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乐鱼体育平台登录:数控机床的组成与加工原理图

发布时间:2022-06-15 04:09:22 来源:leyu乐鱼登录入口 作者:leyu乐鱼体育平台

  数控机床是最典型的数控设备。为了了解数控机床的基本组成,首先需要分析数控机床加工零件的工作过程。在数控机床上,为了进行零件的加工,可以通过如下步骤进行:

  据被加工零件的图样与工艺方案,用规定的代码和程序格式,将刀具的移动轨迹、加工工艺过程、工艺参数、切削用量等编写成数控系统能够识别的指令形式,即编写加工程序。

  数控装置对输入的程序(代码)进行译码、运算处理,并向各坐标轴的伺服驱动装置和辅助机能控制装置发出相应的控制信号,以控制机床的各部件的运动。

  在运动过程中,数控系统需要随时检测机床的坐标轴位置、行程开关的状态等,并与程序的要求相比较,以决定下一步动作,直到加工出合格的零件。

  操作者可以随时对机床的加工情况、工作状态进行观察、检查,必要时还需要对机床动作和加工程序进行调整,以保证机床安全、可靠的运行。

  由此可知,作为数控机床的基本组成,它应包括:输入/输出装置、数控装置、伺服驱动和反馈装置、辅助控制装置以及机床本体等部分(如图1-1所示)。

  图11中的虚线框部分统称为数控系统,实现对机床主机的加工控制。目前数控系统大部分采用计算机数控(即CNC),图中的输入/输出装置、数控装置、伺服驱动和反馈装置构成的机床数控系统,作用在上面已经叙述。下面再简要介绍其他组成部分。

  测量反馈装置它是闭环(半闭环)数控机床的检测环节,其作用是通过现代化的测量元件:脉冲编码器、旋转变压器、感应同步器、光栅、磁尺和激光测量仪等,将执行元件(如、刀架等)或工作台等的实际位移的速度和位移量检测出来,反馈回伺服驱动装置或数控装置,并补偿进给的速度或执行机构的运动误差,以达到提高运动机构精度的目的。检测装置的安装、检测信号反馈的位置,决定于数控系统的结构形式,伺服内装式脉冲编码器、测速机以及直线光栅等都是较常用的检测部件。

  由于先进的伺服都采用了数字式伺服驱动技术(称为数字伺服),伺服驱动和数控装置间一般都采用总线进行连接;反馈信号在大多数场合都是与伺服驱动进行连接,并通过总线传送到数控装置。只有在少数场合或采用模拟量控制的伺服驱动(俗称模拟伺服)时,反馈装置才需要直接和数控装置进行连接。

  辅助控制机构、进给传动机构它是介于数控装置和机床机械、液压部件之间的控制部件。其主要作用是接受数控装置输出的主轴转速、转向和启停指令;刀具选择交换;冷却、润滑装置的启停指令;工件和机床部件的松开、夹紧工作台转位等辅助指令信号,以及机床上检测开关的状态等信号,经必要的编译、逻辑判断、功率放大后直接驱动相应的执行元件,带动机床机械部件、液压气动等辅助装置完成指令规定的动作。它通常由PLC和强电控制回路构成,PLC在结构上可以与CNC一体化(内置式PLC),也可以相对独立(外置式PLC)。

  机床本体就是数控机床的机械结构件,也是由主传动系统、进给传动系统、床身、工作台以及辅助运动装置、液压气动系统、润滑系统、冷却装置、排屑、防护系统等部分组成。但为了满足数控的要求,充分发挥机床性能,它在总体布局、外观造型、传动系统结构、刀具系统以及操作性能方面都已发生了很大的变化。机床机械部件包括床身、箱体、立柱、导轨、工作台、主轴、进给机构、刀具交换机构等。

  在传统的金属切削机床上,加工零件时需要操作者根据图样的要求,通过不断改变刀具的运动轨迹和运动速度等参数,使刀具对工件进行切削加工,最终加工出合格零件。

  数控装置根据加工程序要求的刀具轨迹,将轨迹按机床对应的坐标轴,以最小移动量(脉冲当量)进行微分(图1-2中的△X、△Y),并计算出各坐标轴需要移动的脉冲数。

  通数控装置的“插补”软 件或“插补”运算器,把要求的轨迹用以“最小移动单位”为单位的等效折线进行拟合,并找出最接近理论轨迹的拟合折线。

  ③数控装置根据拟合折线的轨迹,给相应的坐标轴连续不断地分配进给脉冲,并通过伺服驱动使机床坐标轴按分配的脉冲运动。图1-2数控加工原理示意图

  由上可见:第一,只要数控机床的最小移动量(脉冲当量)足够小,所用的拟合折线就可以等效代替理论曲线。第二,只要改变坐标轴的脉冲分配方式,即可以改变拟合折线的形状,从而达到改变加工轨迹的目的。第三,只要改变分配脉冲的频率,即可改变坐标轴(刀具)的运动速度。这样就实现了数控机床控制刀具移动轨迹的根本目的。

  以上根据给定的数学函数,在理想轨迹(轮廓)的已知点之间,通过数据点的密化,确定一些中间点的方法,称为插补。能同时参与插补的坐标轴数,称为联动轴数。显然,当数控机床的联动轴数越多,机床加工轮廓的性能就越强。因此,联动轴的数量是衡量数控机床性能的重要技术指标。

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