移值與指令值進(jìn)行比較，并向伺服系統(tǒng)輸出達(dá)到設(shè)定值所需的位移量指令。

機(jī)床主體

機(jī)床主機(jī)是數(shù)控機(jī)床的主體。它包括床身、底座、立柱、橫梁、滑座、工作臺、主軸箱、進(jìn)給機(jī)構(gòu)、刀架及自動(dòng)換刀裝置等機(jī)械部件。它是在數(shù)控機(jī)床上自動(dòng)地完成各種切削加工的機(jī)械部分。與傳統(tǒng)的機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床主體具有如下結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

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、控制溫升及采用熱位移補(bǔ)償?shù)却胧蓽p少熱變形對機(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。

數(shù)控機(jī)床輔助裝置

輔助裝置是保證充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床功能所必需的配套裝置，常用的輔助裝置包括：氣動(dòng)、液壓裝置，排屑裝置，冷卻、潤滑裝置，回轉(zhuǎn)工作臺和數(shù)控分度頭，防護(hù)，照明等各種輔助裝置 ^[1]  。

技術(shù)應(yīng)用

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數(shù)控機(jī)床是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動(dòng)化機(jī)床，能夠根據(jù)已編好的程序，使機(jī)床動(dòng)作并加工零件。它綜合了機(jī)械、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)、測量、微電子等最新技術(shù)，使用了多種傳感器，在數(shù)控機(jī)床上應(yīng)用的傳感器主要有光電編碼器、直線光柵、接近開關(guān)、溫度傳感器、霍爾傳感器、電流傳感器、電壓傳感器、壓力傳感器、液位傳感器、旋轉(zhuǎn)變壓器、感應(yīng)同步器、速度傳感器等，主要用來檢測位置、直線位移和角位移、速度、壓力、溫度等。

1、數(shù)控機(jī)床對傳感器的要求

1）可靠性高和抗干擾性強(qiáng)；

2）滿足精度和速度的要求；

3）使用維護(hù)方便，適合機(jī)床運(yùn)行環(huán)境；

4）成本低。

不同種類數(shù)控機(jī)床對傳感器的要求也不盡相同，一般來說，大型機(jī)床要求速度響應(yīng)高，中型和高精度數(shù)控機(jī)床以要求精度為主。

2、感應(yīng)同步器的應(yīng)用

感應(yīng)同步器是利用兩個(gè)平面形繞組的互感隨位置不同而變化的原理制成的。其功能是將角度或直線位移轉(zhuǎn)變成感應(yīng)電動(dòng)勢的相位或幅值，可用來測量直線或轉(zhuǎn)角位移。按其結(jié)構(gòu)可分為直線式和旋轉(zhuǎn)式兩種。直線式感應(yīng)同步器由定尺和滑尺兩部分組成，定尺安裝在機(jī)床床身上，滑尺安裝于移動(dòng)部件上，隨工作臺一起移動(dòng)；旋轉(zhuǎn)式感應(yīng)同步器定子為固定的圓盤，轉(zhuǎn)子為轉(zhuǎn)動(dòng)的圓盤。感應(yīng)同步器具有較高的精度與分辨力、抗干擾能力強(qiáng)、使用壽命長、維護(hù)簡單、長距離位移測量、工藝性好、成本較低等優(yōu)點(diǎn)。旋轉(zhuǎn)式感應(yīng)同步器則被廣泛地用于機(jī)床和儀器的轉(zhuǎn)臺以及各種回轉(zhuǎn)伺服控制系統(tǒng)中。

加工中心

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第一臺加工中心是1958年由美國卡尼-特雷克公司首先研制成功的。它在數(shù)控臥式鏜銑床的基礎(chǔ)上增加了自動(dòng)換刀裝置，從而實(shí)現(xiàn)了工件一次裝夾后即可進(jìn)行銑削、鉆削、鏜削、鉸削和攻絲等多種工序的集中加工。加工中心是帶有刀庫和自動(dòng)換刀裝置的一種高度自動(dòng)化的多功能數(shù)控機(jī)床。工件在加工中心上經(jīng)一次裝夾后，能對兩個(gè)以上的表面完成多種工序的加工，并且有多種換刀或選刀功能，從而使生產(chǎn)效率大大提高。

加工中心按其加工工序分為鏜銑和車削兩大類，按控制軸數(shù)可分為三軸、四軸和五軸加工中心。

維護(hù)檢修

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延長元器件的壽命和零部件的磨損周期，預(yù)防各種故障，提高數(shù)控機(jī)床的平均無故障工作時(shí)間和使用壽命。

使用注意

1、數(shù)控機(jī)床的使用環(huán)境：對于數(shù)控機(jī)床最好使其置于有恒溫的環(huán)境和遠(yuǎn)離震動(dòng)較大的設(shè)備（如沖床）和有電磁干擾的設(shè)備；

2、電源要求；

3、數(shù)控機(jī)床應(yīng)有操作規(guī)程：進(jìn)行定期的維護(hù)、保養(yǎng)，出現(xiàn)故障注意記錄保護(hù)現(xiàn)場等；

4、數(shù)控機(jī)床不宜長期封存，長期會導(dǎo)致儲存系統(tǒng)故障，數(shù)據(jù)的丟失；

5、注意培訓(xùn)和配備操作人員、維修人員及編程人員

維護(hù)章程

數(shù)控系統(tǒng)的維護(hù)

1、嚴(yán)格遵守操作規(guī)程和日常維護(hù)制度

2、防止灰塵進(jìn)入數(shù)控裝置內(nèi)：漂浮的灰塵和金屬粉末容易引起元器件間絕緣電阻下降，從而出現(xiàn)故障甚至損壞元器件。

3、定時(shí)清掃數(shù)控柜的散熱通風(fēng)系統(tǒng)

4、經(jīng)常監(jiān)視數(shù)控系統(tǒng)的電網(wǎng)電壓：電網(wǎng)電壓范圍在額定值的85%～110%。

5、定期更換存儲器用電池

6、數(shù)控系統(tǒng)長期不用時(shí)的維護(hù)：經(jīng)常給數(shù)控系統(tǒng)通電或使數(shù)控機(jī)床運(yùn)行溫機(jī)程序。

7、備用電路板的維護(hù)機(jī)械部件的維護(hù)

機(jī)械部件的維護(hù)

1、刀庫及換刀機(jī)械手的維護(hù)

1）用手動(dòng)方式往刀庫上裝刀時(shí)，要保證裝到位，檢查刀座上的鎖緊是否可靠；

2）嚴(yán)禁把超重、超長的刀具裝入刀庫，防止機(jī)械手換刀時(shí)掉刀或刀具與工件、夾具等發(fā)生碰撞；

3）采用順序選刀方式須注意刀具放置在刀庫上的順序是否正確。其他選刀方式也要注意所換刀具號是否與所需刀具一致，防止換錯(cuò)刀具導(dǎo)致事故發(fā)生；

4）注意保持刀具刀柄和刀套的清潔；

5）經(jīng)常檢查刀庫的回零位置是否正確，檢查機(jī)床主軸回?fù)Q刀點(diǎn)位置是否到位，并及時(shí)調(diào)整，否則不能完成換刀動(dòng)作；

6）開機(jī)時(shí)，應(yīng)先使刀庫和機(jī)械手空運(yùn)行，檢查各部分工作是否正常，特別是各行程開關(guān)和電磁閥能否正常動(dòng)作。

2、滾珠絲杠副的維護(hù)

1）定期檢查、調(diào)整絲杠螺母副的軸向間隙，保證反向傳動(dòng)精度和軸向剛度；

2）定期檢查絲杠支撐與床身的連接是否松動(dòng)以及支撐軸承是否損壞。如有以上問題要及時(shí)緊固松動(dòng)部位，更換支撐軸承；

3）采用潤滑脂的滾珠絲杠，每半年清洗一次絲杠上的舊油脂，更換新油脂。用潤滑油潤滑的滾珠絲杠，每天機(jī)床工作前加油一次；

4）注意避免硬質(zhì)灰塵或切屑進(jìn)入絲杠防護(hù)罩和工作過程中碰擊防護(hù)罩，防護(hù)裝置一有損壞要及時(shí)更換。

3、主傳動(dòng)鏈的維護(hù)

1）定期調(diào)整主軸驅(qū)動(dòng)帶的松緊程度；

2）防止各種雜質(zhì)進(jìn)入油箱。每年更換一次潤滑油；

3）保持主軸與刀柄連接部位的清潔。需及時(shí)調(diào)整液壓缸和活塞的位移量；

4）要及時(shí)調(diào)整配重。

4、液壓系統(tǒng)維護(hù)

1）定期過濾或更換油液；

2）控制液壓系統(tǒng)中油液的溫度；

3）防止液壓系統(tǒng)泄漏；

4）定期檢查清洗油箱和管路；

5）執(zhí)行日常點(diǎn)檢查制度。

5、氣動(dòng)系統(tǒng)維護(hù)

1）清除壓縮空氣的雜質(zhì)和水分；

2）檢查系統(tǒng)中油霧器的供油量；

3）保持系統(tǒng)的密封性；

4）注意調(diào)節(jié)工作壓力；

5）清洗或更換氣動(dòng)元件、濾芯；

故障檢修

在數(shù)控機(jī)床中，大部分的故障都有資料可查，但也有一些故障，提供的報(bào)警信息較含糊甚至根本無報(bào)警，或者出現(xiàn)的周期較長，無規(guī)律，不定期，給查找分析帶來了很多困難。對這類機(jī)床故障，需要對具體情況分析，進(jìn)行耐心的查找，而且檢查時(shí)特別需要機(jī)械、電氣、液壓等方面的綜合知識，不然就很難快速、正確地找到故障的真正原因。

加工精度異常故障：系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化或改動(dòng)、機(jī)械故障、機(jī)床電氣參數(shù)未優(yōu)化電機(jī)運(yùn)行異常、機(jī)床位置環(huán)異?；蚩刂七壿嫴煌祝巧a(chǎn)中數(shù)控機(jī)床加工精度異常故障的常見原因，找出相關(guān)故障點(diǎn)并進(jìn)行處理，機(jī)床均可恢復(fù)正常。生產(chǎn)中經(jīng)常會遇到數(shù)控機(jī)床加工精度異常的故障。此類故障隱蔽性強(qiáng)、診斷難度大。

導(dǎo)致此類故障的原因主要有5個(gè)方面：

1、機(jī)床進(jìn)給單位被改動(dòng)或變化；

2、機(jī)床各軸的零點(diǎn)偏置（NULLOFFSET）異常；

3、軸向的反向間隙（BACKLASH）異常；

4、電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)異常，即電氣及控制部分故障；

5、機(jī)械故障，如絲桿、軸承、軸聯(lián)器等部件。

此外，加工程序的編制、刀具的選擇及人為因素，也可能導(dǎo)致加工精度異常。

機(jī)械故障導(dǎo)致的加工精度異常，主要應(yīng)對以下幾方面逐一進(jìn)行檢查。

1、檢查機(jī)床精度異常時(shí)正運(yùn)行的加工程序段，特別是刀具長度補(bǔ)償、加工坐標(biāo)系（G54～G59）的校對及計(jì)算。

2、在點(diǎn)動(dòng)方式下，反復(fù)運(yùn)動(dòng)Z軸，經(jīng)過視、觸、聽對其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)診斷，發(fā)現(xiàn)Z向運(yùn)動(dòng)聲音異常，特別是快速點(diǎn)動(dòng)，噪聲更加明顯。由此判斷，機(jī)械方面可能存在隱患 ^[1]  。

故障排除

1、初始化復(fù)位法：一般情況下，由于瞬時(shí)故障引起的系統(tǒng)報(bào)警，可用硬件復(fù)位或開關(guān)系統(tǒng)電源依次來清除故障，若系統(tǒng)工作存貯區(qū)由于掉電，拔插線路板或電池欠壓造成混亂，則必須對系統(tǒng)進(jìn)行初始化清除，清除前應(yīng)注意作好數(shù)據(jù)拷貝記錄，若初始化后故障仍無法排除，則進(jìn)行硬件診斷。

2、參數(shù)更改，程序更正法：系統(tǒng)參數(shù)是確定系統(tǒng)功能的依據(jù)，參數(shù)設(shè)定錯(cuò)誤就可能造成系統(tǒng)的故障或某功能無效。有時(shí)由于用戶程序錯(cuò)誤亦可造成故障停機(jī)，對此可以采用系統(tǒng)的塊搜索功能進(jìn)行檢查，改正所有錯(cuò)誤，以確保其正常運(yùn)行。

3、調(diào)節(jié)，最佳化調(diào)整法：調(diào)節(jié)是一種最簡單易行的辦法。通過對電位計(jì)的調(diào)節(jié)，修正系統(tǒng)故障。如某廠維修中，其系統(tǒng)顯示器畫面混亂，經(jīng)調(diào)節(jié)后正常。如在某廠，其主軸在啟動(dòng)和制動(dòng)時(shí)發(fā)生皮帶打滑，原因是其主軸負(fù)載轉(zhuǎn)矩大，而驅(qū)動(dòng)裝置的斜升時(shí)間設(shè)定過小，經(jīng)調(diào)節(jié)后正常。

最佳化調(diào)整是系統(tǒng)地對伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與被拖動(dòng)的機(jī)械系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)最佳匹配的綜合調(diào)節(jié)方法，其辦法很簡單，用一臺多線記錄儀或具有存貯功能的雙蹤示波器，分別觀察指令和速度反饋或電流反饋的響應(yīng)關(guān)系。通過調(diào)節(jié)速度調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)和積分時(shí)間，來使伺服系統(tǒng)達(dá)到即有較高的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，而又不振蕩的最佳工作狀態(tài)。在現(xiàn)場沒有示波器或記錄儀的情況下，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，即調(diào)節(jié)使電機(jī)起振，然后向反向慢慢調(diào)節(jié)，直到消除震蕩即可。

4、備件替換法：用好的備件替換診斷出壞的線路板，并做相應(yīng)的初始化啟動(dòng)，使機(jī)床迅速投入正常運(yùn)轉(zhuǎn)，然后將壞板修理或返修，這是最常用的排故辦法。

5、改善電源質(zhì)量法：一般采用穩(wěn)壓電源，來改善電源波動(dòng)。對于高頻干擾可以采用電容濾波法，通過這些預(yù)防性措施來減少電源板的故障。

6、維修信息跟蹤法：一些大的制造公司根據(jù)實(shí)際工作中由于設(shè)計(jì)缺陷造成的偶然故障，不斷修改和完善系統(tǒng)軟件或硬件。這些修改以維修信息的形式不斷提供給維修人員。以此做為故障排除的依據(jù)，可正確徹底地排除故障。

診斷方法

數(shù)控機(jī)床電氣故障診斷有故障檢測、故障判斷及隔離和故障定位三個(gè)階段。第一階段的故障檢測就是對數(shù)控機(jī)床進(jìn)行測試，判斷是否存在故障；第二階段是判定故障性質(zhì)，并分離出故障的部件或模塊；第三階段是將故障定位到可以更換的模塊或印制線路板，以縮短修理時(shí)間。為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)出現(xiàn)的故障，快速確定故障所在部位并能及時(shí)排除，要求故障診斷應(yīng)盡可能少且簡便，故障診斷所需的時(shí)間應(yīng)盡可能短。為此，可以采用以下的診斷方法：

1、直觀法

利用感覺器官，注意發(fā)生故障時(shí)的各種現(xiàn)象，如故障時(shí)有無火花、亮光產(chǎn)生，有無異常響聲、何處異常發(fā)熱及有無焦煳味等。仔細(xì)觀察可能發(fā)生故障的每塊印制線路板的表面狀況，有無燒毀和損傷痕跡，以進(jìn)一步縮小檢查范圍，這是一種最基本、最常用的方法。

2、CNC 系統(tǒng)的自診斷功能

依靠CNC系統(tǒng)快速處理數(shù)據(jù)的能力，對出錯(cuò)部位進(jìn)行多路、快速的信號采集和處理，然后由診斷程序進(jìn)行邏輯分析判斷，以確定系統(tǒng)是否存在故障，及時(shí)對故障進(jìn)行定位?，F(xiàn)代CNC系統(tǒng)自診斷功能可以分為以下兩類：

1）開機(jī)自診斷開機(jī)自診斷是指從每次通電開始至進(jìn)入正常的運(yùn)行準(zhǔn)備狀態(tài)為止，系統(tǒng)內(nèi)部的診斷程序自動(dòng)執(zhí)行對CPU、存儲器、總線、I/O單元等模塊、印制線路板、CRT 單元、光電閱讀機(jī)及軟盤驅(qū)動(dòng)器等設(shè)備運(yùn)行前的功能測試，確認(rèn)系統(tǒng)的主要硬件是否可以正常工作。

2）故障信息提示當(dāng)機(jī)床運(yùn)行中發(fā)生故障時(shí)，在CRT 顯示器上會顯示編號和內(nèi)容。根據(jù)提示，查閱有關(guān)維修手冊，確認(rèn)引起故障的原因及排除方法。一般來說，數(shù)控機(jī)床診斷功能提示的故障信息越豐富，越能給故障診斷帶來方便。但要注意的是，有些故障根據(jù)故障內(nèi)容提示和查閱手冊可直接確認(rèn)故障原因；而有些故障的真正原因與故障內(nèi)容提示不相符，或一個(gè)故障顯示有多個(gè)故障原因，這就要求維修人員必須找出它們之間的內(nèi)在聯(lián)系，間接地確認(rèn)故障原因。

3、數(shù)據(jù)和狀態(tài)檢查

CNC系統(tǒng)的自診斷不但能在CRT 顯示器上顯示故障報(bào)警信息，而且能以多頁的“診斷地址”和“診斷數(shù)據(jù)”的形式提供機(jī)床參數(shù)和狀態(tài)信息，常見的數(shù)據(jù)和狀態(tài)檢查有參數(shù)檢查和接口檢查兩種。

1）參數(shù)檢查數(shù)控機(jī)床的機(jī)床數(shù)據(jù)是經(jīng)過一系列試驗(yàn)和調(diào)整而獲得的重要參數(shù)，是機(jī)床正常運(yùn)行的保證。這些數(shù)據(jù)包括增益、加速度、輪廓監(jiān)控允差、反向間隙補(bǔ)償值和絲杠螺距補(bǔ)償值等。當(dāng)受到外部干擾時(shí)，會使數(shù)據(jù)丟失或發(fā)生混亂，機(jī)床不能正常工作。

2）接口檢查CNC系統(tǒng)與機(jī)床之間的輸入/輸出接口信號包括CNC 系統(tǒng)與PLC、PLC 與機(jī)床之間接口輸入/輸出信號。數(shù)控系統(tǒng)的輸入/輸出接口診斷能將所有開關(guān)量信號的狀態(tài)顯示在CRT 顯示器上，用“1”或“0”表示信號的有無，利用狀態(tài)顯示可以檢查CNC系統(tǒng)是否已將信號輸出到機(jī)床側(cè)，機(jī)床側(cè)的開關(guān)量等信號是否已輸入到CNC 系統(tǒng)，從而可將故障定位在機(jī)床側(cè)或是在CNC 系統(tǒng)。

4、報(bào)警指示燈顯示故障

現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的CNC 系統(tǒng)內(nèi)部，除了上述的自診斷功能和狀態(tài)顯示等“軟件”報(bào)警外，還有許多“硬件”報(bào)警指示燈，它們分布在電源、伺服驅(qū)動(dòng)和輸入/輸出等裝置上，根據(jù)這些報(bào)警燈的指示可判斷故障的原因。

5、備板置換法

利用備用的電路板來替換有故障疑點(diǎn)的模板，是一種快速而簡便的判斷故障原因的方法，常用于CNC 系統(tǒng)的功能模塊，如CRT 模塊、存儲器模塊等。需要注意的是，備板置換前，應(yīng)檢查有關(guān)電路，以免由于短路而造成好板損壞，同時(shí)，還應(yīng)檢查試驗(yàn)板上的選擇開關(guān)和跨接線是否與原模板一致，有些模板還要注意模板上電位器的調(diào)整。置換存儲器板后，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的要求，對存儲器進(jìn)行初始化操作，否則系統(tǒng)仍不能正常工作。

6、交換法

在數(shù)控機(jī)床中，常有功能相同的模塊或單元，將相同模塊或單元互相交換，觀察故障轉(zhuǎn)移的情況，就能快速確定故障的部位。這種方法常用于伺服進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置的故障檢查，也可用于CNC 系統(tǒng)內(nèi)相同模塊的互換。

7、敲擊法

CNC 系統(tǒng)由各種電路板組成，每塊電路板上會有很多焊點(diǎn)，任何虛焊或接觸不良都可能出現(xiàn)故障。用絕緣物輕輕敲打有故障疑點(diǎn)的電路板、接插件或電器元件時(shí)，若故障出現(xiàn)，則故障很可能就在敲擊的部位。

8、測量比較法

為檢測方便，模塊或單元上設(shè)有檢測端子，利用萬用表、示波器等儀器儀表，通過這些端子檢測到的電平或波形，將正常值與故障時(shí)的值相比較，可以分析出故障的原因及故障的所在位置。由于數(shù)控機(jī)床具有綜合性和復(fù)雜性的特點(diǎn)，引起故障的因素是多方面的。上述故障診斷方法有時(shí)要幾種同時(shí)應(yīng)用，對故障進(jìn)行綜合分析，快速診斷出故障的部位，從而排除故障。同時(shí)，有些故障現(xiàn)象是電氣方面的，但引起的原因是機(jī)械方面的；反之，也可能故障現(xiàn)象是機(jī)械方面的，但引起的原因是電氣方面的；或者二者兼而有之。因此，對它的故障診斷往往不能單純地歸因于電氣方面或機(jī)械方面，而必須加以綜合，全方位地進(jìn)行考慮。

機(jī)床驗(yàn)收

一般分兩個(gè)階段進(jìn)行驗(yàn)收。

1．預(yù)驗(yàn)收

目的是為了檢查、驗(yàn)證機(jī)床能否滿足用戶的加工質(zhì)量及生產(chǎn)率，檢查供應(yīng)商提供的資料、備件。供應(yīng)商只有在機(jī)床通過正常運(yùn)行試切并經(jīng)檢驗(yàn)生產(chǎn)合格加工件后，才能進(jìn)行預(yù)驗(yàn)收。

2．最終驗(yàn)收

根據(jù)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，測定合格證上所提供的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，驗(yàn)收工作分以下幾步：

（1）開箱檢驗(yàn)；

（2）外觀檢查；

（3）機(jī)床性能及數(shù)控功能的驗(yàn)收；

（4）數(shù)控機(jī)床精度的驗(yàn)收（包括位置精度和工作精度）。

在驗(yàn)收機(jī)床幾何精度時(shí)，在機(jī)床精調(diào)后一次完成，不允許調(diào)整一項(xiàng)檢測一項(xiàng)。位置精度檢驗(yàn)要依據(jù)相應(yīng)的精度驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。機(jī)床的工作精度是一項(xiàng)綜合精度，它不僅反映機(jī)床的幾何精度和位置精度，同時(shí)還包括試件的材料、環(huán)境溫度、刀具性能以及切削條件等各種因素造成的誤差。

在驗(yàn)收數(shù)控機(jī)床時(shí)，加強(qiáng)對以上幾方面的檢驗(yàn)對設(shè)備管理工作非常有益，并可減少不必要損失。

發(fā)展歷史

編輯

數(shù)控機(jī)床是由美國發(fā)明家約翰·帕森斯上個(gè)世紀(jì)發(fā)明的。隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，世界機(jī)床業(yè)已進(jìn)入了以數(shù)字化制造技術(shù)為核心的機(jī)電一體化時(shí)代，其中數(shù)控機(jī)床就是代表產(chǎn)品之一。數(shù)控機(jī)床是制造業(yè)的加工母機(jī)和國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)。它為國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門提供裝備和手段，具有無限放大的經(jīng)濟(jì)與社會效應(yīng)。歐、美、日等工業(yè)化國家已先后完成了數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，而中國從20世紀(jì)80年代開始起步，仍處于發(fā)展階段。

美國發(fā)展

美國政府重視機(jī)床工業(yè)，美國國防部等部門因其軍事方面的需求而不斷提出機(jī)床的發(fā)展方向、科研任務(wù)，并且提供充足的經(jīng)費(fèi)，且網(wǎng)羅世界人才，特別講究“效率”和“創(chuàng)新”，注重基礎(chǔ)科研。因而在機(jī)床技術(shù)上不斷創(chuàng)新，如1952年研制出世界第一臺數(shù)控機(jī)床、1958年創(chuàng)制出加工中心、70年代初研制成FMS、1987年首創(chuàng)開放式數(shù)控系統(tǒng)等。由于美國首先結(jié)合汽車、軸承生產(chǎn)需求，充分發(fā)展了大量大批生產(chǎn)自動(dòng)化所需的自動(dòng)線，而且電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)在世界上領(lǐng)先，因此其數(shù)控機(jī)床的主機(jī)設(shè)計(jì)、制造及數(shù)控系統(tǒng)基礎(chǔ)扎實(shí)，且一貫重視科研和創(chuàng)新，故其高性能數(shù)控機(jī)床技術(shù)在世界也一直領(lǐng)先。當(dāng)今美國生產(chǎn)宇航等使用的高性能數(shù)控機(jī)床，其存在的教訓(xùn)是，偏重于基礎(chǔ)科研，忽視應(yīng)用技術(shù)，且在上世紀(jì)80代政府一度放松了引導(dǎo)，致使數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量增加緩慢，于1982年被后進(jìn)的日本超過，并大量進(jìn)口。從90年代起，糾正過去偏向，數(shù)控機(jī)床技術(shù)上轉(zhuǎn)向?qū)嵱?，產(chǎn)量又逐漸上升。

德國發(fā)展

德國政府一貫重視機(jī)床工業(yè)的重要戰(zhàn)略地位，在多方面大力扶植。于1956年研制出第一臺數(shù)控機(jī)床后，德國特別注重科學(xué)試驗(yàn)，理論與實(shí)際相結(jié)合，基礎(chǔ)科研與應(yīng)用技術(shù)科研并重。企業(yè)與大學(xué)科研部門緊密合作，對數(shù)控機(jī)床的共性和特性問題進(jìn)行深入的研究，在質(zhì)量上精益求精。德國的數(shù)控機(jī)床質(zhì)量及性能良好、先進(jìn)實(shí)用、貨真價(jià)實(shí)，出口遍及世界。尤其是大型、重型、精密數(shù)控機(jī)床。德國特別重視數(shù)控機(jī)床主機(jī)及配套件之先進(jìn)實(shí)用，其機(jī)、電、液、氣、光、刀具、測量、數(shù)控系統(tǒng)、各種功能部件，在質(zhì)量、性能上居世界前列。

日本發(fā)展

日本政府對機(jī)床工業(yè)之發(fā)展異常重視，通過規(guī)劃、法規(guī)（如“機(jī)振法”、“機(jī)電法”、“機(jī)信法”等）引導(dǎo)發(fā)展。在重視人才及機(jī)床元部件配套上學(xué)習(xí)德國，在質(zhì)量管理及數(shù)控機(jī)床技術(shù)上學(xué)習(xí)美國，甚至青出于藍(lán)而勝于藍(lán)。自1958年研制出第一臺數(shù)控機(jī)床后，1978年產(chǎn)量超過美國，產(chǎn)量、出口量一直居世界首位。戰(zhàn)略上先仿后創(chuàng)，先生產(chǎn)量大而廣的中檔數(shù)控機(jī)床，大量出口，占去世界廣大市場。在上世紀(jì)80年開始進(jìn)一步加強(qiáng)科研，向高性能數(shù)控機(jī)床發(fā)展。

中國發(fā)展

作為現(xiàn)代工業(yè)基石的機(jī)床產(chǎn)業(yè)，是工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中無論如何都不能繞過一個(gè)關(guān)鍵性問題，中國機(jī)床產(chǎn)業(yè)由于先天不足，一直在中高端機(jī)床項(xiàng)目發(fā)展上落于國外主流水準(zhǔn)，正處于一個(gè)追趕的過程當(dāng)中。

中國數(shù)控機(jī)床仍然較為落后。中國數(shù)控機(jī)床市場巨大，與國外產(chǎn)品相比，中國的差距主要是機(jī)床的高速高效化和精密化上，中國正處于工業(yè)化中期，即從解決短缺為主的開放逐步向建設(shè)經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國轉(zhuǎn)變，從脫貧向致富轉(zhuǎn)變，煤炭、汽車、鋼鐵、房地產(chǎn)、建材、機(jī)械、電子、化工等一批以重工業(yè)為基礎(chǔ)的高增長行業(yè)發(fā)展勢頭強(qiáng)勁，構(gòu)成了對機(jī)床市場尤其是數(shù)控機(jī)床的巨大需求。

中國機(jī)床行業(yè)加速轉(zhuǎn)型面臨四大制約因素。中國的數(shù)控機(jī)床技術(shù)最多只能做到五軸聯(lián)動(dòng)，并且據(jù)有關(guān)人士說這個(gè)五軸還是作秀成份居多，五軸以上幾乎就是全部進(jìn)口，并且在多點(diǎn)聯(lián)動(dòng)的技術(shù)上也和國外技術(shù)水準(zhǔn)存在非常大的差距。

國內(nèi)市場國際化競爭加?。河捎谥械蜋n數(shù)控機(jī)床市場萎縮和生產(chǎn)能力過剩，加之國外產(chǎn)品低價(jià)涌入，市場競爭將進(jìn)一步加劇。而高檔產(chǎn)品由于長期以來一直依賴進(jìn)口，國內(nèi)產(chǎn)品更加面臨著國際化競爭的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

以技術(shù)領(lǐng)先的策略正在向以客戶為中心的策略轉(zhuǎn)變：經(jīng)濟(jì)危機(jī)往往會催生大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)升級和企業(yè)轉(zhuǎn)型，機(jī)床工具行業(yè)實(shí)現(xiàn)制造業(yè)服務(wù)化，核心在于要以客戶為中心，積極提供客戶需要的個(gè)性化服務(wù)。因此，從簡單的賣產(chǎn)品轉(zhuǎn)向提供整體解決方案、從以技術(shù)為中心向以客戶為中心轉(zhuǎn)變成為當(dāng)今的趨勢。

中國的產(chǎn)品與中國市場需求反差較大，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)亟待快速調(diào)整：中國機(jī)床行業(yè)雖然保持多年持續(xù)快速發(fā)展，但是產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理的現(xiàn)象依然存在，整個(gè)行業(yè)大而不強(qiáng)，高檔產(chǎn)品還大量依賴進(jìn)口。國產(chǎn)機(jī)床的國內(nèi)市場占有率雖然已經(jīng)有一定的提高，但是高檔數(shù)控機(jī)床、核心功能部件在國內(nèi)市場占有率還很低，全行業(yè)替代進(jìn)口的潛力非常巨大。

企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新模式有待完善：由于中國機(jī)床企業(yè)的地位、工業(yè)化水平和品牌影響力在逐步提升，要成為工業(yè)強(qiáng)國，其技術(shù)的獲得再也不能依賴別人。過去，中國走了一條從模仿到引進(jìn)的道路，從現(xiàn)在開始必須走自主創(chuàng)新的道路。企業(yè)技術(shù)遇到新的封鎖，建立自主、新型、戰(zhàn)略性的產(chǎn)學(xué)研創(chuàng)新模式是支撐產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整技術(shù)來源的惟一途徑。

中國數(shù)控機(jī)床行業(yè)將延續(xù)結(jié)構(gòu)調(diào)整的勢頭，不斷以新產(chǎn)品、新亮點(diǎn)占領(lǐng)更大市場。數(shù)控切割機(jī)床按切割方式可分為火焰切割和等離子切割兩大類。隨著下游行業(yè)需求的不斷提高，對數(shù)控機(jī)床配件提出了更大的需求和更高的要求。

東北地區(qū)發(fā)展不快，其他地方的發(fā)展也比較緩慢。三是調(diào)結(jié)構(gòu)促轉(zhuǎn)型取得成效。專家認(rèn)為面對金融危機(jī)，廣大企業(yè)應(yīng)不斷調(diào)整結(jié)構(gòu)、提高質(zhì)量、增加品種及推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級，再加上企業(yè)加強(qiáng)管理，降低費(fèi)用，所以企業(yè)效益明顯好轉(zhuǎn)。數(shù)控切割機(jī)床裝飾性發(fā)展趨勢可見一斑，數(shù)控切割機(jī)床更多的是強(qiáng)調(diào)在機(jī)械性能、操作簡便、價(jià)格經(jīng)濟(jì)、加工精度穩(wěn)定等方面。金屬材料加工日益要求普及和批量化，數(shù)控切割機(jī)床除了要滿足上述功能性外，還要具有多切割方式的適用性。

國內(nèi)數(shù)控機(jī)床企業(yè)為了提高自身實(shí)力，更快地拓展國際市場，將采取多種手段加快和國外企業(yè)的融合以提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高競爭力。在繼續(xù)開拓美國、日本等國家市場的同時(shí)，在東南亞、中東、俄羅斯、歐洲、非洲等也全面開花。據(jù)了解，當(dāng)前金屬切割數(shù)控機(jī)床行業(yè)運(yùn)行具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：一是外銷企業(yè)困難較大。從規(guī)模以上企業(yè)來看，以內(nèi)銷為主的品牌企業(yè)發(fā)展勢頭較好。沒有品牌的中小企業(yè)發(fā)展比較困難。二是各地區(qū)發(fā)展不夠均衡，浙江、山東、河北、北京以及四川發(fā)展比較快，廣東的民營企業(yè)發(fā)展也較快。

數(shù)控切割機(jī)床行業(yè)多數(shù)企業(yè)都是依靠降低產(chǎn)品售價(jià)來獲得市場，造成的后果是產(chǎn)品價(jià)格低、附加值低、利潤低，企業(yè)沒有足夠的資金持續(xù)發(fā)展。隨著產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和競爭的升級，提高產(chǎn)品技術(shù)含量，擁有自主的專利、設(shè)計(jì)，注重品牌的打造和營銷才是企業(yè)長期發(fā)展的最佳選擇。

中國機(jī)床行業(yè)在過去幾年實(shí)現(xiàn)了持續(xù)超高速的發(fā)展，一直到2011年上半年，需求仍很旺盛，但是從下半年開始，需求增勢明顯趨緩，新增訂單劇烈下滑，經(jīng)濟(jì)效益狀況逐漸趨于嚴(yán)峻，利潤率持續(xù)下降。

在“十二五”期間，國家實(shí)施積極的財(cái)政政策和穩(wěn)健的貨幣政策，隨著科技進(jìn)步、產(chǎn)品升級以及國家重點(diǎn)工程、地方投資項(xiàng)目的不斷推進(jìn)，國民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)對機(jī)床工具產(chǎn)品的需求水平將進(jìn)一步提高，國防現(xiàn)代化對高水平機(jī)床的需求將更為迫切，市場需求將向更高層次發(fā)展，新一輪的市場競爭也將更加激烈。

由于行業(yè)景氣度低迷，下游制造型企業(yè)對機(jī)床需求下降，所以我國機(jī)床行業(yè)一直處于低迷狀態(tài)，升級轉(zhuǎn)型成為行業(yè)的關(guān)鍵詞，經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床則成為振興裝備制造業(yè)的重點(diǎn)之一。

我國的鑄造機(jī)床產(chǎn)業(yè)取得了一定的成績，但是其發(fā)展仍然面臨著許多制約性問題，技術(shù)創(chuàng)新一直是國內(nèi)鑄造機(jī)床行業(yè)的硬傷。與國外的鑄造機(jī)床產(chǎn)業(yè)相比，我國的鑄造機(jī)床產(chǎn)業(yè)在制造工藝水平上明顯落后，這使得其在核心運(yùn)行部件的技術(shù)水平和運(yùn)行速度、產(chǎn)品精度保持性以及機(jī)床的可靠性上有著明顯的不足。

我國鑄造機(jī)床企業(yè)缺乏自主創(chuàng)新和基礎(chǔ)理論研究的意識與能力，這就制約了我國鑄造機(jī)床技術(shù)的發(fā)展，要改變這種現(xiàn)狀，就要深入研究用戶行業(yè)產(chǎn)品工藝的特點(diǎn)和要求，結(jié)合工藝特點(diǎn)開發(fā)出高水平加工設(shè)備，同時(shí)，還要注重基礎(chǔ)理論工作的研究，這樣才能讓我國鑄造機(jī)床產(chǎn)業(yè)在不久的將來有更好的發(fā)展。國家出臺的一系列政策，大力建設(shè)新興企業(yè)，高新技術(shù)企業(yè)，抓住了這一時(shí)機(jī)，企業(yè)內(nèi)部出臺了“調(diào)整與振興”、“自主創(chuàng)新”等一系列政策，升級企業(yè)機(jī)床技術(shù)，嚴(yán)格保證產(chǎn)品質(zhì)量，為加快鑄造機(jī)床行業(yè)的發(fā)展提供了良好的環(huán)境跟市場。

機(jī)床工具行業(yè)作為國家基礎(chǔ)性和戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，在“十二五”規(guī)劃中，已明確將自主創(chuàng)新戰(zhàn)略作為最主要的一個(gè)組成部分，著重強(qiáng)調(diào)了要以技術(shù)創(chuàng)新工程來支撐和引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。我國機(jī)床工具行業(yè)的發(fā)展必須立足于自主創(chuàng)新，通過自主研發(fā)原始創(chuàng)新、引進(jìn)技術(shù)消化吸收再創(chuàng)新、集成現(xiàn)有技術(shù)創(chuàng)新等方式，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)升級。構(gòu)建和完善以企業(yè)為主體、以市場為導(dǎo)向、產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合的技術(shù)創(chuàng)新體系;堅(jiān)持加大研發(fā)費(fèi)用投入;加強(qiáng)關(guān)鍵技術(shù)、共性技術(shù)的研究，力爭在基礎(chǔ)和共性技術(shù)攻關(guān)上有所突破，提高產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)水平。

技術(shù)發(fā)展

高速、精密、復(fù)合、智能和綠色是數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展的總趨勢，在實(shí)用化和產(chǎn)業(yè)化等方面取得可喜成績。主要表現(xiàn)在：

1、機(jī)床復(fù)合技術(shù)進(jìn)一步擴(kuò)展隨著數(shù)控機(jī)床技術(shù)進(jìn)步，復(fù)合加工技術(shù)日趨成熟，包括銑-車復(fù)合、車銑復(fù)合、車-鏜-鉆-齒輪加工等復(fù)合，車磨復(fù)合，成形復(fù)合加工、特種復(fù)合加工等，復(fù)合加工的精度和效率大大提高?！耙慌_機(jī)床就是一個(gè)加工廠”、“一次裝卡，完全加工”等理念正在被更多人接受，復(fù)合加工機(jī)床發(fā)展正呈現(xiàn)多樣化的態(tài)勢。

2、數(shù)控機(jī)床的智能化技術(shù)有新的突破，在數(shù)控系統(tǒng)的性能上得到了較多體現(xiàn)。如：自動(dòng)調(diào)整干涉防碰撞功能、斷電后工件自動(dòng)退出安全區(qū)斷電保護(hù)功能、加工零件檢測和自動(dòng)補(bǔ)償學(xué)習(xí)功能、高精度加工零件智能化參數(shù)選用功能、加工過程自動(dòng)消除機(jī)床震動(dòng)等功能進(jìn)入了實(shí)用化階段，智能化提升了機(jī)床的功能和品質(zhì)。

3、機(jī)器人使柔性化組合效率更高機(jī)器人與主機(jī)的柔性化組合得到廣泛應(yīng)用，使得柔性線更加靈活、功能進(jìn)一步擴(kuò)展、柔性線進(jìn)一步縮短、效率更高。機(jī)器人與加工中心、車銑復(fù)合機(jī)床、磨床、齒輪加工機(jī)床、工具磨床、電加工機(jī)床、鋸床、沖壓機(jī)床、激光加工機(jī)床、水切割機(jī)床等組成多種形式的柔性單元和柔性生產(chǎn)線已經(jīng)開始應(yīng)用。

4、精密加工技術(shù)有了新進(jìn)展數(shù)控金切機(jī)床的加工精度已從原來的絲級（0.01mm）提升到微米級（0.001mm），有些品種已達(dá)到0.05μm左右。超精密數(shù)控機(jī)床的微細(xì)切削和磨削加工，精度可穩(wěn)定達(dá)到0.05μm左右，形狀精度可達(dá)0.01μm左右。采用光、電、化學(xué)等能源的特種加工精度可達(dá)到納米級（0.001μm）。通過機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化、機(jī)床零部件的超精加工和精密裝配、采用高精度的全閉環(huán)控制及溫度、振動(dòng)等動(dòng)態(tài)誤差補(bǔ)償技術(shù)，提高機(jī)床加工的幾何精度，降低形位誤差、表面粗糙度等，從而進(jìn)入亞微米、納米級超精加工時(shí)代。

5、功能部件性能不斷提高功能部件不斷向高速度、高精度、大功率和智能化方向發(fā)展，并取得成熟的應(yīng)用。全數(shù)字交流伺服電機(jī)和驅(qū)動(dòng)裝置，高技術(shù)含量的電主軸、力矩電機(jī)、直線電機(jī)，高性能的直線滾動(dòng)組件，高精度主軸單元等功能部件推廣應(yīng)用，極大的提高數(shù)控機(jī)床的技術(shù)水平。

發(fā)展問題

國內(nèi)數(shù)控機(jī)床的需求日益增長，數(shù)控機(jī)床的發(fā)展推動(dòng)了數(shù)控機(jī)床功能部件的創(chuàng)新升級。我國高檔數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵功能部件工業(yè)還不能滿足國內(nèi)需要，國內(nèi)數(shù)控功能部件產(chǎn)業(yè)主要存在以下問題。

1、適應(yīng)性和滿足度遠(yuǎn)達(dá)不到市場需求

從當(dāng)前我國數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢來看，國產(chǎn)功能部件的適應(yīng)性和滿足度遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到市場的需求。主要表現(xiàn)在：

1）我國功能部件的產(chǎn)品水平和國外有一定差距。我國生產(chǎn)的功能部件多數(shù)以勞動(dòng)密集型為主，技術(shù)含量低，難以適應(yīng)國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展速度和技術(shù)要求，特別是高檔數(shù)控機(jī)床。

2）我國功能部件開發(fā)能力較弱，新產(chǎn)品開發(fā)速度慢，多數(shù)功能部件需要與國外合作開發(fā)、合作生產(chǎn)、合資經(jīng)營，甚至只能組裝。雖然這兩年形勢有顯著變化，但高技術(shù)、最新型的功能部件，我國尚在研制過程中，市場占有率前景依然不容樂觀。

2、我國數(shù)控功能部件生產(chǎn)企業(yè)的規(guī)模小

據(jù)統(tǒng)計(jì)我國固定資產(chǎn)達(dá)到1000萬元以上的功能部件生產(chǎn)企業(yè)有70多家，占全部生產(chǎn)企業(yè)的10%以下。我國的功能部件生產(chǎn)企業(yè)的“出身”有4種：一是從研究院所、大專院校以技術(shù)支撐發(fā)展而來的企業(yè)，可稱為“院所型”。這些企業(yè)的特點(diǎn)是：有一定技術(shù)基礎(chǔ)和人才基礎(chǔ)，有多項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展?jié)摿?，?a target="_blank">生產(chǎn)手段較弱，難以在短時(shí)間內(nèi)形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模，在成本、營銷、服務(wù)等方面也存在一些差距；二是從主機(jī)廠逐步“獨(dú)立”、“分離”出來的以生產(chǎn)某種功能部件為主發(fā)展起來的企業(yè)，可稱之為“主廠型”。這些企業(yè)在生產(chǎn)能力、工藝水平和使用經(jīng)驗(yàn)上都可以適應(yīng)市場需求，在一定程度上可以形成規(guī)模，但由于其與原主機(jī)廠有著千絲萬縷的聯(lián)系，在競爭中往往讓用戶產(chǎn)生疑慮，影響其市場開拓，同時(shí)，其開發(fā)能力也有一定的局限性，所以難以形成著名品牌；三是在江浙一帶大量涌現(xiàn)出的民營企業(yè)，可稱之為“民企型”。這些企業(yè)主要以勞動(dòng)密集型、單一品種為主，如護(hù)鏈罩、拖板、噴油管、排屑器、照明設(shè)備等。由于競爭激烈，其質(zhì)量和價(jià)格都能滿足中低檔數(shù)控機(jī)床的市場需要。雖然這些品種的高檔產(chǎn)品尚不能制造，還需依賴進(jìn)口，但在很大程度上，適應(yīng)了我國數(shù)控機(jī)床發(fā)展的總體需求；還有一部分外商合資企業(yè)或獨(dú)資企業(yè)生產(chǎn)部分較高水平的功能部件，但批量較小，且沒有獨(dú)立的技術(shù)開發(fā)能力，難以成為功能部件的主體和主流。

3、核心零部件大量依靠進(jìn)口

中國數(shù)控機(jī)床行業(yè)的發(fā)展令人矚目，2008年中國數(shù)控機(jī)床工具工業(yè)完成工業(yè)總產(chǎn)值34723億元，產(chǎn)品銷售產(chǎn)值3348.3億元，同比分別增長27.5%和26.0%。2002~2008年中國是世界機(jī)床第一消費(fèi)國和第一進(jìn)口國。但行業(yè)迅速發(fā)展的背后，一個(gè)不能忽視的事實(shí)是，我國關(guān)鍵零部件生產(chǎn)依然受制于人，出現(xiàn)了利潤不高、產(chǎn)品缺乏核心競爭力的局面。

4、缺乏高技術(shù)含量威脅產(chǎn)業(yè)安全

我國機(jī)床出口連年保持增長的喜人態(tài)勢，不過“量增價(jià)減”的尷尬直接反映出我們的技術(shù)水平。大量核心技術(shù)的缺乏和關(guān)鍵零部件的依賴直接影響到我國的機(jī)床產(chǎn)業(yè)安全。因此，我們需要強(qiáng)化預(yù)警工作意識，凝聚行業(yè)智慧和力量，維護(hù)產(chǎn)業(yè)安全。

銑刀選用

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數(shù)控機(jī)床硬質(zhì)臺金可轉(zhuǎn)位式面銑刀主要用于銑削平面。粗銑時(shí)，銑刀直徑選小一些，因?yàn)榇帚姇r(shí)切削力大，選小直徑銑刀可減小切削力矩。數(shù)控機(jī)床精銑時(shí)，銑刀直徑選大一些，最好能包容待加工面的整個(gè)寬度，以提高加T精度和效率。機(jī)床加工余量大且不均勻時(shí)，刀具直徑應(yīng)選小一些，否則，會因掛刀刀痕過深而影響工件的加丁質(zhì)量。

高速鋼立銑刀多用于加工凸臺和凹槽，一般不用來加工毛坯表面-因?yàn)槊鞅砻娴挠不瘜雍蛫A砂會加快刀具磨損。

加工毛坯表面或粗加工孔時(shí)，可選鑲硬質(zhì)合金的立銑刀或玉米銑刀進(jìn)行強(qiáng)力切削。

加工平面工件周邊輪廓時(shí)，常采用立銑刀C。

為了提高槽寬的加精度，減少換刀次數(shù)，加工時(shí)可采用直徑比槽寬7的銑刀，先銑槽的中間部分，然后利用刀具半徑補(bǔ)償功能銑削槽的兩邊。

加工立體曲面或變斜角輪廓外形時(shí)，常采用球頭銑刀、環(huán)形銑刀、鼓形銑刀、錐形銑刀、盤形銑刀等。

當(dāng)加工余量較小，且表面粗糙度要求較高時(shí)，可選用鑲立方氮化硼刀片或鑲陶瓷刀片的面銑刀，以便能進(jìn)行機(jī)床高速切削 ^[1]  。

電源要求

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眾所周知，高速加工技術(shù)發(fā)展迅速，而推動(dòng)這種發(fā)展趨勢的正是數(shù)控機(jī)床，如何合理利用好數(shù)控機(jī)床的各項(xiàng)性能和維護(hù)好機(jī)床的精度，就顯得至關(guān)重要。

電源是維持系統(tǒng)正常工作的能源支持部分，它失效或故障的直接結(jié)果是造成系統(tǒng)的停機(jī)或毀壞整個(gè)系統(tǒng)。另外，數(shù)控系統(tǒng)部分運(yùn)行數(shù)據(jù)，設(shè)定數(shù)據(jù)以及加工程序等一般存貯在RAM存貯器內(nèi)，系統(tǒng)斷電后，靠電源的后備蓄電池或鋰電池來保持。因而，停機(jī)時(shí)間比較長，拔插電源或存貯器都可能造成數(shù)據(jù)丟失，使系統(tǒng)不能運(yùn)行。

同時(shí)，由于數(shù)控設(shè)備使用的是三相交流380V電源，所以安全性也是數(shù)控設(shè)備安裝前期工作中重要的一環(huán)，基于以上的原因，對數(shù)控設(shè)備使用的電源有以下的要求：

1、電網(wǎng)電壓波動(dòng)應(yīng)該控制在+10%～－15%之間，而我國電源波動(dòng)較大，質(zhì)量差，還隱藏有如高頻脈沖這一類的干擾，加上人為的因素（如突然拉閘斷電等）。電高峰期間，例如白天上班或下班前的一個(gè)小時(shí)左右以及晚上，往往超差較多，甚至達(dá)到±20%。使機(jī)床報(bào)警而無法進(jìn)行正常工作，并對機(jī)床電源系統(tǒng)造成損壞。甚至導(dǎo)致有關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)的丟失等。這種現(xiàn)象，在CNC加工中心或車削中心等機(jī)床設(shè)備上都曾發(fā)生過，而且出現(xiàn)頻率較高，應(yīng)引起重視。

建議在CNC機(jī)床較集中的車間配置具有自動(dòng)補(bǔ)償調(diào)節(jié)功能的交流穩(wěn)壓供電系統(tǒng)；單臺CNC機(jī)床可單獨(dú)配置交流穩(wěn)壓器來解決。

2、建議把機(jī)械電氣設(shè)備連接到單一電源上。如果需要用其他電源供電給電氣設(shè)備的某些部分（如電子電路、電磁離合器），這些電源宜盡可能取自組成為機(jī)械電氣設(shè)備一部分的器件（如變壓器、換能器等）。對大型復(fù)雜機(jī)械包括許多以協(xié)同方式一起工作的且占用較大空間的機(jī)械，可能需要一個(gè)以上的引人電源，這要由場地電源的配置來定。

除非機(jī)械電氣設(shè)備采用插頭/插座直接連接電源處，否則建議電源線直接連到電源切斷開關(guān)的電源端子上。如果這樣做不到，則應(yīng)為電源線設(shè)置獨(dú)立的接線座。

電源切斷開關(guān)的手柄應(yīng)容易接近，應(yīng)安裝在易于操作位置以上0.6M～1.9M間。上限值建議為1.7M。這樣可以在發(fā)生緊急情況下迅速斷電，減少損失和人員傷亡。

3、數(shù)控設(shè)備對于壓縮空氣供給系統(tǒng)的要求數(shù)控機(jī)床一般都使用了不少氣動(dòng)元件，所以廠房內(nèi)應(yīng)接人清潔的、干燥的壓縮空氣供給系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。其流量和壓力應(yīng)符合要求。壓縮空氣機(jī)要安裝在遠(yuǎn)離數(shù)控機(jī)床的地方。根據(jù)廠房內(nèi)的布置情況、用氣量大小，應(yīng)考慮給壓縮空氣供給系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安裝冷凍空氣于煤機(jī)、空氣過濾器、儲氣罐、安全閥等設(shè)備。

4、數(shù)控設(shè)備對于工作環(huán)境的要求精密數(shù)控設(shè)備一般有恒溫環(huán)境的要求，只有在恒溫條件下，才能確保機(jī)床精度和加工度。一般普通型數(shù)控機(jī)床對室溫沒有具體要求，但大量實(shí)踐表明，當(dāng)室溫過高時(shí)數(shù)控系統(tǒng)的故障率大大增加。

潮濕的環(huán)境會降低數(shù)控機(jī)床的可靠性，尤其在酸氣較大的潮濕環(huán)境下，會使印制線路板和接插件銹蝕，機(jī)床電氣故障也會增加。因此中國南方的一些用戶，在夏季和雨季時(shí)應(yīng)對數(shù)控機(jī)床環(huán)境有去濕的措施。

1）工作環(huán)境溫度應(yīng)在0～35℃之間，避免陽光對數(shù)控機(jī)床直接照射，室內(nèi)應(yīng)配有良好的燈光照明設(shè)備。

2）為了提高加工零件的精度，減小機(jī)床的熱變形，如有條件，可將數(shù)控機(jī)床安裝在相對密閉的、加裝空調(diào)設(shè)備的廠房內(nèi)。

3）工作環(huán)境相對濕度應(yīng)小于75%。數(shù)控機(jī)床應(yīng)安裝在遠(yuǎn)離液體飛濺的場所，并防止廠房滴漏。

4）遠(yuǎn)離過多粉塵和有腐蝕性氣體的環(huán)境 ^[1]  。