數(shù)控技術(shù)
數(shù)控技術(shù)簡稱數(shù)控(Numerical control controller),數(shù)控技術(shù)是通過符號、由字符和數(shù)字組成的數(shù)字信息用于控制多個或一個機械設(shè)備的動作和處理過程。工作原理是根據(jù)被加工零件的圖紙進(jìn)行工藝分析,編制加工程序,將加工程序輸入數(shù)控裝置完成軌跡插補運算,控制伺服系統(tǒng)機床本體執(zhí)行機構(gòu)的運動軌跡,加工出符合零件圖紙要求的工件。
數(shù)控產(chǎn)業(yè)的發(fā)展技術(shù)是數(shù)控機床,數(shù)控機床是制造業(yè)實現(xiàn)現(xiàn)代化技術(shù)的關(guān)鍵基石。機床數(shù)控技術(shù)被認(rèn)為是現(xiàn)代機械自動化的基礎(chǔ)技術(shù)。1952年,第一臺數(shù)控機床誕生1955年,美國本迪克斯公司生產(chǎn)出第一臺工業(yè)數(shù)控機床1960年后,其他工業(yè)國家,如德國,、日本都陸續(xù)開發(fā)、數(shù)控機床的生產(chǎn)和使用。之后經(jīng)歷了兩個階段,六次迭代,數(shù)控機床從早期的NC(硬件數(shù)控)該系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展到現(xiàn)在廣泛使用的數(shù)控系統(tǒng)(硬件+軟件數(shù)控)系統(tǒng)。
數(shù)控技術(shù)的結(jié)構(gòu)是機床本體、數(shù)控系統(tǒng)及外圍技術(shù)。機床主體主要由床身組成、立柱、導(dǎo)軌、工作臺及其他基本部件和刀架、刀庫和其他配套零件。數(shù)控系統(tǒng)由輸入介質(zhì)控制介質(zhì)伺服系統(tǒng)數(shù)控裝置測量反饋裝置和執(zhí)行部件組成。周邊技術(shù)主要包括工具技術(shù)(主要指刀具系統(tǒng))編程技術(shù)和管理技術(shù)。數(shù)控技術(shù)按數(shù)控裝置分為硬連線控制系統(tǒng)和計算機控制系統(tǒng);根據(jù)控制方式,它分為開環(huán)、半閉環(huán)、閉環(huán)復(fù)合控制系統(tǒng);按運動方式可分為點對點直線控制系統(tǒng)點對點控制系統(tǒng)和輪廓控制系統(tǒng);按功能等級可分為低檔中檔和高檔數(shù)控技術(shù)。
數(shù)控技術(shù)的優(yōu)點是精度和可靠性高自動化管理現(xiàn)代化通訊功能強,缺點是數(shù)控設(shè)備成本高投資大數(shù)控技術(shù)操作困難。數(shù)控技術(shù)主要應(yīng)用于制造業(yè)信息產(chǎn)業(yè)醫(yī)療設(shè)備軍事裝備等行業(yè)。
組成原理 編輯本段
數(shù)控技術(shù)簡稱數(shù)控,通過數(shù)字信息控制數(shù)控機床加工的技術(shù)稱為數(shù)控技術(shù) 。工作步驟一般通過輸入介質(zhì)控制介質(zhì)伺服系統(tǒng)數(shù)控裝置測量反饋裝置和執(zhí)行部件來進(jìn)行。
數(shù)控的基本原理包括以下步驟:分析零件圖紙,確定工藝方案和數(shù)值計算。根據(jù)加工程序單的內(nèi)容,制作控制介質(zhì),通過光電閱讀器輸入數(shù)控裝置。數(shù)控裝置向伺服系統(tǒng)發(fā)送指令信號,驅(qū)動電機輸出角位移和角速度。電機的角位移和角速度通過執(zhí)行部分的傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為工作臺的直線位移,實現(xiàn)進(jìn)給運動。數(shù)控裝置通過可編程邏輯控制器實現(xiàn)其他必要動作,配合進(jìn)給運動完成零件的自動加工。
數(shù)控技術(shù)的基本組成部分包括機床本體、數(shù)控系統(tǒng)及外圍技術(shù)。
機床本體
機床主體主要由床身組成、立柱、導(dǎo)軌、工作臺及其他基本部件和刀架、刀庫和其他配套零件。它還包括主軸箱、進(jìn)給機構(gòu)等機械部件。
床身
床身是機床的主體,是整個機床的基本支撐部件,一般用來支撐機床的導(dǎo)軌、立柱、主軸箱、升降臺等零件,并保證這些零件在加工過程中的準(zhǔn)確位置。
數(shù)控車床
數(shù)控車床的床身結(jié)構(gòu)有一個平床身、斜床身、平板床傾斜滑板和垂直床等。斜床結(jié)構(gòu)便于排屑,操作方便,且機床占地面積小它可以設(shè)計成床身剛度高的封閉型腔結(jié)構(gòu),因此被中小型數(shù)控車床廣泛采用。
數(shù)控銑床和加工中心
數(shù)控銑床和加工中心的床身結(jié)構(gòu)有固定柱式和移動柱式兩種。在固定立柱床身結(jié)構(gòu)中,立柱是固定的,通過滑板和工作臺移動兩個坐標(biāo)軸,因此床身結(jié)構(gòu)相對簡單。固定柱床一般適用于中學(xué)、小型立式或臥式數(shù)控銑床和加工中心,由于床身尺寸不大,大多采用整體式結(jié)構(gòu)。
活動柱床通常采用T形設(shè)計,由橫向的前床和縱向的后床組成。這種床結(jié)構(gòu)可分為兩種類型整體式和分離式。整體式床身具有較高的剛性和長期精度,但由于鑄造和加工的困難,特別是在制造大型數(shù)控機床的整體式床身時,需要大型專用設(shè)備。對分離式T型床身的鑄造和加工工藝進(jìn)行了改進(jìn)。前床身和后床身的連接處需要刮磨,用專用定位銷和鍵定位,然后用大螺栓固定在斷面周圍。這種分離式T型床身在剛性和精度保持方面基本能滿足使用要求。大、中型臥式加工中心通常采用分離式T型床身。
立柱
立柱是數(shù)控機床的重要組成部分,支撐著主軸系統(tǒng),影響著加工精度。
臥式數(shù)控機床的立柱通常采用雙柱結(jié)構(gòu),主軸箱安裝在雙柱中間并可沿立柱導(dǎo)軌上下移動。小型臥式數(shù)控機床的立柱直接固定在床身上,但體積較大、中型臥式數(shù)控機床的活動立柱固定在滑動座上。臥式機床采用雙柱結(jié)構(gòu)的優(yōu)點如下:1)剛性好,大型對稱形狀的立柱增強剛性(2)良好的熱對稱性,減少了熱變形的影響(3)穩(wěn)定性好,提高了立柱的剛度和固有頻率。雙柱結(jié)構(gòu)的缺點是制造工藝和裝配差、調(diào)試不方便。
立式數(shù)控機床的立柱采用封閉式箱體結(jié)構(gòu),內(nèi)壁設(shè)有加強筋,通常呈米字形、斜雙壁和對角交叉肋具有較高的抗扭剛度和抗彎剛度,以及較高的單位重量剛度,但鑄造困難,有些仍然使用井字形肋。
導(dǎo)軌
機床的工作部件通過控制軸在指定的導(dǎo)軌上移動。導(dǎo)軌的作用是支撐和引導(dǎo)零件在機床上沿著特定的軌跡精確地移動或夾緊和定位。導(dǎo)軌的精度和運動精度直接影響機床的加工精度。目前導(dǎo)軌的應(yīng)用包括滾動導(dǎo)軌、滑動導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌等。機床導(dǎo)軌是機床基本結(jié)構(gòu)的重要組成部分,起著導(dǎo)向和支撐作用,對機床的加工精度和使用壽命有很大影響。
滾動導(dǎo)軌
滾動導(dǎo)軌是在導(dǎo)軌的工作面上布置滾動體實現(xiàn)滾動摩擦。它的摩擦系數(shù)很小、動摩擦系數(shù)和靜摩擦系數(shù)之間的差異很小、無爬行現(xiàn)象等,適用于脂潤滑。因為數(shù)控機床導(dǎo)軌的行程通常很長,所以滾動體必須循環(huán)。滾動導(dǎo)軌輕便,運動靈活、所需功率小、摩擦發(fā)熱小、磨損小、精度保持性好、低速運動平穩(wěn)、移動精度和定位精度都很高,并且不受移動變化的影響。然而,滾動導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制造成本高,抗震性能差?,F(xiàn)代數(shù)控機床常用的滾動導(dǎo)軌包括滾動導(dǎo)向塊和直線滾動導(dǎo)向副,其中直線滾動導(dǎo)向副通常采用滾珠作為滾動體,而滾動導(dǎo)向塊采用滾子作為滾動體。
靜壓導(dǎo)軌
靜壓導(dǎo)軌是在兩個相對運動的導(dǎo)軌面之間引入一定壓力的潤滑油形成油膜,從而保證導(dǎo)軌面在液體摩擦下工作。靜壓導(dǎo)軌摩擦系數(shù)小、驅(qū)動功率低、承載能力大、剛度好、機械效率高、精度保持性好、吸振性好、運行平穩(wěn)等優(yōu)點。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制造成本高,因此多用于重型數(shù)控機床。靜壓導(dǎo)軌分為液體靜壓導(dǎo)軌和氣體靜壓導(dǎo)軌。靜壓導(dǎo)軌可分為兩類開式和閉式。
滑動導(dǎo)軌
該滑動導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、接觸剛度大,但傳統(tǒng)滑動導(dǎo)軌摩擦阻力大、磨損快、動靜摩擦系數(shù)相差較大,低速行駛時容易發(fā)生爬行。數(shù)控機床上常用的是帶耐磨膠涂層的滑動導(dǎo)軌和新型塑料滑動導(dǎo)軌。其中,塑料導(dǎo)軌具有摩擦性能好使用壽命長的優(yōu)點。常用的塑料導(dǎo)軌包括聚四氟乙烯導(dǎo)軌軟帶和環(huán)氧耐磨樹脂導(dǎo)軌涂層。
工作臺
工作臺主要用于在加工過程中安裝工件,是數(shù)控機床的重要組成部分、尺寸通常代表數(shù)控機床的規(guī)格和性能。工作臺主要是長方形的、回轉(zhuǎn)式、搖擺式和各種角度傾斜的通用工作臺等。此外,由數(shù)控機床組成的柔性加工單元(FMC)在柔性制造系統(tǒng)中,還有一個連接到數(shù)控機床的交換工作臺(FMS)中有工件緩沖臺、工件上下料臺、工件運輸臺等。
刀架
數(shù)控刀架是數(shù)控車床最常見的輔助裝置,它可以使數(shù)控車床在一次裝夾工件中完成各種甚至全部加工工序,從而縮短加工的輔助時間,減少加工過程中多次安裝工件造成的誤差,從而提高機床的加工效率和精度。數(shù)控機床的刀架是放置刀具的重要部件刀架不僅放置刀具,還直接參與切削工作。
根據(jù)換刀方式的不同,主要分為旋轉(zhuǎn)式刀架、排刀架和帶刀庫的自動換刀裝置等。
排式刀架:一般用于小型數(shù)控車床,主要用于加工條形或圓盤形零件。
回轉(zhuǎn)刀架:是數(shù)控車床最常用的換刀裝置機床的自動換刀裝置一般是通過液壓系統(tǒng)或電氣系統(tǒng)來實現(xiàn)的,可以根據(jù)加工要求設(shè)計成方形、六角刀架或圓盤刀架。
帶刀庫的自動換刀裝置:當(dāng)需要大量刀具時,應(yīng)采用帶刀庫的自動換刀裝置。它由刀庫和換刀機構(gòu)組成。此外,根據(jù)刀架驅(qū)動方式的不同,帶刀庫的自動換刀裝置還可分為電動刀架、液壓刀架、三種液壓伺服刀架。
刀庫
刀庫是存放加工工具和輔助工具的地方它必須有一個能使刀具移動和定位的機構(gòu),以確保換刀的可靠性。刀庫按容量和取刀方式可分為盤式刀庫、鏈?zhǔn)降稁旌忘c陣式刀庫盤式刀庫和鏈?zhǔn)降稁焓浅S玫牡稁臁?/p>
主軸箱
主軸箱是組合機床中一個重要的特殊零件根據(jù)被加工零件上孔的具體位置布置主軸,完成鉆孔、擴、攻、較、端面等各種粗、精加工工序。
車頭是專門為特定零件設(shè)計的,但其中一些已經(jīng)通用化和系列化,標(biāo)準(zhǔn)車頭基本上不需要設(shè)計特殊零件。主軸箱采用整體結(jié)構(gòu),剛性好,主軸軸承大多采用圓錐滾子軸承,一般情況下“反置式”配置,提高主軸的剛性;結(jié)構(gòu)簡單,適用范圍廣,可根據(jù)不同的加工工藝要求選擇主軸結(jié)構(gòu)和軸承結(jié)構(gòu)。缺點是箱體內(nèi)同軸安裝軸承的孔需要刮端面,工藝性差。
有幾種類型的主軸箱:
通用主軸箱:大量的鉆、主軸箱,其部件基本上是通用的,也稱為標(biāo)準(zhǔn)主軸箱。
剛性主軸箱:加工時主軸不導(dǎo)向,主軸結(jié)構(gòu)特殊。其特點是主軸前后支承距離長,主軸本身剛性好,軸承的形式和配置多種多樣,也稱為特種主軸箱。
銑削主軸箱:主要用于銑削,結(jié)構(gòu)也比較特殊,軸承結(jié)構(gòu)類似剛性主軸箱。
帶有附加機構(gòu)的主軸箱:用行程控制機構(gòu)實現(xiàn)螺紋加工,稱為攻絲主軸箱;配有主軸定位限速機構(gòu),實現(xiàn)主軸精確定位。
可調(diào)主軸箱:其主軸位置可以調(diào)整和改變,以適應(yīng)多品種和中小批量生產(chǎn),但缺點是主軸剛性較差。
進(jìn)給結(jié)構(gòu)
數(shù)控機床的進(jìn)給機構(gòu)是將電機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為工作臺或刀架的縱向和橫向進(jìn)給運動。進(jìn)給運動的靈敏度和穩(wěn)定性會影響被加工工件的輪廓精度和加工精度。為了保證數(shù)控機床進(jìn)給傳動系統(tǒng)的性能,要求傳動系統(tǒng)具有較高的傳動精度、良好的系統(tǒng)穩(wěn)定性和快速的動態(tài)響應(yīng)特性。
數(shù)控系統(tǒng) 編輯本段
數(shù)控系統(tǒng)由輸入介質(zhì)控制介質(zhì)伺服系統(tǒng)數(shù)控裝置測量反饋裝置和執(zhí)行部件組成。
輸入介質(zhì)
輸入介質(zhì)將數(shù)控裝置不能直接識別的程序代碼轉(zhuǎn)換成可識別的電脈沖信號并存儲在數(shù)控裝置中。目前大多數(shù)數(shù)控機床通過 MDI 用自帶鍵盤輸入 。
控制介質(zhì)
控制介質(zhì)是連接操作員和機械設(shè)備的介質(zhì)。在數(shù)控系統(tǒng)中,操作信息存儲在控制介質(zhì)中,控制介質(zhì)將控制和指示設(shè)備進(jìn)行加工運動的指令傳送給數(shù)控裝置??刂平橘|(zhì)又稱信息載體,是將零件的加工信息傳遞給數(shù)控裝置的信息載體。一些數(shù)控機床使用數(shù)字刻度盤、數(shù)字插頭或通過鍵盤直接輸入程序和數(shù)據(jù)。隨著計算機自動編程的發(fā)展和應(yīng)用,一些設(shè)備使用計算機與數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行通信,并將程序和數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)綌?shù)控設(shè)備。
數(shù)控裝置
輸入介質(zhì)傳遞的脈沖信號經(jīng)數(shù)控裝置編譯計算后,將信息指令傳遞給伺服機構(gòu),設(shè)備按照指令規(guī)范有序地工作??刂乒ぜ俣确较虻拿?;選擇更換刀具等。數(shù)控裝置是數(shù)控設(shè)備的核心,各種指令都是通過它來完成的5999689999999996。
伺服系統(tǒng)
伺服系統(tǒng)(automatic control device)被加工工件的位移由數(shù)控裝置發(fā)出的脈沖信號精確控制、方向、速度等參數(shù)。
測量反饋裝置
測量反饋裝置應(yīng)該精確地檢測移動工件的位移、速度、溫度等參數(shù),并將測得的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電信號傳輸給數(shù)控裝置。數(shù)控裝置計算誤差,反饋誤差指令,修正誤差,提高工件的加工精度。
執(zhí)行組件
伺服系統(tǒng)傳遞的指令會通過執(zhí)行部件轉(zhuǎn)換能量的形式,進(jìn)而按要求控制部件的機械運動狀態(tài)。執(zhí)行部件應(yīng)具有良好的剛性和精度。
外圍技術(shù) 編輯本段
周邊技術(shù)主要包括工具技術(shù)(主要指刀具系統(tǒng))編程技術(shù)和管理技術(shù)。
工具技術(shù)
(主要指刀具系統(tǒng))
數(shù)控設(shè)備的多樣性,特別是加工中心,需要各種刀具和夾緊工具,并要求快速更換刀具。因此,刀具配件的標(biāo)準(zhǔn)化和系列化非常重要。刀具和配套夾具采用系列化,通用性強、標(biāo)準(zhǔn)化形成了通常所說的工具系統(tǒng)。
編程技術(shù)
數(shù)控編程是數(shù)控加工的編程過程,包括從零件繪圖到獲得數(shù)控加工程序的整個過程。
數(shù)控編程過程的主要內(nèi)容包括:分析零件的圖樣、確定零件的加工工藝、電腦床的刀具軌跡、得出刀位數(shù)據(jù)、編寫數(shù)控加工程序、程序驗證和首件試加工。
工藝處理:分析圖紙和技術(shù)要求,明確加工內(nèi)容和要求,選擇合適的加工刀具和合理的切削參數(shù),保證工藝方案的合理性和經(jīng)濟(jì)性。
數(shù)值計算:根據(jù)零件的幾何形狀、加工路線和數(shù)控系統(tǒng)軌跡計算。
準(zhǔn)備零件加工程序表:根據(jù)加工內(nèi)容和計算結(jié)果,按照規(guī)定的程序指令和格式,編寫加工程序單。
輸入數(shù)控程序:通過鍵盤輸入、磁盤讀入或RS-232C接口將數(shù)控加工程序輸入數(shù)控系統(tǒng)。
程序校驗:在正式用于生產(chǎn)加工之前,必須檢查編譯程序的運行情況和零件的試加工情況。根據(jù)檢查結(jié)果,對程序進(jìn)行修改和調(diào)整,直到完全滿足加工要求。
數(shù)控加工程序的編程方法包括手工編程和計算機輔助編程。計算機輔助數(shù)控加工編程適用于復(fù)雜零件,包括自動編程和CAD/編譯CAM軟件系統(tǒng)。
管理技術(shù)
編程技術(shù):數(shù)控機床編程技術(shù)是指能夠根據(jù)被加工零件的圖紙和工藝要求,控制數(shù)控機床完成加工的編程。
操作技術(shù):數(shù)控機床的操作技術(shù)是指通過操作面板等設(shè)備控制數(shù)控機床的運動和加工過程。
修理技術(shù):數(shù)控機床維修技術(shù)是指數(shù)控機床的故障排除和維修技術(shù)。對于簡單的故障,需要進(jìn)行形式邏輯推理。對于復(fù)雜的故障,需要遵循故障發(fā)生的規(guī)律,一步一步檢查外部元件,然后深入系統(tǒng)查找故障。
維護(hù)技術(shù):數(shù)控機床的維護(hù)技術(shù)是指數(shù)控機床的定期檢查、清洗、潤滑等維護(hù)工作,確保數(shù)控機床的正常使用和高效運行。預(yù)防性維護(hù)的內(nèi)容包括有計劃地制定相應(yīng)的規(guī)章制度,進(jìn)行日常檢查和維護(hù),及時發(fā)現(xiàn)隱患并排除,避免停機維修。
優(yōu)勢缺點 編輯本段
優(yōu)點
高效性:與以往的手工制造相比,數(shù)控技術(shù)在機器制造中的應(yīng)用不僅可以提高制造質(zhì)量,還可以增產(chǎn)增效,節(jié)約成本。
可靠性:數(shù)控技術(shù)具有包容性,可以輸入更多更復(fù)雜的科技內(nèi)容,使實際操作過程更加可靠。
準(zhǔn)確性:在精密制造中,有許多零件和瑣碎的數(shù)據(jù)。數(shù)控技術(shù)可以準(zhǔn)確科學(xué)地使用數(shù)據(jù),全面管理數(shù)據(jù),精確控制整機數(shù)據(jù)。
實用性:機械制造的各個環(huán)節(jié)和領(lǐng)域都可以滲透數(shù)控技術(shù),具有實用性。
自動化:自動化程度高,勞動強度低,加工過程無需人工干預(yù)。
現(xiàn)代化管理:使用數(shù)字信息和標(biāo)準(zhǔn)代碼處理、計算機輔助設(shè)計的信息傳遞、制造和管理的一體化奠定了基礎(chǔ)。
很強的通信功能:可以與CAD/CAM軟件的設(shè)計和制作可以與地圖相結(jié)合(制造自動化協(xié)議)與工廠的通信網(wǎng)絡(luò)連接,以適應(yīng)FMS(柔性制造系統(tǒng))的應(yīng)用要求。
缺點
設(shè)備費用較高:因為數(shù)控技術(shù)使用的硬件設(shè)備通常包括計算機、數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動器等,價格昂貴。
操作復(fù)雜:由于數(shù)控技術(shù)的操作程序復(fù)雜,需要較高的技術(shù)水平才能正確操作,因此使用數(shù)控技術(shù)存在一定的困難。
技術(shù)分類 編輯本段
根據(jù)數(shù)控設(shè)備分類
數(shù)控技術(shù)可分為硬連線控制系統(tǒng)(NC系統(tǒng))和計算機控制系統(tǒng)(CNC系統(tǒng))
硬線控制系統(tǒng):硬件邏輯數(shù)控系統(tǒng)是早期的數(shù)控系統(tǒng),也稱為硬連線數(shù)控系統(tǒng)。在該系統(tǒng)的數(shù)控裝置中,控制功能全部由分立元件的硬連線邏輯電路實現(xiàn)。這種數(shù)控系統(tǒng)通用性和靈活性差,維護(hù)成本高。
計算機控制系統(tǒng):該裝置采用小型計算機或微型計算機作為控制單元,主要功能由軟件實現(xiàn),硬件幾乎可以通用,有利于批量生產(chǎn)。計算機數(shù)控裝置廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)中。
數(shù)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu),多微處理器結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)通過一組公共地址和數(shù)據(jù)總線連接,每個微處理器共享系統(tǒng)公共存儲器和I/o接口,并完成系統(tǒng)中指令的部分功能。這種結(jié)構(gòu)將單微處理器系統(tǒng)的集中控制分時處理模式改變?yōu)槎辔⑻幚砥鞯亩嗳蝿?wù)并行處理模式,從而大大提高了整個系統(tǒng)的處理速度。數(shù)控裝置典型的多微處理器結(jié)構(gòu)有兩種類型共享總線結(jié)構(gòu)和共享存儲器結(jié)構(gòu)。數(shù)控系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)由主控模塊和功能模塊組成。
根據(jù)控制模式分類
分為開環(huán)、半閉環(huán)、閉環(huán)復(fù)合控制系統(tǒng)。
開環(huán)控制系統(tǒng):精度低,但運行穩(wěn)定,成本低、易于使用和維護(hù)。經(jīng)常用在一些精度要求不高的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機床上。
閉環(huán)控制系統(tǒng):精度很高,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,工作不穩(wěn)定,安裝調(diào)試復(fù)雜,價格也比其他兩種貴。
半閉環(huán)控制系統(tǒng):它是對其他兩者的綜合考慮,在日常生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛。
復(fù)合控制系統(tǒng):選擇上述三種控制系統(tǒng)組成復(fù)合控制系統(tǒng)。復(fù)合控制系統(tǒng)用于補充開環(huán)和閉環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)缺點,以滿足某些機床,特別是大型數(shù)控機床的需要。在復(fù)合控制系統(tǒng)中,通常使用以下兩種方法一種是開環(huán)補償式,在系統(tǒng)的基本驅(qū)動中增加一個校正伺服電路,通過在工作臺上加載位置檢測裝置的反饋信號來校正機械系統(tǒng)的誤差。第二種是半閉環(huán)補償式,其特點是在半閉環(huán)系統(tǒng)的基礎(chǔ)驅(qū)動上增加工作臺上的位置檢測裝置,實現(xiàn)全閉環(huán)。
根據(jù)運動方式分類
分為點對點線性控制系統(tǒng)、點控制系統(tǒng)和輪廓控制系統(tǒng)等。
點位控制系統(tǒng):諸如鉆頭或焊槍的切割工具的電極被定位在指定位置,并且根據(jù)加工程序在這些位置執(zhí)行加工任務(wù)。點控制主要用于鉆床點焊或沖床。
直線控制系統(tǒng):每個軸單獨控制,適用于簡單加工機床或裝配機械。傳統(tǒng)加工機床的升級改造一般采用簡單的線性控制系統(tǒng)。
輪廓控制系統(tǒng):可以實現(xiàn)任何行程運動,需要順序控制多軸驅(qū)動。這種控制系統(tǒng)也是車床和銑床的標(biāo)準(zhǔn)配置。
根據(jù)功能級別分類
分為低檔數(shù)控機床、中檔數(shù)控機床和高端數(shù)控機床。
數(shù)控機床等級劃分的主要指標(biāo)是機床進(jìn)給分辨率、進(jìn)給速度、伺服系統(tǒng)類型、聯(lián)動軸數(shù)、通信能力、顯示功能和CPU 能力等。
根據(jù)用途分類
普通數(shù)控機床:與一般機床相似,但普通數(shù)控機床具有高度的自動化、高精度,包括數(shù)控車、銑、鉆、鏜及磨床等工藝。
數(shù)控加工中心:帶有刀庫和自動換刀裝置的數(shù)控機床,包括銑削中心和車削中心,可以進(jìn)行各種加工、工序的集中、連續(xù)加工減少了機床數(shù)量,提高了工作效率。
多軸數(shù)控機床:有4、5、六軸聯(lián)動多軸數(shù)控機床。
數(shù)控特種加工機床:包括數(shù)控電火花加工機床、數(shù)控線切割機床、數(shù)控激光切割機床等。
技術(shù)參數(shù) 編輯本段
數(shù)控機床的主要性能指標(biāo)包括規(guī)格、精度指標(biāo)、運動指數(shù)和可靠性指數(shù)。
規(guī)格指標(biāo):反映了數(shù)控機床的基本功能,主要包括行程范圍、擺角范圍、主軸功率和進(jìn)給軸扭矩、控制軸數(shù)和聯(lián)動軸數(shù)以及工具系統(tǒng)。
精度指標(biāo):包括分辨率和脈沖當(dāng)量、定位精度重復(fù)定位精度和分度精度。
分辨率:分辨率指的是兩個相鄰的分散細(xì)節(jié)之間可以區(qū)分的最小間隔。
脈沖當(dāng)量:脈沖等效是指數(shù)控系統(tǒng)每發(fā)出一個脈沖信號,機床的機械運動機構(gòu)就產(chǎn)生一個相應(yīng)的位移。脈沖當(dāng)量是設(shè)計數(shù)控機床的原始數(shù)據(jù)之一,它決定著數(shù)控機床的加工精度和表面質(zhì)量。
定位精度:定位精度是指數(shù)控機床工作臺等運動部件所達(dá)到的實際位置的精度,定位誤差直接影響零件加工的尺寸精度。重復(fù)定位的精度是指在相同條件下重復(fù)相同動作時所得結(jié)果的一致性,受伺服系統(tǒng)特性的影響、間隙剛度和摩擦特性對進(jìn)給系統(tǒng)的影響。
分度精度:分度精度是指分度臺分度時理論轉(zhuǎn)角與實際轉(zhuǎn)角之間的差值,影響零件在空間中的角位置和孔系加工的同軸度。
運動指標(biāo):數(shù)控機床的運動指標(biāo)主要包括主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度。數(shù)控機床的主軸通常由DC或交流主軸電機驅(qū)動,并由高速精密軸承支撐,具有較寬的轉(zhuǎn)速范圍和足夠高的回轉(zhuǎn)精度、剛度及抗震性。數(shù)控機床的進(jìn)給速度影響零件的加工質(zhì)量、影響生產(chǎn)效率和刀具壽命的主要因素是數(shù)控裝置的運行速度、機床動態(tài)特性的局限性與過程系統(tǒng)的剛度。
可靠性指標(biāo):它反映了數(shù)控機床的穩(wěn)定性和使用壽命,包括平均故障間隔時間、平均修復(fù)時間、平均有效度。平均無故障時間(The average time is Between , failures, MTBF)時間越長越好,平均修復(fù)時間(MTTR takes an average of 33,356 hours to repair)時間越短越好平均效能反映了設(shè)備提供正常使用的能力,是衡量設(shè)備可靠性的重要指標(biāo)。
應(yīng)用領(lǐng)域 編輯本段
制造行業(yè)
機械制造業(yè)是最早應(yīng)用數(shù)控技術(shù)的行業(yè)。目前主要應(yīng)用于現(xiàn)代軍事裝備研發(fā)和生產(chǎn)的高性能五軸高速立式加工中心、五坐標(biāo)加工中心、大型五軸龍門銑等;汽車行業(yè)發(fā)動機、變速箱、數(shù)控機床和高速加工中心用于曲軸柔性加工生產(chǎn)線以及焊接、裝配、噴漆機器人、板材激光焊接機和激光切割機等;航空、船舶、發(fā)電行業(yè)加工螺旋槳、發(fā)動機、發(fā)電機和汽輪機葉片零件的高速五軸加工和銑削復(fù)合加工中心等
煤礦開采:采煤設(shè)備對不同的技術(shù)和作業(yè)條件有不同的要求。數(shù)控技術(shù)可以遠(yuǎn)程切割工件, 可以有效解決內(nèi)燃采煤機上刀片和滾筒的切割問題, 可以優(yōu)化整個切割過程。了解切削工件的加工余量,提高采煤機的加工效率,有效提高制造效率。
信息產(chǎn)業(yè)
數(shù)控技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用、移動通信設(shè)備,如引線鍵合機、晶片光刻機等。機器人制造:數(shù)控加工具有加工靈活生產(chǎn)效率高的優(yōu)點,適用于家用電器、機器人制造業(yè)的外殼、五金零件的加工和生產(chǎn)。
醫(yī)療設(shè)備
數(shù)控技術(shù)在醫(yī)學(xué)診斷中的應(yīng)用、治療設(shè)備,如CT診斷設(shè)備、全身治療機口腔醫(yī)學(xué)中的牙齒矯正和牙齒修復(fù)等。
軍事裝備
數(shù)控技術(shù)用于伺服運動控制技術(shù),如火炮的自動瞄準(zhǔn)控制、雷達(dá)跟蹤控制和導(dǎo)彈自動跟蹤控制等。
其他行業(yè)
結(jié)合計算機輔助設(shè)計的數(shù)控技術(shù)/工藝規(guī)劃/制造(CAD/CAPP/CAM)FMS、CIMS和其他技術(shù)被應(yīng)用于輕工業(yè)、建筑材料和藝術(shù)品,如木工機械、數(shù)控水刀切割機、數(shù)控玻璃雕花機、數(shù)控縫紉機和數(shù)控繡花機等。
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