數(shù)控機床的組成及工作原理
(1)數(shù)控機床的組成,數(shù)控機床一般由控制介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)和機床成本體組成。圖7-1的實線所示為開環(huán)控制的數(shù)控機床框圖。
為了提高機床的加工精度,在上述系統(tǒng)中加入一個測量裝置(圖7-1中的虛線部分)就構(gòu)成了閉環(huán)控制系統(tǒng)。
1) 控制介質(zhì),在數(shù)控機床上加工時,要把加工零件所需的全部動作及刀具相對于工件的位置等內(nèi)容,用數(shù)控裝置所能接受的數(shù)字和文字代碼來表示,并把這些代碼儲存在控制介質(zhì)上?刂平橘|(zhì)可以是穿孔帶,也可以是穿孔卡、磁帶、磁盤或其他可以儲存代碼的載體。至于采用那種,則取決于數(shù)控裝置的類型。
2) 數(shù)控裝置,數(shù)控裝置是數(shù)控機床的中樞、在普通數(shù)控機床中一般由輸入裝置、存儲器、控制器、運算器和輸出裝置組成。數(shù)控裝置接受輸入介質(zhì)的信息,并將其代碼加以識別,儲存、運算,輸出相應的指令脈沖以驅(qū)動伺服系統(tǒng),進而控制機床動作。在計算機數(shù)控機床中,數(shù)控裝置的作用由一臺計算機來完成。
3) 伺服系統(tǒng),伺服系統(tǒng)的作用是把來自數(shù)控裝置的脈沖信號轉(zhuǎn)換為機床移動部件的運動,使工作臺精確定位或按規(guī)定的軌跡作嚴格的相對運動,最后加工出符號圖樣要求的零件。因為伺服系統(tǒng)的性能是決定數(shù)控機床的加工精度、表面質(zhì)量和生產(chǎn)率的主要因素之一。常用的脈沖當量為0.01m/脈中、0.005mm/脈沖及0.001mm/脈沖,常用的伺服驅(qū)動元件有功率步進電動機、電液脈沖馬達、直流伺服電動機和交流伺服電動機等。
4)機床,數(shù)控機床由于切削用量大,加工過程自動控制,所以其設計要求比通用機床更嚴格、制造要求更精密。設計機床時,采用了許多新的加強剛性、減少熱變形,提高精度等方面的措施,使得數(shù)控機床的外部造型、整體布局、傳動系統(tǒng)以及刀具系統(tǒng)等方面都已發(fā)生了很大的變化。
(2) 數(shù)控機床的工作原理。數(shù)控機床和加工中心的工作原理見圖7-2,根據(jù)零件圖樣,制訂工藝方案,編制零件的加工程序,把零件所需的機床各種動作及全部工藝參數(shù)變成機床數(shù)控裝置能接受的信息代碼。并把這些代碼存儲在信息載已上(穿孔帶、磁盤等),將信息載體送到輸入裝置,讀出信息并送入數(shù)控裝置。另一種方法是利用計算機和加工中心的接口直接進行通信輸入。
進入數(shù)控裝置的信息,經(jīng)過一系列處理和運算轉(zhuǎn)變成脈沖信號。有的信號送到機床的伺服系統(tǒng),通過伺服機構(gòu)對其進行轉(zhuǎn)換和放大,在經(jīng)過傳動機構(gòu),驅(qū)動機床有關(guān)部件,使刀具和工件嚴格執(zhí)行零件程序的相應運動。還有的信號送到可編程序控制器中,用以順序控制機床的其他輔助動作,實現(xiàn)刀具的自動更換。