歡迎來(lái)到西安全聯(lián)機床成套設備有限公司官方網(wǎng)站!
西安全聯(lián)機床成套設備有限公司
XI'AN QUAN LIAN MACHINE TOOL COMPLETE SETS OF EQUIPMENT CO., LTD.
您身邊的機床設備廠(chǎng)家
全國咨詢(xún)熱線(xiàn):
13679186788
13679182788
關(guān)鍵詞:
聯(lián)系我們
熱線(xiàn)
13679186788
聯(lián)系人:陶經(jīng)理
電話(huà):
13679182788
傳真電話(huà):029-83248952
地址:西安市灞橋區半坡國際廣場(chǎng)51408室
當前位置:首頁(yè) > 新聞中心 > 公司新聞  
小編給你介紹一下數控機床的工作流程
作者:admin    發(fā)布日期:2022/3/29     關(guān)注次數:     二維碼分享

(一)從機床到數控機床,機器不再無(wú)腦干活

機床是其他機器的“母機”。

煉鋼廠(chǎng)出產(chǎn)的鋼鐵并不是我們在生活中見(jiàn)到的各種奇奇怪怪的形狀,而是板材、管材、鑄錠等等形狀比較規則的材料,這些材料要加工成各種形狀的零件就需要使用機床進(jìn)行切削;還有一些精度要求較高和表面粗糙度要求較細的零件,就要在機床上用精細繁復的工藝切出來(lái)或者磨出來(lái)。

和所有的機器一樣,最初的機床包括動(dòng)力裝置、傳動(dòng)裝置和執行裝置,靠電機轉動(dòng)輸入動(dòng)力,通過(guò)傳動(dòng)裝置帶著(zhù)被加工的工件或者刀具進(jìn)行相對運動(dòng),至于在哪兒下刀、切多少、多快速度切等等問(wèn)題,則由人在加工過(guò)程中直接進(jìn)行控制。

由于傳統機床使用的電機的轉速在工作時(shí)基本上是不變的,為了實(shí)現不同的切削速度,傳統的機床設計了極為復雜的傳動(dòng)系統。這種復雜度的機械在現今的設計中已經(jīng)不多見(jiàn)了。

而隨著(zhù)伺服電機(伺服電機就是可以在一定范圍內精確控制電機的位置和轉速的電機)技術(shù)的發(fā)展及其在數控機床上的應用,直接控制電機的轉速變得方便快捷效率高,而且基本上是無(wú)級變速,傳動(dòng)系統的結構大大簡(jiǎn)化,甚至出現了很多環(huán)節電機直接連接到執行機構上,而省略了傳動(dòng)系統。

這種“直接驅動(dòng)”的模式是現在機械設計領(lǐng)域的一大趨勢。

結構的簡(jiǎn)化還不夠,要實(shí)現各種各樣的形狀的零件的加工,還需要讓機床可以高效、準確的控制多臺電機合作完成整個(gè)加工過(guò)程。

這就要讓機床成為有“腦子”的數控機床了。而這個(gè)腦子就是數控系統,數控系統的水平高低決定了數控機床能干多復雜、多精密的活兒,也決定了這臺機床和他的操作者的身價(jià)。

(二)數控系統能干嘛?處理信息并控制動(dòng)力

數控系統(Numerical Controller System)是數控機床的大腦。

對于一般數控機床而言,往往包含人機控制界面、數控系統、伺服驅動(dòng)裝置、機床、檢測裝置等等,操作人員在一些計算機輔助制造軟件的幫助下,將加工過(guò)程所需的各種操作(如主軸變速等步驟以及工件的形狀尺寸)用零件程序代碼表示,并通過(guò)人及控制界面輸入到數控機床,之后由數控系統對這些信息進(jìn)行處理和運算,并按零件程序的要求控制伺服電機,實(shí)現刀具與工件的相對運動(dòng),以完成零件的加工。

數控系統完成諸多信息的存儲和處理的工作,并將信息的處理結果以控制信號的形式傳給后續的伺服電機,這些控制信號的工作效果依賴(lài)于兩大核心技術(shù):一個(gè)是曲線(xiàn)曲面的插補運算,一個(gè)是機床多軸的運動(dòng)控制。

(三)零件形狀太“自由”?靠插補運算搞定

如果運動(dòng)軌跡可以用解析式表達,則整個(gè)運動(dòng)就可以分解為幾個(gè)坐標的獨立運動(dòng)的合成運動(dòng),就可以直接控制電機生成了。

但是制造過(guò)程中很多零件的形狀可以說(shuō)是十分“自由”的,既不圓、也不方,甚至都不知道是什么形狀,例如汽車(chē)、輪船、飛機、模具、藝術(shù)品等產(chǎn)品常遇到不能用解析式描述的曲線(xiàn)曲面,這類(lèi)曲線(xiàn)曲面稱(chēng)為自由曲線(xiàn)(Free Form Curves)或自由曲面。

要切出來(lái)這些“自由”的形狀,刀具和工件之間的相對運動(dòng)也相應的十分復雜。具體到操作中,就是要控制工件臺、刀具都按照設計好的位置-時(shí)間曲線(xiàn)進(jìn)行運動(dòng),控制這二者在規定的時(shí)間以指定的姿態(tài)到達指定的位置。

機床可以在工件和刀具之間很好地完成直線(xiàn)段、圓弧或其他的有解析式的樣條曲線(xiàn)的相對運動(dòng),而這種復雜的“自由”運動(dòng)又該怎么完成呢?答案是依靠插補運算。

所謂插補,就是按照一定方法確定數控機床上刀具的運動(dòng)軌跡的過(guò)程。根據給定的速度和軌跡,在軌跡的已知點(diǎn)之間,增加一些新的中間點(diǎn),并控制工件臺和刀具通過(guò)這些中間點(diǎn),進(jìn)而就能完成整個(gè)運動(dòng)。

而這些中間點(diǎn)之間,則通過(guò)線(xiàn)段、圓弧或者樣條曲線(xiàn)等來(lái)連接。相當于用數段微小的線(xiàn)段和圓弧去逼近要求的曲線(xiàn)和曲面,這就是插補的本質(zhì)。

流行的插補算法包括逐點(diǎn)比較法、數字增量法等,而利用Nurbs樣條曲線(xiàn)進(jìn)行插補因為其效率高、精度好而得到了高端數控機床的青睞

數控機床

(四)刀的姿態(tài)不對無(wú)法加工?五坐標聯(lián)動(dòng)分分鐘搞定

加工復雜曲面不光要理論上可以加工,還需要考慮刀具和被加工的表面之間的相對位置關(guān)系。

一方面如果刀具的姿態(tài)不合適會(huì )導致加工的表面質(zhì)量低下;另一方面刀具還會(huì )和加工好的零件結構互相干涉,不調整刀具的相對姿態(tài)根本沒(méi)有辦法加工。這就需要賦予數控機床更多的運動(dòng)自由度,使之更為靈巧。

由于我們所處的三維空間的相對運動(dòng)只包含六個(gè)自由度(3個(gè)平動(dòng)自由度以及3個(gè)轉動(dòng)自由度),五坐標聯(lián)動(dòng)就是使數控機床在具有空間上x(chóng)、y、z三個(gè)方向的平動(dòng)自由度外,又增加了兩個(gè)方向的轉動(dòng)的自由度,再加上刀具本身的用于切削的轉動(dòng)自由度,這樣刀具和工件之間的相對運動(dòng)就有了全部的六個(gè)自由度,使得刀具和工件之間可以呈現任意的相對位置和相對姿態(tài)。

雖然標了4個(gè)平動(dòng)自由度,但是其實(shí)質(zhì)上也只是實(shí)現了x、y、z三個(gè)方向的運動(dòng),有一個(gè)自由度是冗余的,其實(shí)質(zhì)上是一個(gè)五坐標聯(lián)動(dòng)機床。

(五)國產(chǎn)數控系統:逐漸邁向高端市場(chǎng)

中國是當今世界機床制造大國,數控系統在性能、功能和成套化應用方面均取得了長(cháng)足進(jìn)步。

其中,低檔數控系統幾乎完全取代了進(jìn)口,中檔數控系統在系列化、商品化和產(chǎn)業(yè)化方面成效顯著(zhù)。高檔數控系統已突破實(shí)現了五軸聯(lián)動(dòng)功能,并在六軸數控砂帶磨床、五軸葉片銑床和車(chē)銑復合機床等設備上得到了示范應用。

此外,中國企業(yè)針對零件(如手機殼)的大批量、表面光潔度高等特點(diǎn),各自開(kāi)發(fā)了多款專(zhuān)用系統和小型高速加工中心,大大降低了生產(chǎn)成本,該市場(chǎng)現已基本被國產(chǎn)系統和主機占領(lǐng)。

不過(guò),還是應該看到,國際上的數控系統已經(jīng)有很多成熟的高端產(chǎn)品,與世界機床強國相比,中國的機床產(chǎn)品在全球機床市場(chǎng)的競爭力差距依然很大。


此文關(guān)鍵字:  
二維碼
版權所有:

備案號: 陜ICP備16009306號   網(wǎng)站地圖 RSS XML  陜西|西安|銀川|太原|蘭州|青海|內蒙|江蘇|西寧|新疆|河南|
聯(lián)系人:陶經(jīng)理 電話(huà):13679182788      萬(wàn)家燈火 技術(shù)支持:動(dòng)力無(wú)限 
地址:西安市灞橋區半坡國際廣場(chǎng)51408室  全國服務(wù)熱線(xiàn):13679186788  郵箱:1729429696@qq.com
西安全聯(lián)機床成套設備有限公司主要從事 卷板機 剪板機 液壓機 數控機床 等產(chǎn)品,歡迎前來(lái)咨詢(xún)!

財富熱線(xiàn)

13679186788

二維碼

在線(xiàn)客服

陜公網(wǎng)安備 61011102000521號