數(shù)控機(jī)床概述

1、第1早數(shù)控機(jī)床歸納1.1數(shù)控機(jī)床的工作原理及構(gòu)成以數(shù)字形式進(jìn)行信息控制的機(jī)床稱為數(shù)字控制機(jī)床，簡(jiǎn)稱數(shù)控機(jī)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(jì)算機(jī)技術(shù)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(jì)算機(jī)數(shù)控（CNC）系統(tǒng)。1.數(shù)控機(jī)床的工作原理凡是用代碼化的數(shù)字信息將刀具挪動(dòng)軌跡的信息記錄在程序上，而后進(jìn)入數(shù)控系統(tǒng)，經(jīng)過譯碼、運(yùn)算來控制機(jī)床的刀具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而可以加工出形狀、尺寸與精度符合要求的部件的機(jī)床即為數(shù)控機(jī)床。2.數(shù)控機(jī)床的構(gòu)成數(shù)控機(jī)床一般由輸入/輸出裝置、CNC裝置、伺服單元、驅(qū)動(dòng)裝置、可編程控制器及電器控

2、制裝置、協(xié)助裝置、機(jī)床本體和丈量裝置構(gòu)成。圖1-1是數(shù)控機(jī)床的構(gòu)成框圖，此中除機(jī)床本體以外的部分統(tǒng)稱機(jī)床本體為CNC系統(tǒng)。數(shù)控機(jī)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(bǔ)差技術(shù)是數(shù)控加工精度獲取提升的同時(shí)，提升了數(shù)控系統(tǒng)的分辨率，以淺笑程序段實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)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(jī)床具備高進(jìn)給速度和高精度的加工。（2）加工復(fù)合化。復(fù)合化包含工序復(fù)合化和功能復(fù)合華。好比工件在一臺(tái)設(shè)備前一次裝夾后，可以經(jīng)過自動(dòng)換刀等各種措施來達(dá)成多工序和多表面的加工，這樣既能減少工件裝卸時(shí)間和搬運(yùn)時(shí)間，提升每臺(tái)機(jī)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(jī)床適應(yīng)加工對(duì)象變化的能力。數(shù)控機(jī)床發(fā)展到今日，已對(duì)加工對(duì)象變化有很強(qiáng)的適應(yīng)能力。在提升單機(jī)柔性化的同時(shí)，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(jì)算機(jī)領(lǐng)域的不停浸透與發(fā)展，數(shù)控智能化程度不停提升。如應(yīng)用自適應(yīng)控制系統(tǒng)，弓I入專家指導(dǎo)加工，增強(qiáng)故障自診斷功能等。1.2數(shù)控機(jī)床的分類數(shù)控機(jī)床的品種很多，以往按以下方式進(jìn)行分類。1?2?1按有無檢測(cè)裝置分類數(shù)控系統(tǒng)按有無丈量檢測(cè)裝置可分為開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床、半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床和閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)

4、床開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床圖1-2所示為開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床的工作原理圖驅(qū)動(dòng)”電工作臺(tái)步進(jìn)電機(jī)指令脈沖路圖1-2開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床的工作原理圖開環(huán)控制數(shù)控機(jī)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(jìn)電動(dòng)機(jī)為伺服執(zhí)行機(jī)構(gòu)。數(shù)控裝置輸出的控制脈沖經(jīng)過步進(jìn)驅(qū)動(dòng)電路，不停地改變電動(dòng)機(jī)的供電狀態(tài)，使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)過相應(yīng)的步距角，經(jīng)過齒輪減速裝置帶動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn)，再經(jīng)過絲杠螺母機(jī)構(gòu)變換為挪動(dòng)部件的直線位移。挪動(dòng)部件的挪動(dòng)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(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低。但是，系統(tǒng)對(duì)挪動(dòng)部件的實(shí)質(zhì)位移量不進(jìn)行檢測(cè)，也不可以進(jìn)行偏差校訂。所以，步進(jìn)電機(jī)的失步、步距角偏差、齒輪與絲杠等傳

5、動(dòng)偏差將影響被加工部件的精度?？梢姡_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(jī)床，特別是簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床。半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床的特色是在伺服電動(dòng)機(jī)的軸或數(shù)控機(jī)床的傳動(dòng)絲杠上裝有角度檢測(cè)裝置（如光電編碼器等），經(jīng)過檢測(cè)絲杠的轉(zhuǎn)角間接地檢測(cè)挪動(dòng)部件的實(shí)質(zhì)位移，而后反響到數(shù)控裝置中去，并對(duì)偏差進(jìn)行修正。圖1-3所示為半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)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(jī)1速度反響位置反響11XB)度傳感器B進(jìn)行丈量，將其與命令值對(duì)比較，構(gòu)成速度與位置環(huán)控制指令值3閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床的特色是在機(jī)床挪動(dòng)部件上直接安裝直線位移

6、檢測(cè)裝置，將丈量的實(shí)質(zhì)位移值反饋到數(shù)控裝置中，與輸入的指令位移值進(jìn)行比較，用差值對(duì)機(jī)床進(jìn)行控制，使挪動(dòng)部件依據(jù)實(shí)質(zhì)挪動(dòng)的圖1-3半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床的工作原理圖位移量運(yùn)動(dòng)，最后實(shí)現(xiàn)挪動(dòng)部件的精確運(yùn)動(dòng)和定位。從理論上講，閉環(huán)控制系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)精度主要取決于檢測(cè)裝置的檢測(cè)精度，而與傳動(dòng)鏈的偏差沒關(guān)，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(jī)床的工作原理圖經(jīng)過速度傳感器和直線位移傳感器進(jìn)行丈量，將其與命令值進(jìn)行比較，構(gòu)成速度與位置的控制。但實(shí)質(zhì)上閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作特色對(duì)機(jī)床結(jié)構(gòu)以及傳動(dòng)鏈提出了比較嚴(yán)格的要求,伺服速度控電機(jī)速度位置不然將會(huì)使數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)在工作時(shí)產(chǎn)生振蕩圖1-4閉

7、環(huán)控制數(shù)控機(jī)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(jī)床指采納車、銑、鏜、鉸、鉆、磨及刨等各種切削工藝的數(shù)控機(jī)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(jī)床加工機(jī)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(dòng)化程度。在不一樣數(shù)控機(jī)床上加上一個(gè)刀庫和自動(dòng)換刀裝置就成為了數(shù)控加工中心。特種加工類數(shù)控機(jī)床除了數(shù)控切削加工機(jī)床以外，數(shù)控技術(shù)也大批用于數(shù)控電火花線切割機(jī)床、數(shù)控電火花成型機(jī)床、數(shù)控等離子弧切割機(jī)床、數(shù)控火焰切割機(jī)床以及數(shù)控激光加工機(jī)床。金屬成型類數(shù)控機(jī)床指采納擠、沖、壓及拉等成型

8、工藝的數(shù)控機(jī)床，包含數(shù)控折彎?rùn)C(jī)、數(shù)控組合機(jī)床、數(shù)控彎管機(jī)及數(shù)控壓力機(jī)等。這種機(jī)床起步較晚，但眼前發(fā)展很快。其余種類的數(shù)控機(jī)床如數(shù)控三坐標(biāo)丈量?jī)x、數(shù)控對(duì)刀儀及數(shù)控測(cè)會(huì)議等。按控制運(yùn)動(dòng)的方式分類點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床的特色是機(jī)床挪動(dòng)部件只好實(shí)現(xiàn)從一個(gè)位置到另一個(gè)位置的精確定位，在挪動(dòng)和定位過程中不進(jìn)行任何加工。這種數(shù)控系統(tǒng)只好控制行程終點(diǎn)的坐標(biāo)值，而不可以控制點(diǎn)與點(diǎn)之間的運(yùn)動(dòng)軌跡。可以幾個(gè)坐標(biāo)同時(shí)向目標(biāo)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，也可以各坐標(biāo)挨次運(yùn)動(dòng)。這種數(shù)控機(jī)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(jī)和數(shù)控丈量機(jī)。2.直線控制數(shù)控機(jī)床直線控制數(shù)控機(jī)床的特色是機(jī)床挪動(dòng)部件不但實(shí)現(xiàn)從一個(gè)位置到另一個(gè)位置

9、的精確挪動(dòng)定位，并且要控制工作臺(tái)以必定的速度沿著平行于坐標(biāo)軸的方向進(jìn)行直線切割。這種數(shù)控機(jī)床主要有簡(jiǎn)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(jī)床眼前已不常見。3.輪廓控制數(shù)控機(jī)床采納這種數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床又稱連續(xù)控制或多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床，其數(shù)控機(jī)床控制幾個(gè)坐標(biāo)軸同時(shí)協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)即坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)，使工件相干于刀具按程序規(guī)定的軌跡和速度運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行連續(xù)切削加工。這種數(shù)控機(jī)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(jī)床的使用與保護(hù)數(shù)控設(shè)備的常用操作規(guī)程（1）使用設(shè)備推廣定人定體系，憑操作證操作設(shè)備。大型設(shè)備多人操作時(shí)，一定有專人指揮。（2）操作者要熟習(xí)所使用設(shè)備的主要技術(shù)性能、結(jié)構(gòu)、養(yǎng)護(hù)內(nèi)容

10、和完滿標(biāo)準(zhǔn)。（3）工作前準(zhǔn)備。檢查設(shè)備的傳動(dòng)系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)、各種開關(guān)啟始位置、安全制動(dòng)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(dòng)。按設(shè)備潤(rùn)滑圖表注油潤(rùn)滑。以手動(dòng)方式低速試運(yùn)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(bǔ)及偏置設(shè)置開關(guān)的位置能否有誤，對(duì)CNC系統(tǒng)則應(yīng)CNC調(diào)出刀具賠償值，檢查其能否正確。在用紙帶輸入時(shí)，要常常檢查所用紙帶有無傷害，光電閱讀機(jī)能否正常。緊固部件使用的T形螺栓規(guī)格要和設(shè)備工作臺(tái)面的T形槽規(guī)格一致。緊固時(shí)用力應(yīng)合適。禁止在設(shè)備各部位加力校訂部件。（4）工作中正確操作：按設(shè)備說明書合理使用

11、，正確操作，禁止超負(fù)荷、超性能、超規(guī)范使用。首件編程試加工時(shí)，操作者要和編程人員親近配合，在確認(rèn)程序無誤后，方可進(jìn)行正式加工。裝卡刀具時(shí)，應(yīng)將錐柄、主軸錐孔及定位面擦抹干凈。工件、刀具一定安裝堅(jiān)固。裝卸工件時(shí)防范碰撞機(jī)床。較重的部件、夾具在裝卸時(shí)應(yīng)用吊車或在其余人協(xié)助下達(dá)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(guān)的事情。臨時(shí)離崗時(shí)，可按“暫停”按鈕。要正確使用“急?！遍_關(guān)，工作中禁止隨便拉閘斷電。設(shè)備導(dǎo)軌面、工作臺(tái)面禁止擱置工卡量具、堆放部件和沒關(guān)物品。禁止蹂躪各防范罩，不準(zhǔn)穿帶金屬釘?shù)男遘k工作臺(tái)面。設(shè)備運(yùn)行中注意異常現(xiàn)象，發(fā)生故障及時(shí)泊車，采納措施，并記錄顯示故障內(nèi)

12、容。發(fā)惹禍故，應(yīng)馬上泊車斷電，保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)，及時(shí)上報(bào)，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(hù)。操作者要及時(shí)清理設(shè)備上的切削雜物（禁止使用壓縮空氣），整理工作現(xiàn)場(chǎng)，做好養(yǎng)護(hù)工作。設(shè)備養(yǎng)護(hù)達(dá)成，操作者要將設(shè)備各開關(guān)手柄及部件移歸原位。各工作臺(tái)面涂油保護(hù)，并按規(guī)定順序切斷電源。按交接班制度規(guī)定進(jìn)行交接，并做好記錄。數(shù)控機(jī)床的平常保護(hù)與養(yǎng)護(hù)數(shù)控機(jī)床是一種自動(dòng)化程度高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜且價(jià)格昂貴的先進(jìn)加工設(shè)備。為了延長(zhǎng)數(shù)控機(jī)床各元器件的壽命和正常機(jī)械磨損周期，防范不測(cè)惡性事故的發(fā)生，爭(zhēng)取機(jī)床能在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)正常工作，充發(fā)散揮其效益，一定做好平常保護(hù)與養(yǎng)護(hù)工作，主要有以下內(nèi)容：（1）按機(jī)床按期保護(hù)的檢查順序表內(nèi)容檢查（見各機(jī)床的使用說明書）。2）常監(jiān)察C