㈠ 數控車床畢業論文 (畢業設計)數控加工工藝
摘要:介紹了普通車床的數控改造條件,同時介紹了對CA6140車床的主傳動系統和進給傳動系統進行了數控化改造
的過程。改造後的數控車床的加工能力、自動化水平和加工精度明顯提高。同時介紹了該車床機電聯動調試的經驗。
關鍵詞:普通車床;數控改造
中圖分類號: TG659 文獻標識碼: B 文章編號: 1001-3881 (2006) 4-208-2
企業要在激烈的市場競爭中獲得生存、得到發展,它必須在最短的時間內以優異的質量、低廉的成本,製造出合乎市場需要的、性能合適的產品,而產品質量的優劣,製造周期的快慢,生產成本的高低,又往往受工廠現有加工設備的直接影響。目前,採用先進的數控機床,已成為我國製造技術發展的總趨勢。購買新的數控機床是提高數控化率的主要途徑,而改造舊機床、配備數控系統把普通機床改裝成數控機床也是提高機床數控化率的一條有效途徑。我校為適應現代化生產和教學,對CA6140車床進行了數控化改造。
1 機床數控化改造的條件
1·1 機床基礎件有足夠的剛性
數控機床屬於高精度機床,工件移動或刀具移動的位置精度要求很高,必須在0·001~0·01mm之間,高的定位精度和運動精度要求原有機床基礎件具有很高的靜剛度和動剛度。本次用於改造的CA6140車床自購進後一直保養良好,機床基礎件剛性滿足要求。
1·2 機床數控改裝的總費用合適,經濟性好
機床數控改裝分兩部分進行:一是維修機械部分。更換或修理磨損零件,調試大型基礎零件,增加新的功能裝置,提高機床的精度和性能,另一方面是舍棄原有的一部分進給系統,用新的數控系統和相應的裝置來替代。改造總費用由機械維修和增加的數控系統兩部分組成。若機床的數控改造的總費用僅為同類型車床價格的50% ~60%時,該機床數控改造在經濟上適宜。經過考查,若購買同樣配置的車床約需10萬元,而我校機床數控改造的總費用為5·1萬元,僅佔51%,因此該機床數控改造在經濟上是合適的。
2 系統配置及主要技術規格
該系統由SIEMENS 802S系統、介面電路、驅動線路及步進電機等組成,另外還配有自動轉塔刀架、主軸變頻調速器及主軸編碼器等,系統屬開環控制系統。其主要技術性能和參數如下:
(1)系統控制部分。採用SIEMENS 802S系統,鍵盤和顯示部分裝在面板上。
(2)系統軟體具有若干指令。其中加工指令有
直線、斜線、螺紋、錐螺紋和圓弧等5條指令。可實現車削外圓、端面、台階、割槽、錐度、倒角、螺紋、順圓弧和逆圓弧等操作。控制指令有結束循環、暫停、延時、延時換刀、編碼換刀、通訊等,與加工指令配合,可加工出各種較復雜的零件。
(3)系統環境工作條件。溫度-10~+40℃;濕度為40% ~80%。
(4)輸入電網電壓。交流(220±22)V;頻率為50Hz;電流為1·5A。
(5)步進電機。BYG550C-2型電機兩台,驅動電壓為110V;相電流為2·5A;步距角為0·36°/步;靜力距為12N·m。
3 主傳動的數控化改造
機床主傳動的作用是把電機的轉速和轉矩通過一定途徑傳給主軸,使工件以不同的速度運動,主傳動性能的好壞,直接影響零件的加工質量和生產效率。考慮到改造的經濟性,可乘用機床原有的普通三相非同步交流電動機拖動。考慮到加工過程中當電網電壓和切削力矩發生變化時,電機的轉速也會隨之波動,直接影響加工零件的表面粗糙度。因此為提高加工精度,實現主軸自動無級變速,在主軸上增加了交流非同步電動機變頻調速系統,從而不需進行機械換檔。針對機床要求具有螺蚊切削功能,在主軸部位安裝主軸脈沖發生器,如圖1所示。為保證脈沖發生器與主軸等速旋轉,即主軸轉一周,主軸脈沖發生器也
圖1 主軸脈沖發生器安裝示意圖轉一周,主軸脈沖發生器的安裝方式很重要。改裝時,主軸傳動必須經過原有CA6140車床主軸箱中58/58和33/33兩級齒輪(實現1∶1)傳遞到原有CA6140車床的掛輪軸X,拆除掛輪留出空間,安裝脈沖發生器,並用法蘭盤固定。
4 進給傳動的數控化改造
進給傳動的作用是接受數控系統的指令,驅動刀具作精確定位或按規定的軌跡作相對運動,加工出符合要求的零件,對進給傳動的要求是高精度、高速度。改造中我們採用步進電機驅動系統實現開環控
圖2 進給傳動系統制,這樣結構簡單,安裝調試和維修都非常方便。
4·1 進給傳動鏈
圖2為普通車床改造後的進給傳動鏈,刀具縱向(Z軸)移動由步進電機,經介面箱內一對減速齒輪,轉動縱向移動的絲桿而實現。刀具的徑向(X軸)移動由步進電機,經介面箱內一對減速齒輪,轉動橫向移動絲桿而實現,該傳動鏈與原機床的傳動鏈相比,擺脫了結構復雜的進給箱和拖板箱。
4·2 介面箱內減速齒輪的齒數比
該車床要求的控制精度為: Z向0·005mm, X向為0·0025mm,即當執行一個脈沖指令時,工件的長度和直徑均變化0·005mm。BYG550C-2型步進電機的步距角為0·36°,每周步距數為360/0·36=1000(步/周), X向絲杠螺距為4mm,脈沖當量為0·0025mm,Z向絲杠螺距為6mm,脈沖當量0·005mm。按公式
主動輪齒數
從動輪齒數=步/周×脈沖當量絲杠螺距則X向:Z主/Z從=1000×2·5/4000=5/8Z向:Z主/Z從=1000×5/6000=5/6
4·2 介面箱內減速齒輪的齒數比
該車床要求的控制精度為: Z向0·005mm, X向為0·0025mm,即當執行一個脈沖指令時,工件的長度和直徑均變化0·005mm。BYG550C-2型步進電機的步距角為0·36°,每周步距數為360/0·36=1000(步/周), X向絲杠螺距為4mm,脈沖當量為0·0025mm,Z向絲杠螺距為6mm,脈沖當量0·005mm。按公式
主動輪齒數
從動輪齒數=步/周×脈沖當量絲杠螺距則X向:Z主/Z從=1000×2·5/4000=5/8Z向:Z主/Z從=1000×5/6000=5/6
4·3 傳動滾珠絲杠副
數控機床要求進給部分移動元件靈敏度高、精度高、反應快、無爬行,採用滾珠絲杠副可以滿足上述要求。在結構中,用普通滾珠絲杠副實現將旋轉運動變換為直線運動。滾珠絲杠螺母副安裝時需預緊,通過預緊可消除滾珠絲杠螺母副的軸向間隙,提高傳動剛度。預緊的方法是採用雙螺母齒差調隙式結構(圖3)。通過改變兩個螺母的軸向相對位置,使每個螺母中滾珠分別接觸絲杠滾道的左右兩側來實現的。
圖3 雙螺母齒差調隙式結構
一般需要幾次調整才能保證機床在最大軸向載荷下,既消除間隙,又能靈活運轉。
4·4 刀架
根據需要,拆除原方刀架,安裝620型四方刀架(圖4)。該刀架由120W的三相交流非同步電機正轉驅動,使刀架正轉選刀,到預定刀位時,電機則反轉,使刀架夾緊。換刀方式有手控和機控兩種。機控時當零件在加工過程中需要換刀時,數控系統發出預先編制好的換刀控制指令,控制器接到換刀指令時,立即驅動刀架回轉。手控時,按動面板上的按鈕,刀架能轉一個刀位(90°),也可連續按動按鈕,直至任一刀位。
5 機電聯動調試
5·1 機械調試
絲杠上,側母線和橫、縱導軌的平行度誤差控制在0·01mm/全長之內;轉動絲杠,絲杠軸向竄動在0·01mm之內;絲杠螺母同軸度誤差控制在0·01mm之內。
5·2 機電聯動調試
(1)單坐標點動,主要調試其有無動作,運動方向是否符合要求,機械傳動是否正常,有無不正常響聲等。
1·上刀體 2·活動銷 3·反靠盤 4·定軸 5·蝸輪 6·下刀體 7·螺桿 8·離合器盤 9·霍爾元件 10·磁鋼
圖4 四方刀架結構圖
(2)點動合格後,做連續運動。反復多次,若出現故障或異常,排除後方可繼續進行。
(3)先試Z坐標方向,後試X坐標方向,這是因為Z坐標方向調試方便。
(4)測量兩坐標重復定位精度。在Z向坐標做連續移動時,若發現與絲杠相聯的齒
額定轉速: 2000r/min
額定輸出功率: 2kW
編碼器:絕對位置檢測方式,解析度1000000p/r 軸端形式:錐軸伺服放大器採用與電機配套的SJV2系列20型,其驅動能力為2kW。對於2kW電機,也可採用SJV2系列的10型放大器,但此時的輸出扭矩要比20型減少1/3,不利於大功率切削。I/O設備選用型號為HR341的基本I/O單元,主要用於機床操作面板及與機床間的輸入輸出控制。另外附加一個遠程I/ODX110,主要用於教學功能的「故障模擬設置」的輸入輸出。伺服及I/O單元連接原理圖如圖2所示。
圖2 電氣連接原理圖
2·2·2 主軸控制
主軸電機採用交流變頻控制電機,由變頻器進行控制,轉速范圍60~6000r/min。模擬量由基本I/O單元的A0埠輸出0~10V的直流電壓,變頻器根據輸入的電壓變化而輸出相應的轉速。由於模擬主軸電機沒有編碼器,因此在發出轉速命令後,系統無法檢測到主軸的是否運行。為解決這一問題,我們利用變頻器上的功能端子,將其通過參數設置成「到達指令頻率閉合」狀態,並通過PLC檢測此信號,從而實現對電機的運轉進行監控。
2·3 教學功能的附加
本機改造後除保證加工功能和精度外,還要滿足一定的教學功能。所謂的教學功能主要是針對學習數
控系統調試及維修人員而設立的附加功能。該功能通過參數設置及調整PLC程序人為地設置故障,讓學生通過故障現象先判斷故障種類,再分析故障產生的原因,直至排除故障。通過這種實訓,學生可全面學習工業現場可能出現的故障現象,掌握故障排除方法,提高學生解決現場問題的綜合能力。
3 結束語
我國現有機床中,近幾年急需技術改造的約佔25%,這將蘊藏著無限商機。機床改造主要是採用數控和計算機控制技術,我國數控機床發展和機床數控化改造應緊跟世界潮流,發展多軸聯動數控系統,開發高速、高精度、高效加工中心等關鍵技術,向智能化方向發展
㈡ 數控車床刀架布置有幾種方法
數控車床刀架布置有兩種形式:
(1)前置刀架。前置刀架位於Z軸的前面,與傳統卧式車床刀架的布置形式一樣,刀架導軌為水平導軌,使用四工位電動刀架;
(2)後置刀架。後置刀架位於Z軸的後面,刀架的導軌位置與正平面傾斜,這樣的結構形式便於觀察刀具的切削過程、切屑容易排除、後置空間大,可以設計更多工位的刀架,一般多功能的數控車床都設計為後置刀架。
㈢ 數控車床刀架轉動工作示意圖
電動刀架發信盤是固定在刀架內部中心固定軸上由尼龍材料作為封裝的圓盤部件。發信盤的內部根據刀架工位數設有四個或六個霍爾元件,並與固定在刀架上的磁鋼共同作用來檢測刀具的位置,如圖1所示。
圖1 四工位電動刀架發信盤在電動刀架的位置
㈣ 機電一體化(數控車床方面)畢業論文
數控車床實習報告
前 言
機床是人類進行生產勞動的重要工具,也是社會生產力發展水平的重要標志。
普通機床經經歷了近兩百年的歷史。隨著電子技術、計算機技術及自動化,精密機械與測量等技術的發展與綜合應用,生產了機電一體化的新型機床一一數控機床。數控機床一經使用就顯示出了它獨特的優越性和強大生命力,使原來不能解決的許多問題,找到了科學解決的途徑。
數控車床是數字程序控制車床的簡稱,它集通用性好的萬能型車床、加工精度高的精密型車床和加工效率高的專用型車床的特點於一身,是國內使用量最大,覆蓋面最廣的一種數控機床,也是是一種通過數字信息,控制機床按給定的運動軌跡,進行自動加工的機電一體化的加工裝備,經過半個世紀的發展,數控機床已是現代製造業的重要標志之一,在我國製造業中,數控機床的應用也越來越廣泛,是一個企業綜合實力的體現。
實 習 報 告 正 文
自從走進了大學,就業問題就似乎總是圍繞在我們的身邊,成了說不完的話題。在現今社會,招聘會上的大字報都總寫著「有經驗者優先」,可還在校園裡面的我們這班學子社會經驗又會擁有多少呢?為了拓展自身的知識面,擴大與社會的接觸面,增加個人在社會競爭中的經驗,鍛煉和提高自己的能力,以便在以後畢業後能真正真正走入社會,能夠適應國內外的經濟形勢的變化,並且能夠在生活和工作中很好地處理各方面的問題,在這個假期里我開始了自己的校外實習。.
,把所學的理論知識,運用到客觀實際中去,使自己所學的理論知識有用武之地。只學不實踐,所學的就等於零,理論應該與實踐相結合.另一方面,實踐可為以後找工作打基礎.通過這段時間的實習,學到一些在學校里學不到的東西。因為環境的不同,接觸的人與事不同,從中所學的東西自然就不一樣了。要學會從實踐中學習,從學習中實踐.而且在中國的經濟飛速發展,又加入了世貿,國內外經濟日趨變化,每天都不斷有新的東西涌現,在擁有了越來越多的機會的同時,也有了更多的挑戰,中國的經濟越和外面接軌,對於人才的要求就會越來越高,我們不只要學好學校里所學到的知識,還要不斷從生活中,實踐中學其他知識,不斷地從各方面武裝自已,才能在競爭中突出自已,表現自已。
1. F功能
F功能指令用於控制切削進給量。在程序中,有兩種使用方法。
(1)每轉進給量
編程格式 G95 F~
F後面的數字表示的是主軸每轉進給量,單位為mm/r。
如:G95 F0.2 表示進給量為0.2 mm/r。
(2)每分鍾進給量
編程格式G94 F~
F後面的數字表示的是每分鍾進給量,單位為 mm/min。
如:G94 F100 表示進給量為100mm/min。
2. S功能
S功能指令用於控制主軸轉速。
編程格式 S~
S後面的數字表示主軸轉速,單位為r/min。在具有恆線速功能的機床上,S功能指令還有如下作用。
(1)最高轉速限制
設定加工坐標系
編程格式 G50 S~
S後面的數字表示的是最高轉速:r/min。
如:G50 S3000 表示最高轉速限制為3000r/min。
(2)恆線速控制
編程格式 G96 S~
S後面的數字表示的是恆定的線速度:m/min。
如:G96 S150 表示切削點線速度控制在150 m/min。
(3)恆線速取消
編程格式 G97 S~
S後面的數字表示恆線速度控製取消後的主軸轉速,如S未指定,將保留G96的最終值。
如:G97 S3000 表示恆線速控製取消後主軸轉速3000 r/min。
3. T功能
T功能指令用於選擇加工所用刀具。
編程格式 T~
T後面通常有兩位數表示所選擇的刀具號碼。但也有T後面用四位數字,前兩位是刀具號,後兩位是刀具長度補償號,又是刀尖圓弧半徑補償號。
例:T0303 表示選用3號刀及3號刀具長度補償值和刀尖圓弧半徑補償值。
T0300 表示取消刀具補償。
4. M功能
M00: 程序暫停,可用NC啟動命令(CYCLE START)使程序繼續運行;
M01:計劃暫停,與M00作用相似,但M01可以用機床「任選停止按鈕」選擇是否有效;
M03:主軸順時針旋轉;
M04:主軸逆時針旋轉;
M05:主軸旋轉停止;
M08:冷卻液開;
M09:冷卻液關;
M30:程序停止,程序復位到起始位置。
5. 加工坐標系設置G50
編程格式 G50 X~ Z~
式中X、Z的值是起刀點相對於加工原點的位置。G50使用方法與G92類似。
在數控車床編程時,所有X坐標值均使用直徑值,如圖所示。
如:按圖設置加工坐標的程序段如下:
G50 X128.7 Z375.1
6. 快速定位指令G00
G00指令命令機床以最快速度運動到下一個目標位置,運動過程中有加速和減速,該指令對運動軌跡沒有要求。其指令格式:
G00 X(U)____ Z(W)____;
當用絕對值編程時,X、Z後面的數值是目標位置在工件坐標系的坐標。當用相對值編程時,U、W後面的數值則是現在點與目標點之間的距離與方向。如圖所示的定位指令如下:
G50 X200.0 Z263.0; 設定工件坐標系
G00 X40.0 Z212.0; 絕對值指令編程A→C
或G00 U-160.0 W-51.0; 相對值指令編程A→C
因為X軸和Z軸的進給速率不同,因此機床執行快速運動指令時兩軸的合成運動軌跡不一定是直線,因此在使用G00指令時,一定要注意避免刀具和工件及夾具發生碰撞。如果忽略這一點,就容易發生碰撞,而快速運動狀態下的碰撞就更加危險
7. 直線插補指令G01
G01指令命令機床刀具以一定的進給速度從當前所在位置沿直線移動到指令給出的目標位置。
指令格式:G01 X(U)____Z(W)____F ;
其中F是切削進給率或進給速度,單位為mm/r或mm/min,取決於該指令前面程序段的設置。使用G01指令時可以採用絕對坐標編程,也可採用相對坐標編程。當採用絕對坐編程時,數控系統在接受G01指令後,刀具將移至坐標值為X、Z的點上;當採用相對坐編程時,刀具移至距當前點的距離為U、W值的點上。如圖所示的直線運動指令如下:
G01 X40.0 Z20. F0.2; 絕對值指令編程
G01 U20.0 W-25.9 F0.2; 相對值指令編程
8. 圓弧插補指令G02、G03
圓弧插補指令命令刀具在指定平面內按給定的F進給速度作圓弧插補運動,用於加工圓弧輪廓。圓弧插補命令分為順時針圓弧插補指令G02和逆時針圓弧插補指令G03兩種。其指令格式如下:
順時針圓弧插補的指令格式:G02 X(U)____Z(W)____I____K____F____;
G02 X(U)____Z(W)___R___ F____;
逆時針圓弧插補的指令格式:G03 X(U)____Z(W)____ I____K____F____;;
G03 X(U)____Z(W)___R___ F____;
使用圓弧插補指令,可以用絕對坐標編程,也可以用相對坐標編程。絕對坐標編程時,X、Z是圓弧終點坐標值;增量編程時,U、W是終點相對始點的距離。圓心位置的指定可以用R,也可以用I、K,R為圓弧半徑值;I、K為圓心在X軸和Z軸上相對於圓弧起點的坐標增量; F為沿圓弧切線方向的進給率或進給速度。
當用半徑R來指定圓心位置時,由於在同一半徑R的情況下,從圓弧的起點到終點有兩種圓弧的可能性,大於180°和小於180°兩個圓弧。為區分起見,特規定圓心角α≤180°時,用「+R」表示;α>180°時,用「-R」。注意:R編程只適於非整圓的圓弧插補的情況,不適於整圓加工。例如,圖3-13中所示的圓弧從起點到終點為順時針方向,其走刀指令可編寫如下:
G02 X50.0 Z30.0 I25.0 F0.3; 絕對坐標,直徑編程,切削進給率0.3mm/r
G02 U20.0 W-20.0 I25.0 F0.3; 相對坐標,直徑編程,切削進給率0.3mm/r
G02 X 50. 0 Z30.0 R25.0 F0.3; 絕對坐標,直徑編程,切削進給率0.3mm/r
G02 U20.0 W-20.0 R25.0 F0.3; 相對坐標,直徑編程,切削進給率0.3mm/r
9. 暫停指令G04
G04指令用於暫停進給,其指令格式是:
G04 P____或G04 X(U)____
暫停時間的長短可以通過地址X(U)或P來指定。其中P後面的數字為整數,單位是ms;X(U)後面的數字為帶小數點的數,單位為s。有些機床,X(U)後面的數字表示刀具或工件空轉的圈數。
該指令可以使刀具作短時間的無進給光整加工,在車槽、鑽鏜孔時使用,也可用於拐角軌跡控制。例如,在車削環槽時,若進給結束立即退刀,其環槽外形為螺旋面,用暫停指令G04可以使工件空轉幾秒鍾,即能將環形槽外形光整圓,例如欲空轉2.5s時其程序段為: G04 X2.5或G04 U2.5或G04 P2500;
G04為非模態指令,只在本程序段中才有效。
10. 英制和米制輸入指令G20、G21
G20表示英制輸入,G21表示米制輸入。G20和G21是兩個可以互相取代的代碼。機床出廠前一般設定為G21狀態,機床的各項參數均以米制單位設定,所以數控車床一般適用於米制尺寸工件加工,如果一個程序開始用G20指令,則表示程序中相關的一些數據均為英制(單位為英寸);如果程序用G21指令,則表示程序中相關的一些數據均為米制(單位為mm)。在一個程序內,不能同時使用G20或G21指令,且必須在坐標系確定前指定。G20或G21指令斷電前後一致,即停電前使用G20或G21指令,在下次後仍有效,除非重新設定。
11. 進給速度量綱控制指令G98、G99
在數控車削中有兩種切削進給模式設置方法,即進給率(每轉進給模式)和進給速度(每分鍾進給模式)。
(1)進給率,單位為mm/r,其指令為:
G99; 進給率轉換指令
G01X____Z____F____; F的單位為mm/r
(2)進給速度,單位為mm/min,其指令為: .
G98; 進給速度轉換指令
G01X____Z____F____; F的單位為mm/min
G98和G99都是模態指令,一旦指定就一直有效,直到指定另一方式為止。車削CNC系統預設的進給模式是進給率,即每轉進給模式,只有在用動力刀具銑削時才採用每分鍾進給模式。
12. 參考點返回指令G27、G28、G30
參考點是CNC機床上的固定點,可以利用參考點返回指令將刀架移動到該點。可以設置最多四個參考點,各參考點的位置利用參數事先設置。接通電源後必須先進行第一參考點返回,否則不能進行其它操作。參考點返回有兩種方法:
(1)手動參考點返回。
(2)自動參考點返回。該功能是用於接通電源已進行手動參考點返回後,在程序中需要返回參考點進行換刀時使用的自動參考點返回功能。
自動參考點返回時需要用到如下指令:
(1)返回參考點檢查G27
G27用於檢驗X軸與Z軸是否正確返回參考點。指令格式為:
G27 X(U)____ Z(W)____
X(U)、Z(W)為參考點的坐標。執行G27指令的前提是機床通電後必須手動返回一次參考點。
執行該指令時,各軸按指令中給定的坐標值快速定位,且系統內部檢查檢驗參考點的行程開關信號。如果定位結束後檢測到開關信號發令正確,則參考點的指示燈亮,說明滑板正確回到了參考點位置;如果檢測到的信號不正確,系統報警,說明程序中指令的參考點坐標值不對或機床定位誤差過大。
(2)參考點返回指令G28、G30
G28 X(U) ____ Z(W) ____; 第一參考點返回,其中X(U)、Z(W)為參考點返回時的中間點,X、Z為絕對坐標,U、W為相對坐標。參考點返回過程如圖3-14所示。
G30 P2 X(U)____ Z(W)____; 第二參考點返回,P2可省略
G30 P3 X(U)____ Z (W)____; 第三參考點返回
G30 P4 X(U)____ Z(W)____; 第四參考點返回
第二、第三和第四參考點返回中的X(U)、Z (W)的含義與G28中的相同。
刀具返回參考點的過程,刀具從當前位置經過中間點(190,50)返回參考點,其指令為:G30 X190 Z50;G30 U100 W30。
數控機床一般由輸入裝置、數控系統、伺服系統、測量環節和機床本體(組成機床本體的各機械部件)組成。如數控機床組成示意圖所示。
數控機床組成示意圖
1) 輸入輸出裝置
操作面板
它是操作人員與數控裝置進行信息交流的工具組成:按鈕站/狀態燈/按鍵陣列/顯示器。下圖為西門子的一款數控系統的操作面板,
控制介質
人與數控機床之間建立某種聯系的中間媒介物就是控制介質,又稱為信息載體。常用的控制價質有穿孔帶、穿孔卡、磁碟和磁帶。
人機交互設備
數控機床在加工運行時,通常都需要操作人員對數控系統進行狀態干預,對輸入的加工程序進行編輯、修改和調試,對數控機床運行狀態進行顯示等,也就是數控機床要具有人機聯系的功能。具有人機聯系功能的設備統稱人機交互設備。常用的人機交互設備有鍵盤、顯示器、光電閱讀機等。
通訊 現代的數控系統除採用輸入輸出設備進行信息交換外,一般都具有用通訊方式進行信息交換的能力。它們是實現CAD/CAM的集成、FMS和CIMS的基本技術。採用的方式有:
串列通訊(RS-232等串口)
自動控制專用介面和規范(DNC方式,MAP協議等)
網路技術(internet,LAN等)。
DNC是Direct Numerical Control或Distributed Numerical Control英文一
詞的縮寫,意為直接數字控制或分布數字控制。
2) 計算機數控(CNC)裝置
數控裝置是數控機床的中樞。CNC裝置(CNC單元)
組成:計算機系統、位置控制板、PLC介面板,通訊介面板、特殊功能模塊以及相應的控制軟體。
作用:根據輸入的零件加工程序進行相應的處理(如運動軌跡處理、機床輸入輸出處理等),然後輸出控制命令到相應的執行部件(伺服單元、驅動裝置和PLC等),所有這些工作是由CNC裝置內硬體和軟體協調配合,合理組織,使整個系統有條不紊地進行工作的。CNC裝置是CNC系統的核心
3) 進給伺服驅動系統
進給伺服驅動系統由伺服控制電路、功率放大電路和伺服電動機組成。伺服驅動的作用,是把來自數控裝置的位置控制移動指令轉變成機床工作部件的運動,使工作台按規定軌跡移動或精確定位,加工出符合圖樣要求的工件,即把數控裝置送來的微弱指令信號,放大成能驅動伺動電動機的大功率信號。
常用的伺服電動機有步進電動機、直流伺服電動機和交流伺服電動機。根據接收指令的不同,伺服驅動有脈沖式和模擬式,而模擬式伺服驅動方式按驅動電動機的電源種類,可分為直流伺服驅動和交流伺服驅動。步進電動機採用脈沖驅動方式,交、直流伺服電動機採用模擬式驅動方式。
4) 機床電氣控制
機床電氣控制包括兩個方面,可如圖所示箭頭所指的內容。PLC(可編程的邏輯控制器)用於完成與邏輯運算有關順序動作的I/O控制,而機床I/O電路和裝置則是用來 實現I/O控制的執行部件,由繼電器、電磁閥、行程開關、接觸器等組成的邏輯電路;
5) 測量裝置
數控機床中的測量裝置
數控機床中的反饋系統的工作,反饋系統的作用是通過測量裝置將機床移動的實際位置、速度參數檢測出來,轉換成電信號,並反饋到CNC裝置中,使CNC能隨時判斷機床的實際位置、速度是否與指令一致,並發出相應指令,糾正所產生的誤差。在其它的控制領域,測量裝置也有其應用
機械手中的控制電機與測量裝置
測量裝置安裝在數控機床的工作台或絲杠上,按有無檢測裝置,CNC系統可分為開環和閉環系統,而按測量裝置安裝的位置不同可分為閉環與半閉環數控系統。開環控系統無測量裝置,其控制精度取決於步進電機和絲杠的精度,閉環數控系統的精度取決於測量裝置的精度。因此,檢測裝置是高性能數控機床的重要組成部分。
6) 機床本體
數控機床的機械部件包括:主運動部件,進給運動執行部件,如工作台、拖板及其傳動部件,床身、立柱等支承部件;此外,還有冷卻、潤滑、轉位和夾緊等輔助裝置。對於加工中心類的數控機床,還有存放刀具的刀庫,交換刀具的機械手等部件。數控機床是高精度和高生產率的自動化加工機床,與普通機床相比,應具有更好的抗振性和剛度,要求相對運動面的摩擦因數要小,進給傳動部分之間的間隙要小。所以其設計要求比通用機床更嚴格,加工製造要求精密,並採用加強剛性、減小熱變形、提高精度的設計措施。輔助控制裝置包括刀庫的轉位換刀
以上是一般數控車床的組成結構,在實習的過程中,我了解了一下公司生產的CJK0620型的數控機床,它由以下單元組成:變頻器(型號lnovance),兩個全數字交流伺服單元(型號 SD20B),控制變壓器(型號BK1500,容量1.5KV/A,頻率50-60HZ,機級電壓380V,次級電壓220V),控制變壓器(型號BK150,容量150V/A,頻率50-60HZ,絕緣等級B,機級電壓380V,次級電壓11-12:36V;11-13:220V),風扇一個,絲桿兩個,工作台,兩個交流伺服電機,刀架,潤滑裝置,拖板等等
尾 聲
時光如流水,兩周的時間轉眼即逝,這次實習給我的體會是:
① 通過這次實習我們了解了現代數控機床的生產方式和工藝過程。熟悉了一些材料的成形方法和主要機械加工方法及其所用主要設備的工作原理和典型結構、工夾量具的使用以及安全操作技術。了解了數控機床方面的知識和新工藝、新技術、新設備在機床生產上的應用。
② 在數控機床的生產裝配以及調試上,具有初步的獨立操作技能。
③ 在了解、熟悉和掌握一定的數控機床的基礎知識和操作技能過程中,培養、提高和加強了我的動手能力、創新意識和創新能力。
④ 這次實習,讓我們明白做事要認真小心細致,不得有半點馬虎。同時也培養了我們堅強不屈的本質,不到最後一秒決不放棄的毅力!
⑤培養和鍛煉了勞動觀點、質量和經濟觀念,強化遵守勞動紀律、遵守安全技術規則和愛護國家財產的自覺性,提高了我們的整體綜合素質。
是的,課本上學的知識都是最基本的知識,不管現實情況怎樣變化,抓住了最基本的就可以以不變應萬變。如今有不少學生實習時都覺得課堂上學的知識用不上,出現挫折感,可我覺得,要是沒有書本知識作鋪墊,又哪應付瞬息萬變的社會呢?經過這次實習,雖然時間很短,可我學到的卻是我一個學期在學校難以了解的。就比如何與同事們相處,相信人際關系是現今不少大學生剛踏出社會遇到的一大難題,於是在實習時我便有意觀察前輩們是如何和同事以及上級相處的,而自己也盡量虛心求教。要搞好人際關系並不僅僅限於本部門,還要跟別的部門例如市場部的同事相處好,那工作起來的效率才高,人們所說的「和氣生財」在我們的日常工作中也是不無道理的。而且在工作中常與前輩們聊聊天不僅可以放鬆一下神經,而且可以學到不少工作以外的事情,盡管許多情況我們不一定遇到,可有所了解做到心中有底,也算是此次實習的其中一個目的了。
很快我們就要步入社會,面臨就業了,就業單位不會像老師那樣點點滴滴細致入微地把要做的工作告訴我們,更多的是需要我們自己去觀察、學習。不具備這項能力就難以勝任未來的挑戰。隨著科學的迅猛發展,新技術的廣泛應用,會有很多領域是我們未曾接觸過的,只有敢於去嘗試才能有所突破,有所創新。就像我在實習中接觸到的零件的加工,雖然它的危險性很大,但是要親自去操作而且要作出成品,這樣就鍛煉了我敢於嘗試的勇氣。