數(shù)控機(jī)床技術(shù)-在線瀏覽
2025-03-29 18:30本頁面
【正文】 從數(shù)控機(jī)床最終要完成的任務(wù)看，主要有以下三個方面內(nèi)容： 主軸運(yùn)動和普通車床一樣，主運(yùn)動主要完成切削任務(wù)，其動力約占整臺機(jī)床動力的 70～ 80％。 概述 這是數(shù)控機(jī)床區(qū)別于普通車床最根本的地方，即用電氣驅(qū)動替代了機(jī)械驅(qū)動，數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動是由進(jìn)給伺服系統(tǒng)完成的。 伺服控制的最終目的就是機(jī)床工作臺或刀具的位置控制，伺服系統(tǒng)中所采取的一切措施，都是為了保證進(jìn)給運(yùn)動的位置精度。 概述 圖 1 3 數(shù)控機(jī)床的 進(jìn)給 伺服系統(tǒng) 工作臺 位置檢測 位置反饋 速度反饋 伺服驅(qū) 動裝置 伺服 電動機(jī) 速度 檢測 C N C 概述 /輸出 (I/O) 數(shù)控系統(tǒng)對加工程序處理后輸出的控制信號除了對進(jìn)給運(yùn)行軌跡進(jìn)行連續(xù)控制外，還要對機(jī)床的各種狀態(tài)進(jìn)行控制，這些狀態(tài)包括主軸的變速控制，主軸的正、反轉(zhuǎn)及停止，冷卻和潤滑裝置的起動和停止，刀具的自動交換，工件夾緊和放松及分度工作臺轉(zhuǎn)位等。 概述 根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)《 ISO4336— 1981（ E） 機(jī)床數(shù)字控制 — 數(shù)控裝置和數(shù)控機(jī)床電氣設(shè)備之間的接口規(guī)范》的規(guī)定，接口分為四類。 第 Ⅰ 類：與驅(qū)動命令有關(guān)的連接電路，主要是與坐標(biāo)軸進(jìn)給驅(qū)動和主軸驅(qū)動的連接電路。 第 Ⅰ 類和第 Ⅱ 類接口傳送的信息是數(shù)控裝置與伺服驅(qū)動單元、伺服電動機(jī)、位置檢測和速度檢測之間的控制信息及反饋信息，它們屬于數(shù)字控制及伺服控制。由數(shù)控機(jī)床強(qiáng)電線路中的電源控制電路構(gòu)成。強(qiáng)電線路不能與低壓下工作的控制電路或弱電線路直接連接，只有通過斷路器、中間繼電器等器件，轉(zhuǎn)換成直流低電壓下工作的觸點的開合動作，才能成為繼電器邏輯電路和 PLC可接收的電信號，反之亦然。是數(shù)控裝置與外部傳送的輸入、輸出控制信號。當(dāng)數(shù)控裝置帶有PLC時，這些信號除極少數(shù)的高速信號外，均通過 PLC傳送。 按被控制對象運(yùn)動軌跡進(jìn)行分類： （ 1）點位控制的數(shù)控機(jī)床 點位控制數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置只要求能夠精確地控制一個坐標(biāo)點到另一個坐標(biāo)點的定位精度，而不管從一點到另一點是按什么軌跡運(yùn)動，在移動過程中不進(jìn)行任何加工。這類數(shù)控機(jī)床主要有數(shù)控鉆床、數(shù)控坐標(biāo)鏜床、數(shù)控沖床、數(shù)控點焊機(jī)、數(shù)控折彎機(jī)和數(shù)控測量機(jī)等。這一類機(jī)床包括簡易數(shù)控車床、數(shù)控銑床數(shù)控鏜床等。 概述 （ 3）輪廓控制的數(shù)控機(jī)床 輪廓控制又稱連續(xù)控制，大多數(shù)數(shù)控機(jī)床具有輪廓控制功能。它不僅控制起點和終點位置，而且要控制加工過程中每一點的位置和速度，加工出任意形狀的曲線或曲面組成的復(fù)雜零件。 概述 ： （ 1）開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床 這類數(shù)控機(jī)床沒有檢測反饋裝置，數(shù)控裝置發(fā)出的指令信號流程是單向的，其精度主要決定于驅(qū)動元件和伺服電機(jī)的性能，開環(huán)數(shù)控機(jī)床所用的電動機(jī)主要是步進(jìn)電動機(jī)。 概述 開環(huán)控制具有結(jié)構(gòu)簡單、系統(tǒng)穩(wěn)定、容易調(diào)試、成本低等優(yōu)點。 ～177。一般適用于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床和舊機(jī)床數(shù)控化改造。 圖 1 5 開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)的示意圖 工作臺 齒輪副 步進(jìn)電動機(jī) 步進(jìn)電動機(jī) 功率放大器 進(jìn)給 脈沖 數(shù)控 裝置 概述 （ 2）閉環(huán)控制系統(tǒng) 圖 1 6 閉環(huán)控制系統(tǒng)的示意圖 工作臺 齒輪副 步進(jìn)電動機(jī) 伺服放大器 數(shù)控 裝置 位 置 檢測裝置 反饋脈沖 概述 閉環(huán)控制系統(tǒng)是指在機(jī)床的運(yùn)動部件上安裝位置測量裝置（位置測量裝置有光柵、感應(yīng)同步器和磁柵等），如圖 16所示。從理論上講，閉環(huán)控制系統(tǒng)的控制精度主要取決于檢測裝置的精度，它完全可以消除由于傳動部件制造中存在的誤差給工件加工帶來的影響。閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計和調(diào)整都有較大的難度，主要用于一些精度要求較高的鏜銑床、超精車床和加工中心等。該系統(tǒng)不是直接測量工作臺位移量，而是通過檢測絲杠轉(zhuǎn)角間接地測量工作臺位移量，然后反饋給數(shù)控裝置如圖 17所示。因而半閉環(huán)控制系統(tǒng)的精度低于閉環(huán)系統(tǒng)。 概述 目前已逐步將角位移檢測裝置和伺服電動機(jī)設(shè)計成一個部件，使系統(tǒng)變得更加簡單，安裝調(diào)試都比較方便，中檔數(shù)控機(jī)床廣泛采用半閉環(huán)控制系統(tǒng)。如：金屬切削類數(shù)控機(jī)床、金屬成型類數(shù)控機(jī)床、數(shù)控特種加工機(jī)床、其它類型的數(shù)控機(jī)床及低檔數(shù)控機(jī)床（脈沖當(dāng)量 ～ ， 快進(jìn)速度 4～ 10m/min）、中檔數(shù)控機(jī)床（脈沖當(dāng)量 ～ ， 快進(jìn)速度 15～24m/min）、 高檔數(shù)控機(jī)床（脈沖當(dāng)量 ～ ，快進(jìn)速度 15～ 100m/min） 等等。普及型（中檔）的數(shù)控系統(tǒng)，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)都向系列化、模塊化、高性能和成套方向發(fā)展，內(nèi)存容量較大，采用了高精度高響應(yīng)特性的交流或直流伺服單元，裝置的可靠性指標(biāo)較高。高檔型數(shù)控系統(tǒng)，一般用于多軸車削中心、多軸銑削中心、自動生產(chǎn)線的多軸控制、柔性加工單元、計算機(jī)集成制造系統(tǒng)等。 概述 數(shù)控設(shè)備的工作原理 數(shù)控機(jī)床加工過程可以分為以下幾個步驟。程序編制可以是手工編制，也可以是自動編制。 概述 （ 2）數(shù)控代碼和譯碼 數(shù)控代碼是用來表示數(shù)控系統(tǒng)中的符號、字母和數(shù)字的專用代碼，并組成數(shù)控指令。在計算機(jī)數(shù)控中，譯碼之前，先將零件程序存放在緩沖器里。譯碼程序是串行工作的，它有較高的譯碼速度。 （ 4）插補(bǔ)運(yùn)算 插補(bǔ)運(yùn)算是根據(jù)刀具中心點沿各坐標(biāo)軸移動的指令信息，以適當(dāng)?shù)暮瘮?shù)關(guān)系進(jìn)行各坐標(biāo)軸脈沖分配的計算。 概述 現(xiàn)代控制技術(shù)及發(fā)展 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展史 由于計算機(jī)的誕生，在 1952年產(chǎn)生了世界上第一臺 3坐標(biāo)立式數(shù)控銑床，標(biāo)志著數(shù)控技術(shù)發(fā)展的開始。 概述 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展 從數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展看數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，大概分為以下幾個階段： 第一階段 1952年至 1970年，這一階段的數(shù)控系統(tǒng)采用由硬件電路組成的專用計算機(jī)裝置，這種數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)歷三個時代，即電子管、晶體管和小規(guī)模集成電路時代。控制功能比較簡單，使用靈活性較差。這即是第四代數(shù)控系統(tǒng)，即計算
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