㈠ 數控機床組成及各部分的工作原理。
數控機床是有控制介質、人機交互設備、計算機數控(CNC)裝置、進給伺服系統、主軸驅動系統、可編程式控制制器(PLC)、反饋系統、自適應控制和機床本體等部分組成,其工作原理如下:
控制介質,要對數控機床進行控制,就必須在人與數控機床之間建立某種聯系,這種聯系的中間媒介物質就是控制介質。
人機交互設備,數控機床在加工運行時,通常需要操作人員對數控系統進行干預及對輸入的加工程序進行編輯、修改和調試,數控系統也要顯示數控機床運行狀態等。
計算機數控裝置,數控裝置是數控機床的中樞,目前,絕大部分數控機床採用微型計算機控制。
進給伺服驅動系統,伺服驅動系統的作用是把來自數控裝置的位置控制移動指令變成機床工作部件的運動。
主軸驅動系統,機床的主軸驅動系統和進給伺服驅動系統。
可編程式控制制器,的作用是對數控機床進行輔助控制。
反饋系統,包括位置反饋和速度反饋。
自適應控制器,數控機床工作台的位移量和速度等過程參數可在編寫程序時用指令確定。
機床主體,數控機床主體由床身、立柱和工作台等組成。
㈡ 數控機床對進給傳動系統的要求是什麼
數控機床對進給傳動系統的要求:提高傳動部件的剛度;減小傳動部件的慣量;減小傳動部件的間隙;減小系統的摩擦阻力。
數控機床是數字控制機床(Computer numerical control machine tools)的簡稱,是一種裝有程序控制系統的自動化機床。該控制系統能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規定的程序,並將其解碼,用代碼化的數字表示,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。數控機床較好地解決了復雜、精密、小批量、多品種的零件加工問題,是一種柔性的、高效能的自動化機床,代表了現代機床控制技術的發展方向,是一種典型的機電一體化產品。
數控機床的操作和監控全部在這個數控單元中完成,它是數控機床的大腦。與普通機床相比,數控機床有如下特點:
1、對加工對象的適應性強,適應模具等產品單件生產的特點,為模具的製造提供了合適的加工方法;
2、加工精度高,具有穩定的加工質量;
3、可進行多坐標的聯動,能加工形狀復雜的零件;
4、加工零件改變時,一般只需要更改數控程序,可節省生產准備時間;
5、機床本身的精度高、剛性大,可選擇有利的加工用量,生產率高(一般為普通機床的3~5倍);
6、機床自動化程度高,可以減輕勞動強度;
7、有利於生產管理的現代化。數控機床使用數字信息與標准代碼處理、傳遞信息,使用了計算機控制方法,為計算機輔助設計、製造及管理一體化奠定了基礎;
8、對操作人員的素質要求較高,對維修人員的技術要求更高;
9、可靠性高。
㈢ 簡述數控機床與普通機床進給傳動系統結構布置上的區別
⑴數控機床進給傳動鏈首端件是用伺服電動機;
⑵傳動機構採用滾珠絲杠副(版個別改裝經濟型數權控機床仍採用普通絲杠副);
⑶垂直布置的進給傳動系統結構中,設置有制動裝置;
⑷進給傳動系統中的齒輪副,採用了消除齒輪嚙合間隙結構。
㈣ 試論述數控機床各組成部分為保證滿足主傳動系統的功能和要求所採取的各項措施。
3.1 數控機床進給傳動系統要求
為了確保數控機床進給傳動系統的傳動精度和工作平穩性,在設計機械傳動裝置時,應注意以下要求。
(1) 提高傳動精度和剛度。數控機床本身的精度,尤其是進給傳動裝置的傳動精度和定位精度對零件的加工精度起著關鍵性的作用,是數控機床的特徵指標。為此,首先要保證各個傳動件的加工精度,尤其是提高滾珠絲杠螺母副(直線進給系統)、蝸桿副(圓周進給系統)的傳動精度。另外,在進給傳動鏈中加入減速齒輪以減小脈沖當量(即伺服系統接收一個指令脈沖驅動工作台移動的距離),從系統設計的角度分析,也可以提高傳動精度;通過預緊傳動滾珠絲杠,消除齒輪、蝸輪等傳動件的間隙等辦法,來提高傳動精度和剛度。
(2) 減少各運動零件的慣量。傳動件的慣量對進給傳動系統的啟動和制動特性都有影響,尤其是高速運轉的零件,其慣量的影響更大。在滿足傳動強度和剛度的前提下,盡可能減小執行部件的質量,減小旋轉零件的直徑和質量,以減少運動部件的慣量。
(3) 減少運動件的摩擦阻力。機械傳動結構的摩擦阻力,主要來自絲杠螺母副和導軌。在數控機床進給傳動系統中,為了減小摩擦阻力,消除低速進給爬行現象,提高整個伺服進給系統穩定性,廣泛採用滾珠絲杠和滾動導軌以及塑料導軌和靜壓導軌等。
(4) 響應速度快。所謂快速響應特性是指進給傳動系統對輸入指令信號的響應速度及瞬態過程結束的迅速程度。快速響應是伺服進給系統的動態性能,反映了系統的跟蹤精度。工件加工過程中,工作台應能在規定的速度范圍內靈敏而精確地跟蹤指令,在運行時不出現丟步和多步現象。進給傳動系統響應速度的大小不僅影響到機床的加工效率,而且影響加工精度。設計中應使機床工作台及傳動機構的剛度、間隙、摩擦以及轉動慣量盡可能達到最佳值,以提高伺服進給系統的快速響應性。
(5) 較強的過載能力。由於電動機頻繁換向,且加減速度很快,電動機可能在過載條件下工作,這就要求電動機有較強的過載能力,一般要求在數分鍾內過載4~6倍而不損壞。
(6) 穩定性好,壽命長。穩定性是伺服進給系統能夠正常工作的最基本條件,特別是在低速進給情況下不產生爬行,並能適應外加負載的變化而不發生共振。穩定性與系統的慣性、剛度、阻尼及增益等都有關系,適當選擇的各項參數,並能達到最佳的工作性能,是伺服進給系統設計的目標。
所謂伺服進給傳動系統的壽命,主要指其保持數控機床傳動精度和定位精度的時間長短,即各傳動部件保持其原來製造精度的能力。為此,應合理選擇各傳動部件的材料、熱處理方法及加工工藝,並採用適當的潤滑方式和防護措施,以延長其壽命。
(7) 使用維護方便。數控機床屬於高精度自動控制機床,主要用於單件、中小批量、高精度及復雜的生產加工,機床的開機率相應就高,因而進給傳動系統的結構設計應便於維護和保養,最大限度地減少維修工作量,以提高機床的利用率。