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数控机床

华中世纪星HNC-21数控系统的接线
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华中世纪星HNC-21系列数控单元(HNC-21T、HNC-21M)采用先进的开放式体系结构,内置嵌入式工业PC机,配置7.5英寸彩色液晶显示屏和通用工程面板,集成进给轴接口、主轴接口、手持单元接口、内嵌式PLC接口于一体,支持硬盘、电子盘等程序存储方式以及软驱、DNC、以太网等程序交换功能,具有低价格、高性能、配置灵活、结构紧凑、易于使用、可靠性高的特点,主要应用于小型车、铣加工中心。1.采用HNC-21的数控设备采用HNC-21的数控设备的结构框图如图3-9所示。采用HNC-21的数控设备的接线示意图如图3-10所示。
华中世纪星数控系统连接示意图
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数控装置与数控系统各个功能模块和机床之间的联系信息和控制信息,不能直接连接,必须通过I/O接口电路连接起来,接口电路的主要任务有以下几个内容。(1)进行电平转换和功率放大。因为一般数控装置的信号是TTL逻辑电路产生的电平,而控制机床的信号则不一定是TTL电平,且负载较大,因此,要进行必要的信号电平转换和功率放大。(2)提高数控装置的抗干扰性能,防止外界的电磁干扰噪声而引起误动作。接口采用了光电耦合器件或继电器,避免信号的直接连接。(3)输入接口接收机床操作面板的各开关信号、按钮信号、机床上的各种限位开关信号及数控系统各个功能模块的运行状态信号,若输入的是触点输入信号,要消除其振动。(4)输出接口是将各种机床工作状态灯的信息送至机床操作面板上显示,将控制机床辅助动作信号送至电柜,从而控制机床主轴单元、刀库单元、液压单元、冷却单元等的继电器和接触器。
各类数控机床及数控设备图例
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数控机床的机床本体
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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,只是由于数控机床的高速度、高精度、大切削用量和连续加工要求,其机械部件在精度、刚度、抗震性等方面要求更高。因此,近年来设计数控机床时采用了许多新的加强刚性、减小热变形、提高精度等方面的措施。
数控机床的可编程逻辑控制器( PLC)
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可编程逻辑控制器(PLC)是一种专为工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子系统。它采用可编程序的控制器,用来执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字式、模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械设备和生产过程。当PLC用于控制机床顺序动作时,称为PMC(ProgrammableMachineController)模块,它在CNC装置中接收来自操作面板,机床上的各行程开关、传感器、按钮,强电柜中的继电器以及主轴控制,刀库控制的有关信号,经处理后输出有关信号,控制相应器件的运行。CNC装置和PLC协调配合共同完成数控机床的控制,其中CNC装置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、位置伺服控制等;PLC主要完成与逻辑运算有关的一些动作,没有轨迹上的具体要求,它接刀)等顺序动作信息,对其进行译码,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、冷却液的开与关等一些辅助动作;它还接受机床操作面板的指令,一方面直接控制机床的动作,另一方面将一部分指令送往CNC装置,用于加工过程的控制。..
数控机床的驱动装置
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驱动装置将伺服单元的输出变为机械运动,它与伺服单元一起是数控装置和机床传动部件间的联系环节,它们有的带动工作台,有的带动刀具,通过几个轴的综合联动,使刀具相对于工件产生各种复杂的运动,加工出形状、尺寸与精度符合要求的零件。与伺服单元相对应,驱动装置有步进电动机、直流伺服电动机和交流伺服电动机等。伺服单元和进给驱动装置合称为进给伺服驱动系统,它是数控机床的重要组成部分,它包含机械、电子、电动机等各种部件,涉及强电与弱电的控制。数控机床的运动速度、跟踪及定位精度、加工件表面质量、生产率及工作可靠性,往往主要决定于伺服系统的动态和静态性能,数控机床的故障也主要出现在伺服系统上。提高伺服系统的技术水平和可靠性,研究与开发高性能的伺服系统一直是现代数控机床的关键技术之一。
数控机床的伺服单元
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伺服单元分为主轴伺服和进给伺服,分别用来控制主轴电动机和进给电动机。伺服单元接收来自CNC装置的进给指令,这些指令经变换和放大后通过驱动装置转变成执行部件进给的速度、方向、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。根据接收指令的不同,伺服单元有脉冲单元和模拟单元之分。伺服单元就其系统而言又有开环系统、半闭环系统和闭环系统之分,其工作原理亦有差别。
数控机床计算机数控装置(CNC装置)
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CNC装置是计算机数控系统的核心,它包括微处理器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及相应控制软件。CNC装置根据输入的加工程序进行运动轨迹处理和机床输入信号的处理,然后输出控制命令到相应的执行部件,如伺服单元、驱动装置和PLC等,使其进行规定的、有序的动作。CNC装置输出的信号有各坐标轴的进给速度、进给方向和位移指令,还有主轴的变速、换向和启停信号,选择和交换刀具的指令,控制冷却液、润滑油启停,工件和机床部件松开、夹紧,分度工作台转位辅助指令信号等。这个过程是由CNC装置内的硬件和软件协调完成的。图3-3(a)、(b)、(c)所示分别为FANUC0i、华中世纪星HNC-21T及西门子802S数控装置。
计算机数控系统的输入/输出装置
相关内容: 输出 计算机 数控系统 装置 输入
输入装置的作用是将程序载体上的数控代码变成相应的数字信号,传送并存入数控装置内。输出装置的作用是显示加工过程中必要的信息,如坐标值、报警信号等。数控机床加工的过程是机床数控系统和操作人员进行信息交流的过程,输入、输出装置就是这种人机交互设备,典型的有键盘和显示器。计算机数控系统还可以用通信的方式与其他计算机系统或其他数控装置进行信息的交换,这是实现CAD/CAM集成、FMS和CIMS的基本技术。通常采用的通信方式有:(1)串行通信(RS232等串行通信接口);(2)自动控制专用接口和规范(DNC、MAP等);(3)网络技术(Internet,LAN等)。
计算机数控系统的操作面板
相关内容: 计算机 数控系统 面板 操作
操作面板是操作人员与机床数控系统进行信息交流的工具,它由按钮站、状态灯、按键阵列(功能与计算机键盘类似)和显示器组成。数控系统一般采用集成式操作面板,分为三大区域:显示区,NC键盘区,机床控制面板区,如图3-2所示。显示器一般位于操作面板的左上部,用于菜单、系统状态、故障报警的显示和加工轨迹的图形仿真。较简单的显示器只有若干个数码管,显示信息也很有限,较高级的系统一般配有CRT显示器或点阵式液晶显示器,显示的信息较丰富。经济型和普及型的数控系统的显示器或液晶显示器只能显示字符,高性能的数控系统的显示器能显示图形。NC键盘包括标准化的字母数字式MDI键盘和F1~F10十个功能键,用于零件程序的编制、参数输入、手动数据输入和系统管理操作等。机床控制面板(MCP)用于直接控制机床的动作或加工过程,一般主要包括:①急停方式选择;②轴手动按键;③速率修调(进给修调,快进修调,主轴修调);④回参考点;⑤手动进给;⑥增量进给;⑦手摇进给;⑧自动运行;⑨单段运行;,10超程解除;,11机床动作手动控制,例如,冷却启停、刀具松紧、主轴制动、主轴定向、主轴正反转、主轴停止等。..
计算机数控系统组成框图
相关内容: 计算机 组成 数控系统
数字控制机床是采用数字控制技术对机床的加工过程进行自动控制的机床,它是数控技术的典型应用。数控系统是实现数字控制的装置,计算机数控系统是以计算机为核心的数控系统。计算机数控系统的组成如图3-1所示。
什么是数控机床的DNC控制?其特点是什么?
相关内容: 特点 什么 控制 数控机床
所谓DNC控制是直接数字控制的英文缩写(Direct,Nu-merical,Control)是另一种形式的计算机数控机床它与CNC控制不同。通常是用一台计算机对多台生产机械实施数字控制,因此也称它为计算机群控系统,根据计算机与机床相互结合的方式不同,计算机群控又可分为直接型,间接型和计算机网络控制等三种不同的工作方式,直接式群控系统工作框图如图所示。DNC控制的数控机床有如下几个特点:1)充分发挥了计算机数控的优势,使计算机得到了充分利用。2)它可以同时控制多台机床工作,将这些机床按照加工对象的工艺要求。有机地结合起来,使之能够林头到尾地对一类工件进行加工。3)它可将控制和管理结合起来,即计算机不仅控制加工,而且还可以进行生产计划的安排,生产状况的记录等管理工作.提高了工作的效率。4)零件加工程序存储方便,所有零件的加工程序均可以存储在计算机的外存储器中,需要时可以方便地进行调用。5)可与自动程序编制系统结合,在现场快速编制、调试程序.编好的程序可立即存人存储器中,从而提高了工件加工的效率.
什么是数控机床的CNC控制?其特点有哪些?
相关内容: 特点 哪些 什么 控制 数控机床
所谓CNC控制是计算机控制数控的英文缩写(ComputerNumericalControl),也就是利用一台小型通用计算机代替数控装置中由许多逻辑电路来完成的数控功能。其结构框图如图6-69所示。小型计算机控制数控机床有如下几个特点:1)将原来由硬件完成的逻辑控制功能改由计算机的系统程序进行管理,实现了数控机床的软连接。使用时只需读取装置将被加工零件的程序读入计算机,便可加工各种不同要求的零件。2)具有较强的通用性,即可用于一般机床又可用于自适应机床。3)用户使用时灵活性较强,即在零件加工过程中一旦发现程序设计不合理,可随时进行修改。4)有一定的市场适应性,随着单片微处理器及半导体存储器的普及,这种数控机床将会被广泛应用。
教控机床的控制及工作过程是怎样的?
相关内容: 怎样 过程 机床 控制 工作
所谓的数控机床是指用数字程序控制方式来控制的机床。也就是采用自控装置、数控装置(或计算机)全部或部分地代替一般通用机床在加工零件时对机床的各种动作(如起动、加工顺序、切削量的改变以及停车检测)的人工控制,数控机床一般是由输入指令、数控装置、伺服机构、机床和检测装置五部分组成,其框图见图6-67所示:
什么是数控机床?它有什么特点?
相关内容: 特点 什么 数控机床
数字程序控制机床简称数控机床,它将机床工作机构的动作顺序、运动规律、行程和速度等以数字化的形式“记录”在易于更换的控制介质上(如穿孔纸带、穿孔卡片、磁带等),再由控制系统代替人工操作,对机床进行控制。数控机床具有通用性、灵活性及高度自动化的特点。当加工对象改变时,只要相应地变更控制介质的内容,即可自动地加工出所需的新零件而不必对机床作任何调整。在自动加工循环中,它不仅可以对各种动作的先后顺序以及其它各种辅助机能(如主轴转速、进给速度、换刀、冷却液的供应等)进行自动控制,还能控制机床运行部件按给定轨迹移动的位移量。因此,数控机床比一般的程序控制机床具有更强的适应性,并且可以显著地减少工夹模具和调整准备时间,这对多品种、小批量、高质量的零件加工及新产品的试制是非常适宜的。
数控机床的验收
相关内容: 验收 数控机床
数控机床的检测与验收是指使用各种高精度仪器,对机床的机、电、液、气等各部分及整机进行综合性能、单项性能和静、动态精度的检测,最后得到对该机床的综合评价。
数控机床的调试
相关内容: 调试 数控机床
80%以上的机床在安装时必须在现场调试后才能符合其技术指标。80%已投入生产使用的机床在使用一段时间后,处在非正常超性能工作状态,甚至超出其潜在承受能力。因此,在新机床验收时进行检测,使机床一开始安装就能保证达到其技术指标及预期的质量和效率。新机床在使用半年后需再次进行检测,之后可每年检定一次,定期检测机床误差并及时校正螺距、反向间隙等。
数控机床的安装
相关内容: 安装 数控机床
1.安装位置准备1)设备之间,设备和墙壁之间的距离足够2)远离震源,必要时设置防震沟3)避免阳光照射和热辐射的影响4)避免潮湿5)环境洁净
数控机床的选用
相关内容: 选用 数控机床
数控机床选用是指通过技术上和经济上的分析、评价与比较,从可以满足相同需要的多种型号、规格的设备中选择最佳者的决策。应遵循:(1)生产上适用(2)技术上先进(3)经济上合理
数控机床管理内容及方法
相关内容: 内容 方法 管理 数控机床
1.数控机床是典型的现代化设备2.数控机床的管理是一项系统工程,包含从数控机床的选用及安装、调试、验收等前期管理,到数控机床使用、维护保养、故障检测及修理、改造更新等使用管理,以及设备报废的全过程。
数控机床设备管理简介
相关内容: 简介 设备管理 数控机床
1.设备的内涵设备是人们在生产或生活上所需的机械、装置和设施等可供长期使用,并在使用中基本保持原有实物形态的物质资料。设备是企业的主要生产工具,也是企业现代化水平的重要标志。
数控车铣加工技术应用
相关内容: 技术应用 数控车 加工
车-铣加工曾是一个不明确的术语。有时将配备有旋转刀具功能的车削加工中心称为车-铣机床。而有一种特殊的金属加工操作,真正值得被称为“车-铣加工”,即在工件旋转的同时,使用一把旋转着的铣刀进行切削有以下几个理由,可以说明车间为什么想要使用这种加工方法。容易控制切屑是其一。能进行间断切削另一个原因。目前至少一家刀具供应商—山特维克可乐满(SandvikCoromant)公司,已经看到车-铣加工被频繁地使用,将会有很好的市场前景,他们专门为这一操作开发出一些特殊刀具。山特维克的产品专家JimGrimes为本文提供了很多有关车-铣加工技术方面的资料。他说,随着先进的多功能车床被广泛地使用,车-铣加工不再象通常人们想像的那样加工,今天的车-铣机床用户,将会体会到,这一新的加工方法的获得,无一不是克服传统车加工弊端的产物。刀具上安装的wiper刀片紧跟并比进行切削加工的刀片稍微突出。目的是加工出好的零件表面粗糙度。从旋转着的工件中心开始进行偏心车削,以保证切削刃缓慢地切入工件。面临挑战的车-铣加工以下是车-铣加工解决的一些特殊技术难题的挑战:刀具上安装的wiper刀片紧跟并比进行切削加工的刀片稍微突出。目的是加工出好的零件表面粗糙度。从旋转着的工件中心开始进行偏心车削,以保证切削刃缓慢地切入工件。大金属切除率加工:如果车削零件需要去除大量余量,车-铣加工应是一个最好的选择。间断切削:车刀通常不能很好地用于间断切削,而使用铣刀则能做得很好。铣削加工经常被定义为一种间断切削。所以凡是遇到进行间断切削的场合,那将应该想到将车削加工改..



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