数控机床的维修维护基础-泊头成帅

<*n>数控机床的维修维护基础

<*n>数控技术，简称数控（Numerical Co*ol—NC），是利用数字化信息对机械运动及加工过程进行控制的一种方法。由于现代数控都采用了计算机进行控制，因此，也可以称为计算机数控（Computerized Numerical Co*ol—CNC）。

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<*n>为了对机械运动及加工过程进行数字化信息控制，必须具备相应的硬件和软件。用来实现数字化信息控制的硬件和软件的整体成为数控系统（Numerical Co*ol System），数控系统的核心是数控装置（Numerical Co*oller）。

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<*n>采用数控技术进行控制的机床，称为数控机床（NC机床）。它是一种综合应用了计算机技术、自动控制技术、精密测量技术和机床设计等****技术的典型机电一体化产品，是现代制造技术的基础。控制机床也是数控技术应用****早、****广泛的领域，因此，数控机床的水平代表了当前数控技术的性能、水平和发展方向。

<*n>数控机床种类繁多，有钻铣镗床类、车削类、磨削类、电加工类、锻压类、激光加工类和其他特殊用途的*数控机床等等，凡是采用了数控技术进行控制的机床统称为NC机床。

<*n>带有自动换刀装置ATC（Automatic Tool Changer—ATC）的数控机床（带有回转刀架的数控车床除外）称为加工中心（Machine Center—MC）。它通过刀具的自动交换，工件可以一次装、夹完成多工序的加工，实现了工序集中和工艺的复合，从而缩短了辅助加工时间，****了机床的效率；减少了工件安装、*次数，****了加工精度。加工中心是目前数控机床中产量****大、应用****广的数控机床。

<*n>在加工中心的基础上，通过增加多工作台（托盘）自动交换装置（Auto Pallet Changer—APC）以及其他相关装置，组成的加工单元称为柔约庸さピ?*n>Flexible Manufacturing Cell—FMC）。FMC不仅是现了工序的集中和工艺的复合，而且通过工作台（托盘）的自动交换和较完善的自动监测、监控功能，可以进行一定时间的无人化加工，从而进一步****了设备的加工效率。FMC既是柔性制造系统FMS（Flexible Manufacturing System）的基础，又可以作为*的自动化加工设备使用，因此其发展速度较快。

<*n>在FMC和加工中心的基础上，通过增加物流系统、工业机器人以及相关设备，并由*控制系统进行集*一控制和管理，这样的制造系统称为柔性制造系统FMS（Flexible Manufacturing System）。FMS不仅可以进行长时间的无人化加工，而且可以实现多品种零件的全部加工和部件装配，实现了车间制造过程的自动化，它是一种高度自动化的****制造系统。

<*n>随着科技发展，为了适应市场需求多变的形势，对现代制造业来说，不仅需要发展车间制造过程的自动化，而且要实现从市场预测、生产决策、产品设计、产品制造直到产品销售的*自动化。将这些要求综合、构成的完整的生产制造系统，称为计算机集成制造系统（Computer Integrated Manufacturing System-—CIMS）。CIMS将一个更长的生产、经营活动进行了有机的集成，实现了更****益、更高柔性的智能化生产，是当今自动化制造技术发展的****高阶段。在CIMS中，不仅是生产设备的集成，更主要的是以信息为特征的技术集成和功能集成。计算机是集成的工具，计算机辅[工业电器网-cnelc]助的自动化单元技术是集成的基础，信息和数据的交换及共享是集成的桥梁，****终形成的产品，可以看成是信息和数据的物质体现。

1.1.2                   数控系统及其组成

1.    数控系统的基本组成

<*n>数控系统是所有数控设备的核心。数控系统的主要控制对象是坐标轴的位移（包括移动速度、方向、位置等），其控制信息主要来源于数控加工或运动控制程序。因此，作为数控系统的****基本组成应包括：程序的输入/输出装置、数控装置、伺服驱动这三部分。

<*n>（1）     输入/输出装置    输入/输出装置的作用是进行数控加工或运动控制程序、加工与控制数据、机床参数以及坐标轴位置、检测开关的状态等数据的输入、输出。键盘和显示器是任何数控设备都*的****基本的输入/输出装置。此外，根据数控系统的不同，还可以配光电阅读机、磁带机或软盘驱动器等。作为外围设备，计算机是目前常用的输入/输出装置之一。

<*n>（2）     数控装置    数控装置是数控系统的核心。它由输入/输出接口线路、控制器、运算器和存储器等部分组成。数控装置的作用是将输入装置输入的数据，通过内部的逻辑电路或控制软件进行编译、运算和处理，并输出各种信息和指令，以控制机床的各部分进行规定的动作。

<*n>在这些控制信息和指令中，****基本的是坐标轴的进给速度、进给方向和进给位移量指令。它经插补运算后生成，提供给伺服驱动，经驱动器放大，****终控制坐标轴的位移。它直接决定了刀具或坐标轴的移动轨迹。

<*n>此外，根据系统和设备的不同，如：在数控机床上，还可能有主轴的转速、转向和起、停指令；刀具的选择和交换指令；冷却、润滑装置的起、停指令；工件的松开、夹紧指令；工作台的分度等辅助指令。在数控系统中，它们是通过接口，以信号的形式提供给外部辅助控制装置，由辅助控制装置对以上信号进行必要的编译和逻辑运算，放大后驱动相应的执行器件，带动机床机械部件、液压气动等辅助装置完成指令规定的动作。

<*n>（3）     伺服驱动   伺服驱动通常由伺服放大器（亦称驱动器、伺服单元）和执行机构等部分组成。在数控机床上，目*般都采用交流伺服电动机作为执行机构；在****的高速加工机床上，已经开始使用直线电动机。另外，在20世纪80年代以前生产的数控机床上，也有采用直流伺服电动机；对于简易数控机床，也有用作为执行器件。伺服放大器的形式决定于执行器件，它必须与驱动电动机配套使用。

<*n>以上是数控系统****基本的组成部分。随着数控技术的发展和机床性能水平的****，对系统的功能要求也日益增强，为了满足不同机床的控制要求，保证数控系统的完整性和统一性，并方便用户使用，常用较为****的数控系统，一般都带有内部可编程控制器作为机床的辅助控制装置。此外，在金属切削机床上，主轴驱动装置也可以成为数控系统的一个部分；在闭环数控机床上，测量、检测装置也是数控系统必不可少的。对于****的数控系统，有时甚至采用计算机作为系统的人机界面和数据的管理、输入/输出设备，从而使数控系统的功能更强、性能更完善。