【文章內(nèi)容簡介】 用的編程機(jī)或通用計算機(jī)上進(jìn)行自動編程（ APT）或 CAD/CAM 設(shè)計。 二、輸入裝置 輸入裝置的作用是將程序載體（信息載體）上的數(shù)控代碼傳遞并存入數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)。根據(jù)控制存儲介質(zhì)的不同，輸入裝置可以是光電閱讀機(jī)、磁帶機(jī)或軟盤驅(qū)動器等。數(shù)控機(jī)床加工程序也可通過鍵盤用手工方式直接輸入數(shù)控系統(tǒng)；數(shù)控加工程序還可由編程計算機(jī)用 RS232C 或采用網(wǎng)絡(luò)通信方式傳送到數(shù)控系 統(tǒng)中。 三、數(shù)控裝置 零件的輪廓圖形往往由直線、圓弧或其他非圓弧曲線組成，刀具在加工過程中必須按零件形狀和尺寸的要求進(jìn)行運(yùn)動，即按圖形軌跡移動。但輸入的零件加工程序只能是各線段軌跡的起點和終點坐標(biāo)值等數(shù)據(jù)，不能滿足要求，因此要進(jìn)行軌跡插補(bǔ)，也就是在線段的起點和終點坐標(biāo)值之間進(jìn)行“數(shù)據(jù)點的密化”，求出一系列中間點的坐標(biāo)值，并向相應(yīng)坐標(biāo)輸出脈沖信號，控制各坐標(biāo)軸（即進(jìn)給運(yùn)動的各執(zhí)行元件）的進(jìn)給速度、進(jìn)給方向和進(jìn)給位移量等。成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校成教院畢業(yè)論文（設(shè)計） （ 數(shù)控機(jī)床潤滑系統(tǒng)的設(shè)計 ） 3 第二章 數(shù)控機(jī)床的分類 數(shù)控機(jī)床的品種很多，根據(jù)其加工、控制原理、功能和組成，可以從以下 幾個不同的角度進(jìn)行分類。 第一節(jié) 按加工工藝方法分類 1．金屬切削類數(shù)控機(jī)床 在普通數(shù)控機(jī)床加裝一個刀庫和換刀裝置就成為數(shù)控加工中心機(jī)床。加工中心機(jī)床進(jìn)一步提高了普通數(shù)控機(jī)床的自動化程度和生產(chǎn)效率。例如銑、鏜、鉆加工中心，它是在數(shù)控銑床基礎(chǔ)上增加了一個容量較大的刀庫和自動換刀裝置形成的，工件一次裝夾后，可以對箱體零件的四面甚至五面大部分加工工序進(jìn)行銑、鏜、鉆、擴(kuò)、鉸以及攻螺紋等多工序加工，特別適合箱體類零件的加工。 2．特種加工類數(shù)控機(jī)床 除了切削加工數(shù)控機(jī)床以外，數(shù)控技術(shù)也大量用于數(shù)控電火花線切割機(jī)床、數(shù) 控電火花成型機(jī)床、數(shù)控等離子弧切割機(jī)床、數(shù)控火焰切割機(jī)床以及數(shù)控激光加工機(jī)床等。 3．板材加工類數(shù)控機(jī)床 常見的應(yīng)用于金屬板材加工的數(shù)控機(jī)床有數(shù)控壓力機(jī)、數(shù)控剪板機(jī)和數(shù)控折彎機(jī)等。 第 二 節(jié) 按驅(qū)動裝置的特點分類 圖 2－ 1 所示的為開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)框圖。 指令脈沖 步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動線路步 進(jìn)電動機(jī)工作臺 圖 21開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床的系統(tǒng)框圖 這類控制的數(shù)控機(jī)床是其控制系統(tǒng)沒有位置檢測元件，伺服驅(qū)動部件通常為反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)或混合式伺服步進(jìn)電動機(jī)。數(shù)控系統(tǒng)每發(fā)出一個進(jìn)給指令 ，經(jīng)驅(qū)動電路功率放大后，驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一個角度，再經(jīng)過齒輪減速裝置帶動絲杠旋轉(zhuǎn)，通過絲杠螺母機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換為移動部件的直線位移。移動部件的移動速度與位移量是由輸入脈沖的頻率與脈沖數(shù)所決定的。此類數(shù)控機(jī)床的信息流是單向的，即進(jìn)給脈沖發(fā)出去后，實際移動值不再反饋回來，所以稱為開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床。 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校成教院畢業(yè)論文（設(shè)計） （ 數(shù)控機(jī)床潤滑系統(tǒng)的設(shè)計 ） 4 開環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)簡單，成本較低。但是，系統(tǒng)對移動部件的實際位移量不進(jìn)行監(jiān)測，也不能進(jìn)行誤差校正。 2．閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床 從理論上講，閉環(huán)系統(tǒng)的運(yùn)動精度主要取決于檢測裝置的檢測精度，也與傳動鏈的誤差無關(guān)，因此其控制精 度高。圖 22 所示的為閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床的系統(tǒng)框圖。圖中 A 為速度傳感器、 C 為直線位移傳感器。當(dāng)位移指令值發(fā)送到位置比較電路時，若工作臺沒有移動，則沒有反饋量，指令值使得伺服電動機(jī)轉(zhuǎn)動，通過 A 將速度反饋信號送到速度控制電路，通過 C 將工作臺實際位移量反饋回去，在位置比較電路中與位移指令值相比較，用比較后得到的差值進(jìn)行位置控制，直至差值為零時為止。 A伺 服電動機(jī)速度控制電路位置比較電路位置反饋速度反饋指令脈沖C 圖 22閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床的系統(tǒng)框圖 3．半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床 半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床是在伺服電動機(jī)的軸或數(shù)控機(jī) 床的傳動絲杠上裝有角位移電流檢測裝置（如光電編碼器等），通過檢測絲杠的轉(zhuǎn)角間接地檢測移動部件的實際位移，然后反饋到數(shù)控裝置中去，并對誤差進(jìn)行修正。圖 23 所示的為半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床的系統(tǒng)框圖。圖中Ａ速度傳感器、Ｂ角度傳感器。通過測速元件 A 和光電編碼盤 B 可間接檢測出伺服電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而推算出工作臺的實際位移量，將此值與指令值進(jìn)行比較，用差值來實現(xiàn)控制。 指令脈沖速度反饋位置反饋位置比較電路速度控制電路AB伺服電動機(jī)+工作臺 圖 23半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床的系統(tǒng)框圖 4．混合控制數(shù)控機(jī)床 混合控制系統(tǒng)又分為兩種形式： （ 1）開環(huán)補(bǔ)償型。圖 24 為開環(huán)補(bǔ)償型控制方式。 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校成教院畢業(yè)論文（設(shè)計） （ 數(shù)控機(jī)床潤滑系統(tǒng)的設(shè)計 ） 5 步 進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動電路混合指令值比較單元C系統(tǒng)誤差脈沖電源校正D/A 圖 24開環(huán)補(bǔ)償型控制方式 指令值混合控制速度控制ABC伺服電動機(jī) 圖 25半閉環(huán)補(bǔ)償型控制方式 （ 2）半閉環(huán)補(bǔ)償型。圖 25 為半閉環(huán)補(bǔ)償型控制方式。它是用半閉環(huán)控制方式取得高精度控制，再用裝在工作臺上的直線位移測量元件實現(xiàn)全閉環(huán)修正，以獲得高速度與高精度的統(tǒng)一。其中Ａ是速度測量元件（如測速發(fā)電機(jī)）， B 是角度測量元件， C 是直線位移測量元件。 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校成教院畢業(yè)論文（設(shè)計） （ 數(shù)控機(jī)床潤滑系統(tǒng)的設(shè)計 ） 6 第三章 機(jī)床結(jié)構(gòu)的發(fā)展 第一節(jié) 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展 繼數(shù)控加工中心出現(xiàn)之后，又出現(xiàn)了由數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人（或工件交換機(jī)）和工件臺架組成的加工單元，工件的裝卸、加工實現(xiàn)全自動化控制，如圖31 所示。 單元控制器數(shù)控機(jī)床工業(yè)機(jī)器人工作臺架 圖 31加工單元示意圖 為實現(xiàn)工件自動裝卸，以鏜銑床為基礎(chǔ)的數(shù)控加工中心可使用兩個可交換工作臺。一個工作臺加工工件時，另一個工作臺由工人裝夾待加工的工件，在計算機(jī)控制下，自動地把待加工工件送去加工，并自動卸下加工好的工件，工件由自動輸送車搬運(yùn)，如果這種加工中心有較多的交換工作臺，便 可實現(xiàn)長時間無人看管加工。 第二 節(jié) 自適應(yīng)控制 閉環(huán)控制的數(shù)控機(jī)床，主要監(jiān)控機(jī)床和刀具的相對位置或移動軌跡的精度。數(shù)控機(jī)床嚴(yán)格按照加工前編制的程序自動進(jìn)行加工，但是有一些因素，例如，工件加工余量不一致，工件的材料質(zhì)量不均勻，刀具磨損等引起的切削的變化，以及加工時溫度的變化等因素，在編程序時無法準(zhǔn)確考慮，往往根據(jù)可能出現(xiàn)的最壞情況估 算，這樣就沒有充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的能力。 如圖 32 是自適應(yīng)控制結(jié)構(gòu)框圖。其工作過程是通過各種傳感器測得的加工過程 參數(shù)的變化信息，并傳送到自適應(yīng)控制器，與預(yù)先存儲的有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，然后發(fā)出校正指令送到數(shù)控裝置，自動修正程序中的有關(guān)數(shù)據(jù)。 控制裝置 機(jī)床 加工過程位置速度反饋位置指令速度指令校正 過程參數(shù)自適應(yīng)控制器輸入 圖 32自適應(yīng)控制結(jié)構(gòu)框圖成都電子機(jī)械高等專科學(xué)校成教院畢業(yè)論文（設(shè)計） （