導語：數(shù)控機床基礎部件實踐原理研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：分析數(shù)控機床基礎部分結(jié)構(gòu)構(gòu)成，并掌握其實質(zhì)性實踐原理，有利于更好了解數(shù)控機床技術(shù)應用特點，加強技術(shù)人員對數(shù)控機床技術(shù)故障的排查能力，解決數(shù)控機床技術(shù)故障存在維護、管理難題。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機床；基礎部件；實踐原理

數(shù)控機床技術(shù)應用廣泛普及，對于提高社會生產(chǎn)力及社會生產(chǎn)水平起到關(guān)鍵性作用。未來階段，智能化技術(shù)與萬物互聯(lián)技術(shù)普及，將對數(shù)控機床技術(shù)發(fā)展產(chǎn)生新的影響。做好對數(shù)控機床基礎部件實踐原理分析，對于更好完善數(shù)控機床技術(shù)應用體系及提高技術(shù)應用水平具有重要意義。

1數(shù)控機床技術(shù)應用特點及優(yōu)勢

數(shù)控機床技術(shù)應用起源于美國。但由于美國數(shù)控機床技術(shù)應用成本較高，核心技術(shù)主要應用于科研實踐，使20世紀90年代美國數(shù)控機床技術(shù)發(fā)展一度被德國、日本趕超。我國數(shù)控機床技術(shù)研究起步相對較晚，但截止20世紀80年代，已然形成數(shù)控機床技術(shù)開發(fā)初步技術(shù)積累。隨著近年來機械加工技術(shù)及計算機技術(shù)發(fā)展水平的進一步提高，數(shù)控機床技術(shù)應用高效化、高穩(wěn)定性及高精準性的基礎優(yōu)勢逐漸凸顯，為數(shù)控機床技術(shù)應用發(fā)展夯實基礎[1]。

1.1數(shù)控機床加工精確性及運行穩(wěn)定性較高

早期階段機械加工，采用單一傳感器控制刀具的走刀軌跡，由于不同傳感器參數(shù)及操作人員技術(shù)水平存在差異，使機械加工精度存在一定誤差值，需要后續(xù)階段進行重新加工校正。數(shù)控機床所采用數(shù)字信號控制方式，極大降低機械加工基礎構(gòu)件的誤差，提高構(gòu)件加工處理精度。從現(xiàn)有的技術(shù)來看，數(shù)控機床構(gòu)件加工可以將誤差控制在0.1mm范圍內(nèi)，滿足大部分機械構(gòu)件生產(chǎn)需求。由于數(shù)控機床采用一體化設計結(jié)構(gòu)，部分模組基于模塊化設計進行對接，使數(shù)控機床具有較高的運行穩(wěn)定性，不僅在構(gòu)件生產(chǎn)方面不容易產(chǎn)生誤差。同時，在調(diào)整構(gòu)件加工參數(shù)方面也具有良好穩(wěn)定性，降低結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性因素對構(gòu)件加工精確性產(chǎn)生的影響，實現(xiàn)對當前機械構(gòu)件加工水平的充分提高[2]。

1.2數(shù)控機床加工生產(chǎn)效率較高

數(shù)控機床采用數(shù)字控制模塊與機械加工模塊雙向融合設計邏輯。針對機械構(gòu)件的加工進行設定固定數(shù)據(jù)參數(shù)即可實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，無需在中間環(huán)節(jié)對機械構(gòu)件生產(chǎn)進行人工校對或人工打磨，有效提升數(shù)控機床機械加工基礎生產(chǎn)效率。除此之外，數(shù)控機床一體化設計，解決機械加工設備內(nèi)部模組兼容性不足問題，降低數(shù)控機床產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性故障的可能性，避免因數(shù)控機床頻繁產(chǎn)生故障問題對機械構(gòu)件生產(chǎn)產(chǎn)生影響。綜合來看，數(shù)控機床技術(shù)應用發(fā)展，一定程度提升機械構(gòu)件加工、生產(chǎn)時效性，滿足對不同形態(tài)、不同結(jié)構(gòu)參數(shù)及不同用途機械構(gòu)件加工需求，真正意義實現(xiàn)機械生產(chǎn)的自動化發(fā)展，提升現(xiàn)階段機械構(gòu)件加工、生產(chǎn)總體水平[3]。

1.3數(shù)控機床結(jié)構(gòu)集成度較高

目前，現(xiàn)階段主流的數(shù)控機床結(jié)構(gòu)設計，采用微型計算機與機械結(jié)構(gòu)進行銜接的設計方案。早期階段數(shù)控機床設備設計，則采用微處理器數(shù)字控制與機械自動化控制相結(jié)合設計模式。由于早期階段計算機技術(shù)發(fā)展普及成本相對較高，使數(shù)控機床結(jié)構(gòu)集成度較低，雖然在一定程度實現(xiàn)機械自動化及數(shù)字化生產(chǎn)，但仍然需要在生產(chǎn)前、生產(chǎn)過程中及完成生產(chǎn)后進行頻繁的人工干預。集成微型計算機設備的現(xiàn)代數(shù)控機床設備，則有效解決以上問題，進一步提高數(shù)控機床設計的內(nèi)部結(jié)構(gòu)密度，強化數(shù)控機床設備結(jié)構(gòu)集成度，使數(shù)控機床設備及生產(chǎn)、控制、管理及維護等各個方面，均能在較短時間內(nèi)完成，無需進行繁瑣的人工管理、維護，切實提升數(shù)控機床設備生產(chǎn)效率及生產(chǎn)成本控制能力。

2數(shù)控機床基礎部件的主要構(gòu)成

數(shù)控機床基礎部件數(shù)量較多，但大部分部件均集成于數(shù)控系統(tǒng)、傳統(tǒng)系統(tǒng)、測量反饋系統(tǒng)與機床加工系統(tǒng)四個主要模塊。因此，數(shù)控機床設備正常運行及系統(tǒng)運轉(zhuǎn)，必須依賴于各個系統(tǒng)之間協(xié)調(diào)遞進，通過發(fā)揮各個系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢，實現(xiàn)對數(shù)控機床技術(shù)應用水平的提高。針對數(shù)控機床基礎部件實踐原理的分析，應充分掌握數(shù)控機床內(nèi)部各個部件系統(tǒng)功能，了解不同部件系統(tǒng)特點，以便做好數(shù)控機床基礎部件實踐原理的邏輯性分析。

2.1數(shù)控系統(tǒng)

現(xiàn)階段數(shù)控機床設計，大部分采用CNC設計方案，該設計方案實現(xiàn)對多個微處理器信息數(shù)據(jù)有效匯總，使數(shù)控設備能系統(tǒng)化實現(xiàn)對各個部件進行控制，簡化單一部件手動控制流程。數(shù)控機床的數(shù)控系統(tǒng)，主要負責參數(shù)設置及設備調(diào)整，根據(jù)機械構(gòu)架加工生產(chǎn)要求對數(shù)控機床生產(chǎn)加工方式及刀具走向參數(shù)進行配置。數(shù)控系統(tǒng)集成顯示器、鍵盤、控制桿及磁盤等多個計算機部件。顯示器主要負責顯示數(shù)據(jù)參數(shù)，結(jié)合操作人員對鍵盤信息錄入，將信息數(shù)據(jù)存儲于磁盤設備，使數(shù)控機床加工生產(chǎn)能按照標準化流程推進。

2.2傳動系統(tǒng)

傳動系統(tǒng)亦可稱之為機械動力系統(tǒng)。傳動系統(tǒng)囊括變速齒輪、同步齒輪傳送帶及主軸電機等多個基礎設備。早期階段，由于傳統(tǒng)系統(tǒng)的設計大部分依賴主軸設備進行控制，使數(shù)控系統(tǒng)與傳動系統(tǒng)之間連接需要基于傳感器進行數(shù)據(jù)傳輸。隨著現(xiàn)代計算機技術(shù)發(fā)展對信號脈沖技術(shù)充分普及，現(xiàn)代數(shù)控機床傳統(tǒng)系統(tǒng)可以直接由數(shù)控系統(tǒng)進行控制管理，進一步解決數(shù)控系統(tǒng)對傳統(tǒng)系統(tǒng)控制延遲問題，強化數(shù)控機床機械構(gòu)件加工、生產(chǎn)精度。

2.3測量反饋系統(tǒng)

由于數(shù)控機床采用數(shù)字化控制方案，保證數(shù)據(jù)測算經(jīng)濟及數(shù)據(jù)信息采集的精確性，則成為提升數(shù)控機床機械構(gòu)件加工質(zhì)量的重中之重。測量反饋系統(tǒng)正是保證數(shù)控機床機械構(gòu)件切削精確度的主要部件之一。在數(shù)控機床技術(shù)普及之前，機械切割機床采用機械測量方式進行數(shù)據(jù)采集，通過標注標尺數(shù)據(jù)參數(shù)，利用傳感器與數(shù)據(jù)測量標尺數(shù)據(jù)分析，對機床切削精度進行控制。但由于測量標尺標注精度難以達到0.5mm以下，使其無法滿足高精度機械構(gòu)件加工需求。數(shù)控機床所采用的測量反饋系統(tǒng)，則是集成伺服電動機、步進電動機、直流伺服電動機等電器元件數(shù)控裝置，通過固定機床切削設備坐標與實時坐標定位，實現(xiàn)對機械構(gòu)件加工誤差控制，提高數(shù)控機床實際加工生產(chǎn)精確性。

2.4機床切削加工系統(tǒng)

機床切削加工系統(tǒng)是機床設備主要構(gòu)件。該系統(tǒng)包括底座、立柱、橫梁、滑座、工作臺、主軸箱及刀架等多個部分。該系統(tǒng)主要負責對機械構(gòu)件進行加工處理，并針對機械構(gòu)件加工需求，控制機床設備抗震強度，降低機床震動對切削刀設備的影響，保證機械構(gòu)件切削精度。機床切削加工系統(tǒng)的設計，需要考慮不同環(huán)境對數(shù)控機床各類使用需求。所以，在床身、立柱、橫梁及滑座等部件設計方案，要選用耐高溫及耐腐蝕采用進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，降低外部環(huán)境對機床加工作業(yè)影響，使數(shù)控機床能按照機械構(gòu)件加工要求正常進行加工生產(chǎn)作業(yè)。

3數(shù)控機床基礎部件的實踐原理及技術(shù)邏輯

數(shù)控機床基礎部件的構(gòu)成主要是數(shù)控設備及機床加工設備兩個部分組成。數(shù)控設備，是由微處理器、中央處理器、傳感器與程序控制模塊等多個部分組成。其中，數(shù)控設備實際運行需要傳感器對數(shù)控機床內(nèi)部各個部件運行狀態(tài)與數(shù)據(jù)參數(shù)進行采集，對數(shù)據(jù)信息匯總后由微處理器對數(shù)據(jù)信息進行計算。在完成數(shù)據(jù)匯總與數(shù)據(jù)測算之后，再通過傳感器設備對微處理器數(shù)據(jù)信息及數(shù)據(jù)指令進行傳輸，由終端設備中央處理器與顯示器設備將數(shù)據(jù)參數(shù)呈現(xiàn)到顯示器。技術(shù)人員可以根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)參與對機床各個部件的運行狀態(tài)進行調(diào)整。這其中，光電編碼器、溫度傳感器、壓力傳感器、感應同步器、速度床干起及電流傳感器等各類不同傳感器設備，需要實現(xiàn)系統(tǒng)功能有效串聯(lián)，通過系統(tǒng)程序控制實現(xiàn)傳感器系統(tǒng)功能。所以，數(shù)控機床的數(shù)控設備，主要針對數(shù)控機床設備參數(shù)分析、設備管理及設備控制功能加以實現(xiàn)，從而有效簡化數(shù)控機床設備操控流程。數(shù)控機床的機床加工設備，則需要具備銑削、鉆削、鏜削、鉸削和攻絲等多種功能，根據(jù)機械構(gòu)件加工要求，調(diào)整構(gòu)件形態(tài)與設備姿態(tài)。其中，伺服進給系統(tǒng)與主軸電機等設備，是數(shù)控機床形成機械動力的主要部件。在針對機械構(gòu)件的切削與加工處理過程中，需要根據(jù)對機床刀具運動結(jié)構(gòu)調(diào)整，做好對運動軌跡的控制，對于需要進行二次加工的機械構(gòu)件，則需要做好對滑動導軌、滾動導軌的有效控制，從而提高數(shù)控機床機械構(gòu)件加工時效性與精確性。

4結(jié)語

數(shù)控機床內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復雜，針對數(shù)控機床基礎部件實踐原理分析，需要在充分了解數(shù)控機床技術(shù)特點的同時，做好對數(shù)控機床系統(tǒng)運行內(nèi)在邏輯的掌握，從而更好地分析數(shù)控機床不同基礎部件之間內(nèi)在聯(lián)系，提升數(shù)控機床理論研究與分析能力。

參考文獻

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作者：韓開生 單位：河北工業(yè)職業(yè)技術(shù)大學