1.什么叫數(shù)控機(jī)床?經(jīng)常提到的“CNC”是什么意思？
國際信息處聯(lián)盟第五技術(shù)委員會對數(shù)控機(jī)床的定義是這樣的：數(shù)控機(jī)床是一種安裝了程序控制系統(tǒng)的機(jī)床。該系統(tǒng)能邏輯地處理具有使用號碼或其他符號編碼指令規(guī)定的程序。
“CNC”中第一個“C是”英文“計算機(jī)”的第一個字母，“N”是英文“數(shù)字”的字頭；最后一個字母“C”是英文“控制”的第一個字母。所以“CNC”系統(tǒng)用漢語說就是“計算機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)”�！癈NC”系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的核心部分。數(shù)控機(jī)床功能的強(qiáng)弱主要是由數(shù)控功能確定的。2.數(shù)控機(jī)床特點(diǎn)有哪些？
1) 加工精度高:
數(shù)控機(jī)床是精密機(jī)械和自動化技術(shù)的綜合體。機(jī)床的數(shù)控裝置可以對機(jī)床運(yùn)動中產(chǎn)生的位移、熱變形等導(dǎo)致的誤差，通過測量系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)償而獲得很高且穩(wěn)定的加工精度。由于數(shù)控機(jī)床實現(xiàn)自動加工，所以減少了操作人員素質(zhì)帶來的人為誤差，提高了同批零件的一致性。
2)生產(chǎn)較高：
就生產(chǎn)效率而言，相對普通機(jī)床，數(shù)控機(jī)床的效率一般能提高2～3倍、甚至十幾倍。主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
a. 一次裝夾完成多工序加工，省去了普通機(jī)床加工的多次變換工種、工序間的轉(zhuǎn)件以及劃線等工序。
b. 簡化了夾具及專用工裝等，由于是一次裝夾完成加工。所以普通機(jī)床多工序的夾具省去了，即使偶爾必須用到專用夾具。由于數(shù)控機(jī)床的超強(qiáng)功能夾具的結(jié)構(gòu)也可簡化。
3)減輕勞動強(qiáng)度，數(shù)控機(jī)床的操作由體力型轉(zhuǎn)為智力型。
4)改善勞動條件，如深揚(yáng)公司的產(chǎn)品采用全封閉護(hù)罩,機(jī)床不會有水、油、鐵屑濺出，可
有效保持工作環(huán)境的清潔。
5)有利于生產(chǎn)管理：
a. 程序化控制加工、更換品種方便；
b. 一機(jī)多工序加工，減化生產(chǎn)過程的管理，減少管理人員；
c. 可實現(xiàn)無人化生產(chǎn)。
3.數(shù)控機(jī)床是由哪幾部分組成的？數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的核心(相當(dāng)于人的大腦),它所想要完成的工作通過伺服系統(tǒng)(相當(dāng)于人的神經(jīng)系統(tǒng))帶動機(jī)床運(yùn)動，測量及反饋系統(tǒng)（相當(dāng)于人的 眼睛等感覺器官），把機(jī)床的工作狀態(tài)急時告訴數(shù)控裝置。數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的作用是：由于數(shù)控裝置的容量有限，各種控制信息要靠數(shù)控裝置以外的其它計算機(jī)等攜帶和傳輸，就像人的記憶有限，工作時常常要做些記錄，翻翻筆記本似的，作為數(shù)控機(jī)床的核心深揚(yáng)公司選用的是世界三大系統(tǒng)制造商之一的日本原裝三菱數(shù)控系統(tǒng)。
4.控機(jī)床到底控制的是什么？
從數(shù)控機(jī)床最終要完成的任務(wù)看,主要以下三個方面:
1)主軸運(yùn)動控制;
2)進(jìn)給運(yùn)動控制(也就是對工作臺運(yùn)動的控制);
3) 輸入/輸出(I/O) 控制,也就是對機(jī)床的各種狀態(tài)的控制.如:冷卻、潤滑、起停刀具自動交
換等。
5.按工藝內(nèi)容分類（特別是在模具制造中）數(shù)控機(jī)床有哪幾類？
1)數(shù)控銑床隨著模具制造工藝要求的提高，立式數(shù)控銑床已成為主流，既工作臺不能上
下移動，Z軸是通過主軸箱的上下運(yùn)動實現(xiàn)的，根據(jù)我國目前的國情看該類機(jī)床將是傳統(tǒng)機(jī)床
的主要更新?lián)Q代產(chǎn)品。因此我公司生產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床均為立式數(shù)控銑床。
2)加工中心：加工中心與數(shù)控銑床的區(qū)別在于，加工中心配有可自動換刀的裝置和刀庫
系統(tǒng)，在華南一帶也有將全封閉立式數(shù)控銑床和加工中心都統(tǒng)稱為加工中心，只是把前者叫
做不帶刀庫的加工中心。
3)線切割機(jī)床 ：這類機(jī)床在模具加工中是最為廣泛，也是最為獨(dú)特的一種數(shù)控機(jī)床，它
是很難被其它加工工藝所取代的，我公司是我國西部最大的線切割機(jī)床生產(chǎn)基地共有三十幾
個規(guī)格及品種，遍布中國西南各個行業(yè)，特別是重慶長安、四川長虹、宜賓五糧液航天模具
中心等大型模具制造企業(yè)都是深揚(yáng)公司的真誠用戶；
4)電火花成型機(jī)床：它是模具型腔加工必不可少的設(shè)備，由于是高速銑削技術(shù)的發(fā)展，
成型機(jī)的市場面臨新的挑戰(zhàn)，所以我公司的電火花成型機(jī)產(chǎn)品的發(fā)展是把性能價格比放在首
位，不盲目擴(kuò)張，而是發(fā)展中等規(guī)格的單軸數(shù)控電火花成型機(jī)床，廣泛應(yīng)用于廣東及東南亞
市場.
6.數(shù)控機(jī)床的機(jī)械部分是由哪幾部分組成的？
典型的數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)主要由基礎(chǔ)件、主軸傳動系統(tǒng)、進(jìn)給傳動系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)工作臺、自動換刀裝置以及其它機(jī)械功能部件組成。 基礎(chǔ)件主要是指床身、立柱、工作臺、主軸箱體等大件。除特殊情況有采用板焊材料、人造花崗巖材料外絕大部分都是用鑄鐵材料。由于臺灣機(jī)床的涌入，現(xiàn)在常聽到一種叫“米漢納”的鑄鐵。讓廣大用戶摸不著頭實際就是個英文的譯音，是個外來語。不外乎是一種機(jī)械強(qiáng)度比較好的鑄鐵，也就是相當(dāng)于我們常說的HT250、HT300鑄鐵而已。我公司的鑄鐵均為HT300樹脂沙造型，各導(dǎo)軌采用中音頻淬火硬度度深度達(dá)5mm，其鑄件質(zhì)量完全可以同那個叫“米漢納”的叫板。 其它機(jī)械功能部件，主要指潤滑、冷卻、排屑和監(jiān)控機(jī)構(gòu)。
7.主軸作為數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵組件在性能上有哪些要求？ 主軸直接承受切削力，轉(zhuǎn)速范圍變化又較大。所以對主軸組件的主要性能提出如下要求：
1)回轉(zhuǎn)精度：是指主軸在無負(fù)荷的轉(zhuǎn)動條件下，主軸前端工作部位的徑向和軸向跳動
值，回轉(zhuǎn)精度的測量一般分為靜態(tài)測量、動態(tài)測量、間接測量。目前我國在生產(chǎn)中大都還是
運(yùn)用傳統(tǒng)的靜態(tài)測量。
2)運(yùn)動精度：是指工作狀態(tài)下的旋轉(zhuǎn)精度。這個精度通常與低速回轉(zhuǎn)精度有較大差別，
運(yùn)動狀態(tài)下的旋轉(zhuǎn)精度取決于主軸的工作速度、軸承性能以及主軸本身的平衡性能。
3)剛度：是指在受外力時，主軸抵抗變形的能力。剛性不足在切削力的作用下，主軸將
產(chǎn)生較大的彈性變形。不僅影響加工質(zhì)量，還會破壞軸承的正常工作條件、加快磨損。
4)抗振性：是指切削加工時，主軸保持平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)而又不發(fā)生振動的能力。
5)主軸溫升：主軸運(yùn)轉(zhuǎn)時，溫升過高會引起兩方面的不良結(jié)果。一是主軸及箱體受熱變
形直接影響加工精度；二是軸承的正常潤滑條件遭到破壞，影響軸承的正常工作，甚至出現(xiàn)
“抱軸”。
6) 耐磨性：只有具備足夠的耐磨性，才能長期保持精度。因此主軸的關(guān)鍵部位（如主軸
錐孔）要經(jīng)良好的表面熱處理。
綜上所述您可以看出主軸組件的生產(chǎn)過程也一定是非常嚴(yán)格的，它不單是要有良好的設(shè)備，更需要的是要有嚴(yán)格的生產(chǎn)管理。后者恰是中國企業(yè)的弱項。因此，我公司數(shù)控機(jī)床主軸是選用具有30年生產(chǎn)經(jīng)驗的臺灣原裝主軸。
8.數(shù)控機(jī)床上用于驅(qū)動的電動機(jī)有哪幾件？如何分類？
以上的寫法是教學(xué)性的，實際上我們真正遇到的數(shù)控機(jī)床的電機(jī)也就是主軸驅(qū)動電機(jī)和進(jìn)給驅(qū)動電機(jī)。概括地講主軸電機(jī)更強(qiáng)調(diào)力量，進(jìn)給電機(jī)更強(qiáng)調(diào)的效率。目前數(shù)控機(jī)床常見的主軸電機(jī)有交流伺服電機(jī)、交流變頻電機(jī)。數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給電機(jī)常見的一種是檔次較低的步進(jìn)電機(jī)、一種是交流伺服電機(jī)。其它的像直流伺服電機(jī)、直線電機(jī)等要不就是已遂步淘汰，要不就是價格高、技術(shù)復(fù)雜，中國還沒普及。淘汰的東西您不能要，沒普及的東西您同樣不能要（價格太高服務(wù)也跟不上）。
9.步進(jìn)電機(jī)與交流伺服電機(jī)的特點(diǎn)、區(qū)別是什么？ 1)步進(jìn)電機(jī)一般用于開環(huán)伺服系統(tǒng)，由于沒有位置反饋環(huán)節(jié)，固位置控制的精度由步進(jìn)電機(jī)和進(jìn)給絲杠等等來決定。雖檔次低了點(diǎn)，但是結(jié)構(gòu)簡單價格較低。在要求不高的場合仍有廣泛應(yīng)用。在數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域中大功率的步進(jìn)電機(jī)一般用在進(jìn)給運(yùn)動（工作臺）控制上，但是就控制性能來說其特性遠(yuǎn)不如交流伺服電機(jī)。振動、噪音也比較大。尤其是在過載情況下，步進(jìn)電機(jī)會產(chǎn)生失步，嚴(yán)重影響加工精度。所以步進(jìn)電機(jī)最常用的還是在對普通機(jī)床的數(shù)控化改造上。由于要改造的機(jī)床一般都是舊機(jī)床，所加工的對象一般是形狀雖然較復(fù)雜，但是精度要求并不很高。所以用步進(jìn)電機(jī)是再合適不過了。我公司研發(fā)的并且得到廣泛應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)型銑床數(shù)控系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)型車床數(shù)控系統(tǒng)，就是配用的步進(jìn)電機(jī)，在槍炮等兵器加工制造領(lǐng)域得到非常滿意的評價。還有就是用在線切割機(jī)上。由于線切割加工是靠放電加工，沒有切削力。所以永遠(yuǎn)不存在過載現(xiàn)象，再加上線切割加工時進(jìn)給速度很慢（步進(jìn)電機(jī)還有一個缺點(diǎn)就是它的轉(zhuǎn)距會隨著轉(zhuǎn)速的增加而降低）。所以在快走絲線切割機(jī)上步進(jìn)電機(jī)真正找到了自已的位置，幾乎是一統(tǒng)天下。如前所述我公司在步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用上之所以非常成功，也是得益于我公司有多年大批量生產(chǎn)線切割機(jī)床的基礎(chǔ)。 2)流伺服電機(jī)數(shù)控機(jī)床用于進(jìn)給驅(qū)動的交流伺服電機(jī)大多采用三相交流永磁同步電機(jī)，關(guān)于這種電機(jī)您有必要耐心的多了解一點(diǎn)。這種電機(jī)的定子裝有三相對稱的繞組，而轉(zhuǎn)子是永久磁極。當(dāng)定子的繞組中通過三相電源后，定子與轉(zhuǎn)子之間必然產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)場。這個旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速稱為同步轉(zhuǎn)速。電機(jī)的轉(zhuǎn)速也就是磁場的轉(zhuǎn)速。由于轉(zhuǎn)子有磁極，所以在極低頻率下也能旋轉(zhuǎn)運(yùn)行。所以它比異步電機(jī)的調(diào)速范圍更寬。而與直流伺服電機(jī)相比，它沒有機(jī)械換向器，特別是它沒有了碳刷，完全排除了換向時產(chǎn)生火花對機(jī)械造成的磨損，另外交流伺服電機(jī)自帶一個編碼器。可以隨時將電機(jī)運(yùn)行的情況“報告”給驅(qū)動器，驅(qū)動器又根據(jù)得到的“報告”更精確的控制電機(jī)的運(yùn)行。由此可見交流伺服電機(jī)優(yōu)點(diǎn)確實很多。可是技術(shù)含量也高了，價格也高了。最重要是對交流伺服電機(jī)的調(diào)試技術(shù)提高了。也就是電機(jī)雖好，如果調(diào)試不好一樣是問題多多。所以您也不要聽有些廠家的宣傳——“我公司選用的電機(jī)如何好�！睕]用！還是了解一下他們的調(diào)試水平再說。 我公司的電子事業(yè)部的前身是四川自貢市科委電子技術(shù)研究所。1982年就開始研發(fā)機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)，在交流伺服電機(jī)的調(diào)試上有著非常豐富的經(jīng)驗。正因如此中國第一臺采用日本松下全數(shù)字式交流伺服電機(jī)控制的大行程快走絲線切割機(jī)床就是我公司研發(fā)的。
10. 您知道進(jìn)給驅(qū)動與絲杠的聯(lián)接結(jié)構(gòu)嗎？
電機(jī)與滾珠絲杠聯(lián)接的最最重要的一點(diǎn)就是確保傳動無間隙。主要有三種聯(lián)接方式：直接聯(lián)接式、齒輪減速式、齒形帶式。目前使得最普遍的是直接聯(lián)接式，就是用一個可以微量擾動的聯(lián)軸器，將電機(jī)與絲杠直聯(lián)�？梢娺@個聯(lián)軸器是個非常關(guān)鍵的東西。我公司數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品上的聯(lián)軸器是選用德國進(jìn)口的聯(lián)軸器，確保萬無一失。
11.在數(shù)控機(jī)床中您常聽說的刀庫，它的完整涵義是什么？
說到數(shù)控機(jī)床中的加工中心，必然要提到刀庫，實際它是對整個自動換刀系統(tǒng)的總稱。而刀庫只是這個系統(tǒng)中最形象也是最重要的一個部分。這個系統(tǒng)應(yīng)包括刀庫、刀具交換機(jī)構(gòu)，以及相關(guān)的控制元件。
12．刀庫有哪幾種結(jié)構(gòu)形式，它們的特點(diǎn)是什么？
刀庫的容量、布局，針對不同的加工中心，其形式也是五花八門。但是根據(jù)刀庫所需的容量和取刀方式主要分以下幾種： 1)單盤式刀庫及無機(jī)械手換刀機(jī)構(gòu) 單盤式刀庫俗稱斗笠式刀庫（像個大斗笠），一般只能存16～24把刀具。不能太多，太多的話這個 “斗笠”就太大了，放不下了。這種斗笠式刀庫在換刀時整個刀庫向主軸移動。當(dāng)主軸上的刀具進(jìn)入刀庫的卡槽時，主軸向上移動脫離刀具，這時刀庫轉(zhuǎn)動。當(dāng)要換的刀具對正主軸正下方時主軸下移，使刀具進(jìn)入主軸錐孔內(nèi)，夾緊刀具后，刀庫退回原來的位置。 2)鏈?zhǔn)降稁旒皳Q刀機(jī)械手鏈?zhǔn)降稁斓奶攸c(diǎn)是存刀多。一般都在20把以上，多的可以存100把。它是通過鏈條將要換的刀具傳到指定位置。由機(jī)械手把刀裝到主軸上，全部換刀動作均采用電動機(jī)加機(jī)械凸輪的結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)簡化、工作可靠，但是價格很高。 斗笠式刀庫的換刀時間為5～7秒，而機(jī)械手的換刀時間是2～3秒。斗笠式的刀庫的換刀時間雖說比機(jī)械手慢，可它不過也只有5～7秒的時間。作為中國的企業(yè)這種效率完全可以接受了。所以要選哪種刀庫關(guān)鍵還是看您的加工對象一般需要多少把刀。 對于刀庫本身的品質(zhì)，由于現(xiàn)在的刀庫已經(jīng)是專業(yè)化社會化生產(chǎn)。所以無論生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的 廠家是多么大，其刀庫都是買來的。所以不管數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)廠家的規(guī)模大還是小，就刀庫及換刀裝置而言都是在同一起跑線上的。 到此為止，前面所講的主要都是機(jī)械以及強(qiáng)電方面的內(nèi)容，下面就要進(jìn)入數(shù)字控制領(lǐng)域了。也就是說我們要從前面的形象領(lǐng)域走進(jìn)機(jī)抽象領(lǐng)域。所以您的思維方式也要調(diào)整一下了。因為“電”本身就是看不見、摸不著（也不敢摸）而又神通廣大的東西�？墒且I數(shù)控機(jī)床的企業(yè)往往又是搞機(jī)械加工的。所以對“電子”就更感到陌生，其實這也沒關(guān)系。因為您的企業(yè)必竟是應(yīng)用它，而又不是研究它。而您本人只是了解它而不是操作它。所以您可以把抽象的東西，形象化的理解，充分打開您的想象力。13.數(shù)控系統(tǒng)是由哪幾個模塊組成的，應(yīng)如何較形象地理解它？
模塊是在自動化控制技術(shù)中常用的一種形象化的說法。它是把某一種功能相對獨(dú)立的一組元器件成品也可能還包括軟件，形象地理解為了一個“塊”，由此說來數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)也是由若干個“模塊”組成的。
1)微機(jī)控制系統(tǒng)： 數(shù)控機(jī)床的核心是數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控系統(tǒng)的核心是微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)（就是幾張電路板放在一個盒子里）。微機(jī)控制的核心是中央處理器（通稱CPU）一個長滿腳的深色的薄的小方塊，就像一個人一樣。人的核心是腦袋，腦袋的核心是大腦，大腦的核心是中樞神經(jīng)。 2)可編程控制器（簡稱PLC）: PLC是用來實現(xiàn)輔助化控制的。如換刀、潤滑、冷卻等。它是微機(jī)系統(tǒng)的補(bǔ)充，目的是讓微機(jī)系統(tǒng)把全部精力用于對零件加工的高精度控制上。不要為其它的輔助的“后勤”瑣事分散精力。PLC按配置方式分內(nèi)裝型和外裝型。但現(xiàn)在較高檔次的PLC都采用內(nèi)裝型。 3)進(jìn)給伺服控制模塊 數(shù)控機(jī)床對進(jìn)給軸的控制要求很高，它直接關(guān)系到機(jī)床位置、控制精度。進(jìn)給伺服系統(tǒng)一般由速度控制與位置控制兩個環(huán)節(jié)組成。 4)主軸控制模塊 主要任務(wù)是控制主軸轉(zhuǎn)速和主軸定位。主軸電機(jī)有交流伺服電機(jī)和交流變頻電機(jī)。所以相應(yīng)的驅(qū)動裝置也會為數(shù)字式交流伺服控制以及變頻調(diào)速控制。 5)測量模塊 完成主軸和進(jìn)給的位置測量。檢測裝置有光電編碼器、光柵尺等 6)輸入、輸出及通信模塊 完成程序的輸入、輸出，傳遞人、機(jī)界面所需的各種信息。
|
