㈠ 数控机床自动换刀装置的分类和特点及具体应用
数控机床自动换来刀装置分为转塔自式和刀库式
转塔式分为回转刀架和转塔头
刀库式分为刀库与主轴之间直接换刀、用机械手配合刀库进行换刀和(用机械手、运输装置配合刀库进行换刀)三种
回转刀架多为顺序换刀,换刀时间短,结构紧凑,容纳刀具较少 用于数控车床、数控车削中心机床
其它的太多了我打字太慢请谅解~~
㈡ FANUC数控系统的原理是什么
数控系统是数字控制系统的简称,根据计算机存储器中存储的控制程序,执行部分或全部数值控制功能,并配有接口电路和伺服驱动装置的专用计算机系统。计算机数控(CNC)系统是用计算机控制加工功能,实现数值控制的系统。CNC系统根据计算机存储器中存储的控制程序,执行部分或全部数值控制功能,并配有接口电路和伺服驱动装置的专用计算机系统。CNC系统由数控程序、输入装置、输出装置、计算机数控装置(CNC装置)、可编程逻辑控制器(PLC)、主轴驱动装置和进给(伺服)驱动装置(包括检测装置)等组成。CNC系统的核心是CNC装置。由于使用了计算机,系统具有了软件功能,又用PLC代替了传统的机床电器逻辑控制装置,使系统更小巧,其灵活性、通用性、可靠性更好,易于实现复杂的数控功能,使用、维护也方便,并具有与上位机连接及进行远程通信的功能。基本构成目前世界上的数控系统种类繁多,形式各异,组成结构上都有各自的特点。这些结构特点来源于系统初始设计的基本要求和工程设计的思路。例如对点位控制系统和连续轨迹控制系统就有截然不同的要求。对于T系统和M系统,同样也有很大的区别,前者适用于回转体零件加工,后者适合于异形非回转体的零件加工。对于不同的生产厂家来说,基于历史发展因素以及各自因地而异的复杂因素的影响,在设计思想上也可能各有千秋,使之有利于系统工作的可靠性,促使系统的平均无故障率不断提高。
数控系统的基本原理和构成都是十分相似。
数控系统一般整个数控系统由三大部分组成,即控制系统,伺服系统和位置测量系统。
控制系统按加工工件程序进行插补运算,发出控制指令到伺服驱动系统;伺服驱动系统将控制指令放大,由伺服电机驱动机械按要求运动;测量系统检测机械的运动位置或速度,并反馈到控制系统,来修正控制指令。这三部分有机结合,组成完整的闭环控制的数控系统。
控制系统主要由总线、CPU、电源、存贮器、操作面板和显示屏、位控单元、可编程序控制器逻辑控制单元以及数据输入/输出接口等组成。还包括一个通讯单元,它可完成CNC、PLC的内部数据通讯和外部高次网络的连接。
伺服驱动系统主要包括伺服驱动装置和电机。位置测量系统主要是采用长光栅或圆光栅的增量式位移编码器。
硬件结构:数控系统的硬件由数控装置、输入/输出装置、驱动装置和机床电器逻辑控制装置等组成,这四部分之间通过I/O接口互连。数控装置是数控系统的核心,其软件和硬件来控制各种数控功能的实现。数控装置的硬件结构按CNC装置中的印制电路板的插接方式可以分为大板结构和功能模块(小板)结构;按CNC装置硬件的制造方式,可以分为专用型结构和个人计算机式结构;按CNC装置中微处理器的个数可以分为单微处理器结构和多微处理器结构。
(1)大板结构和功能模板结构 数控系统
1)大板结构 大板结构CNC系统的CNC装置由主电路板、位置控制板、PC板、图形控制板、附加I/O板和电源单元等组成。主电路板是大印制电路版,其它电路板是小板,插在大印制电路板上的插槽内。这种结构类似于微型计算机的结构。
2)功能模块结构
(2)单微处理器结构和多微处理器结构 1)单微处理器结构 在单微处理器结构中,只有一个微处理器,以集中控制、分时处理数控装置的各个任务。 2)多微处理器结构 随着数控系统功能的增加、数控机床的加工速度的提高,单微处理器数控系统已不能满足要求,因此,许多数控系统采用了多微处理器的结构。若在一个数控系统中有两个或两个以上的微处理器,每个微处理器通过数据总线或通信方式进行连接,共享系统的公用存储器与I/O接口,每个微处理器分担系统的一部分工作,这就是多微处理器系统。
软件结构:CNC软件分为应用软件和系统软件。CNC系统软件是为实现CNC系统各项功能所编制的专用软件,也叫控制软件,存放在计算机EPROM内存中。各种CNC系统的功能设置和控制方案各不相同,它们的系统软件在结构上和规模上差别很大,但是一般都包括输入数据处理程序、插补运算程序、速度控制程序、管理程序和诊断程序。
(1)输入数据处理程序:它接收输入的零件加工程序,将标准代码表示的加工指令和数据进行译码、数据处理,并按规定的格式存放。有的系统还要进行补偿计算,或为插补运算和速度控制等进行预计算。通常,输入数据处理程序包括输入、译码和数据处理三项内容。
(2)插补计算程序:CNC系统根据工件加工程序中提供的数据,如曲线的种类、起点、终点等进行运算。根据运算结果,分别向各坐标轴发出进给脉冲。这个过程称为插补运算。进给脉冲通过伺服系统驱动工作台或刀具作相应的运动,完成程序规定的加工任务。CNC系统是一边插补进行运算,一边进行加工,是一种典型的实时控制方式,所以,插补运算的快慢直接影响机床的进给速度,因此应该尽可能地缩短运算时间,这是编制插补运算程序的关键。
(3)速度控制程序:速度控制程序根据给定的速度值控制插补运算的频率,以保预定的进给速度。在速度变化较大时,需要进行自动加减速控制,以避免因速度突变而造成驱动系统失步。 (4)管理程序:管理程序负责对数据输入、数据处理、插补运算等为加工过程服务的各种程序进行调度管理。管理程序还要对面板命令、时钟信号、故障信号等引起的中断进行处理。
(5)诊断程序 :诊断程序的功能是在程序运行中及时发现系统的故障,并指出故障的类型。也可以在运行前或故障发生后,检查系统各主要部件(CPU、存储器、接口、开关、伺服系统等)的功能是否正常,并指出发生故障的部位。
基本分类运动轨迹分类:
(1)点位控制数控系统 :
数控系统控制工具相对工件从某一加工点移到另一个加工点之间的精确坐标位置,而对于点与点之间移动的轨迹不进行控制,且移动过程中不作任何加工。这一类系统的设备有数控钻床、数控坐标镗床和数控冲床等。
(2)直线控制数控系统 :不仅要控制点与点的精确位置,还要控制两点之间的工具移动轨迹是一条直线,且在移动中工具能以给定的进给速度进行加工,其辅助功能要求也比点位控制数控系统多,如它可能被要求具有主轴转数控制、进给速度控制和刀具自动交换等功能。此类控制方式的设备主要有简易数控车床、数控镗铣床等。
(3)轮廓控制数控系统 :这类系统能够对两个或两个以上坐标方向进行严格控制,即不仅控制每个坐标的行程位置,同时还控制每个坐标的运动速度。各坐标的运动按规定的比例关系相互配合,精确地协调起来连续进行加工,以形成所需要的直线、斜线或曲线、曲面。采用此类控制方式的设备有数控车床、铣床、加工中心、电加工机床和特种加工机床等。
伺服系统分类;
按照伺服系统的控制方式,可以把数控系统分为以下几类:
(1)开环控制数控系统 :这类数控系统不带检测装置,也无反馈电路,以步进电动机为驱动元件。CNC装置输出的指令进给脉冲经驱动电路进行功率放大,转换为控制步进电动机各定子绕组依此通电/断电的电流脉冲信号,驱动步进电动机转动,再经机床传动机构(齿轮箱,丝杠等)带动工作台移动。这种方式控制简单,价格比较低廉,被广泛应用于经济型数控系统中。 (2)半闭环控制数控系统 :位置检测元件被安装在电动机轴端或丝杠轴端,通过角位移的测量间接计算出机床工作台的实际运行位置(直线位移),并将其与CNC装置计算出的指令位置(或位移)相比较,用差值进行控制,其控制框图如图4所示。由于闭环的环路内不包括丝杠、螺母副及机床工作台这些大惯性环节,由这些环节造成的误差不能由环路所矫正,其控制精度不如闭环控制数控系统,但其调试方便,可以获得比较稳定的控制特性,因此在实际应用中,这种方式被广泛采用。
(3)全闭环控制数控系统 :位置检测装置安装在机床工作台上,用以检测机床工作台的实际运行位置(直线位移),并将其与CNC装置计算出的指令位置(或位移)相比较,用差值进行控制。这类控制方式的位置控制精度很高,但由于它将丝杠、螺母副及机床工作台这些大惯性环节放在闭环内,调试时,其系统稳定状态很难达到。
功能水平分类:
(1)经济型数控系统 :又称简易数控系统,通常仅能满足一般精度要求的加工,能加工形状较简单的直线、斜线、圆弧及带螺纹类的零件,采用的微机系统为单板机或单片机系统,如:经济型数控线切割机床,数控钻床,数控车床,数控铣床及数控磨床等。
(2)普及型数控系统 :通常称之为全功能数控系统,这类数控系统功能较多,但不追求过多,以实用为准。
(3)高档型数控系统 :指加工复杂形状工件的多轴控制数控系统,且其工序集中、自动化程度高、功能强、具有高度柔性。用于具有5轴以上的数控铣床,大、中型数控机床、五面加工中心,车削中心和柔性加工单元等。
工作流程:
1、输入:零件程序及控制参数、补偿量等数据的输入,可采用光电阅读机、键盘、磁盘、连接上级计算机的DNC 接口、网络等多种形式。CNC装置在输入过程中通常还要完成无效码删除、代码校验和代码转换等工作。
2、译码:不论系统工作在MDI方式还是存储器方式,都是将零件程序以一个程序段为单位进行处理,把其中的各种零件轮廓信息(如起点、终点、直线或圆弧等)、加工速度信息(F 代码)和其他辅助信息(M、S、T代码等)按照一定的语法规则解释成计算机能够识别的数据形式,并以一定的数据格式存放在指定的内存专用单元。在译码过程中,还要完成对程序段的语法检查,若发现语法错误便立即报警。
3、刀具补偿:刀具补偿包括刀具长度补偿和刀具半径补偿。通常CNC装置的零件程序以零件轮廓轨迹编程,刀具补偿作用是把零件轮廓轨迹转换成刀具中心轨迹。目前在比较好的CNC装置中,刀具补偿的工件还包括程序段之间的自动转接和过切削判别,这就是所谓的C刀具补偿。
4、进给速度处理: 编程所给的刀具移动速度,是在各坐标的合成方向上的速度。速度处理首先要做的工作是根据合成速度来计算各运动坐标的分速度。在有些CNC装置中,对于机床允许的最低速度和最高速度的限制、软件的自动加减速等也在这里处理。
5、插补:插补的任务是在一条给定起点和终点的曲线上进行“ 数据点的密化 ”。插补程序在每个插补周期运行一次,在每个插补周期内,根据指令进给速度计算出一个微小的直线数据段。通常,经过若干次插补周期后 ,插补加工完一个程序段轨迹,即完成从程序段起点到终点的“数据点密化”工作。
6、位置控制:位置控制处在伺服回路的位置环上, 这部分工作可以由软件实现, 也可以由硬件完成。它的主要任务是在每个采样周期内,将理论位置与实际反馈位置相比较, 用其差值去控制伺服电动机。在位置控制中通常还要完成位置回路的增益调整、各坐标方向的螺距误差补偿和反向间隙补偿,以提高机床的定位精度。
7、I/0 处理:I/O 处理主要处理CNC装置面板开关信号,机床电气信号的输入、输出和控制(如换刀、换挡、冷却等) 。
8、显示:CNC装置的显示主要为操作者提供方便,通常用于零件程序的显示、参数显示、刀具位置显示、机床状态显示、报警显示等。有些CNC装置中还有刀具加工轨迹的静态和动态图形显示。
9、诊断: 对系统中出现的不正常情况进行检查、定位,包括联机诊断和脱机诊断。
数控系统所控制的是位置、角度、速度等机械量和开关量。
㈢ 快速自动换刀技术都有哪些结构装置
除了在传统换刀装置的基础上提高动作速度外,还出现了一些新方法和新结构换刀装置。
(1)多主轴换刀
这种机床没有传统的刀库和换刀装置,而是采用多个主轴并排固定在主轴架上,一般为3~18个。每个主轴由各自的电动机直接驱动,并且每个主轴上安装了不同的刀具。换刀时不是主轴上的刀具交换,而是安装在夹具上的工件快速从一个主轴的加工位置移动到另一个装有不同刀具的主轴,实现换刀并立即加工。这个移动时间就是换刀时间,而且非常短。由夹具快速移动完成换刀,省去了复杂的换刀机构。这种结构的机床和通常的加工中心结构已大不相同。不仅可以用于需要快速换刀的加工,而且可以多轴同时加工,适合在高效率生产线上使用。
(2)双主轴换刀
加工中心有两个工作主轴,但不是同时用于切削加工。一个主轴用于加工,另一个主轴在此期间更换刀具。但需要换刀时,加工的主轴迅速退出,换好刀具的主轴立即进入加工。由于两个过程可以同时进行,换刀时间实际就是已经装好刀具的两个主轴的换位时间,使辅助时间减到最少,即机床切屑到切屑换刀时间达到最短。由于有两个主轴,这种机床的刀库和换刀机械手可以是一套,也可以是两套。两个主轴可以用1.0~1.5s的时间移动到加工位置并启动加速到加工的最大速度。具体的交换时间取决于机床的尺寸。
(3)刀库布置在主轴周围的转塔方式
这种方式,刀库本身就相当于机械手,即通过刀库拔插刀并采用顺序换刀,使机床切屑到切屑换刀时间较短。这种方式如果要实现任意换刀,则就随所选刀在刀库的位置不同而存在时间长短不等,最远的刀可能切屑到切屑换刀时间较长。因此,这种方式作为高速自动换刀装置只能采用顺序选刀的方式。
(4)多机械手方式
同样,刀库布置在主轴的周围,但采用每把刀有一个机械手的方式使换刀几乎没有时间的损失,并可以采用任意选刀的方式。
根据高速机床新的结构特点设计刀库和换刀装置的形式和位置。例如,传统的立式加工中心的刀库和换刀装置多装在立柱一侧:而高速加工中心则多为立柱移动的进给方式,为减轻运动件质量,刀库和换刀装置不宜再装在立柱上。
采用新方法进行刀具快速交换。不用刀库和机械手方式,而改用其它方式换刀。例如不用换刀,用换主轴的方法。
利用新开发的加工中心的主轴部件可作6自由度高速运动这一特点,让主轴直接参与换刀过程,不仅可使刀库配置位置灵活,而且可减少刀库运动的自由度,显著简化刀库和换刀装置的结构。
适合于高速加工中心的刀柄。HSK刀柄质量轻,拔插刀行程短,可以使自动换刀装置的速度提高。快速自动换刀装置采用HSK空心短锥柄刀是发展的趋势。
㈣ 数控机床设备各组成部分的基本工作原理是什么
数控机床是一种装有程序控制系统的自动化机床,该控制系统能够通过信息载体输入数控装置,经运算处理由数控装置发出各种控制信号,控制机床的动作,按图纸要求的形状和尺寸,自动地将零件加工出来,较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题。数控机床的基本组成包括加工程序载体、数控装置、伺服驱动装置、机床主体和其他辅助装置。下面分别对各组成部分的基本工作原理进行概要说明:
一、加工程序载体
数控机床工作时,不需要工人直接去操作机床,要对数控机床进行控制,必须编制加工程序。零件加工程序中,包括机床上刀具和工件的相对运动轨迹、工艺参数和辅助运动等。将零件加工程序用一定的格式和代码,存储在一种程序载体上,如穿孔纸带、盒式磁带、软磁盘等。
二、数控装置
数控装置是数控机床的核心,一般使用多个微处理器以程序化的软件形式实现数控功能。它是根据输入数据插补出理想的运动轨迹,然后输出到执行部件加工出所需要的零件。因此,数控装置主要由输入、处理和输出三个基本部分构成。而所有这些工作都由计算机的系统程序进行合理地组织,使整个系统协调地进行工作。
1)输入装置:将数控指令输入给数控装置,根据程序载体的不同,相应有不同的输入装置。主要有键盘输入、磁盘输入、CAD/CAM系统直接通信方式输入和连接上级计算机的DNC(直接数控)输入,现仍有不少系统还保留有光电阅读机的纸带输入形式。
2)信息处理:输入装置将加工信息编译成计算机能识别的信息,由信息处理部分按照控制程序的规定,逐步存储并进行处理后,通过输出单元发出位置和速度指令给伺服系统和主运动控制部分。系统的输入数据包括:零件的轮廓信息、加工速度及其他辅助加工信息,数据处理的目的是完成插补运算前的准备工作。数据处理程序还包括刀具半径补偿、速度计算及辅助功能的处理等。
3)输出装置:输出装置与伺服机构相联。输出装置根据控制器的命令接受运算器的输出脉冲,并把它送到各坐标的伺服控制系统,经过功率放大,驱动伺服系统,从而控制机床按规定要求运动。
三、伺服与测量反馈系统
伺服系统是数控机床的重要组成部分,用于实现数控机床的进给伺服控制和主轴伺服控制。伺服系统的作用是把接受来自数控装置的指令信息,经功率放大、整形处理后,转换成机床执行部件的直线位移或角位移运动。由于伺服系统是数控机床的最后环节,其性能将直接影响数控机床的精度和速度等技术指标,因此,对数控机床的伺服驱动装置,要求具有良好的快速反应性能,准确而灵敏地跟踪数控装置发出的数字指令信号,并能忠实地执行来自数控装置的指令,提高系统的动态跟随特性和静态跟踪精度。
四、机床主体
机床主机是数控机床的主体。它包括床身、底座、立柱、横梁、滑座、工作台、主轴箱、进给机构、刀架及自动换刀装置等机械部件。它是在数控机床上自动地完成各种切削加工的机械部分。与传统的机床相比,数控机床主体具有如下结构特点:
1)采用具有高刚度、高抗震性及较小热变形的机床新结构。通常用提高结构系统的静刚度、增加阻尼、调整结构件质量和固有频率等方法来提高机床主机的刚度和抗震性,使机床主体能适应数控机床连续自动地进行切削加工的需要。采取改善机床结构布局、减少发热、控制温升及采用热位移补偿等措施,可减少热变形对机床主机的影响。
2)广泛采用高性能的主轴伺服驱动和进给伺服驱动装置,使数控机床的传动链缩短,简化了机床机械传动系统的结构。
3)采用高传动效率、高精度、无间隙的传动装置和运动部件,如滚珠丝杠螺母副、塑料滑动导轨、直线滚动导轨、静压导轨等。
五、数控机床润滑冷却系统
机床润滑冷却系统包括储油池、油泵、磁性分离机、管路喷嘴、过滤装置等几部分组成。机床工作时使用油泵将油池中的切削油经分离机和过滤装置通过管路喷嘴注入到加工部位。切削油起到清洗、冷却、润滑的作用,减少刀具与工件的直接摩擦,冷却刀具,并将碎屑一并带入到储油池进行循环使用。
六、数控机床辅助装置
辅助装置是保证充分发挥数控机床功能所必需的配套装置,常用的辅助装置包括:气动、液压装置,排屑装置,回转工作台和数控分度头,防护,照明等各种辅助装置。
以上就是数控机床设备各组成部分的基本工作原理,在日常使用中按照各装置的使用规范进行操作并制定完善的设备维护流程,能有效避免设备在使用过程中出现故障,还可以大幅度的延长设备使用寿命。
㈤ 冰箱空调电气控制系统的组成及作用
压缩机,外壳,氟,铜管,用于制冷制热,保鲜和冷冻
㈥ 阀门电动装置的技术参数
1. 电 源;电机为三相交流AC380V,50Hz;控制为二相交流AC220V,50Hz。
(特殊订货AC220V、AC415V或AC660V。 60HZ)。
2.。
3. 。
4. 工作环境;普通型用于无易燃、易爆和强腐蚀介质的场所。
5. 防护等级;IP55(特殊订货IP67)。
6.
5.1电动机:户外型采用YDF型,隔爆型采用YBDF型阀门专用三相异步电动机。
5.2减速机构:由一对直齿轮和蜗轮副两级传动组成。电动机的动力经减速机构传递给输出轴。
5.3力矩控制机构:当输出轴上受到一定转矩后,蜗杆除旋转外还产生轴向位移,带动曲拐,曲拐直接(或通过撞块)带动支架产生角位移。当输出轴上的转矩增大到整定转矩时,则支架产生的位移量使微动开关动作,从而切断电机电源,电动机停转。以此实现对电动装置输出转矩的控制,达到保护电动阀门的目的。
5.4行程控制机构:
采用十进制计数器原理,又称为计数器,控制精度高,结构见图7。其工作原理为:由减速箱内的一对大小伞齿轮带动中传小齿轮,再带动行程控制机构工作。如果行程控制器按阀门开、关的位置已调整好,当控制器随输出轴转动到预先调整好的位置(圈数)时,则凸轮将转动90°,迫使微动开关动作,切断电动机电源,电动机停转,从而实现对电动装置行程(转圈数)的控制。
注1:为了控制较多转圈数的阀门,可调整凸轮转180°或270°再压迫微动开关动作。
5.5开度指示机构:结构见图8。输入齿轮由计数器个位齿轮带动,经减速后,指示盘随阀门的开关过程同时转动,以指示阀门的开关量,电位器轴和指示盘同步转动,供远传开度指示用。移动转圈数调整齿轮可以改变转圈数。开度指示机构内设一微动开关和凸轮,当电动装置运转时,旋转凸轮周期性地使微动开关动作,其频率为输出轴转动一圈动作一次或二次,可供闪光信号等使用。
5.6手—电动切换机构:为半自动切换,手动时需扳动手柄切换,手动状态转变为电动时则自动运行。其结构见图9。它由手柄、切换件、直立杆、离合器、压簧等组成。需手轮操作时,将手柄向手动方向推动,切换件使离合器抬高,并压迫压簧。当手柄推到一定位置时,离合器即脱离蜗轮而与手轮啮合,同时直立杆在扭簧作用下直立于蜗轮端面,支撑住离合器不致下落,切换完成即可放开手柄,使用手轮进行操作。而需电动操作时,电动机将带动蜗轮转动,支承于蜗轮端面的直立杆即倒下,在压簧作用下离合器迅速向蜗轮方向移动,并与蜗轮啮合,同时与手轮脱开,自动实现手动到电动状态的转换。
注意:1.电动运行时切勿扳动切换手柄!
2.切换时按箭头方向推(或拉)动手柄,若推不到位时应边转动手轮边推动手柄!