数控机床日常维护的基本知识

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1、第5章数控机床日常维护的基本知识知识目标技能目标了解数控机床的结构及工作原理；掌握数控机床的操作维护规程和数控机床的日常维护与保养知识；掌握数控机床的日常点检要点。数控机床的操作维护规程和数控机床的日常维护与保养方法；数控机床的日常点检。§5.1数控机床的结构与工作原理5.1.1数控机床的结构数控机床大体由输入装置、数控装置、伺服系统（包括检测装置）和机床本体组成，如下图所示。§5.1.1数控机床的结构输入装置输入装置与输入方法有关，输入方法有以下三种。控制介质输入控制介质即数控信息的物质载体，有穿孔

2、纸带、磁带、磁盘等；相应的输入装置是光电纸带阅读机、录音机、磁盘驱动器等。手工输入利用键盘和显示屏，输入控制机床和刀具运动的指令。具体分为手动数据输入（MDI）与在数控显示装置的程序编辑界面，用软键或键盘输入程序存于内存中。直接输入存储器从自动编程机、其它计算机或网络上，将编制好的加工程序通过通信接口直接输入数控装置的存储器。§5.1.1数控机床的结构数控装置（1）数控装置的组成由硬件和软件组成。硬件包括通用I/O接口、CPU、存储器、可编程序控制器（PLC）及数字通信接口等。软件包括管理软件和控制软

3、件。数控装置的功能主要功能为读入数值、存储、运算处理，产生控制信息控制机床运动，按确定的顺序和设定的条件规则实行程序控制。§5.1.1数控机床的结构数控装置（2）数控装置的硬件结构示意图§5.1.1数控机床的结构伺服系统伺服系统的组成伺服系统由驱动装置、执行机构及位置、速度检测反馈装置。伺服电机是伺服系统的执行机构，驱动装置则是伺服电机的动力源。来自数控装置的指令信号经功率放大，驱动伺服电机，进而通过机械传动系统驱动机床主轴、工作台架等机床运动部件。伺服系统的分类按控制原理可分为开环系统、半闭环系统、

4、闭环系统和混合环系统。§5.1.1数控机床的结构伺服系统-驱动装置驱动装置接受数控系统输出的速度控制信号，输出电能驱动电动机。由于驱动装置用于对驱动电机的速度控制，故有时也称驱动装置为速度控制单元；又因为驱动装置是伺服系统中的功率放大部分，故又可称驱动装置为伺服驱动单元。驱动装置中功率器件的作用就是将控制信号进行功率放大，以达到驱动电动机的目的。§5.1.1数控机床的结构伺服系统-执行机构驱动电机是数控机床伺服系统的执行元件。数控机床驱动电机的常用种类如下图所示：§5.1.1数控机床的结构伺服系统-执

5、行机构（步进电动机）步进电动机是一种将脉冲信号变成角位移的电动机。角位移与输入脉冲个数成正比。主要用于开环控制方式，没有反馈机构，结构较简单。§5.1.1数控机床的结构伺服系统-执行机构（直流伺服电动机）直流伺服电动机具有转矩大、过载能力强、动态响应好、良好的调速性能等很多优点。但是它存在一些固有的缺点，例如其电刷和换向套易磨损，需经常维护，结构也比较复杂。数控机床上应用的直流伺服电动机主要是永磁直流伺服电动机。§5.1.1数控机床的结构伺服系统-执行机构（进给电动机）交流伺服电动机其应用已成了当今数

6、控机床驱动系统的主流。它有固有的缺点，例如其电刷和换向套易磨损，需经常维护，结构也比较复杂。交流电动机的速度控制应用最多的是变频调速。一般采用先将交流电源变为直流，再变为可供给电动机的可调压、可调频的交流电。§5.1.1数控机床的结构伺服系统-执行机构（主轴电动机）主轴电动机结构交流主轴电动机采用三相交流异步电动机。总体结构由定子及转子构成，定子上有固定的三相绕组，转子铁心上开有许多槽，每个槽内装有一根导体，所有导体两端短接在端环上，如果去掉铁心，转子绕组的形状像一个鼠笼，所以叫做笼型转子。§5.1.

7、1数控机床的结构伺服系统-执行机构（主轴电动机的定子）主轴电动机的定子（鼠笼式异步电动机）§5.1.1数控机床的结构伺服系统-执行机构（主轴电动机的转子）主轴电动机的转子（鼠笼式异步电动机）§5.1.1数控机床的结构伺服系统-执行机构（主轴驱动形式）主轴驱动形式目前主要有两种驱动形式，一是主轴电动机带齿轮换档变速，以增大传动比，放大主轴功率，满足切削加工的需要；二是主轴电动机通过同步齿形带或皮带驱动主轴，该类主轴电动机又称宽域电动机或强切削电动机，具有恒功率、调速比大等特点。采用强切削电动机后，由于无

8、需机械变速，主轴箱内省却了齿轮和离合器，主轴箱实际上成为了主轴支架，简化了主传动系统。§5.1.1数控机床的结构位置、速度检测反馈装置采用闭环控制的数控机床需要利用检测元件进行位置与速度检测，然后反馈给伺服控制系统。§5.1.1数控机床的结构检测元件速度检测元件主要有直流测速发电机和脉冲编码器等。位置检测元件根据检测位置的不同，位置检测分为半闭环和闭环方式。半闭环方式是通过测量伺服电动机或滚丝杠的回转角来求得移动位置的，而闭环控制则是直接测量工作台的移动