数控铣床实验.docx
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数控铣床实验
实验一 数控铣床结构实验
一 实验目的
熟悉XKA714数控铣床的结构
二 实验设备
XKA714数控铣床
三 实验内容
数控机床一般由输入/输出设备、CNC数控装置、主轴单元、进给伺服驱动装置、可编程控制器及电气控制装置、机床本体及位置检测装置（开环机床无）等组成。
除机床本体外的部分统称数控系统。
XKA714是在基型数控铣床XKA714上装备中国华中数控系统而派生出来的三坐标联动高性能数控机床。
本产品是一种使用广泛的十字滑座型数控床身铣床。
与同类产品相比较，具有承载能力大，整机刚性好,低速扭矩大等突出特点。
本机床的三个进给坐标由工作台的左右移动（X向）、滑座的前后移动（Y向）和主轴箱的上下移动（Z向）组成。
滑座、主轴箱的移动共同组成了机床X、Y、Z三个轴线方向的运动。
机床可以完成直线铣削，组成各种往复循环、框式循环；能实现三坐标联动加工，可进行两维圆弧插补；用于铣削具有复杂曲线轮廓及截面的零件，如凸轮、样板、叶片、弧形槽等零件，尤其适用于模具加工。
采用变频主轴，X、Y、Z三向进给均由伺服电机驱动滚珠丝杠。
机床配以华中数控系统，实现三坐标联动，并可根据用户要求，提供数控转台，实现四坐标联动。
系统具有汉字显示、三维图形动态仿真、双向式螺距补偿、小线段高速插补功能，可配置软盘或硬盘、RS232、网络等多种程序输入功能。
独有的大容量程序加工功能，不需DNC即可直接加工大型复杂型面零件。
主轴前锥孔为国际标准ISO）No.40，可安装各种圆柱铣刀、圆片铣刀、角度铣刀、端面铣刀等刀具，还可借助弹簧夹头安装小规格直柄铣刀。
性能特点：
①X、Y坐标采用直线滚动导轨，摩擦系数小；Z坐标导轨采用铸铁贴塑滑动导轨，摩擦系数较小。
保证机床运动灵活，刚性好。
②精密滚珠丝杠与AC伺服电机直联传动。
③切削功率大，可以进行镗削、铣削等加工。
④采用半封闭罩及挡屑板防护，气动换刀。
快速方便；根据用户要求可采用全封闭防护罩。
⑤采用华中数控系统。
⑥根据用户要求可加装刀库，使本产品衍化成加工中心。
适用行业：
本系列机床主要应用与模具制造领域，主轴拥有强有力而广泛的转速范围，能适应从粗加工到精加工的一切模具加工要求，具有高刚性，切削功率大的特点，还可以进行钻、铰、扩、镗等孔类加工。
机床传动系统
主传动系统由5.5/7.5KW的交流变频电机驱动，电机安装在主轴箱的顶面，经1∶1的同步齿形带传动使主轴获得500～4000r/min的高速档无级变速段。
另外通过油缸中的活塞带动拨叉推动滑移齿轮来完成高速档和低速档的变换，再通过1∶5的齿轮降速组，使主轴获得的100～800r/min低速档无级变速段。
主轴内装有拉刀机构，拉刀机构采用液压装置及蝶形弹簧来完成松刀、拉刀动作。
进给传动系统中X向、Y向坐标由交流伺服电机通过1∶1.5同步齿形带驱动滚珠丝杠，分别拖动工作台和滑座进行X向、Y向运动，使工作台获得6～3200mm/min的切削进给速度及8000mm/min的快速移动速度。
Z向进给由交流伺服电机通过一对24∶54的齿轮降速，将动力传给Z向滚珠丝杠，拖动主轴箱运动，使主轴箱获得3～1600mm/min的切削进给速度及4000mm/min的快速移动速度。
Z向进给电机带有制动器，当断电时可将Z向刹紧，以防主轴箱下滑。
伺服电机及相应的速度控制单元和用于位置检测的脉冲编码器等均受控于数控系统，以完成各种进给运动。
液压和润滑系统
液压站位于机床的左后侧。
液压控制板装在液压站油箱上面，由电机驱动液压泵完成液压系统的供油和回油。
液压系统使用的液压油牌号为L-HM46。
本机床的导轨副、滚珠丝杠副的润滑采用抵抗式集中稀油润滑装置，该装置的自动活塞式润滑泵安装在立柱左侧，以定时定量方式将润滑油供给各润滑点。
润滑油牌号L-AN32。
主轴前后轴承、主轴上其它轴承及齿形带涨紧轮处轴承的润滑均采用Arcarol L74或Kluber isofelx NBV15润滑脂，装配时均已填充好；垂向进给箱内的齿轮及轴承采用普通润滑脂润滑，除机床大修外，一般情况下不需要补充。
主轴箱内其它轴承及齿轮均采用液压系统所提供的液压油润滑。
位置检测 光电式脉冲编码器
光电式脉冲编码器是一种旋转式脉冲发生器。
它通常安装在被测量轴上，与被测量轴一起转动，将机械转角变成点脉冲信号，是一种常用的角位移检测元件。
增量式光电脉冲编码器的结构由发光二极管、光栏扳 码盘 光敏元件与印刷电路板组成。
码盘与轴一起转动，通常是由真空镀膜的玻璃制成的圆盘，在圆周上刻有间距相等的细密狭缝，分为透光与不透光两部分。
光栏扳是一小块扇型薄片，制有和码盘相同的三组透光狭缝，其中A组与B组条纹彼此错开四分之一节距，A组与A组 B组与B组条纹透光与不透光在同一圆周上，另外一组透光狭缝C称为零位狭缝，用以每转产生一个脉冲，光栏扳码盘平行安放且固定不动，发光二极管作为平行光源与光敏元件分别置于码盘的两侧。
当码盘随轴一起，每转过一个缝隙就发生一次光线的明暗变化，由光敏元件接收后，变成一次电信号的强弱变化，这一变化规律近似于正弦函数。
光敏元件输出的信号经信号处理电路的整形，放大和微分处理后，便得到脉冲输出信号，脉冲数就等于转过的缝隙数（即转过的角度），脉冲频率就表示了转速。
由于A组与B组的狭缝彼此错开1/4节距，故此两组信号有90度相位差，用于辨向，即光电码盘正转时A信号超前B信号90度，反之，B信号超前A信号90度。
而A，A和B，B为差分信号，用于提高传输的抗干扰能力。
C，C也为差分信号，对应于码盘上的零标志槽，产生的脉冲为基准脉冲，又称零点脉冲，它是轴旋转一周在固定位置上产生的一个脉冲，可用于机床基准点的找正。
增量式光电编码器的测量精度取决于它所能分辨的最小角度，这与码盘周内的狭缝数有关，其分辨角等于360度/狭缝数。
XKA714型数控铣钻床能够控制的主要有X、Y、Z三坐标轴的联动（包括移动量及移动速度的控制，能进行直线、圆弧的插补加工控制）、一些电器开关的通断（包括主轴正反转及停转、进给随意暂停和重启、急停及超程保护控制）、主轴采用变频器实现无级调速。
该机床可用于轮廓铣削、挖槽、钻镗孔及其各类复杂曲面轮廓的粗、精加工等。
可进行刀具半径补偿和刀具长度补偿。
四 问答题
叙述XKA714数控机床的结构。
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