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數控機床進(jìn)給驅動(dòng)裝置基本要求分析
上學(xué)的時(shí)候，看到知識點(diǎn)，都是先收藏再說(shuō)吧！知識點(diǎn)就是學(xué)習的重點(diǎn)。哪些才是我們真正需要的知識點(diǎn)呢？下面是小編整理的數控機床進(jìn)給驅動(dòng)裝置基本要求分析，希望對大家有所幫助。
數控機床進(jìn)給驅動(dòng)裝置基本要求分析
數控機床從構造上可以分為數控系統(CNC)和機床兩大塊。數控系統主要根據輸入程序完成對工作臺的位置、主軸啟停、換向、變速、刀具的選擇、更換、液壓系統、冷卻系統、潤滑系統等的控制工作。而機床為了完成零件的加工須進(jìn)行兩大運動(dòng)：主運動(dòng)和進(jìn)給運動(dòng)。數控機床的主運動(dòng)和進(jìn)給運動(dòng)在動(dòng)作上除了接受CNC 的控制外，在機械結構上應具有響應快、高精度、高穩定性的特點(diǎn)。
1、高傳動(dòng)剛度
進(jìn)給傳動(dòng)系統的高傳動(dòng)剛度主要取決于絲桿螺母副(直線(xiàn)運動(dòng))或蝸輪蝸桿副(回轉運動(dòng))及其支承部件的剛度。剛度不足與摩擦阻力一起會(huì )導致工作臺產(chǎn)生爬行現象以及造成反向死區，影響傳動(dòng)準確性�？s短傳動(dòng)鏈，合理選擇絲桿尺寸以及對絲桿螺母副及支承部件等預緊是提高傳動(dòng)剛度的有效途徑。
2.高諧振
為提高進(jìn)給系統的抗振性，應使機械構件具有高的固有頻率和合適的阻尼，一般要求機械傳動(dòng)系統的固有頻率應高于伺服驅動(dòng)系統固有頻率的2～3倍。
3.低摩擦
進(jìn)給傳動(dòng)系統要求運動(dòng)平穩，定位準確，快速響應特性好，必須減小運動(dòng)件的摩擦阻力和動(dòng)、靜摩擦系數之差，在進(jìn)給傳動(dòng)系統中現普遍采用滾珠絲桿螺母副。
4.低慣量
進(jìn)給系統由于經(jīng)常需進(jìn)行起動(dòng)、停止、變速或反向，若機械傳動(dòng)裝置慣量大，會(huì )增大負載并使系統動(dòng)態(tài)性能變差。因此在滿(mǎn)足強度與剛度的前提下，應盡可能減小運動(dòng)部件的重量以及各傳動(dòng)元件的尺寸，以提高傳動(dòng)部件對指令的快速響應能力。
5.無(wú)間隙
機械間隙是造成進(jìn)給系統反向死區的另一主要原因，因此對傳動(dòng)鏈的各個(gè)環(huán)節，包括：齒輪副、絲桿螺母副、聯(lián)軸器及其支承部件等等均應采用消除間隙的結構措施。
數控機床故障診斷和維修的方法
對于數控機床發(fā)生的大多數故障，總體上說(shuō)可采用下述幾種方法來(lái)進(jìn)行故障診斷。
�、� 直觀(guān)法 這是一種最基本、最簡(jiǎn)單的方法。維修人員通過(guò)對故障發(fā)生時(shí)產(chǎn)生的各種光、聲、味等異�，F象的觀(guān)察、檢查，可將故障縮小到某個(gè)模塊，甚至一塊印制電路板但是.它要求維修人員具有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗.以及綜合判斷能力。
�、� 系統自診斷法 充分利用數控系統的自診斷功能，根據 CRT 上顯示的報警信息及各模塊上的發(fā)光二極管等器件的指示，可判斷出故障的大致起因。進(jìn)一步利用系統的自診斷功能.還能顯示系統與各部分之間的接口信號狀態(tài)，找出故障的大致部位.它是故障診斷過(guò)程中最常用、有效的方法之一。
�、� 參數檢查法 數控系統的機床參數是保證機床正常運行的前提條件，它們直接影響著(zhù)數控機未的性能。
參數通常存放在系統存儲器中，一旦電池不足或受到外界的干擾，可能導致部分參數的丟夫或變化，使機床無(wú)法正常工作。通過(guò)核對、調整參數，有時(shí)可以迅速排除故障：特別是對于機床長(cháng)期不用的清況，參數丟失的現象經(jīng)常發(fā)生，因此，檢查和恢復機床參數是維修中行之有效的方法之一。另外，數控機床經(jīng)過(guò)長(cháng)期運行之后，由于機械運動(dòng)部件磨損，電氣元器件性能變化等原因，也需對有關(guān)參數進(jìn)行重新調整。
�、� 功能測試法 所謂功能測試法是通過(guò)功能測試程序，檢查機床的實(shí)際動(dòng)作，判別故障的一種方法功能測試可以將系統的功能(如：直線(xiàn)定位，圓弧插補、螺紋切削、固定循環(huán)、用戶(hù)宏程序等)，用手工編程方法，編制一個(gè)功能鍘試程序，并通過(guò)運行測試程序，來(lái)檢查機床執行這些功能的準確性和可靠性，進(jìn)而判斷出故障發(fā)生的原因
對于長(cháng)期不用的數控機床或是機床第一次開(kāi)機不論動(dòng)作是否正常，都應使用木方法進(jìn)行一次檢查以判斷機床的上作狀況。
�、� 部件交換法 所謂部件交換法，就是在故障范圍大致確認，并在確認外部條件完全正確的情況下.利用同樣的印制電路板、模塊、集成電路芯片或元器件替換有疑點(diǎn)的部分的方法。部件交換法是一種簡(jiǎn)單，易行、可靠的方法，也是維修過(guò)程中最常用的故障判別方法之一。
交換的部件可以是系統的備件，也可以用機床上現有的同類(lèi)型部件替換通過(guò)部件交換就可以逐一排除故障可能的原因把故障范圍縮小到相應的部件上。
必須注意的是：在備件交換之前應仔細檢查、確認部件的外部工作剎長(cháng)在線(xiàn)路中存在短路、過(guò)電壓等情況時(shí)，切不可以輕易更換備件此外.備件(或交換板)應完好，且與原板的各種設定狀態(tài)一致。
在交換CNC裝置的存儲器板或CPU板時(shí)，通常還要對系統進(jìn)行某些特定的操作，如存儲器的初始化操作等并重新設定各種參數，否則系統不能正常工作。這些操作步驟應嚴格按照系統的操作說(shuō)明書(shū)、維修說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。
�、� 測量比較法 數控系統的印制電路板制造時(shí)，為了調整_維修的便利通常都設置有檢測用的測量端子。維修人員利用這些檢測端子，可以測量、比較正常的印制電路板和有故障的印制電路板之間的電壓或波形的差異，進(jìn)而分析、判斷故障原因及故障所在位置。
通過(guò)測量比較法，有時(shí)還可以糾正他人在印制電路板上的調整、設定不當而造成的“故障”。
測量比較法使用的前提是：維修人員應了解或實(shí)際測量正確的印制電路板關(guān)鍵部位、易出故障部位的正常電壓值，正確的波形，才能進(jìn)行比較分析，而且這些數據應隨時(shí)做好記錄并作為資料積累。
�、� 原理分析法 這是根據數控系統的組成及工作原理，從原理上分析各點(diǎn)的電平和參數，并利用萬(wàn)用表、示波器或邏輯分析儀等儀器對其進(jìn)行側量，分析和比較，進(jìn)而對故障進(jìn)行系統檢查的一種方法。運用這種方法要求維修人員有較高的水平，對整個(gè)系統或各部分電路有清楚，深入的了解才能進(jìn)行。對于其體的故障，也可以通過(guò)測繪部分控制線(xiàn)路的方法.通過(guò)繪制原理圖進(jìn)行維修。在本書(shū)中，提供了部分測繪的原理圖，可以供維修參考
除了以上介紹的故障檢測方法外.還有插拔法、電壓拉偏法、敲擊法、局部升溫法等等這些檢查方法各有特點(diǎn)，維修人員可以根據不同的故障現象加以靈活應用，以便對故障進(jìn)行綜合分析，逐步縮小故障范圍，排除故障。
數控機床加工專(zhuān)業(yè)用語(yǔ)
1)計算機數值控制 (Computerized Numerical Control, CNC) 用計算機控制加工功能，實(shí)現數值控制。
2)軸(Axis)機床的部件可以沿著(zhù)其作直線(xiàn)移動(dòng)或回轉運動(dòng)的基準方向。
3)機床坐標系( Machine Coordinate Systern )固定于機床上，以機床零點(diǎn)為基準的笛卡爾坐標系。
4)機床坐標原點(diǎn)( Machine Coordinate Origin )機床坐標系的原點(diǎn)。
5)工件坐標系( Workpiece Coordinate System )固定于工件上的笛卡爾坐標系。
6)工件坐標原點(diǎn)( Wrok-piexe Coordinate Origin)工件坐標系原點(diǎn)。
7)機床零點(diǎn)( Machine zero )由機床制造商規定的'機床原點(diǎn)。
8)參考位置( Reference Position )機床啟動(dòng)用的沿著(zhù)坐標軸上的一個(gè)固定點(diǎn)，它可以用機床坐標原點(diǎn)為參考基準。
9)絕對尺寸(Absolute Dimension)/絕對坐標值(Absolute Coordinates)距一坐標系原點(diǎn)的直線(xiàn)距離或角度。
10)增量尺寸( Incremental Dimension ) /增量坐標值(Incremental Coordinates)在一序列點(diǎn)的增量中，各點(diǎn)距前一點(diǎn)的距離或角度值。
11)最小輸人增量(Least Input Increment) 在加工程序中可以輸人的最小增量單位。
12)命令增量(Least command Increment)從數值控制裝置發(fā)出的命令坐標軸移動(dòng)的最小增量單位。
13)插補 (InterPolation)在所需的路徑或輪廓線(xiàn)上的兩個(gè)已知點(diǎn)間根據某一數學(xué)函數(例如：直線(xiàn)，圓弧或高階函數)確定其多個(gè)中間點(diǎn)的位置坐標值的運算過(guò)程。
14)直線(xiàn)插補(Llne Interpolation)這是一種插補方式，在此方式中，兩點(diǎn)間的插補沿著(zhù)直線(xiàn)的點(diǎn)群來(lái)逼近，沿此直線(xiàn)控制刀具的運動(dòng)。
15)圓弧插補(Circula : Interpolation)這是一種插補方式，在此方式中，根據兩端點(diǎn)間的插補數字信息，計算出逼近實(shí)際圓弧的點(diǎn)群，控制刀具沿這些點(diǎn)運動(dòng)，加工出圓弧曲線(xiàn)。
16)順時(shí)針圓弧(Clockwise Arc)刀具參考點(diǎn)圍繞軌跡中心，按負角度方向旋轉所形成的軌跡.方向旋轉所形成的軌跡.
17)逆時(shí)針圓弧(Counterclockwise Arc)刀具參考點(diǎn)圍繞軌跡中心，按正角度方向旋轉所形成的軌跡。
18)手工零件編程(Manual Part Prograrnmiog)手工進(jìn)行零件加工程序的編制。
19)計算機零件編程(Cornputer Part prograrnrnlng)用計算機和適當的通用處理程序以及后置處理程序準備零件程序得到加工程序。
20)絕對編程(Absolute Prograrnming)用表示絕對尺寸的控制字進(jìn)行編程。
21)增量編程(Increment programming)用表示增量尺寸的控制字進(jìn)行編程。
22)宇符(Character)用于表示一組織或控制數據的一組元素符號。
23)控制字符(Control Character)出現于特定的信息文本中，表示某一控制功能的字符。
24)地址(Address)一個(gè)控制字開(kāi)始的字符或一組字符，用以辨認其后的數據。
25)程序段格式(Block Format)字、字符和數據在一個(gè)程序段中的安排。
26)指令碼(Instruction Code) /機器碼(Machine Code)計算機指令代碼，機器語(yǔ)言，用來(lái)表示指令集中的指令的代碼。
27)程序號(Program Number)以號碼識別加工程序時(shí)，在每一程序的前端指定的編號 .
28)程序名(Prograo Name)以名稱(chēng)識別加工程序時(shí)，為每一程序指定的名稱(chēng)。
29)指令方式(Command Mode)指令的工作方式。
30)程序段(Block)程序中為了實(shí)現某種操作的一組指令的集合.
31)零件程序(P art Program)在自動(dòng)加工中，為了使自動(dòng)操作有效按某種語(yǔ)言或某種格式書(shū)寫(xiě)的順序指令集。零件程序是寫(xiě)在輸人介質(zhì)上的加工程序，也可以是為計算機準備的輸人，經(jīng)處理后得到加工程序。
32)加工程序(Machine Program)在自動(dòng)加工控制系統中，按自動(dòng)控制語(yǔ)言和格式書(shū)寫(xiě)的順序指令集。這些指令記錄在適當的輸人介質(zhì)上，完全能實(shí)現直接的操作。
33)程序結束(End of Program)指出工件加工結束的輔助功能
34)數據結束(End of Data)程序段的所有命令執行完后，使主軸功能和其他功能(例如冷卻功能)均被刪除的輔助功能。
35)程序暫停(Progrom Stop)程序段的所有命令執行完后，刪除主軸功能和其他功能，并終止其后的數據處理的輔助功能.
36)準備功能(Preparatory Functton)使機床或控制系統建立加工功能方式的命令.
37)輔助功能(MiscellaneouS Function)控制機床或系統的開(kāi)關(guān)功能的一種命令。
38)刀具功能(Tool Funetion)依據相應的格式規范，識別或調人刀具。
39)進(jìn)給功能(Feed Function)定義進(jìn)給速度技術(shù)規范的命令。
40)主軸速度功能(Spindle Speed Function)定義主軸速度技術(shù)規范的命令。
41)進(jìn)給保持(Feed Hold)在加工程序執行期問(wèn)，暫時(shí)中斷進(jìn)給的功能。
42)刀具軌跡(Tool Path)切削刀具上規定點(diǎn)所走過(guò)的軌跡。
43)零點(diǎn)偏置(Zero Offset)數控系統的一種特征.它容許數控測量系統的原點(diǎn)在指定范圍內相對于機床零點(diǎn)移動(dòng)，但其永久零點(diǎn)則存在數控系統中。
44)刀具偏置(Tool Offset)在一個(gè)加工程序的全部或指定部分，施加于機床坐標軸上的相對位移.該軸的位移方向由偏置值的正負來(lái)確定.
45)刀具長(cháng)度偏置(Tool Length Offset)在刀具長(cháng)度方向卜的偏晉
46)刀具半徑偏置(Tool Radlus OffseO)刀具在兩個(gè)坐標方向的刀具偏置。
47)刀具半徑補償(Cutter Compensation)垂直于刀具軌跡的位移，用來(lái)修正實(shí)際的刀具半徑與編程的刀具半徑的差異
48)刀具軌跡進(jìn)給速度(Tool Path Feedrate)刀具上的基準點(diǎn)沿著(zhù)刀具軌跡相對于工件移動(dòng)時(shí)的速度，其單位通常用每分鐘或每轉的移動(dòng)量來(lái)表示。
49)固定循環(huán)(Fixed Cycle , Canned Cycle)預先設定的一些操作命令，根據這些操作命令使機床坐標袖運動(dòng)，主袖工作，從而完成固定的加工動(dòng)作。例如，鉆孔、鏗削、攻絲以及這些加工的復合動(dòng)作。
50)子程序(Subprogram)加工程序的一部分，子程序可由適當的加工控制命令調用而生效
51)工序單(Planning sheet)在編制零件的加工工序前為其準備的零件加工過(guò)程表。
52)執行程序(Executlve Program)在 CNC 系統中，建立運行能力的指令集合
53)倍率(Override)使操作者在加工期間能夠修改速度的編程值(例如，進(jìn)給率、主軸轉速等)的手工控制功能。
54)伺服機構(Servo-Mwchanisnt)這是一種伺服系統，其中被控量為機械位置或機械位置對時(shí)間的導數.
55)誤差(Error)計算值、觀(guān)察值或實(shí)際值與真值、給定值或理論值之差
56)分辨率(Resolution)兩個(gè)相鄰的離散量之間可以分辨的最小間隔。
數控機床常見(jiàn)故障
按故障的性質(zhì)分類(lèi)
�、� 確定性故障 確定性故障是指控制系統主機中的硬件損壞或只要滿(mǎn)足一定的條件，數控機床必然會(huì )發(fā)生的故障。這一類(lèi)故障現象在數控機床上最為常見(jiàn)，但由于它具有一定的規律，因此也給維修帶來(lái)了方便
確定性故障具有不可恢復性，故障一旦發(fā)生，如不對其進(jìn)行維修處理，機床不會(huì )自動(dòng)恢復正常.但只要找出發(fā)生故障的根本原因，維修完成后機床立即可以恢復正常。正確的使用與精心維護是杜絕或避免故障發(fā)生的重要措施。
�、� 隨機性故障 隨機性故障是指數控機床在工作過(guò)程中偶然發(fā)生的故障此類(lèi)故障的發(fā)生原因較隱蔽，很難找出其規律性，故常稱(chēng)之為“軟故障”，隨機性故障的原因分析與故障診斷比較困難，一般而言，故障的發(fā)生往往與部件的安裝質(zhì)量、參數的設定、元器件的品質(zhì)、軟件設計不完善、工作環(huán)境的影響等諸多因素有關(guān)。
隨機性故障有可恢復性，故障發(fā)生后，通過(guò)重新開(kāi)機等措施，機床通�？苫謴驼�，但在運行過(guò)程中，又可能發(fā)生同樣的故障。
加強數控系統的維護檢查，確保電氣箱的密封，可靠的安裝、連接，正確的接地和屏蔽是減少、避免此類(lèi)故障發(fā)生的重要措施。
按故障產(chǎn)生的原因分類(lèi)
�、� 數控機床自身故障 這類(lèi)故障的發(fā)生是由于數控機床自身的原因所引起的，與外部使用環(huán)境條件無(wú)關(guān).數控機床所發(fā)生的極大多數故障均屬此類(lèi)故障。
�、� 數控機床外部故障 這類(lèi)故障是由于外部原因所造成的。供電電壓過(guò)低、過(guò)高，波動(dòng)過(guò)大：電源相序不正確或三相輸入電壓的不平衡;環(huán)境溫度過(guò)高：有害氣體、潮氣、粉塵授入：外來(lái)振動(dòng)和干擾等都是引起故障的原因數控機床常見(jiàn)故障有哪些分類(lèi)_數控機床常見(jiàn)故障的四大分類(lèi)數控機床常見(jiàn)故障有哪些分類(lèi)_數控機床常見(jiàn)故障的四大分類(lèi)。
此外，人為因素也是造成數控機床故障的外部原因之一，據有關(guān)資料統計，首次使用數控機床或由不熟練工人來(lái)操作數控機床，在使用的第一年，操作不當所造成的外部故障要占機床總故障的三分之一以上。
按故障發(fā)生的部位分類(lèi)
�、� 主機故障 數控機床的主機通常指組成數控機床的機械、潤滑、冷卻、排屑、液壓、氣動(dòng)與防護等部分。主機常見(jiàn)的故障主要有：
1) 因機械部件安裝、調試、操作使用不當等原因引起的機械傳動(dòng)故障;
2) 因導軌、主軸等運動(dòng)部件的干涉、摩擦過(guò)大等原因引起的故障;
3) 因機械零件的損壞、聯(lián)結不良等原因引起的故障，等等。
主機故障主要表現為傳動(dòng)噪聲大、加工精度差、運行阻力大、機械部件動(dòng)作不進(jìn)行、機械部件損壞等等。潤滑不良、液壓、氣動(dòng)系統的管路堵塞和密封不良，是主機發(fā)生故障的常見(jiàn)原因。數控機床的定期維護、保養.控制和根除“三漏”現象發(fā)生是減少主機部分故障的重要措施。
�、� 電氣控制系統故障 從所使用的元器件類(lèi)型上.根據通常習慣，電氣控制系統故障通常分為“弱電”故障和“強電”故障兩大類(lèi)，
“弱電”部分是指控制系統中以電子元器件、集成電路為主的控制部分數控機床的弱電部分包括CNC、PLC、MDI/C RT以及伺服驅動(dòng)單元、輸為輸出單元等。
“弱電”故障又有硬件故障與軟件故障之分.硬件故障是指上述各部分的集成電路芯片、分立電子元件、接插件以及外部連接組件等發(fā)生的故障。軟件故障是指在硬件正常情況下所出現的動(dòng)作出鍺、數據丟失等故障，常見(jiàn)的有.加工程序出錯，系統程序和參數的改變或丟失，計算機運算出錯等。
“強電”部分是指控制系統中的主回路或高壓、大功率回路中的繼電器、接觸器、開(kāi)關(guān)、熔斷器、電源變壓器、電動(dòng)機、電磁鐵、行程開(kāi)關(guān)等電氣元器件及其所組成的控制電路。這部分的故障雖然維修、診斷較為方便，但由于它處于高壓、大電流工作狀態(tài)，發(fā)生故障的幾率要高于“弱電”部分.必須引起維修人員的足夠的重視。
按故障的指示形式分類(lèi)
�、� 有報帶顯示的故障 數控機床的故障顯示可分為指示燈顯示與顯示器顯示兩種情況：
1)指示燈顯示報警 指示燈顯示報警是指通過(guò)控制系統各單元上的狀態(tài)指示燈(一般由 LED發(fā)光管或小型指示燈組成)顯示的報警.根據數控系統的狀態(tài)指示燈，即使在顯示器故障時(shí)，仍可大致分析判斷出故障發(fā)生的部位與性質(zhì)，因此.在維修、排除故障過(guò)程中應認真檢杳這些狀態(tài)指示燈的狀態(tài)。
2)顯示器顯示報警.顯示器顯示報警是指可以通過(guò)CNC顯示器顯示出報警號和報警信息的報警。由于數控系統一般都具有較強的自診斷功能，如果系統的診斷軟件以及顯示電路工作正常，一旦系統出現故障，可以在顯示器上以報警號及文本的形式顯示故障信息。數控系統能進(jìn)行顯示的報警少則幾十種，多則上千種，它是故障診斷的重要信息。
在顯示器顯示報警中，又可分為 NC 的報警和 PLC 的報等兩類(lèi)。前者為數控生產(chǎn)廠(chǎng)家設置的故降顯示.它可對照系統的“維修手冊”，來(lái)確定可能產(chǎn)生該故障的原因數控機床常見(jiàn)故障有哪些分類(lèi)_數控機床常見(jiàn)故障的四大分類(lèi)數控機床
后者是由數控機床生產(chǎn)廠(chǎng)家設置的 PLC 報警信息文本，屬于機床側的故降顯示。它可對照機床生產(chǎn)廠(chǎng)家所提供的“機床維修手冊”中的有關(guān)內容.確定故障所產(chǎn)生的原因。
�、� 無(wú)報警顯示的故障 這類(lèi)故障發(fā)生時(shí).機床與系統均無(wú)報警顯示，其分析診斷難度通常較大.需要通過(guò)仔細、認真的分析判斷才能予以確認。特別是對于一些早期的數控系統，由于系統本身的診斷功能不強，或無(wú) PLC報警信息文本，出現無(wú)報警顯示的故障情祝則更多.
對于無(wú)報警顯示故障，通常要具體情況具體分析，根據故障發(fā)生前后的變化.進(jìn)行分析判斷，原理分析法與PLC 程序分析法是解決無(wú)報警顯示故障的主要方法.
除上述常見(jiàn)故障分類(lèi)方法外，還有其他多種不同的分類(lèi)方法。如：按故障發(fā)生時(shí)有無(wú)破壞性.可分為破壞性故障和非破壞性故障兩種.按故障發(fā)生與需要維修的具體功能部位.可分為數控裝置故障，進(jìn)給伺服系統故障，主軸驅動(dòng)系統故障，白動(dòng)換刀系統故障等等，這一分類(lèi)方法在維修時(shí)常用。
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