數(shù)控機床機電系統(tǒng)概述

技術講座數(shù)控機床系統(tǒng)概述報告人:張志義北華大學工程訓練中心2008年11月1技術講座數(shù)控機床系統(tǒng)概述主要內容：概述:數(shù)控機床發(fā)展、組成、工作原理機械結構：導軌、主軸、進給機構、輔助裝置CNC數(shù)控系統(tǒng)：硬件連接、電機、檢測、其它控制機床實例及故障分析2技術講座(1)數(shù)控機床概述一、數(shù)控機床產生與發(fā)展1．數(shù)控機床的產生1952年，美國帕森斯公司和麻省理工學院研制成功了世界上第一臺數(shù)控機床。半個世紀以來，數(shù)控技術得到了迅猛的發(fā)展，加工精度和生產效率不斷提高。數(shù)控機床的發(fā)展至今已經歷了兩個階段和六代。1952年的第一代——電子管數(shù)控機床1959年的第二代——晶體管數(shù)控機床1965年的第三代——集成電路數(shù)控機床1970年的第四代——小型計算機數(shù)控機床1974年的第五代——微型計算機數(shù)控系統(tǒng)1990年的第六代——基于PC的數(shù)控機床。3技術講座數(shù)控機床概述現(xiàn)在大致分為專用數(shù)控系統(tǒng)和通用數(shù)控系統(tǒng)2．數(shù)控機床的發(fā)展趨勢（1）高速度、高精度化（2）多功能化、智能化、小型化（3）高可靠性（4）網絡化（柔性制造系統(tǒng)）4技術講座數(shù)控機床概述二、數(shù)控機床的概念及組成

1．數(shù)控機床的基本概念（1）數(shù)控（NumericalControl，簡稱NC）

是采用數(shù)字化信息對機床的運動及其加工過程進行控制的方法。（2）數(shù)控機床（NumericallyControlledMachinetool）是指裝備了計算機數(shù)控系統(tǒng)的機床，簡稱CNC機床。COMPUTER5技術講座數(shù)控機床概述2、數(shù)控機床的組成及工作原理6技術講座數(shù)控機床概述三、數(shù)控機床的分類

1．按工藝用途分類（1）金屬切削類數(shù)控機床（2）金屬成型類數(shù)控機床（3）數(shù)控特種加工機床（4）其它類型的數(shù)控機床2．按機床運動的控制軌跡分類（1）點位控制類數(shù)控機床主要有數(shù)控鉆床、數(shù)控沖床、數(shù)控鏜床、數(shù)控點焊機等7技術講座數(shù)控機床概述（2）直線控制類數(shù)控機床主要有數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床（3）輪廓控制數(shù)控機床2個以上的運動軸聯(lián)動,加工各種曲線/曲面.數(shù)控車、銑、線切割、加工中心8技術講座數(shù)控機床概述3.按伺服控制方式分（1）開環(huán)控制（2）閉環(huán)控制9技術舌講座岸數(shù)控吼機床辱概述（3捏）半始閉環(huán)負控制10技術我講座綠(2猴)數(shù)控榴機床傻機械競結構屯介紹數(shù)控租機床仆對機塘械要專求無級祝調速斜，調跡速范毒圍寬具有凱較高急的精羞度、路剛度繞、耐支磨性，拒傳動線平穩(wěn)枝、噪陜聲低具有霞良好爽的抗農震性一、扭床身駝（導朱軌）床身胖：車劉床有聽直/悅斜床盈身；徐銑床黨有倒沈Y/直柱端等。導軌線軌硬軌塑料絞軌11技術薯講座航數(shù)控鏈機床桂機械范結構逃介紹二、羞主軸直連側/帶扶減速耽器/精電主編軸注意輝:主國軸潤走滑/詢冷卻BT也30砍/B春T4艦0/根BT雙50主軸財準停屬裝置銑床歷用電矩主軸12變頻值器在丈數(shù)車鐵床主觸軸調午速上穗的應跨用CA殲K6祝13豆6CA何K6把15姓0D扛J主軸臟調速13變頻瞧器在輛數(shù)銑它床主鏡軸調打速上財?shù)膽苡肵K迎71獵4A數(shù)控恥雕銑享機主軸彎調速14技術武講座涌數(shù)控鋤機床推機械障結構沈介紹三、捧進給液機構采用糊滾珠搞絲杠葬直接賀與伺閑服電沈機直怠連注意15技術底講座廟數(shù)控疲機床倦機械茄結構該介紹四、昂輔助燙裝置1.股工作來臺各種余類型斃的工直作臺數(shù)控協(xié)分度占頭數(shù)控臨回轉丹工作舟臺16技術松講座才數(shù)控忽機床始機械信結構燙介紹四、夫輔助交裝置2.朝液壓份和氣悔動系有統(tǒng)3.斧潤滑時系統(tǒng)4.朵冷卻巾系統(tǒng)5.柱排屑桂系統(tǒng)6.構自動勞換刀垂直揉轉塔牽式立扭式加啊工中買心17技術敞講座障(3擾)數(shù)控安系統(tǒng)寬介紹一、等CN飯C系璃統(tǒng)及魂連接1.挎數(shù)控蒙系統(tǒng)管構成NC它核笑心HM狠IPL疏C18技術室講座數(shù)控緒系統(tǒng)司介紹2.海典型讀數(shù)控光系統(tǒng)括--優(yōu)-F假AN殖UCFA現(xiàn)NU頓C系地統(tǒng)19技術荒講座數(shù)控獎系統(tǒng)緩介紹2.箭典型政數(shù)控批系統(tǒng)蔑—8獵02多DS亂L20技術著講座數(shù)控駝系統(tǒng)段介紹2.醉典型羽數(shù)控令系統(tǒng)眼—8學02在DS叔L21數(shù)控系統(tǒng)機床接收驅動負載電源公共端DI/DOGFXY*ESP,*DECx等保持型繼電器Counter(C)Timer(T)Keeprelay(K)Datatable(D)Variabletable(D)中間繼電器(R)技術鐵講座數(shù)控簽系統(tǒng)豬介紹3.啦數(shù)控籠系統(tǒng)用原理224.況數(shù)控回系統(tǒng)連接毛-8堵02捏DS話L23西門俗子數(shù)喚控系無統(tǒng)信攔號接唱口結管構244.包數(shù)控辮系統(tǒng)連接男-F備AN谷UC25技術旬講座數(shù)控請系統(tǒng)去介紹二、自伺服句電機1.撇分類直流高速甩直流訪伺服業(yè)--壞永磁損式低速午大轉它矩寬享調速交流異步懸型:箏不能槽經濟第的實何現(xiàn)寬悼范圍淚調速同步奶型:撒多柜用永犬磁式優(yōu)點誕:結后構簡與單,訂可靠覺,效口率高缺點抱:體語積大宣,啟吼動特趟性不件佳2.困速度母-轉號矩特鼻性刀庫刀具定位電機主軸電機帶制動器伺服電機伺服電機機械手旋轉定位電機26技術暗講座數(shù)控播系統(tǒng)舊介紹27技術拾講座數(shù)控辦系統(tǒng)堵介紹3.炭過載先能力過載餐能力餓強>楊30臟0%鳥,但過糠載時料間有選限制宏.驅動鎮(zhèn)器對憑過載膚輸出電流貓及過鍬載時婆間都有嚴閥格限遞制.注意:在實候際使有用中立出現(xiàn)若電流際過載榴報警躍,望必須例查明妖原因未.不連可放爐大過輸載極包限和過載論時間尿--鏡--滴-損斜壞電滴機和贈驅動勇器.28技術爪講座數(shù)控泄系統(tǒng)汗介紹4.艦主軸統(tǒng)電機機械縱主軸斑:變頻慣電機伺服叛電機電主悉軸:灑結構涂與特視性如愧下圖恒轉沃矩區(qū)恒功均率區(qū)主軸精轉速巖與轉豆矩可仙用變攝速器故改變主軸禍電機股過載擺能力29技術醉講座數(shù)控壇系統(tǒng)補介紹三、脊檢測常用匆位置荒檢測渣裝置30技術嶄講座數(shù)控搭系統(tǒng)渴介紹1.沒光柵31技術黃講座數(shù)控籃系統(tǒng)隆介紹光柵紹工作堅原理ab莫爾劉條紋脂的寬雹度計樂算：設a戲=b變=W拉/2別，則庸(W灘/2身)/蔑B=以si考n(舞θ/阻2)稅，當θ禍很小眠時，雄si憂n(遼θ/蒼2)已=θ猴/2播，故有數(shù)：B南=W偉/θ劇，稱作駁莫爾鐘條紋控的寬灰度，沃又稱奸為節(jié)距。32技術速講座數(shù)控慕系統(tǒng)兼介紹光柵夾細分量電路1234硅光電池正向脈沖反向脈沖H1H2差動放大差動放大整形整形微分微分微分微分（sin）（cos）Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y8一個母光電巡壽池進瞞行位消移測趣量時萌，最扎小分兼辨力同為1揚個柵予距。善為了汪，提濃高分創(chuàng)辨力偽，可總使柵燃距減垮小，供即增撈加刻扛線密輩度。怪另一冰種方飾法是膽在雙坦光電燦元件燈的基蠅礎上株，經虜過信號茅調節(jié)霧環(huán)節(jié)對信根號進擾行細哭分，灰其電辯路框羊圖如殖圖所字示。33技術糕講座數(shù)控壟系統(tǒng)筆介紹有接省觸式尼、光電稱式、電皆磁式貝，又雨分為昨絕對嘆和增拍量式私，主壘要參膠數(shù)：佳脈沖愛數(shù)/攪轉2.尋脈沖血編碼義器abz碼盤基片透鏡光源光敏元件透光狹縫光柵板節(jié)距τm+τ/4信號處理裝置（1柔）增構量脈睡沖編拘碼器3401011110011001111000100110101011110011011111000000010010001101002322212035技術魚講座川(4障)數(shù)控掌機床眠典型磁電路丘介紹一、健CN檔C系賽統(tǒng)供必電1.筑驅動詢器電日源模良塊:皺上電豈/斷林電2.蟻數(shù)控壟系統(tǒng)博獨立偷供電守:上新電/堅斷電端子休64豈驅動回器進典入工才作狀朱態(tài)/秘端子割63辟激活容驅動膠器脈架沖控撐制/想端子練48同控制接觸度器通蔥-直稻流母遼線充弄電36技術藍講座訓(4畏)數(shù)控裕機床天典型溜電路蒼介紹3.摧伺服杠系統(tǒng)腫供電37技術象講座悲(4泄)數(shù)控仁機床嘗典型左電路月介紹二、嘆急停舍及限趙位1.全急停厚控制秤:塌在緊甜急時效,制溉動運欠動部火件—齡短時友停車急停暴不應仿直接勾切斷玻主電報源,肥要根絹據(jù)伺捎服斷舍電要串求控英制38技術化講座屋(4慨)數(shù)控管機床處典型徑電路酒介紹2.補限位睡控制丑:孔硬限利位/溜軟限頃位/席加工裂區(qū)域武限制硬限認位:而外部音安全事保證葡—撞懶塊長袖度>授減速負距離陵—P孫LC止或外衛(wèi)部電濟路控武制軟限蛇位:絞內部立安全設功能綁—基豪準是盟機床垂的原找點,癢機床食回參某考點含后生難效加工芳區(qū)域靈限制爪:另拖一種園軟限松位—斥可根裹據(jù)需暴要隨文時設循定.款另可鋸根據(jù)冬特殊灘要求破通過PL武C激筐活第陸二軟歇限位勾--土--堂-用蘇于換肢刀區(qū)噸域保秤護.39技術距講座使(4嚇)數(shù)控泰機床偽典型色電路但介紹三、繩進給導倍率論/主擠軸倍禿率編碼露式波梨段開腦關:蹤蝶進給漫0~煙12狐0%角,主萍軸5扔0~絮12愁0%食,奔編碼勉形式專為二波進制械或格林腳碼.減如辟是2鐮進制蹈可在陶PL歐C中吊轉化距為格贊林碼僅.換格林辯碼特歌點是攻五位字沒有全宿”0漆”的綿編碼煉.40技術粘講座賊(4聲)數(shù)控呀機床案典型粘電路攜介紹格林叉碼進書給倍通率/主湯軸倍僵率對躲照表41技術刃講座茂(4吐)數(shù)控書機床潔典型郊電路隆介紹四、胞電子勉手輪是操姿作部農件,茶可光手動成移動授坐標童軸.翼1槳00刺個刻榜度/典轉,錦增奔量1區(qū)--鑼-0批.0默01幼mm壞,增量早10懷--膜--填0.欺01蛙mm造,勵增石量1打00探--做--縮慧0.體1m開m,斜1屑00占0-混--罪-1嚴m(xù)m愁.刷一般倆機床介可設3個撒手輪哭.硬件鹽接口注為R車S4讀22稻協(xié)議救,匙有2職個信店號(掃A和關B)碼,6根伴導線勇(A換,A,蠶B,B,蜂+5妨V,膽0笨V)由P矮LC與定義餡手輪儀變量套,傅PL思C-龍--磁--倦NC珠K襖讀寫西門誕子3碰20墾01找00平0~溝32卸00匹10競09寫/3現(xiàn)80晴X0閱00但4~濃5由P耕LC抬定義也手輪執(zhí)變量低包括攤:手在輪選犧擇/等移動遮/增量握選擇屢/進么給保恰持/國連續(xù)永點動擔等42技術扇講座劍(4長)數(shù)控瓜機床粗典型餡電路門介紹五、驢主軸有控制奔方式動/換朽擋伺服萬主軸控制框方式速度啟控制忽方式法:由秀M0部3/遺M0煎4/身M0走5/孝SX體XX如X自遇動變糖速,損手動位置度控制傍方式娘:主排軸分喚度/拌剛性蔽攻絲嘩/自窄動換斃刀定輕位SP徒OS符/M基19良激活濃.擺動榜控制黑方式魚:M停41從~M丘45幣對應盜1擋尼~5撐擋.數(shù)控棚系統(tǒng)鞋默認屢是自聯(lián)動換愁擋,通根據(jù)錄程序豆及機爆床定畜義自馳動完段成換害擋M4嚷1~很M4雞5是申強制京換擋撤.對不潑同的框數(shù)控促系統(tǒng)獨換擋嘆時序境不同們,但獻對同奪一系溉統(tǒng)的距幾個上擋位距換擋尾時序耕相同貼.43技術歌講座濕(4廉)數(shù)控執(zhí)機床美典型程電路孩介紹主軸陜換擋宅設定44技術名講座本(4辮)數(shù)控農機床北典型竊電路失介紹主軸穿換擋種過程換擋去過程伏互鎖爺—主承要是主療軸零希速.換擋腫過程蘭邊界塊條件客:1.退由時英間控閥制每軟次動漢作.2.撒多次拿換擋伙沒有賢完成擇,由計數(shù)閑器停融止換廢擋動要作.45技術牽講座誦(4督)數(shù)控合機床愁典型漠電路雄介紹六、歪冷卻度系統(tǒng)冷卻賤系統(tǒng)組成液冷坦/氣槍冷手動侮/自煎動控軌制方博式:餃M0書7,越M0畢8,取M0威946技術柏講座龍(4賣)數(shù)控轎機床敏典型縫電路念介紹七、廁導軌擊潤滑潤滑面系統(tǒng)組成手動縫/自蒜動控雅制方洽式47技術亦講座需(4趟)數(shù)控蘭機床臉典型綠電路絲式介紹八、屑車床蟲刀架倆控制系統(tǒng)組成趕:機驗械/佳電氣秋—電洽機,提霍耳桌元件儲/碼挽盤手動嘴/自粱動控巡壽制方爽式48技術柏講座緊(4役)數(shù)控角機床赴典型侵電路法介紹簡易篩刀架豬控制帥—霍輛耳/吵單向絹旋轉49技術榜講座敬(4掠)數(shù)控即機床通典型珠電路突介紹簡易訪刀架謊控制嚷—位費置碼光盤/為可雙敬向旋閑轉50技術界講座肚(4斑)數(shù)控銀機床忙典型默電路齡介紹簡易威刀架菜控制跡—位帝置碼統(tǒng)盤/傍可雙豬向旋返轉51技術跑講座工(4察)數(shù)控粗機床戚典型寇電路雹介紹九、們加工隙中心貴刀庫申控制52技術傻講座跡(5脖)數(shù)控染機床值故障桐分析1.漿機增床坐也標軸鑄運動奴部件這配合映故障故障榆現(xiàn)象酒:不怒加工孕伺服畜電機毒溫度初高.頂>電60毯°分析斷開闊傳動軋還熱饅,植說明敘是伺魂服電望機內避部機煙械故約障斷開脅傳動疲不熱壘,熱說明零是傳村動系瓦統(tǒng)機陜械故噸障2.奧伺甜服電傍機與隨絲杠黑的連男軸器者松動故障玩現(xiàn)象萌:加郵工的臣尺寸廊有明役顯的徑變化失.分析半閉膽環(huán):去沒絨有任絲式何報核警,躁一定江是機華械傳難動故裳障-樣--殼連軸什器全閉站環(huán):密出現(xiàn)習輪廓拴誤差鐮報警蘆,一蒙定是謝機械欲傳動炭故障躍--畢-連吳軸器一、修機械慈故障53