數(shù)控機(jī)床的數(shù)控編程技術(shù):數(shù)控編程是將零件的設(shè)計(jì)信息轉(zhuǎn)化為數(shù)控機(jī)床能夠執(zhí)行的加工指令的過程,主要分為手工編程和自動(dòng)編程。手工編程適用于簡單零件的加工,編程人員根據(jù)零件圖紙和加工工藝要求,直接編寫 G 代碼和 M 代碼。這種編程方式對(duì)編程人員的要求較高,需要熟悉數(shù)控系統(tǒng)的指令格式和加工工藝知識(shí)。自動(dòng)編程則借助 CAD/CAM 軟件,如 UG、MasterCAM、SolidWorks 等,首先在 CAD 模塊中完成零件的三維建模,然后在 CAM 模塊中進(jìn)行加工工藝規(guī)劃,選擇刀具、設(shè)置切削參數(shù)、生成刀具路徑,由軟件自動(dòng)生成數(shù)控加工程序。自動(dòng)編程具有效率高、準(zhǔn)確性好的特點(diǎn),適用于復(fù)雜零件的編程,能夠很大縮短編程時(shí)間,提高編程質(zhì)量,并且可以通過軟件的仿真功能對(duì)編程結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證和優(yōu)化 。數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)接口,支持遠(yuǎn)程監(jiān)控和程序傳輸。廣州車銑復(fù)合數(shù)控機(jī)床解決方案
1948 年,美國帕森斯公司受美國空托,開展飛機(jī)螺旋槳葉片輪廓樣板加工設(shè)備的研制工作。鑒于樣板形狀復(fù)雜多樣且精度要求極高,常規(guī)加工設(shè)備難以滿足需求,遂提出計(jì)算機(jī)控制機(jī)床的構(gòu)想。1949 年,該公司在麻省理工學(xué)院伺服機(jī)構(gòu)研究室的協(xié)助下,正式開啟數(shù)控機(jī)床的研究征程,并于 1952 年成功試制出世界上臺(tái)由大型立式仿形銑床改裝而成的三坐標(biāo)數(shù)控銑床,這一成果標(biāo)志著機(jī)床數(shù)控時(shí)代的正式來臨。早期的數(shù)控裝置采用電子管元件,不僅體積龐大,而且價(jià)格高昂,在航空工業(yè)等少數(shù)對(duì)加工精度有特殊需求的領(lǐng)域用于加工復(fù)雜型面零件。1959 年,晶體管元件和印刷電路板的出現(xiàn),推動(dòng)數(shù)控裝置進(jìn)入第二代,體積得以縮小,成本有所降低。1960 年后,較為簡易且經(jīng)濟(jì)的點(diǎn)位控制數(shù)控鉆床以及直線控制數(shù)控銑床發(fā)展迅速,促使數(shù)控機(jī)床在機(jī)械制造業(yè)各部門逐步得到推廣。中山自動(dòng)送料數(shù)控機(jī)床數(shù)控齒輪滾齒機(jī)通過滾刀與齒輪坯的嚙合,加工漸開線齒輪。
數(shù)控機(jī)床的定義與基本概念:數(shù)控機(jī)床,即數(shù)字控制機(jī)床(Computer Numerical Control Machine Tools),是一種裝備了程序控制系統(tǒng)的自動(dòng)化機(jī)床。其控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理由控制編碼或其他符號(hào)指令規(guī)定的程序,并將其譯碼,以代碼化的數(shù)字形式呈現(xiàn)。通過信息載體將這些數(shù)字信息輸入數(shù)控裝置,經(jīng)運(yùn)算處理后,數(shù)控裝置發(fā)出各類控制信號(hào),從而精細(xì)控制機(jī)床的動(dòng)作,按照?qǐng)D紙要求的形狀和尺寸,自動(dòng)完成零件的加工。與傳統(tǒng)機(jī)床相比,數(shù)控機(jī)床極大地提升了加工的精度和效率,能出色地完成復(fù)雜、精密、小批量、多品種的零件加工任務(wù),是一種極具柔性和高效能的自動(dòng)化機(jī)床,充分體現(xiàn)了現(xiàn)代機(jī)床控制技術(shù)的發(fā)展走向,屬于典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品 。例如,在航空航天領(lǐng)域制造發(fā)動(dòng)機(jī)葉片時(shí),傳統(tǒng)機(jī)床難以達(dá)到高精度要求,而數(shù)控機(jī)床憑借其精確的程序控制,可實(shí)現(xiàn)葉片復(fù)雜曲面的精細(xì)加工,滿足航空零件的嚴(yán)苛標(biāo)準(zhǔn)。
1965 年,第三代集成電路數(shù)控裝置問世,其體積更小、功率消耗更低,可靠性顯著提高,價(jià)格進(jìn)一步下降,有力地促進(jìn)了數(shù)控機(jī)床品種和產(chǎn)量的增長。60 年代末,出現(xiàn)了由一臺(tái)計(jì)算機(jī)直接控制多臺(tái)機(jī)床的直接數(shù)控系統(tǒng)(DNC,又稱群控系統(tǒng)),以及采用小型計(jì)算機(jī)控制的計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)(CNC),使數(shù)控裝置邁入以小型計(jì)算機(jī)化為特征的第四代。1974 年,使用微處理器和半導(dǎo)體存貯器的微型計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置(MNC,即第五代數(shù)控系統(tǒng))研制成功。與第三代相比,第五代數(shù)控裝置的功能提升了一倍,而體積縮小至原來的 1/20,價(jià)格降低了 3/4,可靠性也大幅提高。80 年代初,隨著計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)的進(jìn)步,出現(xiàn)了具備人機(jī)對(duì)話式自動(dòng)編制程序功能的數(shù)控裝置,且數(shù)控裝置愈發(fā)小型化,可直接安裝在機(jī)床上,同時(shí)數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)化程度進(jìn)一步提升,具備自動(dòng)監(jiān)控刀具破損和自動(dòng)檢測(cè)工件等功能 。高速切削數(shù)控機(jī)床采用輕量化結(jié)構(gòu),減少運(yùn)動(dòng)慣性提高速度。
為提高數(shù)控編程的效率和減少代碼重復(fù),在編程中常使用循環(huán)指令和子程序。循環(huán)指令可使數(shù)控系統(tǒng)按照預(yù)定的條件重復(fù)執(zhí)行某一段程序,從而簡化編程。常見的循環(huán)指令有鉆孔循環(huán)、鏜孔循環(huán)、銑削循環(huán)等。以鉆孔循環(huán)為例,只需在程序中設(shè)定好鉆孔的起始位置、深度、進(jìn)給速度等參數(shù),使用相應(yīng)的鉆孔循環(huán)指令,數(shù)控系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)控制刀具完成鉆孔動(dòng)作,無需重復(fù)編寫每一次鉆孔的刀具運(yùn)動(dòng)軌跡代碼。子程序是一段具有功能的程序,可被主程序多次調(diào)用。當(dāng)在多個(gè)不同的加工部位需要進(jìn)行相同的加工操作時(shí),可將這些操作編寫成一個(gè)子程序,在主程序中通過調(diào)用子程序的方式來執(zhí)行,這樣不僅減少了代碼量,還便于程序的修改和維護(hù)。例如,在加工一個(gè)零件上多個(gè)相同規(guī)格的螺紋孔時(shí),可將螺紋加工的程序編寫成一個(gè)子程序,主程序通過調(diào)用該子程序,結(jié)合不同的孔位置坐標(biāo),就能高效地完成所有螺紋孔的加工 。數(shù)控沖床通過程序控制沖壓模具,實(shí)現(xiàn)金屬板材的自動(dòng)化加工。珠海雙主軸數(shù)控機(jī)床
數(shù)控折彎機(jī)的撓度補(bǔ)償功能,保證長尺寸板材的折彎精度。廣州車銑復(fù)合數(shù)控機(jī)床解決方案
數(shù)控機(jī)床的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)解析:伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床實(shí)現(xiàn)高精度運(yùn)動(dòng)控制的關(guān)鍵組件,主要由伺服電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器和反饋裝置構(gòu)成。伺服電機(jī)作為執(zhí)行元件,具有響應(yīng)速度快、定位精度高的特點(diǎn),常見的有交流伺服電機(jī)和直線伺服電機(jī)。交流伺服電機(jī)通過矢量控制技術(shù),將輸入的交流電轉(zhuǎn)化為精確的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速輸出;直線伺服電機(jī)則直接將電能轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng),避免了中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)的誤差,適用于對(duì)速度和精度要求極高的加工場(chǎng)景。驅(qū)動(dòng)器接收數(shù)控系統(tǒng)的指令信號(hào),對(duì)伺服電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)和控制,調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和方向。反饋裝置如光柵尺、編碼器實(shí)時(shí)檢測(cè)電機(jī)或工作臺(tái)的實(shí)際位置和速度,并將信息反饋給數(shù)控系統(tǒng),形成閉環(huán)控制回路,實(shí)現(xiàn)位置誤差的實(shí)時(shí)補(bǔ)償,確保機(jī)床的定位精度達(dá)到微米級(jí)甚至納米級(jí),有效提升加工表面質(zhì)量和尺寸精度 。廣州車銑復(fù)合數(shù)控機(jī)床解決方案