『壹』 数控机床电气控制系统由哪些装置组成
数控机床的电气控制系统,主要由数控装置(CNC)、伺服系统(包括进给伺服和主轴伺服)、机床强电控制系统(包括可编程控制系统和继电器接触器控制系统)等组成。如下图:
数控装置是数控机床电气控制系统的中枢,它可以自动地对输入到数控机床内部的所有数控加工程序进行处理,同时将这些数控加工程序分成两大类的控制量,分别输出。第一类为连续控制量,这一类的控制量将被输送到伺服系统;第二类为离散的开关控制量,这一类的控制量将被输送到数控机床的强电控制系统。
『贰』 数控机床的机械系统由哪些组成并对主传动有哪些要求
1.主传动系统
它包括动力源、传动件及主运动执行件(主轴)等,其功用是将驱动回装置的运动及动力答传给执行件,以实现主切削运动。
2二进给传动系统
它包括动力源、传动件及进给运动执行件(工作台、刀架)等,其功用是将伺服驱动装置的运动与动力传给执行件,以实现进给切削运动。
3.基础支承件
它是指床身、立柱、导轨、滑座、工作台等,是整台机床的基础和框架,支承机床的各主要部件,并使它们在静止或运动中保持相对正确的位置。
4.辅助装置
辅助装置是指实现某些部件动作和辅助功能的系统和装置。辅助装置视数控机床的不同而异,按机床的功能需要选用,如自动换刀系统、液压气动系统、润滑冷却装置和排屑防护装置等。
数控机床可根据自动化程度、可靠性要求和特殊功能需要,选用各类破损监控、机床与工件精度检测、补偿装置和附件等。有些用于特殊加工的数控机床,如电加工数控机床和激光切割机,其主轴部件不同于一般数控金属切削机床,但对进给伺服系统的要求是一样的。本章内容中不作特殊说明的,都是针对于一般金属切削类数控机床。
『叁』 数控机床四个最基本的组成部分是什么
一般由控制系统、数控系统、伺服系统和机床本体组成。
数控机床一般由下列几个部分组成:
●主机,他是数控机床的主题,包括机床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件。他是用于完成各种切削加工的机械部件。
●数控装置,是数控机床的核心,包括硬件(印刷电路板、CRT显示器、键盒、纸带阅读机等)以及相应的软件,用于输入数字化的零件程序,并完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以及实现各种控制功能。
●驱动装置,他是数控机床执行机构的驱动部件,包括主轴驱动单元、进给单元、主轴电机及进给电机等。他在数控装置的控制下通过电气或电液伺服系统实现主轴和进给驱动。当几个进给联动时,可以完成定位、直线、平面曲线和空间曲线的加工。
●辅助装置,指数控机床的一些必要的配套部件,用以保证数控机床的运行,如冷却、排屑、润滑、照明、监测等。它包括液压和气动装置、排屑装置、交换工作台、数控转台和数控分度头,还包括刀具及监控检测装置等。
●编程及其他附属设备,可用来在机外进行零件的程序编制、存储等。
『肆』 数控系统由哪几个部分组成各部分功能是什么
机床数控系统的硬件主要由3部分组成:
一、电源系统
数控机床的控制电源是数控系统硬件的重要组成部分,也是在维修中常常出现问题的部分。数控机床的电源系统有交流与直流两个部分。
(1)交流电源。是控制系统提供能源的器件,也是给伺服驱动提供能源的器件。交流电源上也有各种保护及切换装置;有短路、隔离及失压保护。这个交流电源向伺服系统供电时,一定要注意有晶闸管器件的装置的供电相序,一旦程序接错,有晶闸管器件就失去了同步的关系,造成故障。
(2)直流电源。直流电源作为控制用多为开关稳压电源,有+5V、+24V、±15V等电压,各设备的电压情况不尽相同,例如 CRT上供电电压有的是 24V,有的是交流 110V或 220V。所以,尽可能地看好各端子供电电压的要求。电源非常重要,一旦出错会造成不可弥补的损失。还有是对伺服供电的直流电压,它大多数是经伺服变压器及整流装置所获得的。
(3)电池电源。由于数控装置中有些信息要在机床断电情况下进行保持,因此有一部分RAM区用电池来进行数据保持,这些电池多数是锂电池,寿命长,但电量小。这部分电池也可用普通电池经二极管降压达到所需电压值来代替,但一定要注意寿命。电池必须在通电情况下进行更换,否则数据就会丢失,这一点与常规习惯不同,更换时要注意不产生短路现象。
在电源系统中,还有一个关键的装置,就是控制电压的稳压设备,也时常出现修复问题。
二、控制系统
这里所指的控制系统是指数控装置中信号产生、处理、传输及执行过程所涉及到的单元及各单元的联系手段。
对于数控系统来说,如果有这方面的资料,特别是图纸,那么就好办多了,我们可以认真研读图纸,弄清它的主要电气原理,把一个复杂的系统的大体情况刻划出来,分成各种各样的功能框,然后对每一个功能框的输入、输出信号进行分析,找出各功能框在总体中的地位以及各功能框之间的联系。
大部分数控机床不提供图纸,没有有关硬件的资料,甚至于连芯片的型号也很难查到,在这种情况下维修就十分困难。例如,一个旋转刀库驱动系统有了问题,首先分析故障的可能性,测量驱动板的各部件电压,缩小范围,进行测绘,再分析其工作原理及故障的原因。
伺服系统的维修,比起主板的维修容易些,特别是用模拟量的控制板就更容易。因为大家对伺服系统的原理比较清楚。不论哪个公司的伺服系统,虽然外观不同,但基本模式是相同的,另外这一块的输入输出也是非常清楚的。
最后就是 PLC的修理。 PLC综合信号来自于 NC、外围各种开关信号以及各种逻辑处理器的输出信号。PLC的输出信号用以控制电磁阀、继电器、各种指示器及电机,并把有关的状态反馈给NC。PLC是一个具有相对独立性的独立单元,维修相对方便。
三、独立单元
独立单元是指能够以简单的适配关系与系统中其他部分结合在一起的部分。例如NC系统、外接PLC、伺服单元、电机、转速传感器、光栅系统、脉冲编码器、纸带阅读机、操作面板等。对于一个独立单元应了解它的电源联接,所有输入输出信号线的功能,信号的类型、性质和机床运行中各种状态变化的情况,即掌握其“接口”。就伺服单元而言,它有电源、速度反馈线、设定线、允许信号线、准备完成应答线等等。但是,是伺服系统问题还是其他器件的问题,一个关键参数就是VCMD,VCMD就是NC送来的速度指令信号。在模拟的控制中,它就是一个一10V~+10V的信号,这个信号就是判断伺服系统好坏的一个关键参考点。没有这个信号,伺服就不应该运动。如果有了这个信号,而伺服还不动,就是伺服的问题。当然,在实际维修中并不如此简单,但是基本原理就是这样。所以如何把故障范围缩小下来,这是维修的第一步,也是最最重要的问题。再者,我们判断一个增量编码器是否完好,那就是看一看与脉冲编码器相联的8根线上的信号有没有,都是什么样的波形,波形有多高,负载能力如何。这就可以肯定是不是脉冲编码器的故障。这里顺便提一下,要注意倍频的问题,也就是要注意脉冲编码器出来的频率,如果脉冲编码器出来的频率不对也会测不出准确的尺寸,所以要测一下脉冲频率。
测速发电机的直流电压大小代表转速,所以首先要查一下这个线性关系是否正确,然后就要注意波形情况及干扰情况。测速发电机中的炭刷磨下的粉末,一旦集中在换向器的槽中,就会使测速发电机的绕组出现短路。这样,随着转动电压会产生很大的变动,引起机床的强烈振动
『伍』 数控系统的组成有哪些
一般整个数控系统由三大部分组成,即控制系统,伺服系统和位置测量系统。
控制系统按加工工件程序进行插补运算, 发出控制指令到伺服驱动系统;伺服驱动系统将控制指令放大,由伺服电机驱动机械按要求运动;测量系统检测机械的运动位置或速度,并反馈到控制系统,来修正控制指令。这三部分有机结合,组成完整的闭环控制的数控系统。
控制系统主要由总线、CPU、电源、存贮器、操作面板和显示屏、位控单元、可编程序控制器逻辑控制单元以及数据输入/输出接口等组成。
最新一代的数控系统还包括一个通讯单元,它可完成CNC、PLC的内部数据通讯和外部高次网络的连接。伺服驱动系统主要包括伺服驱动装置和电机。位置测量 系统主要是采用长光栅或圆光栅的增量式位移编码器。
数控系统的构成与特点
目前世界上的数控系统种类繁多,形式各异,组成结构上都有各自的特点。这些结构特点来源于系统初始设计的基本要求和工程设计的思路。
例如对点位控制系统和连续轨迹控制系统就有截然不同的要求。对于T系统和M系统,同样也有很大的区别,前者适用于回转体零件加工,后者适合于异形非回转体的零件加工。
对于不同的生产厂家来说,基于历史发展因素以及各自因地而异的复杂因素的影响,在设计思想上也可能各有千秋。然而无论哪种系统,它们的基本原理和构成是十分相似的。
『陆』 机床数控系统由哪几部分组成,各有什么作用
数字控制系统 机床的大脑 主传动系统 提供主运动 进给系统 俗称走刀 夹持系统 卡盘、夹具 刃具系统 刀架、刀库、换刀装置 润滑油系统 润滑油各部件,提高机床生存的年限 冷却系统 喷洒冷却液 排屑系统 运走铁屑追问: 数控装置是数控机床的核心,主要是将输入的数据信号进行处理运算,判断。并发出执行命令分配给伺服系统,伺服系统根据命令信号发出执行信号给各个驱动电机,电机带动工作台动作。
『柒』 数控机床有哪几大系统组成的,各系统的作用是什么
组成系统:
机、电、液、气、磁、激光、光学
具体作用;
1.机械-床身回主体
2.电--电控
3.液压--机械手答的运动控制、平衡缸、静压导轨、或者液压马达、拉刀、液压卡具
4.气----机械手的运动控制、平衡缸、拉刀、清洁、气动卡具
5.磁---各种电机离不开磁,磁力卡具、主轴准停有的用磁开关,各轴的无触点开关、老式的设备使用感应同步器作为位置反馈
6.激光--在线测量
7.光学--脉冲编码器、对刀仪、光栅尺
『捌』 数控机床系统硬件由哪几部分组成
一般由控制介质、数控装置、伺服系统、机床本体组成数控机床的组成:数控系统
,电气控制部分,操作站。主轴驱动及传动部分
(主轴驱动,变频器,主轴箱等),进给轴部分(X轴Y轴Z轴A轴B轴C轴等驱动器及伺服电机,丝杠,导轨,等)
液压部分,气动部分。夹持系统
(卡盘,中心架夹具,尾座)刀具部分(
刀架、刀库、换刀装置,动力头,等)润滑部分
(导轨润滑,齿轮润滑)冷却部分
(
冷却液)排屑部分
(自动排屑装置)机床床身,防护罩。
『玖』 数控机床都有哪些部分组成的
数控机床一般由数控系统、包含伺服电动机和检测反馈装置的伺服系统、主传动系统、强电控制柜、机床本体和各类辅助装簧组成。加上虚线部分即可表示数控加工的基本工作过程。对具体备类不同功能的数控机床,其组成部分略有不同。
一、数控系统
它是机床实现自动加工的核心。主要有操作系统、主控制系统、可编程控制器、各类输出接口等组成。其中操作系统由显示器和操纵键盘组成,显示器有数码管、CRT、液晶等多种形式。主控制系统与计算机主板有所类同,主要由CPU、存储器、控制器等部分组成。数控系统所控制的是一般对象的位置、角度、速度等机械量,以及温度、压力、流量等物理量。
其控制方式又可分为数据运算处理控制和时序逻辑控制两大类,其中主控制器内的插补运算模块就是根据所读入的零件程序,通过译码、编译等信息处理后,进行相应的刀轨迹插朴运算,并通过与各坐标伺服系统的位置、速度反馈信号比较,从而控制机床各个坐标轴的位移;而时序逻辑控制通常主要由可编程式控制器PLC来完成,它根据机床加工过程中的各个动作要求进行协调,按各检测信号进行逻辑判别,从而控制机床各个部件有条不紊地按序工作。
二、伺服系统
它是数控系统与机床本体之间的电传动联系环节。主要由伺服电动机、驱动控制系统及位置检测反馈装置等组成。伺服电动机是系统的执行元件,驱动控制系统则是伺服电动机的动力源。数控系统发生的指令信号与位置检测反馈信号比较后作为位移指令,再经驱动控制系统功串放大后,驱动电动机运转,从而通过机械传动装置拖动工作台或刀架运动。
伺服系统是数控机床的重要组成部分,用于实现数控机床的进给伺服控制和主轴伺服控制。伺服系统的作用是把接受来自数控装置的指令信息,经功率放大、整形处理后,转换成机床执行部件的直线位移或角位移运动。由于伺服系统是数控机床的最后环节,其性能将直接影响数控机床的精度和速度等技术指标,因此,对数控机床的伺服驱动装置,要求具有良好的快速反应性能,准确而灵敏地跟踪数控装置发出的数字指令信号,并能忠实地执行来自数控装置的指令,提高系统的动态跟随特性和静态跟踪精度。
伺服系统包括驱动装置和执行机构两大部分。驱动装置由主轴驱动单元、进给驱动单元和主轴伺服电动机、进给伺服电动机组成。步进电动机、直流伺服电动机和交流伺服电动机是常用的驱动装置。
测量元件将数控机床各坐标轴的实际位移值检测出来并经反馈系统输入到机床的数控装置中,数控装置对反馈回来的实际位移值与指令值进行比较,并向伺服系统输出达到设定值所需的位移量指令。
三、加工程序载体
数控机床工作时,不需要工人直接去操作机床,要对数控机床进行控制,必须编制加工程序。零件加工程序中,包括机床上刀具和工件的相对运动轨迹、工艺参数(进给量主轴转速等)和辅助运动等。将零件加工程序用一定的格式和代码,存储在一种程序载体上,如穿孔纸带、盒式磁带、软磁盘等,通过数控机床的输入装置,将程序信息输入到CNC单元。
四、数控装置
数控装置是数控机床的核心。现代数控装置均采用CNC(ComputerNumericalControl)形式,这种CNC装置一般使用多个微处理器,以程序化的软件形式实现数控功能,因此又称软件数控(SoftwareNC)。CNC系统是一种位置控制系统,它是根据输入数据插补出理想的运动轨迹,然后输出到执行部件加工出所需要的零件。因此,数控装置主要由输入、处理和输出三个基本部分构成。而所有这些工作都由计算机的系统程序进行合理地组织,使整个系统协调地进行工作。
1、输入装置:将数控指令输入给数控装置,根据程序载体的不同,相应有不同的输入装置。主要有键盘输入、磁盘输入、CAD/CAM系统直接通信方式输入和连接上级计算机的DNC(直接数控)输入,现仍有不少系统还保留有光电阅读机的纸带输入形式。
(1)纸带输入方式。可用纸带光电阅读机读入零件程序,直接控制机床运动,也可以将纸带内容读入存储器,用存储器中储存的零件程序控制机床运动。
(2)MDI手动数据输入方式。操作者可利用操作面板上的键盘输入加工程序的指令,它适用于比较短的程序。
在控制装置编辑状态(EDIT)下,用软件输入加工程序,并存入控制装置的存储器中,这种输入方法可重复使用程序。一般手工编程均采用这种方法。
在具有会话编程功能的数控装置上,可按照显示器上提示的问题,选择不同的菜单,用人机对话的方法,输入有关的尺寸数字,就可自动生成加工程序。
(3)采用DNC直接数控输入方式。把零件程序保存在上级计算机中,CNC系统一边加工一边接收来自计算机的后续程序段。DNC方式多用于采用CAD/CAM软件设计的复杂工件并直接生成零件程序的情况。
2、信息处理:输入装置将加工信息传给CNC单元,编译成计算机能识别的信息,由信息处理部分按照控制程序的规定,逐步存储并进行处理后,通过输出单元发出位置和速度指令给伺服系统和主运动控制部分。CNC系统的输入数据包括:零件的轮廓信息(起点、终点、直线、圆弧等)、加工速度及其他辅助加工信息(如换刀、变速、冷却液开关等),数据处理的目的是完成插补运算前的准备工作。数据处理程序还包括刀具半径补偿、速度计算及辅助功能的处理等。
3、输出装置:输出装置与伺服机构相联。输出装置根据控制器的命令接受运算器的输出脉冲,并把它送到各坐标的伺服控制系统,经过功率放大,驱动伺服系统,从而控制机床按规定要求运动。
五、主传动系统
它是机床切削加工时传递转矩的主要部件之一。一般分为齿轮有级变速和电气无级调速两种类型,较高档的数控机床都要求实现无级调速来满足各种加工工艺的要求,它主要由主轴驱动控制系统、主轴电动机以及主轴机械传动机构等组成。
六、强电控制柜
它主要用来安装机床强电控制的各种电气元器件,除了提供数控、伺服等类弱电控制系统的输入电源,以及各种短路、过载、欠压等电气保护外,主要在可编程控制器PLC的输出接口与机床各类辅助装置的电气执行元器件之间起桥梁联结作用,即控制机床辅助装置的各种交流电动机、液压系统电磁阀或电磁离合器等,主要起到扩展接点散和扩大触点容量等作用。
另外,它也与机床操作台的有关手控按钮连接。强电控制柜由各种中间继电器、接触器、变压器、电源开关、接线端子和各类电气保护元器件等构成。它与一般的普通机床电气类似,但为了提高对弱电控制系统的抗干扰性,要求各类频繁启动或切换的电动机、接触器等电磁感应器件均必须并接RC阻容吸收器,对各种检测信号的输入均要求用屏蔽电缆连接。
七、辅助装置
它主要包括ATC刀自动交换机构、APC工件自动变换机构、工件夹紧放松机构、回转工作台、液压控制系统、润滑装置、过载与限位保护功能等部分。机床加工功能与兴型不同,所包含的部分也不同。辅助装置是保证充分发挥数控机床功能所必需的配套装置,常用的辅助装置包括:气动、液压装置,排屑装置,冷却、润滑装置,回转工作台和数控分度头,防护,照明等各种辅助装置。
八、机床本体
它指的是数控机床机械结构实体。它于传统的普通机床相比较,同样由主传动机构、进给传动机构、工作台、床身以及立柱等部分组成,但数控机床的整体布局、外观造型、传动机构、刀系统及操作机构等方面都发生了很大的变化。这种变化的目的是为了满足数控技术的要求和充分发挥数控机床的特点。
机床主机是数控机床的主体。它包括床身、底座、立柱、横梁、滑座、工作台、主轴箱、进给机构、刀架及自动换刀装置等机械部件。它是在数控机床上自动地完成各种切削加工的机械部分。与传统的机床相比,数控机床主体具有如下结构特点:
1、采用具有高刚度、高抗震性及较小热变形的机床新结构。通常用提高结构系统的静刚度、增加阻尼、调整结构件质量和固有频率等方法来提高机床主机的刚度和抗震性,使机床主体能适应数控机床连续自动地进行切削加工的需要。采取改善机床结构布局、减少发热、控制温升及采用热位移补偿等措施,可减少热变形对机床主机的影响。
2、广泛采用高性能的主轴伺服驱动和进给伺服驱动装置,使数控机床的传动链缩短,简化了机床机械传动系统的结构。
3、采用高传动效率、高精度、无间隙的传动装置和运动部件,如滚珠丝杠螺母副、塑料滑动导轨、直线滚动导轨、静压导轨等。