【正文】 全運行；同時將來自機床的各種信息及工作狀態(tài)傳送給 CNC，使 CNC 能及時準確地發(fā)出進一步的控制指令，如此實現(xiàn)對整個機床的控制。 (5)進給伺服系統(tǒng)接受來自 CNC 對每個運動坐標軸分別提供的速度指令，經(jīng)速度與電流 (轉矩 )調(diào)節(jié)輸出驅(qū)動信號驅(qū)動伺服電機轉動，實現(xiàn)機床坐標軸運動，同時接受速度反饋信號實施速度閉環(huán)控制。 這里可能的主要故障多數(shù)屬于電器件自身的損壞和連接電線、電纜的脫開或斷裂。 (10)外部設備一般指 PC 計算機、打印機等輸出設備，多數(shù)不屬于機床的基本配置。 當代 PLC多集成于數(shù)控系統(tǒng)中，這主要是指控制軟件的集成化，而 PLC 硬件則在規(guī)模較大的系統(tǒng)中往往采取分布 式結構。它也通過 PLC 與 CNC通信，通報現(xiàn)時工作狀態(tài)并接受 CNC的控制。 (8)速度測量通常由集裝于主軸和進給電動機中的測速機來完成。使用中的主要問題與輸入裝置一樣，是匹配問題。 (3)位置環(huán)是控制各坐標軸按指令位置精確定位的控制環(huán)節(jié)。 Kv 值是機床運動坐標自身性能優(yōu)劣的直接表現(xiàn)而并非可以任意放大。影響全閉環(huán)控制精度的另一個重要問題是測量元件的精確安裝問題，千萬不可輕視。 我們衷心希望，我國科技界、產(chǎn)業(yè)界和教育界通力合作，把握好知識經(jīng)濟給我們帶來的難得機遇，迎接競爭全球化帶來的嚴峻挑戰(zhàn)，為在 21世紀使我國數(shù)控技術和產(chǎn)業(yè)走向世界的前列，使我國經(jīng)濟繼續(xù)保持強勁的發(fā)展勢頭而共同努力奮斗！ 。通常是以Kv值最低的坐標軸為準。通常 Kv值是作為機床數(shù)據(jù)設置的，數(shù)控系統(tǒng)中對各個坐標軸分別指定了 Kv 值的設置地址和數(shù)值單位。 速度環(huán)的最佳調(diào)節(jié)是在位置環(huán)開環(huán)的條件下才能完成的，這對于水平運動的坐標軸和轉動坐標軸較容易進行，而對于垂向運動坐標軸則位置開環(huán)時會自動下落而發(fā)生危險，可以采取先摘下電動機空載調(diào)整，然后再裝好電動機與位置環(huán)一起調(diào)整或者直接帶位置環(huán)一起調(diào)整，這時需要有一定的經(jīng)驗和細心。 位置環(huán)可能出現(xiàn)的故障多為硬件故障，例如位置測量元件受到污 染，導線連接故障等。它們是實現(xiàn)機床 各種動作的執(zhí)行者和機床各種現(xiàn)實狀態(tài)的報告員。通常 CNC 中也設有主軸相關的機床數(shù)據(jù)，并且與主軸驅(qū)動系統(tǒng)的參數(shù)作用相同，因此要注意二者取一，切勿沖突。 (3)可編程邏輯控制器是機床各項功能的邏輯控制中心。它們對機床坐標軸在運行中的實際位置進行直接或間接的測量，將測量值反饋到 CNC 并與指令位移相比較直至坐標軸到達指令位置，從而實現(xiàn)對位置的精確控制。 (7)機床 (電器部分 )包括所有的電動機、電磁閥、制動器、各種開關等。 主軸驅(qū)動系統(tǒng)自身有許多參數(shù)設定，這些參數(shù)直接影響主軸的轉動特性，其中有些不可丟失或改變的，例如指示電動機規(guī)格的參數(shù)等，有些是可根據(jù)運行狀態(tài)加以調(diào)改的，例 如零漂等。 數(shù)控系統(tǒng)都有很完善的 自診斷能力，日常使用中更多地是要注意嚴格按規(guī)定操作，而日常的維護則主要是對硬件使用環(huán)境的保護和防止系統(tǒng)軟件的破壞。 (9)位置測量較早期的機床使用直線或圓形同步感應器或者旋轉變壓器，而現(xiàn)代機床多采 用光柵尺和數(shù)字脈沖編碼器作為位置測量元件。但是一些進口機床柜中還有使用自含一定邏輯控制的專用組合型繼電器的情況，一旦這類元件出現(xiàn)故障，除了更換之外，還可以 將其去除而由 PLC 邏輯取而代之，但是這不僅需要對該專用電器的工作原理有清楚的了解，還要對機床的 PLC 語言與程序深入掌握才行。它還通過 PLC 將主軸的各種現(xiàn)實工作狀態(tài)通告 CNC 用以完成對主軸的各項功 能控制。 (2)數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控機床的中樞，它將接到的全部功能指令進行解碼、運算，然后有序地發(fā)出各種需要的運動指令和各種機床功能的控制指令，直至運動和功能結束。由此引起的速度失控多是由于測速反饋線接反或者斷線所致。 (6)電器硬件電路隨著 PLC 功能的不斷強大，電器硬件電路主要任務是電源的生成與控制電路、隔離繼電器部分及各類執(zhí)行電器 (繼電器、接觸器 )，很少還有繼電器邏輯電路的存在。 (4)主軸驅(qū)動系統(tǒng)接受來自 CNC 的驅(qū)動指令，經(jīng)速度與轉矩 (功率 )調(diào)節(jié)輸出驅(qū)動信號驅(qū)動主電動機轉動，同時接受速度反饋實施速度閉環(huán)控制。它可以是穿孔帶閱讀機 (已很少使用 )， 軟盤驅(qū)動器， CNC 鍵盤 (一般輸入操作 )，數(shù)控系統(tǒng)配備的硬盤及驅(qū)動裝置 (用于大量數(shù)據(jù)的存儲保護 )、磁帶機 (較少使用 )、 PC 計算機等等。 這里應注意測速反饋電壓的匹配聯(lián)接，并且不要拆卸測速機。它受機床坐標軸機械特性的制約，一旦導軌和機械傳動鏈 的狀態(tài)發(fā)生變化，就需重調(diào)速度環(huán)調(diào)節(jié)器。 不同廠商的 PLC 有不同的 PLC 語言和不同的語言表達形式，因此，力求熟悉某一機床 PLC 程序的前提是先熟悉該機床的 PLC語言。 (1)數(shù)據(jù)輸入裝置將指令信息和各種應用數(shù)據(jù)輸入數(shù)控系統(tǒng)的必要裝置。它將電動機實際轉速匹配成電壓值送回伺服驅(qū)動系統(tǒng)作為速度反饋信號，與指令速度電壓值相比較，從而實現(xiàn)速度的精確控制。 進給伺服系統(tǒng)速度調(diào)節(jié)器的正確調(diào)節(jié)是最重要的，應該在位置開環(huán)的條件下作最佳化調(diào)節(jié)，既不過沖又要保持一定的硬特性。 PLC 與 CNC 的集成是采取軟件接口實現(xiàn)的，一般系統(tǒng)都是將二者間各種通信信息分別指定其固定的存放地址，由系統(tǒng)對所有地址的信息狀態(tài)進行實時監(jiān)控，根據(jù)各接口信號的現(xiàn)時狀態(tài)加以分析判斷，據(jù)此作出進一步的控制命令，完成對運動或功能的控制。 數(shù)控車削加工是基于數(shù)控程序的自動化加工方式，實際加工中，操作者只有具備較強的程序指令運用能力和豐富的實踐技能，方能編制出高質(zhì)量的加工程序，加工出高質(zhì)量的工件。數(shù)控車削工件時，工件徑向 尺寸的精度一般比軸向尺寸精度高，故在編寫程序時，徑向尺寸最好采用絕對編程，考慮到加工及編寫程序的方便，軸向尺寸常采用相對編程，但對于重要的軸向尺寸，最好采用絕對編程。如用 1 號外圓刀加工某處軸段，尺寸長了，可在 001 刀補處輸入 。鑒于上述程序首句使用 G50 建立工件坐標系的種種弊端，筆者想辦法將工件坐標系固定在機床上，將程序首句 G50 Xα Zβ改為 G00 Xα Zβ后，問題迎刃而解。 17 17 / 34 第五章 程序首句妙用與控制尺寸精度的技巧 、程序首句妙用 G00的技巧 目前我們所接觸到的教科書及數(shù)控車削方面的技術書籍，程序首句均為建立工件坐標系，即以 G50 Xα Zβ作為程序首句 。 2) 精車時， 要選精度高、耐用度好的刀具，以保證加工精度的要求。切深對刀具的影響雖然沒有切削速度和進給量大，但在微小切深切削時，被切削材料產(chǎn)生硬化層，同樣會影響刀具的壽命。這些決定著加工時間、刀具壽命和加工質(zhì)量。混合控制系統(tǒng)又分為兩種形式： 14 14 / 34 （ 1）開環(huán)補償型。 閉環(huán)控制數(shù)控機床的定位精度高，但調(diào)試和維修都較困難，系統(tǒng)復雜 ，成本高。因此，步進電動機的失步、步距角誤差、齒輪與絲杠等傳動誤差都將影響被加工零件的精度。 現(xiàn)在計算機數(shù)控裝置的控制功能均由軟件實現(xiàn)，增加輪廓控制功能不會帶來成本的增加。直線 控制的數(shù)控銑床，有三個坐標軸，可用于平面的銑削加工。 近年來，其它機械設備中也大量采用了數(shù)控技術，如數(shù)控多坐標測量機、自動繪圖機及工業(yè)機器人等。 10 10 / 34 第三 章 數(shù)控機床的分類 按加工工藝方法分類 ．金屬切削類數(shù)控機床 與傳統(tǒng)的車、銑、鉆、磨、齒輪加工相對應的數(shù)控機床有數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控鉆床、數(shù)控磨床、數(shù)控齒輪加工機床等。 （ 3）方便使用 數(shù)控機床制造廠把建立友好的人機界面、提高數(shù)控機床的可靠性作為提高競爭能力的主要方面。 第二章 數(shù)控機床的發(fā)展 8 8 / 34 數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展 從１９５２年第一臺數(shù)控機床問世后，數(shù)控系統(tǒng)已經(jīng)先后經(jīng)歷了兩個階段和六代的發(fā)展，其六代是指電子管、晶體管、集成電路、小型計算機、微處理器和基于工控ＰＣ機的通用 CNC 系統(tǒng)。尤其是在造船、航天、航空、機床、重型機械以及國防工業(yè)更是如此。 15 程序編制保證尺寸精度 9 閉環(huán)控制數(shù)控機床 8 7 金屬切削類數(shù)控機床 5 美國、德國的重化工業(yè)發(fā)展期延續(xù)了18年以上，美國、德國、韓國四國重化工業(yè)發(fā)展期平均延續(xù)了 12 年，我們估計中國的重化工業(yè)發(fā)展期將至少延續(xù) 10 年，直到 2020 年。 未來 10 年將是中國機械行業(yè)發(fā)展最佳時期。 10 第四章 數(shù)控車的工藝與工裝削 12 15 修改程序和刀補控制尺寸 28 第一章 數(shù)控機床的產(chǎn)生 7 7 / 34 在機械制造工業(yè)中并不是所有的產(chǎn)品零件都具有很大的批量，單件與小批量生產(chǎn)的零件（批量在 10～ 100件）約占機械加工總量的 80%以上。從應用來說，數(shù)控機床就是將加工過程所需的各種操作（如主軸變速、松加工件、進刀與退刀、開車與停車、選擇刀具、 供給切削液等）和步驟，以及刀具與工件之間的相對位移量都用數(shù)字化的代碼來表示，通過控制介質(zhì)將數(shù)字信息送入專用的或通用的計算機，計算機對輸入的信息進行處理與運算，發(fā)出各種指令來控制機床的伺服系統(tǒng)或其他執(zhí)行元件，是機床自動加工出所需要的零件。 （ 2）高速、高效、高精度 高速、高效、高精度是機械加工的目標，數(shù)控機床因其價格昂貴，在上述三方面的發(fā)展也就更為突出。有的數(shù)控機床將采用說明書、編程指南、潤滑指南等存入系統(tǒng)共使用者調(diào)閱。 ．板材加工類數(shù)控機床 常見的應用于金屬板材加工的數(shù)控機床有數(shù)控壓力機、數(shù)控剪板機和數(shù)控折彎機等。 直線控制的簡易數(shù)控車床，只有兩個坐標軸，可加工階梯軸。輪廓控制系統(tǒng)的結構要比點位 /直線控系統(tǒng)更為復雜，在加工過程中需要不斷進行插補運算，然后進行相應的速度與位移控制。但是 ，系統(tǒng)對移動部件的實際位移量不進行監(jiān)測，也不能進行誤差校正。這類控制的數(shù)控機床，因把機床工作臺納入了控制環(huán)節(jié)，故稱為閉環(huán)控制數(shù)控機床?；旌峡刂茢?shù)控機床特別適用于大型或重型數(shù)控機床，因為大型或重型數(shù)控機床需要較高的進給速度與相當高的精度，其傳動鏈慣量與力矩大，如果只采用全閉環(huán)控制，機床傳動鏈和工作臺全部置于控制閉環(huán)中，閉環(huán)調(diào)試比較復雜。 . 合理選擇切削用量 對于高效率的金屬切削加工來說，被加工材料、切削工具、切削 條件是三大要素。它比切削速度對刀具的影響小。 . 合理選擇刀具 1) 粗車時，要選強度高、耐用度好的刀具，以便滿足粗車時大背吃刀量、大進給量的要求。 . 夾具安裝要點 目前液壓卡盤和液壓夾緊油缸的連接是靠拉桿實現(xiàn)的，液壓卡盤夾緊要點如下：首先用搬手卸下液壓油缸上的螺帽，卸下拉管，并從主軸后端抽出，再用搬手卸下卡盤固定螺釘，即可卸下卡盤。如 果是批量生產(chǎn)，加工完一件后，回 G50 起點繼續(xù)加工下一件，在操作過程中稍有失誤，就可能修改工件坐標系。 同理，對于軸向尺寸的控制亦如此類推。也就是說，相對編程的坐標原點經(jīng)常在變換，連續(xù)位移時必然產(chǎn)生累積誤差，絕對編程是在加工的全過程中，均有相對統(tǒng)一的基準點，即坐標原點，故累積誤差較相對編程小。 經(jīng)過上述程序和刀補雙管齊下的修改后，再調(diào)用精車程序，工件尺寸一般都能得到有效的保證。 當代 PLC多集成于數(shù)控系統(tǒng)中，這主要是指控制軟件的集成化，而 PLC 硬件則在規(guī)模較大的系統(tǒng)中往往采取分布式結構。