數(shù)控機(jī)床主要由數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、機(jī)床本體三大部分組成。數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)可靠性,主要取決于數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可靠性。現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng),趨向于采用模塊化硬件的結(jié)構(gòu)形式。根據(jù)不同機(jī)床的數(shù)控功能需要,可選擇不同功能的模塊進(jìn)行組合。在優(yōu)化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化的原則指導(dǎo)下,進(jìn)行功能模塊的設(shè)計(jì)與制造,能大大地提高數(shù)控機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的可旅性。目前我國(guó)設(shè)計(jì)開發(fā)的數(shù)控系統(tǒng),其功能還循進(jìn)一步完善,除直接用于加工的功能外,還應(yīng)包括人機(jī)對(duì)話功能,機(jī)床故障自診斷功能,機(jī)床保護(hù)功能,刀具管理功能等.這些功能的配備,既能降低機(jī)床使用與維護(hù)方面的復(fù)雜性,又能極大地提高數(shù)控機(jī)床使用的可靠性。“九五”期間,我國(guó)數(shù)控機(jī)床骨干制造企業(yè)聯(lián)合完成了國(guó)家重點(diǎn)科研項(xiàng)目《數(shù)控技術(shù)與裝配工程化的研究》課題,以提高數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)可靠性為抓手,積極消化吸收FANUC、SIENIENS等國(guó)外數(shù)控系統(tǒng)的先進(jìn)技術(shù),使國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的MTBF值提高到大于400小時(shí),己接近國(guó)外數(shù)控機(jī)床的可霏性。
數(shù)控機(jī)床中伺服系統(tǒng)是數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床本體間的電傳動(dòng)聯(lián)系環(huán)節(jié),隨著數(shù)控系統(tǒng)可靠性的迅速提高,而數(shù)控機(jī)床的最高運(yùn)動(dòng)速度,跟蹤及定位精度,零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率及工作可霏性等技術(shù)指標(biāo),往往又主要決定于伺服系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)性能,可見(jiàn)提高伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可布性對(duì)提高數(shù)控機(jī)床整機(jī)的可靠性有著孟要憊義。目前,伺服技術(shù)取得了重大的突破,交流驅(qū)動(dòng)取代了直流驅(qū)動(dòng)、數(shù)字控制取代了模擬控制,產(chǎn)生了交流數(shù)字驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。特別是DSP的推廣和應(yīng)用,可使伺服系統(tǒng)的計(jì)算速度提高,采樣時(shí)間減少,調(diào)試方便、柔性增強(qiáng),可旅性大大提高。
數(shù)控機(jī)床的機(jī)床本體(主要是機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)及功能部件)的設(shè)計(jì)可靠性在很大程度上也決定了整機(jī)的可靠性。我國(guó)歷來(lái)只重視主機(jī)的設(shè)計(jì)和制造,造成我國(guó)數(shù)控機(jī)床的功能部件(如滾珠絲桿,滾動(dòng)導(dǎo)軌,數(shù)控車床轉(zhuǎn)塔刀架,加工中心刀庫(kù)和機(jī)械手),要么質(zhì)量差、可靠性不及國(guó)外名牌,要么還是空白。為此,我國(guó)應(yīng)該大力開展功能部件的設(shè)計(jì)和研究。發(fā)展功能部件產(chǎn)業(yè),對(duì)于精密機(jī)械部件性質(zhì)的功能部件,如高速滾珠絲桿、高速滾動(dòng)導(dǎo)軌、刀庫(kù)和機(jī)械手等,要在短期內(nèi)爭(zhēng)取在質(zhì)量、性能、可霏性上趕上和超過(guò)國(guó)外名牌產(chǎn)品。此外,還要把技術(shù)發(fā)展遠(yuǎn)比機(jī)床落后的數(shù)控機(jī)床刀具產(chǎn)業(yè)上去,開展新穎刀具材料的研究,設(shè)計(jì)新穎的數(shù)控機(jī)床刀具,提高刀具耐用度,延長(zhǎng)數(shù)控機(jī)床的精度保持時(shí)間。