數(shù)控車床的組成及特點

日期：2009年11月16　來源：沈陽第一機床廠　關鍵字：數(shù)控車床
    數(shù)控車床的組成
    1．機械部分
    機械部分是整個機床的基礎，主要由如下部件組成：床身、主軸箱、進給裝置、刀架、尾座、卡盤、安全防護、托架、其他輔助裝置等。
    1)床身
    床身是整個機床的基礎的基礎。床身部分最關鍵的部位是導軌，導軌一般要經過二次時效、中頻淬火和精密磨削后才能使用。常用的導軌形式有滑動導軌、滾動導軌和直線導軌。導軌是關系到機床精度和穩(wěn)定性的部件。
    2)主軸
    主軸是車床輸出動力的主要部件。隨著現(xiàn)在科技的發(fā)展，土軸的結構形式越來越簡單，由原來的齒輪傳動逐步發(fā)展成了電動主軸、主軸單元等多種形式。轉速也越來越高，由原來的幾千轉／分，發(fā)屜到幾萬轉／分甚至幾十萬轉／分．
    3)進給裝置
    一般車床有兩個方向的進給，橫向(x軸)和縱向(z軸)。伺服電機帶動旗珠絲杠拖動床鞍等，實現(xiàn)數(shù)控車床的自動加工。
    4)刀架
    一般數(shù)控車床都配有電動、氣動、液壓或伺服刀架。刀架是數(shù)控車床最重要的輔助裝置之一，刀架的檔次是評判數(shù)控車床高中低的依據(jù)之一．
    5)尾座
    為了滿足重型切削和較長丁件的加工要求，一般車床都配有尾座。尾座分手動、電動、氣動和液壓尾座等。
    6)卡盤
    卡盤安裝在主軸上，用來夾持工件，分為手動三爪自定心卡盤、電動卡盤、氣動F盤、液壓卡盤和四爪卡盤等等。數(shù)控車床的標準配置一般為三爪自定心卡盤。
    7)安全防護
    數(shù)控車床一般都有全封閉防護或半封閉防護．來滿足勞動生產要求。機床的防護和外觀越來越受到用戶的關注。
    8)托架
    托架一般包含中心架和跟刀架。數(shù)控車床的標準配置一般不含托架，托架是滿足特殊加工要求而配備。
    2．電氣部分
    數(shù)控車床的電氣系統(tǒng)由以下幾部分組成；計算機數(shù)字控制設備(CNC)、可編程序控制器(PLC)、進給驅動裝置、主軸驅動裝置、外圍執(zhí)行機構控制元件等部分組成。
    1)計算機數(shù)字控制設備(CNC)
    CNC裝置是數(shù)控車床的核心，包括硬件(EP后0電路扳、顯示器、鍵盤等)以及相應的軟件．目前市場主流的車床CNC裝置有德國西門子公司(SIEMENS)的802系列，日本發(fā)那科公司(FANUC)的酗系列，國產的有廣州數(shù)控的980系列，武漢華中數(shù)控“世紀星”系列等。
    2)可編程序控制器(PLC)
    PLC在數(shù)控車床上是人機進行信息交換的主要途徑，也是機床完成各種復雜動作的重要部件．可編程序控制器一般分兩類：一類是內裝型PLC，內裝型PLC作為數(shù)控系統(tǒng)基本的或可選擇的功能提供給用戶，其軟件和硬件被作為CNC系統(tǒng)的基本功能而與CNC其他功能一起設計制造，因此具有較強的針對性；另一類是獨立型PLC，其獨立于CNC裝置外，具有完備的硬件和軟件，能夠獨立完成規(guī)定的控制任務。
    3)進給驅動裝置
    進給驅動裝置是數(shù)控車床兩個軸運動的動力裝置。進給驅動可以分為4大類。
    (1)步進電機：它價格低，無反饋元件，調整簡單，但它轉速較低，尤過扭矩能力，有共振區(qū)，有步距角要求，控制精度較低．這是一種開環(huán)控制裝置。
    (2)直流伺服裝置：它是發(fā)展較早的一種電機調速裝置。這種進給裝置過扭矩能力大，控制精度較高，但其電機制造成本高，且電機需要日常維護，現(xiàn)在車床上逐步被淘汰。
    (3)交流進給伺服裝置：它是基于交流變頻技術發(fā)展而發(fā)展起來的一種進給裝置，它控制精度較高，運行平穩(wěn)，有一定的過扭矩能力，且價格適中，不用日常維護，所以發(fā)展迅猛，特別是現(xiàn)在的全數(shù)字交流進給伺服裝置．交流伺服裝置是現(xiàn)在進給裝置的主導產品。
    (4)直線電機進給裝置，它是將機械，電氣和現(xiàn)代科技相結合的一種產物，它改變了現(xiàn)在的機床結構形式，使得速度更快(可達幾十米／分)．椅度更高(可達到納米要求)，體積更小等，直線電機是進給系統(tǒng)的發(fā)展方向。
    4)主軸驅動裝置
    主軸驅動裝置是數(shù)控車床主運動一旋轉運動的動力裝置，也可以分為4大類。
    (1)普通三相異步電動機：這種主軸驅動裝置不需要驅動單元，價格低廉，機床主軸的變速一般采用手動變速或電氣掖壓控制的機械變速。
    (2)用變頻器控制三相異步電動機的主軸驅動裝置：它的價格為主軸伺服電機價格113~1／2，又能滿足機床無級變速的要求，隨著變頻技術的日趨成熟，這幾年這種變速裝置正在迅速發(fā)展。
    (3)主軸伺服電機：它轉速高，響應快，可實現(xiàn)無級調速、恒線速切削、主軸定位等功能，它一般用在較高檔的數(shù)控車床上。
    (4)電主軸：這是近幾年新推出的一種主軸裝置，它將電機和主軸結合在一起，具有體積小轉速高(一般幾千到幾十萬轉／分)噪聲低等優(yōu)點，但因價格高和其自身技術等方面的原因，現(xiàn)階段尚未普及，從長遠來看它是主軸的發(fā)展方向。
    5)外圍執(zhí)行機構控制元件
    主要由開關、按鈕、接觸鋁、繼電器、電磁閥等組成．
    3．液壓部分
    一臺完整的數(shù)控車床，液壓部分是必不可少的．它主要用來主軸變速、換刀、夾緊或松開工件等，液壓系統(tǒng)由動力元件、執(zhí)行元件、控制元件和輔助元件組成。
    (1)動力元件——液壓泵，是把機械能轉變?yōu)橐簤耗艿脑?br />     (2)執(zhí)行元件一一液壓缸，液壓馬達等，是把液體的壓力能轉變?yōu)闄C械能的元件。
    (3)控制元件一各種控制閩類，用寒控制流體的壓力、流量和方向，從而控制執(zhí)行部件的作用力、運動速度和方向。也可用來卸載、過載保護和程序控制等。
    (4)輔助元件一一除上述3部分元件以外的其他元件，這類元件的品種較多，如實現(xiàn)上述3部分連接作用的管道，接頭、油箱，保證系統(tǒng)性船用的濾油器。加熱器、冷卻器，改善系統(tǒng)性能用的蓄能楞等。
當然，數(shù)控車床除了上述3大部分外還有為了保證船正常加工的冷卻系統(tǒng)，為保證機床機械系統(tǒng)正常運轉潤滑系統(tǒng)以及排屑系統(tǒng)等。
    數(shù)控車床的特點
    數(shù)控車床較普通車床有如下特點：
    (1)能完成復雜型面軸類、套類、盤類的零件加工。
    (2)可以提高零件加工精度，穩(wěn)定產品質量。由于數(shù)控機床是按照預定的程序自動加工，加工過程不需要人工干預，而且加工精度還可以利用軟件來進行校正和修補，因此可以獲得比機床本身精度還要高的加工精度及重復精度。
    (3)可以提高生產串。一般一臺數(shù)控車床比一臺普通車床可提高效率2—3倍。
    (4)大大減輕了工人的勞動強度．特別是在加丁螺紋時。
    (5)減少了在制品，從而加速了流動資金的周轉，提高了經濟效益。

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