數(shù)控車床具備復雜工況高效高精度加工技術;高效高精度加工是機床用戶追求的永恒目標,加工工藝作為獲取優(yōu)質(zhì)零件的必要環(huán)節(jié),其優(yōu)劣對零件加工質(zhì)量和效率有直接影響。當前,機床用戶在切削加工編程階段由于缺乏對機床本體性能的認識,僅考慮刀具與工件的幾何約束關系進行工藝編程,工藝制定和參數(shù)選擇多憑人員的習慣和經(jīng)驗。此外,在加工復雜型面零件時,強時變、參變的切削負載將激發(fā)工藝系統(tǒng)的復雜響應,易導致加工過程失穩(wěn)、零件報廢。目前提高加工質(zhì)量的常用方法是采用“加工-分析-測量-修正-再加工”的思路,生產(chǎn)周期長,成本高。隨著對高效高精度加工的不斷追求,這種傳統(tǒng)的被動式工藝制定流程難以充分發(fā)揮機床的使用效率。
實際上,數(shù)控車床加工過程與工藝系統(tǒng)之間存在交互機制,想要實現(xiàn)高效高精度加工,首先需研究切削過程與工藝系統(tǒng)之間的動態(tài)交互作用機理,針對不同機床性能、刀具性能和零件加工要求,綜合工藝系統(tǒng)特性和工藝過程,考慮物理性能約束,提出面向高效高精度加工的刀具路徑規(guī)劃與工藝參數(shù)優(yōu)化方法,實現(xiàn)工藝系統(tǒng)與加工過程的最優(yōu)匹配。其次,研究考慮加工過程影響的機床自適應控制技術,在伺服驅(qū)動環(huán)節(jié)和數(shù)控環(huán)節(jié)開發(fā)先進控制策略,實現(xiàn)多源物理量在線測量、加工誤差分析與補償,提高加工效率和質(zhì)量。
1.數(shù)控技術發(fā)展主要經(jīng)過了六個主要階段:電子管數(shù)控系統(tǒng)、晶體管數(shù)控系統(tǒng)、集成電路數(shù)控系統(tǒng)、小型計算機數(shù)控系統(tǒng)、微處理器數(shù)控系統(tǒng)、基于工業(yè)PC的通用CNC系統(tǒng)。
2.數(shù)控車床加工的原理是:首先要將被加工零件的圖樣及工藝信息數(shù)字化,用規(guī)定的代碼和程序格式編寫加工程序;然后將所編程序指令輸入到機床的數(shù)控裝置中;再后數(shù)控裝置將程序(代碼)進行譯碼、運算后,向機床各個坐標的伺服機構和輔助控制裝置發(fā)出信號,驅(qū)動機床各運動部件,控制所需要的輔助運動,最后加工出合格零件。
3.數(shù)控車床主要由加工程序、輸入裝置、數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、測量反饋裝置、輔助控制裝置及機床等七個部分組成。
4.數(shù)控車床按加工工藝方式可分為切削機床類、成型機床類、特種加工機床類、其它機床類;按控制系統(tǒng)功能可分為點位控制、點位直線控制、輪廓控制數(shù)控機床;按伺服控制方式可分為開環(huán)、閉環(huán)和半閉環(huán)控制數(shù)控車床。按數(shù)控系統(tǒng)的功能水平可分為高、中、低三檔數(shù)控機床。
5.數(shù)控車床對操作維修人員有較高的技術要求,對刀具夾具也有較高的要求。主要適用于批量小而又多次生產(chǎn)的零件、幾何形狀復雜的零件、加工過程中必須進行多種加工的零件、必須嚴格控制公差的零件、工藝設計會變化的零件、需全部檢驗的零件。
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