① 机床的伺服系统和进给系统分别是什么概念
伺服系统是指闭环调节控制系统,伺服系统包含进给系统的控制部分却通常理解为不包含进给机械走行部分,也就是说进给系统既是伺服的也是涵盖走行机械部分的,因为缺少了走行机械部件就谈不上进给了,却不能说缺了走行机械部件就谈不上伺服了。
② 数控机床按数控系统的控制方式分为几种
一般传统上不按照控制方式分类。按以下分类方法。 一、按加工工艺方法分类 1.金属切削类数控机床 与传统的车、铣、钻、磨、齿轮加工相对应的数控机床有数控车床、数控铣床、数控钻床、数控磨床、数控齿轮加工机床等。尽管这些数控机床在加工工艺方法上存在很大差别,具体的控制方式也各不相同,但机床的动作和运动都是数字化控制的,具有较高的生产率和自动化程度。 在普通数控机床加装一个刀库和换刀装置就成为数控加工中心机床。加工中心机床进一步提高了普通数控机床的自动化程度和生产效率。例如铣、镗、钻加工中心,它是在数控铣床基础上增加了一个容量较大的刀库和自动换刀装置形成的,工件一次装夹后,可以对箱体零件的四面甚至五面大部分加工工序进行铣、镗、钻、扩、铰以及攻螺纹等多工序加工,特别适合箱体类零件的加工。加工中心机床可以有效地避免由于工件多次安装造成的定位误差,减少了机床的台数和占地面积,缩短了辅助时间,大大提高了生产效率和加工质量。 2.特种加工类数控机床 除了切削加工数控机床以外,数控技术也大量用于数控电火花线切割机床、数控电火花成型机床、数控等离子弧切割机床、数控火焰切割机床以及数控激光加工机床等。 3.板材加工类数控机床 常见的应用于金属板材加工的数控机床有数控压力机、数控剪板机和数控折弯机等。 近年来,其它机械设备中也大量采用了数控技术,如数控多坐标测量机、自动绘图机及工业机器人等。 二、按控制运动轨迹分类 1.点位控制数控机床 点位控制数控机床的特点是机床移动部件只能实现由一个位置到另一个位置的精确定位,在移动和定位过程中不进行任何加工。机床数控系统只控制行程终点的坐标值,不控制点与点之间的运动轨迹,因此几个坐标轴之间的运动无任何联系。可以几个坐标同时向目标点运动,也可以各个坐标单独依次运动。 这类数控机床主要有数控坐标镗床、数控钻床、数控冲床、数控点焊机等。点位控制数控机床的数控装置称为点位数控装置。 2.直线控制数控机床 直线控制数控机床可控制刀具或工作台以适当的进给速度,沿着平行于坐标轴的方向进行直线移动和切削加工,进给速度根据切削条件可在一定范围内变化。 直线控制的简易数控车床,只有两个坐标轴,可加工阶梯轴。直线控制的数控铣床,有三个坐标轴,可用于平面的铣削加工。现代组合机床采用数控进给伺服系统,驱动动力头带有多轴箱的轴向进给进行钻镗加工,它也可算是一种直线控制数控机床。 数控镗铣床、加工中心等机床,它的各个掘磨坐标方向的进给运动的速度能在一定范围内进行调整,兼有点位和直线控制加工的功能,这类机床应该称为点位/直线控制的数控机床。 3.轮廓控制数控机床 轮廓控制数控机床能够对两个或两个以上运动的位移及速度进行连续相关的控制,使合成的平面或空间的运动轨迹能满足零件轮廓的要求。它不仅能控制机床移动部件的起点与终点坐标,而且能控制整个加工轮廓每一点的速度和位移,将工件加工成要求的轮廓形状。 常用的数控车床、数控铣床、数控磨床就是典型的轮廓控制数控机床。数控火焰切宽并割机、电火花加工机床以及数控绘图机等也采用了轮廓控制系统。轮廓控制系统的结构要比点位/直线控系统更为复杂,在加工过程中需要不断进行插补运算,然后进行相应的速度与位移控制。 现在计算机数控装置的控制功能均由软件实现,增加轮廓控制功能不会带来成本的增加。因此,除少数专用控制系统外,现代计算机数控装置都具有轮廓控制功能。 三、按驱动装置的特点分类 1.开环控制数控机床 这类控制的数控机床是其控制系统没有位置检测元件,伺服驱动部件通常为反应式步进电动机或混合式伺服步进电动机。数控系统每发出一个进给指令,经驱动电路功率放大后,驱动步进电机旋转一个角度,再经过齿轮减速装置带动丝杠旋转,通过丝杠螺母机构转换为移动部件的直线位移。移动部件的移动速度与位移量是由输入脉冲的频率与脉冲数所决定的慎散迹。此类数控机床的信息流是单向的,即进给脉冲发出去后,实际移动值不再反馈回来,所以称为开环控制数控机床。 开环控制系统的数控机床结构简单,成本较低。但是,系统对移动部件的实际位移量不进行监测,也不能进行误差校正。因此,步进电动机的失步、步距角误差、齿轮与丝杠等传动误差都将影响被加工零件的精度。开环控制系统仅适用于加工精度要求不很高的中小型数控机床,特别是简易经济型数控机床。 2.闭环控制数控机床 闭环控制数控机床是在机床移动部件上直接安装直线位移检测装置,直接对工作台的实际位移进行检测,将测量的实际位移值反馈到数控装置中,与输入的指令位移值进行比较,用差值对机床进行控制,使移动部件按照实际需要的位移量运动,最终实现移动部件的精确运动和定位。从理论上讲,闭环系统的运动精度主要取决于检测装置的检测精度,也与传动链的误差无关,因此其控制精度高。图1-3所示的为闭环控制数控机床的系统框图。图中A为速度传感器、C为直线位移传感器。当位移指令值发送到位置比较电路时,若工作台没有移动,则没有反馈量,指令值使得伺服电动机转动,通过A将速度反馈信号送到速度控制电路,通过C将工作台实际位移量反馈回去,在位置比较电路中与位移指令值相比较,用比较后得到的差值进行位置控制,直至差值为零时为止。这类控制的数控机床,因把机床工作台纳入了控制环节,故称为闭环控制数控机床。 闭环控制数控机床的定位精度高,但调试和维修都较困难,系统复杂,成本高。 3.半闭环控制数控机床 半闭环控制数控机床是在伺服电动机的轴或数控机床的传动丝杠上装有角位移电流检测装置(如光电编码器等),通过检测丝杠的转角间接地检测移动部件的实际位移,然后反馈到数控装置中去,并对误差进行修正。通过测速元件A和光电编码盘B可间接检测出伺服电动机的转速,从而推算出工作台的实际位移量,将此值与指令值进行比较,用差值来实现控制。由于工作台没有包括在控制回路中,因而称为半闭环控制数控机床。 半闭环控制数控系统的调试比较方便,并且具有很好的稳定性。目前大多将角度检测装置和伺服电动机设计成一体,这样,使结构更加紧凑。 4.混合控制数控机床 将以上三类数控机床的特点结合起来,就形成了混合控制数控机床。混合控制数控机床特别适用于大型或重型数控机床,因为大型或重型数控机床需要较高的进给速度与相当高的精度,其传动链惯量与力矩大,如果只采用全闭环控制,机床传动链和工作台全部置于控制闭环中,闭环调试比较复杂。混合控制系统又分为两种形式: (1)开环补偿型。它的基本控制选用步进电动机的开环伺服机构,另外附加一个校正电路。用装在工作台的直线位移测量元件的反馈信号校正机械系统的误差。 (2)半闭环补偿型。它是用半闭环控制方式取得高精度控制,再用装在工作台上的直线位移测量元件实现全闭环修正,以获得高速度与高精度的统一。其中A是速度测量元件(如测速发电机),B是角度测量元件,C是直线位移测量元件。
③ 数控系统有哪些
⑴
控制介质
控制介质又称信息载体,是人与数控机床之间联系的中间媒介物质,反映了数控加工中全部信息。
⑵
数控系统
数控系统是机床实现自动加工的核心,是整个数控机床的灵魂所在。主要由输人装置、监视器、主控制系统、可编程控制器、各类输人/输出接口等组成。主控制系统主要由
CPU
、存储器、控制器等组成。数控系统的主要控制对象是位置、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。其中主控制器内的擂补模块就是根据所读入的零件程序,通过译码、编译等处理后,进行相应的刀具轨迹插补运算,并通过与各坐标伺服系统的位置、速度反馈信号的比较,从而控制机床各坐标轴的位移。而时序逻辑控制通常由可编程控制器
PI
尤来完成,它根据机床加工过程中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顺序工作。
⑶
伺服系统
伺服系统是数控系统和机床本体之间的电传动联系环节.主要由伺服电动机、驱动控制系统和位置检测与反馈装置等组成.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.数控系统发出的指令信号与位置反馈信号比较后作为位移指令,再经过驱动系统的功率放大后,驱动电动机运转,通过机械传动装置带动工作台或刀架运动。
⑷
强电控制柜
强电控制柜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、伺服等一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
PLC
的输出接口与机床各类辅助装置的电气执行元件之间起桥梁连接作用,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。此外.它也与机床操作台有关手动按钮连接。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.它与一般普通机床的电气类似,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中均必须并接
RC
阻容吸收器;对各种检测信号的输人均要求用屏蔽电缆连接。
⑸
辅助装置
辅助装置主要包括自动换刀装置
ATC
(
Automatlc
Tool
Changer
)、自动交换工作台机构
APc
(
Automatic
Pallet
changer
)、工件夹紧放松机构、回转工作台、液压控制系统、润滑装置、切削液装置、排屑装置、过载和保护装置等。
⑹
机床本体
数控机床的本体指其机械结构实体.它与传统的普通机床相比较,同样由主传动系统、进给传动机构、工作台、床身以及立柱等部分组成,但数控机床的整休布局、外观造型、传动机构、工具系统及操作机构等方面都发生了很大的变化。为了满足数控技术的要求和充分发挥数控机床的特点,归纳起来包括以下几个方面的变化:
①采用高性能主传动及主轴部件。其有传递功率大、刚度高、抗振性好及热变形小等优点。
②进给传动采用高效传动件。具有传动链短、结构简单、传动精度高等特点,一般采用滚珠丝杠副、直线滚动导轨副等。
③具有完善的刀具自动交换和管理系统。
④在加工中心上一般具有工件自动交换、工件夹紧和放松机构.
⑤机床本身具有很高的动、静刚度。
⑥采用全封闭罩壳。由于数控机床是自动完成加工,为了操作安全等,一般采用移动门结构的全封闭罩壳,对机床的加工部件进行全封闭。
④ 数控机床电气控制系统按运动轨迹分为哪三种啊
三、数控机床电气控制系统分类与分析
(一)按运动轨迹分类
1.点位控制系统:刀具沿工件从一个坐标点移动到另一个坐标。 移动过程中不进行任何切削加工。有数控钻床、 数控镗床和数控冲床等。
2.直线控制系统:刀具移动的轨迹是一条直线,在移动过程中可进行切削加工。 有数控车床、 数控铣床等
3.轮廓控制系统:能同时控制两个或两个以上坐标轴,实现连续 控制。有数控车床、数控铣床、有数控切割机床、 数控加工中心等。
另外:
(二)按伺服系统分类
1.开环控制系统:没有检测反馈装置,驱动元件是步进电机。
2 .半闭环控制系统:有检测反馈装置,检测元件安装在电动机或丝杠轴端,通过角位移的测量来间接测量工作台的位置,驱动元件是交直流伺服电机。
3 .闭环控制系统 有检测反馈装置,检测元件安装在工作台上,直接测量工作台的位置与位移,驱动元件是交直流伺服电机。
⑤ 数控机床有哪几种分类方法各有什么特点
数控机床主要有五种分类方法,分别是按工艺用途分类、按运动方式分类、按控制方式分类、按功能水平分类以及按数控装置的构成方式分类。
1、按工艺用途分类
金属切削类数控机床、金属成形类及特种加工类数控机床。
2、按运动方式分类
定位控制数控机床、直线运动控制数控机床、轮廓控制的数控机床。
3、按控制方式
开环控制系统、半闭环控制系统、闭环控制系统。
4、按功能水平分类
精密型、普通型、经济型。
5、按数控装置的构成方式分类
硬件数控、软件数控。
⑥ 数控机床有哪几种操作系统
主要有4种。
1、传统专用型数控系统,这类数控系统的硬件由数控系统生产厂家自行开发,具有很强的专用性,经过了长时间的使用,质量和性能稳定可靠,目前还占领着制造业的大部分市场。
2、PC嵌入NC结构的开放式数控系统,这类数控系统与传统专用型数控系统相比,结构上具备一些开放性,功能十分强大,但系统软硬件结构十分复杂,系统价格也十分昂贵。
3、NC嵌入PC结构的开放式数控系统,这种数控系统的硬件部分由开放式体系结构的运动控制卡与PC机构成。运动控制卡通常选用高速DSP作为CPU,具有很强的运动控制和PLC 控制能力。
4、全软件型的开放式数控系统,这是一种最新型的开放式体系结构的数控系统,所有的数控功能包括插补、位置控制等全部都是由计算机软件来实现的。
(6)机床切削系统属于什么控制系统扩展阅读:
注意事项:
通电前要检查数控机床的外观、电器管线及其一些外部的辅助设备,是否有异常情况。特别是外部辅助设备带有液压系统泵站的,要观察液压油液的量是否充足,带有气压系统的,要进行定期的空气压缩机、储气压力容器的排水,防止存积积存过多的水分,在气流的带动下进入机床内部,引起零部件的锈蚀,甚至损坏。
摸机床的温度,机床在运行时有一定的温度升高是正常的,因为运转过程当中存在摩擦的作用,从而产生热量,一般情况下,当机床运转达到一定时间,就会达到热的平衡,也就是温度基本保持恒定,大体在50-60度,如果拿手放上去,不敢停留,说明这时温度就偏高,应检查润滑是否充分。