隨着生產和科學技術的飛速發展，社會對機械產品多樣化的要求日益強烈，產品更新越來越快，多品種、中小批量生產的比重明顯增加，同時隨着汽車工業和輕工業消費品的高速增長，機械產品的結構日趨複雜，其精度日趨提高，性能不斷改善，激烈的市場競爭要求產品研製生產週期越來越短，傳統的加工設備和製造方法已難以適應這種多樣化、柔性化、高效和高質量複雜零件加工要求。因此，對製造機械產品的生產設備——機牀，必然會相應地提出高效率、高精度和高自動化的要求。
在機械產品中，單件與小批量產品佔到70%——80%。這類產品的生產不僅對機牀提出了“三高”要求，而且還要求機牀應具有較強的適應產品變化的能力。特別是一些由曲線、曲面組成的複雜零件，若採用通用機牀加工，只能藉助畫線和樣板用手工操作的方法來加工，或利用靠模和仿型機牀來加工，其加工精度和生產效率都受到了很大的限制。
數控機牀就是為了解決單件、小批量，特別是高精度、複雜型面零件加工的自動化並保證質量要求而產生的。1947年美國PARSONS公司為了精確製造直升飛機機翼、漿葉和框架，開始探討用三座標曲線數據控制機牀運動，並進行實驗加工飛機零件。1952年麻省理工學院(MIT)伺服機構研究所用實驗室製造的控制裝置與辛辛那提(Cincinnati Hydrotel)公司的立式銑牀成功的實現了三軸聯動數控運動，實現控制銑刀連續空間曲面加工，它綜合應用了電子計算機、自動控制、伺服驅動、精密檢測與新型機械結構等多方面的技術成果，是一種新型的機牀，可用於加工複雜曲面零件。該銑牀的研製成功是機械製造行業中的一次技術革命，使機械製造業的發展進入了一個嶄新的階段，揭開了數控加工技術的序幕。
數控機牀的定義，國際信息處理聯盟IFIP(International Federation of Information Processing) 將其定義為：數控機牀是一種裝有程序控制的機牀，機牀的運動和動作按照這種程序系統發出的特定代碼和符號編碼組成的指令進行。國標GB8129—1987將“數控”定義為：用數字化信息對機牀運動及其加工過程進行控制的一種方法。
數控機牀的發展趨勢
數控機牀自上世紀50年代問世到現在的半個世紀中，數控機牀的品種得以不斷髮展，幾乎所有機牀都實現了數控化。目前，已經出現了包括生產決策、產品設計及製造和管理等全過程均由計算機集成管理和控制的計算機集成製造系統CIMS(Computer Integrated Manufacturing System)，以實現工廠生產自動化。數控機牀的應用領域已從航空工業部門逐步擴大到汽車、造船、機牀、建築等機械製造行業，出現了金屬成型類數控機牀、特種加工數控機牀，還有數控繪圖機、數控三座標測量機等。
1. 高精度化 普通級數控機牀加工精度已由原來的±10μm,提高到±5μm和±2μm，精密級從±5μm提高到±1.5μm。
2. 高速度化 提高主軸轉速是提高切削速度的最直接方法，現在主軸最高轉速可達50000r/min，進給運動快速移動速度達30-40m/min。
3. 高柔性化 由單機化發展到單元柔性化和系統柔性化，相繼出現柔性製造單元(FMC),柔性製造系統(FMS),和介於二者之間的柔性製造線(FTL)。
4. 高自動化 數控機牀除自動編程，上下料、加工等自動化外，還在自動檢索、監控、診斷、自動對刀、自動傳輸的方面發展。
5. 複合化 包含工序複合化，功能複合化，在一台數控設備上完成多工序切削加工(車、銑、鏜、鑽)
6. 高可靠性 系統平均無故障時間MTBF由80年代10000h提高到現在的30000h，而整機的MTBF也從100～200h提高到500～800h。
7. 在智能化 網絡化方面也得到較大發展現已出現了通過網絡功能進行的遠程診斷服務。
數控機牀的特點
加工精度
數控機牀是按數字形式給出的指令進行加工的。目前數控機牀的脈衝當量普遍達到了0.001mm，而且進給傳動鏈的反向間隙與絲槓螺距誤差等均可由數控裝置進行補償，因此，數控機牀能達到很高的加工精度。
對加工對象的適應性強
在數控機牀上改變加工零件時，只需從新編制(更換)程序，輸入新的程序就能實現對新的零件的加工，這就為複雜結構的單件、小批量生產以及試製新產品提供了極大的便利。
自動化程度高，勞動強度低
數控機牀對零件的加工是按事先編好的程序自動完成的，操作者除了安放穿孔帶或操作鍵盤、裝卸工件、關鍵工序的中間檢測以及觀察機牀運行之外，不需要進行繁雜的重複性手工操作，勞動強度與緊張程度均可大為減輕，加上數控機牀一般都具有較好的安全防護、自動排屑、自動冷卻和自動潤滑裝置，操作者的勞動條件也大為改善。
生產效率高
數控機牀主軸的轉速和進給量的變化範圍比普通機牀大，因此，數控機牀每一道工序都選用最有利的切削用量。由於數控機牀的結構剛性好，因此允許進行大切削量的強力切削，這就提高了數控機牀的`切削功率，節省了機動時間。
數控機牀更換被加工零件時幾乎不需要重新調整機牀，故節省了零件安裝、調整時間。數控機牀加工質量穩定，一般只做首件檢驗和工序間關鍵尺寸的抽樣檢驗，因此節省了停機檢驗時間。
良好的經濟效益
在單件、小批量生產的情況下，使用數控機牀加工，可節省劃線工時，減少調整、加工和檢驗時間，節省了直接生產費用;使用數控機牀加工零件一般不需要製作專用夾具，節省了工藝裝備費用;數控機牀加工精度穩定，減少了廢品率，使生產成本進一步下降。
有利於現代化管理
採用數控機牀加工，能準確地計算出零件加工工時和費用，並有效地簡化了檢驗夾具、半成品的管理工作，這些特點都有利於現代化的生產管理。
數控機牀的組成
數控機牀一般由控制介質、數控裝置、伺服系統、測量反饋裝置和機牀本體組成
數控機牀的分類
1，按加工工藝方法分類
普通數控機牀
為了不同的工藝需要，普通數控機牀有數控車牀、銑牀、鑽牀、鏜牀及磨牀等，而且每一類又有很多品種。
數控加工中心
數控加工中心是帶有刀庫和自動換刀裝置的數控機牀。典型的數控加工中心有鏜銑加工中心和車削加工中心。
多座標數控機牀
多座標聯動的數控機牀，其特點是數控裝置能同時控制的軸數較多，機牀結構也較複雜。座標軸數的多少取決於加工零件的複雜程度和工藝要求，現在常用的有四、五、六座標聯動的數控機牀。
數控特種加工機牀
數控特種加工機牀包括電火花加工機牀、數控線割機牀、數控激光切割機牀等。
2，按控制運動的方式分類
點位控制數控機牀
這類機牀只控制運動部件從一點移動到另一點的準確位置，在移動過程中不進行加工，對兩點間的移動速度和運動軌跡沒有嚴格要求，可以沿多個座標同時移動，也可以沿各個座標先後移動。採用點位控制的機牀有數控鑽牀、數控座標鏜牀、數控衝牀和數控測量機等。
直線控制數控機牀
這類機牀不僅要控制點的準確定位，而且要控制(或工作台)以一定的速度沿與座標軸平行的方向進行切削加工。
輪廓控制數控機牀
這類機牀能夠對兩個或兩個以上運動座標的位移及速度進行連續相關的控制，使合成的平面或空間運動軌跡能滿足零件輪廓的要求。
輪廓控制數控機牀有數控銑牀、車牀、磨牀和加工中心等。
3、按所用進給伺服系統的類型分類
開環數控機牀
開環數控機牀採用開環進給伺服系統，伺服驅動部件通常為反應式步進電動機或混合式伺服步進電動機。
閉環數控機牀
閉環數控機牀的進給伺服系統是按閉環原理工作的，帶有直線位移檢測裝置，直接對工作台的實際位移量進行檢測。伺服驅動部件通常採用直流伺服電動機和交流伺服電動機。
半閉環數控機牀
這類控制系統與閉環控制系統的區別在於採用角位移檢測元件，檢測反饋信號不是來自工作台，而是來自與電動機相聯繫的角位移檢測元件。
4、按所給數控裝置類型分類
硬件式數控機牀
硬件式數控機牀(NC機牀)使用硬件式數控裝置，它的輸入、查補運算和控制功能都由專用的固定組合邏輯電路來實現，不同功能的機牀，其結合邏輯電路也不相同。改變或增減控制、運算功能時，需要改變數控裝置的硬件電路。
軟件式數控機牀
這類數控機牀使用計算機數控裝置(CNC)。此數控裝置的硬件電路是由小型或微型計算機再加上通用或專用的大規模集成電路製成。數控機牀的主要功能幾乎全部由系統軟件來實現，所以不同功能的機牀其系統軟件也就不同，而修改或增減系統功能時，不需改變硬件電路，只需改變系統軟件。
按數控裝置的功能水平分類
按此分類方法可將數控機牀分為低、中、高檔三類。
數控機牀的工作原理
1、根據被加工零件的圖樣與工藝規程，用規定的代碼和程序格式編寫加工程序。
2、將所編程序指令輸入機牀數控裝置。
3、數控裝置將程序(代碼)進行譯碼、運算之後，向機牀各個座標的伺服機構和輔助控制在發出信號，以驅動機牀的各運動部件，並控制所需要的輔助動作，最後加工出合格的零件。
文學範文吧
