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機床的加工精度的精度和加工的穩定性一直是制 造業的研究熱點, 而 Z軸的穩定性是決定機床加工精度的關鍵性因素之一 。 Z軸結構設計得是否合理更是解決 Z軸問題的根本 。
1    雕銑機 Z軸設計過程的回顧
在矩形導軌應用之前, 人們使用的是圓導軌 。考慮到平衡 Z軸重力, 將導軌進行平裝 (圖 1 ) 。但是, 這種安裝方式漸漸暴露其不足之處 — —圓導軌的剛性較差 。由于溜板及其組件重力的影響使得導軌1向下發生饒曲變形, 導軌 2向上發生饒曲變形 (圖 2 ), 兩次變形通過溜板被放大,  并進行疊加,  引起了 Z軸較大的偏角 。對機床的加工精度產生較大的影響。之后人們改進了導軌的安裝,將其裝在豎直方向上 (圖 3 ) 。這種安裝方法雖然不能平衡重力, 但是橫梁的剛性得到了明顯的增強, 機床的加工精度也得到了很大的改善。當矩形導軌得到應用之后, 人們繼續沿用以前圓導軌的安裝方式 — —豎直安裝。由于方導軌是安裝在橫梁上, 其剛性已能遠遠滿足機床的需求 。現在要想進一步提高機床的精度必須考慮如何平衡整個 Z軸 (包括溜板、 滑板及主軸 ) 的重力 ? 使得 Z軸與工作臺保持穩定的垂直。在這方面人們大多關注研究如何將 Z軸的重心盡可能地靠近橫梁和減輕 Z軸的重量, 為此出現了幾種設計的結果 :將 Z軸導軌反裝 (圖 4)  和正裝 (圖 5)   (  “JT- GK600” 系列 ),   或是將一個導軌裝在水平方向上。采用反裝,   因為反裝可以使整個 Z軸的重心靠近橫梁, 減小了 Z軸重力產生彎矩而引起的與豎直方向的偏角。采用正裝,   因為正裝可以減小滑板的重量,   降低 Z軸的重量和慣性 。實際上, 這兩種設計思路各有優缺點但都沒有解決 Z軸存在的根本問題 。

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一個標準型的數控系統在制造廠家的生產壽命一般為 5 ～ 6年, 所以, 選擇數控系統對設備進行改造時要選擇較為先進的系統才能得到較多的備件支持, 如選型不超前, 難免陷入剛剛改造就落伍的局面, 且比較先進的數控系統具有向下兼容的能力和與同等水 平的數控系統共容的特性, 除外進行數控系統的改造時還要兼顧設備自身機械系統的影響 。