柔性創(chuàng)造系統(tǒng)(FMS) 是20世紀(jì)70年代末發(fā)展起來(lái)的先進(jìn)的機(jī)械加工系統(tǒng),，它由多臺(tái)數(shù)控沖床和加工中心等組成,，并具有自動(dòng)上下料裝置、倉(cāng)庫(kù)和輸送系統(tǒng),，在計(jì)算機(jī)及軟件的集中控制下,，實(shí)現(xiàn)加工自動(dòng)化。它具有高度的柔性,，是一種計(jì)算機(jī)直接控制的自動(dòng)化可變加工系統(tǒng).一個(gè)典型的FMS由計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),、生產(chǎn)系統(tǒng)、數(shù)控沖床,、智能機(jī)器人,、全自動(dòng)化輸送系統(tǒng)和自動(dòng)倉(cāng)庫(kù)組成。全部生產(chǎn)過程由一臺(tái)中央計(jì)算機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)的調(diào)度,，若干臺(tái)控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行工位控制,，組成一個(gè)各種制造單元相對(duì)獨(dú)立而又便于靈活調(diào)節(jié)、適應(yīng)性很強(qiáng)的制造系統(tǒng),，其系統(tǒng)構(gòu)成如圖1-16所示,。
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編制數(shù)控加工程序時(shí)，要把加工零件的工藝過程,、運(yùn)動(dòng)軌跡,、工藝參數(shù)和輔助操作等信息，按一定數(shù)字化指令或數(shù)控語(yǔ)言,，以規(guī)定的格式記錄在信息(程序)載體上,。從分析零件圖樣開始到獲得正確的程序載體為止的全過程，稱為零件加工程序的編制,，簡(jiǎn)稱為編程,。
在普通機(jī)床上加工零件時(shí)，首先應(yīng)由工藝人員對(duì)零件進(jìn)行工藝分析,，制定零件加工的工藝規(guī)程,，包括機(jī)床、刀具,、定位夾緊方法及切削用量等工藝參數(shù),。同樣,，在數(shù)控沖床上加工零件時(shí)，也必須對(duì)零件進(jìn)行工藝分析,，制定工藝規(guī)程,，同時(shí)要將工藝參數(shù)、幾何圖形數(shù)據(jù)等,，按規(guī)定的信息格式記錄在控制介質(zhì)上,，將此控制介質(zhì)上的信息輸入到數(shù)控沖床的數(shù)控裝置，由數(shù)控裝置控制機(jī)床完成零件的全部加工,。這里,，將零件圖紙到制作數(shù)控沖床的控制介質(zhì)的全部過程稱為程序編制，簡(jiǎn)稱“編程”,。
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  數(shù)控沖床是按照輸入的工件加工程序運(yùn)行的,，在工件加工程序中包含了數(shù)控沖床上刀具和工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡、工藝參數(shù)(進(jìn)給盤,、主軸轉(zhuǎn)速等)和輔助運(yùn)動(dòng)等加工所需要的全部信息,，數(shù)控?cái)?shù)控沖床上存儲(chǔ)工件加工程序的信息載體通常為穿孔紙帶、穿孔卡片,、磁帶,、磁盤等。
輸入方式
  控制介質(zhì)上記載的加信息要經(jīng)過輸入裝置傳送給數(shù)控裝置,，指令信息的輸入方式通常有自動(dòng)和手動(dòng)兩種,。
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對(duì)于帶有刀具庫(kù)的數(shù)控沖床，主軸組件除具有較高的精度和剛度外,，還帶有刀具自動(dòng)裝卸裝置和主軸孔內(nèi)的切屑消除裝置,，如圖6.4所示。主軸前端有7:24的錐孔,，用于裝夾錐輛刀具,；端面鍵13既做刀具定位用，又可通過它傳遞轉(zhuǎn)矩,；為了實(shí)現(xiàn)刀具的自動(dòng)裝卸,，主軸內(nèi)設(shè)有刀具自動(dòng)夾緊裝置。從圖中可以看出,，該數(shù)控沖床是由拉緊機(jī)構(gòu)拉緊錐柄刀架尾端的軸頸來(lái)實(shí)現(xiàn)刀架的定位及夾緊,。夾緊刀架時(shí)，液壓缸上腔接通回油,，彈簧11椎動(dòng)活塞6上移,，處于圖示位置；拉桿4在碟形彈簧5的作用下向上移動(dòng),。由于此時(shí)裝在拉桿前端徑向孔中的四個(gè)銅球12進(jìn)入主軸孔中直徑較小的d2處(見圖6.4(b)被迫徑向收攏而卡進(jìn)拉釘2的環(huán)形凹槽內(nèi),，因而刀桿被拉桿拉緊，依靠摩擦力緊團(tuán)在主軸上,。換刀前需將刀架松開時(shí),，油液進(jìn)入液壓缸上腔，活塞6椎動(dòng)拉桿4向下移動(dòng),，碟形彈簧被壓縮當(dāng)鋼球12隨拉桿一起下移進(jìn)入主軸孔中直徑較大的d1處時(shí),，它就不再能約束拉釘?shù)念^部，緊接著拉桿前端內(nèi)孔的臺(tái)肩端面碰到拉釘,，將刀架頂松,。此時(shí)行程開關(guān)10發(fā)出信號(hào)，換刀機(jī)械手隨即將刀架取下,。與此同時(shí),，壓縮空氣由管接頭9經(jīng)活塞和拉桿的中心通孔吹入主軸裝刀孔內(nèi)，把切屑或臟物清除干凈,，以保證刀具的裝夾精度,。機(jī)械手將新刀裝上主軸后，液壓缸7接通回油,，碟形彈簧又拉緊刀架,。刀架拉緊后，行程開關(guān)8發(fā)出信號(hào),。
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根據(jù)數(shù)控沖床的類型與大小不同,，其主傳動(dòng)主要有以下幾種形式。
1.帶有二級(jí)齒輪變速的主傳動(dòng)
通過幾對(duì)齒輪降速,，增大輸出扭矩,，以滿足主軸輸出扭矩特性的要求，一部分小型數(shù)控沖床也采用此種傳動(dòng)方式以獲得強(qiáng)力切削時(shí)所需要的扭炬,。如圖6. 1 (a)所示,，主軸電動(dòng)機(jī)經(jīng)過二級(jí)齒輪變速，使主軸獲得低速和高速兩種轉(zhuǎn)速系列,，這是目前大中型數(shù)控沖床采用較多的一種配置方式,。這種分段無(wú)級(jí)變速，可確保低速時(shí)的大轉(zhuǎn)矩,，滿足機(jī)床對(duì)轉(zhuǎn)矩特性的要求,。白輪變速自動(dòng)換擋主要采用電液控制撥叉和電磁離合器兩種方式。
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高速數(shù)控沖床的高速主軸要在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)升速和降速并在指定位置快速準(zhǔn)確停車,，就要求主軸具有很高的角加速度,。如果通過帶、齒輪和離合器等中間傳動(dòng)系統(tǒng),，不僅存在傳動(dòng)帶打滑,、振動(dòng)和噪聲大等缺點(diǎn),，而且轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大，很顯然這些中間傳動(dòng)系統(tǒng)已不能適應(yīng)其要求,。如果將交流變頻電動(dòng)機(jī)直接裝在數(shù)控沖床主軸上,，即采用內(nèi)裝式無(wú)殼電動(dòng)機(jī)，其空心轉(zhuǎn)子通過壓配合直接裝在數(shù)控沖床主軸上,，帶有冷卻套的定子則安裝在主軸單元的殼體中,，就形成了內(nèi)裝式電動(dòng)機(jī)主軸，簡(jiǎn)稱電主軸(motorized spindle),。這時(shí),，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子就是數(shù)控沖床的主軸，主軸單元的殼體就是電動(dòng)機(jī)座,，從而實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)與數(shù)控沖床主軸的一體化,。
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按測(cè)量方式不同，位置檢測(cè)裝置可分為增量式測(cè)量和絕對(duì)式測(cè)量,。增量式測(cè)量的測(cè)量基準(zhǔn)不唯一,，每一個(gè)測(cè)量值都是相對(duì)前一個(gè)測(cè)量點(diǎn)的測(cè)量值，這種測(cè)量裝置簡(jiǎn)單,，在輪廓控制的數(shù)控系統(tǒng)中大都采用這種測(cè)量方式,。其不足之處是，當(dāng)測(cè)量系統(tǒng)計(jì)數(shù)不正確時(shí),，后續(xù)的測(cè)量結(jié)果也隨之而錯(cuò),。此外，在數(shù)控沖床停電,、斷刀等故障出現(xiàn)后,，必須將工作臺(tái)移至起始點(diǎn)重新計(jì)數(shù)才能找到事故前的正確位置。目前數(shù)控系統(tǒng)常用的增量式位置檢測(cè)裝置有感應(yīng)同步器和光柵及磁尺等,。絕對(duì)式測(cè)量是相對(duì)一個(gè)固定的參考點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè),，絕對(duì)式測(cè)量可以克服上述增量式測(cè)量之不足，測(cè)量方便,，但測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜,。典型的測(cè)量裝置如絕對(duì)式編碼器，對(duì)應(yīng)其編碼盤的每一個(gè)角位移都有一組二進(jìn)制數(shù),，只要編碼盤的角位移不變,，其反映移動(dòng)部件的位移值就唯一確定。
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  數(shù)控沖床滾動(dòng)導(dǎo)軌摩擦系數(shù)小,，且動(dòng),、靜摩擦系數(shù)相近，磨損小，潤(rùn)滑容易,。因此,，低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性好，移動(dòng)精度和定位精度高,。但滾動(dòng)導(dǎo)軌比滑動(dòng)導(dǎo)軌抗振性差,，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)臟物較為敏感,。一般不用在垂直導(dǎo)軌上。并需要良好的防護(hù),。數(shù)控沖床常用的滾動(dòng)導(dǎo)軌有兩種：
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數(shù)控裝置是整個(gè)數(shù)控系統(tǒng)的核心,，其硬件結(jié)構(gòu)按數(shù)控裝置中各印刷電路板的插接方式可以分為大板式結(jié)構(gòu)和功能模塊式結(jié)構(gòu)；按數(shù)控裝置硬件的制造方式,，可分為專用型結(jié)構(gòu)和個(gè)人計(jì)算機(jī)式結(jié)構(gòu),；按數(shù)控裝置中微處理器的個(gè)數(shù)可以分為單微處理器結(jié)構(gòu)和多微處理器結(jié)構(gòu)。

(1)大板式結(jié)構(gòu)和功能模板式結(jié)構(gòu)大板式結(jié)構(gòu)的數(shù)控裝置可由主電路板,、位置控制板,、PLC系統(tǒng)板、圖形控制板和電源單元等組成,。主電路板是大印刷電路板,，其它電路板是小印刷電路板，它們放在大印刷電路板上的插槽內(nèi),，而共同構(gòu)成數(shù)控裝置,。圖9-5是大板式結(jié)構(gòu)示意圖。
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①單個(gè)軸承的裝配   軸承,、主軸,、支承孔均存在著制造誤差，通過對(duì)各種誤差的分析,，采用選配法進(jìn)行裝配,、可提高主軸部件的精度。裝配時(shí),，盡可能使主軸定位內(nèi)孔與主軸軸頸的偏心量和軸承內(nèi)圈與滾道的偏心量?jī)善牧拷咏?，并使其方向相反進(jìn)行裝配，可使裝配后的偏心量減小,。
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