如果将数控机床看做是一个人那么数控系统就等于它的大脑，所以数控系统的好坏肯定直接会影响到机床的好坏

那么，回到这道题上我们从机床控制和零件车床能加工哪些工件两个两个方面分别来讲。

先说说对于「机床控制」的影响有哪些

总得来说数控系统对机床控制的影响主要体现在「控制能仂」上。

数控系统主要是由「人机交互界面（HMI）+数控核心（NC）+可编程逻辑控制器（PLC）+驱动（Drive）」组成其中HMI用于人机交互；NC则是数控系统嘚核心，用于轨迹的计算位置的调节，和相关的控制如加速度，刀具数据零点偏移，以及各种复杂的机床功能PLC则用于机床逻辑的控制，如刀库液压设备等；Drive则是执行机构，对电机的电流环和速度环进行调节使其能快速准确的完成NC发出的指令。

数控系统对数控机床来说是一整套解决方案包含相应的软件和硬件。只有当软硬结合以及数控系统中NC，PLCDrive和HMI协同配合，共同完成机床的控制才能保证機床的高精度，高质量

当然，一套用于控制机床的完整的数控系统还包含很多其他组件如伺服电机，机床操作面板手轮，I/O模组各種线缆等，下图是一套西门子数控系统配置的例子

数控系统实现对机床自动控制的过程是：将用于车床能加工哪些工件的NC程序传入数控系统，数控系统再通过译码、计算将程序中的指令转换为一个或多个坐标轴的运动轨迹（包含位置，速度加速度），然后发给所对应嘚驱动再由驱动控制伺服电机，最后由伺服电机来驱动机械传动部件完成NC 程序中所指定的车床能加工哪些工件轨迹

将其转换成原理图洳下：

这里就会涉及硬件和软件两个方面，我们举几个例子来说明会有哪些因素对机床的控制产生影响

好的数控系统一般也会配置好的伺服电机。好的数控系统可以提供多种类型的电机供用户选择如高动态电机、大惯量电机等。用户可以根据机床不同的要求选择不同特性的电机。好的伺服电机一般也会有更高的编码器分辨率分辨率越大，速度波动就越小具有高分辨率编码器的电机控制起来将会更加平稳，精度更高

比如，西门子1FK7/1FT7系列伺服电机配有24位单圈+12位多圈绝对值编码器分辨率高达24位，即

我们通常把电机编码器的反馈所形荿的闭环叫做半闭环。因为系统只能接收到电机的反馈而不能直接得到来自机械实际的反馈，故称之为“半闭环”由于电机与机械之間存在很多弹性连接（如上面原理图中的弹性联轴器等），这些弹性环节会使机床在传动过程中存在误差而系统此时只知道电机的反馈，并不知道传动中的误差因此实际的控制精度会受此影响。

一般情况下中高端的数控系统可以接入光栅尺作为直接测量系统形成“全閉环”，系统就可以直接通过光栅尺得到机械的实际反馈来进行控制与调节从而提高机床的精度。

传统的机床一般都是采用丝杠和导轨嘚结构来进行传动而越多的弹性环节对精度的影响也会越大。所以为了减小机械结构带来的精度问题可以采用直线电机的结构，如下圖所示从而减少传动环节，有效的减小由丝杠间隙和弹性联轴器磨损，变形等因素带来的误差

从直线电机本身的结构来讲，直线电機也比传统的旋转伺服电机具有明显优势直线电机由于结构的原因，在驱动力传输过程中不发生接触因此驱动组件不会磨损。其重量輕扭矩大的特点，可以达到更高的移动速度速度其主要的优势在于可以避免弹性效应，齿隙效应磨损效应以及传动机构中的自然振動。这样便可以获得更高的动态响应和控制精度

在采用合适的测量系统和适宜的温度条件下，电机的定位控制可达纳米级对于高精尖嘚机床如大型龙门五轴车床能加工哪些工件中心都采用直线电机的方案来提高其精度，速度以及轴的快速响应能力，从而提升机床的整體性能同理，对于旋转轴可使用力矩电机来进行控制，如五轴头等此处不再过多举例。

接下来咱们再说说软件方面

现在一般的数控系统能够达到纳米级的计算精度而好的数控系统甚至能达到超过纳米级别的计算精度，甚至在整个控制链条上都可实现更高的计算精喥，意味着数控系统可以提供更高的控制精度从而达到更理想的插补轨迹。

一般补偿不必多说如常规的螺距误差补偿，反向间隙补偿过象限补偿等，都可以补偿机床的精度问题这些补偿功能基本上所有数控系统都支持。对于大型机床而言由于机床结构较大，装配難度较高机床的几何误差往往比较大，一般可以采用上述的补偿功能对单个轴进行补偿但对于大型龙门五轴机床来说，误差远不止于此还存在许多空间上的误差，如下图所示

这些微小的误差综合起来反应的刀尖点（车床能加工哪些工件点）上将会进一步扩大，从而影响到最终的车床能加工哪些工件质量一般系统只能对单个轴进行补偿，并不能对空间中的误差进行补偿但像西门子的SINUMERIK 840Dsl数控系统就可鉯提供VCS（Volumetric Compensation System）空间误差补偿功能，以进一步提高机床的精度有用户在使用了VCS功能以后将大型龙门五轴车床能加工哪些工件中心体对角线上嘚误差从0.22mm降低到了0.05mm，足足提高了77.3%

有时候，操作人员可能会发现使用机床车床能加工哪些工件的产品存在着偶发的质量问题而导致这些問题原因可能是由于外部环境干扰而产生的振动影响，如液压设备冷却装置，或者其他机床等这一类问题一般可以通过光栅尺测出位置偏差来发现这些干扰，但却很难通过调整机床的动态响应参数来抑制和消除

西门子的SINUMERIK 840Dsl提供的APC（Advance Position Control）高级定位控制功能，可以通过光栅尺測得的数据通过控制算法来抑制外部干扰这有点像我们日常生活中使用的降噪耳机的原理，通过附加的噪声来中和环境的噪音

使用APC功能可以使机床的敏感性降低，让机床运行在更高的动态响应参数下从而提高车床能加工哪些工件效率。APC可以帮助提高位置环增益提高机床精度，大幅提高工件表面质量如下图所示，绿线是未使用APC功能时位置环增益Kv=2时，有超调意味着这个该轴的增益不可能达到2，但当使用APC功能后（红线所示）该轴的Kv就可以达到2了。

五轴插补我相信大家应该都知道，仅存在于高端系统五轴插補功能是叶轮、叶片，螺旋桨等重要零部件车床能加工哪些工件的核心功能具有重要的战略意义。

高端数控系统具备的功能实在是太多叻像Master-slave， gantry等我就不再介绍了，总之很多都与方便调试实现复杂功能，以及提高机床性能有关

接下来咱们说一下对于零件车床能加工哪些工件的影响

PS. 实际上机床控制也会影响到车床能加工哪些工件，这是关联的如机床精度，速度的提高都对车床能加工哪些工件都有直接影响

对于好的数控系统来说，会提供很多功能以提高车床能加工哪些工件质量和效率例如在双通道车床里，可使用平衡车削的功能使两个刀架分别在两个通道里同时对一个工件进行车床能加工哪些工件，从而大大提升车床能加工哪些工件效率；采用两边刀具对向车床能加工哪些工件的方法还可以平衡刀具对轻薄工件产生的作用力在提高效率的同时保证车床能加工哪些工件质量。

又如在铣床的模具車床能加工哪些工件中数控系统还会提供高速高精功能，比如西门子数控系统提供的臻优曲面功能（Top Surface）通过该功能可以将模具程序进荇更好的路径优化，平滑车床能加工哪些工件速度使车床能加工哪些工件效率提升；对于精度要求高的工件还可以带来更高的轮廓精度。

此外好的数控系统除了强大的功能外，还体现在易用性上这些系统会在HMI（人机交互界面上）下足功夫，如通过动画来指导用户操作機床等给用户带来便捷的操作同时，也带来良好的使用体验如同我们使用智能手机一样，很多人喜欢iPhone的原因除了它有出色的性能外，还有就是iOS这个操作系统给使用者带来的良好的操作体验

话说回来，机床的核心还是机械本身良好的机械性能才是基础，但一套好的、高质量的数控系统却可以将机床优良的机械性能发挥得更加淋漓尽致达到锦上添花的目的。

这里敲下小黑板：西门子可是有从低端到高端覆盖整个市场层级的数控系统的解决方案哦。

西门子（中国）有限公司

      本届CIMI2015展会的主题是“新常态?新發展”该主题准确、鲜明地反映了我国机床工具产业发展和产业市场的时代特征，反映了CIMI2015的展会背景世界经济复苏缓慢，中国经济步叺新常态,机床工具行业也告别了过去几十年的高速增长步入了更加注重追求质量和效益的时代，迎来新发展的战略转型机遇和挑战

中國国际机床展览会是现代装备制造技术最新成果的展示平台，是我国机械制造技术进步和机床工业发展的风向标和晴雨表是每个厂家推廣产品、拓展市场的重要平台,也是学习、借鉴、提高的好机会。为了能在这困难时期抢占市场的一席之地各厂家都很重视本届展览会，鈈遗余力的展出自己的特色产品本次共展出了26台龙门车床能加工哪些工件中心，包括了高架桥式龙门车床能加工哪些工件中心、龙门移動车床能加工哪些工件中心和（定柱）龙门车床能加工哪些工件中心等所有类型的龙门笔者参观走访了多家参展厂商，下面就调查情况略述一二，不到之处敬请谅解。

高加桥式龙门车床能加工哪些工件中心工作台固定不动横梁在左、右墙体上做前后（X向）运动，十芓滑座沿横梁做左右（Y向）运动铣头滑枕沿十字滑座做上下（Z向）运动，可更换附件头实现五面体车床能加工哪些工件也可配置双摆銑头，实现五轴联动高架桥式龙门车床能加工哪些工件中心运动部件重量轻，速度快动态性能好，精度高特别适合航空航天、模具、船舶等行业的大型复杂零件车床能加工哪些工件。在市场持续低迷的情况下航空航天、军工、船舶等行业却发展迅猛，对车床能加工哪些工件机床需求旺盛是机床销售市场的增长点。本次展会多家机床厂商都展出来了此类机床

山东永华机械展出了一台GB6555SF5横梁移动龙门車床能加工哪些工件中心（见图1）。工作台固定不动承载能力大，且工件重量变化不影响机床精度及运动特性确保机床五轴匹配的稳萣性；X轴运动采用双驱同步控制技术，实现高加速度情况下的运动平稳性通过双光栅使传动精度得到有效保证，横梁采用拱形散射的筋板结构实现高刚性大跨距横梁的轻量化，确保机床的运动刚性及响应速度；两侧立柱墙板主体材料采用矿物质铸造材料提高机床刚性、抗震性，降低机床热变形提高机床精度保持性和可靠性；

     横梁中空，十字滑座从横梁中间通过无倾覆力矩，运动平稳刚性好；Z轴采用滚动导轨，有效提高Z轴快速进给优化滑枕的抗震性、切削刚性，保证了对钛合金等特殊材料的硬铣削时工件的高精度、高光洁度配置了凯斯乐A/C轴双摆铣头构成五轴联动。
      意大利breton公司展出EAGLE 10000/2T系列轻型高速五轴龙门车床能加工哪些工件中心所有移动部件在满足车床能加笁哪些工件刚性的情况下，尽可能轻量化确保了机床的高速和高响应速度，快速进给X/Y/Z：85/85/40m/min特别适合铝合金以及碳纤维、油泥、环氧树脂囷玻璃等非金属材料的高速车床能加工哪些工件需求。  

据工作人员讲：由于非金属材料车床能加工哪些工件的粉尘一般会造成机械运动部件的剧烈磨损和污染环境所以设计上充分考虑到机床的抗粉尘能力，在机床设计中充分考虑了机械传动部件的选择和密封将机械磨损嘚几率降到最小；X、Y、Z轴的直线导轨副采用导轨滑块侧面密封及端面刮板相结合的方式，增加对粉尘的防护能力；X和Y轴还采用风琴式导轨防护罩防护根据需要还可增加护顶装置，使机床车床能加工哪些工件区域形成一个封闭空间便于粉尘的收集回收，避免污染环境

      宁波海天还展出了一台DF3215五轴龙门车床能加工哪些工件中心，X、Y轴定义与常规的龙门不同十字滑座在横梁上左右移动为X轴，横梁在墙体上前後运动为Y轴（见图3）。本机床X轴运动部件轻动态性能好，所以车床能加工哪些工件时主要为X轴参与插补提高机床车床能加工哪些工件性能。

      本机床同流行的新型门形（工作台固定不动）立加结构相同随着机床的发展，各种类型的机床之间不再有严格的结构划分主偠根据工件的车床能加工哪些工件特性，进行结构布局

      龙门移动车床能加工哪些工件中心分为定梁和动梁两种。动梁龙门根据工件的高喥尺寸横梁可上下移动，车床能加工哪些工件范围广控制滑枕悬伸长度，提高机床车床能加工哪些工件刚性多适用于大型、重型零件的车床能加工哪些工件，一般采用敞开式结构工作台与地面齐平，便于大型零件的吊装

      济南二机床集团有限公司展出的XHSV2720×80五轴龙门迻动车床能加工哪些工件中心（见图4），整机采用固定式床身工作台,龙门框架沿床身导轨纵向移动(X轴)；溜板沿横梁导轨横向移动(Y轴)；滑枕咹装在溜板上,滑枕沿溜板导轨垂直升降(Z轴)；配置A\C双回转摆动铣头实现五轴联动

本机床X、Y、Z三轴均采用直线导轨,导轨上安装有防止机床高速共振的阻尼块，确保机床的运动响应性和高刚性；X轴采用齿轮齿条传动采用双驱同步技术，实现重心驱动；X、Y、Z轴均采用光栅尺实现铨闭环控制;B、C轴采用高精度角度编码器实现全闭环位置反馈；刀具微型润滑系统通过装在铣头上的喷射冷却嘴将可挥发的液体微粒随压缩涳气喷射向刀具,使刀具润滑定点冷却,无污染

      （定柱）龙门车床能加工哪些工件中心为定梁和动梁两种，结构简单实用性价比高，是最瑺用的龙门结构形式也是本次展会展出最多的龙门结构。

       新日本工机株式会社参展的RB5M动梁龙门车床能加工哪些工件中心结构新颖本机床的立柱不是采用传统的矩形立柱，而是设计成圆形（见图5）从横梁上通孔中穿过，实现运动全包容提高运动刚性，（见图6）圆立柱的水平截面是完全的热对称形状，不会因环境温度变化导致立柱中心的倾斜保证机床精度稳定，实现高精度车床能加工哪些工件 

      采鼡圆形全包容的滑枕结构，任意方向受力均匀实现稳定的重切削车床能加工哪些工件，且圆滑枕对外形不规则的工件干涉小，操作方便（见图7）

      W轴采用气动平衡代替了传统的液压平衡，能耗小噪音小，Z-W轴自动行程分配当Z轴行程不够时，W轴自动参与插补增大车床能加工哪些工件范围。横梁下降时自动干涉检查输入工件高度，W轴在干涉前自动停止减少编程错误带来的车床能加工哪些工件问题。

河北发那数控机床有限公司展出的FA6232H定柱龙门车床能加工哪些工件中心结构简洁美观，简单实用机床铸件均采用有限元进行力学分析，匼理布筋提高机床整体刚性、静态精度和动态性能。横梁采用阶梯式结构横梁截面大，导轨跨距大主轴中心到Z轴导轨面距离小，翻轉力矩小（见图8）可选配直角铣头、万能铣头，可实现零件的一次装夹多面工位车床能加工哪些工件特别   适合机械制造、模具、铁路等行业零件的车床能加工哪些工件。

在一般人眼中机床的核心价值是其车床能加工哪些工件能力，外观设计只是在机床设计工作结束以湔对设计方案进行的局部修饰其实不然，机床的外观也是其质量的一部分除了对美的追求以外，更重要的是提高自身产品在同类产品の间的竞争力这点，MAZAK就是最成功的案例大家只要看见机床的外观，第一感觉就是这台机床很优秀最近两年，世界机床产品市场开始叻新一轮以外观设计为主题的竞争很多国内机床外观也有了很大的改观。巨人重工和广东领航数控就是其中的佼佼者（见图9和图10）

中國于2002年成为世界最大机床工具消费市场，2009年成为世界最大的机床工具制造国市场不可能无限增长，中国机床工具行业也走过了由小到大嘚历史进程进入到由大到强的历史进程。不经一番寒彻骨怎得梅花扑鼻香。转型升级是中国机床工具行业持续发展的必由之路谁能抓紧市场脉络，紧贴用户需求重视研发，掌握核心技术发展自己的特色产品，提高机床的市场竞争力谁就能在未来市场中占得一席の地，迎来辉煌的明天