數控沖床工作臺交換支路
如圖5 - 18所示，交換臺是實現雙工作臺交換的關鍵部件，由于數控沖床交換臺提升載荷較大(達1200ON)，工作過程中沖擊較大，設計上升、下降動作時間為35，且交換臺位置空間較大，故采用大直徑氣缸(D = 350rnm)、6mm內徑的氣管可滿足設計載荷和變換時間的要求。數控沖床無工作臺交換時，在兩位雙電控電磁閥HF3的控制下交換臺托升缸處于下位，感應開關LSI有信號，工作臺與托叉分離，工作臺可以自由運動。當進行自動或手動的雙工作臺交換時，數控系統(tǒng)通過PMC發(fā)出信號，使兩位雙電控電磁閩HF3的3YA得電，托升缸下腔通人高壓氣，活塞帶動托叉連同工作臺一起上升，當達到上下運動的上終點位置時，由接近開關LS16檢測其位置信號，并通過變送擴展板傳送到CNC的PMC，控制交換臺回轉180。運動開始動作，接近開關ISI8檢測到回轉到位的信號，并通過變送擴展扳傳送到CNC的PMC，控制HF3的4YA得電，托升缸上腔通人高壓氣體，活塞帶動托叉連同工作臺在重 力和托升缸的共同作用下一起下降，當達到上下運動的下終點位置時由接近開關LS17檢測其位置信號，并通過變送擴展板傳送到CNC的PMC，雙工作臺交換過程結束，數控沖床可以進行下一步的操作。在該支路中采用。DJ3、DJ4單向節(jié)流閥調節(jié)交換臺上升和下降的速度，避免較大的載荷沖擊及對機械部件的損傷。
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1)數控沖床滑動導軌的材料導軌材料主要是鑄鐵、鋼、塑料以及有色金屬，應根據數控沖床性能、成本的要求，合理選擇導軌材料及熱處理來降低摩擦系數，提高導軌耐磨性。
①鑄鐵材料  數控沖床上常用導軌材料是鑄鐵材料。常用鑄鐵材料是HT200和HT300。為了提高耐磨性，還有應用孕育鑄鐵、高磷鑄鐵及合金鑄鐵。
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薄的加工件進行沖壓加工時是難以夾緊的，雖然對鐵系材料的工件可以使用磁性卡盤，但是加工件容易被磁化，而數控沖床真空卡盤則是較理想的夾具。
數控沖床的真空卡盤的結構原理如圖5-20所示，下面簡單介紹其工作原理。
在卡盤的前面裝有吸盤，盤內形成真空，而薄的被加工件就都大氣壓力被壓在吸盤上以達到夾緊的目的。一般在卡盤本體1上開有數條圓形的溝糟2，這些溝槽就是前面提到的吸盤，這些吸盤是通過轉接件5的孔道4與小孔3相通，然后與卡盤體內氣缸腔室6相連接。另外腔室6通過氣缸活塞桿后部的孔7通向連接管8，然后與裝在主軸后面的轉閥9相通。通過軟管10同真空泵系統(tǒng)相連接，按上述的氣路造成卡盤本體溝槽內的真空，以吸著工件。反之，要取下被加工的工件時，向溝槽內通以空氣。氣缸腔室6內有時真空有時充氣，所以活塞11有時縮進有時伸出。此活塞前端的凹窩在卡緊時起到吸著的作用。即工件被安裝之前缸內腔室與大氣相通，所以在彈簧12的作用下活塞伸出卡盤的外面。當工件被卡緊時缸內造成真空則活塞頭縮進，一般真空卡盤的服引力與吸盤的有效面積和吸盤內的真空度成正比。在自動控制中，有時要求卡緊速度要快，而卡緊速度則由真空卡盤的排氣量來決定。
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[例1]液壓系統(tǒng)故障的故障排除。
故障現象某數控沖床，換刀不能進行，無報警。
分析及處理過程：該數控沖床換刀利用液壓機構，不能換刀的可能原因有：
(1)PLC到電磁閥之間電氣線路故障。
(2)液壓系統(tǒng)壓力異常，電磁閩卡死或損壞。
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柔性創(chuàng)造系統(tǒng)(FMS) 是20世紀70年代末發(fā)展起來的先進的機械加工系統(tǒng)，它由多臺數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)，在計算機及軟件的集中控制下，實現加工自動化。它具有高度的柔性，是一種計算機直接控制的自動化可變加工系統(tǒng).一個典型的FMS由計算機輔助設計、生產系統(tǒng)、數控沖床、智能機器人、全自動化輸送系統(tǒng)和自動倉庫組成。全部生產過程由一臺中央計算機進行生產的調度，若干臺控制計算機進行工位控制，組成一個各種制造單元相對獨立而又便于靈活調節(jié)、適應性很強的制造系統(tǒng)，其系統(tǒng)構成如圖1-16所示。
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編制數控加工程序時，要把加工零件的工藝過程、運動軌跡、工藝參數和輔助操作等信息，按一定數字化指令或數控語言，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。
在普通機床上加工零件時，首先應由工藝人員對零件進行工藝分析，制定零件加工的工藝規(guī)程，包括機床、刀具、定位夾緊方法及切削用量等工藝參數。同樣，在數控沖床上加工零件時，也必須對零件進行工藝分析，制定工藝規(guī)程，同時要將工藝參數、幾何圖形數據等，按規(guī)定的信息格式記錄在控制介質上，將此控制介質上的信息輸入到數控沖床的數控裝置，由數控裝置控制機床完成零件的全部加工。這里，將零件圖紙到制作數控沖床的控制介質的全部過程稱為程序編制，簡稱“編程”。
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  數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控沖床上刀具和工件之間的相對運動軌跡、工藝參數(進給盤、主軸轉速等)和輔助運動等加工所需要的全部信息，數控數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
  控制介質上記載的加信息要經過輸入裝置傳送給數控裝置，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，又可通過它傳遞轉矩；為了實現刀具的自動裝卸，主軸內設有刀具自動夾緊裝置。從圖中可以看出，該數控沖床是由拉緊機構拉緊錐柄刀架尾端的軸頸來實現刀架的定位及夾緊。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拉釘2的環(huán)形凹槽內，因而刀桿被拉桿拉緊，依靠摩擦力緊團在主軸上。換刀前需將刀架松開時，油液進入液壓缸上腔，活塞6椎動拉桿4向下移動，碟形彈簧被壓縮當鋼球12隨拉桿一起下移進入主軸孔中直徑較大的d1處時，它就不再能約束拉釘的頭部，緊接著拉桿前端內孔的臺肩端面碰到拉釘，將刀架頂松。此時行程開關10發(fā)出信號，換刀機械手隨即將刀架取下。與此同時，壓縮空氣由管接頭9經活塞和拉桿的中心通孔吹入主軸裝刀孔內，把切屑或臟物清除干凈，以保證刀具的裝夾精度。機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8發(fā)出信號。
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根據數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，一部分小型數控沖床也采用此種傳動方式以獲得強力切削時所需要的扭炬。如圖6. 1 (a)所示，主軸電動機經過二級齒輪變速，使主軸獲得低速和高速兩種轉速系列，這是目前大中型數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矩，滿足機床對轉矩特性的要求。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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高速數控沖床的高速主軸要在短時間內實現升速和降速并在指定位置快速準確停車，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，而且轉動慣量大，很顯然這些中間傳動系統(tǒng)已不能適應其要求。如果將交流變頻電動機直接裝在數控沖床主軸上，即采用內裝式無殼電動機，其空心轉子通過壓配合直接裝在數控沖床主軸上，帶有冷卻套的定子則安裝在主軸單元的殼體中，就形成了內裝式電動機主軸，簡稱電主軸(motorized spindle)。這時，電動機的轉子就是數控沖床的主軸，主軸單元的殼體就是電動機座，從而實現了電動機與數控沖床主軸的一體化。
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