【正文】 現(xiàn)人機(jī)對話的交互設(shè)備．　　輸入裝置的作用是將程序載體上的數(shù)控代碼變成相應(yīng)的電脈沖信號，傳送并存入數(shù)控裝置內(nèi)。目前，數(shù)控機(jī)床的輸入裝置有鍵盤、磁盤驅(qū)動器、光電閱讀機(jī)等，其相應(yīng)的程序載體為磁盤、穿孔紙帶。輸出裝置是顯示器，有CRT顯示器或彩色液晶顯示器兩種。輸出裝置的作用是：數(shù)控系統(tǒng)通過顯示器為操作人員提供必要的信息。顯示的信息可以是正在編輯的程序、坐標(biāo)值，以及報警信號等?！　?2)數(shù)控裝置(CNC裝置)　　數(shù)控裝置是計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的核心，是由硬件和軟件兩部分組成的。它接受的是輸入裝置送來的脈沖信號，信號經(jīng)過數(shù)控裝置的系統(tǒng)軟件或邏輯電路進(jìn)行編譯、運算和邏輯處理后，輸出各種信號和指令，控制機(jī)床的各個部分，使其進(jìn)行規(guī)定的、有序的動作。這些控制信號中最基本的信號是各坐標(biāo)軸(即作進(jìn)給運動的各執(zhí)行部件)的進(jìn)給速度、進(jìn)給方向和位移量指令(送到伺服驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動執(zhí)行部件作進(jìn)給運動)，還有主軸的變速、換向和啟停信號，選擇和交換刀具的刀具指令信號，控制切削液、潤滑油啟停、工件和機(jī)床部件松開、夾緊、分度工作和轉(zhuǎn)位的輔助指令信號等。　　數(shù)控裝置主要包括微處理器(CPU)、存儲器、局部總線、外圍邏輯電路以及與CNC系統(tǒng)其他組成部分聯(lián)系的接口等。　　(3)可編程邏輯控制器(PLC)　　數(shù)控機(jī)床通過CNC和PLC共同完成控制功能，其中CNC主要完成與數(shù)字運算和管理等有關(guān)的功能，如零件程序的編輯、插補運算、譯碼、刀具運動的位置伺服控制等；而PLC主要完成與邏輯運算有關(guān)的一些動作，它接收CNC的控制代碼M(輔助功能)、S(主軸轉(zhuǎn)速)、T(選刀、換刀)等開關(guān)量動作信息，對開關(guān)量動作信息進(jìn)行譯碼，轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的控制信號，控制輔助裝置完成機(jī)床相應(yīng)的開關(guān)動作，如工件的裝夾、刀具的更換、切削液的開關(guān)等一些輔助動作。它還接收機(jī)床操作面板的指令，一方面直接控制機(jī)床的動作(如手動操作機(jī)床)，另一方面將一部分指令送往數(shù)控裝置用于加工過程的控制?！　≡贔ANUC系統(tǒng)中專門用于控制機(jī)床的PLC，記作PMC，稱為可編程機(jī)床控制器?！　?4)伺服單元　　伺服單元接收來自數(shù)控裝置的速度和位移指令。這些指令經(jīng)伺服單元變換和放大后，通過驅(qū)動裝置轉(zhuǎn)變成機(jī)床進(jìn)給運動的速度、方向和位移。因此，伺服單元是數(shù)控裝置與機(jī)床本體的聯(lián)系環(huán)節(jié)，它把來自數(shù)控裝置的微弱指令信號放大成控制驅(qū)動裝置的大功率信號。伺服單元分為主軸單元和進(jìn)給單元等，伺服單元就其系統(tǒng)而言又有開環(huán)系統(tǒng)、半閉環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)之分。　　(5)驅(qū)動裝置　　驅(qū)動裝置把經(jīng)過伺服單元放大的指令信號變?yōu)闄C(jī)械運動，通過機(jī)械連接部件驅(qū)動機(jī)床工作臺，使工作臺精確定位或按規(guī)定的軌跡作嚴(yán)格的相對運動，加工出形狀、尺寸與精度符合要求的零件。目前常用的驅(qū)動裝置有直流伺服電動機(jī)和交流伺服電動機(jī)，且交流伺服電動機(jī)正逐漸取代直流伺服電動機(jī)?！　∷欧卧万?qū)動裝置合稱為伺服驅(qū)動系統(tǒng)，它是機(jī)床工作的動力裝置，計算機(jī)數(shù)控裝置的指令要靠伺服驅(qū)動系統(tǒng)付渚實施，伺服驅(qū)動裝置包括主軸驅(qū)動單元(主要控制主軸的速度)，進(jìn)給驅(qū)動單元(主要是進(jìn)給系統(tǒng)的速度控制和位置控制)。伺服驅(qū)動系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的重要組成部分。從某種意義上說，數(shù)控機(jī)床的功能主要取決于數(shù)控裝置，而數(shù)控機(jī)床的性能主要取決于伺服驅(qū)動系統(tǒng)。 　　(6)機(jī)床本體 　　機(jī)床本體即數(shù)控機(jī)床的機(jī)械部件，包括主運動部件、進(jìn)給運動執(zhí)行部件。1．2．3分類及特點分類經(jīng)過幾十年的發(fā)展，目前的數(shù)控機(jī)床已實現(xiàn)了計算機(jī)控制并在工業(yè)界得到廣泛應(yīng)用，在模具制造行業(yè)的應(yīng)用尤為普及。 針對車削、銑削、磨削、鉆削和刨削等金屬切削加工工藝及電加工、激光加工等特種加工工藝的需求，開發(fā)了各種門類的數(shù)控加工機(jī)床。數(shù)控機(jī)床種類繁多，分類方式也多種多樣。按用途可分為三類：①金屬切削類數(shù)控機(jī)床。金屬切削類數(shù)控機(jī)床包括數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床、數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床、加工中心等。②金屬成形類數(shù)控機(jī)床。金屬成形類數(shù)控機(jī)床有數(shù)控折彎機(jī)、數(shù)控彎管機(jī)、數(shù)控沖床和數(shù)控壓力機(jī)等。 ③數(shù)控特種加工機(jī)床。數(shù)控特種加工機(jī)床包括數(shù)控線切割機(jī)床、數(shù)控電火花加工機(jī)床、數(shù)控激光加工機(jī)床，數(shù)控淬火機(jī)床等。根據(jù)工藝過程的不同分類數(shù)控車床(含有銑削功能的車削中心) 數(shù)控銑床(含銑削中心) 數(shù)控鏗床 以銑程削為主的加工中心． 數(shù)控磨床(含磨削中心) 數(shù)控鉆床(含鉆削中心) 數(shù)控拉床 數(shù)控刨床 數(shù)控切斷機(jī)床 數(shù)控齒輪加工機(jī)床 數(shù)控激光加工機(jī)床 數(shù)控電火花線切割機(jī)床 數(shù)控電火花成型機(jī)床(含電加工中心) 數(shù)控板村成型加工機(jī)床 數(shù)控管料成型加工機(jī)床 其他數(shù)控機(jī)床特點：刀具的運動軌跡由加工程序控制，因此只要能夠編制出正確的程序，任何復(fù)雜的型面均可以加工。，尺寸一致性好數(shù)控加工過程消除了人為的因素對加工過程的影響，工件的加工精度完全由機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)保證，高精度的機(jī)床可以批量加工出高精度的零件，且質(zhì)量穩(wěn)定。數(shù)控技術(shù)的準(zhǔn)確性可以使加工過程的主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度和快速定位速度均以高速度實現(xiàn)，提高了生產(chǎn)效率；其輔助動作的自動、精確完成，加工過程的不間斷連續(xù)進(jìn)行，減少了大量的輔助時間。雖然數(shù)控機(jī)床的一次投資及日常維護(hù)費用比普通機(jī)床高，但數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)效率高、加工質(zhì)量穩(wěn)定、成品率高，可以減少加工中使用的工量具，縮短生產(chǎn)周期，減少在制品的數(shù)量，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。，實現(xiàn)一人多機(jī)操作。數(shù)控機(jī)床加工出第一個合格的零件后，操作工人一般只需要進(jìn)行工件的裝夾、刀具的檢測和啟動機(jī)床的操作，因此工人的勞動強(qiáng)度比普通機(jī)床大大降低。目前，數(shù)控機(jī)床的可靠性和各種保護(hù)功能完備，并且控制系統(tǒng)具有多種診斷和自動停機(jī)功能，當(dāng)一個工件的加工時間大于裝夾時間時，可以實現(xiàn)一人多機(jī)操作。在數(shù)控機(jī)床上加工，所需要的時間是可以預(yù)計的，并且每一個工件加工時間是不變的。因此時間進(jìn)度和各種費用能夠精確計算，有利于精確編制生產(chǎn)進(jìn)度表，均衡生產(chǎn)過程。1．2．4數(shù)控機(jī)床的適用范圍①批量小而又多次生產(chǎn)的零件。②幾何形狀復(fù)雜的零件。③在加工過程中必須進(jìn)行多種工步加工的零件。④必須嚴(yán)格控制公差的零件。⑤加工過程中如果發(fā)生錯誤將會造成嚴(yán)重浪費的貴重零件。⑥需要全部檢驗的零件。⑦工藝設(shè)計可能經(jīng)常變化的零件。第2章 CK6136經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床 CK6136整體結(jié)構(gòu)及用用途2．1．1主要結(jié)構(gòu)及運動分析機(jī)床的運動數(shù)控機(jī)床在加工過程中存在多種運動，按照運動作用的不同分為表面成型運動和輔助運動。表面成型運動是指使工件獲得一定表面形狀反必需的刀具和工件這之間的相對運動，分為主運動和進(jìn)給運動。其中主運動直接切除毛坯上的被切削層，速度高，消耗機(jī)床大部分動力；進(jìn)給運動用于保證切削層不斷地投入切削，形成各種形狀的加工表面，進(jìn)給運動相對來說消耗電動機(jī)的功率要小些。數(shù)控機(jī)床加工過程中還存在上些輔助運動，如工作臺的分度運動，刀架或刀庫的選刀運動，機(jī)械手的換刀運動等，這些運動雖然不直接參與加工，但是對于保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，改善加工條件等起到了很大的作用。2．1．2 CK6136結(jié)構(gòu)與運動分析如下圖所示為CK6136經(jīng)濟(jì)型車床傳動鏈?zhǔn)疽鈭D，該車床存在以下運動。1．主傳動機(jī)構(gòu)主傳動系統(tǒng)由功率為11KW的交流三相異步電動機(jī)驅(qū)動，經(jīng)傳動比為1：1的帶輪傳動，直接帶動主軸旋轉(zhuǎn)。主軸在35r/min~3500r/min的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)實現(xiàn)無級調(diào)速。由于主軸的范圍不是很大所以在主軸箱內(nèi)省去了齒輪傳動的變速機(jī)構(gòu)，減少了齒輪傳動誤差對主軸精度的影響。2．進(jìn)給傳動機(jī)構(gòu)為確保數(shù)控機(jī)床的加工精度，進(jìn)給系統(tǒng)采用了滾珠絲杠螺母副來減小傳動過程中帶來的間隙誤差。①滾珠絲杠螺母副：滾珠絲杠螺母副是數(shù)控機(jī)床中回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為直線運動常用的傳動裝置。它以滾珠的滾動代替絲桿螺母副中的滑動，摩擦力小，具有良好的性能。組成及原理：滾珠絲杠螺母副的結(jié)構(gòu)原理圖組成：主要由絲桿、螺母、滾珠和滾道（回珠器）、螺母座等組成。工作原理：在絲桿和螺母上加工有弧行螺旋槽，當(dāng)它們套裝在一起時便形成螺旋滾道，并在滾道內(nèi)裝滿滾珠。而滾珠則沿滾道滾動，并經(jīng)回珠管作周而復(fù)始的循環(huán)運動?；刂楣軆啥诉€起擋珠的作用，以防滾珠沿滾道掉出。特點：傳動效率高：機(jī)械效率可高達(dá)92%~98%。摩擦力?。褐饕怯脻L珠的滾動代替了普通絲桿螺母副的滑動。軸向間隙可消除：也是由于滾珠的作用，提高了系統(tǒng)的剛性。經(jīng)預(yù)緊后可消除間隙。?滾珠絲桿螺母副采用雙螺母結(jié)構(gòu)（類似于齒輪副中的雙薄片齒輪結(jié)構(gòu)）。通過改變墊片的厚度使螺母產(chǎn)生軸向位移，從而使兩個螺母分別與絲桿的兩側(cè)面貼合。當(dāng)工作臺反向時，由于消除了側(cè)隙，工作臺會跟隨CNC的運動指令反向而不會出現(xiàn)滯后②縱向傳動機(jī)構(gòu)，經(jīng)聯(lián)軸器帶動滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)，將電動機(jī)的回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化成床鞍的直線縱向運動。③橫向傳動機(jī)構(gòu)，經(jīng)聯(lián)軸器帶動滾珠