隨著科學(xué)技術(shù)和社會(huì)生產(chǎn)的迅速發(fā)展,機(jī)械產(chǎn)品日趨復(fù)雜,對(duì)機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率的要求越來(lái)越高。在航空航天、軍工和計(jì)算機(jī)等工業(yè)中,零件精度高、形狀復(fù)雜、批量少、經(jīng)常改動(dòng),加工困難,生產(chǎn)效率低,勞動(dòng)強(qiáng)度大,質(zhì)量難以保證。機(jī)械加工工藝過(guò)程自動(dòng)是和智能化適應(yīng)上述發(fā)展特點(diǎn)的最重要手段。
為解決上述問(wèn)題,一種靈活、通用、高精度、高效的“柔性”自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備一數(shù)控機(jī)床在這種情況下應(yīng)運(yùn)而生。目前數(shù)控技術(shù)已逐步普及,數(shù)控機(jī)床在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用,已成為機(jī)床自動(dòng)化的一個(gè)重要發(fā)展方向。
1、數(shù)控
(1)數(shù)控的意義:
數(shù)控即數(shù)字控制(Numerical Control),是數(shù)字程序控制的簡(jiǎn)稱(chēng)。
數(shù)控的實(shí)質(zhì)是通過(guò)特定處理方式下的數(shù)字信息(不邊疆變化的數(shù)字量)去自動(dòng)控制機(jī)械裝置進(jìn)行動(dòng)作,它與通過(guò)連續(xù)變化的模擬量進(jìn)行的程序控制(即順序控制),有著截然不同的性質(zhì)。
由于數(shù)控中的控制信息,而處理這些短信息離不開(kāi)計(jì)算機(jī),因此將通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)控制的技術(shù),簡(jiǎn)稱(chēng)為數(shù)控。這里講的數(shù)控,特指用于機(jī)床加工中的數(shù)控(即機(jī)床數(shù)控)。除此之外,數(shù)控還廣泛應(yīng)用于測(cè)量、理化試驗(yàn)與分析、物質(zhì)與信息的傳輸、建筑以及科學(xué)管理等領(lǐng)域。
(2)數(shù)控的分類(lèi):
早期的數(shù)控機(jī)床的NC裝置由各種邏輯元件、記憶元件組成隨機(jī)邏輯電路,是固定接線(xiàn)的硬件結(jié)構(gòu),由硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)控功能,稱(chēng)作硬件數(shù)控,用這種技術(shù)實(shí)現(xiàn)的數(shù)控機(jī)床一般稱(chēng)作為NC機(jī)床。
計(jì)算機(jī)數(shù)控(Computer Numerical Control),簡(jiǎn)稱(chēng)CNC?,F(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)是采用微處理器或?qū)S梦C(jī)的數(shù)控系統(tǒng),由事先存放在存儲(chǔ)器里的系統(tǒng)程序(軟件)來(lái)實(shí)現(xiàn)控制邏輯,實(shí)現(xiàn)部分或分部數(shù)控功能,并通過(guò)接口與外圍設(shè)備進(jìn)行連接,稱(chēng)為CNC系統(tǒng),這樣的機(jī)床一般稱(chēng)為CNC機(jī)床。
2、機(jī)床數(shù)控與數(shù)控機(jī)床
(1)機(jī)床數(shù)控
機(jī)床數(shù)控是指通過(guò)加工程序編制工作,將其控制指令以數(shù)字信號(hào)的方式記錄在信息介質(zhì)上,經(jīng)輸入計(jì)算機(jī)處理后,對(duì)機(jī)床各種動(dòng)作的順序、位移量和速度實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的一門(mén)技術(shù)。其控制對(duì)象是專(zhuān)門(mén)針對(duì)機(jī)床和機(jī)床加工的,這里所說(shuō)的機(jī)床不僅指金屬切削機(jī)床(臺(tái)車(chē)、銑、刨、鉆、磨、鏜等機(jī)床)。
(2)數(shù)控機(jī)床
數(shù)控機(jī)床是一種通過(guò)數(shù)字信息控制機(jī)床按給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,進(jìn)行自動(dòng)加工的機(jī)電一體化新型加工裝備。
數(shù)控機(jī)床是數(shù)字控制技術(shù)與機(jī)床相結(jié)合的產(chǎn)物,機(jī)床數(shù)控技術(shù)是通過(guò)數(shù)控機(jī)床加工技術(shù)而實(shí)現(xiàn)的,應(yīng)用數(shù)控技術(shù)的關(guān)鍵在于學(xué)好和用好數(shù)控機(jī)床。
一個(gè)國(guó)家的機(jī)床數(shù)控率,反映了這個(gè)國(guó)家機(jī)床工業(yè)和機(jī)械制造業(yè)水平的高低,同時(shí)也是衡量一個(gè)國(guó)家科技進(jìn)步的重要標(biāo)志之一。它對(duì)于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化,促進(jìn)科技進(jìn)步和加速現(xiàn)代化建設(shè),都有著十分重大的意義。發(fā)達(dá)國(guó)家視數(shù)控技術(shù)為機(jī)械工業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略重點(diǎn),而大力推進(jìn)和發(fā)展數(shù)控機(jī)床。
3、數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用
數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn):
數(shù)控機(jī)床與傳統(tǒng)機(jī)床相比,具有以下一些特點(diǎn)。
(1)具有高度柔性
在數(shù)控機(jī)床上加工零件,主要取決于加工程序,它與普通機(jī)床不同,不必制造,更換許多模具、夾具,不需要經(jīng)常重新調(diào)整機(jī)床。因此,數(shù)控機(jī)床適用于所加工的零件頻繁更換的場(chǎng)合,亦即適合單件,小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)及新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā),從而縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備周期,節(jié)省了大量工藝裝備的費(fèi)用。
(2)加工精度高
數(shù)控機(jī)床的加工精度一般可達(dá)0.05—0.1mm,數(shù)控機(jī)床是按數(shù)字信號(hào)形式控制的,數(shù)控裝置每輸出一脈沖信號(hào),則機(jī)床移動(dòng)部件移動(dòng)一具脈沖當(dāng)量(一般為0.001mm),而且機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)鏈的反向間隙與絲桿螺距平均誤差可由數(shù)控裝置進(jìn)行曲補(bǔ)償,因此,數(shù)控機(jī)床定位精度比較高。
(3)加工質(zhì)量穩(wěn)定、可靠
加工同一批零件,在同一機(jī)床,在相同加工條件下,使用相同刀具和加工程序,刀具的走刀軌跡完全相同,零件的一致性好,質(zhì)量穩(wěn)定。
(4)生產(chǎn)率高
數(shù)控機(jī)床可有效地減少零件的加工時(shí)間和輔助時(shí)間,數(shù)控機(jī)床的主軸聲速和進(jìn)給量的范圍大,允許機(jī)床進(jìn)行大切削量的強(qiáng)力切削。數(shù)控機(jī)床目前正進(jìn)入高速加工時(shí)代,數(shù)控機(jī)床移動(dòng)部件的快速移動(dòng)和定位及高速切削加工,極大地提高了生產(chǎn)率。另外,與加工中心的刀庫(kù)配合使用,可實(shí)現(xiàn)在一臺(tái)機(jī)床上進(jìn)行多道工序的連續(xù)加工,減少了半成品的工序間周轉(zhuǎn)時(shí)間,提高了生產(chǎn)率。
(5)改善勞動(dòng)條件
數(shù)控機(jī)床加工前是經(jīng)調(diào)整好后,輸入程序并啟動(dòng),機(jī)床就能有自動(dòng)連續(xù)地進(jìn)行加工,直至加工結(jié)束。操作者要做的只是程序的輸入、編輯、零件裝卸、刀具準(zhǔn)備、加工狀態(tài)的觀測(cè)、零件的檢驗(yàn)等工作,勞動(dòng)強(qiáng)度大降低,機(jī)床操作者的勞動(dòng)趨于智力型工作。另外,機(jī)床一般是結(jié)合起來(lái),既清潔,又安全。
(6)利用生產(chǎn)管理現(xiàn)代化
數(shù)控機(jī)床的加工,可預(yù)先精確估計(jì)加工時(shí)間,對(duì)所使用的刀具、夾具可進(jìn)行規(guī)范化,現(xiàn)代化管理,易于實(shí)現(xiàn)加工信息的標(biāo)準(zhǔn)化