2　數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點

    數(shù)控機(jī)床雖然也有普通機(jī)床所具有的床身和立柱疲恢、導(dǎo)軌凶朗、工作臺瓷胧、刀架等部件。但為了與控制系統(tǒng)的高精度棚愤、高速度控制相匹配搓萧，對機(jī)床主機(jī)部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計還提出了高精度、高剛度宛畦、低慣量瘸洛、低摩擦、無間隙次和、高諧振頻率反肋、適當(dāng)?shù)淖枘岜鹊纫蟆Ｓ捎?a target="_blank" class="mmstipa1" >機(jī)械結(jié)構(gòu)形式是體現(xiàn)其性能的具體手段踏施，是實現(xiàn)性能的核心因素(當(dāng)然結(jié)構(gòu)也受材料和工藝的影響)囚玫，因此，數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵部件在結(jié)構(gòu)設(shè)計中也有了重大變化榕华。

    2.1　基礎(chǔ)部件的結(jié)構(gòu)特點

    數(shù)控機(jī)床的基礎(chǔ)件主要包括床身方较、立柱、工作臺等支承件粮忍，它們的基本功能是支承承載和保持各執(zhí)行器官的相對位置衷求。數(shù)控機(jī)床集粗精加工于一體，既要能夠承受粗加工時大吃刀肄蓄、大走刀的最大切削力搞督、又要能夠保證精加工時的高精度。因此偷瀑，對基礎(chǔ)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計在強(qiáng)度胚搂、剛度、抗振性叶皿、熱變形和內(nèi)應(yīng)力等都提出了很高的要求∑炅叮現(xiàn)行生產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床采用的主要措施有：鑄件采用全封閉截面，合理布置內(nèi)部隔板和肋條拢掷，含砂造型或填充混凝土等材料丁恭，導(dǎo)軌面加寬，車床采用傾斜的床身和導(dǎo)軌還利于排屑斋日，床身牲览、立柱采用鋼質(zhì)焊接結(jié)構(gòu)，可以明顯提高其剛度恶守，根據(jù)熱對稱原則布局還能增加散熱隔熱效果第献。

    2.2　主傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點

    主傳動系統(tǒng)實現(xiàn)各種刀具和工件所需的切削功率，且在盡可能大的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)保證恒功率輸出兔港，同時為使數(shù)控機(jī)床能獲得最佳的切削速度庸毫，主傳動須在較寬的范圍內(nèi)實現(xiàn)無級變速∩藜叮現(xiàn)行數(shù)控機(jī)床采用高性能的直流或交流無級調(diào)速主軸電機(jī)，較普通機(jī)床的機(jī)械分級變速傳動鏈大為簡化岔绸。對加工精度有直接影響的主軸組件的精度、剛度橡伞、抗振性和熱變形性能要求盒揉，可以通過主軸組件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和合理的軸承組合及選用高精度專用軸承加以保證。為提高生產(chǎn)率和自動化程度兑徘，主軸應(yīng)有刀具或工件的自動夾緊刚盈、放松、切屑清理及主軸準(zhǔn)停機(jī)構(gòu)嘹征。最近日本又開發(fā)研制了新型的陶瓷主軸蓄梯，重量輕，熱膨脹率低纸靠，用在加工中心上游推，具有高的剛性和精度。

    2.3　進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點

    數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)是由伺服電機(jī)驅(qū)動誓读，通過滾珠絲杠帶動刀具或工件完成各坐標(biāo)方向的進(jìn)給運(yùn)動胳雁。為確定進(jìn)給系統(tǒng)的傳動精度和工作穩(wěn)定性，在設(shè)計機(jī)械裝置時伞让，以“無間隙康逝、低摩擦、低慣量停濒、高剛度”為原則菲恢，具體措施有： ①采用低摩擦、輕拖動衣右、高效率的滾珠絲杠和直線滾動導(dǎo)軌锁孟； ②采用大扭矩、寬調(diào)速的伺服電機(jī)直接與絲杠相聯(lián)接茁瘦，縮短和簡化進(jìn)給傳動鏈罗岖； ③通過消隙裝置消除齒輪、絲杠腹躁、聯(lián)軸器的傳動間隙桑包； ④對滾動導(dǎo)軌和絲杠預(yù)加載荷，預(yù)拉伸纺非。

    2.4　數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺和自動交換工作臺

    數(shù)控鏜哑了、數(shù)控銑和加工中心，采用內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有數(shù)控進(jìn)給驅(qū)動機(jī)構(gòu)特點的回轉(zhuǎn)工作臺烧颖，實現(xiàn)圓周任意角度的分度和進(jìn)給運(yùn)動弱左。對多工序數(shù)控機(jī)床窄陡，配置自動交換工作臺，進(jìn)一步縮短輔助加工時間拆火。

    2.5　刀架系統(tǒng)

    回轉(zhuǎn)刀架跳夭，更換主軸換刀和帶刀庫的自動換刀系統(tǒng)及多刀架、多主軸布局對提高生產(chǎn)效率和自動化水平發(fā)揮了重要作用叶奈。為使刀具在機(jī)床上迅速定位湃儒、夾緊，普遍采用標(biāo)準(zhǔn)刀具系統(tǒng)和機(jī)夾刀尸惭。

    2.6　數(shù)控附件

    機(jī)床附件的作用是配合機(jī)床實現(xiàn)自動化加工氯摆。數(shù)控機(jī)床專用的附件有：①對刀儀，②自動編程機(jī)男磅，③自動排屑器峡冻，④物料儲運(yùn)及上下料裝置，⑤自動冷卻蜂澄、潤滑及各種新型配套件如導(dǎo)軌防護(hù)罩等最奸。

    3　數(shù)控機(jī)床的外觀造型特點

    數(shù)控機(jī)床的外觀大都采用線型簡潔的板塊組合式全封閉安全防護(hù)罩，配備有現(xiàn)代特征的集操作墨攻、顯示溶绢、控制于一體的操作面板，淘汰了普通機(jī)床各種操作手柄打吱、手輪和線型復(fù)雜零散的多面型表面形態(tài)劫扶。安全防護(hù)罩可防止高壓、大流量冷卻液及鐵屑飛濺锭吨，減少粉塵入侵蠢莺，隔聲降噪，有利于機(jī)床的精度保持和環(huán)境保護(hù)零如，真正體現(xiàn)了機(jī)躏将、電、液一體化的特點考蕾。

    依人機(jī)工程學(xué)宜人性原則設(shè)計的桌面式或懸掛式數(shù)控操作面版祸憋，是機(jī)床與操作者聯(lián)系和信息交流的唯一界面，指示燈肖卧、按鈕蚯窥、按鍵的數(shù)量與排列及CRT的設(shè)計，既適合人的操作特性塞帐，又利于人機(jī)間的協(xié)調(diào)與交流拦赠，通過視覺良好的鍵面色彩，標(biāo)準(zhǔn)化的象形符號意象抽取葵姥，能準(zhǔn)確反映和傳遞兩者間的信息荷鼠。

    4　結(jié)論

數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計反映產(chǎn)品內(nèi)在功能的深層特性句携，外觀表達(dá)的是產(chǎn)品表層特性，對用戶而言逛指，深層次的與產(chǎn)品使用密切相關(guān)的結(jié)構(gòu)性能要通過表層的外觀形態(tài)來傳遞和表達(dá)宴亦。全封閉防護(hù)罩雖然掩蓋了機(jī)床的主體結(jié)構(gòu)，卻至少傳達(dá)了數(shù)控機(jī)床這樣幾個方面的深層內(nèi)含：①先進(jìn)的數(shù)控數(shù)顯裝置骤转；②對機(jī)床的精度和剛度使用的可靠性啥闪、安全防護(hù)性及環(huán)保等有嚴(yán)格要求；③采用先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的刀具系統(tǒng)及安裝位置合理的自動換刀裝置甜脖；④采用整套商品化、標(biāo)準(zhǔn)化的新型配套件迈竖、自動排屑廊畔、潤滑和冷卻裝置等。概括為高精度脖煮、高效率贬奢、高自動化和機(jī)電液一體化。

15．常用的數(shù)控設(shè)備故障檢測方法有哪些蜀骗？

答：現(xiàn)在數(shù)控設(shè)備使用越來越廣泛悦追，隨之而來的是如何保證設(shè)備的有效利用率，設(shè)備出現(xiàn)故障時限寞，要盡快將設(shè)備恢復(fù)正常使用忍啸。為了解決這個問題，首先要求維修人員應(yīng)該有很高的素質(zhì)履植，不但要求具有豐富的專業(yè)知識计雌，如機(jī)電一體化技術(shù)、計算機(jī)原理玫霎、數(shù)控技術(shù)凿滤、PLC技術(shù)、自控技術(shù)庶近、拖動原理翁脆、液壓技術(shù)等，還要掌握機(jī)械加工常識和數(shù)控裝置的簡單編程鼻种，另外還要具有一定的英語水平反番，能夠閱讀英文技術(shù)資料。要有足夠的資料叉钥，包括機(jī)恬口、電、液圖紙速痹，機(jī)床參數(shù)備份裂蝉，系統(tǒng)使用維修手冊绳练，PLC梯形圖等。還要有一定量的備件虑庇。另外需要維修人員具有一定的經(jīng)驗枫昏，掌握一定的維修方法。筆者從事數(shù)控設(shè)備維修多年光丢，積累了一定的經(jīng)驗旋蝎，總結(jié)一套維修數(shù)控設(shè)備的方法，現(xiàn)介紹如下以供參考镰掐。
    要搞清故障現(xiàn)象
    當(dāng)數(shù)控設(shè)備出現(xiàn)故障時孕序，首先要搞清故障現(xiàn)象，向操作人員了解第一次出現(xiàn)故障時的情況炸诚，在可能的情況下觀察故障發(fā)生的過程递市，觀察故障是在什么情況下發(fā)生的，怎么發(fā)生的碗屏，引起怎樣的后果唁情。只有了解到第一手情況，才有利于故障的排除甫匹，把故障過程搞清了甸鸟，問題就解決一半了。搞清了故障現(xiàn)象兵迅，然后根據(jù)機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)的工作原理抢韭，就可以很快地確診問題所在并將故障排除，使設(shè)備恢復(fù)正常使用恍箭。
    如篮绰，一臺采用美國BRYANT公司TEACHABLE Ⅲ系統(tǒng)的數(shù)控外圓磨床在自動加工時，砂輪將修整器磨掉一塊季惯。為了觀察故障現(xiàn)象并防止意外再次發(fā)生吠各，將砂輪拆下運(yùn)行機(jī)床，這時再觀察故障現(xiàn)象勉抓，發(fā)現(xiàn)在自動磨削加工時贾漏，磨削正常沒有問題，工件磨削完之后，修整砂輪時，砂輪正常進(jìn)給宜掏，而砂輪修整器旋轉(zhuǎn)非嘲蹈希快蒙拜，很快就壓上限位開關(guān)，如果這時砂輪沒拆京拣，肯定砂輪又要撞到修整器上吗罪。根據(jù)機(jī)床的工作原理肢箕，砂輪修整器由E軸伺服電機(jī)帶動诸恤，用旋轉(zhuǎn)編碼器作為位置反饋元件。正常情況下修整器修整砂輪時牲支，Z軸滑臺帶動E軸修整器移動到修整位置微惦，修整器做30°~120°的擺動來修整砂輪。我們多次觀察故障現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)窥血，E軸在壓上限位開關(guān)時婶耕，在屏幕上E軸的坐標(biāo)值只有60°左右，而實際位置大概在180°左右牢辣，顯然是位置反饋出現(xiàn)問題赖厅，但更換了位控板和編碼器都沒有解決問題。我們又經(jīng)過反復(fù)的觀察和試驗晾咪，發(fā)現(xiàn)：E軸修整器在Z軸的邊緣時收擦，回參考點和旋轉(zhuǎn)擺動都沒有問題，要利用系統(tǒng)的報警信息禀酱。
    現(xiàn)在數(shù)控系統(tǒng)的自診斷能力越來越強(qiáng)炬守，設(shè)備的大部分故障數(shù)控系統(tǒng)都能夠診斷出來牧嫉，并采取相應(yīng)的措施剂跟，如停機(jī)等，一般都能產(chǎn)生報警顯示酣藻。當(dāng)數(shù)控設(shè)備出現(xiàn)故障時曹洽，有時在顯示器上顯示報警信息，有時在數(shù)控裝置上辽剧、PLC裝置上和驅(qū)動裝置上還會有報警指示送淆。這時要根據(jù)手冊對這些報警信息進(jìn)行分析，有些根據(jù)報警信息就可直接確認(rèn)故障原因怕轿，只要搞清報警信息的內(nèi)容偷崩，就可排除數(shù)控設(shè)備出現(xiàn)的故障。
    如撞羽，一臺采用德國SIEMENS 810系統(tǒng)的數(shù)控溝道磨床欣挠，開機(jī)后就產(chǎn)生1號報警顯示“BATTERY ALARM POWER SUPPLY”，很明顯指示數(shù)控系統(tǒng)斷電保護(hù)電池沒電蚀攘，更換新的電池后(注意：一定要在系統(tǒng)帶電的情況下更換電池)怕枣，將故障復(fù)位，機(jī)床恢復(fù)使用嘴略。另一臺采用SIEMENS 3系統(tǒng)的數(shù)控磨床庸既，開機(jī)后屏幕沒有顯示，檢查數(shù)控裝置，發(fā)現(xiàn)CPU板上一個發(fā)光二極管閃爍技熊，根據(jù)說明書倾莽，分析其閃爍頻率，確認(rèn)為斷電保護(hù)電池電壓低锤距，更換電池后巡软，重新啟動系統(tǒng)故障消失。
    如脸夜，一臺采用日本FANUC 0TC系統(tǒng)的數(shù)控車床菌劲，出現(xiàn)2043號報警，顯示“HYD. PRESSURE DOWN"子姜，指示液壓系統(tǒng)壓力低祟绊。根據(jù)報警信息，對液壓系統(tǒng)進(jìn)行檢查哥捕，發(fā)現(xiàn)液壓壓力確實很低牧抽，對液壓壓力進(jìn)行調(diào)整使機(jī)床恢復(fù)了正常使用。
    另一些故障的報警信息并不能反映故障的根本原因遥赚，而是反映故障的結(jié)果或者由此引起的其它問題扬舒，這時要經(jīng)過仔細(xì)的分析和檢查才能確定故障原因，下面的方法對這類故障及沒有報警的一些故障的檢測是行之有效的凫佛。

16．目前國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床現(xiàn)狀怎么樣讲坎？

答：2003年開始，中國就成了全球最大的機(jī)床消費(fèi)國愧薛，也是世界上最大的數(shù)控機(jī)床進(jìn)口國晨炕。目前正在提高機(jī)械加工設(shè)備的數(shù)控化率，1999年毫炉，我們國家機(jī)械加工設(shè)備數(shù)控華率是5－8％瓮栗，目前預(yù)計是15－20％之間。  
　　一垄套、什么是數(shù)控機(jī)床  
　　車番链、銑、刨沦浆、磨蝉齐、鏜、鉆启孔、電火花方蜡、剪板、折彎键羡、激光切割等等都是機(jī)械加工方法锚拳，所謂機(jī)械加工，就是把金屬毛坯零件加工成所需要的形狀，包含尺寸精度和幾何精度兩個方面销泽。能完成以上功能的設(shè)備都稱為機(jī)床氧胳，數(shù)控機(jī)床就是在普通機(jī)床上發(fā)展過來的，數(shù)控的意思就是數(shù)字控制辰令。給機(jī)床裝上數(shù)控系統(tǒng)后伴鳖，機(jī)床就成了數(shù)控機(jī)床。當(dāng)然徙硅，普通機(jī)床發(fā)展到數(shù)控機(jī)床不只是加裝系統(tǒng)這么簡單榜聂，例如：從銑床發(fā)展到加工中心，機(jī)床結(jié)構(gòu)發(fā)生變化嗓蘑，最主要的是加了刀庫须肆，大幅度提高了精度。加工中心最主要的功能是銑桩皿、鏜豌汇、鉆的功能。  
　　我們一般所說的數(shù)控設(shè)備泄隔，主要是指數(shù)控車床和加工中心拒贱。  
　　我國目前各種門類的數(shù)控機(jī)床都能生產(chǎn)，水平參差不齊佛嬉，有的是世界水平逻澳，有的比國外落后10－15年，但如果國家支持巷燥，追趕起來也不是什么問題触擎，例如：去年沛狱，沈陽機(jī)床集團(tuán)收購了德國西思機(jī)床公司的闹，意義很大，如果大力消化技術(shù)尤乎，可以縮短不少差距翼养。大連機(jī)床公司也從德國引進(jìn)了不少先進(jìn)技術(shù)。上海一家企業(yè)購買日本著名的機(jī)床制造商池貝波寓。  
　　近幾年隨著中國制造的崛起缘嗦，歐洲不少企業(yè)倒閉或者被兼并，如馬毫报逛、斯濱納等烦草。日本經(jīng)濟(jì)不景氣，有不少在80年代很出名的機(jī)床制造商倒閉任疤，例如：新瀉鐵工所幽摔。  
　　二、數(shù)控設(shè)備的發(fā)展方向  
　　六個方面：智能化、網(wǎng)絡(luò)化刮便、高速空猜、高精度、符合恨旱、環(huán)保辈毯。目前德國和瑞士的機(jī)床精度最高，綜合起來搜贤，德國的水平最高谆沃，日本的產(chǎn)值最大。美國的機(jī)床業(yè)一般仪芒。中國大陸管毙、韓國。臺灣屬于同一水平桌硫。但就門類夭咬、種類多少而言，我們應(yīng)該能進(jìn)世界前4名铆隘。  
　　三卓舵、數(shù)控系統(tǒng)  
　　由顯示器、控制器伺服膀钠、伺服電機(jī)秫废、和各種開關(guān)、傳感器構(gòu)成俺媳。目前世界最大的三家廠商是：日本發(fā)那客情丛、德國西門子、日本三菱驮桐；其余還有法國扭姆暂铭、西班牙凡高等。國內(nèi)由華中數(shù)控寝丹、航天數(shù)控等底咳。國內(nèi)的數(shù)控系統(tǒng)剛剛開始產(chǎn)業(yè)化、水平質(zhì)量一般肩堡。高檔次的系統(tǒng)全都是進(jìn)口珍霉。  
　　華中數(shù)控這幾年發(fā)展迅速，軟件水平相當(dāng)不錯都璃，但差就差在電器硬件上嘿杖，故障率比較高。華中數(shù)控也有意向數(shù)控機(jī)床業(yè)進(jìn)軍以舒，但機(jī)床的硬件方面不行趾痘，質(zhì)量精度一般搪泳。目前國內(nèi)一些大廠還沒有采用華中數(shù)控的。廣州機(jī)床廠的簡易數(shù)控系統(tǒng)也不錯扼脐。  
　　我們國家機(jī)床業(yè)最薄弱的環(huán)節(jié)在數(shù)控系統(tǒng)岸军。  
　　四、機(jī)床精度  
　　1瓦侮、 機(jī)械加工機(jī)床精度分靜精度艰赞、加工精度（包括尺寸精度和幾何精度）、定位精度肚吏、重復(fù)定位精度等5種方妖。  
　　2、 機(jī)床精度體系：目前我們國家內(nèi)承認(rèn)的大致是四種體系：德國VDI標(biāo)準(zhǔn)罚攀、日本JIS標(biāo)準(zhǔn)党觅、國際標(biāo)準(zhǔn)ISO標(biāo)準(zhǔn)、國標(biāo)GB斋泄，國標(biāo)和國際標(biāo)準(zhǔn)差不多杯瞻。  
　　3、 看一臺機(jī)床水平的高低癌蚂，要看它的重復(fù)定位精度渴肿，一臺機(jī)床的重復(fù)定位精度如果能達(dá)到0.005mm(ISO標(biāo)準(zhǔn).、統(tǒng)計法),就是一臺高精度機(jī)床在策，在0.005mm(ISO標(biāo)準(zhǔn).肥爵、統(tǒng)計法)以下，就是超高精度機(jī)床敌灰，高精度的機(jī)床舶抚，要有最好的軸承、絲杠甥晦。  
　　4寄硬、 加工出高精度零件，不只要求機(jī)床精度高寨支，還要有好的工藝方法柱爵、好的夾具趣匪、好的刀具惭舒。  
　　五、目前世界著名機(jī)床廠商在我國的投資情況  
　　1钞诡、2000年郑现，世界最大的專業(yè)機(jī)床制造商馬扎克（MAZAK）在寧夏銀川投資建了名為“寧夏小巨人機(jī)床公司”的機(jī)床公司，生產(chǎn)數(shù)控車床荧降、立式加工中心和車銑復(fù)合中心接箫。機(jī)床質(zhì)量不錯攒读，目前效益良好，年產(chǎn)600臺辛友，目前正在建2期工程薄扁，建成后可以年產(chǎn)1200臺。  
　　2废累、2003年邓梅，德國著名的機(jī)床制造商德馬吉在上海投資建廠，目前年組裝生產(chǎn)數(shù)控車床和立式加工中心120臺左右邑滨。  
　　3日缨、2002年，日本著名的機(jī)床生產(chǎn)商大隈公司和北京第一機(jī)床廠合資建廠掖看，年生產(chǎn)能力為1000臺匣距，生產(chǎn)數(shù)控車床、立式加工中心馁捌、臥式加工中心梗药。  
　　4、韓國大宇在山東青島投資建廠往蚕，目前生產(chǎn)能力不知奖冻。  
　　5、臺灣省的著名機(jī)床制造商友嘉在浙江蕭山投資建廠森烦，年生產(chǎn)能力800臺癞糙。  
　　六、民營企業(yè)進(jìn)入機(jī)床行業(yè)情況  
　　1维愈、浙江日發(fā)公司伦朵，2000年投產(chǎn)，生產(chǎn)數(shù)控車床林狈、加工中心暑赏。年生產(chǎn)能力300臺。  
　　2．2004年菜碌，浙江寧波著名的鑄塑機(jī)廠商海天公司投資生產(chǎn)機(jī)床贼穆，主要是從日本引進(jìn)技術(shù)，目前剛開始兰粉，起點比較高故痊。  
　　3．2002年，西安北村投產(chǎn)玖姑，名字象日本的愕秫，其實老板是中國人，采用日本技術(shù)焰络。生產(chǎn)小型儀表數(shù)控車床戴甩，水平相當(dāng)不錯符喝。  
　　七、軍工企業(yè)技改情況  
　　軍工企業(yè)得到國家撥款開始于當(dāng)年“大使館被炸”甜孤，后來臺灣陳水扁上臺后协饲，大規(guī)模技改開始了，軍工企業(yè)進(jìn)入新一輪的技改高峰缴川，我們很多軍工企業(yè)開始停止購買普通設(shè)備囱稽。尤其是近3年來，我們的軍工企業(yè)從歐洲和日本買了大批量的先進(jìn)數(shù)控機(jī)床二跋。也從國內(nèi)機(jī)床廠哪里采購了大批普通數(shù)控機(jī)床卡围，國內(nèi)機(jī)床廠商為了迎接這次大技改，也引進(jìn)了不少先進(jìn)技術(shù)哭练，爭取軍工企業(yè)的高端訂單外秋。 聽在軍工企業(yè)的朋友講，陳水扁如果再能“頂”三年僧憾，我們的整體水平會上一個臺階奈株。 

17．如何防制數(shù)控機(jī)床的爬行與振動？

答：數(shù)控機(jī)床中有很多明顯的不正臣龊牵現(xiàn)象稿焚，但在有一些經(jīng)濟(jì)數(shù)控系統(tǒng)中，卻沒有報警蔬聚，即使有時出現(xiàn)報警用动，報警的信息表明也不是你所看到不正常現(xiàn)象的報警墙违。機(jī)床出現(xiàn)爬行與振動就是一個明顯的例子征蜻。機(jī)床以低速運(yùn)行時，機(jī)床工作臺是蠕動著向前運(yùn)動诽表；機(jī)床要以高速運(yùn)行時唉锌，就出現(xiàn)震動。
    關(guān)于機(jī)床爬行有的書上寫著：由于潤滑不好竿奏，而使機(jī)床工作臺移動時摩擦阻力增大袄简。當(dāng)電機(jī)驅(qū)動時，工作臺不向前運(yùn)動泛啸，使?jié)L珠絲杠產(chǎn)生彈性變形绿语，把電機(jī)的能量貯存在變形上。電動機(jī)繼續(xù)驅(qū)動平痰，貯存的能量所產(chǎn)的彈性力大于靜摩擦力時汞舱，機(jī)床工作臺向前蠕動，周而復(fù)始地這樣運(yùn)動宗雇，而產(chǎn)生了爬行的現(xiàn)象昂芜。然而事實并非如此，仔細(xì)看一下導(dǎo)軌面潤滑的情況赔蒲，就可以斷定不是這個問題泌神。機(jī)床爬行和振動問題是屬于速度的問題。既然是速度的問題就要去找速度環(huán)库樊，我們知道機(jī)床的速度的整個調(diào)節(jié)過程是由速度調(diào)節(jié)器來完成的棠裹。特別應(yīng)該著重指出，速度調(diào)節(jié)器的時間常數(shù)数壤，也就是速度調(diào)節(jié)器積分時間常數(shù)是以毫秒計的效迹，因此，整個機(jī)床的伺服運(yùn)動是一個過渡過程趣闻，是一個調(diào)節(jié)過程啰蕴。
    凡是與速度有關(guān)的問題，只能去查找速度調(diào)節(jié)器存学。因此码承，機(jī)床振動問題也要去查找速度調(diào)節(jié)器∮派可以從以下這些地方去查找速度調(diào)節(jié)器故障：一個是給定信號城离，一個是反饋信號，再一個就是速度調(diào)節(jié)器的本身泪确。
    第一個是由位置偏差計數(shù)器出來經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換給速度調(diào)節(jié)器送來的模擬是VCMD娜食，這個信號是否有振動分量，可以通過伺服板上的插腳(FANUC6系統(tǒng)的伺服板是X18腳)來看一看它是否在那里振動敞峭。如果它就是有一個周期的振動信號苫耸，那毫無疑問機(jī)床振動是正確的，速度調(diào)節(jié)器這一部分沒有問題儡陨，而是前級有問題褪子，向 D／A轉(zhuǎn)換器或偏差計數(shù)器去查找問題。如果我們測量結(jié)果沒有任何振動的周期性的波形骗村。那么問題肯定出在其他兩個部分嫌褪。
    我們可以去觀察測速發(fā)電機(jī)的波形，由于機(jī)床在振動胚股，說明機(jī)床的速度在激烈的振蕩中笼痛，當(dāng)然測速發(fā)電機(jī)反饋回來的波形一定也是動蕩不已的。但是我們可以看到琅拌，測速發(fā)電機(jī)反饋的波形中是否出現(xiàn)規(guī)律的大起大落缨伊，十分混亂現(xiàn)象。這時进宝，我們最好能測一下機(jī)床的振動頻率與電機(jī)旋轉(zhuǎn)的速度是否存在一個準(zhǔn)確的比率關(guān)系刻坊，譬如振動的頻率是電機(jī)轉(zhuǎn)速的四倍頻率枷恕。這時我們就要考慮電機(jī)或測速發(fā)電機(jī)有故障的問題。
    因為振動頻率與電機(jī)轉(zhuǎn)速成一定比率易祖，首先就要檢查一下電動機(jī)是否有故障遵艰，檢查它的碳刷，整流子表面狀況悍写，以及機(jī)械振動的情況电摔，并要檢查滾珠軸承的潤滑的情況，整個這個檢查暴艘，可不必全部拆卸下來稀崔，可通過視察官進(jìn)行觀察就可以了，軸承可以用耳去聽聲音來檢查柬沾。如果沒有什么問題泉剔，就要檢查測速發(fā)電機(jī)。測速發(fā)電機(jī)一般是直流的故咽。
    測速發(fā)電機(jī)就是一臺小型的永磁式直流發(fā)電機(jī)纽他，它的輸出電壓應(yīng)正比于轉(zhuǎn)速，也就是輸出電壓與轉(zhuǎn)速是線性關(guān)系化刻。只要轉(zhuǎn)速一定像捶，它的輸出電壓波形應(yīng)當(dāng)是一條直線，但由于齒槽的影響及整流子換向的影響桩砰，在這直線上附著一個微小的交變量拓春。為此，測速反饋電路上都加了濾波電路亚隅，這個濾波電路就是削弱這個附在電壓上的交流分量硼莽。
測速發(fā)電機(jī)中常常出現(xiàn)的一個毛病就是炭刷磨下來的炭粉積存在換向片之間的槽內(nèi)，造成測速發(fā)電機(jī)片間短路煮纵，一旦出現(xiàn)這樣的問題就避免不了這個振動的問題懂鸵。
    這是因為這個被短路的元件一會在上面支路，一會在下面支路行疏，一會正好處于換向狀態(tài)匆光，這3種情況就會出現(xiàn)3種不同的測速反饋的電壓。在上面支路時酿联，上面支路由于少了一個元件终息，電壓必然要小，而當(dāng)它這個元件又轉(zhuǎn)到了下面支路時贞让，下面的電壓也小艺滑，這時不論在上面支路，還是在下面支路中，都必然使這兩條支路的端電壓下降跳犹，且有一個平衡電流流過這兩條并聯(lián)的支路塌卜，又造成一定的電壓降。當(dāng)這個元件處于換向驶恨，正好它也處于短路炎殃，這時上下兩個支路沒有短路元件孕炒，電壓得以恢復(fù)道婚，且也無環(huán)流。這樣仪但，與正常測速發(fā)電機(jī)狀態(tài)一樣潦博。為此，三種不同情況下電壓做了一個周期地變化呀净，這個電壓反饋到調(diào)節(jié)器上時竖怯，勢必引起調(diào)節(jié)器的輸出也做出相應(yīng)地，周期地變化好猪。這是僅僅說了一個元件被短路胀茵。特別嚴(yán)重時有一遍換向片全部被碳粉給填平了，全部短路挟阻，這樣就會更為嚴(yán)重的電壓波動琼娘。
    反饋信號與給定信號對于調(diào)節(jié)器來說是完全相同的。所以附鸽，出現(xiàn)了反饋信號的波動脱拼，必然引起速度調(diào)節(jié)器的反方向調(diào)節(jié)，這樣就引起機(jī)床的振動坷备。
    這種情況發(fā)生時熄浓，非常容易處理，只要把電機(jī)后蓋拆下省撑，就露出測速發(fā)電機(jī)的整流子赌蔑。這時不必做任何拆卸，只要用尖銳的勾子竟秫，小心地把每個槽子勾一下娃惯，然后用細(xì)砂紙光一下勾起的毛刺，把整流片表面再用無水酒精擦一下鸿摇，再放上炭刷就可以了曾罕。這里特別要注意的是用尖銳的勾子去勾換向片間槽口時，別碰到繞組皮卸，因為繞組線很細(xì)礼文，一旦碰破就無法修復(fù)，只有重新更換繞組。再一個千萬不要用含水酒精去擦繁惦，這樣弄完了絕緣電阻下降無法進(jìn)行烘干疼尺，這樣就會拖延修理期限。
    除了我們上面討論過這些引起振動的原因外越匕，還可能是系統(tǒng)本身的參數(shù)引起的振蕩氛侨。眾所周知；一個閉環(huán)系統(tǒng)也可能由于參數(shù)設(shè)定不好煎敢，而引起系統(tǒng)振蕩汞潦，但最佳的消除這個振蕩方法就是減少它的放大倍數(shù)，在FANUC的系統(tǒng)中調(diào)節(jié)RV1盲趟，逆時鐘方向轉(zhuǎn)動演徘，這時可以看出立即會明顯變好，但由于RV1調(diào)節(jié)電位器的范圍比較小眼虱，有時調(diào)不過來喻奥，只能改變短路棒，也就是切除反饋電阻值捏悬，降低整個調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)撞蚕。
    采用這些方法后，還做不到完全消除振動过牙，甚至是無效的甥厦，就要考慮對速度調(diào)節(jié)器板更換或換下后徹底檢查各處波形。
    在這個實例中抒和，出現(xiàn)爬行時矫渔，電機(jī)是在低速，一旦提高速度就震起來摧莽，這時電流就可能出現(xiàn)過流報警庙洼。產(chǎn)生這種報警的原因是機(jī)床工作臺面為了迅速跟限反饋信號的變化而變化，必須有一個很大的加速度才行镊辕，這個加速度就是由電機(jī)的轉(zhuǎn)矩給出的油够。電機(jī)轉(zhuǎn)矩的變化來響應(yīng)這個速度給定信號(實際上是反饋信號)的變化。轉(zhuǎn)矩就是電流信號掸柏。大的轉(zhuǎn)矩虹烈，就是大的電流信號造成的，在電流環(huán)中出現(xiàn)了一個電流的激烈變化椒玖，從而出現(xiàn)了過電流現(xiàn)象裳岳。在振動時不報警，而在振動加大時胯夏，出現(xiàn)了過電流報警锡疗。
    從這個例子中鼓宿，我們可以這樣總結(jié)：位置問題去找位置環(huán)，而速度問題去找速度環(huán)囊嘲。所謂位置環(huán)就是研究零件加工的尺寸問題情键，零件的尺寸的精度要去研究位置環(huán)。當(dāng)然锯帚，零件尺寸的重復(fù)精度還和基準(zhǔn)點有關(guān)钢墩，我們在后面還要討論基準(zhǔn)點返回問題。但總的說來楞播，尺寸問題用押，位置問題，要求考慮的對象是位置環(huán)起愈，或者說與位置環(huán)有關(guān)的部分應(yīng)是考慮的主要對象只恨。速度的問題就要去研究速度環(huán)以及與速度環(huán)有關(guān)的部分译仗。
    加工零件形狀有了問題抬虽，這顯然是由幾個軸進(jìn)行插補(bǔ)造成的。這就是NC對軸進(jìn)行的脈沖分配纵菌，那么如果我們認(rèn)為NC對軸的脈沖分配是正確的(常常是這樣阐污，很少遇到是NC出了毛病，或插補(bǔ)軟件出了毛病而出現(xiàn)形狀不對的現(xiàn)象)咱圆，那么各軸在忠實地執(zhí)行NC的指令上肯定存在問題笛辟。我們可以去查各個軸伺服單元存在的問題。我們?nèi)绻爰庸ひ粭l有一定斜率的直線序苏，那么這兩個軸的速度要按斜率的比率關(guān)系給定手幢。
    由于數(shù)控機(jī)床是機(jī)電一體化產(chǎn)品，這里邊影響機(jī)床正常工作的因素很多忱详，例如上面我們曾討論過的加工形狀誤差的原因围来，除了電氣方面的問題之外，我們在數(shù)控機(jī)床的驗收一節(jié)中曾經(jīng)討論過失動量的測定阿座，這也是影響加工的幾何形狀一個重要問題乃衫，這個機(jī)械方面的問題也與電氣的問題混在一起，這種情況就十分難以分辨出到底哪個因素在這個問題中的比重占有多少腮哩。
    這些相關(guān)的因素是制約我們迅速查出故障的重要因素额神。

18．機(jī)床數(shù)控化改造機(jī)電如何設(shè)計和聯(lián)調(diào)？

答：一腻酱、機(jī)床數(shù)控化改造的必要性
    數(shù)控技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)的核心技術(shù)惑膀，它的整體水平標(biāo)志著一個國家工業(yè)現(xiàn)代化的水平和綜合國力的強(qiáng)弱，具有超越其經(jīng)濟(jì)價值的戰(zhàn)略物資地位烧歹。目前我國企業(yè)機(jī)械制造整體水平與發(fā)達(dá)國家相比還有很大的差距贼么。由于我國企業(yè)大部分?jǐn)?shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)依賴進(jìn)口，企業(yè)承受不了巨額購置費(fèi)，且易受國外的控制德州，另外數(shù)控機(jī)械設(shè)備維修力量薄弱聪弊，進(jìn)口的備件維修成本高，設(shè)備完好率低窝革，大部分進(jìn)口機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)已經(jīng)崩潰购城，有的甚至在進(jìn)口后還沒使用就已因為各方面原因不能使用等等。因此目前我國企業(yè)機(jī)床數(shù)控化比例極低虐译，不到5%瘪板，各企業(yè)使用的絕大部分為傳統(tǒng)老式機(jī)床，很難滿足企業(yè)高技術(shù)產(chǎn)品的生產(chǎn)需求和生產(chǎn)效率漆诽。為節(jié)約成本侮攀，進(jìn)一步發(fā)揮老式傳統(tǒng)機(jī)床的功效和潛在價值，將大批傳統(tǒng)老式機(jī)床改造為數(shù)控機(jī)床是一種必然性和趨勢厢拭。
    二兰英、機(jī)床數(shù)控化改造的分類
    機(jī)床的數(shù)控化改造可以分為以下幾種：
   1、其一是恢復(fù)原功能供鸠，對機(jī)床存在的故障部分進(jìn)行診斷并恢復(fù)畦贸；
   2、其二是NC化楞捂，在普通機(jī)床上加數(shù)顯裝置薄坏，或加數(shù)控系統(tǒng)，改造成NC機(jī)床寨闹、CNC機(jī)床燕瞭；
   3、其三是翻新欣骏，為提高精度黎困、效率和自動化程度，對機(jī)械烈杠、電氣部分進(jìn)行翻新腻学，對機(jī)械部分重新裝配加工，恢復(fù)原精度跃百；對其不滿足生產(chǎn)要求的CNC系統(tǒng)以最新CNC進(jìn)行更新券妹；
   4、其四是技術(shù)更新或技術(shù)創(chuàng)新患刻，為提高性能或檔次啰氏，或為了使用新工藝、新技術(shù)杠锻，在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行較大規(guī)模的技術(shù)更新或技術(shù)創(chuàng)新赘双，較大幅度地提高水平和檔次的更新改造埋村。
    三、機(jī)床數(shù)控化改造的內(nèi)容
    下面按第三種改造方式以車床數(shù)控化改造為例祝峻，結(jié)合我公司在機(jī)床改造中的實際操作情況介紹一下其改造的主要內(nèi)容和主要結(jié)構(gòu)形式魔吐。
    1、進(jìn)給軸的改造
    普通車床的X軸和Z軸均由同一電機(jī)驅(qū)動莱找，走刀運(yùn)動經(jīng)走刀箱傳動絲杠及溜板箱酬姆，獲得不同的工件螺距即Z軸運(yùn)動；走刀運(yùn)動經(jīng)走刀箱傳動光桿及溜板箱奥溺，獲得不同的進(jìn)刀量即X軸運(yùn)動辞色。普通車床數(shù)控化改造時一般都去掉走刀箱及溜板箱，改用進(jìn)給伺服（或步進(jìn)）傳動鏈分別代替浮定，具體體現(xiàn)為：
     Z軸：縱向電機(jī)→減速箱（或聯(lián)軸器）→縱向滾珠絲杠→大拖板相满，縱向按數(shù)控指令獲得不同的走刀量和螺距。
     X軸：橫向電機(jī)→減速箱（或聯(lián)軸器）→橫向滾珠絲杠→橫滑板桦卒，橫向按數(shù)控指令獲得不同的走刀量立美。
    改造后整個傳動鏈的傳動精度在保證機(jī)床剛性的前提下，與滾珠絲杠副的選擇和布置結(jié)構(gòu)形式闸盔、機(jī)床導(dǎo)軌的精度情況等有很大的關(guān)系悯辙。

19．?dāng)?shù)控裝置具有哪些運(yùn)算功能?

答：數(shù)控裝置要接受處理指令信息。指令信息的內(nèi)容有邏輯動作控制以及形成幾何軌跡運(yùn)動的進(jìn)給坐標(biāo)數(shù)值計算控制满页。其中邏輯動作控制主要是指主軸的起停、刀具的選擇尊伟、切削液的供給以及其它一些開關(guān)動作等惑拙。
    數(shù)控裝置具有如下運(yùn)算功能：
    （1）輸入運(yùn)算 在信息輸入過程中把十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)，刀具補(bǔ)償也在刀具選擇輸入時進(jìn)行計算野疟。
    （2）運(yùn)動軌跡運(yùn)算(插補(bǔ)運(yùn)算) 點位控制時插呜，對運(yùn)動軌跡沒有要求，往往不需要進(jìn)行運(yùn)動軌跡計算廷碴，只要作終點判別計算砾楞。而輪廓控制，即要求刀具相對于工件的運(yùn)動軌跡時就用，常常要求兩個或兩個以上坐標(biāo)的聯(lián)動顿豹，加工的任何時刻都要協(xié)調(diào)，就要進(jìn)行運(yùn)動軌跡運(yùn)算霉处。
    （3）準(zhǔn)備運(yùn)算 當(dāng)輸人數(shù)據(jù)為絕對值時跋擅，要計算出增量值。當(dāng)輸入增量值時嫌松，為了后續(xù)程序段的坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換沪曙，必須計算出現(xiàn)在運(yùn)動終點的絕對值并加以保存奕污。根據(jù)指令不同，以及滿足指令要求的處理方法不同就有不同的準(zhǔn)備運(yùn)算的內(nèi)容液走。

20．?dāng)?shù)控裝置的工作過程包括哪些步驟?

答：數(shù)控裝置的工作過程包括如下步驟：
（1）開機(jī)初始化 接通電源的一瞬間碳默，先對整個數(shù)控裝置進(jìn)行一系列的處理，為開機(jī)后正常工作做好準(zhǔn)備缘眶。初始化的內(nèi)容有：
    1）對RAM作為工作寄存器的單元置人初始狀態(tài)腻窒，一般的單元就是清零；對一些特殊的單元磅崭，例如各級中斷的保護(hù)區(qū)的返回地址寄存單元儿子，置人該中斷服務(wù)程序入口地址及設(shè)置堆棧棧底地址等。
    2）對ROM進(jìn)行奇偶校驗砸喻。如果檢查發(fā)現(xiàn)奇偶有錯柔逼，則初始化就停止進(jìn)行，程序直接轉(zhuǎn)入ROM出錯處理割岛，報警信號顯示主板出錯愉适。
3）為數(shù)控正常進(jìn)行而設(shè)置一些所需的初始狀態(tài)。
    （2）數(shù)控程序的輸入 通過紙帶或手動輸入咱贪，把程序送入數(shù)控裝置韩艾。手動數(shù)據(jù)輸入方式是在鍵盤監(jiān)控程序的控制下，由操作人員通過面板上的按鍵价值，把數(shù)控指令逐條輸入存儲器中吭芯。
    （3）起動機(jī)床 數(shù)控程序輸入完畢后，即可按下操作面板上的起動按鈕拷治，計算機(jī)轉(zhuǎn)入“自動”狀態(tài)兰歼。
    （4）數(shù)控指令的譯碼處理 程序進(jìn)入緩沖區(qū)中，緩沖區(qū)可以存放一個程序段的程序胃琴，然后對程序中的指令逐條譯碼處理并做語法檢查廊擦。若語法無錯誤，則根據(jù)指令的功能把它們存放在緩沖存儲區(qū)的專用單元中去遥附。
    （5）刀具軌跡計算 根據(jù)工件所在坐標(biāo)系和各軸坐標(biāo)值觉浦、刀具號和刀具半徑進(jìn)行刀具運(yùn)動軌跡的計算，計算出刀具向各坐標(biāo)軸方向的移動量跋岳，或者說是增量值院仿。
    （6）插補(bǔ)運(yùn)算 根據(jù)已知的沿各坐標(biāo)軸的移動量的增量進(jìn)行各軸的脈沖分配。計算出的脈沖量崔赌，再經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換意蛀，轉(zhuǎn)換成模擬量送給各坐標(biāo)軸。
    （7）位置控制 數(shù)控系統(tǒng)中伺服系統(tǒng)就是把數(shù)控裝置給的位移指令轉(zhuǎn)換成機(jī)床移動部件的位移健芭，然后再經(jīng)過位置檢測元件把實際位移量反饋給數(shù)控裝置县钥，數(shù)控裝置再通過軟件對位置進(jìn)行調(diào)整秀姐，再一次向伺服系統(tǒng)輸出實際需要的進(jìn)給量。
    為了提高精度若贮，還可以通過軟件進(jìn)行螺距誤差和齒隙的補(bǔ)償省有。

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