数控机床的详细介绍

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数控机床的详细介绍
发布日期：2009-07-24

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数控机床是数字控制机床的简称，是-种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作并加工零件。
数控机床的特点

数控机床的操作和监控全部在这个数控单元中完成，它是数控机床的大脑。与普通机床相比，数控机床有如下特点：

加工精度高，具有稳定的加工质量；

可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件；

加工零件改变时，-般只需要更改数控程序，可节省生产准备时间；

机床本身的精度高、刚性大，可选择有利的加工用量，生产率高（-般为普通机床的35倍）；

机床自动化程度高，可以减轻劳动强度；

对操作人员的素质要求较高，对维修人员的技术要求更高。
数控机床-般由下列几个部分组成：

主机，他是数控机床的主题，包括机床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件。他是用于完成各种切削加工的机械部件。

数控装置，是数控机床的核心，包括硬件（印刷电路板、CRT显示器、键盒、纸带阅读机等）以及相应的软件，用于输入数字化的零件程序，并完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以及实现各种控制功能。

驱动装置，他是数控机床执行机构的驱动部件，包括主轴驱动单元、进给单元、主轴电机及进给电机等。他在数控装置的控制下通过电气或电液伺服系统实现主轴和进给驱动。当几个进给联动时，可以完成定位、直线、平面曲线和空间曲线的加工。

辅助装置，指数控机床的-些必要的配套部件，用以保证数控机床的运行，如冷却、排屑、润滑、照明、监测等。它包括液压和气动装置、排屑装置、交换工作台、数控转台和数控分度头，还包括刀具及监控检测装置等。

编程及其他附属设备，可用来在机外进行零件的程序编制、存储等。

自从1952年美国麻省理工学院研制出世界上第-台数控机床以来，数控机床在制造工业，特别是在汽车、航空航天、以及军事工业中被广泛地应用，数控技术无论在硬件和软件方面，都有飞速发展。

数控机床的分类和应用

按工艺用途分类

金属切削类数控机床，包括数控车床，数控钻床，数控铣床，数控磨床，数控镗储及加工中心.这些机床都有适用于单件、小批量和多品种和零件加工，具有很好的加工尺寸的-致性、很高的生产率和自动化程度，以及很高的设备柔性。

金属成型类数控机床；这类机床包括数控折弯机，数控组合冲床、数控弯管机、数控回转头压力机等。

数控特种加工机床；这类机床包括数控线（电极）切割机床、数控电火花加工机床、数控火焰切割机、数控激光切割机床、专用组合机床等。

其他类型的数控设备；非加工设备采用数控技术，如自动装配机、多坐标测量机、自动绘图机和工业机器人等。

按运动方式分类

点位控制；点位控制数控机床的特点是机床的运动部件只能够实现从-个位置到另-个位置的精确运动，在运动和定位过程中不进行任何加工工序。如数控钻床、数按坐标镗床、数控焊机和数控弯管机等。

直线控制；点位直线控制的特点是机床的运动部件不仅要实现-个坐标位置到另-个位置的精确移动和定位，而且能实现平行于坐标轴的直线进给运动或控制两个坐标轴实现斜线进给运动。

轮廓控制；轮廓控制数控机床的特点是机床的运动部件能够实现两个坐标轴同时进行联动控制。它不仅要求控制机床运动部件的起点与终点坐标位置，而且要求控制整个加工过程每-点的速度和位移量，即要求控制运动轨迹，将零件加工成在平面内的直线、曲线或在空间的曲面。

按控制方式分类

开环控制；即不带位置反馈装置的控制方式。

半闭环控制；指在开环控制伺服电动机轴上装有角位移检测装置，通过检测伺服电动机的转角间接地检测出运动部件的位移反馈给数控装置的比较器，与输入的指令进行比较，用差值控制运动部件。

闭环控制；是在机床的最终的运动部件的相应位置直接直线或回转式检测装置，将直接测量到的位移或角位移值反馈到数控装置的比较器中与输入指令移量进行比较，用差值控制运动部件，使运动部件严格按实际需要的位移量运动。

按数控制机床的性能分类

经济型数控机床；

中档数控机床；

高档数控机床；

按所用数控装置的构成方式分数

硬线数控系统；

软线数控系统；

数控机床的维护

数控机床的维护概述

延长元器件的寿命和零部件的磨损周期，预防各种故障，提高数控机床的平均无故障工作时间和使用寿命 。

数控机床使用中应注意的问题

1.数控机床的使用环境

对于数控机床最好使其置于有恒温的环境和远离震动较大的设备（如冲床）和有电磁干扰的设备。

2.电源要求

3.数控机床应有操作规程

进行定期的维护、保养，出现故障注意记录保护现场等。

4.数控机床不宜长期封存

5.注意培训和配备操作人员、维修人员及编程人员

数控系统的维护

1.严格遵守操作规程和日常维护制度

2.防止灰尘进入数控装置内

漂浮的灰尘和金属粉末容易引起元器件间绝缘电阻下降，从而出现故障甚至损坏元器件。

3.定时清扫数控柜的散热通风系统

4.经常监视数控系统的电网电压

电网电压范围在额定值的85%110%。

5.定期更换存储器用电池

6.数控系统长期不用时的维护

经常给数控系统通电或使数控机床运行温机程序。

7.备用电路板的维护机械部件的维护

机械部件的维护

1.刀库及换刀机械手的维护

① 用手动方式往刀库上装刀时，要保证装到位，检查刀座上的锁紧是否可靠；

② 严禁把超重、超长的刀具装入刀库，防止机械手换刀时掉刀或刀具与工件、夹具等发生碰撞；

③ 采用顺序选刀方式须注意刀具放置在刀库上的顺序是否正确。其他选刀方式也要注意所换刀具号是否与所需刀具-致，防止换错刀具导致事故发生；

④ 注意保持刀具刀柄和刀套的清洁；⑤ 经常检查刀库的回零位置是否正确，检查机床主轴回换刀点位置是否到位，并及时调整，否则不能完成换刀动作；

⑥ 开机时，应先使刀库和机械手空运行，检查各部分工作是否正常，特别是各行程开关和电磁阀能否正常动作。

2.滚珠丝杠副的维护

① 定期检查、调整丝杠螺母副的轴向间隙，保证反向传动精度和轴向刚度；

② 定期检查丝杠支撑与床身的连接是否松动以及支撑轴承是否损坏。如有以上问题要及时紧固松动部位，更换支撑轴承；

③ 采用润滑脂的滚珠丝杠，每半年清洗-次丝杠上的旧油脂，更换新油脂。用润滑油润滑的滚珠丝杠，每天机床工作前加油-次；

④ 注意避免硬质灰尘或切屑进入丝杠防护罩和工作过程中碰击防护罩，防护装置-有损坏要及时更换。

3.主传动链的维护

① 定期调整主轴驱动带的松紧程度；

② 防止各种杂质进入油箱。每年更换-次润滑油；

③ 保持主轴与刀柄连接部位的清洁。需及时调整液压缸和活塞的位移量；

④ 要及时调整配重。

4.液压系统维护

① 定期过滤或更换油液；

② 控制液压系统中油液的温度；

③ 防止液压系统泄漏；

④ 定期检查清洗油箱和管路；

⑤ 执行日常点检查制度。

5.气动系统维护

① 清除压缩空气的杂质和水分；

② 检查系统中油雾器的供油量；

③ 保持系统的密封性；

④ 注意调节工作压力；

⑤ 清洗或更换气动元件、滤芯；

数控机床回参考点故障排除方法

手动回参考点操作是建立机床坐标系的前提，绝大多数数控机床开机后的第-动作-般都是手动操作回参考点。若回参考点出现故障将无法进行程序加工，回参考点的位置不准确将影响到加工精度，甚至出现撞车事故。

分析和排除回参考点故障的问题是非常必要的。


1.回参考点故障的主要类型

某数控机床操作实训中心有20台数控机床，而且是分期分批购买的，系统种类较多，在学生实训操作过程中，曾多次出现过回参考点故障，通过分析研究及时得到了排除。

根据工作经验，在不同型号不同系统的数控机床上，出现回参考点故障主要有以下五种类型:出现超程并报警;回不到参考点，参考点指示灯不亮;回参考点的位置不稳定;回参考点整螺距偏移;回参考点时报警，并有报警信息。

2.回参考点故障排除方法

对于出现超程并报警，分为两种情况。-种情况是回参考点前，坐标轴的位置离参考点距离过小造成的♀除超程保护后，并将坐标轴移动到行程范围内，重新回参考点操作，即可排除故障;另-种是参考点减速”挡块松动或位置发生变化引起的故障，重新调整固定挡块就可以排除故障。

回参考点欠量，参考点指示灯不亮。通过机床的诊断功能，在诊断页面下对应的位置跟随误差”(dgn800802)进行检查，若跟踪误差超出了定位精度的允许范围，可以调整伺服驱动器的偏移”电位器，使位置跟随误差”(dgn800802)的值接近0”后，就可以排除故障。

对于出现参考点的位置不稳定的故障，首先检查挡块的位置和接触情况，然后检查脉冲编码器零脉冲”是否有问题，最后检查电动机与丝杠之间的间隙。如果不稳定的位移误差很小时，-般属于最后-种情况，应该消除间隙，消除连接松动。

参考点整螺距偏移。在加工工件时，总是发生稳定的位移误差，而且正好等于丝杠的螺距，那么，问题就出在回参考点上。参考点-般都是设在参考点减速”挡块放开后的第-个零脉冲”上。若挡块放开时，编码器恰巧在零脉冲”附近，就会出现整螺距偏移。需要重新调整减速挡块位置，最好是减速挡块放开位置与编码器零脉冲”位置相差半个螺距。

对于回参考点时报警，并有报警信息的故障。针对报警信息，查看机床说明书，作相应处理。信息提示可能属于:编码器零脉冲”不良及系统光栅尺不良、屏蔽线不良、系统参数设置错误等故障。对于硬件不良，需要维修或更换;对于参数设置错误，需要按备份参数进行重新设置。

3.结语

数控机床操作过程中出现回参考点故障时，主要发生在上述几个方面，根据回参考点的原理，就可以按顺序分步骤地进行排查，找到关键所在，应用正确的方法排除故障。

数控机床重大专项重点服务四大领域

2月4日，中国机床工具工业协会总干事长吴柏林告诉中国工业报记者，高档数控机床与基础制造装备重大专项指南”将在本月中旬发布，这意味着16个国家科技重大专项当中最后实施的-个专项即将启动。

此前进行的调研表明，机床重大专项瞄准的航空航天、船舶、汽车和发电设备四大行业呈现三大特点：-是行业发展迅速，汽车、船舶、发电设备产量上升很快，航空工业加工任务很重；二是行业发展前景好，企业普遍加大技改投入；三是需要大批高档数控机床进行装配。上述特点表明，当前是我国高档数控机储展的难得机遇，数控机床重大专项的启动正当其时。

专项重点任务针对四大领域所需设备

根据调研四大领域用户的反映，重大专项实施方案提出的重点任务中，主机重点开发高速精密复合数控金切机床（18种）、重型数控金切机床（7种）、数控特种加工机床（4种）、大型数控成形冲压设备（11种），这些基本涵盖了四大用户未来1015年发展对高档数控机床的品种需求，是四大领域急需的数控设备，这些产品属于难以从国外进口或者国外不向我国出口的产品。重点任务所列项目，能够基本满足四大领域发展需求，总体情况如下：

专项重点任务所列重型数控金切机床7项，包括重型立卧车床、龙门缦炒病⒙涞仫鄞病⒃辊磨床类，可以满足船舶、发电设备和大型飞机对超重型和重型零件的复杂、高效、复合加工的需求。

专项重点任务所列数控机床车床类和加工中心类项目7项，包括高速精密车床、加工中心、复合机床类，能够满足航空航天、船舶、发电设备、汽车制造等行业对高速、精密、复合加工的需求。

专项重点任务所列数控磨床类项目9项，包括各种数控磨床，可以满足航空、船舶、发电设备和汽车制造等行业对高速、精密、复合磨削加工需求。

专项重点任务所列齿轮加工项目2项，其中大型滚齿机和磨齿机可以满足大型矿山设备、大型船用变速箱和风电设备等大型、精密齿轮加工要求。

专项重点任务所列电加工机床项目2项，包括数控线切割和成形机床，能够满足航空、模具、家电等行业对特殊加工的需求。

专项重点任务所列大型数控成形设备项目11项，能够满足汽车、船舶、发电、家电等行业对金属成型加工的需求。

参与机床重大专项调研的专家们认为，随着四大行业的发展，除专项所列重点任务项目外，还需要-大批不同种类、不同规格的数控机床和专用机床，如大飞机制造所需的各种数控专用设备、大型汽轮机和发电机转子加工所需的数控叶根槽铣床”和数控转子槽铣床”、风电设备加工所需的数控成型铣齿机”和数控成型磨齿机”、大型核电压力容器加工所需的超重型深空钻床”、汽车发动机关键件连杆加工的涨断机床以及高效、自动化的柔性生产线等，建议专项的实施推行滚动计划，适时补充四大行业急需的数控重大装备项目。