数控机床是装有程序控制系统的自动机床。控制系统可以用控制代码或其他符号指令对程序进行逻辑处理并解码,使机床操作数控折弯机,加工零件。
数控机床的机体与传统机床相似,由主轴传动、进给传动、床身、工作台、辅助运动装置、液压气动系统、润滑系统、冷却装置等组成。但是,数控机床的总体布局、外观、传动系统、刀具系统结构和操作机构都发生了很大的变化。这种改变的目的是为了满足数控机床的要求,充分发挥其特点。
(1)、数控单元
数控单元是数控机床的核心。CNC单元由三部分组成:信息输入、处理和输出。CNC单元接收数字化的信息,经数控装置的控制软件和逻辑电路解码、插补和逻辑处理后,输出各种指令信息给伺服系统,伺服系统驱动执行机构作进给运动。
(2)输入/输出设备
输入设备将各种加工信息传送给计算机的外部设备。数控机床早期的输入设备是穿孔纸带,现在已经被淘汰,后来发展到盒式磁带,再发展到键盘、磁盘等便携式硬件,极大地方便了信息输入。现在DNC网络通讯常用串行通讯进行输入。
输出是指内部工作参数的输出(包括机床正常和理想工作状态下的原始参数、故障诊断参数等。).一般在机床刚工作时,需要输出这些参数以备记录。工作一段时间后,将输出与原始数据进行比较,有助于判断机床工作是否正常。
(3)伺服单元伺服单元由驱动器和驱动电机组成,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。它的作用是将来自数控装置的脉冲信号转换成机床运动部件的运动。对于步进电机,每个脉冲信号使电机转动一个角度,然后驱动机床的运动部件移动微小的距离。进给运动的每个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。
(4)驱动装置。驱动装置将放大后的指令信号转变为机械运动,通过简单的机械连接部件驱动机床,使工作台按照规定的轨迹精确定位或作严格的相对运动,最终加工出图纸要求的零件。对应伺服单元,驱动装置有步进电机、DC伺服电机、交流伺服电机等。伺服单元和驱动装置可以统称为伺服驱动系统,是机床的动力装置。数控设备的指令是由伺服驱动系统实现的,所以伺服驱动系统是数控机床的重要组成部分。
(5)可编程控制器
可编程控制器(PC)是一种基于微处理器的通用自动控制装置,是专门为工业环境应用而设计的。这种设备最初是为了解决生产设备的逻辑和开关控制而开发的,所以称为可编程逻辑控制器(PLC)。当PLC用于控制机床的顺序动作时,也可称为可编程机床控制器(PMC)。PLC已经成为数控机床不可缺少的控制设备。配合数控PLC完成数控机床的控制。
(6)测量反馈装置
测量设备也称为反馈元件,包括光栅、旋转编码器、激光测距仪、磁栅等。通常安装在机床的工作台或丝杠上,将机床工作台的实际位移量转换成电信号反馈给数控装置,数控装置通过与指令值比较产生误差信号,控制机床向消除误差的方向运动。
操作原理
使用数控机床时,首先要将被加工零件图纸的几何信息和工艺信息以规定的代码和格式写入加工程序;然后将加工程序输入数控装置,根据程序的要求,经过数控系统的信息处理和分配,使坐标移动若干个最小位移,从而实现刀具与工件的相对运动,完成零件的加工。
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