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數(shù)控機(jī)床有哪幾種操作系統(tǒng)?
閱讀:9076 發(fā)布時(shí)間:2016-2-26一、數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)介
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,機(jī)電產(chǎn)品日趨精密復(fù)雜。產(chǎn)品的精度要求越來越高、更新?lián)Q代的周期也越來越短,從而促進(jìn)了現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展。尤其是宇航、軍工、造船、汽車和模具加工等行業(yè),用普通機(jī)床進(jìn)行加工(精度低、效率低、勞動(dòng)度大)已無法滿足生產(chǎn)要求,從而一種新型的用數(shù)字程序控制的機(jī)床應(yīng)運(yùn)而生。這種機(jī)床是一種綜合運(yùn)用了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制、精密測(cè)量和機(jī)械設(shè)計(jì)等新技術(shù)的機(jī)電一體化典型產(chǎn)品。數(shù)控機(jī)床是一種裝有程序控制系統(tǒng)(數(shù)控系統(tǒng))的自動(dòng)化機(jī)床。該系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有使用號(hào)碼,或其他符號(hào)編碼指令(刀具移動(dòng)軌跡信息)規(guī)定的程序。具體地講,把數(shù)字化了的刀具移動(dòng)軌跡的信息輸入到數(shù)控裝置,經(jīng)過譯碼、運(yùn)算,從而實(shí)現(xiàn)控制刀具與工件相對(duì)運(yùn)動(dòng),加工出所需要的零件的機(jī)床,即為數(shù)控機(jī)床。
1. 數(shù)控機(jī)床工作原理
按照零件加工的技術(shù)要求和工藝要求,編寫零件的加工程序,然后將加工程序輸入到數(shù)控裝置,通過數(shù)控裝置控制機(jī)床的主軸運(yùn)動(dòng)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)、更換刀具,以及工件的夾緊與松開,冷卻、潤(rùn)滑泵的開與關(guān),使刀具、工件和其它輔助裝置嚴(yán)格按照加工程序規(guī)定的順序、軌跡和參數(shù)進(jìn)行工作,從而加工出符合圖紙要求的零件。
2. 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)
數(shù)控機(jī)床主要由控制介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)和機(jī)床本體四個(gè)部分組成
1)控制介質(zhì)
控制介質(zhì)以指令的形式記載各種加工信息,如零件加工的工藝過程、工藝參數(shù)和刀具運(yùn)動(dòng)等,將這些信息輸入到數(shù)控裝置,控制數(shù)控機(jī)床對(duì)零件切削加工。
2)數(shù)控裝置
數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的核心,其功能是接受輸入的加工信息,經(jīng)過數(shù)控裝置的系統(tǒng)軟件和邏輯電路進(jìn)行譯碼、運(yùn)算和邏輯處理,向伺服系統(tǒng)發(fā)出相應(yīng)的脈沖,并通過伺服系統(tǒng)控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件按加工程序指令運(yùn)動(dòng)。
3)伺服系統(tǒng)
伺服系統(tǒng)由伺服電機(jī)和伺服驅(qū)動(dòng)裝置組成,通常所說數(shù)控系統(tǒng)是指數(shù)控裝置與伺服系統(tǒng)的集成,因此說伺服系統(tǒng)是數(shù)控系統(tǒng)的執(zhí)行系統(tǒng)。數(shù)控裝置發(fā)出的速度和位移指令控制執(zhí)行部件按進(jìn)給速度和進(jìn)給方向位移。每個(gè)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行部件都配備一套伺服系統(tǒng),有的伺服系統(tǒng)還有位置測(cè)量裝置,直接或間接測(cè)量執(zhí)行部件的實(shí)際位移量,并反饋給數(shù)控裝置,對(duì)加工的誤差進(jìn)行補(bǔ)償。
4)機(jī)床本體
數(shù)控機(jī)床的本體與普通機(jī)床基本類似,不同之處是數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、剛性好,傳動(dòng)系統(tǒng)采用滾珠絲杠代替普通機(jī)床的絲杠和齒條傳動(dòng),主軸變速系統(tǒng)簡(jiǎn)化了齒輪箱,普遍采用變頻調(diào)速和伺服控制。
二、數(shù)控機(jī)床分類
數(shù)控機(jī)床可以根據(jù)不同的方法進(jìn)行分類,常用的分類方法有按數(shù)控機(jī)床加工原理分類、按數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)軌跡分類和按進(jìn)給伺服系統(tǒng)控制方式分類。
1.按數(shù)控機(jī)床加工原理分類
按數(shù)控機(jī)床加工原理可把數(shù)控機(jī)床分為普通數(shù)控機(jī)床和特種加工數(shù)控機(jī)床。
1)普通數(shù)控機(jī)床 如數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心、車削中心等各種普通數(shù)控機(jī)床,其加工原理是用切削刀具對(duì)零件進(jìn)行切削加工。
按進(jìn)給伺服系統(tǒng)控制方式分類
由數(shù)控裝置發(fā)出脈沖或電壓信號(hào),通過伺服系統(tǒng)控制機(jī)床各運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)。數(shù)控機(jī)床按進(jìn)給伺服系統(tǒng)控制方式分類有三種形式:開環(huán)控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)和半閉環(huán)控制系統(tǒng)。
1)開環(huán)控制系統(tǒng)
這種控制系統(tǒng)采用步進(jìn)電機(jī),無位置測(cè)量元件,輸入數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)算,輸出指令脈沖控制步進(jìn)電機(jī)工作,這種控制方式對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)不檢測(cè),無反饋控制信號(hào),因此稱之為開環(huán)控制系統(tǒng)。開環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)備成本低,調(diào)試方便,操作簡(jiǎn)單,但控制精度低,工作速度受到步進(jìn)電機(jī)的限制。
2)閉環(huán)控制系統(tǒng)
這種控制系統(tǒng)絕大多數(shù)采用伺服電機(jī),有位置測(cè)量元件和位置比較電路。測(cè)量元件安裝在工作臺(tái)上,測(cè)出工作臺(tái)的實(shí)際位移值反饋給數(shù)控裝置。位置比較電路將測(cè)量元件反饋的工作臺(tái)實(shí)際位移值與指令的位移值相比較,用比較的誤差值控制伺服電機(jī)工作,直至到達(dá)實(shí)際位置,誤差值消除,此稱之為閉環(huán)控制。閉環(huán)控制系統(tǒng)的控制精度高,但要求機(jī)床的剛性好,對(duì)機(jī)床的加工、裝配要求高,調(diào)試較復(fù)雜,而且設(shè)備的成本高。
比較電路,與指令中的位移值相比較,用比較的誤差值控制伺服電機(jī)工作。這種用推算方法間接測(cè)量工作臺(tái)位移,不能補(bǔ)償數(shù)控機(jī)床傳動(dòng)鏈零件的誤差,因此稱之為半閉環(huán)控制系統(tǒng)。半閉環(huán)控制系統(tǒng)的控制精度高于開環(huán)控制系統(tǒng),調(diào)試比閉環(huán)控制系統(tǒng)容易,設(shè)備的成本介于開環(huán)與閉環(huán)控制系統(tǒng)之間。