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數控車床的組成及工作原理

1.數控車床的組成
   雖然數控車床種類較多，但一般均由車床主體、數控裝置和伺服系統三大部分組成。圖12-3是數控車床的基本組成方框圖。

圖12-3 數控車床的基本組成方框圖

（1） 車床主體

   除了基本保持普通車床傳統布局形式的部分經濟型數控車床外，目前大部分數控車床均已通過專門設計并定型生產。

1）主軸與主軸箱

a）主軸: 數控車床主軸的回轉精度，直接影響到零件的加工精度；其功率大小、回轉速度影響到加工的效率；其同步運行、自動變速及定向準停等要求，影響到車床的自動化程度。

b）主軸箱: 具有齒輪有級自動調速功能的數控車床（如泰安海特公司生產的“海數”牌產品：CJK6136,CJK6140,CJK6150），因采用電能制動器，去除了機械離合器，其主軸箱內的傳動機構已經大大簡化；具有無級自動調速的數控車床(如“海數”牌產品：CK6136A,CK6140A,CK6150A)，因采用變頻器調速，去除了機械傳動變速和變向作用的機構，其主軸箱也成了"軸承座"及"潤滑箱"的代名詞；對于改造式(具有手動操作和自動控制加工雙重功能)數控車床，則基本上保留其原有的主軸箱。

2）導軌

    數控車床的導軌是保證進給運動準確性的重要部件。它在很大程度上影響車床的剛度、精度及低速進給時的平穩性，是影響零件加工質量的重要因素之一。除部分數控車床仍沿用傳統的滑動導軌(金屬型)外，定型生產的數控車床已較多地采用貼塑導軌（“海數”牌產品全部采用貼塑導軌）。這種新型滑動導軌的摩擦系數小，其耐磨性、耐腐蝕性及吸震性好，潤滑條件也比較優越。

3）機械傳動機構

    除了部分主軸箱內的齒輪傳動等機構外，數控車床已在原普通車床傳動鏈的基礎上，作了大幅度的簡化。如取消了掛輪箱、進給箱、溜板箱及其絕大部分傳動機構，而僅保留了縱、橫進給的螺旋傳動機構，并在驅動電動機至絲杠間增設了無間隙彈性聯軸器。

螺旋傳動機構： 數控車床中的螺旋副，是將驅動電動機所輸出的旋轉運動轉換成刀架在縱、橫方向上直線運動的運動副。構成螺旋傳動機構的部件，一般為滾珠絲杠副，如圖12-4所示。

如圖12-4 滾珠絲杠副

1一螺母 2一絲杠 3一滾珠 4一滾珠循環裝置

滾珠絲杠副的摩擦阻力小，可消除軸向間隙及預緊，故傳動效率及精度高，運動穩定，動作靈敏。但結構較復雜，制造技術要求較高，所以成本也較高。另外，自行調整其間隙大小時，難度亦較大。

4）自動轉動刀架

    除了車削中心采用隨機換刀(帶刀庫)的自動換刀裝置外，數控車床一般帶有固定刀位的自動轉位刀架，有的車床還帶有各種形式的雙刀架（如排刀）。

5）檢測反饋裝置

   檢測反饋裝置是數控車床的重要組成部分，對加工精度、生產效率和自動化程度有很大影響。檢測裝置包括位移檢測裝置和工件尺寸檢測裝置兩大類，其中工件尺寸檢測裝置又分為機內尺寸檢測裝置和機外尺寸檢測裝置兩種。工件尺寸檢測裝置僅在少量的高檔數控車床上配用。

6）對刀裝置

   除了極少數專用性質的數控車床外，普通數控車床幾乎都采用了各種形式的自動轉位刀架，以進行多刀車削。這樣，每把刀的刀位點在刀架上安裝的位置，或相對于車床固定原點的位置，都需要對刀、調整和測量，并以確認，以保證零件的加工質量。

（2） 數控裝置和伺服系統

數控車床與普通車床的主要區別就在于是否具有數控裝置和伺服系統這兩大部分。如果說，數控車床的檢測裝置相當于人的眼睛，那么，數控裝置相當于人的大腦，伺服系統則相當于人的雙手。這樣，就不難看出這兩大部分在數控車床中所處的重要位置了。
a）數控裝置

    數控裝置的核心是計算機及其軟件，它在數控車床中起“指揮”作用：數控裝置接收由加工程序送來的各種信息，并經處理和調配后，向驅動機構發出執行命令；在執行過程中，其驅動、檢測等機構同時將有關信息反饋給數控裝置，以便經處理后發出新的執行命令。

b）伺服系統

    伺服系統準確地執行數控裝置發出的命令，通過驅動電路和執行元件（如步進電機或伺服電機等），完成數控裝置所要求的各種位移。

2.數控車床的工作過程

數控車床的工作過程如圖12-5所示。

 圖12-5 數控車床的工作過程

（1）首先根據零件加工圖樣進行工藝分析，確定加工方案、工藝參數和位移數據。

（2）用規定的程序代碼和格式規則編寫零件加工程序單。

（4）由手工編寫的程序，通過數控機床的操作面板輸入程序。

（5）數控裝置將所接受的信號進行一系列處理后，再將處理結果以脈沖信號形式向伺服系統統發出執行的命令。

（6）伺服系統接到執行的信息指令后，立即驅動車床進給機構嚴格按照指令的要求進行位移，使車床自動完成相應零件的加工。泰安海數專業為您生產提供數控車床,山東數控車床,nc數控車床廠家，要了解更多關于數控車床,cnc數控車床的信息請來電咨詢！

泰安市海特機器制造有限責任公司  技術中心  供稿

2010年3月20日