【文章內(nèi)容簡介】 直接用伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)通過滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)溜板和刀具，實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。數(shù)控系統(tǒng)由 NC 單元及輸入輸出模塊，操作面板組成。 從機(jī)械結(jié)構(gòu)上看，數(shù)控車床還沒有脫離普通車床的結(jié)構(gòu)形式，即由床身、主軸箱、刀架進(jìn)給系統(tǒng)，液壓、冷卻、潤滑系統(tǒng)等部分組成。與普通車床所不同的是數(shù)控車床的進(jìn)給系統(tǒng)與普通車床有質(zhì)的區(qū)別，它沒有傳統(tǒng)的走刀箱、溜板箱和掛輪架，而是直接用伺服電機(jī)通過滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)溜板 和刀具，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)，因而大大簡化了進(jìn)給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。由于要實(shí)現(xiàn) CNC，因此，數(shù)控車床要有 CNC 裝置電器 .控制和 CRT 操作面板。 。 數(shù)控車床的機(jī)械構(gòu)成 (1)主軸箱 數(shù)控車床主軸箱的構(gòu)造，主軸伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)通過皮帶輪送刀主軸箱內(nèi)的變速齒輪，以此來確定主軸的特定轉(zhuǎn)速。在主軸箱的前后裝有夾緊卡盤，可將工件裝夾在此。 (2)主軸伺服電機(jī) 西安工業(yè)大學(xué)繼 續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 主軸伺服電機(jī)有交流和直流。直流伺服電機(jī)可靠性高，容易在寬范圍內(nèi)控制轉(zhuǎn)矩和速度，因此被廣泛使用，然而，近年來小型、高速度、更可靠的交流伺服電機(jī)作為電機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展成 果越來越多地被人們利用起來。 (3)夾緊裝置 這套裝置通過液壓自動(dòng)控制卡爪的開 /合。 (4)往復(fù)拖板 在往復(fù)拖板上裝有刀架，刀具可以通過拖板實(shí)現(xiàn)主軸的方向定位和移動(dòng)，從而同 Z 軸伺服電機(jī)共同完成長度方向的切削。 (5)刀架 此裝置可以固定刀具和索引刀具，使刀具在與主軸垂直方向上定位，并同 Z軸伺服電機(jī)共同完成截面方向的切削 。 (6)控制面板 控制面板包括 CRT 操作面板（執(zhí)行 NC 數(shù)據(jù)的輸入 /輸出）和機(jī)床操作面板（執(zhí)行機(jī)床的手動(dòng)操作）。 數(shù)控系統(tǒng) 數(shù)控車床的數(shù)控系統(tǒng)是由 CNC 裝置、輸入 /輸出設(shè)備、可編 程控制器（ PLC）、主軸驅(qū)動(dòng)裝置和進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置以及位置測量系統(tǒng)等幾部分組成 ,如圖 24 所示。 圖 24 CNC 系統(tǒng)構(gòu)成 數(shù)控車床通過 CNC 裝置控制機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速、各進(jìn)給軸的進(jìn) z 給速度以及其他輔助功能。 數(shù)控車床的特點(diǎn) （ 1） 傳動(dòng)鏈短 數(shù)控車床刀架的兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)分別由兩臺(tái)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。伺服電機(jī)直接與絲西安工業(yè)大學(xué)繼 續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 杠聯(lián)結(jié)帶動(dòng)刀架運(yùn)動(dòng)，伺服電機(jī)與絲杠也可以按控制指令無級(jí)變速，它與主軸之間無須再用多級(jí)齒輪副來進(jìn)行變速。隨著 電機(jī)寬調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，目標(biāo)是取消變速齒輪副，目前還要通過一級(jí)齒輪副變幾個(gè)轉(zhuǎn)速范圍。因此，床頭箱內(nèi)的結(jié)構(gòu)已比傳統(tǒng)車床簡單得多。 （ 2） 剛性高 與控制系統(tǒng)的高精度控制相匹配，以便 為了拖動(dòng)輕便，數(shù)控車床的潤滑都比較充分，大部分采用油霧自動(dòng)潤滑。 適應(yīng)高精度的加工。 （ 3） 輕拖動(dòng) 刀架移動(dòng)一般采用滾珠絲杠副， 為了提高數(shù)控車床導(dǎo)軌的耐磨性，一般采用鑲鋼導(dǎo)軌，這樣機(jī)床精度保持的時(shí)間就比較長，也可延長使用壽命。另外，數(shù)控車床還具有加工冷卻充分、防護(hù)嚴(yán)密等結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)都處于全封閉或半封閉狀態(tài)。數(shù)控車床一般還配有自動(dòng)排屑裝置。 數(shù)控車床的分類 數(shù)控車床品種繁多，按數(shù)控系統(tǒng)功能和機(jī)械構(gòu)成可分為簡易數(shù)控車床（經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床）、多功能數(shù)控車床和數(shù)控車削中心。 (1）簡易數(shù)控車床（經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床） 。 是低檔次數(shù)控車床，一般是用單板機(jī)或單片機(jī)進(jìn)行控制，機(jī)械部分是在普通車床的基礎(chǔ)上改進(jìn)設(shè)計(jì)的。 (2）多功能數(shù)控車床 。 也稱全功能型數(shù)控車床，由專門的數(shù)控系統(tǒng)控制，具備數(shù)控車床的各種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。 (3)數(shù)控車削中心 。 在數(shù)控車床的基礎(chǔ)上增加其他的附加坐標(biāo)軸。 數(shù)控車床（ CJK6153）的主要技術(shù)規(guī)格。 床身最大工具回轉(zhuǎn) 直徑：ф 530mm。滑板最大工件回轉(zhuǎn)直徑：ф 280mm，機(jī)床頂尖距 1000mm，刀架最大 X 向行程： 260mm，刀架最大 Z 向行程： 1000mm。手動(dòng) 4 級(jí)變頻調(diào)速 25~2021 轉(zhuǎn) /分。 數(shù)控車床（ CJK6153）的潤滑與冷卻 該機(jī)床的潤滑分床頭箱的潤格及其它部件的潤滑兩個(gè)部分。有齒輪變速的床頭箱均采用油潤滑，由擺線泵進(jìn)行強(qiáng)迫潤滑，擺線泵吸油時(shí)，先通過精制過濾器，西安工業(yè)大學(xué)繼 續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 再進(jìn)過磁性濾清器而后送到各潤滑部件或經(jīng)分油器對(duì)主軸軸承及所有其它運(yùn)轉(zhuǎn)零件進(jìn)行強(qiáng)迫潤滑和噴油潤滑。機(jī)床上其它部件的潤滑，如尾架、道軌及絲杠螺母等 均采用油潤滑，采用間歇潤滑泵對(duì) X 軸、 Z 軸的各導(dǎo)軌潤滑面及滾珠絲杠螺母、尾架套筒外圓等部位進(jìn)行自動(dòng)間歇式潤滑。在呈透明狀態(tài)的油箱內(nèi)，帶有一個(gè)液位報(bào)警開關(guān)，當(dāng)箱內(nèi)油液低于規(guī)定值時(shí)，機(jī)床會(huì)發(fā)出潤滑報(bào)警。 該機(jī)床冷卻系統(tǒng)采用泵冷卻。冷卻裝置的日常維修主要是冷卻水的補(bǔ)給更換及過濾器的清洗。在冷卻箱內(nèi)未灌入冷卻液前，嚴(yán)禁啟動(dòng)冷卻泵，以免使冷卻泵燒壞。當(dāng)冷卻水減少時(shí)，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)給。冷卻水發(fā)生污染變質(zhì)時(shí)，應(yīng)全部更換，冷卻液應(yīng)注意選擇防銹性能好的，以免機(jī)床生銹。 數(shù)控車床的編程方法 要學(xué)好數(shù)控車床的編程，必須了解數(shù)控車床的操作要點(diǎn)，現(xiàn)有教材大多沒把數(shù)控車床的操作與編程作為一個(gè)整體來講。 設(shè)定數(shù)控車床的機(jī)床坐標(biāo)系 機(jī)床坐標(biāo)系是機(jī)床固有的坐標(biāo)系，是制造和調(diào)整機(jī)床的基礎(chǔ)，也是設(shè)置工件坐標(biāo)系的基礎(chǔ)。機(jī)床坐標(biāo)系在出廠前已經(jīng)調(diào)整好，一般不允許隨意變動(dòng)。參考點(diǎn)也是機(jī)床上的一個(gè)固定不變的極限點(diǎn)，其位置由機(jī)械擋塊或行程開關(guān)來確定。通過回機(jī)械零點(diǎn)來確認(rèn)機(jī)床坐標(biāo)系?；貦C(jī)械零點(diǎn)前先要開機(jī)，數(shù)控車床開機(jī)前先要熟悉數(shù)控車床的面板。面板的形式同數(shù)控系統(tǒng)密切相關(guān)。數(shù)控車床的開機(jī)有難有易。對(duì)于配圖產(chǎn)系統(tǒng)的車床 。開機(jī)大都比較簡單，一般打開電源后，直接啟動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)即可。開機(jī)后，通過回零，使工作臺(tái)回到機(jī)床原點(diǎn)（或參考點(diǎn)，該點(diǎn)為與機(jī)床原點(diǎn)有一固定距離的點(diǎn)）。數(shù)控車床的回零（回參考點(diǎn)）步驟為：開關(guān)置于“回零”位置。按手動(dòng)軸進(jìn)給方向鍵 +X、 +Z 至回零指示燈亮。開機(jī)后必須先回零（回參考點(diǎn)），若不作此項(xiàng)工作，則螺距誤差補(bǔ)償、背隙補(bǔ)償?shù)裙δ軐o法實(shí)現(xiàn)。設(shè)定機(jī)床機(jī)械原點(diǎn)同編程中的 G54 指令直接有關(guān)。 設(shè)定數(shù)控車床的工件坐標(biāo)系 工件坐標(biāo)系是編程時(shí)使用的坐標(biāo)系，又稱編程坐標(biāo)系，該坐標(biāo)系是人為設(shè)定的。建立工件坐標(biāo)系是數(shù)控車床加 工前的必不可少的一步。不同的系統(tǒng)，其方法各不相同。 西安工業(yè)大學(xué)繼 續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 實(shí)驗(yàn) ： 802S 系統(tǒng)工件坐標(biāo)系的建立方法 （ 1） 轉(zhuǎn)動(dòng)刀架至基準(zhǔn)刀（如 1 號(hào)刀）。 （ 2） 在 MDA 狀態(tài)下，輸入 T1D0，使刀補(bǔ)為 0。 （ 3） 機(jī)床回參考點(diǎn)。 （ 4） 用試切法確定工件坐標(biāo)原點(diǎn)。先切削試件的端面。 Z 方向不動(dòng)。若該點(diǎn)即為 Z 方向原點(diǎn)，則在參數(shù)下的零點(diǎn)偏置于目錄的 G54 中，輸入該點(diǎn)的 Z 向機(jī)械坐標(biāo)值 A 的負(fù)值，即 Z=A。若 Z 向原點(diǎn)在端面的左邊 l 處，則在 G54 中輸入 Z=（ A+l ），回車即可。同理試切外圓， X 方向不動(dòng)。 Z 方向退刀，記下 X 方向的機(jī)床坐標(biāo) A，量直徑，得到半徑 R，在 G54 的 X 中輸入 X=（ A+R），回車即可。 實(shí)驗(yàn) ： GSK980T 系統(tǒng)工件坐標(biāo)系的建立方法 （ 1） 用手動(dòng)方式，試切端面。 （ 2） 在 Z 軸不動(dòng)的情況下，沿 X 軸退刀，且停止主軸旋轉(zhuǎn)。 工件坐標(biāo)系零點(diǎn)間的距離 Z。然后在錄入方式下輸入 G50 Z ，運(yùn)行該句即可。 4.同理，用手動(dòng)方式車外圓，在 X 軸不動(dòng)的情況下沿 Z 軸退刀，且停止主軸旋轉(zhuǎn)，測量工件直徑 X，在錄入方式下輸入 G50X，運(yùn)行該句即可 。 實(shí)驗(yàn) ： GSK928TC 工件坐標(biāo)系的建立方法 （ 1） 車外圓，沿 Z 向退刀，測得直徑，按 InputX 輸入直徑值，回車即可。 （ 2） 車端面，沿 X 向退刀，測得端面與工件坐標(biāo)系原點(diǎn)間的距離，按 InputＺ輸入該距離值，回車即可。 實(shí)驗(yàn) ： 確定了工件坐標(biāo)系后，可用 G50 指令確定第 1 把刀（基準(zhǔn)刀）在工件坐標(biāo)系中的位置。 實(shí)驗(yàn) ： 加工一個(gè)零件常需要幾把不同的刀具，由于刀具安裝及刀具本身的偏差，每把刀轉(zhuǎn)到切削位置時(shí)，其刀尖所處的位置并不重合 ，為使用戶在編程時(shí)無需考慮刀具間的偏差，需確定其它刀在工件坐標(biāo)系中的位置，這需要通過對(duì)刀來實(shí)現(xiàn)。不同的系統(tǒng)，其對(duì)刀方法各不相同。 1） 西門子 802S 系統(tǒng)的對(duì)刀方法 （ 1）選用某一把刀為基準(zhǔn)刀，按參數(shù)鍵下和刀具補(bǔ)償按鈕，再按新刀具按鈕，西安工業(yè)大學(xué)繼 續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 輸入基準(zhǔn)刀的刀號(hào)及刀沿（補(bǔ)）