數字控制機床用數字代碼形式的(de)信(xìn)息(程序指令),控制刀具按給定的工作程序、陝西數控機床(chuáng)運動速度(dù)和軌迹進行自動加工的機床,簡稱數(shù)控機床(chuáng)。 數控機床具有廣泛的适(shì)應性,加工對象改變時隻需(xū)要改變輸入的程序指令;加工性能比一般自動機床高,可以精确加工(gōng)複雜型面,因(yīn)而适(shì)合于加工中小批(pī)量、改型頻繁、精度要求高、形狀又較複雜的工件,并能獲得良好的經濟效果。 随着數控技(jì)術的發展(zhǎn),采用數控系統的機床品種日益增多(duō),有車床、銑床、镗床、鑽床、磨床、齒輪加工機床和電火花加工機床(chuáng)等。此外還有能自動換刀、一次(cì)裝卡進行多工序加工的加工中心、車削中心等。
美國(guó)帕森斯公(gōng)司(sī)接受美國空軍委托,研(yán)制飛機(jī)螺旋槳葉片輪(lún)廓樣闆的加(jiā)工設備。由于樣闆形狀複雜多樣,精度要求高,一般加工(gōng)設備難以适應,于是提(tí)出計算機(jī)控制機床的(de)設想。年,該公司在美國(guó)麻省理工學(xué)院伺服機(jī)構研究室的(de)協助下,開始數控機(jī)床研究,并于年(nián)試制成功第一台由大型立式仿形銑床改裝而成的(de)三坐标數控銑(xǐ)床,不久即開始正式生(shēng)産。 當時的數控(kòng)裝置采用電子管元(yuán)件,體積龐大(dà),價格昂貴,隻在航空工業等(děng)少數(shù)有特殊需要的部門用來加工複雜(zá)型面零件;年,制成了晶體管元件和印刷電路闆,使數控裝置進入了第二代,體積縮(suō)小,成本有所下降;年以後,較為簡單和(hé)經濟的點位控制數控鑽床,和直線控制數控銑床得到較快發展,使數控機床在機械制造業各部門逐步(bù)獲得推廣(guǎng)。 年,出現了第(dì)三代的集成(chéng)電路數控裝置,不僅(jǐn)體積(jī)小,功率消耗少,且可靠性提高,價格(gé)進一步下降,促進了數控機床品種和産量的發展。
年代末,先後出(chū)現了由一台計算機直接控制多台機(jī)床的直接數(shù)控系(xì)統(tǒng)(簡稱DNC),又稱群控系(xì)統;陝西數控機床采用小型計算機控制的計算機數(shù)控系統(簡稱CNC),使數控裝置進(jìn)入了以小型計算(suàn)機(jī)化為(wéi)特征的第四代。 年,研制成功使用微(wēi)處理器和半導體存貯器的微型計算機數控裝(zhuāng)置(簡稱MNC),是第(dì)五代數控(kòng)系統。第五代與(yǔ)第(dì)三代相比,數(shù)控裝置的功能(néng)擴大了一倍,而體積則縮(suō)小為(wéi)原來的/,價格降低了/,可靠性也(yě)得到極大的提高。 年代初,随着計算(suàn)機軟、硬件技術的(de)發展,出(chū)現了能進行機(jī)對話式自動編制程序的(de)數控裝置;數控裝置愈趨小型化,可以直接安裝在機床上;數控機(jī)床的自動化程度進(jìn)一(yī)步提高(gāo),具有自動監控刀具破損和自動檢測工件等功能。
數控機床(chuáng)主要由數控裝置、伺服機構和機床主(zhǔ)體組成。輸入數控裝置(zhì)的程序指令記錄在信息載體上,由程序讀入裝(zhuāng)置接收,或由數控裝(zhuāng)置的鍵盤直接手動輸(shū)入。 數控裝置包括程序讀入裝置和由電子線路組成的(de)輸入部分、運算部(bù)分、控制部分和輸出部分等(děng)。
數控裝(zhuāng)置(zhì)按所能實現的(de)控制功能(néng)分為點位控制(zhì)、直線控制、連續(xù)軌迹控制(zhì)三(sān)類(lèi)。 點位(wèi)控制是隻控制(zhì)刀(dāo)具或工作台從一點移至另一點的準确定位,然後進行定點加工,而(ér)點與(yǔ)點之間(jiān)的路徑不需控制(zhì)。采用這類控制的有數控鑽床(chuáng)、數控镗(táng)床和數控坐(zuò)标镗床等。 直線控制(zhì)是除控制直線軌(guǐ)迹的起點和終點的準确定位外,還要(yào)控制在這兩點之間以指定的進給速度進行直線切削。采用這類控制的有平面銑削(xuē)用的數(shù)控銑床,以及階梯軸車(chē)削和磨削用的數控車床和數(shù)控磨床等(děng)。 連續軌迹控制(或稱輪廓控(kòng)制)能夠連續控制兩個(gè)或兩個以上坐标方向的聯合運動。為了使刀具按規定的軌迹加工工件(jiàn)的曲線輪廓,數控裝置具有插補運算的功能,使刀具(jù)的運動軌迹以最小的誤差逼近(jìn)規(guī)定的輪廓曲線,并協(xié)調各坐标方向的運動速度,以便在切削過程中始終保持規定的進給速度。采用這類(lèi)控制的有能加工曲面用的數控銑床、數控車床、數控磨(mó)床和加工中心(xīn)等。
伺服機(jī)構分為開環、半閉環和(hé)閉環三種類型。開環伺服機構是由步(bù)進電機驅動線(xiàn)路,和步進電機組成(chéng)。陝西數控機床每一脈沖信号使步進電機轉動一定的(de)角度,通過滾珠絲杠推動工作台移動一定的(de)距離(lí)。這種伺服機構比(bǐ)較簡單,工作穩定,容易掌握使用,但精(jīng)度和速(sù)度的提高受到限制。 半閉環伺服機構是由比較線路(lù)、伺服放大線路(lù)、伺服(fú)馬達、速度檢(jiǎn)測器和位(wèi)置檢測器組成。位(wèi)置檢測器裝在絲杠或伺服馬達的端部,利用絲杠的(de)回轉角度間接測(cè)出工作台(tái)的位置。常(cháng)用的伺服馬達(dá)有寬調速直流電動(dòng)機、寬調速交流電動機和(hé)電液伺服馬達。位置檢測器有旋轉變壓器、光電式脈沖發生器和圓光栅等。這種伺服機構所能達到的精度、速度和動态特性優于開環伺服機構,為大(dà)多數中小型數控機床所采用。 閉環伺服機構的工作原理和組成與半閉環(huán)伺服機構相同,隻是位置(zhì)檢測器安裝在工作(zuò)台上,可直接測出工作台的實際位置,故反饋(kuì)精度高于半閉環控制,但掌(zhǎng)握調試(shì)的難度較大,常用于(yú)高精(jīng)度和大型數控(kòng)機床。閉環伺服機構所用伺服(fú)馬達與半閉環相同,位置檢測(cè)器(qì)則用光栅、長感應同步(bù)器或長磁栅。