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      數控機床基本知識

       

      隨著科學技術和社會生產的迅速發展,機械產品日趨復雜,對機械產品質量和生產率的要求越來越高。在航空航天、軍工和計算機等工業中,零件精度高、形狀復雜、批量少、經常改動,加工困難,生產效率低,勞動強度大,質量難以保證。機械加工工藝過程自動是和智能化適應上述發展特點的最重要手段。

      為解決上述問題,一種靈活、通用、高精度、高效的柔性自動化生產設備一數控機床在這種情況下應運而生。目前數控技術已逐步普及,數控機床在工業生產中得到了廣泛應用,已成為機床自動化的一個重要發展方向。


      1、數控


      1)數控的意義:


      數控即數字控制(NUMERICALCONTROL),是數字程序控制的簡稱。


      數控的實質是通過特定處理方式下的數字信息(不邊疆變化的數字量)去自動控制機械裝置進行動作,它與通過連續變化的模擬量進行的程序控制(即順序控制),有著截然不同的性質。


      由于數控中的控制信息,而處理這些短信息離不開計算機,因此將通過計算機進行自動控制的技術,簡稱為數控。這里講的數控,特指用于機床加工中的數控(即機床數控)。除此之外,數控還廣泛應用于測量、理化試驗與分析、物質與信息的傳輸、建筑以及科學管理等領域。


      2)數控的分類:


      早期的數控機床的NC裝置由各種邏輯元件、記憶元件組成隨機邏輯電路,是固定接線的硬件結構,由硬件來實現數控功能,稱作硬件數控,用這種技術實現的數控機床一般稱作為NC機床。


      計算機數控(COMPUTERNUMERICALCONTROL),簡稱CNC?,F代數控系統是采用微處理器或專用微機的數控系統,由事先存放在存儲器里的系統程序(軟件)來實現控制邏輯,實現部分或分部數控功能,并通過接口與外圍設備進行連接,稱為CNC系統,這樣的機床一般稱為CNC機床。


      2、機床數控與數控機床


      1)機床數控


      機床數控是指通過加工程序編制工作,將其控制指令以數字信號的方式記錄在信息介質上,經輸入計算機處理后,對機床各種動作的順序、位移量和速度實現自動控制的一門技術。其控制對象是專門針對機床和機床加工的,這里所說的機床不僅指金屬切削機床(臺車、銑、刨、鉆、磨、鏜等機床)。


      2)數控機床


      數控機床是一種通過數字信息控制機床按給定的運動規律,進行自動加工的機電一體化新型加工裝備。


      數控機床是數字控制技術與機床相結合的產物,機床數控技術是通過數控機床加工技術而實現的,應用數控技術的關鍵在于學好和用好數控機床。


      一個國家的機床數控率,反映了這個國家機床工業和機械制造業水平的高低,同時也是衡量一個國家科技進步的重要標志之一。它對于實現生產過程自動化,促進科技進步和加速現代化建設,都有著十分重大的意義。發達國家視數控技術為機械工業發展的戰略重點,而大力推進和發展數控機床。


      3、數控機床的應用


      數控機床的特點:


      數控機床與傳統機床相比,具有以下一些特點。


      1)具有高度柔性


      在數控機床上加工零件,主要取決于加工程序,它與普通機床不同,不必制造,更換許多模具、夾具,不需要經常重新調整機床。因此,數控機床適用于所加工的零件頻繁更換的場合,亦即適合單件,小批量產品的生產及新產品的開發,從而縮短了生產準備周期,節省了大量工藝裝備的費用。


      2)加工精度高


      數控機床的加工精度一般可達0.05—0.1MM,數控機床是按數字信號形式控制的,數控裝置每輸出一脈沖信號,則機床移動部件移動一具脈沖當量(一般為0.001MM),而且機床進給傳動鏈的反向間隙與絲桿螺距平均誤差可由數控裝置進行曲補償,因此,數控機床定位精度比較高。


      3)加工質量穩定、可靠


      加工同一批零件,在同一機床,在相同加工條件下,使用相同刀具和加工程序,刀具的走刀軌跡完全相同,零件的一致性好,質量穩定。


      4)生產率高


      數控機床可有效地減少零件的加工時間和輔助時間,數控機床的主軸聲速和進給量的范圍大,允許機床進行大切削量的強力切削。數控機床目前正進入高速加工時代,數控機床移動部件的快速移動和定位及高速切削加工,極大地提高了生產率。另外,與加工中心的刀庫配合使用,可實現在一臺機床上進行多道工序的連續加工,減少了半成品的工序間周轉時間,提高了生產率。


      5)改善勞動條件


      數控機床加工前是經調整好后,輸入程序并啟動,機床就能有自動連續地進行加工,直至加工結束。操作者要做的只是程序的輸入、編輯、零件裝卸、刀具準備、加工狀態的觀測、零件的檢驗等工作,勞動強度大降低,機床操作者的勞動趨于智力型工作。另外,機床一般是結合起來,既清潔,又安全。


      6)利用生產管理現代化


      數控機床的加工,可預先精確估計加工時間,對所使用的刀具、夾具可進行規范化,現代化管理,易于實現加工信息的標準化,目前已與計算機輔助設計與制造(CADCAM)有機地結合起來,是現代化集成制造技術的基礎。


      4、數控技術的發展


      1)高速化


      數控系統采用32位以上的微處理器,使數控系統的輸入、譯碼、算計、輸出等環節都在高速下完成,并可提高數控系統的分辯率及實現連續小程序段的高速、高精加工。


      目前正在開發的采用64位中央處理單元(CPU)的新型數控系統,增強了插補運算功能、快速進給功能,實現了高速加工,實現了多軸控制功能,一般控制軸數為3—15軸,最多24軸,同時控制軸數可達3—6軸。


      2)多功能


      數控系統具有多種監控、檢測及補償功能。如刀具磨損的檢測、系統的精度及熱變的檢測等,還具有刀具壽命管理、刀具長度偏置、刀具半徑補償、刀尖補償、螺距補償等功能。大多數現代數控機床都采用CRT顯示,可以進行二維圖形的軌跡顯示,有的還可以實現三維彩色動態圖形顯示。借助CRT,利用鍵盤可以實現程序的輸入、編輯、修改和刪除等功能?,F代數控系統具有硬件、軟件及故障自診斷功能。


      3)智能化


      在現代數控系統中,引進了自適應控制技術。自適應控制技術是能調節在加工過程中所測得的工作狀態特性,且能使切削過程達到并維持最佳狀態的技術。


      現代數控系統智能化的發展,目前主要體現在以下幾方面:


      工件自動檢測,自動定心。


      刀具被損檢測及自動更換備用刀具。


      刀具壽命及刀具收存情況管理。


      負載監控、數據管理、維修管理。


      利用前饋控制實時補償矢量的功能。


      根據加工時的熱變形,對滾珠桿等伸縮進行實時補償的功能。


      5、數控機床的組成


      現代計算機數控機床由程序、輸入輸出設備、計算機數控裝置、伺服系統、機床本體組成。



      文章關鍵詞: 數控、機床、刀具、金屬

      備注:本文轉載自機械專家網,原文鏈接http://news.mechnet.com.cn/content/2010-11-02/87465.html

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