數(shù)控機床結(jié)構(gòu)及維修-第1章 緒論

第一章緒論sanpeng@139205900382/7/202311.1數(shù)控機床的基本概念1.2數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)的主要組成1.3數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)的主要特點1.4數(shù)控機床故障分類1.5數(shù)控機床的最新發(fā)展第一章緒論第1章緒論2/7/202321.1.1數(shù)控機床的組成

(1)主機主機是數(shù)控機床的本體，主要由各種機械部件組成，包括底座、床身、主軸箱、進給機構(gòu)等。(2)數(shù)控裝置數(shù)控裝置是數(shù)控機床的控制核心，一般由一臺專用計算機構(gòu)成。(3)驅(qū)動裝置驅(qū)動裝置是執(zhí)行機構(gòu)的驅(qū)動部件，包括主軸電動機、進給伺服電動機等。(4)輔助裝置輔助裝置是數(shù)控機床的一些配套部件，如自動排屑部件、自動對刀部件、工作臺、安全防護裝置、自動檢測裝置等。

1.1數(shù)控機床的基本概念2/7/20233一、基本概念什么是數(shù)控機床機床本體數(shù)控裝置緒論2/7/20234二、數(shù)控機床的組成機械部分2/7/20235二、數(shù)控機床的組成數(shù)控部分PLC及各種電器（接觸器，繼電器等）弱電帶動強電繼電器—接觸器—變頻器、伺服—推動主軸絲杠運動2/7/20236二、數(shù)控機床的基本工作原理

1.1.2數(shù)控機床的基本工作原理

數(shù)控機床是用計算機與數(shù)字化指令控制機床各運動部件的動作，從而實現(xiàn)機床加工的自動化。數(shù)控機床基本工作原理框圖如圖1.1所示。加工程序可通過輸入設備存儲于數(shù)控裝置（CNC計算機數(shù)字控制系統(tǒng)）內(nèi)的存儲器上，在需要的時候也可將存儲器內(nèi)的加工程序通過輸入設備把加工程序存儲在外部存儲介質(zhì)上，以長期保存。數(shù)控裝置是數(shù)控機床的控制系統(tǒng)，它采集和控制著機床所有的運動狀態(tài)和運動量。圖1.1數(shù)控機床基本工作原理框圖2/7/20237三、數(shù)控機床的特點1.1.3數(shù)控機床的特點（視頻）⑴自動化程度高，可以減輕工人的勞動強度。⑵加工精度高、加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠、重復性好。⑶加工生產(chǎn)率高。⑷對零件加工的適應性強、靈活性好、能加工形狀復雜的零件。⑸有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化。

2/7/20238四、數(shù)控機床的分類1.1.4數(shù)控機床的分類

按機械運動的軌跡可分為：點位控制系統(tǒng)、直線控制系統(tǒng)和連續(xù)控制系統(tǒng)。按伺服系統(tǒng)的類型可分為：開環(huán)伺服系統(tǒng)

視頻2、半閉環(huán)伺服系統(tǒng)和閉環(huán)伺服系統(tǒng)。按控制坐標數(shù)可分為：兩坐標數(shù)控機床、兩坐標半數(shù)控機床、三坐標數(shù)控機床和多坐標數(shù)控機床。

2/7/20239按數(shù)控機床的加工方式，分為以下幾類：⑴金屬切削類數(shù)控車床、銑床、鉆床、鏜床、磨床、齒輪加工機床視頻1視頻2視頻3和加工中心等。⑵金屬成形類數(shù)控折彎機

2、彎管機、沖床、旋壓機、切管機等。⑶特種加工類數(shù)控線切割機（如圖1.2）、電火花加工機床（如圖1.3）、激光切割機和快速成型機等。⑷其他類數(shù)控火焰切割機床、數(shù)控激光熱處理機床、三坐標測量機等。2/7/202310除機床基礎部件外，還有下列幾部分：⑴主傳動系統(tǒng)。⑵進給傳動系統(tǒng)。⑶實現(xiàn)工件回轉(zhuǎn)、定位的裝置和附件。⑷實現(xiàn)某些部件動作和輔助功能的系統(tǒng)和裝置，如液壓、氣動、潤滑、冷卻等系統(tǒng)和排屑、防護等裝置。

1.2數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)的主要組成2/7/202311自動換刀裝置自動排削裝置自動潤滑裝置液壓站回轉(zhuǎn)臺和交換臺數(shù)控機床輔助裝置2/7/202312

⑸刀架或自動換刀（ATC）。⑹自動拖盤交換裝置（APC）。⑺特殊功能裝置，如刀具破損監(jiān)控、精度檢測和監(jiān)控裝置。⑻為完全自動化控制功能的各種反饋信號及元器件。如圖1.4

為CK6136型數(shù)控車床結(jié)構(gòu)如圖1.5為DMC75Vlinear立式加工中心結(jié)構(gòu)如圖1.6為三坐標數(shù)控銑床結(jié)構(gòu)。2/7/2023131.3.1高剛度和高抗振性（提高靜剛度和固有頻率（動剛度）、增加阻尼、新材料和鋼板焊接結(jié)構(gòu)）1.3.2采用減少機床熱變形的措施(圖1.7)（機床對稱布局結(jié)構(gòu)、傾斜床身和斜滑板、熱平衡措施、控制溫度、強冷、熱位移補償）1.3.3驅(qū)動系統(tǒng)機械結(jié)構(gòu)簡化（圖1.8）1.3.4高傳動效率和無間隙傳動裝置1.3.5低摩擦因數(shù)的導軌1.3數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)的主要特點2/7/202314

1．從故障的起因分類：關(guān)聯(lián)性和非關(guān)聯(lián)性故障。2．從故障的時間分類：隨機故障和有規(guī)則故障3．從故障的發(fā)生狀態(tài)分類：突然故障和漸變故障4．按故障的影響程度分類：完全失效和部分失效故障5．按故障的嚴重程度分類：危險性故障和安全性故障6．按故障的性質(zhì)分類：軟件故障、硬件故障和干擾故障

1.4數(shù)控機床故障分類2/7/2023151．高速度、高精度化（直線電機

視頻1視頻2、高速電主軸、液體靜壓軸承

動壓軸承、陶瓷滾動軸承）2．多功能化配有自動換刀機構(gòu)(刀庫容量可達100把以上)的各類加工中心3．引進自適應控制技術(shù)4．數(shù)控系統(tǒng)將采用更高集成度的電路芯片以提高可靠性5．CAD／CAM圖形交互式自動編程6．工序集約化如圖1.9，圖1.10所示。1.5數(shù)控機床的最新發(fā)展2/7/2023162/7/202317圖1.1數(shù)控機床基本工作原理框圖2/7/202318圖1.2數(shù)控線切割機床圖1.3電火花加工機床2/7/202319圖1.4CK6136型數(shù)控車床1-主軸2-床鞍3-刀架4-防護罩5-機床控制操作面板6-數(shù)控系統(tǒng)7-尾座8-床身2/7/202320圖1.5DMC75Vlinear立式加工中心1-擺動主軸2-床身3-刀庫4-滑座5-數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺6-機床操作面板7-數(shù)控系統(tǒng)界面8-防護門9-強電控制柜567843219

2/7/202321圖1.6三坐標數(shù)控銑床結(jié)構(gòu)示意圖2/7/202322圖1.7熱變形自動補償裝置a)軸向補償b）立柱熱平衡補償