数控机床的组成及基工作原理.docVIP

1．2 数控机床的组成及基本工作原理 一、数控机床组成 数控机床由：程序、输人/输出装置、CNC单元、伺服系统、位置反馈系统、机床本体组成。 1、程序的存储介质，又称程序载体 穿孔纸带（过时、淘汰）； 盒式磁带（过时、淘汰）； 软盘、磁盘、U盘； 通信。 2、输人/输出装置 对于穿孔纸带，配用光电阅读机；（过时、淘汰）； 对于盒式磁带，配用录放机；（过时、淘汰）； 对于软磁盘，配用软盘驱动器和驱动卡； 现代数控机床，还可以通过手动方式(MDI方式)； DNC网络通讯、RS232串口通讯。 3、CNC单元 CNC单元是数控机床的核心，CNC单元由信息的输入、处理和输出三个部分组成。 CNC单元接受数字化信息，经过数控装置的控制软件和逻辑电路进行译码、插补、逻辑处理后，将各种指令信息输出给伺服系统，伺服系统驱动执行部件作进给运动。其它的还有主运动部件的变速、换向和启停信号；选择和交换刀具的刀具指令信号，冷却、润滑的启停、工件和机床部件松开、夹紧、分度台转位等辅助指令信号等。 准备功能：G00,G01,G02,G03, 辅助功能：M03，M04 刀具、进给速度、主轴：T，F，S 4、伺服系统 由驱动器、驱动电机组成，并与机床上的执行部件和机械传动部件组成数控机床的进给系统。它的作用是把来自数控装置的脉冲信号转换成机床移动部件的运动。对于步进电机来说，每一个脉冲信号使电机转过一个角度，进而带动机床移动部件移动一个微小距离。每个进给运动的执行部件都有相应的伺服驱动系统，整个机床的性能主要取决于伺服系统。如三轴联动的机床就有三套驱动系统。 脉冲当量：每一个脉冲信号使机床移动部件移动的位移量。常用的脉冲当量为0.001mm/脉冲。 5、位置反馈系统（检测反馈系统） 伺服电动机的转角位移的反馈、数控机床执行机构(工作台)的位移反馈。包括光栅、旋转编码器、激光测距仪、磁栅等。（作业：让同学们网上查找反馈元件，下节课用5分钟自述所查内容） 反馈装置把检测结果转化为电信号反馈给数控装置，通过比较，计算实际位置与指令位置之间的偏差，并发出偏差指令控制执行部件的进给运动。 反馈系统包括半闭环、闭环两种系统。 6、机床的机械部件 主运动部件 进给部件（工作台、刀架） 基础支承件（床身、立柱等） 辅助部分，如液压、气动、冷却和润滑部分等 储备刀具的刀库，自动换刀装置(ATC) 对于加工中心类的数控机床，还有存放刀具的刀库、交换刀具的机械手等部件，数控机床机械部件的组成与普通机床相似，但传动结构要求更为简单，在精度、刚度、抗震性等方面要求更高，而且其传动和变速系统更便于实现自动化扩展。 二、工作步骤（合上书，闭眼想1分钟） 在数控机床上加工零件要经过以下的步骤： （1)准备阶段　　根据加工零件的图纸，确定有关加工数据（刀具轨迹坐标点、加工的切削用量、刀具尺寸信息等）。根据工艺方案、选用的夹具、刀具的类型等选择有关其他辅助信息。（2）编程阶段 　　根据加工工艺信息，用机床数控系统能识别的语言编写数控加工程序（对加工工艺过程的描述），并填写程序单。 （3）准备信息载体 　　根据已编好的程序单，将程序存放在信息载体（穿孔带、磁带、磁盘等）上，通过信息载体将全部加工信息传给数控系统。若数控加工机床与计算机联网时，可直接将信息载入数控系统。 （4）加工阶段 　　当执行程序时，机床数控系统（CNC）将加工程序语句译码、运算，转换成驱动各运动部件的动作指令，在系统的统一协调下驱动各运动部件的适时运动，自动完成对工件的加工。 　 金坛四海电机（步进电机及驱动器） 1．3 数控机床的分类及应用范围 数控机床的品种很多，根据其控制原理、功能和组成，可以从几个不同的角度进行分类： 一、按工艺用途分类： 数控机床是从普通机床的基础上发展起来的，各种类型的数控机床基本上起源于同类型的普通机床，按工艺用途分为： 1)数控车床（NC Lathe） 2)数控铣床（NC Milling Machine） 3)加工中心（Machine Center） 4)数控钻床（NC Drilling Machine） 5)数控镗床（NC Boring Machine） 6)数控平面磨床（NC Surface Grinding Machine） 7)数控外圆磨床（NC External Grinding Machine） 8)数控轮廓磨床（NC Contour Grinding Machine） 9)数控坐标