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                          數控銑床/加工中心的組成的技術指標

                          時間:2017-09-18 09:26來源:未知 作者:東重數控 點擊:
                          加工中心
                          (1)數控銑床/加工中心的組成
                          數控銑床是主要采用切削方式加工零件的數控機床,能完成各種平面、溝槽、螺旋槽、成型表面、平面曲線、空間曲線等復雜的加工。加工中心主要用于箱體類和復雜曲面零件的加工,能把銑削、鏜削、鉆銑、螺紋加工等功能集中在一臺設備上。因為它具有多種換刀或選刀功能及自動工作臺交換裝置,因而零件在一次裝夾后可自動完成零件各面的所有加工工序,大大提高了生產效率。
                          數控銑床/加工中心由控制介質、人機交互設備、計算機數控裝置、進給伺服系統、主軸驅動系統、輔助控制裝置、可編程控制器、反饋系統、自適應控制和機床本體等部分組成。

                          ①控制介質   要對數控機床進行控制,就必須在人與數控機床之間建立某種聯系,這種聯系的中間媒介物質就是控制介質,又稱為信息載體。在使用數控機床前,先要根據零件圖樣規定的尺寸、形狀和技術要求,編制出零件的加工程序,將刀具相對于零件的位置和機床全部動作順序,按照規定的格式和代碼記錄在信息載體上。當需要在數控機床上加工該零件時,把信息載體上存放的信息(即零件的加工程序)讀入計算機控制裝置。
                          ②人機交互設備數控機床在加工運行時,通常需要操作人員對數控系統進行狀態干預及對輸入的加工程序進行編輯、修改和調試,數控系統也要顯示數控機床運行狀態等,這就要求數控機床要具有人機聯系的功能。具有人機聯系功能的設備統稱為人機交互設備。如鍵盤和顯示器是數控系統不可缺少的人機交互設備。
                          ③計算機數控(CNC)裝置數控裝置是數控機床的中樞,目前,絕大部分數控機床采用微型計算機控制,如圖2-4所示。數控裝置由運算器、控制器(運算器和控制器構成CPU)、存儲器、輸入/輸出接口等組成。
                          輸入接口接收由控制介質輸入設備輸入的代碼信息,經過識別和譯碼之后送到指定存儲區,作為控制與運算的原始數據。簡單的加工程序可用手動數據輸入方式(MDI)輸入,即在鍵盤控制程序的控制下,操作人員直接用鍵盤把零件加工程序輸入存儲器。

                          ④進給伺服驅動系統   伺服驅動系統的作用是把來自數控裝置的位置控制移動指令轉變成機床工作部件的運動,使工作臺按規定軌跡移交或精確定位,加工出符合圖樣要求的零件。因為進給伺服驅動是數控裝置和機床主體之間的聯系環節,所以它必須把數控裝置送來的微弱指令信號放大成驅動伺服電動機的大功率信號。
                          常用的伺服電動機有步進電動機、直流伺服電動機和交流伺服電動機,根據指令接受的不同,伺服驅動有脈沖式和模擬式兩種。模擬式伺服驅動方式按驅動電動機的種類,可分為直流伺服驅動和交流伺服驅動。步進電動機采用脈沖驅動方式,交、直流伺服電動機采用模擬式驅動方式。
                          ⑤主軸驅動系統    機床的主要驅動系統和進給伺服驅動系統差別很大,機床主軸的運動是旋轉運動,而進給運動主要是直線運動。早期的數控機床一般采用三相感應式同步電動機配上多級變速箱作為主軸驅動的主要方式,F代數控機床提出了更高的要求,要求主軸具有很高的轉速和很寬的無極調速范圍;主傳動電動機既能輸出大的功率,又要去主軸結構簡單,同時數控機床的主軸驅動系統能在主軸的正反方向實現轉動和加減速。
                          為了使數控銑床/加工中心進行螺紋加工,就要求主軸和進給驅動實現同步控制;在加工中心上為保證換刀的正常進行,就要求主軸具有準停功能,使刀柄上的鍵槽能對準主軸上的端面鍵建,現代數控機床絕大部分采用交流何服電動機,由可編程控制器進行控制。
                          ⑥輔助控制裝置   輔助控制裝置包括刀庫的轉位換刀,液壓泵、冷卻泵的控制接口電路(含有電磁換向閥、接觸器等強電電器元件)等,現代數控機床通常采用可編程控制器進行控制,所以鋪助裝置的控制電路變得十分簡單。
                          ⑦可編程控制器   可編程控制器(PIC)的作用是對數控機床進行輔助控制,即把計算機送來的輔助控制指令轉換成強電信號來控制數控機床的順序動作、定時計數、主軸電動機的起動和停止主軸轉速調整、冷卻泵起停及轉位換刀等動作?删幊炭刂破鞅旧砜梢越邮諏崟r控制信息,與數控裝置共同完成對數控機床的控制。
                          ⑧反饋系統    反饋系統包括位置反饋和速度反饋,它們的作用是通過測量裝置將機床移動的實際位置、速度參數檢測出來,轉換成電信號,并反饋到CNC裝置中,使CNC能隨時判斷機床的實際位置、速度是否與指令一致,并發送相應指令,糾正所產生的誤差。測量裝置安裝在數控機床的工作臺或絲杠上,相當于普通機床的刻度盤和人的眼睛。
                          ⑨自適應控制      數控機床工作臺的位移量和速度等過程參數可在編寫程序時用指令確定,但是有一些因素在編寫程序時無法預測,如加工材料力學性能的變化引起的切削力、加工溫度的變化等,這些隨機變化的因素也會影響數控機床的加工精度和生產數率。自適應控制(AC)的目的就是把加工過程中的溫度、轉矩振動、摩擦、切削力等因素的變化,與最佳參數比較,若有誤差則及時補償,以提高加工精度及生產效率。目前自適應控制僅用于高效率和加工精度高的數控機床,一般數控機床很少采用。
                          ⑩機床主體     數控機床主體由床身、立柱和工作臺等組成,是數控機床的機床本體。由于數控機床是高精度和高生產效率的自動化加工機床,與普通機床相比,應具有更好的抗振性和剛度,要求相對運動面的摩擦因數小,進給傳動部分之間的間隙小。所以其設計要求比通用機床更嚴格,加工制造要求更精密,并要采用加強剛性、減小熱變形、提高精度的設計措施。

                          (2)主要技術指標
                          ①尺寸參數數控機床的尺寸參數包括工作臺面積(長寬),各坐標軸最大行子程,主軸套筒移動距離,主軸端面到工作臺距離,工作臺T形槽數、槽寬、槽間距,主軸孔錐度、直徑等。這些參數主要影響加工零件的尺寸、編程范圍及刀具、工件、機床之間的F涉和零件、刀具的安裝。
                          ②運動參數數控機床的運動參數包括主軸轉速范圍、工作臺快進速度和切削進給速度范圍,主要影響機床的加工性能與編程參數。數控機床的進給運動是由數控系統發出的脈沖信號控制的,數控系統每發出一個脈沖信號,數控機床的直線進給軸移動一定的距離或回轉進給軸旋轉一定的角度,這個距離或角度稱為數控機床的實際脈沖當量。數控機床的加工精度和表面質量取決于脈沖當量的大小,機床坐標軸的移動或回轉速度取決于脈沖發出的頻率。普通數控機床的脈沖當量一般為0.001mm,簡易數控機床的脈沖當量一般為0.0lmm,精密或超精密數控機床的脈沖當量一般為0.0001mm脈沖當量越小,數控機床的加工精度和表面質量越高。
                          ③動力參數數控機床的動力參數包括主軸電機功率和伺服電機額定轉矩,這些參數會影響到切削負荷。
                          ④精度參數數控機床的精度參數包括定位精度、重復定位精度和分度精度(回轉工作臺),這些參數會影響到加工精度及一致性。定位精度是指數控機床工作臺或其他運動部位,實際運動位置與指令位置的一致程度,其不一致的差量即為定位誤差。引起定位誤差的因素包括伺服系統、檢測反饋系統、進給系統誤差及運動部件導軌的幾何誤差等。定位誤差直接影響加工零件的尺寸精度。
                          重復定位精度是指在相同的操作方法和條件下,完成規定操作次數過程中得到結果的一致程度。重復定位精度一般是呈正態分布的偶然性誤差,它會影響批量加工零件的一致性,是一項非常重要的性能指標。一般數控機床的定位精度為±0.01mm,重復定位精度為±0.005mm。
                          ⑤其他參數   數控機床的其他參數包括機床外形尺寸及其質量,這些參數會影響到機床安裝及運輸裝卸。另外,加工中心還應包括刀庫容量和換刀時間參數等。


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