數(shù)控機(jī)床機(jī)電系統(tǒng)概述

技術(shù)講座數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)概述報(bào)告人:張志義北華大學(xué)工程訓(xùn)練中心2008年11月1技術(shù)講座數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)概述主要內(nèi)容：概述:數(shù)控機(jī)床發(fā)展、組成、工作原理機(jī)械結(jié)構(gòu)：導(dǎo)軌、主軸、進(jìn)給機(jī)構(gòu)、輔助裝置CNC數(shù)控系統(tǒng)：硬件連接、電機(jī)、檢測(cè)、其它控制機(jī)床實(shí)例及故障分析2技術(shù)講座(1)數(shù)控機(jī)床概述一、數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生與發(fā)展1．?dāng)?shù)控機(jī)床的產(chǎn)生1952年，美國(guó)帕森斯公司和麻省理工學(xué)院研制成功了世界上第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床。半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，數(shù)控技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展，加工精度和生產(chǎn)效率不斷提高。數(shù)控機(jī)床的發(fā)展至今已經(jīng)歷了兩個(gè)階段和六代。1952年的第一代——電子管數(shù)控機(jī)床1959年的第二代——晶體管數(shù)控機(jī)床1965年的第三代——集成電路數(shù)控機(jī)床1970年的第四代——小型計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床1974年的第五代——微型計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)1990年的第六代——基于PC的數(shù)控機(jī)床。3技術(shù)講座數(shù)控機(jī)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．?dāng)?shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)（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(wǎng)絡(luò)化（柔性制造系統(tǒng)）4技術(shù)講座數(shù)控機(jī)床概述二、數(shù)控機(jī)床的概念及組成

1．?dāng)?shù)控機(jī)床的基本概念（1）數(shù)控（NumericalControl，簡(jiǎn)稱NC）

是采用數(shù)字化信息對(duì)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)及其加工過(guò)程進(jìn)行控制的方法。（2）數(shù)控機(jī)床（NumericallyControlledMachinetool）是指裝備了計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床，簡(jiǎn)稱CNC機(jī)床。COMPUTER5技術(shù)講座數(shù)控機(jī)床概述2、數(shù)控機(jī)床的組成及工作原理6技術(shù)講座數(shù)控機(jī)床概述三、數(shù)控機(jī)床的分類

1．按工藝用途分類（1）金屬切削類數(shù)控機(jī)床（2）金屬成型類數(shù)控機(jī)床（3）數(shù)控特種加工機(jī)床（4）其它類型的數(shù)控機(jī)床2．按機(jī)床運(yùn)動(dòng)的控制軌跡分類（1）點(diǎn)位控制類數(shù)控機(jī)床主要有數(shù)控鉆床、數(shù)控沖床、數(shù)控鏜床、數(shù)控點(diǎn)焊機(jī)等7技術(shù)講座數(shù)控機(jī)床概述（2）直線控制類數(shù)控機(jī)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(jī)床2個(gè)以上的運(yùn)動(dòng)軸聯(lián)動(dòng),加工各種曲線/曲面.數(shù)控車、銑、線切割、加工中心8技術(shù)講座數(shù)控機(jī)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(shù)舌講座岸數(shù)控吼機(jī)床辱概述（3捏）半始閉環(huán)負(fù)控制10技術(shù)我講座綠(2猴)數(shù)控榴機(jī)床傻機(jī)械競(jìng)結(jié)構(gòu)屯介紹數(shù)控租機(jī)床仆對(duì)機(jī)塘械要專求無(wú)級(jí)祝調(diào)速斜，調(diào)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(dòng)線平穩(wěn)枝、噪陜聲低具有霞良好爽的抗農(nóng)震性一、扭床身駝（導(dǎo)朱軌）床身胖：車劉床有聽(tīng)直/悅斜床盈身；徐銑床黨有倒沈Y/直柱端等。導(dǎo)軌線軌硬軌塑料絞軌11技術(shù)薯講座航數(shù)控鏈機(jī)床桂機(jī)械范結(jié)構(gòu)逃介紹二、羞主軸直連側(cè)/帶扶減速耽器/精電主編軸注意輝:主國(guó)軸潤(rùn)走滑/詢冷卻BT也30砍/B春T4艦0/根BT雙50主軸財(cái)準(zhǔn)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(diào)午速上穗的應(yīng)跨用CA殲K6祝13豆6CA何K6把15姓0D扛J主軸臟調(diào)速13變頻瞧器在輛數(shù)銑它床主鏡軸調(diào)打速上財(cái)?shù)膽?yīng)拒用XK迎71獵4A數(shù)控恥雕銑享機(jī)主軸彎調(diào)速14技術(shù)武講座涌數(shù)控鋤機(jī)床推機(jī)械障結(jié)構(gòu)沈介紹三、捧進(jìn)給液機(jī)構(gòu)采用糊滾珠搞絲杠葬直接賀與伺閑服電沈機(jī)直怠連注意15技術(shù)底講座廟數(shù)控疲機(jī)床倦機(jī)械茄結(jié)構(gòu)該介紹四、昂輔助燙裝置1.股工作來(lái)臺(tái)各種余類型斃的工直作臺(tái)數(shù)控協(xié)分度占頭數(shù)控臨回轉(zhuǎn)丹工作舟臺(tái)16技術(shù)松講座才數(shù)控忽機(jī)床始機(jī)械信結(jié)構(gòu)燙介紹四、夫輔助交裝置2.朝液壓份和氣悔動(dòng)系有統(tǒng)3.斧潤(rùn)滑時(shí)系統(tǒng)4.朵冷卻巾系統(tǒng)5.柱排屑桂系統(tǒng)6.構(gòu)自動(dòng)勞換刀垂直揉轉(zhuǎn)塔牽式立扭式加啊工中買心17技術(shù)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(gòu)成NC它核笑心HM狠IPL疏C18技術(shù)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(shù)荒講座數(shù)控獎(jiǎng)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(shù)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(xué)02在DS叔L21數(shù)控系統(tǒng)機(jī)床接收驅(qū)動(dòng)負(fù)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(shù)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(wú)統(tǒng)信攔號(hào)接唱口結(jié)管構(gòu)244.包數(shù)控辮系統(tǒng)連接男-F備AN谷UC25技術(shù)旬講座數(shù)控請(qǐng)系統(tǒng)去介紹二、自伺服句電機(jī)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(zhuǎn)它矩寬享調(diào)速交流異步懸型:箏不能槽經(jīng)濟(jì)第的實(shí)何現(xiàn)寬悼范圍淚調(diào)速同步奶型:撒多柜用永犬磁式優(yōu)點(diǎn)誕:結(jié)后構(gòu)簡(jiǎn)與單,訂可靠覺(jué),效口率高缺點(diǎn)抱:體語(yǔ)積大宣,啟吼動(dòng)特趟性不件佳2.困速度母-轉(zhuǎn)號(hào)矩特鼻性刀庫(kù)刀具定位電機(jī)主軸電機(jī)帶制動(dòng)器伺服電機(jī)伺服電機(jī)機(jī)械手旋轉(zhuǎn)定位電機(jī)26技術(shù)暗講座數(shù)控播系統(tǒng)舊介紹27技術(shù)拾講座數(shù)控辦系統(tǒng)堵介紹3.炭過(guò)載先能力過(guò)載餐能力餓強(qiáng)>楊30臟0%鳥,但過(guò)糠載時(shí)料間有選限制宏.驅(qū)動(dòng)鎮(zhèn)器對(duì)憑過(guò)載膚輸出電流貓及過(guò)鍬載時(shí)婆間都有嚴(yán)閥格限遞制.注意:在實(shí)候際使有用中立出現(xiàn)若電流際過(guò)載榴報(bào)警躍,望必須例查明妖原因未.不連可放爐大過(guò)輸載極包限和過(guò)載論時(shí)間尿--鏡--滴-損斜壞電滴機(jī)和贈(zèng)驅(qū)動(dòng)勇器.28技術(shù)爪講座數(shù)控泄系統(tǒng)汗介紹4.艦主軸統(tǒng)電機(jī)機(jī)械縱主軸斑:變頻慣電機(jī)伺服叛電機(jī)電主悉軸:灑結(jié)構(gòu)涂與特視性如愧下圖恒轉(zhuǎn)沃矩區(qū)恒功均率區(qū)主軸精轉(zhuǎn)速巖與轉(zhuǎn)豆矩可仙用變攝速器故改變主軸禍電機(jī)股過(guò)載擺能力29技術(shù)醉講座數(shù)控壇系統(tǒng)補(bǔ)介紹三、脊檢測(cè)常用匆位置荒檢測(cè)渣裝置30技術(shù)嶄講座數(shù)控搭系統(tǒng)渴介紹1.沒(méi)光柵31技術(shù)黃講座數(shù)控籃系統(tǒng)隆介紹光柵紹工作堅(jiān)原理ab莫爾劉條紋脂的寬雹度計(jì)樂(lè)算：設(shè)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(dāng)θ禍很小眠時(shí)，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(shù)速講座數(shù)控慕系統(tǒng)兼介紹光柵夾細(xì)分量電路1234硅光電池正向脈沖反向脈沖H1H2差動(dòng)放大差動(dòng)放大整形整形微分微分微分微分（sin）（cos）Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y8一個(gè)母光電巡壽池進(jìn)瞞行位消移測(cè)趣量時(shí)萌，最扎小分兼辨力同為1揚(yáng)個(gè)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(chǔ)上株，經(jīng)虜過(guò)信號(hào)茅調(diào)節(jié)霧環(huán)節(jié)對(duì)信根號(hào)進(jìn)擾行細(xì)哭分，灰其電辯路框羊圖如殖圖所字示。33技術(shù)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(duì)嘆和增拍量式私，主壘要參膠數(shù)：佳脈沖愛(ài)數(shù)/攪轉(zhuǎn)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(hào)處理裝置（1柔）增構(gòu)量脈睡沖編拘碼器3401011110011001111000100110101011110011011111000000010010001101002322212035技術(shù)魚講座川(4障)數(shù)控掌機(jī)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(qū)動(dòng)詢器電日源模良?jí)K:皺上電豈/斷林電2.蟻數(shù)控壟系統(tǒng)博獨(dú)立偷供電守:上新電/堅(jiān)斷電端子休64豈驅(qū)動(dòng)回器進(jìn)典入工才作狀朱態(tài)/秘端子割63辟激活容驅(qū)動(dòng)膠器脈架沖控?fù)沃?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(shù)藍(lán)講座訓(xùn)(4畏)數(shù)控裕機(jī)床天典型溜電路蒼介紹3.摧伺服杠系統(tǒng)腫供電37技術(shù)象講座悲(4泄)數(shù)控仁機(jī)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(shí)效,制溉動(dòng)運(yùn)欠動(dòng)部火件—齡短時(shí)友停車急停暴不應(yīng)仿直接勾切斷玻主電報(bào)源,肥要根絹據(jù)伺捎服斷舍電要串求控英制38技術(shù)化講座屋(4慨)數(shù)控管機(jī)床處典型徑電路酒介紹2.補(bǔ)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(rèn)位:而外部音安全事保證葡—撞懶塊長(zhǎng)袖度>授減速負(fù)距離陵—P孫LC止或外衛(wèi)部電濟(jì)路控武制軟限蛇位:絞內(nèi)部立安全設(shè)功能綁—基豪準(zhǔn)是盟機(jī)床垂的原找點(diǎn),癢機(jī)床食回參某考點(diǎn)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(shí)設(shè)循定.款另可鋸根據(jù)冬特殊灘要求破通過(guò)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(hù).39技術(shù)距講座使(4嚇)數(shù)控泰機(jī)床偽典型色電路但介紹三、繩進(jìn)給導(dǎo)倍率論/主擠軸倍禿率編碼露式波梨段開腦關(guān):蹤蝶進(jìn)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(jìn)制械或格林腳碼.減如辟是2鐮進(jìn)制蹈可在陶PL歐C中吊轉(zhuǎn)化距為格贊林碼僅.換格林辯碼特歌點(diǎn)是攻五位字沒(méi)有全宿”0漆”的綿編碼煉.40技術(shù)粘講座賊(4聲)數(shù)控呀機(jī)床案典型粘電路攜介紹格林叉碼進(jìn)書給倍通率/主湯軸倍僵率對(duì)躲照表41技術(shù)刃講座茂(4吐)數(shù)控書機(jī)床潔典型郊電路隆介紹四、胞電子勉手輪是操姿作部農(nóng)件,茶可光手動(dòng)成移動(dòng)授坐標(biāo)童軸.翼1槳00刺個(gè)刻榜度/典轉(zhuǎn),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(lì)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(yán)m(xù)m愁.刷一般倆機(jī)床介可設(shè)3個(gè)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(gè)信店號(hào)(掃A和關(guān)B)碼,6根伴導(dǎo)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(jìng)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(dòng)遮/增量握選擇屢/進(jìn)么給保恰持/國(guó)連續(xù)永點(diǎn)動(dòng)擔(dān)等42技術(shù)扇講座劍(4長(zhǎng))數(shù)控瓜機(jī)床粗典型餡電路門介紹五、驢主軸有控制奔方式動(dòng)/換朽擋伺服萬(wàn)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(dòng)變糖速,損手動(dòng)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(dòng)換斃刀定輕位SP徒OS符/M基19良激活濃.擺動(dòng)榜控制黑方式魚:M停41從~M丘45幣對(duì)應(yīng)盜1擋尼~5撐擋.數(shù)控棚系統(tǒng)鞋默認(rèn)屢是自聯(lián)動(dòng)換愁擋,通根據(jù)錄程序豆及機(jī)爆床定畜義自馳動(dòng)完段成換害擋M4嚷1~很M4雞5是申強(qiáng)制京換擋撤.對(duì)不潑同的框數(shù)控促系統(tǒng)獨(dú)換擋嘆時(shí)序境不同們,但獻(xiàn)對(duì)同奪一系溉統(tǒng)的距幾個(gè)上擋位距換擋尾時(shí)序耕相同貼.43技術(shù)歌講座濕(4廉)數(shù)控執(zhí)機(jī)床美典型程電路孩介紹主軸陜換擋宅設(shè)定44技術(shù)名講座本(4辮)數(shù)控農(nóng)機(jī)床北典型竊電路失介紹主軸穿換擋種過(guò)程換擋去過(guò)程伏互鎖爺—主承要是主療軸零希速.換擋腫過(guò)程蘭邊界塊條件客:1.退由時(shí)英間控閥制每軟次動(dòng)漢作.2.撒多次拿換擋伙沒(méi)有賢完成擇,由計(jì)數(shù)閑器停融止換廢擋動(dòng)要作.45技術(shù)牽講座誦(4督)數(shù)控合機(jī)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(dòng)侮/自煎動(dòng)控軌制方博式:餃M0書7,越M0畢8,取M0威946技術(shù)柏講座龍(4賣)數(shù)控轎機(jī)床敏典型縫電路念介紹七、廁導(dǎo)軌擊潤(rùn)滑潤(rùn)滑面系統(tǒng)組成手動(dòng)縫/自蒜動(dòng)控雅制方洽式47技術(shù)亦講座需(4趟)數(shù)控蘭機(jī)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(jī)驗(yàn)械/佳電氣秋—電洽機(jī),提霍耳桌元件儲(chǔ)/碼挽盤手動(dòng)嘴/自粱動(dòng)控巡壽制方爽式48技術(shù)柏講座緊(4役)數(shù)控角機(jī)床赴典型侵電路法介紹簡(jiǎn)易篩刀架豬控制帥—霍輛耳/吵單向絹旋轉(zhuǎn)49技術(shù)榜講座敬(4掠)數(shù)控即機(jī)床通典型珠電路突介紹簡(jiǎn)易訪刀架謊控制嚷—位費(fèi)置碼光盤/為可雙敬向旋閑轉(zhuǎn)50技術(shù)界講座肚(4斑)數(shù)控銀機(jī)床忙典型默電路齡介紹簡(jiǎn)易威刀架菜控制跡—位帝置碼統(tǒng)盤/傍可雙豬向旋返轉(zhuǎn)51技術(shù)跑講座工(4察)數(shù)控粗機(jī)床戚典型寇電路雹介紹九、們加工隙中心貴刀庫(kù)申控制52技術(shù)傻講座跡(5脖)數(shù)控染機(jī)床值故障桐分析1.漿機(jī)增床坐也標(biāo)軸鑄運(yùn)動(dòng)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(jī)毒溫度初高.頂>電60毯°分析斷開闊傳動(dòng)軋還熱饅,植說(shuō)明敘是伺魂服電望機(jī)內(nèi)避部機(jī)煙械故約障斷開脅傳動(dòng)疲不熱壘,熱說(shuō)明零是傳村動(dòng)系瓦統(tǒng)機(jī)陜械故噸障2.奧伺甜服電傍機(jī)與隨絲杠黑的連男軸器者松動(dòng)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(méi)絨有任絲式何報(bào)核警,躁一定江是機(jī)華械傳難動(dòng)故裳障-樣--殼連軸什器全閉站環(huán):密出現(xiàn)習(xí)輪廓拴誤差鐮報(bào)警蘆,一蒙定是謝機(jī)械欲傳動(dòng)炭故障躍--畢-連吳軸器一、修機(jī)械慈故障53