【正文】 1. 車床主體 1）主軸與主軸箱主軸 數(shù)控車床主軸的回轉(zhuǎn)精度，直接影響到零件的加工精度；其功率大小、回轉(zhuǎn)速度影響到加工的效率；其同步運(yùn)行、自動(dòng)變速及定向準(zhǔn)停等要求，影響到車床的自動(dòng)化程度。2）導(dǎo)軌 數(shù)控車床的導(dǎo)軌是保證進(jìn)給運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的重要部件。除部分?jǐn)?shù)控車床仍沿用傳統(tǒng)的滑動(dòng)導(dǎo)軌(金屬型)外，定型生產(chǎn)的數(shù)控車床已較多地采用貼塑導(dǎo)軌。3）機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)如取消了掛輪箱、進(jìn)給箱、溜板箱及其絕大部分傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，而僅保留了縱、橫進(jìn)給的螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，并在驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)至絲杠間增設(shè)了(少數(shù)車床未增設(shè))可消除其側(cè)隙的齒輪副。構(gòu)成螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的部件，一般為滾珠絲杠副，如圖12所示。但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造技術(shù)要求較高，所以成本也較高。齒輪副 在較多數(shù)控車床的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中，其驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)與進(jìn)給絲杠間設(shè)置有一個(gè)簡(jiǎn)單的齒輪箱（架）。4）自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)刀架 除了車削中心采用隨機(jī)換刀(帶刀庫(kù))的自動(dòng)換刀裝置外，數(shù)控車床一般帶有固定刀位的自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架，有的車床還帶有各種形式的雙刀架。檢測(cè)反饋裝置是數(shù)控車床的重要組成部分，對(duì)加工精度、生產(chǎn)效率和自動(dòng)化程度有很大影響。工件尺寸檢測(cè)裝置僅在少量的高檔數(shù)控車床上配用。這樣，每把刀的刀位點(diǎn)在刀架上安裝的位置，或相對(duì)于車床固定原點(diǎn)的位置，都需要對(duì)刀、調(diào)整和測(cè)量，并以確認(rèn)，以保證零件的加工質(zhì)量。如果說(shuō)，數(shù)控車床的檢測(cè)裝置相當(dāng)于人的眼睛，那么，數(shù)控裝置相當(dāng)于人的大腦，伺服系統(tǒng)則相當(dāng)于人的雙手。 數(shù)控裝置 數(shù)控裝置的核心是計(jì)算機(jī)及其軟件，它在數(shù)控車床中起“指揮”作用：數(shù)控裝置接收由加工程序送來(lái)的各種信息，并經(jīng)處理和調(diào)配后，向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)發(fā)出執(zhí)行命令；在執(zhí)行過(guò)程中，其驅(qū)動(dòng)、檢測(cè)等機(jī)構(gòu)同時(shí)將有關(guān)信息反饋給數(shù)控裝置，以便經(jīng)處理后發(fā)出新的執(zhí)行命令。 數(shù)控車床加工的工作原理數(shù)控車床的工作過(guò)程如圖13所示。（2）用規(guī)定的程序代碼和格式規(guī)則編寫(xiě)零件加工程序單；或用自動(dòng)編程軟件進(jìn)行CAD/CAM工作，直接生成零件的加工程序文件。（4）通過(guò)閱讀機(jī)把信息介質(zhì)上的代碼轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，并輸送給數(shù)控裝置。（5）數(shù)控裝置將所接受的信號(hào)進(jìn)行一系列處理后，再將處理結(jié)果以脈沖信號(hào)形式向伺服系統(tǒng)統(tǒng)發(fā)出執(zhí)行的命令。第二章 數(shù)控車床的進(jìn)給系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)一般由驅(qū)動(dòng)控制單元、驅(qū)動(dòng)元件、機(jī)械傳動(dòng)部件、執(zhí)行元件和檢測(cè)反饋環(huán)節(jié)等組成。數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中的機(jī)械傳動(dòng)裝置和器件具有高壽命、高剛度、無(wú)間隙、高靈敏度和低摩擦阻力等特點(diǎn)。 其橫向進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)是帶動(dòng)刀架作橫向（X 軸）移動(dòng)的裝置，它控制工件的徑向尺寸；縱向進(jìn)給裝置是帶動(dòng)刀架作軸向（Z 軸）運(yùn)動(dòng)的裝置，它控制工件的軸向尺寸。數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)和常規(guī)機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)有著本質(zhì)的區(qū)別：常規(guī)機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)只能傳送恒定的驅(qū)動(dòng)力和速度，不能接受隨機(jī)信號(hào)對(duì)其進(jìn)行修正伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是一個(gè)完整的控制系統(tǒng)它由伺服控制電路、功率放大電路和伺服電動(dòng)機(jī)組成。常用的伺服電動(dòng)機(jī)有步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、直流伺服電動(dòng)機(jī)和交流伺服電動(dòng)機(jī)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)采用脈沖驅(qū)動(dòng)方式，交、直流伺服電動(dòng)機(jī)采用模擬式驅(qū)動(dòng)方式。 當(dāng)前廣泛應(yīng)用的電機(jī)伺服直線進(jìn)給系統(tǒng)，通常由變頻調(diào)速電機(jī)、機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)、機(jī)床滑臺(tái)和位置調(diào)節(jié)測(cè)量系統(tǒng)組成，見(jiàn)圖21。 為了抵消幾何誤差和提高直線運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)性能，同步電動(dòng)機(jī)通過(guò)抗扭的小慣量聯(lián)軸節(jié)同滾珠絲桿傳動(dòng)副相連。為了優(yōu)化高速傳動(dòng)滾珠絲桿的定位，最好使用特制的向心推力球軸承。直接或間接位置測(cè)量光學(xué)系統(tǒng)采用增量式計(jì)數(shù)，通過(guò)應(yīng)用特殊的插值方法，可以使測(cè)量分辨率在(40～60)m/min 進(jìn)給速度下達(dá)到1?m以內(nèi)。直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的進(jìn)給系統(tǒng)固有頻率woL600s1，比電機(jī)伺服進(jìn)給系統(tǒng)的固有頻率woL=(40～120)s1提高數(shù)倍。 圖22 直流電機(jī)工作原理 直線電機(jī)由原始級(jí)和次級(jí)部件兩個(gè)要素構(gòu)成，見(jiàn)圖22。次級(jí)部件是永久磁鐵所在之處或者異步電機(jī)中作為反應(yīng)件工作的那部分。同步電機(jī)的次級(jí)部件必須在整個(gè)進(jìn)給長(zhǎng)度上配裝有相對(duì)昂貴的永久磁鐵。另一個(gè)缺點(diǎn)是失電時(shí)仍具有磁吸引力，而且很難通過(guò)罩蓋阻切止屑粘附在次級(jí)部件上，加大了裝配和去屑的難度。同步電機(jī)的基本優(yōu)點(diǎn)是持續(xù)進(jìn)給力較高，次級(jí)部件中無(wú)電功率損失。 通過(guò)位置的時(shí)間微分或者借助狀態(tài)觀察器估計(jì)，可以確定直線電機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)的進(jìn)給速度。伺服系統(tǒng)性能的高低會(huì)直接影響數(shù)控機(jī)床加工的速度、位置精度及加工的形狀精度。 進(jìn)給系統(tǒng)的控制原理一般情況，機(jī)床單軸模擬進(jìn)給系統(tǒng)構(gòu)成如圖23 所示，數(shù)控系統(tǒng)主要用于對(duì)位置運(yùn)動(dòng)的控制。如果跟隨誤差E(s)= Xi(s) X0(s)≠0，則繼續(xù)通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)移動(dòng)直到跟隨誤差E(s)=0，系統(tǒng)輸出才會(huì)停止改變。電流環(huán)一般包含在所用的驅(qū)動(dòng)器中，而速度環(huán)僅檢測(cè)電機(jī)和絲桿的轉(zhuǎn)速，所以在此處暫不考慮電流環(huán)和速度環(huán)。圖31數(shù)控系統(tǒng)通過(guò)外部電路獲取進(jìn)給系統(tǒng)的工作狀態(tài)信息并對(duì)其進(jìn)行控制，其中X信號(hào)為進(jìn)給統(tǒng)反饋給數(shù)控系統(tǒng)的工作狀態(tài)，Y信號(hào)為數(shù)控系統(tǒng)輸出的相應(yīng)執(zhí)行動(dòng)作或故障提示信息。當(dāng)系統(tǒng)輸出點(diǎn)輸出高電平時(shí)，繼電器KA24線圈得電，KA24的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，交流接觸器KM4的線圈得電（AC220V），KM4常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，進(jìn)給系統(tǒng)中的伺服電動(dòng)機(jī)得電（AC380V），伺服電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。圖32數(shù)控機(jī)床通過(guò)CNC和PMC的共同作用來(lái)完成控制功能，其中CNC主要完成與數(shù)字運(yùn)算和管理有關(guān)的功能，如零件程序的編輯、插補(bǔ)運(yùn)算、譯碼、刀具運(yùn)動(dòng)的位置伺服控制等。PLC程序是PMC的靈魂，是輔助動(dòng)作控制的根本。其中X信號(hào)為MT→PMC的信號(hào)，Y信號(hào)為PMC→MT的信號(hào)，F(xiàn)信號(hào)為CNC→PMC的信號(hào)，G信號(hào)為PMC→CNC的信號(hào)。另外我們還要根據(jù)機(jī)床參數(shù)表設(shè)置MD14512。在網(wǎng)絡(luò)6中通過(guò)機(jī)床參數(shù)MD14512的設(shè)置，機(jī)床輸出+Z軸和—Z軸參數(shù)到NCK，使得第三坐標(biāo)系得到有效的運(yùn)行。在網(wǎng)絡(luò)10中通過(guò)相關(guān)信號(hào)的執(zhí)行進(jìn)行相關(guān)的制動(dòng)表31 PLC 802存儲(chǔ)器地址分配及范圍存儲(chǔ)器地址操作符說(shuō)明范圍V（變量存儲(chǔ)器）變量L（局部變量存儲(chǔ)器）局部變量表32變量V存儲(chǔ)器的地址構(gòu)成類型標(biāo)記（DB號(hào)）區(qū)號(hào)（通道號(hào)，軸號(hào)）分區(qū)號(hào)偏移量00000000（0099）（0099）（09）（000999）表33主程序塊的信號(hào)說(shuō)明符號(hào)地址標(biāo)準(zhǔn)地址注釋ONE?！?”標(biāo)志位SCAN1STPLC第一個(gè)掃描循環(huán)為“1”后為“0”MD14512110冷卻控制功能激活，PLC參數(shù)MD14512111潤(rùn)滑控制功能激活，PLC參數(shù)MD14512182初始上電進(jìn)行潤(rùn)滑，PLC參數(shù)ZERO?！?”標(biāo)志位OUTO2OUTO3MCKLED5MCP信號(hào)，用戶自定義指示燈LED5，在CK5上MCKLED6MCP信號(hào)，用戶自定義指示燈LED6，在CK6上NULLb預(yù)留空位LDmwMW96潤(rùn)滑時(shí)間由MD14510（25）賦值LImwMW94潤(rùn)滑間隔時(shí)間，由機(jī)床參數(shù)MD14510（25）賦值第四章 進(jìn)給軸調(diào)試1 ．參考點(diǎn)操作： （ 1 ）先檢查一下各軸是否在參考點(diǎn)的內(nèi)側(cè)，如不在，則應(yīng)手動(dòng)回到參考點(diǎn)的內(nèi)側(cè)，以避免回參考點(diǎn)時(shí)產(chǎn)生超程（ 2 ）按功能鍵區(qū)的“回零”功能按鍵（ 3 ）分別按 +X 、 +Z 軸移動(dòng)方向按鍵，使各軸返回參考點(diǎn)，回參考點(diǎn)后，相應(yīng)的指示燈將點(diǎn)亮。 3 ． MDI 操作 （ 1 ）在主菜單下，按 F4 鍵選擇 MDI 功能；（ 2 ）再按 F6 鍵選擇 MDI 運(yùn)行功能項(xiàng)；（ 3 ）在菜單行上部的提示輸入行上將出現(xiàn)光標(biāo)，在光標(biāo)處輸入想要執(zhí)行的 MDI 程序段，此時(shí)可左右移動(dòng)光標(biāo)以修改程序；　　如輸入： G91 G01 F200 ；然后按“ Enter ”鍵 （ 4 ）按功能鍵區(qū)的“自動(dòng)”鍵選擇為自動(dòng)運(yùn)行方式（ 5 ）按“循環(huán)啟動(dòng)”鍵，則所輸入的程序?qū)⒘⒓催\(yùn)行；（ 6 ）在運(yùn)行過(guò)程中，按“循環(huán)停止”鍵，則刀具將停止運(yùn)動(dòng)，但主軸并不停轉(zhuǎn)，此時(shí)再按“循環(huán)啟動(dòng)”鍵即可繼續(xù)運(yùn)行程序； 4 ．程序輸入及調(diào)試 （ 1 ）在主菜單下按 F2 鍵選擇“程序編輯”→“文件管理”→“新建文件”進(jìn)行。程序編寫(xiě)完成后可按 F4 功能鍵保存。（ 3 ）當(dāng)用上述方法調(diào)入某程序，并對(duì)好刀后，即可按“循環(huán)啟動(dòng)”鍵開(kāi)始自動(dòng)運(yùn)行。若想徹底中斷程序的繼續(xù)運(yùn)行，可按菜單鍵區(qū)上的功能鍵 F7 “停止運(yùn)行” — “ Y ”來(lái)中止自動(dòng)運(yùn)行。 數(shù)控加工時(shí)，需將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成直線運(yùn)動(dòng)，故采用絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)機(jī)構(gòu)。該傳動(dòng)副傳動(dòng)效率高，摩擦力小，并可消除間隙，無(wú)反向空行程；但制造成本高，不能自鎖，尺寸亦不能太大，一般用于中小型數(shù)控機(jī)床的直線進(jìn)給。 為 了