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2019

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數據機床的組成



  1.數控機床的組成數控機床一般由輸入輸出設備、數控裝置( CNC)、伺服單元、驅動(dòng)裝置(或稱(chēng)執行機構)、可編程控制器( PLC)及電氣控制裝置、輔助裝置、機床本體及測量裝置組成。 
  (1)數控機床廠(chǎng)輸入和輸出裝置。是機床數控系統和操作人員進(jìn)行信息交流、實(shí)現人機對話(huà)的交互設備。 
輸入裝置的作用是將程序載體上的數控代碼變成相應的電脈沖信號,傳進(jìn)并存人數控裝置內。目前,數控機床的輸入裝置有鍵盤(pán)、磁盤(pán)驅動(dòng)器、光電閱讀機等,其相應的程序載體為磁盤(pán)、穿孔紙帶。輸出裝置是顯示器,有CRT顯示器或彩色液晶顯示器兩種。輸出裝置的作用是:數控系統通過(guò)顯示器為操作人員提供必要的信息。顯示的信息可以是正在編輯的程序、坐標值以及報警信號等。 
     (2)數控裝置(CNC裝置)。是計算機數控系統的核心,是由硬件和軟件兩部分組成的。它接收的是輸入裝置進(jìn)來(lái)的脈沖信號,信號經(jīng)過(guò)數控裝置的系統軟件或邏輯電路的編譯、運算和邏輯處理后,輸出各種信號和指令,控制機床的各個(gè)部分,使其進(jìn)行規定的、有序的動(dòng)作。這些控制信號中最基本的信號是各坐標軸(即作進(jìn)給運動(dòng)的各執行部件)的進(jìn)給速度、進(jìn)給方向和位移量指令(送到伺服驅動(dòng)系統驅動(dòng)執行部件作進(jìn)給運動(dòng)),還有主軸的變速、換向和啟停信號,選擇和交換刀具的刀具指令信號,控制冷卻液、潤滑油啟停,控制工件和機床部件松開(kāi)、夾緊,控制分度工作臺轉位的輔助指令信號等。 
數控裝置主要包括微處理器( CPU)、存儲器、局部總線(xiàn)、外圍邏輯電路以及與CNC系統其他組成部分聯(lián)系的接口等。 
  (3)可編程邏輯控制器(PLC)。數控機床通過(guò)CNC和PLC共同完成控制功能,其中,CNC主要完成與數字運算和管理等有關(guān)的功能,如零件程序的編輯、插補運算、譯碼、刀具運動(dòng)的位置伺服控制等。而PLC主要完成與邏輯運算有關(guān)的一些動(dòng)作,它接收CNC的控制代碼M(輔助功能)、S(主軸轉速)、T(選刀、換刀)等開(kāi)關(guān)量動(dòng)作信息,對開(kāi)關(guān)量動(dòng)作信息進(jìn)行譯碼,轉換成對應的控制信號,控制輔助裝置完成機床相應的開(kāi)關(guān)動(dòng)作,如工件的裝夾、刀具的更換、冷卻液的開(kāi)關(guān)等一些輔助動(dòng)作。它還接收機床操作面板的指令,一方面直接控制機床的動(dòng)作(如手動(dòng)操作機床),另一方面將一部分指令送往數控裝置,用于加工過(guò)程的控制。 
  在FANUC系統中,專(zhuān)門(mén)用于控制機床的PLC記作PMC,稱(chēng)為可編程機床控制器。 
 ?。?rdquo;伺服單元。伺服單元接收來(lái)自數控裝置的速度和位移指令。這些指令經(jīng)伺服單元變換和放大后,通過(guò)驅動(dòng)裝置轉變成機床進(jìn)給運動(dòng)的速度、方向和位移。因此,伺服單元是數控裝置與機床本體的聯(lián)系環(huán)節,它把來(lái)自數控裝置的微弱指令信號放大成控制驅動(dòng)裝置的大功率信號。伺服單元分為主軸單元和進(jìn)給單元等,伺服單元就其系統而言又有開(kāi)環(huán)泵統、半閉環(huán)系統和閉環(huán)系統之分。 
  (5)驅動(dòng)裝置。驅動(dòng)裝置把經(jīng)過(guò)伺服單元放大的指令信號變?yōu)闄C械運動(dòng),通過(guò)機械連接部件驅動(dòng)機床工作臺,使工作臺精確定位或按規定的軌跡作嚴格的相對運動(dòng),加工出形狀、尺寸與精度符合要求的零件。目前常用的驅動(dòng)裝置有直流伺服電機和交流伺服電機,交流伺服電機正逐漸取代直流伺服電機。 
  伺服單元和驅動(dòng)裝置合稱(chēng)為伺服驅動(dòng)系統,它是機床工作的動(dòng)力裝置,計算機數控裝置的指令要靠伺服驅動(dòng)系統付諸實(shí)施,伺服驅動(dòng)裝置包括主軸驅動(dòng)單元(主要控制主軸的速度)、進(jìn)給驅動(dòng)單元(主要控制進(jìn)給系統的速度和位置)。伺服驅動(dòng)系統是數控機床的重要組成部分。從某種意義上說(shuō),數控機床的功能主要取決于數控裝置,而數控機床的性能主要取決于伺服驅動(dòng)系統。 
  (6)機床本體。即數控機床的機械部件,包括主運動(dòng)部件、進(jìn)給運動(dòng)執行部件(工作臺、拖板及其傳動(dòng)部件)和支承部件(床身、立柱等),還包括具有冷卻、潤滑、轉位和夾緊等功能的輔助裝置。加工中心類(lèi)的數控機床還有存放刀具的刀庫、交換刀具的機械手等部件,數控機床機械部件的組成與普通機床相似。由于數控機床高速度、高精度、大切削用量和連續加工的要求,其機械部件在精度、剛度、抗振性等肯面要求更高。 
  此外,為保證數控機床功能的充分發(fā)揮,還有一些輔助系統,如冷卻系統、潤滑系統、液壓(或氣動(dòng))系統、排屑系統、防護系統等。

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