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数据机床的组成

文字:[大][中][小] 2015-4-30    浏览次数:3195    
    1.数控机 床的组成数控机床一般由输入输出设备、数控装置( CNC)、伺服单元、驱动装置(或称执行机构)、可编程控制器( PLC)及电气控制装置、辅助装置、机床本 体及测量装置组成。
    (1)数控机 床厂输入和输出装置。是机床 数控系统和操作人员进行信息交流、实现人 机对话的交互设备。
    输入装 置的作用是将程序载体上的数控代码变成相应的电脉冲信号,传进并 存人数控装置内。目前,数控机 床的输入装置有键盘、磁盘驱动器、光电阅读机等,其相应 的程序载体为磁盘、穿孔纸带。输出装置是显示器,有CRT显示器 或彩色液晶显示器两种。输出装置的作用是:数控系 统通过显示器为操作人员提供必要的信息。显示的 信息可以是正在编辑的程序、坐标值 以及报警信号等。
    (2)数控装置(CNC装置)。是计算 机数控系统的核心,是由硬 件和软件两部分组成的。它接收 的是输入装置进来的脉冲信号,信号经 过数控装置的系统软件或逻辑电路的编译、运算和逻辑处理后,输出各种信号和指令,控制机床的各个部分,使其进行规定的、有序的动作。这些控 制信号中最基本的信号是各坐标轴(即作进 给运动的各执行部件)的进给速度、进给方 向和位移量指令(送到伺 服驱动系统驱动执行部件作进给运动),还有主轴的变速、换向和启停信号,选择和 交换刀具的刀具指令信号,控制冷却液、润滑油启停,控制工 件和机床部件松开、夹紧,控制分 度工作台转位的辅助指令信号等。
    数控装 置主要包括微处理器( CPU)、存储器、局部总线、外围逻辑电路以及与CNC系统其 他组成部分联系的接口等。
    (3)可编程逻辑控制器(PLC)。数控机床通过CNC和PLC共同完成控制功能,其中,CNC主要完 成与数字运算和管理等有关的功能,如零件程序的编辑、插补运算、译码、刀具运 动的位置伺服控制等。而PLC主要完 成与逻辑运算有关的一些动作,它接收CNC的控制代码M(辅助功能)、S(主轴转速)、T(选刀、换刀)等开关量动作信息,对开关 量动作信息进行译码,转换成 对应的控制信号,控制辅 助装置完成机床相应的开关动作,如工件的装夹、刀具的更换、冷却液 的开关等一些辅助动作。它还接 收机床操作面板的指令,一方面 直接控制机床的动作(如手动操作机床),另一方 面将一部分指令送往数控装置,用于加工过程的控制。
    在FANUC系统中,专门用于控制机床的PLC记作PMC,称为可 编程机床控制器。
    伺服单元。伺服单 元接收来自数控装置的速度和位移指令。这些指 令经伺服单元变换和放大后,通过驱 动装置转变成机床进给运动的速度、方向和位移。因此,伺服单 元是数控装置与机床本体的联系环节,它把来 自数控装置的微弱指令信号放大成控制驱动装置的大功率信号。伺服单 元分为主轴单元和进给单元等,伺服单 元就其系统而言又有开环泵统、半闭环 系统和闭环系统之分。
    (5)驱动装置。驱动装 置把经过伺服单元放大的指令信号变为机械运动,通过机 械连接部件驱动机床工作台,使工作 台精确定位或按规定的轨迹作严格的相对运动,加工出形状、尺寸与 精度符合要求的零件。目前常 用的驱动装置有直流伺服电机和交流伺服电机,交流伺 服电机正逐渐取代直流伺服电机。
    伺服单 元和驱动装置合称为伺服驱动系统,它是机 床工作的动力装置,计算机 数控装置的指令要靠伺服驱动系统付诸实施,伺服驱 动装置包括主轴驱动单元(主要控制主轴的速度)、进给驱动单元(主要控 制进给系统的速度和位置)。伺服驱 动系统是数控机床的重要组成部分。从某种意义上说,数控机 床的功能主要取决于数控装置,而数控 机床的性能主要取决于伺服驱动系统。
    (6)机床本体。即数控 机床的机械部件,包括主运动部件、进给运动执行部件(工作台、拖板及其传动部件)和支承部件(床身、立柱等),还包括具有冷却、润滑、转位和 夹紧等功能的辅助装置。加工中 心类的数控机床还有存放刀具的刀库、交换刀 具的机械手等部件,数控机 床机械部件的组成与普通机床相似。由于数控机床高速度、高精度、大切削 用量和连续加工的要求,其机械部件在精度、刚度、抗振性 等肯面要求更高。
    此外,为保证 数控机床功能的充分发挥,还有一些辅助系统,如冷却系统、润滑系统、液压(或气动)系统、排屑系统、防护系统等。
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