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数控机床的分类?

发布时间:2019-06-03 08:47 来源:未知 编辑:admin

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  普通数控机床一般指在加工工艺过程中的一个工序上实现数字控制的自动化机床,如数控铣床、数控车床、数控钻床、数控磨床与数控齿轮加工机床等。普通数控机床在自动化程度上还不够完善,刀具的更换与零件的装夹仍需人工来完成。

  加工中心是带有刀库和自动换刀装置的数控机床,它将数控铣床、数控镗床、数控钻床的功能组合在一起,零件在一次装夹后,可以将其大部分加工面进行铣削。

  数控系统只控制刀具从一点到另一点的准确位置,而不控制运动轨迹,各坐标轴之间的运动是不相关的,在移动过程中不对工件进行加工。这类数控机床主要有数控钻床、数控坐标镗床、数控冲床等。

  数控系统除了控制点与点之间的准确位置外,还要保证两点间的移动轨迹为一直线,并且对移动速度也要进行控制,也称点位直线控制。这类数控机床主要有比较简单的数控车床、数控铣床、数控磨床等。单纯用于直线控制的数控机床已不多见。

  轮廓控制的特点是能够对两个或两个以上的运动坐标的位移和速度同时进行连续相关的控制,它不仅要控制机床移动部件的起点与终点坐标,而且要控制整个加工过程的每一点的速度、方向和位移量,也称为连续控制数控机床。这类数控机床主要有数控车床、数控铣床、数控线切割机床、加工中心等。

  这类机床不带位置检测反馈装置,通常用步进电机作为执行机构。输入数据经过数控系统的运算,发出脉冲指令,使步进电机转过一个步距角,再通过机械传动机构转换为工作台的直线移动,移动部件的移动速度和位移量由输入脉冲的频率和脉冲个数所决定。

  在电机的端头或丝杠的端头安装检测元件,通过检测其转角来间接检测移动部件的位移,然后反馈到数控系统中。由于大部分机械传动环节未包括在系统闭环环路内,因此可获得较稳定的控制特性。其控制精度虽不如闭环控制数控机床,但调试比较方便,因而被广泛采用。

  这类数控机床带有位置检测反馈装置,其位置检测反馈装置采用直线位移检测元件,直接安装在机床的移动部件上,将测量结果直接反馈到数控装置中,通过反馈可消除从电动机到机床移动部件整个机械传动链中的传动误差,最终实现精确定位。

  利用感觉器官,注意发生故障时的各种现象,如故障时有无火花、亮光产生,有无异常响声、何处异常发热及有无焦煳味等。仔细观察可能发生故障的每块印制线路板的表面状况,有无烧毁和损伤痕迹,以进一步缩小检查范围,这是一种最基本、最常用的方法。

  依靠CNC系统快速处理数据的能力,对出错部位进行多路、快速的信号采集和处理,然后由诊断程序进行逻辑分析判断,以确定系统是否存在故障,及时对故障进行定位。

  (1)开机自诊断开机自诊断是指从每次通电开始至进入正常的运行准备状态为止,系统内部的诊断程序自动执行对CPU、存储器、总线、I/O单元等模块、印制线路板、CRT 单元、光电阅读机及软盘驱动器等设备运行前的功能测试,确认系统的主要硬件是否可以正常工作。

  (2)故障信息提示当机床运行中发生故障时,在CRT 显示器上会显示编号和内容。根据提示,查阅有关维修手册,确认引起故障的原因及排除方法。一般来说,数控机床诊断功能提示的故障信息越丰富,越能给故障诊断带来方便。

  CNC系统的自诊断不但能在CRT 显示器上显示故障报警信息,而且能以多页的“诊断地址”和“诊断数据”的形式提供机床参数和状态信息。

  (1)参数检查数控机床的机床数据是经过一系列试验和调整而获得的重要参数,是机床正常运行的保证。这些数据包括增益、加速度、轮廓监控允差、反向间隙补偿值和丝杠螺距补偿值等。当受到外部干扰时,会使数据丢失或发生混乱,机床不能正常工作。

  (2)接口检查CNC系统与机床之间的输入/输出接口信号包括CNC 系统与PLC、PLC 与机床之间接口输入/输出信号。数控系统的输入/输出接口诊断能将所有开关量信号的状态显示在CRT 显示器上,用“1”或“0”表示信号的有无,利用状态显示可以检查CNC系统是否已将信号输出到机床侧,机床侧的开关量等信号是否已输入到CNC 系统,从而可将故障定位在机床侧或是在CNC 系统。

  现代数控机床的CNC 系统内部,除了上述的自诊断功能和状态显示等“软件”报警外,还有许多“硬件”报警指示灯,它们分布在电源、伺服驱动和输入/输出等装置上,根据这些报警灯的指示可判断故障的原因。

  利用备用的电路板来替换有故障疑点的模板,是一种快速而简便的判断故障原因的方法,常用于CNC 系统的功能模块,如CRT 模块、存储器模块等。需要注意的是,备板置换前,应检查有关电路,以免由于短路而造成好板损坏。

  同时,还应检查试验板上的选择开关和跨接线是否与原模板一致,有些模板还要注意模板上电位器的调整。置换存储器板后,应根据系统的要求,对存储器进行初始化操作,否则系统仍不能正常工作。

  在数控机床中,常有功能相同的模块或单元,将相同模块或单元互相交换,观察故障转移的情况,就能快速确定故障的部位。这种方法常用于伺服进给驱动装置的故障检查,也可用于CNC 系统内相同模块的互换。

  CNC 系统由各种电路板组成,每块电路板上会有很多焊点,任何虚焊或接触不良都可能出现故障。用绝缘物轻轻敲打有故障疑点的电路板、接插件或电器元件时,若故障出现,则故障很可能就在敲击的部位。

  为检测方便,模块或单元上设有检测端子,利用万用表、示波器等仪器仪表,通过这些端子检测到的电平或波形,将正常值与故障时的值相比较,可以分析出故障的原因及故障的所在位置。由于数控机床具有综合性和复杂性的特点,引起故障的因素是多方面的。

  上述故障诊断方法有时要几种同时应用,对故障进行综合分析,快速诊断出故障的部位,从而排除故障。同时,有些故障现象是电气方面的,但引起的原因是机械方面的;反之,也可能故障现象是机械方面的,但引起的原因是电气方面的;或者二者兼而有之。因此,对它的故障诊断往往不能单纯地归因于电气方面或机械方面,而必须加以综合,全方位地进行考虑。

  1.数控钻床主要用于钻孔、扩孔、铰孔、攻丝等加工。它是数字控制的以钻削为主的孔加工机床,由于加工中心的发展,绝大多数数控钻床已被加工中心取代。

  2.数控车床是目前使用较为广泛的数控机床之一。它主要用于轴类零件或盘类零件的内外圆柱面、任意锥角的内外圆锥面、复杂回转内外曲面和圆柱、圆锥螺纹等切削加工,并能进行切槽、钻孔、扩孔、铰孔及镗孔等。

  数控铣床是在一般铣床的基础上发展起来的一种自动加工设备,两者的加工工艺基本相同,结构也有些相似。数控铣床有分为不带刀库和带刀库两大类。其中带刀库的数控铣床又称为加工中心。

  数控机床的操作和监控全部在这个数控单元中完成,它是数控机床的大脑。与普通机床相比,数控机床有如下特点:

  1、对加工对象的适应性强,适应模具等产品单件生产的特点,为模具的制造提供了合适的加工方法;

  5、机床本身的精度高、刚性大,可选择有利的加工用量,生产率高(一般为普通机床的3~5倍);

  7、有利于生产管理的现代化。数控机床使用数字信息与标准代码处理、传递信息,使用了计算机控制方法,为计算机辅助设计、制造及管理一体化奠定了基础;

  数控车床、数控铣床、数控钻床、数控磨床、数控镗铣床、数控电火花加工机床、数控线切割机床、数控齿轮加工机床、数控冲床、数控液压机等各种用途的数控机床。

  开环控制数控机床:这类机床不带位置检测反馈装置,通常用步进电机作为执行机构。输入数据经过数控系统的运算,发出脉冲指令,使步进电机转过一个步距角,再通过机械传动机构转换为工作台的直线移动,移动部件的移动速度和位移量由输入脉冲的频率和脉冲个数所决定。

  半闭环控制数控机床:在电机的端头或丝杠的端头安装检测元件(如感应同步器或光电编码器等),通过检测其转角来间接检测移动部件的位移,然后反馈到数控系统中。由于大部分机械传动环节未包括在系统闭环环路内,因此可获得较稳定的控制特性。其控制精度虽不如闭环控制数控机床,但调试比较方便,因而被广泛采用。

  闭环控制数控机床:这类数控机床带有位置检测反馈装置,其位置检测反馈装置采用直线位移检测元件,直接安装在机床的移动部件上,将测量结果直接反馈到数控装置中,通过反馈可消除从电动机到机床移动部件整个机械传动链中的传动误差,最终实现精确定位。

  点位控制数控机床:数控系统只控制刀具从一点到另一点的准确位置,而不控制运动轨迹,各坐标轴之间的运动是不相关的,在移动过程中不对工件进行加工。这类数控机床主要有数控钻床、数控坐标镗床、数控冲床等。

  直线控制数控机床:数控系统除了控制点与点之间的准确位置外,还要保证两点间的移动轨迹为一直线,并且对移动速度也要进行控制,也称点位直线控制。这类数控机床主要有比较简单的数控车床、数控铣床、数控磨床等。单纯用于直线控制的数控机床已不多见。

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