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数控铣床的三个基本部分组成
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数控铣床的三个基本部分组成
日期: 2021-03-31 阅读: 11735 次

数控铣床和加工中心是用于键铣加工的数控机床,在航空航天、汽车制造和模具制造业中应用广泛,在数控机床中所占的比重最大,应用也最为广泛。

数控铣床是由数控系统、同服系统和机床本体三个基本部分组成。

(1)数控系统(CNC系统)。

数控系统是数控机床中的指挥系统,相当于人体的大脑,是一个专用的计算机系统,包括输入和输出装置、数控装置和可编程控制器(PLC)。

输入和输出装置是机床数控系统和操作人员进行信息交流、实现人机对话的交互设备。输入装置的作用是将数控代码变成相应的电脉冲信号,传送并存入数控装置内。目前,数控机床的输入装置有键盘、磁盘驱动器、光电阅读机等。其相应的程序载体为磁盘、穿孔纸带。输出装置是显示器,数控系统通过显示器为操作人员提供必要的信息。显示的信息可以是正在编辑的程序、坐标值以及报警信号等。数控装置是计算机数控系统的核心,是由硬件和软件两部分组成的。输入装置发出的脉冲信号输入到数控装置,信号经过数控装置的系统软件或逻辑电路进行编译、运算和逻辑处理后,输出相应的控制信号,控制机床的各个部分,使机床进行规定的、有序的动作。

数控装置的硬件主要包括微处理器(CPU)、存储器、局部总线、外围逻辑电路以及与CNC系统其他组成部分联系的接口等。

数控机床通过数控装置和PLC(可编程控制器)共同完成控制功能,其中数控装置主要完成与数字运算和管理等有关的功能,如零件程序的编辑、插补运算、译码、刀具运动的位置伺服控制等。而PLC主要完成与逻辑运算有关的一些动作,它接收程序代码中的M(辅助功能)、S(主轴转速)、T(选刀、换刀)等开关量动作信息,对开关量动作信息进行译码,转换成对应的控制信号,控制辅助装置完成机床相应的开关动作,如工件的装夹、刀具的更换、冷却液的开关等一些辅助动作。它还接收机床操作面板的指令,一方面直接控制机床的动作(如手动操作机床),另一方面将一部分指令送往数控装置用于加工过程的控制。

(2)伺服系统。

何服系统是机床工作的动力装置,计算机数控装置的指令要靠伺服驱动系统付诸实施。伺服系统由伺服单元和执行元件组成。

伺服单元接收来自数控装置的速度和位移指令。这些指令经伺服单元变换和放大后,通过执行元件转变成机床进给运动的速度、方向和位移。因此,伺服单元是数控装置与机床本体的联系环节,它把来自数控装置的微弱指令信号放大成控制驱动装置的大功率信号。伺服单元分为主轴单元和进给单元等。

执行元件的作用是把经过伺服单元放大的指令信号变为机械运动,通过机械连接部件驱动机床工作台,使工作台精确定位或按规定的轨迹作严格的相对运动,加工出形状、尺寸与精度符合要求的零件。常用的执行元件有步进电动机、直流伺服电动机和交流伺服电动机,目前交流伺服电动机已经取代直流伺服电动机,成为驱动装置的主流产品。伺服驱动系统是数控机床的重要组成部分。从某种意义上说,数控机床的功能主要取决于数控装置,而数控机床的性能主要取决于伺服驱动系统。

大多数数控机床还具有位置检测装置,用于检测实际的位移量。伺服系统中的位移比较环节对控制位移量与实际位移量进行比较,根据比较的差值,调整控制信号,适时控制机床的运动位置。

(3)机床本体。

机床本体是加工运动的机械部件,包括主运动部件、进给运动部件(工作台、刀架)和支撑部件(如床身、立柱)等。有些数控机床还配备了特殊的部件,如刀库、自动换刀装置和托盘自动交换装置等。数控机床本体结构与传统机床相比,发生了很大变化,普遍采用了滚珠丝杠、滚动导轨,传动效率更高;由于减少了齿轮的数量,使传动系统更为简单。

数控铣床与加工中心的主要区别是:数控铣床没库和自动换力功能,面加工中心具有刀库和自动换刀功能。加工过程中需要换刀时,加工中心用数控程序指令执行自动换刀,而数控铣床则依靠人工手动换刀。不同厂家生产的数控铣床和加工中心的编程和操作是类似的,但有一定的区别,具体应用时必须参考机床编程手册和操作手册。


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