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數控機床的詳細介紹

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發布人：guhanyu208

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數控機床的詳細介紹
發布日期：2009-07-24

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數控機床是數字控制機床的簡稱，是一種裝有程序控制系統的自動化機床。該控制系統能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規定的程序，并將其譯碼，從而使機床動作并加工零件。
數控機床的特點

數控機床的操作和監控全部在這個數控單元中完成，它是數控機床的大腦。與普通機床相比，數控機床有如下特點：

●加工精度高，具有穩定的加工質量；

●可進行多坐標的聯動，能加工形狀復雜的零件；

●加工零件改變時，一般只需要更改數控程序，可節省生產準備時間；

●機床本身的精度高、剛性大,可選擇有利的加工用量，生產率高（一般為普通機床的3~5倍）；

●機床自動化程度高，可以減輕勞動強度；

●對操作人員的素質要求較高，對維修人員的技術要求更高。
數控機床一般由下列幾個部分組成：

●主機，他是數控機床的主題，包括機床身、立柱、主軸、進給機構等機械部件。他是用于完成各種切削加工的機械部件。

●數控裝置，是數控機床的核心，包括硬件（印刷電路板、CRT顯示器、鍵盒、紙帶閱讀機等）以及相應的軟件，用于輸入數字化的零件程序，并完成輸入信息的存儲、數據的變換、插補運算以及實現各種控制功能。

●驅動裝置，他是數控機床執行機構的驅動部件，包括主軸驅動單元、進給單元、主軸電機及進給電機等。他在數控裝置的控制下通過電氣或電液伺服系統實現主軸和進給驅動。當幾個進給聯動時，可以完成定位、直線、平面曲線和空間曲線的加工。

●輔助裝置，指數控機床的一些必要的配套部件，用以保證數控機床的運行，如冷卻、排屑、潤滑、照明、監測等。它包括液壓和氣動裝置、排屑裝置、交換工作臺、數控轉臺和數控分度頭，還包括刀具及監控檢測裝置等。

●編程及其他附屬設備，可用來在機外進行零件的程序編制、存儲等。

自從1952年美國麻省理工學院研制出世界上第一臺數控機床以來，數控機床在制造工業，特別是在汽車、航空航天、以及軍事工業中被廣泛地應用，數控技術無論在硬件和軟件方面，都有飛速發展。

數控機床的分類和應用

●按工藝用途分類

金屬切削類數控機床,包括數控車床,數控鉆床,數控銑床,數控磨床,數控鏜床發及加工中心.這些機床都有適用于單件、小批量和多品種和零件加工，具有很好的加工尺寸的一致性、很高的生產率和自動化程度，以及很高的設備柔性。

金屬成型類數控機床；這類機床包括數控折彎機，數控組合沖床、數控彎管機、數控回轉頭壓力機等。

數控特種加工機床；這類機床包括數控線（電極）切割機床、數控電火花加工機床、數控火焰切割機、數控激光切割機床、專用組合機床等。

其他類型的數控設備；非加工設備采用數控技術，如自動裝配機、多坐標測量機、自動繪圖機和工業機器人等。

●按運動方式分類

點位控制；點位控制數控機床的特點是機床的運動部件只能夠實現從一個位置到另一個位置的精確運動，在運動和定位過程中不進行任何加工工序。如數控鉆床、數按坐標鏜床、數控焊機和數控彎管機等。

直線控制；點位直線控制的特點是機床的運動部件不僅要實現一個坐標位置到另一個位置的精確移動和定位，而且能實現平行于坐標軸的直線進給運動或控制兩個坐標軸實現斜線進給運動。

輪廓控制；輪廓控制數控機床的特點是機床的運動部件能夠實現兩個坐標軸同時進行聯動控制。它不僅要求控制機床運動部件的起點與終點坐標位置，而且要求控制整個加工過程每一點的速度和位移量，即要求控制運動軌跡，將零件加工成在平面內的直線、曲線或在空間的曲面。

●按控制方式分類

開環控制；即不帶位置反饋裝置的控制方式。

半閉環控制；指在開環控制伺服電動機軸上裝有角位移檢測裝置，通過檢測伺服電動機的轉角間接地檢測出運動部件的位移反饋給數控裝置的比較器，與輸入的指令進行比較，用差值控制運動部件。

閉環控制；是在機床的最終的運動部件的相應位置直接直線或回轉式檢測裝置，將直接測量到的位移或角位移值反饋到數控裝置的比較器中與輸入指令移量進行比較，用差值控制運動部件，使運動部件嚴格按實際需要的位移量運動。

●按數控制機床的性能分類

經濟型數控機床；

中檔數控機床；

高檔數控機床；

●按所用數控裝置的構成方式分數

硬線數控系統；

軟線數控系統；

數控機床的維護

數控機床的維護概述

延長元器件的壽命和零部件的磨損周期，預防各種故障，提高數控機床的平均無故障工作時間和使用壽命。

數控機床使用中應注意的問題

1．數控機床的使用環境

對于數控機床最好使其置于有恒溫的環境和遠離震動較大的設備（如沖床）和有電磁干擾的設備。

2．電源要求

3．數控機床應有操作規程

進行定期的維護、保養，出現故障注意記錄保護現場等。

4．數控機床不宜長期封存

5．注意培訓和配備操作人員、維修人員及編程人員

數控系統的維護

1．嚴格遵守操作規程和日常維護制度

2．防止灰塵進入數控裝置內

漂浮的灰塵和金屬粉末容易引起元器件間絕緣電阻下降，從而出現故障甚至損壞元器件。

3．定時清掃數控柜的散熱通風系統

4．經常監視數控系統的電網電壓

電網電壓范圍在額定值的85％~110％。

5．定期更換存儲器用電池

6．數控系統長期不用時的維護

經常給數控系統通電或使數控機床運行溫機程序。

7．備用電路板的維護機械部件的維護

機械部件的維護

1．刀庫及換刀機械手的維護

① 用手動方式往刀庫上裝刀時，要保證裝到位，檢查刀座上的鎖緊是否可靠；

② 嚴禁把超重、超長的刀具裝入刀庫，防止機械手換刀時掉刀或刀具與工件、夾具等發生碰撞；

③ 采用順序選刀方式須注意刀具放置在刀庫上的順序是否正確。其他選刀方式也要注意所換刀具號是否與所需刀具一致，防止換錯刀具導致事故發生；

④ 注意保持刀具刀柄和刀套的清潔；⑤ 經常檢查刀庫的回零位置是否正確，檢查機床主軸回換刀點位置是否到位，并及時調整，否則不能完成換刀動作；

⑥ 開機時，應先使刀庫和機械手空運行，檢查各部分工作是否正常，特別是各行程開關和電磁閥能否正常動作。

2．滾珠絲杠副的維護

① 定期檢查、調整絲杠螺母副的軸向間隙，保證反向傳動精度和軸向剛度；

② 定期檢查絲杠支撐與床身的連接是否松動以及支撐軸承是否損壞。如有以上問題要及時緊固松動部位，更換支撐軸承；

③ 采用潤滑脂的滾珠絲杠，每半年清洗一次絲杠上的舊油脂，更換新油脂。用潤滑油潤滑的滾珠絲杠，每天機床工作前加油一次；

④ 注意避免硬質灰塵或切屑進入絲杠防護罩和工作過程中碰擊防護罩，防護裝置一有損壞要及時更換。

3．主傳動鏈的維護

① 定期調整主軸驅動帶的松緊程度；

② 防止各種雜質進入油箱。每年更換一次潤滑油；

③ 保持主軸與刀柄連接部位的清潔。需及時調整液壓缸和活塞的位移量；

④ 要及時調整配重。

4．液壓系統維護

① 定期過濾或更換油液；

② 控制液壓系統中油液的溫度；

③ 防止液壓系統泄漏；

④ 定期檢查清洗油箱和管路；

⑤ 執行日常點檢查制度。

5．氣動系統維護

① 清除壓縮空氣的雜質和水分；

② 檢查系統中油霧器的供油量；

③ 保持系統的密封性；

④ 注意調節工作壓力；

⑤ 清洗或更換氣動元件、濾芯；

數控機床回參考點故障排除方法

手動回參考點操作是建立機床坐標系的前提,絕大多數數控機床開機后的第一動作一般都是手動操作回參考點。若回參考點出現故障將無法進行程序加工,回參考點的位置不準確將影響到加工精度,甚至出現撞車事故。

分析和排除回參考點故障的問題是非常必要的。

1.回參考點故障的主要類型

某數控機床操作實訓中心有20臺數控機床,而且是分期分批購買的,系統種類較多,在學生實訓操作過程中,曾多次出現過回參考點故障,通過分析研究及時得到了排除。

根據工作經驗,在不同型號不同系統的數控機床上,出現回參考點故障主要有以下五種類型:出現超程并報警;回不到參考點,參考點指示燈不亮;回參考點的位置不穩定;回參考點整螺距偏移;回參考點時報警,并有報警信息。

2.回參考點故障排除方法

對于出現超程并報警,分為兩種情況。一種情況是回參考點前,坐標軸的位置離參考點距離過小造成的。解除超程保護后,并將坐標軸移動到行程范圍內,重新回參考點操作,即可排除故障;另一種是“參考點減速”擋塊松動或位置發生變化引起的故障,重新調整固定擋塊就可以排除故障。

回參考點欠量,參考點指示燈不亮。通過機床的診斷功能,在診斷頁面下對應的“位置跟隨誤差”(dgn800~802)進行檢查,若跟蹤誤差超出了定位精度的允許范圍,可以調整伺服驅動器的“偏移”電位器,使“位置跟隨誤差”(dgn800802)的值接近“0”后,就可以排除故障。

對于出現參考點的位置不穩定的故障,首先檢查擋塊的位置和接觸情況,然后檢查脈沖編碼器“零脈沖”是否有問題,最后檢查電動機與絲杠之間的間隙。如果不穩定的位移誤差很小時,一般屬于最后一種情況,應該消除間隙,消除連接松動。

參考點整螺距偏移。在加工工件時,總是發生穩定的位移誤差,而且正好等于絲杠的螺距,那么,問題就出在回參考點上。參考點一般都是設在“參考點減速”擋塊放開后的第一個“零脈沖”上。若擋塊放開時,編碼器恰巧在“零脈沖”附近,就會出現整螺距偏移。需要重新調整減速擋塊位置,最好是減速擋塊放開位置與編碼器“零脈沖”位置相差半個螺距。

對于回參考點時報警,并有報警信息的故障。針對報警信息,查看機床說明書,作相應處理。信息提示可能屬于:編碼器“零脈沖”不良及系統光柵尺不良、屏蔽線不良、系統參數設置錯誤等故障。對于硬件不良,需要維修或更換;對于參數設置錯誤,需要按備份參數進行重新設置。

3.結語

數控機床操作過程中出現回參考點故障時,主要發生在上述幾個方面,根據回參考點的原理,就可以按順序分步驟地進行排查,找到關鍵所在,應用正確的方法排除故障。

數控機床重大專項重點服務四大領域

2月4日，中國機床工具工業協會總干事長吳柏林告訴中國工業報記者，“高檔數控機床與基礎制造裝備重大專項指南”將在本月中旬發布，這意味著16個國家科技重大專項當中最后實施的一個專項即將啟動。

此前進行的調研表明，機床重大專項瞄準的航空航天、船舶、汽車和發電設備四大行業呈現三大特點：一是行業發展迅速，汽車、船舶、發電設備產量上升很快，航空工業加工任務很重；二是行業發展前景好，企業普遍加大技改投入；三是需要大批高檔數控機床進行裝配。上述特點表明，當前是我國高檔數控機床發展的難得機遇，數控機床重大專項的啟動正當其時。

專項重點任務針對四大領域所需設備

根據調研四大領域用戶的反映，重大專項實施方案提出的重點任務中，主機重點開發高速精密復合數控金切機床（18種）、重型數控金切機床（7種）、數控特種加工機床（4種）、大型數控成形沖壓設備（11種），這些基本涵蓋了四大用戶未來10~15年發展對高檔數控機床的品種需求，是四大領域急需的數控設備，這些產品屬于難以從國外進口或者國外不向我國出口的產品。重點任務所列項目，能夠基本滿足四大領域發展需求，總體情況如下：

專項重點任務所列重型數控金切機床7項，包括重型立臥車床、龍門?縵炒�、聹Z仫鄞病⒃?輥磨床類，可以滿足船舶、發電設備和大型飛機對超重型和重型零件的復雜、高效、復合加工的需求。

專項重點任務所列數控機床車床類和加工中心類項目7項，包括高速精密車床、加工中心、復合機床類，能夠滿足航空航天、船舶、發電設備、汽車制造等行業對高速、精密、復合加工的需求。

專項重點任務所列數控磨床類項目9項，包括各種數控磨床，可以滿足航空、船舶、發電設備和汽車制造等行業對高速、精密、復合磨削加工需求。

專項重點任務所列齒輪加工項目2項，其中大型滾齒機和磨齒機可以滿足大型礦山設備、大型船用變速箱和風電設備等大型、精密齒輪加工要求。

專項重點任務所列電加工機床項目2項，包括數控線切割和成形機床，能夠滿足航空、模具、家電等行業對特殊加工的需求。

專項重點任務所列大型數控成形設備項目11項，能夠滿足汽車、船舶、發電、家電等行業對金屬成型加工的需求。

參與機床重大專項調研的專家們認為，隨著四大行業的發展，除專項所列重點任務項目外，還需要一大批不同種類、不同規格的數控機床和專用機床，如大飛機制造所需的各種數控專用設備、大型汽輪機和發電機轉子加工所需的“數控葉根槽銑床”和“數控轉子槽銑床”、風電設備加工所需的“數控成型銑齒機”和“數控成型磨齒機”、大型核電壓力容器加工所需的“超重型深空鉆床”、汽車發動機關鍵件連桿加工的漲斷機床以及高效、自動化的柔性生產線等，建議專項的實施推行滾動計劃，適時補充四大行業急需的數控重大裝備項目。...

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