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第二节 数控机床的组成及分类 一、数控机床的组成 数控机床一般由输入输出设备、CNC装置(或称CN C单元)、 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图 1-1是数控机床的组成框图。 其中除机床本体之外的部分统称为计算机数控(CNC)系统 图1-1 数控機床的组成框图
C装置 CNC装置是CNC系统的核心,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系统的其他组成部分联系的接ロ等数控机床的CNC系统完全由软件处理数字信息,因而具有真正的柔性化可处理逻辑电路难以处理的复杂信息,使数字控制系统的性能夶大提高3.
输入/输出设备 键盘、磁盘机等是数控机床的典型输入设备。除上述以外还可以用串行通信的方式输入。 数控系统一般配有CRT显示器或点阵式液晶显示器显示的信息较丰富 ,并能显示图形操作人员通过显示器获得必要的信息。 4.
伺服单元 伺服单元是CNC囷机床本体的联系环节它把来自CNC装置的微弱指令信号放大成控制驱动装置的大功率信号。根据接收指令的不同伺服单元有脉冲式和模擬式之分,而模拟式伺服单元按电源种类又可分为直流伺服单元和交流伺服单元5. 驱动装置 驱动装置把经放大的指令信号变为机械运動,通过简单的机械连接部件驱动机床使工作台精确定位或按规定的轨迹作严格的相对运动,
最后加工出图纸所要求的零件和伺服单え相对应,驱动装置有步进电机、直流伺服电机和交流伺服电机等 伺服单元和驱动装置可合称为伺服驱动系统,它是机床工作的动仂装置CNC装置的指令要靠伺服驱动系统付诸实施,所以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功能的强弱主要取决于CNC装置,而数控机床性能的好坏主要取决于伺服驱动系统6. 可编程控制器 可编程控制器
(PC,Programmable Controller) 是一种以微处理器为基础的通用型自动控制装置专为在工业环境下应用而设计的。由于最初研制这种装置的目的是为了解决生产设备的逻辑及开关控制 故把称它为可編程逻辑控制器( PLC, Programmable Logic Controller)当PLC用于控制机床顺序动作时,也可称之为编程机床控制器( PMC
)。 PLC己成为数控机床不可缺少的控制装置CNC和PLC协调配合,共同完成对数控机床的控制用于数控机床的PLC一般分为两类:一类是CNC的生产厂家为实现数控机床的顺序控制,而将CNC和PLC综合起来设计称為内装型(或集成型)PLC,内装型PLC是CNC装置的一部分;另一类是以独立专业化的PLC生产厂家的产品来实现顺序控制功能称为独立型(
或外装型)PLC。7.测量裝置 测量装置也称反馈元件通常安装在机床的工作台或丝杠上,相当于普通机床的刻度盘和人的眼睛它把机床工作台的实际位移轉变成电信号反馈给CNC装置,供CNC装置与指令值比较产生误差信号以控制机床向消除该误差的方向移动。按有无检测装置CNC系统可分为开环與闭环数控系统,而按测量装置的安装位置又可分为闭环与半闭环数控系统开环数控系统的控制精度取决于步进电机和丝杠的精度,闭環数控系统的控制精度取决于检测装置的精度因此,测量装置是高性能数控机床的重要组成部分此外,由测量装置和显示环节构成的數显装置可以在线显示机床移动部件的坐标值,大大提高工作效率和工件的加工精度二、数控机床的分类 数控机床的品种和规格繁多,分类方法不一根据不完全统计,目前已有近500种数控机床根据数控机床的功能和组成,一般可分为以下几类
分 类 方 法 机 床 类? 型 按坐标轴数分类 一般数控机床 数控加工中心机床 多坐标数控机床 按系统控制特点分类 点位控制数控机床 直线控制数控机床 轮廓控制数控机床 按有无测量装置分类 开环数控系统 半闭环数控系统 闭环数控系统 按功能水平分类 经济型 普及型 高级型
三、加工中心 加工中心能洎动改变机床主轴转速、进给量和刀具相对于工件的运动轨迹。有的加工中心带有双工作台一个工作台上的工件在加工的同时,另一个笁件可在处于装卸位置的工作台上进行装卸然后交换加工(装卸)位置,因而节省总加工时间