数控机床的结构特征与性能优化策略探讨

数控机床的结构特征与性能优化策略探讨

丁超

引言：

数控机床是机床设备不断的更新和发展的产物，其结构上与传统的设备有一定的差异，也正是这种差异使得数控机床在性能上优于传统的机床设备。此设备优于其应用领域的专业性，在结构上也有其显著的特点，而结构的合理性，与其应用性能又存在一定的辩证关系，只有对其结构特征有一个客观全面的了解，才能找到合适的性能优化路径。一、数控机床的结构特点分析

（一）整体精密度高

数控机床的整体运行是在数字化控制的基础上完成的。因此，其组成结构也有一定的精密性要求。所以，在选择数控机床的相关配件时，技术人员通常是在高科技含量和高精度的原则下进行选择的，并且这种高精度和高技术含量，具有了一定的整体性要求，也就是说，精度和科技含量不仅要体现在设备的几何构造上，更要延伸到设备运行、热变形、抗振等性能方面，数控机床的运行主要是靠不同的控制系统来实现的，目前比较常用的一种控制系统是CNC系统，这一系统在发挥作用时，通常应用的是高速插补技术，通过数控小程序来完成机床的控制，逐步从控制单位的角度实现精度的提升。另外，系统中所应用的传感器也是高精度标准的。这有利于提升位置检测的准确性。最后，系统中的网格解码检查技术对于机床加工过程中运行轨迹的精确性提升，有着非常显著的效果。因为其相关的精度预测采用的是赛维立体仿真模型，可克服条件和规格的限制，顺利完成加工任务。

（二）驱动并联化程度高

并联化主要体现在机床的主轴和机座上，通过在两者之间加入多杆并联联接机，实现两者的协同运作，此特征解决了机床串联移动过程中相关部件本身质量较大的问题。另外，对系统刚度的提升也有一定的促进作用，而且在并联实现后，系统运行中的道具运动范围随之扩大，使得这个系统的运行自由度也获得了提升。

（三）智能化程度高

数控机床作为一个有数字化程序和系统控制的机床设备，其特征方面与也与其所依托的计算机系统和智能化技术的发展具有一定的同步性。在智能化方面，数控机床主要有以下几方面的特征。首先，对加工过程的智能化控制。在智能化系统的背景下，能够实现对加工系统中的主轴、电机功率、电流、电压等信息的智能识别与控制，并通过智能化方法及时调整和优化，促进系统的正常运行。另外，智能化功能在运行故障的判别上，也能发挥一定的作用，促进故障诊断效率和准确性的提升。智能化的特征，也从另一方面体现出了系统的运行控制的人性化特点。

二、性能优化策略分析

（一）优化抗振性能数控机床是一个多种零部件共同协作运转的整体系统，且在产品加工的过程中，有许多需要高速作业运转才能完成加工要求的运转过程。因此，设备运行过程中产生振动，是不可避免的，这不但会影响机床运行过程中的整体稳定性，也会带来一定的噪音污染，不利于机床处于良好的运行状态。因此，需要采用平衡处理法实现需要旋转的部件的抗振性能。压缩传动部件之间的孔隙，使得机床运行中的应激振动力减弱。同时，通过对旋转频率的控制，提升机床运行过程中的静态刚度指标。除了以上几种从系统运行的角度减振的方法外，在系统运行的各个部件之间添加阻尼材料，达到抗振的目的，也是可取的一种方法。

（二）零部件性能的优化

零部件的运行状况和使用寿命直接关系到整个机床的正常运行。因此，在进行性能优化时，要注意鞋机上的优化，对各个零部件自身的性能进行优化，主要的优化方式使提高零部件布置的合理性，避免合理性的缺失导致某个或某组零部件在运行过程中出现负荷或磨损过度的情况，另外，注重其截面设计的合理性。在组合零件的焊接中，选择技术较成熟的焊接工艺。最后，各部件要统一发挥作用，需要对其进行连接，因此，在连接方式上要注重合理性，在减低连接传送链长度的原则下，完成部件的连接。

（三）基于减低热变形几率的优化

在机床高速运行的状态下，必然会产生很大的热量。因此，热变形是一种常见的运行中的问题。对此的优化可以通过减低主轴电动机或变量泵等低能耗配件运行中的热量以及加强对高速运转区域热能量集中情况采取冷却处理的办法，减低热变形的发生几率。

（四）机床系统中机械机构的优化

这部分优化措施主要是从整体上对数控机床的各个部件的布局安排进行优化，提升其布局安排的合理性。从而对其运行中的受力水平，热稳定度等指标的正常维持起到促进作用，数控机床的运行是一个整体的系统运行过程，因此，在对其性能急性优化的过程中，同样需要从宏观的角度入手，实现设备的优化，这对机床设备的管理也具有一定的意义。实现了从提高管理科学性的角度对整体机床系统的优化。

三、结语

总之，数控机床作为一种与传统机床设备相比更具有先进性的设备类型，其结构具有显著的精密性特征，这也使得这类机床的整体运行状态和工作精确度得到有效的提升。在机床的具体应用中，相关的技术人员应当对其运行过程中出现的问题进行针对性的优化，以使其应用在机械制造行业中的优势全面的发挥。

参考文献：

[1]范利洪.基于机床刚度特性的床身结构优化设计[J].河北农机,2016(5).

[2]李文博,郑祥东.试论机床机械结构和性能优化[J].中国设备工程,2017(21).