數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)方案

機(jī)床是由機(jī)械和電氣兩部分組成，在設(shè)計(jì)總體方案時(shí)應(yīng)從機(jī)電兩方面來考慮機(jī)床各種功能的實(shí)施方案，數(shù)控機(jī)床的機(jī)械要求和數(shù)控系統(tǒng)的功能都很復(fù)雜，所以更應(yīng)機(jī)電溝通，揚(yáng)長(zhǎng)避短。下面舉例說明。

1、主軸轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)有采用伺服電機(jī)或變頻電機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)無級(jí)調(diào)速和用普通三相異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)、機(jī)械齒輪分級(jí)變速、進(jìn)行人工換檔兩類方法。加工中心機(jī)床使用多種刀具進(jìn)行連續(xù)的不同種類（銑、鉆、鏜和攻絲等）的切削加工，所以主軸的轉(zhuǎn)速是經(jīng)常變化的，而且必須由加工程序的S指令自動(dòng)實(shí)現(xiàn)，自動(dòng)換刀時(shí)還必須進(jìn)行主軸定向，所以必須采用帶有定向功能的自動(dòng)無級(jí)調(diào)速方式。 對(duì)于主軸轉(zhuǎn)速要求不高的普通數(shù)控銑床來說，刀具的更換都是用手動(dòng)方式進(jìn)行，而且在加工過程中，同一把刀具選擇不同轉(zhuǎn)速的機(jī)會(huì)并不多見，在手動(dòng)換刀的同時(shí)進(jìn)行手動(dòng)變速對(duì)生產(chǎn)效率的影響并不大，所以經(jīng)常采用機(jī)械齒輪分級(jí)變速、人工換檔的控制方式。與采用伺服電機(jī)進(jìn)行無級(jí)調(diào)速的方案相比，可以顯著地降低生產(chǎn)成本，節(jié)省能源，維修也簡(jiǎn)單，是很實(shí)用的選擇。

2、使用臥式加工中心對(duì)零件進(jìn)行多面加工時(shí)，往往需要更換夾具并多次裝卡，必須占用可貴的機(jī)床運(yùn)行時(shí)間，選用有雙工位自動(dòng)托板交換（APC）裝置的臥式加工中心，可以大大地節(jié)省零件裝卡的占機(jī)時(shí)間，從而提高機(jī)床的生產(chǎn)效率，而且該功能的控制是由PLC控制程序來完成，除了多用幾個(gè)輸入/輸出控制點(diǎn)外，數(shù)控系統(tǒng)的成本增加不多，是個(gè)功能/價(jià)格比很高的選擇。

3、加工中心機(jī)床的換刀時(shí)間對(duì)生產(chǎn)效率有很大影響，而換刀速度與機(jī)械結(jié)構(gòu)有很大的關(guān)系。例如，由油缸控制的機(jī)械手換刀時(shí)間一般在10秒以上，在2~3秒內(nèi)能完成換刀動(dòng)作的機(jī)械手一般采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，配有凸輪和內(nèi)外油缸松刀機(jī)構(gòu)。與機(jī)構(gòu)不相當(dāng)?shù)膿Q刀速度，可能使故障率增加。選擇合理的切削路徑、采用高質(zhì)量的刀具、切削條件的最佳化也是提高生產(chǎn)效率的重要手段，應(yīng)綜合考慮。