數控機床的組成和工作原理
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摘要：
數控機床由編程和程序載體、輸入設備、數控設備、伺服驅動和位置檢測、輔助控制設備和機床本體等部分組成。數控機床基本結構1、編程和程序載體數控程序是數控機床自動加工零件的工作指令。在工藝分析的基礎上，確定了零件坐標系在機床坐標系中的相對位置，即零件在機床上的安裝位置。刀具相對運動的尺寸參數;零件加工的工藝路線、切削加工的工藝參數及輔助設備的作用。在獲取零件的運動、尺寸、工藝參數等所有加工信息后，使用由文字、數字、符號組成的數控代碼，按照規(guī)定的方法和格式編制零件加工的數控程序清單。編程可以手工完成;對于復雜零件，應在專用編程機或通用計算機上進行自動編程(APT)或CAD/CAM設計。
編程的nc程序存儲在易于進入nc設備的存儲載體上。它可以穿孔紙帶，磁帶和磁盤等。
輸入設備的功能是在程序載體(信息載體)上傳輸nc代碼并將其存儲在nc系統(tǒng)中。根據控制存儲介質的不同，輸入設備可以是光電閱讀器、磁帶錄音機、軟盤驅動器等。數控機床加工程序也可以通過鍵盤直接輸入到數控系統(tǒng)中。數控加工程序也可通過編程計算機RS232C或網絡通信傳輸到數控系統(tǒng)。處理程序部分的輸入過程有兩種不同的方式:一種是在在處理(數控系統(tǒng)的內存很小),另一個是閱讀部分處理程序的內部存儲數控設備一次,然后從內部存儲的過程中處理段的段落。
數控裝置是數控機床的核心。數控設備的內存或接受輸入設備發(fā)送一個或幾個部分的數控加工程序,通過邏輯電路和軟件系統(tǒng)的數控設備編譯后,計算和邏輯處理,輸出各種控制信息和指令,控制機床部件,使其有序運動和行動。
零件的輪廓通常由直線、圓弧或其他非圓弧組成。在加工過程中，刀具必須根據零件的形狀和尺寸的要求，即根據圖案軌跡移動。但輸入零件加工程序僅僅是開始和結束的每一行軌跡坐標數據,如不能滿足要求,因此必須進行軌跡插補,這是開始和結束的“秘密”坐標數據點之間的線段,和一系列中間點的坐標,和相應的輸出脈沖信號,協(xié)調和控制各軸的進給運動(也就是說,致動器),進料位移方向及進給速度等。
驅動裝置和位置檢測裝置驅動裝置接受來自nc設備的指令信息。功率放大后，嚴格按照指令信息要求驅動機床的運動部件，對符合設計要求的部件進行加工。因此，其伺服精度和動態(tài)響應性能是影響數控機床加工精度、表面質量和生產率的重要因素之一。驅動裝置由控制器(包括功率放大器)和執(zhí)行機構兩部分組成。目前以直流或交流伺服電機作為執(zhí)行機構。
位置檢測裝置檢測數控機床各坐標軸的實際位移。將反饋系統(tǒng)輸入機床的數控裝置后，數控裝置將反饋所返回的實際位移值與設定值進行比較，并根據指令的設定值控制驅動裝置移動。
輔助控制裝置的主要功能是接收數控裝置輸出的開關音量指令信號。輔助控制裝置經過編譯、邏輯判斷和運動后，在功率放大后驅動相應的電器，驅動機床的機械、液壓、氣動等輔助裝置完成指令規(guī)定的開關量動作。這些控制包括主軸運動部件的變速、換向和啟動和停止指令、刀具選擇和開關指令、冷卻和潤滑裝置的啟動和停止、工件和機床部件的釋放、夾具和分度等輔助動作。
可編程邏輯控制器(PLC)具有響應速度快、性能可靠、使用方便、編程修改方便、可直接啟動機床開關等特點，被廣泛用于數控機床的輔助控制裝置。
數控機床的機床本體與傳統(tǒng)機床相似，包括主軸驅動、進給驅動、床身、工作臺、輔助運動裝置、液壓氣動系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)和冷卻裝置。但是，數控機床在總體布局、外觀造型、傳動系統(tǒng)、工具系統(tǒng)結構、操作機構等方面都發(fā)生了很大的變化。這一變化的目的是滿足數控機床的要求，充分發(fā)揮數控機床的特點。
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