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數控機床工作原理 - 臥式加工中心 廣東鏜銑床哪家好 惠州龍門價格

發布日期:2018-09-07 作者: 點擊:

  對於數控機床來說,數控係統就像大腦一樣負責處理信息並控製機床的動力。當要加工的零件形狀不規則時,插補運算可以解決;而當零件的形狀特殊,機床的刀具無法進行切削時,五坐標聯動技術就派上了用場。
  一提到工業,最基礎的就是製造。
  而所謂製造就是把各種各樣的東西從原材料變成零件再裝配成產品。
  在傳統的金屬加工領域,零件的製造就是火星四濺的鑄鍛焊以及硬碰硬的車銑刨磨鉗,抖肾生活中見到的任何一個稍微有些形狀的金屬,在抖肾見到之前,都已經在工廠經曆了多次鐵與火的淬煉。        臥式加工中心</strong></font></a>" textvalue="臥式加工中心" style="white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; outline: none; color: rgb(102, 102, 102); font-family: "Microsoft YaHei", arial, 宋體, sans-serif; background-color: rgb(255, 255, 255); font-size: 14px;">臥式加工中心  廣東鏜銑床哪家好  惠州龍門價格

  既然金屬零件是機器製造的,那麽機器又是如何製造的呢?原來,它是通過機床完成的。
 
  (一)從機床到數控機床,機器不再無腦幹活
  機床是其他機器的“母機”。
  煉鋼廠出產的鋼鐵並不是抖肾在生活中見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行切削;還有一些精度要求較高和表麵粗糙度要求較細的零件,就要在機床上用精細繁複的工藝切出來或者磨出來。        臥式加工中心  廣東鏜銑床哪家好  惠州龍門價格

  和所有的機器一樣,最初的機床包括動力裝置、傳動裝置和執行裝置,靠電機轉動輸入動力,通過傳動裝置帶著被加工的工件或者刀具進行相對運動,至於在哪兒下刀、切多少、多快速度切等等問題,則由人在加工過程中直接進行控製。
  由於傳統機床使用的電機的轉速在工作時基本上是不變的,為了實現不同的切削速度,傳統的機床設計了極為複雜的傳動係統。這種複雜度的機械在現今的設計中已經不多見了。        臥式加工中心  廣東鏜銑床哪家好  惠州龍門價格

  而隨著伺服電機(伺服電機就是可以在一定範圍內精確控製電機的位置和轉速的電機)技術的發展及其在數控機床上的應用,直接控製電機的轉速變得方便快捷效率高,而且基本上是無級變速,傳動係統的結構大大簡化,甚至出現了很多環節電機直接連接到執行機構上,而省略了傳動係統。        臥式加工中心  廣東鏜銑床哪家好  惠州龍門價格

  這種“直接驅動”的模式是現在機械設計領域的一大趨勢。
  結構的簡化還不夠,要實現各種各樣的形狀的零件的加工,還需要讓機床可以高效、準確的控製多台電機合作完成整個加工過程。        臥式加工中心  廣東鏜銑床哪家好  惠州龍門價格

  這就要讓機床成為有“腦子”的數控機床了。而這個腦子就是數控係統,數控係統的水平高低決定了數控機床能幹多複雜、多精密的活兒,也決定了這台機床和他的操作者的身價。        臥式加工中心  廣東鏜銑床哪家好  惠州龍門價格

 
  (二)數控係統能幹嘛?處理信息並控製動力
  數控係統(Numerical Controller System)是數控機床的大腦。
  對於一般數控機床而言,往往包含人機控製界麵、數控係統、伺服驅動裝置、機床、檢測裝置等等,操作人員在一些計算機輔助製造軟件的幫助下,將加工過程所需的各種操作(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,並通過人及控製界麵輸入到數控機床,之後由數控係統對這些信息進行處理和運算,並按零件程序的要求控製伺服電機,實現刀具與工件的相對運動,以完成零件的加工。        臥式加工中心  廣東鏜銑床哪家好  惠州龍門價格

  數控係統完成諸多信息的存儲和處理的工作,並將信息的處理結果以控製信號的形式傳給後續的伺服電機,這些控製信號的工作效果依賴於兩大核心技術:一個是曲線曲麵的插補運算,一個是機床多軸的運動控製。
 
  (三)零件形狀太“自由”?靠插補運算搞定
  如果運動軌跡可以用解析式表達,則整個運動就可以分解為幾個坐標的獨立運動的合成運動,就可以直接控製電機生成了。
  但是製造過程中很多零件的形狀可以說是十分“自由”的,既不圓、也不方,甚至都不知道是什麽形狀,例如汽車、輪船、飛機、模具、藝術品等產品常遇到不能用解析式描述的曲線曲麵,這類曲線曲麵稱為自由曲線(Free Form Curves)或自由曲麵。
  要切出來這些“自由”的形狀,刀具和工件之間的相對運動也相應的十分複雜。具體到操作中,就是要控製工件台、刀具都按照設計好的位置-時間曲線進行運動,控製這二者在規定的時間以指定的姿態到達指定的位置。        臥式加工中心  廣東鏜銑床哪家好  惠州龍門價格

  機床可以在工件和刀具之間很好地完成直線段、圓弧或其他的有解析式的樣條曲線的相對運動,而這種複雜的“自由”運動又該怎麽完成呢?答案是依靠插補運算。        臥式加工中心  廣東鏜銑床哪家好  惠州龍門價格

  所謂插補,就是按照一定方法確定數控機床上刀具的運動軌跡的過程。根據給定的速度和軌跡,在軌跡的已知點之間,增加一些新的中間點,並控製工件台和刀具通過這些中間點,進而就能完成整個運動。
  而這些中間點之間,則通過線段、圓弧或者樣條曲線等來連接。相當於用數段微小的線段和圓弧去逼近要求的曲線和曲麵,這就是插補的本質。        臥式加工中心  廣東鏜銑床哪家好  惠州龍門價格

  流行的插補算法包括逐點比較法、數字增量法等,而利用Nurbs樣條曲線進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。        臥式加工中心  廣東鏜銑床哪家好  惠州龍門價格

 
  (四)刀的姿態不對無法加工?五坐標聯動分分鍾搞定
  加工複雜曲麵不光要理論上可以加工,還需要考慮刀具和被加工的表麵之間的相對位置關係。
  一方麵如果刀具的姿態不合適會導致加工的表麵質量低下;另一方麵刀具還會和加工好的零件結構互相幹涉,不調整刀具的相對姿態根本沒有辦法加工。這就需要賦予數控機床更多的運動自由度,使之更為靈巧。
  由於抖肾所處的三維空間的相對運動隻包含六個自由度(3個平動自由度以及3個轉動自由度),五坐標聯動就是使數控機床在具有空間上x、y、z三個方向的平動自由度外,又增加了兩個方向的轉動的自由度,再加上刀具本身的用於切削的轉動自由度,這樣刀具和工件之間的相對運動就有了全部的六個自由度,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。
  如上圖所示,雖然圖中標了4個平動自由度,但是其實質上也隻是實現了x、y、z三個方向的運動,有一個自由度是冗餘的,其實質上是一個五坐標聯動機床。        臥式加工中心  廣東鏜銑床哪家好  惠州龍門價格

 
  (五)國產數控係統:逐漸邁向高端市場
  中國是當今世界機床製造大國,數控係統在性能、功能和成套化應用方麵均取得了長足進步。
  其中,低檔數控係統幾乎完全取代了進口,中檔數控係統在係列化、商品化和產業化方麵成效顯著。高檔數控係統已突破實現了五軸聯動功能,並在六軸數控砂帶磨床、五軸葉片銑床和車銑複合機床等設備上得到了示範應用。        臥式加工中心  廣東鏜銑床哪家好  惠州龍門價格

  此外,中國企業針對零件(如手機殼)的大批量、表麵光潔度高等特點,各自開發了多款專用係統和小型高速加工中心,大大降低了生產成本,該市場現已基本被國產係統和主機占領。
  不過,還是應該看到,國際上的數控係統已經有很多成熟的高端產品,與世界機床強國相比,中國的機床產品在全球機床市場的競爭力差距依然很大。        臥式加工中心  廣東鏜銑床哪家好  惠州龍門價格

 
  結語
  雖然時下機床產業不夠景氣,但作為機器的母機,在中國大力發展智能製造產業的大背景下,智能機床產業也必將有光明的未來。        臥式加工中心  廣東鏜銑床哪家好  惠州龍門價格

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