數(shù)控機(jī)床的組成和工作原理
文章作者：臺(tái)翰機(jī)械 發(fā)布時(shí)間： 瀏覽次數(shù)：2130次
摘要：
數(shù)控機(jī)床由編程和程序載體、輸入設(shè)備、數(shù)控設(shè)備、伺服驅(qū)動(dòng)和位置檢測(cè)、輔助控制設(shè)備和機(jī)床本體等部分組成。數(shù)控機(jī)床基本結(jié)構(gòu)1、編程和程序載體數(shù)控程序是數(shù)控機(jī)床自動(dòng)加工零件的工作指令。在工藝分析的基礎(chǔ)上，確定了零件坐標(biāo)系在機(jī)床坐標(biāo)系中的相對(duì)位置，即零件在機(jī)床上的安裝位置。刀具相對(duì)運(yùn)動(dòng)的尺寸參數(shù);零件加工的工藝路線、切削加工的工藝參數(shù)及輔助設(shè)備的作用。在獲取零件的運(yùn)動(dòng)、尺寸、工藝參數(shù)等所有加工信息后，使用由文字、數(shù)字、符號(hào)組成的數(shù)控代碼，按照規(guī)定的方法和格式編制零件加工的數(shù)控程序清單。編程可以手工完成;對(duì)于復(fù)雜零件，應(yīng)在專(zhuān)用編程機(jī)或通用計(jì)算機(jī)上進(jìn)行自動(dòng)編程(APT)或CAD/CAM設(shè)計(jì)。
編程的nc程序存儲(chǔ)在易于進(jìn)入nc設(shè)備的存儲(chǔ)載體上。它可以穿孔紙帶，磁帶和磁盤(pán)等。
輸入設(shè)備的功能是在程序載體(信息載體)上傳輸nc代碼并將其存儲(chǔ)在nc系統(tǒng)中。根據(jù)控制存儲(chǔ)介質(zhì)的不同，輸入設(shè)備可以是光電閱讀器、磁帶錄音機(jī)、軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器等。數(shù)控機(jī)床加工程序也可以通過(guò)鍵盤(pán)直接輸入到數(shù)控系統(tǒng)中。數(shù)控加工程序也可通過(guò)編程計(jì)算機(jī)RS232C或網(wǎng)絡(luò)通信傳輸?shù)綌?shù)控系統(tǒng)。處理程序部分的輸入過(guò)程有兩種不同的方式:一種是在在處理(數(shù)控系統(tǒng)的內(nèi)存很小),另一個(gè)是閱讀部分處理程序的內(nèi)部存儲(chǔ)數(shù)控設(shè)備一次,然后從內(nèi)部存儲(chǔ)的過(guò)程中處理段的段落。
數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的核心。數(shù)控設(shè)備的內(nèi)存或接受輸入設(shè)備發(fā)送一個(gè)或幾個(gè)部分的數(shù)控加工程序,通過(guò)邏輯電路和軟件系統(tǒng)的數(shù)控設(shè)備編譯后,計(jì)算和邏輯處理,輸出各種控制信息和指令,控制機(jī)床部件,使其有序運(yùn)動(dòng)和行動(dòng)。
零件的輪廓通常由直線、圓弧或其他非圓弧組成。在加工過(guò)程中，刀具必須根據(jù)零件的形狀和尺寸的要求，即根據(jù)圖案軌跡移動(dòng)。但輸入零件加工程序僅僅是開(kāi)始和結(jié)束的每一行軌跡坐標(biāo)數(shù)據(jù),如不能滿足要求,因此必須進(jìn)行軌跡插補(bǔ),這是開(kāi)始和結(jié)束的“秘密”坐標(biāo)數(shù)據(jù)點(diǎn)之間的線段,和一系列中間點(diǎn)的坐標(biāo),和相應(yīng)的輸出脈沖信號(hào),協(xié)調(diào)和控制各軸的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)(也就是說(shuō),致動(dòng)器),進(jìn)料位移方向及進(jìn)給速度等。
驅(qū)動(dòng)裝置和位置檢測(cè)裝置驅(qū)動(dòng)裝置接受來(lái)自nc設(shè)備的指令信息。功率放大后，嚴(yán)格按照指令信息要求驅(qū)動(dòng)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)部件，對(duì)符合設(shè)計(jì)要求的部件進(jìn)行加工。因此，其伺服精度和動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能是影響數(shù)控機(jī)床加工精度、表面質(zhì)量和生產(chǎn)率的重要因素之一。驅(qū)動(dòng)裝置由控制器(包括功率放大器)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩部分組成。目前以直流或交流伺服電機(jī)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
位置檢測(cè)裝置檢測(cè)數(shù)控機(jī)床各坐標(biāo)軸的實(shí)際位移。將反饋系統(tǒng)輸入機(jī)床的數(shù)控裝置后，數(shù)控裝置將反饋所返回的實(shí)際位移值與設(shè)定值進(jìn)行比較，并根據(jù)指令的設(shè)定值控制驅(qū)動(dòng)裝置移動(dòng)。
輔助控制裝置的主要功能是接收數(shù)控裝置輸出的開(kāi)關(guān)音量指令信號(hào)。輔助控制裝置經(jīng)過(guò)編譯、邏輯判斷和運(yùn)動(dòng)后，在功率放大后驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的電器，驅(qū)動(dòng)機(jī)床的機(jī)械、液壓、氣動(dòng)等輔助裝置完成指令規(guī)定的開(kāi)關(guān)量動(dòng)作。這些控制包括主軸運(yùn)動(dòng)部件的變速、換向和啟動(dòng)和停止指令、刀具選擇和開(kāi)關(guān)指令、冷卻和潤(rùn)滑裝置的啟動(dòng)和停止、工件和機(jī)床部件的釋放、夾具和分度等輔助動(dòng)作。
可編程邏輯控制器(PLC)具有響應(yīng)速度快、性能可靠、使用方便、編程修改方便、可直接啟動(dòng)機(jī)床開(kāi)關(guān)等特點(diǎn)，被廣泛用于數(shù)控機(jī)床的輔助控制裝置。
數(shù)控機(jī)床的機(jī)床本體與傳統(tǒng)機(jī)床相似，包括主軸驅(qū)動(dòng)、進(jìn)給驅(qū)動(dòng)、床身、工作臺(tái)、輔助運(yùn)動(dòng)裝置、液壓氣動(dòng)系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)和冷卻裝置。但是，數(shù)控機(jī)床在總體布局、外觀造型、傳動(dòng)系統(tǒng)、工具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、操作機(jī)構(gòu)等方面都發(fā)生了很大的變化。這一變化的目的是滿足數(shù)控機(jī)床的要求，充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)。
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