柔性創(chuàng)造系統(tǒng)(FMS) 是20世紀(jì)70年代末發(fā)展起來的先進(jìn)的機(jī)械加工系統(tǒng)，它由多臺數(shù)控沖床和加工中心等組成，并具有自動上下料裝置、倉庫和輸送系統(tǒng)，在計算機(jī)及軟件的集中控制下，實現(xiàn)加工自動化。它具有高度的柔性，是一種計算機(jī)直接控制的自動化可變加工系統(tǒng).一個典型的FMS由計算機(jī)輔助設(shè)計、生產(chǎn)系統(tǒng)、數(shù)控沖床、智能機(jī)器人、全自動化輸送系統(tǒng)和自動倉庫組成。全部生產(chǎn)過程由一臺中央計算機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)的調(diào)度，若干臺控制計算機(jī)進(jìn)行工位控制，組成一個各種制造單元相對獨立而又便于靈活調(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，要把加工零件的工藝過程、運動軌跡、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，簡稱為編程。
在普通機(jī)床上加工零件時，首先應(yīng)由工藝人員對零件進(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，也必須對零件進(jìn)行工藝分析，制定工藝規(guī)程，同時要將工藝參數(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運動軌跡、工藝參數(shù)(進(jìn)給盤、主軸轉(zhuǎn)速等)和輔助運動等加工所需要的全部信息，數(shù)控數(shù)控沖床上存儲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和手動兩種。
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對于帶有刀具庫的數(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；為了實現(xiàn)刀具的自動裝卸，主軸內(nèi)設(shè)有刀具自動夾緊裝置。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實現(xiàn)刀架的定位及夾緊。夾緊刀架時，液壓缸上腔接通回油，彈簧11椎動活塞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。由于此時裝在拉桿前端徑向孔中的四個銅球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，油液進(jìn)入液壓缸上腔，活塞6椎動拉桿4向下移動，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，它就不再能約束拉釘?shù)念^部，緊接著拉桿前端內(nèi)孔的臺肩端面碰到拉釘，將刀架頂松。此時行程開關(guān)10發(fā)出信號，換刀機(jī)械手隨即將刀架取下。與此同時，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。
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根據(jù)數(shù)控沖床的類型與大小不同，其主傳動主要有以下幾種形式。
1.帶有二級齒輪變速的主傳動
通過幾對齒輪降速，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方式以獲得強(qiáng)力切削時所需要的扭炬。如圖6. 1 (a)所示，主軸電動機(jī)經(jīng)過二級齒輪變速，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。這種分段無級變速，可確保低速時的大轉(zhuǎn)矩，滿足機(jī)床對轉(zhuǎn)矩特性的要求。白輪變速自動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間內(nèi)實現(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系統(tǒng)，不僅存在傳動帶打滑、振動和噪聲大等缺點，而且轉(zhuǎn)動慣量大，很顯然這些中間傳動系統(tǒng)已不能適應(yīng)其要求。如果將交流變頻電動機(jī)直接裝在數(shù)控沖床主軸上，即采用內(nèi)裝式無殼電動機(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)裝式電動機(jī)主軸，簡稱電主軸(motorized spindle)。這時，電動機(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機(jī)座，從而實現(xiàn)了電動機(jī)與數(shù)控沖床主軸的一體化。
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按測量方式不同，位置檢測裝置可分為增量式測量和絕對式測量。增量式測量的測量基準(zhǔn)不唯一，每一個測量值都是相對前一個測量點的測量值，這種測量裝置簡單，在輪廓控制的數(shù)控系統(tǒng)中大都采用這種測量方式。其不足之處是，當(dāng)測量系統(tǒng)計數(shù)不正確時，后續(xù)的測量結(jié)果也隨之而錯。此外，在數(shù)控沖床停電、斷刀等故障出現(xiàn)后，必須將工作臺移至起始點重新計數(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裝置有感應(yīng)同步器和光柵及磁尺等。絕對式測量是相對一個固定的參考點進(jìn)行檢測，絕對式測量可以克服上述增量式測量之不足，測量方便，但測量裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜。典型的測量裝置如絕對式編碼器，對應(yīng)其編碼盤的每一個角位移都有一組二進(jìn)制數(shù)，只要編碼盤的角位移不變，其反映移動部件的位移值就唯一確定。
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  數(shù)控沖床滾動導(dǎo)軌摩擦系數(shù)小，且動、靜摩擦系數(shù)相近，磨損小，潤滑容易。因此，低速運動平穩(wěn)性好，移動精度和定位精度高。但滾動導(dǎo)軌比滑動導(dǎo)軌抗振性差，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對臟物較為敏感。一般不用在垂直導(dǎo)軌上。并需要良好的防護(hù)。數(shù)控沖床常用的滾動導(dǎo)軌有兩種：
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數(shù)控裝置是整個數(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)和個人計算機(jī)式結(jié)構(gòu)；按數(shù)控裝置中微處理器的個數(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單個軸承的裝配   軸承、主軸、支承孔均存在著制造誤差，通過對各種誤差的分析，采用選配法進(jìn)行裝配、可提高主軸部件的精度。裝配時，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)圈與滾道的偏心量兩偏心量接近，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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