《数字控制机床的组成及工作原理》ppt

  数字控制机床的组成及工作原理 1.1.1数字控制机床的组成及工作原理 1，数控机床的组成 数控机床通常由以下部分所组成，其原理框图如下： 程序载体 输入装置 强电控制装置 数控装置 机床（主运动、进给运动、辅助操作） 伺服驱动系统 检测装置 如上图：数字控制机床的组成 一、程序编制及程序载体 数控程序是数字控制机床自动加工零件的工作指令。在对加工零件进行工艺分析的基础上，确定零件坐标系在机床坐标系上的相对位置，即零件在机床上的安装的地方；刀具与零件相对运动的尺寸参数；零件加工的工艺路线、切削加工的工艺参数以及辅助装置的动作等。得到零件的所有运动、尺寸、工艺参数等加工信息后，用由文字、数字和符号组成的标准数控代码，按规定的方法和格式，编制零件加工的数控程序单。 数字控制机床的组成 编制程序的工作可由人工进行；对于形状复杂的零件，则要在专用的编程机或通用计算机上进行自动编程（APT）或CAD/CAM设计。 编好的数控程序，存放在便于输入到数控装置的一种存储载体上，它可以是穿孔纸带、磁带和磁盘等，采用哪一种存储载体，取决于数控装置的设计类型。 二、输入装置 输入装置的作用是将程序载体（信息载体）上的数控代码传递并存入数控系统内。根据控制存储介质的不同，输入装置能是光电阅读机、磁带机或软盘驱动器等。数字控制机床加工程序也可通过键盘用手工方式直接输入数控系统；数控加工程序还可由编程计算机用RS232C或采用网络通信方式传送到数控系统中。 零件加工程序输入过程有两种不同的方式：一种是边读入边加工（数控系统内存较小时），另一种是一次将零件加工程序全部读入数控装置内部的存储器，加工时再从内部存储器中逐段逐段调出来加工。 三、数控装置 数控装置是数字控制机床的核心。数控装置从内部存储器中取出或接受输入装置送来的一段或几段数控加工程序，经过数控装置的逻辑电路或系统软件进行编译、运算和逻辑处理后，输出各种控制信息和指令，控制机床各部分的工作，使其进行规定的有序运动和动作。 数字控制机床的组成 零件的轮廓图形往往由直线、圆弧或其他非圆弧曲线组成，刀具在工艺流程中必须按零件形状和尺寸的要求做运动，即按图形轨迹移动。但输入的零件加工程序只能是各线段轨迹的起点和终点坐标值等数据，不能够满足要求，因此要进行轨迹插补，也就是在线段的起点和终点坐标值之间进行“数据点的密化”，求出一系列中间点的坐标值，并向相应坐标输出脉冲信号，控制各坐标轴（即进给运动的各执行元件）的进给速度、进给方向和进给位移量等。 四、强电控制装置 强电控制装置的基本功能是接受数控装置所控制的内置式可编程控制器（PLC）输出的主轴变速、换向、起动或停止，刀具的选择和更换，分度工作台的转位和锁紧 ，工件夹紧和松夹，切削液的开和关等辅助操作的信号，经功率放大直接驱动相应的执行元件（诸如接触器和电磁阀等），以此来实现数字控制机床在工艺流程中的全部自动操作。 数字控制机床的组成 五、驱动装置 驱动装置接受来自数控装置的指令信息，经功率放大后，严格按照指令信息的要求驱动机床移动部件，以加工出符合图样要求的零件。因此，它的伺服精度和动态响应性能是影响数字控制机床加工精度、表面上的质量和生产率的主要的因素之一。驱动装置包含控制器（含功率放大器）和执行机构两大部分。目前大都采用直流或交流伺服电动机作为执行机构。 六、位置检测装置位置检测装置将数字控制机床各坐标轴的实际位移量检测出来，经反馈系统输入到机床的数控装置之后，数控装置将反馈回来的实际位移量值与设定值作比较，控制驱动装置按照指令设定值运动。 七、机床本体 数字控制机床的机床本体与传统机床相似，由主轴传动装置、进给传动装置、床身、工作台以及辅助运动装置、 数字控制机床的组成 液压气动系统、润滑系统、冷却装置等组成。但数字控制机床在整体布局、外观造型、传动系统、刀具系统的结构和操作机构等方面都已发生了很大的变化。这种变化的目的是为满足数控机床的要求和充分的发挥数字控制机床。 数字控制机床的组成 数控车床 数控车床 数字控制机床的组成 数字控制机床的工作原理 数字控制机床的工作原理 在数控机床上加工零件常常要经过以下几个步骤。 ① 制订PROC。 ② 将NC程序通过输入装置传输到数字控制机床的CNC系统。 ③ CNC系统分析程序段，并按要求将相应的指令、数值传送到各个坐标轴的伺服系统及机床强电控制管理系统。 数字控制机床的工作原理 ④ 伺服系统驱动机床的运动部件。 ⑤ 位置编码器检测并反馈给数控系统。 ⑥ 机床辅助动作由数控系统的PLC直接控制。 2.数字控制机床的特点 1.1.2数字控制机床的分类 ●按工艺用途分类 金属切削类数控机床,包括数控车床,数控钻床,数控铣床,数控磨床,数控镗床发及加工中心.这些机床都有适用于单件、小批量和多品种和零件加工，具有非常好的加工尺寸的一致性、很高的生产率和自动化程度，以及很高的设备柔性。 金属成型类数控机床；这类机床包括数控折弯机，数控组合冲床、数控弯管机、数控回转头压力机等。 数控特种加工机床；这类机床包括数控线（电极）切割机床、数控电火花加工机床、数控火焰切割机、数控激光切割机床、专用组合机床等。 别的类型的数控设备；非加工设施采用数控技术，如自动装配机、多坐标测量机、自动绘图机和工业机器人等。 ●按运动方式分类 点位控制；点位控制数字控制机床的特点是机床的运动部件只可以在一定程度上完成从一个位置到另一个位置的精确运动，在运动和定位过程中不进行任何加工工序。如数控钻床、数按坐标镗床、数控焊机和数控弯管机等。 数字控制机床的分类 直线控制；点位直线控制的特点是机床的运动部件不仅要实现一个坐标位置到另一个位置的精确移动和定位，而且能实现平行于坐标轴的直线进给运动或控制两个坐标轴实现斜线进给运动。 轮廓控制；轮廓控制数字控制机床的特点是机床的运动部件可以在一定程度上完成两个坐标轴一起进行联动控制。它不仅要求控制机床运动部件的起点与终点坐标位置，而且要求控制整个工艺流程每一点的速度和位移量，即要求控制运动轨迹，将零件加工成在平面内的直线、曲线或在空间的曲面。 数字控制机床的分类 ●按控制方式分类 开环控制；即不带位置反馈装置的控制方式。 半闭环控制；指在开环控制伺服电动机轴上装有角位移检测装置，通过检验测试伺服电动机的转角间接地检测出运动部件的位移反馈给数控装置的比较器，与输入的指令作比较，用差值控制运动部件。 闭环控制；是在机床的最终的运动部件的相应位置直接直线或回转式检测装置，将直接测量到的位移或角位移值反馈到数控装置的比较器中与输入指令移量作比较，用差值控制运动部件，使运动部件严格按实际需要的位移量运动。 ●按数控制机床的性能分类 经济型数字控制机床； 中档数字控制机床； 高档数字控制机床； 数字控制机床的分类 ●按所用数控装置的构成方式分类 硬线数控系统； 软线数控系统； 见下面图 数字控制机床的分类 图 全机能数控车床 数字控制机床的分类 图 数控铣床 数字控制机床的分类 图 卧式镗铣加工中心 数字控制机床的分类 图 车削加工中心 未来数控加工技术的发展空间是十分广阔的。由于工艺流程本身的复杂性，迄今对加工的机理尚未完全弄清楚，大多研究成果是建立在大量系统的工艺实验基础上完成的，所以对加工机理的深入研究，并以此直接指导和应用于实践加工是数控加工技术发展的根本。在现存技术水平的基础上，不断开发新工艺将是数控加工技术发展趋势。如数控铣削加工是一种还不成熟的技术，值得继续研究的新工艺。数字控制机床在结构设计、脉冲电源的开发方面将朝更合理、更具优势化的方向全面发展，提高加工性能，同时考虑降低机床制造的成本。数控加工在控制技术上将朝自动化、智能化方面的更高层次发展，数控加工的网络管理技术在高档机床上已有初步应用，将逐步被推广及应用，获取更好的系统管理效果。总之，数控加工技术以提高加工质量、提高加工效率、扩大加工范围、降低加工成本等为目标在工业中持续不断的发展。 1.1.3数控加工技术的发展的新趋势 1.1.3.1机床结构的发展 数字控制机床是集机械、电气、液压、气动、微电子和信息等多项技术为一体的机电一体化产品。是机械制造设备中具有高精度、高效率、高自动化和高柔性化等优点的工作母机。数字控制机床的技术水平高低及其在金属切削加工机床产量和总拥有量的百分比是衡量一个国家国民经济发展和工业制造整体水平的重要标志之一。数控车床是数字控制机床的主要品种之一，它在数控机床中占有很重要的位置，几十年来一直受到世界各国的普遍重视并得到了迅速的发展。 我国数控车床从20世纪70年代初进入市场，至今通过各大机床厂家的不懈努力，通过采取与国外著名机床厂家的合作、合资、技术引进、样机消化吸收等措施，使得我国的机床制造水平有了很大的提高，其产量在金属切削机床中占有较大的比例。目前，国产数控车床的品种、规格较为齐全，质量基本稳定可靠，已进入实用和全面发展阶段。 根据不同的市场定位和需求，数控车床可分为经济型数控车床和全功能型数控车床。下面结合宝鸡机床厂数十年研制和生产数控车床的经验和实践，谈谈我国数控车床在结构方面的现状及今后数控车床的整体发展的新趋势。 机床结构的发展 一、数控车床的现状 1. 床身和导轨 (1)床身 机床的床身是整个机床的基础支承件，是机床的主体，一般用来放置导轨、主轴箱等重要部件。床身的结

  原创力文档创建于2008年，本站为文档C2C交易模式，即用户上传的文档直接分享给其他用户（可下载、阅读），本站只是中间服务平台，本站所有文档下载所得的收益归上传人所有。原创力文档是网络服务平台方，若您的权利被侵害，请发链接和相关诉求至 电线) ，上传者