數(shù)控機(jī)床簡介

數(shù)控機(jī)床簡介

數(shù)控機(jī)床的組成部分

• 機(jī)床本體：是數(shù)控機(jī)床的主體，由床身、立柱、主軸、工作臺、進(jìn)給機(jī)構(gòu)等組成。它是用于完成各種切削加工的機(jī)械部分，具有結(jié)構(gòu)上具有較高的動(dòng)態(tài)剛性、阻尼精度及耐磨性，傳動(dòng)簡潔、結(jié)構(gòu)簡單，采用高效、無間隙傳動(dòng)裝置和元件等特點(diǎn)58.

• 數(shù)控系統(tǒng)：是機(jī)床的 “靈魂” 部分，基本分為驅(qū)動(dòng)裝置和控制及檢測裝置兩類。驅(qū)動(dòng)裝置包括高速主軸、力矩電機(jī)、直線電機(jī)、普通電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)等；控制及檢測裝置包括 CNC 系統(tǒng)、可編程序控制器、進(jìn)給伺服控制模塊、位置檢測模塊等。CNC 單元是數(shù)控機(jī)床的核心，它接受數(shù)字化信息，經(jīng)過數(shù)控裝置的控制軟件和邏輯電路進(jìn)行譯碼、插補(bǔ)、邏輯處理后，將各種指令信息輸出給伺服系統(tǒng)，伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行部件作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)278.

• 傳動(dòng)系統(tǒng)：是連接驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的中間環(huán)節(jié)，包括齒輪、皮帶、滾珠絲杠等。其作用是將驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力傳遞給機(jī)床的運(yùn)動(dòng)部件，實(shí)現(xiàn)精確的運(yùn)動(dòng)控制78.

• 伺服系統(tǒng)：作為數(shù)控機(jī)床的動(dòng)力源，包括伺服電機(jī)、伺服驅(qū)動(dòng)器等，根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的指令，驅(qū)動(dòng)機(jī)床各部件進(jìn)行精確的運(yùn)動(dòng)8.

• 測量系統(tǒng)：是數(shù)控機(jī)床的感知器官，包括編碼器、光柵尺、激光干涉儀等，可實(shí)時(shí)檢測機(jī)床的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和加工精度，為控制系統(tǒng)提供反饋信息78.

• 輔助系統(tǒng)：包含冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、排屑系統(tǒng)等，用于保證機(jī)床的正常運(yùn)行和加工質(zhì)量78.

數(shù)控機(jī)床的工作原理

• 編程：根據(jù)加工零件的設(shè)計(jì)圖紙，利用計(jì)算機(jī)編程軟件編寫出加工程序。加工程序是一系列指令，用數(shù)字和字符編碼表示，詳細(xì)描述了加工過程中機(jī)床需要執(zhí)行的動(dòng)作，包括切削深度、速度、進(jìn)給量以及刀具路徑等47.

• 輸入：編寫好的加工程序通過 USB、串口或其他數(shù)據(jù)傳輸方式被輸入到數(shù)控系統(tǒng)中47.

• 處理：數(shù)控系統(tǒng)接收到加工程序后，對程序進(jìn)行解析和處理，計(jì)算機(jī)數(shù)控（CNC）系統(tǒng)會計(jì)算出每一段指令對應(yīng)的機(jī)床運(yùn)動(dòng)軌跡，并將這些指令轉(zhuǎn)化為電信號47.

• 控制：電信號通過伺服系統(tǒng)傳遞給機(jī)床的各個(gè)執(zhí)行部件，如主軸和進(jìn)給機(jī)構(gòu)，伺服系統(tǒng)能夠精確控制電機(jī)的運(yùn)動(dòng)，使機(jī)床按照加工程序指定的路徑和速度進(jìn)行加工47.

• 加工：在執(zhí)行過程中，數(shù)控車床的刀具按照預(yù)設(shè)的軌跡進(jìn)行切削，加工出符合設(shè)計(jì)要求的零件47.

• 反饋與調(diào)整：數(shù)控車床通常配備有反饋裝置，如光柵尺或球柵尺，用于實(shí)時(shí)測量機(jī)床的位置，并將反饋信息發(fā)送給數(shù)控系統(tǒng)，系統(tǒng)根據(jù)反饋信息對機(jī)床的位置進(jìn)行微調(diào)，以保證加工精度47.

數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)

• 高度柔性：加工過程主要取決于加工程序，當(dāng)加工零件改變時(shí)，一般只需要更改數(shù)控程序，無需制造和更換許多模具、夾具，也不必經(jīng)常重新調(diào)整機(jī)床，適用于所加工的零件頻繁更換的場合，特別適合單件、小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)及新產(chǎn)品的開發(fā)，能顯著縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，節(jié)省大量工藝裝備的費(fèi)用2.

• 加工精度高：一般可達(dá) 0.05—0.1mm，甚至更高。因?yàn)閿?shù)控裝置每輸出一脈沖信號，機(jī)床移動(dòng)部件移動(dòng)一具脈沖當(dāng)量，且機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)鏈的反向間隙與絲桿螺距平均誤差可由數(shù)控裝置進(jìn)行補(bǔ)償，所以定位精度比較高12.

• 加工質(zhì)量穩(wěn)定、可靠：在相同的機(jī)床、相同的加工條件下，使用相同的刀具和加工程序，數(shù)控機(jī)床加工的零件走刀軌跡完全相同，從而保證了零件的一致性好，質(zhì)量穩(wěn)定2.

• 生產(chǎn)率高：可有效地減少零件的加工時(shí)間和輔助時(shí)間。其主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量的范圍大，允許機(jī)床進(jìn)行大切削量的強(qiáng)力切削，移動(dòng)部件具有快速移動(dòng)和定位功能，配合加工中心的刀庫使用，可實(shí)現(xiàn)在一臺機(jī)床上進(jìn)行多道工序的連續(xù)加工，極大地提高了生產(chǎn)率，一般為普通機(jī)床的 3~5 倍2.

• 自動(dòng)化程度高：能減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，其自動(dòng)化操作也有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化236.

數(shù)控機(jī)床的分類

• 按工藝用途分類：可分為數(shù)控銑打機(jī)、數(shù)控斜床身銑打機(jī)、數(shù)控雙頭車床、數(shù)控雙頭立車、數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床、數(shù)控磨床、數(shù)控齒輪加工機(jī)床、數(shù)控電火花加工機(jī)床、數(shù)控線切割機(jī)床、數(shù)控沖床等。

• 按運(yùn)動(dòng)方式分類：可分為點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床、直線控制數(shù)控機(jī)床和輪廓控制數(shù)控機(jī)床1.

• 按伺服系統(tǒng)的控制方式分類：可分為開環(huán)控制系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床、閉環(huán)控制系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床和半閉環(huán)控制系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床1.

數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用領(lǐng)域

數(shù)控機(jī)床的發(fā)展歷程