數(shù)字控製機床(chuáng)用數字代碼形式的信息(程序指令),控(kòng)製刀具按給定(dìng)的工作程(chéng)序、陝西數(shù)控機床運動速度和軌(guǐ)跡進行自動加工的機床,簡稱數控機床。 數控機床具有廣(guǎng)泛的(de)適應性,加工對(duì)象改變時隻需要改變輸(shū)入的程序指令;加工性能比一(yī)般自動機床高,可(kě)以精確加工複(fù)雜型麵,因而適合於加工中小批量、改型頻繁、精度要求高、形狀又較複雜的工件,並能獲得良好的經濟效(xiào)果。 隨著數(shù)控技術的發展,采用數控係統的機床(chuáng)品種日益增多,有車床、銑床、鏜床、鑽床、磨床、齒輪加工機床和電火花加工機床等。此外還有能自動換刀、一次裝卡進行多工序加工的加工中心、車削中心等(děng)。
美國(guó)帕森斯公司接受美國空軍委托,研製飛機(jī)螺旋(xuán)槳葉片輪廓樣板的加(jiā)工設備。由於樣板形狀複雜多樣,精度要求高,一般加工設備難以適應,於是提出計算機控(kòng)製機(jī)床(chuáng)的設想。年,該公司在美國麻(má)省理工學院伺服機構研究室的(de)協助下,開始數控機床研究,並於年試製(zhì)成功第一台由大型立式仿形銑床改裝而成的三坐標數控銑床,不久(jiǔ)即開始正式生產。 當時的數控裝置采用電子管元件,體積龐大(dà),價格昂貴,隻在航空工業(yè)等少數有特殊需要的(de)部門用來加(jiā)工複雜(zá)型麵零件;年,製成了晶體管元件和印刷電路板,使數控裝置進入了第二代,體積縮小,成本有所下降;年以後(hòu),較(jiào)為簡單和(hé)經濟的點位控(kòng)製數控鑽床,和直線控製數控銑床得到較快發展,使數控機床在機(jī)械(xiè)製造業各部門逐步獲得推廣。 年,出現了第三代的集成(chéng)電路數控裝置(zhì),不僅(jǐn)體積小,功率消耗少,且可靠性提高,價格進一步下降,促進了數控機床品種和產量的發展。
年代末,先後(hòu)出現了由一台(tái)計算機直接控製多台機床的直接數控係統(簡稱DNC),又稱群控係統;陝西數控機床采用小型計(jì)算機控(kòng)製的計算機數控係統(簡稱CNC),使數(shù)控裝置進入(rù)了以小(xiǎo)型計算機化為特征的第四代。 年,研製成功使(shǐ)用微處理器(qì)和半導體存貯器的微型(xíng)計算機數控裝置(簡稱(chēng)MNC),是第五代數控係統。第五代與(yǔ)第三代相(xiàng)比,數控裝置的功能擴大了一倍,而(ér)體積則縮小為原來的/,價格降低了/,可靠性也得到極大的提高。 年代初(chū),隨著計算機軟、硬件技(jì)術的發展,出現了能進行機對話式自動(dòng)編製程序的數控裝置;數控(kòng)裝置愈趨小型化,可(kě)以直接安裝在機床上;數控機(jī)床的自動化程度進一(yī)步提高,具有(yǒu)自動監控刀具破損和自動檢測工(gōng)件(jiàn)等功能。
數控機床主要由數控裝置、伺服機構和機床主體組成。輸入數控裝置的程(chéng)序指令記錄在信(xìn)息(xī)載體上,由程序讀入裝置接收,或由數控裝置的鍵(jiàn)盤直接手動輸入。 數控裝置包括程序讀入裝置和由電子(zǐ)線路組成的輸入部分、運(yùn)算部分、控製部分和輸出部分等。
數控裝置按所能實現的控製功能分為點位(wèi)控(kòng)製、直線控製、連續軌跡控製三類。 點位控製是隻控製刀具或(huò)工作台從一點移至另一點的準確定(dìng)位,然後進行(háng)定點加工,而點與點(diǎn)之(zhī)間的路徑不需控製。采(cǎi)用這類控製的(de)有(yǒu)數控鑽(zuàn)床、數控鏜床和數控坐標鏜床等。 直線控製是除控製(zhì)直線軌跡(jì)的起點和終點(diǎn)的準確定位外,還要控製在這兩點之間以指定的進給速度進行直線切削。采(cǎi)用這類控製(zhì)的有平麵銑削用的(de)數控銑床,以及階梯軸車(chē)削(xuē)和磨削用(yòng)的數控車床和數控磨床等。 連續軌跡控製(zhì)(或稱輪廓控製)能夠連續控製兩個或兩個以上坐標方向的聯合運動。為了使刀具按規定的軌(guǐ)跡(jì)加工工件的曲線輪廓,數控裝置(zhì)具有插補運算的功能,使刀(dāo)具的運動軌跡以最小(xiǎo)的誤差逼(bī)近規定的輪(lún)廓曲線,並協調各坐標方向的運(yùn)動速(sù)度,以便在切削過程中始終保持規(guī)定的進給速度。采(cǎi)用這類(lèi)控製的有能加工曲麵用的數控銑床、數控車床、數控磨床和加工中心等。
伺服(fú)機構(gòu)分為開環、半閉環和閉環三種類型。開(kāi)環伺服機構是(shì)由(yóu)步(bù)進電(diàn)機驅動線路,和步進電機組成。陝西數控機床每一脈衝(chōng)信號使步進電機轉動一定(dìng)的角度,通過滾(gǔn)珠絲(sī)杠推動工作台移動一定的距離。這種伺服(fú)機構比較簡單,工作穩定,容易掌握使用,但精度和速度(dù)的提高受到限(xiàn)製(zhì)。 半閉環伺服(fú)機構是由比(bǐ)較線路、伺服放大線路、伺服馬達、速度檢測器和位置檢(jiǎn)測器(qì)組成。位置檢(jiǎn)測器裝在絲杠或伺服馬達的端部,利用絲杠的(de)回轉角度間接測出工(gōng)作台的位置。常用的伺服馬達有寬調速直流電動機、寬調速交流電(diàn)動(dòng)機和電液伺服馬達。位置檢測器有旋轉變壓器、光電式脈衝(chōng)發生器和(hé)圓光(guāng)柵等。這(zhè)種伺服(fú)機構所能達到的精度、速度和動態特性優(yōu)於開環伺服機構,為大多數中小型數控機床(chuáng)所采用。 閉環伺服機構的工作原理和組(zǔ)成與半(bàn)閉環伺服機構相同(tóng),隻是位置(zhì)檢(jiǎn)測器安裝在工作台上,可(kě)直接測(cè)出(chū)工作台的實際位(wèi)置(zhì),故反饋精度高於半閉環控製,但掌握調試的難度較大,常用於高精度和大型數控(kòng)機床。閉環伺服機構所用伺服馬達與半閉環相同,位置檢測器則用(yòng)光柵、長感應同步器或長磁(cí)柵。
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