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數(shù)控車床的組成及工作原理
來源:泰安海數(shù)機(jī)械制造有限公司 發(fā)布日期:2012-1-17 10:39:37 訪問次數(shù):
主軸箱: 具有齒輪有級自動調(diào)速功能的數(shù)控車床(如泰安海特公司生產(chǎn)的“海數(shù)”牌產(chǎn)品:CJK6136,CJK6140,CJK6150),因采用電能制動器,去除了機(jī)械離合器,其主軸箱內(nèi)的傳動機(jī)構(gòu)已經(jīng)大大簡化;具有無級自動調(diào)速的數(shù)控車床(如“海數(shù)”牌產(chǎn)品:CK6136A,CK6140A,CK6150A),因采用變頻器調(diào)速,去除了機(jī)械傳動變速和變向作用的機(jī)構(gòu),其主軸箱也成了"軸承座"及"潤滑箱"的代名詞;對于改造式(具有手動操作和自動控制加工雙重功能)數(shù)控車床,則基本上保留其原有的主軸箱。

數(shù)控車床的組成及工作原理

1.數(shù)控車床的組成
   雖然數(shù)控車床種類較多,但一般均由車床主體、數(shù)控裝置和伺服系統(tǒng)三大部分組成。圖12-3是數(shù)控車床的基本組成方框圖。

12-3 數(shù)控車床的基本組成方框圖

(1) 車床主體

   除了基本保持普通車床傳統(tǒng)布局形式的部分經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床外,目前大部分?jǐn)?shù)控車床均已通過專門設(shè)計并定型生產(chǎn)。

1)主軸與主軸箱

a)主軸: 數(shù)控車床主軸的回轉(zhuǎn)精度,直接影響到零件的加工精度;其功率大小、回轉(zhuǎn)速度影響到加工的效率;其同步運(yùn)行、自動變速及定向準(zhǔn)停等要求,影響到車床的自動化程度。

b)主軸箱: 具有齒輪有級自動調(diào)速功能的數(shù)控車床(如泰安海特公司生產(chǎn)的“海數(shù)”牌產(chǎn)品:CJK6136,CJK6140,CJK6150),因采用電能制動器,去除了機(jī)械離合器,其主軸箱內(nèi)的傳動機(jī)構(gòu)已經(jīng)大大簡化;具有無級自動調(diào)速的數(shù)控車床(如“海數(shù)”牌產(chǎn)品:CK6136A,CK6140A,CK6150A),因采用變頻器調(diào)速,去除了機(jī)械傳動變速和變向作用的機(jī)構(gòu),其主軸箱也成了"軸承座"及"潤滑箱"的代名詞;對于改造式(具有手動操作和自動控制加工雙重功能)數(shù)控車床,則基本上保留其原有的主軸箱。

2)導(dǎo)軌

    數(shù)控車床的導(dǎo)軌是保證進(jìn)給運(yùn)動準(zhǔn)確性的重要部件。它在很大程度上影響車床的剛度、精度及低速進(jìn)給時的平穩(wěn)性,是影響零件加工質(zhì)量的重要因素之一。除部分?jǐn)?shù)控車床仍沿用傳統(tǒng)的滑動導(dǎo)軌(金屬型)外,定型生產(chǎn)的數(shù)控車床已較多地采用貼塑導(dǎo)軌(“海數(shù)”牌產(chǎn)品全部采用貼塑導(dǎo)軌)。這種新型滑動導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)小,其耐磨性、耐腐蝕性及吸震性好,潤滑條件也比較優(yōu)越。


3)機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)

    除了部分主軸箱內(nèi)的齒輪傳動等機(jī)構(gòu)外,數(shù)控車床已在原普通車床傳動鏈的基礎(chǔ)上,作了大幅度的簡化。如取消了掛輪箱、進(jìn)給箱、溜板箱及其絕大部分傳動機(jī)構(gòu),而僅保留了縱、橫進(jìn)給的螺旋傳動機(jī)構(gòu),并在驅(qū)動電動機(jī)至絲杠間增設(shè)了無間隙彈性聯(lián)軸器。

螺旋傳動機(jī)構(gòu): 數(shù)控車床中的螺旋副,是將驅(qū)動電動機(jī)所輸出的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成刀架在縱、橫方向上直線運(yùn)動的運(yùn)動副。構(gòu)成螺旋傳動機(jī)構(gòu)的部件,一般為滾珠絲杠副,如圖12-4所示。


如圖12-4 滾珠絲杠副

1一螺母 2一絲杠 3一滾珠 4一滾珠循環(huán)裝置

滾珠絲杠副的摩擦阻力小,可消除軸向間隙及預(yù)緊,故傳動效率及精度高,運(yùn)動穩(wěn)定,動作靈敏。但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,制造技術(shù)要求較高,所以成本也較高。另外,自行調(diào)整其間隙大小時,難度亦較大。

4)自動轉(zhuǎn)動刀架

    除了車削中心采用隨機(jī)換刀(帶刀庫)的自動換刀裝置外,數(shù)控車床一般帶有固定刀位的自動轉(zhuǎn)位刀架,有的車床還帶有各種形式的雙刀架(如排刀)。

5)檢測反饋裝置

   檢測反饋裝置是數(shù)控車床的重要組成部分,對加工精度、生產(chǎn)效率和自動化程度有很大影響。檢測裝置包括位移檢測裝置和工件尺寸檢測裝置兩大類,其中工件尺寸檢測裝置又分為機(jī)內(nèi)尺寸檢測裝置和機(jī)外尺寸檢測裝置兩種。工件尺寸檢測裝置僅在少量的高檔數(shù)控車床上配用。

6)對刀裝置

   除了極少數(shù)專用性質(zhì)的數(shù)控車床外,普通數(shù)控車床幾乎都采用了各種形式的自動轉(zhuǎn)位刀架,以進(jìn)行多刀車削。這樣,每把刀的刀位點在刀架上安裝的位置,或相對于車床固定原點的位置,都需要對刀、調(diào)整和測量,并以確認(rèn),以保證零件的加工質(zhì)量。

(2) 數(shù)控裝置和伺服系統(tǒng)

數(shù)控車床與普通車床的主要區(qū)別就在于是否具有數(shù)控裝置和伺服系統(tǒng)這兩大部分。如果說,數(shù)控車床的檢測裝置相當(dāng)于人的眼睛,那么,數(shù)控裝置相當(dāng)于人的大腦,伺服系統(tǒng)則相當(dāng)于人的雙手。這樣,就不難看出這兩大部分在數(shù)控車床中所處的重要位置了。
a)數(shù)控裝置

    數(shù)控裝置的核心是計算機(jī)及其軟件,它在數(shù)控車床中起“指揮”作用:數(shù)控裝置接收由加工程序送來的各種信息,并經(jīng)處理和調(diào)配后,向驅(qū)動機(jī)構(gòu)發(fā)出執(zhí)行命令;在執(zhí)行過程中,其驅(qū)動、檢測等機(jī)構(gòu)同時將有關(guān)信息反饋給數(shù)控裝置,以便經(jīng)處理后發(fā)出新的執(zhí)行命令。

b)伺服系統(tǒng)

    伺服系統(tǒng)準(zhǔn)確地執(zhí)行數(shù)控裝置發(fā)出的命令,通過驅(qū)動電路和執(zhí)行元件(如步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)等),完成數(shù)控裝置所要求的各種位移。

2.數(shù)控車床的工作過程

數(shù)控車床的工作過程如圖12-5所示。



 圖12-5 數(shù)控車床的工作過程

(1)首先根據(jù)零件加工圖樣進(jìn)行工藝分析,確定加工方案、工藝參數(shù)和位移數(shù)據(jù)。

(2)用規(guī)定的程序代碼和格式規(guī)則編寫零件加工程序單。

(4)由手工編寫的程序,通過數(shù)控機(jī)床的操作面板輸入程序。

(5)數(shù)控裝置將所接受的信號進(jìn)行一系列處理后,再將處理結(jié)果以脈沖信號形式向伺服系統(tǒng)統(tǒng)發(fā)出執(zhí)行的命令。

(6)伺服系統(tǒng)接到執(zhí)行的信息指令后,立即驅(qū)動車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)嚴(yán)格按照指令的要求進(jìn)行位移,使車床自動完成相應(yīng)零件的加工。泰安海數(shù)專業(yè)為您生產(chǎn)提供數(shù)控車床,山東數(shù)控車床,nc數(shù)控車床廠家,要了解更多關(guān)于數(shù)控車床,cnc數(shù)控車床的信息請來電咨詢!

泰安市海特機(jī)器制造有限責(zé)任公司  技術(shù)中心  供稿

2010年3月20日




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