数控机床系统结构分析 论文

前言

随着电子技术和自动化技术的发展，数控技术的应用越来越广泛。以微处理器为基础，以大规模集成电路为标志的数控设备，已在我国批量生产、大量引进和推广应用，它们给机械制造业的发展创造了条件，并带来很大的效益。但同时，由于它们的先进性、复杂性和智能化高的特点，在维修理论、技术和手段上都发生了飞跃的变化，也在其维修理论、技术和手段上带来了很大的变化。另外任何一台数控设备都是一种过程控制设备，这就要求它在实时控制的每一时刻都准确无误地工作。任何部分的故障与失效，都会使机床停机，从而造成生产停顿。因而对数控系统这样原理复杂、结构精密的装置进行维修就显得十分必要了。尤其对引进的CNC机床，大多花费了几十万到上千万美元。在许多行业中，这些设备均处于关键的工作岗位，若在出现故障后不及时维修排除故障，就会造成较大的经济损失。我们现有的维修状况和水平，与国外进口设备的设计与制造技术水平还存在很大的差距，并且在数控机床电气维修技术方面我国还没有形成一套成熟的、完整的理论体系，这就给数控机床的维修与诊断带来了很多的不便，因此，一篇讲座形式的文章不可能把已经形成了一门专门学科的数控机床电气维修技术理论完整地表述出来，本文仅是将许多前辈的经验总结加以适当的归纳整理，以求对该学科理论的发展及工程技术人员的实践有所裨益。

控机床是现代高科技发展的产物，每当一批零件开始加工时，有大量的检测需要完成，包括夹具和零件的装卡、找正、零件编程原点的测定、首件零件的检测、工序间检测及加工完毕检测等。目前完成这些高精度检测工作的主要手段有手工检测、离线检测和在线检测。在线检测也称实时检测，是在加工的过程中实时对刀具进行检测，并依据检测的结果做出相应的处理。在线检测是一种基于计算机自动控制的检测技术，其检测过程由数控程序来控制。闭环在线检测的优点是：能够保证数控机床精度，扩大数控机床功能，改善数控机床性能，提高数控机床效率。

关键词：数控机床装置检测刀具

目录

前言 (1)

第一章数控机床的组成和结构特点 (3)

1.1数控机床的概念 (3)

1.2数控机床的结构组成 (3)

1.3数控机床的结构特点 (4)

第二章数控机床的控制 (5)

2.1 数控机床的强电控制系统 (5)

2.2数控机床种的伺服系统 (5)

2.2.1 伺服系统的组成 (5)

2.2.2 伺服系统的分类 (6)

2.2.3 进给伺服系统的要求 (8)

2.3 数控机床PMC (9)

2.3.1 PMC概述 (9)

2.3.2 数控机床PMC的动作要求 (10)

第三章数控机床的检测系统 (12)

3.1 数控机床在线检测系统的组成 (12)

3.2 数控机床在线检测的工作原理 (13)

3.3 数控机床在线检测编程 (14)

3.4 数控机床在线检测系统仿真 (15)

第四章数控机床的执行装置 (17)

4.1交流伺服电动机的结构和原理 (17)

4.2 交流伺服电动机分类和特点 (18)

4.3 工作特性和用途 (19)

4.4 直流伺服电动机 (20)

参考文献 (22)

第一章数控机床的组成和结构特点

1.1数控机床的概念

数控机床是数字控制机床（Computer numerical control machine tools）的简称，是一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，从而使机床动作数控折弯机并加工零件。

1.2数控机床的结构组成

在数控加工中，数控铣削加工最为复杂，需解决的问题也最多。除数控铣削加工之外的数控线切割、数控电火花成型、数控车削、数控磨削等的数控编程各有其特点，伺服系统的作用是把来自数控装置的脉冲信号转换成机床移动部件的运动。具体有以下部分构成：主机他是数控机床的主体，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一些必要的配套部件，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。

1.3数控机床的结构特点

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：

（1）加工精度高，具有稳定的加工质量；

（2）可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件；

（3）加工零件改变时，一般只需要更改数控程序，可节省生产准备时间；

（4）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（一般为普通机床的3~5倍）；

（5）机床自动化程度高，可以减轻劳动强度；

（6）对操作人员的素质要求较高，对维修人员的技术要求更高。

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第二章数控机床的控制

2.1 数控机床的强电控制系统

合适的强电控制系统，使它能够接受数控系统发出的弱电信号，并将弱电信号放大后去控制强电设备的运转。同时，数控机床工作时的各种信号又可以用合适的电平回馈给数控系统。

强电系统在设计时应充分考虑避免外界干扰信号的侵入和数控机床本身强电元件起动和停止时可能产生的干扰。对外界干扰信号（如：大型动力机械起动、电弧焊机焊接时等）采取隔离变压器或自动交流稳压器进行处理可以取得良好的效果

对于强电系统内部接触器吸合等产生的干扰信号，使用浪涌抑制元件可以消除其影响；对于数控系统通信使用的控制信号电缆使用单端或两端接地的方式可以有效消除电磁波的干扰；数控机床的控制柜一定要良好接地使其能够良好屏蔽外部的电磁干扰信号；在控制柜内部的数控系统和伺服驱动系统等运动控制系统也应采取良好的接地措施。

2.2数控机床种的伺服系统

2.2.1 伺服系统的组成

数控伺服系统是指以机床运动部件(如工作台、刀具等)的位置和速度作为控制量的自动控制系统，又称为随动系统