① 数控机床的结构组成
1.加工程序载体:
数控机床在正常工作的时候,不需要工人直接去操作机床,只有编制加工程序才能对数控机床进行控制。
2.数控装置:
数控装置是数控机床的核心。CNC系统是一种位置控制系统,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。
3.伺服系统和测量反馈系统:
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。
4.机床主体:
机床的主机是数控机床的主要部件。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、自动换刀装置等机件。它是在数控机床上自动完成各种加工零件的加工的机械部分。
5.数控机床的辅助装置:
辅助设备是保证数控机床功能充分发挥所必需的。常用的辅助设备有气动、液压、排屑、冷却、润滑、转盘及数控分度头、保护、照明等。
(1)检检测反馈装置扩展阅读
数控机床的操作方法:
1.开机:开机前应首先确认机床处于正常状态,有无润滑油。将电源总开关扳到ON,按下主操作盘上的NC系统电源ON开关。系统启动后,解除急停,按一下复位键(RESET),之后把模式选择开关调到原点复归位置再按一下三轴原点复归键(A.REP)待XYZ三轴都归零后开机完成。
2.加工前检查:机器接通电源后需认真检查有无各种异常情况。
3.装夹工件:上机后应首先用锉刀或其它工具去除工件上的毛刺;再找到正确的较表位把工件较平;较好表后应根据实际情况用分中棒,刀具或者较表找到工件的中心;再把中心坐标数抄到机器的工件坐标系上。
4.加工:输入程序开始加工。
5.加工完毕:所输入的程序加工完成之后机床Z轴会抬高到一定的高度同时机床主轴(Z轴)会停止转动,机床各轴停止运行。要认真检查程序所加工的地方有无过切漏切弹刀以及光得太粗等情况。
6.检查工件: 工件加工完成之后应整体性的检查所加工的工件外观、工件尺寸以及其它方面有无达到加工要求,一切确认无误后可以下机。
7.卸载工件:确认加工完成就可以卸载工件,工件加工后不能再有碰凹刮花等痕迹,所以针对不同的工件要灵活的运用不同的方法,轻拿轻放,安全合理,确保人身和工件的安全。
8.清扫机床:当机台上有较多铁屑以及其它杂物时就需要清扫机床。清扫机床时应用扫把或木棒等软材料来清理残存在机床内的杂物而不要用铁棒或风枪等工具清扫机台。
9.关机:机床清扫完毕后可以关机,特殊情况(如打雷)也应关闭机床。关机时先把X.Y.Z三轴移动到中间位置,坐标轴、主轴等停止运行,然后依次按下急停开关、NC系统电源OFF开关、电气控制柜电源开关和稳压器开关,关好机床上各防护门。
② 数控机床的工作原理是什么
数控机床的工作原理为:数控装置内的计算机对通过输入装置以数字和字符编码方式所记录的信息进行一系列处理后,再通过伺服系统及可编程序控制器向机床主轴及进给等执行机构发出指令,机床主体则按照这些指令,并在检测反馈装置的配合下,对工件加工所需的各种动作,如刀具相对于工件的运动轨迹、位移量和进给速度等项要求实现自动控制,从而完成工件的加工。
数控机床的加工精度一般可达0.05—0.1MM,数控机床是按数字信号形式控制的,数控装置每输出一脉冲信号,则机床移动部件移动一具脉冲当量(一般为0.001MM),而且机床进给传动链的反向间隙与丝杆螺距平均误差可由数控装置进行曲补偿,因此,数控机床定位精度比较高。
数控机床加工前是经调整好后,输入程序并启动,机床就能有自动连续地进行加工,直至加工结束。操作者要做的只是程序的输入、编辑、零件装卸、刀具准备、加工状态的观测、零件的检验等工作,劳动强度大降低,机床操作者的劳动趋于智力型工作。另外,机床一般是结合起来,既清洁,又安全。
③ 数控机床的检测反馈装置的作用是
数控机床的检枣春哗测反馈装置的作用是检测位移和速度,发出反馈信号,使系统形成闭环控制。
数控机床的检测反馈装置是闭环控制、半闭环控制服务系统的重要组成部分,在闭环控制系统中设置检测反馈装置可以提高数控机床的定位精凳行度和重复定位精度回转或直线运动,系统把反馈的信号与输入信号进行比较,其差值经放大后驱动执行部件进行运动加工,其主要作用就是为了检测位移和速度,发出反馈信号,使系统形成闭环控制。
数控控机床是负责利用车床设备完成产品建工的工作人员,主要工作包括:按照图纸工艺和操作要求,通过操作数控机床完成零件加工;做好产品自检工作;根据加工材料合理选择加工森信刀具,确定加工参数。
④ 数控机床精度靠什么装置保证
方法主要有:
①试切法调整
试切法调整,就是对被加工零件进行“试切-测量-调整-再试切”,直至达到所要求的精度。它的调整误差来源有:测量误差;微量进给时,机构灵敏度所引起的误差;最小切削深度影响。
②用定程机构调整
③用样件或样板调整
(5)工件残余应力引起的误差
残余应力是指当外部载荷去掉以后仍存留在工件内部的应力。残余应力是由于金属发生了不均匀的体积变化而产生的。其外界因素来自热加工和冷加工。有残余应力的零件处于一种不稳定状态。一旦其内应力的平衡条件被打破,内应力的分布就会发生变化,从而引起新的变形,影响加工精度。
①内应力产生的原因主要有:毛坯制造中产生的内应力;冷校正产生的内应力;切削加工产生的内应力。
②减小或消除内应力的措施一是采用适当的热处理工序。二是给工件足够的变形时间。三是零件结构要合理,结构要简单,壁厚要均匀。
6)数控机床产生误差的独特性
数控机床与普通机床的最主要差别有两点:一是数控机床具有“指挥系统”——数控系统;二是数控机床具有执行运动的驱动系统——伺服系统。
在数控机床上所产生的加工误差,与在普通机床上产生的加工误差,其来源有许多共同之处,但也有独特之处,例如伺服进给系统的跟踪误差、检测系统中的采样延滞误差等,这些都是普通机床加工时所没有的。所以在数控加工中,除了要控制在普通机床上加工时常出现的那一类误差源以外,还要有效地抑制数控加工时才可能出现的误差源。这些误差源对加工精度的影响及抑制的途径主要有以下几个方面:
①机床重复定位精度的影响
数控机床的定位精度是指数控机床各坐标轴在数控系统的控制下运动的位置精度,引起定位误差的因素包括数控系统的误差和机械传动的误差。而数控系统的误差则与插补误差、跟踪误差等有关。机床重复定位精度是指重复定位时坐标轴的实际位置和理想位置的符合程度。
②检测装置的影响
检测反馈装置也称为反馈元件,通常安装在机床工作台或丝杠上,相当于普通机床的刻度盘和人的眼睛,检测反馈装置将工作台位移量转换成电信号,并且反馈给数控装置,如果与指令值比较有误差,则控制工作台向消除误差的方向移动。数控系统按有无检测装置可分为开环、闭环与半闭环系统。开环系统精度取决于步进电动机和丝杠精度,闭环系统精度取决于检测装置精度。检测装置是高性能数控机床的重要组成部分。
③刀具误差的影响
在加工中心上,由于采用的刀具具有自动交换功能,因而在提高生产率的同时,也带来了刀具交换误差。用同一把刀具加工一批工件时,由于频繁重复换刀,致使刀柄相对于主轴锥孔产生重复定位误差而降低加工精度。
抑制数控机床产生误差的途径有硬件补偿和软件补偿。过去一般多采用硬件补偿的方法。如加工中心采用螺距误差补偿功能。随着微电子、控制、监测技术的发展,出现了新的软件补偿技术。它的特征是应用数控系统通信的补偿控制单元和相应的软件,以实现误差的补偿,其原理是利用坐标的附加移动来修正误差。
(7)提高加工精度的工艺措施
保证和提高加工精度的方法,大致可概括为以下几种:减小原始误差法、补偿原始误差法、转移原始误差法、均分原始误差法、均化原始误差法、“就地加工”法。
①减少原始误差
这种方法是生产中应用较广的一种基本方法。它是在查明产生加工误差的主要因素之后,设法消除或减少这些因素。例如细长轴的车削,现在采用了大走刀反向车削法,基本消除了轴向切削力引起的弯曲变形。若辅之以弹簧顶尖,则可进一步消除热变形引起的热伸长的影响。
②补偿原始误差
误差补偿法,是人为地造出一种新的误差,去抵消原来工艺系统中的原始误差。当原始误差是负值时人为的误差就取正值,反之,取负值,并尽量使两者大小相等;或者利用一种原始误差去抵消另一种原始误差,也是尽量使两者大小相等,方向相反,从而达到减少加工误差,提高加工精度的目的。
③转移原始误差
误差转移法实质上是转移工艺系统的几何误差、受力变形和热变形等。
误差转移法的实例很多。如当机床精度达不到零件加工要求时,常常不是一味提高机床精度,而是从工艺上或夹具上想办法,创造条件,使机床的几何误差转移到不影响加工精度的方面去。如磨削主轴锥孔保证其和轴颈的同轴度,不是靠机床主轴的回转精度来保证,而是靠夹具保证。当机床主轴与工件之间用浮动联接以后,机床主轴的原始误差就被转移掉了。
④均分原始误差
在加工中,由于毛坯或上道工序误差(以下统称“原始误差”)的存在,往往造成本工序的加工误差,或者由于工件材料性能改变,或者上道工序的工艺改变(如毛坯精化后,把原来的切削加工工序取消),引起原始误差发生较大的变化,这种原始误差的变化,对本工序的影响主要有两种情况:
误差复映,引起本工序误差;
定位误差扩大,引起本工序误差。
解决这个问题,最好是采用分组调整均分误差的办法。这种办法的实质就是把原始误差按其大小均分为n组,每组毛坯误差范围就缩小为原来的1/n,然后按各组分别调整加工。
⑤均化原始误差
对配合精度要求很高的轴和孔,常采用研磨工艺。研具本身并不要求具有高精度,但它能在和工件作相对运动过程中对工件进行微量切削,高点逐渐被磨掉(当然,模具也被工件磨去一部分)最终使工件达到很高的精度。这种表面间的摩擦和磨损的过程,就是误差不断减少的过程。这就是误差均化法。它的实质就是利用有密切联系的表面相互比较,相互检查从对比中找出差异,然后进行相互修正或互为基准加工,使工件被加工表面的误差不断缩小和均。 在生产中,许多精密基准件(如平板、直尺、角度规、端齿分度盘等)都是利用误差均化法加工出来的。
⑥就地加工法
在加工和装配中有些精度问题,牵涉到零件或部件间的相互关系,相当复杂,如果一味地提高零、部件本身精度,有时不仅困难,甚至不可能,若采用就地加工法(也称自身加工修配法)的方法,就可能很方便地解决看起来非常困难的精度问题。就地加工法在机械零件加工中常用来作为保证零件加工精度的有效措施。