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数控机床的组成

时间:2012-09-18 来源:www.dqjsw.com.cn 编辑:李亮 点击:次 字体设置:

  数控机床一般由输入输出设备、CNC装置(或称CN C单元)、伺服单元、驱动装置(或称执行机构)、可编程控制器 PLC电气控制装置、辅助装置、机床本体及测量装置组成。图1是数控机床的组成框图。其中除机床本体之外的部分统称为计算机数控(CNC)系统。

数控机床的组成框图

图1 数控机床的组成框图

1. 机床本体­

  CNC机床由于切削用量大、连续加工发热量大等因素­对加工精度有一定影响,加之在加工中是自动控制,不能像在普通机床上那样由人工进行调整、补偿,所以其设计要求比普通机床更严格,制造要求更精密,采用了许多新的加强刚性、减小热变形、提高精度等方面的措施。
2.CNC装置
  CNC装置是CNC系统的核心,主要包括微处理器CPU、存储器、局部总线、外围逻辑电路以及与CNC系统的其他组成部分联系的接口等。数控机床的CNC系统完全由软件处理数字信息,因而具有真正的柔性化,可处理逻辑电路难以处理的复杂信息,使数字控制系统的性能大大提高。
3. 输入/输出设备
  键盘、磁盘机等是数控机床的典型输入设备。除上述以外,还可以用串行通信的方式输入。
  数控系统一般配有CRT显示器或点阵式液晶显示器,显示的信息较丰富 ,并能显示图形。操作人员通过显示器获得必要的信息。 
4. 伺服单元
  伺服单元是CNC和机床本体的联系环节,它把来自CNC装置的微弱指令信号放大成控制驱动装置的大功率信号。根据接收指令的不同,伺服单元有脉冲式和模拟式之分,而模拟式伺服单元按电源种类又可分为直流伺服单元和交流伺服单元。
5. 驱动装置
  驱动装置把经放大的指令信号变为机械运动,通过简单的机械连接部件驱动机床,使工作台精确定位或按规定的轨迹作严格的相对运动, 最后加工出图纸所要求的零件。和伺服单元相对应,驱动装置有步进电机、直流伺服电机和交流伺服电机等。
  伺服单元和驱动装置可合称为伺服驱动系统,它是机床工作的动力装置,CNC装置的指令要靠伺服驱动系统付诸实施,所以,伺服驱动系统是数控机床的重要组成部分。从某种意义上说,数控机床功能的强弱主要取决于CNC装置,而数控机床性能的好坏主要取决于伺服驱动系统。
6. 可编程控制器
  可编程控制器 (PC,Programmable Controller) 是一种以微处理器为基础的通用型自动控制装置,专为在工业环境下应用而设计的。由于最初研制这种装置的目的是为了解决生产设备的逻辑及开关控制, 故把称它为可编程逻辑控制器( PLC, Programmable Logic Controller)。当PLC用于控制机床顺序动作时,也可称之为编程机床控制器( PMC, Programmable Machine Controller )。
  PLC己成为数控机床不可缺少的控制装置。CNC和PLC协调配合,共同完成对数控机床的控制。用于数控机床的PLC一般分为两类:一类是CNC的生产厂家为实现数控机床的顺序控制,而将CNC和PLC综合起来设计,称为内装型(或集成型)PLC,内装型PLC是CNC装置的一部分;另一类是以独立专业化的PLC生产厂家的产品来实现顺序控制功能,称为独立型( 或外装型)PLC。
7.测量装置
  测量装置也称反馈元件,通常安装在机床的工作台或丝杠上,相当于普通机床的刻度盘和人的眼睛,它把机床工作台的实际位移转变成电信号反馈给CNC装置,供CNC装置与指令值比较产生误差信号,以控制机床向消除该误差的方向移动。按有无检测装置,CNC系统可分为开环与闭环数控系统,而按测量装置的安装位置又可分为闭环与半闭环数控系统。开环数控系统的控制精度取决于步进电机和丝杠的精度,闭环数控系统的控制精度取决于检测装置的精度。因此,测量装置是高性能数控机床的重要组成部分。此外,由测量装置和显示环节构成的数显装置,可以在线显示机床移动部件的坐标值,大大提高工作效率和工件的加工精度。

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