什么是數控技術、數控車床,一次講明白!

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STELLA 11 2022-08-03 topic

什么是數控技術、數控車床,一次講明白!

數控技術與數控

數控技術,簡稱數控(NumericalControl—NC),是利用數字化信息對機械運動及生產過程進行控制的一種方法。因為當代數控都使用了計算機進行控制,因而,還可以稱為計算機數控(ComputerizedNumericalControl—CNC)。

為了對機械運動及加工過程開展數字化aluminum cnc machining信息控制,必須具備相應的硬件和軟件。用於完成數字化信息控制的硬件和軟件的整體變成數控系統(NumericalControlSystem),數控系統的核心是數控裝置(NumericalController)。

選用數控技術進行控制的機床,稱為數控車床(NC機床)。它是一種綜合應用了計算機技術、自動控制技術、精密測量技術和機床設計等先進技術的典型機電一體化商品,是現代制造技術的基礎。控制機床也是數控技術應用最早、最廣泛的行業,因而,數控車床的水平代表了當前數控技術的性能、水平和發展方向。

數控車床品種繁多,有鑽銑鏜床類、車削類、切削類、電加工類、鑄造類、激光加工類和其他特殊用途的專用數控車床等等,但凡使用了數控技術進行控制的機床統稱為NC機床。

含有自動換刀裝置ATC(AutomaticToolChanger—ATC)的數控車床(含有旋轉刀台的加工中心除外)稱為加工中心(MachineCenter—MC)。它通過刀具的自動交換,工件能夠一次裝、夾完成多工序的加工,完成了工序集中和工藝的複合,進而縮短了協助加工時間,提升了機床的效率;降低了工件安裝、定位頻次,提升了加工精度。加工中心是目前數控車床中產量最大、運用最廣的數控車床。

在加工中心的基礎上,根據提升多操作台(拖盤)自動交換裝置(AutoPalletChanger—APC)以及其他有關設備,構成的加工模塊稱為柔性加工模塊(FlexibleManufacturingCell—FMC)。FMC不但完成了工序的集中和工藝的複合,而且通過操作台(拖盤)的自動交換和較完善的自動監測、監控功能,可以進行一定時間的智能化加工,進而進一步提高了設備的加工效率。FMC既是柔性制造系統FMS(FlexibleManufacturingSystem)的基礎,又可以作為獨立的自動化加工設備使用,因而其發展速度較快。

在FMC和加工中心的基礎上,根據提升物流系統、工業機器人以及相關設備,並由中央控制系統進行集中、統一控制和管理,這樣的制造系統稱為柔性制造系統FMS(FlexibleManufacturingSystem)。FMS不但可以開展長時間智能化加工,並且可以實現多品種零件的全部加工和部件裝配,完成了車間制造過程的自動化,它是一種高度自動化的智能制造系統。

隨著科技發展,為了適應市場需求多變的局勢,對現代制造業而言,不僅需要發展車間制造過程的自動化,並且要實現從市場預測、生產決策、設計產品、產品制造直至商品銷售的全面自動化。將這些要求綜合、構成的完整的生產制造系統,稱為計算機集成制造系統(ComputerIntegratedManufacturingSystem-—CIMS)。CIMS將一個更長的生產、生產經營進行了有機的集成,完成了更高效益、更高軟性的智能化生產,是當今自動化生產技術發展的最大階段。在CIMS中,不僅是生產設備的集成,更主要的是以信息為特征的技術集成和功能集成。計算機是集成的工具,計算機輔助的自動化模塊技術是集成的基本,信息和數據的互換及共享是集成的橋梁,最終形成的產品,能夠看成是信息和數據的物質體現。

數控系統的基本構成

數控系統是所有數控機械的核心。數控系統的主要控制對象是坐標軸的偏移(包含移動速度、方位、位置等),其控制信息主要來源於數控加工或運動管理程序。因而,做為數控系統的最基本構成應包括:程序的輸入/導出設備、數控裝置、伺服驅動這三部分。

輸入/導出設備輸入/導出設備的作用是開展數cheap cnc machining控加工或運動管理程序、加工與控制數據、機床參數及其坐標軸位置、檢測開關的狀態等數據的輸入、導出。鍵盤和顯示器是任何數控機械都必備的最基本輸入/導出設備。此外,依據數控系統的不同,還可以配光電閱讀機、磁帶機或軟盤驅動器等。做為外部設備,計算機是目前常用的輸入/導出設備之一。

數控裝置數控裝置是數控系統的核心。它由輸入/輸出接口路線、控制器、運算器和儲存器等部分組成。數控裝置的作用是將輸入裝置輸入的數據,根據內部的邏輯電路或控制軟件開展編譯、計算和處理,並導出各種信息和命令,以控制機床的各部分進行要求的動作。

在這些控制信息和命令中,最基本是坐標軸的進給速度、走刀方向和進給偏移量命令。它經插補運算後生成,提供給伺服驅動,經控制器放大,最後控制坐標軸的偏移。它直接取決於刀具或坐標軸的移動軌跡。

此外,依據系統和設備的不同,如:在數控車床上,還會有主軸的轉速、轉為和起、停命令;刀具的選擇和互換命令;制冷、潤滑裝置的起、停命令;工件的松掉、夾持命令;操作台的分度等協助命令。在數控系統中,他們是由接口,以信號的方式提供給外界輔助控制設備,由輔助控制設備對以上信號進行必要的編譯和邏輯函數,放大後驅動相應的實行器件,推動機床機械部件、液壓氣動等協助設備完成命令要求的動作。

伺服驅動伺服驅動通常由伺服放大器(亦稱控制器、伺服模塊)和執行器等部分組成。在數控車床上,目前一般都選用交流伺服電動機做為執行器;在先進的高速加工機床邊,早已開始使用直線電動機。此外,在20世紀80時代之前生產的數控車床上,也有選用直流伺服電機;針對簡單數控車床,也有用做為實行器件。伺服放大器的形式決定於實行器件,它必須與驅動電機配套使用。

以上是數控系統最基本構成部分。隨著數控技術的發展和機床特性水平的提高,對系統的功能規定也日益提高,為了實現不同機床的控制規定,確保數控系統的完整性和統一性,並便捷用戶使用,常見比較先進的數控系統,一般都含有內部程序控制器做為機床的輔助控制設備。此外,在金屬切削機床上,主軸驅動裝置還可以變成數控系統的一個部分;在閉環數控車床上,測量、檢測裝置也是數控系統不可缺少的。針對先進的數控系統,有時甚至選用計算機做為系統的人機界面和數據的管理、輸入/輸出設備,從而使數控系統的功能更強、特性更完善。

總之,數控系統的構成決定於控制系統的性能和設備的具體控制規定,其配置和構成具有很大的區別,除加工程序的輸入/導出設備、數控裝置、伺服驅additive manufacturing rapid prototyping動這三個最基本構成部分外,還會有更多的控制裝置。圖1-1的虛線框部分表明計算機數控系統。

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