第1章 数控机床故障诊断与维修基础

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1、第一章数控机床故障诊断与维修基础1.1数控机床入门知识1.2数控机床的故障1.3数控机床的可靠性1.4数控机床的修理1.1数控机床入门知识1.1.1数控机床的概念是一种典型的机电一体化产品，能实现机械加工的高速度、高精度和高度自动化，代表了机床发展的方向。国际信息处理联盟（IFIP）第五技术委员会对数控机床的定义是：数控机床是一个装有程序控制系统的机床。该系统能够逻辑地处理具有使用号码，或其它符号编码指令规定的程序。这里所说的程序控制系统，通常称作数控系统。下一页返回1.1.2数控机床的组成数控机床的

2、组成框图如图1-1所示。数控机床主要由三大部分组成，除了机床本体外，还包括数控机床特有的两部分：即对数控机床进行指挥、控制的数控装置和驱动机床执行机构实施运动的伺服系统。返回1.1数控机床入门知识上一页下一页1.1.3数控机床的工作原理1.数控机床的工作过程数控机床的工作过程如图1-2所示。2.控机床的工作原理数控机床在加工零件时，根据所输入的数控程序，由数控装置控制机床执行机构的各种动作，使刀具与工件及其它辅助装置严格地按照数控程序规定的顺序、路径和参数进行工作，从而加工出满足给定技术要求的零件。1

3、.1数控机床入门知识返回上一页下一页1.1.4数控机床的种类1.按机床的工艺用途分类（1）普通数控机床普通数控机床是与传统的普通机床工艺可行性相似的各种数控机床的统称。又可以分为数控车床、数控铣床、数控刨床、数控磨床、数控钻床及数控电加工机床等。如图1-3是数控车床，图1-4是数控铣床。1.1数控机床入门知识返回上一页下一页（２）加工中心数控加工中心机床简称加工中心（即MC），是带有刀库和自动换刀装置，并具有多种工艺手段的数控机床。除常见的卧式、立式、单柱、双柱（龙门式）加工中心外，还有单工作台、多工

4、作台及复合（五面）加工中心等。图1-5是卧式加工中心，图1-6是立式加工中心。加工中心设置有刀库和相应的换刀机构图1-6所示加工中心的刀库容量为16把。1.1数控机床入门知识返回上一页下一页（３）多坐标轴数控机床有些复杂的工件，例如螺旋浆、飞机发动机叶片曲面等用三坐标轴数控机床无法加工，于是出现了多坐标轴的数控机床，其特点是控制轴数较多，机床结构比较复杂。坐标轴的轴数取决于加工工件的工艺要求。1.1数控机床入门知识返回上一页下一页(4)特种数控机床特种数控机床是通过特殊的数控装置并自动进行特种加工的机

5、床，其特种加工的含义主要是指加工手段特殊，零件的加工部位特殊，加工的工艺性能要求特殊等。常见的特种数控机床有：数控线切割机床、数控激光加工（切割、打孔、焊接等）机床，数控火焰切割机床及数控弯管机床等。1.1数控机床入门知识返回上一页下一页2.按照机械加工的运动轨迹分类（1）点位控制机床点位控制就是保证单点在空间的位置，而不保证点到点之间的路径轨迹和精度的控制。如图1-7所示，起点到终点的运动轨迹可以是1轨迹或2轨迹中的任一种。这种控制主要用于数控冲床、数控钻床、数控点焊设备中；还可以用在数控坐标镗铣床

6、上。1.1数控机床入门知识返回上一页下一页(2)直线控制机床直线控制就是不仅要保证点的位置精度，而且要保证点与点之间的走直线精度，如图1-8所示。在数控镗铣床上使用这种控制方法，可以在一次装夹箱式零件中对其平面和台阶完成铣削，然后再进行钻孔、镗孔加工。这样可以大大提高生产率。1.1数控机床入门知识返回上一页下一页(3)轮廓控制机床轮廓控制是对两个或两个以上的坐标轴同时进行控制，如图1-9所示。它不仅能保证各点的位置精度，而且还要控制加工过程中各点的位移速度，也就是刀具移动的轨迹。要保证尺寸精度，还要保

7、证形状精度。在运动过程中，同时要向两个坐标轴分配脉冲，使它们走出所要求的形状来，这叫插补运算。它是一种软仿形，而不是靠模仿形。所以大大缩短了生产准备时间，更重要的是这种软仿形的精度要比硬仿形的高很多倍。1.1数控机床入门知识返回上一页下一页3.按伺服系统的控制原理分类(1)开环控制系统开环控制就是无位置反馈的一种控制方法，它采用的控制对象、执行机构多半是步进式电动机或液压转矩放大器(电液脉冲马达)，图1-10就是采用步进电机作为控制对象的。在实际工业生产中，这种结构逐渐被闭环系统所取代。开环控制系统结

8、构简单、控制方法简便，所以价格也很便宜。对于加工精度要求不高，且功率需求不是很大的地方，还是可以使用的。1.1数控机床入门知识返回上一页下一页(2)闭环控制系统图1-11是闭环控制数控机床的结构简图.闭环控制系统就是对机床移动部件的位置直接用直线位置检测装置进行检测，再把实际测量出的位置反馈到数控装置中去，与输入指令比较是否有差值，然后用这个差值去控制，使运动部件按实际需要值去运动，从而实现准确定位。1.1数控机床入门知识返回上一页下一页1.1.5数控机