技术

    数字控制机床（ Nuinerically Controllcd Maclline Tool ）简称数控机床，随着电子技术的发展，数控机床采用了计算机数控（ Computerized Nuinerically Control ）系统，因此也称为计算机数控机床或 CNC 机床。
1.1 数控机床的系统组成及其功能
1.1.1 数控加工的过程
    利用数控机床完成零件数控加工的过程如图 l-1 所示．主要内容包括如下 
    ① 根据零件加工图样进行工艺分析，确定加 l 方案、工艺参数和位移数据， 
    ② 用规定的程序代码和格式编写零件加上程序单：或用自动编程软件，进行CAD/CAM工作，直接生成零件的加工程序文件。 
    ③ 程序的输人或传输。由手工编写的程序，可以通过数控机床的操作，面板输入；由编程软件生成的程序，通过计算机的串行通信接口直接传输到数控机床的数控单儿（MCU）。 
    ④ 将输人／传输到数控单元的加 1 程序，进行试运行、刀具路径模拟等． 
    ⑤ 通过对机床的正确操作，运行程序，完成零件的加工。
1.1.2 数控机床的组成及其功能 
    数控机床一般由数控系统、包含伺服电动机和检测反馈装置的伺服系统、强电控制柜、机床本体和各类辅助装置组成，如图1-2 所示。 
    ⑴ 控制介质 
    控制介质又称信息载体，是人与数控机床之间联系的中间媒介物质，反映了数控加工中全部信息。 
    ⑵ 数控系统 
    数控系统是机床实现自动加工的核心，是整个数控机床的灵魂所在。主要由输人装置、监视器、主控制系统、可编程控制器、各类输人／输出接口等组成。主控制系统主要由 CPU 、存储器、控制器等组成。数控系统的主要控制对象是位置、角度、速度等机械量，以及温度、压力、流量等物理量．其控制方式又可分为数据运算处理控制和时序逻辑控制两大类。其中主控制器内的擂补模块就是根据所读入的零件程序，通过译码、编译等处理后，进行相应的刀具轨迹插补运算，并通过与各坐标伺服系统的位置、速度反馈信号的比较，从而控制机床各坐标轴的位移。而时序逻辑控制通常由可编程控制器 PI 尤来完成，它根据机床加工过程中各个动作要求进行协调，按各检测信号进行逻辑判别，从而控制机床各个部件有条不紊地按顺序工作。 
    ⑶ 伺服系统 
    伺服系统是数控系统和机床本体之间的电传动联系环节．主要由伺服电动机、驱动控制系统和位置检测与反馈装置等组成．伺服电动机是系统的执行元件，驱动控制系统则是伺服电动机的动力源．数控系统发出的指令信号与位置反馈信号比较后作为位移指令，再经过驱动系统的功率放大后，驱动电动机运转，通过机械传动装置带动工作台或刀架运动。 
    ⑷ 强电控制柜 
    强电控制柜主要用来安装机床强电控制的各种电气元器件，除了提供数控、伺服等一类弱电控制系统的输入电源，以及各种短路、过载、欠压等电气保护外，主要在 PLC 的输出接口与机床各类辅助装置的电气执行元件之间起桥梁连接作用，控制机床辅助装置的各种交流电动机、液压系统电磁阀或电磁离合器等。此外．它也与机床操作台有关手动按钮连接。强电控制柜由各种中间继电器、接触器、变压器、电源开关、接线端子和各类电气保护元器件等构成．它与一般普通机床的电气类似，但为了提高对弱电控制系统的抗干扰性，要求各类频繁启动或切换的电动机、接触器等电磁感应器件中均必须并接 RC 阻容吸收器；对各种检测信号的输人均要求用屏蔽电缆连接。 
    ⑸ 辅助装置 
    辅助装置主要包括自动换刀装置 ATC ( Automatlc Tool Changer ）、自动交换工作台机构 APc ( Automatic Pallet changer ）、工件夹紧放松机构、回转工作台、液压控制系统、润滑装置、切削液装置、排屑装置、过载和保护装置等。 
    ⑹ 机床本体 
    数控机床的本体指其机械结构实体．它与传统的普通机床相比较，同样由主传动系统、进给传动机构、工作台、床身以及立柱等部分组成，但数控机床的整休布局、外观造型、传动机构、工具系统及操作机构等方面都发生了很大的变化。为了满足数控技术的要求和充分发挥数控机床的特点，归纳起来包括以下几个方面的变化。 
    ①采用高性能主传动及主轴部件。其有传递功率大、刚度高、抗振性好及热变形小等优点。 
    ②进给传动采用高效传动件。具有传动链短、结构简单、传动精度高等特点，一般采用滚珠丝杠副、直线滚动导轨副等。 
    ③具有完善的刀具自动交换和管理系统。 
    ④在加工中心上一般具有工件自动交换、工件夹紧和放松机构． 
    ⑤机床本身具有很高的动、静刚度。 
    ⑥采用全封闭罩壳。由于数控机床是自动完成加工，为了操作安全等，一般采用移动门结构的全封闭罩壳，对机床的加工部件进行全封闭。