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数控铣床的三个基本部分组成
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数控铣床的三个基本部分组成
日期: 2021-03-31 阅读: 10436 次

数控铣床和加工中心是用于键铣加工的数控机床,在航空航天、汽车制造和模具制造业中应用广泛,在数控机床中所占的比重最大,应用也最为广泛。

数控铣床是由数控系统、同服系统和机床本(ben)体三(san)个基(ji)本(ben)部分组成。

(1)数(shu)控系(xi)统(CNC系(xi)统)。

数控系(xi)统是(shi)数控机(ji)床中(zhong)的指挥系(xi)统,相当于人体的大脑,是(shi)一个专用的计算机(ji)系(xi)统,包括输(shu)入和输(shu)出装(zhuang)置、数控装(zhuang)置和可(ke)编程(cheng)控制器(PLC)。

输入(ru)(ru)和(he)输出(chu)(chu)(chu)装(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)是机床(chuang)数(shu)(shu)(shu)控系统和(he)操(cao)作(zuo)人员进(jin)行(xing)信(xin)息(xi)交流、实(shi)现人机对话的(de)(de)(de)(de)(de)交互设(she)备(bei)。输入(ru)(ru)装(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用是将数(shu)(shu)(shu)控代码变(bian)成(cheng)相(xiang)应(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)电脉冲(chong)信(xin)号(hao),传送并存(cun)入(ru)(ru)数(shu)(shu)(shu)控装(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)内。目前,数(shu)(shu)(shu)控机床(chuang)的(de)(de)(de)(de)(de)输入(ru)(ru)装(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)有(you)键盘、磁盘驱动器(qi)、光电阅读(du)机等(deng)。其相(xiang)应(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)程序(xu)载(zai)体为磁盘、穿孔纸带。输出(chu)(chu)(chu)装(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)是显(xian)示器(qi),数(shu)(shu)(shu)控系统通(tong)过(guo)显(xian)示器(qi)为操(cao)作(zuo)人员提(ti)供必要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)信(xin)息(xi)。显(xian)示的(de)(de)(de)(de)(de)信(xin)息(xi)可以是正在编辑的(de)(de)(de)(de)(de)程序(xu)、坐标值以及报警信(xin)号(hao)等(deng)。数(shu)(shu)(shu)控装(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)是计算(suan)机数(shu)(shu)(shu)控系统的(de)(de)(de)(de)(de)核(he)心,是由硬件和(he)软件两部(bu)分组成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)。输入(ru)(ru)装(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)发(fa)出(chu)(chu)(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)脉冲(chong)信(xin)号(hao)输入(ru)(ru)到(dao)数(shu)(shu)(shu)控装(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi),信(xin)号(hao)经(jing)过(guo)数(shu)(shu)(shu)控装(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)系统软件或逻(luo)辑电路(lu)进(jin)行(xing)编译、运算(suan)和(he)逻(luo)辑处理后(hou),输出(chu)(chu)(chu)相(xiang)应(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)控制(zhi)信(xin)号(hao),控制(zhi)机床(chuang)的(de)(de)(de)(de)(de)各(ge)个(ge)部(bu)分,使机床(chuang)进(jin)行(xing)规定的(de)(de)(de)(de)(de)、有(you)序(xu)的(de)(de)(de)(de)(de)动作(zuo)。

数控装置的硬(ying)件主(zhu)要包括微处理器(CPU)、存储器、局部(bu)总线(xian)、外围逻辑(ji)电(dian)路(lu)以及(ji)与CNC系统其他组成(cheng)部(bu)分联(lian)系的接(jie)口等。

数(shu)(shu)控(kong)(kong)机(ji)床(chuang)通过数(shu)(shu)控(kong)(kong)装(zhuang)置和(he)PLC(可编程(cheng)控(kong)(kong)制(zhi)器)共同完(wan)(wan)成(cheng)控(kong)(kong)制(zhi)功(gong)能,其中(zhong)数(shu)(shu)控(kong)(kong)装(zhuang)置主要(yao)完(wan)(wan)成(cheng)与(yu)数(shu)(shu)字(zi)运(yun)算(suan)和(he)管理(li)等(deng)有关(guan)(guan)的(de)(de)功(gong)能,如(ru)(ru)零件程(cheng)序(xu)的(de)(de)编辑、插补运(yun)算(suan)、译(yi)码、刀具运(yun)动(dong)(dong)的(de)(de)位置伺服控(kong)(kong)制(zhi)等(deng)。而(er)PLC主要(yao)完(wan)(wan)成(cheng)与(yu)逻辑运(yun)算(suan)有关(guan)(guan)的(de)(de)一(yi)些动(dong)(dong)作(zuo),它接(jie)收(shou)程(cheng)序(xu)代码中(zhong)的(de)(de)M(辅(fu)(fu)助(zhu)功(gong)能)、S(主轴转(zhuan)速(su))、T(选刀、换(huan)刀)等(deng)开(kai)关(guan)(guan)量(liang)动(dong)(dong)作(zuo)信息,对(dui)开(kai)关(guan)(guan)量(liang)动(dong)(dong)作(zuo)信息进(jin)行译(yi)码,转(zhuan)换(huan)成(cheng)对(dui)应的(de)(de)控(kong)(kong)制(zhi)信号,控(kong)(kong)制(zhi)辅(fu)(fu)助(zhu)装(zhuang)置完(wan)(wan)成(cheng)机(ji)床(chuang)相应的(de)(de)开(kai)关(guan)(guan)动(dong)(dong)作(zuo),如(ru)(ru)工件的(de)(de)装(zhuang)夹、刀具的(de)(de)更换(huan)、冷却液(ye)的(de)(de)开(kai)关(guan)(guan)等(deng)一(yi)些辅(fu)(fu)助(zhu)动(dong)(dong)作(zuo)。它还接(jie)收(shou)机(ji)床(chuang)操作(zuo)面板的(de)(de)指令(ling)(ling),一(yi)方面直接(jie)控(kong)(kong)制(zhi)机(ji)床(chuang)的(de)(de)动(dong)(dong)作(zuo)(如(ru)(ru)手动(dong)(dong)操作(zuo)机(ji)床(chuang)),另一(yi)方面将一(yi)部分指令(ling)(ling)送往(wang)数(shu)(shu)控(kong)(kong)装(zhuang)置用于加(jia)工过程(cheng)的(de)(de)控(kong)(kong)制(zhi)。

(2)伺服系统。

何(he)服(fu)(fu)系统是机床(chuang)工(gong)作(zuo)的动力装置,计算机数控装置的指令(ling)要靠伺服(fu)(fu)驱动系统付诸(zhu)实施。伺服(fu)(fu)系统由伺服(fu)(fu)单元和(he)执(zhi)行(xing)元件组成(cheng)。

伺服(fu)(fu)单(dan)元(yuan)(yuan)接(jie)收(shou)来(lai)自数控(kong)装(zhuang)(zhuang)置的速度和(he)位移(yi)指令(ling)。这(zhei)些指令(ling)经伺服(fu)(fu)单(dan)元(yuan)(yuan)变换和(he)放大后,通过执行元(yuan)(yuan)件转变成机(ji)床(chuang)(chuang)进给运动(dong)的速度、方向(xiang)和(he)位移(yi)。因此,伺服(fu)(fu)单(dan)元(yuan)(yuan)是数控(kong)装(zhuang)(zhuang)置与机(ji)床(chuang)(chuang)本(ben)体的联(lian)系环节,它把来(lai)自数控(kong)装(zhuang)(zhuang)置的微弱(ruo)指令(ling)信号放大成控(kong)制驱动(dong)装(zhuang)(zhuang)置的大功率信号。伺服(fu)(fu)单(dan)元(yuan)(yuan)分为主轴单(dan)元(yuan)(yuan)和(he)进给单(dan)元(yuan)(yuan)等。

执行元(yuan)(yuan)件(jian)(jian)的(de)作(zuo)用(yong)是(shi)把经(jing)过(guo)伺(si)服单元(yuan)(yuan)放(fang)大的(de)指令(ling)信号变为(wei)(wei)机(ji)械(xie)运(yun)动,通过(guo)机(ji)械(xie)连接部(bu)(bu)件(jian)(jian)驱(qu)动机(ji)床(chuang)工(gong)作(zuo)台(tai),使工(gong)作(zuo)台(tai)精(jing)确定位或按规定的(de)轨迹作(zuo)严格的(de)相(xiang)对(dui)运(yun)动,加(jia)工(gong)出形状、尺(chi)寸(cun)与精(jing)度(du)符合要求的(de)零(ling)件(jian)(jian)。常(chang)用(yong)的(de)执行元(yuan)(yuan)件(jian)(jian)有步进电(dian)(dian)(dian)动机(ji)、直流伺(si)服电(dian)(dian)(dian)动机(ji)和交流伺(si)服电(dian)(dian)(dian)动机(ji),目前交流伺(si)服电(dian)(dian)(dian)动机(ji)已(yi)经(jing)取代直流伺(si)服电(dian)(dian)(dian)动机(ji),成(cheng)为(wei)(wei)驱(qu)动装置的(de)主流产品。伺(si)服驱(qu)动系(xi)(xi)统是(shi)数控(kong)机(ji)床(chuang)的(de)重要组成(cheng)部(bu)(bu)分(fen)。从某种意义上说,数控(kong)机(ji)床(chuang)的(de)功能(neng)主要取决(jue)于数控(kong)装置,而数控(kong)机(ji)床(chuang)的(de)性能(neng)主要取决(jue)于伺(si)服驱(qu)动系(xi)(xi)统。

大多数数控机床还具(ju)有(you)位(wei)置检(jian)测(ce)装置,用于检(jian)测(ce)实际的(de)位(wei)移量(liang)。伺服系统(tong)中的(de)位(wei)移比较(jiao)环节(jie)对(dui)控制位(wei)移量(liang)与实际位(wei)移量(liang)进行比较(jiao),根(gen)据比较(jiao)的(de)差值,调整控制信号,适(shi)时(shi)控制机床的(de)运动位(wei)置。

(3)机床本体。

机(ji)床(chuang)本体是加(jia)工运动(dong)(dong)(dong)的(de)机(ji)械部件(jian),包括主(zhu)运动(dong)(dong)(dong)部件(jian)、进(jin)给(ji)运动(dong)(dong)(dong)部件(jian)(工作(zuo)台、刀架(jia))和支撑(cheng)部件(jian)(如(ru)床(chuang)身、立柱)等(deng)。有些数(shu)控(kong)机(ji)床(chuang)还配备了特殊的(de)部件(jian),如(ru)刀库、自动(dong)(dong)(dong)换刀装(zhuang)置和托(tuo)盘(pan)自动(dong)(dong)(dong)交换装(zhuang)置等(deng)。数(shu)控(kong)机(ji)床(chuang)本体结构(gou)与(yu)传统机(ji)床(chuang)相比,发生了很大变化,普遍(bian)采用了滚珠丝杠、滚动(dong)(dong)(dong)导轨(gui),传动(dong)(dong)(dong)效率更高;由于减少了齿轮的(de)数(shu)量,使(shi)传动(dong)(dong)(dong)系统更为简单(dan)。

数(shu)(shu)控(kong)铣床(chuang)与加(jia)(jia)工(gong)中(zhong)(zhong)心(xin)的(de)(de)主要区别是:数(shu)(shu)控(kong)铣床(chuang)没(mei)库和(he)自(zi)动(dong)(dong)(dong)换(huan)力功(gong)(gong)能,面加(jia)(jia)工(gong)中(zhong)(zhong)心(xin)具(ju)有刀(dao)库和(he)自(zi)动(dong)(dong)(dong)换(huan)刀(dao)功(gong)(gong)能。加(jia)(jia)工(gong)过程(cheng)中(zhong)(zhong)需要换(huan)刀(dao)时,加(jia)(jia)工(gong)中(zhong)(zhong)心(xin)用数(shu)(shu)控(kong)程(cheng)序指令执行自(zi)动(dong)(dong)(dong)换(huan)刀(dao),而数(shu)(shu)控(kong)铣床(chuang)则(ze)依(yi)靠人工(gong)手动(dong)(dong)(dong)换(huan)刀(dao)。不同厂家生(sheng)产的(de)(de)数(shu)(shu)控(kong)铣床(chuang)和(he)加(jia)(jia)工(gong)中(zhong)(zhong)心(xin)的(de)(de)编程(cheng)和(he)操作是类似的(de)(de),但有一定的(de)(de)区别,具(ju)体应(ying)用时必须(xu)参考机(ji)床(chuang)编程(cheng)手册和(he)操作手册。


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