數(shù)控技術(shù)與數(shù)控機(jī)床(編輯修改稿)
2025-01-19 09:23 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ? 數(shù)控切割機(jī)床 數(shù)控齒輪加工機(jī)床 柔性制造單元 （ FMC—— Flexible Manufacturing Cell） 柔性制造系統(tǒng) （ FMS—— Flexible Manufacturing System） 數(shù)控電加工機(jī)床（含電加工中心） 數(shù)控板材成形加工機(jī)床 數(shù)控管料成形加工機(jī)床 其它數(shù)控機(jī)床 ? 按運(yùn)動方式分類 點(diǎn)位控制： 特點(diǎn)是機(jī)床移動部件只能實(shí)現(xiàn)一個(gè)位置到另一個(gè)位置的精確移動，在移動和定位過程中不進(jìn)行任何加工，機(jī)床移動部件的運(yùn)動路線并不影響加工的孔距精度。 最典型的點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床有數(shù)控鉆床、數(shù)控坐標(biāo)鏜床、數(shù)控點(diǎn)焊機(jī)和數(shù)控彎管機(jī)。 ? 特點(diǎn)是能夠?qū)蓚€(gè)或兩個(gè)以上的坐標(biāo)軸同時(shí)進(jìn)行控制，它不僅能控制機(jī)床移動部件的起點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)，而且要控制整個(gè)加工過程每一點(diǎn)的速度與位移量。 點(diǎn)位直線控制系統(tǒng)： 由于只能作簡單的直線運(yùn)動，因此不能實(shí)現(xiàn)任意的輪廓軌跡加工。 ? 輪廓控制（連續(xù)控制）： 特點(diǎn)是能夠?qū)蓚€(gè)或兩個(gè)以上的坐標(biāo)同時(shí)進(jìn)行控制，它不僅能控制機(jī)床移動部件的起點(diǎn)與終點(diǎn)坐標(biāo)，而且要控制整個(gè)加工過程每一點(diǎn)的速度和位移量，即要控制移動軌跡，將工件加工成一定的輪廓形狀。 輪廓控制需要在加工過程中不斷進(jìn)行多坐標(biāo)軸之間的插補(bǔ)運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的速度和位移控制。 輪廓控制包含了點(diǎn)位和點(diǎn)位直線控制。 ? 按控制方式分類 開環(huán)控制系統(tǒng)： 不帶反饋裝置， CNC系統(tǒng)發(fā)出的指令脈沖信號是單方向的，機(jī)床沒有檢測反饋裝置，其加工精度取決于伺服系統(tǒng)的性能。 步進(jìn)電機(jī) 驅(qū)動電路 功率步進(jìn) 電動機(jī) 機(jī)械 傳動鏈 機(jī)床運(yùn)動 部件 輸入 脈沖 ? 閉環(huán)控制系統(tǒng)： 位置環(huán) ： 機(jī)床最終運(yùn)動部件位置上直接裝有直線或回轉(zhuǎn)式檢測裝置， 測得實(shí)際位移值 后 反饋回來與指令值進(jìn)行比較，所得差值再經(jīng)數(shù) /模（ D/A）變換、放大，對伺服電機(jī)進(jìn)行控制，使驅(qū)動機(jī)構(gòu)按規(guī)定移動，直到其差值趨于 0為止。 速度環(huán) ：處于位置環(huán)內(nèi)，其目的是減少因負(fù)載等因素而引起進(jìn)給速度的波動，改善位置環(huán)的控制品質(zhì)。 繼續(xù) ? 閉環(huán)控制將機(jī)械傳動鏈的全部環(huán)節(jié)都包括在閉環(huán)之內(nèi)，因而從理論講，閉環(huán)控制的運(yùn)動精度主要取決于檢測裝置的精度，而與機(jī)械傳動鏈的誤差無關(guān)。 比較器 前置及功率 放大電路 機(jī)械 傳動鏈 機(jī)床運(yùn)動 部件 直流或交流 伺服電機(jī) 位置 檢測裝置 速度 檢測裝置 輸入 脈沖 返回 ? 控制方式與閉環(huán)系統(tǒng)相同，區(qū)別是：檢測裝置位于伺服電機(jī)軸或絲杠端頭，檢測角位移。 由于半閉環(huán)控制將運(yùn)動部件的機(jī)械傳動鏈不包括在閉環(huán)之內(nèi)，機(jī)械傳動鏈的誤差無法得到校正和消除。 半閉環(huán)控制系統(tǒng)： 比較器 前置及功率 放大電路 機(jī)械 傳動鏈 機(jī)床運(yùn)動 部件 直流或交流 伺服電機(jī) 脈沖編碼器 輸入 脈沖 ? 開環(huán)補(bǔ)償型控制系統(tǒng) ： 基本控制為開環(huán)控制系統(tǒng) ， 再附加一個(gè)補(bǔ)償 （ 校正 ） 伺服電路 。 這樣既保留了開環(huán)控制的優(yōu)點(diǎn) ， 又能較好地解決步進(jìn)電機(jī)丟步和過沖問題 ， 補(bǔ)償了機(jī)械傳動系統(tǒng)的誤差 ， 使開環(huán)控制的控制精度得以提高 。 半閉環(huán)補(bǔ)償型控制系統(tǒng) ： 基本控制為半閉環(huán)系統(tǒng)，再用裝于工作臺上的直線位移檢測裝置實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)，用半閉環(huán)和全閉環(huán)的差值進(jìn)行控制，因而既可以快速獲得穩(wěn)定的控制特性，又可以獲得高精度。 混合控制系統(tǒng) ： 繼續(xù) ? 混合 電路 驅(qū)動 電路 機(jī)械 傳動鏈 機(jī)床運(yùn)動 部件 步進(jìn) 電機(jī) D/A 脈沖源 指令進(jìn)給脈沖 測量 裝置 校正脈沖 系統(tǒng)誤差 比較單元 開環(huán)補(bǔ)償型控制系統(tǒng)框圖 返回 ? 混合 控制 速度 調(diào)節(jié) 機(jī)械 傳動鏈 機(jī)床運(yùn)動 部件 伺服 放大 角度 檢測裝置 速度 檢測裝置 指令位置 伺服 電機(jī) 直線 檢測裝置 半閉環(huán)補(bǔ)償型控制系統(tǒng)框圖 返回 ? 按數(shù)控系統(tǒng)的檔次分類 功 能 低 檔 中 檔 高 檔 分辨率 （ mm） 10 1 進(jìn)給速度 （ m/min） 8～ 15 15～ 24 15～ 100 伺服控制 類型 開環(huán)、步進(jìn)電動機(jī) 半閉環(huán)或閉環(huán)的直流或交流伺服系統(tǒng) 聯(lián)動軸數(shù) （軸） 2～ 3 2～ 4 3～ 5以上 通訊功能 一般無 RS23 DNC RS23 DNC、 MAP 顯示功能 LED或簡單的 CRT 較齊全的 CRT顯示 還有三維圖形顯示 內(nèi)裝 PLC 無 有 有強(qiáng)功能的 PLC 主 CPU 8位、 16位 32位或 64位的多 CPU ? 七 數(shù)控機(jī)床的精度 數(shù)控機(jī)床的精度主要是指 加工精度 定位精度 重復(fù)定位精度 由于數(shù)控機(jī)床是以數(shù)字的形式給出相應(yīng)的 脈沖指令 進(jìn)行加工，數(shù)控機(jī)床的 脈沖當(dāng)量 與精度有關(guān)。 按不同精度等級的數(shù)控機(jī)床的要求， 脈沖當(dāng)量通常為 。 ? 一般中小型數(shù)控機(jī)床（非精密型）的 加工精度值約為脈沖當(dāng)量的 10倍 ，因此數(shù)控機(jī)床的加工精度通常為 。 一般情況下 定位精度通常是加工精度的 1/2－1/3，因此數(shù)控機(jī)床的定位精度通常為 。 而 重復(fù)定位精度通常是定位精度的 1/21/3，因此數(shù)控機(jī)床的重復(fù)定位精度通常為 。 返回 ? 數(shù)控機(jī)床涉及的基本技術(shù) 數(shù)控機(jī)床是綜合了當(dāng)今世界上許多領(lǐng)域最新的技術(shù)成果。 主要包括： 精密機(jī)械 、 計(jì)算機(jī)及信息處理 、 自動控制及伺服驅(qū)動 、 精密檢測及傳感 和 網(wǎng)絡(luò)通訊 等技術(shù)。 其核心是由微電子技術(shù)向精密機(jī)械技術(shù)滲透所形成的機(jī)電一體化技術(shù)。 返回 ? 精密機(jī)械技術(shù) 精密機(jī)械技術(shù)是數(shù)控機(jī)床的基礎(chǔ)，它包括精密機(jī)械設(shè)計(jì)和精密機(jī)械加工兩大方面。 對一臺數(shù)控機(jī)床而言，機(jī)械結(jié)構(gòu)和傳動占了很大的比例，因此不斷發(fā)展各種新的設(shè)計(jì)計(jì)算方法和新型結(jié)構(gòu)，采用新型材料和新工藝，以使新一代數(shù)控機(jī)床的主機(jī)具有高精度、高速度、高可靠性、體積小、質(zhì)量小、維修方便和價(jià)格低廉的機(jī)械機(jī)構(gòu)。 返回 ? 計(jì)算機(jī)及信息處理技術(shù) 通常 計(jì)算機(jī)技術(shù) 包括計(jì)算機(jī) 軟件 和計(jì)算機(jī) 硬件 技術(shù)、 數(shù)據(jù)庫 技術(shù)，以及 網(wǎng)絡(luò)通信 技術(shù)。
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