數控車(chē)床的組成及工作原理

1.數控車(chē)床的組成
   雖然數控車(chē)床種類(lèi)較多，但一般均由車(chē)床主體、數控裝置和伺服系統三大部分組成。圖12-3是數控車(chē)床的基本組成方框圖。

圖12-3 數控車(chē)床的基本組成方框圖

（1） 車(chē)床主體

   除了基本保持普通車(chē)床傳統布局形式的部分經(jīng)濟型數控車(chē)床外，目前大部分數控車(chē)床均已通過(guò)專(zhuān)門(mén)設計并定型生產(chǎn)。

1）主軸與主軸箱

a）主軸: 數控車(chē)床主軸的回轉精度，直接影響到零件的加工精度；其功率大小、回轉速度影響到加工的效率；其同步運行、自動(dòng)變速及定向準停等要求，影響到車(chē)床的自動(dòng)化程度。

b）主軸箱: 具有齒輪有級自動(dòng)調速功能的數控車(chē)床（如泰安海特公司生產(chǎn)的“海數”牌產(chǎn)品：CJK6136,CJK6140,CJK6150），因采用電能制動(dòng)器，去除了機械離合器，其主軸箱內的傳動(dòng)機構已經(jīng)大大簡(jiǎn)化；具有無(wú)級自動(dòng)調速的數控車(chē)床(如“海數”牌產(chǎn)品：CK6136A,CK6140A,CK6150A)，因采用變頻器調速，去除了機械傳動(dòng)變速和變向作用的機構，其主軸箱也成了"軸承座"及"潤滑箱"的代名詞；對于改造式(具有手動(dòng)操作和自動(dòng)控制加工雙重功能)數控車(chē)床，則基本上保留其原有的主軸箱。

2）導軌

    數控車(chē)床的導軌是保證進(jìn)給運動(dòng)準確性的重要部件。它在很大程度上影響車(chē)床的剛度、精度及低速進(jìn)給時(shí)的平穩性，是影響零件加工質(zhì)量的重要因素之一。除部分數控車(chē)床仍沿用傳統的滑動(dòng)導軌(金屬型)外，定型生產(chǎn)的數控車(chē)床已較多地采用貼塑導軌（“海數”牌產(chǎn)品全部采用貼塑導軌）。這種新型滑動(dòng)導軌的摩擦系數小，其耐磨性、耐腐蝕性及吸震性好，潤滑條件也比較優(yōu)越。

3）機械傳動(dòng)機構

    除了部分主軸箱內的齒輪傳動(dòng)等機構外，數控車(chē)床已在原普通車(chē)床傳動(dòng)鏈的基礎上，作了大幅度的簡(jiǎn)化。如取消了掛輪箱、進(jìn)給箱、溜板箱及其絕大部分傳動(dòng)機構，而僅保留了縱、橫進(jìn)給的螺旋傳動(dòng)機構，并在驅動(dòng)電動(dòng)機至絲杠間增設了無(wú)間隙彈性聯(lián)軸器。

螺旋傳動(dòng)機構： 數控車(chē)床中的螺旋副，是將驅動(dòng)電動(dòng)機所輸出的旋轉運動(dòng)轉換成刀架在縱、橫方向上直線(xiàn)運動(dòng)的運動(dòng)副。構成螺旋傳動(dòng)機構的部件，一般為滾珠絲杠副，如圖12-4所示。

如圖12-4 滾珠絲杠副

1一螺母 2一絲杠 3一滾珠 4一滾珠循環(huán)裝置

滾珠絲杠副的摩擦阻力小，可消除軸向間隙及預緊，故傳動(dòng)效率及精度高，運動(dòng)穩定，動(dòng)作靈敏。但結構較復雜，制造技術(shù)要求較高，所以成本也較高。另外，自行調整其間隙大小時(shí)，難度亦較大。

4）自動(dòng)轉動(dòng)刀架

    除了車(chē)削中心采用隨機換刀(帶刀庫)的自動(dòng)換刀裝置外，數控車(chē)床一般帶有固定刀位的自動(dòng)轉位刀架，有的車(chē)床還帶有各種形式的雙刀架（如排刀）。

5）檢測反饋裝置

   檢測反饋裝置是數控車(chē)床的重要組成部分，對加工精度、生產(chǎn)效率和自動(dòng)化程度有很大影響。檢測裝置包括位移檢測裝置和工件尺寸檢測裝置兩大類(lèi)，其中工件尺寸檢測裝置又分為機內尺寸檢測裝置和機外尺寸檢測裝置兩種。工件尺寸檢測裝置僅在少量的高檔數控車(chē)床上配用。

6）對刀裝置

   除了極少數專(zhuān)用性質(zhì)的數控車(chē)床外，普通數控車(chē)床幾乎都采用了各種形式的自動(dòng)轉位刀架，以進(jìn)行多刀車(chē)削。這樣，每把刀的刀位點(diǎn)在刀架上安裝的位置，或相對于車(chē)床固定原點(diǎn)的位置，都需要對刀、調整和測量，并以確認，以保證零件的加工質(zhì)量。

（2） 數控裝置和伺服系統

數控車(chē)床與普通車(chē)床的主要區別就在于是否具有數控裝置和伺服系統這兩大部分。如果說(shuō)，數控車(chē)床的檢測裝置相當于人的眼睛，那么，數控裝置相當于人的大腦，伺服系統則相當于人的雙手。這樣，就不難看出這兩大部分在數控車(chē)床中所處的重要位置了。
a）數控裝置

    數控裝置的核心是計算機及其軟件，它在數控車(chē)床中起“指揮”作用：數控裝置接收由加工程序送來(lái)的各種信息，并經(jīng)處理和調配后，向驅動(dòng)機構發(fā)出執行命令；在執行過(guò)程中，其驅動(dòng)、檢測等機構同時(shí)將有關(guān)信息反饋給數控裝置，以便經(jīng)處理后發(fā)出新的執行命令。

b）伺服系統

    伺服系統準確地執行數控裝置發(fā)出的命令，通過(guò)驅動(dòng)電路和執行元件（如步進(jìn)電機或伺服電機等），完成數控裝置所要求的各種位移。

2.數控車(chē)床的工作過(guò)程

數控車(chē)床的工作過(guò)程如圖12-5所示。

 圖12-5 數控車(chē)床的工作過(guò)程

（1）首先根據零件加工圖樣進(jìn)行工藝分析，確定加工方案、工藝參數和位移數據。

（2）用規定的程序代碼和格式規則編寫(xiě)零件加工程序單。

（4）由手工編寫(xiě)的程序，通過(guò)數控機床的操作面板輸入程序。

（5）數控裝置將所接受的信號進(jìn)行一系列處理后，再將處理結果以脈沖信號形式向伺服系統統發(fā)出執行的命令。

（6）伺服系統接到執行的信息指令后，立即驅動(dòng)車(chē)床進(jìn)給機構嚴格按照指令的要求進(jìn)行位移，使車(chē)床自動(dòng)完成相應零件的加工。泰安海數專(zhuān)業(yè)為您生產(chǎn)提供數控車(chē)床,山東數控車(chē)床,nc數控車(chē)床廠(chǎng)家，要了解更多關(guān)于數控車(chē)床,cnc數控車(chē)床的信息請來(lái)電咨詢(xún)！

泰安市海特機器制造有限責任公司  技術(shù)中心  供稿

2010年3月20日