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发布时间:2025-08-05 22:06:30 人气:

  第8章现代数控设备随着制造业自动化进程的不断推进,制造业中加工装备数控化的趋势也越米越明显。现代数控设备的范例是机械制造业装备数控化,它是在传统的金属切削机床的基础上,加上数字控制装置而构成,这就是我们都熟悉的传统意义:的数控机床。利用数控机床的加工原理不仅可以进行金属切削加工,也同样可以进行其它类型的加工作业,因此而出现了各种各样的现代数控设备,在制造业自动化的各个领域发挥省极其重要的作用。8.1数控设备基本工作原理所谓数控设各就是采用数字控制( Numcrical Control)装置对机床的运动及其加工过程进行控制的一种自动化加工设各,其技术核心是数字控制(简称NC)技术。数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术,是现代化工业生产中的门新型的,发展十分迅速的高新技术。好博体育官方数控装备是以数控技术为代表的新技术刈传统制造产业和新兴制造业的滲透形成的机电一体化产品,即所谓的数字化装各;其技术范围所覆盖的领域有:机械制造技术;微电子技术;信息处理、加工、传输技术;自动控制技术;伺服驱动技术;检测监控技术、传感器技术;软件技术等。数控技术及装各是发展新兴高技术产业和尖端工业(如信息技术及其产业、生物技术及其产业、航天、航空等国防工业产业)的使能技术和最基本的装各。在提高生产率、降低成本、保证加工质量及改善工人劳动强度等方面,都有突出的优点;特别是在适应机械产品迅速更新換代、小批量、多品种生产方面,各类数控装备是实现先进制造技术的关键。数控机床是采用了数控技术的机床,或者说是装备了数控系统的机床。它是现代数控装备的先驱和典型,下面以数控切削机床为例米介绍数控设备的工作原理。普通金属切削机床加工零件,是操作者依据工程图样的要求,不断改变刀具与工件之间相对运动的参数(位置、速度等),使刀具对工件进行切削加工,最终得到所需要的合格零件。数控机床的加工,足把刀具与工件的运动坐标分割成一些最小的单位量,即最小位移量,或称为脉冲当量6(mm/脉冲),由数控系统按照零件程序的要求,使零件移动若个最小位移量(即控制刀具运动轨迹),从而实现刀具与工件的相对运动,完成对零件加工。当走刀轨迹为直线或圆弧时,数控装置则在线段的起点和终点坐标值之间进行“数据点的密化”,求出一系列中问点的坐标值,然后按中间点的坐标值,向各坐标输出脉冲数,保证加工出需要的直线或有圆弧轮廓。数控装置进行的这种“数据点的密化”称作插补,一般数控装置都具有?基本函数(如自线函数和圆函数)进行插补的功能。对任意曲面零件的加工,必须使刀具运动的轨迹与该曲面完全吻合,才能加工出所需的零件。如图8.1所示,要加工轮廓为任意曲线L的零件,可将曲线,.,Li等线段,设切割Li的时间为ti,当Li0,即把曲线划分的段越小则刀具运动的轨迹就越逼近曲线L,即iml=I在i时间内,刀具在各坐标的位移量为Xi和Yi,则切削轨迹长度为L=+Y进给速度N.+N=公v2x2+Avy当加工直线时,Li的斜率不变,各坐标轴速度分量的比值不变,因此进给速度可保持常量。好博体育官方当加工任意曲线时,Li的斜率不断变化,各坐标轴速度分量的比值也不断变化。只要能连续地自动控制两坐标方向运动速度的比值,便可实现任意曲线零件的加工.。实际上,在数控机床上加工任意曲线L的零件,是由该数控装置所能处理的基本数学函数来逼近的,例如用直线、圆等。好博体育官方自然,逼近误差必须满足零件图样的要求。YXit图8.1数控机床加工原理根据数控加工的工作原理,可以确定数控设备加工的工作过程,如图8.2所示。工程图零件加工程序控制计算机服驱动机床图8.2数控设各加工工作过程8.2数控机床的组成与加工特点8.2.1数控机床组成结构数控机床一般由控制介质、数控装置、伺服系统、测量反馈装置和机床主机组成,图8.所示为南京四开公同生产的高速数控雖铣机床的实物照片。1.控制介质数控机床加工时,所需的各种控制信息要靠某种中间载体携带和传输,这种载体称作“控制介质”。控制介质是存储数控加工所需要的全部动作和刀其相对于工件位置信息的媒介物,它记载着零件的加工程序。好博体育官方早期的控制介质有多种,如穿孔带、穿孔卡、磁带及磁盘等。日前主流的数控机床都采川计算机数控技术,所以控制介质都以数据文件的形式出现。一些大型的设计软什可以白接生成数控加工数据文件,并通过通信接口白接输入到数控系统。采用何种控制介质则取决于数控装置的类型。Suo图8.3高速数控雕铣机床2.数控装置数控装置是数控机床的核心,是高技术密集型产品。它集成了微电子技术、信息技术、自动控制技术、驱动技术、监控检测找术、软件工程技术和机械加工工艺知识。数控札床正是在它的控制下,按照给定的程序自动地对机械零件进行加工。自20世纪50年代数控机床问世以来,数控装置已由NC发展到CNC( Computer Numerical control,计算机数控)。特别是微处理机和微型计算机在数控装置上成功地应川后,使计算机数控裝聲的性能和可靠性不断提高,成木不断下降,其高性能价格比促进了数控机床的迅速发展。CNC装置由硬件和软件组成。CNC的硬件为一专用计算机,由软件来实现部分或全部数控功能,通过改变软件很容易更改或扩展其功能。CNC硬件结构如图8.4所示。CPU工艺数据加工程序及EPROM接?数据MIDFCRTRAM接口MDICRI输入接口进给电机速度控位置控制制单元M输出接口位置检测器图8.4CNC硬件结构CNC装置的基本工作有:输入、译码、刀具补偿、进给速度处理、插补、位置控制、O处理、显示和诊断等,它具备的主要功能如下:

  随着制造业自动化进程的不断推进,制造业中加工装备数控化的趋势也越米越明显。现

  代数控设备的范例是机械制造业装备数控化,它是在传统的金属切削机床的基础上,加上数

  字控制装置而构成,这就是我们都熟悉的传统意义:的数控机床。利用数控机床的加工原理

  不仅可以进行金属切削加工,也同样可以进行其它类型的加工作业,因此而出现了各种各样

  所谓数控设各就是采用数字控制( Numcrical Control)装置对机床的运动及其加工过

  数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术,是现代化工业生产中的

  门新型的,发展十分迅速的高新技术。数控装备是以数控技术为代表的新技术刈传统制造

  产业和新兴制造业的滲透形成的机电一体化产品,即所谓的数字化装各;其技术范围所覆盖

  的领域有:机械制造技术;微电子技术;信息处理、加工、传输技术;自动控制技术;伺服

  驱动技术;检测监控技术、传感器技术;软件技术等。数控技术及装各是发展新兴高技术产

  业和尖端工业(如信息技术及其产业、生物技术及其产业、航天、航空等国防工业产业)的

  使能技术和最基本的装各。在提高生产率、降低成本、保证加工质量及改善工人劳动强度等

  方面,都有突出的优点;特别是在适应机械产品迅速更新換代、小批量、多品种生产方面,

  数控机床是采用了数控技术的机床,或者说是装备了数控系统的机床。它是现代数控装

  普通金属切削机床加工零件,是操作者依据工程图样的要求,不断改变刀具与工件之间

  相对运动的参数(位置、速度等),使刀具对工件进行切削加工,最终得到所需要的合格零

  件。数控机床的加工,足把刀具与工件的运动坐标分割成一些最小的单位量,即最小位移量,

  或称为脉冲当量6(mm/脉冲),由数控系统按照零件程序的要求,使零件移动若个最小

  位移量(即控制刀具运动轨迹),从而实现刀具与工件的相对运动,完成对零件加工。

  当走刀轨迹为直线或圆弧时,数控装置则在线段的起点和终点坐标值之间进行“数据点

  的密化”,求出一系列中问点的坐标值,然后按中间点的坐标值,向各坐标输出脉冲数,保

  数控装置进行的这种“数据点的密化”称作插补,一般数控装置都具有?基本函数(如

  自线函数和圆函数)进行插补的功能。对任意曲面零件的加工,必须使刀具运动的轨迹与该

  ,.,△Li等线段,设切割△Li的时间为△ti,当△Li→0,即把曲线划分的段越小

  当加工直线时,△Li的斜率不变,各坐标轴速度分量的比值不变,因此进给速度可保

  持常量。好博体育官方当加工任意曲线时,△Li的斜率不断变化,各坐标轴速度分量的比值也不断变化。

  只要能连续地自动控制两坐标方向运动速度的比值,便可实现任意曲线零件的加工.。实际上,

  在数控机床上加工任意曲线L的零件,是由该数控装置所能处理的基本数学函数来逼近的,

  根据数控加工的工作原理,可以确定数控设备加工的工作过程,如图8.2所示。

  数控机床一般由控制介质、数控装置、伺服系统、测量反馈装置和机床主机组成,图8.

  数控机床加工时,所需的各种控制信息要靠某种中间载体携带和传输,这种载体称作“控

  制介质”。控制介质是存储数控加工所需要的全部动作和刀其相对于工件位置信息的媒介物,

  它记载着零件的加工程序。早期的控制介质有多种,如穿孔带、穿孔卡、磁带及磁盘等。日

  前主流的数控机床都采川计算机数控技术,所以控制介质都以数据文件的形式出现。一些大

  型的设计软什可以白接生成数控加工数据文件,并通过通信接口白接输入到数控系统。采用

  数控装置是数控机床的核心,是高技术密集型产品。它集成了微电子技术、信息技术、

  自动控制技术、驱动技术、监控检测找术、软件工程技术和机械加工工艺知识。数控札床正

  是在它的控制下,按照给定的程序自动地对机械零件进行加工。自20世纪50年代数控机床

  别是微处理机和微型计算机在数控装置上成功地应川后,使计算机数控裝聲的性能和可靠性

  CNC装置由硬件和软件组成。CNC的硬件为一专用计算机,由软件来实现部分或全部

  数控功能,通过改变软件很容易更改或扩展其功能。CNC硬件结构如图8.4所示。

  CNC装置的基本工作有:输入、译码、刀具补偿、进给速度处理、插补、位置控制、

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