數字控制(zhì)機床用數字代碼形式的信(xìn)息(程序指令),控制刀具(jù)按給定的工作程序、陝西數控機床運動速度和軌迹進(jìn)行自動加工(gōng)的機床,簡稱數控機床。 數控機床具有(yǒu)廣泛的(de)适應性,加工對象改變時隻需要改變輸入的程序指令;加工性能比一般自動機床(chuáng)高,可以(yǐ)精确加工複雜型面,因而适合于加工中小批量、改型(xíng)頻繁、精度要求(qiú)高、形狀又較複雜的工件,并能獲得良好的經(jīng)濟效果。 随着數控技術的發展,采用數控系統的機床品種日益增多,有車床(chuáng)、銑床、镗床、鑽床(chuáng)、磨床、齒輪加工機床和電火花加工機床等。此外還有能自動換刀、一(yī)次裝卡進行多工序加工的加工(gōng)中心(xīn)、車削中(zhōng)心等。
美國(guó)帕森斯公司接受美國空軍(jun1)委托,研制飛機螺旋(xuán)槳葉片輪廓樣闆的加工設備。由于樣闆形狀複雜多樣,精度要求高,一般加工設備難以适應,于是提出計算機(jī)控制機床的設(shè)想。年,該公司在美國(guó)麻省理工學院伺服機構研究室的協助下,開始數控機床研(yán)究,并于年試制(zhì)成功第(dì)一台由大型立式仿形銑床改裝而成的三坐标數控銑床,不久即開始正式生産。 當時的數控裝置采用電子管元件,體積龐大,價(jià)格昂(áng)貴,隻在航空工業等(děng)少數(shù)有特殊需要的部門(mén)用來加工複雜型面零件;年,制成了晶體管元件和印刷電路闆,使數控裝(zhuāng)置進入了第二代,體積縮小,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(zuàn)床,和直線控制數控(kòng)銑床得到較快(kuài)發展,使數(shù)控機床在機械制造業各部門(mén)逐步獲得推廣。 年,出現了第三代的集成(chéng)電路數控裝置,不僅體積(jī)小,功率消耗少(shǎo),且可靠性提高,價格進一步下降,促(cù)進了數控機床品種(zhǒng)和(hé)産量的發展。
年代末,先後出現了(le)由一台計(jì)算機直接控制多台機床的直接數控系(xì)統(簡稱DNC),又稱群控系(xì)統;陝西數控機床采用小型計(jì)算機(jī)控制的計算機數(shù)控系統(tǒng)(簡稱CNC),使數(shù)控裝(zhuāng)置進入了以小型計算機(jī)化為特征的第四(sì)代。 年,研制成功使用微處理器和半導(dǎo)體(tǐ)存貯器(qì)的微型計算機數控裝(zhuāng)置(簡稱MNC),是第五代數控系統。第五代與第三代相比,數控裝(zhuāng)置的功能擴大了一倍,而體積(jī)則縮小為原來的/,價格降(jiàng)低了/,可靠(kào)性也得到極大的提(tí)高。 年代(dài)初,随着計算機軟、硬件(jiàn)技術的發展,出現了能進行機對話式自動編制程序的數控(kòng)裝置(zhì);數控裝置愈(yù)趨小型化,可以直接安(ān)裝在機床上;數(shù)控機床的自動化程度進(jìn)一步提高,具有自動(dòng)監控刀具破損和自動(dòng)檢測工件等功(gōng)能。
數(shù)控機床(chuáng)主要由數控裝置、伺服機構和機床主(zhǔ)體組(zǔ)成。輸入數控裝置的程序指令記錄在信息載體(tǐ)上,由程序(xù)讀入裝置接收,或由數控裝置的鍵盤直接手動輸(shū)入。 數控裝置包括程序讀入裝(zhuāng)置和由電子線路組(zǔ)成的輸入部分、運算部(bù)分、控制部分和輸出部分等。
數控裝置按所能實現的控制功能分為點位控制、直線控制(zhì)、連續(xù)軌迹控制三類。 點位控制是隻控制刀具或工(gōng)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(zhì)的(de)有數控鑽床、數控镗床和數控坐标镗床等。 直線控制是除控制直(zhí)線軌迹的起點和終點的準确定位外,還要控制在這兩點之間以指定的進給速度進行直(zhí)線(xiàn)切削。采用這類控制的有平面銑削(xuē)用的數控銑床,以及(jí)階梯軸車(chē)削和磨削(xuē)用的數控車床和數控磨床等。 連續(xù)軌迹(jì)控制(或稱(chēng)輪廓控(kòng)制)能夠(gòu)連續控制兩個或兩個以上坐标方向(xiàng)的聯合(hé)運動。為了使刀(dāo)具按規定(dìng)的軌迹加工工件的曲線輪廓,數控裝置具有插補運算的(de)功能,使刀具的運動軌迹以(yǐ)最小的誤(wù)差逼近規定的輪廓曲線,并協調各坐标方向(xiàng)的運動速度,以(yǐ)便在切削過程(chéng)中始終保持規定的進給速度。采用這類控制(zhì)的有能加工曲面用的數控銑(xǐ)床(chuáng)、數(shù)控車床、數控(kòng)磨(mó)床和加工中心等(děng)。
伺服機構分為開環、半(bàn)閉環和(hé)閉環三種類型。開環伺服機構是由步進電機驅動線路,和步(bù)進電機組成(chéng)。陝西數控機床每一脈沖信号使(shǐ)步進電機轉動一定的角度,通過滾珠絲杠推動工作台移動一定的距離。這種伺服機構(gòu)比較簡單,工作穩定,容易掌握使用,但精度和速(sù)度的提高受到限制。 半閉環(huán)伺服機構是由(yóu)比較線路(lù)、伺服放大線路、伺服(fú)馬達、速度(dù)檢測器和位(wèi)置檢測器組成。位(wèi)置檢測器裝在絲(sī)杠或伺服馬達的端部,利用絲杠的回轉角(jiǎo)度間接測出工作台的位置(zhì)。常用的伺服馬(mǎ)達(dá)有寬調速直流電動(dòng)機、寬調速交流(liú)電動機和(hé)電液伺(sì)服馬達。位置檢測(cè)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(yú)開環伺服機構,為大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(zǔ)成與半閉環伺服機構相同(tóng),隻是(shì)位置檢(jiǎn)測器安裝在工作(zuò)台上,可直接測出工(gōng)作台的實際位置,故反饋精度高于半閉環控制,但掌(zhǎng)握調試的難度較大,常用(yòng)于高精度和大型數控(kòng)機(jī)床。閉環(huán)伺服機構(gòu)所用伺服馬達與(yǔ)半閉環相同,位置檢測器則用光栅、長感應同步器或(huò)長磁栅。