机床知识大全Word格式.docx
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若为闭环系统，则在输入指令值的同时，反馈检测机床工作台的实者间有误际位移值，反馈量与输入量在数控装置中进行比较，若有差值，说明二差，则数控装置控制机床向着消除误差的方向运动。
现将各组成部分简述如下：
1、控制介质
数控机床工作时，不需要工人去摇手柄操作机床，但又要自动地执行人们的意图，这就必须在人和数控机床之间建立某种联系，这种联系的媒介物称之为控制介质（或称程序介质、输入介质、信息载体）。
常用的控制介质是8单位的标准穿孔带，且常用的穿孔带是纸质的，所以又称纸带。
其宽为25.4mm，厚0.108mm，每行除了必须有一个φ1.17mm的同步孔外，最多可以有8个φ1.33mm的信息孔。
用每行8个孔有无的排列组合来表示不同的代码（纸带上孔的排列规定，称为代码）。
把穿孔带输入到数控装置的读带机，再由读带机把穿孔带上的代码转换为数控装置可以识别和处理的电信号，并传送到数控装置中去，便完成了指令信息的输入工作。
2、数控装置
数控装置是数控机床的中枢，在普通数控机床中一般由输入装置、存储器、控制器、运算器和输出装置组成。
数控装置接收输入介质的信息，并将其代码加以识别、储存、运算，输出相应的指令脉冲以驱动伺服系统，进而控制机床动作。
在计算机数控机床中，由于计算机本身即含有运算器、控制器等上述单元，因此其数控装置的作用由一台计算机来完成。
3、伺服系统
伺服系统的作用是把来自数控装置的脉冲信号转换为机床移动部件的运动，使工作台（或溜板）精确定位或按规定的轨迹作严格的相对运动，最后加工出符合图纸要求的零件。
在数控机床的伺服系统中，常用的伺服驱动元件有功率步进电机、电液脉冲马达、直流伺服电机和交流伺服电机等。
4、机床
数控机床中的机床，在开始阶段使用通用机床，只是在自动变速、刀架或工作台自动转位和手柄等方面作些改变。
实践证明：
数控机床除由于切削用量大、连续加工发热多等影响工件精度外，并且由于是自动控制，在加工中不能像在通用机床上那样可以随时由人工进行干预。
所以其设计要求比通用机床更严格，制造要求更精密。
因而后来在数控机床设计时，采用了许多新的加强刚性、减小热变形、提高精度等方面的措施，使得数控机床的外部造型、整体布局、传动系统以及刀具系统等方面都已发生了很大的变化。
几类常用机床的应用介绍知识
车床主要用于加工各种回转表面和回转体的端面。
如车削内外圆柱面、圆锥面、环槽及成形回转表面，车削端面及各种常用的螺纹，配有工艺装备还可加工各种特形面。
在车床上还能做钻孔、扩孔、铰孔、滚花等工作。
铣床一种用途广泛的机床，在铣床上可以加工平面（水平面、垂直面）、沟槽（键槽、T形槽、燕尾槽等）、分齿零件（齿轮、花键轴、链轮乖、螺旋形表面（螺纹、螺旋槽）及各种曲面。
此外，还可用于对回转体表面、内孔加工及进行切断工作等。
铣床在工作时，工件装在工作台上或分度头等附件上，铣刀旋转为主运动，辅以工作台或铣头的进给运动，工件即可获得所需的加工表面。
由于是多刀断续切削，因而铣床的生产率较高。
刨床主要分为牛头刨床、龙门刨床、单臂刨床及专门化刨床（如刨削大钢板边缘部分的刨边机、刨削冲头和复杂形状工件的刨模机）等。
牛头刨床因滑枕和刀架形似牛头而得名，刨刀装在滑枕的刀架上作纵向往复运动，多用于切削各种平面和沟槽。
龙门刨床因有一个由顶梁和立柱组成的龙门式框架结构而得名，工作台带着工件通过龙门框架作直线往复运动，多用于加工大平面（尤其是长而窄的平面），也用来加工沟槽或同时加工数个中小零件的平面。
大型龙门刨床往往附有铣头和磨头等部件，这样就可以使工件在一次安装后完成刨、铣及磨平面等工作。
单臂刨床具有单立柱和悬臂，工作台沿床身导轨作纵向往复运动，多用于加工宽度较大而又不需要在整个宽度上加工的工件。
点焊机
插床主要用于加工各种平面（如水平面、垂直面和斜面及各种沟槽，如T形槽、燕尾槽、V形槽等）、直线成型表面。
假如配有仿形装置，还可加工空间曲面，如汽轮机叶轮，螺旋槽等。
这类机床的刀具结构简单，回程时不切削，故生产率较低，一般用于单件小批量生产。
镗床适用于机械加工车间对单件或小批量生产的零件进行平面铣削和孔系加工，主轴箱端部设计有平旋盘径向刀架，能精确镗削尺寸较大的孔和平面。
此外还可进行钻、铰孔及螺纹加工。
磨床用磨料磨具（砂轮、砂带、油石或研磨料等）作为工具对工件表面进行切削加工的机床，统称为磨床。
磨床可加工各种表面，如内外圆柱面和圆锥面、平面、齿轮齿廊面、螺旋面及各种成型面等，还可以刃磨刀具和进行切断等，工艺范围十分广泛。
由于磨削加工轻易得到高的加工精度和好的表面质量，所以磨床主要应用于零件精加工，尤其是淬硬钢件和高硬度非凡材料的精加工。
钻床具有广泛用途的通用性机床，可对零件进行钻孔、扩孔、铰孔、锪平面和攻螺纹等加工。
在摇臂钻床上配有工艺装备时，还可以进行镗孔；
在台钻上配上万能工作台（MDT-180型），还可铣键槽。
齿轮加工机床齿轮是最常用的传动件，有直齿、斜齿和人字齿的圆柱齿轮，直齿和弧齿的圆锥齿轮，蜗轮以及非圆形齿轮等。
加工齿轮轮齿表面的机床称为齿轮加工机床
数控机床的应用知识
数控机床是一种高度自动化的机床。
随着社会生产和科学技术的迅速发展，机械产品的性能和质量不断提高，改型频繁。
机械加工中，多品种、小批量加工约占80%。
这样，对机床不仅要求具有高的精度和生产效率，而且还要具备“柔性”，即灵活通用，能迅速适应加工零件的变更。
数控机床较好地解决了形状复杂、精密、小批、多变的零件加工问题，具有适应性强、加工精度高、加工质量稳定和生产效率高等优点，是一种灵活而高效的自动化机床。
随着电子、自动化、计算机和精密测试等技术的发展，数控机床在机械制造业中的地位将更加重要。
数控系统除用来控制金属切削机床以外.还普遍用于控制诸如线切割机、冲床、气割机之类的简单机器直至机器人之类的复杂设备。
在要求可靠性高、柔性强和实现机电一体化等方面对之都有广泛的需要。
数控机床的程序编制应包含以下内容：
首先分析零件图样，根据零件的材料、形状尺寸、精度、表面质量、毛坯种类和热处理要求等拟定工艺方案，确定加工路线，进行数值计算得到数控机床所需输人的数据；
再加上所需的工艺指令，就可以编写程序单，作为制作数控带的依据。
在穿孔机上制成的数控带必须经仔细校对，以防出错。
机床数控系统是一种位置控制系统，应首先输人根据加工零件具体要求缩制的零件加工程序：
然后，数控系统对输入的零件程序数据段进行相应的处理，把数据段插补出理想的刀具运动轨迹，并将插补结果输出到执行部件，使刀具加工出所需要的零件。
机床数控系统主要由几个部分组成：
零件加工程序的输入、数据处理、插补计算和伺服机构的控制。
应用计算机的数控机床是综合了现代计算机技术、自动控制技术、传感器和测量技术、机械制造技术等领域的晟新成就发展起来的，它使得机械加工达到了更高的水平。
计算机数控系统主要由硬件和软件两太部分组成。
系统控制软件配合系统硬件合理地组织、管理数控系统的输入、数据处理、插补和输出信息与控制执行部件，使数控机床按照操作者的要求，有条不紊地进行加工。
机床数控系统工作时，操作者根据被加工零件的图样要求，编制零件加工程序。
通常零件加工程序通过键盘手动输入，亦可由上级计算机编程器将零件加工程序直接通过输入接口输入到控制系统中。
由于数控机床成本较高，目前，多用于形状复杂、精度要求高的中小批量零件加工。
随着数控技术的普及及电子器件成本的降低，尤其是计算机数控系统的出现与微型计算机的迅速发展，数控机床的适用范围正在不断地扩展，加工精度不断提高，成本不断降低。
数控机床发展至今已有40多年的历史，它与电子技术、特别是计算机技术的发展密切相关。
将在更广泛的领域内应用。
在数控机床的早期产品中，数控装置是专用的。
近年来，数控装置中的逻辑电路已被计算机所取代，因而实现了控制多样化和多功能化。
从复台化技术的观点来看，增强控制功能，使得操作机床自动化，不是最终目的。
控制功能应达到晟佳控制和自适应控制，为此应增加诊断功能。
通过传感器反馈，实现加工智能化，并保证系统的可靠性。
数控机床参数的分类知识
无论是哪种型号的CNC系统都有大量的参数，少则几百个，多则上千个，看起来眼花缭乱。
经过仔细研究，归纳起来又有一定的共性可言，现提供其分类方式以做参考。
1、按参数的表示形式来划分，数控机床的参数可分为三类。
（1）状态型参数
状态型参数是指每项参数的八位二进制数位中，每一位都表示了一种独立的状态或者是某种功能的有无。
例如FANUC0—TD系统的1号参数项中的各位所表示的就是状态型参数。
（2）比率型参数
比率型参数是指某项参数设置的某几位所表示的数值都是某种参量的比例系数。
例如FANUC0—TD系统的512、513、514号参数项中每项的八位所表示就是比率型参数。
（3）真实值参数
真实值参数是表示某项参数是直接表示系统某个参数的真实值。
这类参数的设定范围一般是规定好的，用户在使用时一定要注意其所表示的范围，以免千百万设定参数的参数超出范围值。
例如FANUC0—TD系统的522、523、524、525号参数项中每项的八位所表示的就是比率参数。
2、按参数本身的性质可分为两类
（1）普通型参数
凡是在CNC制造厂家提供的资料上有详细介绍参数均可视为普通型参数。
这类参数只要按着资料上的说明弄清含义，能正确、灵活应用即可。
（2）秘密级参数
秘密级参数是指数控系统的生产厂在各类公开发行的资料所提供的参数说明中，均有一些参数不做介绍，只是在随机床所附带的参数表中有初始的设定值，用户搞不清其具体的含义。
如果这类参数发生改变，用户将不知所措，必须请厂家专业人员进行维护和维修。
选择数控机床时应考虑的几个问题
选择数控机床时，一般应考虑以下几个方面的问题：
（1）数控机床主要规格的尺寸应与工件的轮廓尺寸相适应。
即小的工件应当选择小规格的机床加工，而大的工件则选择大规格的机床加工，做到设备的合理使用。
（2）机床结构取决于机床规格尺寸、加工工件的重量等因素的影响。
（3）机床的工作精度与工序要求的加工精度相适应。
根据零件的加工精度要求选择机床，如精度要求低的粗加工工序，应选择精度低的机床，精度要求高的精加工工序，应选用精度高的机床。
（4）机床的功率与刚度以及机动范围应与工序的性质和最合适的切削用量相适应。
如粗加工工序去除的毛坯余量大，切削余量选得大，就要求机床有大的功率和较好的刚度。
（5）装夹方便、夹具结构简单也是选择数控设备是需要考虑的一个因素。
选择采用卧式数控机床，还是选择立式数控机床，将直接影响所选择的夹具的结构和加工坐标系，直接关系到数控编程的难易程度和数控加工的可靠性。
应当注意的是，在选择数控机床时应充分利用数控设备的功能，根据需要进行合理的开发，以扩大数控机床的功能，满足产品的需要。
然后，根据所选择的数控机床，进一步优化数控加工方案和工艺路线，根据需要适当调整工序的内容。
选择加工机床，首先要保证加工零件的技术要求，能够加工出合格的零件。
其次是要有利于提高生产效率，降低生产成本。
选择加工机床一般要考虑到机床的结构、载重、功率、行程和精度。
还应依据加工零件的材料状态、技术状态要求和工艺复杂程度，选用适宜、经济的数控机床，综合考虑以下因素的影响。
（1）机床的类别（车、铣、加工中心等）、规格（行程范围）、性能（加工材料）。
（2）数控机床的主轴功率、扭矩、转速范围，刀具以及刀具系统的配置情况。
（3）数控机床的定位精度和重复定位精度。
（4）零件的定位基准和装夹方式。
（5）机床坐标系和坐标轴的联动情况。
（6）控制系统的刀具参数设置，包括机床的对刀、刀具补偿以及ATC等相关的功能。
数控机床的选择知识
下表列出了数控设备最常见的重要规格和性能指标。
（5）机床坐标系和坐标轴的联动情况。
（6）控制系统的刀具参数设置，包括机床的对刀、刀具补偿以及ATC等相关的功能。
机床的加工能力浅析
企业为了预防缺陷的发生，需要按照国家承认和接受的标准，如按照ISO230标准或ASMEB5.54标准进行检验。
所以企业必须具备编辑工艺文件的能力和保证机床的工艺精度的能力。
这两种标准都要求使用球杆和激光干涉仪按照所推荐的程序检测机床的精度。
采用这些标准的目的并不是规定机床必须满足某一精度，而是要找出机床可以达到什么样的精度水平。
零件的书面资料规定企业的机床精度必须能生产合格的零件，并在这一地方设定精度标杆。
经测试可以让您了解您的机床能够达到多高的水平。
只要机床能够达到那个精度标杆，就具备了工艺加工的能力。
现代的机床都具备测试和校准技术，而且也能够提供这种技术，这样车间能够保证机床的精度并且正常运行。
越来越多的工厂和大型车间拥有自己的激光干涉仪和电子设备，而小的工厂则可以通过各种渠道，利用商业化方式，以具有竞争性的价格通过租赁的方式获得设备以及检测服务。
实际上，现在可以为任何车间提供伸缩式球杆检测器，用于机床的快速检测，只要15min就可完成检测任务，以维护机床的加工精度。
采用球杆检测可以精确地评价机床的几何精度、正圆度和粘/滑误差、侍服增益误配、振动、齿隙、重复精度和标尺的误配。
一些球杆软件可以根据ISO230-4和ASMEB5.54和B5.57标准提供特定误差的诊断，然后提供一份普通的英语清单，按照对机床精度的整体影响顺序，列出各种误差的来源。
这可以使机床维修人员直接针对有问题的地方进行处理。
阶段性的球杆测试跟得上机床的性能发展趋势。
预防性的维护有利于在机床偏离工艺加工能力前事先做出计划。
工业上一般趋向于按照需要，而不是按照时间来校正机床。
没有理由为维护而抽出一台正在从事生产的完好机器来进行校正。
当发现有什么不正常的情况时，还是让检测球杆和生产的零件来确定。
检测期间可以继续生产。
机上探针检测
今天标准机床所能达到的精度和重复精度已经接近过去只有CMM坐标测量机才能达到的水平。
这一功能可以使机床本身在关键的加工工艺阶段，用探针对工件进行自动检测。
一旦机床安装了测量仪器，测量探针就变成了操作员的CNC测量计。
检测程序可作为加工工艺中的一部分进行编程，并在各个点上自动运行，检测尺寸和位置以及提供必要的补偿。
这样可免除操作人员使用千分表和塞规进行测量，并消除人为因素造成控制系统中卡具、零件和刀具偏置所引起的误差。
机上检测已成为工艺的一个部分，这是一个经过改进的强大的工艺工具，可在最短的生产时间内，第一次就制造出合格的零件。
可用于自动地确定零件的位置，然后建立起一个工作坐标系统，机上检测可削减设置时间，提高主轴的利用率，降低卡具的成本和消除非生产加工通行时间。
在复杂的零件加工方面，原先需要45min时间调试卡具，现应用检测装置只需45s并且全部由CNC自动操作完成。
在开始加工铸件或锻件时，检测装置能确定工件的形状，可避免因空切而浪费时间，并可帮助确定最佳的刀具切入角度。
工艺过程中的控制是利用检测装置对切削过程中的机床特性、尺寸和位置进行监控，同时验证每一加工工序各种特点之间的精确尺寸关系，以避免发生问题。
可以对测头编程，并按程序检测各阶段的实际加工结果，然后自动实现刀具补偿，特别是在粗加工或半精加工以后。
参考检测是将零件特点与一个尺寸样板或已知位置和尺寸的基准表面进行比较，它能使CNC确定定位差距，然后产生一个偏移量来补偿这一差距。
在进行关键加工前，通过对仿造样板的检测，CNC就能够针对样板已知的尺寸检查其自身的定位，然后对偏移量进行编程。
如果尺寸样板安装在机床上并暴露于同样的环境条件下，那么可使用参考检测监控和补偿热膨胀系数。
其所产生的结果是一个闭路循环过程，不会受到操作员影响。
每台机床在其运动过程中以及在其结构中都存在许多自身固有的小误差，因此，在CNC的编程位置与刀尖真实位置之间总是存在着一点微小的差距，即使在两者之间经过激光补偿调节至相当一致以后。
可编程人造样板检测是进一步补偿机床其余误差的好方法。
它可为工艺控制提供反馈，能够使定位精度接近机床重复精度的规范要求。
这种闭路工艺控制可以使加工中心的加工精度达到镗铣床和其他精密机床的加工水平。
许多探针检测操作通过使用内存驻留宏指令程序完成。
工作坐标的更新、刀具几何形状的改变以及零件的测量等，由CNC在成功完成探针检测周期后自动确定。
这就能消除由错误信息链接或错误计算所造成的严重误差。
用于加工以后的零件检验，通过探针检测可以减少脱机检验的长度和复杂性，在某些情况下甚至可以将其全部消除。
由于大型昂贵的工件移动起来非常困难，而且又很费时间，所以机上检验特别有利于大型昂贵的工件。
在这里还可以采用两种方法来完成参考检测，即采用机床相关性检测法，将机上测量的数据与以前的CMM测量机数据进行比较;
或采用仿造样板检测法，将机上数据与已知尺寸的可追溯性仿造样板进行比较。
在进行这一比较时，CNC能够确定机床是否已真正达到规定的加工公差。
根据这些结果，就能做出明智的决定，对仍然留在机床上的工件采取正确的处理方法。
非接触式激光对刀
激光对刀仪为验证刀具的尺寸提供了一个快速的自动化方法，特别在模具制造中，对检验长期加工后的刀具磨损，起着关键的作用。
激光对刀仪是高速、高精度调刀和检测刀具断裂的有效方法，具有良好的成本效益，在工作状态下，当刀具通过激光束分度或以正常的速度旋转时，它能迅速地测量其长度和直径。
随主轴速度工作的激光检测可鉴别因主轴、刀具和刀座夹持不协调和径向振动而引起的误差，这一功能是采用静态对刀系统是无法实现的。
有些NC数控对刀仪可以在最高横向行程时检测断?
?
。
当刀具通过激光束运动时，系统电子装置就会检测到激光束的中断，同时向控制器发出一个输出信号。
NC数控系统可以在激光束的任何地方精确地测量最小直径为0.2mm的刀具。
当激光束超过50%阈值而被所检测的刀具阻断时，就会触发系统。
非接触式对刀系统采用的是在加工条件下可靠的红色可见光二极管激光器。
先进的电子元件和简化的设计使非接触式对刀替代了接触式系统。
由于没有任何运动部件，实际上可以使NC数控系统免于维护。
这种设计不存在接触式系统所需的框架和执行机构。
有些NC数控激光对刀仪带有保护系统，安装在一个结实的不锈钢装置内，内部充有不间断的压缩空气，即使在测量的过程中，也可防止污染物质、切屑、石墨和冷却液的侵入。
这些系统几乎还可以安装在各种尺寸和各种外形的机床上，而对机床的工作不会造成任何影响。
提高工艺水平的强大工具等这些技术的成熟应用以及可支配性对于提高模具加工的自动化水平并实现更好的工艺控制有很大好处。
它们能够使模具制造商以更高的几何精度和尺寸精度更快地生产
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