数控机床

加工中心的丁作原理是根据零件图纸制定工艺方案，采用手工或计算机自动编制零件 加工程序，把零件所需的机床各种动作及全部工艺参数变成机床的数控装置能接受的信息代 码．并把这些代码存储在信息载体(穿孔带、磁盘等)上，将信息载体送到输入装置。读出信息并送入数控装置，或利用计算机和加工中心直接进行通信，实现零件程序的输入和输出． 进人数控装置的信息经过一系列处理和运算转变为脉冲信号。有的信号送到机床的伺 服系统，通过伺服机构进行转换和放大，再经过传动机构。驱动机床有关零部件使刀具和工 件严格执行零件程序所规定的相应运动．还有的信号送到可编程序控制器中用于顺序控制 机床的其他辅助动作，实现刀具自动更换。 2．加工中心的基本组成 加工中心的组成随机床的类别、功能、参数的不同而有所不同。机床本身分基本部件和 选择部件，数控系统有基本功能和选用功能，机床参数有主参数和其他参数。机床制造厂可 根据用户提出的要求进行生产，但同类机床产品的基本功能和部件组成一般差别不大。 尽管出现了各种类型的加工中心，其外形结构各异，但从总体来看主要由以下几大部分组成1)基础部分由床身、立柱、横梁、工作台和底座等部件组成．它们主要承受加工中心的静载荷及在加工时产生的切削负载，对加工中心各部件起支撑和导向作用，因此要求基础支撑件具有足够的刚度，较高的固有频率和较大的阻尼，这些工件通常是铸铁件或焊接而成的钢结构件，是加工中心中体积和重量大的基础构件．2)主轴部件由主轴箱、主轴电动机、主轴和主轴轴承等零件组成。主轴的启、停、变速等动作由数控系统控制，并通过装在主轴上的刀具参与切削运动，是切削加工的功率输出部件。主轴系统为加工中心的主要组成部分，和常规机床主轴系统相比，加丁中心主轴系统要具有更高的转速、更高的回转精度以及更高的结构刚性和抗振性。 3)进给机构由进给伺服电动机、机械传动装置和位移测量元件等组成．它驱动工作台等移动部件形成进给运动。加工中心进给驱动机械系统直接实现直线或旋转运动的进给和定位，对加工的精度和质量影响很大，因此对加丁中心进给系统的要求是运动精度、运动稳定性和响应能力。 4)数控系统(CNC) 加工中心的数控部分由CNC装置、可编程控制器、伺服驱动装置以及操作面板等组 成．它是完成加工过程的控制中心。CNC系统一般由中央处理器、存储器和输人、辅出接口组成。中央处理器又山存储器、运算器、控制器和总线组成。CNC系统的主要特点是辖人存储，数据的加工、插补运算以及机床各种控制功能都通过计算机软件来完成，能增加祖 多逻辑电路难以实现的功能。计算机与其他装置之间可通过接口设备连接。当控制对象改 变时，只需改变软件与接口。 5)自动换刀系统(ATC) 自动换刀装置(Automatic Tool Changer，ATC)由刀库、机械手和驱动机构等部件组 成．刀库是存放加工过程所使用的全部刀具的装置；刀库有盘式．鼓式和链式等多种形式， 容量从几把到几百把，当需换刀时，根据数控系统指令，伸出机械手(或通过别的方式)将刀 具从刀库取出装入主轴中，机械手的结构根雄刀库与主轴的相对位置及结构的不同也有多 种形式，如单臂式、双臂式、回转式和轨道式等。有的加工中心不用机械手而利用土轴箱或 刀库的移动来实现换刀。尽管换刀过程，选刀方式、刀库结构、机械手类型等各不相同，但都是在数控装置及可编程序控制器的控制下，由电机和液压或气动机构驱动刀库和机械手实 现刀具的选择与交换。在机构中装入接触式传感Oe还可实现对刀具和工件误差的测量。 6)辅助装置包括润滑、冷却、排屑、防护、液压、气动和检测系统等部分，这些装置虽然不直接参与切削运动，但对加丁中心的加丁效率、加工精度和可靠性起着保障作用，因此也是加丁中心不可缺少的部分。由于加工中心生产效率，井可长时间实现自动化加工，因而冷却、润滑、排屑等问题比常规机床更为。大切削量的加工需要强力冷却和及时排屑．大量冷却和润滑液酌作用还对系统的密封和泄漏提出了更高的要求．从而促进了半封闭、全封闭结构机床的产生． 7)自动托盘更换系统 有的加工中心为进一步缩短非切削时间，配有两个自动交换工件托盘：一个安装在工 作台上进行加工，另一个则位于工作台外进行装卸工件。当完成一个托盘上的工件加工后， 便自动交换托盘，进行新零件的加工，这样可减少辅助时间，提高加工效率。