氣功系統(tǒng)工作原理與液壓系統(tǒng)工作原理類似，由于氣動(dòng)裝置的氣派容易獲得，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作介質(zhì)不污染環(huán)洗，工作速度快，動(dòng)作頻率高，因此在數(shù)控沖床上也得到廣泛應(yīng)用，通常用來完成頻繁啟動(dòng)的輔助工作，如機(jī)床防護(hù)門的自動(dòng)開關(guān)，主軸錐孔的吹氣，自動(dòng)吹屑，清理定位基準(zhǔn)面等。
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  在數(shù)控系統(tǒng)的操作面板和手持單元上均設(shè)有急停按鈕，用于數(shù)控系統(tǒng)或數(shù)控沖床出現(xiàn)緊忽情況時(shí)，需要使數(shù)控沖床立即停止運(yùn)動(dòng)或切斷動(dòng)力裝置(如伺服驅(qū)動(dòng)器等)的主電源。當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警信息后，需按下急停按鈕，待查看報(bào)警信息并排除故障后，再松開急停按鈕，使數(shù)控系統(tǒng)復(fù)位并恢復(fù)正常。該急停按鈕及相關(guān)電路所控制的中間繼電器(KA)的一個(gè)常開觸點(diǎn)應(yīng)該接人數(shù)控裝置的開關(guān)量輸入接口，以便為數(shù)控系統(tǒng)提供復(fù)位信號(hào)。
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數(shù)控沖床的可靠性
一、數(shù)控沖床可靠性的基本知識(shí)
  數(shù)控沖床的可靠性是指在規(guī)定的條件下(如環(huán)境溫度、溫度、使用條件及使用方法等均正常)，數(shù)控沖床維持元故障的工作能力。研究表明，數(shù)控沖床的可靠性符合如圖2-1所示的故障率隨時(shí)間變化的曲線(浴盆曲線)。
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  對(duì)數(shù)控沖床而言，數(shù)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性是保證其穩(wěn)定、可靠運(yùn)行的重要條件。數(shù)控系統(tǒng)一般在電磁環(huán)境較惡劣的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用，為了保證系統(tǒng)的正常工作。系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)電磁騷擾應(yīng)有足夠的抗干擾要求。
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  在數(shù)控沖床上兩軸聯(lián)動(dòng)加工直線、圓弧輪廓工件或加工工件的拐角部位時(shí)，伺服系統(tǒng)的速度誤差和加速度誤差特性將引起加工誤差。
一、速度誤差對(duì)加工精度的影響
  在數(shù)控沖床的進(jìn)給系統(tǒng)中，絲杠和螺母將電機(jī)的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成執(zhí)行部件的位移，這相當(dāng)于一個(gè)積分環(huán)節(jié)，而系統(tǒng)的其余部分可簡(jiǎn)化為一個(gè)增益和比例環(huán)節(jié)，于是進(jìn)給系統(tǒng)可簡(jiǎn)化了。從控制工程的角度看，該系統(tǒng)的特點(diǎn)是它對(duì)階躍位置指令輸入的響應(yīng)沒有穩(wěn)態(tài)誤差;對(duì)階躍速度，即斜坡位置指令輸入，其響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)位置誤差。在數(shù)控沖床進(jìn)給系統(tǒng)中，輸入不是階躍位置指令，而是斜坡位置指令，即為階躍速度的位置指令，因此必然存在位置誤差。
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  數(shù)控沖床一般由CNC裝置、輸入輸出裝置、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)床電器邏輯控制裝置、機(jī)床等組成，數(shù)控沖床的各部分之間有著密切的聯(lián)系。 CNC裝置將數(shù)控加工程序信息按兩類控制量分別輸出，一類是連續(xù)控制盤，送往伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng):另一類是離散的開關(guān)控制量，送往機(jī)床電器和邏德控制裝置。伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)位于CNC裝置與機(jī)床之間，它一方面通過電信號(hào)與CNC裝置連按。另一方面通過伺股電機(jī)、檢測(cè)元件與機(jī)床的傳動(dòng)部件連接。機(jī)床電器、邏箱控制裝置的形式可以是繼電器位制線路或者是可編程位制指控制線路，它接受CNC裝置發(fā)出的開關(guān)命令，主要完成主軸啟動(dòng)、工件裝夾、工作臺(tái)交換、換刀、冷卻、液壓、氣動(dòng)和潤(rùn)滑系統(tǒng)及其他機(jī)床輔助功能的控制。另外，要將主軸啟停結(jié)束、工件夾緊、工作臺(tái)交換結(jié)束、換刀到位等信號(hào)傳送回CNC裝置。數(shù)控沖床本身的復(fù)雜性使其故障具有復(fù)雜性和特殊性。引起數(shù)控沖床故障的因素是多方面的，有些故障的現(xiàn)象是機(jī)械方面的，但是引起故院的原因卻是電氣方面的:有些故障的現(xiàn)象是電氣方面的，然而引起故障的原因是機(jī)械方面的。有些故障是由電氣方面和機(jī)械方面共同引起的。在進(jìn)行數(shù)控沖床故障的診斷時(shí)，要重視機(jī)床各部分的交接點(diǎn)。
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  數(shù)控沖床伺服系統(tǒng)最終是以位置控制為目的，對(duì)于閉環(huán)控制的伺服系統(tǒng)，位置檢測(cè)元件的精度將直接影響到機(jī)床的位置精度。目前，用于閉環(huán)控制的位置檢測(cè)元件多為光柵尺。用于半閉環(huán)控制的位置檢測(cè)元件多為光電編碼器。
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  數(shù)控沖床的主傳動(dòng)系統(tǒng)將動(dòng)力傳遞給主軸，保證主軸具有切削所需要的轉(zhuǎn)矩和速度。由于數(shù)控沖床具有比傳統(tǒng)機(jī)床更高的切削性能要求，因而要求數(shù)控沖床的主軸部件具有更高的回轉(zhuǎn)精度、更好的結(jié)構(gòu)剛度和抗振性能。數(shù)控沖床主傳動(dòng)常采用大功率的變速電機(jī)，因而主傳動(dòng)鏈較傳統(tǒng)機(jī)床短，不需要復(fù)雜的機(jī)械變速機(jī)構(gòu)。近年還出現(xiàn)了一種主軸電機(jī)，此種電機(jī)的轉(zhuǎn)子和主軸合為一體，傳動(dòng)路線的長(zhǎng)度為零。主軸部件是主傳動(dòng)系統(tǒng)的主要組成部分，要求其慣量小，動(dòng)態(tài)響應(yīng)好。有利于控制振動(dòng)和噪聲，有利于提高主軸部件的精度。由于自動(dòng)換刀的需要，具有自動(dòng)換刀功能的數(shù)控沖床主軸在其內(nèi)孔中裝有刀具自動(dòng)松開和夾緊裝置。總之，主傳動(dòng)系統(tǒng)中的自動(dòng)變速、準(zhǔn)停和換刀等會(huì)影響機(jī)床的自動(dòng)化程度。在主傳動(dòng)的維護(hù)上，必須很好地保證刀具和工件的裝夾、軸承間隙調(diào)整和潤(rùn)滑密封等問題。數(shù)控沖床對(duì)其機(jī)械結(jié)構(gòu)的基本要求可歸納為要有更高的精度、更好的動(dòng)靜態(tài)剛度，以適應(yīng)高速運(yùn)動(dòng)和工作可靠性的要求。
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  數(shù)控沖床發(fā)生故障的原因很復(fù)雜，為方便分析和處理故障，按故障性質(zhì)及故障原因等對(duì)常見故障大致分為以下幾類。
1.機(jī)械故障與電氣故障
  數(shù)控沖床常見的機(jī)械故障主要有:機(jī)械傳動(dòng)故障與導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)摩擦過大。故障表現(xiàn)為傳動(dòng)噪聲大，加工精度差，運(yùn)行阻力大。例如:軸向傳動(dòng)鏈的撓性聯(lián)軸器松動(dòng)，齒輪、絲杠與軸承缺油，導(dǎo)軌塞鐵調(diào)整不當(dāng)，導(dǎo)軌潤(rùn)滑不良以及系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置不當(dāng)?shù)仍蚓稍斐梢陨瞎收?。尤其是機(jī)床各部位標(biāo)明的注油點(diǎn)(注泊孔)需定時(shí)、定量加注潤(rùn)滑油(劑)，這是機(jī)床各傳動(dòng)鏈正常運(yùn)行的保證。另外，液壓、潤(rùn)滑與氣動(dòng)系統(tǒng)的故障主要是管路阻塞和密封不良。
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1.氣動(dòng)系統(tǒng)原理
  數(shù)控沖床氣動(dòng)系統(tǒng)裝置的氣源容易獲得，機(jī)床可以不必再單獨(dú)配置動(dòng)力源。裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作介質(zhì)不污染環(huán)境，工作速度快，動(dòng)作頻率高，適合于完成頻繁起動(dòng)的輔助工作。過載時(shí)比較安全，不易發(fā)生過載損壞機(jī)件等事故。下圖為常用的氣動(dòng)系統(tǒng)原理圖。

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