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数控机床由哪几个组成部分各部分的基本功能是什么?
作者:admin  来源:本站  发表时间:2012-01-05 04:29:36  点击:8841

数控机床是数字控制机床的简称,是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序,并将其译码,从而使机床动作并加工零件。


数控机床的特点
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数控机床的操作和监控全部在这个数控单元中完成,它是数控机床的大脑。与普通机床相比,数控机床有如下特点:

●加工精度高,具有稳定的加工质量;

●可进行多坐标的联动,能加工形状复杂的零件;

●加工零件改变时,一般只需要更改数控程序,可节省生产准备时间;

●机床本身的精度高、刚性大,可选择有利的加工用量,生产率高(一般为普通机床的3~5倍);

●机床自动化程度高,可以减轻劳动强度;

●对操作人员的素质要求较高,对维修人员的技术要求更高。

数控机床一般由下列几个部分组成:

●主机,他是数控机床的主题,包括机床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件。他是用于完成各种切削加工的机械部件。

●数控装置,是数控机床的核心,包括硬件(印刷电路板、CRT显示器、键盒、纸带阅读机等)以及相应的软件,用于输入数字化的零件程序,并完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以及实现各种控制功能。

●驱动装置,他是数控机床执行机构的驱动部件,包括主轴驱动单元、进给单元、主轴电机及进给电机等。他在数控装置的控制下通过电气或电液伺服系统实现主轴和进给驱动。当几个进给联动时,可以完成定位、直线、平面曲线和空间曲线的加工。

●辅助装置,指数控机床的一些必要的配套部件,用以保证数控机床的运行,如冷却、排屑、润滑、照明、监测等。它包括液压和气动装置、排屑装置、交换工作台、数控转台和数控分度头,还包括刀具及监控检测装置等。

●编程及其他附属设备,可用来在机外进行零件的程序编制、存储等。

自从1952年美国麻省理工学院研制出世界上第一台数控机床以来,数控机床在制造工业,特别是在汽车、航空航天、以及军事工业中被广泛地应用,数控技术无论在硬件和软件方面,都有飞速发展。


数控机床的分类和应用
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●按工艺用途分类

金属切削类数控机房,包括数控车床,数控钻床,数控铣床,数控磨床,数控镗床发及加工中心.这些机床都有适用于单件、小批量和多品种和零件加工,具有很好的加工尺寸的一致性、很高的生产率和自动化程度,以及很高的设备柔性。

金属成型类数控机床;这类机床包括数控折弯机,数控组合冲床、数控弯管机、数控回转头压力机等。

数控特种加工机床;这类机床包括数控线(电极)切割机床、数控电火花加工机床、数控火焰切割机、数控激光切割机床、专用组合机床等。

其他类型的数控设备;非加工设备采用数控技术,如自动装配机、多坐标测量机、自动绘图机和工业机器人等。

●按运动方式分类

点位控制;点位控制数控机床的特点是机床的运动部件只能够实现从一个位置到另一个位置的精确运动,在运动和定位过程中不进行任何加工工序。如数控钻床、数按坐标镗床、数控焊机和数控弯管机等。

点位直线控制;点位直线控制的特点是机床的运动部件不仅要实现一个坐标位置到另一个位置的精确移动和定位,而且能实现平行于坐标轴的直线进给运动或控制两个坐标轴实现斜线进给运动。

轮廓控制;轮廓控制数控机床的特点是机床的运动部件能够实现两个坐标轴同时进行联动控制。它不仅要求控制机床运动部件的起点与终点坐标位置,而且要求控制整个加工过程每一点的速度和位移量,即要求控制运动轨迹,将零件加工成在平面内的直线、曲线或在空间的曲面。

●按控制方式分类

开环控制;即不带位置反馈装置的控制方式。

半闭环控制;指在开环控制伺服电动机轴上装有角位移检测装置,通过检测伺服电动机的转角间接地检测出运动部件的位移反馈给数控装置的比较器,与输入的指令进行比较,用差值控制运动部件。

闭环控制;是在机床的最终的运动部件的相应位置直接直线或回转式检测装置,将直接测量到的位移或角位移值反馈到数控装置的比较器中与输入指令移量进行比较,用差值控制运动部件,使运动部件严格按实际需要的位移量运动。

●按数控制机床的性能分类

经济型数控机床;
中档数控机床;
高档数控机床;

●按所用数控装置的构成方式分数

硬线数控系统;
软线数控系统;

 

加工中心
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加工中心是带有刀库和自动换刀装置的一种高度自动化的多功能数控机床。工件在加工中心上经一次装夹后,能对两个以上的表面完成多种工序的加工,并且有多种换刀或选刀功能,从而使生产效率大大提高。

加工中心按其加工工序分为镗铣和车削两大类,按控制轴数可分为三轴、四轴和五轴加工中心。

电脑锣

电脑锣也是数控机床的一种,电脑锣其实就是加工中心,加工中心是书面语,英文名:CNC machining center;电脑锣是俗语,在香港,台湾及广东一代叫的比较多。这一地区的人,铣床在加工中心的时候叫锣东西所以铣床也被叫做锣床,电脑锣也还源于此,电脑锣顾名思义就是用电脑来控制的锣床,所以也叫做数控铣 ,它其实是由数控铣床升级而来的,原理是一样的,不同的是加工中心在材质上用的好,精度高,速度快,载重多,在外观上也有改进,传统的数控铣都是半罩式的而加工中心大部分己改为全罩式,这样对加工更加的安全,可以有效的防止铁屑的外溢和切屑的溅出,。 电脑锣是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序,并将其译码,从而使机床动作并加工零件.又叫做CNC或数控机床。

电脑锣可分为两个部分 机身部份和系统部分。

机身部分:
1)铸件,这是构成电脑锣最主要的的部分,直接影响着电脑锣的精度、稳定性、耐磨度,机床的寿命。铸件 做好了之后,不是马上就用到生产当中,好的铸件是那是经过风吹雨打,阳光暴晒,经过自然风化,有的还通过海水对其进行浸泡,待到铸件不变行后再拿到加工当中,这样做出来的机床不容易变型,能长时间保持机床的稳定性,保持精度。
2)主轴,主轴是用来直接面对加工工件,他由电机带动工作,进行高速旋转,在主轴上装上刀柄,就可以对加工件进行切屑,满足各种生产需要,主轴的好坏也会直接影响加工精度,内部轴承如果有磨损就容易造成主轴的摇摆加工出来的东西精度自然有偏差几个丝。现主轴的转速一般在8000转左右,高速机可以做到2万转以上,每台机只有一个主轴。
3)丝杆,也是机身一部分,它由伺服电机驱动,通过丝杆铜套带动工作台的位移,实现加工需要,丝杆如果有间隙,也一样直接体现在加工精度,及光洁度上面。
4)电机,电机有伺服电机和变频电机两种,用伺服电机稳定性好,主轴驱动电机功率大,三轴驱动电机协率小。
5)联轴器,在丝杆与电机之间都加装有联轴器,只是一个连动作用。
6)润滑冷动系统,由机油自动泵油机,主轴油冷机,和切屑液循环系统组成。机油自动给油,不需人工可以自动泵油,在机床工作时,几分钟泵油 一次,油管接到各个角落,如丝杆,导轨,等处,如果油路不通极易造成导轨磨损,影响精度。主轴油冷是为了给主轴降温而加的一个循环冷动系统,8000转的主轴可要可不要,8000转以上的主轴一定要配。切屑液循环系统由抽油马达将油箱的油抽上来冲到正在加工的工件上。
7)钣金,对钣金的要求不是太高,只要不漏油就行,但也牵涉到外观美观,形象的问题。

系统部分:
1)显示器,现在大都是用液晶彩显的了。
2)操作面板
3)处理器,
4)驱动器
系统的构造原理很复杂,但一般很少坏,市面上主要有日本发那克系统,日本三菱系统,德国西门子。等等。

 

数控加工语言
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分为ATL语言和NC语言。

ATL语言由CAM软件产生,用来描述刀具运行轨迹的一种说明性语言,并且可在CAM软件里逐行进行加工仿真模拟。NC语言由后置处理器产生,是实际输入机床的加工语言。
NC程序也可以直接在数控机床上编写。主要有G代码(加工代码),M代码(辅助功能),T代码(刀具),S,F(主轴转速和切屑速度)等。

实际加工可以有在线加工和普通加工两类。

普通加工就是用机床内存中已有的NC程序来进行加工,可以连续加工也可以单步加工。

在线加工就是把计算机连接到机床上,直接加工,这种情况下,万一出现以外,很难直接做出反应,只能通过按急停按钮。


数控机床技术发展趋势
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高速、精密、复合、智能和绿色是数控机床技术发展的总趋势,近几年来,在实用化和产业化等方面取得可喜成绩。主要表现在:

1. 机床复合技术进一步扩展随着数控机床技术进步,复合加工技术日趋成熟,包括铣-车复合、车铣复合、车-镗-钻-齿轮加工等复合,车磨复合,成形复合加工、特种复合加工等,复合加工的精度和效率大大提高。“一台机床就是一个加工厂”、“一次装卡,完全加工”等理念正在被更多人接受,复合加工机床发展正呈现多样化的态势。

2.智能化技术有新突破数控机床的智能化技术有新的突破,在数控系统的性能上得到了较多体现。如:自动调整干涉防碰撞功能、断电后工件自动退出安全区断电保护功能、加工零件检测和自动补偿学习功能、高精度加工零件智能化参数选用功能、加工过程自动消除机床震动等功能进入了实用化阶段,智能化提升了机床的功能和品质。

3.机器人使柔性化组合效率更高机器人与主机的柔性化组合得到广泛应用,使得柔性线更加灵活、功能进一步扩展、柔性线进一步缩短、效率更高。机器人与加工中心、车铣复合机床、磨床、齿轮加工机床、工具磨床、电加工机床、锯床、冲压机床、激光加工机床、水切割机床等组成多种形式的柔性单元和柔性生产线已经开始应用。

4.精密加工技术有了新进展数控金切机床的加工精度已从原来的丝级(0.01mm)提升到目前的微米级(0.001mm),有些品种已达到0.05μm左右。超精密数控机床的微细切削和磨削加工,精度可稳定达到0.05μm左右,形状精度可达0.01μm左右。采用光、电、化学等能源的特种加工精度可达到纳米级(0.001μm)。通过机床结构设计优化、机床零部件的超精加工和精密装配、采用高精度的全闭环控制及温度、振动等动态误差补偿技术,提高机床加工的几何精度,降低形位误差、表面粗糙度等,从而进入亚微米、纳米级超精加工时代。

5.功能部件性能不断提高功能部件不断向高速度、高精度、大功率和智能化方向发展,并取得成熟的应用。全数字交流伺服电机和驱动装置,高技术含量的电主轴、力矩电机、直线电机,高性能的直线滚动组件,高精度主轴单元等功能部件推广应用,极大的提高数控机床的技术水平。


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