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數控機牀與數控技術

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一、數控機牀的構成

數控機牀與數控技術

數控機牀一般由以下幾個部分組成

1.主機這是數控機牀的主體,主要指的是機 牀的牀身、立柱、主軸和其他主要的機械部件。

   根據切削加工要素的不同,主機可以分爲各種 不同的機牀,如車牀、銑牀、鑽牀、銷牀等等。從 表面上看,數控機牀的主機結構與普通機牀有相似 的地方,也可分爲牀身、立柱等主要構件。但實際 上數控機牀主機結構一般都是經過專門設計的。因 爲數控系統是高度自動化的設備,它的結構必須滿 足自動化生產的要求、如動態品質的要求、熱變形 的要求等等。所以數控機牀的主機結構在很大程度 上是經過CAD設計而得到。 2.數控系統這是數控機牀的核心。包括數控 硬件(電路板、顯示器、鍵盤、存儲等)數控軟件 兩大部分。

    現代數控機牀的數控系統大多是採用計算機控 制的,數控系統具有下列一些主要的功能:多座標 控制(多軸聯動);多種函數的插補;各種編程代碼 的轉化;各種形式的數據輸入;各種加工方式的選 擇;故障的自診斷等等。因此我們把數控系統稱爲 CNC系統。

    由於CNC系統是數控機牀的核心,因此數控機 牀的技術水平在很大程度上依賴於數控系統的技術 水平。而數控軟件則是這個核心的關鍵所在。現在 國內已有很多技術部門自行開發研製出高水平的數 控軟件。在每兩年一次“中國機牀展”上我們都能 看到各種國產的高水平數控系統。這樣才使我國的 數控機牀工業有了堅實的基礎。

3.驅動裝置這是數控機牀執行機構的驅動部 件。主要包括主軸驅動單元、各個座標軸的驅動單 元、主軸電機、各個座標軸的驅動電機等。

    普通機牀的主軸和進給系統是由電機驅動進給 箱和主軸箱的齒輪來實現傳動和變速。而數控機牀 的主軸和進給運動則是由數控系統發出指令,透過 電氣和液壓系統的動作來實現。這樣就對數控機牀 的驅動裝置有了一些特殊的要求。比如數控機牀的 伺服驅動要有良好的快速響應能力,能夠準確而靈 敏地跟蹤數控系統發出的指令。

4.輔助裝置指的是數控機牀的一些必需的配 套部件。

   輔助裝置包含的面很廣,幾乎包括了機牀上的 電氣、液壓、氣動和與機牀加工相關的冷卻、防護、 潤滑、照明、排屑等—系列設備。由於輔助裝置對 機牀的功能具有很大的影響,所以它們的發展極爲 迅速。現在我國生產的數控機牀上的輔助裝置的國 產化率已經很高了。

5.編程機隨着數控系統功能和數控機牀加工 能力的增強而增加的機牀輔助設備。

    隨着數控機牀技術水平的提高,三個以上座標 軸的多座標控制已經成爲許多數控機牀的標準配置。 這種標準配置對於機械加工來說是很重要。而多坐 標加工的程序編制是一件比較困難事情。手工編程 費時費力,而且程序的準確性不高。這樣,採用計 算機編程就成爲多座標數控機牀必不可少的編程方 式。現在微型計算機發展很快,大部分的機外編程 可以在微型計算機上完成。但是大型複雜曲面的零 件程序還必須採用小型計算機來實現。

    近十幾年以來,數控機牀的功能有了很大的發 展,加工範圍和加工對象日益擴大。所以,數控機 牀的組成也有了一些變化。圖1中指出的組成只是 —個大概的分類。不過從圖1中,我們已經可以大 致地瞭解到數控機牀的基本構成情況。

二、數控機牀的加工特點

    數控機牀是一種高度自動化的機牀,它對於解 決複雜型面和高精度零件的加工,小批量零件的加 工,複雜零件的加工,都有十分重要的.意義。

    數控機牀與普通機牀相比有着許多突出的優點。 數控機牀能夠完成許多普通機牀難以完成,或者根 本不能加工的複雜零件的加工;可以大大提高零件 的加工精度,穩定產品的質量;可以大大的提高生 產率;幾乎不需要專門的工裝卡具,適應多品種小 批量的產品加工;減少在製品的數量,加快資金的 流動。當然,數控機牀也有初期投入比較大,對操 作人員的技術水平要求較高等問題。表1說明了數 控機牀與普通機牀的對比。

    所以應當合理的選擇和使用數控機牀,降低生 產成本,以提高經濟效益與競爭能力。

三、數控機牀的適用範圍

    不是所有的零件都是用於數控加工的,只有某 些零件才適用於數控加工。圖2說明數控機牀、專 用機牀和普通機牀各自的使用範圍,圖3表示了各 種機牀的加工批量與成本的關係。

     從圖2、圖3中我們可以看出,數控機牀適用於 加工那些比較複雜而生產批量不大的零件。在零件 複雜程度相當,而生產批量較大時應採用專用機牀 進行加工。適用於數控加工的零件有:

(1)批量小而又多次重複生產的零件;

(2)幾何形狀複雜的零件;

(3)貴重零件加工;

(4)需要全部檢驗的零件;

(5)其他適用於數控加工的零件。

對上述零件採用數控加工,才能最大限度地發 揮出數控加工的特點。

數控加工技術是一門比較新的學科,又是一門 實踐性很強的學科。