數(shù)控機(jī)床的工作過程起始于根據(jù)零件圖紙編寫加工程序。加工程序以數(shù)字和字符編碼的形式記錄加工所需的各項(xiàng)信息,如刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡、切削速度、進(jìn)給量等。這些信息通過輸入裝置傳輸至數(shù)控裝置內(nèi)的計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)對輸入的信息進(jìn)行一系列復(fù)雜的處理,包括譯碼、運(yùn)算等操作。處理完成后,計(jì)算機(jī)通過伺服系統(tǒng)及可編程序控制器向機(jī)床主軸及進(jìn)給等執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出精確指令。。機(jī)床主體在檢測反饋裝置的協(xié)同配合下,嚴(yán)格按照這些指令,對工件加工所需的各種動(dòng)作,如刀具相對于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡、位移量和進(jìn)給速度等實(shí)現(xiàn)精細(xì)自動(dòng)控制,終完成工件的加工。以加工一個(gè)具有復(fù)雜輪廓的零件為例,編程人員依據(jù)零件圖紙?jiān)O(shè)計(jì)刀具路徑,并編寫相應(yīng)的數(shù)控程序。程序輸入數(shù)控裝置后,數(shù)控裝置計(jì)算出每個(gè)時(shí)刻刀具應(yīng)處的位置和運(yùn)動(dòng)方向等信息,伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)刀具和工件按照預(yù)定軌跡運(yùn)動(dòng),同時(shí)檢測反饋裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測刀具的實(shí)際位置,并將信息反饋給數(shù)控裝置,數(shù)控裝置根據(jù)反饋信息對刀具位置進(jìn)行微調(diào),確保加工精度 。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。江門五軸數(shù)控機(jī)床
按照伺服系統(tǒng)控制方式,數(shù)控機(jī)床可分為開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床、半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床和閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床。開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)中不配備位置檢測裝置,無位移實(shí)際值反饋與指令值進(jìn)行比較修正,控制信號(hào)單向流動(dòng)。其結(jié)構(gòu)簡單、成本較低,但由于無法實(shí)時(shí)監(jiān)測和調(diào)整機(jī)床的運(yùn)動(dòng)誤差,加工精度相對較低,適用于對加工精度要求不高、負(fù)載較小的場合,如一些簡易的數(shù)控雕刻機(jī)。半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床是在開環(huán)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,在伺服機(jī)構(gòu)中安裝角位移檢測裝置,可間接檢測移動(dòng)部件的位移,然后將檢測信息反饋到數(shù)控裝置中。該方式能補(bǔ)償部分傳動(dòng)環(huán)節(jié)的誤差,加工精度較開環(huán)控制有所提高,應(yīng)用較為,許多常見的數(shù)控車床、銑床多采用半閉環(huán)控制。閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床在機(jī)床移動(dòng)部件位置上直接安裝直線位置檢測裝置,能夠?qū)C(jī)床工作臺(tái)位移進(jìn)行直接測量并通過反饋控制,將數(shù)控機(jī)床本身包含在位置控制環(huán)之內(nèi),機(jī)械系統(tǒng)引起的誤差可由反饋控制得以消除,加工精度高,但系統(tǒng)復(fù)雜、成本高,調(diào)試和維護(hù)難度大,常用于對加工精度要求極高的精密加工領(lǐng)域,如航空航天零件的加工 。廣州五軸數(shù)控機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷功能,快速定位設(shè)備問題縮短維修時(shí)間。
刀具路徑規(guī)劃是數(shù)控編程的內(nèi)容之一,它直接影響到加工效率、加工質(zhì)量和刀具壽命。刀具路徑規(guī)劃的目標(biāo)是根據(jù)零件的形狀、尺寸和加工要求,合理確定刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡,使刀具能夠高效、準(zhǔn)確地切除工件上多余的材料。在規(guī)劃刀具路徑時(shí),首先要考慮加工工藝順序,如先粗加工去除大部分余量,再進(jìn)行半精加工和精加工以保證尺寸精度和表面質(zhì)量。對于不同的加工類型,刀具路徑規(guī)劃方法也有所不同。在進(jìn)行平面銑削時(shí),可采用往復(fù)銑削、單向銑削、環(huán)切等方式,根據(jù)零件的形狀和加工要求選擇合適的方式,以提高加工效率和表面質(zhì)量。對于復(fù)雜曲面的加工,則需要使用更復(fù)雜的刀具路徑規(guī)劃算法,如等高線加工、放射狀加工、螺旋線加工等,確保刀具能夠沿著曲面的輪廓進(jìn)行精確加工,同時(shí)避免刀具與工件或夾具發(fā)生碰撞。例如,在加工一個(gè)模具型腔時(shí),粗加工階段可采用等高線粗加工方式,快速去除大量余量;精加工階段則采用曲面輪廓精加工方式,按照型腔的曲面形狀精確規(guī)劃刀具路徑,保證模具表面的精度和光潔度 。
按運(yùn)動(dòng)軌跡分類,數(shù)控機(jī)床可分為點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床、直線控制數(shù)控機(jī)床和輪廓控制數(shù)控機(jī)床。點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)控制刀具或工作臺(tái)從一個(gè)加工點(diǎn)精確移動(dòng)到另一個(gè)加工點(diǎn),在移動(dòng)過程中不關(guān)心運(yùn)動(dòng)軌跡,只確保終點(diǎn)位置的準(zhǔn)確性。這類機(jī)床常用于鉆孔、鏜孔等加工,如數(shù)控鉆床,只需控制鉆頭快速準(zhǔn)確地移動(dòng)到各個(gè)孔的加工位置進(jìn)行鉆孔操作。直線控制數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)不僅要精確控制點(diǎn)與點(diǎn)之間的位置,還需保證兩點(diǎn)之間的移動(dòng)軌跡為一條直線,并且在移動(dòng)過程中能夠以給定的進(jìn)給速度進(jìn)行加工。它適用于加工臺(tái)階軸、平面等,例如一些簡單的數(shù)控車床可以實(shí)現(xiàn)直線控制,車削外圓、端面等表面。輪廓控制數(shù)控機(jī)床,又稱為連續(xù)控制數(shù)控機(jī)床,其控制系統(tǒng)能夠連續(xù)控制兩個(gè)或兩個(gè)以上運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)的位移和速度,可精確控制刀具相對于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡,從而加工出復(fù)雜的曲線和曲面輪廓。像加工模具型腔、航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片等復(fù)雜形狀的零件,就需要輪廓控制數(shù)控機(jī)床,如五軸聯(lián)動(dòng)加工中心,能夠同時(shí)控制多個(gè)坐標(biāo)軸的運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)復(fù)雜曲面的高精度加工 。高速加工中心采用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng),加速度高且運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。
數(shù)控機(jī)床主要由數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、測量反饋裝置、驅(qū)動(dòng)裝置和機(jī)床本體等部分構(gòu)成。數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的,它如同機(jī)床的 “大腦”,負(fù)責(zé)接收并處理加工程序中的信息,將其轉(zhuǎn)化為控制指令。伺服系統(tǒng)則相當(dāng)于機(jī)床的 “肌肉”,根據(jù)數(shù)控裝置發(fā)出的指令,精確控制機(jī)床各坐標(biāo)軸的運(yùn)動(dòng),包括運(yùn)動(dòng)的速度、方向和位移量等。測量反饋裝置用于實(shí)時(shí)檢測機(jī)床坐標(biāo)軸的實(shí)際位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài),并將這些信息反饋給數(shù)控裝置,以便數(shù)控裝置對機(jī)床的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行精確調(diào)整,保證加工精度。驅(qū)動(dòng)裝置在數(shù)控裝置的控制下,通過電氣或電液伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)主軸和進(jìn)給的驅(qū)動(dòng)。機(jī)床本體是機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)部分,包括床身、立柱、工作臺(tái)、主軸部件等,為加工過程提供機(jī)械支撐和運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)。例如,在一臺(tái)數(shù)控車床上,數(shù)控裝置接收編程人員編寫的加工程序,經(jīng)過處理后向伺服系統(tǒng)發(fā)出指令,伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn),使安裝在刀架上的刀具按照預(yù)定軌跡對工件進(jìn)行切削加工,測量反饋裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測刀架的位置并反饋給數(shù)控裝置,確保加工精度,而機(jī)床本體則為整個(gè)加工過程提供穩(wěn)定的支撐 。激光切割機(jī)的吹氣系統(tǒng),吹除熔渣保證切割面光滑。惠州大型數(shù)控機(jī)床源頭廠家
龍門式數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)穩(wěn)固,能承載大型工件,適用于航空航天領(lǐng)域。江門五軸數(shù)控機(jī)床
數(shù)控機(jī)床在汽車制造行業(yè)的應(yīng)用:汽車制造對零部件生產(chǎn)效率和一致性要求嚴(yán)苛,數(shù)控機(jī)床廣泛應(yīng)用于各關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋加工中,數(shù)控加工中心通過高速切削和多軸聯(lián)動(dòng)技術(shù),實(shí)現(xiàn)復(fù)雜孔系和平面高精度加工。例如,采用高速銑削工藝加工缸蓋頂面,表面粗糙度 Ra 值控制在 1.6μm 以內(nèi),平面度誤差小于 0.05mm,保障發(fā)動(dòng)機(jī)密封性和性能。在變速箱殼體加工時(shí),數(shù)控機(jī)床自動(dòng)換刀和多工位加工功能,可一次裝夾完成多面多孔加工,減少裝夾誤差,提升加工精度與效率。同時(shí),在汽車模具制造領(lǐng)域,五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床能夠精確加工汽車覆蓋件模具復(fù)雜型面,縮短模具制造周期,提高模具質(zhì)量,加快汽車新產(chǎn)品研發(fā)與生產(chǎn)速度。江門五軸數(shù)控機(jī)床