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数控技能

关于数控机床

时刻:2019/6/14 0:04:21   作者:   来历:   阅览:8   谈论:0

一、数控车床的组成

    数控车床由程序编制及程序载体、输入设备、数控设备(CNC)、伺服驱动及方位检测设备、辅佐操控设备、车床本体等几部分组成。

1、程序编制及程序载体 数控程序是数控车床主动加工零件的作业指令。在对加工零件进行工艺剖析的根底上,确认零件坐标系在车床坐标系上的相对方位,即零件在车床上的设备方位,刀具与零件相对运动的尺度参数,零件加工的工艺道路、切削加工的工艺参数以及辅佐设备的动作等。得到零件的一切运动、尺度、工艺参数等加工信息后,用由文字、数字和符号组成的规范数控代码,按规则的办法和格局,编制零件加工的数据程序单。编制程序的作业可由人工进行;关于形状杂乱的零件,则要在专用的编程机或通用核算机上进行主动编程(APT)或运用CAD/CAM体系发生程序。

    编好的数控程序,存放在便于输入到数控设备的一种存储载体上,它可所以穿孔纸带、磁带、磁盘、闪存卡等。闪存卡因为存储容量大、数据沟通敏捷和记载牢靠,在开放式数控体系的新式数控机床上开始运用。

2、输入设备

  输入设备的作用是将程序载体(信息载体)上的数控代码传递并存入数控体系内。依据存储介质的不同,输入设备可所以光电阅览机、磁带机或软盘驱动器等。数控车床加工程序也可经过键盘用手艺办法直接输入数控体系;数控加工程序还可由编程核算机用RS232C或选用网络通信办法传送到数控体系中。

    零件加工程序输入进程有两种不同的办法:一种是边读入边加工(数控体系内存较小时);另一种是一次将零件加工程序悉数读入数控设备内部的存储器,加工时再从内部存储器中逐段调出进行加工。

3、数控设备

  数控设备是数控车床的中心。数控设备从内部存储器中取出或承受输入设备送来的一段或几段数控加工程序,经过数控设备的逻辑电路或体系软件进行编译、运算和逻辑处理后,输出各种操控信息和指令,操控车床各部分的作业,使其进行规则的有序运动和动作。

    零件的概括图形往往由直线、圆弧或其他非圆弧曲线组成,刀具在加工进程中必须按零件形状和尺度的要求进行运动,即按图形轨道移动。但输入的零件加工程序只能是各线段轨道的起点和结尾坐标值等数据,不能满意要求,因而要进行轨道插补,也就是在线段的起点和结尾坐标值之间进行“数据点的密化”,求出一系列中心点的坐标值,并向相应坐标输出脉冲信号,操控各坐标轴(即进给运动的个履行元件)的进给速度、进给方向和进给位移量等。

4、驱动设备及方位检测设备

  驱动设备承受来自数控设备的指令信息,经功率放大后,严厉依照指令信息的要求驱动车床移动部件,以加工出契合图样要求的零件。因而,它的伺服精度和动态呼应功能是影响数控车床加工精度、表面质量和出产率的重要因素之一。驱动设备包含操控器(含功率放大器)和履行组织两大部件。现在大都选用直流或沟通伺服电动机作为履行组织。

    方位检测设备将数控车床个坐标轴的实践位移检测出来,经反应体系输入到车床的数控设备之后,数控设备将反应回来的实践位移量值与设定值进行比较,操控驱动设备依照指令设定值运动。

5、辅佐操控设备 辅佐操控设备的首要作用是承受数控设备输出的开关量指令信号,经过编译、逻辑判别和运算,再经功率放大后驱动相应的电器,带动车床的机械、液压、气动等辅佐设备完结指令规则的开关量动作。这些操控包含主轴运动部件的变速、换向和启停指令,刀具的挑选和沟通指令,冷却、光滑设备的发动中止,工件和机床部件的松开、夹紧等辅佐动作。

    因为可编程操控器(PLC)具有呼应快、功能牢靠、运用方便、编程和调试程序简略等特色,并可直接驱动部件机床电器,因而,被广泛用作数控车床的辅佐操控设备。现在,大多数数控体系都带有内部PLC,用于处理数控机床的辅佐指令,然后简化了机床的辅佐操控设备。

6、车床本体

    车床本体与传统车床类似,由主轴传动设备、进给传动设备、床身、作业台以及运动设备、液压气动体系、光滑体系、冷却设备等组成。但数控车床特别是车削中心在全体布局、外观造型、传动体系、刀具体系的结构以及操作组织等方面都已发生了较大的改动。这种改动的意图是为了满意数控车床的要求和充分发挥数控车床的特色。归纳起来包含以下几个方面的改动。

(1)选用高功能主传动及主轴部件、具有传递功率大、刚度高、抗振性好及热变形小等长处。

(2)进给传动选用高效传动件、具有传动链短、结构简略、传动精度高级特色,一般选用滚珠丝杠副、直线翻滚导轨副等。

(3)具有完善的刀具主动改换和办理体系。

(4)车床自身具有很高的动、静刚度。

(5)选用全封闭罩壳。因为数控车床是主动完结加工,为了操作安全等,一般选用移动门结构的全封闭罩壳,对车床的加工部件进行全封闭。

二、数控车床的特色

1、数控车床的长处

(1)加工目标改型的习惯性强 因为在数控车床上变革加工零件时,只需求从头编制程序就能完结对零件的加工,它不同于传统的车床,不需求改造、更新许多工夹具和检具,更不需求从头新调整车床。因而,数控车床可以快速地从加工一种零件转变为加工另一种零件,这就为单件、小批以及试制新产品供给了极大的便当。它不只缩短了出产预备周期,并且节约了很多工艺配备费用。

(2)加工精度高 数控车床是以数字办法给出的指令进行加工的,因为现在数控设备的脉冲当量(即每输出一个脉冲后数控机床移动部件相应的移动量)一般到达了0.001mm,并且进给传动链的反向空隙与丝杠螺距差错等均可由数控设备进行补偿,因而,数控车床能到达比较高的加工精度和质量稳定性。这是由数控车床结构规划选用了必要的办法,以及机电结合的特色决议的,首先是结构上引入了滚珠丝杠螺母组织、各种消除空隙结构等,使机械传动的差错尽可能小;其次是选用了软件精度补偿技能,使机械差错进一步削减;第三是用程序操控加工,削减了人为因素对加工精度的影响。这些办法不只确保了较高的加工精度,一起还确保了较高的质量稳定性。

(3)出产功率高 零件加工所需求的时刻包含机动时刻与辅佐时刻两部分。数控车床可以有效地削减这两部分时刻,因而加工出产率比一般车床高得多。数控车床主轴转速和进给量的规模比一般车床的规模大,每一道工序都能选用最有利的切削用量,杰出的结构刚性答应数控车床进行大切削用量的强力切削,有效地节约了机动时刻。数控车床移动部件的快速移动和定位选用了加快与减速办法,因而选用了很高的空行程运动速度,耗费在快进、快退和定位的时刻要比一般车床少的多。

数控车床的加工精度比较稳定,一般只做首件查验或工序间要害尺度的抽样查验,因而可以削减停机查验的时刻。在运用带有刀库和主动换刀设备的数控车削中心机床时,在一台机床上完结了多道工序的接连加工,削减了半成品的周转时刻,出产功率的进步就更为显着。

(4)主动化程度高 数控车床对零件的加工是按事前编好的程序主动完结的,操作者除了操作面板、装卸零件、要害工序的中心丈量以及调查机床的运转之外,其他的机床动作直至加工结束,都是主动接连完结,不需求进行深重的重复性手艺操作,劳动强度与严重程度均大为削减,劳动条件也得到相应的改善。

(5)杰出的经济效益 运用失控车床加工零件时,分摊在每个零件上的设备费用是比较贵重的。但在单件、小批量出产情况下,可以节约工艺配备费用、辅佐出产工时、出产办理费用及下降废品率等,因而可以取得杰出的经济效益。

(6)有利于出产办理的现代化 用数控车床加工零件,能准确地核算零件的加工工时,并有效地简化了查验和工夹具、半成品的办理作业。这些特色都有利于使出产办理现代化。

数控车床在运用中也有晦气的一面,如进步了开始阶段的出资,对设置保护的要求较高,对操作人员的技能水平要求较高级.

三、数控车床的适用规模及作业原理

1、数控车床的适用规模

    数控车床与卧式车床相同,也是用来加工轴类或盘类的回转体零件。可是因为数控车床是主动完结表里圆柱面、圆锥面、圆弧面、端面、螺纹等工序的切削加工,所以数控车床特别合适加工办法杂乱的轴类或盘类零件。

    数控车床具有加工灵敏、通用性强、能习惯产品的种类和标准频频改动的特色,可以满意新产品的开发和多种类、小批量、出产主动化的要求,因而被广泛运用于机械制作业。

    数控车床的确存在一般车床所不具备的许多长处,可是这些长处都是以必定条件为条件的。数控车床的运用规模正在不断扩大,但它并不能彻底替代其他类型的机床,也还不能以最经济的办法处理机械加工中的一切问题。数控车床一般最合适加工具有以下特色的零件。

1)多种类小批量出产的零件 从通用车床、专用车床、数控车床的零件加工批量数与归纳费用的联系来看,零件加工批量增大关于选用数控车床是晦气的。原因在于数控车床设备费用贵重,以及与大批量出产选用的专用机床比较其功率还不够高。一般,选用数控车床加工的合理出产批量在10~200件之间。现在有向中批量开展的趋势。

2)结构比较杂乱的零件 从通用车床、专用车床、数控车床的被加工零件杂乱程度与批量数的联系来看。一般数控车床适宜于加工结构比较杂乱,在非数控车床上加工时需求有贵重的工艺配备的零件。

3)需求频频改型的零件 它节约了很多的工艺配备费用,使归纳费用下降。

4)价格贵重、不答应作废的要害零件。

5)需求最短出产周期的急需零件。

    数控车床的初始出资相对较大,因为体系的杂乱性,又添加了修理费用。假如短少完善的售后服务,往往不能及时扫除设备毛病,将会在必定程度上影响机床的运用率,这些都会添加归纳出产费用。

    考虑到以上所述的种种原因,在决议选用数控车床加工时,需求进行重复比照和细心的经济剖析,使数控车床发挥它的最佳经济效益。

2、数控车床的作业原理

    在传统的金属切削机床上,加工零件是操作者依据图样的要求,经过不断改动刀具的运动轨道、运动速度等参数,使刀具对工件进行切削加工,终究加工出合格零件。

    数控车床的加工,其实质是运用了“微分”原理。其作业原理与进程可简述如下。

1)数控设备依据加工程序要求的刀具轨道,将轨道按车床对应的坐标轴,以最小移动量(脉冲当量)进行微分,并核算出各轴需求移动的脉冲数。

2)经过数控设备的插补软件或插补运算器,把要求的轨道用量小移动单位的等效折线进行拟合,并找出最接近理论轨道的拟合折线。

3)数控设备依据拟合折线的轨道,给相应的坐标轴接连不断地分配进给脉冲,并经过伺服驱动使车床坐标轴按分配的脉冲运动。

    由上可见:

1、只需数控车床的最小移动量(脉冲当量)满足小,所用的拟合折线就彻底可以等效替代理论曲线;2、只需改动坐标轴的脉冲分配办法,即可以改动拟合折线的形状,然后到达改动加工轨道的意图;3、只需改动分配脉冲的频率,即可改动坐标轴(刀具)的运动速度。这样就完结了数控车床操控刀具移动轨道的底子意图。

    以上依据给定的数学函数,在抱负轨道(概括)的已知点之间,经过数据点的密化,确认一些中心点的办法,称为补插。能一起参加插补的坐标轴数。明显,当数控机床的联动轴越多,机床加工概括的功能就越强。因而,联动轴的数量是衡量数控机床功能的重要技能指标之一。


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