數(shù)控機(jī)床的基本組成
精工機(jī)床的基本組成包括加工程序載體,、精工裝置、伺服驅(qū)動(dòng)裝置,、機(jī)床主體和其他輔助裝置,。下面分別對(duì)各組成部分的基本工作原理進(jìn)行概要說(shuō)明。 加工程序載體 精工機(jī)床工作時(shí),，不需要工人直接去操作機(jī)床,，要對(duì)精工機(jī)床進(jìn)行控制，必 須編制加工程序,。零件加工程序中,，包括機(jī)床上刀具和工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡、工藝參數(shù)（進(jìn)給量主軸轉(zhuǎn)速等）和輔助運(yùn)動(dòng)等,。將零件加工程序用一定的格式和代碼,，存儲(chǔ)在一種程序載體上，如穿孔紙帶,、盒式磁帶,、軟磁盤等，通過(guò)精工機(jī)床的輸入裝置,，將程序信息輸入到CNC單元,。 機(jī)床主體 機(jī)床主機(jī)是精工機(jī)床的主體。它包括床身、底座,、立柱,、橫梁、滑座,、工作臺(tái),、主軸箱、進(jìn)給機(jī)構(gòu),、刀架及自動(dòng)換刀裝置等機(jī)械部件,。它是在精工機(jī)床上自動(dòng)地完成各種切削加工的機(jī)械部分。與傳統(tǒng)的機(jī)床相比,，精工機(jī)床主體具有如下結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：1）采用具有高剛度,、高抗震性及較小熱變形的機(jī)床新結(jié)構(gòu)。通常用提高結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的靜剛度,、增加阻尼,、調(diào)整結(jié)構(gòu)件質(zhì)量和固有頻率等方法來(lái)提高機(jī)床主機(jī)的剛度和抗震性，使機(jī)床主體能適應(yīng)精工機(jī)床連續(xù)自動(dòng)地進(jìn)行切削加工的需要,。采取改善機(jī)床結(jié)構(gòu)布局,、減少發(fā)熱、控制溫升及采用熱位移補(bǔ)償?shù)却胧?，可減少熱變形對(duì)機(jī)床主機(jī)的影響,。2）廣泛采用高性能的主軸伺服驅(qū)動(dòng)和進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)裝置，使精工機(jī)床的傳動(dòng)鏈縮短,，簡(jiǎn)化了機(jī)床機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),。3）采用高傳動(dòng)效率、高精度,、無(wú)間隙的傳動(dòng)裝置和運(yùn)動(dòng)部件,，如滾珠絲杠螺母副、塑料滑動(dòng)導(dǎo)軌,、直線滾動(dòng)導(dǎo)軌,、靜壓導(dǎo)軌等。精工裝置 精工裝置是精工機(jī)床的核心?，F(xiàn)代精工裝置均采用CNC（Computer Numerical Control）形式，這種CNC裝置一般使用多個(gè)微處理器,，以程序化的軟件形式實(shí)現(xiàn)精工功能,，因此又稱軟件精工（Software NC）。CNC系統(tǒng)是一種位置控制系統(tǒng),，它是根據(jù)輸入數(shù)據(jù)插補(bǔ)出理想的運(yùn)動(dòng)軌跡,，然后輸出到執(zhí)行部件加工出所需要的零件。因此，精工裝置主要由輸入,、處理和輸出三個(gè)基本部分構(gòu)成,。而所有這些工作都由計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)程序進(jìn)行合理地組織，使整個(gè)系統(tǒng)協(xié)調(diào)地進(jìn)行工作,。1）輸入裝置：將精工指令輸入給精工裝置,，根據(jù)程序載體的不同，相應(yīng)有不同的輸入裝置,。主要有鍵盤輸入,、磁盤輸入、CAD/CAM系統(tǒng)直接通信方式輸入和連接上級(jí)計(jì)算機(jī)的DNC（直接精工）輸入,，現(xiàn)仍有不少系統(tǒng)還保留有光電閱讀機(jī)的紙帶輸入形式,。（1）紙帶輸入方式?？捎眉垘Ч怆婇喿x機(jī)讀入零件程序,，直接控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)，也可以將紙帶內(nèi)容讀入存儲(chǔ)器,，用存儲(chǔ)器中儲(chǔ)存的零件程序控制機(jī)床運(yùn)動(dòng),。（2）MDI手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入方式。操作者可利用操作面板上的鍵盤輸入加工程序的指令,，它適用于比較短的程序,。在控制裝置編輯狀態(tài)（EDIT）下，用軟件輸入加工程序,，并存入控制裝置的存儲(chǔ)器中,，這種輸入方法可重復(fù)使用程序。一般手工編程均采用這種方法,。在具有會(huì)話編程功能的精工裝置上,，可按照顯示器上提示的問(wèn)題，選擇不同的菜單,，用人機(jī)對(duì)話的方法,，輸入有關(guān)的尺寸數(shù)字，就可自動(dòng)生成加工程序,。（3）采用DNC直接精工輸入方式,。把零件程序保存在上級(jí)計(jì)算機(jī)中，CNC系統(tǒng)一邊加工一邊接收來(lái)自計(jì)算機(jī)的后續(xù)程序段,。DNC方式多用于采用CAD/CAM軟件設(shè)計(jì)的復(fù)雜工件并直接生成零件程序的情況,。2）信息處理：輸入裝置將加工信息傳給CNC單元，編譯成計(jì)算機(jī)能識(shí)別的信息,，由信息處理部分按照控制程序的規(guī)定,，逐步存儲(chǔ)并進(jìn)行處理后,，通過(guò)輸出單元發(fā)出位置和速度指令給伺服系統(tǒng)和主運(yùn)動(dòng)控制部分。CNC系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)包括：零件的輪廓信息（起點(diǎn),、終點(diǎn),、直線、圓弧等）,、加工速度及其他輔助加工信息（如換刀,、變速、冷卻液開(kāi)關(guān)等）,，數(shù)據(jù)處理的目的是完成插補(bǔ)運(yùn)算前的準(zhǔn)備工作,。數(shù)據(jù)處理程序還包括刀具半徑補(bǔ)償、速度計(jì)算及輔助功能的處理等,。3）輸出裝置：輸出裝置與伺服機(jī)構(gòu)相聯(lián),。輸出裝置根據(jù)控制器的命令接受運(yùn)算器的輸出脈沖，并把它送到各坐標(biāo)的伺服控制系統(tǒng),，經(jīng)過(guò)功率放大,，驅(qū)動(dòng)伺服系統(tǒng)，從而控制機(jī)床按規(guī)定要求運(yùn)動(dòng),。 伺服與測(cè)量反饋系統(tǒng) 伺服系統(tǒng)是精工機(jī)床的重要組成部分,，用于實(shí)現(xiàn)精工機(jī)床的進(jìn)給伺服控制和主軸伺服控制。伺服系統(tǒng)的作用是把接受來(lái)自精工裝置的指令信息,，經(jīng)功率放大,、整形處理后，轉(zhuǎn)換成機(jī)床執(zhí)行部件的直線位移或角位移運(yùn)動(dòng),。由于伺服系統(tǒng)是精工機(jī)床的最后環(huán)節(jié),，其性能將直接影響精工機(jī)床的精度和速度等技術(shù)指標(biāo)，因此,，對(duì)精工機(jī)床的伺服驅(qū)動(dòng)裝置,，要求具有良好的快速反應(yīng)性能，準(zhǔn)確而靈敏地跟蹤精工裝置發(fā)出的數(shù)字指令信號(hào),，并能忠實(shí)地執(zhí)行來(lái)自精工裝置的指令,，提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)跟隨特性和靜態(tài)跟蹤精度。伺服系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩大部分,。驅(qū)動(dòng)裝置由主軸驅(qū)動(dòng)單元,、進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元和主軸伺服電動(dòng)機(jī)、進(jìn)給伺服電動(dòng)機(jī)組成,。步進(jìn)電動(dòng)機(jī),、直流伺服電動(dòng)機(jī)和交流伺服電動(dòng)機(jī)是常用的驅(qū)動(dòng)裝置。測(cè)量元件將精工機(jī)床各坐標(biāo)軸的實(shí)際位移值檢測(cè)出來(lái)并經(jīng)反饋系統(tǒng)輸入到機(jī)床的精工裝置中,，精工裝置對(duì)反饋回來(lái)的實(shí)際位移值與指令值進(jìn)行比較，并向伺服系統(tǒng)輸出達(dá)到設(shè)定值所需的位移量指令。 精工機(jī)床輔助裝置 輔助裝置是保證充分發(fā)揮精工機(jī)床功能所必需的配套裝置,，常用的輔助裝置包括：氣動(dòng),、液壓裝置，排屑裝置,，冷卻,、潤(rùn)滑裝置，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)和精工分度頭,，防護(hù),，照明等各種輔助裝置。