導(dǎo)語：數(shù)控機(jī)床基礎(chǔ)部件實(shí)踐原理研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，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(jī)床基礎(chǔ)部分結(jié)構(gòu)構(gòu)成，并掌握其實(shí)質(zhì)性實(shí)踐原理，有利于更好了解數(shù)控機(jī)床技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)，加強(qiáng)技術(shù)人員對(duì)數(shù)控機(jī)床技術(shù)故障的排查能力，解決數(shù)控機(jī)床技術(shù)故障存在維護(hù)、管理難題。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；基礎(chǔ)部件；實(shí)踐原理

數(shù)控機(jī)床技術(shù)應(yīng)用廣泛普及，對(duì)于提高社會(huì)生產(chǎn)力及社會(huì)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(duì)數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展產(chǎn)生新的影響。做好對(duì)數(shù)控機(jī)床基礎(chǔ)部件實(shí)踐原理分析，對(duì)于更好完善數(shù)控機(jī)床技術(shù)應(yīng)用體系及提高技術(shù)應(yīng)用水平具有重要意義。

1數(shù)控機(jī)床技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)

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

1.1數(shù)控機(jī)床加工精確性及運(yùn)行穩(wěn)定性較高

早期階段機(jī)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(jī)械加工精度存在一定誤差值，需要后續(xù)階段進(jìn)行重新加工校正。數(shù)控機(jī)床所采用數(shù)字信號(hào)控制方式，極大降低機(jī)械加工基礎(chǔ)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(jī)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(jī)械構(gòu)件生產(chǎn)需求。由于數(shù)控機(jī)床采用一體化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，部分模組基于模塊化設(shè)計(jì)進(jìn)行對(duì)接，使數(shù)控機(jī)床具有較高的運(yùn)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(shí)，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(duì)構(gòu)件加工精確性產(chǎn)生的影響，實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)前機(jī)械構(gòu)件加工水平的充分提高[2]。

1.2數(shù)控機(jī)床加工生產(chǎn)效率較高

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

1.3數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)集成度較高

目前，現(xiàn)階段主流的數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采用微型計(jì)算機(jī)與機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行銜接的設(shè)計(jì)方案。早期階段數(shù)控機(jī)床設(shè)備設(shè)計(jì)，則采用微處理器數(shù)字控制與機(jī)械自動(dòng)化控制相結(jié)合設(shè)計(jì)模式。由于早期階段計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展普及成本相對(duì)較高，使數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)集成度較低，雖然在一定程度實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)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(jìn)行頻繁的人工干預(yù)。集成微型計(jì)算機(jī)設(shè)備的現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床設(shè)備，則有效解決以上問題，進(jìn)一步提高數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)密度，強(qiáng)化數(shù)控機(jī)床設(shè)備結(jié)構(gòu)集成度，使數(shù)控機(jī)床設(shè)備及生產(chǎn)、控制、管理及維護(hù)等各個(gè)方面，均能在較短時(shí)間內(nèi)完成，無需進(jìn)行繁瑣的人工管理、維護(hù)，切實(shí)提升數(shù)控機(jī)床設(shè)備生產(chǎn)效率及生產(chǎn)成本控制能力。

2數(shù)控機(jī)床基礎(chǔ)部件的主要構(gòu)成

數(shù)控機(jī)床基礎(chǔ)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(cè)量反饋系統(tǒng)與機(jī)床加工系統(tǒng)四個(gè)主要模塊。因此，數(shù)控機(jī)床設(shè)備正常運(yùn)行及系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)，必須依賴于各個(gè)系統(tǒng)之間協(xié)調(diào)遞進(jìn)，通過發(fā)揮各個(gè)系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控機(jī)床技術(shù)應(yīng)用水平的提高。針對(duì)數(shù)控機(jī)床基礎(chǔ)部件實(shí)踐原理的分析，應(yīng)充分掌握數(shù)控機(jī)床內(nèi)部各個(gè)部件系統(tǒng)功能，了解不同部件系統(tǒng)特點(diǎn)，以便做好數(shù)控機(jī)床基礎(chǔ)部件實(shí)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(jī)床設(shè)計(jì)，大部分采用CNC設(shè)計(jì)方案，該設(shè)計(jì)方案實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)微處理器信息數(shù)據(jù)有效匯總，使數(shù)控設(shè)備能系統(tǒng)化實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)部件進(jìn)行控制，簡化單一部件手動(dòng)控制流程。數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)參數(shù)設(shè)置及設(shè)備調(diào)整，根據(jù)機(jī)械構(gòu)架加工生產(chǎn)要求對(duì)數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)加工方式及刀具走向參數(shù)進(jìn)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(gè)計(jì)算機(jī)部件。顯示器主要負(fù)責(zé)顯示數(shù)據(jù)參數(shù)，結(jié)合操作人員對(duì)鍵盤信息錄入，將信息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于磁盤設(shè)備，使數(shù)控機(jī)床加工生產(chǎn)能按照標(biāo)準(zhǔn)化流程推進(jìn)。

2.2傳動(dòng)系統(tǒng)

傳動(dòng)系統(tǒng)亦可稱之為機(jī)械動(dòng)力系統(tǒng)。傳動(dòng)系統(tǒng)囊括變速齒輪、同步齒輪傳送帶及主軸電機(jī)等多個(gè)基礎(chǔ)設(shè)備。早期階段，由于傳統(tǒng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)大部分依賴主軸設(shè)備進(jìn)行控制，使數(shù)控系統(tǒng)與傳動(dòng)系統(tǒng)之間連接需要基于傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展對(duì)信號(hào)脈沖技術(shù)充分普及，現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床傳統(tǒng)系統(tǒng)可以直接由數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行控制管理，進(jìn)一步解決數(shù)控系統(tǒng)對(duì)傳統(tǒng)系統(tǒng)控制延遲問題，強(qiáng)化數(shù)控機(jī)床機(jī)械構(gòu)件加工、生產(chǎn)精度。

2.3測(cè)量反饋系統(tǒng)

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

2.4機(jī)床切削加工系統(tǒng)

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

3數(shù)控機(jī)床基礎(chǔ)部件的實(shí)踐原理及技術(shù)邏輯

數(shù)控機(jī)床基礎(chǔ)部件的構(gòu)成主要是數(shù)控設(shè)備及機(jī)床加工設(shè)備兩個(gè)部分組成。數(shù)控設(shè)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(gè)部分組成。其中，數(shù)控設(shè)備實(shí)際運(yùn)行需要傳感器對(duì)數(shù)控機(jī)床內(nèi)部各個(gè)部件運(yùn)行狀態(tài)與數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行采集，對(duì)數(shù)據(jù)信息匯總后由微處理器對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行計(jì)算。在完成數(shù)據(jù)匯總與數(shù)據(jù)測(cè)算之后，再通過傳感器設(shè)備對(duì)微處理器數(shù)據(jù)信息及數(shù)據(jù)指令進(jìn)行傳輸，由終端設(shè)備中央處理器與顯示器設(shè)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(duì)機(jī)床各個(gè)部件的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整。這其中，光電編碼器、溫度傳感器、壓力傳感器、感應(yīng)同步器、速度床干起及電流傳感器等各類不同傳感器設(shè)備，需要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能有效串聯(lián)，通過系統(tǒng)程序控制實(shí)現(xiàn)傳感器系統(tǒng)功能。所以，數(shù)控機(jī)床的數(shù)控設(shè)備，主要針對(duì)數(shù)控機(jī)床設(shè)備參數(shù)分析、設(shè)備管理及設(shè)備控制功能加以實(shí)現(xiàn)，從而有效簡化數(shù)控機(jī)床設(shè)備操控流程。數(shù)控機(jī)床的機(jī)床加工設(shè)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(jī)械構(gòu)件加工要求，調(diào)整構(gòu)件形態(tài)與設(shè)備姿態(tài)。其中，伺服進(jìn)給系統(tǒng)與主軸電機(jī)等設(shè)備，是數(shù)控機(jī)床形成機(jī)械動(dòng)力的主要部件。在針對(duì)機(jī)械構(gòu)件的切削與加工處理過程中，需要根據(jù)對(duì)機(jī)床刀具運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)調(diào)整，做好對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡的控制，對(duì)于需要進(jìn)行二次加工的機(jī)械構(gòu)件，則需要做好對(duì)滑動(dòng)導(dǎo)軌、滾動(dòng)導(dǎo)軌的有效控制，從而提高數(shù)控機(jī)床機(jī)械構(gòu)件加工時(shí)效性與精確性。

4結(jié)語

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

參考文獻(xiàn)

[1]宋艷麗.基于能力等級(jí)的《數(shù)控機(jī)床原理及應(yīng)用》課程改革與實(shí)踐[J].太原城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2015（10）：105-106.

[2]杜新宇.與機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)專業(yè)課相結(jié)合的金工實(shí)訓(xùn)模式探討與實(shí)踐[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2011（29）：191-193.

[3]馮志友，金國光，楊世明，等.機(jī)械原理緒論課教學(xué)設(shè)計(jì)及組織的探討與實(shí)踐[J].太原理工大學(xué)學(xué)報(bào):社會(huì)科學(xué)版，2008，26（SUPPLE1）：61-63.

作者：韓開生 單位：河北工業(yè)職業(yè)技術(shù)大學(xué)