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第五章 数控机床及工业机器人
知识点四、数控机床的组成(掌握)
数控机床分成两大部分,即CNC系统和机床主机(包括辅助装置)。
(一)CNC系统
由程序、输入输出(I/O)设备、CNC装置、主轴控制单元及进给控制单元组成。
CNC系统 | 程序 | CNC系统的重要组成部分。 |
输入输出(I/O)设备 | 主要用于零件加工程序的编制、存储、打印、显示等。 | |
CNC装置 | CNC 系统的核心,它由计算机(包括硬件和软件)、可编程控制器(PLC)和接口电路三部分组成。 | |
主轴控制单元 | 与交、直流主轴电动机及其速度检测元件组成主轴驱动装置。控制主轴的旋转运动。 | |
进给控制单元 | 与进给伺服电动机及其检测元件组成进给驱动装置。用于控制机床各坐标轴的切削进给运动。 |
(二)主机
数控机床也有普通机床都具有的床身、立柱、主轴、工作台等关键部件,但在设计上已有很大变化。
为了满足数控机床高自动化、高效率、高精度、高速度、高可靠性的要求,其机械结构具以下一些特点:
高刚度和高抗振性 | 改进机床结构的阻尼特性 | 通过机床结构、筋板的合理布局,例如加大主轴的支承轴径,缩短主轴端部的受力悬伸段,床身采用钢板焊接结构等方法来提高刚度。 |
采用新材料,特殊结构也可以提高动刚度和抗振能力。 | ||
小的机床热变形 | 采用热对称结构及热平衡措施。对于发热部件(如主轴箱、静压导轨液压油等)采取散热、风冷、液冷等控制温升;对切削部位采取强冷措施; | |
采用热位移补偿。即预测热变形规律,建立数学模型,存入计算机,来进行实时补偿。 | ||
高效率、无间隙、低摩擦传动 | 采用滚动导轨、静压导轨、滚珠丝杠、塑料滑动导轨等高效率、无间隙、低摩擦传动。 | |
简化的机械传动结构 | 采用高性能、宽调速范围的交直流主轴电动机和伺服电动机,使主轴箱、进给变速箱及其传动系统大为简化,提高传动精度和可靠性。 |
(三)辅助装置
为了保证数控机床正常运行、功能充分发挥,必须配备必要的辅助装置,包括:电器、液压、气动元件及系统;冷却、排屑、防护、润滑、照明、储运等装置;交换工作台,数控转台,数控分度头;刀具及其监控检测装置等。
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