1.数控概念(Numerical Control----NC)是一种用数字化信号对控制对象进行自动控制的技术。 数控机床概念:是一个装有程序控制的机床,该系统能逻辑地处理具有使用号码或其他符号编码指令规定的程序。 数控机床的加工特点:1.传动链短(横向和纵向分别由两伺服电机驱动)2.刚性高。3轻拖动(采用滚珠丝杠副,摩擦小,传动轻) 应用范围:对于制造工业中,特别是汽车,船舶,航空航天以及军事工业中被广泛应用。
2.数控机床的组成
数控机床一般由输入、输出装置、数控装置、可编程控制器、伺服系统、检测反馈装置和机床主机等组成。 1、输入输出装置
输入装置可将不同加工信息传递于计算机。在数控机床产生的初期,输入装置为穿孔纸带,
现已趋于淘汰;目前,使用键盘、磁盘等,大大方便了信息输入工作。
输出指输出内部工作参数(含机床正常、理想工作状态下的原始参数,故障诊断参数等),一般在机床刚工作状态需输出这些参数作记录保存,待工作一段时间后,再将输出与原始资料作比较、对照,可帮助判断机床工作是否维持正常。
2、数控装置
数控装置是数控机床的核心与主导,完成所有加工数据的处理、计算工作,最终实现数控机床各功能的指挥工作。它包含微计算机的电路,各种接口电路、CRT显示器等硬件及相应的软件。 7-adca
3、可编程控制器
即PLC,它对主轴单元实现控制,将程序中的转速指令进行处理而控制主轴转速;管理刀库,进行自动刀具交换、选刀方式、刀具累计使用次数、刀具剩余寿命及刀具刃磨次数等管理;控制主轴正反转和停止、准停、切削液开关、卡盘夹紧松开、机械手取送刀等动作;还对机床外部开关(行程开关、压力开关、温控开关等)进行控制;对输出信号(刀跑步机控制器
库、机械手、回转工作台等)进行控制。
4、检测反馈装置
由检测元件和相应的电路组成,主要是检测速度和位移,并将信息反馈于数控装置,实现闭环控制以保证数控机床加工精度。
5、机床主机
数控机床的主体,包括床身、主轴、进给传动机构等机械部
3.数控机床的特点
数控机床的操作和监控全部在这个数控单元中完成,它是数控机床的大脑。与普通机床相比,数控机床有如下特点:
●加工精度高,具有稳定的加工质量;
●可进行多坐标的联动,能加工形状复杂的零件;
●加工零件改变时,一般只需要更改数控程序,可节省生产准备时间;
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●机床本身的精度高、刚性大,可选择有利的加工用量,生产率高(一般为普通机床的3~5倍);
●机床自动化程度高,可以减轻劳动强度;
●对操作人员的素质要求较高,对维修人员的技术要求更高。
数控机床一般由下列几个部分组成:
●主机,他是数控机床的主题,包括机床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件。他是用于完成各种切削加工的机械部件。
●数控装置,是数控机床的核心,包括硬件(印刷电路板、CRT显示器、键盒、纸带阅读机等)以及相应的软件,用于输入数字化的零件程序,并完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以及实现各种控制功能。
●驱动装置,他是数控机床执行机构的驱动部件,包括主轴驱动单元、进给单元、主轴电
水位显示器机及进给电机等。他在数控装置的控制下通过电气或电液伺服系统实现主轴和进给驱动。当几个进给联动时,可以完成定位、直线、平面曲线和空间曲线的加工。
●辅助装置,指数控机床的一些必要的配套部件,用以保证数控机床的运行,如冷却、排屑、润滑、照明、监测等。它包括液压和气动装置、排屑装置、交换工作台、数控转台和数控分度头,还包括刀具及监控检测装置等。
●编程及其他附属设备,可用来在机外进行零件的程序编制、存储等。
4.数控机床的产生和发展过程
自从1952年美国麻省理工学院研制出世界上第一台数控机床以来,数控机床在制造工业,特别是在汽车、航空航天、以及军事工业中被广泛地应用,数控技术无论在硬件和软件方面,都有飞速发展。
德国是1956年生产第一台数控机床,如西门子公司(SIEMENS)。日本是1958年生产出第一台数控机床,如法兰克公司(FANUC)。我国也是1958年生产出数控机床,但是那时人员素质差,基础差,技术薄弱无法用与生产,所以经历了几个阶段发展,1979年后从
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美,德,日先后引进数控方面技术,并与他们合作,合资生产。到1985年到1990年我国数控机床才得到发展和使用,并逐步向前发展。自行研制的有武汉华中系统等。
5.数控机床的分类和应用
●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,具有很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。
其他类型的数控设备;非加工设备采用数控技术,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;点位控制数控机床的特点是机床的运动部件只能够实现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。
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;轮廓控制数控机床的特点是机床的运动部件能够实现两个坐标轴同时进行联动控制。它不仅要求控制机床运动部件的起点与终点坐标位置,而且要求控制整个加工过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。
●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,通过检测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,与输入的指令进行比较,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进行比较,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
经济型数控机床;
中档数控机床;
高档数控机床;
●按所用数控装置的构成方式分数
硬线数控系统;
软线数控系统
6.数控机床与普通机床之间的区别和联系:
数控机床对零件的加工过程,是严格按照加工程序所规定的参数及动作执行的。它是一种高效能自动或半自动机床,与普通机床相比,具有以下明显特点:
1、适合于复杂异形零件的加工
数控机床可以完成普通机床难以完成或根本不能加工的复杂零件的加工,因此在宇航、造船、模具等加工业中得到广泛应用。
2、加工精度高
3、加工稳定可靠
实现计算机控制,排除人为误差,零件的加工一致性好,质量稳定可靠。
4、高柔性
加工对象改变时,一般只需要更改数控程序,体现出很好的适应性,可大大节省生产准备时间。在数控机床的基础上,可以组成具有更高柔性的自动化制造系统—FMS。
5、高生产率
数控机床本身的精度高、刚性大,可选择有利的加工用量,生产率高,一般为普通机床的 3~5 倍,对某些复杂零件的加工,生产效率可以提高十几倍甚至几十倍。
6、劳动条件好
机床自动化程度高,操作人员劳动强度大大降低,工作环境较好。
7、有利于管理现代化
采用数控机床有利于向计算机控制与管理生产方面发展,为实现生产过程自动化创造了条件。
8、投资大,使用费用高
9、生产准备工作复杂
由于整个加工过程采用程序控制,数控加工的前期准备工作较为复杂,包含工艺确定、程序编制等。
10、维修困难
数控机床是典型的机电一体化产品,技术含量高,对维修人员的技术要求很高。
二、数控机床的适用范围
由于数控机床的上述特点,适用于数控加工的零件有:
1、批量小而又多次重复生产的零件;
2、几何形状复杂的零件;
3、贵重零件加工;
4、需要全部检验的零件;
5、试制件。
对以上零件采用数控加工,才能最大限度地发挥出数控加工的优势
7.数控机床的发展趋势:
高速化、高精度化、高可靠性、复合化、智能化、柔性化、集成化和开放性是当今数控机床行业的主要发展方向。
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