數(shù)控機(jī)床與數(shù)控技術(shù)

1、數(shù)控機(jī)床與數(shù)控技術(shù)一、數(shù)控機(jī)床的構(gòu)成數(shù)控機(jī)床一般由以下幾個(gè)部分組成1主機(jī)這是數(shù)控機(jī)床的主體，主要指的是機(jī) 床的床身、立柱、主軸和其他主要的機(jī)械部件。 根據(jù)切削加工要素的不同，主機(jī)可以分為各種 不同的機(jī)床，如車床、銑床、鉆床、銷床等等。從 表面上看，數(shù)控機(jī)床的主機(jī)結(jié)構(gòu)與普通機(jī)床有相似 的地方，也可分為床身、立柱等主要構(gòu)件。但實(shí)際 上數(shù)控機(jī)床主機(jī)結(jié)構(gòu)一般都是經(jīng)過(guò)專門設(shè)計(jì)的。因 為數(shù)控系統(tǒng)是高度自動(dòng)化的設(shè)備，它的結(jié)構(gòu)必須滿 足自動(dòng)化生產(chǎn)的要求、如動(dòng)態(tài)品質(zhì)的要求、熱變形 的要求等等。所以數(shù)控機(jī)床的主機(jī)結(jié)構(gòu)在很大程度 上是經(jīng)過(guò)CAD設(shè)計(jì)而得到。 2數(shù)控系統(tǒng)這是數(shù)控機(jī)床的核心。包括數(shù)控 硬件(電路板、顯示

2、器、鍵盤、存儲(chǔ)等)數(shù)控軟件 兩大部分。 現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)大多是采用計(jì)算機(jī)控 制的，數(shù)控系統(tǒng)具有下列一些主要的功能：多坐標(biāo) 控制(多軸聯(lián)動(dòng))；多種函數(shù)的插補(bǔ)；各種編程代碼 的轉(zhuǎn)化；各種形式的數(shù)據(jù)輸入；各種加工方式的選 擇；故障的自診斷等等。因此我們把數(shù)控系統(tǒng)稱為 CNC系統(tǒng)。 由于CNC系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的核心，因此數(shù)控機(jī) 床的技術(shù)水平在很大程度上依賴于數(shù)控系統(tǒng)的技術(shù) 水平。而數(shù)控軟件則是這個(gè)核心的關(guān)鍵所在?，F(xiàn)在 國(guó)內(nèi)已有很多技術(shù)部門自行開(kāi)發(fā)研制出高水平的數(shù) 控軟件。在每?jī)赡暌淮巍爸袊?guó)機(jī)床展”上我們都能 看到各種國(guó)產(chǎn)的高水平數(shù)控系統(tǒng)。這樣才使我國(guó)的 數(shù)控機(jī)床工業(yè)有了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。3驅(qū)動(dòng)裝置這是數(shù)

3、控機(jī)床執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)部 件。主要包括主軸驅(qū)動(dòng)單元、各個(gè)坐標(biāo)軸的驅(qū)動(dòng)單 元、主軸電機(jī)、各個(gè)坐標(biāo)軸的驅(qū)動(dòng)電機(jī)等。 普通機(jī)床的主軸和進(jìn)給系統(tǒng)是由電機(jī)驅(qū)動(dòng)進(jìn)給 箱和主軸箱的齒輪來(lái)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)和變速。而數(shù)控機(jī)床 的主軸和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)則是由數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出指令，通過(guò) 電氣和液壓系統(tǒng)的動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)。這樣就對(duì)數(shù)控機(jī)床 的驅(qū)動(dòng)裝置有了一些特殊的要求。比如數(shù)控機(jī)床的 伺服驅(qū)動(dòng)要有良好的快速響應(yīng)能力，能夠準(zhǔn)確而靈 敏地跟蹤數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的指令。4輔助裝置指的是數(shù)控機(jī)床的一些必需的配 套部件。 輔助裝置包含的面很廣，幾乎包括了機(jī)床上的 電氣、液壓、氣動(dòng)和與機(jī)床加工相關(guān)的冷卻、防護(hù)、 潤(rùn)滑、照明、排屑等系列設(shè)備。由于輔助裝置對(duì) 機(jī)床的

4、功能具有很大的影響，所以它們的發(fā)展極為 迅速。現(xiàn)在我國(guó)生產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床上的輔助裝置的國(guó) 產(chǎn)化率已經(jīng)很高了。5編程機(jī)隨著數(shù)控系統(tǒng)功能和數(shù)控機(jī)床加工 能力的增強(qiáng)而增加的機(jī)床輔助設(shè)備。 隨著數(shù)控機(jī)床技術(shù)水平的提高，三個(gè)以上坐標(biāo) 軸的多坐標(biāo)控制已經(jīng)成為許多數(shù)控機(jī)床的標(biāo)準(zhǔn)配置。 這種標(biāo)準(zhǔn)配置對(duì)于機(jī)械加工來(lái)說(shuō)是很重要。而多坐 標(biāo)加工的程序編制是一件比較困難事情。手工編程 費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且程序的準(zhǔn)確性不高。這樣，采用計(jì) 算機(jī)編程就成為多坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床必不可少的編程方 式?，F(xiàn)在微型計(jì)算機(jī)發(fā)展很快，大部分的機(jī)外編程 可以在微型計(jì)算機(jī)上完成。但是大型復(fù)雜曲面的零 件程序還必須采用小型計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 近十幾年以來(lái)，數(shù)控機(jī)

5、床的功能有了很大的發(fā) 展，加工范圍和加工對(duì)象日益擴(kuò)大。所以，數(shù)控機(jī) 床的組成也有了一些變化。圖1中指出的組成只是 個(gè)大概的分類。不過(guò)從圖1中，我們已經(jīng)可以大 致地了解到數(shù)控機(jī)床的基本構(gòu)成情況。二、數(shù)控機(jī)床的加工特點(diǎn) 數(shù)控機(jī)床是一種高度自動(dòng)化的機(jī)床，它對(duì)于解 決復(fù)雜型面和高精度零件的加工，小批量零件的加 工，復(fù)雜零件的加工，都有十分重要的意義。 數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床相比有著許多突出的優(yōu)點(diǎn)。 數(shù)控機(jī)床能夠完成許多普通機(jī)床難以完成，或者根 本不能加工的復(fù)雜零件的加工；可以大大提高零件 的加工精度，穩(wěn)定產(chǎn)品的質(zhì)量；可以大大的提高生 產(chǎn)率；幾乎不需要專門的工裝卡具，適應(yīng)多品種小 批量的產(chǎn)品加工；減少在制品

6、的數(shù)量，加快資金的 流動(dòng)。當(dāng)然，數(shù)控機(jī)床也有初期投入比較大，對(duì)操 作人員的技術(shù)水平要求較高等問(wèn)題。表1說(shuō)明了數(shù) 控機(jī)床與普通機(jī)床的對(duì)比。 所以應(yīng)當(dāng)合理的選擇和使用數(shù)控機(jī)床，降低生 產(chǎn)成本，以提高經(jīng)濟(jì)效益與競(jìng)爭(zhēng)能力。三、數(shù)控機(jī)床的適用范圍 不是所有的零件都是用于數(shù)控加工的，只有某 些零件才適用于數(shù)控加工。圖2說(shuō)明數(shù)控機(jī)床、專 用機(jī)床和普通機(jī)床各自的使用范圍，圖3表示了各 種機(jī)床的加工批量與成本的關(guān)系。 從圖2、圖3中我們可以看出，數(shù)控機(jī)床適用于 加工那些比較復(fù)雜而生產(chǎn)批量不大的零件。在零件 復(fù)雜程度相當(dāng)，而生產(chǎn)批量較大時(shí)應(yīng)采用專用機(jī)床 進(jìn)行加工。適用于數(shù)控加工的零件有：(1)批量小而又多次重復(fù)生產(chǎn)的零件；(2)幾何形狀復(fù)雜的零件；(3)貴重零件加工；(4)需要全部檢驗(yàn)的零件；(5