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、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行兩大運動:主運動和進給運動。數控機床的主運動和進給運動在動作上除了接受CNC的控制外,在機械結構上應具有響應快、高穩定性的特點。
1、高諧振為提升進給系統的抗振性,應使機械構件具有高的固有頻率和適當的阻尼,一般要求機械傳動系統的固有頻率應高于伺服驅動系統固有頻率的2~3倍。
2、低摩擦,進給傳動系統要求運動平穩,定位準確,響應特性好,減小運動件的摩擦阻力和動、靜摩擦系數之差,在進給傳動系統中出現普遍采用滾珠絲桿螺母副。
3、無間隙,機械間隙是造成進給系統反向死區的另一主要原因,因此對傳動鏈的各個環節,包括:齒輪副、絲桿螺母副、聯軸器及其支承部件等等均應采用間隙的結構措施。
4、低慣量,進給系統由于經常需進行起動、停止、變速或反向,若機械傳動裝置慣量大,會增大負載并使系統動態性能變差。因此在達到強度與剛度的前提下,應盡可能減小運動部件的重量以及各傳動元件的尺寸,以提升傳動部件對指令的響應能力。
5、高傳動剛度進給傳動系統的高傳動剛度主要取決于絲桿螺母副(直線運動)或蝸輪蝸桿副(回轉的運動)及其支承部件的剛度。剛度不足與摩擦阻力一起會導致工作臺產生爬行現象以及造成反向死區,影響傳動準確性。縮短傳動鏈,正確選擇絲桿尺寸以及對絲桿螺母副及支承部件等預緊是提升傳動剛度的途徑。
數控機床的主體機構有以下特點:
1、為適應連續的自動化加工和提升加工生產率,數控機床機械結構具有較不錯的靜、動態剛度和阻尼精度,以及較不錯的性,而且熱變形小;
2、為減小摩擦、去掉傳動間隙和獲得加工精度,愈多地采用了傳動部件,如滾珠絲杠副和滾動導軌、消隙齒輪傳動副等;
3、為了改進勞動條件、減少輔助時間、改進操作性、提升勞動生產率,采用了刀具自動夾緊裝置、刀庫與自動換刀裝置及自動排屑裝置等輔助裝置;
4、由于采用了不錯性能的無級變速主軸及伺服傳動系統,數控機床的限度傳動結構大為簡化,傳動鏈也縮短;
數控機床的4大組成:
1、控裝置是數控機床的核心,包括硬件(印刷電路板、CRT顯示器、鍵盒、紙帶閱讀機等)以及相應的軟件,用于輸入數字化的零件程序,并完成輸入信息的存儲、數據的變換、插補運算以及實現各種控制功能。
2、輔助裝置指數控機床的一些的配套部件,用以數控機床的運行,如冷卻、排屑、潤滑、照明、監測等。它包括液壓和氣動裝置、排屑裝置、交換工作臺、數控轉臺和數控分度頭,還包括刀具及監控檢測裝置等。
3、主機他是數控機床的主題,包括機床身、立柱、主軸、進給機構等機械部件。他是用于完成各種切削加工的機械部件。
4、編程及其他附屬設備,可用來在機外進行零件的程序編制、存儲等。
5、驅動裝置他是數控機床執行機構的驅動部件,包括主軸驅動單元、進給單元、主軸電機及進給電機等。他在數控裝置的控制下通過電氣或電液伺服系統實現主軸和進給驅動。當幾個進給聯動時,可以完成定位、直線、平面曲線和空間曲線的加工。
數控機床維修的概念,不能單地理解是數控系統或者是數控機床的機械部分和其它部分在發生故障時,僅僅是依靠維修人員如何排除故障和及時,使數控機床能夠盡早地投入使用就可以了,這還應包括正確使用和日常保養等工作。
綜上兩方面所述,只有堅持做好對機床的日常維護保養工作,才可以延長元器件的使用壽命,延長機械部件的磨損周期,防止意外惡性事故的發生,爭取機床長時間穩定工作;也才能充足發揮數控機床的加工優點,達到數控機床的技術性能,數控機床能夠正常工作,因此,這無論是對數控機床的操作者,還是對數控機床的維修人員來說,數控機床的維護與保養就顯得重要,我們高度重視。