(转)伺服系统数控机床相关知识学习
广州市丰纽自动化科技有限公司 2011-4-12

什么叫做伺服系统?

伺服驱动系统(ServoSystem)简称伺服系统,是一种以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统,例如数控机床等。使用在伺服系统中的驱动电机要求具有响应速度快、定位准确、转动惯量( 使用在机电系统中的伺服电机的转动惯量较大,为了能够和丝杠等机械部件直接相连。伺服电机有一种专门的小惯量电机,为了得到极高的响应速度。但这类电机的过载能力低,当使用在进给伺服系统中时,必须加减速装置。转动惯量反映了系统的加速度特性,在选择伺服电机时,系统的转动惯量不能大于电机转动惯量的3倍。)较大等特点,这类专用的电机称为伺服电机。当然,其基本工作原理和普通的交直流电机没有什么不同。该类电机的专用驱动单元称为伺服驱动单元,有时简称为伺服,一般其内部包括电流、速度和/或位置闭环。

交流伺服电机的工作原理

伺服电机内部的转子是永磁铁,驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场,转子在此磁场的作用下转动,同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器,驱动器根据反馈值与目标值进行比较,调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度(线数)。

                  4. 什么是伺服电机?有几种类型?工作特点是什么?

                  答:伺服电动机又称执行电动机,在自动控制系统中,用作执行元件,把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类,其主要特点是,当信号电压为零时无自转现象,转速随着转矩的增加而匀速下降,

                  请问交流伺服电机和无刷直流伺服电机在功能上有什么区别?

                  答:交流伺服要好一些,因为是正弦波控制,转矩脉动小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比较简单,便宜。

                  永磁交流伺服电动机

                  20世纪80年代以来,随着集成电路、电力电子技术和交流可变速驱动技术的发展,永磁交流伺服驱动技术有了突出的发展,各国著名电气厂商相继推出各自的交流伺服电动机和伺服驱动器系列产品并不断完善和更新。交流伺服系统已成为当代高性能伺服系统的主要发展方向,使原来的直流伺服面临被淘汰的危机。90年代以后,世界各国已经商品化了的交流伺服系统是采用全数字控制的正弦波电动机伺服驱动。交流伺服驱动装置在传动领域的发展日新月异。永磁交流伺服电动机同直流伺服电动机比较,主要优点有:

                  ⑴无电刷和换向器,因此工作可靠,对维护和保养要求低。

                  ⑵定子绕组散热比较方便。

                  ⑶惯量小,易于提高系统的快速性。

                  ⑷适应于高速大力矩工作状态。

                  ⑸同功率下有较小的体积和重量。

什么是数控系统 什么是计算机数控系统(CNC

什么是数控系统

      数控系统是数字控制系统简称,英文名称为Numerical Control System,早期是由硬件电路构成的称为硬件数控(Hard

      NC),1970年代以后,硬件电路元件逐步由专用的计算机代替称为计算机数控系统。

      计算机数控(Computerized  numerical 

      control,简称CNC)系统是用计算机控制加工功能,实现数值控制的系统。CNC系统根据计算机存储器中存储的控制程序,执行部分或全部数值控制功能,并配有接口电路和伺服驱动装置的专用计算机系统。

      CNC系统由数控程序、输入装置、输出装置、计算机数控装置(CNC装置)、可编程逻辑控制器(PLC)、主轴驱动装置和进给(伺服)驱动装置(包括检测装置)等组成,如图2-1所示。

        CNC系统的组成图

        

      CNC系统的核心是CNC装置。由于使用了计算机,系统具有了软件功能,又用PLC代替了传统的机床电器逻辑控制装置,使系统更小巧,其灵活性、通用性、可靠性更好,易于实现复杂的数控功能,使用、维护也方便,并具有与上位机连接及进行远程通信的功能。

CNC

Computer Numerical Control 计算机数控,指用计算机作为一般数控系统中的控制装置。

用途当然是加工机械零件了。

Computerized Numerical Control指的是数控加工中心,也就是普通的加工机器现在变成用电脑控制的那一种。
数控冲床(CNC Turret punch)的特点
通常市场上说的CNC培训主要指铣床,捎带讲加工中心,相对而言,工作机会比较多,工资也比其它机种高一些,但接受培训的人也多,只要看看华人培训学校的广告就知道,没有一家没有这方面培训的,竞争也十分激烈。相对而言,数控冲床则有很多大家不了解的地方: [ 相约加拿大:枫下论坛 rolia.net/forum ]
1)数控冲床的培训至今在多伦多还没有,我咨询过4家公立学院,华人培训学校和一些洋人的培训学校,都没有。因此竞争相对平和一些;
2)冲床给大家的概念是很危险的工种,因为在国内,冲床经常会发生冲掉手指等事故,但那是手工冲床。没有红外线保护,我最早看到进口CNC冲床是在国内的展览会上,展示机器正在加工一个熊猫图案的样品,实际上数控冲床是十分安全的,这种冲床完全不同于你想象中国内那种冲床,从安全性来讲,操作员远离机器,仅仅是按一个START按钮就可以了,连STOP键都不必按;同时,机器运转时操作员远离机器,而操作员操作时机器则停着,即机动人停,人动机停,不可能冲动手;全部的机器动作由程序控制,一旦机器运转不正常,只会停下来,给出一个报警信息,不会有其它事故发生;
3)冲床是二维平面运动,很容易入门,实际上对新移民来讲是更快捷的就业之路,尤其是对那些非机械专业的技术移民非常适合,不需要三维的想象能力要求,当然如果你已经学过CNC铣床再转过来学冲床就是非常容易的事了,另外也不要求你会编程,你只要会操作就可以了,顶多学会setup,而这都不是难事。
4)是脱离纯打工处境的捷径,为什么这么讲,大家知道,学铣床你必须学会编程你才算真正独立工作,而冲床就不一样,会SETUP就已经可以了,编程则作为专门的职位,有专人在编程,你要做的就是把程序那里把零件加工出来,反过来讲,一旦你成为programmer就不要在车间干活了,你就到office,到技术部门去编程了,不再属于labor,而这个过程,如果你努力的话,有1年时间就可以达到,因为你要做的就是学会Pro-engineer这个软件的钣金件设计功能,而同样的时间内,你能成为铣床的程序员吗?你的铣床编程水平最高,你也得在车间干,我不是诋毁铣床,而正说明铣床比较复杂,冲床更适合新移民学。
5 就业面广,具有turret punch machine的工厂肯定有CNC punch press, CNC brake press machine, 相当部分公司还会有laser cutting systemCNC),一部分公司有AMADA等全自动punch machine,它们全部是CNC, 所以工作机会非常多,一旦有操作全自动punch machine(如AMADA)经验,工资起薪可达到18/小时,即使是junior再低也要15/小时,也就是说在这几种工作中你可以不局限在某一个机种,只要找到其中一种机器,你就和CNC挂上钩了,也和冲床挂上钩了。

PLC

 

通常,我们上网的方式一般有:利用电话线的拨号﹑xDSL方式;利用有线电视线路的CABLE MODEM方式,或利用双绞线的以太网方式。现在,我们又多了一种更方便,更经济的选择:利用电线,这就是PLC PLC的英文全称是Power Line Communication,即电力线通信,是指利用电力线传输数据和话音信号的一种通信方式。该技术是把载有信息的高频加载于电流,然后用电线传输,接受信息的调制解调器再把高频从电流中分离出来,并传送到计算机或电话,以实现信息传递。该技术在不需要重新布线的基础上,在现有电线上实现数据、语音和视频等多业务的承载,也就是实现四网合一。终端用户只需要插上电源插头,就可以实现因特网接入,电视频道接收节目,打电话或者是可视电话。。通过利用传输电流的电力线作为通信载体,使得PLC具有极大的便捷性,只要在房间任何有电源插座的地方,不用拨号,就立即可享受4.5~45Mbps的高速网络接入,来浏览网页﹑拨打电话,和观看在线电影,从而实现集数据﹑语音﹑视频,以及电力于一体的"四网合一"!另外,可将房屋内的电话﹑电视﹑音响﹑冰箱等家电利用PLC连接起来,进行集中控制,实现"智能家庭"的梦想。目前,PLC主要是作为一种接入技术,提供宽带网络"最后一公里"的解决方案,适用于居民小区,学校,酒店,写字楼等领域。

PLC之一——什么是PLC

PLC(即可编程逻辑控制器,Programmable Logic Controller)是用来取代用于电机控制的顺序继电器电路的一种器件。PLC通过检查输入的状态来控制它的输出点的闭合与打开。用户输入一段程序(通常是通过软件),PLC就给出相应的结果。

PLC在实际中用的很多。只要有工业的地方,就有PLC存在的机会。如果你就在机器制造、包装、物料输送、自动装配等行业中工作,那么你可能已经在使用它了。如果没有的话,你就是正在浪费金钱和时间。几乎所有需要电气控制的地方都需要PLC

例如,我们假设当一个开关闭合时,我们想让一个电磁阀先开启5秒钟,然后闭合,而不管开关处于什么状态。我们用一个简单的外部定时器就可心完成这一动作。但是,如果该过程有10个开关和10个电磁阀呢?我们需要10个外部定时器。如果在这一应用中也需要对开关的打开次数单独计量呢?我们需要大量的外部计数器。

可以看出,一个控制过程越复杂,我们就越需要使用PLC。使用PLC,我们可以很容易地对它的输入计数,并且在指定的时刻开启电磁阀。

什么是plc

本人曾经流浪在街头找过工作,曾经为不熟悉PLC而烦恼要跑书店,很多年过去了,我已不从事这方面的工作,现在我也难以用总结性的语言来为你描述,不过还好,转贴一份给你,不是很理想,但对于一般人来说,知道这些已经足够了(真正要掌握还是要靠实践的).

A========自二十世纪六十年代美国推出可编程逻辑控制器(Programmable Logic ControllerPLC)取代传统继电器控制装置以来,PLC得到了快速发展,在世界各地得到了广泛应用。同时,PLC的功能也不断完善。随着计算机技术、信号处理技术、控制技术网络技术的不断发展和用户需求的不断提高,PLC在开关量处理的基础上增加了模拟量处理和运动控制等功能。今天的PLC不再局限于逻辑控制,在运动控制、过程控制等领域也发挥着十分重要的作用。

作为离散控的制的首选产品,PLC在二十世纪八十年代至九十年代得到了迅速发展,世界范围内的PLC年增长率保持为20%30%。随着工厂自动化程度的不断提高和PLC市场容量基数的不断扩大,近年来PLC在工业发达国家的增长速度放缓。但是,在中国等发展中国家PLC的增长十分迅速。综合相关资料,2004年全球PLC的销售收入为100亿美元左右,在自动化领域占据着十分重要的位置。

PLC是由摸仿原继电器控制原理发展起来的,二十世纪七十年代的PLC只有开关量逻辑控制,首先应用的是汽车制造行业。它以存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和运算等操作的指令;并通过数字输入和输出操作,来控制各类机械或生产过程。用户编制的控制程序表达了生产过程的工艺要求,并事先存入PLC的用户程序存储器中。运行时按存储程序的内容逐条执行,以完成工艺流程要求的操作。PLCCPU内有指示程序步存储地址的程序计数器,在程序运行过程中,每执行一步该计数器自动加1,程序从起始步(步序号为零)起依次执行到最终步(通常为END指令),然后再返回起始步循环运算。PLC每完成一次循环操作所需的时间称为一个扫描周期。不同型号的PLC,循环扫描周期在1微秒到几十微秒之间。PLC用梯形图编程,在解算逻辑方面,表现出快速的优点,在微秒量级,解算1K逻辑程序不到1毫秒。它把所有的输入都当成开关量来处理,16位(也有32位的)为一个模拟量。大型PLC使用另外一个CPU来完成模拟量的运算。把计算结果送给PLC的控制器。

相同I/O点数的系统,用PLC比用DCS,其成本要低一些(大约能省40%左右)。PLC没有专用操作站,它用的软件和硬件都是通用的,所以维护成本比DCS要低很多。一个PLC的控制器,可以接收几千个I/O点(最多可达8000多个I/O)。如果被控对象主要是设备连锁、回路很少,采用PLC较为合适。PLC由于采用通用监控软件,在设计企业的管理信息系统方面,要容易一些。

10年来,随着PLC价格的不断降低和用户需求的不断扩大,越来越多的中小设备开始采用PLC进行控制,PLC在我国的应用增长十分迅速。随着中国经济的高速发展和基础自动化水平的不断提高,今后一段时期内PLC在我国仍将保持高速增长势头。

通用PLC应用于专用设备时可以认为它就是一个嵌入式控制器,但PLC相对一般嵌入式控制器而方具有更高的可靠性和更好的稳定性。实际工作中碰到的一些用户原来采用嵌入式控制器,现在正逐步用通用PLC或定制PLC取代嵌入式控制器。小松博客——汇集精品文章 http://liuhuisong.blogchina.com/在可以预见的将来,PLC产业一定会有一个美好的未来.

B==========PLC的工作原理

最初研制生产的 PLC主要用于代替传统的由继电器接触器构成的控制装置,但这两者的运行方式是不相同的:

(1)继电器控制装置采用硬逻辑并行运行的方式,即如果这个继电器的线圈通电或断电,该继电器所有的触点(包括其常开或常闭触点)在继电器控制线路的哪个位置上都会立即同时动作。

(2)PLCCPU则采用顺序逻辑扫描用户程序的运行方式,即如果一个输出线圈或逻辑线圈被接通或断开,该线圈的所有触点(包括其常开或常闭触点)不会立即动作,必须等扫描到该触点时才会动作。

为了消除二者之间由于运行方式不同而造成的差异,考虑到继电器控制装置各类触点的动作时间一般在 100ms以上,而PLC扫描用户程序的时间一般均小于100ms,因此,PLC采用了一种不同于一般微型计算机的运行方式---扫描技术。这样在对于I/O响应要求不高的场合,PLC与继电器控制装置的处理结果上就没有什么区别了。

1、扫描技术

PLC投入运行后,其工作过程一般分为三个阶段,即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间,PLCCPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。

(1)输入采样阶段

在输入采样阶段, PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据,并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。输入采样结束后,转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中,即使输入状态和数据发生变化,I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此,如果输入是脉冲信号,则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期,才能保证在任何情况下,该输入均能被读入。

(2)用户程序执行阶段

在用户程序执行阶段, PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时,又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路,并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算,然后根据逻辑运算的结果,刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态;或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态;或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。即,在用户程序执行过程中,只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化,而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化,而且排在上面的梯形图,其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用;相反,排在下面的梯形图,其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。

(1)输出刷新阶段

当扫描用户程序结束后, PLC就进入输出刷新阶段。在此期间,CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路,再经输出电路驱动相应的外设。这时,才是PLC的真正输出。

比较下二个程序的异同:

程序 1

程序 2

这两段程序执行的结果完全一样,但在 PLC中执行的过程却不一样。程序1只用一次扫描周期,就可完成对%M4的刷新; 程序2要用四次扫描周期,才能完成对%M4的刷新。

这两个例子说明:同样的若干条梯形图,其排列次序不同,执行的结果也不同。另外,也可以看到:采用扫描用户程序的运行结果与继电器控制装置的硬逻辑并行运行的结果有所区别。当然,如果扫描周期所占用的时间对整个运行来说可以忽略,那么二者之间就没有什么区别了。

一般来说, PLC的扫描周期包括自诊断、通讯等,如下图所示,即一个扫描周期等于自诊断、通讯、输入采样、用户程序执行、输出刷新等所有时间的总和。

2PLCI/O响应时间

为了增强 PLC的抗干扰能力,提高其可靠性,PLC的每个开关量输入端都采用光电隔离等技术。

为了能实现继电器控制线路的硬逻辑并行控制, PLC采用了不同于一般微型计算机的运行方式(扫描技术)。

以上两个主要原因,使得 PLCI/O响应比一般微型计算机构成的工业控制系统满的多,其响应时间至少等于一个扫描周期,一般均大于一个扫描周期甚至更长。

所谓 I/O响应时间指从PLC的某一输入信号变化开始到系统有关输出端信号的改变所需的时间。其最短的I/O响应时间与最长的I/O响应时间如图所示:

最短 I/O响应时间:

最长 I/O响应时间:

以上是一般的 PLC的工作原理,但在现代出现的比较先进的PLC中,输入映像刷新循环、程序执行循环和输出映像刷新循环已经各自独立的工作,提高了PLC的执行效率。在实际的工控应用之中,编程人员应当知道以上的工作原理,才能编写出质量好、效率高的工艺程序。

什么是数控

什么是数控(NCCNC)

          数控是数字控制的简称,英文为 Numerical

      Control,简称NC。目前数控一般是采用通用或专用计算机实现数字程序控制,因此数控也称为计算机数控(Computer Numerical

      Control ),简称CNC,国外一般都称为CNC,很少再用NC这个概念了。下面详细说明之:

          数控(Numerical Control,NC

      数字控制)是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。1908年,穿孔的金属薄片互换式数据载体问世;19世纪末,以纸为数据载体并具有辅助功能的控制系统被发明;1938年,香农在美国麻省理工学院进行了数据快速运算和传输,奠定了现代计算机,包括计算机数字控制系统的基础。数控技术是与机床控制密切结合发展起来的。1952年,第一台数控机床问世,成为世界机械工业史上一件划时代的事件,推动了自动化的发展。

          现在,数控技术也叫计算机数控技术(Computer Numerical Control

      ),目前它是采用计算机实现数字程序控制的技术。这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的控制功能。由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置,使输入数据的存贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现,均可通过计算机软件来完成。

什么是数控机床? 数控机床是什么?

什么是数控机床? 数控机床的组成

            数字控制机床(Numerical Control Machine

      Tools)简称数控机床,这是一种将数字计算技术应用于机床的控制技术。它把机械加工过程中的各种控制信息用代码化的数字表示,通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号,控制机床的动作,按图纸要求的形状和尺寸,自动地将零件加工出来。数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题,是一种柔性的、高效能的自动化机床,代表了现代机床控制技术的发展方向,是一种典型的机电一体化产品。

            数控机床的组成:

      数控机床的基本组成包括加工程序载体、数控装置、伺服驱动装置、机床主体和其他辅助装置。下面分别对各组成部分的基本工作原理进行概要说明。

      1.加工程序载体

      数控机床工作时,不需要工人直接去操作机床,要对数控机床进行控制,必须编制加工程序。零件加工程序中,包括机床上刀具和工件的相对运动轨迹、工艺参数(进给量主轴转速等)和辅助运动等。将零件加工程序用一定的格式和代码,存储在一种程序载体上,如穿孔纸带、盒式磁带、软磁盘等,通过数控机床的输入装置,将程序信息输入到CNC单元。

          2.数控装置

          数控装置是数控机床的核心。现代数控装置均采用CNC(Computer Numerical

      Control)形式,这种CNC装置一般使用多个微处理器,以程序化的软件形式实现数控功能,因此又称软件数控(Software

      NC)CNC系统是一种位置控制系统,它是根据输入数据插补出理想的运动轨迹,然后输出到执行部件加工出所需要的零件。因此,数控装置主要由输入、处理和输出三个基本部分构成。而所有这些工作都由计算机的系统程序进行合理地组织,使整个系统协调地进行工作。

         1)输入装置 

      将数控指令输入给数控装置,根据程序载体的不同,相应有不同的输入装置。目前主要有键盘输入、磁盘输入、CAD/CAM系统直接通信方式输入和连接上级计算机的DNC(直接数控)输入,现仍有不少系统还保留有光电阅读机的纸带输入形式。

          1)纸带输入方式。可用纸带光电阅读机读入零件程序,直接控制机床运动,也可以将纸带内容读入存储器,用存储器中储存的零件程序控制机床运动。

          2MDI手动数据输入方式。操作者可利用操作面板上的键盘输入加工程序的指令,它适用于比较短的程序。

         在控制装置编辑状态(EDIT)下,用软件输入加工程序,并存入控制装置的存储器中,这种输入方法可重复使用程序。一般手工编程均采用这种方法。

         在具有会话编程功能的数控装置上,可按照显示器上提示的问题,选择不同的菜单,用人机对话的方法,输入有关的尺寸数字,就可自动生成加工程序。

      3)采用DNC直接数控输入方式。把零件程序保存在上级计算机中,CNC系统一边加工一边接收来自计算机的后续程序段。DNC方式多用于采用CAD/CAM软件设计的复杂工件并直接生成零件程序的情况。

      2)信息处理 

      输入装置将加工信息传给CNC单元,编译成计算机能识别的信息,由信息处理部分按照控制程序的规定,逐步存储并进行处理后,通过输出单元发出位置和速度指令给伺服系统和主运动控制部分。CNC系统的输入数据包括:零件的轮廓信息(起点、终点、直线、圆弧等)、加工速度及其他辅助加工信息(如换刀、变速、冷却液开关等)

      ,数据处理的目的是完成插补运算前的准备工作。数据处理程序还包括刀具半径补偿、速度计算及辅助功能的处理等。

          3)输出装置 

      输出装置与伺服机构相联。输出装置根据控制器的命令接受运算器的输出脉冲,并把它送到各坐标的伺服控制系统,经过功率放大,驱动伺服系统,从而控制机床按规定要求运动。

          3.伺服系统和测量反馈系统

      伺服系统是数控机床的重要组成部分,用于实现数控机床的进给伺服控制和主轴伺服控制。伺服系统的作用是把接受来自数控装置的指令信息,经功率放大、整形处理后,转换成机床执行部件的直线位移或角位移运动。由于伺服系统是数控机床的最后环节,其性能将直接影响数控机床的精度和速度等技术指标,因此,对数控机床的伺服驱动装置,要求具有良好的快速反应性能,准确而灵敏地跟踪数控装置发出的数字指令信号,并能忠实地执行来自数控装置的指令,提高系统的动态跟随特性和静态跟踪精度。

      伺服系统包括驱动装置和执行机构两大部分。驱动装置由主轴驱动单元、进给驱动单元和主轴伺服电动机、进给伺服电动机组成。步进电动机、直流伺服电动机和交流伺服电动机是常用的驱动装置。

      测量元件将数控机床各坐标轴的实际位移值检测出来并经反馈系统输入到机床的数控装置中,数控装置对反馈回来的实际位移值与指令值进行比较,并向伺服系统输出达到设定值所需的位移量指令。

          4.机床主体

      机床主机是数控机床的主体。它包括床身、底座、立柱、横梁、滑座、工作台、主轴箱、进给机构、刀架及自动换刀装置等机械部件。它是在数控机床上自动地完成各种切削加工的机械部分。与传统的机床相比,数控机床主体具有如下结构特点:

      1)采用具有高刚度、高抗震性及较小热变形的机床新结构。通常用提高结构系统的静刚度、增加阻尼、调整结构件质量和固有频率等方法来提高机床主机的刚度和抗震性,使机床主体能适应数控机床连续自动地进行切削加工的需要。采取改善机床结构布局、减少发热、控制温升及采用热位移补偿等措施,可减少热变形对机床主机的影响。

          2)广泛采用高性能的主轴伺服驱动和进给伺服驱动装置,使数控机床的传动链缩短,简化了机床机械传动系统的结构。

          3)采用高传动效率、高精度、无间隙的传动装置和运动部件,如滚珠丝杠螺母副、塑料滑动导轨、直线滚动导轨、静压导轨等。

          5.数控机床的辅助装置

      辅助装置是保证充分发挥数控机床功能所必需的配套装置,常用的辅助装置包括:气动、液压装置,排屑装置,冷却、润滑装置,回转工作台和数控分度头,防护,照明等各种辅助装置。

数控加工的基本过程

      数控加工,就是泛指在数控机床上进行零件加工的工艺过程。数控机床是一种用计算机来控制的机床,用来控制机床的计算机,不管是专用计算机、还是通用计算机都统称为数控系统。数控机床的运动和辅助动作均受控于数控系统发出的指令。而数控系统的指令是由程序员根据工件的材质、加工要求、机床的特性和系统所规定的指令格式(数控语言或符号)编制的。所谓编程,就是把被加工零件的工艺过程、工艺参数、运动要求用数字指令形式(数控语言)记录在介质上,并输入数控系统。数控系统根据程序指令向伺服装置和其它功能部件发出运行或终断信息来控制机床的各种运动。当零件的加工程序结束时,机床便会自动停止。任何一种数控机床,在其数控系统中若没有输入程序指令,数控机床就不能工作。

      机床的受控动作大致包括机床的起动、停止;主轴的启停、旋转方向和转速的变换;进给运动的方向、速度、方式;刀具的选择、长度和半径的补偿;刀具的更换,冷却液的开起、关闭等。图4-29是数控机床加工过程框图。从框图中可以看出在数控机床上加工零件所涉及的范围比较广,与相关的配套技术有密切的关系。合格的编程员首先应该是一个很好的工艺员,应熟练地掌握工艺分析、工艺设计和切削用量的选择,能正确地选择刀辅具并提出零件的装夹方案,了解数控机床的性能和特点,熟悉程序编制方法和程序的输入方式。

      数控加工程序编制方法有手工(人工)编程和自动编程之分。手工编程,程序的全部内容是由人工按数控系统所规定的指令格式编写的。自动编程即计算机编程,可分为以语言和绘画为基础的自动编程方法。但是,无论是采用何种自动编程方法,都需要有相应配套的硬件和软件。

      可见,实现数控加工编程是关键。但光有编程是不行的,数控加工还包括编程前必须要做的一系列准备工作及编程后的善后处理工作。一般来说数控加工工艺主要包括的内容如下:

      (1) 选择并确定进行数控加工的零件及内容;

      (2) 对零件图纸进行数控加工的工艺分析;

      (3) 数控加工的工艺设计;

      (4) 对零件图纸的数学处理;

      (5) 编写加工程序单;

      (6) 按程序单制作控制介质;

      (7) 程序的校验与修改;

      (8) 首件试加工与现场问题处理;

      (9) 数控加工工艺文件的定型与归档。

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