高速數(shù)控銑床

什么是數(shù)控銑床？

數(shù)字控制銑床簡稱數(shù)控銑床，這是一種將數(shù)字計算技術(shù)應(yīng)用于銑床的控制技術(shù)。它把機械加工過程中的各種控制信息用代碼化的數(shù)字表示，通過信息載體輸入數(shù)控裝置。經(jīng)運算處理由數(shù)控裝置發(fā)出各種控制信號，控制銑床的動作，按圖紙要求的形狀和尺寸，自動地將零件加工出來。數(shù)控銑床較好地解決了復(fù)雜、精密、小批量、多品種的零件加工問題，是一種柔性的、高效能的自動化銑床，代表了現(xiàn)代銑床控制技術(shù)的發(fā)展方向，是一種典型的機電一體化產(chǎn)品。

數(shù)控銑床的組成:

數(shù)控銑床的基本組成包括加工程序載體、數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動裝置、銑床主體和其他輔助裝置。下面盤活網(wǎng)小編分別對各組成部分的基本工作原理進行概要說明。

1、加工程序載體

數(shù)控銑床工作時，不需要工人直接去操作銑床，要對數(shù)控銑床進行控制，必須編制加工程序。零件加工程序中，包括銑床上刀具和工件的相對運動軌跡、工藝參數(shù)（進給量主軸轉(zhuǎn)速等）和輔助運動等。將零件加工程序用一定的格式和代碼，存儲在一種程序載體上，如穿孔紙帶、盒式磁帶、軟磁盤等，通過數(shù)控銑床的輸入裝置，將程序信息輸入到CNC單元。

2、數(shù)控裝置

數(shù)控裝置是數(shù)控銑床的核心?，F(xiàn)代數(shù)控裝置均采用CNC形式，這種CNC裝置一般使用多個微處理器，以程序化的軟件形式實現(xiàn)數(shù)控功能，因此又稱軟件數(shù)控(SoftwareNC)。CNC系統(tǒng)是一種位置控制系統(tǒng)，它是根據(jù)輸入數(shù)據(jù)插補出理想的運動軌跡，然后輸出到執(zhí)行部件加工出所需要的零件。因此，數(shù)控裝置主要由輸入、處理和輸出三個基本部分構(gòu)成。而所有這些工作都由計算機的系統(tǒng)程序進行合理地組織，使整個系統(tǒng)協(xié)調(diào)地進行工作。

（1）輸入裝置將數(shù)控指令輸入給數(shù)控裝置，根據(jù)程序載體的不同，相應(yīng)有不同的輸入裝置。目前主要有鍵盤輸入、磁盤輸入、CAD/CAM系統(tǒng)直接通信方式輸入和連接上級計算機的DNC(直接數(shù)控)輸入，現(xiàn)仍有不少系統(tǒng)還保留有光電閱讀機的紙帶輸入形式。

（2）信息處理輸入裝置將加工信息傳給CNC單元，編譯成計算機能識別的信息，由信息處理部分按照控制程序的規(guī)定，逐步存儲并進行處理后，通過輸出單元發(fā)出位置和速度指令給伺服系統(tǒng)和主運動控制部分。CNC系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)包括：零件的輪廓信息(起點、終點、直線、圓弧等)、加工速度及其他輔助加工信息(如換刀、變速、冷卻液開關(guān)等)，數(shù)據(jù)處理的目的是完成插補運算前的準(zhǔn)備工作。數(shù)據(jù)處理程序還包括刀具半徑補償、速度計算及輔助功能的處理等。

（3）輸出裝置輸出裝置與伺服機構(gòu)相聯(lián)。輸出裝置根據(jù)控制器的命令接受運算器的輸出脈沖，并把它送到各坐標(biāo)的伺服控制系統(tǒng)，經(jīng)過功率放大，驅(qū)動伺服系統(tǒng)，從而控制銑床按規(guī)定要求運動。

3、伺服和測量反饋系統(tǒng)

伺服系統(tǒng)是數(shù)控銑床的重要組成部分，用于實現(xiàn)數(shù)控銑床的進給伺服控制和主軸伺服控制。伺服系統(tǒng)的作用是把接受來自數(shù)控裝置的指令信息，經(jīng)功率放大、整形處理后，轉(zhuǎn)換成銑床執(zhí)行部件的直線位移或角位移運動。由于伺服系統(tǒng)是數(shù)控銑床的最后環(huán)節(jié)，其性能將直接影響數(shù)控銑床的精度和速度等技術(shù)指標(biāo)，因此，對數(shù)控銑床的伺服驅(qū)動裝置，要求具有良好的快速反應(yīng)性能，準(zhǔn)確而靈敏地跟蹤數(shù)控裝置發(fā)出的數(shù)字指令信號，并能忠實地執(zhí)行來自數(shù)控裝置的指令，提高系統(tǒng)的動態(tài)跟隨特性和靜態(tài)跟蹤精度。

伺服系統(tǒng)包括驅(qū)動裝置和執(zhí)行機構(gòu)兩大部分。驅(qū)動裝置由主軸驅(qū)動單元、進給驅(qū)動單元和主軸伺服電動機、進給伺服電動機組成。步進電動機、直流伺服電動機和交流伺服電動機是常用的驅(qū)動裝置。

測量元件將數(shù)控銑床各坐標(biāo)軸的實際位移值檢測出來并經(jīng)反饋系統(tǒng)輸入到銑床的數(shù)控裝置中，數(shù)控裝置對反饋回來的實際位移值與指令值進行比較，并向伺服系統(tǒng)輸出達到設(shè)定值所需的位移量指令。

4、銑床主體

銑床主機是數(shù)控銑床的主體。它包括床身、底座、立柱、橫梁、滑座、工作臺、主軸箱、進給機構(gòu)、刀架及自動換刀裝置等機械部件。它是在數(shù)控銑床上自動地完成各種切削加工的機械部分。與傳統(tǒng)的銑床相比，數(shù)控銑床主體具有如下結(jié)構(gòu)特點：

（1）采用具有高剛度、高抗震性及較小熱變形的銑床新結(jié)構(gòu)。通常用提高結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的靜剛度、增加阻尼、調(diào)整結(jié)構(gòu)件質(zhì)量和固有頻率等方法來提高銑床主機的剛度和抗震性，使銑床主體能適應(yīng)數(shù)控銑床連續(xù)自動地進行切削加工的需要。采取改善銑床結(jié)構(gòu)布局、減少發(fā)熱、控制溫升及采用熱位移補償?shù)却胧蓽p少熱變形對銑床主機的影響。

（2）廣泛采用高性能的主軸伺服驅(qū)動和進給伺服驅(qū)動裝置，使數(shù)控銑床的傳動鏈縮短，簡化了銑床機械傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

（3）采用高傳動效率、高精度、無間隙的傳動裝置和運動部件，如滾珠絲杠螺母副、塑料滑動導(dǎo)軌、直線滾動導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌等。

5、數(shù)控銑床的輔助裝置

輔助裝置是保證充分發(fā)揮數(shù)控銑床功能所必需的配套裝置，常用的輔助裝置包括：氣動、液壓裝置，排屑裝置，冷卻、潤滑裝置，回轉(zhuǎn)工作臺和數(shù)控分度頭，防護，照明等各種輔助裝置。

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數(shù)控銑床功能——功用特點

1、點位控制功能數(shù)控銳床的點位控制1主要用于零件的孔加工如中心鉆定位，鉆孔、擴孔，您孔，位孔和鏜孔等各種孔加工操作。

2、連續(xù)控制功能通過數(shù)控銑床的直線插補、圓弧插補或復(fù)曲線插補運動，連續(xù)銑削加工零件的平面和曲面。

3、刀具半徑補償功能使用刀具半徑補償功能，數(shù)控系飲將自動計算刀具中心軌跡，使刀具中心偏離零件輪廓一個刀具半值，從而加工出符合圖樣要求的零件輪廓。利用刀具半徑補功能，不僅可以改變刀具半徑補償值，還可以補償?shù)毒吣p量和加工誤差，實現(xiàn)對零件的粗加工和精加工。

4、刀具長度補償功能通過改變刀具長度的補償值，可以補償?shù)毒邠Q刀后的長度偏值，還可改變切削加工的平面位置，控制萬具的軸向定位精度。

5、固定循環(huán)加工功能應(yīng)用固定循環(huán)加工指令可以簡化加工程序，減少編程的工作量。6、子程序功能如果加工零件的某些部分形狀相同或有相的部分，可將其編寫成子程序，由主程序調(diào)用，以簡化程序結(jié)構(gòu)。

數(shù)控銑床的分類

數(shù)控銑床的種類很多，一般數(shù)控銑床是指規(guī)格較小的升降臺式數(shù)控銑床，其工作臺寬度多在400mm以下。規(guī)格較大的數(shù)控床，例如工作臺寬度在500mm以上的，其功能已向加工中心1近，進而演變成柔性加工單元

數(shù)控銑床的布局?jǐn)?shù)控銑床加工工件時和普通銑床一樣，由刀具或者工件做主運動，也可由刀具與工件進行相對的進給運動，以加工一定形狀的工件表面。加工工件所需要的運動是相對的，因此，數(shù)控銑床對其結(jié)構(gòu)部件的運動分配可有多種方案，根據(jù)工件的質(zhì)量和尺寸的不同，可以有4種不同的布局方案。近些年來，由于大規(guī)模集成電路、微處理機和微型計算機技術(shù)的發(fā)展，使數(shù)控裝置和強電控制電路日趨小型化，不少數(shù)數(shù)控裝置將控制計算器、按鍵、開關(guān)、顯示器等集成電路中裝在吊掛按鈕站上，其他的電器部分則集中或分散與主機的機械部件裝成一體，有的還采用氣、液傳動裝置，省去了液壓有泵站，從而實現(xiàn)了機、電、液一體化結(jié)構(gòu)，減少了 銑床占地面積，又便于操作管理。

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