文档介绍：机电工程系:李伟
2013-2014-2
数控技术及特种加工
1949年美国Parson公司与麻省理工学院开始合作,历时三年研制出能进行三轴控制的数控铣床样机,取名“Numerical Control”。数控即数字控制(Numerical Control,简称NC)。数控技术即NC技术,是指用数字化信息发出指令并实现自动控制的技术。puterized Numerical Control,C)是指用计算机实现部分或全部的数控功能。采用数控技术的自动控制系统为数控系统,采用计算机数控技术的自动控制系统为计算机数控系统,其被控对象可以是生产过程或设备。如果被控对象是机床,则称为数控机床。
单元1 数控技术基础
1 程序编制及程序载体
2 输入装置
3 数控装置
4 强电控制装置
5 伺服控制装置
6 机床的机械部件
单元1 数控技术基础
与传统的普通机床相比,数控机床机械部件有如下几个特点:
(1) 采用了高性能的主轴及进给伺服驱动装置,机械传动结构得到简化,传动链较短。
(2) 机械结构具有较高的动态特性、动态刚度、阻尼刚度、耐磨性以及抗热变形性能。
(3) 较多地采用高效传动件,如滚珠丝杠螺母副、直线滚动导轨等。
(4) 还有一些配套部件(如冷却、排屑、防护、润滑、照明、储运等一系列装置)和辅属设备(编程机和对刀仪等)。
单元1 数控技术基础
数控机床是一种高度自动化的机床,它在加工工艺与加工表面形成方法上与普通机床基本相同,最根本的不同在于实现自动化控制的原理与方法上:数控机床是用数字化的信息来实现自动控制的。在数控机床上加工零件时,首先要将被加工零件图上的几何信息和工艺信息数字化。先根据零件加工图样的要求确定零件加工的工艺过程、工艺参数、***参数,再按数控机床规定采用的代码和程序格式,将与加工零件有关的信息如工件的尺寸、***运动中心轨迹、位移量、切削参数(主轴转速、切削进给量、背吃刀量)以及辅助操作(换刀、主轴的正转与反转、切削液的开与关)等编制成数控加工程序,然后将程序输入到数控装置中,经数控装置分析处理后,发出指令控制机床进行自动加工。
单元1 数控技术基础
有点位控制机床、直线控制机床和轮廓控制机床。
(1) 点位控制机床。它如图(a)所示,只控制***从一点向另一点移动,而不管其中间行走轨迹的控制方式。在从点到点的移动过程中,只作快速空程的定位运动,因此不能用于加工过程的控制。属于点位控制的典型机床有数控钻床、数控镗床和数控冲床等。这类机床的数控功能主要用于控制加工部位的相对位置精度,而其加工切削过程还得靠手工控制机械运动来进行。
单元1 数控技术基础
单元1 数控技术基础
(a) 点位控制; (b) 直线控制; (c) 轮廓控制
(2) 直线控制机床。它如图(b)所示,可控制***相对于工作台以适当的进给速度,沿着平行于某一坐标轴方向或与坐标轴成45°的斜线方向作直线轨迹的加工。这种方式是一次同时只有某一轴在运动,或让两轴以相同的速度同时运动以形成45(的斜线,所以其控制难度不大,系统结构比较简单。一般地,都是将点位与直线控制方式结合起来,组成点位直线控制系统而用于机床上。这种形式的典型机床有车阶梯轴的数控车床、数控镗铣床和简单加工中心等。
(3) 轮廓控制机床。它又称连续控制机床。如图(c)所示,可控制***相对于工件作连续轨迹的运动,能加工任意斜率的直线,任意大小的圆弧,配以自动编程计算,可加工任意形状的曲线和曲面。典型的轮廓控制型机床有数控铣床、功能完善的数控车床、数控磨床和数控电加工机床等。
单元1 数控技术基础
(1).开环伺服系统
开环伺服系统的伺服驱动装置主要是步进电机、功率步进电机和电液脉冲马达等。如图所示。由数控系统送出的进给指令脉冲,通过环形分配器、按步进电机的通电方式进行分配,并经功率放大后送给步进电机的各相绕组,使之按规定的方式通、断电,从而驱动步进电机旋转。再经同步齿形带、滚珠丝杠螺母副驱动执行部件。每给一脉冲信号,步进电机就转过一定的角度,工作台就走过一个脉冲当量的距离。数控装置按程序加工要求控制指令脉冲的数量、频率和通电顺序,达到控制执行部件运动的位移量、速度和运动方向的目的。由于它没有检测和反馈系统,故称之为开环。其特点是结构简单,维护方便,成本较低。但加工精度不高,如果采取螺距误差补偿和传动间隙补偿等措施,定位精度可稍有提高。
单元1 数控技术基础
单元1 数控技术基础
开环伺服系统