㈠ 數控機床自動換刀裝置的分類和特點及具體應用
數控機床自動換來刀裝置分為轉塔自式和刀庫式
轉塔式分為回轉刀架和轉塔頭
刀庫式分為刀庫與主軸之間直接換刀、用機械手配合刀庫進行換刀和(用機械手、運輸裝置配合刀庫進行換刀)三種
回轉刀架多為順序換刀,換刀時間短,結構緊湊,容納刀具較少 用於數控車床、數控車削中心機床
其它的太多了我打字太慢請諒解~~
㈡ FANUC數控系統的原理是什麼
數控系統是數字控制系統的簡稱,根據計算機存儲器中存儲的控製程序,執行部分或全部數值控制功能,並配有介面電路和伺服驅動裝置的專用計算機系統。計算機數控(CNC)系統是用計算機控制加工功能,實現數值控制的系統。CNC系統根據計算機存儲器中存儲的控製程序,執行部分或全部數值控制功能,並配有介面電路和伺服驅動裝置的專用計算機系統。CNC系統由數控程序、輸入裝置、輸出裝置、計算機數控裝置(CNC裝置)、可編程邏輯控制器(PLC)、主軸驅動裝置和進給(伺服)驅動裝置(包括檢測裝置)等組成。CNC系統的核心是CNC裝置。由於使用了計算機,系統具有了軟體功能,又用PLC代替了傳統的機床電器邏輯控制裝置,使系統更小巧,其靈活性、通用性、可靠性更好,易於實現復雜的數控功能,使用、維護也方便,並具有與上位機連接及進行遠程通信的功能。基本構成目前世界上的數控系統種類繁多,形式各異,組成結構上都有各自的特點。這些結構特點來源於系統初始設計的基本要求和工程設計的思路。例如對點位控制系統和連續軌跡控制系統就有截然不同的要求。對於T系統和M系統,同樣也有很大的區別,前者適用於回轉體零件加工,後者適合於異形非回轉體的零件加工。對於不同的生產廠家來說,基於歷史發展因素以及各自因地而異的復雜因素的影響,在設計思想上也可能各有千秋,使之有利於系統工作的可靠性,促使系統的平均無故障率不斷提高。
數控系統的基本原理和構成都是十分相似。
數控系統一般整個數控系統由三大部分組成,即控制系統,伺服系統和位置測量系統。
控制系統按加工工件程序進行插補運算,發出控制指令到伺服驅動系統;伺服驅動系統將控制指令放大,由伺服電機驅動機械按要求運動;測量系統檢測機械的運動位置或速度,並反饋到控制系統,來修正控制指令。這三部分有機結合,組成完整的閉環控制的數控系統。
控制系統主要由匯流排、CPU、電源、存貯器、操作面板和顯示屏、位控單元、可編程序控制器邏輯控制單元以及數據輸入/輸出介面等組成。還包括一個通訊單元,它可完成CNC、PLC的內部數據通訊和外部高次網路的連接。
伺服驅動系統主要包括伺服驅動裝置和電機。位置測量系統主要是採用長光柵或圓光柵的增量式位移編碼器。
硬體結構:數控系統的硬體由數控裝置、輸入/輸出裝置、驅動裝置和機床電器邏輯控制裝置等組成,這四部分之間通過I/O介面互連。數控裝置是數控系統的核心,其軟體和硬體來控制各種數控功能的實現。數控裝置的硬體結構按CNC裝置中的印製電路板的插接方式可以分為大板結構和功能模塊(小板)結構;按CNC裝置硬體的製造方式,可以分為專用型結構和個人計算機式結構;按CNC裝置中微處理器的個數可以分為單微處理器結構和多微處理器結構。
(1)大板結構和功能模板結構 數控系統
1)大板結構 大板結構CNC系統的CNC裝置由主電路板、位置控制板、PC板、圖形控制板、附加I/O板和電源單元等組成。主電路板是大印製電路版,其它電路板是小板,插在大印製電路板上的插槽內。這種結構類似於微型計算機的結構。
2)功能模塊結構
(2)單微處理器結構和多微處理器結構 1)單微處理器結構 在單微處理器結構中,只有一個微處理器,以集中控制、分時處理數控裝置的各個任務。 2)多微處理器結構 隨著數控系統功能的增加、數控機床的加工速度的提高,單微處理器數控系統已不能滿足要求,因此,許多數控系統採用了多微處理器的結構。若在一個數控系統中有兩個或兩個以上的微處理器,每個微處理器通過數據匯流排或通信方式進行連接,共享系統的公用存儲器與I/O介面,每個微處理器分擔系統的一部分工作,這就是多微處理器系統。
軟體結構:CNC軟體分為應用軟體和系統軟體。CNC系統軟體是為實現CNC系統各項功能所編制的專用軟體,也叫控制軟體,存放在計算機EPROM內存中。各種CNC系統的功能設置和控制方案各不相同,它們的系統軟體在結構上和規模上差別很大,但是一般都包括輸入數據處理程序、插補運算程序、速度控製程序、管理程序和診斷程序。
(1)輸入數據處理程序:它接收輸入的零件加工程序,將標准代碼表示的加工指令和數據進行解碼、數據處理,並按規定的格式存放。有的系統還要進行補償計算,或為插補運算和速度控制等進行預計算。通常,輸入數據處理程序包括輸入、解碼和數據處理三項內容。
(2)插補計算程序:CNC系統根據工件加工程序中提供的數據,如曲線的種類、起點、終點等進行運算。根據運算結果,分別向各坐標軸發出進給脈沖。這個過程稱為插補運算。進給脈沖通過伺服系統驅動工作台或刀具作相應的運動,完成程序規定的加工任務。CNC系統是一邊插補進行運算,一邊進行加工,是一種典型的實時控制方式,所以,插補運算的快慢直接影響機床的進給速度,因此應該盡可能地縮短運算時間,這是編制插補運算程序的關鍵。
(3)速度控製程序:速度控製程序根據給定的速度值控制插補運算的頻率,以保預定的進給速度。在速度變化較大時,需要進行自動加減速控制,以避免因速度突變而造成驅動系統失步。 (4)管理程序:管理程序負責對數據輸入、數據處理、插補運算等為加工過程服務的各種程序進行調度管理。管理程序還要對面板命令、時鍾信號、故障信號等引起的中斷進行處理。
(5)診斷程序 :診斷程序的功能是在程序運行中及時發現系統的故障,並指出故障的類型。也可以在運行前或故障發生後,檢查系統各主要部件(CPU、存儲器、介面、開關、伺服系統等)的功能是否正常,並指出發生故障的部位。
基本分類運動軌跡分類:
(1)點位控制數控系統 :
數控系統控制工具相對工件從某一加工點移到另一個加工點之間的精確坐標位置,而對於點與點之間移動的軌跡不進行控制,且移動過程中不作任何加工。這一類系統的設備有數控鑽床、數控坐標鏜床和數控沖床等。
(2)直線控制數控系統 :不僅要控制點與點的精確位置,還要控制兩點之間的工具移動軌跡是一條直線,且在移動中工具能以給定的進給速度進行加工,其輔助功能要求也比點位控制數控系統多,如它可能被要求具有主軸轉數控制、進給速度控制和刀具自動交換等功能。此類控制方式的設備主要有簡易數控車床、數控鏜銑床等。
(3)輪廓控制數控系統 :這類系統能夠對兩個或兩個以上坐標方向進行嚴格控制,即不僅控制每個坐標的行程位置,同時還控制每個坐標的運動速度。各坐標的運動按規定的比例關系相互配合,精確地協調起來連續進行加工,以形成所需要的直線、斜線或曲線、曲面。採用此類控制方式的設備有數控車床、銑床、加工中心、電加工機床和特種加工機床等。
伺服系統分類;
按照伺服系統的控制方式,可以把數控系統分為以下幾類:
(1)開環控制數控系統 :這類數控系統不帶檢測裝置,也無反饋電路,以步進電動機為驅動元件。CNC裝置輸出的指令進給脈沖經驅動電路進行功率放大,轉換為控制步進電動機各定子繞組依此通電/斷電的電流脈沖信號,驅動步進電動機轉動,再經機床傳動機構(齒輪箱,絲杠等)帶動工作台移動。這種方式控制簡單,價格比較低廉,被廣泛應用於經濟型數控系統中。 (2)半閉環控制數控系統 :位置檢測元件被安裝在電動機軸端或絲杠軸端,通過角位移的測量間接計算出機床工作台的實際運行位置(直線位移),並將其與CNC裝置計算出的指令位置(或位移)相比較,用差值進行控制,其控制框圖如圖4所示。由於閉環的環路內不包括絲杠、螺母副及機床工作台這些大慣性環節,由這些環節造成的誤差不能由環路所矯正,其控制精度不如閉環控制數控系統,但其調試方便,可以獲得比較穩定的控制特性,因此在實際應用中,這種方式被廣泛採用。
(3)全閉環控制數控系統 :位置檢測裝置安裝在機床工作台上,用以檢測機床工作台的實際運行位置(直線位移),並將其與CNC裝置計算出的指令位置(或位移)相比較,用差值進行控制。這類控制方式的位置控制精度很高,但由於它將絲杠、螺母副及機床工作台這些大慣性環節放在閉環內,調試時,其系統穩定狀態很難達到。
功能水平分類:
(1)經濟型數控系統 :又稱簡易數控系統,通常僅能滿足一般精度要求的加工,能加工形狀較簡單的直線、斜線、圓弧及帶螺紋類的零件,採用的微機系統為單板機或單片機系統,如:經濟型數控線切割機床,數控鑽床,數控車床,數控銑床及數控磨床等。
(2)普及型數控系統 :通常稱之為全功能數控系統,這類數控系統功能較多,但不追求過多,以實用為准。
(3)高檔型數控系統 :指加工復雜形狀工件的多軸控制數控系統,且其工序集中、自動化程度高、功能強、具有高度柔性。用於具有5軸以上的數控銑床,大、中型數控機床、五面加工中心,車削中心和柔性加工單元等。
工作流程:
1、輸入:零件程序及控制參數、補償量等數據的輸入,可採用光電閱讀機、鍵盤、磁碟、連接上級計算機的DNC 介面、網路等多種形式。CNC裝置在輸入過程中通常還要完成無效碼刪除、代碼校驗和代碼轉換等工作。
2、解碼:不論系統工作在MDI方式還是存儲器方式,都是將零件程序以一個程序段為單位進行處理,把其中的各種零件輪廓信息(如起點、終點、直線或圓弧等)、加工速度信息(F 代碼)和其他輔助信息(M、S、T代碼等)按照一定的語法規則解釋成計算機能夠識別的數據形式,並以一定的數據格式存放在指定的內存專用單元。在解碼過程中,還要完成對程序段的語法檢查,若發現語法錯誤便立即報警。
3、刀具補償:刀具補償包括刀具長度補償和刀具半徑補償。通常CNC裝置的零件程序以零件輪廓軌跡編程,刀具補償作用是把零件輪廓軌跡轉換成刀具中心軌跡。目前在比較好的CNC裝置中,刀具補償的工件還包括程序段之間的自動轉接和過切削判別,這就是所謂的C刀具補償。
4、進給速度處理: 編程所給的刀具移動速度,是在各坐標的合成方向上的速度。速度處理首先要做的工作是根據合成速度來計算各運動坐標的分速度。在有些CNC裝置中,對於機床允許的最低速度和最高速度的限制、軟體的自動加減速等也在這里處理。
5、插補:插補的任務是在一條給定起點和終點的曲線上進行「 數據點的密化 」。插補程序在每個插補周期運行一次,在每個插補周期內,根據指令進給速度計算出一個微小的直線數據段。通常,經過若干次插補周期後 ,插補加工完一個程序段軌跡,即完成從程序段起點到終點的「數據點密化」工作。
6、位置控制:位置控制處在伺服迴路的位置環上, 這部分工作可以由軟體實現, 也可以由硬體完成。它的主要任務是在每個采樣周期內,將理論位置與實際反饋位置相比較, 用其差值去控制伺服電動機。在位置控制中通常還要完成位置迴路的增益調整、各坐標方向的螺距誤差補償和反向間隙補償,以提高機床的定位精度。
7、I/0 處理:I/O 處理主要處理CNC裝置面板開關信號,機床電氣信號的輸入、輸出和控制(如換刀、換擋、冷卻等) 。
8、顯示:CNC裝置的顯示主要為操作者提供方便,通常用於零件程序的顯示、參數顯示、刀具位置顯示、機床狀態顯示、報警顯示等。有些CNC裝置中還有刀具加工軌跡的靜態和動態圖形顯示。
9、診斷: 對系統中出現的不正常情況進行檢查、定位,包括聯機診斷和離線診斷。
數控系統所控制的是位置、角度、速度等機械量和開關量。
㈢ 快速自動換刀技術都有哪些結構裝置
除了在傳統換刀裝置的基礎上提高動作速度外,還出現了一些新方法和新結構換刀裝置。
(1)多主軸換刀
這種機床沒有傳統的刀庫和換刀裝置,而是採用多個主軸並排固定在主軸架上,一般為3~18個。每個主軸由各自的電動機直接驅動,並且每個主軸上安裝了不同的刀具。換刀時不是主軸上的刀具交換,而是安裝在夾具上的工件快速從一個主軸的加工位置移動到另一個裝有不同刀具的主軸,實現換刀並立即加工。這個移動時間就是換刀時間,而且非常短。由夾具快速移動完成換刀,省去了復雜的換刀機構。這種結構的機床和通常的加工中心結構已大不相同。不僅可以用於需要快速換刀的加工,而且可以多軸同時加工,適合在高效率生產線上使用。
(2)雙主軸換刀
加工中心有兩個工作主軸,但不是同時用於切削加工。一個主軸用於加工,另一個主軸在此期間更換刀具。但需要換刀時,加工的主軸迅速退出,換好刀具的主軸立即進入加工。由於兩個過程可以同時進行,換刀時間實際就是已經裝好刀具的兩個主軸的換位時間,使輔助時間減到最少,即機床切屑到切屑換刀時間達到最短。由於有兩個主軸,這種機床的刀庫和換刀機械手可以是一套,也可以是兩套。兩個主軸可以用1.0~1.5s的時間移動到加工位置並啟動加速到加工的最大速度。具體的交換時間取決於機床的尺寸。
(3)刀庫布置在主軸周圍的轉塔方式
這種方式,刀庫本身就相當於機械手,即通過刀庫拔插刀並採用順序換刀,使機床切屑到切屑換刀時間較短。這種方式如果要實現任意換刀,則就隨所選刀在刀庫的位置不同而存在時間長短不等,最遠的刀可能切屑到切屑換刀時間較長。因此,這種方式作為高速自動換刀裝置只能採用順序選刀的方式。
(4)多機械手方式
同樣,刀庫布置在主軸的周圍,但採用每把刀有一個機械手的方式使換刀幾乎沒有時間的損失,並可以採用任意選刀的方式。
根據高速機床新的結構特點設計刀庫和換刀裝置的形式和位置。例如,傳統的立式加工中心的刀庫和換刀裝置多裝在立柱一側:而高速加工中心則多為立柱移動的進給方式,為減輕運動件質量,刀庫和換刀裝置不宜再裝在立柱上。
採用新方法進行刀具快速交換。不用刀庫和機械手方式,而改用其它方式換刀。例如不用換刀,用換主軸的方法。
利用新開發的加工中心的主軸部件可作6自由度高速運動這一特點,讓主軸直接參與換刀過程,不僅可使刀庫配置位置靈活,而且可減少刀庫運動的自由度,顯著簡化刀庫和換刀裝置的結構。
適合於高速加工中心的刀柄。HSK刀柄質量輕,拔插刀行程短,可以使自動換刀裝置的速度提高。快速自動換刀裝置採用HSK空心短錐柄刀是發展的趨勢。
㈣ 數控機床設備各組成部分的基本工作原理是什麼
數控機床是一種裝有程序控制系統的自動化機床,該控制系統能夠通過信息載體輸入數控裝置,經運算處理由數控裝置發出各種控制信號,控制機床的動作,按圖紙要求的形狀和尺寸,自動地將零件加工出來,較好地解決了復雜、精密、小批量、多品種的零件加工問題。數控機床的基本組成包括加工程序載體、數控裝置、伺服驅動裝置、機床主體和其他輔助裝置。下面分別對各組成部分的基本工作原理進行概要說明:
一、加工程序載體
數控機床工作時,不需要工人直接去操作機床,要對數控機床進行控制,必須編制加工程序。零件加工程序中,包括機床上刀具和工件的相對運動軌跡、工藝參數和輔助運動等。將零件加工程序用一定的格式和代碼,存儲在一種程序載體上,如穿孔紙帶、盒式磁帶、軟磁碟等。
二、數控裝置
數控裝置是數控機床的核心,一般使用多個微處理器以程序化的軟體形式實現數控功能。它是根據輸入數據插補出理想的運動軌跡,然後輸出到執行部件加工出所需要的零件。因此,數控裝置主要由輸入、處理和輸出三個基本部分構成。而所有這些工作都由計算機的系統程序進行合理地組織,使整個系統協調地進行工作。
1)輸入裝置:將數控指令輸入給數控裝置,根據程序載體的不同,相應有不同的輸入裝置。主要有鍵盤輸入、磁碟輸入、CAD/CAM系統直接通信方式輸入和連接上級計算機的DNC(直接數控)輸入,現仍有不少系統還保留有光電閱讀機的紙帶輸入形式。
2)信息處理:輸入裝置將加工信息編譯成計算機能識別的信息,由信息處理部分按照控製程序的規定,逐步存儲並進行處理後,通過輸出單元發出位置和速度指令給伺服系統和主運動控制部分。系統的輸入數據包括:零件的輪廓信息、加工速度及其他輔助加工信息,數據處理的目的是完成插補運算前的准備工作。數據處理程序還包括刀具半徑補償、速度計算及輔助功能的處理等。
3)輸出裝置:輸出裝置與伺服機構相聯。輸出裝置根據控制器的命令接受運算器的輸出脈沖,並把它送到各坐標的伺服控制系統,經過功率放大,驅動伺服系統,從而控制機床按規定要求運動。
三、伺服與測量反饋系統
伺服系統是數控機床的重要組成部分,用於實現數控機床的進給伺服控制和主軸伺服控制。伺服系統的作用是把接受來自數控裝置的指令信息,經功率放大、整形處理後,轉換成機床執行部件的直線位移或角位移運動。由於伺服系統是數控機床的最後環節,其性能將直接影響數控機床的精度和速度等技術指標,因此,對數控機床的伺服驅動裝置,要求具有良好的快速反應性能,准確而靈敏地跟蹤數控裝置發出的數字指令信號,並能忠實地執行來自數控裝置的指令,提高系統的動態跟隨特性和靜態跟蹤精度。
四、機床主體
機床主機是數控機床的主體。它包括床身、底座、立柱、橫梁、滑座、工作台、主軸箱、進給機構、刀架及自動換刀裝置等機械部件。它是在數控機床上自動地完成各種切削加工的機械部分。與傳統的機床相比,數控機床主體具有如下結構特點:
1)採用具有高剛度、高抗震性及較小熱變形的機床新結構。通常用提高結構系統的靜剛度、增加阻尼、調整結構件質量和固有頻率等方法來提高機床主機的剛度和抗震性,使機床主體能適應數控機床連續自動地進行切削加工的需要。採取改善機床結構布局、減少發熱、控制溫升及採用熱位移補償等措施,可減少熱變形對機床主機的影響。
2)廣泛採用高性能的主軸伺服驅動和進給伺服驅動裝置,使數控機床的傳動鏈縮短,簡化了機床機械傳動系統的結構。
3)採用高傳動效率、高精度、無間隙的傳動裝置和運動部件,如滾珠絲杠螺母副、塑料滑動導軌、直線滾動導軌、靜壓導軌等。
五、數控機床潤滑冷卻系統
機床潤滑冷卻系統包括儲油池、油泵、磁性分離機、管路噴嘴、過濾裝置等幾部分組成。機床工作時使用油泵將油池中的切削油經分離機和過濾裝置通過管路噴嘴注入到加工部位。切削油起到清洗、冷卻、潤滑的作用,減少刀具與工件的直接摩擦,冷卻刀具,並將碎屑一並帶入到儲油池進行循環使用。
六、數控機床輔助裝置
輔助裝置是保證充分發揮數控機床功能所必需的配套裝置,常用的輔助裝置包括:氣動、液壓裝置,排屑裝置,回轉工作台和數控分度頭,防護,照明等各種輔助裝置。
以上就是數控機床設備各組成部分的基本工作原理,在日常使用中按照各裝置的使用規范進行操作並制定完善的設備維護流程,能有效避免設備在使用過程中出現故障,還可以大幅度的延長設備使用壽命。
㈤ 冰箱空調電氣控制系統的組成及作用
壓縮機,外殼,氟,銅管,用於製冷制熱,保鮮和冷凍
㈥ 閥門電動裝置的技術參數
1. 電 源;電機為三相交流AC380V,50Hz;控制為二相交流AC220V,50Hz。
(特殊訂貨AC220V、AC415V或AC660V。 60HZ)。
2.。
3. 。
4. 工作環境;普通型用於無易燃、易爆和強腐蝕介質的場所。
5. 防護等級;IP55(特殊訂貨IP67)。
6.
5.1電動機:戶外型採用YDF型,隔爆型採用YBDF型閥門專用三相非同步電動機。
5.2減速機構:由一對直齒輪和蝸輪副兩級傳動組成。電動機的動力經減速機構傳遞給輸出軸。
5.3力矩控制機構:當輸出軸上受到一定轉矩後,蝸桿除旋轉外還產生軸向位移,帶動曲拐,曲拐直接(或通過撞塊)帶動支架產生角位移。當輸出軸上的轉矩增大到整定轉矩時,則支架產生的位移量使微動開關動作,從而切斷電機電源,電動機停轉。以此實現對電動裝置輸出轉矩的控制,達到保護電動閥門的目的。
5.4行程式控制制機構:
採用十進制計數器原理,又稱為計數器,控制精度高,結構見圖7。其工作原理為:由減速箱內的一對大小傘齒輪帶動中傳小齒輪,再帶動行程式控制制機構工作。如果行程式控制制器按閥門開、關的位置已調整好,當控制器隨輸出軸轉動到預先調整好的位置(圈數)時,則凸輪將轉動90°,迫使微動開關動作,切斷電動機電源,電動機停轉,從而實現對電動裝置行程(轉圈數)的控制。
注1:為了控制較多轉圈數的閥門,可調整凸輪轉180°或270°再壓迫微動開關動作。
5.5開度指示機構:結構見圖8。輸入齒輪由計數器個位齒輪帶動,經減速後,指示盤隨閥門的開關過程同時轉動,以指示閥門的開關量,電位器軸和指示盤同步轉動,供遠傳開度指示用。移動轉圈數調整齒輪可以改變轉圈數。開度指示機構內設一微動開關和凸輪,當電動裝置運轉時,旋轉凸輪周期性地使微動開關動作,其頻率為輸出軸轉動一圈動作一次或二次,可供閃光信號等使用。
5.6手—電動切換機構:為半自動切換,手動時需扳動手柄切換,手動狀態轉變為電動時則自動運行。其結構見圖9。它由手柄、切換件、直立桿、離合器、壓簧等組成。需手輪操作時,將手柄向手動方向推動,切換件使離合器抬高,並壓迫壓簧。當手柄推到一定位置時,離合器即脫離蝸輪而與手輪嚙合,同時直立桿在扭簧作用下直立於蝸輪端面,支撐住離合器不致下落,切換完成即可放開手柄,使用手輪進行操作。而需電動操作時,電動機將帶動蝸輪轉動,支承於蝸輪端面的直立桿即倒下,在壓簧作用下離合器迅速向蝸輪方向移動,並與蝸輪嚙合,同時與手輪脫開,自動實現手動到電動狀態的轉換。
注意:1.電動運行時切勿扳動切換手柄!
2.切換時按箭頭方向推(或拉)動手柄,若推不到位時應邊轉動手輪邊推動手柄!