『壹』 數控機床電氣控制系統由哪些裝置組成
數控機床的電氣控制系統,主要由數控裝置(CNC)、伺服系統(包括進給伺服和主軸伺服)、機床強電控制系統(包括可編程式控制制系統和繼電器接觸器控制系統)等組成。如下圖:
數控裝置是數控機床電氣控制系統的中樞,它可以自動地對輸入到數控機床內部的所有數控加工程序進行處理,同時將這些數控加工程序分成兩大類的控制量,分別輸出。第一類為連續控制量,這一類的控制量將被輸送到伺服系統;第二類為離散的開關控制量,這一類的控制量將被輸送到數控機床的強電控制系統。
『貳』 數控機床的機械系統由哪些組成並對主傳動有哪些要求
1.主傳動系統
它包括動力源、傳動件及主運動執行件(主軸)等,其功用是將驅動回裝置的運動及動力答傳給執行件,以實現主切削運動。
2二進給傳動系統
它包括動力源、傳動件及進給運動執行件(工作台、刀架)等,其功用是將伺服驅動裝置的運動與動力傳給執行件,以實現進給切削運動。
3.基礎支承件
它是指床身、立柱、導軌、滑座、工作台等,是整台機床的基礎和框架,支承機床的各主要部件,並使它們在靜止或運動中保持相對正確的位置。
4.輔助裝置
輔助裝置是指實現某些部件動作和輔助功能的系統和裝置。輔助裝置視數控機床的不同而異,按機床的功能需要選用,如自動換刀系統、液壓氣動系統、潤滑冷卻裝置和排屑防護裝置等。
數控機床可根據自動化程度、可靠性要求和特殊功能需要,選用各類破損監控、機床與工件精度檢測、補償裝置和附件等。有些用於特殊加工的數控機床,如電加工數控機床和激光切割機,其主軸部件不同於一般數控金屬切削機床,但對進給伺服系統的要求是一樣的。本章內容中不作特殊說明的,都是針對於一般金屬切削類數控機床。
『叄』 數控機床四個最基本的組成部分是什麼
一般由控制系統、數控系統、伺服系統和機床本體組成。
數控機床一般由下列幾個部分組成:
●主機,他是數控機床的主題,包括機床身、立柱、主軸、進給機構等機械部件。他是用於完成各種切削加工的機械部件。
●數控裝置,是數控機床的核心,包括硬體(印刷電路板、CRT顯示器、鍵盒、紙帶閱讀機等)以及相應的軟體,用於輸入數字化的零件程序,並完成輸入信息的存儲、數據的變換、插補運算以及實現各種控制功能。
●驅動裝置,他是數控機床執行機構的驅動部件,包括主軸驅動單元、進給單元、主軸電機及進給電機等。他在數控裝置的控制下通過電氣或電液伺服系統實現主軸和進給驅動。當幾個進給聯動時,可以完成定位、直線、平面曲線和空間曲線的加工。
●輔助裝置,指數控機床的一些必要的配套部件,用以保證數控機床的運行,如冷卻、排屑、潤滑、照明、監測等。它包括液壓和氣動裝置、排屑裝置、交換工作台、數控轉台和數控分度頭,還包括刀具及監控檢測裝置等。
●編程及其他附屬設備,可用來在機外進行零件的程序編制、存儲等。
『肆』 數控系統由哪幾個部分組成各部分功能是什麼
機床數控系統的硬體主要由3部分組成:
一、電源系統
數控機床的控制電源是數控系統硬體的重要組成部分,也是在維修中常常出現問題的部分。數控機床的電源系統有交流與直流兩個部分。
(1)交流電源。是控制系統提供能源的器件,也是給伺服驅動提供能源的器件。交流電源上也有各種保護及切換裝置;有短路、隔離及失壓保護。這個交流電源向伺服系統供電時,一定要注意有晶閘管器件的裝置的供電相序,一旦程序接錯,有晶閘管器件就失去了同步的關系,造成故障。
(2)直流電源。直流電源作為控制用多為開關穩壓電源,有+5V、+24V、±15V等電壓,各設備的電壓情況不盡相同,例如 CRT上供電電壓有的是 24V,有的是交流 110V或 220V。所以,盡可能地看好各端子供電電壓的要求。電源非常重要,一旦出錯會造成不可彌補的損失。還有是對伺服供電的直流電壓,它大多數是經伺服變壓器及整流裝置所獲得的。
(3)電池電源。由於數控裝置中有些信息要在機床斷電情況下進行保持,因此有一部分RAM區用電池來進行數據保持,這些電池多數是鋰電池,壽命長,但電量小。這部分電池也可用普通電池經二極體降壓達到所需電壓值來代替,但一定要注意壽命。電池必須在通電情況下進行更換,否則數據就會丟失,這一點與常規習慣不同,更換時要注意不產生短路現象。
在電源系統中,還有一個關鍵的裝置,就是控制電壓的穩壓設備,也時常出現修復問題。
二、控制系統
這里所指的控制系統是指數控裝置中信號產生、處理、傳輸及執行過程所涉及到的單元及各單元的聯系手段。
對於數控系統來說,如果有這方面的資料,特別是圖紙,那麼就好辦多了,我們可以認真研讀圖紙,弄清它的主要電氣原理,把一個復雜的系統的大體情況刻劃出來,分成各種各樣的功能框,然後對每一個功能框的輸入、輸出信號進行分析,找出各功能框在總體中的地位以及各功能框之間的聯系。
大部分數控機床不提供圖紙,沒有有關硬體的資料,甚至於連晶元的型號也很難查到,在這種情況下維修就十分困難。例如,一個旋轉刀庫驅動系統有了問題,首先分析故障的可能性,測量驅動板的各部件電壓,縮小范圍,進行測繪,再分析其工作原理及故障的原因。
伺服系統的維修,比起主板的維修容易些,特別是用模擬量的控制板就更容易。因為大家對伺服系統的原理比較清楚。不論哪個公司的伺服系統,雖然外觀不同,但基本模式是相同的,另外這一塊的輸入輸出也是非常清楚的。
最後就是 PLC的修理。 PLC綜合信號來自於 NC、外圍各種開關信號以及各種邏輯處理器的輸出信號。PLC的輸出信號用以控制電磁閥、繼電器、各種指示器及電機,並把有關的狀態反饋給NC。PLC是一個具有相對獨立性的獨立單元,維修相對方便。
三、獨立單元
獨立單元是指能夠以簡單的適配關系與系統中其他部分結合在一起的部分。例如NC系統、外接PLC、伺服單元、電機、轉速感測器、光柵系統、脈沖編碼器、紙帶閱讀機、操作面板等。對於一個獨立單元應了解它的電源聯接,所有輸入輸出信號線的功能,信號的類型、性質和機床運行中各種狀態變化的情況,即掌握其「介面」。就伺服單元而言,它有電源、速度反饋線、設定線、允許信號線、准備完成應答線等等。但是,是伺服系統問題還是其他器件的問題,一個關鍵參數就是VCMD,VCMD就是NC送來的速度指令信號。在模擬的控制中,它就是一個一10V~+10V的信號,這個信號就是判斷伺服系統好壞的一個關鍵參考點。沒有這個信號,伺服就不應該運動。如果有了這個信號,而伺服還不動,就是伺服的問題。當然,在實際維修中並不如此簡單,但是基本原理就是這樣。所以如何把故障范圍縮小下來,這是維修的第一步,也是最最重要的問題。再者,我們判斷一個增量編碼器是否完好,那就是看一看與脈沖編碼器相聯的8根線上的信號有沒有,都是什麼樣的波形,波形有多高,負載能力如何。這就可以肯定是不是脈沖編碼器的故障。這里順便提一下,要注意倍頻的問題,也就是要注意脈沖編碼器出來的頻率,如果脈沖編碼器出來的頻率不對也會測不出准確的尺寸,所以要測一下脈沖頻率。
測速發電機的直流電壓大小代表轉速,所以首先要查一下這個線性關系是否正確,然後就要注意波形情況及干擾情況。測速發電機中的炭刷磨下的粉末,一旦集中在換向器的槽中,就會使測速發電機的繞組出現短路。這樣,隨著轉動電壓會產生很大的變動,引起機床的強烈振動
『伍』 數控系統的組成有哪些
一般整個數控系統由三大部分組成,即控制系統,伺服系統和位置測量系統。
控制系統按加工工件程序進行插補運算, 發出控制指令到伺服驅動系統;伺服驅動系統將控制指令放大,由伺服電機驅動機械按要求運動;測量系統檢測機械的運動位置或速度,並反饋到控制系統,來修正控制指令。這三部分有機結合,組成完整的閉環控制的數控系統。
控制系統主要由匯流排、CPU、電源、存貯器、操作面板和顯示屏、位控單元、可編程序控制器邏輯控制單元以及數據輸入/輸出介面等組成。
最新一代的數控系統還包括一個通訊單元,它可完成CNC、PLC的內部數據通訊和外部高次網路的連接。伺服驅動系統主要包括伺服驅動裝置和電機。位置測量 系統主要是採用長光柵或圓光柵的增量式位移編碼器。
數控系統的構成與特點
目前世界上的數控系統種類繁多,形式各異,組成結構上都有各自的特點。這些結構特點來源於系統初始設計的基本要求和工程設計的思路。
例如對點位控制系統和連續軌跡控制系統就有截然不同的要求。對於T系統和M系統,同樣也有很大的區別,前者適用於回轉體零件加工,後者適合於異形非回轉體的零件加工。
對於不同的生產廠家來說,基於歷史發展因素以及各自因地而異的復雜因素的影響,在設計思想上也可能各有千秋。然而無論哪種系統,它們的基本原理和構成是十分相似的。
『陸』 機床數控系統由哪幾部分組成,各有什麼作用
數字控制系統 機床的大腦 主傳動系統 提供主運動 進給系統 俗稱走刀 夾持系統 卡盤、夾具 刃具系統 刀架、刀庫、換刀裝置 潤滑油系統 潤滑油各部件,提高機床生存的年限 冷卻系統 噴灑冷卻液 排屑系統 運走鐵屑追問: 數控裝置是數控機床的核心,主要是將輸入的數據信號進行處理運算,判斷。並發出執行命令分配給伺服系統,伺服系統根據命令信號發出執行信號給各個驅動電機,電機帶動工作台動作。
『柒』 數控機床有哪幾大系統組成的,各系統的作用是什麼
組成系統:
機、電、液、氣、磁、激光、光學
具體作用;
1.機械-床身回主體
2.電--電控
3.液壓--機械手答的運動控制、平衡缸、靜壓導軌、或者液壓馬達、拉刀、液壓卡具
4.氣----機械手的運動控制、平衡缸、拉刀、清潔、氣動卡具
5.磁---各種電機離不開磁,磁力卡具、主軸准停有的用磁開關,各軸的無觸點開關、老式的設備使用感應同步器作為位置反饋
6.激光--在線測量
7.光學--脈沖編碼器、對刀儀、光柵尺
『捌』 數控機床系統硬體由哪幾部分組成
一般由控制介質、數控裝置、伺服系統、機床本體組成數控機床的組成:數控系統
,電氣控制部分,操作站。主軸驅動及傳動部分
(主軸驅動,變頻器,主軸箱等),進給軸部分(X軸Y軸Z軸A軸B軸C軸等驅動器及伺服電機,絲杠,導軌,等)
液壓部分,氣動部分。夾持系統
(卡盤,中心架夾具,尾座)刀具部分(
刀架、刀庫、換刀裝置,動力頭,等)潤滑部分
(導軌潤滑,齒輪潤滑)冷卻部分
(
冷卻液)排屑部分
(自動排屑裝置)機床床身,防護罩。
『玖』 數控機床都有哪些部分組成的
數控機床一般由數控系統、包含伺服電動機和檢測反饋裝置的伺服系統、主傳動系統、強電控制櫃、機床本體和各類輔助裝簧組成。加上虛線部分即可表示數控加工的基本工作過程。對具體備類不同功能的數控機床,其組成部分略有不同。
一、數控系統
它是機床實現自動加工的核心。主要有操作系統、主控制系統、可編程式控制制器、各類輸出介面等組成。其中操作系統由顯示器和操縱鍵盤組成,顯示器有數碼管、CRT、液晶等多種形式。主控制系統與計算機主板有所類同,主要由CPU、存儲器、控制器等部分組成。數控系統所控制的是一般對象的位置、角度、速度等機械量,以及溫度、壓力、流量等物理量。
其控制方式又可分為數據運算處理控制和時序邏輯控制兩大類,其中主控制器內的插補運算模塊就是根據所讀入的零件程序,通過解碼、編譯等信息處理後,進行相應的刀軌跡插朴運算,並通過與各坐標伺服系統的位置、速度反饋信號比較,從而控制機床各個坐標軸的位移;而時序邏輯控制通常主要由可編程式控制器PLC來完成,它根據機床加工過程中的各個動作要求進行協調,按各檢測信號進行邏輯判別,從而控制機床各個部件有條不紊地按序工作。
二、伺服系統
它是數控系統與機床本體之間的電傳動聯系環節。主要由伺服電動機、驅動控制系統及位置檢測反饋裝置等組成。伺服電動機是系統的執行元件,驅動控制系統則是伺服電動機的動力源。數控系統發生的指令信號與位置檢測反饋信號比較後作為位移指令,再經驅動控制系統功串放大後,驅動電動機運轉,從而通過機械傳動裝置拖動工作台或刀架運動。
伺服系統是數控機床的重要組成部分,用於實現數控機床的進給伺服控制和主軸伺服控制。伺服系統的作用是把接受來自數控裝置的指令信息,經功率放大、整形處理後,轉換成機床執行部件的直線位移或角位移運動。由於伺服系統是數控機床的最後環節,其性能將直接影響數控機床的精度和速度等技術指標,因此,對數控機床的伺服驅動裝置,要求具有良好的快速反應性能,准確而靈敏地跟蹤數控裝置發出的數字指令信號,並能忠實地執行來自數控裝置的指令,提高系統的動態跟隨特性和靜態跟蹤精度。
伺服系統包括驅動裝置和執行機構兩大部分。驅動裝置由主軸驅動單元、進給驅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動裝置。
測量元件將數控機床各坐標軸的實際位移值檢測出來並經反饋系統輸入到機床的數控裝置中,數控裝置對反饋回來的實際位移值與指令值進行比較,並向伺服系統輸出達到設定值所需的位移量指令。
三、加工程序載體
數控機床工作時,不需要工人直接去操作機床,要對數控機床進行控制,必須編制加工程序。零件加工程序中,包括機床上刀具和工件的相對運動軌跡、工藝參數(進給量主軸轉速等)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、軟磁碟等,通過數控機床的輸入裝置,將程序信息輸入到CNC單元。
四、數控裝置
數控裝置是數控機床的核心。現代數控裝置均採用CNC(ComputerNumericalControl)形式,這種CNC裝置一般使用多個微處理器,以程序化的軟體形式實現數控功能,因此又稱軟體數控(SoftwareNC)。CNC系統是一種位置控制系統,它是根據輸入數據插補出理想的運動軌跡,然後輸出到執行部件加工出所需要的零件。因此,數控裝置主要由輸入、處理和輸出三個基本部分構成。而所有這些工作都由計算機的系統程序進行合理地組織,使整個系統協調地進行工作。
1、輸入裝置:將數控指令輸入給數控裝置,根據程序載體的不同,相應有不同的輸入裝置。主要有鍵盤輸入、磁碟輸入、CAD/CAM系統直接通信方式輸入和連接上級計算機的DNC(直接數控)輸入,現仍有不少系統還保留有光電閱讀機的紙帶輸入形式。
(1)紙帶輸入方式。可用紙帶光電閱讀機讀入零件程序,直接控制機床運動,也可以將紙帶內容讀入存儲器,用存儲器中儲存的零件程序控制機床運動。
(2)MDI手動數據輸入方式。操作者可利用操作面板上的鍵盤輸入加工程序的指令,它適用於比較短的程序。
在控制裝置編輯狀態(EDIT)下,用軟體輸入加工程序,並存入控制裝置的存儲器中,這種輸入方法可重復使用程序。一般手工編程均採用這種方法。
在具有會話編程功能的數控裝置上,可按照顯示器上提示的問題,選擇不同的菜單,用人機對話的方法,輸入有關的尺寸數字,就可自動生成加工程序。
(3)採用DNC直接數控輸入方式。把零件程序保存在上級計算機中,CNC系統一邊加工一邊接收來自計算機的後續程序段。DNC方式多用於採用CAD/CAM軟體設計的復雜工件並直接生成零件程序的情況。
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製程序的規定,逐步存儲並進行處理後,通過輸出單元發出位置和速度指令給伺服系統和主運動控制部分。CNC系統的輸入數據包括: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、冷卻液開關等),數據處理的目的是完成插補運算前的准備工作。數據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相聯。輸出裝置根據控制器的命令接受運算器的輸出脈沖,並把它送到各坐標的伺服控制系統,經過功率放大,驅動伺服系統,從而控制機床按規定要求運動。
五、主傳動系統
它是機床切削加工時傳遞轉矩的主要部件之一。一般分為齒輪有級變速和電氣無級調速兩種類型,較高檔的數控機床都要求實現無級調速來滿足各種加工工藝的要求,它主要由主軸驅動控制系統、主軸電動機以及主軸機械傳動機構等組成。
六、強電控制櫃
它主要用來安裝機床強電控制的各種電氣元器件,除了提供數控、伺服等類弱電控制系統的輸入電源,以及各種短路、過載、欠壓等電氣保護外,主要在可編程式控制制器PLC的輸出介面與機床各類輔助裝置的電氣執行元器件之間起橋梁聯結作用,即控制機床輔助裝置的各種交流電動機、液壓系統電磁閥或電磁離合器等,主要起到擴展接點散和擴大觸點容量等作用。
另外,它也與機床操作台的有關手控按鈕連接。強電控制櫃由各種中間繼電器、接觸器、變壓器、電源開關、接線端子和各類電氣保護元器件等構成。它與一般的普通機床電氣類似,但為了提高對弱電控制系統的抗干擾性,要求各類頻繁啟動或切換的電動機、接觸器等電磁感應器件均必須並接RC阻容吸收器,對各種檢測信號的輸入均要求用屏蔽電纜連接。
七、輔助裝置
它主要包括ATC刀自動交換機構、APC工件自動變換機構、工件夾緊放鬆機構、回轉工作台、液壓控制系統、潤滑裝置、過載與限位保護功能等部分。機床加工功能與興型不同,所包含的部分也不同。輔助裝置是保證充分發揮數控機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,回轉工作台和數控分度頭,防護,照明等各種輔助裝置。
八、機床本體
它指的是數控機床機械結構實體。它於傳統的普通機床相比較,同樣由主傳動機構、進給傳動機構、工作台、床身以及立柱等部分組成,但數控機床的整體布局、外觀造型、傳動機構、刀系統及操作機構等方面都發生了很大的變化。這種變化的目的是為了滿足數控技術的要求和充分發揮數控機床的特點。
機床主機是數控機床的主體。它包括床身、底座、立柱、橫梁、滑座、工作台、主軸箱、進給機構、刀架及自動換刀裝置等機械部件。它是在數控機床上自動地完成各種切削加工的機械部分。與傳統的機床相比,數控機床主體具有如下結構特點:
1、採用具有高剛度、高抗震性及較小熱變形的機床新結構。通常用提高結構系統的靜剛度、增加阻尼、調整結構件質量和固有頻率等方法來提高機床主機的剛度和抗震性,使機床主體能適應數控機床連續自動地進行切削加工的需要。採取改善機床結構布局、減少發熱、控制溫升及採用熱位移補償等措施,可減少熱變形對機床主機的影響。
2、廣泛採用高性能的主軸伺服驅動和進給伺服驅動裝置,使數控機床的傳動鏈縮短,簡化了機床機械傳動系統的結構。
3、採用高傳動效率、高精度、無間隙的傳動裝置和運動部件,如滾珠絲杠螺母副、塑料滑動導軌、直線滾動導軌、靜壓導軌等。