1、精選優質文檔-傾情為你奉上目錄第一部分 數控機床1.1數控機床的結構組成1.2數控機床的種類1.3數控機床的主要功能1.4數控機床的主要性能指標第二部分 CK9330數控車床2.1CK9330數控車床的工作原理2.2CK9330數控車床的工作過程2.3CK9330數控車床的數控系統2.4CK9330數控車床的拆裝過程25CK9330數控車床的主軸驅動原理26CK9330數控車床的進給系統第三部分 實踐體會第一部分 數控機床1.1數控機床的結構組成數控機床一般由輸入、輸出裝置、數控裝置、可編程控制器、伺服系統、檢測反饋裝置和機床主機等組成。1、輸入輸出裝置 輸入裝置可將不同加工信息傳遞于計算機。

2、在數控機床產生的初期，輸入裝置為穿孔紙帶，現已趨于淘汰；目前，使用鍵盤、磁盤等，大大方便了信息輸入工作。 輸出指輸出內部工作參數（含機床正常、理想工作狀態下的原始參數，故障診斷參數等），一般在機床剛工作狀態需輸出這些參數作記錄保存，待工作一段時間后，再將輸出與原始資料作比較、對照，可幫助判斷機床工作是否維持正常。 2、數控裝置 數控裝置是數控機床的核心與主導，完成所有加工數據的處理、計算工作，最終實現數控機床各功能的指揮工作。它包含微計算機的電路，各種接口電路、CRT顯示器等硬件及相應的軟件。 3、可編程控制器 即PLC，它對主軸單元實現控制，將程序中的轉速指令進行處理而控制主軸轉速；管理刀庫

3、，進行自動刀具交換、選刀方式、刀具累計使用次數、刀具剩余壽命及刀具刃磨次數等管理；控制主軸正反轉和停止、準停、切削液開關、卡盤夾緊松開、機械手取送刀等動作；還對機床外部開關（行程開關、壓力開關、溫控開關等）進行控制；對輸出信號（刀庫、機械手、回轉工作臺等）進行控制。 4、檢測反饋裝置 由檢測元件和相應的電路組成，主要是檢測速度和位移，并將信息反饋于數控裝置，實現閉環控制以保證數控機床加工精度。 5、機床主機 數控機床的主體，包括床身、主軸、進給傳動機構等機械部件。1.2數控機床的種類1、按工藝用途分類1、金屬切削類數控機床：分別有數控車床、數控銑床、數控磨床、數控鏜床以及加工中心。這些機床的動

4、作與運動都是數字化控制，具有較高的生產率和自動化程度，特別是加工中心，它是一種帶有自動換刀裝置，能進行銑、鉆、鏜削加工的復合型數控機床。加工中心又分為車削中心、磨削中心等。還實現了在加工中心上增加交換工作臺以及采用主軸或工作臺進行立、臥轉換的五面體加工中心。2、金屬成形類及特種加工類數控機床 ：它是指金屬切削類以外的數控機床。數控彎管機、數控線切割機床、數控電火花成形機床等等都是這一類數控機床。2、按運動方式分類1、定位控制數控機床：它是指能控制刀具相對于工件的精確定位控制系統,而在相對運動的過程中不能進行任何加工。 通過采用分級或連續降速，低速趨近目標點，來減少運動部件的慣性過沖而引起的定位

5、誤差。2、直線運動控制數控機床:它是指控制機床工作臺或刀具以要求的進給速度，沿平行于某一坐標軸或兩軸的方向進行直線或斜線移動和切削加工的機床。這類數控機床要要求具有準確的定位功能和控制位移的速度，而且也要偶刀具半徑和長度的補償功能以及主軸轉速控制的功能。現代組合機床也算是一種直線運動控制數控機床。3、輪廓控制的數控機床:它是指能實現兩軸或兩軸以上的聯動加工，而且對各坐標的位移和速度進行嚴格的不間斷控制，具有這種控制功能的數控機床。現代數控機床大多數有兩坐標或以上聯動控制、刀具半徑和長度補償等等功能。按聯動軸數也可分兩軸聯動、兩軸半、三軸、四軸、五軸聯動等。隨著制造技術的發展，多坐標聯動控制也越

6、來普遍。3、按控制方式分類1、開環控制系統：它是指沒有位置檢測反饋裝置的控制方式。特點是結構簡單、價格低廉，但難以實現運動部件的快速控制。廣泛應用于步進電機低扭矩、高精度、速度中等的小型設備德驅動控制中，特別在微電子生產設備中。2、半閉環控制系統：它是指在電動機軸或絲桿的端部裝有角位移、角速度檢測裝置，通過位置檢測反饋裝置反饋給數控裝置的比較器與輸入指令比較，用差值控制運動部件。特點是調試方便、良好的系統穩定性、結構緊湊，但在機械傳動鏈的誤差無法得校正或消除。目前采用滾珠絲扛螺母機構有很好的精度和精度保持性和采取看可靠的、消除反向運動間隙的機構，可以滿足大多數的數控機床用戶。因此被廣泛的采用且

7、成為首選的控制方式。3、閉環控制系統：是在機床最終的運動部件的相應位置安裝直線或回轉式檢測裝置，將直接測量到的位移或角位移反饋到數控裝置的比較器中，與輸入指令位移量比較，用差值控制運動部件。優點是將機械傳動鏈的全部環節都包含在閉環內，精度取決于檢測裝置的精度，超過半閉環系統。缺點是價格昂貴、對機構和傳動鏈要求嚴格，不然會引起振蕩，降低系統的穩定性。4、按功能水平分類 一般把數控機床分為精密型、普通型、經濟型。數控機床水平的高低一般取決于以下幾個參數和功能。（1） 中央處理單元：經濟型數控8位CPU，精密和普通型有16位發展到32或64位且采用精簡指令集的CPU。（2） 分辨率和進給速度：經濟型

8、數控分別率10µm進給速度815m/min；普通型數控分別率1µm進給速度1524m/min；精密型數控分別率0.1µm進給速度24100m/min。（3） 多軸聯動功能：經濟型數控23軸聯動；普通與精密型數控35軸聯動，甚至更多。（4） 顯示功能：經濟型數控只有簡單的數碼顯示或簡單的CRT字符顯示；普通型則有較為齊全的CRT顯示，還有圖形、人及對話、自診等功能；精密型則還有三維圖形顯示。（5） 通信功能：經濟型無通信功能；普通型有RS232或DNC等接口；精密型有MAP等高性能通信接口。除用以上幾種參數或功能來衡量數控的檔次外還有伺服系統的類型和可編程控制器功能

9、的強弱。除以上四種分類外，目前還有用數控裝置的構成方式來分類，分硬件和軟件數控。控制坐標軸數和聯動咒術方式分位三軸二聯動和四軸四聯動等。1.3數控機床的主要功能加工精密的零件。不同檔次的數控銑床的功能有較大的差別，但都應具備以下主要功能。1 銑削加工數控銑床一般應具有三坐標以上聯動功能，能夠進行直線插補和圓弧插補，自動控制旋轉的銑刀相對于工件運動進行銑削加工，如圖4-4所示。坐標聯動軸數越多，對工件的裝夾要求就越低，加工工藝范圍越大。2孔及螺紋加工可以采用定尺寸孔加工刀具進行鉆、擴、鉸、锪、鏜削等加工，也可以采用銑刀銑削不同尺寸的孔3刀具補償功能 一般包括刀具半徑補償功能和刀具長度補償功能。4

10、公制、英制單位轉換 可以根據圖紙的標注選擇公制單位（mm）和英制單位（inch）進行程序編制，以適應不同企業的具體情況。5絕對坐標和增量坐標編程 程序中的坐標數據可以采用絕對坐標或增量坐標，使數據計算或程序的編寫更方便。6進給速度、主軸轉速調整 數控銑床控制面板上一般設有進給速度、主軸轉速的倍率開關，用來在程序執行中根據加工狀態和程序設定值隨時調整實際進給速度和主軸實際轉速，以達到最佳的切削效果。一般進給速度調整范圍在0%150%之間，主軸轉速調整范圍在50%120%之間。7固定循環 固定循環是固化為G指令的子程序，并通過各種參數適應不同的加工要求，主要用于實現一些具有典型性的需要多次重復的加

11、工動作，如各種孔、內外螺紋、溝槽等的加工。使用固定循環可以有效地簡化程序的編制。但不同的數控系統對固定循環的定義有較大的差異，在使用的時候應注意區別。8工件坐標系設定9數據輸入輸出及DNC功能10子程序11數據采集功能12自診斷功能1.4數控機床的主要性能指標一、數控機床的精度精度是數控機床的重要技術指標之一。精度主要指加工精度、定位精度和重復定位精度。1、定位精度和重復定位精度定位精度是指數控機床工作臺等移動部件實際運動位置與指令位置的一致程度， 其不一致的差量即為定位誤差。定位誤差包括伺服系統、檢測系統、性進給系統等誤差，還包括移動部件導軌的幾何誤差等。定位誤差將直接影響零件加工的位置精度

12、。重復定位精度是指在同一臺數控機床上，應用相同程序相同代碼加工一批零件，所得到的連續結果的一致程度。重復定位精度受伺服系統特性、進給系統的間隙與剛性以及摩擦特性等因素的影響。一般情況下，重復定位精度是成正態分布的偶然性誤差，它影響一批零件加工的一致性，是一項非常重要的性能指標。2、分度精度分度精度是指分度工作臺在分度時， 實際回轉角度與指令回轉角度的差值。 分度精度既影響零件加工部位在空間的角度位置，也影響孔系加工的同軸度等。3、分辨率與脈沖當量分辨率是指可以分辨的最小位移間隔。對測量系統而言，分辨率是可以測量的最小位移；對控制系統而言， 分辨率是可以控制的最小位移增量，即數控裝置每發出一個脈

13、沖信號，反映到機床移動部件上的移動量，一般稱為脈沖當量。脈沖當量是設計數控機床的原始數據之一，其數值的大小決定數控機床的加工精度和表面質量。脈沖當量越小，數控機床的加工精度和加工表面質量越高。4、加工精度近年來，伴隨著數控機床的發展和機床結構特性的提高，數控機床的性能與質量都有了大幅度的提高。中等規格的加工中心，其定位精度普通級達到(±0.005±0.008)mm/300mm，精密級達到±0.001±0.003mm全程；普通級加工中心的加工精度達到±1.5m ，超精密級數控車床的加工圓度已經達到0.1m ，表面粗糙度為Ra0.3 m 。二、數控

14、機床的可控軸數與聯動軸數可控軸數是指數控系統能夠控制的坐標軸數目。該指標與數控系統的運算能力、運算速度以及內存容量等有關。 目前，高檔數控系統的可控軸數已多達24軸。數控機床的聯動軸數是指機床數控裝置控制的坐標軸同時達到空間某一點的坐標數目。目前有兩軸聯動、三軸聯動、四軸聯動、五軸聯動等。三軸聯動數控機床可以加工空間復雜曲面；四軸聯動、五軸聯動數控機床可以加工宇航葉輪、螺旋槳等零件。三、數控機床的運動性能指標數控機床的運動性能指標主要包括主軸轉速、進給速度、坐標行程、回轉軸的轉角范圍、刀庫容量及換刀時間等。1、主軸轉速目前，隨著刀具、軸承、冷卻、潤滑及數控系統等相關技術的發展，數控機床主軸轉速

15、已普遍提高。以中等規格的數控機床為例，數控車床從過去的10002000r/min提高到40006000r/min ，加工中心從過去的 20003000r/min提高到現在的10000r/min以上。在高速加工的數控機床上，通常采用電動機轉子和主軸一體的電主軸，可以使主軸達到每分鐘數萬轉。這樣對各種小孔加工以及提高零件加工質量和表面質量都極為有利。2、進給速度和加速度數控機床的進給速度和切削速度一樣，是影響零件加工質量、加工效率和刀具壽命的主要因素。目前國內數控機床的進給速度可達1015m/min，國外一般可達1530m/min 。進給加速度是反映進給速度提速能力的性能指標，也是反映機床加工效率

16、的重要指標。國外廠家生產的加工中心加速度可達2g。3、坐標行程數控機床坐標軸 X 、 Y 、 Z 的行程大小，構成數控機床的空間加工范圍，即加工零件的大小。4、刀庫容量和換刀時間刀庫容量是指刀庫能存放加工所需要的刀具數量。目前常見的中小型加工中心多為1660把，大型加工中心達100 把以上。換刀時間指有自動換刀系統的數控機床，將主軸上使用的刀具與裝在刀庫上的下一工序需用的刀具進行交換所需要的時間。目前國內生產的數控機床的換刀時間可達到45s。刀庫容量和換刀時間對數控機床的生產率有直接影響。第二部分 CK9330數控車床2.1CK9330數控車床的工作原理按照零件加工的技術要求和工藝要求，編寫零

17、件的加工程序，然后將加工程序輸入到數控裝置，通過數控裝置控制機床的主軸運動、進給運動、更換刀具，以及工件的夾緊與松開，冷卻、潤滑泵的開與關，使刀具、工件和其它輔助裝置嚴格按照加工程序規定的順序、軌跡和參數進行工作，從而加工出符合圖紙要求的零件。2.2CK9330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；或用自動編程軟件進行CAD/CAM工作，直接生成零件的加工程序文件。 （3）將加工程序的內容以代碼形式完整記錄在信息介質（如穿孔帶或磁帶）上。 （4）通過閱讀機把信息介質上的代碼轉變為電信號，并

18、輸送給數控裝置。由手工編寫的程序，可以通過數控機床的操作面板輸入程序；由編程軟件生成的程序，通過計算機的串行通信接口直接傳輸到數控機床的數控單元（MCU）。（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。CK9330數控車床的工作過程框圖2.3CK9330數控車床的數控系統數字控制車床是采用數字控制技術對車床的加工過程進行自動控制的車床,它是技術的典型應用。系統是實現數字控制的裝置,計算機數控系統是以計算機為核心的數控系統。計算機

19、數控系統的組成如圖3-1所示。 2.4CK9330數控車床的拆裝過程（一）  尾座部分拆裝 （1）首先拆除尾座鎖緊螺桿和限位塊； （2）拆除尾座與導軌的連接螺桿； （3）把尾座從導軌上取出； （4）拆卸滑動套筒定位塊； （5）拆卸滑動套筒； （6）拆卸刻度盤； （7）測繪各個零件草圖； （8）畫出車床尾座裝配圖。（二）  車架和溜板箱部分拆裝 （1）拆卸步進電機； （2）拆卸刀架鎖緊螺母；  （3）拆除刀架各部分； （4）拆卸溜板與導軌連接部分； 

20、;（5）拆卸溜板。（三）車床主軸傳動部分拆裝(1) 拆除步進電機；(2) 拆除過渡導輪；(3) 拆卸主動輪；(4) 拆卸從動輪；（5）拆卸絲桿步進電機；（6）拆除絲桿；25CK9330數控車床的主軸驅動原理數控機床的主軸性能是在很寬范圍內轉速連續可調，恒功率范圍寬。 當要求機床有螺紋加工功能、準停功能和恒線速加工等功能時，則需要對主軸進行進給控制和位置控制。此時，主軸驅動系統也可稱為主軸伺服系統，主軸電動機裝配有編碼器或者在主軸上安裝外置式的編碼器，作為主軸位置檢測。 主軸驅動變速目前主要有兩種形式： 一是主軸電動機帶齒輪換擋，目的在于降低主軸轉速，增大傳動比，以適應切削的需要。 二是主軸電動

21、機通過同步齒形帶或v帶驅動主軸，該類主軸電動機又稱寬域電動機或強切削電動機，具有恒功率寬的特點。由于無需機械變速，主軸箱內省卻了齒輪和離合器，主軸箱實際上成為主軸支架，簡化了主傳動系統，從而提高了傳動鏈的可靠性。 由于交流驅動系統保持了直流驅動系統的優越性，而且交流電動機無須維護，便于制造，不受惡劣環境影響，所以目前直流驅動系統已被交流驅動系統所取代。初期是采用模擬式交流伺服系統，而現在伺服系統的主流是數字式交流伺服系統。交流伺服驅動系統走向數字化，驅動系統中的電流環、速度環的反饋控制已全部數字化，系統的控制模型和動態補償均由高速微處理器實時處理，增強了系統自診斷能力，提高了系統的快速性和精度

22、。1、帶有變速齒輪的主傳動 大、中型數控機床采用這種變速方式。通過少數幾對齒輪降速，擴大輸出轉矩，以滿足主軸低速時對輸出轉矩特性的要求2、通過帶傳動的主傳動 主要應用于轉速較高、變速范圍不大的機床。電動機本身的調速就能滿足要求，可以避免齒輪傳動引起的振動與噪音3、用兩個電機分別驅動主軸 上述兩種方式的混合傳動，高速時帶輪直接驅動主軸，低速時另一個電機通過齒輪減速后驅動主軸4、內裝電動機主軸傳動結構 大大簡化主軸箱體與主軸的結構，有效提高主軸部件的剛度，但主軸輸出轉矩小，電動機發熱對主軸影響較大. 電氣上模擬主軸由CNC給出0-+10V的模擬電壓，去控制變頻器無極調速。 伺服主軸由CNC發出轉速

23、指令去控制主軸驅動器，實現速度或位置控制。 不是無級調速的主軸，由CNC發出M代碼控制主軸電機，和離合器或齒輪變檔。26CK9330數控車床的進給系統數控車床一般有兩個進給方向：橫向（X）軸和縱向（Y）軸，是由伺服電機帶動滾珠絲杠拖動床鞍實現的。進給系統接收數控系統發出的移動指令信號，經電路放大和轉換后，輸送到驅動裝置和機械傳動機構、工作臺、主軸刀架等執行部件，實現加工。它能根據指令信號精確地控制執行部件的遠動，以及多個執行部件有規律的遠動。  數控車床進給遠動由電機帶動，所以伺服電機要求從最低速到最高速電機都能平穩運轉，轉矩波動要小，特別是在低速如0.1r /min或更低

24、速時，仍有平穩的速度而無爬行現象。 電機應具有大的較長時間的過載能力，以滿足低速大轉矩的要求。一般伺服電機要求在數分鐘內過載4-6倍而不損壞。  為了滿足快速響應的要求，電機應有較小的轉動慣量和大的堵轉轉矩， 并具有盡可能小的時間常數和啟動電壓。電機應具有耐受4000rad/s2以上的角加速度的能力，才能保證電機可在0.2s以內從靜止啟動到額定轉速。而且電機應能頻繁啟動、制動和反轉。  隨著微電子技術、計算機技術和伺服控制技術的發展，數控機床的伺服系統已開始采用高速、高精度的全數字伺服系統。使伺服控制技術從模擬方式、混合方式走向了全數字方式。由位置、速度和電流構成的三環反饋全部數字化、軟件處理數字PID，使用靈活，柔性好。數字伺服系統采用了許多新的控制技術和改進伺服性能的措施，使控制精度和品質大大提高。第三部分 實踐體會在課堂上學習電子數控專業大部分都是理論知識，所以我很珍惜這次實習機會，認真的聽老師的講解和介紹，觀察每一個機械的構造和零件，以及學習它的實用方法，和理論知識相結合，才能理解的更透徹。實習參觀是數控機床。首先我們同學按順序進去參觀，然后上課的老師給我介紹一下參觀時應該注意那些要求，不要亂碰機械，也不能亂按開關等。然后我們在老師的教導下通過上機學會了數控車床的程序編寫，因為是電腦操作，所以我們首先必須學會電腦能夠識別的語言、指令等，這