在数控机床上普遍采用精密的什么

A. 数控机床有哪几种操作系统

主要有4种。

1、传统专用型数控系统，这类数控系统的硬件由数控系统生产厂家自行开发，具有很强的专用性，经过了长时间的使用，质量和性能稳定可靠，目前还占领着制造业的大部分市场。

2、PC嵌入NC结构的开放式数控系统，这类数控系统与传统专用型数控系统相比，结构上具备一些开放性，功能十分强大，但系统软硬件结构十分复杂，系统价格也十分昂贵。

3、NC嵌入PC结构的开放式数控系统，这种数控系统的硬件部分由开放式体系结构的运动控制卡与PC机构成。运动控制卡通常选用高速DSP作为CPU，具有很强的运动控制和PLC 控制能力。

4、全软件型的开放式数控系统，这是一种最新型的开放式体系结构的数控系统，所有的数控功能包括插补、位置控制等全部都是由计算机软件来实现的。

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注意事项：

通电前要检查数控机床的外观、电器管线及其一些外部的辅助设备，是否有异常情况。特别是外部辅助设备带有液压系统泵站的，要观察液压油液的量是否充足，带有气压系统的，要进行定期的空气压缩机、储气压力容器的排水，防止存积积存过多的水分，在气流的带动下进入机床内部，引起零部件的锈蚀，甚至损坏。

摸机床的温度，机床在运行时有一定的温度升高是正常的，因为运转过程当中存在摩擦的作用，从而产生热量，一般情况下，当机床运转达到一定时间，就会达到热的平衡，也就是温度基本保持恒定，大体在50-60度，如果拿手放上去，不敢停留，说明这时温度就偏高，应检查润滑是否充分。

B. 数控机床的基本性能主要包括有哪几方面

数控机床的主要性能指标：

一、数控机床的精度

精度是数控机床的重要技术指标之一。精度主要指加工精度、定位精度和重复定位精度。

1、定位精度和重复定位精度

定位精度是指数控机床工作台等移动部件实际运动位置与指令位置的一致程度， 其不一致的差量即为定位误差。

定位误差包括伺服系统、检测系统、性进给系统等误差，还包括移动部件导轨的几何误差等。定位误差将直接影响零件加工的位置精度。

重复定位精度是指在同一台数控机床上，应用相同程序相同代码加工一批零件，所得到的连续结果的一致程度。

重复定位精度受伺服系统特性、进给系统的间隙与刚性以及摩擦特性等因素的影响。

一般情况下，重复定位精度是成正态分布的偶然性误差，它影响一批零件加工的一致性，是一项非常重要的性能指标。

2、分度精度

分度精度是指分度工作台在分度时， 实际回转角度与指令回转角度的差值。 分度精度既影响零件加工部位在空间的角度位置，也影响孔系加工的同轴度等。

3、分辨率与脉冲当量

分辨率是指可以分辨的最小位移间隔。对测量系统而言，分辨率是可以测量的最小位移；对控制系统而言， 分辨率是可以控制的最小位移增量，即数控装置每发出一个脉冲信号，反映到机床移动部件上的移动量，一般称为脉冲当量。脉冲当量是设计数控机床的原始数据之一，其数值的大小决定数控机床的加工精度和表面质量。脉冲当量越小，数控机床的加工精度和加工表面质量越高。

4、加工精度

近年来，伴随着数控机床的发展和机床结构特性的提高，数控机床的性能与质量都有了大幅度的提高。中等规格的加工中心，其定位精度普通级达到(±0.005∽±0.008)mm/300mm，精密级达到±0.001∽±0.003mm／全程；普通级加工中心的加工精度达到±1.5μm ，超精密级数控车床的加工圆度已经达到0.1μm ，表面粗糙度为Ra0.3 μm 。

二、数控机床的可控轴数与联动轴数

可控轴数是指数控系统能够控制的坐标轴数目。该指标与数控系统的运算能力、运算速度以及内存容量等有关。 目前，高档数控系统的可控轴数已多达24轴。

数控机床的联动轴数是指机床数控装置控制的坐标轴同时达到空间某一点的坐标数目。目前有两轴联动、三轴联动、四轴联动、五轴联动等。三轴联动数控机床可以加工空间复杂曲面；四轴联动、五轴联动数控机床可以加工宇航叶轮、螺旋桨等零件。

三、数控机床的运动性能指标

数控机床的运动性能指标主要包括主轴转速、进给速度、坐标行程、回转轴的转角范围、刀库容量及换刀时间等。

1、主轴转速

目前，随着刀具、轴承、冷却、润滑及数控系统等相关技术的发展，数控机床主轴转速已普遍提高。以中等规格的数控机床为例，数控车床从过去的1000∽2000r/min提高到4000∽6000r/min ，加工中心从过去的2000∽3000r/min提高到现在的10000r/min以上。在高速加工的数控机床上，通常采用电动机转子和主轴一体的电主轴，可以使主轴达到每分钟数万转。这样对各种小孔加工以及提高零件加工质量和表面质量都极为有利。

2、进给速度和加速度

数控机床的进给速度和切削速度一样，是影响零件加工质量、加工效率和刀具寿命的主要因素。目前国内数控机床的进给速度可达10～15m/min，国外一般可达15～30m/min 。

进给加速度是反映进给速度提速能力的性能指标，也是反映机床加工效率的重要指标。国外厂家生产的加工中心加速度可达2g。

3、坐标行程

数控机床坐标轴 X 、 Y 、 Z 的行程大小，构成数控机床的空间加工范围，即加工零件的大小。

4、刀库容量和换刀时间

刀库容量是指刀库能存放加工所需要的刀具数量。目前常见的中小型加工中心多为16～60把，大型加工中心达100 把以上。

换刀时间指有自动换刀系统的数控机床，将主轴上使用的刀具与装在刀库上的下一工序需用的刀具进行交换所需要的时间。目前国内生产的数控机床的换刀时间可达到4∽5s。

刀库容量和换刀时间对数控机床的生产率有直接影响。

四、数控机床的规格指标

规格指标是指数控机床的基本功能，主要有以下几方面。

1、行程范围

行程范围是指坐标轴可控的运动区间，它是直接体现机床加工能力的指标参数，一般指数控机床坐标轴X、Y、Z的行程大小构成的空间加工范围。

2、摆角范围

摆角范围是指坐标轴可控的摆角区间，数控机床摆角的大小也直接影响加工零件空间部位的能力。

3、主轴功率和进给轴扭矩

主轴功率和进给轴扭矩反映数控机床的加工能力，同时也可以间接

反映该数控机床的刚度和强度。

4、控制轴数和联动轴数

控制轴数是指机床数控装置能够控制的坐标数目。联动轴数是指机

床数控装置控制的坐标轴同时达到空间某一点的坐标数目，它反映数控机床的曲面加工能力。

5、刀具系统

刀具系统主要指刀库容量及换刀时间，它对数控机床的生产率有直接影响。

6、进给速度

数控机床的进给速度是影响零件加工质量、生产效率以及刀具寿命的主要因素。目前国内数控机床的进给速度可达（10~15）m/min，国外为（15~30） m/min。

7、平均无故障时间（Mean Time Between Failures，MTBF）

MTBF是指一台数控机床在使用中平均两次故障间隔的时间，即数控机床在寿命范围内总工作时间和总故障次数之比。

C. 为什么在数控机床的进给系统中普遍采用滚珠丝杆螺母副

因为滚珠丝杠副的主要优势就是摩擦力小传动平稳，长期效应好（即磨损少，精度损失小）。滚珠丝杠副又名滚珠丝杆副、滚珠螺杆副。是由丝杠及螺母二个配套组成的。是目前传动机械中精度最高也是最常用的传动装置。
数控机床是数字控制机床（Computer numerical control machine tools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题，是一种柔性的、高效能的自动化机床，代表了现代机床控制技术的发展方向，是一种典型的机电一体化产品。

D. 数控车床方面全面的知识

一 数控车床的分类
数控车床品种繁多，规格不一，可按如下方法进行分类。

1. 按车床主轴位置分类

1) 卧式数控车床 卧式数控车床又分为数控水平导轨卧式车床和数控倾斜导轨卧式车床。其倾斜导轨结构可以使车床具有更大的刚性，并易于排除切屑。

卧式数控车床

2) 立式数控车床 立式数控车床简称为数控立车，其车床主轴垂直于水平面，一个直径很大的圆形工作台，用来装夹工件。这类机床主要用于加工径向尺寸大、轴向尺寸相对较小的大型复杂零件。

立式数控车床

2. 按刀架数量分类

1) 单刀架数控车床 数控车床一般都配置有各种形式的单刀架，如四工位卧动转位刀架或多工位转塔式自动转位刀架。

单刀架数控车床

2) 双刀架数控车床 这类车床的双刀架配置平行分布，也可以是相互垂直分布。

双刀架数控车床

3. 按功能分类

1) 经济型数控车床

采用步进电动机和单片机对普通车床的进给系统进行改造后形成的简易型数控车床，成本较低，但自动化程度和功能都比较差，车削加工精度也不高，适用于要求不高的回转类零件的车削加工。

经济型数控车床

2) 普通数控车床 根据车削加工要求在结构上进行专门设计并配备通用数控系统而形成的数控车床，数控系统功能强，自动化程度和加工精度也比较高，适用于一般回转类零件的车削加工。这种数控车床可同时控制两个坐标轴，即X轴和Z轴。

普通数控车床

3) 车削加工中心 在普通数控车床的基础上，增加了C轴和动力头，更高级的数控车床带有刀库，可控制X、Z和C三个坐标轴，联动控制轴可以是(X、Z)、(X、C)或(Z、 C)。由于增加了C轴和铣削动力头，这种数控车床的加工功能大大增强，除可以进行一般车削外可以进行径向和轴向铣削、曲面铣削、中心线不在零件回转中心的孔和径向孔的钻削等加工。

车削加工中心内部示意图

二 数控车床的结构特点
与传统车床相比，数控车床的结构有以下特点：

1) 由于数控车床刀架的两个方向运动分别由两台伺服电动机驱动，所以它的传动链短。不必使用挂轮、光杠等传动部件，用伺服电动机直接与丝杠联结带动刀架运动。伺服电动机丝杠间也可以用同步皮带副或齿轮副联结。

2) 多功能数控车床是采用直流或交流主轴控制单元来驱动主轴，按控制指令作无级变速，主轴之间不必用多级齿轮副来进行变速。为扩大变速范围，现在一般还要通过一级齿轮副，以实现分段无级调速，即使这样，床头箱内的结构已比传统车床简单得多。数控车床的另一个结构特点是刚度大，这是为了与控制系统的高精度控制相匹配，以便适应高精度的加工。

3) 数控车床的第三个结构特点是轻拖动。刀架移动一般采用滚珠丝杠副。滚珠丝杠副是数控车床的关键机械部件之一，滚珠丝杠两端安装的滚动轴承是专用铀承，它的压力角比常用的向心推力球辆承要大得多。这种专用轴承配对安装，是选配的，最好在轴承出厂时就是成对的。

4) 为了拖动轻便，数控车床的润滑都比较充分，大部分采用油雾自动润滑。

5) 由于数控机床的价格较高、控制系统的寿命较长，所以数控车床的滑动导轨也要求耐磨性好。数控车床一般采用镶钢导轨，这样机床精度保持的时间就比较长，其使用寿命也可延长许多。

6) 数控车床还具有加工冷却充分、防护较严密等特点，自动运转时一般都处于全封闭或半封闭状态。

7) 数控车床一般还配有自动排屑装置。

三 数控车床的布局
典型数控车床的机械结构系统组成，包括主轴传动机构、进给传动机构、刀架、床身、辅助装置(刀具自动交换机构、润滑与切削液装置、排屑、过载限位)等部分。

数控车床床身导轨与水平面的相对位置如图1 - 2所示，它有4种布局形式：图1-2 (a)平床身，图1-2(b)斜床身，图1-2(c)平床身斜滑板，图1-2(d)为立床身。

数控车床床身导轨与水平面的相对位置图

水平床身的工艺性好，便于导轨面的加工。水平床身配上水平放置的刀架可提高刀架的运动精度，一般可用于大型数控车床或小型精密数控车床的布局。但是水平床身由于下部空间小，故排屑困难。从结构尺寸上看，刀架水平放置使得滑板横向尺寸较长，从而加大了机床宽度方向的结构尺寸。如下图所示，

数控车床水平床身

水平床身配置倾斜放置的滑板，并配置倾斜式导轨防护罩，这种布局形式—方面有水平床身丁艺性好的特点，另一方面机床宽度方向的尺寸较水平配置滑板的要小，且排屑方便。水平床身配上倾斜放置的滑板和斜床身配置斜滑板布局形式被中、小型数控车床所普遍采用。此两种布局形式的特点是排屑容易，热铁屑不会堆积在导轨上，也便于安装自动排屑器；操作方便，易于安装机械手，以实现单机自动化；机床占地面积小，外形简单、美观，容易实现封闭式防护。

数控车床倾斜床身

斜床身其导轨倾斜的角度分别为30°、45° 、60°、75°和90°(称为立式床身)，若倾斜角度小，排屑不便；若倾斜角度大，导轨的导向性差，受力情况也差。导轨倾斜角度的大小还会直接影响机床外形尺寸高度与宽度的比例。综合考虑上面的因素，中小规格的数控车床其床身的倾斜度以60为宜。

立式床身

E. 精密数控车床的简介

近10年来，普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密级加工中心则从3～5μm，提高到1～1.5μm，并且超精密加工精度已开始进入纳米级(0.01μm)。在可靠性方面，国内数控装置的MTBF值已达6 000h以上，伺服系统的MTBF值达到30000h以上，表现出非常高的可靠性。为了实现高速、高精加工，与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展，应用领域进一步扩大。
当然，在实际加工中有一定的误差，数控加工误差△数加是由编程误差△编、机床误差△机、定位误差△定、对刀误差△刀等误差综合形成。
即：△数加=f(△编+△机+△定+△刀)
其中：
1、编程误差△编由逼近误差δ、圆整误差组成。逼近误差δ是在用直线段或圆弧段去逼近非圆曲线的过程中产生，如图1.43所示。圆整误差是在数据处理时，将坐标值四舍五入圆整成整数脉冲当量值而产生的误差。脉冲当量是指每个单位脉冲对应坐标轴的位移量。普通精度级的数控机床，一般脉冲当量值为0.01mm；较精密数控机床的脉冲当量值为0.005mm或0.001mm等。
2、机床误差△机由数控系统误差、进给系统误差等原因产生。
3、定位误差△定是当工件在夹具上定位、夹具在机床上定位时产生的。
4、对刀误差△刀是在确定刀具与工件的相对位置时产生。

F. 数控车床为什么能控制的那么精确,靠的是什么

编码器，车床的坐标位置主要靠编码器来控制编码器的精度越高，车床定位精度越高。