浅谈数控机床原理、分类与选择正文

浅谈数控机床原理、分类与选择正文内容摘要：

国家标准。 然后将程序通过信息载体输入到 NC 或 CNC 中，由数控系统根据程序内容发出指令，一方面由伺服系统中的电动机通过传动装置控制机床执行件的运动，另一方 面控制机床的其它辅助运动，如主轴转速、转向选择，冷却泵的开停等。 两方面协同动作，共同完成加工内容。 数控机床加工零件的过程如图 1所示。 青岛恒星职业技术学院毕业论文（设计） 6 图 1 数控机床加工零件的过程 数控机床工作原理 按照零件加工的技术要求和工艺要求，编写零件的加工程序，然后将加工程序输入到数控装置，通过数控装置控制机床的主轴运动、进给运动、更换刀具，以及工件的夹紧与松开，冷却、润滑泵的开与关，使刀具、工件和其它辅助装置严格按照加工程序规定的顺序、轨迹和参数进行工作，从而加工出符合图纸要求的零件。 数控机床结构 数控机床 主要由控制介质、数控装置、伺服系统和机床本体四个部分组成，如图所示。 数控机床的加工过程 1）控制介质 控制介质以指令的形式记载各种加工信息，如零件加工的工艺过程、工艺参数和刀具运动等，将这些信息输入到数控装置，控制数控机床 青岛恒星职业技术学院毕业论文（设计） 7 对零件切削加工。 2）数控装置 数控装置是数控机床的核心，其功能是接受输入的加工信息，经过数控装置的系统软件和逻辑电路进行译码、运算和逻辑处理，向伺服系统发出相应的脉冲，并通过伺服系统控制机床运动部件按加工程序指令运动。 3）伺服系统 伺服系统由伺服电机和伺服 驱动装置组成，通常所说数控系统是指数控装置与伺服系统的集成，因此说伺服系统是数控系统的执行系统。 数控装置发出的速度和位移指令控制执行部件按进给速度和进给方向位移。 每个进给运动的执行部件都配备一套伺服系统，有的伺服系统还有位置测量装置，直接或间接测量执行部件的实际位移量，并反馈给数控装置，对加工的误差进行补偿。 4）机床本体 数控机床的本体与普通机床基本类似，不同之处是数控机床结构简单、刚性好，传动系统采用滚珠丝杠代替普通机床的丝杠和齿条传动，主轴变速系统简化了齿轮箱，普遍采用变频调速和伺服控制。 青岛恒星职业技术学院毕业论文（设计） 8 第三章 数控机床常见的分类方法 按伺服系统类型分类 分为开环、闭环和半闭环系统。 由伺服系统控制机床执行件运动时，虽然其接受了数控装置的指令要求值，但实际位移量并不一定等同于指令要求值，也就是存在一定的误差。 这一误差是由伺服电动机的转角误差、减速齿轮的传动误差、滚珠丝杠的导程误差以及导轨副抵抗爬行的能力这四项因素综合反映的。 开环、闭环和半闭环系统的主要区别在于使用的电动机不同、是否进行执行件的测量及误差补偿以及误差补偿范围的大小不同。 开环系统如图 2 所示，由于不进行执 行件的测量及误差补偿，所以结构简单，维修方便，精度相对较低，成本低，一般用于精度要求不太高的中小型数控机床上。 闭环系统如图 3 所示，精度高，成本高，主要用于精度要求较高的大型和精密数控机床上。 半闭环系统如图 4 所示，介于两者之间，只对部分误差进行补偿，因此从理论上讲其加工精度不如全闭环系统。 图 1 所示的系统称之为开环系统（图中虚线框部分所示），如果加入位移检测装置和反馈系统（图中虚线部分所示），此时，该系统称为闭环系统。 图 2 青岛恒星职业技术学院毕业论文（设计） 9 按控制运动的方式分类 分为点位控制、直线控制和轮廓控制三种。 点位控制 数控机床在加工平面内只控制刀具相对于工件的定位点的坐标位置，而对定位移动的轨迹不作要求。 这类控制系统主要用于数控钻床、数控镗床、数控冲床和测量机等。 直线控制数控机床能控制刀具或工件的适当的进给运动，沿平行于坐标轴的方向进行直线移动和加工，或者控制两个坐标轴以相同的速度运动，沿 45176。 斜线进行切削加工。 这类控制系统主要用于数控车床、数控镗铣床以及某些加工中心。 轮廓控制数控机床能同时控制两个或两个以上坐标轴，使刀具与工件作相对运动，加工复杂零件。 单纯的点位控制和直线控制机床很少，大部分为轮廓控制数控机床。 轮廓控制 数控机床能够实现联动加工，也能进行点位和直线控制。 这类控制系统主要用于数控车床、数控铣床、数控磨床以及加工中心机床。 按工艺用途分类 分为一般数控机床和数控加工中心。 一般数控机床指与一般通用机床相对应的数控车、铣、钻、镗、磨和齿轮加工机床。 加工中心最显著的特点是具有刀库和换刀机械手，能够实现多工序加工。 刀库的容量应为二十把刀以上，但是一般常说的四方刀架、八方刀架等不属于刀库的范畴。 按数控装置的功能分类 分为数控机床、简易数控机床和 经济 型数控机床。 数控机床的数控装置功能齐全，能够进行自动编程、自动测量和自动故障诊断等。 简易数控机床的功能单一，仅具备实现自动化的基本功能，并采用直观输入方式，结构简单，价格便宜。 通用机床可采用单片机或单板机经数控化改造成经济型数控机床，性能可靠，操作简便。 青岛恒星职业技术学院毕业论文（设计） 10 第 四 章 数控机床的分类 按加工工艺方法分类 ．金属切削类数控机床 与传统的车、铣、钻。