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數(shù)控加工的基本原理是什么?

來源:   發(fā)布時間:2018-09-21   點擊量:2010

一、程序編制及程序載體 數(shù)控程序是數(shù)控機(jī)床自動加工零件的工作指令。在對加工零件進(jìn)行工藝分析的基礎(chǔ)上,確定零件坐標(biāo)系在機(jī)床坐標(biāo)系上的相對位置,即零件在機(jī)床上的安裝位置;刀具與零件相對運動的尺寸參數(shù);零件加工的工藝路線、切削加工的工藝參數(shù)以及輔助裝置的動作等。得到零件的所有運動、尺寸、工藝參數(shù)等加工信息后,用由文字、數(shù)字和符號組成的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控代碼,按規(guī)定的方法和格式,編制零件加工的數(shù)控程序單。編制程序的工作可由人工進(jìn)行;對于形狀復(fù)雜的零件,則要在專用的編程機(jī)或通用計算機(jī)上進(jìn)行自動編程(APT)或CAD/CAM設(shè)計。 編好的數(shù)控程序,存放在便于輸入到數(shù)控裝置的一種存儲載體上,它可以是穿孔紙帶、磁帶和磁盤等,采用哪一種存儲載體,取決于數(shù)控裝置的設(shè)計類型。

二、輸入裝置 輸入裝置的作用是將程序載體(信息載體)上的數(shù)控代碼傳遞并存入數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)。根據(jù)控制存儲介質(zhì)的不同,輸入裝置可以是光電閱讀機(jī)、磁帶機(jī)或軟盤驅(qū)動器等。數(shù)控機(jī)床加工程序也可通過鍵盤用手工方式直接輸入數(shù)控系統(tǒng);數(shù)控加工程序還可由編程計算機(jī)用RS232C或采用網(wǎng)絡(luò)通信方式傳送到數(shù)控系統(tǒng)中。 零件加工程序輸入過程有兩種不同的方式:一種是邊讀入邊加工(數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)存較小時),另一種是一次將零件加工程序全部讀入數(shù)控裝置內(nèi)部的存儲器,加工時再從內(nèi)部存儲器中逐段逐段調(diào)出進(jìn)行加工。

三、數(shù)控裝置 數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的核心。數(shù)控裝置從內(nèi)部存儲器中取出或接受輸入裝置送來的一段或幾段數(shù)控加工程序,經(jīng)過數(shù)控裝置的邏輯電路或系統(tǒng)軟件進(jìn)行編譯、運算和邏輯處理后,輸出各種控制信息和指令,控制機(jī)床各部分的工作,使其進(jìn)行規(guī)定的有序運動和動作。 零件的輪廓圖形往往由直線、圓弧或其他非圓弧曲線組成,刀具在加工過程中必須按零件形狀和尺寸的要求進(jìn)行運動,即按圖形軌跡移動。但輸入的零件加工程序只能是各線段軌跡的起點和終點坐標(biāo)值等數(shù)據(jù),不能滿足要求,因此要進(jìn)行軌跡插補(bǔ),也就是在線段的起點和終點坐標(biāo)值之間進(jìn)行“數(shù)據(jù)點的密化”,求出一系列中間點的坐標(biāo)值,并向相應(yīng)坐標(biāo)輸出脈沖信號,控制各坐標(biāo)軸(即進(jìn)給運動的各執(zhí)行元件)的進(jìn)給速度、進(jìn)給方向和進(jìn)給位移量等。

四、驅(qū)動裝置和位置檢測裝置 驅(qū)動裝置接受來自數(shù)控裝置的指令信息,經(jīng)功率放大后,嚴(yán)格按照指令信息的要求驅(qū)動機(jī)床移動部件,以加工出符合圖樣要求的零件。因此,它的伺服精度和動態(tài)響應(yīng)性能是影響數(shù)控機(jī)床加工精度、表面質(zhì)量和生產(chǎn)率的重要因素之一。驅(qū)動裝置包括控制器(含功率放大器)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩大部分。目前大都采用直流或交流伺服電動機(jī)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 位置檢測裝置將數(shù)控機(jī)床各坐標(biāo)軸的實際位移量檢測出來,經(jīng)反饋系統(tǒng)輸入到機(jī)床的數(shù)控裝置之后,數(shù)控裝置將反饋回來的實際位移量值與設(shè)定值進(jìn)行比較,控制驅(qū)動裝置按照指令設(shè)定值運動。

五、輔助控制裝置 輔助控制裝置的主要作用是接收數(shù)控裝置輸出的開關(guān)量指令信號,經(jīng)過編譯、邏輯判別和運動,再經(jīng)功率放大后驅(qū)動相應(yīng)的電器,帶動機(jī)床的機(jī)械、液壓、氣動等輔助裝置完成指令規(guī)定的開關(guān)量動作。這些控制包括主軸運動部件的變速、換向和啟停指令,刀具的選擇和交換指令,冷卻、潤滑裝置的啟動停止,工件和機(jī)床部件的松開、夾緊,分度工作臺轉(zhuǎn)位分度等開關(guān)輔助動作。 由于可編程邏輯控制器(PLC)具有響應(yīng)快,性能可靠,易于使用、編程和修改程序并可直接啟動機(jī)床開關(guān)等特點,現(xiàn)已廣泛用作數(shù)控機(jī)床的輔助控制裝置。

六、機(jī)床本體 數(shù)控機(jī)床的機(jī)床本體與傳統(tǒng)機(jī)床相似,由主軸傳動裝置、進(jìn)給傳動裝置、床身、工作臺以及輔助運動裝置、液壓氣動系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻裝置等組成。但數(shù)控機(jī)床在整體布局、外觀造型、傳動系統(tǒng)、刀具系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及操作機(jī)構(gòu)等方面都已發(fā)生了很大的變化。這種變化的目的是為了滿足數(shù)控機(jī)床的要求和充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床。

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