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数控车床的特点与发展现状

一、数控车床的特点与发展现状

作为数控机床家族中数量最多,应用最为广泛的数控车床,长期以来为用户创造了大量的价值。数控车床以

其广泛的应用,较高的市场占有率,良好的性能,一直以来被认为是一款性价比极高的数控机床产品。数控

车床主要是完成回转零件的表面加工。数控车床的结构并不复杂,包括车床床身、防护、数控系统、伺服进

给系统、主轴部分、导轨、机械传动机构、逻辑控制刀架、液压部分、卡盘、台尾、对刀装置、传感检测设

备等。伺服进给系统是数控车床非常重要的部分,是数控车床完成加工的重要运动控制核心部分,也是本文

的研究核心。伺服进给系统主要包括伺服驱动器、伺服电机、丝杠、导轨、减速机、滑板滑鞍、电机支撑

架、联轴器、位置检测反馈光栅尺等。在数控系统的控制下,伺服系统按照指定的CNC指令要求,进行相关

的运动、检测,通过驱动电气部分电路和电机,按照CNC要求的各种位移指令,完成插补切削。数控车床比

普通车床的优势之处就在于其具有数控系统以及伺服系统。

现阶段,我国各种数控车床设备都能够制造生产。我国制造的数控车床设备一部分处于世界的领先地位,一

部分却要落后世界同行业的国家达到10到15年。值得欣慰的、是,这种情况在不断地发展变化,近些年来我

国的数控车床制造行业发展迅猛,并且己经出现了很多可喜的成果。作为国内机床行业的领军企业-沈阳机

床集团,成功的收购了具有100多年机床制造发展史的、世界著名的德国希斯机床公司,其意义重大。

二、数控车床伺服系统调整的叙述

数控车床与数控加工中心相比,结构相对并不复杂,其通常的机床机械结构主要包括主轴、X轴、Z轴、刀

塔、尾台等。影响其加工工件质量高低的主要因素来源于主轴、X轴、Z轴。作为数控车床完成插补加工的主

要机构-X轴、Z轴伺服的研究,长久以来一直是众多伺服研究的重要内容。

早期的数控车床的两轴电机为步进电机,步进电机的控制属于开环控制,没有反馈,往往由于丢脉冲等问

题,带来加工尺寸的偏差与不稳定。而现代伺服的控制基本已经发展为伺服驱动控制。伺服控制的特点是增

加了电机的反馈,加之伺服电机编码器的精准分度,使得对于伺服电机的反馈控制更加精确。这就构成了半

闭环控制。

如果再给伺服轴加装光栅尺,就可以形成全闭环控制,这种控制精度更加准确。从理论上,可以达到非常高

的控制精度。但在实际应用中,全闭环的控制由于受成本的制约,使用的不多,大多数数控车床,特别是市

场占有率最高的经济型数控车床,主要使用的就是半闭环控制。在半闭环控制方式下,如何使数控系统、伺

服驱动器完成对伺服电机的控制能够适应外部机械结构的差异,达到最好的加工效果,就成为伺服调整中电

气优化调整的重点。

三、数控车床的伺服系统调整特点与发展现状

数字控制机床-数控机床,它是一种使用编制好的加工程序自动进行加工的机电设备。数控机床的种类非常

多,除了包括数控车床、数控磨床、数控锉床、数控刨床、数控铣床、数控立式车床等完成单一加工的数控

机床外,还包括立式车铣加工中心、卧式铣键加工中心、龙门键铣加工中心、数控车铣锉加工中心、数控纵

切机床等完成复合加工的数控机床设备。此外,在近些年来新兴的电火花机床、激光切割机、水切割机床、

线切割机床、并联数控机床、自动化复合机床生产线等,也发展得很快。一体化”

数控机床与普通机床相比,具有很多优点:由于数控系统可以对零件的加工过程进行细致入微的程序编程,

因此对加工对象改变与转换的适应性更强,其特点决定了它尤其适合某些复杂单件零件的加工。由于控制上

已不再采用机械光杠等传动,而是采用先进的伺服控制,这就有效的保证了很高的加工精度和相对非常稳定

的加工质量。

数控机床加工的另一个显著特点是,可以完成以往普通机床的无法完成的复杂加工。由于采用数控编程,使

数控机床的加工更加适合频繁更换零件的加工,新的用户订单需要加工不同的零件,只需对程序进行修改即

可。同时又可以将编好的程序复制给其他机床,可以对多台机床同时改动程序,便于使用数控机床扩大零件

的批量生产。由于数控机床的设计及控制特点,使得数控机床的控制自动化程度非常高,这样与普通车床相

比,有效的减轻了操作者的劳动强度。

现代的数控系统,在文本文件的处理、接口传输、代码处理等问题上具备通用性,这就方便了很多工厂管理

系统与机床的组网管理和监控,提高了生产自动化程度。结构复杂,对数控机床的保养维护人员的维护技能

提出了新的标准。由于数控机床的设计逐渐完善,PLC控制程序的应用日趋成熟,以及大量检测设备、先进

传感器的应用,使得数控机床的控制和使用变得更加可靠与完善。