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20世纪40年代末,美国开始研究数控机床,1952年,美国麻省理工学院(mit)伺服机构实验室成功研制出第一台数控铣床,并于1957年投入使用。这是制造技术发展过程中的一个重大突破,标志着制造领域中数控加工时代的开始。数控加工是现代制造技术的基础,这一发明对于制造行业而言,具有划时代的意义和深远的影响。世界上主要工业发达国家都十分重视数控加工技术的研究和发展。我国于1958年开始研制数控机床,成功试制出配有
子管数控系统的数控机床,1965年开始批量生产配有晶体管数控系统的三坐标数控铣床。经过几十年的发展,目前的数控机床已实现了计算机控制并在工业界得到广泛应用,在模具制造行业的应用尤为普及。
针对车削、铣削、磨削、钻削和刨削等金属切削加工工艺及电加工、激光加工等特种加工工艺的需求,开发了各种门类的数控加工机床。数控机床种类繁多,一般将数控机床分为16大类:
1数控车床(含有铣削功能的车削中心)
2数控铣床(含铣削中心)
3数控铿床
4以铣程削为主的加工中心.
5数控磨床(含磨削中心)
6数控钻床(含钻削中心)
7数控拉床
8数控刨床
9数控切断机床
10数控齿轮加工机床
11数控激光加工机床
12数控电火花线切割机床
13数控电火花成型机床(含电加工中心)
14数控板村成型加工机床
15数控管料成型加工机床
16其他数控机床
模具制造常用的数控加工机床有:数控铣床、数控电火花成型机床、数控电火花线切割机床、数控磨床及数控车床。
数控机床通常由控制系统、伺服系统、检测系统、机械传动系统及其他辅助系统组成。
控制系统用于数控机床的运算、管理和控制,通过输入介质得到数据,对这些数据进行解释和运算并对机床产生作用;伺服系统根据控制系统的指令驱动机床,使刀具和零件执行数控代码规定的运动;检测系统则是用来检测机床执行件(工作台、转台、滑板等)的位移和速度变化量,并将检测结果反馈到输入端,与输入指令进行比较,根据其差别调整机床运动;机床传动系统是由进给伺服驱动元件至机床执行件之间的机械进给传动装置;辅助系统种类繁
多,如:固定循环(能进行各种多次重复加工)、自动换刀(可交换指定刀具)、传动间隙补偿偿机械传动系统产生的间隙误差)等等。
在数控加工中,数控铣削加工最为复杂,需解决的问题也最多。除数控铣削加工之外的数控线切割、数控电火花成型、数控车削、数控磨削等的数控编程各有其特点,本书将重点介绍对数控加工程序编制具有指导意义的数控铣削加工的数控编程。伺服系统的作用是把来自数控装置的脉冲信号,转换成机床移动部件的运动。
数控机床的品种很多,根据其加工、控制原理、功能和组成,可以从以下几个不同的角度进行分类
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
2.闭环控制数控机床
3.半闭环控制数控机床
经济型 全功能型 两种
你是想加工还是打工?