数控车床的组成及特点
日期：2009年11月16 来源：沈阳第一机床厂 关键字：数控车床
数控车床的组成
1．机械部分
机械部分是整个机床的基础，主要由如下部件组成：床身、主轴箱、进给装置、刀架、尾座、卡盘、安全防护、托架、其他辅助装置等。
1)床身
床身是整个机床的基础的基础。床身部分最关键的部位是导轨，导轨一般要经过二次时效、中频淬火和精密磨削后才能使用。常用的导轨形式有滑动导轨、滚动导轨和直线导轨。导轨是关系到机床精度和稳定性的部件。
2)主轴
主轴是车床输出动力的主要部件。随着现在科技的发展，土轴的结构形式越来越简单， 由原来的齿轮传动逐步发展成了电动主轴、主轴单元等多种形式。转速也越来越高，由原来 的几千转／分，发屉到几万转／分甚至几十万转／分．
3)进给装置
一般车床有两个方向的进给，横向(x轴)和纵向(z轴)。伺服电机带动旗珠丝杠拖动床鞍等，实现数控车床的自动加工。
4)刀架
一般数控车床都配有电动、气动、液压或伺服刀架。刀架是数控车床最重要的辅助装置之一，刀架的档次是评判数控车床高中低的依据之一．
5)尾座
为了满足重型切削和较长丁件的加工要求，一般车床都配有尾座。尾座分手动、电动、 气动和液压尾座等。
6)卡盘
卡盘安装在主轴上，用来夹持工件，分为手动三爪自定心卡盘、电动卡盘、气动F盘、液压卡盘和四爪卡盘等等。数控车床的标准配置一般为三爪自定心卡盘。
7)安全防护
数控车床一般都有全封闭防护或半封闭防护．来满足劳动生产要求。机床的防护和外 观越来越受到用户的关注。
8)托架
托架一般包含中心架和跟刀架。数控车床的标准配置一般不含托架，托架是满足特殊 加工要求而配备。
2．电气部分
数控车床的电气系统由以下几部分组成；计算机数字控制设备(CNC)、可编程序控制 器(PLC)、进给驱动装置、主轴驱动装置、外围执行机构控制元件等部分组成。
1)计算机数字控制设备(CNC)
CNC装置是数控车床的核心，包括硬件(EP后0电路扳、显示器、键盘等)以及相应的软件．目前市场主流的车床CNC装置有德国西门子公司(SIEMENS)的802系列，日本发那 科公司(FANUC)的酗系列，国产的有广州数控的980系列，武汉华中数控“世纪星”系 列等。
2)可编程序控制器(PLC)
PLC在数控车床上是人机进行信息交换的主要途径，也是机床完成各种复杂动作的重 要部件．可编程序控制器一般分两类：一类是内装型PLC，内装型PLC作为数控系统基本的或可选择的功能提供给用户，其软件和硬件被作为CNC系统的基本功能而与CNC其他 功能一起设计制造，因此具有较强的针对性；另一类是独立型PLC，其独立于CNC装置外， 具有完备的硬件和软件，能够独立完成规定的控制任务。
3)进给驱动装置
进给驱动装置是数控车床两个轴运动的动力装置。进给驱动可以分为4大类。
(1)步进电机：它价格低，无反馈元件，调整简单，但它转速较低，尤过扭矩能力，有共振区，有步距角要求，控制精度较低．这是一种开环控制装置。
(2)直流伺服装置：它是发展较早的一种电机调速装置。这种进给装置过扭矩能力大，控制精度较高，但其电机制造成本高，且电机需要日常维护，现在车床上逐步被淘汰。
(3)交流进给伺服装置：它是基于交流变频技术发展而发展起来的一种进给装置，它控制精度较高，运行平稳，有一定的过扭矩能力，且价格适中，不用日常维护，所以发展迅猛，特别是现在的全数字交流进给伺服装置．交流伺服装置是现在进给装置的主导产品。
(4)直线电机进给装置，它是将机械，电气和现代科技相结合的一种产物，它改变了现在的机床结构形式，使得速度更快(可达几十米／分)．椅度更高(可达到纳米要求)，体积更小等，直线电机是进给系统的发展方向。
4)主轴驱动装置
主轴驱动装置是数控车床主运动一旋转运动的动力装置，也可以分为4大类。
(1)普通三相异步电动机：这种主轴驱动装置不需要驱动单元，价格低廉，机床主轴的变速一般采用手动变速或电气掖压控制的机械变速。
(2)用变频器控制三相异步电动机的主轴驱动装置：它的价格为主轴伺服电机价格113~1／2，又能满足机床无级变速的要求，随着变频技术的日趋成熟，这几年这种变速装置正在迅速发展。
(3)主轴伺服电机：它转速高，响应快，可实现无级调速、恒线速切削、主轴定位等功能，它一般用在较高档的数控车床上。
(4)电主轴：这是近几年新推出的一种主轴装置，它将电机和主轴结合在一起，具有体积小转速高(一般几千到几十万转／分)噪声低等优点，但因价格高和其自身技术等方面的原因，现阶段尚未普及，从长远来看它是主轴的发展方向。
5)外围执行机构控制元件
主要由开关、按钮、接触铝、继电器、电磁阀等组成．
3．液压部分
一台完整的数控车床，液压部分是必不可少的．它主要用来主轴变速、换刀、夹紧或松开工件等，液压系统由动力元件、执行元件、控制元件和辅助元件组成。
(1)动力元件——液压泵，是把机械能转变为液压能的元件。
(2)执行元件一一液压缸，液压马达等，是把液体的压力能转变为机械能的元件。
(3)控制元件一各种控制闽类，用寒控制流体的压力、流量和方向，从而控制执行部件的作用力、运动速度和方向。也可用来卸载、过载保护和程序控制等。
(4)辅助元件一一除上述3部分元件以外的其他元件，这类元件的品种较多，如实现上述3部分连接作用的管道，接头、油箱，保证系统性船用的滤油器。加热器、冷却器，改善系统性能用的蓄能楞等。
当然，数控车床除了上述3大部分外还有为了保证船正常加工的冷却系统，为保证机床机械系统正常运转润滑系统以及排屑系统等。
数控车床的特点
数控车床较普通车床有如下特点：
(1)能完成复杂型面轴类、套类、盘类的零件加工。
(2)可以提高零件加工精度，稳定产品质量。由于数控机床是按照预定的程序自动加工，加工过程不需要人工干预，而且加工精度还可以利用软件来进行校正和修补，因此可以获得比机床本身精度还要高的加工精度及重复精度。
(3)可以提高生产串。一般一台数控车床比一台普通车床可提高效率2—3倍。
(4)大大减轻了工人的劳动强度．特别是在加丁螺纹时。
(5)减少了在制品，从而加速了流动资金的周转，提高了经济效益。
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