數(shù)控機床概述

1、第1早數(shù)控機床歸納1.1數(shù)控機床的工作原理及構成以數(shù)字形式進行信息控制的機床稱為數(shù)字控制機床，簡稱數(shù)控機床。數(shù)字控制系統(tǒng)是相干于模擬系統(tǒng)而言的。數(shù)字控制系統(tǒng)中的信息是數(shù)字量，而模擬控制系統(tǒng)中的信息是模擬量。跟著計算機技術的發(fā)展，硬件數(shù)控系統(tǒng)已逐漸被裁減，取而代之的是計算機數(shù)控（CNC）系統(tǒng)。1.數(shù)控機床的工作原理凡是用代碼化的數(shù)字信息將刀具挪動軌跡的信息記錄在程序上，而后進入數(shù)控系統(tǒng)，經(jīng)過譯碼、運算來控制機床的刀具與工件的相對運動，從而可以加工出形狀、尺寸與精度符合要求的部件的機床即為數(shù)控機床。2.數(shù)控機床的構成數(shù)控機床一般由輸入/輸出裝置、CNC裝置、伺服單元、驅動裝置、可編程控制器及電器控

2、制裝置、協(xié)助裝置、機床本體和丈量裝置構成。圖1-1是數(shù)控機床的構成框圖，此中除機床本體以外的部分統(tǒng)稱機床本體為CNC系統(tǒng)。數(shù)控機床的加工特色1）加工高精度和高速化。經(jīng)過減少量控系統(tǒng)的偏差和采納補差技術是數(shù)控加工精度獲取提升的同時，提升了數(shù)控系統(tǒng)的分辨率，以淺笑程序段實現(xiàn)連續(xù)進給，以及在位置系統(tǒng)中采納反響控制與非線性控制等方法，使數(shù)控機床具備高進給速度和高精度的加工。（2）加工復合化。復合化包含工序復合化和功能復合華。好比工件在一臺設備前一次裝夾后，可以經(jīng)過自動換刀等各種措施來達成多工序和多表面的加工，這樣既能減少工件裝卸時間和搬運時間，提升每臺機床的加工能力，減少半成品的庫存；又能保證和提升行

3、位精度，從而打破了傳統(tǒng)的工序界限和分別加工的工藝規(guī)程。3）高柔性化。柔性是指數(shù)控機床適應加工對象變化的能力。數(shù)控機床發(fā)展到今日，已對加工對象變化有很強的適應能力。在提升單機柔性化的同時，也在朝著單元柔性化（柔性加工單元一一FMC）和系統(tǒng)柔性化（如柔性制造系一致一FMS）的方向發(fā)展。4）智能化。跟著人工智能在計算機領域的不停浸透與發(fā)展，數(shù)控智能化程度不停提升。如應用自適應控制系統(tǒng)，弓I入專家指導加工，增強故障自診斷功能等。1.2數(shù)控機床的分類數(shù)控機床的品種很多，以往按以下方式進行分類。1?2?1按有無檢測裝置分類數(shù)控系統(tǒng)按有無丈量檢測裝置可分為開環(huán)控制數(shù)控機床、半閉環(huán)控制數(shù)控機床和閉環(huán)控制數(shù)控機

4、床開環(huán)控制數(shù)控機床圖1-2所示為開環(huán)控制數(shù)控機床的工作原理圖驅動”電工作臺步進電機指令脈沖路圖1-2開環(huán)控制數(shù)控機床的工作原理圖開環(huán)控制數(shù)控機床的特色是控制數(shù)控系統(tǒng)不帶反響裝置，以往使用功率步進電動機為伺服執(zhí)行機構。數(shù)控裝置輸出的控制脈沖經(jīng)過步進驅動電路，不停地改變電動機的供電狀態(tài)，使步進電動機轉過相應的步距角，經(jīng)過齒輪減速裝置帶動絲杠旋轉，再經(jīng)過絲杠螺母機構變換為挪動部件的直線位移。挪動部件的挪動速度與位移量是由輸入脈沖的頻率和脈沖數(shù)所決定的。開環(huán)控制數(shù)控機床結構簡單，成本較低。但是，系統(tǒng)對挪動部件的實質位移量不進行檢測，也不可以進行偏差校訂。所以，步進電機的失步、步距角偏差、齒輪與絲杠等傳

5、動偏差將影響被加工部件的精度?？梢?，開環(huán)控制系統(tǒng)僅適用于加工精度要求不是很高的中小型數(shù)控機床，特別是簡單經(jīng)濟型數(shù)控機床。半閉環(huán)控制數(shù)控機床半閉環(huán)控制數(shù)控機床的特色是在伺服電動機的軸或數(shù)控機床的傳動絲杠上裝有角度檢測裝置（如光電編碼器等），經(jīng)過檢測絲杠的轉角間接地檢測挪動部件的實質位移，而后反響到數(shù)控裝置中去，并對偏差進行修正。圖1-3所示為半閉環(huán)控制數(shù)控機床的工作原理圖。經(jīng)過速度傳感器A和角+位置比1T速度控伺服較電路制電路電機1速度反響位置反響11XB)度傳感器B進行丈量，將其與命令值對比較，構成速度與位置環(huán)控制指令值3閉環(huán)控制數(shù)控機床閉環(huán)控制數(shù)控機床的特色是在機床挪動部件上直接安裝直線位移

6、檢測裝置，將丈量的實質位移值反饋到數(shù)控裝置中，與輸入的指令位移值進行比較，用差值對機床進行控制，使挪動部件依據(jù)實質挪動的圖1-3半閉環(huán)控制數(shù)控機床的工作原理圖位移量運動，最后實現(xiàn)挪動部件的精確運動和定位。從理論上講，閉環(huán)控制系統(tǒng)的運動精度主要取決于檢測裝置的檢測精度，而與傳動鏈的偏差沒關，所以，其控制精度超出半閉環(huán)控制系統(tǒng)。圖1-4所示為閉環(huán)控制數(shù)控機床的工作原理圖經(jīng)過速度傳感器和直線位移傳感器進行丈量，將其與命令值進行比較，構成速度與位置的控制。但實質上閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作特色對機床結構以及傳動鏈提出了比較嚴格的要求,伺服速度控電機速度位置不然將會使數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)在工作時產(chǎn)生振蕩圖1-4閉

7、環(huán)控制數(shù)控機床的工作原理圖指令值按加工工藝方法分類金屬切削數(shù)控機床指采納車、銑、鏜、鉸、鉆、磨及刨等各種切削工藝的數(shù)控機床，包含數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控鉆床、數(shù)控磨床、數(shù)控鏜床以及加工中心。盡管這些數(shù)控機床加工機床在加工方法上存在著很大的差異，具體的控制方式也不一樣，但它們都擁有很好的精度一致性、較高的生產(chǎn)效率和自動化程度。在不一樣數(shù)控機床上加上一個刀庫和自動換刀裝置就成為了數(shù)控加工中心。特種加工類數(shù)控機床除了數(shù)控切削加工機床以外，數(shù)控技術也大批用于數(shù)控電火花線切割機床、數(shù)控電火花成型機床、數(shù)控等離子弧切割機床、數(shù)控火焰切割機床以及數(shù)控激光加工機床。金屬成型類數(shù)控機床指采納擠、沖、壓及拉等成型

8、工藝的數(shù)控機床，包含數(shù)控折彎機、數(shù)控組合機床、數(shù)控彎管機及數(shù)控壓力機等。這種機床起步較晚，但眼前發(fā)展很快。其余種類的數(shù)控機床如數(shù)控三坐標丈量儀、數(shù)控對刀儀及數(shù)控測會議等。按控制運動的方式分類點位控制數(shù)控機床點位控制數(shù)控機床的特色是機床挪動部件只好實現(xiàn)從一個位置到另一個位置的精確定位，在挪動和定位過程中不進行任何加工。這種數(shù)控系統(tǒng)只好控制行程終點的坐標值，而不可以控制點與點之間的運動軌跡?？梢詭讉€坐標同時向目標點運動，也可以各坐標挨次運動。這種數(shù)控機床主要有數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床、數(shù)控沖床、數(shù)控電焊機和數(shù)控丈量機。2.直線控制數(shù)控機床直線控制數(shù)控機床的特色是機床挪動部件不但實現(xiàn)從一個位置到另一個位置

9、的精確挪動定位，并且要控制工作臺以必定的速度沿著平行于坐標軸的方向進行直線切割。這種數(shù)控機床主要有簡單數(shù)控車床、數(shù)控銑床和數(shù)控磨床。天真用于直線控制的數(shù)控機床眼前已不常見。3.輪廓控制數(shù)控機床采納這種數(shù)控系統(tǒng)的機床又稱連續(xù)控制或多坐標聯(lián)動數(shù)控機床，其數(shù)控機床控制幾個坐標軸同時協(xié)調(diào)運動即坐標軸聯(lián)動，使工件相干于刀具按程序規(guī)定的軌跡和速度運動，進行連續(xù)切削加工。這種數(shù)控機床主要有數(shù)控車床、數(shù)控銑床及加工中心等。1.3數(shù)控機床的使用與保護數(shù)控設備的常用操作規(guī)程（1）使用設備推廣定人定體系，憑操作證操作設備。大型設備多人操作時，一定有專人指揮。（2）操作者要熟習所使用設備的主要技術性能、結構、養(yǎng)護內(nèi)容

10、和完滿標準。（3）工作前準備。檢查設備的傳動系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)、各種開關啟始位置、安全制動防范裝置、電力穩(wěn)壓系統(tǒng)及電氣指示等。上述系統(tǒng)要完備、正確、靈敏、靠譜、完滿，緊固件、連接件不可以松動。按設備潤滑圖表注油潤滑。以手動方式低速試運行主軸及各伺服軸。依據(jù)部件加工程序單，檢查S統(tǒng)、刀補及偏置設置開關的位置能否有誤，對CNC系統(tǒng)則應CNC調(diào)出刀具賠償值，檢查其能否正確。在用紙帶輸入時，要常常檢查所用紙帶有無傷害，光電閱讀機能否正常。緊固部件使用的T形螺栓規(guī)格要和設備工作臺面的T形槽規(guī)格一致。緊固時用力應合適。禁止在設備各部位加力校訂部件。（4）工作中正確操作：按設備說明書合理使用

11、，正確操作，禁止超負荷、超性能、超規(guī)范使用。首件編程試加工時，操作者要和編程人員親近配合，在確認程序無誤后，方可進行正式加工。裝卡刀具時，應將錐柄、主軸錐孔及定位面擦抹干凈。工件、刀具一定安裝堅固。裝卸工件時防范碰撞機床。較重的部件、夾具在裝卸時應用吊車或在其余人協(xié)助下達成。在加工過程中，操作者不得擅自離崗或托人代管，不可以做與工作沒關的事情。臨時離崗時，可按“暫停”按鈕。要正確使用“急停”開關，工作中禁止隨便拉閘斷電。設備導軌面、工作臺面禁止擱置工卡量具、堆放部件和沒關物品。禁止蹂躪各防范罩，不準穿帶金屬釘?shù)男遘k工作臺面。設備運行中注意異?，F(xiàn)象，發(fā)生故障及時泊車，采納措施，并記錄顯示故障內(nèi)

12、容。發(fā)惹禍故，應馬上泊車斷電，保護現(xiàn)場，及時上報，不得隱瞞，并配合主觀部門做好分析檢查工作。（5）工作后的養(yǎng)護。操作者要及時清理設備上的切削雜物（禁止使用壓縮空氣），整理工作現(xiàn)場，做好養(yǎng)護工作。設備養(yǎng)護達成，操作者要將設備各開關手柄及部件移歸原位。各工作臺面涂油保護，并按規(guī)定順序切斷電源。按交接班制度規(guī)定進行交接，并做好記錄。數(shù)控機床的平常保護與養(yǎng)護數(shù)控機床是一種自動化程度高、結構復雜且價格昂貴的先進加工設備。為了延長數(shù)控機床各元器件的壽命和正常機械磨損周期，防范不測惡性事故的發(fā)生，爭取機床能在較長時間內(nèi)正常工作，充發(fā)散揮其效益，一定做好平常保護與養(yǎng)護工作，主要有以下內(nèi)容：（1）按機床按期保護的檢查順序表內(nèi)容檢查（見各機床的使用說明書）。2）常監(jiān)察C