数控机床典型结构及其故障诊断《数控机床故障诊断》课件.ppt

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1、2数控机床典型结构及其故障诊断《1》数控机床基础件指床身、底座、立柱、横粱、滑座、工作台等。是整台机床的基础和框架，机床的其他零、部件固定在基础件上，或工作时在其导轨上运动。《2》数控机床的机械结构①主传动系统；②进给传动系统；③实现某些部件动作和辅助功能的系统和装置。液压、气动，润滑、冷却等系统，排屑、防护装置，刀架和自动换刀装置，自动托盘交换装置；④特殊功能装置刀具破损监控、精度检测和监控装置。主轴的作用提供切削功率、在高档数控机床中还具有C轴功能及定向功能进给部件：其作用是在伺服电机的驱动下完成直线运动的定位、进给。下图是滚珠丝杠、联轴节的实

2、物照片。位置检测装置：完成位置信号的反馈，反馈精度决定了机床的加工精度。以下是：直线光栅尺、圆光栅等位置检测元件《3》加工中心除上述组成部分外，至少还应有自动换刀装置，有的还有双工位工件自动交换装置。《4》柔性制造单元带有工位数较多的工件自动交换装置，带有上下料自动工业机器人。第四周08机电第六周08机械、机械师自动换刀装置：数控车床的转塔刀架、加工中心的刀库及换刀机构，能够使工件一次装夹后不用再拆卸工件就可完成多工序的加工。2．1数控机床主传动将主电机的原动力变成可加工主轴上刀具切削加工的切削力矩和切削速度。为适应各种不同的加工，数控机床的主传动

3、系统应具有较大的调速范围，以保证加工时能选用合理的切割用量。同时主传动系统还需要有较高精度和刚度，并尽可能降低噪声，从而获得最佳的生产率、加工精度和表面质量。TIANJIN中德培训中心刀库主轴X轴Y轴Z轴操作显示单元机械手床身导轨该图是一个加工中心的光机由X、Y、Z及主轴头组成。导轨的作用：支承和引导运动部件沿一定轨道运动。数控车床数控磨床电加工数控冲床2．1．1主传动变换方式数控机床的主传动必须满足以下要求：1>为了适应材料切削加工的要求以及不同的加工方法，主轴的传动系统要有较宽的调速范围以及相应的输出力矩。2>主轴部件将直接装夹刀具对工件进行切

4、削。主轴对零件的加工质量、表面粗糙度和刀具使用寿命均有很大的影响，要求它能高效地加工高精度、表面质量较好的工件。3>主轴传动系统要求有良好的运动参数及动力学参数，才能体现高精度、高速度、高刚度、小振动、小的热变形及低噪声。4>对于数控加工中心，要求ATC刀具交换机构从主轴取刀、装刀具时可靠地锁紧与松开，同时要求数控机床主轴转角位置准确。数控机床主传动系统种类主要有无级变速，分段无级变速和内置电机变速三种方式。(1)无级变速主传动采取无级变速，不仅能在一定的变速范围内选择到合理的切削速度，而且还能够在运动中自动变速.无级变速有机械、液压、电气等多种形

5、式。数控机床一般都采用直流或交流主轴伺服电机作为驱动的电气无级变速。其优点是结构紧凑，但主轴转速的变化及转矩的输出和电机的输出特性一致，因而使用上受到一定限制。例如，某公司生产的直流主轴伺服电机功率可以从3.7kW--15kW，用于控制数控机床的主传动。它具有如下特点：①采用全封闭式结构，能防止沙尘与切削油液等的溅人；②电机转子轴为空心机构，内装冷却系统，能将电机内部的热量有效地减少到最小，由于采用了特殊的辅助电机，可使损耗减少，效率提高；③过载能力强，可以在30min内过载36％运转；④有较宽的调速范围，低速时采用调压调速，可获得恒转矩输出，高速

6、时采用调磁调速，可获得恒功率输出；⑤采用晶闸管三相全波整流驱动电路，加速和减速响应灵敏，运动平稳，能保证工件加工表面的粗糙度的要求；⑥主轴定向准停。(2)分段无级变速数控机床在实际生产中，并不需要在整个变速范围内均为恒功率。一般要求在中、高速段为恒功率传动，一般要求在低速段为恒转矩传动。为了确保数控机床主轴低速时有较大的转矩和主轴的变速范围尽可能大，有的数控机床在交流或直流电机无级变速的基础上配以齿轮变速，使之成为分段无级变速。在带有齿轮变速的分段无级变速系统中，主轴的正、反启动，停止与制动是直接控制电机来实现。主轴的变速是由电机转速的无级变速与齿

7、轮的有级变速相配合来实现。齿轮有级变速机构通常采用两种变速方式：《1》液压拨叉变速；《2》电磁离合器变速。《1》液压拨叉变速需要配置液压系统，简单、有效。《2》电磁离合器变速优点：便于实现自动操作，并有现成的系列产品可供选用。能简化变速机构，通过安装在传动轴上离合器的吸台和分离的不同组合来改变齿轮的传动路线，实现主轴的变速。缺点：采用电磁离合器变速具有剩磁和发热等缺点，因此它的应用范围也受到一定限。液压拨叉变速机构带有齿轮传动的主传动系统中，齿轮的换挡主要靠液压拨叉来完成。图3-3三位液压拨叉工作原理图1、5－液压缸；2－活塞杆；3－拨叉；4－套筒

8、。电磁离合器变速（主轴）电磁离合器是应用电磁效应接通或切断运动的元件，由于它便于实现自动操作，并有现成的系列产品可供选用，