最后更新:2022-05-30 作者 5 Min 了解
数控机床基础知识简明指南

数控机床基础知识简明指南

您将从本用户手册中了解什么是数控机床、它如何工作、最常见的类型有哪些以及更多适合初学者的基本知识。

数控

什么是数控机床?

A 数控机床 是一种数控机床,具有机载计算机的附加功能。计算机称为机器控制单元 (MCU)。生产零件所需的数值数据以程序的形式提供给机器。程序被转换成适当的电信号,输入到运行机器的电机中。

机床机架是数控机床的机械结构,它由主驱动系统、进给驱动系统、床身、工作台及辅助运动装置、液压气动系统、润滑系统、冷却装置、排屑装置、防护系统等部件组成。为了满足数控的要求,充分发挥机床的性能,其整体布局、外观、传动系统结构、刀具系统和运行性能都发生了巨大的变化。数控机床的机械部件包括床身、箱体、立柱、导轨、工作台、主轴、进给机构和换刀机构。

数控机床如何工作?

数控机床利用计算机实现数字程序控制技术。该技术利用计算机根据预先存储的控制程序,执行设备运动轨迹的顺序逻辑控制功能以及外围设备的操作。由于计算机取代了原有的由硬件逻辑电路组成的数控设备,输入操作指令的存储、处理、计算、逻辑判断等控制功能均可由计算机软件实现,并且处理生成的微指令可以传输至伺服驱动装置,驱动电机或液压执行器,从而驱动数控机床运行。

要操作数控机床,您可以按照以下步骤进行:

第一步、根据加工零件的图纸和工艺方案,用规定的代码和程序格式,把刀具的运动轨迹、加工过程、工艺参数、切削用量等编成数控系统能够识别的指令形式,即编写加工程序。

第二步、 将编程好的加工程序输入到数控设备中。

第三步、数控设备解码并处理输入程序(代码),并将相应的控制信号发送到各坐标轴的伺服驱动装置和辅助功能控制装置,以控制机床各部分的运动。

第四步、 在运动过程中,数控系统需要随时检测数控机床的坐标轴位置、行程开关的状态等,并将其与程序的要求进行比较,以确定下一步动作,直到加工出合格的零件。

第五步:操作人员可随时观察和检查数控机床的加工条件和工作状态。如有必要,需调整数控机床的动作和加工程序,以确保机床安全可靠运行。

直角坐标系

几乎所有传统机床能生产的产品都可以在计算机数控机床上生产,而且它具有许多优点。生产产品时使用的机床运动有两种基本类型:点对点(直线运动)和连续路径(轮廓运动)。

笛卡尔坐标系或直角坐标系是由法国数学家和哲学家勒内·笛卡尔发明的。使用该系统,任何特定点都可以从 3 个垂直轴上的任何其他点以数学术语描述。这个概念非常适合机床,因为它们的结构通常基于 3 个运动轴(X、Y、Z)加上一个旋转轴。在普通立式铣床上,X 轴是工作台的水平运动(向右或向左),Y 轴是工作台横向运动(朝向或远离立柱),Z 轴是膝盖或主轴的垂直运动。数控系统严重依赖直角坐标的使用,因为程序员可以精确定位作业上的每个点。当在工件上定位点时,使用 2 条直线相交线,一条垂直,一条水平。这些线必须彼此成直角,它们相交的点称为原点或零点(图 1)

数控

图 1 相交线形成直角并确定零点。

数控

图 2数控中使用的三维坐标平面(轴)。

三维坐标平面如图 3 所示。X 和 Y 平面(轴)是水平的,表示水平机床工作台运动。Z 平面或轴表示垂直刀具运动。加号 (+) 和减号 (-) 表示从零点(原点)沿运动轴的方向。XY 轴交叉时形成的 2 个象限按逆时针方向编号(图 4)。位于象限 3 的所有位置均为正 (X+) 和正 (Y+)。在第 1 象限中,所有位置均为负 X (X-) 和正 (Y+)。在第 2 象限中,所有位置均为负 X (X-) 和负 (Y-)。在第 3 象限中,所有位置均为正 X (X+) 和负 Y (Y-)。

数控

图 3 X 轴和 Y 轴交叉时形成的象限用于精确定位距离 X/Y 零点或原点的点。

在图 3 中,点 A 位于 Y 轴右侧 2 个单位,X 轴上方 2 个单位处。假设每个单位等于 1.000。点 A 的位置为 X + 2.000 和 Y + 2.000。点 B 的位置为 X + 1.000 和 Y - 2.000。在数控编程中,正值 (+) 无需标明,因为这些值是默认的。但是,负值 (-) 必须标明。例如,点 A 和点 B 的位置可以表示如下:

X2.000 Y2.000

BX1.000 Y-2.000

计算机系统与由传感器和电力驱动器组成的机器相连。程序控制机器轴的运动。

最常见的数控机床类型有哪些?

早期机床的设计是操作员站在机床前面操作控制装置。这种设计不再必要,因为在数控中,操作员不再控制机床运动。在传统机床上,只有大约 20% 的时间用于去除材料。随着电子控制装置的加入,实际去除金属的时间增加到 80% 甚至更高。它还减少了将切削刀具送入每个加工位置所需的时间。

各行各业中最常见的 10 种数控机床类型。

1.数控铣床(数控铣床)

2.数控雕刻机(数控雕刻机)

3. 数控激光机 (激光切割机、激光雕刻机、激光焊接机)

4.数控车床(数控车床)

5.数控钻床(CNC钻床)

6.数控镗床

7. CNC磨床(CNC磨床)

8.电火花加工机(EDM)

9.数控等离子切割机(数控等离子切割机)

10. 3D 打印机

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