《数控机床组成及基本工作原理.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数控机床组成及基本工作原理.docx（6页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、1. 2数控机床的组成及基本工作原理一、数控机床组成数控机床由：程序、输人/输出装置、CNC单元、伺服系统、位置反馈系统、机床 本体组成。1、程序的存储介质，又称程序载体1）穿孔纸带过时、淘汰）；2）盒式磁带过时、淘汰）；3）软盘、磁盘、U盘；4）通信。2、输人/输出装置1）对于穿孔纸带，配用光电阅读机；过时、淘汰）；2）对于盒式磁带，配用录放机；过时、淘汰）；3）对于软磁盘，配用软盘驱动器和驱动卡；4）现代数控机床，还可以通过手动方式（MDI方式；5）DNC网络通讯、RS232串口通讯。3、CNC单元CNC单元是数控机床的核心，CNC单元由信息的输入、处理和输出三个部分组成。CNC单元接受数
2、字化信息，经过数控装置的控制软件和逻辑电路进行译码、插补、逻 辑处理后，将各种指令信息输出给伺服系统，伺服系统驱动执行部件作进给运动。其它的 还有主运动部件的变速、换向和启停信号；选择和交换刀具的刀具指令信号，冷却、润滑 的启停、工件和机床部件松开、夹紧、分度台转位等辅助指令信号等。准备功能：G00,G01,G02,G03,辅助功能：M03，M04刀具、进给速度、主轴：T，F，S4、伺服系统由驱动器、驱动电机组成，并与机床上的执行部件和机械传动部件组成数控机床的进 给系统。它的作用是把来自数控装置的脉冲信号转换成机床移动部件的运动。对于步进电 机来说，每一个脉冲信号使电机转过一个角度，进而带动
3、机床移动部件移动一个微小距 离。每个进给运动的执行部件都有相应的伺服驱动系统，整个机床的性能主要取决于伺服 系统。如三轴联动的机床就有三套驱动系统。脉冲当量：每一个脉冲信号使机床移动部件移动的位移量。常用的脉冲当量为0.001mm/脉 冲。5、位置反馈系统检测反馈系统）伺服电动机的转角位移的反馈、数控机床执行机构（工作台的位移反馈。包括光栅、 旋转编码器、激光测距仪、磁栅等。作业：让同学们网上查找反馈元件，下节课用5分钟 自述所查内容）反馈装置把检测结果转化为电信号反馈给数控装置，通过比较，计算实际位置与指令 位置之间的偏差，并发出偏差指令控制执行部件的进给运动。反馈系统包括半闭环、闭环两种系
4、统。6、机床的机械部件1）主运动部件2）进给部件工作台、刀架）3）基础支承件床身、立柱等）4）辅助部分，如液压、气动、冷却和润滑部分等5）储备刀具的刀库，自动换刀装置（ATC对于加工中心类的数控机床，还有存放刀具的刀库、交换刀具的机械手等部件，数控机床 机械部件的组成与普通机床相似，但传动结构要求更为简单，在精度、刚度、抗震性等方 面要求更高，而且其传动和变速系统更便于实现自动化扩展。伺服驱MSP-及强M:. E士MWA0 HTUWE-J 7 、/丰匚二E-J机床信息等）。根据工艺方案、选用的夹具、刀具的类型等选择有关其他辅助信息。主 进辅 运给助 动运动 机动作 构机机 构构。将与加工零件有
5、关的信息:2）编程阶段，一工件与刀具相对运动轨迹的尺寸参数进给执行部根据加工工艺信息,用给尺数控系统能识别的语言编写数控加项目序 对加工工艺过程的描 述），并填写程序单。3）准备信息载体一一 一一根据已编好的程序单，工的序存艺参数信主运动!进给运磁带、度盘等）上，通过信息载体 将全部加工信息传给数控系度等若数控加工机床与计算机联网时，可直接将信息载入数控系 统。4）加工阶段各种辅助操作主运动变速、刀具变换、冷却润滑当执行程序时，机床数控工件夹紧松将加项目序语句译码、运算，转换成驱动各运动部件 的动作指令，在系统的统一协调下驱动各运动部件的适时运动，自动完成对工件的加工。总的说来，数控机床就是将
6、与加工零件有关的信息，用规定的文字、数字和符号组成 的代码，按一定的格式编写成加项目序单，将加项目序通过控制介质输入到数控装置中， 由数控装置经过分析处理后，发出各种与加项目序相对应的信号和指令控制机床进行自动 加工。RS-232端具有DB9针式DTE）和DB9孔式DCE）两种接口可供选择。用户在订购时，根金坛四海电机及驱动器）图RS-232接口形状5196DB9母头（孔型）据需要选择RS-232串口类型。型的数控机床基本上起源于同类eam -t&*Se)ace Grin!舞贸!床、钻床和冲床等。要求坐标位置有较高的定位精度，为提高生产效率，采用机床设定的 最高进给速度进行定位运动，在接近定位
7、点前要进行分级或连续降速，以便低速趋近终点，从而减少运动部件的惯性过冲和因此引起的定位误差。在定位移动过程中不进行切削 ;y加工，因此对运动轨迹没有任何要求。2 直线控制系统 StraightLine Control)直线控制系统是控制刀具或基础工作台以一定速度，沿平行于某一坐标轴方向，由一个位置到另一位置的精确移动。也称点位直线移动控制系统。3轮廓控制系统Contour Control)(又称连续控制或多坐标联动控制是对两个或两个以上的坐标轴同时进行控制(二轴、二轴半、三轴、四轴、五轴联 动，它不仅要控制机床移动部件的伺服电机及驱动器而接实物制1整个加工过程的每一点的3.编码器用电缆线hin
8、e)in电C EDM1 JZr-pUnChing Press)chine (6数控平面磨床NC7数控外圆磨床NC External Gri8数控轮廓磨床NC Contour Grin9数控坐标磨床NC Jig GrindingRS-485转牌器 .电缆线数:一、c Discharge Machine)achine)Machine)数控折弯机、数控弯管机、数控 品)了只控制刀具从一点移到另一点的位置，而在移动过程中不进行切削加工，如坐标镗g Machine)Machine) chine)I配电用断路器.漏电断路器、电磁主difgMac Machine)I10数控工具磨床NC Tool Grind
9、ing国控电火花加工机床 NC DieSiikSMachine )源配线用1电缆乍j割机床NC-fneWllct型的普i12数控铣床NC Milling Machine)：3；加工中心Machine Center)电4数成钻床 NC Drilling Machine)5数控镗床NC Boring Machine) _，可以从几个不同的角度进行分类:1. 3数控机床的分类及应用范围 k|床的品种很多，根据其控制原理由能和组成，工艺用途分类：空机床是从普通机床的基础上发展起来的，通机床，按工艺用途分为:数空车床NC Lathe)数空线切割卜数控激光加工机床NC Laser B拿14数空工具磨床NC
10、 Punching Ma15数控超声波加工机床NC UMasonic16数空齿轮加工机床NC Gear Holling还有数空等离子切割机，数空火焰切割机、 水切割机等等。按运动方式分类：1点位控制系统PositioningS.速度、方向和位移量，即要控制加工的轨迹，加工出要求的轮廓。运动轨迹是任意斜率的直线、圆弧、螺旋线等。这类机床的数控装置的功能是最齐全的，能够进行两坐标甚至多 坐标联动的控制，也能够进行点位和直线控制。除了少数专用的数控机床，如数控钻床、冲床等以外，现代的数控机床都具有轮廓控 制功能。三、按控制方式分类：实际上是按有无反馈及反馈的位置来分：1）开环数控机床 半闭环数控机床
11、（Semi-closed Loop Control在驱动电机端部或在传动丝杠端部安装角位移检测装置光电编码器或感应同步器）， 通过检测电机或丝杠的转角间接测量执行部件的实际位置或位移，然后反馈到数控系统 中。获得比开环系统更高的精度，但它的位移精度比闭环系统的要低，与闭环系统相比， 易于实现系统的稳定性。现在大多数数控机床都广泛采用这种半闭环进给伺服系统。惯性 较大的机床移动部件不包括在检测范围内。3 闭环数控机床（Closed Loop Control在机床移动部件上直接接有检测装置，将测得的结果直接反馈到数控系统中。实际上 是将位移指令值与位置检测装置测得的实际位置反馈信号，实时进行比较，
12、根据其差值进 行控制，使移动部件按照实际的要求运动，最终实现精确定位。具体的讲解见第四章伺服系统四、数控机床的应用范围数控车床：包括主轴、溜板、刀架等。数控系统包括显示器、控制面板、强电控制等。数控车床 一般具有两轴联动功能，Z轴是与主轴平行方向的运动轴，X轴是在水平面内与主轴垂直方 向的运动轴。远离工件方向为轴的正向。另外在最新的车铣加工中心，还增加了一个C轴，可用于工件的分度功能，在刀架中安放铣刀，对工件进行铣加工。刀具超过12把称为 加工中心。数控车床主要用来加工轴类零件的内外圆柱面，圆锥面、螺纹表面、成形回转 体面等。对于盘类零件可以进行钻孔、扩孔、绞孔、镗孔等。机床还可以完成车端面、
13、切 槽、倒角等加工。数控说床：适于加工三维复杂曲面，在汽车、航空航天、模具等行业被广泛采用。可分为数控立式铣 床、数控卧式铣床、数控仿形铣床等。加工中心：一般认为带有自动刀具交换装置ATC）的数控镗铣床，称为加工中心。可以进行铣、镗、 钻、扩、铰、攻丝等多种工序加工。不能包括磨削功能，因为微细的磨粒可能进入机床导 轨，从而破坏机床的精度。而磨床上有特殊的保护措施。加工中心可分为立式加工中心、 卧式加工中心。立式的主轴是垂直方向的，卧式的主轴是水平方向的。数控钻床：分为立式钻床和卧式钻床。主要完成钻孔、攻丝功能，同时也可以完成简单的铣削功能。 刀库可以存放多种刀具。数控磨床：用在高硬度、高精度加
14、工表面。平面磨床、内圆磨床、轮廓磨床等。随着自动砂轮补偿技 术、自动砂轮修整技术和磨削固定循环技术的发展，数控磨床的功能越来越强。数控电火花成形机床：EDM Machine)特种加工方法，利用两个不同极性的电极在绝缘体中产生放电现象，去除材料进而完成加工，适用于形状复杂的模具、难加工材料。数控线切割机床：原理与电火花成形机床一样，就是电极是电机丝，加工液一般是去离子水。复习题1-1.数控机床的定义？加工原理？1-2.数控机床对刀具和夹具有什么要求？1-3.数控机床由哪些部分组成？各组成部分有什么作用？1-4.数控机床按工艺方法分类有哪几种？1-5.什么是开环、闭环、半闭环控制系统？区别如何？1-6. 什么是脉冲当量？1-7.FMS、FMC、CIMS的概念，及基本组成部分？申明：所有资料为本人收集整理，仅限个人学习使用，勿做商业用途。
