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數控機床的基本組成

時(shí)間: 2019-12-28 16:19:19來(lái)源: 濟南七機機床有限公司

數控機床的基本組成:

數控機床的基本組成包括加工程序載體、數控裝置、伺服驅動(dòng)裝置、機床主體和其他輔助裝置。下面分別對各組成部分的基本工作原理進(jìn)行概要說(shuō)明。

加工程序載體

數控機床工作時(shí),不需要工人直接去操作機床,要對數控機床進(jìn)行控制,必須編制加工程序。零件加工程序中,包括機床上刀具和工件的相對運動(dòng)軌跡、工藝參數(進(jìn)給量主軸轉速等)和輔助運動(dòng)等。將零件加工程序用一定的格式和代碼,存儲在一種程序載體上,如穿孔紙帶、盒式磁帶、軟磁盤(pán)等,通過(guò)數控機床的輸入裝置,將程序信息輸入到CNC單元。

數控裝置

數控裝置是數控機床的核心?,F代數控裝置均采用CNC(Computer Numerical Control)形式,這種CNC裝置一般使用多個(gè)微處理器,以程序化的軟件形式實(shí)現數控功能,因此又稱(chēng)軟件數控(Software NC)。CNC系統是一種位置控制系統,它是根據輸入數據插補出理想的運動(dòng)軌跡,然后輸出到執行部件加工出所需要的零件。因此,數控裝置主要由輸入、處理和輸出三個(gè)基本部分構成。而所有這些工作都由計算機的系統程序進(jìn)行合理地組織,使整個(gè)系統協(xié)調地進(jìn)行工作。

1)輸入裝置:將數控指令輸入給數控裝置,根據程序載體的不同,相應有不同的輸入裝置。主要有鍵盤(pán)輸入、磁盤(pán)輸入、CAD/CAM系統直接通信方式輸入和連接上級計算機的DNC(直接數控)輸入,現仍有不少系統還保留有光電閱讀機的紙帶輸入形式。

(1)紙帶輸入方式??捎眉垘Ч怆婇喿x機讀入零件程序,直接控制機床運動(dòng),也可以將紙帶內容讀入存儲器,用存儲器中儲存的零件程序控制機床運動(dòng)。

(2)MDI手動(dòng)數據輸入方式。操作者可利用操作面板上的鍵盤(pán)輸入加工程序的指令,它適用于比較短的程序。

在控制裝置編輯狀態(tài)(EDIT)下,用軟件輸入加工程序,并存入控制裝置的存儲器中,這種輸入方法可重復使用程序。一般手工編程均采用這種方法。

在具有會(huì )話(huà)編程功能的數控裝置上,可按照顯示器上提示的問(wèn)題,選擇不同的菜單,用人機對話(huà)的方法,輸入有關(guān)的尺寸數字,就可自動(dòng)生成加工程序。

                                                                                     



(3)采用DNC直接數控輸入方式。把零件程序保存在上級計算機中,CNC系統一邊加工一邊接收來(lái)自計算機的后

續程序段。DNC方式多用于采用CAD/CAM軟件設計的復雜工件并直接生成零件程序的情況。

2)信息處理:輸入裝置將加工信息傳給CNC單元,編譯成計算機能識別的信息,由信息處理部分按照控制程序的規定,逐步存儲并進(jìn)行處理后,通過(guò)輸出單元發(fā)出位置和速度指令給伺服系統和主運動(dòng)控制部分。CNC系統的輸入數據包括:零件的輪廓信息(起點(diǎn)、終點(diǎn)、直線(xiàn)、圓弧等)、加工速度及其他輔助加工信息(如換刀、變速、冷卻液開(kāi)關(guān)等),數據處理的目的是完成插補運算前的準備工作。數據處理程序還包括刀具半徑補償、速度計算及輔助功能的處理等。

3)輸出裝置:輸出裝置與伺服機構相聯(lián)。輸出裝置根據控制器的命令接受運算器的輸出脈沖,并把它送到各坐標的伺服控制系統,經(jīng)過(guò)功率放大,驅動(dòng)伺服系統,從而控制機床按規定要求運動(dòng)。

伺服與測量反饋系統

伺服系統是數控機床的重要組成部分,用于實(shí)現數控機床的進(jìn)給伺服控制和主軸伺服控制。伺服系統的作用是把接受來(lái)自數控裝置的指令信息,經(jīng)功率放大、整形處理后,轉換成機床執行部件的直線(xiàn)位移或角位移運動(dòng)。由于伺服系統是數控機床的后環(huán)節,其性能將直接影響數控機床的精度和速度等技術(shù)指標,因此,對數控機床的伺服驅動(dòng)裝置,要求具有良好的快速反應性能,準確而靈敏地跟蹤數控裝置發(fā)出的數字指令信號,并能忠實(shí)地執行來(lái)自數控裝置的指令,提高系統的動(dòng)態(tài)跟隨特性和靜態(tài)跟蹤精度。

伺服系統包括驅動(dòng)裝置和執行機構兩大部分。驅動(dòng)裝置由主軸驅動(dòng)單元、進(jìn)給驅動(dòng)單元和主軸伺服電動(dòng)機、進(jìn)給伺服電動(dòng)機組成。步進(jìn)電動(dòng)機、直流伺服電動(dòng)機和交流伺服電動(dòng)機是常用的驅動(dòng)裝置。

測量元件將數控機床各坐標軸的實(shí)際位移值檢測出來(lái)并經(jīng)反饋系統輸入到機床的數控裝置中,數控裝置對反饋回來(lái)的實(shí)際位移值與指令值進(jìn)行比較,并向伺服系統輸出達到設定值所需的位移量指令。

機床主體

機床主機是數控機床的主體。它包括床身、底座、立柱、橫梁、滑座、工作臺、主軸箱、進(jìn)給機構、刀架及自動(dòng)換刀裝置等機械部件。它是在數控機床上自動(dòng)地完成各種切削加工的機械部分。與傳統的機床相比,數控機床主體具有如下結構特點(diǎn):

1)采用具有高剛度、高抗震性及較小熱變形的機床新結構。通常用提高結構系統的靜剛度、增加阻尼、調整結構件質(zhì)量和固有頻率等方法來(lái)提高機床主機的剛度和抗震性,使機床主體能適應數控機床連續自動(dòng)地進(jìn)行切削加工的需要。采取改善機床結構布局、減少發(fā)熱、控制溫升及采用熱位移補償等措施,可減少熱變形對機床主機的影響。

2)廣泛采用高性能的主軸伺服驅動(dòng)和進(jìn)給伺服驅動(dòng)裝置,使數控機床的傳動(dòng)鏈縮短,簡(jiǎn)化了機床機械傳動(dòng)系統的結構。

3)采用高傳動(dòng)效率、高精度、無(wú)間隙的傳動(dòng)裝置和運動(dòng)部件,如滾珠絲杠螺母副、塑料滑動(dòng)導軌、直線(xiàn)滾動(dòng)導軌、靜壓導軌等。

數控機床輔助裝置

輔助裝置是保證充分發(fā)揮數控機床功能所必需的配套裝置,常用的輔助裝置包括:氣動(dòng)、液壓裝置,排屑裝置,冷卻、潤滑裝置,回轉工作臺和數控分度頭,防護,照明等各種輔助裝置  。

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