【2017年整理】机床数控技术及组成

《【2017年整理】机床数控技术及组成》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【2017年整理】机床数控技术及组成（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、机 床 数 控 技 术 及 组 成机 床 的 数 控 技 术 包 括 机 床 、 数 控 系 统 和 外 围 技 术 ， 其 组 成 见 表 1-1。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 （ 见 图 1-3） 。 现 对 各 组 成 部 分 简 介 如 下 ：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

2、要 的 全 部 动 作 和 刀 具 相 对 于 工 件 位 置 信 息 的 媒 介 物 ， 它 记 载 着零 件 的 加 工 程 序 。控 制 介 质 有 多 种 ， 如 穿 孔 带 、 穿 孔 卡 、 磁 带 及 磁 盘 等 ， 也 可 通 过通 信 接 口 直 接 输 入 所 需 各 种 信 息 ， 采 用 何 种 控 制 介 质 则 取 决 于 数控 装 置 的 类 型 。常 用 的 控 制 介 质 是 八 单 位 标 准 穿 孔 带 。 如 图 1-4 所 示 ， 每 一行 可 有 9 个 孔 ， 其 中 8 个 1.33mm 的 孔 为 信 息 孔 ， 一 个 1.17mm的 孔 为

3、 同 步 孔 。 穿 孔 带 上 的 孔 与 二 进 制 的 数 字 “1”和 “0”相对 应 。 每 一 行 都 由 孔 和 非 孔 按 有 关 标 准 表 示 一 个 代 码 。 所 谓 信 息 ， 就是 被 称 作 代 码 的 阿 拉 伯 数 字 、 文 字 和 符 号 等 。国 际 上 采 用 的 八 单 位 穿 孔 带 有 两 种 标 准 代 码 ， 一 种 是EIA（ 美 国 电 子 工 业 协 会 ） 代 码 ， 另 一 种 是 ISO（ 国 际 标 准 化 组织 ） 代 码 （ 见 表 1-2） 。 ISO 为 补 偶 代 码 ， 其 第 八 列 为 补 偶 列 ， 即每 行

4、孔 的 个 数 必 然 是 偶 数 个 ， 若 为 奇 数 个 ， 则 在 第 八 列 补 一 个 孔 凑 成偶 数 个 。 其 余 七 列 为 编 码 列 ， 所 以 可 表 示 个 不 同 的 二 进 制信 息 。 而 EIA 为 补 奇 代 码 ， 第 五 列 为 补 奇 列 。 目 前 ， 国 际 上 趋 向 采 用 ISO 编 码 ， 1982 年 4 月 28 日 ， 我 国第 一 机 械 工 业 部 发 布 了 数 字 控 制 机 床 用 七 单 位 编 号 字 符 部 颁标 准 JB3050-82， 它 与 ISO 标 准 相 同 ， 见 表 1-3。 尽 管 穿 孔 纸 带

5、趋 于 淘 汰 ， 但 是 规 定 的 标 准 信 息 代 码 仍 是 数 控 程 序编 制 和 制 备 控 制 介 质 唯 一 遵 守 的 标 准 。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 技 术 、软 件 工 程 技 术 和 机 械 加 工 工 艺 知 识 。 数 控 机 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

6、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 用 后 ， 使 计 算 机 数 控 装 置 的性 能 和 可 靠 性 不 断 提 高 ， 成 本 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

7、 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 。 其 硬 件 结 构 如 图 1-5 所 示 ， 软 件 结 构 如 图 1-6 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 、 I/O 处 理 、 显 示 和 诊 断 等 ， 它 具 备 的 主 要 功 能 如下 ：（ 1） 多 坐 标 控 制 （ 多 轴 联 动 ） ； （ 2） 实 现 多 种 函 数 的 插 补 （ 直 线 、 圆 弧 、 抛 物 线 等 ） ；（ 3） 多

8、 种 程 序 输 入 （ 入 机 对 话 、 手 动 数 据 输 入 ， 由 上 级 计 算 机 及 其 他计 算 机 输 入 设 备 的 接 口 输 入 ） ， 以 及 编 辑 和 修 改 ；（ 4） 信 息 转 换 （ EIA/ISO 代 码 转 换 ， 英 制 /米 制 转 换 ， 坐 标 转 换 ，绝 对 值 /增 量 值 转 换 ， 计 数 制 转 换 等 ） ； （ 5） 补 偿 （ 刀 具 半 径 补 偿 ， 刀 具 长 度 补 偿 ， 传 动 间 隙 补 偿 ， 螺 距 误 差补 偿 等 ） ；（ 6） 多 种 加 工 方 式 选 择 （ 可 实 现 各 种 加 工 循 环 ，

9、 重 复 加 工 ， 凹 凸 面 加工 和 镜 像 加 工 等 ） ；（ 7） 故 障 自 诊 断 ；（ 8） 显 示 ， 用 CRT 可 显 示 字 符 、 轨 迹 、 平 面 图 形 和 动 态 三 维 图 形 ；（ 9） 通 信 和 联 网 。3、 伺 服 系 统机 床 伺 服 系 统 是 数 控 装 置 与 机 床 的 联 接 环 节 ， 它 是 以 机 床 移 动 部件 （ 工 作 台 ） 的 位 置 和 速 度 作 为 控 制 量 的 自 动 控 制 系 统 ， 用 来 接 受 数控 装 置 （ 或 计 算 机 ） 插 补 生 成 的 进 给 脉 冲 或 进 给 位 移 量 ， 驱

10、 动 机 床 执行 机 构 运 动 。 它 包 括 主 轴 驱 动 单 元 （ 主 要 是 速 度 控 制 ） 、 进 给 驱 动 单元 （ 主 要 是 速 度 控 制 和 位 置 控 制 ） 、 主 轴 电 机 和 进 给 电 机 等 。 一 般 来说 ， 数 控 机 床 的 伺 服 系 统 要 求 有 良 好 的 快 速 响 应 性 能 ， 进 给 速 度 范 围要 大 ， 灵 敏 而 准 确 地 跟 踪 指 令 功 能 和 转 速 ， 在 较 大 范 围 内 有 良 好的 工 作 稳 定 性 。 现 在 常 用 的 是 直 流 伺 服 系 统 和 交 流 伺 服 系 统 ， 且 交 流伺

11、 服 系 统 正 在 取 代 直 流 伺 服 系 统 。4、 测 量 反 馈 装 置该 装 置 可 以 包 括 在 伺 服 系 统 中 。 它 由 检 测 元 件 和 相 应 的 电 路 组 成 ，其 作 用 主 要 是 检 测 速 度 和 位 移 ， 并 将 信 息 反 馈 回 控 制 系 统 ， 构 成 闭 环控 制 。 无 测 量 反 馈 装 置 的 系 统 称 为 开 环 系 统 。 常 用 的 测 量 元 件 有脉 冲 编 码 器 、 旋 转 变 压 器 、 感 应 同 步 器 、 光 栅 、 磁 尺 及 激 光 位 移 检 测系 统 等 。5、 机 床 主 机主 机 是 数 控 机

12、 床 的 主 体 ， 包 括 床 身 、 箱 体 、 导 轨 、 主 轴 、 进 给 机构 等 机 械 部 件 。 数 控 机 床 主 机 的 结 构 有 下 面 几 个 特 点 ：（ 1） 由 于 采 用 了 高 性 能 的 主 轴 及 进 给 伺 服 驱 动 装 置 ， 简 化 了 数 控 机 床的 机 械 传 动 结 构 ， 传 动 链 较 短 ；（ 2） 数 控 机 床 的 机 械 结 构 具 有 较 高 的 动 态 特 性 ， 动 态 刚 度 、 阻 尼 精 度 、耐 磨 性 以 及 抗 热 变 形 性 能 ， 适 应 连 续 自 动 化 加 工 ；（ 3） 较 多 地 采 用 高 效 传 动 件 ， 如 滚 珠 丝 杠 副 、 直 线 滚 动 导 轨 、 静压 导 轨 等 。 此 外 ， 为 保 证 数 控 机 床 功 能 的 充 分 发 挥 ， 还 有 一 些 配 套部 件 （ 如 冷 却 、 排 屑 、 防 护 、 润 滑 、 照 明 、 储 运 等 一 系 列 装 置 ） 和 附属 设 备 （ 程 编 机 和 对 刀 仪 等 等 ） 。