一、主机
主机是数控车床的机械结构部分,包括床身、主轴箱、刀架、进给传动系统等关键部件,承担着机械动作的执行任务。
床身作为数控车床的支撑框架,通常采用优质铸铁或焊接钢结构制成,具有高强度和良好的稳定性,确保机床在加工过程中不产生过大的振动和变形。
床身结构和导轨有多种形式,如水平床身、倾斜床身、水平床身斜滑鞍等。中小规格的数控车床采用倾斜床身和水平床身斜滑鞍较多,倾斜角度常见为45°、60°和75°。
主轴箱与主轴主轴箱安装在床身的一端,内部装有主轴及主轴传动系统。主轴是带动工件旋转的主要部件,其转速和转向可通过数控系统精确控制,以满足不同加工需求。
主轴的回转精度对加工零件的精度有重要影响,功率和回转速度则影响加工效率。
刀架与自动换刀装置刀架用于安装刀具,并可根据数控指令自动调整至指定位置。数控车床的刀架分为转塔式和排刀式两大类。转塔式刀架通过转塔头的旋转、分度、定位实现自动换刀,是普遍采用的刀架形式。两坐标连续控制的数控车床一般采用6至12工位转塔式刀架。
排刀式刀架主要用于小型数控车床,适用于短轴或套类零件加工。
自动换刀装置(ATC)能在加工过程中自动更换刀具,提高加工效率和灵活性。
进给传动系统包括X、Z轴方向的直线进给系统,通过伺服电机驱动滚珠丝杠或直线导轨,实现刀具或工件在三维空间内的精确定位和移动。
横向进给传动系统控制工件的径向尺寸,纵向进给装置控制工件的轴向尺寸。
二、数控装置
数控装置是数控车床的核心控制部分,由计算机硬件和软件组成,负责接收、解析编程指令,控制机床各部分的运动,实现自动化加工。
功能从内部存储器中接受输入装置送来的数控加工程序,经过编译、运算处理后,输出控制信息和指令,控制机床的各部分工作。
具有人机交互界面,便于操作员输入参数、监控加工过程及调整加工策略。
组成包括I/O接口线路、控制器、运算器和存储器等。
三、伺服系统
伺服系统是数控车床执行机构的驱动部分,保证运动精度,由伺服单元和驱动装置组成。
伺服单元是CNC和车床之间连接的环节,将CNC装置中的微弱信号放大,形成大功率驱动装置的信号。
根据接收指令的不同,分为脉冲式和模拟式。
驱动装置把由伺服单元扩大的CNC信号编程机械运动,通过简单的机械连接部件对车床进行驱动,让工作台精确定位轨迹的相对运动,最后按照要求加工出所需要的产品。
通常采用交流伺服电动机作为执行机构,在先进的高速加工机床上已经开始使用直线电动机。
四、辅助装置
辅助装置是数控车床的必要配套部件,用以保证数控车床的运行,包括冷却、润滑、排屑、照明、监测等系统。
冷却与润滑系统冷却系统在加工过程中提供冷却液,降低刀具和工件的温度,延长使用寿命,并提高加工精度。
润滑系统对机床的关键部位进行润滑,减少磨损。
排屑装置清除加工过程中产生的切屑,保持工作区域清洁,提高生产效率。
其他辅助装置如工件夹紧装置、测量装置等,虽非机床主体,但对于提高加工效率和加工质量同样至关重要。