(一)工作原理
在大型數(shù)控沖床中,，工作臺的行程很大。因此,，它的進(jìn)給運動不宜采用滾珠絲杠副實現(xiàn)(滾珠絲杠只能用在~6m的傳動中),，因太長的絲杠易于下垂，將影響到它的螺距精度及工作性能,，此外,，其扭轉(zhuǎn)剛度也相應(yīng)萬降，故常用窗輪齒條傳動,。當(dāng)驅(qū)動負(fù)載小時,，可采用雙片薄齒輪錯齒調(diào)整法，分別與齒條齒槽左,、右制貼緊,，從而消除齒側(cè)隙。因3 -33所示是這種消除間隙方法的原理,。進(jìn)給運動由軸2輸入,，通過兩對斜窗輪將運動傳給軸1 和軸3，然后由兩個直齒輪4和5去傳動齒條,，帶動工作臺移動,，軸2上兩個斜齒輪的螺旋線方向相反。如果通過彈簧在軸2上作用一個軸向力F,，則使斜齒輪產(chǎn)生微盤的軸向移動,，這時軸l和3便以相反的方向轉(zhuǎn)過微小的角度，使齒輪4和5分別與齒條的兩齒面貼緊,，消除了間隙,。當(dāng)驅(qū)動負(fù)載大時,，采用徑向加載法消除間隙。如圖3 -34所示,，兩個小齒輪1和6分別與齒條7啃合,，并用加載裝置4在齒輪3上預(yù)加負(fù)載，于是齒輪3使咱合的大齒輪2和5向外伸開,，與其同軸上的齒輪1,、6也同時向外伸開，與齒條7上齒槽的左,、有兩側(cè)相應(yīng)貼緊而無間隙,。齒輪3由液壓馬達(dá)直接驅(qū)動。
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數(shù)控沖床直線電動機(jī)是指可以直接產(chǎn)生直線運動的電動機(jī),，可作為進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng),，如圖3 -43所示。
其雛形在世界上出現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)電動機(jī)不久之后就出現(xiàn)了,，但由于受制造技術(shù)水平和應(yīng)用能力的限制,，一直未能在制造業(yè)領(lǐng)域作為驅(qū)動電動機(jī)使用。在常規(guī)的數(shù)控沖床進(jìn)給系統(tǒng)中,，仍一直采用"旋轉(zhuǎn)電動機(jī)+滾珠絲杠"的傳動體系,。隨著近幾年來超高速加工技術(shù)的發(fā)展。滾珠絲杠機(jī)構(gòu)已不能滿足高速度和高加速度的要求,，直線電動機(jī)才有了用武之地,。特別是大功率電子器件、新型交流變頻調(diào)速技術(shù),、微型計算機(jī)數(shù)控技術(shù)和現(xiàn)代控制理論的發(fā)展,，為直線電動機(jī)在高速數(shù)控機(jī)修床中的應(yīng)用創(chuàng)造了條件。
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20世紀(jì)80年代,，美國通過下一代控制器(NGC)計劃提出了開放體系結(jié)構(gòu)控制器的概念,，激發(fā)了人們開發(fā)新一代數(shù)控，即開放式數(shù)控的研究熱潮,。國內(nèi)外對開放式數(shù)控的體系結(jié)構(gòu)以及具體實現(xiàn)技術(shù)進(jìn)行了廣泛的研究,。目前，其研究已超過了開放式數(shù)控的內(nèi)涵,，數(shù)控系統(tǒng)朝著開放式,、智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展,。隨著研究的深入，人們發(fā)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)一直采用的ISO 6983標(biāo)準(zhǔn)(G,、M代碼)已不能適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)和技術(shù)發(fā)展的需要,。這種面向運動和開關(guān)控制的數(shù)控程序限制了CNC系統(tǒng)的開放性和智能化發(fā)展,，同時也使得CNC與CAX技術(shù)之間形成了瓶頸， STEP-NC的概念正是在這種背景下提出的,。
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1.專業(yè)知識面廣
(1)掌握計算機(jī)原理,、電子技術(shù)、電工原理,、自動控制與電力拖動,、檢測技術(shù)、機(jī)械傳動及機(jī)械加工方面的知識,。
(2)掌握數(shù)字控制,、伺服驅(qū)動及PLC的工作原理。
(3)掌握檢測系統(tǒng)的工作原理,。
(4)能編寫簡單的數(shù)控加工程序,。
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1.直流電動機(jī)的熱保護(hù)
直流電動機(jī)安裝在工作臺和導(dǎo)軌之間，處于數(shù)控沖床的腹部,，散熱條件不好,。直流電動機(jī)的發(fā)熱主要是由初級部件中產(chǎn)生的熱損失引起的，次堤聲件中產(chǎn)生的熱量是由其渦流損失引起的,，而渦流損失的大小取決于電動機(jī)電流的頻率,，這個損失不大，僅為初級部件熱損失的8%左右,。為了減小電動機(jī)發(fā)熱對機(jī)械的影響,，電動機(jī)采用了雙冷卻回路:主冷卻回路和精密冷卻回路，如圖3 -46所示,。
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對數(shù)控沖床主軸的結(jié)構(gòu)要處理好卡盤或刀具的裝夾,、主軸的卸荷、主軸軸承的定位和間隙調(diào)整,、主軸組件的潤滑和密封及工藝上的一系列問題,。為盡可能減少主軸組件溫升引起的熱變形對機(jī)床工作精度的影響，通常利用潤滑油的循環(huán)系統(tǒng)把主軸組件的熱量帶走,，使主軸組件與箱體保持恒定的溫度,，在某些數(shù)控沖床上采用專用的制冷裝置，可以比較理想地實現(xiàn)溫度控制,。近十幾年來,，一些數(shù)控沖床的主軸軸承采用高級油脂，用封入方式進(jìn)行潤滑,，每加一次油脂可以使用7-10年,。為了使?jié)櫥秃陀椭恢禄旌希ǔ２捎妹詫m式密封方式。
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數(shù)控沖床斜齒圓柱齒輪傳動副
(1)軸向墊片調(diào)整法,。圖3 - 12所示為斜齒輪墊片調(diào)整法,，其原理與錯齒調(diào)整法相同。斜窗I和2的齒形拼裝在一起加工,，裝配時在兩薄片齒輪間裝人已知厚度為t的墊片3,，這樣它的螺旋便錯開了，使兩薄片齒輪分別與寬齒輪4的左,、右齒面貼緊,，消除丁間隙。墊片3的厚度t與齒俱IJ間隙A的關(guān)系可用下式表示 墊片厚度一般由測試法確定,，往往要經(jīng)幾次修磨才能調(diào)整好,。數(shù)控沖床這種結(jié)構(gòu)的齒輪承載能力較小，且不能自動補償消除間隙,。
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數(shù)控沖床導(dǎo)軌主要用來支承和引導(dǎo)運動部件沿一定的軌道運動,。在導(dǎo)軌副中，運動的一方叫做動導(dǎo)軌,，不動的一方叫做支承導(dǎo)軌,。動導(dǎo)軌相對于支承導(dǎo)軌的運動，通常是直線運動或回轉(zhuǎn)運動,。數(shù)控沖床對導(dǎo)軌的要求有：
1.導(dǎo)向精度高
導(dǎo)向精度主要是指導(dǎo)軌沿支承導(dǎo)軌運動的直線度或圓度,。影響導(dǎo)向精度的主要因素有導(dǎo)軌的幾何精度、導(dǎo)軌的接觸精度,、導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)形式,、動導(dǎo)軌及支承導(dǎo)軌的剛度和熱變形、裝配質(zhì)以及動壓導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌之間油膜的剛度,。
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如圖5 -18所示,， H400型數(shù)控沖床工作臺具有回轉(zhuǎn)分度功能。與工作臺連接為一體的鞍座采用蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)使之可以回轉(zhuǎn),，鞍座與床鞍之間具有了相對回轉(zhuǎn)運動,，并分別采用插銷和可以變形的薄壁氣缸實現(xiàn)床鞍和鞍座之間的定位與鎖緊。當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出鞍座回轉(zhuǎn)指令并做好相應(yīng)的準(zhǔn)備后,，兩位單電控電磁閥HF7得電,，定位插銷缸活塞向下帶動定位銷從定位孔中拔出，到達(dá)下運動極限位置后,，由感應(yīng)開關(guān)檢測到位信號,，通知數(shù)控系統(tǒng)可以進(jìn)行鞍座與床鞍的放松，此時兩位正在電控電磁闊盯8得電動作,，鎖緊薄壁缸中高壓氣體放出,，鎖緊活塞彈性變形囚復(fù),，使鞍座與床鞍分離。該位置由于受結(jié)構(gòu)限制,，檢測放松與鎖緊信號較困難,，故采用可調(diào)工作點的壓力繼電器YK2檢測壓力信號，并以此信號作為位置檢測信號,。該信號送人數(shù)控系統(tǒng)，控制鞍座進(jìn)行回轉(zhuǎn)動作,，鞍座在電動機(jī),、同步帶、蝸桿-蝸輪機(jī)構(gòu)的帶動下進(jìn)行回轉(zhuǎn)運動,。當(dāng)達(dá)到預(yù)定位置時,，由感應(yīng)開關(guān)發(fā)出到位信號，停止轉(zhuǎn)動,，完成回轉(zhuǎn)運動的初次定位,。電磁閥HF7斷電，插銷缸下腔通人高壓氣,，活塞帶動插銷向上運動,，插入定位孔，進(jìn)行回轉(zhuǎn)運動的精確定位,。定位銷到位后,，感應(yīng)開關(guān)發(fā)信通知鎖緊缸鎖緊，電磁閥舊3失電,，鎖緊缸充入高壓氣體,，鎖緊活塞變形，YK2檢測到壓力達(dá)到預(yù)定值后,，即是鞍座與鞍床夾緊完成,。至此，整個鞍座回轉(zhuǎn)動作完成,。另外,，在該定位支路中， DJ9,、DJIO是為避免插銷沖擊損壞而設(shè)置的調(diào)節(jié)上升,、下降速度的單向節(jié)流閥。
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數(shù)控沖床空氣靜壓單元故障處理
故障現(xiàn)象：數(shù)控沖床開機(jī)時出現(xiàn)空氣靜壓壓力不足故障報警而停機(jī),，查看空氣靜壓單元壓力表元壓力顯示,。
故障檢查與分析： RAPID -6K數(shù)控沖床由德國WOTAN公司制造，采用SIEMENS8數(shù)控系統(tǒng),。
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